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APR 1400 공통유형고장 및 안전제어반 관련 규제입장 한국원자력안전기술원 계측전기평가실 지성현

발표순서

APR 1400 계측제어계통 설계특성 규제입장관련 요건 CMF 시 안전정지기능 입증관련 규제입장 안전제어반 안전정지기능 입증관련 규제입장 CMF+DBA 상황에서의 EOP 유효성 입증관련 규제입장 결론

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APR1400 계측제어계통 설계특성

항 목 OPR1000

(신고리 1,2호기) APR1400

(신고리 3,4호기)

주제어반 ㆍ"U"자형 Bench Board ㆍ실배선 형식의 고정된 지시계,

기록계, 경보창 사용

ㆍ컴퓨터 기반의 컴팩트 워크스테이션 형태

ㆍ화면표시장치(Video Display Unit, VDU)를 통해 감시 및 제어

대형표시장치 ㆍ없음 ㆍ발전소의 전반적인 상태 표시를 위한 대형정보표시반 적용

소프트제어기 ㆍ없음 ㆍ소프트제어기를 통해 발전소 모든 안전 및 비안전 기기들을 제어

인간공학 설계기준

ㆍ실배선 형식의 주제어실을 위한 인간공학 설계기준 적용

ㆍ컴퓨터 기반의 MMI 인간공학 설계 기준 적용

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APR1400 주제어실 조감도

대형정보표시반(LDP)

Reactor Operator (RO)

Turbine Operator (TO)

Electric Operator (EO)

Shift Technical Supervisor

(STA)

Shift Supervisor (SS)

안전제어반(SC)

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원자로시설 등의 기술기준에 관한 규칙 제 49조(초기시험)

초기시험계획은 안전운전에 중요한 원자로시설이 설계시 의도된 성능을 발휘하는지를 실증하기 위하여 수립∙이행되어야 한다.

Reg. Guide 1.68(초기시험계획), Rev.02, 1978 신규원전의 새로운 설계특성을 검증하기 위한 시험계획수립을 요구함.

Reg. Guide 1.68(초기시험계획), Rev.03, 2007 부록 A, 6절, First-of-a-Kind(FOAK) 시험 사례(AP1000 표준설계)

최초 원전에만 적용: 사용전 시험단계에서 IRWST 가열시험에 의한 피동 노심냉각계통의 기능검증 최초 3개 원전에만 적용: 사용전 시험단계에서 노심보충수탱크가열재순환 시험에 의한 피동 노심냉각계통의 자연순환기능 검증

규제입장관련 요건

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규제요건 경수로형 원전 안전심사지침 부록 7-16 “디지털 컴퓨터 기반 계측제어계통의 심층방어 및 다양성 평가지침”

심층방어 및 다양성에 관한 규제기관의 4가지 입장을 준수하기 위해 제공되는 수동 제어기와 표시기는 발전소를 고온정지 상태로 가져갈 만큼 충분하게 발전소 상태를 감시하고 제어실 운전원이 필요한 시스템들을 작동시킬 수 있어야 한다.

SECY-93-087, II.Q “디지털 I&C 계통 CMF 대비 심층방어 및

다양성분석”

컴퓨터-기반 보호계통이 가상된 공통유형고장 조건에서 안전기능을 상실한다면, 그와 동일한 또는 동등한 안전기능을 수행하면서 똑같은 공통유형고장의 영향을 받지 않을 다양한 수단을 강구하여야 한다.

CMF시 안전정지기능 입증관련 규제입장

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공통유형고장에 대비하여 ‘안전제어반에 설치된 다양성 수동제어기 및 다양성지시계통 등을 이용하여 고온정지(운전모드 4)까지 진입 가능함’을 입증하기 위한 절차서를 개발하고 실증시험을 수행하여야 함.

신고리 3,4호기 FSAR 표 7.8-3에 명시된 공통유형고장 대비 작동 가능 기능만을 이용하되, 공통유형고장에 영향을 받는 Common-Q 플랫폼 기반설비(PPS, ESF-CCS, QIAS-N, QIAS-P 등)는 사용 불가


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공통유형고장시 다양성을 갖는 작동 가능한 기능


작동 가능한 기능 관련 계통 작동 모드

다양성보호계통(Diverse Protection System) - 가압기 고압력에 의한 원자로 정지 - 원자로건물 고압력에 의한 원자로 정지 - 증기발생기 저수위에 의한 보조급수 작동 - 수동 원자로정지

다양성보호계통 자동 또는 수동

핵증기공급계통 제어계통(NSSS Control System) - 증기우회제어계통 - 급수제어계통 - 가압기수위제어계통 - 가압기압력제어계통 - 원자로출력급감발계통 - 원자로출력제어계통 - 디지털제어봉제어계통

NSSS Control System 자동 또는 수동

수동 원자로정지(주제어실/원격정지실) 원자로보호계통 수동

다양성 공학적안전설비 수동 작동(계통수준) 공학적안전설비 기기제어계통 수동

현장 수동 조작(기기별) - 수동

정보처리계통에 의해 제공되는 지시, 표시 및 경보 (발전소보호계통과 공학적안전설비 기기제어계통 제외)

