국내원전중대사고 국내원전중대사고중대사고대처설계대처설계 · 2 khnp 1....

KHNPKHNPKHNPKHNPKHNPKHNPKHNPKHNP

국내원전국내원전국내원전국내원전중대사고중대사고중대사고중대사고대처설계대처설계대처설계대처설계

제제제제 9회회회회원자력원자력원자력원자력안전기술안전기술안전기술안전기술정보회의정보회의정보회의정보회의

2004. 4. 9

한한한한국국국국수수수수력력력력원원원원자자자자력력력력㈜㈜㈜㈜

원자력환경기술원원자력환경기술원원자력환경기술원원자력환경기술원

2KHNPKHNPKHNPKHNPKHNPKHNPKHNPKHNP

1. 중대사고의중대사고의중대사고의중대사고의정의정의정의정의

2. 중대사고중대사고중대사고중대사고열수력열수력열수력열수력현상현상현상현상

3. 중대사고중대사고중대사고중대사고대처설계대처설계대처설계대처설계

3.1 격납건물격납건물격납건물격납건물성능성능성능성능

3.2 수소수소수소수소제어제어제어제어능력능력능력능력확보확보확보확보3.3 노심용융물노심용융물노심용융물노심용융물-콘크리트콘크리트콘크리트콘크리트반응반응반응반응완화완화완화완화및및및및

노심용융물노심용융물노심용융물노심용융물냉각가능성냉각가능성냉각가능성냉각가능성확보확보확보확보

3.4 노심용융물분출노심용융물분출노심용융물분출노심용융물분출및및및및격납건물직접가열격납건물직접가열격납건물직접가열격납건물직접가열완화완화완화완화

4. 맺맺맺맺음음음음말말말말

차차차차 례례례례



방사능방사능방사능방사능방출방출방출방출유무에유무에유무에유무에관계없이관계없이관계없이관계없이, 설계기준사고설계기준사고설계기준사고설계기준사고(DBA)를를를를초과하여초과하여초과하여초과하여노심노심노심노심

손상을손상을손상을손상을야기하는야기하는야기하는야기하는사고사고사고사고

* DBA : 공학적안전설비의공학적안전설비의공학적안전설비의공학적안전설비의설계기준으로설계기준으로설계기준으로설계기준으로설정되는설정되는설정되는설정되는가상가상가상가상사고사고사고사고

정상정상정상정상 운전운전운전운전

중대사고관리중대사고관리중대사고관리중대사고관리

발발발발

생생생생

확확확확

률률률률

사사사사

건건건건

정정정정

도도도도비정상비정상비정상비정상 상태상태상태상태

설계기준사고설계기준사고설계기준사고설계기준사고

중대사고중대사고중대사고중대사고

설계기준설계기준설계기준설계기준 초과사고초과사고초과사고초과사고 회복절차회복절차회복절차회복절차

비상운전절차비상운전절차비상운전절차비상운전절차



관련관련관련관련규제규제규제규제및및및및설계요건설계요건설계요건설계요건

격납건물격납건물격납건물격납건물성능기준성능기준성능기준성능기준및및및및안전성안전성안전성안전성목표를목표를목표를목표를만족할만족할만족할만족할수수수수있도록있도록있도록있도록중대사고를중대사고를중대사고를중대사고를방지하거나방지하거나방지하거나방지하거나완화시킬완화시킬완화시킬완화시킬수수수수있는있는있는있는설비를설비를설비를설비를구축구축구축구축

−과기부과기부과기부과기부중대사고중대사고중대사고중대사고정책성명정책성명정책성명정책성명, KINS 상세안전지침상세안전지침상세안전지침상세안전지침, 사업자요건사업자요건사업자요건사업자요건(K-URD)

− 10CFR50.34(f), SECY-93-087, EPRI-URD, EUR

중대사고중대사고중대사고중대사고대처대처대처대처

노심노심노심노심손상손상손상손상방지방지방지방지

사고진행과정에서사고진행과정에서사고진행과정에서사고진행과정에서야기되는야기되는야기되는야기되는원자로용기원자로용기원자로용기원자로용기및및및및격납건물의격납건물의격납건물의격납건물의건전성건전성건전성건전성

