문제 정의

• 본 논문에서는 일반규격품목 검증기준 EPRI NP-5652와 디지털기기검증 기준EPRI TR-106439의 차이점을 분석하고 규격에 명시된 내용 중 시험 및 검사에 필요한 항목을 기술하고 이에 대한 정의와 물리적 의미를 분석한다. 또한 기기의 물리량 계측을 위해 원전 내부에 널리 적용되고 있는 디지털 전력량계에 대한 검증 방법의 고찰을 통하여 현재의 문제점과 후)디지털기기 검증">디지털기기검증 기준EPRI TR-106439의 차이점을 분석하고 규격에 명시된 내용 중 시험 및 검사에 필요한 항목을 기술하고 이에 대한 정의와 물리적 의미를 분석한다. 또한 기기의 물리량 계측을 위해 원전 내부에 널리 적용되고 있는 디지털 전력량계에 대한 검증 방법의 고찰을 통하여 현재의 문제점과 개선 방향을 제안하고자 한다. 해당 검증 절차의 고찰을 위해 기기가 실제 현장에서 적용될 때의 환경 및 후)검증 방법">검증방법 규격인 EPRI TR-106439는 EPRI NP-5652를 준용하여 이루어졌다. 따라서 EPRI NP-5652의 기술적 요건을 파악하여 EPRI TR-106439의 추가요건에 대하여 파악하고자 한다.
• 후)판정 기준을">판정기준을 정의하도록 되어 있다. 이는 일반규격품이 적용되는 설비 특성에 부합되는지 확인하기 위해 이루어진다. 후)신뢰 수준">신뢰수준 및 환경적인 영향에서 건전성을 입증하기 위해 수행되는 절차이다. 이는 제품 고유의 기능과 안전성이 원자력 발전설비 이상 현상(Event) 발생 시에도 유지될 수 있는지를 평가하는 것이다. 기능의 건전성은 독립기능을 수행하는 디지털기기의 합리적 보증을 위한 기준으로 품질보증 문서와 EPRI NP-5652에 따른 검증수행 보고서, 업체평가, 공급실적 등을 통한 정성적인 보증을 목적으로 하고 있으며 규격에 명시된 원자력 품질요건(KEPIC QAP & 10 CFR 50 Appendix B)에 따라 설계관리, 구매품목 및 역무의 관리 등의 디지털 전력량계의 품질을 입증하기 위해 다음과 같은 문서를 제시하였다.
• 후)품질 프로그램에">품질프로그램에 작성된 기기의 설계, 개발, 검증 타당성 등이 포함된 문서를 통하여 품질체계가 적절히 이루어지고 있는지를 평가할 수 있다. 따라서 시험 및 검사를 통한 정량적, 정성적인 측면뿐만 아니라 제품제작의 적용되는 프로세스 및 설계요건 등을 파악하여 제품의 영향을 미치는 요인들을 파악하고 이를 문서화로 입증하는 것이다.
• 본 논문에서는 적용사례를 통해 EPRI TR-106439에서 제시하는 요건 및 EPRI NP-5652의 요건을 취합하여 다음과 같이 제시하였다.
• 식별번호 확인은 CGID에서 가장 먼저 선행되어야 하는 절차이다. 이는 일반규격품 선정내역 상의 제품과 실제 기기에 적용되는 제품의 일치 여부를 판단하기 위함으로 제품의 모델 번호와 해당 제품이 적용됨을 보여주는 문서와의 비교를 통해 확인 하였다.
• 후)정의되어">정의 되어 있는 분류에 따라 확인되어야 한다. 따라서 디지털 전력량계의 인터페이스를 확인하기 위하여 전원 단자에 요구 전압을 인가하여 전면부의 표시화면 상태를 확인하였다. 또한 디지털 전력량계의 입력단자에 제품의 후)면적절연저항을">면적 절연저항을 기준으로 측정된다. 이에 따라 디지털전력량계의 절연저항을 확인하기 위해 제품의 단자와 외함간의 절연상태를 파악하였다.
• 후)분류할">분류 할 수 있다. 노화는 발전소 설계수명까지의 제품설계수명이 적용될 수 있는지 제품의 교체수명주기를 제시하기 위해 수행되어 진다. 일반적으로 제품의 열적 및 본 논문에서는 기존 일반규격품목 품질검증 규격 EPRI NP-5652에서 제시하는 물리적, 기능적인 특성 검증뿐만 아니라 디지털기기들의 품질검증 수행 시 제품의 설계문서, 적용된 소프트웨어의 신뢰성을 제시하기 위한 에러코드, 버전관리, 소프트웨어정보, 공급실적 등의 문서들을 포함하는 합리적인 보증이 이루어져야 한다는 것을 제시하였다. 이를 바탕으로 EPRI TR-106439에서 제시하는 디지털제품 검증방법 중

