중대사고해석

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Severe Accident Analysis Code Development

목적

  • 중대사고 종합해석코드 개발 및 해석체계 구축
  • 국외 경쟁기관 동등 이상의 중대사고해석코드 개발
  • 안전해석(SPACE)코드 개발 경험 활용 (계통해석:SPACE/CAP연계)
  • 제3자 수출제약이 없는 국내 고유 중대사고 해석체계 개발

R&D 현황

  • 2011년 7월부터 2017년 6월까지 총 6개월에 걸쳐 2단계로 연구개발 진행
  • 한수원 중앙연구원이 사업을 총괄하고, 한국원자력연구원, ㈜미래와도전, 한국전력기술㈜가 참여
  • 주요 연구 내용
  • 코드 최상위 요건 개발
  • 코드 구조설계 및 연계전략 수립
  • 검증 DB 구축 및 PIRT 개발
  • 노내현상 모듈 개발
  • 노외현상 모듈 개발
  • 중대사고 대처설비 모듈개발
  • 노내외 핵분열생성물거동 해석 모듈개발
  • 중대사고 개별현상 모듈개발
  • 사용후연료저장조 성능해석 모듈개발
  • 격납건물여과배기 성능해석 모듈개발
  • 중대사고 해석코드 통합체계 구축
  • 통합검증 DB 구축 및 확인/검증
  • TR 작성 및 시범평가

연구결과(한국원자력연구원 수행 내용)

  • 1) CSPACE:
  • 원자로 냉각계통 내 중대사고 현상 해석
  • COMPASS (원자로 노심 용융거동)와 SPACE (열수력 거동)로 구성
  • 2) SIRIUS
  • 원자로 냉각계통 및 격납건물 내 방사성물질 거동 해석
  • 3) CINEMA
  • CSPAE, SACAP (격납건물 내 중대사고 현상 해석), SIRIUS 를 통합한 중대사고 종합해석 코드
  • 정상상태, 원자로 노심 용융 원자로 용기 파손, 격납건물 파손, 방사성물질 거동 등 중대사고 현상 해석
Severe-accident1

Major components of CINEMA

Severe-accident2

Core degradation model in COMPASS

향후 계획

  • 한국 고유 원전특성 및 중대사고 관리전략을 반영한 중대사고 해석 도구로 활용
  • SMART and CANDU 등 다양한 원자로 내 중대사고 해석도구로 확장

SMART PPE 중대사고 해석

목적

  • (System Integrated Modular Advanced ReacTor)-PPE (Pre-Project Engineering) 중대사고 해석기술 개발
  • CINEMA(Code for INtegrated severe accidEnt Management Analysis)-SMART 코드개발
  • MELCOR와 CINEMA-SMART를 이용한 SMART 중대사고 경위해석
  • 중대사고 쟁점해석
  • SMART 예비안전성분석보고서 19.2 작성
  • 중대사고에 대한 사우디아라비아 인력 교육

R&D 현황

  • SMART 중대사고 경위해석을 위한 전산코드 개발
  • CINEMA-SMART 개발 및 확인과 검증
  • 중대사고 경위해석을 위한 SMART 입력모델 개발
  • MELCOR와 CINEMA-SMART를 이용한 SMART 중대사고 경우해석
  • 전원상실사고
  • 증기발생기 급수 완전 상실사고
  • 안전주입이 되지 않는 소형파단냉각재상실사고
  • SMART 중대사고 쟁점해석
  • 원자로용기 외벽냉각에 의한 노심용융물 노내 억류 및 냉각
  • 노심용융물 고압분출 방지를 위한 원자로용기 감압
  • 노심용융물 고압분출에 의한 격납건물 직접가열
  • 원자로용기 내와 원자로공동에서 증기폭발
  • 원자로공동에서 노심용융물과 콘크리트 반응
  • 격납건물내 수소분포와 수소연소

결과 및 향후 계획

  • 개발된 SMART 중대사고 경위해석 전산코드 CINEMA-SMART
  • SMART 예비안전성분석보고서 19.2
  • SMART 중대사고 쟁점 해결
  • SMART 국제 인허가에 기여

SMART 중대사고 해석 전산코드

해석 대상 전산코드
SMART330 SSAR SMART-PPE
중대사고 경위해석 MELCOR MELCOR and CINEMA-SMART
IVR-ERVC ATOP(In-Vessel), ANSYS(Vessel), RELAP5(Ex-Vessel) SIMPLE, ANSYS, SPACE
DCH 및 원자로용기 감압 TCE(DCH), MELCOR(RCS Dep.) Modified TCE/LHS, CINEMA-SMART
격납건물내 수소분포 및 수소연소 MELCOR CINEMA-SMART, OpenFOAM
원자로용기 내와 원자로공동에서 증기폭발 TEXAS-V(SE), ABAQUS (Structure Integrity) TEXAS-V, ANSYS
노심용융물과 콘크리트 반응 MELCOR, Meltspread CINEMA-SMART