위협요소를위협요소를위협요소를위협요소를제거제거제거제거또는또는또는또는완화완화완화완화

→주요주요주요주요위협요소위협요소위협요소위협요소, 즉즉즉즉 중대사고중대사고중대사고중대사고주요주요주요주요현상에현상에현상에현상에대한대한대한대한이해가이해가이해가이해가필요필요필요필요

→위협요소별위협요소별위협요소별위협요소별발전소의발전소의발전소의발전소의대처설계특성대처설계특성대처설계특성대처설계특성파악파악파악파악및및및및관리가관리가관리가관리가요구됨요구됨요구됨요구됨


2. 중대사고중대사고중대사고중대사고열수력열수력열수력열수력현상현상현상현상대처설계대처설계대처설계대처설계


2. 중대사고중대사고중대사고중대사고열수력열수력열수력열수력 현상현상현상현상 대처설계대처설계대처설계대처설계

노심손상에서부터노심손상에서부터노심손상에서부터노심손상에서부터 원자로용기원자로용기원자로용기원자로용기 및및및및 격납건물격납건물격납건물격납건물 파손에파손에파손에파손에 이르는이르는이르는이르는 일련의일련의일련의일련의 사고진행사고진행사고진행사고진행

과정과정과정과정 동안동안동안동안 발생가능한발생가능한발생가능한발생가능한 물리적물리적물리적물리적 현상현상현상현상 및및및및 관련관련관련관련 현안현안현안현안

노심용융진행노심용융진행노심용융진행노심용융진행 ((((CMP)CMP)CMP)CMP)

수소수소수소수소 혼합혼합혼합혼합 및및및및 연소연소연소연소

노심용융물과노심용융물과노심용융물과노심용융물과 냉각수냉각수냉각수냉각수 반응반응반응반응 ((((FCI)FCI)FCI)FCI)

격납건물직접가열격납건물직접가열격납건물직접가열격납건물직접가열 ((((DCH)DCH)DCH)DCH)

노심용융물과노심용융물과노심용융물과노심용융물과 콘크리트콘크리트콘크리트콘크리트 반응반응반응반응 ((((MCCI)MCCI)MCCI)MCCI)

격납건물격납건물격납건물격납건물 과압과압과압과압 ((((Containment Overpressure)Containment Overpressure)Containment Overpressure)Containment Overpressure)

핵분열생성물핵분열생성물핵분열생성물핵분열생성물 및및및및 에어로졸에어로졸에어로졸에어로졸 거동거동거동거동

기기생존성기기생존성기기생존성기기생존성 ((((Equipment Survivability)Equipment Survivability)Equipment Survivability)Equipment Survivability)


2. 중대사고중대사고중대사고중대사고열수력열수력열수력열수력 현상현상현상현상 대처설계대처설계대처설계대처설계((((계속계속계속계속))))

중대사고중대사고중대사고중대사고진행과정진행과정진행과정진행과정및및및및관련관련관련관련현상현상현상현상

사고사고사고사고발생발생발생발생

노심노심노심노심노출노출노출노출

중대사고관리중대사고관리중대사고관리중대사고관리(CET 1,200oF)

노심지지구조물노심지지구조물노심지지구조물노심지지구조물파손파손파손파손

원자로용기원자로용기원자로용기원자로용기파손파손파손파손

격납건물격납건물격납건물격납건물파손파손파손파손

시시시시간간간간

In-VesselFCI

1111시간시간시간시간

노심용융진행노심용융진행노심용융진행노심용융진행

Ex-VesselFCI

DCH 격납건물격납건물격납건물격납건물가압가압가압가압

MCCI

수소연소수소연소수소연소수소연소및및및및폭발폭발폭발폭발

수소폭발수소폭발수소폭발수소폭발

수소생성은수소생성은수소생성은수소생성은노심용융진행노심용융진행노심용융진행노심용융진행, FCI, DCH, MCCI 등등등등중대사고중대사고중대사고중대사고전전전전과정에서과정에서과정에서과정에서모두모두모두모두발생됨발생됨발생됨발생됨.


