TM-ICI 안내관 밀봉설계에 관한 연구

김기찬,맹철수,정장규,신태명 한국방사성폐기물학회 2014 한국방사성폐기물학회 학술논문요약집 Vol.2014 No.05

TM-ICI 안내관 밀봉설계에 관한 연구

김기찬,맹철수,정장규,신태명 한국방사성폐기물학회 2014 한국방사성폐기물학회 학술논문요약집 Vol.12 No.1

내부압력, 열하중 및 외부하중을 고려한 노즐의 2차원 및 3차원 해석 비교

윤효섭,김종민,맹철수,김현민,이대희,Yoon, Hyo-Sub,Kim, Jong-Min,Maeng, Cheol-Soo,Kim, Hyun-Min,Lee, Dae-Hee 한국전산구조공학회 2015 한국전산구조공학회논문집 Vol.28 No.3

본 논문에서는 원통형 쉘에 부착된 노즐의 구조 건전성평가를 수행하고 그 결과를 비교하기 위해 2차원(2D)과 3차원(3D) 해석이 수행되었다. 현재 원자력 발전소에서 사용되는 3개의 노즐을 구조 건전성평가를 위해 선정하였고, 각각 노즐은 내부압력, 온도변화 및 외부하중을 받는다. 내부압력에 대한 2D 해석은 1.5이상의 계수 값을 이용하거나 응력집중 계수를 적용하여야 하고, 온도변화에 대한 2D와 3D 해석결과는 피복재의 유무와 상관없이 서로 거의 비슷하며, 외부하중에 대한 WRC Bulletin 297에 의한 해석결과는 3D 해석결과보다 더 보수적임을 확인할 수 있었다. In this paper, the two-dimensional(2D) and three-dimensional(3D) analyses have been performed in order to evaluate the structural integrities and compare 2D and 3D results for nozzles attached to cylindrical shells. Three nozzles, which are currently used in the nuclear power plant, are chosen to evaluate the structural integrities, and each nozzle is subjected to internal pressure, temperature variation and external loads. It is found that the 2D analysis for internal pressure should be performed with a factor of more than 1.5 or a stress concentration factor; 2D and 3D analysis results for temperature variation are almost similar to each other regardless of cladding; and the analysis results for external loads by WRC Bulletin 297 are more conservative than the 3D analysis results.

상부 탑재형 노내계측기 노즐의 환경피로평가

윤효섭,김종민,맹철수,김기석,김현민 한국전산구조공학회 2016 한국전산구조공학회논문집 Vol.29 No.3

상부 탑재형 노내계측기(TM-ICI) 개발은 원자로하부헤드 대신 원자로상부헤드로 계측기를 삽입함으로써 중대사고 위험을 줄이기 위해 진행 중이다. 이 개발 과제의 일환으로, NUREG/CR-6909와 Code Case N-761의 두 방법에 따라 TM-ICI 노즐에 대한 환경피로평가가 수행되었다. TM-ICI 노즐은 level A, level B 및 시험 조건에서의 과도조건에 따른 하중을 받는데 이에 대해 피로평가를 해야 한다. 원자로냉각재환경이 고려된 TM-ICI 노즐의 누적사용계수는 1이하로 평가되었고, 이는 ASME Code 허용기준을 만족한다. The development of Top-Mounted In-Core Instrumentation(TM-ICI) is an ongoing project to reduce the risk due to severe accidents by inserting the instrumentation into a reactor closure head instead of a reactor bottom head. As part of this project, environmental fatigue analyses for TM-ICI nozzle have been performed using two methods of NUREG/CR-6909 and Code Case N-761. TM-ICI nozzle is subjected to transient loads for level A, level B and test conditions that should be evaluated for a fatigue analysis. It is found that a cumulative usage factor considering reactor coolant environment for TM-ICI nozzle is evaluated as less than 1, which is ASME Code allowable criteria of a fatigue analysis.

