The Passive Residual Heat Removal System (PRHRS) of the AP600 is designed to remove the residual heat through heat exchangers located in the In-containment Refueling Water Storage Tank (IRWST) when Steam Genarators (S/Gs) lose their heat removal capabilities. In domestic area, PRHRS performance has been analyzed using the simple computer program and RELAP code and a heat transfer test through the heat exchanger tube has been planned with support from the CARR.
In this study, the heat removal capability of the PRHRS has been evaluated by simulating the realistic system responses in conjunction with the NSSS and the secondary system. In addition, the effect of steam generators on the PRHRS performance has been investigated. For this study, the system transient analysis code has been developed based on the existing computer code which is capable of analyzing the transient related to the feedwater system and natural circulation in the primary system.
The developed computer code simulates system responses for a Loss Of AC Power to the plant auxiliaries (LOAP) quite well and it has been shown that PRHRS satisfies the system design requirements. During the LOAP transient S/Gs are functioning as heat sinks until boiled dry, but, they act as heat sources after the primary system is cooled. Analyzed results for the reactor trip time from 26 to 70 seconds after the loss of normal feedwater by adjusting S/G low level trip setpoints and for the PRHRS actuation delay time from 300 to 1,500 seconds show that there are minor effects on the PRHRS performance for the reactor trip time and for the actuation delay time until 1,200 seconds, respectively.
AP600에서 채택하고 있는 피동잔열제거계통( PRHRS ) 은 증기 발생기가 열제거 기능을 상실하였을 때 격납용기내 재장전수 저장 탱크 ( IRWST ) 에 설치된 열교환기 ( Heat Exchanger ) 를 통하여 노심에서 생성된 잔열을 제거하도록 설계되었다.
본 연구에서는 피동잔열제거계통과 핵증기 공급 계통 및 2차 계통 전반을 연계시켜 사고 진행시에 계통의 실제 반응을 모사하여 피동잔열제거계통의 열제거 성능을 평가하였으며, 증기 발생기가 피동잔열제거계통의 열제거 성능에 미치는 영향을 고찰하였다. 이를 위하여 급수 계통 관련 사고 및 1차 계통의 자연 대류 해석시에 사용되고 있는 코드를 기초로 피동잔열제거계통 관련 사고를 해석할 수 있는 코드를 개발하였다.
전원 상실 사고를 대상으로 평가한 결과 개발된 코드는 계통의 반응을 잘 모사하는 것으로 분석되었으며, 피동잔열제거계통은 계통의 설계 요건을 만족하는 것으로 나타났다. 전원 상실 사고시에 증기 발생기는 냉각재의 재고량이 고갈될 때 까지는 열침원으로 작용하지만, 피동잔열제거계통의 작동으로 1차측 냉각재 온도가 낮아진 후에는 열원으로 작용하는 것으로 분석되었다. 증기 발생기 저수위 트립 설정치를 조정함으로써 원자로가 정지되기까지 걸리는 시간을 정상 급수 상실 후 26 - 70 초까지 변화시켜 영향을 평가한 결과 원자로 정지 시점이 피동잔열제거계통 성능에 미치는 영향은 미소하였다. 또한, 원자로 정지 후 피동잔열제거계통 작동 신호가 발생하기까지의 지연 시간을 300 - 1,500 초까지 변화시켜 분석한 결과 1,200 초까지는 계통의 성능에 미치는 영향이 미소한 것으로 분석되었다.