2. 중대사고중대사고중대사고중대사고 열수력열수력열수력열수력 현상현상현상현상 대처설계대처설계대처설계대처설계

현상현상현상현상 구분구분구분구분 및및및및 관련관련관련관련 용어용어용어용어 ((((격납건물격납건물격납건물격납건물 건전성건전성건전성건전성 위협요소를위협요소를위협요소를위협요소를 중심으로중심으로중심으로중심으로))))

LateAll RangeEx-vessel노심용융물노심용융물노심용융물노심용융물 -콘크리트콘크리트콘크리트콘크리트반응반응반응반응

EarlyLowIn-vesselEx-vessel

노심용융물노심용융물노심용융물노심용융물 -냉각수냉각수냉각수냉각수반응반응반응반응

EarlyHighEx-vessel격납건물격납건물격납건물격납건물직접가열직접가열직접가열직접가열

Ex-vessel

In-vesselEx-vessel

발생발생발생발생지점지점지점지점

LateAll Range격납건물격납건물격납건물격납건물가압가압가압가압

EarlyLate

All Range수소수소수소수소연소연소연소연소

(생성생성생성생성및및및및혼합혼합혼합혼합포함포함포함포함)

격납건물격납건물격납건물격납건물

파손유형파손유형파손유형파손유형

VB시점에서의시점에서의시점에서의시점에서의

RCS 압력압력압력압력위협요소위협요소위협요소위협요소또는또는또는또는현상현상현상현상


3. 중대사고중대사고중대사고중대사고대처설계대처설계대처설계대처설계

3.1 격납건물격납건물격납건물격납건물성능성능성능성능


격납건물격납건물격납건물격납건물 성능성능성능성능 평가평가평가평가 ((((내부사건내부사건내부사건내부사건 기준기준기준기준))))

고리 1호기고리 1호기고리 1호기고리 1호기

75.9%75.9%75.9%75.9%

0.7%0.7%0.7%0.7%

4.7%4.7%4.7%4.7%

16.5%16.5%16.5%16.5%

0.1%0.1%0.1%0.1% 2.1%2.1%2.1%2.1%

영광 5,6호기영광 5,6호기영광 5,6호기영광 5,6호기

74.1%74.1%74.1%74.1%

0.5%0.5%0.5%0.5%

8.3%8.3%8.3%8.3%

2.2%2.2%2.2%2.2%

5.8%5.8%5.8%5.8%

9.1%9.1%9.1%9.1%

격납건물 건전성 유지 (No Containment Failure, No CF)

격납건물 조기손상 (Early Containment Failure, ECF)

격납건물 후기손상 (Late Containment Failure, LCF)

격납건물 바닥콘크리트 용융관통 (Basemat Melt-Through, BMT)

격납건물 격리실패 (Containment Isolation Failure, ISO.FAIL)

격납건물 우회 (Containment Bypass, Bypass)

APR 1400APR 1400APR 1400APR 1400

91 .45%91 .45%91 .45%91 .45%

0.95%0.95%0.95%0.95%

3.89%3.89%3.89%3.89%

0.38%0.38%0.38%0.38%1 .41%1 .41%1 .41%1 .41%

1 .92%1 .92%1 .92%1 .92%


견고한견고한견고한견고한대형대형대형대형격납건물격납건물격납건물격납건물

설계설계설계설계요건요건요건요건 ( 10CFR50.34 (f) & SECY-93-087)중대사고시중대사고시중대사고시중대사고시격납건물격납건물격납건물격납건물하중이하중이하중이하중이노심손상노심손상노심손상노심손상후후후후 24시간동안시간동안시간동안시간동안 ASME 계수하중계수하중계수하중계수하중범주범주범주범주 (Factored Load Category)를를를를초과하지초과하지초과하지초과하지않아야않아야않아야않아야 함함함함.

24시간시간시간시간이후에도이후에도이후에도이후에도핵분열생성물핵분열생성물핵분열생성물핵분열생성물방출을방출을방출을방출을최소화하도록최소화하도록최소화하도록최소화하도록기밀방벽의기밀방벽의기밀방벽의기밀방벽의역할을역할을역할을역할을수행하여야수행하여야수행하여야수행하여야함함함함.

