원전 화재방호 workshop · 2018-01-01 · 분석방법 또는 평가기준:고시에 의거한...

원전 화재방호 Workshop 2011. 6.23-24, 수원 라마다호텔

김 위 경 [email protected] 주 최 : 한국원자력안전기술원

후 원 : 교육과학기술부

목차

화재위험도분석 개요

화재위험도분석 현황

화재위험도분석 개선필요사항

화재위험도분석보고서 작성지침

결언

글로벌 원자력안전의 중심

2

화재위험도분석의 고시상 정의 목적: 안전정지분석

화재발생시 원자로의 안전정지능력을 확보하고

환경으로의 방사성물질 누출가능성이 최소화됨을 입증

방법: 화재재해분석

각 방화지역별 가상 화재에 대한 위험성을 검토하고

화재예방 및 화재방호조치가 적합한지 평가하기 위한

정량적 또는 정성적인 위험도분석을 말한다.

화재위험도분석 요구분야 인허가 검토서류

발전소 화재방호계획 수립시 참고자료

발전소 운영시 설계변경에 따른 화재안전성 및 안전정지 영향 분석


3

화재위험도분석 개요 1

소방대 훈련자료


4


발전소 화재방호계획 관련업무

화재사고보고서

화재방호계획서 작성 및

관리 화재위험도분석보고서

관리

초동소방대

설비 유지관리

심층방어를 위한

운영절차

품질보증

방화관리자

화재위험도분석

화재위험성평가 - 화재하중/화재특성 - 방화구역별 특성 - 화재감지 및 진압시설

화재감지 및 진압설비(소방설비 적용기술기준 적합성)

원자로 안전정지 - 화재방호구획 - 가연성물질의 종류 및 크기 - 설계기준화재

설계/기준변경사항 적합성평가

소방설비 점검절차

예방, 진압 및 화재시 안전정지 운영절차

1


5

Construction

Design

Siting Commissioning

Operation Decom- missioning

Early site approval

Construction Permit

F-FHA, FPP(Report)

Operating License

License Amendment

FSAR, QA SSR, ER, PSAR, QA

Process of Review and Assessment

FSAR, QA

License Amendment

P-FHA FPP(Report), FHA

Fire Protection Program

FHA FPP(Report)



화재위험도분석 고려사항

화재손상제한요건

고온정지기능: 하나의 계열은 손상을 입지 않아야 함.

상온정지기능: 모두 손상될 수 있으나 72시간 이내 복구 가능


6

1

화재방호구역의 구분: 방화지역, 방화구역

화재감지 및 진압설비: 선정된 설비, 용량, 성능 적정성, 설계기준

가연성물질의 종류 및 크기: 가연성물질(배치)/점화원 현황

화재위험성의 평가: 화재하중 및 특성 분석에 관한 내용

원자로 안전정지·잔열제거 ·화재감시 및 방사성물질 유출방지능력

설계기준화재의 범주: SSCs에 미치는 영향, 화재특성, 시나리오

화재위험도분석 가정

하나의 방화지역 모든 기능 상실

안전정지능력 확보방안

다중방호설비를 3시간 등급 내화방벽으로 격리

가연물이나 화재위험이 없이 수평거리로 6.1 m 이상 이격

1시간 등급의 내화방벽으로 격리하고, 추가로 화재 감지기와 자동소화설비


7


A

B

신규원전 화재위험도분석보고서 Introduction

목적: 안전정지 유발화재 가능성 및 결과 최소화,

Defense –in-Depth Approach: 예방, 감지 및 진압, 다중 안전계통

One Success Path: 물리적 방벽, 공간적 격리

Fire Hazards Analysis

내화방벽, 관통부, 주요장비, 방사성물질 포함기기, 가연물 화재하중, 화재방호설비(감지/진압설비 종류, 소화전/기 위치, 제연설비HVAC, 진입/탈출로), 설계기준화재, 오동작 우려

Safe Shutdown Analysis and Safe Shutdown Equipment List

부반응도, RCS 압력/재고량 감시/제어, 붕괴열제거

계통 및 기기, 안전정지케이블 배선도 확인 격리요건

결과: 다중설비로 인하여 어떠한 방화지역의 화재는 안전정지에 영향이 없음


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화재위험도분석 현황 2

국내 기준이 전혀 반영되지 않음

일부 사항 단순 나열된 형태

안전정지 가능성만 평가

가동원전 신규 화재위험도분석보고서 일반사항: 개요, 목적, 용어 정의

국내외 화재방호요건검토

원전 화재방호 개요, 요건 검토, 요건 준수여부

화재방호: 평가기준 및 평가결과

화재방호계획, 화재방호계통 및 설비

화재재해분석

분석방법론, 방화지역설정, 가연성물질 및 화재하중 평가,

지역별 재해평가

화재 안전정지분석

분석방법론, 연계회로/기기오동작 분석방법론, 안전정지 기능 및 계통, 성공경로/기기/케이블

지역별 영향평가


9


회로분석 중심 PSA 방법론(?)

