Effects of the key system parameters such as the pipe length, the pipe diameter, the feedwater temperature and the system pressure on the critical flow rates of both the upper and the lower boundaries have been examined for long horizontal pipes. The upper and lower critical flow rates are sensitive to the pipe diameter, the pipe length and the system pressure, but not to the feedwater temperature over the practical operating ranges.
Guide charts of the CIWH region boundary have been developed to be used in the system design and operation to predict the operating conditions vulnerable to the CIWH. The charts illustrate a series of the operating ranges bounded by the lower and the upper limiting curves where the water hammer is very likely to occur.
A design and operational procedure has also been provided to help the designer and the operator to avoid the CIWH.
수격현상은 원자로 배관 계통이나 지지 부품을 손상시키는 주요 원인 중의 하나이며, 안전 관련 계통에서 발생할 경우에는 원자력 발전소의 안전을 위협할 뿐만 아니라 운전 정지를 초래하여 막대한 경제적 손실이 발생한다. 그 중에서도 특히 피해 정도가 심하고 발생 빈도가 높은 긴 수평관에서의 증기응축에 의한 수격현상(Condensation Induced Water Hammer ; CIWH)은 복잡한 발생 메카니즘 때문에 이로 인해 발생하는 수격현상을 피할 수 있도록 하는 적절한 설계 또는 운전 지침이 없는 상태이다.
본 연구의 목적은 긴 수평관에서의 CIWH를 피할 수 있는 설계 및 운전 지침을 제공하는 것이다. 이를 위해 먼저 관련된 계통의 주요 설계 또는 운전 인자의 영향을 분석하였는데, 상한과 하한 경계 유량은 실질적인 운전 범위에서 관 지름, 관 길이, 계통 압력에 민감하였고 주입되는 물의 온도에는 민감하지 않았다. 그리고 이 결과를 바탕으로 '긴 수평관의 CIWH에 대한 안전운전지침선도'를 만들었다. 이 지침선도에 따라 관 지름, 관 길이, 계통 압력, 주입 유량 등을 조절하면 긴 수평관에서의 CIWH를 방지할 수 있도록 하였다. 이와 함께 본 연구와 기존의 연구 결과를 바탕으로 긴 수평관에서의 CIWH를 방지하는데 도움이 되도록 설계 및 운전 절차도 함께 제공하였다.
