표준형 원전 2차계통 수격현상 분석 및 방지방안 연구

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Analysis and Study on Water Hammer Prevention
Measures in KSNP Secondary System

By Cho, Dong Ki
Adviser : Prof. Lee, Goung Jin, Ph. D.
Department of Nuclear Engineering,
Graduate School of Chosun University

Water hammer in nuclear power plant has occurred for a variety of reasons, mainly in the secondary system. Although water hammer is not threaten directly the safety of nuclear reactor, in the long term, water hammer can disturb the plant operation and cause damage to the equipment, such as piping, piping supports and welded joint.
Water hammer, which is one of the thermal-hydraulic instability can occur at any time and requires close attention because it can be a factor to inhibit the safety and reliability of the equipment of a nuclear power plant.
Water hammer occurred in KSNP has been mostly occurred during start-up, shut-down operation, it occurred in a two-phase fluid flow environment due to the condensation of steam, such as HP HTRs connection pipe, SGBD connection pipe, deaerator connection pipe.
In this study, we analyzed the physical phenomena and processes occur, root cause for each mechanisms that water hammer most often characteristic equipment and systems to a common occurrence in KSNP secondary system.
In addition, we analyzed the causes based on the operating conditions of the water hammer occurs, and established and applied water hammer prevention measures.
This report could be applied to similar industries suffering water hammer.
It could be referred for further studies to analyze and retrofit equipments related to water hammer in NPP.
Alternative Title
Analysis and Study on Water Hammer Prevention Measures in KSNP Secondary System
Alternative Author(s)
Cho, Dong Ki
일반대학원 원자력공학과
Awarded Date
Table Of Contents
제1장 서 론 1
제 1 절 연구배경 및 필요성 1

제 2 장 수격현상에 대한 고찰 2
제 1 절 수격현상 기본 개념 2
1. 압력파(Pressure Wave)2
2. 충격량과 힘(Impulses and Forces)5
제 2 절 발전소 수격현상 메카니즘 분석 7
1. 수격현상 메카니즘 식별 7
2. 수격현상 메카니즘 분석 7
가. 메카니즘 1 :수직 배관에서의 과냉각수에 의한 증기응축8
나. 메카니즘 2 : 수평배관에서의 증기와 물의 대향류(對向流) 9
다. 메카니즘 3 : 증기가 채워진 수직 배관으로의 가압수 유입 10
라. 메카니즘 4 : 저압 배관으로의고온수 유입 11
마. 메카니즘 5 : 증기에 의한 물(Water Slug)의 유동 12
바. 메카니즘 6 : 밸브의 급속한 작동 13
사. 메카니즘 7 : 빈 배관의 충수 14
아. 메카니즘 8 : 캐비테이션 또는 밸브의 불안정한 작동 14
3. 수격현상의 분류 15
가. 응축기인 수격현상 15
나. 물 슬러그 기인 수격작용 16
다. 급속한 밸브 동작에 의한 수격작용 16
라. 기포 배관의 충수에 의한 수격작용 16

제 3 장 수격현상 사례 분석 및 방지 대책 17
제 1 절 수격현상 발생 현황 17
1. 증기발생기 취출수 계통(SGBD) 18
가. 계통 개요 18
2. 터빈 추기 계통(ES) 19
가. 계통 개요 19
3. 급수가열기 배수 및 배기 계통(HD) 21
가. 계통 개요 21
나. 계통 운전 21
4. 복수 계통(CD) 23
가. 계통 개요 23
나. 계통 운전 23
제 2 절 수격현상 경험 사례 분석 25
1. SGBD 재생 열교환기 냉각수 공급배관 변형 및 지지대 손상 25
가. 개 요 25
나. 설계 및 운전 현황 25
다. 수격현상 원인분석 28
라. 수격현상 방지대책 28
2. SGBD 재생열교환기 후단과 탈기기 입구배관 수격현상 30
가. 개 요 30
나. 원인분석 30
다. 수격현상 방지 대책 31
3. 고압급수 가열기 5A/5B 정상 배수관 수격현상 31
가. 개 요 31
나. 원인분석 32
다. 수격현상 방지 대책 33
4. SGBD CBD TK → 고압급수 가열기 5A/5B 배관 수격현상 33
가. 개 요 33
나. 원인분석 34
다. 수격현상 방지 대책 34
5. SGBD CBD TK 입구 배관 수격 현상 35
가. 원인분석 35

나. 수격현상 방지 대책 35
6. 주급수 격리밸브(V105/V106) 후단 배관 수격 현상 36
가. 원인분석 36
나. 수격현상 방지 대책 36

제 4 장 결론 37
조동기. (2016). 표준형 원전 2차계통 수격현상 분석 및 방지방안 연구.
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General Graduate School > 3. Theses(Master)
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