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후쿠시마 원전사고에 대한

비상전원설비 보강방안

설비본부 설비개선실

목 차

Ⅰ. 후쿠시마 원전 설비고장 진행 과정 분석

Ⅱ. 비상전원설비 보강 방안

Ⅲ. 비상전원설비 보강 추진현황

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Ⅰ. 후쿠시마 원전 설비고장 진행과정 분석

1. 발생 개요(출처 : 동경전력 발표자료)

지진 : ’11. 3.11(금) 14:36(진도 9.0 ), 발전정지

쓰나미 : 15:32(해수면 기준 13.1m @ Fukushima Daiichi NPS)

SBO 발생/냉각수펌프 상실 : 15:37

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2. 지진 강도 * 1g : 981gal(gallio)

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3. 지진 발생 후 발전소 상태(Tsunami 유입 전) ) - 계속

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3. 지진 발생 후 발전소 상태(Tsunami 유입 전) ) - 계속

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3. 지진 발생 후 발전소 상태 (Tsunami 유입 전) ) - 계속

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3. 지진 발생 후 발전소 상태 (Tsunami 유입 전) ) - 계속

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3. 지진 발생 후 발전소 상태 (Tsunami 유입 전) - 계속

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4. Tsunami 유입 후 발전소 상태

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5m


4. Tsunami 유입 후 발전소 상태 – 계속

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5. Tsunami 유입 시 침수경로

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6. Tsunami 유입 후 비상전원 고장상황

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1. 지진ㆍ해일에 의한 전기설비고장 요약 및 설비 보강방안

1) 전력계통

지진에 의한 소외전원 상실(설비 피해 거의 없음, 내진 Ⅲ등급 포함)

쓰나미에 의한 비상전원 고장(대부분 침수 피해)

- 일부 EDG 침수, EDG가 건전한 발전소는 차단기반 침수

- 1,2,4호기는 DC 전원 상실 (DC Main Bus Panel 고장)

보강방안(대책)

침수방지 조치

별도 비상전원 확보

소외전원 긴급복구 체계 구축

2) 기기냉각해수펌프 고장

취수구 지역의 기기냉각해수펌프 전동기 고장(열제거원 상실)

보강방안(대책) :

침수방지 조치 및 긴급복구 대응체계 구축

예비품 확보

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Ⅱ. 비상전원설비 보강 방안

1. 국내원전 전력계통 침수방호설비 설치 추진현황

1) 보호대상

비상전력계통

- EDG 건물, AAC 건물, 안전등급 차단기실, 축전지실 등

주요 안전설비

- 1차기기 냉각수/냉각해수 계통

사용후 연료저장조 냉각계통 등

2) 침수방호설비 성능기준

침수 기준높이 : 부지고 + 3m(월성 1,2발 : + 1.2m)

수압기준 : 3m 정수압 적용

누수율 : 2.83 Liter/min 이하(표준형 원전 방수문 누수율 적용)

내진 설계 : 0.2g 적용

기타 법적요건(피난기준, 방화문 요건) 적용

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3) 안전등급 전력계통 침수방지 계획(고리 1호기 기준)

비상전력계통 및 주요 안전설비 방수문/차수벽 설치

환기구 등 관통부의 침수 방지 조치 포함

전원전 확대 : 2014년까지 전원전 보강

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4) 일본 미하마 원전 침수방호 설비 설치사례

EDG 방수문

발전소내 방수문

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2. 국내원전 전력계통 비상전원 공급설비 확보 추진현황

1) 개선목표

2시간 이내 대체전원 : 설계기준 초과 자연재해와 소내정전사고시에도

노심상태를 확인하기 위한 필수전원 확보]

[참고] 월성 #1 : SBO이후 노심노출까지 약 3.6hr(근거 : PSA , 운전원 조치 미고려)

2) 이동형 발전차 규격

정격전압 /용량 : 4.16kV / 3,200kW

엔진형식 : 가스터빈 발전기(경유 사용)

- 연료탱크 용량 : 1,870 리터(100% 부하운전시 1402리터 소요)

