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문제 정의
- 국부 온도는 sparger로부터 방출되는 제트에 의해 유 입되는 유체의 온도를 의미하며, 일반적으로 그림 1과 같이 증기의 응축 현상에 영향을 미치는 sparger의 바로 위부분 또는 밑부분의 평균온도 로 정의하고 있다. 본 논문에서는 계산된 유동 과 온도의 분포를 고려하여 국부온도의 위치를 결정하였다. 여기서 이 국부온도 값은 응축수조 를 냉각시키지 않을 때의 값이다.
가설 설정
- 여기서 Cf는 방출계수로 Idelchik의 "Handbook of Hydraulic Resistance"[5]에서 구하였고 &는 sparger 하단의 방출구멍의 총 면적이고 P。는 sparge 방출구멍에서의 압력이다. Pe는 sparger 주변에서의 IRWST 수조수 압력으로 대기압 (O.IMPa)에 sparger 잠김높이(2.74m)에 해당하는 정압력(26.7紀a)을 더한 값인 0.1267MPa 으로 가 정하였다. 증기가 IRWST내로 방출될 때 sparger 주변에서의 압력은 유동형태가 공기분출에서 증 기방출로 변화됨에 따라 압력이 변하고 증기 방 출시간에 따라서도 압력이 변화겠지만 IRWST 수 조수가 대기압의 공기와 자유수면을 형성하고 있어 sparger 주변의 압력이 계속 0.
- 이때 IRWST 수조수는 대기압 상태이기 때문에 임계유동이 발생할 수 있다[3, 4]. 본 계산에서는 가압기에서 sparger 로 이상유동의 형태로 향하는 일차계통 냉각재를 이상기체와 단열상태로 가정하여 sparger로부터 방출되는 임계유량을 식(1), (2)와 같이 구하였다[3, 4}.
- 이와 같이 구한 유입수조수 및 응축수의 유량은 각각약 195kg/s, 222kg/s 이다. 본 계산에서는 유입수조수와 응축수의 엔탈피는 계속 변화지 않고 유지된다고 가정하였다. 응축수의 유량을 응 축경계면에서의 표면적과 밀도로 나눈 응축수의 속도는 약 0.
- 7psi)으로 가정하여 ASME 증기표에서 구할 수 있고 응 축수의 엔탈피는 응축영역의 바깥 경계면에서의 압력, 온도를 알아야 한다. 본 계산에서는 이 엔탈피 값을 sparger의 잠김깊이에 해당하는 압 력에서의 포화상태로 가정하여 구하였다. 이와 같이 구한 유입수조수 및 응축수의 유량은 각각약 195kg/s, 222kg/s 이다.
- 32 m로 하였다. 실제 IRWST 구조물은 상부가 밀폐되어 있고 4개의 압력 댐퍼에 의하여 격납용기 내부 공기와 순환되고 있지만, 본 계산 에서는 상부가 개방되어 있는 것으로 가정하여 모델링하였다. 또한 공기, 물의 자유수면의 모 델링은 초기조건에서 사용자 프로그램 (User Fortran)을 활용하여 모델링하였다.
- 55m/s와 106℃(222-F)이며, 이 값이 CFX 전산해석의 입구 경계조건이 된다. 실제 IRWST내 유동장에서는 sparger 주변의 IRWST 수조수 온도와 압력에 따라서 응축수의 속도와 온도가 약간씩 변화겠지만 본 계산에서는 0.55m/s와 106P(222-F)로 계속 유지된다고 가정하였다.
- 55m/s 가 된다. 여기서 응축수가 응축경계면을 균일하게 통과한다고 가정하였다. 이렇게 구한 응축수의 속도와 온도는 0.
- 또한 식(3), (4)를 풀어서 식(5)와 같이 응축수의 유량(mg)을 구할 수 있는데, 유입수조수의 엔탈피(hm)와 응축수의 엔탈 피(hou)를 알아야만 계산할 수 있다. 유입수조 수의 엔탈피는 한국수력원자력 주식회사에서 제공한 IRWST 수조수의 초기상태 값(84 T, 14.7psi)으로 가정하여 ASME 증기표에서 구할 수 있고 응 축수의 엔탈피는 응축영역의 바깥 경계면에서의 압력, 온도를 알아야 한다. 본 계산에서는 이 엔탈피 값을 sparger의 잠김깊이에 해당하는 압 력에서의 포화상태로 가정하여 구하였다.
- 1267MPa 으로 가 정하였다. 증기가 IRWST내로 방출될 때 sparger 주변에서의 압력은 유동형태가 공기분출에서 증 기방출로 변화됨에 따라 압력이 변하고 증기 방 출시간에 따라서도 압력이 변화겠지만 IRWST 수 조수가 대기압의 공기와 자유수면을 형성하고 있어 sparger 주변의 압력이 계속 0.1267MPa로 유지된다고 가정하였다. 이와 같이 계산된 sparger 한 개에서 방줄되는 임계유량은 약 26.
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