Experimental and analytical studies for the jetting mode condensation effects on the CMT delivery have been performed. The computer code simulation for the experiment is performed using the RELAP5/MOD3 code and the results are compared against the experimental data. In addition, a transient case of small break LOCA has been simulated for a typical CE type plant replacing high pressure safety injection pumps with CMTs.
The experimental results of show that the steam jetting occurs when the CMT actuation valve is opened and it prevents water from adquate discharging from the CMT. This fact is due to the abrupt condensation resulting in a large pressure drop. The steam flow rate entering into CMT is equal to the critical flow rate if steam jetting occurs. It is confirmed by simple analytical work that all the steam may be condensed if the steam flow rate is critical.
The current RELAP5/MOD3 code cannot properly predict the jetting mode in the CMT. A multiplier is introduced to the interfacial heat transfer coefficient in the RELAP5/MOD3 to simulate the jetting mode. The calculation results of the modified RELAP5/MOD3 show a good agreement with the experimental results.
With the modified RELAP5/MOD3, a transient case of small break LOCA has been simulated for a typical CE type plant with CMTs. The simulation results show that the water in CMTs is not properly discharged into the Reactor Vessel. Based on the results, it is concluded that more comprehensive studies are needed in order to apply the CMT design to the nuclear power plant.
증기제팅모드에 의한 응축효과가 노심보충수탱크의 안전주입에 미치는 영향에 관하여 실험적 방법과 해석적 방법을 통하여 연구하였다. RELAP5/MOD3 코드를 이용하여 실험을 전산모사하였으며 그 결과를 실험치와 비교하였다. 또한, 전형적인 CE형 발전소에 고압안전주입펌프 대신 노심보충수탱크를 설치하여 소형 파단 냉각재상실사고에 대한 전산모사도 수행하였다.
노심보충수탱크 작동밸브가 열리면 증기제팅이 발생하였으며 이로 인한 응축은 노심보충수탱크 내의 압력을 급격히 감소시킴으로써 적절한 안전주입을 방해한다는 사실을 실험을 통하여 알 수 있었다. 증기제팅이 발생할 때 증기유량은 임계유량에 도달하였으며, 탱크 내로 들어온 모든 증기유량은 응축된다는 사실을 간단한 해석적 방법을 통하여 확인하였다.
현재의 RELAP5/MOD3 전산코드는 노심보충수탱크 내의 증기제팅현상을 적절히 모사하지 못하고 있다. 증기제팅현상을 반영하기 위하여 상간(相間) 열전달계수의 상수를 수정하였으며, 수정된 RELAP5/MOD3 전산코드를 사용하여 분석한 모사결과는 실험치와 비교적 잘 일치하였다.
전형적인 CE형 발전소에 고압안전주입펌프 대신 노심보충수탱크를 설치하여 소형 파단 냉각재상실사고에 대한 전산모사를 수행한 결과, 노심보충수탱크의 압력감소로 인해 적절한 안전주입이 이루어 지지 않는 것으로 분석되었다. 따라서, 노심보충수탱크를 기존의 원자력발전소에 적용하려면 더욱 심층적인 연구가 필요하다고 판단된다.
