• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1997.10a
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• pp.457-462
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• 1997

현재 국내외 대부분 원자력발전소(이하 원전)의 안전주입방식은 저온관 주입방식을 채택하고 있으며, 안전주입시 노심의 온도와 압력분포가 주요 관심 대상이었다. 하지만 향후 개발될 원전의 안전주입방식은 저온관주입이 아닌 안전주입의 신뢰성을 한단계 높인 원자로용기 직접주입방식인 DVI(Direct Vessel Injection)방식을 채택하고 있는 추세인데, 이 경우 관심분야는 원자로용기 dowmcomer지역까지 확대된다. 즉 저온의 안전주입수가 고온 고압의 원자로용기 downcomer지역으로 직접 주입됨으로 인해 이 지역의 유체유동과 혼합상태 및 온도분포가 주요관심 대상이 되며 이는 원자로용기의 PTS(Pressurized Thermal Shock)해석에 연결된다. 본 연구에서는 LOCA 사고시 DVI방식을 적응한 안전주입수 유입에 의한 원자로용기 downcomer지역의 유제유동과 유체혼합상태 및 온도분포를 열유체 해석 code인 FLUENT를 이용하여 해석하였다. 해석결과에 의하면 사고시 DVI에 의해 유입되는 약55℉인 저온 안전주입수는 유입과 동시에 넓은 지역으로 퍼지면서 dowmcomer지역의 고온 원자로냉각재와 적절히 혼합되어 하향유로를 따라 흐르며 PTS의 발생 원인인 국부적 유체비혼합 현상이나 온도 급하강현상은 발생하지 않는 것으로 나타났다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• v.26 no.1
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• pp.63-77
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• 1994

The objective of this work is to investigate fluid mixing phenomena related to pressurized thermal shock(PTS) in a pressurized water reactor(PWR) vessel downcomer during transient cooldown with direct vessel injection(DVI) using test models. The test model designs were based on ABB Combustion Engineering(C-E) System 80＋ reactor geometry. A cold leg small break loss-of-coolant accident(LOCA) md a main steam line teak were selected as the potential PTS events for the C-E System 80＋. This work consist of two parts. The first part provides the visualization tests of the fluid mixing between DVI fluid and existing coolant in the downcomer region, and the second part is to compare the results of thermal mixing tests with DVI in the other test model. Row visualization tests with DVI have clarified the physical interaction between DVI fluid and primary coolant during transient cooldown. A significant temperature drop was observed in the downcomer during the tests of a small break LOCA Measured transient temperature profiles agree well with the predictions by the REMIX code for a small break LOCA and with the calculations by the COMMIX-1B code for a steam line break event.

• Journal of computational fluids engineering
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• v.3 no.1
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• pp.89-99
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• 1998

한국형 차세대원자로에서는 비상노심 안전주입수가 저온관을 통하지 않고 원자로용기에 직접 주입된다. 원자로용기의 가압열충격과 열수력적 관점에서 최적의 노즐위치를 결정하기 위해서 전산유체역학을 활용하였다. 상용 전산유체코드인 CFX를 이용하여 원자로 하향유로를 모사하는 해석대상 격자를 다중불록으로 형성한 다음 유동장을 비압축성 Navier-Stokes 운동량 방정식, 에너지 방정식과 표준 k-ε 난류모형 등으로 모형화하여 3차원 비정상상태 계산을 수행하였다. CFX에서는 경계 밀착좌표계, 비엇물림격자와 SIMPLE 알고리즘을 사용한다. 본 연구결과 원자로용기의 가압열충격 관점에서 가장 보수적인 사고인 증기관 파단사고시에도 열적혼합이 잘 일어나 가압열충격이 발생할 가능성이 없는 것으로 판단되며 안전주입수 노즐이 저온관 바로 위에 위치할 때 원자로 하향유로 내의 온도 분포가 가장 균일하여 열적 혼합 관점에서는 최적의 위치로 판단된다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2004.06a
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• pp.58-61
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• 2004

일체형 원자로는 제어봉의 고장으로 인해 제어봉을 이용한 원자로 정지가 불가능한 경우 원자로에 붕산을 주입하여 정지시킨다. 일반적으로 붕산을 주입하는 방식은 붕산 분말을 물에 용해시켜 고농도의 붕산수를 만들어 저장하고 있다가 사용하는 것이다. 그러나 이와 같은 방식은 구성 기기의 수가 많고 구성이 복잡하므로 비경제적이며 운전과 계측제어 및 유지보수 측면에서 불리하다. 본 연구에서는 이와 같은 단점을 개선하기 위해 붕산분말을 원자로에 직접 주입하는 방식을 채택하였다. 붕산분말을 원자로에 직접 주입하므로써 기기의 수가 줄어들고 계통의 구성, 운전 및 유지보수가 매우 단순해지고 경제적이다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1996.05b
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• pp.304-309
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• 1996

