초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
▪ 범용목적으로의 활용이 가능한 동적신뢰도분석도구 개발
▪ 동적신뢰도분석도구를 활용하여 운전절차서 적용범위를 평가하는 사례 연구
○ 전체 내용
▪ 연구내용
- 하드웨어 신뢰도 및 운전원 조치의 동적(Time-dependent) 시뮬레이션이 가능한 동적신뢰도분석 도구 개발
- 범용목적의 결정론적 및 확률론적 안전성평가를 위한 요소기술의 개발
- 비상운전절차서 적용범위 평가 사례연구
※ 1차년도에는 동적신뢰도분석도구 구성에 대한 개념설계, 2차년도

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
▪ 범용목적으로의 활용이 가능한 동적신뢰도분석도구 개발
▪ 동적신뢰도분석도구를 활용하여 운전절차서 적용범위를 평가하는 사례 연구
○ 전체 내용
▪ 연구내용
- 하드웨어 신뢰도 및 운전원 조치의 동적(Time-dependent) 시뮬레이션이 가능한 동적신뢰도분석 도구 개발
- 범용목적의 결정론적 및 확률론적 안전성평가를 위한 요소기술의 개발
- 비상운전절차서 적용범위 평가 사례연구
※ 1차년도에는 동적신뢰도분석도구 구성에 대한 개념설계, 2차년도에는 개별 모듈/모델 개발 및 통합, 3차년도에는 사례연구의 순서로 진행
○ 1차 년도
목표
▪ 하드웨어 신뢰도 및 운전원 조치의 동적(Time-dependent) 시뮬레이션이 가능한 동적신뢰도분석 도구 개발
내용
- 열수력 안전해석, 하드웨어 신뢰도 모델, 운전원 조치 모델이 결합된 원전 사이버물리 시스템 구축
- PSA(Probabilistic Safety Assessment, 하드웨어 신뢰도 모델 구현) 및 HRA(Human Reliability Analysis, 운전원 조치 모델 구현)모델과 열수력 모델간 실시간 연계와 동적 분기 발생 알고리즘 개발
- 분산형 해석기법을 통한 대규모 난수 기반 시뮬레이션 기술 개발
- 동적신뢰도 정량화 모듈 개발
○ 2차 년도
목표
▪ 범용목적의 결정론적 및 확률론적 안전성평가기술 통합 체계의 요소기술 개발
내용
- 열수력 안전해석은 다양한 해석코드를 범용적으로 적용할 수 있도록 플러그인 방식의 프로그래밍 개발 기술 접목
- PSA 모델은 동적사건수목 및 동적고장수목 개념을 동시에 적용하여,불가피하게 적용해왔던 보수적 가정을 최적 예측(Best Estimate)할 수 있도록 개발
- HRA 모델은 운전원 절차서 직무수행시간을 반영할 수 있도록 구현
- 모델간 스케쥴링 네트워크 기법 구현
- 각 독립모듈 연계를 통한 통합 안전해석체계 개발
○ 3차 년도
목표 ▪ 비상운전절차서 적용범위 평가 사례연구
내용
- 원전 열수력 모델 및 절차서는 국외의 공개된 자료를 기반으로 수행
- 비상운전절차서 적용을 위한 원자로 시스템 모델 개발
- 사고상황에서의 운전원 대응 모델과 기기 신뢰도 정보 입력
- 설계기준사고에 포함되는 초기사건들에 대한 동적 안전성 평가수행
- 참조원전에 대한 케이스 스터디를 통한 비상운전 절차서 적용범위 평가

