2012. 11. 02(금)

한국형 지진원자로자동정지시스템

(ASTS) 설계개발

2

ASTS 구축 개요

한국형 ASTS 계통 설계

인허가 추진 현황

ASTS 개발 의의 및 기대효과

목 차

3

ASTS 설치 목적

※ ASTS(Automatic Seismic Trip System)

대규모 지진파(SSE 초과 수준) 발생 시 신속하게 원자로를

자동 정지

원자력발전소의 지진 안전성 및 사회적 수용성(PA) 제고

ASTS 설계 및 설치 일정

2009.09 ~ 2013.01

ASTS 구축 개요

4

한수원 원전지진 안전특별대책팀 발족 ‘07.07.18

일본 니가타 지진 후속대책

ASTS 구축방안 규제기관 설명회 ‘07.11.09

감사원 감사 질의서에 대한 답변자료 제출 ‘07.12.07

(현장 적용 : ‘09.7~‘11.12)

ASTS 기본설계 (정지설정치 및 논리회로) ‘08.06 ~ 12

ASTS 구축방안 규제기관 설명회 ‘08.10.21

교과부 국내원전 지진안전성 관련대책 시행 지시 ‘08.12.11

ASTS 구축방안에 대한 규제기관 설명회 ‘09.03.02, 03.27

ASTS 상세설계 용역 착수 ‘09.09.14

● 주요 추진 경위

ASTS 구축 개요

5

ASTS 구축방안 규제기관 설명회 ‘09.11.26,‘10.05.11,‘11.03.09

두산중 ASTS 기자재 구매계약 체결 및 사업 착수 ‘11.03.30

국회 질의 답변(국내원전 ASTS 설치요구*) ‘11.03 ~ 05

국내원전 안전점검(교과부) 수행* ‘11.03 ~ 04

장단기 개선대책 확정(제44차 원자력안전위원회,‘11.5.6)

- 후속조치 1-1 번 : 지진 원자로자동정지 시스템 설치

최초호기(영광2호기) 경미한사항 변경신고 및 현장 자재입고 ‘11.08 ~

인허가 질의답변 및 호기별 순차 설치 ‘11.08 ~

최초호기(영광2호기) 변경내용 신고수리(원자력안전위원회) ‘12.03.07

감사원 감사(고리원전 SBO 후속) ‘12.04 ~ 05

* 후쿠시마 원전 사고(‘11.3.11) 후속 조치

ASTS 구축 개요

● 주요 추진 경위

6

ASTS 구축 개요

한국수력원자력㈜

시행계획 수립

구매품의 및 계약의뢰

입찰서 기술규격 평가 주관

계약 및 사후관리 위임

기자재 제작검사

인허가 주관

발전소

계약 후 종합관리

기자재 제작검사

시공 및 시운전 주관

한국전력기술(주)

계통설계 (대만 INER 자문 활용)

기기입찰서 평가

인허가 지원

시공 및 성능시험 지원

공급자 설계문서 검토 등

두산중

제작, 설치, 시공

기기검증시험, 시운전

교육훈련 등

추진 체계

7

ASTS 구축 개요

ASTS 설계 및 설치 세부 일정

8

해외 원전 ASTS 설치 현황

국가 ASTS 설치 원전 규제요건 설계등급* 비고

일본 전 원전

(54개 호기) 있음 안전

- MITI(Ministry of International Trade and Industry) Ordinance 62, article 22 - 일본 원자력안전위원회 내진설계 심사지침

대만 전 원전

( 6개 호기) 없음 안전 대만 AEC 권고사항

미국 일부 원전 (4개 호기)

없음 안전 NRC ACRS 권고사항으로 DCPP, SONGS에 설치

* 지진다발지역에 위치한 원전에 설치 운영 중이며 원자로보호계통 정지기능 활용으로 안전등급으로 설계하고 정지설정치는 OBE 수준으로 설정

한국형 ASTS 계통 설계

9

한국형 ASTS 계통 설계

주요 설계 요건*

항목 설계 요건

안전등급 ­ 비안전 등급

­ 계측등급-II (IC-II)

환경검증 및

전자기파 검증

­ 특정사건(대규모 지진: SSE) 발생 또는 그 이후의 환경조건에

적합한 내환경검증과 전자기파검증 수행

내진검증 ­ 내진범주 I로 설계

전기등급 ­ 비안전등급(Non-1E)으로 설계.

­ 안전계통과 연계 필요 시 안전등급 격리기를 사용(중수로)

소프트웨어 등급 ­ 안전에 중요한 (Importance To Safety) 등급으로 설계

품질등급 ­ 한수원 품질등급 A로 분류

10

한국형 ASTS 계통 설계

기타 주요 설계 특성

1) 다중성: ASTS는 2개의 정지논리채널로 구성 4개의 독립적인 지진센서 적용, 2개 채널에서 2/4 동시논리를 수행하여 채널별 원자로정지신호 발생

2개 채널 모두 작동시에만 (2/2) 원자로정지 발생

2) 계통 보안 비인가자의 검출기모듈 및 ASTS 캐비닛 내부 접근을 제한(시건장치, 문열림 스위치 장착)

정지 설정치 및 응용소프트웨어는 비휘발성 메모리에 저장

3) 소프트웨어 설계 시스템 소프트웨어는 실시간 운영체제로 프로세서 운영체제, 입출력 관리 및 자기진단 소프트웨어를 포함

ASTS 응용 소프트웨어는 확인 및 검증 요건 적용

11

기타 주요 설계 특성(계속)