  제안 방법

  • 특수시험">1. 특수시험 또는 검사를 적용하여 확인한다.
  • 후)원자력발전설비">원자력 발전설비 이상 현상(Event) 발생 시에도 유지될 수 있는지를 평가하는 것이다. 기능의 건전성은 기술평가보고서를 기초로 수행되며 성능과 관련된 온, 습도 및 지진과 같은 환경적 요구사항을 만족하는지 평가한다. 이러한 방법은 규격 내 정의되어진 방법 후)본장에서는">본 장에서는 EPRI NP-5652와 EPRI TR-106439의 차이점을 분석하고 디지털기기의 검증규정 EPRI TR-106439에 명시된 요건을 분석하여 고찰을 수행한다.
  • 그리고 현재 국내 및 해외에서 원자력발전소운영의 큰문제로 대두되고 있는 위변조품목 (CFSI: Counterfeit, Fraudulent, Suspect, Item) 문제를 보완하기 위해 원자력 안전 위원회 규제지침 17장 “운영 및 품질보증에 위변조 및 모조품에 대한 방지대책”을 적용하여 식별기준에 따른 하드웨어적인 신뢰수준을 높일 수 있도록 문서화하였다.
  • 뿐만 아니라 와 같이 제품 품질의 균일성을 확인하기 위해 제품의 가로, 세로 길이 및 높이 등을 측정하여 전 제품이 동일한 품질로 생산되었는지 확인하였다.
  • 따라서 기술평가 보고서를 기준으로 EPRI NP-5652에서 제시하는 성능검증방법 4가지 중 방법 1에 해당하는 특수시험 및 검사기준으로 디지털 전력량계에 대한 측정 및 시험을 실시하였으며의 검사기준에 따라 수행되었다.
  • 본 논문의 적용사례에서는 독립기능을 수행하는 기기의 신뢰성을 파악하기 위해 사용조건의 시간에 따른 변화 및 환경조건을 적용하여 고장의 유형(Bathtub Curve)중 품질고장 (초기고장)과 내구수명(우발고장)이 요구 성능에 적합한지를 파악하였다. 또한 보전성을 파악하기 위해 고장모드(Error Code) 및 고장관리 문서를 적용하여 기기의 보전성을 입증하였다.
  • 후)내구 수명(우발고장)이">내구수명(우발고장)이 요구 성능에 적합한지를 파악하였다. 또한 보전성을 파악하기 위해 고장모드(Error Code) 및 고장관리 문서를 적용하여 기기의 보전성을 입증하였다. 마지막으로 기기의 또한 보전성을 파악하기 위해 고장모드(Error Code) 및 고장관리 문서를 적용하여 기기의 보전성을 입증하였다. 마지막으로 기기의 보전지원성을 파악하기 위해 기기 제작업체의 설계품질평가 및 조직평가를 수행하였다.
  • 위에서 언급한 바와 같이 원자력기기용 디지털 전력량계는 먼저 EPRI NP-5652에 근거하여 제조사의 공정능력, 제품 설계특성, 고장모드에 따른 고장유형, 장치와 소프트웨어의 연동기능, 환경적합성, 이상조건에 대한 특성 등을 종합적으로 평가하였고 이에 따른 필수특성항목 및 검증항목 등을 정의하고 기술평가를 시행하였다. 그리고 현재 국내 및 해외에서 하지만 실제 소프트웨어 버전에 대한 확인은 CGID 수행 과정에서 확인하기에는 기기의 구동환경에 따라 확인이 불가한 경우가 대부분이다. 따라서 본 논문의 적용사례에서는 EPRI NP-5652에 명시된 공급자 설계문서평가로 대체 하였다.
  • 따라서 디지털 전력량계의 인터페이스를 확인하기 위하여 전원 단자에 요구 전압을 인가하여 전면부의 표시화면 상태를 확인하였다. 또한 디지털 전력량계의 입력단자에 제품의 성능사양과 동일한 정격전압 및 전류를 인가하여 정상사용조건에서의 제품의 동작을 확인하였다. 이는 일반적으로 정밀도 및 선형성 측정은 제품에 입력되어지는 전압 및 전류의 오차(accuracy)를 확인하기 위해 수행된다. 따라서 본 사례에서는 디지털 전력량계의 정밀도와 선형성 측정을 위해 교정된 장비를 이용하여 입력단자에 선형적으로 변화하는 전압 및 전류를 인가하였고 제품 표시창의 출력되는 값과 측정 장비의 측정치를 비교함으로써 제품의 성능을 평가하였다.
