The heat-storage characteristics accompanied by exothermic reaction at the regeneration of $Ca(OH)_2$ in tile heat-storage mode of a chemical heat pump system using a $Ca(OH)_2/CaO$ reversible thermochemical reaction was examined in a lab-scale unit. In this heat-storage mode, the particle bed of CaO could be regenerated by heating the $Ca(OH)_2$ packed bed to the higher temperature at which the equilibrium pressure in the reactor is greater than the water vapor pressure in the condenser. The results are i) the dehydration, thermal decomposition, rate of $Ca(OH)_2$ was higher at the lower part of particle bed than at the upper part, ii) in the reactor, the dehydration was proceeded along radial and axial direction, from inner part to the outer part, which explains heat transfers from the center to wall and from the tenter to lower or upper part of reactor.
Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI) has operated an integral effect test facility, the Advanced Thermal-Hydraulic Test Loop for Accident Simulation (ATLAS), with reference to the APR1400 (Advanced Power Reactor 1400) for tests for transient and design basis accidents simulation. A test for a loss of coolant accident (LOCA) at the top of the reactor pressure vessel (RPV) had been conducted at ATLAS to address the impact of the loss of safety injections (LSI) and to evaluate accident management (AM) actions during the postulated accident. The experimental data has been utilized to validate system analysis codes within a framework of the domestic standard problem program organized by KAERI in collaboration with Korea Institute of Nuclear Safety. In this study, the test has been analyzed by using thermal-hydraulic system analysis codes, MARS-KS 1.5 and TRACE 5.0 Patch 6, and a comparative analysis with experimental and calculation results has been performed. The main objective of this study is the investigation of the thermal-hydraulic phenomena during a small break LOCA at the RPV upper head with the LSI as well as the predictability of the system analysis codes after the AM actions during the test. The results from both codes reveal that overall physical behaviors during the accident are predicted by the codes, appropriately, including the excursion of the peak cladding temperature because of the LSI. It is also confirmed that the core integrity is maintained with the proposed AM action. Considering the break location, a sensitivity analysis for the nodalization of the upper head has been conducted. The sensitivity analysis indicates that the nodalization gave a significant impact on the analysis result. The result emphasizes the importance of the nodalization which should be performed with a consideration of the physical phenomena occurs during the transient.
HYPER(Hybrid Power Extraction Reactor) is the accelerator driven subcritical transmutation system developed by KAERI(Korea Atomic Research Institute). HYPER is designed to transmute long-lived transuranic actinides and fission products such as Tc-99 and I-129. Liquid lead-bismuth eutectic (LBE). Has been a primary candidate for coolant and spallation neutron target due to its appropriate thermal-physical and chemical properties, However, it is very corrosive to the common steels used in nuclear installations at high temperature. This corrosion problem is one of the main factors considered to set the upper limits of temperature and velocity of HYPER system. In this study, a parametric study for a corrosion model was performed. And a preliminary corrosion model was also developed to predict the corrosion rate in isothermal Pb and LBE flow loops.
A computational study of evaluation of current turbulence models is performed for a better prediction of thermal stratification in an upper plenum of a liquid metal reactor. The turbulence models tested in the present study are the two-layer model, the shear stress transport (SST) model, the v2-f model and the elliptic blending mode(EBM). The performances of the turbulence models are evaluated by applying them to the thermal stratification experiment conducted at JNC (Japan Nuclear Corporation). The algebraic flux model is used for treating the turbulent heat flux for the two-layer model and the SST model, and there exist little differences between the two turbulence models in predicting the temporal variation of temperature. The v2-f model and the elliptic blending model better predict the steep gradient of temperature at the interface of thermal stratification, and the v2-f model and elliptic blending model predict properly the oscillation of the ensemble-averaged temperature. In general the overall performance of the elliptic blending model is better than the v2-f model in the prediction of the amplitude and frequency of the temperature oscillation.
Evaluation of the elliptic blending turbulence model (EBM) together with the two-layer model, shear stress transport (SST) model and elliptic relaxation model (V2-F) is performed for a better prediction of natural convection and thermal stratification. For a natural convection problem the models are applied to the prediction of a natural convection in a rectangular cavity and the computed results are compared with the experimental data. It is shown that the elliptic blending model predicts as good as or better than the existing second moment differential stress and flux model for the mean velocity and turbulent quantities. For thermal stratification problem the models are applied to the thermal stratification in the upper plenum of liquid metal reactor. In this analysis there exist much differences between the turbulence models in predicting the temporal variation of temperature. The V2-F model and EBM better predict the steep gradient of temperature at the interface of thermal stratification, and the V2-F model and EBM predict properly the oscillation of temperature. The two-layer model and SST model fail to predict the temporal oscillation of temperature.
