• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.1-8
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• 2018

본 연구는 Siphon Breaker Simulation Program(SBSP)을 이용하여 소규모 사이펀 차단기 실험장치를 설계 및 제작하고, 실험 수행 후 그 결과를 이용하여 다양한 규모의 사이펀 차단기에 대한 SBSP의 적용 가능성을 평가하기 위해 진행되었다. 실험장치 설계를 위하여 C factor와 Chisholm B 계수, Undershooting Height(UH)에 대한 시뮬레이션 결과값을 SBSP로 도출하였다. 실험장치의 중요파트는 upper tank, lower tank, downcomer, Siphon Breaker Line(SBL) 등이며, upper tank는 넓이 $0.09-m^2$, 높이 0.65-m의 크기로 제작되었고, downcomer 높이는 1.6-m로 제작되었다. 실험결과 분석을 위하여 압력계, 차압계, 전자저울이 사용되어 압력과 차압, 유량에 대한 정보를 도출하였다. 실험에서 사용된 실험변수는 Loss Of Coolant Accident(LOCA) 크기와 SBL 크기이며, LOCA는 30-mm와 38-mm에 대해서, SBL은 6/16-inch와 8/16-inch에 대해서 실험이 진행되었다. 실험의 결과로 유량과 압력, 그리고 UH를 도출하였으며, 실험결과를 SBSP의 시뮬레이션 결과와 비교, 분석하였다. UH 측면에서 SBSP가 수조의 총 높이 대비 2.5 %의 오차로 실험결과를 잘 예측하는 것을 관찰하였다. 그러므로 SBSP를 이용한 다양한 규모의 사이펀 차단기 설계가 가능한 것을 확인하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제46권6호
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• pp.817-824
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• 2014

To ensure the safety of research reactors, the water level must be maintained above the required height. When a pipe ruptures, the siphon phenomenon causes continuous loss of coolant until the hydraulic head is removed. To protect the reactor core from this kind of accident, a siphon breaker has been suggested as a passive safety device. This study mainly focused on two variables: the size of the pipe rupture and the timing of air entrainment. In this study, the size of the pipe rupture was increased to the guillotine break case. There was a region in which a larger pipe rupture did not need a larger siphon breaker, and the water flow rate was related to the size of the pipe rupture and affected the residual water quantity. The timing of air entrainment was predicted to influence residual water level. However, the residual water level was not affected by the timing of air entrainment. The experimental cases, which showed the characteristic of partical sweep-out mode in the separation of siphon breaking phenomenon [2], showed almost same trend of physical properties.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.346-353
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• 2016

일부 연구용 원자로의 설계조건상 사이펀 현상은 배관 파단 사고 시 수조수의 지속적인 방출을 유발할 수 있다. 사이펀 차단기는 이러한 현상을 효과적으로 제한하기 위한 안전장치로, 유체역학적인 특성상 사이펀 차단 현상 해석을 위해 고려해야 할 변수가 많고 계산이 복잡하다. 이에 사이펀 차단 현상을 쉽게 분석할 수 있는 프로그램을 개발하게 되었다. 윈도우8 운영체제에서 비쥬얼 스튜디오 2012를 이용하여 MFC프로그래밍으로 개발되었으며, 사용자가 쉽게 사용할 수 있도록 GUI형식으로 개발되었다. 개발된 프로그램은 사용자가 입력한 값으로부터 유체역학적 관계식을 통해 3단계의 연산과정을 거쳐 시뮬레이션을 진행한다. 베르누이 방정식으로부터 유속과 유량을 구하여 수위, 언더슈팅, 압력, 손실계수, 그리고 이상 유동과 관계된 값들을 연산한다. 프로그램에 적용된 이상유동 해석모델은 Chisholm 모델이며, 실제와 유사하게 시뮬레이션이 가능함을 확인하였다. 시뮬레이션 결과는 그래프를 통해 나타나기 때문에 사용자는 전체적인 차단 현상을 쉽게 파악하는 것이 가능하며, 시뮬레이션 데이터의 저장 또한 가능하다. 따라서 사용자는 사이펀 차단기 시뮬레이션 프로그램의 사용을 통해 사이펀 차단 현상을 쉽게 확인할 수 있으며, 사이펀 차단기의 실제 설계에도 이용할 수 있을 것으로 기대된다.