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가압경수로 고준위폐기물 처분용기의 열응력 해석Thermal Stress Analysis of the Disposal Canister for Spent PWR Nuclear Fuels
- Other Titles
- Thermal Stress Analysis of the Disposal Canister for Spent PWR Nuclear Fuels
- Issue Date
- 2002
- Publisher
- 한국전산구조공학회
- Keywords
- 고준위폐기물; 처분용기; 열응력; 가압경수로; 지하수압; 팽윤압; 주철삽입물; 벤토나이트 버퍼; 외곽쉘; 유한요소법; spent nuclear fuel; disposal canister; thermal stress; Pressurized Water Reactor(PWR); underground water pressure; swelling pressure; cast iron insert; bentonite buffer; outer shell; finite element method; spent nuclear fuel; disposal canister; thermal stress; Pressurized Water Reactor(PWR); underground water pressure; swelling pressure; cast iron insert; bentonite buffer; outer shell; finite element method
- Citation
- 한국전산구조공학회논문집, v.15, no.3, pp.471 - 480
- Journal Title
- 한국전산구조공학회논문집
- Volume
- 15
- Number
- 3
- Start Page
- 471
- End Page
- 480
- ISSN
- 1229-3059
- Abstract
- 본 논문에서는 가압경수로(PWR) 고준위폐기물을 깊은 지하 500 m에 처분 시 사용되는 처분용기의 기본 구조설계에 필요한 처분용기 구조물에 대한 열응력 해석을 수행하였다. 일반적으로 고준위폐기물 처분용기는 지하 수백 미터에 위치하는 화강암 등의 암반 내에 설치하게 되는데, 이 때 처분용기는 내부 바스켓에 채워진 사용 후 핵연료다발의 높은 온도에 따른 열발생에 의하여 내부 주철삽입물 및 외곽쉘에 발생하는 열응력에 견디어야 한다. 따라서 본 논문에서는 처분용기 내부의 핵연료 다발의 열발생을 고려한 열응력 해석을 수행하였다. 해석 방법은 유한요소법을 사용하였다. 직접 유한요소해석코드를 작성하는 대신에 구조물의 복잡성 및 유한요소개수의 많음을 고려하여, 상용 유한요소해석 코드인 NISA프로그램을 이용하여 열응력 해석을 수행하였다. 해석 결과 처분용기에 가해지는 심지층 지하수압 및 벤토나이트 버퍼의 팽윤압에 추가하여, 고온의 내부 핵연료다발에 의한 열하중이 작용하더라도 처분용기의 내부 주철삽입물에 발생하는 응력은 주철의 항복응력 보다 여전히 작아 처분용기는 구조적으로 안전함이 확인되었다.
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Related Researcher
- Kwon, Young Joo
- Science & Technology (Mechano-Informatics and Design Eng.)