• 대한기계학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.1313-1320
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• 1993

본 연구에서는 가시화가 가능한 상승부를 가진 개방된2상 자연순환 회로를 설치하여 각 운전 조건에 따른 순환 유동 특성을 살펴보았다. 즉, 가열량 증가에 따 른 상승부에서의 2상 유동 양식의 변화를 관찰하였고 동시에 가열기 입구 과냉 액체의 순환 유속 및 상승부의 기공률(void fraction)을 측정하였다. 또한 가열기 입구 및 출구에 설치된 밸브의 마찰저항, 가열기 입구 액체의 과냉 정도, 그리고 충전수위등이 전반적인 유동특성에 미치는 영향을 연구하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.920-926
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• 1990

본 연구에서는 Fig.1과 같은 2상 자연순환 회로의 1차원 해석을 수행하고, 액 상의 과냉정도와 각 상 영역에서의 밸브 마찰저항이 순환유속에 미치는 영향을 살펴보 므로써 정적 불안정의 조건을 알아보는데 있다. 본 모델에서는 유한 길이를 갖는 증 발기와 응축기를 고려하였으며, 정적 불안정의 가능성을 해석적으로 보여주기 위해 간 단한 모델(point-heat-source/sink)도 함께 다루었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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• pp.1897-1902
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• 2003

An 1/21.6 scaled experimental facility was prepared utilizing the results of a scaling analysis to simulate the APRI400 reactor and insulation system. The behaviors of the boiling-induced two-phase natural circulation flow in the insulation gap were observed, and the liquid mass flow rates driven by natural circulation loop were measured by varying the wall heat flux, upper exit slot area and configuration. And non-heating experiments have also been performed and discussed to certify the hydraulic similarity of the heating experiments by injecting air equivalent to the steam generated in the heating experimental condition.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.1927-1932
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• 2004

A 1/21.6 scaled non-heating experimental facility was prepared utilizing the results of a scaling analysis to simulate the APR1400 reactor and insulation system. The behaviors of the air bubble-induced two-phase natural circulation flow in the insulation gap were observed, and the liquid mass flow rates driven by natural circulation loop were measured by varying the injected air flow rate and distribution. As the injected air flow rates increased, the natural circulation flow rates also increased. Both the longitudinal and the latitudinal distributions of the injected air affected the natural circulation flow rates, especially, the longitudinal effect is more larger.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제15권3호
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• pp.188-196
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• 1983

펌프의 coastdown이나 회로의 고장 또는 자연 순환같은 회로 내의 과도 현상을 모사하기 위해 간단한 fast-running computer code가 개발되었다. 본 논문에서는 특히 다회로의 자연순환계에 관한 수치 해석적 연구에 중점을 두었으며, 이를 위해 5개의 지배 방정식이 유도되고, space-time 적분 방법에 의해 discretization되었다. 개발된 전산 프로그램은 몇가지 예제에 적용되었는데, 이는 2-회로 유동에서 1-회로 유동으로의 과도 현상, 1-회로 유동에서 2-회로 유동으로의 과도 현상, 그리고 2-회로의 열교환기가 작동할 때 decay power에서의 과도 현상 등이다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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• pp.781-785
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• 2003

This work presents a numerical analysis of two-phase natural circulation flow in reactor cavity under external vessel cooling. Steady, incompressible, three-dimensional Reynolds-averaged Navier-Stokes equations for multiphase flows with zero equation turbulence model are solved to predict the shear key effect on the circulation rate of cooling water and the distribution of void fraction according to the different mass flow of inlet air. Results show that shear key has a positive effect on the circulation rate of cooling water and induce a local increase of void fraction below the shear key, but not remarkably.

• 에너지공학
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• 제28권4호
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• pp.103-110
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• 2019

국내에서 개발 중인 차세대 혁신형 안전경수로인 iPOWER는 피동용융노심냉각계통의 도입을 통해 중대사고시 노심용융물을 원자로 하부에서 장기간 냉각하고 안정화시키고자 한다. 아직 피동용융노심냉각계통의 최종 설계개념이 확정되기 전이나, 원자로용기 외벽냉각을 통한 노심용융물의 노내 억류 역시 주요 중대사고 대처 전략의 하나로 검토되고 있다. 본 연구에서는 국내에서 개발된 열수력 계통해석코드인 MARS-KS를 이용하여 원자로용기와 단열체 사이에서 형성되는 2상 자연순환 유동을 모의하였다. 냉각수의 유로를 일차원으로 모델링하고, 노심용융물의 열부하에 따른 경계조건을 정의하여 자연순환 유량을 계산하였다. 또한 냉각수의 온도 및 수위, 원자로용기 하반구 주변 기포율 및 외벽에서의 열전달모드 등 주요 열수력 변수의 과도거동을 평가하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.3086-3091
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• 2007

