The computer program to simulate steam and power conversion system (SPCS) of nuclear power plant is developed to analyze various kinds of the SPCS transient. The major components for simulation are steam generator, main steam line, high and low pressure turbine, steam chest per turbine, separator, condenser and reheater. The feedwater line is modeled by feedwater pump and condensate pump. Steam generator water level and steam dump control systems are modeled. As numerical methods the semi-implicit scheme and the fully-implicit scheme are considered and tested. It is found that the fully-implicit scheme is much more efficient as compared with the semi-implicit scheme. To achieve real time simulation, the fully-implicit scheme with the Newton-Raphson method, to solve non-linear equations, is applied to a computer program.
본 연구에서는 원자력 발전소 2차계통의 과도모의 및 수치해석적 연구가 수행되었으며 2차계통의 주(main)계통을 다루었다.
지금까지 대부분의 2차계통 모의는 간단한 비례식, 또는 발전소 데이타를 이용하거나 몇가지 계통만을 고려하여 왔다. 그러나 사고 분석 범위를 확대시키기위해 전체 주 계통의 질량과 에너지 보존식에 의한 과도모의 분석이 필요하게 되었다.
본연구의 목적은 2차계통 과도모의에 필요한 수학적 모델을 세우고 실시간 모의 (fast running time simulation)도 가능하면서 다양한 과도모의를 할 수 있는 프로그램을 개발하는데 있다. 먼저 수학적인 모델의 타당성을 확인하기 위해 FORSIM VI 코드를 이용하였다. 수치해석으로는 반 음적 (semi-implicit) 와 완전 음적 (fully-implicit) 수치해석 방법이 이용되었는데 전자에 비해 후자의 경우 실시간 모의가 가능하였다. 여기서는 완전 음적 방법으로 해석하기위해 뉴톤-랩슨(Newton-Raphson) 반복법을 이용했다.
수행된 연구는 개선될 여지는 많으나 전체 2차계통을 질량과 에너지식을 사용하여 모의했다는데 의의가 있다. 개발된 코드에서 과도모의는 정성적 (qualitative)인 방법으로 분석되었다. 앞으로 2차계통 모델을 확장하여 더 많은 실제 사고를 모의하도록 해야 할 것이다. 그리고 계산시간을 줄일 수 있는 방법이 계속 개발되어야 한다.
