원전 화재방호 workshop · 2018-01-01 · 분석방법 또는 평가기준:고시에 의거한...
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원전 화재방호 Workshop 2011. 6.23-24, 수원 라마다호텔
김 위 경 K322kwk@kins.re.kr 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
글로벌 원자력안전의 중심
3
화재위험도분석 개요 1
소방대 훈련자료
글로벌 원자력안전의 중심
4
화재위험도분석 개요
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
글로벌 원자력안전의 중심
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 개요 1
화재위험도분석 개요
화재위험도분석 고려사항
화재손상제한요건
고온정지기능: 하나의 계열은 손상을 입지 않아야 함.
상온정지기능: 모두 손상될 수 있으나 72시간 이내 복구 가능
글로벌 원자력안전의 중심
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
글로벌 원자력안전의 중심
7
화재위험도분석 개요 1
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
글로벌 원자력안전의 중심
8
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
글로벌 원자력안전의 중심
9
화재위험도분석 현황
회로분석 중심 PSA 방법론(?)
2
글로벌 원자력안전의 중심
10
화재위험도분석 현황
내화등급
방화구역
적용기준/근거
2
글로벌 원자력안전의 중심
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
화재위험도분석 현황
+ ?
2
화재위험도분석 현황
기타사항 화재방호요건 만족 비교표
화재진압대책 제안
글로벌 원자력안전의 중심
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
글로벌 원자력안전의 중심
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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
글로벌 원자력안전의 중심
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화재위험도분석 개선필요사항 3
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
글로벌 원자력안전의 중심
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화재위험도분석 개선필요사항 3
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 . .
글로벌 원자력안전의 중심
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화재위험도분석보고서 작성지침 4
P-FHA 10년
10년
F-FHA
10년
10년
10년
10년
10년
글로벌 원자력안전의 중심
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화재위험도분석보고서 작성지침 4
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
글로벌 원자력안전의 중심
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화재위험도분석보고서 작성지침 4
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 ○
글로벌 원자력안전의 중심
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화재위험도분석보고서 작성지침 4
4. 진압대책도
글로벌 원자력안전의 중심
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화재위험도분석보고서 작성지침 4
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
방화구역 M22-03(바닥배수탱크실) 화재심각도 5 min
지역코드 SY-RY-F1-FC-OMA 바닥면적 27.01 ㎡ 체적 234 ㎥
방화구역 M22-04(바닥배수탱크실) 화재심각도 5 min
지역코드 SY-RY-F1-FC-OMA 바닥면적 27.01 ㎡ 체적 234 ㎥
방화구역 M19-04(바닥배수탱크실) 화재심각도 5 min
지역코드 SY-RY-F1-FC-OMA 바닥면적 27.01 ㎡ 체적 234 ㎥
글로벌 원자력안전의 중심
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화재위험도분석보고서 작성지침 4
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
글로벌 원자력안전의 중심
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화재위험도분석보고서 작성지침 4
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.
글로벌 원자력안전의 중심
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화재위험도분석보고서 작성지침 4
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 ○ ×
글로벌 원자력안전의 중심
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화재위험도분석보고서 작성지침 4
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
글로벌 원자력안전의 중심
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