The containment building of the nuclear power plant acts as the leak-tight barrier. The containment building is composed of the Containment Liner Plate (CLP) and the thick concrete wall. The concrete is deteriorated by several reasons like the excessive freezing and thawing, and the corrosion of a reinforcement. If a crack that penetrates from the inside to the outside of the concrete wall occurs, the containment building cannot act as the leak-tight barrier anymore. Therefore, the self-sealing concept based on the Phase Change Material (PCM) that can repair cracks passively is suggested. This self-sealing concept applies the PCM to the containment building and seals the crack by the phase change properties of the PCM. The PCM permeate through a narrow gap since the size of most cracks are smaller than 3 mm. In this study, the self-sealing concept is briefly introduced and the feasibility of this concept is investigated by the code simulation. The hydrodynamic characteristics of the fluid is also analyzed by the microchannel flow experiment. In addition, the temperature greatly changes as the PCM flows through the crack, and viscosity changes much as the temperature changes. Accordingly, the effect of the viscosity on the microchannel flow experiment is investigated. At the same time, the influence of the roughness is discussed.
원자력발전소의 격납건물은 방사성 물질의 최종 누설 밀봉 방호벽 역할을 담당한다. 격납건물은 큰 철판인 라이너플레이트와 두꺼운 콘크리트 벽체로 이루어져 있다. 콘크리트는 시간이 지남에 따라 동결융해, 철근부식 등 다양한 이유로 열화현상을 겪게 되며 균열이 발생하기도 한다. 만약 내부와 외부를 관통하는 균열이 발생한다면 이는 격납건물이 누설 밀봉 방호벽 역할을 담당한다고 할 수 없다. 이에 따라 그러한 균열을 피동적으로 보수할 수 있는 상변화물질을 활용한 자가밀봉개념이 제안되었다. 본 자가밀봉개념은 상변화물질의 상변화 특성을 활용하여 발생한 균열을 물리적으로 밀봉하는 개념이다. 대부분 균열의 크기가 3 mm 보다 작기 때문에 상변화물질은 매우 미세한 틈 사이를 침투하여 공간을 채우게 된다. 본 학위논문에서는 자가밀봉개념에 대한 간단한 소개와 더불어 해당 개념의 실현가능성을 모사코드계산으로 파악하였다. 그리고 미세관유체흐름 실험으로써 유체의 수력학적 특성을 분석하였다. 또한 균열을 따라 흐르면서 상변화물질의 온도변화가 크게 발생하고, 온도가 변함에 따라 점도 또한 많이 변화하게 된다. 이에 따라, 미세관유체흐름에 대한 점도의 영향과 동시에 관의 거칠기의 영향을 확인하였다.