정보처리계통 -

다양성지시계통 다양성지시계통 자동 또는 수동

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배경 안전제어반 기능시험: 운영기술지침서 3.3.15에 근거하여 “모든 운전원 콘솔이 운전불가능”한 경우 안전제어반을 이용, 제한시간내에 운전모드 5로 진입가능함을 종합적으로 확인

신고리 3,4호기 FSAR 7.4절 “안전정지계통” 안전정지계통의 설계는 안전등급 계통만을 사용하여 원자로를 정상운전조건에서 상온정지로 전환할 수 있도록 허용한다.

신고리 3,4호기 FSAR 18.1.1.1절 “일반설계기준” 정상운전 중에 원자력발전소를 안전하게 운전하고, 냉각재상실사고를 포함한 사고 시 발전소를 안전 상태로 유지하기 위한 조치가 가능하도록 제어실이 설치되어야 한다(10CFR50 부록 A, 일반설계기준 19) 설계기준사건(DBE) 시 신뢰할 수 있는 설비는 안전계통 및 안전등급 기기이며, 신고리 3,4호기는 동 설비에 대한 제어기가 안전제어반에 설치되어 있음.

안전제어반 안전정지기능 입증관련 규제입장

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일반설계기준 19, FSAR 7.4절, 운영기술지침서 운전제한조건 3.3.15 등의 요건에 의거, ‘모든 운전원 콘솔이 운전 불가능할 경우 안전제어반에 설치된 안전계통 관련 정보 및 제어 설비만을 사용하여 발전소 안전정지(운전모드 5 – 상온정지)가 가능함’을 시험을 통해 입증하여야 함. 아울러 이와 동일한 상황에 대비한 비정상 운전절차서를 개발하여야 함.

동 시험에는 정보처리계통(IPS) 및 공정기기제어계통(P-CCS)로부터 신호를 받는 모든 정보 및 제어 기기(예, QIAS-N, Mini LDP, Minimum inventory 등의 비안전 관련 지시정보 및 제어기)를 사용할 수 없음.

안전제어반 안전정지기능 입증관련 규제입장

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배경 신고리 3,4호기 FSAR 부록 7A에는 발전소보호계통(PPS) 및 공학적안전설비 기기제어계통(ESF-CCS)의 공통유형고장(CMF)을 동반한 설계기준사고(DBA, 8건)에 대한 운전원 수동조치 분석결과를 제시 공통유형고장 시 설계기준사고가 발생하면 운전원은 다양성지시계통(DIS) 등의 계통정보를 활용하여 원자로를 수동 정지시키고, 원자로 트립 후 조치(우선-01) 및 진단(우선-02) 후 관련 비상운전절차서(EOP)를 이용하여 운전

CMF+DBA 상황에서의 EOP 유효성 입증관련 규제입장

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경수로형 원전 안전심사지침 부록 13.5.2.1-1 “비상운전절차서 개발계획서 평가를 위한 검토절차”

비상운전절차서는 NUREG-0737 및 Supplement 1의 I.C.1항에서 명시한 바와 같이, NUREG-0696 I.C.1과 I.C.9항에서 언급한 과도상태나 사고해석 결과에 근거한 기술배경서에 따라 작성되어야 함. 비상운전절차서 개발계획서의 검토에는 비상운전을 위한 주제어실 계측기와 제어수단의 필요성 및 적합성에 대한 내용이 검토되어야 한다. ---(이하 중략)--- 발전소고유 기술배경서에서 주제어실 계측기와 제어수단의 적합성은 이용가능한 계측기와 제어수단이 운전원의 정보와 제어 필요성에 대해서 평가되었고 ---(이하 중략)---.


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FSAR 부록 7A에 명시된 바와 같이, 공통유형고장을 동반한 설계기준사고 시 가용한 정보 및 제어만을 이용하여 신고리원자력 3·4호기 비상운전절차서에 따라 요구되는 운전을 수행할 수 있음을 동 절차서의 유효성 분석을 통해 입증하여야 함.


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초기시험프로그램의 목적(Reg. Guide 1.68, Rev.02) 분석모델의 검증 설계에 따라 건설 및 설치가 완료되었는지 확인 예상과도 및 사고에 대한 발전소대응관련 가정사항들의 정확성 또는 보수성 검증 발전소 운전원 및 기술직 직원들에게 설비운전에 익숙해지게 하기 위함 운전절차서 및 비상절차서의 적합성 검증

원자로시설 등의 기술기준에 관한 규칙 제 49조 및 Reg. Guide 1.68에 따라 최초로 구현된 MMIS 설비들이 설계된 바대로 의도된 성능을 발휘하는지 입증하여야 함.

결론

apr 1400 공통유형고장 및 안전제어반 관련 규제입장ª…시한 바와 같이,...

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