초록 ▼

본 연구에서는 다중-다층 블록 우회유량 시험장치를 설계, 제작하였고 본 장치를 이용하여 균일한 우회 간극 분포와 비균일한 우회 간극 분포에 대한 실험을 수행하여 노심 열유체 해석 코드 검증을 위한 데이터를 생산하였다. 한국은 GAMMA+ 코드, 미국은 GAS-NET 코드를 선택하여 우회유량 시험에 대한 독자적인 해석모델을 만들고 해석을 수행하여 코드의 성능을 비교, 평가하였다. CFD 코드도 한미 양측이 각자의 코드, 즉 한국은 CFX 코드, 미국은 STARCCM+ 코드를 사용하여 INL의 MIR 실험에 대한 벤치마크 해석을 수행

본 연구에서는 다중-다층 블록 우회유량 시험장치를 설계, 제작하였고 본 장치를 이용하여 균일한 우회 간극 분포와 비균일한 우회 간극 분포에 대한 실험을 수행하여 노심 열유체 해석 코드 검증을 위한 데이터를 생산하였다. 한국은 GAMMA+ 코드, 미국은 GAS-NET 코드를 선택하여 우회유량 시험에 대한 독자적인 해석모델을 만들고 해석을 수행하여 코드의 성능을 비교, 평가하였다. CFD 코드도 한미 양측이 각자의 코드, 즉 한국은 CFX 코드, 미국은 STARCCM+ 코드를 사용하여 INL의 MIR 실험에 대한 벤치마크 해석을 수행하여 모델의 타당성을 평가하였다. 노심우회유량 해석을 위한 열유체 해석 모델 개발을 위하여 먼저 우회유로 간극 예측 모델을 개발하였고 GAMMA+ 계통-열유체 코드를 사용하여 우회간극 분포를 반영할 수 있는 3차원 노심 열유체 모델을 개발하였다. 개발된 3차원 모델을 KAERI에서 개발 중인 NHDD 실증로 노심에 적용하여 유동분포와 핵연료 최대온도를 예측하였다. 마지막으로 두 가지 우회유량 저감방안을 제시하였고 제시된 저감방안에 대하여 그 성능을 실험적으로 평가하였다.

(출처 : 서지정보양식 134p)

Abstract ▼

A multi-block and multi-layer bypass flow test facility was designed and constructed. Experiments using the facility were carried out for uniform and non-uniform gap distributions of test blocks to produce for the validation of codes. Using independent models developed for GAMMA+ code in Korea and

A multi-block and multi-layer bypass flow test facility was designed and constructed. Experiments using the facility were carried out for uniform and non-uniform gap distributions of test blocks to produce for the validation of codes. Using independent models developed for GAMMA+ code in Korea and GAS-NET code in the US, analyses for the bypass experiment were performed and the results were compared. In addition, CFD benchmark calculations by using CFX code in Korea and STARCCM+ in the US were carried out for MIR experiments and the validity of CFD models were assessed. A model for the estimation of bypass flow gap size in VHTR core was developed. And three dimensional core thermo-fluid analysis model considering the bypass gap distribution was developed by using the GAMMA+ code, which was applied to a prismatic core, developed in nuclear hydrogen project in KAERI, to predict core flow distribution and maximum fuel temperature. Finally, two measures of bypass flow reduction were suggested and their performance was assessed by the experiment.

