표제지
요약문
목차
제1장 원자력 계통 및 안전 관련 전산해석 동향 9
1. 격납용기 바닥에서의 Debris 수송 9
2. System Code를 이용한 사고 해석 10
3. SPACE 코드 개발 10
4. LES 등을 이용한 T-junction 해석 10
제2장 원자력 안전성 평가에 관한 전산 해석 기술 현황 13
제1절 전산해석 방법론 13
1. 문제 정의 13
2. 해석 코드의 선택 15
3. 물리 모델 선택 16
4. 수치해석 모델 선택 20
5. 코드 평가 전략 22
6. 해석 및 수치 모델의 입증 (Verification) 22
7. 결과의 검증 (Validation) 23
제2절 원전 계통 안전성 평가에 관한 전산 해석의 주요 현안 24
1. 물리적 현상 관련 현안 25
2. 원전 설계 특성 관련 현안 26
3. 전산 해석 기술 관련 현안 27
제3장 원전 계통에서의 IRS 사고 사례 분석 31
제1절 IAEA/NEA IRS 개요 31
제2절 IAEA/NEA IRS 선별 사건 정리 32
1. 증기발생기 세관파단에 의한 중수 손실 32
2. 윤활유관 누설로 인한 터빈 베어링에서 화재 33
3. 디젤 발전기실 이산화탄소 소화설비 오작동 37
4. 보조급수 계통의 유량 미달 40
5. 안전주입탱크의 부주의한 가압으로 인한 ECCS Rupture Disc 파열 48
6. 3개중 2개의 저온관 고압안전주입계통 라인 불능 51
제4장 과도 해석 수행 결과 57
제1절 열교환기 해석 방법론 수립 57
1. 개요 57
2. ‘유용도-열전달단위수 법’을 활용한 해석 방법론 수립 57
3. 결론 65
제2절 Flowmaster를 활용한 Surge Tank 해석 66
1. 개요 66
2. 배경 66
3. Flowmaster 해석 66
4. 결론 67
제3절 Flowmaster를 활용한 신고리 1호기 보조급수계통 해석 68
1. 개요 68
2. Flowmaster 모델 및 해석결과 68
3. 결론 71
제4절 이중격실 Pool 화재에 대한 FDS 검증분석 72
1. 개요 72
2. 실험 72
3. 화재 시뮬레이션 73
4. 분석 결과 74
5. 결론 75
제5장 결론 104
제6장 향후 추진 계획 107
참고문헌 109
표 2.1. 해석 코드 종류에 따른 특징 비교 28
표 2.2. 격자 생성의 단계별 주요 요건 28
표 2.3. 해석 시 발생되는 Error의 종류에 따른 특징 및 평가 방법 29
표 3.1. IRS 선별 사건 (2007년 ~2009년) 54
표 4.1. 열교환기 성능해석 방법론 77
표 4.2. 밸브 개도 0% 해석 결과 비교 77
표 4.3. 유량 조건 24.9 L/s 해석 결과 비교 78
표 4.4. 유량 조건 30.8 L/s 해석 결과 비교 78
표 4.5. 유량 조건 38.7 L/s 해석 결과 비교 78
표 4.6. 각 유량 조건에서의 해석 결과 비교 79
표 4.7. TPH의 물성치 79
표 4.8. 강화 콘크리트의 물성치 80
표 4.9. 시간대별 질량 손실율과 열 방출율 80
표 4.10. 격자 크기 및 개수 81
그림 1.1. 격납용기 바닥에서의 Debris의 거동 및 수위 해석 결과 11
그림 1.2. APR+의 피동 보조급수 계통의 Relap5 해석용 nodalization 12
그림 1.3. RANS 및 LES 난류 모델을 이용한 T-junction에서의 온도 및 온도 요동 분포 해석결과 12
그림 2.1. 수치 해석의 입증 및 검증 과정 30
그림 3.1. IRS와 국제 협력 관계 흐름도 55
그림 4.1. 열교환기 열전달 해석 방법론 절차도 81
그림 4.2. 루우버 휜의 종류 (Chang & Wang, 1997) 82
그림 4.3. 루우버 휜의 형상 및 파라메터 정의 82
그림 4.4. 열교환기의 외형 정보 요약 83
그림 4.5. 열교환기 성능 해석 프로그램 인터페이스 83
그림 4.6. 실험상관식에 따른 열전달 성능 예측 적합도 판정 84
그림 4.7. 실험상관식에 따른 압력강하 성능 예측 적합도 판정 85
그림 4.8. Surge Tank 위치변경 해석모델 1 (펌프 후단 위치) 86
그림 4.9. Surge Tank 위치변경 해석모델 2 (펌프 전단 위치) 86
그림 4.10. 밸브 손실 계수 87
그림 4.11. 원심펌프의 무차원 성능 특성(Suter Head Curve) 87
그림 4.12. 모델 1 해석결과 (Surge 4 bar) 88
그림 4.13. 모델 2 해석결과 (Surge 4 bar) 88
그림 4.14. 모델 1 해석결과 (Surge 1 bar) 89
그림 4.15. 모델 2 해석결과 (Surge 1 bar) 89
그림 4.16. 모델 1 Surge Tank 압력 변화 90
그림 4.17. 모델 2 Surge Tank 압력 변화 90
그림 4.18. 모델 1 펌프 토출 압력 변화 91
그림 4.19. 모델 2 펌프 토출 압력 변화 91
그림 4.20. 신고리1호기 보조급수계통 92
그림 4.21. 신고리1호기 보조급수계통 Flowmaster 해석모델 93
그림 4.22. 보조급수펌프 성능 곡선 94
그림 4.23. 보조급수펌프 Suter Head Curve 94
그림 4.24. 보조급수펌프 Suter Torque Curve 95
그림 4.25. 보조급수계통 재순환유로 제어 밸브 특성 95
그림 4.26. 보조급수계통 재순환유로 오리피스 유출 계수 96
그림 4.27. 보조급수계통 재순환유로 바이패스 오리피스 압력 특성 96
그림 4.28. 해석 결과 비교 (압력-유량 곡선) 97
그림 4.29. 정격 조건에서의 작동점 예측 97
그림 4.30. 실험 장치 개념도 98
그림 4.31. Room1의 계측 위치 99
그림 4.32. 실험과 FDS 입력에 사용된 열 방출량 99
그림 4.33. 높이별 시간에 따른 온도 분포 100
그림 4.34. 2.65m 높이의 열유속 비교 101
그림 4.35. 0.8 m 높이의 산소농도 102
그림 4.36. 3.3m 높이의 산소농도 103