초록 ▼

III. 연구개발의 내용 및 범위
본 연구에서는 국내 원전의 화재위험성 및 화재 안전정지분석의 수준을 향상시키고 국내 원전 화재방호 규제선진화 방안을 도출하기 위하여 전기회로분석 방법론, 화재모델링, 리스크정보 성능기반 화재방호계획 및 소방시설 설치규정 등의 규제 적용성을 검토하였다.
현재 미국에서 적용되는 화재방호 규정 중에서 국내 원전에 조기에 적용해야 하는 항목으로 화재 안전정지 기능에 대한 물리적 격리요건의 구체화, 다중오동작의 영향이 반영된 전기회로분석 및 소방시설 설치규정을 선정하고 국내 적용을 위한 규제 개선

III. 연구개발의 내용 및 범위
본 연구에서는 국내 원전의 화재위험성 및 화재 안전정지분석의 수준을 향상시키고 국내 원전 화재방호 규제선진화 방안을 도출하기 위하여 전기회로분석 방법론, 화재모델링, 리스크정보 성능기반 화재방호계획 및 소방시설 설치규정 등의 규제 적용성을 검토하였다.
현재 미국에서 적용되는 화재방호 규정 중에서 국내 원전에 조기에 적용해야 하는 항목으로 화재 안전정지 기능에 대한 물리적 격리요건의 구체화, 다중오동작의 영향이 반영된 전기회로분석 및 소방시설 설치규정을 선정하고 국내 적용을 위한 규제 개선방향을 수립하였다.
물리적 격리요건과 다중오동작이 포함된 전기회로분석에 대한 규정을 국내 규제체계에 반영하기 위해서는 원자력안전위원회 고시 제2012-22호를 개정해야 한다. 전기회로분석은 발전소의 운전, 전기회로의 배열 및 화재방호 등 다양한 분야의 지식을 동원하여 발전소 전체에 대한 분석이 요구되므로 사전에 전기회로분석 방법론을 검토하고 이행을 위한 방안을 검토해야 한다. 이를 위하여 NRC의 규제문서인 Reg. Guide, RIS, SECY, Information Notice, EGM, NUREG 등과 사업자 측의 NEI 문서를 통하여 물리적 격리요건을 구체화시키고 전기회로 분석방법론의 정립 과정에서 NRC와 사업자의 주요관심사를 검토하였다. NRC 및 발전사업자(Southern Nuclear Co.)와의 협의와 발전소(Farley 1,2)의 방문을 통하여 원전 화재방호에 대한 규제현황과 이행현황을 직접 확인하였다.
국내 원전 소방시설 설치규정의 단일화 방안을 모색하기 위하여 원자력안전위원회와 소방방재청의 화재방호 규제요건을 비교·검토하였으며, 국내 원전에 적용하고 있는 미국의 규제체계와 국내 소방법령 체계와 유사한 일본의 규제체계를 비교·검토하였다. 또한 스프링클러 소화설비와 이산화탄소 소화설비에 대한 기술기준인 소방방재청의 화재안전기준(NFSC)과 미국화재방호협회(NFPA)의 기술기준에 대한 비교도 병행하였다.
신규 화재 안전성 평가방법인 리스크정보 성능기반 화재방호계획에서는 확률론적안전성평가 결과가 규제결정에 사용되므로 국내 원전에 도입하기 위해서는 분석결과의 불확실성과 민감도 분석 그리고 Peer Review에 대한 문제가 우선적으로 해결되어야 한다. 그러나 국내 원전에 대해서는 리스크정보 규제를 적용하고 있지 않으므로 본 연구에서는 미국과 국내의 확률론적 안전성평가(PSA) 현황과 PSA 품질평가를 위한 Peer Review에 대하여 검토하였다. 또한, 관련 규제능력 향상을 위하여 NUREG/CR-6850에서 제시한 신규 화재 확률론적안전성평가 방법론에 대한 교육자료의 개발이 본 연구의 위탁과제로 수행되었다.
또한, 성능기반 화재방호계획의 필수항목인 화재모델의 입력변수 민감도와 분석결과의 불확실도 평가에 필요한 화재모델링 적용지침(안)을 개발하기 위하여 화재모델링의 민감도와 불확실도 분석이 본 연구의 위탁과제로 수행되었다.
원전 선진도입국의 화재사건 현황 및 최신 분석동향을 파악하고자 화재사건 DB 구축을 위한 OECD/NEA 국제공동연구 프로젝트인 FIRE(Fire Incident Report Exchange) 에는 국내에서 4개 유관기관이 컨소시엄을 구성하여 공동으로 참석하고 있다. FIRE DB 에는 2012년 말까지 원자력발전소의 모든 운전모드에서 발생한 총 415건의 화재사건이 수록되어 있다. 또한 HEAF의 현상규명 및 대책수립을 위해 미국 NRC와 OECD가 공동으로 추진하고 있는 HEAF 실험프로젝트에 참여하고 있다.

