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SUMMARY
Contents
목차
제1장 서론 20
제1절 연구개발의 목적 20
제2절 연구개발의 필요성 22
1. 한국표준형원전 중대사고 해석 DB 구축 및 사고진단시스템 개발 22
2. MIDAS 1.2 및 중대사고훈련 시뮬레이터 개발 23
제3절 연구개발의 범위 24
제2장 국내외 기술개발 현황 27
제1절 한국표준원전 중대사고 현상해석 DB 구축 및 사고진단시스템 개발 27
제2절 MIDAS 및 중대사고훈련 시뮬레이터 개발 29
1. 중대사고해석코드 국산화를 위한 MIDAS 개발 29
2. 중대사고훈련 시뮬레이터 개발 30
제3장 연구개발 수행 내용 및 결과 32
제1절 한국표준원전 중대사고 현상 해석 DB 구축 32
1. MELCOR DB 구축 32
2. MAAP DB 구축 96
3. 중대사고 현상해석 MDB 생성 138
제2절 사고진단시스템 (SARD) 개선 143
1. MELCOR DB 관리기능이 구현된 SARD/PC 3.0 개발 143
2. 네트워크기반 사고진단시스템 구성 149
3. 중대사고 현상해석 DB를 이용한 사고관리에의 적용 155
제3절 MIDAS 1.2 개발 157
1. MIDAS 입출력기 실용화 157
2. MIDAS 1.0 검증 164
3. MIDAS 1.2 개발 169
4. 유기요오드 모델 영향 평가 175
제4절 중대사고 훈련시뮬레이터 (SATS 2.0) 개발 193
1. SATS 세부시스템 보완 193
2. SATS 2.0 개발 209
제4장 연구개발 목표 달성도 및 대외 기여도 212
제1절 목표 달성도 212
1. 한국표준원전 중대사고 현상해석 DB 구축 212
2. MAAP DB 구축 213
3. MIDAS 1.2 개발 214
4. 중대사고 훈련 시뮬레이터 (SATS 2.0) 개발 216
제2절 대외 기여도 217
1. 한국표준형원전 중대사고 현상해석 DB 구축 및 사고진단시스템 개선 217
2. MIDAS 1.2 및 중대사고 훈련 시뮬레이터 개발 217
제5장 연구 개발 결과의 활용 계획 221
제6장 연구개발과정에서 수집한 과학기술정보 223
부록 A:수조 내 초기 pH 값 계산 프로그램 226
부록 B:중대사고시 격납건물 하단 누출시 EAB에서 갑상선 피폭 계산 프로그램 230
서지정보양식 240
표 3.1.1-1. MELCOR1.8.5-OPR1000 일차계통 기하학적 입력 39
표 3.1.1-2. MELCOR1.8.5-KSNP/MAAP 주요 일ㆍ이차 입력 (초기값) 40
표 3.1.1-3. MELCOR/MAAP 주요 붕괴열 입력 (초기값) 42
표 3.1.1-4. MELCOR185-OPR1000 노심의 초기 붕괴열 (Decay Power) 결과 43
표 3.1.1-5. MELCOR1.8.5-KSNP 및 MAAP 노드별 출력 분포 및 면적 비교 44
표 3.1.1-6. MELCOR1.8.5-OPR1000 및 MAAP 노드별 출력 분포 및 면적 비교 45
표 3.1.1-7. MELCOR1.8.5-OPR1000 주요 열수력 입력 (초기값) 46
표 3.1.1-8. MELCOR1.8.5-OPR1000 주요 핵분열생성물 입력 (초기값) 48
표 3.1.1-9. MELCOR에서 정의하는 부속물과 재료물질 51
표 3.1.1-10. MELCOR185-OPR1000 DB 변수표 (MAAP 비교 변수 포함) 52
표 3.1.1-11. MELCOR 현상해석 DB에 구축된 고압 사고경위 78
표 3.1.1-12. MELCOR 현상해석 DB에 구축된 고압 사고경위의 특성 78
