OECD BEMUSE 프로그램 내용내용및및및참여참여참여현황현황 · • 이태리Pisa 대학(D’Auria 교수) 주관 • 회의 ¾일시및일시및및장소장소: ’04.7

OECD BEMUSE 프로그램프로그램프로그램프로그램내용내용내용내용및및및및참여참여참여참여현황현황현황현황

2004.4.9

오오오오덕연덕연덕연덕연

한국원자력안전기술원한국원자력안전기술원한국원자력안전기술원한국원자력안전기술원

안전기술정보회의안전기술정보회의안전기술정보회의안전기술정보회의 한국원자력안전기술원한국원자력안전기술원한국원자력안전기술원한국원자력안전기술원

목목목목 차차차차

I. BEMUSE Program

II. Phase I

III. Phase II

IV. KINS 현황현황현황현황

V. 향후향후향후향후계획계획계획계획


I. BEMUSE ProgramBEMUSE:BEMUSE: Best-Estimate Methods

Uncertainty and Sensitivity Evaluation

• OECD/NEA/CSNI 주관의주관의주관의주관의국제적국제적국제적국제적회의회의회의회의

• 각국의각국의각국의각국의최적평가방법과최적평가방법과최적평가방법과최적평가방법과불확실도불확실도불확실도불확실도정량화정량화정량화정량화방법방법방법방법의의의의실용성실용성실용성실용성, 품질품질품질품질, 신뢰성신뢰성신뢰성신뢰성평가평가평가평가

• 관련관련관련관련정보정보정보정보공유공유공유공유

• 규제기관과규제기관과규제기관과규제기관과산업계의산업계의산업계의산업계의최적계산최적계산최적계산최적계산사용을사용을사용을사용을활성화활성화활성화활성화

• LBLOCA 분석을분석을분석을분석을위한위한위한위한실험실험실험실험및및및및 NPP 활용활용활용활용


I. BEMUSE Program개개개개개개개개 요요요요요요요요• 2 Steps & 6 Phases

• Step 1 (’03.3 –’05.9)LOFT 실험장치의실험장치의실험장치의실험장치의 LBOCA 실험결과와의실험결과와의실험결과와의실험결과와의비교를비교를비교를비교를통한통한통한통한각국의각국의각국의각국의최적평가방법론최적평가방법론최적평가방법론최적평가방법론검증검증검증검증

Phase I: 불확실도불확실도불확실도불확실도평가방법론평가방법론평가방법론평가방법론정립정립정립정립

Phase II: LOFT L2-5 최적계산최적계산최적계산최적계산

Phase III: LOFT L2-5 불확실도불확실도불확실도불확실도평가평가평가평가


I. BEMUSE Program개개개개개개개개 요요요요요요요요

• Step 2 (’04.6-’07)TMI-1 발전소의발전소의발전소의발전소의 LBLOCA를를를를대상으로대상으로대상으로대상으로각국각국각국각국의의의의최적평가방법론최적평가방법론최적평가방법론최적평가방법론적용적용적용적용

Phase IV: TMI-1 LBLOCA (NPP) 최적최적최적최적계산계산계산계산Phase V: NPP LBLOCA 민감도분석민감도분석민감도분석민감도분석및및및및불확불확불확불확실도실도실도실도평가평가평가평가

Phase VI: 방법론방법론방법론방법론분류분류분류분류, 결론결론결론결론및및및및권고권고권고권고, 최종최종최종최종보고서보고서보고서보고서작성작성작성작성


I. BEMUSE Program

참여참여참여참여참여참여참여참여 방법방법방법방법방법방법방법방법 및및및및및및및및 현황현황현황현황현황현황현황현황

• BEMUSE 프로그램의프로그램의프로그램의프로그램의일정과일정과일정과일정과내용에내용에내용에내용에따른따른따른따른연구연구연구연구수행수행수행수행

• 연연연연 1회회회회회의회의회의회의참석참석참석참석및및및및결과결과결과결과발표발표발표발표

• 10 여개국여개국여개국여개국참가참가참가참가


II. Phase I개개개개개개개개 요요요요요요요요• 프랑스프랑스프랑스프랑스 IRSN 주관주관주관주관

• 회의회의회의회의일시일시일시일시및및및및장소장소장소장소: ’03.9 프랑스프랑스프랑스프랑스 Cadarache Phase I 최적방법론최적방법론최적방법론최적방법론발표발표발표발표

