경수로 핵연료집합체 지지격자체의 횡방향 충격강도 연구

Abstract

지지격자체는 경수로 핵연료집합체의 가장 중요한 핵심 구조부품 중에 하나이다. 질칼로이 지지격자체 설계시의 우선적으로 고려해야 할 사항은 지지격자체가 원자로심에서 냉각수의 심한 수두손실을 유발하지 않으면서 지진사고를 고려한 설계하중 하에서 충분한 횡방향 충격강도를 갖도록 하는 것이다. 본 연구에서는 시험과 유한요소해석을 통해 지지격자체의 횡방향 충격강도에 영향을 주는 인자들에 대한 분석을 수행하였고, 지지격자체 제조용 질칼로이 원자재 소요량을 획기적으로 줄이면서 지지격자체의 횡방향 충격강도를 개선할 수 있는 방안을 제시하였다.

A spacer grid assembly is one of the most important structural components in a Light Water Reactor(LWR) nuclear fuel assembly. In the case of the Zircaloy spacer grid assembly, the primary design consideration is to ensure that lateral dynamic crush strength of the spacer grid assembly is sufficient to resist design basis loads and thereby prevent seismic accidents, without a significant increase in the hydraulic head loss for the reactor coolant in the reactor core. In this study, factors affecting the lateral dynamic crush strength of a spacer grid assembly were analyzed by performing lateral dynamic crush tests and finite element analyses. Further, an effective and economical method to enhance the lateral dynamic crush strength of the spacer grid assembly is proposed.