가능성 등 포함) 및 모델 개발/검증
- 용융물 냉각을 유도할 수 있는 전용 설비(코어캐처) 개발
- 국내 가동원전에 대한 MCCI 대처능력 평가 및 결말 분석을 통한 사고관리방안 도출
2. 노심용융물-냉각수 반응(FCI)
에 직접적으로 영향을 미치기 때문에 자세한 모델링이 필요하며, 폭발에 대한 민감도를 고 려하여 보수적으로 다룬 방법이 아닌 크기 분포를 고려한 해석이 필요하다. 최근에 그런 코드 확충과 더불어 실제 규모의 해석연구가 진행되고 있다 (Moriyama et al., 2016).
나. 실험 및 해석 현황
(1) 실험프로그램 현황
5장 1절 4번 항목에서 기언급한 바 생략한다.
(2) 전산모델 현황
5장 1절 4번 항목에서 기언급한 바 생략한다.
다. 사고관리 완화전략 및 설비
원자로용기의 파손을 방지하기 위해 원자로용기 외벽냉각 전략을 수행하여도 원자로용 기가 파손될 가능성은 존재한다. 원자로용기 외벽냉각 전략 수행을 위해 원자로용기 단열재 내부에 고온관 바닥 높이까지 물이 충수되어 있는 상태에서 원자로용기가 파손되어 노심용 융물이 원자로용기 파손부위를 통해 방출되면 노심용융물이 냉각수와 직접적으로 맞닿게 되고 노심용융물-냉각수 상호작용이 일어날 수 있다. 이러한 강력한 노심용융물-냉각수 상 호작용은 고온의 유체(노심용융물)와 저온의 유체(냉각수)가 접촉하는 동안 국부적인 고압을 가져올 수 있는 급격한 증기생성을 초래하며 액체-액체 사이의 에너지 전달에 의하여 증기 폭발 현상은 주변 구조물에 영향을 준다. 원자로공동 벽체와 원자로용기에 대한 동하중은 잠재적으로 원자로공동 벽체 또는 증기발생기와 연결된 1차 계통의 배관, 원자로건물을 관 통하는 주증기 배관들의 파손을 가져올 수 있고 원자로건물 건전성을 위협할 수 있는 극심 한 기계적 하중을 가져올 수 있다. 이러한 노외증기폭발 현상의 악영향은 원자로공동 침수 계통을 이용하여 원자로용기 바닥 높이보다 낮은 지점까지 냉각수를 주입하는 경우가 원자 로용기 외벽냉각 전략을 수행하였을 경우보다 작은 것으로 알려져 있지만, 노심용융물이 원 자로공동 냉각수에 떨어지기 전에 자유낙하 부피가 존재하는 전자의 경우에도 노외증기폭 발에 의한 부정적 영향은 상당한 수준이다.
중대사고분석보고서에는 원자로용기 파손 부위를 통해 노심용융물이 직접적으로 방출되 는 경우의 노외증기폭발 강도의 특성을 파악하기 위한 분석을 수행하였다. 원자로용기 주변 구조물에 대한 노외증기폭발 하중 평가를 위해 TEXAS-V 전산코드를 이용하여 분석을 수 행하였으며, 본 분석을 통해 나타난 최악의 상황은 180 kPa-s의 최대 충격량을 발생시키 는 원자로용기 측면파손의 경우이다. 이 경우 방사상 충격량의 감쇄 없이 원자로공동 벽체 가 파손될 확률은 15.4%로 분석되었다. 그리고 원자로용기 하부에서의 증기폭발은 원자로
용기의 수직 상승거동을 야기하므로 이러한 영향으로 원자로용기에 연결된 배관들은 원자 로용기가 설치된 수평방향으로 거동을 하게 된다. 그러나 연결배관들은 많은 곡관부가 있고 고온관이나 저온관 및 증기발생기에 의한 거동이 제한되기 때문에 이들 배관이 연결된 원 자로건물 관통부에는 배관거동에 따른 영향이 없는 것으로 평가되었다.
라. 지식수준 및 중요도
(1) 지식기반수준 및 중요도
5장 1절 4번 항목에서 기언급한 바 생략한다.
(2) 사고관리 기반수준 및 중요도
원자로건물 바닥 방호에 대한 증기폭발의 중요도는 사고관리 측면에서 하로 평가된다.
국제공동연구 및 국내 원전의 위해도 평가 결과 예상 가능한 매우 보수적 증기폭발 하중 조건에서도 원자로공동, 특히 바닥 콘크리트와 매립된 라이너플레이트의 밀봉성이 위협 받 을 가능성은 극히 낮으며, 증기폭발의 발생 여부를 운전원이나 능동/피동 설비를 이용하여 관리하는 것은 불가능하다.
(3) 규제기술 기반수준 및 중요도
5장 1절 4번 항목에서 기언급한 바 생략한다.
마. 관련현안 및 향후 연구수요
지금까지의 FCI연구와 파편층 냉각성 연구는 따로 진행되어 해석 모델도 별도로 개발 되어 왔다. 고온 상태의 용융물이 떨어지면서 입자층 또는 용융물 풀을 형성하는 과정이 현실적으로 MCCI의 초기 조건을 결정하는 과정이지만, 이와 같이 두 현상 간 연계를 고려 한 해석은 아직 이루어지지 않았다. FCI 해석 모델을 위와 같은 방향으로 연장하는 관점에 서, 용융물의 재료에 따라 산화반응이 발생할 경우의 영향, 입자층 형성 과정의 모델링, FCI 과정에서 장기 냉각으로 이어가는 과정에서 붕괴열에 대한 취급 등 해석 모델 상의 과 제들이 있다.