Deformation Prediction of Shrink-Fit Structures Subjected to Temperature and Pressure Changes

원자로 냉각재 펌프(RCP)의 mechanical seal은 다양한 온도와 압력 변동에도 냉각재 누설을 방지하는 핵심 요소이다. 본 연구에서는 주요 누설 경로인 seal face의 변형량을 예측하는 해석 모델을 개발하고, 실험을 통해 그 정확성을 검증하는 것을 목표로 한다. 이를 위해 유한요소해석(FEA)과 시험을 수행하였으며, ANSYS를 활용해 열박음(shrink fit) 방식으로 조립된 RCP mechanical seal 구조체를 재현하고 seal face 변형량을 예측하였다. 실험을 통해 변형량을 측정하고, 다양한 온도 및 압력 조건에서 변화를 평가하였다. 또한, 해석 결과와 실험 데이터를 비교하여 모델의 신뢰성을 검증하고, 변형량에 따른 누설량을 확인하기 위해 변형량이 다른 세 가지 모델을 제작하여 누설량을 비교 분석하였다. 연구 결과, 해석과 실험 데이터 간의 오차는 신뢰할 수 있는 수준으로 확인되었으며, seal face 변형량이 누설량에 미치는 영향을 분석하였다. 본 연구에서 개발된 모델은 mechanical seal 설계 최적화를 위한 기초 자료로 활용할 수 있다.