KR20050007941A - 증기 발생기의 다중 확산기 노즐 설계 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 원자력 증기 발생기의 다중 확산기 노즐 설계 방법에 관한 것으로, 유체 정보를 포함한 확산기 정보를 입력받는 단계와; 상기 확산기 정보를 이용하여 확산기에서 유체에 의한 마찰 손실 계수를 산출하는 단계와; 상기 유체의 압축 계수를 산출하는 단계와; 상기 마찰 손실 계수 및 압축 계수를 이용하여 다중 확산기 노즐의 총 압력 손실을 산출하는 단계와; 다중 확산기 노즐의 형상을 결정하고자 하는 경우 형상 계수를 산출하는 단계와; 상기 산출된 압력 손실이 기설정된 상기 형상 계수에 대응하는 압력 손실 임계값 이하인지 여부를 확인하는 단계와; 상기 임계값 이하인 경우 상기 형상 계수에 따라 다중 확산기 노즐의 형상을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 함으로써, 다공 증기노즐의 설계 적용시 설계시간 및 검토시간을 줄일 수 있고, 정확하게 설계할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 원자력 증기 발생기의 다중 확산기 노즐 설계 방법에 관한 것으로, 특히 기본적인 확산기 정보를 입력받아 다중 확산기 노즐의 총 압력 손실을 산출하고, 산출된 압력 손실 정보를 이용하여 다중 확산기 노즐의 형상을 결정하도록 하는 방안에 관한 것이다.
일반적으로 원자력 증기발생기의 다중 확산기 노즐이란 첨부한 도면 도 1에도시된 바와 같이 입구단과 출구단의 직경이 다른 확산기를 다수 개 포함하는 노즐을 말한다.
도 1은 다중 확산기 노즐의 정단면도와 측단면도이다. 도 1을 참조하면, 하나의 노즐에는 일정한 길이와 각도를 가지는 다수 개의 확산기가 일정한 간극을 가지는 배열로 형성된다.
이러한 다중 확산기 노즐의 설계시, 종래에는 주어진 노즐 형상에 대해 별도의 수계산으로 다중 확산기 출구단의 압력 손실을 산출하였고, 압력 손실 정보 산출과 별도의 과정을 통해 다중 확산기 노즐의 형상을 산출하였기 때문에 다중 확산기 노즐 설계에 많은 시간이 소요되고, 부정확한 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 그 목적은, 확산기 정보를 입력받아 다중 확산기 노즐의 출구단 압력 손실을 자동 산출하고, 산출된 압력 손실 정보를 이용하여 노즐 형상을 결정하도록 하는데 있다.
도 1은 다중 확산기 노즐 구조를 나타내는 도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 설계 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도.
도 3은 본 실시예에 따른 노즐 설계 절차를 나타내는 순서도.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 증기 발생기의 다중 확산기 노즐 설계 방법은, 유체 정보를 포함한 확산기 정보를 입력받는 단계와; 상기 확산기 정보를 이용하여 확산기에서 유체에 의한 마찰 손실 계수를 산출하는 단계와; 상기 유체의 압축 계수를 산출하는 단계와; 상기 마찰 손실 계수 및 압축 계수를 이용하여 다중 확산기 노즐의 총 압력 손실을 산출하는 단계와; 다중 확산기 노즐의 형상을 결정하고자 하는 경우 형상 계수를 산출하는 단계와; 상기 산출된 압력 손실이 기설정된 상기 형상 계수에 대응하는 압력 손실 임계값 이하인지 여부를 확인하는 단계와; 상기 임계값 이하인 경우 상기 형상 계수에 따라 다중 확산기 노즐의 형상을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 기술에 따른 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 기술의 일 실시예에 따른 증기 발생기의 다중 확산기 노즐 설계 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도이다.
도 2를 참조하면, 다중 확산기 노즐 설계 시스템(20)은 데이터 입력부(21)와 DB(22), 제어부(23) 및 데이터 출력부(24)로 구성된다.
제어부(23)는 운용자로부터 입력되는 확산기 정보를 입력받아 DB(22)에 저장하고, 해당 정보를 이용하여 확산기 내에서 체적의 점진적 확대로 인해 발생하는 압력 손실을 산출하고, 산출된 압력 손실과 DB(22)에 기저장된 압력 손실 임계값과의 비교를 통해 상기 산출된 압력 손실을 기준으로 다중 확산기 노즐 설계를 위한 노즐 형상을 결정하여 데이터 출력부(24)를 통해 출력한다.
상기 확산기 정보는 확산기의 마찰 손실 계수, 확산기를 통과하는 유체의 종류(압축성 유체/비압축성 유체), 유량, 밀도, 압력, 동점성 계수, 확산기 출구 두께 및 간극, 확산기의 입구단과 출구단의 각도, 방출 계수, 압축 계수, 확산기 내부 재질의 거친 정도에 대한 정보와 노즐 형상 계수별 압력 손실 임계값 정보이다.
상기 유체 종류 정보는 유체의 속도가 클 경우 압축성 효과를 무시 못하기 때문에, 압축 성 유체와 비압축성 유체를 구분하여 적용하기 위한 정보이다.