□ 연구개발성과
▪ 범용목적 동적신뢰도분석도구 DICE(Dynamic Integrated Consequence Evaluation) 개발
- 스케쥴러, 물리모듈, 진단모듈, 기기신뢰도모듈과 상호 연계알고리즘 개발
- 물리모듈과 진단모듈은 커스터마이징할 수 있어 분석목적에 따른 확장성 확보
- 단일/다중분기 기법을 선택할 수 있어 현안별 활용성 극대화
- 분산컴퓨팅환경에서의 멀티코어/멀티쓰레드 연산으로 대규모 시뮬레이션 수행
▪ 동적신뢰도분석도구 DICE를 활용한 비상운전절차서 적용범위 평가 사례연구
- 가상의 원자력발전소를 대상으로 물리모델, 운전원모델, 고장수목모델을 구축하고, DICE의 입력자료로 변환하는 전과정을 검증
- 소형냉각재상실사고 사례를 통해 절차서의 대응범위 분석이 가능한 분기규칙 구축
- 대규모 시뮬레이션 결과의 후처리를 통해 절차서 수행결과에 대한 다양한 시각화 방법시연
▪ 결정론적 및 확률론적 안전성평가기술 통합 체계에 기반한 동적리스크평가체계 구축
- 안전해석코드와 기기/인간신뢰도모델을 이산동적사건수목 방법으로 동기화하여, 신뢰도 분석의 난제였던 시계열 종속성을 해소할 수 있는 기반 마련
▪ 안전기술보고서 6건, 논문게재 2건, 학술발표 10건으로 기술적 수월성 제고
▪ 국내특허출원 3건 및 소프트웨어 저작권등록 2건으로 실용화 단계에 근접
▪ 학위취득 박사1/석사3/학사3과 연수지원 7건 등 고급인력양성

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
▪ 기술적 측면
- 범용성을 강조한 사이버물리시스템 기반의 동적신뢰도분석도구 실용화
- 운전절차서의 적용범위 검토 방법론 개발을 통해 원전의 운영안전성 제고
- 동적신뢰도분석도구(결정론적-확률론적 통합안전성분석)의 장점을 살린 규제체계 지원을 위한 기술력 확보
▪ 경제적․산업적 측면
- 국내 PSA 분야에서 당면한 기술적 난제 극복에 기여
- 운전절차서의 유효성 개선을 통해 원전 운영경쟁력 위한 방법 제시
▪ 사회적 측면
- 에너지전환 과정에 있어서의 원전의 역할 제고

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요약문 ... 2
• 목차 ... 5
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 1) 연구개발 목적 ... 7
• 2) 연구개발의 필요성 ... 7
• 3) 연구개발 범위 ... 10
• 4) 국내․외 기술개발 현황 등 ... 11
• 2. 연구개발과제의 수행 내용 및 과정 ... 17
• 1) 동적신뢰도분석도구 DICE(Dynamic Integrated Consequence Evaluation) 개발 ... 17
• (1) 설계 및 기능 요건 수립 ... 17
• (2) DICE의 구조 및 메커니즘 ... 24
• (3) 동적이산사건수목에서의 분기규칙 알고리즘 ... 32
• (4) 모듈별 연계알고리즘 개발 및 구현 ... 37
• (5) DICE 프로토타입 개발 ... 51
• 2) 비상운전절차서 적용범위 평가 사례연구 ... 57
• (1) 사례연구용 모델 구성 방법 ... 57
• (2) 사례연구용 DICE 입력자료 작성 ... 84
• (3) 주요 결과 및 분석 ... 100
• 3) 동적신뢰도분석 기술교류를 통한 성과확산 ... 107
• (1) 국내전문가 자문회의 ... 107
• (2) 국외전문가 자문 ... 109
• (3) 후속 공동연구 추진 ... 113
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 115
• 1) 연구수행 결과 ... 115
• (1) 정성적 연구개발성과 ... 115
• (2) 정량적 연구개발성과(해당 시 작성, 연구개발과제의 특성에 따라 수정 가능) ... 119
• (3) 세부 정량적 연구개발성과 ... 124
• (4) 계획하지 않은 성과 및 관련분야 기여사항 ... 131
• 2) 목표 달성 수준 ... 132
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 133
• 1) 목표 미달 원인(사유) 자체분석 내용 ... 133
• 2) 자체 보완활동 ... 133
• 3) 연구개발 과정의 성실성 ... 133
• 5. 연구개발성과 및 관련 분야에 대한 기여 ... 134
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 135
• 1) 연구개발성과 활용계획 ... 138
• 7. 참고문헌 ... 140
• <별첨 1> 대표성과 소개서 ... 142
• <별첨 2> 연구개발성과 증빙자료 ... 143
• 끝페이지 ... 181