Abstract ▼

III. Content and Scope of the Research
In this study, methodology of electrical circuit analysis , fire modeling, risk informed performance based fire protection program, and installation code and standard for fire protection features are reviewed in terms of regulatory applicability to enhance t

III. Content and Scope of the Research
In this study, methodology of electrical circuit analysis , fire modeling, risk informed performance based fire protection program, and installation code and standard for fire protection features are reviewed in terms of regulatory applicability to enhance the level of fire hazard and fire safe shutdown and discuss regulatory improvement.
Detailed physical separation requirements for fire safe shutdown function, electrical circuit analysis which involved effects of MSO, and installation code and standard for fire protection features were selected as items which needs to be implemented for domestic application in early stage and improvement direction was specified in this study.
NSSC Notice 2012-22 should be revised to reflect physical separation and electrical circuit analysis with MSO on the domestic fire protection regulation. The methodology of electrical circuit analysis and implementation plan should be reviewed because electrical circuit analysis required various knowledge such as plant operation, electrical cable route and fire protection, etc. Based on USNRC regulatory guide, RIS, SECY, Information notice, EGM, NUREG, and licensee report, NEI, etc., physical separation requirements are developed and key issues between USNRC and operating licensees are reviewed in the process of establishing methodology of electrical circuit analysis. Current regulatory and implementation status are confirmed by visit on USNRC and Southern Nuclear company.
Fire protection regulations between Nuclear Safety and Security Committee(NSSC) and National Emergency Management Agency(NEMA) are compared and analyzed to unify installation code and standard for fire protection features. U.S. regulatory framework for fire protection which is similar to domestic regulatory requirement in nuclear power plant was compared with Japan regulatory framework which is similar to domestic general fire protection requirements. Furthermore, technical code and standard between NFSC(NEMA) and NFPA(U.S) were compared in terms of carbon dioxide fire extinguishing system and fire sprinkler system.
Issues on uncertainty and sensitivity analysis, and peer review are resolved in order of priority because the results of fire PSA will be utilized to make regulatory decision in risk informed performance based fire protection program which is new fire safety evaluation method. However, this study focus on current status between U.S. PSA and domestic PSA, and peer review for PSA quality evaluation because risk informed regulation has been not adopted in domestic nuclear power plant. the development of educational training material based on NUREG/CR-6850 for enhancement of regulatory capability was conducted as a contract research project.
The Sensitivity and uncertainty analysis for fire modeling was conducted as a contract research project to develop fire modeling implementation guideline which is essential to risk informed fire protection program.
Four related domestic organization participated in OCED/NEA international joint project, FIRE(Fire Incident Report Exchange), as consortium to analyze fire event status in foreign nuclear power plant and to build fire event DB. Total 415 fire events are listed up in FIRE DB by the end of 2012. Participation in HEAF test project which USNRC and OECD are jointly conducting to understand characteristics of HEAF and establish its resolution is in progress.

