Vrcats 송부

제4회 MAAP-MELCOR Workshop
회
목차
VR CATS 개요
VR 이용 컴퓨터 교육훈련지원시스템 VR PLANT - NAVIGATION
(VRCATS)의 중대사고 훈련 기능
의 VR MCR – 사이버공간내 협업 운전

VR CATS - CBT (Computer Based Training)
개요
RG-1.183(AST)와 RSAM(Real-Time Sever
Accident Model)
2006. 10.13
VR CATS - CBT (중대사고훈련)
이 명수
요약

KEPRI KEPRI
회

원전 종사자 훈련 비교 원자력발전소 종사자 훈련방식 비교
시뮬레이터 훈련
1 1 50 R E T RA N
S I M U L A TO R

1 1 00
S/G 1 Pressure

1 0 50

1 0 00

9 50

9 00
0 100 200 300 400 500

T ime Aft er S cram ( S ec)

반복실습을 통한 에 운전 지식 및 절차 숙련
발전소 주제어실(Main Control Room) 복제(Replica)
법령에 의해 요구되는 필수 사항
Classroom Training Sys Personal Training Sys
Full Scope Simulator VRCATS PCATS 10CFR 55 – “Operator Licenses”
FSAR 13장– 면허소지자는 반응도 제어계통 설비조작 훈련이수
-For MCR Operators - For MCR/Local Operators -For
Operators/Personnel 강의실 훈련
- Operations, Skills, Rule - Knowledge, Concepts of the NPP 교재 및 강사의 설명에 의한 지식 및 경험 전달
Symptom
- S/W : Full Scope - S/W : Full Scope - S/W : Limited Scope 대부분의 비상사고 발전소 증상 및 원리 교육이 이루어짐
- H/W Scope : MCR
- Requirements of
- H/W Scope :
MCR and Local Plant
- GUI
개인용 학습훈련
Standard - VR,Multimedia,MMI 정상 업무를 통한 실무지식 습득
- Instructor Assistance Tool -Self training System 비상사고 시 발전소 증상 및 원리 기회 습득이 쉽지 않음

회 KEPRI 제4회 MAAP-MELCOR Workshop
회 KEPRI

VR CATS VR CATS 구성
VR Computer Assisted Training Sys.
가상 현실 등 최첨단 Multimedia 기술을 이용한 강의실 교육훈련 VRCATS

시스템
고전적인 교육 방법(구두 설명, 교재, OHP, Beam Project등) 단
점을 보완해 주기 위함
VR PLANT VR MCR CBT WBT
VR PLANT
VR 기술을 이용하여 사이버 공간에 건설된 가상 발전소
VR MCR
사이버 공간에 건설된 가상 주제어실 로 가상발전소 운전 - VRPLANT SIM
- PLANT SIM
- BUILDING
CBT (Computer Based Training) - 분해 및 조립 - VR MCR
- RX DYNAMICS
- 중대사고
- LECTURE
- BBS
- 내부구조 - VR PANEL
비상 및 중대사고 훈련을 위한 MMI 시스템 - SYSTEM SIM
- 비상방재
- SG 열전달과정
- 핵연료장전
WBT (Web Based Training)

회 KEPRI

1

VR PLANT VR PLANT
사이버 공간에 건설된 가상 발전소
3D 발전소 설계 자료를 근간으로한 원자력발전소 3D 모델링하
여 강의실 내에서 훈련생이 다이나믹하게 가상공간내를 네비게
이션 및 시뮬레이션 하면서 발전소를 경험 할 수 있게하는 시스
템
구성된 VR 파일을 Html 파일에 연계시켜 인트라넷으로 접속하
여 공간제약 탈피
EDB(Engineering DB)와 연계시켜 각 기기의 설계자료를 검색
가능
건물, 주요기기 및 계통의 내, 외부 구조 및 형태 확인
주요기기의 동작 원리를 Animation
핵연료 교체등 발전소에서 평상시 접하기 어려운 일련의 공정을
가상발전소에서 시연
Dual LCD Projector를 이용하여 VR 화면을 입체(stereo
graphics) 영상 투영
회 KEPRI

VR PLANT VR PLANT-분해 및 조립
각 부위 리스트

VR PLANT

분해 및 조립
절개된 기기
작동버튼
VR PLANT SIM BUILDING 분해 및 조립 내부구조 SYSTEM SIM 핵연료장전

부위 개체

- CHG PP
- PZR
-RCS
- CONTAINMENT - STM GENERATOR -VV(MSIV,MFIV,MFCV)
- CVCS
- TURBIN BLDG - RX VESSEL -TBN
- MS
- 울진 사이트 전경 - FUEL BLDG - RCP -MSR
-FW
- AUX BLDG - CEA DRIVE -CONDENSER
- AFW
-FEUL ASS’Y

