초록 ▼

차세대 원자로에서 채택예정인 고유 안전계통에서 유발되는 현상에 대한 안전성 분석능력을 향상시키기 위해서는 핵심 열수력 요소현상에 대해 상세 측정을 통해 현상에 대한 이해를 증진시키고 이를 바탕으로 한 국소 거동 예측모델의 개선이 필요하다. 본 연구에서는 국내 원전 고유안전계통의 열수력 현안의 핵심요소 현상으로서 피동보조급수계통의 이차측 냉각수조 내부 비등기인 자연대류현상, 열교환기 튜브 내에서의 응축현상, 강수부 직접주입방식 채택에 따른 강수부내 안전주입수 동적거동에 대한 상세 유동현상을 실험적으로 고정밀 계측하여 실험 데이터베이스

차세대 원자로에서 채택예정인 고유 안전계통에서 유발되는 현상에 대한 안전성 분석능력을 향상시키기 위해서는 핵심 열수력 요소현상에 대해 상세 측정을 통해 현상에 대한 이해를 증진시키고 이를 바탕으로 한 국소 거동 예측모델의 개선이 필요하다. 본 연구에서는 국내 원전 고유안전계통의 열수력 현안의 핵심요소 현상으로서 피동보조급수계통의 이차측 냉각수조 내부 비등기인 자연대류현상, 열교환기 튜브 내에서의 응축현상, 강수부 직접주입방식 채택에 따른 강수부내 안전주입수 동적거동에 대한 상세 유동현상을 실험적으로 고정밀 계측하여 실험 데이터베이스를 구축하였고, 실험 데이터를 취득하기 위해서 고유한 계측기술을 개발하거나, 상용 계측기술의 적용성을 획기적으로 개선하였다. 본 연구에서는 광섬유프로브, PIV, LDV, LIF 등의 레이져 광학기법, 그리고 초음파 측정기술이 이에 해당한다. 해당 실험데이터를 토대로 현상에 기반을 둔 운동량이나 에너지 평형관계식을 이용하여 곡면발열표면에서의 기포이탈크기, 열교환기 튜브내측 열전달 그리고, 액막에서의 마찰에 대한 고유 기구학적 물리모델을 개발하였다. 비등현상은 원자로의 안전성 평가를 위한 열전달 현상 및 열적여유도 평가를 위한 핵심현상으로서, 기존의 경험적인 상관식에 기초한 모델의 부정확성을 개선하기 위해, 상세 비등구조 및 동적거동 현상의 세부 열, 운동학을 잘 반영한 기구학적 물리적 모델을 개발할 필요성이 있으며, 본 연구에서는 기존 연구와 차별적으로 실제 안전현안에 근접한 고열유속 조건에서의 벽면비등 메커니즘 및 이상 유동 구조를 고해상도 가시화기법을 통해서 측정하고, 고유한 벽면 비등기포 크기 모델을 개발하였다. 본 연구에서 취득한 실험 DB와 고유 기구학적 물리모델은 원자로 열수력 안전현안의 예측정확도를 향상시키고, 안전해석 코드의 고유브랜드 가치를 제고하여 코드의 선진화 및 고유성을 증진시킴으로써, 지속적인 원자로 수출에 기여할 것으로 기대된다.

(출처 : 서 지 정 보 양 식 189p)

Abstract ▼

To improve the prediction capability of safety analysis code for the phenomena occurring in the advanced safety system of new nuclear plant, the local physical model should be developed based on the fine scale of experimental data for the key phenomena. The current study performed high-precision exp

To improve the prediction capability of safety analysis code for the phenomena occurring in the advanced safety system of new nuclear plant, the local physical model should be developed based on the fine scale of experimental data for the key phenomena. The current study performed high-precision experiment and constructed database for key phenomena for the boiling induced natural convection inside cooling tank and tube inside condensation of heat exchanger of passive auxiliary feedwater injection system, dynamic multi-dimensional behaviour of ECC water inside downcomer from DVI system. To achieve local high-precision experimental data, measuring technique was newly developed or improve the applicability of the conventional instrument such as optical probe, laser optics including PIV, LDV and LIF, and ultrasonic measuring techniques. Based on the force or energy balance, mechanistic physical models were uniquely developed for the bubble departure diameter on curved heated surface, condensation heat transfer inside heat exchanger tube and interfacial shear on the liquid film. The boiling phenomena is very important for the heat transfer and thermal margin evaluation of reactor safety. experiment for high heat flux condition was performed using high resolution of visualization. From the visualization, the boiling structure and mechanism near CHF condition was analyzed. As one of the key boiling parameter, a bubble departure size model was newly developed based on balance equation of heat transfer. The experimental database and unique mechanistic physical models developed in this study, will enhance the brand value and the accuracy of the prediction capability of the domestic safety analysis code, which will contribute to the nuclear plant export.

(출처 : BIBLIOGRAPHIC INFORMATION SHEET 190p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• S U M M A R Y ... 7
• C O N T E N T S ... 10
• 목차 ... 11
• 표목차 ... 12
• 그림목차 ... 13
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 17
• 제 1 절 과제개요 ... 17
• 제 2 절 연구 배경 및 필요성 ... 17
• 제 3 절 연구개발의 목표 ... 19
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 20
• 제 1 절 국외 현황 ... 20
• 제 2 절 국내 현황 ... 21
• 제 3 장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 24
• 제 1 절 연구개발 수행 내용 및 결과 요약 ... 24
• 제 2 절 수조 비등 상세실험 및 모델개발 ... 31
• 제 3 절 열교환기 응축 상세실험 및 모델개발 ... 44
• 제 4 절 안전주입수 동적거동 상세실험 및 모델개발 ... 57
• 제 5 절 비등구조 국소거동 실험 및 모델개발 ... 87
• 제 6 절 봉다발 부수로 난류혼합 상세측정 실험 : IBE-2 ... 115
• 제 7 절 품질보증절차의 적용 ... 129
• 제 8 절 요약 및 특기 사항 ... 133
• 제 4 장 연구개발 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 137
• 제 1 절 연구개발 목표 달성도 ... 137
• 제 2 절 관련 분야 기여도 ... 142
• 제 5 장 연구개발 결과의 활용 계획 ... 143
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 146
• 제 7 장 참고문헌 ... 147
• 부 록 ... 149
• 1. 연구성과실적서 ... 149
• 끝페이지 ... 191