A Gas-cooled Fast Reactor (GFR) is one of 6 advanced reactor designs of Generation IV which one of the key goals is the improvement in safety and reliability of a reactor. The main challenge of GFR is to ensure sufficient decay heat removal in Loss Of Coolant Accident (LOCA). Previous studies have found that during LOCA, the operation in GFR might go to Deteriorated Turbulent Heat Transfer (DTHT) regime where the behavior of turbulent heat transfer will depart from the forced convection turbulent correlation prediction. To predict accurately the cladding temperature at the hot spot, comprehension of the DTHT regime and reliable turbulence models that can represent the flow conditions is needed. A numerical analysis is performed using ν2-f turbulence model to see the behavior of turbulent heat transfer in combined DTHT regime and to assess the performance of ν2-f model in DTHT regime. The numerical analysis results show that the ν2-f turbulence model can qualitatively predict the deterioration of turbulent heat transfer but it overestimate the buoyancy effect which implies that further modification of the turbulence model and experimental investigation to validate it may be necessary for future GFR development.
가스고속로는 안전성과 신뢰성이 높은 4세대 노형 중 하나이다. 가스고속로의 가장 큰 문제는 냉각재 상실사고 (LOCA) 시 충분한 붕괴열 제거계통을 확보하는 것이다. 기존 연구들은, LOCA 시 가스고속로가 강제대류 난류모델에서 예측되는 열전달 양상에 벗어난 약화난류 (DTHT) 영역의 유동을 보이는 것을 확인하였다. Hot spot의 피복재 온도를 정확히 예측하기 위해서, DTHT 영역과 DTHT 영역에서의 유동을 신뢰성 있게 모사할 수 있는 난류모델의 이해가 필요하다. Combined DTHT 영역의 난류 열 전달을 확인하기 위해 ν2-f 난류모델을 이용한 numerical 해석과 사용된 난류모델의 성능평가를 수행하였다. Numerical 해석 결과, ν2-f 난류모델은 약화된 난류 열 전달을 정성적으로 예측하였지만 부력의 효과를 과대평가하기 때문에, 난류 모델과 실험적 연구의 변경이 필요하다.
