초록 ▼

본 연구에서는 파이로 공정의 자동화와 안전성 분석에 대해 수행되었다. 파이로 공정자동화를 위해서는 염 및 열환경에서 자동화 공정장치의 내구성과 건전성 연구를 위한 초저습 분위기(이슬점 –40 ℃ 이하)의 파이로 공정자동화 목업을 개발하였다. 이를 위해 기밀 성능이 유지되는 드라이룸과 제올라이트 기반의 흡착식 제습기를 설계 및 제작하였으며, 공정 운전 상황에 따른 제어 모드를 분류하고 각 모드에 대한 시설 공급 압축공기와 병용하기 위한 건조 계통의 운전 방식 및 변수를 설정하였다.
파이로 공정자동화 목업 내부에는 원격취급 자동화

본 연구에서는 파이로 공정의 자동화와 안전성 분석에 대해 수행되었다. 파이로 공정자동화를 위해서는 염 및 열환경에서 자동화 공정장치의 내구성과 건전성 연구를 위한 초저습 분위기(이슬점 –40 ℃ 이하)의 파이로 공정자동화 목업을 개발하였다. 이를 위해 기밀 성능이 유지되는 드라이룸과 제올라이트 기반의 흡착식 제습기를 설계 및 제작하였으며, 공정 운전 상황에 따른 제어 모드를 분류하고 각 모드에 대한 시설 공급 압축공기와 병용하기 위한 건조 계통의 운전 방식 및 변수를 설정하였다.
파이로 공정자동화 목업 내부에는 원격취급 자동화를 위해 갠트리 시스템과 공정 물질 취급을 위한 엔트이펙터 시스템이 개발되었으며, 환원공정을 위한 3 대의 자동화 공정장치와 갠트리 시스템을 연계하여 환원 공정의 자동화 운전을 위한 프레임워크를 개발하였다. 또한 환원공정의 취급 시나리오를 분석하여 정의된 갠트리의 operation set을 이용하여 고온 용융염 취급 환경에서 공정 연계 자동화 시험을 수행하였다. 환원공정 취급 자동화 시험들을 통해 공정용기와 취급장치에 대한 개선점을 도출하고 이를 바탕으로 하중에 따른 취급점 분류를 통한 공정 취급 모듈의 표준화 설계를 제안하였다.
파이로 공정의 안전성 분석을 위해서는 원자력발전소의 안전성 평가와 유사한 체계를 핵주기 시설에 적용하기 위해 특정 사고와 시나리오의 일부분을 모델링하여 파이로 안전성 평가를 수행할 수 있도록 기존 코드를 병행 또는 조합하여 활용하는 전략을 수립하였다.
또한 파이로 단위공정별 안전성 및 임계/차폐/화학물질 안전성 검토를 통한 파이로 공정 종합안전성 예비분석을 수행하였다. 이를 위해 핵종별 방사능 재고량, 화학물질 재고량과 사고별 부유선원항을 산출하고 이를 기반으로 미완화 결말해석을 수행하여 모든 사고에 대해 일반인에 대한 결말은 가장 낮은 결말 범주임을 확인하였다. 사고 시나리오 별 미완화사고 위험도 지수를 산출하고 위해도 기준(6) 초과사고 목록을 도출하였으며, 위험도 기준 초과 사고의 위험도 저감을 위한 안전관련품목(IROFS)을 선정하고 안전관련 품목 지정 시 결말 측면과 빈도 측면의 완화해석을 수행하여 결말 측면 완화사고 수행결과 모든 위험도 기준 초과사고의 위험도가 기준을 만족하는 것을 확인하였다.

(출처 : 서지정보양식 537p)

Abstract ▼

In this study, automation and safety analysis of the pyroprocess were conducted. For pyroprocess automation, a pyroprocessing automation mock-up with an ultra-low humidity atmosphere was developed to study the process automation in salt and thermal environments. To this end, an air-tight dry room an

In this study, automation and safety analysis of the pyroprocess were conducted. For pyroprocess automation, a pyroprocessing automation mock-up with an ultra-low humidity atmosphere was developed to study the process automation in salt and thermal environments. To this end, an air-tight dry room and a zeolite-based dehumidifier were designed and manufactured. The control modes and their parameters according to the process operation conditions was studied. Inside the pyroprocessing automation mock-up, a gantry system with end-effector for remote handling automation were developed. A framework for automating oxide reduction (OR) process was developed to control together three automated process devices and the gantry system. In addition, by analyzing the handling scenario of the OR process, automated operation tests were performed in a high-temperature molten salt handling environment using the defined gantry operation set. Through the tests, the process container and handling equipment were improved, and a standardized design of the process handling module was proposed.
In the study for the safety analysis of the pyroprocess, in order to apply the safety assessment method of nuclear power plants to the nuclear cycle facility, some of the specific accidents and scenarios are modeled and the existing codes are adopted and combined to perform a series of safety assessments of pyroprocessing. In addition, a preliminary analysis of the integrated safety of the pyroprocess was conducted by reviewing the critical/shielding/chemical safety. To this end, radioactive inventory, chemical inventory, and floating source terms for each accident were calculated. Based on this calculation, unmitigated consequence analysis was performed, and it was confirmed that the consequence for all accidents to the public was the lowest category. Accident risk index for each accident scenario was calculated and a list of accidents exceeding the risk standard (6) was derived. And then the safety related items (IROFS) were selected to reduce the risk of accidents exceeding the risk standard