TOP-MOUNTED IN-CORE INSTRUMENTATION : CURRENT STATUS AND TECHNICAL ISSUES

김성준,강태교,조연호,장상균,이대희,맹철수 한국에너지학회 2015 에너지공학 Vol.24 No.2

The in-core instrumentation measures core power distribution and coolant temperature in local regions of the core in pressurized water reactors. The installation types are distinguished by the designs of routing paths that exit either through reactor bottom mounted instrument nozzles or through reactor top mounted instrument nozzles. Although each type has unique advantages, it is generally known that top mounted design is more competitive with respect to emphasizing nuclear safety issues and ability to cope with severe accidents. The international nuclear vendors have provided various types of reactors with top mounted design. Nuclear power reactors in Korea, however, only have been designed to be applicable to the use of bottom mounted design, and it has been pointed out that the capabilities of Korean reactors against severe accidents should be further enhanced. The paper deals with technical issues on reactor internal and external design, in-core instrumentation, support assembly, sealing mechanism with nozzles, handling, and analytical issues in order to establish the ways of development.

Hardness of AISI Type 410 Martensitic Steels After High Temperature Irradiation via Nanoindentation

Owais Ahmed Waseem,정종률,박병국,맹철수,이명구,류호진 대한금속·재료학회 2017 METALS AND MATERIALS International Vol.23 No.6

The hardness of irradiated AISI type 410 martensitic steel, which is utilized in structural and magnetic componentsof nuclear power plants, is investigated in this study. Proton irradiation of AISI type 410 martensitic steel sampleswas carried out by exposing the samples to 3 MeV protons up to a 1.0 × 1017p/cm2fluence level at a representativenuclear reactor coolant temperature of 350 °C. The assessment of deleterious effects of irradiation on the microstructureand mechanical behavior of the AISI type 410 martensitic steel samples via transmission electron microscopy-energy dispersive spectroscopy and cross-sectional nano-indentation showed no significant variation in themicroscopic or mechanical characteristics. These results ensure the integrity of the structural and magnetic componentsof nuclear reactors made of AISI type 410 martensitic steel under high-temperature irradiation damagelevels up to approximately 5.2 × 10-3dpa.

상부탑재형 노내계측계통 원자로내부구조물 동특성 연구

김철우(Cheol-Woo Kim),문종성(Jong-Sung Moon),김정규(Jung-Gyu Kim),맹철수(Cheol-Soo Maeng),성기광(Ki Kwang Sung),김현민(Hyun-Min Kim) 대한기계학회 2018 대한기계학회 논문집. Transactions of the KSME. C, 산업기술과 혁신 Vol.6 No.1

상부탑재형 노내계측계통(top-mounted in-core instrumentation, TM-ICI)은 하부탑재형 노내계측계통(bottom mounted in-core instrumentation, BM-ICI)과 달리 원자로 하부 헤드에 관통부가 없고 구조가 단순하기 때문에 중대사고 발생 시 대처 능력을 향상시킬 수 있다. 국내 경수로 원전에서는 하부탑재형 노내계측계통을 채택하고 있기 때문에 중대사고 대응능력 향상을 위해 상부탑재형 노내계측계통 및 연계구조물의 설계를 개발 중에 있다. 본 논문에서는 현재 개발 중에 있는 TM-ICI의 연계 구조물인 원자로 내부구조물에 대한 유한요소 모델을 소개하고 동특성 해석 결과를 제시하였다. 본 논문에서 개발한 모델 및 결과는 다양한 하중에 대한 원자로내부구조물 응답해석에 적용할 수 있으며 상세 설계의 개선에 이용할 수 있을 것으로 기대된다. Since the top mounted in-core instrumentation (TM-ICI) system, which is different from the bottom mounted in-core instrumentation (BM-ICI), has simple configuration without penetration in the reactor lower head, it can improve the abilities to cope with severe accidents. Because domestic light water reactors have BM-ICI, TM-ICI is under development in Korea for improvement of ability to respond to severe accidents. This paper introduces a finite element model of the reactor internals for TM-ICI and its dynamic characteristics. The model and result in this paper are expected to be applied to response analysis for reactor internals of TM-ICI and to be used for improvement of detail design of TM-ICI component.