표 3.1.1-13. 민감도 계통의 MELCOR/MAAP 입력변수 및 초기값 비교 79
표 3.1.1-14. MELCOR 증기발생기 이차측 급수 입력 80
표 3.1.1-15. MELCOR 민감도 해석 및 주요사고 진행 비교 82
표 3.1.1-16. SBO 기본사고진행 주요시점 비교표 83
표 3.1.1-17. MELCOR 현상해석 DB에 구축된 저압 사고경위 91
표 3.1.1-18. MELCOR 현상해석 DB에 구축된 저압 사고경위의 특성 91
표 3.1.2-1. 분석된 대형 냉각재 상실사고 시나리오 특성 98
표 3.1.2-2. 분석된 중형 냉각재 상실사고 시나리오 특성 99
표 3.1.2-3. 분석된 소형 냉각재 상실사고 시나리오 특성 100
표 3.1.2-4. 분석된 발전소 정전사고 시나리오 특성 101
표 3.1.2-5. 분석된 소외전원 상실사고 시나리오 특성 102
표 3.1.2-6. 대형 냉각재 상실사고 시나리오별 사고 진행 결과 103
표 3.1.2-7. 중형 냉각재 상실사고 시나리오별 사고 진행 결과 104
표 3.1.2-8. 소형 냉각재 상실사고 시나리오별 사고 진행 결과 105
표 3.1.2-9. 발전소 정전사고 기본 시나리오에 대한 사고 진행 요약 106
표 3.1.2-10. 소외전원 상실사고 시나리오별 사고 진행 결과 107
표 3.1.2-11. LL-015 시나리오에 대한 충진펌프 가용 개수 관련 민감도분석 결과 108
표 3.1.2-12. LL-015 시나리오에 대한 파단면적 관련 민감도분석 결과 109
표 3.1.2-13. LL-015 시나리오에 대한 파단위치 관련 민감도분석 결과 110
표 3.1.2-14. LL-015 시나리오에 대한 안전주입탱크 가용 개수 관련 민감도분석 결과 111
표 3.1.2-15. LL-012 시나리오에 대한 원자로 외벽냉각 민감도분석 결과 112
표 3.1.2-16. ML-020 시나리오에 대한 충진펌프 가용 개수 관련 민감도분석 결과 113
표 3.1.2-17. ML-020 시나리오에 대한 파단면적 관련 민감도분석 결과 114
표 3.1.2-18. ML-020 시나리오에 대한 파단위치 관련 민감도분석 결과 115
표 3.1.2-19. ML-020 시나리오에 대한 안전주입탱크 가용 개수 관련 민감도분석 결과 116
표 3.1.2-20. ML-007 시나리오에 대한 원자로 외벽냉각 민감도분석 결과 117
표 3.1.2-21. SL-070 시나리오에 대한 충진펌프 가용 개수 관련 민감도분석 결과 118
표 3.1.2-22. SL-070 시나리오에 대한 파단면적 관련 민감도분석 결과 119
표 3.1.2-23. SL-070 시나리오에 대한 파단위치 관련 민감도분석 결과 120
표 3.1.2-24. SL-070 시나리오에 대한 안전주입탱크 가용 개수 관련 민감도분석 결과 121
표 3.1.2-25. SL-045 시나리오에 대한 원자로 외벽냉각 민감도분석 결과 122
표 3.1.2-26. SBO-045 시나리오에 대한 이차측 냉각시간 관련 민감도분석 결과 123
표 3.1.2-27. 고온관 크립 파손 관련 민감도분석 결과 124
표 3.1.2-28. SBO-33 시나리오에 대한 Feed & Bleed 운전관련 민감도분석 결과 126
표 3.1.2-29. SBO-78 시나리오에 대한 원자로공동 용융물 냉각도 민감도분석 결과 128
표 3.1.2-30. SBO-90 시나리오에 대한 MCCI 민감도분석 결과 129
표 3.1.2-31. SBO-33 시나리오에 대한 원자로 외벽냉각 민감도분석 결과 131
표 3.1.2-32. LOOP-32 시나리오에 대한 이차측 냉각시간관련 민감도분석 결과 132
