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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학술대회자료
- 저자정보
- 발행연도
- 2017.4
- 수록면
- 906 - 909 (4page)
이용수
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원자력 발전소의 운영 목표는 안전하고 효율적으로 설비를 운영하여 양질의 전기를 소비자에게 공급하는데 있다.
원자력 발전소를 운영하기 위해 중요한 역할을 담당하는 운전원의 숙련도 향상을 위해 운전원교육용 시뮬레이터가 중요한 설비중 하나로 활용되고 있다. 이러한 운전원 교육용 시뮬레이터의 가장 중요한 요구사항중 하나는 바로 실시간 계산 능력이다. 실시간 계산이 중요한 이유는 발전소 사고 시 교육훈련을 통해 발전소를 안전하고 효율적으로 운영하는 방법을 실시간으로 훈련해야 하기 때문이다.
운전원 교육용 시뮬레이터 개발은 안전 분석용 코드를 단순화시켜 적용하거나, 주요 열수력 현상만을 적용한 시뮬레이터용 전용 코드를 사용한다. 안전 분석용 코드를 단순화 시켜 발전소 전체를 모델링하는 데에는 많은 제약이 따른다. 안전분석용 코드는 입력자료 작성 및 모델링 작업에 많은 시간이 소요되며, 대형 사고시 실시간 계산이 불가능 하다. 이러한 이유 때문에 주요 계통은 단순화 된 안전 분석용 코드를 사용하고 보조계통 및 기타 안전 설비 계통에 대해서는 시뮬레이션용 전용 코드를 사용한다.
시뮬레이션 전용 코드중에 3keymaster – Flowbase는 유체의 2상 비평형 상태를 구현하며, 질량보존, 운동량, 에너지 그리고 물성 방정식들을 행렬해법 등을 사용하여 열 유체를 계산해주는 코드이다. 기존에 이 코드를 사용하여 원자력 발전소 격납건물을 모델링 할 때는 격납 건물의 자유체적과 원자로와 증기발생기 및 가압기 등에서 나오는 열량과 공기조화 장치 의 냉방기 및 격납건물 살수를 통한 냉각 기능을 가지고 격납건물 내부 안정 상태를 유지하도록 만들었다. 이러한 방법을 사용하여 모델링 된 격납건물은 원자로 냉각제 유출 사고와 주증기관 파단 사고 등에 대해서는 큰 무리 없이 사용되고 있다. 그러나 공기조화 장치의 냉방기 사고와 전원 상실 사고 시에는 격납건물 내부의 온도와 압력의 거동이 너무 과도한 증상이 나타나는 문제점을 발견됐다. 이는 격납건물의 외벽 구조물에서 흡수 하거나 방출하는 열량에 관한 부분을 생략하여 모델링하였기 때문이다. 이를 보완하기 우해 격납건물 외벽 구조물이 외부 대기와 열전달 하는 부분을 성능 계선 하여 추가 하였다.
이러한 성능 개선을 통해 시뮬레이션 코드인 3KEYMASTER –Flowbase를 이용한 격납건물 모델이 안전분석 코드와 비슷하게 격납건물 내부 대형 사고시와 공기조화 장치 냉방기 사고 등에도 현실성 있게 결과를 도출할 수 있게 되었다. 이는 운전원 교육용 시뮬레이터를 이용하여 훈련하는 운전원이 사고 상황에서 향후 진행방향 예측 및 대처에 아주 유용하게 이용될 수 있을 것으로 판단된다.
원자력 발전소를 운영하기 위해 중요한 역할을 담당하는 운전원의 숙련도 향상을 위해 운전원교육용 시뮬레이터가 중요한 설비중 하나로 활용되고 있다. 이러한 운전원 교육용 시뮬레이터의 가장 중요한 요구사항중 하나는 바로 실시간 계산 능력이다. 실시간 계산이 중요한 이유는 발전소 사고 시 교육훈련을 통해 발전소를 안전하고 효율적으로 운영하는 방법을 실시간으로 훈련해야 하기 때문이다.
운전원 교육용 시뮬레이터 개발은 안전 분석용 코드를 단순화시켜 적용하거나, 주요 열수력 현상만을 적용한 시뮬레이터용 전용 코드를 사용한다. 안전 분석용 코드를 단순화 시켜 발전소 전체를 모델링하는 데에는 많은 제약이 따른다. 안전분석용 코드는 입력자료 작성 및 모델링 작업에 많은 시간이 소요되며, 대형 사고시 실시간 계산이 불가능 하다. 이러한 이유 때문에 주요 계통은 단순화 된 안전 분석용 코드를 사용하고 보조계통 및 기타 안전 설비 계통에 대해서는 시뮬레이션용 전용 코드를 사용한다.
시뮬레이션 전용 코드중에 3keymaster – Flowbase는 유체의 2상 비평형 상태를 구현하며, 질량보존, 운동량, 에너지 그리고 물성 방정식들을 행렬해법 등을 사용하여 열 유체를 계산해주는 코드이다. 기존에 이 코드를 사용하여 원자력 발전소 격납건물을 모델링 할 때는 격납 건물의 자유체적과 원자로와 증기발생기 및 가압기 등에서 나오는 열량과 공기조화 장치 의 냉방기 및 격납건물 살수를 통한 냉각 기능을 가지고 격납건물 내부 안정 상태를 유지하도록 만들었다. 이러한 방법을 사용하여 모델링 된 격납건물은 원자로 냉각제 유출 사고와 주증기관 파단 사고 등에 대해서는 큰 무리 없이 사용되고 있다. 그러나 공기조화 장치의 냉방기 사고와 전원 상실 사고 시에는 격납건물 내부의 온도와 압력의 거동이 너무 과도한 증상이 나타나는 문제점을 발견됐다. 이는 격납건물의 외벽 구조물에서 흡수 하거나 방출하는 열량에 관한 부분을 생략하여 모델링하였기 때문이다. 이를 보완하기 우해 격납건물 외벽 구조물이 외부 대기와 열전달 하는 부분을 성능 계선 하여 추가 하였다.
이러한 성능 개선을 통해 시뮬레이션 코드인 3KEYMASTER –Flowbase를 이용한 격납건물 모델이 안전분석 코드와 비슷하게 격납건물 내부 대형 사고시와 공기조화 장치 냉방기 사고 등에도 현실성 있게 결과를 도출할 수 있게 되었다. 이는 운전원 교육용 시뮬레이터를 이용하여 훈련하는 운전원이 사고 상황에서 향후 진행방향 예측 및 대처에 아주 유용하게 이용될 수 있을 것으로 판단된다.
목차
요약
1. 서론
2. 코드 비교 및 격납건물 모델링
3. 결과 및 분석
4. 결론
참고문헌
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