When a molten corium is relocated in a lower head of a reactor vessel, the ERVC (External Reactor Vessel Cooling) system is actuated as coolant is supplied into a reactor cavity to remove a decay heat from the molten corium during a severe accident. To achieve this severe accident mitigation strategy, the two-phase natural circulation flow in the annular gap between the external reactor vessel and the insulation should be formed sufficiently by designing the coolant inlet/outlet area and gap size adequately on the insulation device. For this reason, one-dimensional natural circulation flow tests were conducted to estimate the natural circulation flow under the ERVC condition of APR1400. The experimental facility is one-dimensional and scaled-down as the half height and 1/238 rectangular channel area of the APR1400 reactor vessel. As the water inlet area increased, the natural circulation mass flow rate asymptotically increased, that is, it converged at a specific value. And the circulation mass flow rate also increased as the outlet area, injected air flow rate, and outlet height increased. But the circulation mass flow rate was not changed along with the external water level variation if the water level was higher than the outlet height.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.308-311
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• 2008

As a severe accident mitigation strategy in a nuclear power plant, ERVC(External Reactor Vessel Cooling) has been proposed. Under ERVC conditions, where a molten corium is relocated in a reactor vessel lower head, a natural circulation two-phase flow is driven in the annular gap between the reactor vessel wall and its insulation. This flow should be sufficient to remove the decay heat of the molten corium and maintain the integrity of the reactor vessel. Preliminary experimental study was performed to estimate the natural circulation two-phase flow. The experimental facility which is one dimensional, the half height, and the 1/238 channel area of APR1400, was prepared and the experiments were carried out to estimate the natural circulation two-phase flow with varying the parameters of the coolant inlet area, the heat rate, and the coolant inlet subcooling. In results, the periodic circulation flow was observed and the characteristics were varied from the experimental parameters. The frequency of the natural circulation flow rate increased as the wall heat flux increased.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.952-956
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• 2010

저수지에 설치된 물순환장치는 저수지 수문상황과 자연조건의 변화에 따라 유동특성이 상이하므로 연구자가 고려하는 다양한 조건에서 현장 측정하기는 불가능하다. 이런 문제를 대체하는 방안으로 전산유체유동(CFD) 모형을 적용한 모사를 실시함으로서 다양한 조건에 따른 효과를 평가할수 있게 된다. 본 연구에서는 전산유체유동을 통한 대류식 물순환장치의 유동영향범위와 수질변화 등을 평가하고, 다양한 조건에서 모사를 실시하여 최적운영방안을 도출하고 실제운영에 활용토록 하고자 한다. 수체거동을 모사하기 위해 실제 저수지를 형상화한 Domain을 3가지로 구성하였다. 첫번째는 반경 20m, 깊이 40m Domain에 물순환장치를 중앙에 설치한 것이며(D20), 두 번째는 반경 40m, 깊이 40m에 두 개의 물순환장치를 양쪽에 설치하였고(D40), 세 번째는 반경 100m, 깊이 40m로 설정(D100)하였고 양쪽에 두 개의 물순환장치를 설치한 것으로 구성하였다. CFD에 의한 개별 대류식 순환장치의 유동모사결과 D20은 시간의 경과에 따라 수온성층이 하강하는 현상이 나타났으며 이러한 결과로 판단할때 40m 간격으로 대류식 순환장치를 설치하여 운영하면 탈성층이 나타날 수 있을것으로 판단되었다. D40에 대하여 CFD에 의한 유동모사를 실시하였으며 시간의 경과에 따라 수온성층의 변화는 나타나지 않았다. 이러한 결과로 판단할때 40m 간격으로 한줄로 대류식 순환장치를 설치하여 운영하면 성층을 깨는 현상은 나타나지 않을 것으로 평가되었다. 반면 Dye테스트시 심층에서 상승한 수체는 수온성층 표면에서 수평방향으로 계속 퍼져 나가면서 옆장치에서 상승된 수체와 혼합이 활발히 이루어 지는 현상을 나타내었다. 장치간 거리가 100m인 대류식 물순환장치에 의한 유동모사시 수온성층의 변화는 전혀 나타나지 않았으며, Dye테스트시 심층에서 상승한 수체는 수온성층 위에서 수평방향으로 퍼져 나가면서 옆에서 가동되는 장치에서 상승된 수체와 혼합 현상을 나타내기는 하나 D40보다 혼합시간이 더 걸리는 것으로 나타났다.