일반기술

초음파 진동을 이용한 원자로압력용기 외벽의 임계열유속 증가

초음파를 이용하여 수조에 잠겨있는 가열면의 임계열유속을 증가시켜 가열부의 건전성을 유지함우리의 경제 및 소득수준의 향상에 따라 에너지소비의 증가로 인하여 전량 수입에 의존하는 기존 에너지 수입비용은 큰 부담으로 작용하고 있다. 이러한 경제, 사회적인 문제에 비추어 볼 때 원자력은 우리나라의 에너지 자립을 위하여 유일한 현실적 대안으로 여겨진다. 이에 따라 원자력 발전의 지속과 안전한 운전이 뒷받침되어야 할 것이다. 원자력 발전소의 사고는 연료봉의 용융이 가장 큰 사고인데 만약 용융된 노심을 압력용기 내부에 가두어 둘 (IVR) 수만 있다면 원전에 Public acceptance를 향상시킬 수 있고 동시에 건설비용을 낮출 수 있어 발전단가를 낮출 수 있게 된다. 열전달 향상방법을 이용하여 냉각기구의 제한점인 CHF값을 충분히 증가시킬 수 있다면, 외벽냉각을 통하여 제거할 수 있는 열에너지의 양이 크게 증가하여 IVR 개념을 충분히 구현할 수 있을 것이다. 본 연구에서는 CHF 증진 방법으로서 초음파의 이용 가능성을 실험적으로 확인하는데 목적이 있다. 초음파 진동을 이용하는 전열성능 향상방법으로서 하향 수평으로 설치된 가열면에서 효과가 크다. 시편 각도와 과냉도를 변화시키면서 CHF 값을 측정하고 RPV 형상을 모의하기 위하여 시편의 각도를 0°, 10°, 20°, 45°, 90°, 180°의 6가지로 변화시켜서 실험을 수행하였다. 또한, 과냉 상태에서의 초음파의 영향을 알아보기 위하여 포화상태 근처인 95℃와 과냉도가 커진 80℃, 60℃의 3가지 경우에서 실험을 수행하였으며 각 과냉 상태마다에서 각도의 영향도 함께 측정하였다.