The STAR-LT code is developed for tracking the two-phase water level through the modification of the STAR code. The level tracking logic can be utilized effectively when there exists a definite phase separation boundary. The logic is developed on the basis of the two-region two-fluid model. In order to describe the transportation of vapor through the interface of the two-phase mixture region and vapor region, a bubble rise model is used. Since the level can be treated as a system variable in STAR-LT, coarse nodalization can be used to describe the system. In the present sample calculation of the blowdown of the tank, only one node is used.
In order to verify the level tracking logic in case of depressurization, the GE tests and the Marviken T-11 test are simulated by STAR-LT. And to verify the code for a vessel with heat addition, the EPRI 336-rod bundle experiment is simulated. It is shown that the simulated results are in good agreement with the experimental data.
The influence of drift velocity on the two-phase mixture level is evaluated using various drift correlations. The Ishii correlation is found to be the best one for the present tank blowdown simulation.
원자력 발전소에서의 냉각재 유출 사고(LOCA)나 증기관 파손(SLB) 사고시 이상류의 수위를 예측하는 것은 노심의 안전성 유지 측면에서 상당히 중요한 요소이다. 특히 TMI 사고이후 급격한 압력 강하를 수반하는 과도상태를 해석하기 위하여 꾸준한 연구가 계속되어 왔다.
본 논문에서는 이상류 분리 모델을 근간으로 해서 수위를 추적할 수 있는 방법을 제시하였다. 전체 시스템을 기술하는 독립 변수의 하나로 수위를 채택함으로써 지배방정식을 풀어서 직접 수위를 얻을 수 있도록 하였다. 이상류의 수위를 통한 증기의 전달을 기술하기 위해서 Bubble Rise Model을 사용하였고, 증기의 전체적인 에너지 상태를 기술하기 위해서 순수 증기 영역의 에너지 식과 이상류 영역의 증기 에너지 식을 결합한 형태의 에너지 식을 사용하였다.
감압시 사용된 모델들을 검증하기 위하여 GE Tests 와 Marviken T-11 Test를 모사하여 주어진 실험 결과와 비교하였다. 그리고 Bubble Rise Model의 적용 시 필요한 표류 속도(Drift Velocity)의 영향을 여러 관계식에 대하여 평가하였다. 가열 부분이 있는 상태에서의 검증을 위하여 336 rod bundle test를 모사하였다. 모의실험의 결과들은 실제 실험 결과와 근사한 거동을 보여 주고 있다. 여러 표류 속도 관계식 중 Ishii 가 제안한 식이 탱크로부터의 Blowdown을 가장 잘 예측하고 있다.
Bubble Rise Model 의 정확한 적용을 위해서는 수위면에서의 표면 기공율(Surface Void Fraction)의 예측이 필요한데 여기에 대한 지속적인 연구가 요구되고 있다.
