신형경수로인 APR1400의 안전주입탱크에는 유량조절장치가 설치되어있다. 이러한 유량조절장치는 안전주입탱크 내부의 수위에 따라 유량조절장치 내부에 위치한 와류실의 유동양식이 변하도록 설계되어 있어, 피동적으로 유량이 조절되는 특성을 가지고 있다. 그러나 고유량에서 저유량으로 전환되는 과정에서 유동의 관성에 의해 상부 기체가 방출되는 현상이 존재하여, FD 성능에 영향을 줄 수 있다. 본 논문에서는 전산유체역학 코드인 CFX 코드를 활용하여 안전주입탱크의 유량전환현상시 기체의 방출현상에 대해 이상유체 자유수면모델 적용하여 계산하였다. 이를 통해 안전주입수의 수위 및 상부 충전기체의 거동을 평가하여 FD 성능특성에 미치는 영향을 분석하였다. 그 결과, 유량전환구간에서 자유수면의 높이가 순간적으로 낮아지게 되어, 상부의 기체가 일부 방출되는 것으로 평가되었으나, FD 성능특성에는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 평가되었다.
A fluidic device (FD) has been adopted in the safety injection tanks (SITs) of APR1400. A flow control mechanism of the FD was used to vary the flow regime in the vortex chamber corresponding to the SITs water level. The flow regime in the vortex chamber has a different pressure loss from low to high in accordance with the SITs water level. Nitrogen at the top of the SIT could be released owing to inertia of discharge flow when changing from a high flow rate to a low flow rate. This phenomenon is important to design improvement perspective because it can affect the performance of the FD. This paper shows a result of a preliminary numerical study to obtain the transient data related to air release in the flow turn-down period using a two-fluid free-surface model provided from ANSYS CFX 13.0. In conclusion, there is no significant effect on the performance of the FD, though a small quantity of air is released during the flow turn-down period.