Phase II 착수회의착수회의착수회의착수회의: LOFT L2-5 최적계산을최적계산을최적계산을최적계산을위위위위한한한한향후향후향후향후일정일정일정일정및및및및결과물결과물결과물결과물제출제출제출제출논의논의논의논의

총총총총 10개국개국개국개국 (프랑스프랑스프랑스프랑스, 독일독일독일독일, 이태리이태리이태리이태리, 일본일본일본일본, 한국한국한국한국등등등등)의의의의규제기관규제기관규제기관규제기관, 학계학계학계학계, 연구소에서연구소에서연구소에서연구소에서 14명의명의명의명의전전전전문가문가문가문가참여참여참여참여


II. Phase I• 체코공화국체코공화국체코공화국체코공화국, J. Macek, “Presentation of the methodologies to be used

in NRI" • 프랑스프랑스프랑스프랑스 IRSN, J.P. Benoit, "A priori presentation of the IRSN

method" • 프랑스프랑스프랑스프랑스 CEA, A. Crecy, "CEA/DEN: Methodology used for

BEMUSE" • 이태리이태리이태리이태리 Pisa Uni., A. Petruzzi, "The Code with capability of Internal

Assessment of Uncertainty (CIAU)" • 독일독일독일독일 GRS, H. Glaeser, "GRS Method for Uncertainty and

Importance Ranking Evaluation of Code Results" • 일본일본일본일본 NUPEC, H. Onishi, "Uncertainty Methods Study at

INS/NUPEC" • 한국한국한국한국 KINS, D.Y. Oh, "Uncertainty Evaluation Method in KINS-

REM" • 스위스스위스스위스스위스 PSI, R. Macian-Juan, "BEMUSE Phase I Uncertainty

Methodology" • 터어키터어키터어키터어키 TAEK, A.E. Soyer, "TAEK Uncertainty Methodology"


II. Phase I사용사용사용사용사용사용사용사용 전산코드전산코드전산코드전산코드전산코드전산코드전산코드전산코드 코드코드코드코드코드코드코드코드 현황현황현황현황현황현황현황현황

SUNSETCATHRE2, v2.5 Rev6.1RELAP5/MOD3.2ATHLETTRAC-PRELAP5/MOD3.3TRACE, v4.0RELAP5/MOD3.3

Czech Rep.FranceItalyGermanyJapanKoreaSwissTurkey

시스템시스템시스템시스템시스템시스템시스템시스템 코드코드코드코드코드코드코드코드국가국가국가국가국가국가국가국가


III. Phase II

개개개개개개개개 요요요요요요요요

• 이태리이태리이태리이태리 Pisa 대학대학대학대학 (D’Auria교수교수교수교수) 주관주관주관주관

• 회의회의회의회의

일시일시일시일시및및및및장소장소장소장소: ’04.7 이태리이태리이태리이태리 Pisa

L2-5 LBLOCA 최적계산최적계산최적계산최적계산결과결과결과결과발표발표발표발표

Phase III 착수회의착수회의착수회의착수회의


IV. KINS 현황현황현황현황

관련관련관련관련관련관련관련관련 경험경험경험경험경험경험경험경험

• KINS 연구과제연구과제연구과제연구과제, 1988-1991 비상노심냉각계통비상노심냉각계통비상노심냉각계통비상노심냉각계통평가방법평가방법평가방법평가방법개발개발개발개발및및및및응용응용응용응용

ECCS평가에평가에평가에평가에사용되는사용되는사용되는사용되는열수력열수력열수력열수력모델의모델의모델의모델의불확실불확실불확실불확실성성성성규명규명규명규명및및및및한국형한국형한국형한국형 ECCS EM 설립설립설립설립ECCS Evaluation에에에에이용되는이용되는이용되는이용되는개별모형의개별모형의개별모형의개별모형의평평평평가가가가및및및및이를이를이를이를위한위한위한위한데이터데이터데이터데이터뱅크의뱅크의뱅크의뱅크의확립확립확립확립

• KREM 인허가인허가인허가인허가심사심사심사심사, 1998-2002 비상노심계통의비상노심계통의비상노심계통의비상노심계통의최적평가방법론최적평가방법론최적평가방법론최적평가방법론 (KREM: KEPRI Realistic Evaluation Methodology)