(출처 : BIBLIOGRAPHIC INFORMATION SHEET 135p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 4
• 요약문 ... 6
• SUMMARY ... 10
• CONTENTS ... 14
• 목차 ... 18
• 표목차 ... 22
• 그림목차 ... 24
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 28
• 제2장 국내외 기술개발현황 ... 30
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 32
• 제1절 우회유량 시험장치 설계 및 구축 ... 32
• 1. 시험요건 ... 32
• 가. 실험 시 고려인자 ... 32
• 나. 시험 장치 요건 ... 33
• 다. 시험 요건 ... 33
• 2. 다중블록 우회유량 실험장치 설계 ... 34
• 가. 시험장치 개요 ... 34
• 나. 시험 블록의 설계 ... 36
• 3. 시험 매트릭스 ... 39
• 제2절 시험조건 선정 및 측정 방법 개발 ... 40
• 1. 우회유로 간극크기 평가 ... 40
• 가. 간극크기 평가 방법론 ... 40
• 나. 참조노심 간극분포 평가 ... 42
• 2. 시험요건 평가 ... 47
• 가. 시험부 해석 ... 47
• 나. 하부플레넘 ... 47
• 3. 우회유량 및 압력분포 측정 방법 ... 48
• 가. 우회유량 측정 방법 ... 48
• 나. 압력분포 측정 방법 ... 48
• 제3절 시험 수행 및 결과 분석 ... 50
• 1. 균일 간극(Uniform gap) ... 50
• 가. 실험 개요 ... 50
• 나. 실험 결과 ... 50
• 2. 비균일 간극(Non-Uniform gap) ... 54
• 가. 실험 개요 ... 54
• 나. 실험 결과 ... 55
• 제4절 열유체 해석코드 검증 및 개선 ... 58
• 1. GAMMA+ 코드 개선 ... 58
• 가. 흑연블록 열전도 모델 ... 58
• 나. 다중채널 유로 모델 ... 58
• 다. Converging/diverging Wye 형상손실 계수 ... 59
• 라. 우회 유로 형상손실 계수 ... 60
• 2. 참조노심 우회유량 및 핵연료 온도 평가 ... 61
• 가. 참조노심 GAMMA+ 계산 모델 ... 61
• 나. 노심 Hot Spot 해석 ... 63
• 3. 단순블록 우회유량 실험 벤치마크 ... 65
• 가. 단순블록 우회유량 실험장치 ... 65
• 나. GAMMA+ 해석 모델 ... 66
• 다. GAMMA+ 해석 결과 및 비교 ... 67
• 4. 다중블록 우회유량 실험 벤치마크 ... 71
• 가. 개요 ... 71
• 나. GAMMA+ 해석 모델 ... 71
• 다. GAMMA+ 해석 결과 및 비교 ... 72
• 5. MIR 시험 CFD 해석 ... 74
• 가. 연구 목적 ... 74
• 나. CFD 모델 ... 75
• 다. MIR 시험전 모사 ... 76
• 라. 결론 ... 79
• 마. CFD 코드 간 벤치마크 ... 81
• 제5절 우회유량 저감방안 개발 및 성능시험 ... 92
• 1. 우회유량 저감방안 기술현황 분석 ... 92
• 가. 개요 ... 92
• 나. 우회 유량 및 횡류 유동의 중요도 인지 사고 자료 ... 92
• 다. 횡류 유동 시험 및 평가 자료 ... 93
• 라. 누수 유량 방지 Seal Mechanism 유동 시험 및 평가 자료 ... 94
• 마. 원자로 노심의 열유동 해석 및 평가 자료 ... 95
• 2. 저감방안 개념 ... 95
• 3. 저감방안 설계 ... 97
• 가. 천이블록 엇갈림 배열을 이용한 우회간극 봉쇄방안 ... 97
• 나. 다중 홈을 이용한 반사체 블록 벽면 요철화 ... 98
• 4. 저감방안 성능시험 ... 100
• 가. 천이블록 엇갈림 배열을 이용한 우회간극 봉쇄방안 ... 100
• 나. Labyrinth Seal을 이용한 반사체 블록 벽면 요철화 ... 103
• 다. 우회유량 저감방안 성능시험 요약 ... 105
• 제6절 미국의 우회유량 시험 ... 106
• 1. INL의 MIR 시험장치 ... 106
• 2. INL의 우회유량 시험 모델 ... 108
• 3. INL의 MIR 시험계획 ... 110
• 4. 예비시험 데이터 ... 111
• 5. INL 실험의 경과 및 향후 계획 ... 113
• 6. TAMU의 우회유량 실험 ... 114
• 가. 시험 장치 및 모델 ... 114
• 나. 블록 노심 모델 ... 115
• 다. 시험 데이터 ... 116
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 124
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 126
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 128
• 제7장 연구시설·장비 현황 ... 130
• 제8장 참고문헌 ... 132
• 서지정보양식 ... 134
• BIBLIOGRAPHIC INFORMATION SHEET ... 135
• 끝페이지 ... 136