비정상 시나리오 시뮬레이션을 통한 원자력발전소 화재 운전원 수동조치 타임라인 검증

Timeline Verification for Operator Manual Actions in Response to Fire of Nuclear Power Plants using Fire Abnormal Scenario Simulation

원자력발전소는 다중성, 다양성, 독립성 등의 개념으로 설계되어 안전성을 확보하고 있으며, 원전 화재방호 프로그램은 심층방어(Defense in depth) 개념으로 설계된다. 다중오동작 회로분석을 고려한 각 방화지역별 격리요건 만족도는 심층방어의 마지막 단계인 화재안전정지분석에서 평가된다. 방화지역 분석에서 요건 만족이 미흡한 안전정지 기기 및 케이블은 “고온정지 필수” 또는 “안전정지 중요”로 분류되어, 각각 조치방안(Mitigation measure)이 마련된다. 운전원 수동조치(Operator manual actions, OMA)는 “안전정지 중요”로 분류된 안전정지 기기 및 케이블에 적용될 수 있는 조치방안 중 하나이다. NUREG-1852에 따르면, 운전원 수동조치란 “화재 후 고온정지를 달성하고 유지하기 위해서 운전원이 주제어실(Main control room) 외부에서 기기 및 장비 등을 조작하는 일련의 행위들“로 정의된다. 운전원 수동조치에 대한 타당성(Feasibility) 및 신뢰성(Reliability)은 NUREG-1852 보고서에 따라 타임라인(Time line)을 확인함으로써 검증될 수 있다. 타임라인에서 가용시간은 진단(Diagnosis)시간, 이동 및 조치를 포함하는 실행(Implementation)시간, 시간 마진(Margin)의 합으로 구성된다. 이전 연구는 운전원 설문조사를 통해 진단시간과 조치시간에 대한 평균 및 최대 값을 예측하였고, 현장실사를 통해 실제 이동시간을 측정하였으나, 적절한 공학적 평가를 통한 가용시간의 근거를 마련하지 못하였다. 본 연구에서는 운전원수동조치의 가용시간을 공학적으로 평가하기 위해서 열수력코드 기반 시뮬레이터를 사용하여 가상원전에서 화재로 유발된 기기 오동작 비정상 시나리오를 시뮬레이션 하였다. 각 비정상 시나리오에 대해서 시간에 따른 가압기 압력 및 수위 변화, 특정 밸브 개폐 여부 등을 확인하여, 운전원 수동조치 가용시간을 도출하였다. 이전 연구에서 도출한 진단 및 실행시간은 본 연구에서 시뮬레이터를 통해 수치적으로 계산한 가용시간 내 충분한 시간 마진을 가지고 포함되는 것이 확인되었다. 본 연구의 결과는 운전원 수동조치를 화재 비정상 운전 절차서에 반영할 때, 운전원 수동조치 타임라인 타당성 검증을 위한 주요 참고 자료로 활용될 수 있을 것이다.