초록 ▼

본 연구의 목적은 EU-FP7 중대사고 분야 컨소시움 프로젝트 SARNET2 참여를 통하여 최신 중대사고 실험자료 및 해석코드를 입수하여 모델 개발 및 검증에 기여하며, 이를 활용하여 국내 원전의 중대 사고 현안 해결 및 Level-2 PSA 평가 능력 제고에 기여하고자 하는 것이다. KAERI의 경우 중대사고 관련 추가적인 연구가 필요한 5개 현안 분야에 참여하여 다음과 같은 연구 성과를 확보하였다.
▪ASTEC 활용 분야(WP4-2): 유럽 중대사고 코드 ASTEC 평가 및 ASTEC 국내원전 활용방안 수립
▪FCI

본 연구의 목적은 EU-FP7 중대사고 분야 컨소시움 프로젝트 SARNET2 참여를 통하여 최신 중대사고 실험자료 및 해석코드를 입수하여 모델 개발 및 검증에 기여하며, 이를 활용하여 국내 원전의 중대 사고 현안 해결 및 Level-2 PSA 평가 능력 제고에 기여하고자 하는 것이다. KAERI의 경우 중대사고 관련 추가적인 연구가 필요한 5개 현안 분야에 참여하여 다음과 같은 연구 성과를 확보하였다.
▪ASTEC 활용 분야(WP4-2): 유럽 중대사고 코드 ASTEC 평가 및 ASTEC 국내원전 활용방안 수립
▪FCI 현안평가 분야(WP7-1): 노외 노심용융물과 냉각수 반응(Ex-vessel FCI) 현안 연구 및 국내원전 활용방안 수립
▪MCCI 현안평가 분야(WP6-4): 노심융융물과 콘크리트 반응(MCCI) 현안 연구 및 국내원전 활용방안 수립
▪H2 현안평가 분야(WP7-2): 격납건물내 수소(H2) 기체 혼합 및 연소 현상관련 현안 연구 및 국내원전 활용방안 수립
▪ST 현안평가(WP8-3): SARNET2 방사선원항(FP/ST) 자료 DB 구축 및 국내원전 현안해결 방안 수립
본 연구를 통하여 확보된 유럽 중대사고 코드 ASTEC, 중대사고 주요 현안에 대한 연구결과 및 실험 데이터베이스 등은 국내원전(가동원전 및 신규/미래형원전) 중대사고 현안 해결 및 Level-2 PSA 평가 능력 제고에 활용할 예정이다.

Abstract ▼

IV. Result
The following results were obtained through the present study:
Issues(WPs)
Results of the research
ASTEC(WP4-2)
▪ Investigation of the IRSN ASTEC2.0 structure and analysis capability using a sample calculation
▪ Establishment of the ASTEC code (V20-r2-p2) application fra

IV. Result
The following results were obtained through the present study:
Issues(WPs)
Results of the research
ASTEC(WP4-2)
▪ Investigation of the IRSN ASTEC2.0 structure and analysis capability using a sample calculation
▪ Establishment of the ASTEC code (V20-r2-p2) application framework to the domestic NPPs through its application to the RPV lower head corium behavior and heat transfer to the PRV wall of the reference plant (APR1400)
MCCI issue(WP6-4)
▪ Effect of metal components on the cavity concrete erosion process and overlying cooling of relevant corium with the OECD CCI-4 experimental data using the CORQUENCH 3.3 code (developed under the OECD/NEA MCCI project)
▪ Base case and sensitivity analysis results on MCCI of the reference plant(APR1400) using the CORQUENCH 3.03 code and its comparison of base case analysis results with MELCOR 1.8.6.
▪ Base case and uncertainty analysis results on the OPR1000 MCCI using the MAAP4 code
FCI issue(WP7-1)
▪ Derivation of the fragmentation model on FCI and analysis of the effect of simulant material composition(UO2-ZrO2) on cooling mechanism and solidification process of molten debris particles during FCI
▪ Physico-chemical characteristics of material components through the SEM/XRD/EPMA analysis as a preliminary step for applying to the reactor case, and its reflection into the SARNET2 WP7-1 activity report
▪ Analysis of the reactor cavity pressure loads by the FCI code MC3D (defined in the SARNET2 WP7-1 task)
H2 issue(WP7-2)
▪ Benchmark analysis for the CFD code validation against the IRSN ENACCEF experiments (blind/open calculations) and its reflection into the SARNET2 WP7-2 benchmark reports (2 cases)
▪ Application of the established framework to the reference plant (possibility of the hydrogen burn inside the APR1400 IRWST)
ST issue(WP8-3)
▪ Database on the SARNET2 source term research results and ISAAC code analysis for the SGTR/CFV-related source term issue resolution of the reference plant (PHWR, Wolsong unit 1)
▪ Participation of the PHEBUS FPT-3 ST benchmark problem analysis using the MELCOR code, and its reflection into the SARNET2 WP8-3 PHEBUS FPT-3 ST benchmark analysis report

