핵연료 지지격자체 스프링의 등가모델 연구 (A Study on the Equivalent Spring Model of a Nuclear Fuel Cell Spacer Grid)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 A / 42권 / 2호 / 143 ~ 151페이지
· 저자명 : 김희철, 나문경, 정혜경, 김재용, 김종봉

초록

핵연료집합체는 상단고정체, 하단고정체, 지지격자체로 이루어져 있다. 그 중 지지격자체는 운송중인 핵연료봉을 지진 및 교통사고와 같은 외부 하중으로부터 보호하는 역할을 한다. 지지격자체의 보호 성능은 실험 및 계산 비용 한계로 인해 전체 지지격자체가 아닌 일부 지지격자에 대해서만 연구가 진행되었다. 또한 전체 핵연료집합체에 대한 수치해석은 매우 많은 수의 요소를 사용해야 하기 때문에 쉽지 않다. 특히 지지격자체의 스프링을 표현하는데 많은 수의 요소가 사용된다. 따라서 본 연구에서는 핵연료 전체에 대한 해석이 가능하게 하는 사전 연구로, 동일한 거동을 가지는 등가의 단순 형상의 스프링에 대해 연구하였다. 최소 변형 에너지 방법을 사용하여 동일한 거동을 갖는 단순한 형상의 등가모델을 설계하고 검증하였다. 결과적으로 동적 문제 해석 시간을 약 80% 줄일 수 있었다.

영어초록

A nuclear fuel assembly consists of a top end piece, bottom end piece, and spacer grids. The spacer grid assembly has the role of protecting the fuel rod against external loads such as earthquakes and car accidents during transportation. Thus far, the protection capability of the spacer grid has been studied for only one layer of spacer grid owing to experimental and computational cost limits. Numerical analysis for the whole fuel cell assembly is very difficult because it requires the use of a very large number of elements. In particular, a very large number of elements is required to represent the spring of the spacer grid. Therefore, a simplified equivalent model that exhibits the same behavior as the original model is designed using the minimum deformation energy method. The designed equivalent model is verified using a well-known commercial code. As a result, it is shown that the computation time can be reduced by 80% using the equivalent spring model.

참고자료

· 없음