액체금속(LBE) 냉각재 순환을 위한 MHD 기반 전자기 펌핑 및 열수력 설계

MHD-driven electromagnetic pumping and thermal-hydraulics design for liquid-metal (LBE) coolant circulation

연구 내용

액체금속 냉각재(LBE) 순환을 위한 전자기 펌핑(EVEMP) 시스템을 기하·전자기 변수를 기반으로 최적화하여 소형 원자로의 열수력 성능과 안전성을 확보하는 연구

본 연구는 비재장전 소형 원자로에서 액체금속 냉각재의 순환을 전자기 펌핑(EVEMP)으로 구현하기 위한 설계를 수행합니다. LBE가 배관·열교환기·원자로 압력용기 영역을 통과하며 거동하는 조건에서, 순환 경로의 기하학적 변수와 전자기 변수를 함께 고려해 요구 유량과 압력 성능을 만족하도록 최적 설계합니다. 또한 자연순환과 유사한 열수력 거동을 활용해 열 효율을 확보하면서, 비상 상황에서 코어 냉각 확보를 위한 운전 조건을 검토하는 차별성을 보유합니다.

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연구 흐름

초기에는 2022년 연구에서 LBE 냉각재 순환을 위한 EVEMP의 기하·전자기 설계 변수를 정의하고, 기존 자연순환 대비 성능 향상 가능성을 열수력 관점에서 평가했습니다. 이후 연구 확장으로 2023~2025년에는 원자력 공정 전반에서 발생하는 방사선 안전과 폐기물 처분 이슈를 함께 고려하는 방향으로 이동했습니다. 현재는 액체금속 냉각 시스템의 설계 검증을 기반으로, 원자로 운전과 유지관리의 안전성을 연계해 적용 가능 범위를 구체화하고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

소형 원자로 냉각 시스템 설계
전자기 펌핑(EM pump) 최적화
자연순환-강제순환 운전전략
열교환기 성능 연계 설계
비상 코어 냉각 성능 평가
LBE 순환 경로 유동 최적화
원자력 자기 열수력학 기반 해석
저내부구조 냉각 펌핑 구조 설계
열수력 기반 설계 검증 프레임
차세대 원자로 열효율 설계 지원