Development of Integrated Boration and Dilution Model for Boron Concentration Behavior Analysis

붕산농도 거동분석을 위한 종합적 붕산주입 및 희석모델 개발

In this study, an integrated boration and dilution (INBAD) model is proposed to predict the required makeup flowrate for RCS boron concentration change and to analyze the boron concentration behavior at each subsystem within the RCS including CVCS during boration and dilution operation. The INBAD model is constructed by integrating an existing neutronic code and a boration and dilution model. The boration and dilution model has been developed for our specific purpose using the one-cell model and multi-cell model. In addition, in order to assess the boron concentration behavior more realistically, two important features such as variable pressurizer heater output and optional makeup mode (either direct or indirect injection) are implemented in this model. In order to demonstrate the usefulness of this model, the boron concentration behavior analysis at each subsystem were performed for both direct and indirect injection mode using YGN 3 and 4 design data. Also, the effect of pressurizer heater output on the primary loop boron concentration was investigated. The results showed that the boron concentration changes can be predicted accurately at each subsystem during boration and dilution operation.

본 연구에서는 붕산주입 및 회석운전동안에 노심의 붕산농도를 변화시키기 위한 보충수 유량을 예측하고 화학 및 체적제어계통을 포함한 원자로 냉각재계통내에 있는 각종 계통에서 붕산농도 거동분석을 위한 종합적 붕산주입 및 희석모델(INBAD)이 제안되었다. 이 모델은 기존의 노심코드와 새로 개발된 붕산주입 및 희석모델로 구성되어 있으며 붕산주입 및 희석모델은 단일 cell 모델 및 다중 cell모델을 이용하여 본 연구목적에 맞게 개발되었다. 또한, 본 모델에서는 보다 실제적인 붕산농도 거동분석을 위하여 가변적 가압기 가열기 출력 및 선택적인 보충수 운전형태 (직접주입 또는 간접주입)가 모사되었다. 이 모델의 유용성을 증명하기 위하여 영광 3,4호기 설계자료를 이용하여 각종 계통에서 직접주입 및 간접주입운전에 대한 붕산농도 거동분석을 수행하였고, 노심의 붕산농도에 대한 가압기 가열기의 영향을 검토하였다. 그 결과 본 모델은 붕산주입 및 희석운전시에 각종 계통에서 붕산농도 변화를 정확히 예측할 수 있음을 보여 주었다.