[논문]중수로형 원자력 발전소 비상디젤발전기 주기적 안전성 평가

하체웅; 한성흠; 임우상

문제 정의

비상디젤발전기계통은 디젤엔진, 디젤발전기, 연료계통, 냉각계통, 윤활계통, 기동기계통, 흡/배기계통, 여자기 및 전압조절 계통 등으로 구성되어 있다. 본 논문에서는 디젤엔진, 발전기 및 부속계통에 포함된 모든 기기들에 대해서 주기적 안전성 평가를 실시하였고 그 결과를 기술하였다.
본 논문은 중수로형 원자력 발전소에 설치된 비상디젤발전기가 적절하게 유지 관리되고 있는 지와 계속운전기간 동안 고유 기능을 유지하고 안전하게 운영될 수 있는 지에 대하여 평가하였으며 그 결과는 다음과 같다.

제안 방법

경년열화평가는 각 기기들이 차기 주기적 안전성 평가 시기까지 건전성이 유지되는지를 평가하기 위한 것으로서 부속기기별 경년열화기구의 선정결과를 이용하여 수행하였다. 각 기기별 경년열화기구에 대한 주요 평가결과는 다음과 같다.
그렇지만 비상디젤발전기 운전 및 정비 매뉴얼에 충수 시 부동액을 50%이상으로 혼합하여 충수하도록 되어 있고, 국내 타 발전소에서는 2차계통 수질관리 절차서에 비상디젤발전기 수질관리를 포함하여 수행하고 있기 때문에 매 계획예방정비 중 비상디젤발전기의 냉각수 전량교체 시 부동액 혼합비율을 확인하도록 안전성 개선 사항으로 도출하였고 발전소에서는 “디젤발전기 수질관리 절차서”를 개정하여 표 1과 같이 절차서에 반영하였다.
비상디젤발전기에 대한 현장점검은 계획예방정비기간 중에 수행하였다. 점검결과 평가대상기기는 모두 양호한 상태를 유지하고 있음을 확인하였고 경년열화와 관련한 특이사항은 발견되지 않았다.
중수로형 원자력 발전소 공용 비상디젤발전기에 적용중인 경년열화 관리프로그램과 해외 경년열화 관리프로그램을 비교하여 차기 주기적 안전성 평가 시기까지 경년열화가 적절히 관리될수 있는지 검토하였고 그 결과는 다음과 같다.