상부탑재형 노내계측계통 원자로내부구조물 동특성 연구

김철우(Cheol Woo Kim),문종성(Jong Sung Moon),김정규(Jung Gyu Kim),맹철수(Cheol Soo Maeng),성기광(Ki Kwang Sung),김현민(Hyun Min Kim) 대한기계학회 2016 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2016 No.12

Since the top mounted in-core instrumentation (TM-ICI) system has abilities to cope with severe accidents for simple configuration and no penetration of the reactor lower head, TM-ICI is under development in Korea. Therefore it needs development of the reactor internals for the TM-ICI. This paper introduces a finite element model of the reactor internals for TM-ICI and its dynamic characteristics for future structural response analyses.

C-Spine CT 검사 시 bend를 이용한 Image Quality 향상의 유용성

고창영(Ko Chang Yeong),김성규(Kim Seong Gyoo),김성현(Kim Seong Hyeon),맹철수(Meang Cheol Soo),박시래(Park Si Rae),이경용(Lee Kyeong Yong),장길수(Jang Gil Soo) 대한CT영상기술학회 2011 대한CT영상기술학회지 Vol.13 No.1

목 적 C-Spine CT 검사 시 경추 5번에서 흉추 1번은 해부학적 구조상 shoulder와 overlap이 되기 때문에 beam hardening artifact를 유발하여 image quality가 저하되는 경우가 많이 있다. 이에 bend를 이용한 position의 변화를 통해 beam hardening artifact를 최소화 하여 image quality를 향상시키는 방법을 연구해 보았다. 대상 및 방법 병원을 방문한 환자 중 C-Spine CT가 처방된 외래 환자 20명을 대상으로 bend를 이용하였을 때와 이용하지 않았을 때를 비교 검사하였다. 그 후 검사결과를 영상의학과 의사 2명이 평가표를 기준으로 비교, 평가하였다. 결 과 본 연구 방법으로 검사하여 나온 영상을 토대로 bend를 이용하였을 때와 이용하지 않았을 때를 비교한 결과는 다음과 같다. - 100점 만점을 기준으로 1) 근육과 지방의 상태와 명확성에서는 bend 미사용 시 75점, bend 사용 시 91점 2) 척수강의 상태와 명확성에서는 bend 미사용 시 42.5점, bend 사용 시 69.5점 3) ROI내 Artifact 유무 or Artifact의 정도는 bend 미사용 시 45점, bend 사용 시 83.5점 4) 갑상선 실질은 균일한가?에서는 bend 미사용 시 81점, bend 사용 시 94점 - Bend를 이용하였을 때가 이용하지 않았을 때 보다 평균 23.625점 더 높았다. 결 론 Bend를 이용했을 때가 이용하지 않았을 때 보다 C-Spine과 shoulder의 overlap을 최소화시켜 beam hardening artifact를 줄일 수 있었으며, 이로 인해 C-Spine CT 검사 시 경추 5번에서 흉추 1번 사이의 image quality를 향상시킬 수 있었다. Ⅰ. Purpose In taking a C-spine CT, we can often find the image quality reduction between C5-T1, because beam hardening artifact is caused by overlap of both shoulders and C-spine. So we investigated the solution to improve image quality by changing position using bend in order to make beam hardening artifact minimized. Ⅱ. Materials and Methods Twenty outpatients were participated in this study, who were examined with/without band and compared to each other. Two radiologists analyzed them and made test results according evaluation table. Ⅲ. Results In the results, we compared both the evaluated scores obtained from band use case and non-use case respectively. - Followings are the standard 100 score 1) For clarity of the fat and muscle state, the score with the band is 91 and 75 without the band. 2) For the clarity and the state of spinal cannel, the score with the band is 69.5 and 42.5 without the band. 3) For checking existence of Artifact and the degree of artifact in ROI, the score with the band is 83.5 and 45.0 without the band. 4) For confirming the uniformity of thyroid parenchyma, the score with the band is 94 and 81 without the band. - The average score with the band is 23.625 higher than that without the band. Ⅳ. Conclusion The band use cases showed more improved image quality than non-use cases, because using band could minimize the shoulder and C-spine overlap, resulting in reduction of beam hardening artifact.