• 에너지공학
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• 제6권2호
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• pp.119-128
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• 1997

수평배관의 열성층 유동을 완화하기 위하여 아래부분에 Heat Tracing을 한 수평배관의 외부 가열에 의한 열성층 유동과 열전달 특성을 수치적으로 해석하기 위하여 비정상 2차원 모델을 이용하였다. 무차원 지배방정식은 제어체적방법과 SIMPLE 알고리즘을 사용하여 해를 구하였다. Heat Tracing이 있는 수평배관 내부 열성층 유동의 등온선, 유선분포, Nusselt수, 온도 분포를 해석하였다. 무차원 시간 1,500에서 최대 무차원 온도차가 0.424로 계산되어졌고 무차원 시간 9,000 이후에는 열성층 현상이 없어졌다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.857-863
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• 1998

배관내에서 서로 다른 온도의 유체가 밀도차에 의해서 층이 분리된 채 존재하는 현상을 열성층 (thermal stratification) 현상이라 부르며, 이 현상에 의한 과도한 열응력은 배관의 건전성을 저해할 수 있다. 국내 원전의 경우 영광 3,4호기 이전의 밀림배관에서는 열성층 영향을 고려치 못하여 이에 대한 건전성 평가가 요구되고 있다. 본 연구에서는 고리 4호기 가압기 밀림배관을 대상으로 밀림배관내 유동해석 및 발전소 전 운전조건에 대하여 밀림배관 단면 온도분포 실측실험을 통하여 열성층화 현상의 발생 정도를 확인 하였으며 실측 온도 데이터를 이용하여 열응력해석 등을 수행함으로써 밀림배관의 열성층 영향을 평가한 결과 건전함이 확인되었다.

• 태양에너지
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• 제14권2호
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• pp.3-16
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• 1994

축열조에 대한 연구에서 유입되는 유입수와 초기 저장수와의 사이에 필연적으로 일어나는 혼합 현상을 최대로 억제함으로서 열성층을 형성시켜야 한다. 열성층을 지배하는 인자로는 각종 동적, 기하학적 인자 등이 있다. 동적 인자는 유입 유동율이며 기하학적 인자로는 유출입구 형상이다. 출구 온도를 이용하여 축열조 내의 열성층 정도를 파악할 수 있는 새로운 개념의 성층도를 제시하였고 동적 인자와 더불어 열성층에 영향을 미치는 여러 지배 물성치들을 차원 해석하여 적절한 무차원 형태로 단순화 시켜 얻어진 Peclet수, Richardson수와 성층도의 관계를 확립함으로써 가장 안정된 열성층을 얻을 수 있는 동적 임계 조건을 밝혔다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1998년도 추계학술발표회요약집
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• pp.133-133
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• 1998

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제28권1호
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• pp.27-35
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• 1996

본 논문에서는, 가압경수로 발전소의 가압기 밀림관내 비정상상태의 열성층현상에 대한 계산 모델을 제안하여 배관내의 온도분포, 유동특성 및 열응력에 대해 연구하였다. 경계면이 시간에 따라 변화가 없거나 정상상태에서 개발된 다른 모델과는 달리 본 모델에서는 고온 및 저온유체 사이의 경계면을 시간의 함수로 가정하였다. 열성층현상에 대한 무차원지배방정식은 SIMPLE 알고리즘을 사용하여 해를 구하였다. 본 수치계산의 결과는 주어진 조건하에서 무차원시간이 약 27.0 일 때 배관의 고온부 및 저온부사이의 최대무차원온도차는 0.78정도이었고, 이때의 열성층 현상에 의한 최대 열응력은 276 MPa로 계산되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제21권5호
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• pp.670-678
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• 1997

A method to mitigate the thermal stratification phenomenon of pressurizer surge line is proposed by heating bottom outside of horizontal pipe. Unsteady two dimensional model has been used to numerically investigate an effect of heating the bottom of pipe. The dimensionless governing equations are solved by using the control volume formulation and SIMPLE algorithm. Temperature and streamline profiles of fluids and pipe walls with time are compared with the previous study result. The numerical result of this study shows that the outside heating can relaxate the thermal stratification flow of the pressurizer surge line. Maximum dimensionless temperature difference between hot and cold sections of the pipe inner wall which causes thermal stratification was reduced from 0.514 to 0.424 at dimensionless time 1, 632 and 1, 500 respectively.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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• pp.1597-1602
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• 2003

Numerical analysis is carried out to assess the temperature distribution on the mixing tee line of Residual Heat Removal System (RHRS). In RHRS, hot and cold fluids of main and bypass piping are mixed and unmixed by the flow rate or piping layout. Thermal stratification phenomenon is a cause of major degradation on RHRS piping. According to the analysis for each operation modes, maximum temperature difference between top and bottom of piping were evaluated about 60K when the flow rate of main and bypass lines is same. Temperature difference will be decreased at the elbow on RHRS piping if the length of vertical piping is increased.

• 대한기계학회논문집B
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• 제20권4호
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• pp.1449-1457
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• 1996

In this paper, the unsteady two dimensional model for the thermal stratification in the pressurizer surge line of PWR plant has been proposed to numerically investigate the heat transfer and flow characteristics. The dimensionless governing equations are solved by using the Control Volume Formulation and SIMPLE (Semi-Implicit Method for Pressure Linked Equations) algorithm. The temperature profile of fluids and pipe wall with time are shown when the thermal stratification occurs in the horizontal pipe. The numerical result shows that the maximum dimensionless temperature difference is about O.514 between hot and cold section of pipe wall at dimensionless time 1,632.

• 대한기계학회논문집B
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• 제20권2호
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• pp.680-688
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• 1996

In this paper, the unsteady state calculational model is proposed for the thermal stratification analysis in the feedwater line of the PWR plant. By defining dimensionless parameters in the two-dimensional polar coordinate system and applying SIMPLE algorithm, the temperature and flow profiles due to the thermal stratification are obtained. Base on the fact that the most significant condition occurs when the fluid temperature difference between the piping ends reaches as high as 166.deg. C, the present result shows that max. Dimensionless temperature difference of 0.6 (about l00.deg. C) obtained between hot and cold sections of pipe wall at dimensionless time 47.0.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집D
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• pp.110-114
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• 2001

A numerical analysis has been perfonned to estimate the effect of turbulent penetration and thermal stratified flow in the branch lines piping. This phenomenon of thermal stratification are usually observed in the piping lines of the safety related systems and may be identified as the source of fatigue in the piping system due to the thermal stress loading which are associated with plant operating modes. The turbulent penetration length reaches to $1^{st}$ valve in safety injection piping from reactor coolant system (RCS) at normal operation for nuclear power plant when a coolant does not leak out through valve. At the time, therefore, the thermal stratification does not appear in the piping between RCS piping and $1^{st}$ valve of safety injection piping. When a coolant leak out through the $1^{st}$ valve by any damage, however, the thermal stratification can occur in the safety injection piping. At that time, the maximum temperature difference of fluid between top and bottom in the piping is estimated about $50^{\circ}C$.