123.7 psia

60 psig / 350 oF

3.126 ×××× 106 ft3

3,983 MWt

APR1400( PS 콘크리트콘크리트콘크리트콘크리트)

격납건물격납건물격납건물격납건물성능성능성능성능106 psig122 psig계수하중범주계수하중범주계수하중범주계수하중범주1)

격납건물격납건물격납건물격납건물성능성능성능성능57 psig / 285 oF43 psig / 270 oFCont. 설계설계설계설계압력압력압력압력/온도온도온도온도

격납건물격납건물격납건물격납건물성능성능성능성능2.727 ×××× 106 ft31.45 ×××× 106 ft3격납건물격납건물격납건물격납건물순자유체적순자유체적순자유체적순자유체적

열제거열제거열제거열제거 (붕괴열붕괴열붕괴열붕괴열)2,815 MWt1723.5 MWt노심노심노심노심열출력열출력열출력열출력

관관관관 점점점점영광영광영광영광5,6호기호기호기호기

( PS 콘크리트콘크리트콘크리트콘크리트)고리고리고리고리 1호기호기호기호기

(철제철제철제철제)항항항항 목목목목

1) 철제철제철제철제 격납건물은격납건물은격납건물은격납건물은 ASME Service Level C Limit를를를를 의미하며의미하며의미하며의미하며, APR1400을을을을제외한제외한제외한제외한국내국내국내국내원전은원전은원전은원전은 중대사고중대사고중대사고중대사고하중을하중을하중을하중을설계에설계에설계에설계에

반영된반영된반영된반영된것은것은것은것은아님아님아님아님. 고리고리고리고리1호기는호기는호기는호기는취약도곡선의취약도곡선의취약도곡선의취약도곡선의 5% 확률이며확률이며확률이며확률이며영광영광영광영광5,6호기는호기는호기는호기는평가결과임평가결과임평가결과임평가결과임.


3.2 수소수소수소수소제어제어제어제어능력능력능력능력확보확보확보확보


수소제어계통수소제어계통수소제어계통수소제어계통 (Hydrogen Mitigation System)

설계설계설계설계및및및및규제규제규제규제요건요건요건요건 (10CFR50.34(f))100% MWR에에에에의해의해의해의해생성되는생성되는생성되는생성되는양양양양에에에에해당되는해당되는해당되는해당되는수소가수소가수소가수소가방출되는방출되는방출되는방출되는사고사고사고사고동안동안동안동안균일수소농도가균일수소농도가균일수소농도가균일수소농도가 10 v/o 를를를를초과하지초과하지초과하지초과하지않아야않아야않아야않아야됨됨됨됨.가연성농도의가연성농도의가연성농도의가연성농도의수소가수소가수소가수소가국부적으로국부적으로국부적으로국부적으로축적되지축적되지축적되지축적되지않아야않아야않아야않아야됨됨됨됨.

설계설계설계설계내용내용내용내용

수소점화기와수소점화기와수소점화기와수소점화기와 PAR를를를를격납건물격납건물격납건물격납건물주요주요주요주요지점에지점에지점에지점에설치하여설치하여설치하여설치하여조기에조기에조기에조기에수소를수소를수소를수소를제거제거제거제거(Igniter-Only, PAR-Only, Dual, PAR-Based system)주요주요주요주요 원전원전원전원전 설계기준사고설계기준사고설계기준사고설계기준사고 중대사고중대사고중대사고중대사고

APRAPRAPRAPR1111400400400400 PAR 6PAR 6PAR 6PAR 6대대대대 PAR 26PAR 26PAR 26PAR 26대대대대 + IG 10 + IG 10 + IG 10 + IG 10개개개개

영광영광영광영광 5,65,65,65,6 TR 2TR 2TR 2TR 2대대대대 IG 20IG 20IG 20IG 20개개개개

고리고리고리고리 1111 호기호기호기호기 TR 2 TR 2 TR 2 TR 2 대대대대 없없없없 음음음음

AP600AP600AP600AP600 PAR 4PAR 4PAR 4PAR 4대대대대 IG 64IG 64IG 64IG 64개개개개

EPREPREPREPR PARPARPARPAR PAR + IGPAR + IGPAR + IGPAR + IG

TR : 열재결합기열재결합기열재결합기열재결합기

IG : 점화기점화기점화기점화기

PAR :