2


10


내화등급

방화구역

적용기준/근거

2


11

방화지역 번호 FM10-01A

방화지역명 RHR & CS Pump A Room Area

격실내 존재 기기 케이블 손상 기기 기기명 또는 케이블 번호

2RHAPRH01 - RHR PP A

2VA252AHU01A - AUX BLDG SAFETY RELATED RHR PP RM AHU A

- 2RHAPRH01 1RHL1A

- 2RHAPRH02 1RHL11B

- 2RHMV8702A 1RHC8074B,1RHC39B

- 2RHMV8702B 1RHC8078B,1RHC54B

- 2SIMV8810B 1SIC150B,1SIC147B,1SIJ28B

- 2SIMV8811B 1SIC156B,1SIC157B

- 2SIMV8812B 1SIC166B,1SIC167B,1SIJ30B

- 2VA252AHU01A 1VAC241A

- 2VA252AHU01B 1VAC251B

분석 케이블 손상 기기 1. 잔열제거펌프(2RHAPRH01/02) 손상으로 상온정지 불가능 2. 잔열제거펌프실 공조기(2VA252AHU01A/B) 손상으로 잔열제거 펌프 동작 불가능

안전정지 여부 안전정지 불가능


+ ?

2


기타사항 화재방호요건 만족 비교표

화재진압대책 제안


12

3

국내법 적용

GDC 3 원자로시설 등의 기술기준에 관한 규칙 제14조

IAEA Standards/BTP CMEB 9.5.1(Reg. Guide 1.189) 화재위험도분석에 관한 기술기준 고시, KINS 규제기준/지침

적합성평가 요약 및 수행시점의 요건 비교/반영 사항 추가

운영허가 개요/화재재해/안전정지

가동중 용역보고서(용역의 개요, 화재방호계획, 개선필요사항)

계속운전관련 용역보고서

적합성평가 용역보고서 + FHA 보고서 개정본

방화구역: 화재위험성분석 평가단위

격실명, 진압구역 등의 유사한 용어 사용

진압구역: 자동화재 진압설비가 설치된 방화지역/구역


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화재위험도분석 개선필요사항 3

방화지역 방화구역: (원룸형) 아파트 방

분석방법 또는 평가기준:고시에 의거한 항목

화재방호구획 고시 및 KINS 규제지침 개념

화재감지 및 진압설비 KINS 규제지침, ?소방법?, NFSC, NFPA

화재위험성분석 가능한 고시 준수

가연성물질의 종류 및 크기, 설계기준화재의 범주, 화재위험성의 평가

원자로 안전정지분석 KINS 규제지침 포함한 원자력법

설계기준화재의 범주 포함

분석결과

화재방호구획: 발전소 설계현황 및 기준 준수여부

화재감지 및 진압설비: 발전소 설계현황 및 기준 준수여부

화재위험성분석 방화구역별

원자로 안전정지분석 방화지역별


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시각화 등 사용자 입장 고려: 화재대응절차수립:

화재시나리오, 화재특성, 화재규모(외부소방대): EDG 연료탱크

진압설비 수동동작(전원차단): 화재실 차단기 전원 차단시 문제점

화재확대 예상지역 감시(회로, 구조물)

원자로운전 예상대응절차: (다중)오동작 기기, LCO, EOP 연계여부

방화지역/구역특성: 안전관련/방사성물질/화재위험성/화재종류…

방화지역별 화재후 안전정지분석, 방화구역별 화재위험성분석

평가 가능성: 소화설비, 화재후 안전정지 및 진압수단 다중성

화재진압도

화재사건에 대한 EOP 반영 또는 화재비상절차 수립 중수로: 상이한 수준(중수/경수 주입)의 안전정지개념

원자로 정지 지연시 경수를 주입하여 원자로를 정지할 가능성이 있음


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안전정지가 가능해도 화재발생지역이 모두 전소되는 것을 원하는 사용자는 없음

I 일반사항

1. 화재위험도분석 개요

2. 적합성평가 개요

2.1 제1차 적합성평가

3. 용어의 정의

II 국내외 요건 검토

1. 건설시 요건

2. 적합성평가시 요건

2.1 제1차 적합성평가

III 분석방법론/평가기준

1. 방화설비

방화구획, 화재감지 및 진압설비

2. 화재위험성 분석

3. 원자로안전정지 분석

IV 방화설비 분석결과

1. 방화구획

2. 화재감지 및 진압설비

V 화재위험성 분석결과

1. 가연성물질의 크기 및 종류

2. 화재위험성평가

VI 원자로안전정지 분석결과

1. 설계기준화재

2. 원자로 안전정지분석

부록

1. 화재위험도분석표

2. 각종 입증자료 . .