회 KEPRI

VR PLANT-동작원리(CEA) VR MCR
이동버튼 현 Browser 위치표시
사이버 공간의 주제어실
가상제어반의 각종 주요 기기나 경보의 3차원 모델이 발전소 역
할을 담당하는 시뮬레이터 컴퓨터의 모델 변수 값들과
OPC(OLE for Process Control)통신을 이용하여 연계

비상 운전 절차 중 일부(EOP-1, 2)를 수행할 수 있는 정도 범위
내부코일
로 관련 경보판, 계기, 스위치들을 다이나믹하게 모델링
Sequence
작동버튼
인트라넷으로 접속된 운전원들의 아바타 위치 정보와 가상제어
반의 스위치 조작에 따른 데이터 변동 값을 실시간 갱신

VR 소프트웨어(EON)에서 제공하는 협업(collaboration) 기능을
이용 비상사고 훈련
CEA Drive 작동순서별 Browser

회 KEPRI

2

VR MCR CBT (Computer Based Training)
CBT

PLANT SIM RX DYNAMICS SEVERE ACCIDENT 비상방재 SG 열전달

-백색
- SIMULATOR OP.
- 청색
-KNGR 1차 DISP -3D RX DYNAMICS - 중대사고 주요현상 전략수행제어 중대사고 MIMIC - 적색
-KNGR 2차 DISP
- Off-LINE
- MIMIC

3D열중성자속
3D핵연료온도
3D냉각재온도
반응도 -사건 발생
출력 - RV 퐈괴 전
노외 수직출력 경사도 - RV 퐈괴 후
노내 평균 핵연료 - 결말
냉각재온도
지논
사마리움 반응도

회 KEPRI

CBT CBT (PLANT SIMULATION)

회 KEPRI

CBT (PLANT STATUS DISP) CBT (PLANT STATUS DISP. 1)

회 KEPRI

3

CBT (PLANT SIM-MIMIC) CBT (PLANT SIM-MIMIC)

회 KEPRI

CBT (PLANT SIM-MIMIC) CBT (RX DYNAMICS)

회 KEPRI

ALTERNATE SOURCE TERM (AST) ALTERNATE SOURCE TERM (AST)

AST (Alternate Source Term)
USNRC RG-1.183(Alternative Radiological Source Terms for In-plant (control room, fuel handling areas, and technical
Evaluating Design Basis Accidents at Nuclear Power Reactors) : support center (TSC) 및 Off-site (EAB and LPZ) 선량평가 모
개정된 방사선원항을 사용한 선량평가를 요구함.
두에게 적용됨.
적용됨
개정된 방사선원항
누출분율 (Gap, In-vessel 등),누출시간 새로운 선량기준 TEDE (Total Effective Dose Equivalent)를 를
화학적 및 물리적 형태 등을 언급함. 사용할 것을 요구함. 요구함
PWR 격납용기 설계시 고려되어야 할 사고진행 criterion
As part of the implementation of the AST, the TEDE acceptance criterion of 10
dose
CFR 50.67(b)(2) replaces the previous whole body and thyroid dose guidelines
스펙트럼 Criteria--
--Determination
of 10 CFR 100.11, ``Reactor Site Criteria--Determination of Exclusion Area, Low
Large LOCA Population Zone, and Population Center Distance''
Fuel Handling
MSLB TEDE = CEDE + DDE.
SGTR CEDE; committed effective dose equivalent (CEDE) from inhalation
RCP Locked rotor DDE ; deep dose equivalent (DDE) from external exposure
Rod Ejection