피동촉매식재결합기피동촉매식재결합기피동촉매식재결합기피동촉매식재결합기


주요주요주요주요수소제어설수소제어설수소제어설수소제어설비비비비

SiemensPAR

NISPAR

GM

Glow Plug

Igniter

Tayco

Glow Plug

Igniter


3.3 MCCI 완화완화완화완화및및및및노심용융물노심용융물노심용융물노심용융물냉각능력냉각능력냉각능력냉각능력확보확보확보확보


MCCI 완화완화완화완화및및및및노심용융물노심용융물노심용융물노심용융물냉각가능성냉각가능성냉각가능성냉각가능성확보확보확보확보

ⅢⅢⅢⅢ----44444444

규제규제규제규제및및및및설계설계설계설계요건요건요건요건 (SECY-93-087, K-URD)노심용융물노심용융물노심용융물노심용융물냉각가능성을냉각가능성을냉각가능성을냉각가능성을확보하기확보하기확보하기확보하기위한위한위한위한 침수계통을침수계통을침수계통을침수계통을갖추어야갖추어야갖추어야갖추어야함함함함.MCCI 및및및및노심용융물노심용융물노심용융물노심용융물냉각을냉각을냉각을냉각을위하여위하여위하여위하여원자로공동원자로공동원자로공동원자로공동바닥면적바닥면적바닥면적바닥면적 (최소최소최소최소 0.02m2/MWt) 을을을을확보확보확보확보하여야하여야하여야하여야함함함함.격납건물격납건물격납건물격납건물라이너판을라이너판을라이너판을라이너판을보호하기보호하기보호하기보호하기위한위한위한위한희생용희생용희생용희생용콘크리트콘크리트콘크리트콘크리트바닥을바닥을바닥을바닥을갖추어야갖추어야갖추어야갖추어야함함함함.

설계설계설계설계특성특성특성특성

하중하중하중하중구조설계구조설계구조설계구조설계반영반영반영반영평가평가평가평가없음없음없음없음평가평가평가평가없음없음없음없음증기폭발증기폭발증기폭발증기폭발영향영향영향영향

3 ft (Basaltic)

CFS 설치설치설치설치중력에중력에중력에중력에의한의한의한의한 IRWST냉각수냉각수냉각수냉각수공급공급공급공급

865.8 ft3

3,983 MWt

APR1400

3 ft (Basaltic)약약약약 15 ft (Basaltic)바닥바닥바닥바닥콘크리트콘크리트콘크리트콘크리트

CFS 설치설치설치설치대책대책대책대책구비구비구비구비냉각능력냉각능력냉각능력냉각능력제한적임제한적임제한적임제한적임.(CSS/LPSIP사용사용사용사용)

CFS 없음없음없음없음냉각능력냉각능력냉각능력냉각능력제한적임제한적임제한적임제한적임.

(CSS/정지냉각펌프정지냉각펌프정지냉각펌프정지냉각펌프사용사용사용사용)

원자로공동원자로공동원자로공동원자로공동

침수능력침수능력침수능력침수능력

683.7 ft2371.6 ft2공동공동공동공동바닥면적바닥면적바닥면적바닥면적

2,815 MWt1723.5 MWt노심노심노심노심열출력열출력열출력열출력

영광영광영광영광5,6호기호기호기호기고리고리고리고리 1호기호기호기호기항항항항 목목목목


3.4 고압용융물분출고압용융물분출고압용융물분출고압용융물분출및및및및격납건물격납건물격납건물격납건물직접가열직접가열직접가열직접가열완화완화완화완화

(Mitigation of High Pressure Melt Ejection &Direct Containment Heating)


격납건물격납건물격납건물격납건물직접가열직접가열직접가열직접가열 (Direct Containment Heating, DCH)

고압용융분출고압용융분출고압용융분출고압용융분출 (High Pressure Melt Ejection, HPME)RCS가가가가감압되지감압되지감압되지감압되지않고않고않고않고고압상태로고압상태로고압상태로고압상태로유지된유지된유지된유지된

