In recent years, nuclear power has been included in green taxonomy, and small and micro-modular reactors are being actively developed. The supercritical carbon dioxide Brayton cycle, which can be applied to small nuclear power systems, has been constructed and experimented in various organizations. However, only a few studies have been published on the performance curves of radial flow turbines suitable for power cycles below 10 MWe, and on the rotor passage loss, which is a major internal loss. In this thesis, the performance map of a supercritical carbon dioxide radial inflow turbine is generated, and the rotor passage loss is calibrated based on the experimental data obtained from the ABC test loop and the rotor section AMB-TAC constructed in KAIST. In addition, based on the experimental data and the updated loss model, the previously developed KAIST-TMD code was modified and validated.
최근 원자력 발전이 그린 택소노미에 포함되었으며, 소형 및 초소형 원자로가 활발히 개발되고 있다. 작은 원자력 발전 시스템에 적용될 수 있는 초임계 이산화탄소 Brayton cycle은 다양한 기관에서 제작, 실험되고 있다. 하지만, 10MWe급 이하의 발전 사이클에 적합한 반경류 터빈의 성능 곡선과 주요한 내부 손실인 rotor passage loss 대해서는 연구 결과가 한정적이다. 본 논문에서는 KAIST에 설치된 ABC test loop와 AMB-TAC라는 회전기기로 실험을 수행하여 측정한 데이터를 바탕으로, 초임계 이산화탄소 반경류 터빈의 성능곡선을 생성하고, rotor passage loss의 손실 모델을 실험적으로 보정하였다. 또한, 실험 데이터와 최신화된 손실 모델을 기반으로 기존에 설계된 KAIST_TMD 코드의 검증 및 최신화를 수행하였다.
