Improved prediction model for H2/CO combustion risk using a calculated non-adiabatic flame temperature model

김연수; 전준구; 송창현; 김성중

doi:https://doi.org/10.1016/j.net.2020.07.040

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저자정보: 김연수 (한양대학교) 전준구 (한양대학교) 송창현 (한양대학교) 김성중 (한양대학교)

저널정보: 한국원자력학회 Nuclear Engineering and Technology Nuclear Engineering and Technology 제52권 제12호

발행연도: 2020.12

수록면: 2,836 - 2,846 (11page)

DOI: https://doi.org/10.1016/j.net.2020.07.040

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During severe nuclear power plant (NPP) accidents, a H2/CO mixture can be generated in the reactorpressure vessel by core degradation and in the containment as well by molten corium-concrete interaction. In spite of its importance, a state-of-the-art methodology predicting H2/CO combustion risk reliespredominantly on empirical correlations. It is therefore necessary to develop a proper methodology forflammability evaluation of H2/CO mixtures at ex-vessel phases characterized by three factors: CO concentration, high temperature, and diluents. The developed methodology adopted Le Chatelier’s law and acalculated non-adiabatic flame temperature model. The methodology allows the consideration of theindividual effect of the heat transfer characteristics of hydrogen and carbon monoxide on low flammability limit prediction. The accuracy of the developed model was verified using experimental datarelevant to ex-vessel phase conditions. With the developed model, the prediction accuracy was improvedsubstantially such that the maximum relative prediction error was approximately 25% while the existingmethodology showed a 76% error. The developed methodology is expected to be applicable for flammability evaluation in chemical as well as NPP industries.

#Severe accident #Hydrogen #Carbon monoxide #Combustion #Flammability

참고문헌 (53)

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IAEA / 2007 / IAEA Safety Glossary: Terminology Used in Nuclear Safety and Radiation Protection

B.R. Sehgal / 2012 / Sehgal, Nuclear Safety in Light Water Reactors: Severe Accident Phenomenology / Academic Press

N. Cohen / 1992 / Flammability and Explosion Limits of H2 and H2/CO: A Literature Review

R.K. Kumar / 2000 / Carbon Monoxide e Hydrogen Combustion Characteristics in Severe Accident Containment Conditions

A. Bentaib / 2018 / Challenges & future programs in safety and SA research / 12th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal-Hydraulics, Operations and Safety

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