원자로 안전공학 기말고사

2009년 6월 9일

1. 10CFR50.46에 기술된 Specified Acceptable Fuel Design Limits(SAFDL)를 자세하게 설명하고, 이 규정에 주어진 각 항의 물리적 의미를 설명하라.(20)

2. 10CFR100에 명기된 Site Criteria에 관해 설명하고, Exclusion Area, Low Population Zone, Population Center Distance를 설명하라.(20)

3. Pool Boiling을 가정하고, 다음을 설명하라.

가) boiling이 일어나는 과정을 각 구간별로 정리하여 설명하라.(10)

나) DNB가 일어나는 이유와 현상을 간략하게 설명하라.(5)

다) DNB 후 갑자기 열표면 온도가 상승하는 이유를 설명하라.(5)

라) DNBR을 정의하고, 운전중 안전성에 여유를 가지기 위해 최소한	의 규제요건을 정의하라.(10)

4. Critical flow에 대해서 명하고, 다음과 같은 마찰이 없는 이상유동에 대한 운동량 방정식으로부터 two-phase critical flow에서의 mass velocity(G)를 유도하라. (15)

[eqn: d(pA_f )+{1}over{g_c}d(rho_f A_f {V_f}^2 )=0### d(pA_g )+{1}over{g_c}d(rho_f A_f {V_f}^2 )=0]

5. Slip ratio를 정의하고 flow system에서의 slip의 효과를 고려하여 void fraction과 quality와의 관계를 유도하라. (15)

6. 아래 그림과 같이 정방 격자로 구성된 노심에 냉각재로 물이 흐르고 있다. 냉각재가 [eqn: 510 DEG F``,``2250``p s i] 의 상태에서 14 ft/s 의 유속으로 흐를 때, 열전달 계수 h를 구하라.(20)

단, 연료봉 다발에 평행하게 흐르는 액체의 경우에 적용되는 Weisman correlation은 다음과 같다.

[eqn: N u``=``C cdot Re^0.8 Cdot Pr^1/3]

[eqn: C=0.042({S}over{D}) -`0.024~#for `` 1.1 <= {S}over{D} <= 1.3]

[eqn: 510 DEG F``,`` 2250 p s i] 에서의 냉각재가 가지는 물리적인 값은 다음과 같다.

[eqn: &v`=`0.02~~[ft^3 / lbm]~~, &mu`=`0.247 ``~[lbm / hr `ft]## &C_p`=`1.166 ~~[Btu/lbm ℉]~~, &k`=`0.3545 ~~[Btu/hr ft ℉]]

7. 다음에 대해 답하라.

가) 열전달 계수인 h는 Nusselt Number(Nu)에 의해 구할 수 있다. Nusselt Number는 다음과 같이 Reynolds Number(Re)와 Prandtl Number(Pr)의 함수로 표시되는데 각 무차원 상수(Nu, Re, Pr)의 정의와 물리적 의미를 기술하라.(10)

Nu=f(Re,Pr)

나) Nuclear Reactor System에서 냉각재가 갖추어야 할 요건을 경제적, 물리적, 핵적 특성으로 나누어 설명하고, Water, Liquid Metal, Gas을 비교하라. (5)