상태에서상태에서상태에서상태에서원자로용기원자로용기원자로용기원자로용기파손되면서파손되면서파손되면서파손되면서고온의고온의고온의고온의

노심용융물이노심용융물이노심용융물이노심용융물이파편화되어파편화되어파편화되어파편화되어분출되는분출되는분출되는분출되는현상현상현상현상

격납건물격납건물격납건물격납건물직접가열직접가열직접가열직접가열 (DCH)HPME가가가가발생한발생한발생한발생한직후직후직후직후, 원자로공동을원자로공동을원자로공동을원자로공동을이탈한이탈한이탈한이탈한

고온의고온의고온의고온의노심용융물이노심용융물이노심용융물이노심용융물이격납건물격납건물격납건물격납건물대기와대기와대기와대기와직접직접직접직접

접촉하여접촉하여접촉하여접촉하여급격한급격한급격한급격한열전달을열전달을열전달을열전달을일으킴으로써일으킴으로써일으킴으로써일으킴으로써

격납건물을격납건물을격납건물을격납건물을가압시키는가압시키는가압시키는가압시키는현상현상현상현상.


HPME 및및및및 DCH 완화완화완화완화

설계설계설계설계및및및및규제규제규제규제요건요건요건요건 (SECY-93-087)신뢰성있는신뢰성있는신뢰성있는신뢰성있는원자로냉각재계통원자로냉각재계통원자로냉각재계통원자로냉각재계통안전감압계통을안전감압계통을안전감압계통을안전감압계통을설치설치설치설치할할할할것것것것

원자로공동으로부터원자로공동으로부터원자로공동으로부터원자로공동으로부터이탈되는이탈되는이탈되는이탈되는노심용융물노심용융물노심용융물노심용융물양을양을양을양을줄일줄일줄일줄일수수수수있는있는있는있는원자로공동원자로공동원자로공동원자로공동배치배치배치배치설계설계설계설계특성을특성을특성을특성을갖출갖출갖출갖출것것것것

설계설계설계설계내용내용내용내용.

250 psia400 psig(SAMG)

400 psig(SAMG)

RCS 감압감압감압감압목표목표목표목표(HPME 한계압력한계압력한계압력한계압력)

U 자형자형자형자형구조구조구조구조5번번번번방향방향방향방향전환전환전환전환

용융물용융물용융물용융물가둠실가둠실가둠실가둠실설치설치설치설치

SDS (POSRV) 4대대대대BDBA 및및및및 중대사고용중대사고용중대사고용중대사고용

(4인치인치인치인치)

APR1400



원자로공동원자로공동원자로공동원자로공동구조구조구조구조

SDS 밸브밸브밸브밸브 (수동수동수동수동) 2대대대대BDBA RCS F&B용용용용

(4인치인치인치인치)

PORV (수동수동수동수동및및및및자동자동자동자동)2대대대대 (6인치인치인치인치)

RCS 감압감압감압감압설비설비설비설비

영광영광영광영광5,6호기호기호기호기고리고리고리고리 1호기호기호기호기항항항항 목목목목


4. 맺맺맺맺음음음음말말말말

지속적으로지속적으로지속적으로지속적으로중대사고중대사고중대사고중대사고대처설비를대처설비를대처설비를대처설비를추가하여추가하여추가하여추가하여심층심층심층심층방어능력방어능력방어능력방어능력강화강화강화강화

- 가동중가동중가동중가동중원전원전원전원전중대사고중대사고중대사고중대사고대처대처대처대처능력능력능력능력확보확보확보확보

- 표준원전표준원전표준원전표준원전중대사고중대사고중대사고중대사고대처대처대처대처설계설계설계설계반영반영반영반영및및및및 Provision

- 신규원전은신규원전은신규원전은신규원전은중대사고중대사고중대사고중대사고대처대처대처대처설계반영설계반영설계반영설계반영

가동중가동중가동중가동중원전원전원전원전및및및및표준원전에표준원전에표준원전에표준원전에대한대한대한대한사고관리지침서사고관리지침서사고관리지침서사고관리지침서작성으로작성으로작성으로작성으로

중대사고중대사고중대사고중대사고대처대처대처대처능력능력능력능력향상향상향상향상

국내원전중대사고 국내원전중대사고중대사고대처설계대처설계 · 2 khnp 1....

Documents