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