- 1시간 이후 발전소내 EDG 연료탱크 이용(연료펌프 탑재)

정격연속운전 가능시간 : 200시간

설치대수 : 부지당 1대(2014년 까지 확보)

※ EDG실/AAC DG실 방수문 개선시, 부지내 다수호기 동시 SBO 발생가능 상정은 무리


2. 국내원전 전력계통 비상전원 공급설비 확보 추진현황(계속)

40초 이내 100% 정격부하 투입가능 용량

전압, 주파수 요건

- 정상상태 : 4.16kV ± 1% / 60Hz ± 1%

- STEP 부하 : 4.16kV ± 20% / 60Hz ± 5%

- 정상상태 복귀 : 3초이내 : 4.16kV ± 10% / 60Hz ± 2%

연료펌프 : 2.5Hp(흡상 가능높이 :5m , 정격유량 : 19gpm

차량제원

- 중량 약 51톤

- 길이, 폭, 높이 : 18.7m * 2.75m * 4.29 m

3) 전원연결

이동형 발전차 ⇔ Connection 박스 : 임시 케이블 연결

Connection 박스 ⇔ 전원연결지점 인근 : 사전 포설



4) 이동형 발전차 시험

가스터빈 제작사 시험(니카타) : 출력, 진동, L.O온도, 공기압축기 압력등

발전기 제작사 시험(Leroy somer) : 절연, 단락시험, 무부하 특성시험

부하시험, 진동시험 등

공장시험(STX 엔진)

- 기동/정지, TRIP 시험, 부하시험(저항부하, 과부하 포함) – 4.2시간

- 과속도(105%)시험, 조속기 시험, 부하탈락시험 등

* 발전기 및 부하 동적 모델링 분석(KEPCO E&C)

현장 인수 시험 : 부하시험(저항 부하시험기)



5). 미하마 원전 비상전원 설비(발전차, 상용품, 1,460kW)

SBO 발생 후 5시간 이내 전원공급(축전지 공급가능시간 고려 추정)

- 설계 : 1300AH(30분 용량) - 비상시 부하차단으로 5시간 연장

옥외보관, 별도 고정장치 없음, 무부하 시험만 수행

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3. 소외전원 비상복구체계 구축

1) 스위치야드 관리주체 협의

스위치야드 설비주체 : 한전 유지

2) 소외전원상실고장 대비 전원복구절차 수립

긴급복구절차 보완 중(규제기관 요구사항 반영 중)

한수원 긴급복구지침 수립

- 스위치야드, 송전선로 설비 자산, 관리 주관사인 한전의 업무처리시

지원 지침 수립 중

모의훈련(도상) 훈련 년 1회 시행 협의(한전과 협의 완료)

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4. 기기냉각해수펌프 및 안전정지 필수 전동기 예비품 확보

1) 기기냉각해수펌프 전동기, 사용후 연료저장조 펌프 전동기, 안전주입

펌프 등 필수 예비품 확보 추진 중(42대, 2013년 완료)

2) 기기냉각해수펌프 전동기 긴급복구절차 수립 완료

5. 기타 전원설비 보강 추진 현황

1) 월성 1호기 LAC(지역공기냉각기) 임시전원 연결지점 확보(진행 중)

480V, 800kW 이동형 발전차 확보(임대)

2) 예비변압기 앵커링(진행 중)

해일 발생시 표류 방지

3) 고리 1호기 소내전력계통 신뢰도 향상(기술용역 추진 중)

신뢰도 평가 및 필요시 설비개선(기존 : 안전/비안전 모선 연결상태)

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감사합니다.

(Q & A )

비상전원 연결 개략도 – 고리본부

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[ 참고자료]

비상전원 연결 개략도(계속)

비상시 기 설치된 AAC D/G BUS Bar 터미널 박스에 연결

연결 케이블은 터미널박스 인접 케이블 트레이내에 적재

연결 케이블 단말은 케이블러그 설치 후 절연캡으로 처리

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[참고자료]

운영기술 변화관리 지침 - kins · 국내원전 전력계통 비상전원 공급설비...

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