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송민섭 (서울대학교) 박일웅 (제주대학교) 김응수 (서울대학교) 이연건 (제주대학교)
저널정보
한국원자력학회 Nuclear Engineering and Technology Nuclear Engineering and Technology 제54권 제1호
발행연도
2022.1
수록면
72 - 83 (12page)

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This paper presents a numerical investigation of two-phase natural circulation flows established when external reactor vessel cooling is applied to a severe accident of the APR1400 reactor for the in-vessel retention of the core melt. The coolability limit due to external reactor vessel cooling is associated with the natural circulation flow rate around the lower head of the reactor vessel. For an elaborate prediction of the natural circulation flow rate using a thermal-hydraulic system code, MARS-KS1.5, a three-dimensional computational fluid dynamics (CFD) simulation is conducted to estimate the flow rate and pressure distribution of a liquid-state coolant at the brink of significant void generation. The CFD calculation results are used to determine the loss coefficient at major flow junctions, where substantial pressure losses are expected, in the nodalization scheme of the MARS-KS code such that the single-phase flow rate is the same as that predicted via CFD simulations. Subsequently, the MARS-KS analysis is performed for the two-phase natural circulation regime, and the transient behavior of the main thermal-hydraulic variables is investigated.

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