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서정수 ( Jungsoo Suh ),하희운 ( Huiun Ha ) 한국안전학회 2017 한국안전학회지 Vol.32 No.2
The external reactor vessel cooling (ERVC) is well known strategy to mitigate a severe accident at which nuclear fuel inside the reactor vessel is molten. In order to compare the heat removal capacity of ERVC between the nuclear reactor designs quantitatively, numerical method is often used. However, the study for ERVC using computational fluid dynamics (CFD) is still quite scarce. As a validation study on the numerical prediction for ERVC using CFD, the subcooled boiling flow and natural circulation of coolant at the ULPU-V experiment was simulated. The commercially available CFD software ANSYS-CFX was used. Shear stress transport (SST) model and RPI model were used for turbulence closure and wall-boiling, respectively. The averaged flow velocities in the downcomer and the baffle entry under the reactor vessel lower plenum are in good agreement with the available experimental data and recent computational results. Steam generated from the heated wall condenses rapidly and coolant flows maintains single-phase flow until coolant boils again by flashing process due to the decrease of saturation temperature induced by higher elevation. Hence, the flow rate of coolant natural circulation does not vary significantly with the change of heat flux applied at the reactor vessel, which is also consistent with the previous literatures.
ANSYS CFX 를 이용한 Marviken 자유 제트유동 실험의 전산모사 현황
서정수(Jungsoo Suh),하희운(Huiun Ha) 대한기계학회 2019 대한기계학회 논문집. Transactions of the KSME. C, 산업기술과 혁신 Vol.7 No.1
원자력발전소의 안전계통은 주위 배관의 파단에 따른 동적 영향으로부터 보호되도록 설계되어야 하며, 이를 위하여 원자력발전소의 고에너지 배관 파단에 의한 하중평가가 필요하다. 본 논문에서는 기존에 사용되었던 파단된 배관으로부터의 제트의 충돌하중 평가방법론이 압축성 유동 특성을 반영하지 못 하는 등 비보수적이라는 지적에 따라 전산유체역학을 이용한 새로운 해석방법론을 검토하고, 그 첫번째 단계로 Marviken 실험 중 자유제트 유동을 모사한 내용을 소개한다. Safety systems at nuclear power plant should be designed to protect dynamic effect from neighboring line break. Therefore the load from high energy line break should be evaluated carefully. New analysis methodology using computational fluid dynamics was investigated for jet impingement from high energy line break in order to substitute the previous analysis methodology which did not consider compressible flow phenomena sufficiently. As the first step of the present work, free jet flow from Marviken experiment was simulated.
송영진(Youngjin Song),김준호(Joonho Kim),류규현(Gyuhyeon Ryu),하희운(Huiun Ha),박성태(Sungtae Park),김태우(Taewoo Kim),김한울(Hanul Kim) 한국신재생에너지학회 2021 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.7
전 세계적으로 이산화탄소 배출로 인한 기후변화 문제가 심각해짐에 따라 수소를 기반으로 한 경제체계를 의미하는 수소경제로 에너지 패러다임이 전환되고 있다. 정부에서도[재생에너지 3020 이행계획(안)]을 발표하며 에너지 전환을 위해 태양광, 풍력 등 재생에너지원의 보급을 확대하고 있다. 더불어 2019년 [수소경제 활성화 로드맵]을 발표하며 단계적으로 2040년까지 년 간 526만 톤의 수소생산을 목표로 하고 있다. 재생에너지원 확대에 따라 발전량의 증가로 기저부하를 담당하고 있는 원자력 발전의 출력감소로 잉여전력이 발생할 수 있다. 이에 대한 대안으로 친환경 수소를 생산, 저장하여 필요 시 재사용하는 방법이 대두되고 있다. 이는 정부가 추진하고 있는 수소경제 활성화 정책인 대량수소 공급을 해결할 수 있는 방안이 될 수 있다. 현재 고려할 수 있는 원자력을 활용한 친환경 수소생산방법은 원자력발전소의 종류(PWR, VHTR, SMR 등), 수소생산 기술(저온/고온 수전해, 황-요오드 열화학 물 분해, 열화학 고온전기분해), 수소생산을 위한 에너지지원(전기, 열)에 따라 구분할 수 있다. 국내에서 생산된 원자력에너지의 전력단가는 재생에너지원과 비교하여 상대적으로 저가이므로(원자력 68.3원/kWh, 태양광 78원/kWh, 풍력 79.4원/kWh 전력통계정보시스템 21.6월 기준, REC 적용 시 재생에너지 전력가격 상승 예상) 저렴한 수소생산이 가능하다. 원자력발전은 날씨에 대한 영향이 없으므로 출력변동 없는 높은 이용률로 전력생산이 가능하므로 수전해 설비에 안정적으로 전력을 공급하여 큰 무리 없이 안정적인 수소생산이 가능하다. 하지만, 대규모 수소생산을 위해서는 저온 수전해 설비의 대량화, 실증수준의 고온 수전해설비의 기술력 제고, 기존 원자력 인프라를 활용하기 위한 인허가 제도 개발, 설계시점부터 수전해 시스템과 연계한 신형 소영원자로(SMR) 개발과 연계한 연구가 필요하다. 수소에너지 활용기술의 중요성이 고조되고 있는 시점에 원자력을 활용한 대량수소 생산을 원자력에너지가 재생에너지와 상생할 수 있는 가능성을 보여준다.