본 연구에서는 용융염 원자로(MSR)의 열 전달 성능을 최적화하기 위한 수학적 모델을 제안하였다. MSRE 설계 개념을 기반 으로 한 제시된 모델을 통해 차폐 구조물에서의 열 손실을 계산하고, 다양한 변수들이 표면 온도 및 전체 열 성능에 미치는 영향을 평가하였다. SPROULE WR-1200과 같은 칼슘 실리케이트 기반의 단열재를 사용하였으며, 스틸볼 영역은 스틸볼과 물이 채워져 있고, 단열재와 스틸볼 영역 간격(Gap)이 있다고 가정하였다. 분석 결과, 단열재 두께, 간격 크기, 스틸볼 영역의 두께와 같은 변수들이 열 손실 및 표면 온도에 영향을 미친다는 점을 확인할 수 있었다. 특히, 단열재 두께 최적화를 통해 차폐 구조물의 열 효율성과 안전성을 크게 향상시킬 수 있음을 보여주었다. 본 연구는 차세대 원자로 시스템의 개발을 위한 차폐 구조물의 개념설계에 필요한 기초 자료를 제공한다.
This study proposes a mathematical model to optimize the heat-transfer performance of molten salt reactors. Based on the MSRE design concept, the model calculates heat loss within the shielding structure and evaluates the impact of key parameters on surface temperature and overall thermal performance. Calcium-silicate-based insulation, such as SPROULE WR-1200, was utilized in the shielding structure, and the steel-ball region was assumed to contain steel balls and water, separated by a gap between the insulation and the steel-ball region. The analysis revealed that insulation thickness, gap size, and steel-ball region thickness influence heat loss and surface temperature. In particular, optimizing insulation thickness substantially enhances the thermal efficiency and safety of the shielding structure. This study provides essential foundational data for the conceptual shielding-structure design in next-generation reactor systems.