성능/효과

비상디젤발전기의 디젤엔진계통 외부는 도장처리되어 있고 볼트는 방청처리가 되어 있으므로 부식 발생 가능성은 낮다. 디젤엔진의 분해 후 틈새 및 두께측정, 내․외경측정, 비파괴검사에 대한 정비기록 검토결과 특이사항은 없었으므로 마모 영향은 크지 않은 것으로 판단하였다. 또한 디젤엔진에 대한 진동 및 온도측정, 균열검사, 표면 비파괴검사 등의 정비기록에서 특이사항이 발견되지 않았으므로 피로 영향도 크지 않는 것으로 판단하였다.
디젤엔진의 분해 후 틈새 및 두께측정, 내․외경측정, 비파괴검사에 대한 정비기록 검토결과 특이사항은 없었으므로 마모 영향은 크지 않은 것으로 판단하였다. 또한 디젤엔진에 대한 진동 및 온도측정, 균열검사, 표면 비파괴검사 등의 정비기록에서 특이사항이 발견되지 않았으므로 피로 영향도 크지 않는 것으로 판단하였다. 매 계획예방정비 시 육안점검, 성능시험 및 정비가 이루어 지고 있으므로 차기 주기적 안전성 평가 시기까지 운전을 제한하지 않을 것으로 평가되었다.
피로와 관련해서도 운전시간, 운전 빈도를 고려할 때피로영향 정도는 낮을 것으로 파악되며, 압력 및 진동측정 등의 정비기록에서도 문제점이 없었다. 매 계획예방정비 시 육안점검 및 성능시험과 정비가 이루어지므로 차기 주기적 안전성 평가 시기까지 운전을 제한하지 않을 것으로 평가되었다.
피로와 관련해서도 운전시간, 운전 빈도를 고려할 때피로영향 정도는 낮을 것으로 파악되며, 압력 및 진동측정 등의 정비기록에서도 문제점이 없었다. 매 계획예방정비 시 육안점검 및 성능시험과 정비가 이루어지므로 차기 주기적 안전성 평가 시기까지 운전을 제한하지 않을 것으로 평가되었다.
또한 디젤엔진에 대한 진동 및 온도측정, 균열검사, 표면 비파괴검사 등의 정비기록에서 특이사항이 발견되지 않았으므로 피로 영향도 크지 않는 것으로 판단하였다. 매 계획예방정비 시 육안점검, 성능시험 및 정비가 이루어 지고 있으므로 차기 주기적 안전성 평가 시기까지 운전을 제한하지 않을 것으로 평가되었다.
또한 디젤엔진에 대한 진동 및 온도측정, 균열검사, 표면 비파괴검사 등의 정비기록에서 특이사항이 발견되지 않았으므로 피로 영향도 크지 않는 것으로 판단하였다. 매 계획예방정비 시 육안점검, 성능시험 및 정비가 이루어 지고 있으므로 차기 주기적 안전성 평가 시기까지 운전을 제한하지 않을 것으로 평가되었다.
또한 디젤엔진에 대한 진동 및 온도측정, 균열검사, 표면 비파괴검사 등의 정비기록에서 특이사항이 발견되지 않았으므로 피로 영향도 크지 않는 것으로 판단하였다. 매 계획예방정비 시 육안점검, 성능시험 및 정비가 이루어 지고 있으므로 차기 주기적 안전성 평가 시기까지 운전을 제한하지 않을 것으로 평가되었다.
기동기계통에 대한 경년열화평가 결과 청결상태를 유지하고 있고 지지대 외부는 도장처리가 되어 있으므로 부식의 발생 가능성은 낮다. 성능시험 및 정비기록 검토결과에서도 특이사항이 없으므로 마모 영향은 크지 않을 것으로 평가되었다. 매 계획예 방정비 시 육안점검 및 성능시험과 정비가 이루어지므로 차기 주기적 안전성 평가 시기까지 운전을 제한하지 않을 것으로 평가되었다.
앞 절에서 제시한 바와 같이 현장점검, 경년열화 평가 및 관리 프로그램의 적절성 평가 모두 양호한 것으로 평가되었지만 비상 디젤발전기 냉각수 관리가 제대로 이루어지지 않고 있음을 확인할 수 있었다. 즉 비상디젤발전기 냉각수는 부동액을 사용하고, 매 계획예방정비시마다 전량 교체하므로 현재까지, 경년열화현상 분석, 경년열화평가, 경년열화관리에서는 문제점이 없었다.
여자기, 정류기, 전압조절장치, 현장제어반에 대한 현장점검 및 점검기록 검토 결과 만족하였다. 여자계통 손상으로 인한 기동불능사례는 없고, 매 계획예방정비 시 육안점 검, 성능시험 및 정비가 이루어지고 있으므로 차기 주기적 안전성 평가 시기까지 운전을 제한하지 않을 것으로 평가되었다.
절연저하의 경우도 매주기마다 권선저항 및 절연저항을 측정하여 절연저하에 대한 점검 및 보강이 이루어지고 있으므로 발생 가능성이 낮다. 여자기, 정류기, 전압조절장치, 현장제어반에 대한 현장점검 및 점검기록 검토 결과 만족하였다. 여자계통 손상으로 인한 기동불능사례는 없고, 매 계획예방정비 시 육안점 검, 성능시험 및 정비가 이루어지고 있으므로 차기 주기적 안전성 평가 시기까지 운전을 제한하지 않을 것으로 평가되었다.
비상디젤발전기에 대한 현장점검은 계획예방정비기간 중에 수행하였다. 점검결과 평가대상기기는 모두 양호한 상태를 유지하고 있음을 확인하였고 경년열화와 관련한 특이사항은 발견되지 않았다. 정기 및 계획예방정비 시 수행하는 계통시험과 육안점검을 통한 정기점검, 절연 진단 그리고 정비를 통해 성능개선사항을 반영하고 있으며, 현재의 유효한 각종 기록도 현재 물리적 상태를 잘 나타내고 있어 안전과 관련된 현안사항은 없는 것으로 확인되었다.
점검결과 평가대상기기는 모두 양호한 상태를 유지하고 있음을 확인하였고 경년열화와 관련한 특이사항은 발견되지 않았다. 정기 및 계획예방정비 시 수행하는 계통시험과 육안점검을 통한 정기점검, 절연 진단 그리고 정비를 통해 성능개선사항을 반영하고 있으며, 현재의 유효한 각종 기록도 현재 물리적 상태를 잘 나타내고 있어 안전과 관련된 현안사항은 없는 것으로 확인되었다. 그림 1은 현장점검을 수행했던 중수로형 원자력발전 소에 설치된 비상디젤발전기를 나타낸 것이다.
중수로형 원자력 발전소에 설치된 비상디젤발전기계통은 운전 경험 및 연구결과를 적절히 반영하고 있으며 현재 물리적 상태가 양호하고 경년열화 측면에서도 충분한 안전여유도를 확보하는 것으로 평가되었다. 향후에도 비상디젤발전기와 관련한 운전 경험과 연구결과의 반영, 시험 및 검사, 설비개선 및 정비 등의 활동을 통하여 차기 주기적 안전성 평가 시기까지 고유기능과 안전성이 충분히 유지될 것이다.

후속연구

매 계획예방정비 시 육안점검, 성능시험및 정비가 이루어지고 있으므로 차기 주기적 안전성 평가 시기까지 운전을 제한하지 않을 것으로 평가되었다. 단 냉각수의 수질을 주기적으로 분석하여 적정 농도를 유지하기 위한 절차서 개발이 필요한 것으로 확인되었다.
중수로형 원자력 발전소에 설치된 비상디젤발전기계통은 운전 경험 및 연구결과를 적절히 반영하고 있으며 현재 물리적 상태가 양호하고 경년열화 측면에서도 충분한 안전여유도를 확보하는 것으로 평가되었다. 향후에도 비상디젤발전기와 관련한 운전 경험과 연구결과의 반영, 시험 및 검사, 설비개선 및 정비 등의 활동을 통하여 차기 주기적 안전성 평가 시기까지 고유기능과 안전성이 충분히 유지될 것이다.

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