  • 디지털 전력량계의 가장 중요한 기능을 하는 전력량은 제품에 인가되는 전압 및 전류의 소비전력을 적산하여 표시하는 기능이다. 제작사가 제시한 카탈로그의 시간당 전력량을 평가하기 위해 제품의 정격전압 및 정격전류를 인가한 후 1시간 동안 동작 상태를 유지시킨 후 기록된 전력량과 실제 인가된 전압 전류에 대한 유효전력 계산 값을 비교 및 오차를 확인하였다.
  • 후)초기화 기능">초기화기능 및 신호 이상 확인은 제품의 입력단자에 비정상 결선을 하여 오류 출력화면을 확인한 후 매뉴얼에 명시된 초기화 기능 작동 방법을 이용하여 기능의 건전성을 확인하였다.
  • 본 사례에서는 일반 규격품 제작사에서 제공한 재질확인 문서(BOM, Bill Of Material)를 기준으로 각 재질에 따른 설계 수명을 분석하는 것으로 해석을 수행하였다. 후)금속 재질의">금속재질의 경우 방사선 메커니즘이 없는 것으로 분류된다. 이에 따라 설치주변 방사선량을 기준으로 제시된 BOM의 재질분석을 통해 방사선 영향평가를 수행하였다. 기계적 노화는 기계적 동작 메커니즘을 가진 제품에서 반복적인 동작에 의한 부품의 마모로 발생되는 기능저하 현상을 뜻한다.
  • 지진시험은 원자력 발전소의 최종안전성분석보고서(FSAR, Final Safety Analysis Report)를 기준으로 KEPIC END-2000 전기 1급기기 내진검증(IEEE-344)에서 제시하는 설계기준 사고 시 일어나는 지진에 대하여 수행을 하였다.
  • 후)설계 파악이">설계파악이 선행되어야 하며, 이를 문서화하여 입증해야 한다. 본 사례에서는 이를 반영하여 적용하였으며 실제 실증시험을 통해 제품의 구조적 및 기능의 건전성을 확인하였다.
  • 후)5.제출문서">5. 제출문서 진위여부 확인을 평가하여 신뢰성을 입증하고 합리적으로 품질보증하기 위해서 제작사의 과거 원자력산업설비 공급실적과 품질보증확인서를 확인하였다.
  • 후)소프트웨어 정보,">소프트웨어정보, 공급실적 등의 문서들을 포함하는 합리적인 보증이 이루어져야 한다는 것을 제시하였다. 이를 바탕으로 EPRI TR-106439에서 제시하는 디지털제품 검증방법 중 독립기능에 대한 제품의 검증방안 및 보증요건을 기술하여 실제 시험을 통한 적용방법 및 요건을 분석, 물리적 특성, 동작특성, 신인성 등을 기준으로 적용사례를 소개하였다.
  • 이는 발생기간 동안 기기의 안전기능 수행 및 정상동작 요건을 수행하는지 판단하기 위해 이루어지며 디지털 전력량계가 적용되는 설비에 설치하여 요구 성능을 유지하는 상태를 구성, 원자력 발전소의 설치공간에 대한 요구응답스펙트럼(RRS, Required Response Spectrum)을 적용하여 과 같이 수행하였다.

  이론/모형

  • 후)디지털 기기의">디지털기기의 검증방법 규격인 EPRI TR-106439는 EPRI NP-5652를 준용하여 이루어졌다. 따라서 EPRI NP-5652의 기술적 요건을 파악하여 EPRI TR-106439의 EPRI TR-106439에서 제시하는 디지털기기에 대한 적합성 확인방법은 EPRI NP-5652적합성확인방법을 적용하여 기기의 평가가 이루어진다. 하지만 EPRI TR-106439는EPRI NP-5652에서 제시하는 물리적 특성 및 후)열적 노화의">열적노화의 경우 기기의 재질에 따른 활성화 에너지(Activation Energy)를 적용하여 해당 기기의 제품이 설치되는 환경에서의 예측수명을 계산하는 방법으로 다음과 같은 아레니우스(Arrhenius) 방정식을 적용하여 평가를 진행하였다.