회 KEPRI

4

실시간 중대사고 모델
ALTERNATE SOURCE TERM (AST) [RSAM; Real-time Severe Accident Model)]
Accident Dose Criteria
EAB and LPZ MAAP4(MAAP 4.0.4.3)는 요건에서 제시하는 방사선원항 적
는
Accident or Case Dose
Criteria
Analysis Release Duration
용을 위해 사고형태별로 다음을 제공함 제공함.
누출 시간 및 누출율
30 days for containment, ECCS, 방사선 핵종의 형태 및 량(Quantity)
LOCA 25 rem TEDE
and MSIV(BWR) leakage Iodine의
Iodine의 화학적 형태
PWR Steam Generator Tube Rupture Affected SG: time to isolate Unaffected 는 적재,
MAAP-DOSE는 Aerosol 적재 Spray/Filter/Water Pool/ 방사
Fuel Damage or Pre-incident Spike 25 rem TEDE SG(s): until cold shutdown is established
Coincident Iodine Spike 2.5 rem TEDE
능 붕괴 등에의한 FP dpletion 등을 포함한 종합적인 평가 기
PWR Main Steam Line Break 능을 갖추고 있음 있음.
Until cold shutdown is established
Fuel Damage or Pre-incident Spike 25 rem TEDE 주제어실, 격납용기,
DOSE 모델은 주제어실 격납용기 TSC, 원자로 보조건물 또 원자로/보조건물
Coincident Iodine Spike 2.5 rem TEDE
있음.
는 Off-site (EAB/LPZ)내에 FP Inventory를 사용할 수 있음
내에 를
PWR Locked Rotor Accident 2.5 rem TEDE Until cold shutdown is established
30 days for containment pathway until 사용자에 의한 X/Q 입력
PWR Rod Ejection Accident 6.3 rem TEDE cold shutdown is established for
secondary pathway
Fuel Handling Accident 6.3 rem TEDE 2 hours

회 KEPRI

MAAP4 PWR RCS Functional Capabilities
MAAP4 PWR Containment Functional Capability

회 KEPRI

CBT (Severe Accident-MAAP4) CBT (Severe Accident-MAAP4)

회 KEPRI

5

CBT (Severe Accident-MAAP4-DOSE)
DOSE Contributions

회 KEPRI

MAAP4 / MAAP4-DOSE IMPROVEMENTS
VALIDATION
Steam generator (S/G) model enhancements:
FP modeling for broken and unbroken SGs
normal RCS leakage rates for broken and unbroken S/G Validation for AST application has been
partition coefficients for elemental iodine and other FPs
performed:
direct releases from S/G gas space to environment, as applicable per RG-1.183.
RG-
Aerosol depletion benchmark
Dose assessment expanded to include larger set of
ABCOVE5
radionuclides.
ABCOVE6
Use of dose conversion factors to assess DDE, CEDE, and
TEDE doses implemented. (ORIGEN
Source term conversion from curies to mass for radionuclides (ORIGEN
comparison).
Variable Χ / Q (user-input), breathing rates and occupancy Large LOCA containment leakage comparison to hand calculations.
factors implemented. Comparison of large LOCA and FHA doses to another dose code.

회 KEPRI

AB-5 Aerosol History Validation AB-6 Nal Aerosol History Validation

회 KEPRI

6

AB-6 NaOx Aerosol History Validation MAAP4-DOSE BENCHMARKING

Comparison of MAAP4-DOSE to TITAN5:
received
TITAN5 was used in AST Pilot Plant (IP2) submittal, which received SER
found
from NRC. Thus, TITAN5 results and methodology was implicitly found
acceptable by NRC review.
TITAN5 was compared against the NRC code.

회 KEPRI

MAAP4-DOSE BENCHMARKING MAAP4-DOSE BENCHMARKING

LLOCA-PWR:Site Boundary DDE LLOCA-PWR:Site Boundary CEDE

20.00
3.50
3.00
Dose (Rem)

15.00
Dose (Rem)

2.50 M4DOSE
2.00 M4DOSE 10.00
TITAN5
1.50 TITAN5 5.00
1.00
0.50 0.00
0.00 0.00 2.00 4.00 6.00
0.00 2.00 4.00 6.00 Time (Hr)
Time (Hr)
회 KEPRI

MAAP4-DOSE BENCHMARKING CBT (Severe Accident-주요현상)

LLOCA-PWR:Site Boundary TEDE
NO 단 계 현 상
LOCA Start
25.00 1 초기 사건/ESF
ESF 작동상태
20.00
Dose (Rem)

중대사고 발생 전 RCS/격납건물 상태
15.00 M4DOSE 2 Pre-VB

10.00 TITAN5 중대사고 발생 후 RCS/격납건물 상태

5.00 원자로 용기 파손과정

0.00 3 Post-VB 원자로 공동에서의 노심 용융물 거동

0.00 2.00 4.00 6.00 장기격납건물 거동

Time (Hr) 4 사고결말 격납건물 손상여부

회 KEPRI

7

CBT (Severe Accident-주요현상) CBT (비상명령감시 –Off-Line)

