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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
                                                                                                                                           제4회 MAAP-MELCOR Workshop
                                                                                                                                             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

제4회 MAAP-MELCOR Workshop
  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)



제4회 MAAP-MELCOR Workshop
  회                                                                                                                      KEPRI             제4회 MAAP-MELCOR Workshop
                                                                                                                                             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
제4회 MAAP-MELCOR Workshop
  회                                                                            KEPRI           제4회 MAAP-MELCOR Workshop
                                                                                                 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




제4회 MAAP-MELCOR Workshop
  회                                                                            KEPRI           제4회 MAAP-MELCOR Workshop
                                                                                                 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


제4회 MAAP-MELCOR Workshop
  회                                                                            KEPRI           제4회 MAAP-MELCOR Workshop
                                                                                                 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




제4회 MAAP-MELCOR Workshop
  회                        KEPRI   제4회 MAAP-MELCOR Workshop
                                     회                                                                                              KEPRI




    CBT                                    CBT (PLANT SIMULATION)




제4회 MAAP-MELCOR Workshop
  회                        KEPRI   제4회 MAAP-MELCOR Workshop
                                     회                                                                                              KEPRI




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




제4회 MAAP-MELCOR Workshop
  회                        KEPRI   제4회 MAAP-MELCOR Workshop
                                     회                                                                                              KEPRI




                                                                                                                                                    3
CBT (PLANT SIM-MIMIC)                                                   CBT (PLANT SIM-MIMIC)




제4회 MAAP-MELCOR Workshop
  회                                                         KEPRI       제4회 MAAP-MELCOR Workshop
                                                                          회                                                                 KEPRI




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




제4회 MAAP-MELCOR Workshop
  회                                                         KEPRI       제4회 MAAP-MELCOR Workshop
                                                                          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


제4회 MAAP-MELCOR Workshop
  회                                                         KEPRI       제4회 MAAP-MELCOR Workshop
                                                                          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


제4회 MAAP-MELCOR Workshop
  회                                                                               KEPRI             제4회 MAAP-MELCOR Workshop
                                                                                                      회                                         KEPRI




MAAP4 PWR RCS Functional Capabilities
                                                                                                      MAAP4 PWR Containment Functional Capability




제4회 MAAP-MELCOR Workshop
  회                                                                               KEPRI             제4회 MAAP-MELCOR Workshop
                                                                                                      회                                         KEPRI




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




제4회 MAAP-MELCOR Workshop
  회                                                                               KEPRI             제4회 MAAP-MELCOR Workshop
                                                                                                      회                                         KEPRI




                                                                                                                                                          5
CBT (Severe Accident-MAAP4-DOSE)
                                                                                      DOSE Contributions




제4회 MAAP-MELCOR Workshop
  회                                                                KEPRI                제4회 MAAP-MELCOR Workshop
                                                                                          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.




제4회 MAAP-MELCOR Workshop
  회                                                                KEPRI                제4회 MAAP-MELCOR Workshop
                                                                                          회                                                        KEPRI




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




제4회 MAAP-MELCOR Workshop
  회                                                                KEPRI                제4회 MAAP-MELCOR Workshop
                                                                                          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.




제4회 MAAP-MELCOR Workshop
  회                                                              KEPRI    제4회 MAAP-MELCOR Workshop
                                                                            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)
제4회 MAAP-MELCOR Workshop
  회                                                              KEPRI    제4회 MAAP-MELCOR Workshop
                                                                            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




제4회 MAAP-MELCOR Workshop
  회                                                              KEPRI    제4회 MAAP-MELCOR Workshop
                                                                            회                                                                KEPRI




                                                                                                                                                           7
CBT (Severe Accident-주요현상)                                                                              CBT (비상명령감시 –Off-Line)




                                                                                      Accident.swf




제4회 MAAP-MELCOR Workshop
  회                                                                                        KEPRI     제4회 MAAP-MELCOR Workshop
                                                                                                       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

제4회 MAAP-MELCOR Workshop
  회                                                                                        KEPRI     제4회 MAAP-MELCOR Workshop
                                                                                                       회                                                                                              KEPRI




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




제4회 MAAP-MELCOR Workshop
  회                                                                                        KEPRI     제4회 MAAP-MELCOR Workshop
                                                                                                       회                                                                                              KEPRI




                                                                                                                                                                                                                     8
CBT (중대사고 Mimic-Node Temp.)                      CBT (중대사고 Mimic-Molten Mass)




제4회 MAAP-MELCOR Workshop
  회                                   KEPRI      제4회 MAAP-MELCOR Workshop
                                                   회                        KEPRI




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




제4회 MAAP-MELCOR Workshop
  회                                   KEPRI      제4회 MAAP-MELCOR Workshop
                                                   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.



제4회 MAAP-MELCOR Workshop
  회                                   KEPRI




                                                                                    9

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Vrcats 송부

  • 1. 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 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 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 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 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) 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 회 KEPRI 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 회 KEPRI 1
  • 2. 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 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 회 KEPRI 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 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 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 회 KEPRI 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 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 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 회 KEPRI 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 회 KEPRI 2
  • 3. 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 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 회 KEPRI 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 회 KEPRI CBT CBT (PLANT SIMULATION) 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 회 KEPRI 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 회 KEPRI CBT (PLANT STATUS DISP) CBT (PLANT STATUS DISP. 1) 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 회 KEPRI 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 회 KEPRI 3
  • 4. CBT (PLANT SIM-MIMIC) CBT (PLANT SIM-MIMIC) 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 회 KEPRI 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 회 KEPRI CBT (PLANT SIM-MIMIC) CBT (RX DYNAMICS) 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 회 KEPRI 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 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 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 회 KEPRI 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 회 KEPRI 4
  • 5. 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 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 회 KEPRI 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 회 KEPRI MAAP4 PWR RCS Functional Capabilities MAAP4 PWR Containment Functional Capability 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 회 KEPRI 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 회 KEPRI CBT (Severe Accident-MAAP4) CBT (Severe Accident-MAAP4) 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 회 KEPRI 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 회 KEPRI 5
  • 6. CBT (Severe Accident-MAAP4-DOSE) DOSE Contributions 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 회 KEPRI 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 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. 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 회 KEPRI 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 회 KEPRI AB-5 Aerosol History Validation AB-6 Nal Aerosol History Validation 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 회 KEPRI 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 회 KEPRI 6
  • 7. 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. 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 회 KEPRI 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 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) 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 회 KEPRI 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 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 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 회 KEPRI 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 회 KEPRI 7
  • 8. CBT (Severe Accident-주요현상) CBT (비상명령감시 –Off-Line) Accident.swf 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 회 KEPRI 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 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 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 회 KEPRI 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 회 KEPRI CBT (중대사고 Mimic-Main) CBT (중대사고 Mimic-Metal Temp.) 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 회 KEPRI 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 회 KEPRI 8
  • 9. CBT (중대사고 Mimic-Node Temp.) CBT (중대사고 Mimic-Molten Mass) 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 회 KEPRI 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 회 KEPRI CBT (Severe Accident-전략수행) CBT (비상명령감시 –On-Line) 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 회 KEPRI 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 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. 제4회 MAAP-MELCOR Workshop 회 KEPRI 9