SMART원자로 자연순환 현상에 대한 실험 및 분석적 연구 = Experimental and analytical study on single-phase natural circulation phenomenon in SMART

국문 초록 (Abstract)

SMART는 한국원자력연구원에서 개발한 소형 원자로이며 사우디아라비아에 건설하기 위하여 다양한 검증시험을 진행하고 있다. 설계기준사고에서 SMART는 자연순환을 활용하여 노심의 잔열을 제거함으로써 핵연료의 건전성을 보장한다. FINCLS (Facility to Investigate Natural Circulation in SMART)는 SMART를 간소화시킨 자연순환 시험 장치로 단상과 이상 자연순환 현상을 모사할 수 있게 구축되었다. 단상 자연순환 실험은 0.5, 1.1, 2.5, 5.5, 15.0 MPa에서 충분한 과냉도를 확보하며 수행되었다. 노심 히터의 출력이 증가할 때 구동력의 증가로 단상 자연순환 유량이 증가하였다. 압력이 증가할수록 자연순환 유량이 상승하였지만 5.5 MPa과 15.0 MPa에서는 상이한 결과를 보였다. 이는 이차계통의 유량 특성과 열전달 특성으로 인한 결과였다.
단상 자연순환 유량의 실험 결과들은 힘 평형 방정식과 MARS-KS 1.4 코드의 계산결과와 비교되었다. 힘 평형 방정식에서 단상 자연순환 유량을 예측하기 위하여 노심과 증기발생기의 높이 차를 기하학적 높이와 밀도 평균에 기초한 높이를 구분하여 사용하였다. 밀도 평균에 기초한 높이로 유량을 계산하였을 때 최대 유량 오차는 4.12 % 로 기하학적 높이를 반영하였을 때보다 유량 예측이 정확하였다.
MARS-KS 1.4 코드에서는 기하학적 특성과 열손실이 반영되었다. MARS-KS 1.4 코드 계산 결과에서 예측된 유량의 최대 오차는 5.9 %이다. MARS-KS 코드와 실험에서 발생되는 오차는 증기발생기의 열전달 차이에 기인한다.

목차 (Table of Contents)

• 목 차
• Ⅰ. 서론
• Section 1.1 연구 배경
• Section 1.2 문헌 조사
• Section 1.3 연구 목적
• Ⅱ. FINCLS 장치
• Section 2.1 FINCLS 시설
• Section 2.2 FINCLS 예비해석
• Section 2.3 FINCLS 시운전
• Ⅲ. 단상 자연순환 실험
• Section 3.1 단상 자연순환 실험 절차
• Section 3.2 실험 결과
• Ⅳ. 힘 평형 방정식 해석
• Section 4.1 단상 자연순환 유량 계산 절차
• Section 4.2 해석 결과
• Ⅴ. MARS-KS 코드 해석
• Section 5.1 단상 자연순환 MARS-KS 해석 방법
• Section 5.2 해석 결과
• Ⅵ. 결론
• 참고 문헌