안전공학 연습

Thermal design에서 가장 중요한 요소는 연료의 온도 분포이다. specific power[kw(t)/kgm], power density[kw(t)/liter], heat flux[Btu/hr ft2], 등과 같은 것들은, 냉각 계통이 온도를 연료의 물성 한계를 넘지 않도록 기본적인 연료 격자나 기초 단위가 결정되는 데에 함께 고려의 대상이 된다. 재료의 한계 물성치는 신중하게 결정되어야 한다. 예로서, 기체 냉각로에서는 연료 중심선의 온도가 될 수 있고 PWR, BWR같은 water cooled reactor에서는 보통 피복재의 burn out이 고려의 대상이다. 이 경우에 편차는 hot spot factor와 선형적인 관계에 있지 않다. 어떤 경우에는 연료의 중심의 온도나 피복재 온도나 burn out 등 하나 이상의 한계치가 고려되어야 한다. 원자로 생애 동안에 일어날 수 있는 여러 변화를 일으키는 작동 변수들역시 고려의 대상이다. 이러한 변수에는 출력 분포의 다양성(연료의 burn up, 유지와 보수에 의한), 연료 재료의 구조 변화, 그리고 연료와 피복재 사이의 기체층에 누적되는 핵분열 기체의 효과, 연료의 열전달 표면에 산화층이 형성되는 가능성, 가동과 정지시에 발생하는 천이상태, LOCA, 온 구배에 의한 thermal stress, fission gas의 누적에 의한 pressure stress 등이 있다. core thermal design을 할 때 발전소나 증기 순환 과정의 끝 부분에서 설계자가 갖추어야 할 몇 가지 기본적인 조건들이 있다. 다음 각 단계들은 설계에 필요한 과정들을 말해 주고 있다. 1) Mw로 나타낸 순출력은 보통 network 성장 요구 조건에 기초를 둔 전기적인 효용성에 의해 결정된다. 2) 원자로의 type -PWR, BWR, FBR 등은 서로 다른 제조 공정에 기초한 전기적인 유용성에 의해 결정되지만 때때로 새로운 종류의 발전소나 원자로 형태에 대한 경험을 얻기 위한 목적으로 결정되기도 한다. 3…
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