초록 ▼

● 리스크정보이용 체계를 개발하였으며 GAMMA+ 열수력 코드를 이용하는 불확실도 분석 방법론을 개발 하였다.
● 허용과 부하량 물리 모델을 바탕으로 하고 불확실도 분석방법을 포함한 피동안전계통 분석 방법론을 개발하였다.
● 참조원전을 선정하여 해당 방법론을 적용하였다. 시간 흐름에 따른 피동안전계통의 기능적 실패 확률을 도출할 수 있었으며, 현상 신뢰도에 대한 정량적 계산도 수행 하였다.
● 피동안전계통의 중요변수를 이용하여 고장 수목도를 생성하였다. 해당 고장 수목도는 향후 피동안전계통의 기능적 실패 확률과 연계

● 리스크정보이용 체계를 개발하였으며 GAMMA+ 열수력 코드를 이용하는 불확실도 분석 방법론을 개발 하였다.
● 허용과 부하량 물리 모델을 바탕으로 하고 불확실도 분석방법을 포함한 피동안전계통 분석 방법론을 개발하였다.
● 참조원전을 선정하여 해당 방법론을 적용하였다. 시간 흐름에 따른 피동안전계통의 기능적 실패 확률을 도출할 수 있었으며, 현상 신뢰도에 대한 정량적 계산도 수행 하였다.
● 피동안전계통의 중요변수를 이용하여 고장 수목도를 생성하였다. 해당 고장 수목도는 향후 피동안전계통의 기능적 실패 확률과 연계하여 사용할 수 있을 것이다.
● VHTR 원자로 내부유동에 대한 효율적 3차원 열유체해석 방법론 개발을 위해 입자분포함수 상호작용을 이용하는 단일/다중 완화시간 래티스볼쯔만방법(Lattice Boltzmann Method, LBM)의 전산유체해석 지배방정식을 수립하였음
● 거시적 물리량과 래티스 모델 간 스케일링, 운동량교환모델(Momentum Exchange Model)을 적용한 곡선경계면 처리 방법론과 Sub-Grid 난류해석 모델을 수립하고, 이러한 모델을 바탕으로 Solver 및 MATLAB 코딩을 개발하였음.
● 초고온가스로 노심의 복잡한 유동분포의 보다 더 효율적으로 해석하기 위한 유동네트워크 방법론을 수립하였고, 횡류유동 특성 연구를 위한 실험장치 및 시험방법론을 개발하였음

(출처 : 보고서 요약서 3~4p)

Abstract ▼

Ⅳ. Results
● The Risk-Informed Design Methodology and the uncertainty analysis methodology, using GAMMA+ code, were developed. The relevant methodology was applied to the conceptual plant.
● The main incidents of the very high temperature reactor, including Low Pressure Conduction Cooldown, Hi

Ⅳ. Results
● The Risk-Informed Design Methodology and the uncertainty analysis methodology, using GAMMA+ code, were developed. The relevant methodology was applied to the conceptual plant.
● The main incidents of the very high temperature reactor, including Low Pressure Conduction Cooldown, High Pressure Conduction Cooldown, Air Ingress Event, Anticipated Transient w/o Scram were defined.
● The existing methodologies, RSM, DMC, RORM, etc., were examined and the methodology, which will be used to the reliability assessment, was chosen.
● Based on Load-Capacity model, the passive safety system analysis methodology, including uncertainty analysis methodology, was developed.
● Conceptual plant were selected and the applicable methodology was applied. The functional failure rates of the passive safety system with time could be drawn and quantitative calculation of phenomena reliability was made.
● The important variations were used and fault tree was generated. The applicable fault tree can be used connecting the functional failure rates of the passive safety system in the future.
● Survey on the recently emerging computational fluid dynamic analysis such as SPH(Smooth particle hydrodynamics) and LBM (Lattice Boltzmann Method)
● Determination of the LBM as a present CFD methodology for 3D VHTR core thermo-fluid dynamic analysis
● Establishment of the LBM governing equations using the Single Relaxation Time(SRT) and Multiple Relaxation Time(MRT) models
● Smagorinsky Sub-Grid Large Eddy Simulation(LES) model is incorporated into the LBM turbulence model.
● Flow domain scaling methodology and recently emerging Momentum Exchange Method is applied for development of wall boundary treatment.
● Computational solver and MTALAB coding is developed to solver thee LBM equations using the Single Relaxation Time(SRT) and Smagorinsky Sub-Grid Large Eddy Simulation(LES) model.
● The developed coding is benchmarked against several 2D flow geometry such as laminar and turbulent flow past a cylinder and turbulent flow through s imulated 5 staggered VHTR rod bundle geometry.
● The benchmarking results show that the present SRT-SGS-LBM coding calculated divers 2D basic CFD problems and thus it is determined that the coding is appropriate for further development for 3D MET-SGS-LBM planned in the Phase II.
● Collection of existing research through a literature survey of network code
● Deriving the governing equation
● Development of methodology for the flow network code
● Schematic design of cross flow experiment
● Methodology for experimental test and pre-calculated results of CFD
● Detailed design of cross flow experimental apparatus to develop the correlation of cross flow loss coefficient
● Construction of real-scale and two stacked fuel block experimental apparatus
● Test operation for the cross gap Reynolds number
● CFD modeling and analysis for the experimental facility