Irradiation behavior of the reactor pressure vessel SA508 class 3 steel weld metals was examined by Charpy V Notch impact specimens. The specimens were exposed to a fluence of $2.8{\times}1019$ neutrons(n)/$cm^2$(E>1 MeV) at $288^{\circ}C$. The irradiation damage of weld metal was evaluated by comparison between unirradiated and irradiated specimens in terms of absorbed energy and lateral expansion. The specimens for neutron irradiation were welded by submerged arc welding process at a heat input of 3.2 kJ/mm which showed good toughness in terms of weld microstructure, absorbed energy and lateral expansion. The post-irradiation Charpy V notch 41J and 68J transition temperature elevation were $65^{\circ}C$ and $70^{\circ}C$, respectively. This elevation was accompanied by a 20% reduction in Charpy V notch upper shelf energy level. The lateral expansion at 0.9mm irradiated Charpy specimens showed temperature elevation of $65^{\circ}C$ and was greatly decreased due to radiation damage.
The influence of density differences on the mixing of the primary loop inventory and the Emergency Core Cooling (ECC) water in the downcomer of a Pressurised Water Reactor (PWR) was analyzed at the ROssendorf COolant Mixing (ROCOM) test facility. ROCOM is a 1:5 scaled model of a German PWR, and has been designed for coolant mixing studies. It is equipped with advanced instrumentation, which delivers high-resolution information for temperature or boron concentration fields. This paper presents a ROCOM experiment in which water with higher density was injected into a cold leg of the reactor model. Wire-mesh sensors measuring the tracer concentration were installed in the cold leg and upper and lower part of the downcomer. The experiment was run with 5% of the design flow rate in one loop and 10% density difference between the ECC and loop water especially for the validation of the Computational Fluid Dynamics (CFD) software ANSYS CFX. A mesh with two million control volumes was used for the calculations. The effects of turbulence on the mean flow were modelled with a Reynolds stress turbulence model. The results of the experiment and of the numerical calculations show that mixing is dominated by buoyancy effects: At higher mass flow rates (close to nominal conditions) the injected slug propagates in the circumferential direction around the core barrel. Buoyancy effects reduce this circumferential propagation. Therefore, density effects play an important role during natural convection with ECC injection in PWRs. ANSYS CFX was able to predict the observed flow patterns and mixing phenomena quite well.
Optimum operation conditions of low-NOx MILD combustion for gaseous and solid fuels have been investigated by experimental and computer simulation. Loop reactor type MILD combustor without air pre-heater has been used in the present work. The results show that the balance of injection velocities of fuel and surrounding air is major factor for maintaining MILD combustion mode. Temperature difference between lower and upper part can be reduced less than 20 degree of Celsius. It was found that NOx emission in MILD combustion also can be remarkably reduced to more than 85% in comparison with conventional premixed combustion, and reduced to more than 50% in case of nitrogen and carbon dioxide carrying dried waste water sludge and pulverized coal in comparison with the same of air carrying. It was also found that carbon monoxide emission increase was not appeared at the time of changeover to MILD combustion mode from premixed or air carrying combustion at optimum operation condition.
Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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2008.03a
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pp.378-382
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2008
A 50 N monopropellant thruster being developed for attitude control in a variety of aerospace application systems is described in this paper. Ninety percent hydrogen peroxide was selected as a propellant, since it is much less hazardous than hydrazine. A scaled down thruster with aluminum oxide loaded with the platinum in the reaction chamber was tested to determine propellant decomposition onto a catalyst. A scaled up 50 N thruster, with a catalyst bed of 3 cm in diameter and 4 cm in length, was evaluated by decomposition efficiency based on temperature, ${\eta}_T$, efficiency of characteristic velocity, ${\eta}_{C^*}$, and measurement of thrust. The performance of a 50 N thruster was 40.5 Newton in thrust, about 100 % in ${\eta}_T$, and 98 % in ${\eta}_{C^*}$, and 125 sec in specific impulse at sea level.
Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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v.28
no.7
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pp.746-751
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2006
In this study, drying and carbonization experiment was conducted in a fluidized bed reactor according to the variations in gas velocity, particle size, and reactor temperature. As a result, the weight loss rates of sludge by drying in the fixed bed and fluidized bed type dryer showed that drying in the fluidized bed was about 6 times faster than drying in the fixed bed, and the weight loss rates of sludge by carbonization in the fixed bed and fluidized bed type reactor showed that carbonization in the fluidized bed was about 4 times faster than drying in the fixed bed. This implies that carbonization in the fluidized bed was completed within 10 minutes. Although the amount of char decreased with the increase of carboniration temperature, the amount of char became similar at upper 873K. Also, the amount of char decreased with increasing gas velocity. Consequently, it could be efficient that slow fluidization should be maintained within the range of fluidization in case of fluidized carbonization of sewage sludge at 873K.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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