초록
원자력 발전소의 증기방출계통에는 상당수의 산업공정에서 보여지는 바와 같이 배관을 통해 응축성 기체를 침수 분사시켜 응축시키는 과정이 포함된다. 본 연구에서는 증기방출계통 파이프와 지지문의 설계에 사용되는 동적 하중을 계산하기 위하여 증기방출 과도현상에 대한 해석을 특성기법을 사용하여 수행하였다. 해석모델은 마찰이 존재하는 균일한 배관을 통해 증기가 수조로 방출되는 경우에 대하여, 증기유량 및 배관 내에 원래 존재하고 있는 공기와 물의 방출유량 등을 고려하였고 압력 및 열원, 밸브, 분지관 등을 포함하였다. 배관의 유동 특성과 동적 하중을 계통 압력, 배관 길이 및 침수 깊이의 변화에 따라 계산하였다. 계산 결과 공기와 물의 경계에서의 배관의 동적 하중, 배관 내의 물 제거 시간 및 물 이동 속도 등은 계통 압력뿐만 아니라 배관 길이 및 침수 깊이의 영향을 받는 것으로 확인되었다.
As in the other industrial processes, a nuclear power plant involves a steam relieving process through which condensable steam is discharged and condensed in a subcooled pool. An analysis of steam discharge transients was carried out using the method of characteristics to determine the flow characteristics and dynamic loads of piping that are used for structural design of the piping and its supports. The analysis included not only the steam flow rate but also the flow rates of the air and water which originally exist in the pipe. The analytical model was developed for a uniform pipe with friction through which the flow was discharged into a suppression pool. Including the combinations of system elements such as reservoir, valve and branching pipe lines. The piping flow characteristics and dynamic loads were calculated by varying system pressure, pipe length, and submergence depth. It was found that the dynamic load, water clearing time and water clearing velocity at the water/air interface were dependent not only on the system pressure and temperature but also on the pipe length and submergence depth.