(출처 : BIBLIOGRAPHIC INFORMATION SHEET 538p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 3
• 보고서 요약서 ... 5
• 요 약 문 ... 7
• SUMMARY ... 14
• CONTENTS ... 25
• 목차 ... 28
• 표목차 ... 31
• 그림목차 ... 37
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 45
• 제1절 연구개발 목적 및 필요성 ... 47
• 1. 연구내용 변경 필요성 ... 47
• 2. 연구개발의 중요성 ... 48
• 제2절 연구범위 ... 51
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 53
• 제1절 위험물질 취급을 위한 테스트베드(Test-bed) 및 목업시스템(mock-up system) 개발 기술 ... 55
• 1. 미국 ... 55
• 2. 프랑스 ... 56
• 3. 영국 ... 58
• 4. 한국 ... 59
• 제2절 원자력분야 자동화 기술 ... 61
• 1. 개요 ... 61
• 2. 국가별 주요 현황 ... 61
• 3. 국외사례 문헌조사 ... 64
• 4. 원자력분야 자동화의 주요 현안 ... 82
• 제3절 핵주기시설 종합안전성 분석(Integrated Safety Analysis) 관련 기술 ... 85
• 1. 국내외 법규현황 ... 85
• 2. ISA 관련 핵주기시설 안전성 분석 사례 ... 88
• 제3장 연구개발 수행내용 및 결과 ... 97
• 제1절 파이로 공정자동화 목업 개발 ... 99
• 1. 개요 ... 99
• 2. 시설의 구성 및 성능 ... 100
• 3. 건조계통 구축을 위한 사전분석 ... 101
• 4. 자동화 취급시스템 구축을 위한 사전분석 ... 102
• 5. 파이로 공정 자동화목업 개념설계 ... 102
• 제2절 파이로 공정자동화 목업 기반 공정장치 자동화 연구 ... 163
• 1. 공정장치 시제품 취급시험을 통한 취급 안전성 시험 ... 163
• 2. 목업 내 파이로 공정 자동화 운전을 위한 공정운전 프레임워크 구현 및 자동화 시운전 ... 167
• 제3절 공정용기 자동취급 모듈 표준화 설계 ... 177
• 1. 공정장치 시제품 자동화 취급시험을 통한 원격취급 모듈 개선 ... 177
• 2. 공정 연계 자동화 시운전을 통한 원격취급장치 개선점 도출 ... 179
• 3. 공정용기 자동취급 모듈 표준화 설계 ... 180
• 4. 공정용기 자동취급 모듈 표준화 설계안에 대한 전산해석 및 고찰 ... 183
• 제4절 안전성 평가 전산코드 선별 및 적용성 평가 ... 187
• 1. 개요 ... 187
• 2. 원자력 발전소 인허가를 위한 전산코드 조사 분석 ... 187
• 3. 핵주기시설 안전해석을 위한 코드체계 수립 ... 191
• 제5절 파이로 종합안전성 예비분석 ... 193
• 1. 개요 ... 193
• 2. ISPA의 범위 ... 194
• 3. 대상시설 및 공정 개요 ... 197
• 4. ISPA 방법론 ... 206
• 5. 위해도 분석 ... 212
• 6. 사고해석 ... 221
• 7. 차폐안전성 평가 ... 243
• 8. 임계안전성 평가 ... 268
• 8. 화재안전성평가 ... 295
• 9. 비상운전절차서 개발 ... 421
• 11. ISPA 종합요약 ... 471
• 제4장 연구개발 목표 달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 473
• 제1절 연구개발 목표 달성도 ... 475
• 1. 주요 연구 성과 ... 475
• 2. 연구목표 달성도 ... 476
• 3. 연차별 주요 연구 성과 ... 479
• 제2절 관련분야에의 기여도 ... 502
• 1. 파이로 공정자동화 목업 개발 ... 502
• 2. 안전성 전산코드 적용성 평가 및 파이로 전산코드체계 수립 ... 502
• 3. 파이로 종합안전성 예비분석 ... 502
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 505
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 509
• 제7장 연구개발성과의 보안등급 ... 515
• 제8장 연구장비의 구축 및 활용 결과 ... 519
• 제9장 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 ... 523
• 제1절 관련 안전시설 및 장비구비 ... 525
• 제2절 안전교육 ... 525
• 제10장 참고문헌 ... 527
• 서지정보양식 ... 537
• BIBLIOGRAPHIC INFORMATION SHEET ... 538
• 끝페이지 ... 539