LOCA Analysis and Development of a Simple Computer Code for Refill-Phase Analysis

냉각재 상실사고 분석 및 재충진 단계해석용 전산코드 개발

The loss of coolant accident based on a double-ended cold leg break is analyzed with the discharge coefficient (Ca) of 0.4. This analysis covers the whole transient period from the start of depressurization to the complete refilling of the core by using RELAP4/MOD6-EM and RELAP4/ MOD6-HOT CHANNEL for the system thermal-hydraulics and the fuel performance during the blowdown phase respectively, and RELAP4/MOD6-FLOOD and TOODEE2 during the reflood phase. A simple analytical method has been developed to account for the lower plenum filling by approximating steam-water countercurrent flows and superheated wall effects at the downcomer during the refill period. Based on the informations. at the time of EOB (end-of-bypass), the refill duration time and the initial reflooding temperature were estimated and compared with the results from the RELAP4/MOD6, resulting in a good agreement. In addition, some parametric studies on the EOB were performed. The form loss coefficient between upper head and upper downcomer was found to be sensitive to the occurrence of the spurious EOB. Appropriate form loss coefficients should be taken into account to avoid the flow oscillations at the downcomer. The analyses with the six and three volume core nodalizations, respectively, show much similar trends in the system thermal-hydraulic performance, but the former case is recommended to obtain good results.

원자로 냉각 계통의 배관 파열에 근거한 냉각재 상실 사고를 방출계수 0.4에 대하여 분석하였다. 분석은 원자로 냉각계통의 배관 파열에 의하여 발생된 감압부터 노심 복구까지의 전 과도 상태를 포함한다. 계통 열수력과 핵연료 성능 평가를 위하여 BLOWDOWN 단계에서는 RELAP4/MOD6-EM 코드와 RELAP4/MOD6-HOT CHANNEL 코드를 사용하였으며 REFLOOD 단계에서는 RELAP4/ MOD6-FLOOD 코드와 TOODEE2 코드를 각각 사용하였다. LOWER PLENUM 충전을 고려하기 위하여 DOWNCOMER에서 증기-물역방향 유동과 과열벽효과를 근사하여 간단한 해석적 모델이 개발되었다. EOB 발생시의 정보를 근거로 하여 재충전지속 시간과 초기 복구 온도가 계산되었으며 RELAP4/MOD6에 의한 분석결과와 비교하여 상당한 일치를 보였다. 또한, 조기 EOB 발생에 영향을 미치는 계통변수의 연구가 수행되어졌다. DOWNCOMER와 UPPER HEAD사이의 마찰손실이 조기 EOB 발생에 지대한 영향을 미쳤으며 적당한 마찰손실계수의 선택을 통하여 조기 EOB 발생을 방지할 수 있었다. 노심 nodalization이 여섯 개인 경우와 세 개인 경우의 분석 결과가 계통열수력학적 면에서 유사한 결과를 나타내지만, 좋은 결과를 얻기 위하여 전자의 경우가 요구된다.