Accident.swf

회 KEPRI

CBT (중대사고 시나리오) CBT (중대사고 시나리오)
NO Flag for SV scenario Scenario NO Flag for SV scenario Scenario Core RV CB
100% Hot Leg LOCA
20 Scenario of AHF 20 Scenario of AHF 100% Hot Leg LOCA
60s RCPs , RX trip, RCFC Fail 7,277 N/A N/A
Large LOCA in Hot Leg (Large LOCA in Hot Leg) 60s RCPs , RX trip, RCFC Fail, Recirc. Fail
Recirc. Fail
Scenario of AHF RC Hot Leg LOCA Scenario of AHF RC Hot Leg LOCA
30 30
Large LOCA in Hot Leg with recovery 60s RCPs , RX trip, 1800s RCFC 회복 (Large LOCA in Hot Leg with 60s RCPs , RX trip, 1800s RCFC 회복
action Recirc. Fail - 30분에 1 LPSI 회복 recovery action) Recirc. Fail - 30분에 1 LPSI 회복
MSLB + SGTR 1% /Tube @t=120s +1SG MSLB + SGTR 1% /Tube @t=120s +1SG ISOL -
40 Scenario of MSLB 40 Scenario of MSLB
ISOL - Core Covered Core Covered
50 Scenario of MSLB RC N/A 50 Scenario of MSLB RC N/A
2” Cold Leg SBLOCA 2” Cold Leg SBLOCA
60 Scenario of S2HF 60 Scenario of S2HF
60s RCPs , RX trip 60s RCPs , RX trip 38,104
Small LOCA in cold leg (Small LOCA in cold leg)
Recirc. Fail Recirc. Fail
2” Cold Leg SBLOCA Scenario of S2HF RC 2” Cold Leg SBLOCA
70 Scenario of S2HF RC 70
60s RCPs , RX trip (Small LOCA in cold leg with 60s RCPs , RX trip,Recirc. Fail 2Hr에 1 CHG,
Small LOCA in cold leg with recovery
Recirc. Fail 2Hr에 1 CHG, 1HPSI회복 recovery) 1HPSI회복
All AC/DC Loss, 4hr동안 TDAFP기능, 1hr Scenario of TMLB All AC/DC Loss, 4hr동안 TDAFP기능, 1hr ADV
80 Scenario of TMLB (station blackout) 80 58,748 66,016 N/A
ADV open,45분경 Seal LOCA (station blackout) open,45분경 Seal LOCA
90 Scenario of TMLB RC SAME 90 Scenario of TMLB RC SAME
Station blackout with recovery 8 hr All MD AFP, 10 hr 1 HPSI, 1CHGP Station blackout with recovery 8 hr All MD AFP, 10 hr 1 HPSI, 1CHGP
1 SG tube , CHGP, HP/LP SI 1 SG tube , CHGP, HP/LP SI
100 Scenario of SGTR 60s RCPs, RX trip, MD AFP c/o, FW c/o, 100 Scenario of SGTR 60s RCPs, RX trip, MD AFP c/o, FW c/o, ACC 20,742
ACC fail fail
110 110 Scenario of SGTR RC N/A
Scenario of SGTR RC N/A

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CBT (중대사고 Mimic-Main) CBT (중대사고 Mimic-Metal Temp.)

회 KEPRI

8

CBT (중대사고 Mimic-Node Temp.) CBT (중대사고 Mimic-Molten Mass)

회 KEPRI

CBT (Severe Accident-전략수행) CBT (비상명령감시 –On-Line)

회 KEPRI

요약
한국 표준형원전 시뮬레이터에 기존의 시뮬레이터 및 강의실 교
육을 보완 할 수 있는 교육훈련 시스템(VR CATS)을 개발 설치
가상발전소(VR PLANT), 가상제어반(VR MCR 기능을 통해 강의
실 내에서 훈련생이 다이나믹하게 가상공간내를 네비게이션 및
시뮬레이션 하면서 발전소를 경험 할 수 있게 함
USNRC RG-1.183에서 요구하는 개정된 방사선원항(AST;
ALTERNATE SOURCE TERM) 을 사용한 선량평가를 반영계산
할 수 있는 MAAP4/DOSE 코드와 MAAP4 코드를 통합하여 실시
간으로 중대사고 현상을 계산 할 수 있는 모델(RSAM)을 FAI와
공동 개발함
실시간 중대사고 모델(RSAM)과 표준원전 시뮬레이터와 연계시
켜 강의실에서 중대사고 학습이 가능한 CBT 기능을 이용하여
중대사고 개념,사건 진행, 비상방재 훈련 및 교육등 다양한 학습
이가능함.

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9

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