원자로 출력제어 설계를 위한 컴퓨터 기반 모의기 개발 (Development of Computer-based Simulator for Design of Power Control of Nuclear Reactor)

서지정보

· 발행기관 : 한국에너지학회
· 수록지 정보 : 에너지공학 / 30권 / 3호 / 71 ~ 82페이지
· 저자명 : 노태완

초록

국내 연구용 원자로 하나로를 대상으로 컴퓨터 기반 모의기를 개발하였고, 이를 이용하여 원자로 출력제어 알 고리즘을 완성하였다. 하나로의 거동을 모사하는 모의기를 개발하기 위해 원자로를 계통별로 노드화하고 각 노 드에 대해 수학적 모형화를 수행하였다. 이러한 동적 모형은 중성자 점운동학, 1, 2차 냉각계통의 열전달과 이들 에 의한 반응도 궤환, 출력제어 알고리즘을 포함한다. 연립 미분방정식과 일부 대수방정식으로 표현되는 이러한 수학적 모형들은 전산 프로그램화되어 연립 미분방정식의 해를 구하는 범용 서브루틴에 의해 시간 단위별로 중 성자 출력, 열출력, 온도 등 여러 가지 상태변수값을 생산하는 모의기 엔진을 구성한다. 출력제어 알고리즘은 이 러한 상태변수값을 이용하여 현재출력과 목표출력을 비교하여 적절한 제어봉을 선택하여 구동시킴으로 원자로 에 반응도를 삽입 또는 인출한다. 이러한 과정에서 핵연료 및 냉각재의 온도 변화, xenon 농도 변화에 의한 반응 도 궤환이 발생한다. 모의기의 구동 및 사용자 입출력을 위해 DELPHI를 이용하여 사용자 인터페이스를 구성하 였다. 개발된 모의기를 사용하여 출력제어 알고리즘을 완성하였고 이를 통하여 운전제한조건을 만족하는 범위에 서 원자로 출력이 적절히 제어됨을 보였다.

영어초록

We developed a computer-based simulator for the power control of nuclear reactors. The Korean nuclear research reactor HANARO was chosen as a reference reactor for this purpose. The task has been accomplished by nodalization of reactor system into smaller parts, mathematical modeling of each node, and by establishing a reactor power control algorithm. All the dynamic parameters were produced by neutron point kinetics, heat transfer in primary and secondary cooling system, reactivity feedback, control rod worth and rod selection algorithm, etc. All the dynamic equations are solved by the computer program written by FORTRAN with the help of numerical library which solves a set of coupled differential equations. This program forms an engine of the simulator producing various reactor status variables at each time interval. The other part, MMI(Man-Machine Interface) is written by DELPHI and it helps the operations such as starting and ending of simulation, generating status-information charts and trend graphs, etc. The simulator was tested for the specific case of reactor operation and all the time-varying responses of the reactor lie in satisfactory behaviors in the range of reactor operation limits.

참고자료

· 없음