표 3.1.2-33. LOOP-64 시나리오에 대한 이차측 냉각시간 관련 민감도분석 결과 133
표 3.1.2-34. LOOP-102 시나리오에 대한 Feed & Bleed 운전관련 민감도분석 결과 135
표 3.1.2-35. LOOP-103 시나리오에 대한 Feed & Bleed 운전관련 민감도분석 결과 136
표 3.1.2-36. LOOP-17 & 103 시나리오에 대한 IVR 관련 민감도분석 결과 137
표 3.1.3-1. MAAP MLOCA에서의 SARD MDB index 목록 139
표 3.1.3-2. MAAP 발전소 정전사고 (SBO)에서의 SARD MDB index 목록 140
표 3.1.3-3. MELCOR에서의 SARD MDB index 목록 142
표 3.2.1-1. MELCOR DB 검색에 사용되는 PMELCOR.ini 의 예 145
표 3.2.2-1. 발생 빈도수로 본 대표 사고경위 151
표 3.2.2-2. 인공신경망 종류와 적용분야 151
표 3.3.1-1. IEDIT 기능별 구현상황 및 개량 계획 159
표 3.3.2-1. 패키지 개편 전후의 변수 비교 167
표 3.3.3-1. 통합 MIDAS 1.0의 동력학 모듈 삽입 전후의 PKINET/PKINETIC 부프로그램 비교 170
표 3.3.3-2. 통합 MIDAS 1.0의 동력학 모듈 삽입 전후의 CORRN1 부프로그램 비교 171
표 3.3.4-1. 요오드에 의한 갑상선 피폭량 계산 시 적용한 값 목록 187
표 3.4.1-1. 중대사고 완화전략과 관련된 안전변수 목록 195
표 3.4.1-2. 완화전략 수행에 필요한 제어기기 및 관련 시스템 206
표 3.4.2-1. SATS 2.0의 1차 계통 주요기기 DISPLAY를 위한 MIDAS 변수 211
표 4.1-1. 연구목표 달성도 219
그림 2.2.2-1. MIDAS GUI 시스템 31
그림 3.1.1-1. MELCOR1.8.5-OPR1000 일차계통 제어체적 구성도 34
그림 3.1.1-2. MAAP 노심 노드화 구성도 35
그림 3.1.1-3. MELCOR1.8.5-KSNP 원자로용기 구성도 36
그림 3.1.1-4. MELCOR1.8.5-OPR1000 원자로용기 구성도 37
그림 3.1.1-5. MELCOR1.8.5-OPR1000 증기발생기(이차측) 제어체적 구성도 49
그림 3.1.1-6. SBO-094 경우, 주요 DB 현상변수 대한 MELCOR/MAAP 결과 비교 84
그림 3.1.1-7. SBO-045 경우, 주요 DB 현상변수 대한 MELCOR/MAAP 결과 비교 85
그림 3.1.1-8. MELCOR (최신-OPR1000)/(예전-KSNP) 및 MAAP 결과간 일차계통 및 가압기 냉각수량 변화 비교 86
그림 3.1.1-9. LLOCA-03 경우, 주요 DB 현상변수 대한 MELCOR 및 MAAP 결과 비교 92
그림 3.1.1-10. LLOCA-09에서의 주요 DB 현상변수 대한 MELCOR 및 MAAP 결과 비교 94
그림 3.1.1-11. SLOCA-59에서의 주요 DB 현상변수 대한 MELCOR 및 MAAP 결과 비교 95
그림 3.2.1-1. MELCOR DB 데이터뱅크 자동생성 기능구현 146
그림 3.2.1-2. 사고경위기반 MELCOR DB 변수정보 자동검색 기능구현 147
그림 3.2.1-3. 사고증상기반 사고경위 및 MELCOR DB 변수정보 자동검색 기능구현 148
그림 3.2.2-1. SARD/NET Client/Server 시스템 구성도 149
그림 3.2.2-2. 사고경위 진단에 사용된 역전파 인공신경망 152
