기기스케일 다차원 안전해석코드 CUPID 개발

• 원자로 내부의 2상 유동에 대한 3차원 해석을 위하여CUPID 코드를 개발함. CUPID 코드는 단상 또는 2상유동에 대한 정상 상태 및 과도 상태 해석이 가능하며 해석 계산격자의 해상도는 기기스케일 또는 CFD 스케일 적용이 가능함.

• 3차원 2유체, 3유동장모델적용
• 복잡한 형상적용을 위한 비정렬 격자기반의 유한체적법(FVM) 적용
• 대규모 계산을 위한 영역분할법 기반 병렬계산 기능 구현

• CUPID 코드기반의 다중스케일, 다물리연계 해석 기술 개발

• 계통열수력 해석코드(MARS)와 기기스케일 열수력 해석코드(CUPID)의 연계기법 개발
• 노물리코드(MASTER, DeCART)와 기기스케일 열수력 해석코드(CUPID)의 연계기법개발

• 1단계 (2007년~2011년)

• 3차원2유체, 3유동장모델 및 비정렬격자 기반의 유한체적법(FVM) 적용한 수치해석방법
• 수치해석 방법 확인 및 검증수행

• 2단계 (2012년~2016년)

• 물리모델 개발 및 검증수행
• 3차원현상이 중요한 안전현안에 대한 해석 결과 제공

• CUPID: 3차원 2상유동 해석코드

• CUPID/MARS: 계통-기기스케일 연계 다중 스케일열수력 해석코드

• CUPID/MASTER, CUPID/DeCART; 노물리 연계다물리 해석코드

• CUPID-SG: 가압경수로 증기발생기 해석코드

• 2017년부터 시작된 후속연구에서는 CUPID 코드기반의 원자로 및 원자로 건물에 대한 3차원 안전해석기술을 개발하고있음.

• CUPID will be used as a base code for the multi-scale and physics analysis of PWRs

Multi-Field System Code Development : SPACE

• SPACE코드개발은 국내원전의 안전해석에 사용되는 해외 계통 열수력 안전해석코드를대체하고, 국내가압경수형 원전 및 수출원전의 설계인허가 그리고 안전성 평가 및 성능해석에 사용할 목적으로 2006년부터 개발을 시작하였음.

• SPACE 코드의 특징

• 물-증기 2상유동에 액적유동장을 추가한 3유동장지배 방정식을 채택
• 1차원 및 다차원 유동장 해석능력
• 객체지향적 언어인 C++을 사용

• SPACE 코드 개발에 원자력 관련산업체 및 연구기관이 협력을 통해 개발을 추진함.

• SPACE 코드는 2013년까지 성공적으로 개발 및 검증단계를 거쳐 2013년 후반기에 원자력안전기술원에 코드인허가 심사신청을 하였으며 그 이후 여러번의 질의답변과정을 통해 2017년3월에 인허가를 취득함.

• SPACE 코드개발 이후 다중고장사고(DEC)에도 적용할수있도록 코드해석능력의 확장을위해 연구를 시작. 그연구의 일환으로 핵연료 변형 해석코드와 SPACE코드연계를 수행중임.

• 수출원전 및 신규가압경수로원전에 인허가받은 SPACE코드가 사용될것으로 기대됨.

• SPACE 해석능력을 다중 고장사고의 범위까지 확대할수있도록 현재노력중이며, 안전현안해석 및 계산정확도 및 속도향상을 위한 지속적으로 개발 예정.

SPACE-SFR/RR

• 상용 원전 설계 및 안전해석코드인 SPACE 코드에 기반하여 연구로 및 소듐냉각고속로(SFR)에 대한 안전해석이 가능한 노형 공통 고유 전산코드 개발

• 경수로, SFR 및 연구로 안전해석이 가능한 국내 고유 안전해석코드 확보

• 중소형 모듈형 원자로(SMR) 및 해양원전 해석용 안전해석코드 개발의 기반 구축

• SFR 및 연구로 해석용 코드 검증을 위한 검증 매트릭스 및 데이터베이스 확보

• 성능평가보고서를 작성하여 향후 인허가 획득에 활용

SFR-BEPU

• PGSFR 확장설계조건사고에 대하여최적안전해석과 불확실성 정량화기법을 통한안전해석방법론의 타당성을 평가함

• PGSFR의 가상적인 확장설계조건사고중비 보호유량 상실사고와 비보호과 출력사고가 발생하였을때의 안전지표가 가지는 불확실성을 정량화함

• PGSFR 노형에대하여 불확실성 정량화기법이 적절히 적용되도록 PAPIRUS 프로그램을개선

• MARS –LMR 코드에서PGSFR 가상사고분석에 활용되는 모델 및 상관식의 중요도와 불확실성을 정의한 MIRT 개발

• PGSFR 확장설계조건사고에 대한 최적안전해석 불확실성 정량화 기법정립