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화재위험도분석보고서 작성지침 4

P-FHA 10년

10년

F-FHA

10년

10년

10년

10년

10년


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1. 기능

원자로 정지시 붕괴열을 제거하거나 원자로냉각재상실사고시 저압안전주입기능을 수행하는 A 계열의 잔

열제거펌프와 원자로건물 살수기능을 수행하는 A계열의 살수펌프가 설치되어 있다.

화재특성: 가연물, 화재성장속도 외부소방대 지원 요청 필요

화재전파가능성: 유류의 흘러넘침, 관통부 및 전기회로에 의한 000-00 지역으로 전파가능성이 있음

운전에 영향을 미치는 계통: XXX-XX 차단기가 설치되어 있어 *** 계통들이 운전불가능함

원자로안전정지: 두개의 계열이 동시에 존재하나 방화매트로 격리되어 있음

ZAD-01A 화재위험도분석표

방화지역 ZAD-01A(잔열제거펌프 및 살수펌프실 A) 위치 AB(64-124‘)

지역코드 SY-RY-F1-FABC-OMA 바닥면적 357.01 ㎡ 체적 2340 ㎥

화재심각도 1.8 hr LCO ○ 잔열제거기능, 살수기능

요구내화등급 3 hr EOP ○ 원자로냉각재상실

화재하중 1.8×106 kJ/㎡ 계획예방정비기간 ○ 잔열제거기능

2. 방화구역

M19-03 Floor Drain Tank Room M22-03 Charg. Pump Cooling Unit Area

M19-03 바닥배수탱크실 M22-03 충전펌프 냉각설비 지역

M19-03 밸브실

자동식 소화설비 설치여

부


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3. 인접지역

방향 인접방화지역 구조물 등급 안전성 방사성 관통부 비고

F Basement Conc. - × × ×

C FM00-AB(AB 일반지역) Conc. 3 ○ × ○

E Exterior Wall Conc. - × × ×

W FM10-01/02B(밸브실) Conc. 3 ○ ○ ○

S FL00-RB(살수펌프B) Conc. 3 ○ ○ ○

N A-E18(복도) Conc. 3 × × ×

방향 인접방화지역 구조물 등급 지역코드명 관통부 비고

C FM00-AB(AB 일반지역) Conc. 3 SY-RY-F1-FAB-OMA ○


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4. 진압대책도


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화재위험성평가

방화구역 M19-03(바닥배수탱크실) 화재심각도 5 min

지역코드 SY-RY-F1-FC-OMA 바닥면적 27.01 ㎡ 체적 234 ㎥

1. 가연성물질 및 발열량: 5.09E06 Btu ÷ 828 ft2 = 6,154 Btu/ft2

상존가연성물질 임시가연성물질

케이블절연체 61 ft(tray) 3.30E06 Btu 케이블절연체 - 0.17E06 Btu

윤활유 5 gal 0.78E06 Btu 윤활유 5 gal 0.78E06 Btu

그리스 2 lb 0.04E06 Btu 그리스 2 lb 0.04E06 Btu








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3. 점화원:

가연성 액체 저장지역으로 공기중에 가연성 증기가 존재할 가능성이 있으므로 점화원을 유발하는

보수 및 변경활동(용접, 절단작업, 납땜작업 등)이 제한되어야 함

종류 고온배관 기계마찰 자연발화 전기스파크 나화

유무 ○ × ○ ○ ×

4. 화재방호설비

4.1 감지 및 경보설비: 설치근거 (소방법) 설치기준(NFPA 72)

LCFP No. 감지기 종류/수량 지구경종 발신기 비상조명 통신설비

아나로그 광전식 연기 / 6

4.2 자동소화설비: 설치근거 (NFPA 13) 설치기준: NFPA 13 (위험등급: Extra Hazard Group 1)

설비명 작동방식 헤드수 간격 방출유량 방수밀도

스프링클러 준비작동식(교차회로) 16 130 lpm

4.3 수동식 소화설비: 설치근거 (소방법) 설치기준(NFSC 101, 102)

