CFD 코드를 활용한 CANDU 사용후핵연료 건식저장 사일로 열특성 예비 평가 (Preliminary Assessment of Thermal characteristics of CANDU spent fuel dry storage silo facility using CFD code)

서지정보

· 발행기관 : 한국에너지학회
· 수록지 정보 : 에너지공학 / 32권 / 1호 / 36 ~ 47페이지
· 저자명 : 이태강, 정재준, 김용덕, 나태형

초록

본 연구에서는 상용 CFD 코드인 ANSYS FLUENT를 이용해 CANDU 원전 사용후핵연료 건식저장 사일로 시설에 대한 최적 열특성 해석모델을 개발하고, 예비 평가를 수행하였다. 사일로 시설은 CANDU 사용후핵연료 의 중간저장시설로 핵연료봉 다발을 저장하는 바스켓과 이를 감싸고 있는 라이너와 사일로로 구성되어 있다. 사 일로 해석에 앞서 저장 바스켓의 열전달 특성을 평가하였다. 평가 결과, 바스켓에서는 복사, 대류, 전도 순으로 열전달 영향력이 컸다. 복잡한 내부형상을 가진 사일로의 효율적인 계산을 위해 먼저 핵연료봉 다발 저장 바스 켓을 대치하기 위한 등가 열전도체 모델을 개발하였다. 이후 개발된 등가 열전도체 모델을 적용하고, 시설의 형 상을 최대한 반영하여 사일로 시설 전체 열해석 모델을 개발하였다. 도출된 모델을 이용하여 예비 평가를 수행 하고 이전 보수적인 해석연구과 비교하였다. 그 결과, 최대 피복재 온도는 보수적 해석결과보다 약 25.7℃ 낮게 평가되었다.

영어초록

In this study, the optimal thermal characteristic analysis model was developed for the dry storage silo facility of the CANDU nuclear power plant, and the preliminary assessment was performed. A commercial CFD code, FLUENT 2021 R2, was used for model development. The silo facility is an interim storage facility for CANDU spent nuclear fuel and consists of baskets in which fuel rod bundles are stored, a liner that surrounds them, and a silo. Prior to silo analysis, the heat transfer properties of the storage basket were evaluated. As a result of the evaluation, in the basket, radiation, convection, and conduction had the greatest influence in the order. For the efficient calculation of the silo with complex internal shape, the equivalent heat conductor model was developed to replace the basket in which the fuel rod bundle was stored. After that, the heat conductor model was applied and also the shape of the facility was considered as much as possible, the thermal analysis model of the entire silo facility was developed. Preliminary evaluation was performed using the derived model and compared with previous conservative analysis study. comparing the results, the peak cladding temperature was evaluated to be about 25.7°C lower than conservative analysis results.

참고자료

· 없음