핵 연료봉 지지격자에 의한 Droplet Breakup Model의 RELAP5 / MOD2 삽입

Incorporation of Droplet Breakup Model at Spacer Grid into RELAP5/ MOD2

최근 수행된 일련의 실험들을 통하여 핵연료 집합체 지지격자(Spacer Grid)의 존재가 냉각재상실사고시에 핵연료봉으로부터의 열제거에 긍정적인 효과를 미치고 있음이 밟혀졌다. 그 이유는 열원이 없는 지지격자가 연료봉보다 먼저 ？칭이 일어나며 물방울이 지지격자에 부딪쳐서 잘게 부수어져 증발이 쉽게 일어나게 되고 또한 난류효과를 증대시키는 요인이 되기 때문이다. 따라서 냉각재상실사고의 진행 과정에서 첨두피복관온도가 발생하는 재관수 구간의 수면 위쪽에서 유지되는 DFFB에서의 정확한 열전달을 계산하기 위해서는 이들의 고려가 필요하다. 본 논문에서는 DFFB에서 지지격자의 존재로 인해 물방울이 잘게 부수어져 증발이 쉽게 이루어지도록 하는 Droplet Breakup Model을 냉각재상실사고 최적해석 코드인 RELAP5/MOD2에 삽입하였다. 재관수 구간에서 지지격자의 영향을 체계적으로 조사한 FEBA실험에 대해서 검증계산을 수행하여 실험자료와 비교하였다.

Recent experiments show the existence of spacer grid improves the heat removal from the fuel rods during the reflood phase of LOCA. The local heat transfer within and downstream of the grid is increased due to the earlier quenching than rod surface, shattering of the entrained droplets into smaller ones which can be more easily evaporated and enhanced turbulent effect. Therefore, the consideration of these phenomena is necessary for the DFFB regime which prevails above the water level during the reflood. In this paper, droplet breakup model at spacer grid has been developed and incorporated into RELAP5/MOD2. Verification calculations are carried out for FEBA tests which examine the thermalhydraulic performance of grid spacer during reflood.