4) 고장 대책 및 유지보수 입력신호가 상실될 경우 경보를 발생 디지털기기의 고장 혹은 재기동이 안전기능을 방해하지 않도록 설계 구성품과 설비는 유지보수시 용이한 교체 가능 발전소의 수명주기를 만족하도록 평균무고장시간(MTBF)과 평균수리시간 (MTTR)을 고려하여 설계

6) 시험 발전소출력 운전 중 혹은 정지 시에 주기적으로 시험이 가능 발전소 운전 중에는 우회상태에서 시험 수행, 계통 전체에 대한 시험은 발전소 정지 시에 수행(검출기모듈 시험, 정지논리채널 시험 및 정지구동단 시험을 포함)

7) 우회, 연동 및 경보 계통의 보수나 시험 시에 불필요한 원자로정지를 방지하기 위한 검출기모듈 및 정지논리채널 우회 제공(1개 센서 우회 적용 시 2/3논리 전환)

동시에 두 개 이상의 검출기모듈 및 정지논리채널 우회 방지를 위한 연동 제공 ASTS의 채널트립, 채널우회 및 이상 상태를 주제어실 경보 표시창에 표시 (중수로형 원전에서는 주제어실 제어용 전산기 경보화면 활용)

한국형 ASTS 계통 설계

12

계통 구성도 Sensor Module

Digital Equipment

Trip Logic

Module MTP

PRINTER Display Key Board

& Mouse

Trip PMS & PAS (PWR)

DCC (PHWR)

UPS

Non-1E 120 Vac Power

Trip Actuation

Module

Sensor

Module 1

MTP : Maintenance & Test Panel

PMS; Plant Monitoring System

PAS : Plant Annunciation System

UPS : Uninterruptible Power Supply

DCC : Digital Control Computer

Sensor

Module 2

Sensor

Module 4

Sensor

Module 3

한국형 ASTS 계통 설계

ASTS Uncertainty Analysis

ASTS 구성도

한국형 ASTS 계통 설계

13

14

센서모듈 구성

한국형 ASTS 계통 설계

Signal Conditioning Board

Analog Input Card

in Digital Equipment Low Pass

Filter Accelerometer

Power Supply

DC/AC

120 VAC 12 VDC

SENSOR MODULE TRIP LOGIC

MODULE IN ASTS

CABINET

B/U

Converter

V/C

Converter

UPS

SEISMIC SENSOR

15

계통 논리기능도 (경수로형, 중수로형)

한국형 ASTS 계통 설계

Trip Logic Module Ch.1

Trip Logic Module Ch.2

INPUT

CARD

2/4

I/O

CARD

Set Point Comp.

Set Point Comp.

Set Point Comp.

INPUT

CARD

2/4

Set Point Comp.

Set Point Comp.

Set Point Comp.

Set Point Comp.

Set Point Comp.

Set Point Comp.

Trip Logic

Module

O

O

I I

O

O

I I

I/O

CARD

I

I

I

Sensor 1-L

Sensor 1-V

Sensor 1-T

I

I

I

Sensor 3-L

Sensor 3-V

Sensor 3-T

I

I

I

Sensor 2-L

Sensor 2-V

Sensor 2-T

I

I

I

Sensor 4-L

Sensor 4-V

Sensor 4-T

Sensor

Module

Sensor Module 1

Sensor Module 3

Sensor Module 2

Sensor Module 4

Set Point Comp.

Set Point Comp.

Set Point Comp.

Trip Actuation

Module

O

O

OUTPUT

CARD

Ch. 1 Trip

PAS & PMS

(PWR)

DCC (PHWR)

O

OUTPUT

CARD

O

Ch. 2 Trip

PAS & PMS

(PWR)

DCC (PHWR)

16

정지구동단 구성

중수로원전 경수로원전

한국형 ASTS 계통 설계

REACTOR

TRIP

MG SET 1

Output Circuit

Breaker “1”

Output Circuit

Breaker “2”

MG SET 2

ROD

CONTROL

SYSTEM

ASTS

CH 1

Trip

ASTS

CH 1

Trip

17

ASTS 기기검증

노화 시험

내 환경시험 내 방사선 시험*

내진 시험

EQ Report

전자파 시험

Fail

Pass

5개 발전소 현장조사

Seismic Analysis

내진 시험

분석을 통한 구조 보강

구조 보강

구조보강 결과 현장적용 및 EQ Report

결과 확인

결과 확인

Fail

Fail

Pass

MG SET 기기검증 절차 ASTS 기기검증 절차

* 센서모듈만 해당

한국형 ASTS 계통 설계

Pass

Pass

Pass

18

센서박스, ASTS 캐비닛, MG-Set 제어반 현장설치 사진

한국형 ASTS 계통 설계

19

인허가 추진 현황

원자력법 시행규칙 제18조“경미한 사항의 변경신고”사항으로 신청 근거: FSAR 15장 안전해석 영향 및 제16장 운영기술지침서 개정 사항 없음

인허가 신청 시 제출 서류 설계변경서, FSAR 변경(안)

인허가 승인 현황 2012.10.31일 현재: 20개 발전소에 36 Set의 RAI를 접수하여 32 Set의 답

변서 및 보충자료를 제출

영광1,2호기 변경신고 수리 (원자력안전위원회, 2012.03.07) 이외 후속 발전소에 대한 인허가 심사 진행 중

20

ASTS 개발 의의 및 기대효과

2012년 말까지 인허가 승인 완료 기대

인허가 승인 완료시 한국형 ASTS 구축 완성

국회 요구 및 정부 지시사항에 대한 후속조치 이행

SSE를 초과하는 대규모 지진시 자동원자로정지로 원자력발전소의 지진 안전성 및 사회적 수용성(Public Acceptance) 제고

후속 건설원전에도 동일한 설계 적용