IV. KINS 현황현황현황현황: Phase I

목목목목목목목목 적적적적적적적적

• 기존의기존의기존의기존의 KINS 불확실도불확실도불확실도불확실도평가평가평가평가방법론방법론방법론방법론개정개정개정개정

• 새로운새로운새로운새로운 KINS 방법론방법론방법론방법론 (KINS-REM: KINS Realistic Evaluation Methodology) 적용적용적용적용평가평가평가평가

• BEMUSE program에에에에맞게맞게맞게맞게변경변경변경변경



불확실도불확실도불확실도불확실도불확실도불확실도불확실도불확실도 정량화정량화정량화정량화정량화정량화정량화정량화 방법론방법론방법론방법론방법론방법론방법론방법론 원칙원칙원칙원칙원칙원칙원칙원칙

• 분석상의분석상의분석상의분석상의혼란혼란혼란혼란방지를방지를방지를방지를위한위한위한위한하나의하나의하나의하나의통일된통일된통일된통일된과과과과정정정정 (Unified)

• 모든모든모든모든과정의과정의과정의과정의관계가관계가관계가관계가체계적체계적체계적체계적, 유기적으로유기적으로유기적으로유기적으로구성구성구성구성(Systematic)

• 보편적이고보편적이고보편적이고보편적이고응용이응용이응용이응용이쉽도록쉽도록쉽도록쉽도록단순화단순화단순화단순화 (Simplified)

• 차후차후차후차후개선개선개선개선및및및및보완을보완을보완을보완을위해위해위해위해추적추적추적추적가능가능가능가능(Traceable)



KINSKINS--REM REM 특성특성특성특성특성특성특성특성

• 체계적이고체계적이고체계적이고체계적이고하나의하나의하나의하나의통일된통일된통일된통일된불확실도불확실도불확실도불확실도평가평가평가평가방법방법방법방법

• 3 요소요소요소요소, 14 단계로단계로단계로단계로구성구성구성구성

• PCT의의의의 95% 상한치를상한치를상한치를상한치를결정하는결정하는결정하는결정하는통계적통계적통계적통계적처리처리처리처리방방방방법법법법사용사용사용사용


IV. KINS 현황현황현황현황: Phase I1. Specify Scenario

4. Frozen Code2. Select NPP

3. Identify and RankPhenomena (PIRT)

5. Determine Code Applicability

7. SET & IET Assessment

9. Determine Parameter Uncertainty Ranges

7. Define Nodalization of Experiments

6. Establish Code Assessment Matrix

Noding Change?yes

no

7. Define NPP Nodalization

1 Element : Establish CodeApplicability

2 Element : Validate CodeUncertainty Treatment

3 Element : Calculate PlantUncertainty

10. Determine Code/Exp. Accuracy

13. Combine Biases & Uncertainties

14. Determine Overall Uncertainty

Bias

12. Determine Effect of Input & State

11. Determine Effect of Scale

Bias

Bias

8. Base Calculation for NPP



Non-parametric Statistical Method• For non-parametric statistics with binomial probability

distribution, the max. value of 59 random sampling calculations covers the 95 percentile PCT at 95% tolerance limits if it satisfies the followings:

1-(p/100)n ≤≤≤≤ q/100 : Wilk’s Formulawhere p: percentile

q: confidence leveln: sample size

95%95%95%95%



장장장장장장장장 점점점점점점점점

• 불확실성불확실성불확실성불확실성주요주요주요주요변수변수변수변수선정을선정을선정을선정을위한위한위한위한 Top-down 방식방식방식방식채택채택채택채택

• 보다보다보다보다많은많은많은많은불확실도불확실도불확실도불확실도변수의변수의변수의변수의선정선정선정선정

• 단순화된단순화된단순화된단순화된불확실도불확실도불확실도불확실도계산계산계산계산방식방식방식방식

59회회회회모수모수모수모수계산계산계산계산←←←← Response surface method PCT 95% 상한치상한치상한치상한치←←←← PDF


IV. KINS 현황현황현황현황: Phase I선정된선정된선정된선정된선정된선정된선정된선정된불확실도불확실도불확실도불확실도불확실도불확실도불확실도불확실도변수와변수와변수와변수와변수와변수와변수와변수와가용성가용성가용성가용성가용성가용성가용성가용성

YesDischarge coefficientBreak Flow

From code manualsNoWeber No.