일반적으로 공기나 증기와 같은 압축성 유체들은 마하수 0.3정도 이하 에서는 압력 변화에 따른 밀도의 변화가 작으므로 비압축성 유동으로 취급하고, 그 이상일 경우에는 압축성 유동으로 취급한다.
도 3은 다중 확산기 노즐의 설계 절차를 나타내는 순서도이다.
도 3을 참조하면, 제어부(23)는 데이터 입력부(21)를 통해 입력되는 확산기 정보와 노즐 형상 정보를 입력받아 DB(22)에 저장함과 동시에 상기 입력된 확산기 정보를 이용하여 확산기를 통과할 유체를 선정한다(S31,S32).
그리고, 상기 선정된 유체에 의한 마찰 손실 계수와 압축 계수를 산출하고(S33,S34), 상기 산출된 마찰 손실 계수와 압축 계수를 이용하여 다중 확산기 노즐의 총 압력 손실을 산출한다(S35).
이후, 해당 모드가 다중 확산기 노즐 형상 결정 모드인지 여부를 확인하여(S36), 상기 노즐 형상 결정 모드가 아닌 경우 상기 산출된 압력 손실 정보를 출력한 후 동작을 종료하고, 상기 노즐 형상 결정 모드인 경우, 노즐의 형상 계수를 산출한다(S37).
그런 다음, DB(22) 검색을 통해 상기 산출된 형상 계수에 대응하는 압력 손실 임계값을 상기 산출된 압력 손실값과 비교하여(S38), 상기 산출 압력 손실값이 상기 임계값을 초과하는 경우 형상 계수를 재산출하고(S37), 상기 산출 압력 손실값이 상기 임계값 이하인 경우 상기 산출된 형상 계수를 이용하여 노즐 형상을 결정한다(S39).
또한, 본 발명에 따른 실시 예는 상술한 것으로 한정되지 않고, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 범위 내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 증기발생기의 다공 증기노즐의 설계 시, 주어진 형상에 따른 압력손실을 계산하고, 주어진 환경 및 압력에 대한 다공 증기노즐의 형상을 결정하기 위한 과정을 자동화함으로써, 다공 증기노즐의 설계 적용시 설계시간 및 검토시간을 줄일 수 있고, 정확하게 설계할 수 있는 효과가 있다.
Claims (2)
- 유체 정보를 포함한 확산기 정보를 입력받는 단계와;상기 확산기 정보를 이용하여 확산기에서 유체에 의한 마찰 손실 계수를 산출하는 단계와;상기 유체의 압축 계수를 산출하는 단계와;상기 마찰 손실 계수 및 압축 계수를 이용하여 다중 확산기 노즐의 총 압력 손실을 산출하는 단계와;상기 다중 확산기 노즐의 형상을 결정하고자 하는 경우 형상 계수를 산출하는 단계와;상기 산출된 압력 손실이 기설정된 상기 형상 계수에 대응하는 압력 손실 임계값 이하인지 여부를 확인하는 단계와;상기 임계값 이하인 경우 상기 형상 계수에 따라 다중 확산기 노즐의 형상을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 증기 발생기의 다중 확산기 노즐 설계 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 확산기 정보는 확산기의 마찰 손실 계수, 확산기를 통과하는 유체의 종류(압축성 유체/비압축성 유체), 유량, 밀도, 압력, 동점성 계수, 확산기 출구 두께 및 간극, 확산기의 입구단과 출구단의 각도, 방출 계수, 압축 계수, 확산기 내부 재질의 거친 정도에 대한 정보와 노즐 형상 계수별 압력 손실 임계값 정보인 것을 특징으로 하는 증기 발생기의 다중 확산기 노즐 설계 방법.
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| KR1020030047581A KR20050007941A (ko) | 2003-07-12 | 2003-07-12 | 증기 발생기의 다중 확산기 노즐 설계 방법 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103187113A (zh) * | 2013-01-18 | 2013-07-03 | 上海核工程研究设计院 | 一种核电站蒸汽发生器蒸汽限流装置 |
| KR20180115631A (ko) | 2017-04-13 | 2018-10-23 | 부산대학교 산학협력단 | 유체시스템 최적설계방법 |
| JP2021506572A (ja) * | 2017-12-18 | 2021-02-22 | ジーイー−ヒタチ・ニュークリア・エナジー・アメリカズ・エルエルシーＧｅ−Ｈｉｔａｃｈｉ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｅｎｅｒｇｙ Ａｍｅｒｉｃａｓ， Ｌｌｃ | マルチパス流量制限ノズル、マルチパス流量制限方法、および該ノズルの製造方法 |
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2003
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| CN103187113B (zh) * | 2013-01-18 | 2017-03-01 | 上海核工程研究设计院 | 一种核电站蒸汽发生器蒸汽限流装置 |
| KR20180115631A (ko) | 2017-04-13 | 2018-10-23 | 부산대학교 산학협력단 | 유체시스템 최적설계방법 |
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