목차 Contents

• 표 지 ... 1
• 제 출 문 ... 3
• 보고서 요약서 ... 5
• 요 약 문 ... 7
• Summary ... 11
• 목 차 ... 17
• 표 목 차 ... 20
• 그림 목차 ... 21
• 제1장 서 론 ... 23
• 1.1 원전 화재방호 개요 ... 24
• 1.1.1 원자로의 안전정지 목표 ... 25
• 1.1.2 방사성물질 누출제한 목표 ... 26
• 1.2 국내 원전 화재방호 현황 ... 27
• 1.2.1 국내 원전 화재방호 규제요건 ... 27
• 1.2.2 전기회로분석 및 다중오동작분석 ... 29
• 1.2.3 화재모델링 적용성 분석 ... 30
• 1.2.4 리스크정보 성능기반 화재방호 규제적용성 평가 ... 31
• 1.2.5 OECD 화재방호 국제공동연구 ... 34
• 1.3 참고 문헌 ... 35
• 제2장 국내 원전 화재방호 규제개선 방향 ... 37
• 2.1 개요 ... 37
• 2.2 미국의 화재방호 규제요건 ... 37
• 2.2.1 미국의 화재방호 규제요건 변천사 ... 37
• 2.2.2 결정론적 분석방법론 ... 50
• 2.2.3 리스크정보 성능기반 분석방법론 ... 53
• 2.3 원전 화재방호 규제개선 방향 ... 56
• 2.3.1 화재위험도분석 ... 57
• 2.3.2 화재방호계획서 ... 61
• 2.3.3 원전 화재방호설비 설치규정 ... 62
• 2.4 참고문헌 ... 64
• 제 3 장 전기회로분석 방법론 ... 67
• 3.1 개요 ... 67
• 3.2 결정론적 전기회로분석 방법론 ... 68
• 3.2.1 개요 ... 68
• 3.2.2 원전 화재방호 규정 ... 70
• 3.2.3 안전정지 기능 및 계통 및 경로 ... 70
• 3.2.4 안전정지 장비의 선정 ... 71
• 3.2.5 안전정지 케이블의 선정 및 위치 ... 73
• 3.2.6 방화지역 평가 ... 74
• 3.3 다중 오동작 분석 방법론 ... 76
• 3.4 다중오동작 분석의 국내 적용 방안 ... 78
• 3.4.1 국내 원전 시범적용 결과 ... 78
• 3.4.2 국내 원전 다중오동작 적용 필요성 ... 79
• 3.4.3 국내 원전 다중오동작 적용 방안 ... 80
• 3.5 참고문헌 ... 81
• 제 4 장 화재모델링 적용성 분석 ... 83
• 4.1 개요 ... 83
• 4.2 국내외 화재모델링 적용현황 ... 84
• 4.2.1 국외 화재모델링 적용현황 ... 84
• 4.2.2 국내 화재모델링 적용현황 ... 84
• 4.2.3 화재모델 적용성 분석 ... 85
• 4.3 화재모델링 적용지침(안) 개발 ... 88
• 4.3.1 개요 ... 88
• 4.3.2 화재모델링 적용지침(안) ... 89
• 4.4 향후계획 ... 95
• 4.5 참고문헌 ... 95
• 제 5 장 리스크정보 성능기반 화재방호 규제 적용성 분석 ... 99
• 5.1 개요 ... 99
• 5.2 리스크정보 성능기반 화재방호 규정(10 CFR 50.48(c)) ... 100
• 5.3 리스크정보 성능기반 화재방호 규정 이행 지침 ... 102
• 5.3.1 NEI 04-02 ... 102
• 5.3.2 Reg. Guide 1.205 ... 105
• 5.4 화재 PSA 평가 ... 110
• 5.5 국내 적용성 평가 ... 112
• 5.6 참고문헌 ... 113
• 제6장 OECD 화재방호 국제공동연구 ... 115
• 6.1 개요 ... 115
• 6.2 화재사건 DB구축 현황 ... 116
• 6.2.1 화재사건 DB ... 116
• 6.2.2 화재사건 DB 활용사례 ... 117
• 6.2.3 화재사건 DB 활용방안 ... 122
• 6.3 HEAF 실험현황 ... 125
• 6.4 향후 계획 ... 127
• 6.5 참고문헌 ... 127
• 제 7 장 결 론 ... 129
• 부록 A 원자력발전소 소방시설 관련 규제요건 개선에 관한 연구 ... 133
• 부록 B PSA 분석 현황 및 제3자 검토 ... 241
• 부록 C OECD/NEA FIRE Project 수집자료 ... 281