From code manualNoNucleate boiling HTC

YesForced convective HTC

YesTransition boiling HTC

YesFilm boiling HTC

YesCHF

CoreHeat

Transfer

From ANSI/ANS-79YesDecay heat

YesGap Conductance

YesSingle phase HTC

YesFuel thermal conductivity

From L2-5 exp.NoPower peaking factor

Fuel Stored Energy

RemarksRemarksData BaseData BaseAvailabilityAvailability

Phenomena/Phenomena/ParametersParametersComponentComponent


IV. KINS 현황현황현황현황: Phase I선정된선정된선정된선정된선정된선정된선정된선정된불확실도불확실도불확실도불확실도불확실도불확실도불확실도불확실도변수와변수와변수와변수와변수와변수와변수와변수와가용성가용성가용성가용성가용성가용성가용성가용성

RemarksRemarksData BaseData BaseAvailabilityAvailability

Phenomena/Phenomena/ParametersParametersComponentComponent

From L2-5 exp.YesInitial & Boundary ConditionsOperation

From L2-5 exp.NoK-Factor

Yes2-Φ Frictional pressure drop

From engineering judgmentNoSteam binding

From engineering judgmentNo3-D effect

Not sufficient to quantify uncertaintyYesECC bypass

System/Loop

From engineering judgmentNo2-ΦMultipliersPump


IV. KINS 현황현황현황현황: Phase II

LOFT L2LOFT L2--5 5 최적계산최적계산최적계산최적계산최적계산최적계산최적계산최적계산

• L2-5 입력입력입력입력자료자료자료자료제공제공제공제공 (Pisa 대학대학대학대학)

• 각국마다각국마다각국마다각국마다최적최적최적최적계산계산계산계산수행수행수행수행

• 주요주요주요주요변수변수변수변수추세와추세와추세와추세와사고사고사고사고전개과정전개과정전개과정전개과정제출제출제출제출


Phase II (KINS-REM)

현현현현현현현현 황황황황황황황황

• Frozen code: RELAP5/MOD3.3• Base case 계산계산계산계산• 민감도민감도민감도민감도분석분석분석분석

Break AreaGap ConductivityFuel ConductivityDecay Power, etc.


Phase II (KINS-REM)


Phase II (KINS-REM)

114

200

260

250

-3230-9

-8-7-6

704

706-1

706-2

706-4

235-9-8-7-6

706-3

700

702

714

716-1

-2

-4

-3

710

712

200

210

255

251

240

-3-2

225-

1

230-9-8-7-6-5-4-3-2-1

245

235-9-8-7-6-5-4-3-2-1

220

100105107110112-1-2

114118

115-

12

3

87

6

45

515-

12

3

4

12

3

500

520

525

542

503

32

510-

1

508

5505

565J566

FeedWater

Separator

J513

120

211

8-1

3125

155

130

150

135 140 145 150 175 -2 180 185 190

165170

605

615

620

Accum

J610

625

BWSTLPSI

635

BWSTHPSI

TJ630

TJ640

2

3

4

415-5

6

7

415-1

8

400

430

300-1 -2 305 310

65

315-

12

43

325-

132

0

3

330

340-1 -2

Valve 333

800

2

366-1 -2

Valve 363

805

Valve 345

Valve 367

350-1 -2 -3

370-

1

3

380-1

3J371

V375

J381

SteamGenerator PumpSimulator

BowdownSuppressionTank

Broken Loop

Intact Loop

Pressurizer

Reactor Vessel

BowdownSuppressionTank

2

2

530

541

V540

Air CooledCondenser


Phase II (KINS-REM)

0 40 80 120Time (sec)

200

400

600

800

1000

1200

Tem

pera

ture

(K)

Level 2Level 3TE-5I06-021

Figure Calculated and Measured Cladding Temperatures


IV. 향후향후향후향후 계획계획계획계획

• Phase IIL2-5 LBLOCA 민감도민감도민감도민감도분석분석분석분석완료완료완료완료

• Phase IIIKINS-REM 불확실도불확실도불확실도불확실도평가평가평가평가방법론방법론방법론방법론적용적용적용적용

• Phase IV 이후이후이후이후참여참여참여참여계획은계획은계획은계획은미정미정미정미정

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OECD BEMUSE 프로그램 내용내용및및및참여참여참여현황현황 · • 이태리Pisa 대학(D’Auria 교수) 주관 • 회의 ¾일시및일시및및장소장소: ’04.7