그림 3.2.2-3. 입력변수 이산화와 입력 패턴 152
그림 3.2.2-4. 이산화 된 대표 사고경위 패턴 (출력층) 153
그림 3.2.2-5. 단층 퍼셉트론 모델 153
그림 3.2.3-1. 시나리오 기반의 사고진행 정보 구현 155
그림 3.2.3-2. 사고증상 기반의 검색 결과 구현 156
그림 3.3.1-1. MIDAS 사용자편의성 향상을 위한 세부 모듈간의 구성도 157
그림 3.3.1-2. IEDIT 입력관리시스템 (입력정보 및 그래픽 설계 화면) 160
그림 3.3.1-3. IPLOT 2.0으로 구현한 다중 소스창 기능 162
그림 3.3.1-4. IPLOT 2.0으로 구현한 다중 작업창 기능 163
그림 3.3.2-1. MIDAS 코드 개편 흐름도 165
그림 3.3.2-2. MELCOR 참조코드에서의 포인터 변수 사용 예 166
그림 3.3.2-3. 통합 MIDAS 1.0 개편 전후의 주요 결과 비교 168
그림 3.3.3-1. 동력학 모듈 삽입 전후의 결과 비교 (ATWS 사고 분석) 172
그림 3.3.3-2. 간극 냉각 기능을 입력 처리할 수 있는 COR 패키지 입력 173
그림 3.3.3-3. 간극 모델에 의한 반구외벽 위치별 급냉 과정 174
그림 3.3.3-4. 간극냉각모델 적용 여부에 따른 벽면 온도 변화 174
그림 3.3.4-1. MELCOR 요오드 수조 화학반응 모델 구조 177
그림 3.3.4-2. 메탄 주입량에 따른 대기 가스요오드 농도 179
그림 3.3.4-3. 완충용액 및 측정치 입력에 따른 pH 예측치 181
그림 3.3.4-4. 완충용액 적용 경우와 pH값 입력 경우 가스요오드 농도 비교 181
그림 3.3.4-5. MELCOR 입력을 위한 요오드 및 세슘 측정치 변화도 182
그림 3.3.4-6. 주입한 I₂ 양에 따른 가스요오드 농도 183
그림 3.3.4-7. I₂ 벽면 부착계수 값에 따른 가스요오드 농도 184
그림 3.3.4-8. Hetero 모델 적용 여부에 따른 가스요오드 농도 185
그림 3.3.4-9. 수조 내 방사선 준위에 따른 가스 요오드 (I₂ +CH₃I) 농도 186
그림 3.3.4-10. 평형 요오드 준위 및 누설율에 따른 갑상선 피폭량 변화 188
그림 3.3.4-11. "요오드 수조화학 모델"별 평형 가스요오드 농도 비교 190
그림 3.4.1-1. 중대사고 훈련 시뮬레이터 (SATS) 구현 화면 194
그림 3.4.1-2. SATS의 안전변수감시시스템 194
그림 3.4.1-3. 새로운 안전변수감시시스템 모듈 197
그림 3.4.1-4. SATS Menu 200
그림 3.4.1-5. 중대사고관리 지침서 모듈(HyperKAMG) 202
그림 3.4.1-6. SATS - HyperKAMG 연계시스템 개념도 203
그림 3.4.1-7. 중대사고관리지침서의 전략수행제어논리 204
그림 3.4.1-8. 전략수행제어논리 모듈 205
그림 3.4.1-9. HyperKAMG의 완화-01 가용기기 선택화면 207
그림 3.4.1-10. 완화-01에서의 가용기기 선택을 위한 GUI 화면 207
그림 3.4.1-11. SATS - HyperKAMG 연계 시스템 작동 구조 208
그림 3.4.2-1. MIDAS 1.x을 엔진으로 하는 SATS 2.0의 수행 구조 209
그림 3.4.2-2. MELCOR 배열 변수 저장과 배열 내 위치 계산 210
원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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