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• EU FP 협력사업 최종평가 결과 수정보완 대비표 ... 4
• 요약문 ... 5
• SUMMARY ... 9
• CONTENTS ... 13
• 목차 ... 15
• 표목차 ... 19
• 그림목차 ... 21
• 제 1 장 연구개발 과제의 개요 ... 27
• 제 1 절 연구개발의 목적 ... 27
• 제 2 절 연구개발의 필요성 ... 28
• 1. 중대사고 현안에 대한 해결기술의 확보 ... 28
• 2. SARNET2 참여기관으로서의 역할 수행 ... 28
• 제 3 절 연구개발의 내용 및 범위 ... 33
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 37
• 제 1 절 국내 현황 ... 38
• 제 2 절 국외 현황 ... 41
• 제 3 장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 47
• 제 1 절 연구개발 수행결과 요약 ... 47
• 1. WP4.2 (ASTEC 코드 활용 분야) ... 47
• 2. WP6.4 (MCCI 현안평가 분야) ... 48
• 3. WP7.1 (FCI 현안평가 분야) ... 50
• 4. WP7.2 (Hydrogen Burn 현안평가 분야) ... 54
• 5. WP8.3 (Source Term 현안평가 분야) ... 56
• 제 2 절 분야별 상세 연구내용 및 결과 ... 63
• 1. WP4.2 (ASTEC 코드 활용 분야) ... 63
• 1.1 개요 ... 63
• 1.2 ASTEC 구조분석 ... 64
• 1.3 참조원전 원자로영기 하반구 용융물 거동 해석 ... 86
• 2. WP6.4 (MCCI 현안평가 분야) ... 97
• 2.1 개요 ... 97
• 2.2 CORQUENCH 3.03을 사용한 CCI-4 시험 해석 ... 98
• 2.3 CORQUENCH 및 MELCOR를 이용한 APR1400 MCCI 해석 ... 106
• 2.4 MAAP4 기반의 OPR1000 MCCI 분석 ... 116
• 2.5 수행결과 요약 ... 121
• 3. WP7.1 (FCI 현안평가 분야) ... 122
• 3.1 개요 ... 122
• 3.2 고화 및 물질효과 분석 ... 123
• 3.3 FCI에 의한 원자로 적용 하중 해석 ... 137
• 4. WP7.2 (Hydrogen Burn 현안평가 분야) ... 139
• 4.1 개요 ... 139
• 4.2 Hydrogen Benchmark Test 해석 ... 141
• 4.3 수소연소 CFD 해석방법론의 국내 원전 적용 ... 156
• 5. WP8.3 (Source Term 현안평가 분야) ... 162
• 5.1 개요 ... 162
• 5.2 유럽공동연구 결과 수집 및 국내활용분야 선정 ... 162
• 5.3 중대사고시 핵분열생성물 거동차이 비교 분석 ... 186
• 5.4 중대사고시 방사선원항 연구 결과의 국내원전 적용 ... 195
• 5.5 PHEBUS FPT-3 Benchmark 해석 ... 204
• 제 4 장 목표달성도 및 성과 활용계획 ... 215
• 제 1 절 연구목표 달성도 ... 215
• 제 2 절 정량적 연구 성과 ... 216
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 223
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 225
• 제 7 장 연구시설.장비 현황 ... 227
• 제 8 장 참고문헌 ... 229
• 끝페이지 ... 243