An Experimental Study on the Flow Characteristics Inside an Open Two-Phase Natural Circulation Loop

개방된 2상 자연순환 회로내의 유동특성에 관한 실험적 연구

Flow patterns inside the riser section and the effects of the heater inlet-and exit-restrictions, liquid charging level and the heater inlet subcooling on the flow characteristics inside an open two-phase natural circulation loop were studied experimentally. Three basic circulation modes were observed ; periodic circulation (A)(flow oscillations with incubation(no boiling) period), continuous circulations(stable operation mode with no flow oscillations), and periodic circulation (B) (flow oscillations with continuous boiling). The circulation rate increases and then decreases with the increase of the heating rate and the maximum circulation rate appears with the continuous circulation mode. The decrease of the inlet-restriction or the increase of the exitrestriction destabilizes the system. When the liquid charging level or the inlet subcooling decreases, the continuous circulation mode starts at the lower heating rate and the system is stabilized.

본 연구에서는 가시화가 가능한 상승부를 가진 개방된2상 자연순환 회로를 설치하여 각 운전 조건에 따른 순환 유동 특성을 살펴보았다. 즉, 가열량 증가에 따 른 상승부에서의 2상 유동 양식의 변화를 관찰하였고 동시에 가열기 입구 과냉 액체의 순환 유속 및 상승부의 기공률(void fraction)을 측정하였다. 또한 가열기 입구 및 출구에 설치된 밸브의 마찰저항, 가열기 입구 액체의 과냉 정도, 그리고 충전수위등이 전반적인 유동특성에 미치는 영향을 연구하였다.