A Design Optimization on Coupling Joint between Exhaust Chimney of Electricity Generator and Electromagnetic Pulse (EMP) Shield

Abstract - The article presents a parametric study on geometrical design optimization for coupling the joint between a large exhaust air chimney and electromagnetic pulse (EMP) shield for gas turbine electricity generator. We conducted computational fluid dynamics (CFD) simulations on hydraulic diameters of waveguide below cutoff(WBC) ranges 800mm∼1025mm, the connection distance ranges 150∼450mm, and exhaust gas flow velocities at 15, 20, and 25m/s. The results show that the diameter of main chimney, connection distance, and exhaust gas velocity had impacts on flow stream at the EMP shield. To provide a fully developed stream line at three different flow velocity cases, the WBC diameter and distance of connection should be larger than 1050mm and longer than 300mm, respectively. Key words : EMP, Generator, Waveguide Below Cutoff, WBC Array, CFD 1. 서 론 핵무기 또는 EMP 무기에 의해서 외부에서 공급되는 전원이 차단되는 경우를 대비해서 EMP 차폐시설에는 비상발전기를 설치한다. 비상발전기는 보일러와는 달리 상시 운전이 되지 않으며 EMP 차폐시설의 비상발전기는 상시운전보다는 간헐운전으로 가정하여야 한다. 상시 운전하는 보일러는 자연배기식을 사용하기 때문에 연도내부의 배기속도는 3∼5m/s 정도이며, 비상발전기는 강제배기식을 사용하고 배기가스의 속도는 20∼25m/s로 속도를 설정한다.