Experimental investigation was performed using the 2*2 rod bundle in order to find out the effect of spacer grid on CHF with R-134a. The rod diameter of test section is 9.7mm. Rod pitch is 12.95mm. An outside-line of flow channel is 25.7mm. As test spacer grids, three different types of spacer grid that was applied for a patent by KAERI and V-5H were selected. Experimental conditions are as follows: Mass flux is from 1000 to 1800 kg/㎡s, inlet temperature is from 10 to 20℃, and inlet pressure is 20 bar.
Flow structure experiment was also performed with single-phase water at room temperature and atmospheric pressure. The result of CHF experiment was explained through this experiment qualitatively. In this experiment, using LDV, we measured axial and lateral velocity and turbulent intensity along the centerline to find out the swirl magnitude and turbulent kinetic energy. And using DP cell, pressure drop was also measured.
Consequently, the swirl flow and turbulent level forming by spacer grid and mixing vane contributed to the CHF enhancement. The ratio of enhancement was changed as the distance from spacer grid. And we also confirmed that a blockage area was an important parameter in view of pressure drop.
다양한 형태의 지지격자들이 임계열유속에 미치는 영향에 대해서 2*2 봉다발에서 실험을 R-134a를 이용하여 실험적 연구를 수행하였다. 동시에 상온 대기압에서 LDV를 이용한 속도장 측정을 을 수행하였다. 이는 임계열유속 실험과 다른 실험 장치에서 수행되었는데 이를 통하여 지지격자에의해 발생되는 와류 유동량 및 난류 강도 등에 대한 정보를 얻었다.그리고 실험에 사용된 지지격자는 V-5H와 KAERI에서 특허 출원한 3개의 다른 지지격자를 2*2 봉다발에 맞게 가공하여 사용하였다.
임계열유속 실험은 고압 고유량 조건에서 실험을 수행하였으며 이는 DNB영역에 해당된다. 실험은 입구 온도 압력 및 유량조건에 따라서 각 지지격자에 대해서 수행하였다. 임계열유속 발생 지점으로부터 지지격자의 위치를 두 가지 경우에 대해서 수행하였다.
지지격자에 의한 속도장은 앞 실험과 동일한 유로 형상에서 실험하였으며 실험 조건은 상온 대기압의 물에서 실험하였다. 계측은 LDV를 이용하였고, 각 지점의 축방향 및 단면방향 속도와 난류 요동을 측정하였다. 또한 압력강하도 동시에 측정하였다. 그리고 이를 통하여 와류 크기 및 난류에너지를 계산하여 비교하였다.
이 두 가지 실험을 통하여 지지격자가 임계열유속에 미치는 영향을 보면 (1)와류 유동을 많이 발생시키는 지지격자가 임계열유속 증진에도 효과적이며, (2)유량에 따라서 지지격자의 효과가 달라지고, (3)지지격자에 따라서 임계열유속에 대한 효과가 유량의 변화에 크게 달라지지 않는 경우도 있다. (4)그리고 지지격자가 임계열유속 발생지점과 멀어질수록 지지격자 간의 차이가 두드러지므로 지지격자의 설계가 열수력적 성능에 미치는 영향이 더욱 중요해진다.