(출처 : SUMMARY 12~13p)

목차 Contents

• 표지 ... 1제출문 ... 1보고서 요약서 ... 2요 약 문 ... 5SUMMARY ... 10CONTENTS ... 15목차 ... 17제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 19 제 1절 연구개발의 목적 ... 19 제 2절 연구개발의 필요성 ... 20제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 24 제 1 절 국내 개발 현황 ... 24 제 2 절 국외 개발 현황 ... 27제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 40 제 1 절 초고온가스로 초기사건 분석 ... 40 1. 리스크 정보이용 체계 개발 및 불확실도 분석 방법론 개발 ... 40 2. 초고온가스로 초기사건 분석 ... 42 제 2 절 초고온가스로 피동안전계통의 신뢰도평가 방법론의 개발 ... 44 1. 초고온가스로 피동계통의 기존 신뢰도 분석 방법론의 분석 ... 44 2. 초고온가스로의 각종 피동계통에 대한 새로운 신뢰도평가 방법론 개발 ... 46 제 3 절 새로운 신뢰도평가 방법론의 피동안전계통 적용 및 정량적 계산 ... 56 1. 시스템 정의 ... 56 2. 시스템 실패 기준 설정 ... 57 3. 부하 모델 생성 ... 60 4. 시스템 실패 확률 계산 ... 79 5. 반응표면분석법(Response Surface Method) 활용 ... 82 6. PIAnO를 이용한 최적 설계 방법론 ... 88 7. 사고 시나리오 적용 및 현상신뢰도에 대한 정량적 계산 ... 99 제 4 절 피동안전계통의 신뢰도평가 신기술의 검증 ... 102 1. 중요변수를 이용한 피동계통 수목도 분석 ... 102 2. 리스크정보이용 설계 체계에서의 적용성 검증 ... 106 제 5 절 몬테칼로 이중비균질 모사 ... 108 1. 임의분포 연료입자 처리 모듈 개발 ... 108 2. 이중비균질 구조물 클래스 설계 및 입력법 ... 116 제 6 절 고성능 진분산 예측법 개발 ... 122 1. 몬텔칼로 고유치 계산의 분산 바이어스 ... 122 2. 히스토리기반 진분산 예측법 ... 140 제 7 절 수반해를 이용한 섭동해석법 개발 ... 146 1. 몬테칼로 수반해 예측 ... 146 2. 수반해를 이용한 동특성인자 계산 ... 157 3. 수반해 기반 불확실도 해석법 개발 ... 160 제 8 절 연소방정식 해법 ... 178 1. 연소계산 모델 ... 178 2. 기존 연소계산 모델 방법론 ... 180 3. Krylov 부공간 근사법을 이용한 행렬지수함수 근사 ... 187 제9절 VHTR 원자로에 대한 래티스볼쯔만 기반 3차원열유체 지배방정식 개발 ... 189 제10절 유동 및 경계면 처리 방법론, Solver 및 코딩 개발 ... 204 제12절 노심 유동 네트워크 해석 코드 개발 방법론 및 노심횡류유동 특성 실험 방법론 수립 ... 247 제12절 노심 횡류유동 실험장치 시작품 제작 및 시운전 ... 272제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 282 제 1 절 목표 달성도 ... 282 제 2 절 관련분야의 기술발전에의 기여도 ... 286제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 289제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 291제 7 장 참고문헌 ... 295끝페이지 ... 310