차세대원자로(KNGR) 안전주입계통은 원자로용기 하향유로(RVDC)로 직접주입(DVI)되도록 설계되며 이는 4-트레인 안전주입계통의 설계에 있어 고유한 기본구조이다. DIV 채택으로 인해 가압열충격(PTS)과 관련된 인허가 상의 관심사론 조사하고 DVI 주입구 위치에 대한 RVDC에서의 유체거동과 온도분포를 상용전산코드인 FLOW3D를 이용하여 분석하였다. PTS관점에서 가장 최악의 경우인 외부 전원상실을 동반한 영출력 주증기관 파단사고를 해석대상으로 하였으며 사고후 570 ~ 600초 사이의 과도상태를 분석하였다. 본 연구의 결과로 주증기관 파단으로 야기되는 자연순환에 의한 열혼합은 충분히 이루어져 RVDC에서의 온도가 R $T_{PTS}$ 이상임을 확인했고 손상루프측 위의 DVI 주입구의 유동중 일부가 손상루프측 저온관 유동과 상호작용하여 건전루프측 저온관아래로 흐르며 이 영향으로 건전루프측 저온관 아래에서의 온도가 국부적으로 감소함을 확인하였다.다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.5 no.4
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• pp.350-353
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• 2004

The integral reactor is tripped by the boron injection to the reactor when the CEA(Control element assembly) is not available due to its malfunction. In general, the borated water is made by dissolving the boron powder in the water and is stored in a tank. and then injected. But, this method is disadvantageous from the view point of construction cost, operation and maintenance because it has many components and is complicated. In this study, the boron powder direct vessel injection method is adopted to improve the system. Injecting the boron powder directly to the vessel and decreasing of number of components, the system configuration, operation and maintenance is simplified and the construction cost is reduced.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2000.11b
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• pp.228-233
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• 2000

The Korean Next Generation Reactor(KNGR) is a Pressurized Water Reactor adopting direct vessel injection(DVI) to optimize the performance of emergency core cooling system(ECCS). In a certain accident, however, pressurized thermal shock(PTS) of the vessel due to the sudden contact with the injected cold water is expected. In this paper, an accident of Main Steam Line Break(MSLB) has been numerically investigated with direct vessel injections and an increased volume flow rate in some cold legs. Using FLUENT code, temperature distributions of the fluid in the downcomer and of reactor vessel including the core region have been calculated, together with the distribution of convective heat transfer coefficient(CHTC) at the cladding surface of the reactor vessel. The result shows that some parts of the core region of the reactor vessel have higher temperature gradient expressing higher thermal stress.

• Nuclear Engineering and Technology
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• v.24 no.1
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• pp.86-97
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• 1992

The purpose of this paper is to evaluate the direct vessel injection design from a pressurized thermal shock(PTS) viewpoint for the Combustion Engineering System 80+ A break of the main steam line from zero power and a 0.05 ft$^2$small break loss-of-coolant accident (LOCA) from full power were selected as the potential PTS events. In order to investigate the stratification effects in the reactor downcomer region, the fluid mixing analysis was performed using the COMMIX-IB code for steam line break and using the REMIX code for 0.05 ft$^2$small break LOCA. The stress distributions within the reactor vessel walls experiencing the pressure and the temperature transients were calculated using the OCA-P code for both events. The results of the analysis showed that a small break LOCA without decay heat presented the greatest challenge to the vessel, however, there is no crack initiation through end-of-life of the vessel with consideration of decay heat.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1998.10a
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• pp.141-141
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• 1998

• Journal of Energy Engineering
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• v.14 no.1
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• pp.54-61
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• 2005

The APR1400 is an Advanced Pressurized Water Reactor with 3983 MWt power, 2×4 loops, and direct vessel injection system. The Fluidic Device (FD) is adopted to regulate the safety injection flow rate in a Safety Injection Tank (SIT) of APR1400. The performance of a newly designed fluidic Device is evaluated by analyzing a Large Break Loss-of-Coolant Accident (LBLOCA) using TRAC-M/F90, version 3.782. The analysis results show that the TRAC-M code reasonably predicts the important phenomena of blowdown, refill and reflood phases of LBLOCA. The sensitivity studies about gas/water volume changes in a SIT and K factor changes in a SI system were also done to understand the important phenomena with a Fluidic Device in APR1400.