Computer Program Development for D$_2$O Upgrader Performance Management

중수승급기 성능관리 프로그램 개발

Heavy water is used as a moderator and a coolant in the pressurized heavy water reactor Because of the high cost of heavy water, downgraded heavy water generated in the reactor system is recycled to the reactor after being concentrated up to 99.8% or more in heavy water upgraders. This study investigates the process of upgraders and then suggests a theoretical model. The relations between process variables are derived from tower packing characteristics, vapour-liquid equilibria, and mass-heat balance equations at a steady state operation of the upgrader h computer program UPGR is developed, using the algorithm that solves the nonlinear equations step by step. It shows that the results of computer simulation are in good agreement with the operating data of the Wolsung upgrader. Thus, this computer code offers the optimum operating guide and is now applied to manage the performance of upgraders for the effective operation of the heavy water upgraders.

중수는 중수형 원자로의 감속재 및 냉각재로 사용되고 있으며 그 가격이 고가이기 때문에 일단 계통내에서 사용된 후 농도가 낮아진 저등급 중수는 중수승급기를 통해 99.8% 이상으로 농축 재생되어 중수로로 재주입되고 있다. 본 연구에서는 중수승급기의 공정을 면밀히 검토하였고 정상상태의 중수증류공정의 해석을 위하여 이론적인 모델을 제시하였으며 변수들간의 관계식을 설정하였다. 그리고 이 비선형 관계식을 단계적으로 처리하는 알고리즘의 전산 프로그램 UPGR을 개발하였다. 전산코드의 결과는 실제 운전 데이타와 잘 일치하였다. 월성 1호기에서 이를 이용한 운전지침의 제시, 운전효율의 평가, 성능평가 및 성능관리를 수행함으로써 중수승급기의 효율적인 운전에 기여하고 있다.