Analysis of Fuel/Coolant Mixing in Steam Explosion

증기 폭발시 용융 핵연료/냉각수 혼합에 대한 해석

A required initial condition for a steam explosion to occur following core meltdown accidents of a nuclear power plant is the formation of a coarse mixture of molten fuel and water. The extent of a premixing is the measure of efficiency of steam explosion that may follow. A simple one-dimensional, transient model and the flooding criteria have been applied to evaluate the fuel/coolant mixing limit. Also, both instant breakup and dynamic breakup models for the mixing process have been separately used here and compared each other. The results indicate that fuel temperature, ambient pressure, mixing diameter, water depth, and pouring diameter are the important parameters affecting the mixing behavior.

중대 사고에 이어 형성 될 수 있는 용융 핵연료와 냉각수의 혼합체는 그 후에 일어날 수 있는 증기 폭발의 초기 조건을 이루게 되며, 또한 이러한 혼합의 정도는 증기 폭발의 강도를 결정하는 주요 요인이 된다. 본 연구는 간단한 일차원 과도 상태 모형을 이용하여 용융 핵연료와 냉각수의 혼합의 한계를 결정하였으며, 용융 핵연료의 분쇄 과정을 모사 하기 위하여 동적 분쇄모형과 순간 파열 모형을 각각 적용하여 그 결과를 비교하였다. 계산 결과에서는 용융 핵연료의 온도. 압력. 수조의 깊이, 혼합 상태에서의 분쇄물 직경 그리고 용융 핵연료 입사 직경등이 혼합량에 영향을 미치는 주요한 인자들로 나타났다.