연구목표

ㅇ 핵연료 건전성 평가체계 고도화 - 핵연료 성능해석코드 및 범용 유한요소해석 S/W 기반의 핵연료 PCI 평가체계 고도화 - 다양한 탄력운전 시나리오에 대한 핵연료 PCI 위험도 평가 - 탄력운전시 PCI 위험도를 고려한 출력증감발 지침 개발 - 실시간 핵연료 PCI 위험도 평가 방법론 개발 ㅇ 제어봉 운전제한조건 완화 - 탄력운전 성능확보를 위한 제어봉 운전제한조건 완화 기술개발 - 제어봉 삽입허용 누적시간 확장안 유효성 평가

연구범위

ㅇ 1차년도 - 설계코드기반 유한요소해석(FEM) 체계 개선/검증 - 설계코드기반 PCI 제한치 개발 - 설계코드기반 PCI 위험도 평가 도구 개발 - MERCURY(FEM 기반코드)의 고정밀 PCI 모듈 개발 요건 수립 - PCI 모듈 검증용 실험 데이터 조사 및 선정 - PCI 위험도 평가 방법에 대한 국내/외 연구 분석 - PCI-SCC 모사 실험 설계 - GIFT(2D FDM 기반코드) PCI 응력 계산 성능 및 개선요건 평가 - 탄력운전 핵연료 해석 체계 구축 - 제어봉 운전제한치 완화 시 안전성 평가 방법 개발 ㅇ 2차년도 - 설계코드기반 FEM 활용 MPS(Missing Pellet Surface) 평가 방법론 개발 - 설계코드기반 PCI 위험도 평가 체계 구축 - 설계코드기반 실시간 PCI 위험도 감시 도구 개발 - MERCURY의 고정밀 PCI 모듈 개발 및 검증 - PCI 모듈 검증용 실험 데이터 확보 - PCI 위험도 기준 인자 영향 평가 - PCI-SCC 장비 구축 및 예비 실험 - 탄력운전 핵연료 해석 체계 성능확인 - 부하추종운전 제어봉 사용 요구량 평가 ㅇ 3차년도 - 설계코드기반 탄력운전 PCI 위험도 평가 - 설계코드기반 실시간 PCI 위험도 감시 체계 구축 - 참조코드-MERCURY 연계 해석 체계 구축 - 국제 공동 실험 데이터의 PCI 검증 입력 생산 및 모델 검증 - PCI 코드 벤치마크 수행 - PCI-SCC 고심도 모사 실험 - 핵연료 코드(GIFT) 고도화 - 탄력운전 핵연료 거동 평가 - 제어봉 운전제한치 완화 적용 안전성 평가 ㅇ 4차년도 - MERCURY 코드 고정밀 PCI 모듈 개선 - 고정밀 PCI 적용 탄력 운전 시나리오 평가 - FEM 기반 PCI 위험도 기준 인자 제안 - PCI-SCC 실험기반 제한치 도출 - 탄력운전 핵연료 성능 종합 평가 및 안전성 증진 방안 제안 - 코드별 평가결과 반영 설계코드 기반 손상제한치 확정 - 기관별 PCI 평가결과 분석 및 지침 반영 - 탄력운전 PCI 영향을 반영한 운전지침 평가/개선 - 실시간 PCI 감시체계 검증 - 제어봉 운전제한치 완화 검증

기대효과

ㅇ 연구개발 성과의 활용방안 - 설계코드 기반 PCI 평가 체계 : 탄력운전시 PCI 손상 평가에 활용 - 유한요소해석 기반 PCI 평가 체계 : 소결체 시방서의 MPS 결함 제한값 설정 및 국부 응력 증가 영향 평가에 활용 - 출력증감발 지침 : 탄력운전시 PCI 손상 방지를 위한 운전지침 제공에 활용 - 실시간 PCI 위험도 평가 : 실시간 PCI 여유도 평가를 통한 운전 편의성 향상에 활용 - 제어봉 운전제한치 완화 : 탄력운전시 제어봉을 이용한 출력제어 운전 편의성 향상에 활용 ㅇ 기대효과 - 과학/기술적 측면 ◇ PCI 평가기술 확보로 탄력운전 연료건전성 및 발전소 운전 유연성 향상 ◇ 산학연 연구네트워크 구성으로 핵연료 성능평가 관련 국내 기반기술 향상 - 경제적/산업적 측면 ◇ 신재생에너지 대응 원전 탄력운전 성능향상으로 국내 원전산업 활성화에 기여 ◇ PCI 평가기술 확보를 통해 탄력운전시 향상된 안전성 및 운전 유연성을 확보하여 수출경쟁력 제고 ◇ 국가 전력망의 수요에 능동적인 대처 능력을 확보함으로써 원전 지속가능성 확보 - 사회적 측면 ◇ 최신의 기술과 PCI 평가체계 구축으로 원전의 안전성, 경제성 및 핵연료의 신뢰성을 향상시켜 원자력 발전에 대한 사회적 수용성을 제고

자료실