서지주요정보
Thermal analysis and design of dry storage cask of spent nuclear fuel = 사용 후 핵연료 건식 저장 용기의 열해석 및 설계
서명 / 저자 Thermal analysis and design of dry storage cask of spent nuclear fuel = 사용 후 핵연료 건식 저장 용기의 열해석 및 설계 / Jung-Ho Kim.
저자명 Kim, Jung-Ho ; 김중호
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2009].
Online Access 원문보기 원문인쇄

소장정보

등록번호

8020655

소장위치/청구기호

학술문화관(문화관) 보존서고

MNE 09012

휴대폰 전송

도서상태

이용가능

대출가능

반납예정일

리뷰정보

초록정보

According to thermal analysis of the existing concrete cask, the maximum temperature occurred at the upper side of cask. If the cask lid is made of concrete, the temperature of concrete in lid exceeds the allowable value. Based on that result, research is progressed focusing on two strategies - one is to increase thermal margin, another is to decrease the lid concrete temperature. Here, thermally - enhanced design is suggested and analyzed. This design features the air flow duct in the lid and the thermal shielding disk installed between canister and lid. Air flow duct on the center of lid concrete connected to existing air outlet can decrease temperature by promoting the convection heat transfer, and thermal shielding disk bearing smaller hole located on the center can maintain the increased convection heat transfer and minimize radiation heat transfer from canister to lid concrete for the lid concrete temperature not to be over the allowable value. Thermal analysis result for this design shows that it can be very successful to achieve these objectives. The overall component of cask temperature decrease by 2-10℃, and the lid concrete temperature dropped from above 100 to 87.5 ℃which is below the allowable value 93℃. In addition, heat removal of cask depending on distance between casks was investigated. Cask heat is removed by convection and radiation heat transfer at an external surface to environment. Naturally, these heat transfers are mainly affected by ambient temperature. The ambient temperature can be affected if the thermal boundary layer is overlapped. So, thermal boundary layer thickness of cask was calculated to estimate to see if the ambient temperature is affected by other cask. Boundary layer thickness is calculated is too small just about 5cm. It is concluded that distance between casks can do little impact on heat removal of cask in a practical view.

사용 후 핵연료 건식 저장 용기는 확장의 용이성, 장기적인 경제성 등으로 인해서 현재 전세계적으로 가장 많이 사용되고 있는 건식 저장 방식의 하나이다. 건식 저장 용기는 크게 금속과 콘크리트 저장 용기 방식으로 나눌 수 있는데, 본 연구는 콘크리트 저장 용기의 열 해석과 그에 따른 설계를 목적으로 하였다. 콘크리트 저장 용기는 대부분의 열 제거가 자연냉각에 의해 이루어지는 만큼, 어떻게 저장용기 내부를 환기시키는가가 열적인 설계측면에서 가장 중요하다. 기존의 전형적인 콘크리트 저장용기의 열 해석 결과 저장용기의 상부에서 가장 높은 온도 분포를 보이며, 저장 용기의 덮개가 콘크리트로 제작될 경우, 허용온도 기준치를 초과하는 것으로 나타났다. 본 연구는 기존 콘크리트 저장 용기의 전반적인 열적 여유도를 높이고, 콘크리트로 제작된 저장 용기의 덮개 온도를 제한치 이내로 낮출 수 있는 콘크리트 저장용기를 설계하는 것에 초점을 맞추어 수행되었다. 저장 용기 덮개 중앙에 공기통로를 만들어 기존 공기의 출구와 연결시켜, 자연냉각 효과를 상승시킴으로써 저장용기 내부의 온도를 낮추고, 캐니스터와 덮개 사이에 중앙에 구멍이 있는 열 차폐체를 설치하여 자연냉각의 상승효과를 유지하면서도, 덮개 쪽으로의 복사열전달을 최소화하여, 덮개의 온도도 콘크리트 제한 온도치 이하로 낮출 수 있는 콘크리트 저장용기의 개념을 제시하였다. 또한, 여러 개의 콘크리트 저장용기를 외부에 배치할 경우, 하나의 저장용기가 다른 저장용기의 열제거 기능에 미치는 영향에 대해서도 간략한 계산을 통해 살펴보았다. 콘크리트의 저장용기 외부는 크게 복사와 대류 열전달에 의해 열제거가 이루어지는데, 대류 열전달의 경우 주변 온도가 다른 저장용기의 영향을 받을 경우 열제거에도 영향을 받을 수 있다. 이에 따라, 주변 온도에 영향을 줄 수 있는 저장용기의 열경계층의 두께를 계산하였다. 계산결과, 저장 용기 열경계층의 두께가 매우 작은 값이어서, 일반적인 저장용기의 배열시, 저장용기의 간격이 저장용기의 열제거에 미치는 영향은 거의 무시할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.

서지기타정보

서지기타정보
청구기호 {MNE 09012
형태사항 vii, 41 p. : 삽도 ; 26 cm
언어 영어
일반주기 저자명의 영문표기 : 김중호
지도교수의 영문표기 : Soon-Heung Chang
지도교수의 한글표기 : 장순흥
학위논문 학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 원자력및양자공학과,
서지주기 References: p. 37-38
주제 Dry storage ;Concrete cask;Spent;Thermal analysis;
건식 저장;콘크리트 저장용기;사용후 핵연료;열해석;
QR CODE qr code