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가압경수로 고준위폐기물 처분용기에 대한 크립해석

Creep Analysis for the Pressurized Water Reactor Spent Nuclear Fuel Disposal Canister

최종원|권영주|하준용
한국전산구조공학회 (The Computational Structural Engineering Institute Of Korea)|2004.12|한국전산구조공학회논문집 (Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea)|제17권 제4호|pp. 413-422

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creep deformation고준위폐기물 처분용기spent nuclear fuel disposal canister지하수압 및 팽윤압크립변형크립함수응력이완현상underground water and swelling pressurecreep functionstress relaxation phenomenon

초록

본 논문에서는 깊은 지하 500m에 처분된 가압경수로(PWR) 고준위폐기물 처분용기에 지하수압과 벤토나이트 팽윤압이 가해지는 동안 처분용기에 발생하는 크립변형을 예측하기 위하여 처분용기에 대한 구조해석을 수행하였다. 보통 이러한 크립변형은 처분용기에 추가적인 외력이 작용하지 않더라도 처분용기에 작용하는 압력과 내부의 높은 열에 의하여 발생될 수 있다. 처분용기내부의 열분포의 복잡성 및 시간의존성으로 인하여 일단 외부 지하수압 및 팽윤압만 고려하여 크립해석을 수행하였다. 이를 위하여 적당한 크립함수를 사용하였으며, 해석은 1억(108)초 동안 수행하였다. 해석결과 1억초 동안 발생하는 크립 변형률은 매우 작으며 주로 처분용기의 위아래 덮개에 발생함을 알 수 있었다. 그러나 처분용기의 구조강도에 중요한 내부 주철삽입물에는 훨씬 더 작은 미소한 변형률만 발생하여 처분용기에 발생하는 크립변형은 처분용기의 구조적인 안전성에는 큰 영향을 미치지 않음을 알 수 있었다. 해석 초기에 처분용기 내에 급격히 응력이 증가하여 최고치에 도달한 후 잠깐동안 이 응력 값을 유지하다가 그 이 후에는 급격히 응력 값이 감소하는 응력이완현상을 보이고 있기 때문에 발생 응력 측면에서도 전혀 처분용기의 구조적인 안전성에 문제가 없음이 확인되었다.

Abstract

In this paper, a structural analysis for the pressurized water reactor(PWR) spent nuclear fuel disposal canister which is deposited under the 500m deep underground is carried out to predict the creep deformation of the canister while the underground water and swelling bentonite pressure are applied on the canister. Usually the creep deformation may be caused due to the pressure and the high heat applied to the canister even though additional external loads are not applied to the canister. These creep deformations depend on the time. In this paper, only the underground water and bentonite swelling pressure are considered for the creep deformation analysis of the canister, because the heat distribution inside canister due the spent fuel is not simple and depends on time. A proper creep function is adopted for the creep analysis. The creep analysis is carried out during 108 seconds. The creep analysis results show that the creep strains are very small and these strains occur usually in the lid and bottom of the canister not in the cast iron insert. A much smaller strain is found in the cast iron insert. Hence, the creep deformation doesn't affect the structural safety of the canister, and also the creep stress which shows the stress relaxation phenomenon doesn't affect the structural safety of the canister.

참고문헌 (22)

  1. "Design Report of the Canister for Nuclear Fuel Disposal" (1996), Helsinki
  2. "Design Report of the Disposal Canister for Twelve Fuel Assemblies" (1999), Helsinki, Finland
  3. "Assessment of A Spent Fuel Disposal Canister" (1997), Harwell, UK
  4. "Preliminary Design of Dold-process Plant" (1985)
  5. "Structural Analysis for the Determination of Design Variables of Spent Nuclear Fuel Disposal Canister", 15(3), pp.327~338 (2001)
  6. "Canister for Nuclear Waste Disposal Preliminary Design of the Steel Cylinder", pp.93~38 (1993), Stockholm, Sweden
  7. "Preclosure Analysis of Conceptual Waste Package Design for a Nuclear Waste Repository in Tuff" (1984)
  8. "Heat Propagation from a Radioactive Waste Repository. SKB 91 Reference Canister" (1991)
  9. "Heating of Copper", Steel Canisters by Decay Power of Encapsulated Nuclear Waste-Finite Element Analysis, sweden, pp.stockholm, 1993~
  10. "가압경수로 고준위폐기물 처분용기의 열응력 해석", 15(3), pp.471~480 (2002)
  11. "Chemical Stability of Copper Canisters in Deep Repository", pp.101~ (1995), Helsinki
  12. "Criticality Safety Calculations for the Nuclear Waste Disposal Canisters" (1996)
  13. "Criticality Safety Calculations of the Nuclear Waste Disposal Canisters for Twelve Spent Fuel Assemblies", pp.20~ (1999)
  14. "Long-term Strength of EB Welds of the Canister for Nuclear Fuel Disposal", pp.21~ (1997)
  15. "The Design Analysis of ACP-Canister for Nuclear Waste Disposal" (1992), Helsinki, Finland
  16. "The Copper", Steel Canister Design for Nuclear Waste Disposal, 1990, pp.1., ~
  17. "Design Premises for Canister for Spent Nuclear Fuel", pp.46~ (1998), Swedish Nuclear Fuel and Waste Management Co(SKB) Stockholm, Sweden
  18. "Interaction between Rock Bentonite buffer and Canister. FEM Calculations of Some Mechanical Effects on the Canister in Different Disposal Concepts", pp.83~3757 (1992)
  19. "Technology Assessment of the Repository Alternatives to Establish a Reference HLW Disposal Concept Journal of the Korean Nuclear Society", 31, pp.83~100 (1999)
  20. "Reference Spent Fuel and Its Characterisctics for a Deep Geological Repository Concept Development", 31(6), pp.23~38 (1999)
  21. "PLASTICITY and CREEP- Theory, Examples, and Problems" (1993), CRC Press
  22. "Compiled and Edited by Hagrman a Handbook of Materials Properties for Use in theAnalysis of Light Water Reactor Fuel Rod Behavior" (1979)

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