원자로 안전

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Advanced 피동계통 개발

목적

  • 원자로건물 피동냉각계통에 사용되는 열교환기의 열제거요건 성능 검증 및 열교환기 설계 개선
  • APR+ 노형에 적용 예정인 피동보조급수계통의 작동 및 냉각성능 검증
  • 공냉-수냉 복합식의 피동냉각계통 개발 및 성능 검증

R&D 현황

  • iPower에 적용될 원자로건물피동냉각계통(PCCS)의 성능검증 프로그램이 현재 진행중에 있으며 2019년 완료 될 예정임.
  • 단일 튜브 실험: 피동 원자로건물 냉각계통의 원형크기의 열교환기에 대한 열제거요건 성능검증
  • 번들 튜브 실험: 번들 열교환기에 대한 shadowing 효과 및 suction 효과에 대한 연구
  • 핀 튜브 실험: 열교환기의 열제거용량 향상을 위한 핀튜브 설계 최적화
  • APR+에 적용되는 피동보조급수계통(PAFS)의 운전 및 냉각성능 검증
  • APR+ 피동보조급수계통 성능검증 실험장치: 10MW 증기발생기를 이용한 실제 높이비(1:1), 부피 척도비 1/16의 실험장치
  • 2017년까지 1/16 척도비의 상세 설계 완료
  • 2018년 실험장치 건설 추진
  • 2019년 완공 및 실험 수행 예정
  • 공냉-수냉 복합형 냉각계통 개발 및 냉각성능 검증
  • 핀튜브의 공냉 냉각계통에 기본 개념을 두고 있음
  • 전산유체역학(CFD)이나 계통안전해석코드(MARS)를 이용한 핀 튜브 집합체의 성능 분석
  • 수평형 단일 핀 튜브에 대한 열전달 실험
  • 전기적으로 가열 가능한 수평형 핀튜브 집합체에 대한 열전달 실험
Reactor-safety3

Safety systems of the iPOWER

Reactor-safety2

Validation test facility for PCCS

Reactor-safety1

Test facility for APCCS

결과 및 향후 계획

  • 성능검증시험 결과는 iPower의 원자로건물 피동냉각계통의 인허가 과정에 활용될 예정임.
  • 현재 설계된 원자로건물 피동냉각계통 열교환기의 열제거요건 검증
  • 열제거용량 향상을 위한 원자로건물 피동냉각계통 열교환기의 설계 향상에 기여
  • 피동원자로건물냉각계통의 안전해석을 위한 코드 개발의 응축열전달모델 개발에 기여
  • APR+에 적용되는 피동보조급수계통의 운전 및 냉각성능 검증
  • 피동보조급수계통의 열제거성능 평가를 위한 대형 실증실험 데이터 생산
  • 피동보조급수계통의 운전 및 냉각 성능 검증
  • 검증시험 결과는 전산유체역학해석 코드(CFD) 및 계통안전해석코드(MARS)의 평가에 활용될 예정임.
  • MARS 모델에서 열구조체의 표면적 인자
  • MARS 모델에서 유동저항계수
  • MARS 모델을 위한 핀튜브 집합체의 Foulig factor
  • 핀튜브 집합체에서 부력에 의하여 형성되는 공기의 속도
  • 전산유체해석 결과 검증 등.

혁신형 원자로 안전성 향상 개발

목적

  • APR+ 원자로 노심유동 분포 및 보론혼합검증
  • APR+ 원자로의 혼합형 안전주입 탱크 성능 검증
  • 혼합형 안전주입탱크에서의 고압증기응축 성능검증

R&D 현황

  • APR+원자로 노심유동분포 및 보론혼합검증
  • 검증실헝장치 설계를 위한 예비 CFD 계산
  • 노심유동 및 보론혼합 가시화 실험
  • 1/5 축소실험장치 개념설계 (2017)
  • 1/5 축소실험장치 제작 및 구축 (2018)
  • 실험장치시운전 및 압력파전달시험 (2018)
  • 노심에서의 보론혼합 실험 (2019)
  • 노심에서의 보론혼합계수 실험 (2019)
  • ATLAS 실험장치를 활용한 혼합형 안전주입 성능 종합검증 실험

결과 및 향후 계획

  • APR+원자로 안전성 검증
  • 실증실험결과를 활용하여 KEPCO-E&C의 안전해석모델검증
  • 보론의 완전혼합을 위한 CVCS 와 SCS 계통의 작동 최적조건제시
  • 노심유동분포의 혼합계수검증
  • 원자로계통에서의 압력파 전달거동검증
  • 혼합형 안전주입설계 개념검증
  • 혼합형 안전주입탱크에서의 다양한 열수력현상(증기응축, 열혼합및성층화)에 대한 개별효과 실험자료 생산
  • 혼합형 안전주입성능을 APR+ 종합 열수력검증실험장치인 ATLAS를 활용하여 설계개념 성능 검증
Feature_Development_img

혼합형 피동 안전주입(H_SIT) 설계개념도

PHWR Safety Enhancement Research

Objectives

  • Development of assessment technology for LIFE and INTEGRITY of aged PHWR Pressure Tube
  • In order to secure the safe operation up to the design lifetime, the effort is focused on the research of aged PHWR pressure tube, thereby contributing to the enhancement of the safety margin and resolving the pressure tube safety issues
  • Development of detailed PHWR SEVERE ACCIDENT analysis code and SA management technology
  • In order to fortify the accident management system for PHWR severe accident (SA), a detailed SA analysis code for PHWR is developed and technologies of concrete evaluation for the unresolved SA issues are studied

R&D Status

PHWR Research

Domestic Source Technology (First Mover)

  • Assessment technology for life and integrity of pressure tube
  • Practical use of PT diameter evaluation technology
  • Identification of aging mechanism of PT by atomic ordering method
  • Integrity assessment and life management for aged PT
  • Detailed analysis code for PHWR severe accident
  • T/H models for concrete SA analysis
  • Detailed core damage models for SA progress
  • Analysis/management technology for SA issues
  • SA weakness issue treatment
  • SA source term issue treatment

Outcomes & Perspectives

  • Implementation technology of PT diameter evaluation → enhancing PHWR operational margin
  • New technology for identification of PT aging mechanism → world’s first understanding of PT aging mechanism and derivation of key control parameters for PT lifetime
  • Comprehensive system for PT integrity assessment and life management → providing fundamental knowledge base for safe operation of Wolsong CANDU reactor
  • Detailed PHWR code for concrete SEVERE ACCIDENT analysis
  • national tools for PHWR SA source terms (government)
  • independent code for regulatory validation for PHWR SA (regulation)
  • domestic platform for adopting newly derived SA models (industry and research institute)
  • Concrete evaluation for unresolved PHWR SA issues → industry support for domestic unresolved SA and stress test issues