초록 ▼

본 과제의 개발 목표는 Common-Q 노심보호 연산기 계통 대비 동등 이상의 성능을 가진 개량형 노심 보호 계통 개발이다. 두산중공업이 주관기관으로 연구에 참여했으며, 위탁기관으로 한전원자력연료(주), 한국원자력연구소, 한국전력기술(주), 한국수력원자력(주)이 참여했다.
주요 실적으로는 개량형 노심보호연산기 알고리즘 및 소프트웨어 개발 완료, RCOPS 계통 구성 및 시험 설비 (1 CH 시제품 및 입출력 시뮬레이터) 제작 통 통합 시험 및 기능시험 완료 (DNBR Trip 및 ASI Trip 등)이 있다.
2004년

본 과제의 개발 목표는 Common-Q 노심보호 연산기 계통 대비 동등 이상의 성능을 가진 개량형 노심 보호 계통 개발이다. 두산중공업이 주관기관으로 연구에 참여했으며, 위탁기관으로 한전원자력연료(주), 한국원자력연구소, 한국전력기술(주), 한국수력원자력(주)이 참여했다.
주요 실적으로는 개량형 노심보호연산기 알고리즘 및 소프트웨어 개발 완료, RCOPS 계통 구성 및 시험 설비 (1 CH 시제품 및 입출력 시뮬레이터) 제작 통 통합 시험 및 기능시험 완료 (DNBR Trip 및 ASI Trip 등)이 있다.
2004년 7월부터 2007년 2월까지 31개월간 진행된 과제에서 세계 최고 수준의 노심보호 연산기 개발 목표에 따른 개량형 알고리즘 개발 및 구현이 완료되었다. 또한 기존 노심보호연산기 대비 플랫폼의 가용도 10배, 응답성 2배, 신뢰도 및 고장모드해석에서 안전 필수 계통으로 충분한 계통 구성이 완료되었다.
창의성 측면에서 노심보호연산기의 구조적 한계인 제어봉 신호의 이중화를 구성하면서 기존대비 기기 개수를 감소시키는 독창적인 계통 구성 및 특허 출원을 완료하였다.
제어봉 오신호 낙하에 의한 원전 정지를 방지하기 위한 2중 연속 낙하 감지 방식의 제어봉 오신호 낙하 방지 대책 알고리즘 추가되었으며, 기존 노심보호 연산기 대비 열적 여유도 2% 향상된 고신뢰 열수력 해석 모델을 채용하였다.
본 연구개발을 통해 획득한 결과물을 이용하여 2단계에서 확인/검증 및 실증업무를 수행하고 그 성능을 평가하여 성공적으로 과제를 종료할 경우, 해외에서 수입하는 노심보호연산기계통을 국내 신규원전과 가동원전에 전량 공급할 수 있으므로 많은 외화를 절감할 수 있어 경제적 효과가 클 것으로 판단된다.

Abstract ▼

The ultimate goal of this project is to develop the system with functionality and reliability that is equivalent or better than the Common-Q CPCS. DOOSAN has charge of the main contractor of project and KNFC, KAERI, KOPEC and KHNP joined as sub-contractors.
Main results of project can be the comp

The ultimate goal of this project is to develop the system with functionality and reliability that is equivalent or better than the Common-Q CPCS. DOOSAN has charge of the main contractor of project and KNFC, KAERI, KOPEC and KHNP joined as sub-contractors.
Main results of project can be the completion of algorithm and application software for Reactor Core Protection System(RCOPS), the design of system configuration and establishment of development facilities including single channel cabinet & I/O simulator and conduction of integration and functional tests.
For 31 months from 2004.7 to 2007.2, the improved algorithm for outstanding system has developed. RCOPS has 10 times of availability and twice of response time than existing CPCS. Also excellence of system configuration as a safety system for Nuclear power plants has been analyzed through reliability analysis and FMEA.
Unique system configuration reduces the number of components comparing existing system and resolve the problem which two channels CEA position signal(RSPT) should be adapted to four channels protection system. It has been applied for patents. Improved algorithm includes DNBR algorithm improvement for bigger thermal margin, resolution of the latching problem of CEA position signal and addition of the pre-trip alarm generation.
These products will be utilized to the 2nd stage of project for verification, validation and proof of system.

목차 Contents

• 제 1 장 연구개발과제의 개요...13
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...16
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과...19
• 제 1 절 개량형 노심보호계통 알고리즘 개발...19
• 1. 제어봉 위치 신호 처리 방법 개선...19
• 2. 출력급감발계통 작동 시 가변과출력정지 방지...27
• 3. 보조정지 인자에 대한 예비정지 경보 추가...38
• 4. RCOPS 기능설계요건서 개정...46
• 제 2 절 RCOPS 전산코드 개발 및 검증 시험 자료 생산...49
• 1. RCOPS 전산코드 개발 및 검증 시험 자료 개요...49
• 2. RCOPS Database...52
• 3. RCOPS 검증 시험 자료...63
• 제 3 절 RCOPS 불확실도 분석 및 열적여유도 평가...78
• 1. DNBR / LPD 운전여유도 및 불확실도 개요...78
• 2. RCOPS 불확실도 및 열적여유도 계산...80
• 제 4 절 최적 실시간 열수력모델 선정...85
• 1. 개요...86
• 2. 노심 DNBR 계산방법...88
• 3. RCOPS 알고리즘 체계 수립...102
• 4. 노심 열수력모듈 기능설계 및 DB 생산...107
• 5. 노심 열수력모듈 모의 전산코드 개발...108
• 6. RCOPS 통합 기능설계 및 DB 생산 지원...113
• 7. 열수력모듈 기능설계 및 DB 검증...113
• 8. 통합 기능설계 및 DB 검증...114
• 제 5 절 RCOPS DNBR 모듈 및 DB 검증시험 입력자료...115
• 제 6 절 RCOPS On-Line S/W 구현...141
• 제 7 절 RCOPS 입출력 시뮬레이터 제작...143
• 1. 입출력 시뮬레이터 설계 및 제작...143
• 2. Simulator 프로그램 제작...147
• 제 8 절 RCOPS H/W 단일채널 캐비넷 기능 및 통신 시험...149
• 1. C-Module 및 O/S Multi-Cycle 기능 확인...149
• 2. FPC06 Configuration Setup 및 Cross Channel 통신 시험...151
• 3. Operator Module & Maintenance & Test Panel 통신 시험...154
• 4. RCOPS Single Channel Facility H/W성능시험 및 계통성능분석...156
• 제 9 절 RCOPS 단일채널 H/W 성능시험 및 계통 성능 분석...157
• 1. RCOPS Single Channel Facility(SCF) 제작시험...157
• 2. RCOPS 시간성 분석(Timing Analysis)...163
• 3. Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) for RCOPS...170
• 4. RCOPS 신뢰도 분석...175
• 제 10 절 RCOPS 통합 기능 및 성능 시험...180
• 1. RCOPS DNBR 계산 검증 시나리오...183
• 2. ASI Pre-trip 알람 검증 시나리오...184
• 3. RCOPS DNBR/LPD 트립 검증 시나리오...184
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...185
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...188
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...189
• 제 7 장 참고 문헌...190