소화전번호 거리 위치 소화기번호 위치 형식/용량

미설치시 근거

진압수단 다중성


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5. 화재위험성 평가결과

화재특성 및

시나리오

1. 가연물 특성: 일반화재, 가스/유류화재, 전기화재

2. 연소 특성: 불꽃연소, 훈소(역화, Backdraft), 폭발,

3. 화재성장속도: ultra fast, fast, normal, slow

4. 연소생성물: 다량의 연기발생이 예측됨

5. 화재전파성: 윤활유의 흘러넘침으로 인접 구역으로 화재확대가능성 상존

6. 설비특성: 안전관련 펌프(…) 운전관련 차단기 전원 차단 이후 소화설비 작동해야 함

운전원조치

필요사항

1. 안전관련 펌프(…) 운전관련 차단기 전원 차단

2. 수동조작 준비작동식 스프링클러 수동동작

3.윤활유 흘러넘침으로 인한 인접구역으로 화재확대를 방지하고,

4. 인접지역(FM00-AB...)으로의 화재확대 감시강화

5. 초동소방대 진압능력 초과 화재이므로 전문소방대를 투입하고, 필요시 제연설비 투입

6. 오동작 가능기기 운전상태 확인

운전제한조건 차단기 (Name) 전원차단에 의한 살수펌프 A, 잔열제거펌프 A 운전불능

EOP MSO의 영향으로 원자로냉각재 상실가능성이 존재함.


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화재후 안전정지분석

방화지역 ZAD-01A(잔열제거펌프 및 살수펌프실 A) 위치 AB(64-124‘)

지역코드 SY-RY-F1-FABC-OMA 바닥면적 357.01 ㎡ 체적 2340 ㎥

화재심각도 1.8 hr 요구내화등급 3 hr 화재하중 1.8×106 kJ/㎡

1. 화재후 안전정지기능 분석

종류 계통명 손상 기기/케이블 평가 A B

반응도조절기능 원자로보호계통 ○ ×

SIS(붕산수주입) ○ ×

CVCS(붕산수주입) VCT OUT ISOL VV차단으로 붕산수주입불가 ○ ×

냉각재보충기능 SIS ○ ×

CVCS 없음 ○ ○

잔열제거기능 MS(대기방출밸브) ○ ×

보조급수계통 ○ ×

RHR 없음 ○ ○

운전감시기능 가압기 압력/수위 ○ ×

RCS 고온관온도 ○ ○

RCS 저온관온도 ○ ×

SG 압력/수위 없음 ○ ○

중성자속 감시기 ○ ×

SI 감시용계기 없음 ○ ○

탱크 수위지시계 ○ ×

보조기능 전원공급계통 ○ ×

기기냉각수계통 ○ ×

HVAC 계통 ○ ×

기기윤활계통 ○ ×

기타 ○ ×


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3. 원자로 안전정지 분석 결과

회로분석

공통전원, 공통배선함, 다중고임피던스 분석결과 영향은 없도록 설계되었음.

기기오작동분석(MSO 포함) 결과 영향을 받는 기기는 없음

2차발화 가능지역:

오작동 가능 기기:

설계기준화재

방화구역별 화재 위험성 평가결과를 종합한 결과

안전관련 기기의 운전에 영향을 주므로 운전제한조건에 진입하여야 하며

MSO의 영향으로 … 밸브 개방으로 원자로냉각재 상실가능성이 존재함.

LCO 대상기기

EOP 대상기기

평가결과

(PWR)

1.A계열 안전정지 기능 유지

2.B계열 잔열제거기능과 안전관련 기기(잔열제거펌프 및 살수펌프) 상실로 운전제한조건에 진입

3.오작동 기기(CV-532)에 의해 원자로냉각재 상실 가능성이 있으므로 EOP 수행

평가결과

(PHWR)

1.제2정지계열 안전정지 기능 유지: 전소시 경수주입이 필연적이므로 원자로 정지가 필요함

2.B계열 잔열제거기능과 안전관련 기기(살수펌프) 상실로 운전제한조건에 진입

3.오작동 기기(CV-532)에 의해 원자로냉각재 상실 가능성이 있으므로 EOP 수행

결언

화재위험도분석 관련 고시 (2009-37)

부록 1: 화재위험도분석보고서 작성지침

부록 2: 원전 화재방호설비 평가지침

부록 3: 위험도정보 성능기반 원전 화재방호지침

KEPIC 관련 고시(2010-28)

위험도정보 성능기반 : KEPIC FPN-805

소방시설: KEPIC FPC-12, 13, 15, 25, 72, 2001

이산화탄소, 스프링클러, 물분무, 점검, 경보, 청정

KINS 규제지침

개정: KINS 규제지침 10.6 원자력발전소 화재방호

신규개발: 위험도정보 성능기반 화재방호지침


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원전 화재방호 workshop · 2018-01-01 · 분석방법 또는 평가기준:고시에 의거한...

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