Safety Injection Tanks (SIT) of APR1400 have Fluidic Devices (FD), which control mass flow passively. Due to the structure of the FD, nitrogen can enter the system before emptying the full tank. Since the current methodology of SIT/FD modeling does not consider the nitrogen entrainment, the conservativeness of the system analysis code cannot be guaranteed. Therefore a Computational Fluid Dynamics (CFD) analysis was conducted to capture the flow of water and nitrogen in the SIT/FD. The Volume Of Fluid (VOF) model was first used and successfully calculated the mass flow rate. However, the nitrogen entrainment cannot be modeled accurately, so the Multiphase Segregated Flow model was implemented. Despite the concern, nitrogen entrainment amount was found to be too small to cause any significant difference. Therefore, it was concluded that the accumulator model in the system analysis code is sufficient to describe the current SIT/FDs of APR1400s.
APR1400의 안전주입탱크에는 유량을 피동적으로 조절할 수 있는 유량 조절기가 설치되어 있다. 유량 조절기의 구조상 안전주입수와 함께 질소가 시스템 내부로 침투한다. 현재의 시스템 해석 방법론에는 이러한 현상이 반영되어 있지 않아 시스템 안전 해석의 보수성을 확보하지 못하고 있다. 따라서 전산유체역학적으로 안전주입탱크를 해석하여 내부의 물과 질소의 유동을 모사하였다. 초기 계산에는 Volume Of Fluid 모델을 사용하여 비교적 정확한 유량을 계산하였다. 하지만 해당 모델은 질소흡기현상을 정확하게 모사하는데 한계가 있다. 따라서 Multiphase Segregated Flow 모델을 사용하여 계산을 수행하였다. 하지만 초기의 우려와 다르게 질소 방출량이 매우 작아 질소 방출한 경우와 방출하지 않은 경우 사이 유의미한 차이를 발견하지 못하였다. 따라서 APR1400의 안전주입탱크/유량조절기를 모사하는 데에는 기존의 accumulator 모델을 그대로 이용하는 것이 바람직하다는 결론을 내렸다.