방화 설비와 손상상태를 고려한 국내 원전 화재 리스크 평가

Risk Evaluation of Domestic Nuclear Power Plant Fire Considering Fire Protection Equipment and Damage States

원자력발전소(이하 원전)가 화재로 인해 원전의 노심이 손상되는 리스크는 점화빈도, 화재 심각도(severity), 화재 진압실패확률, 조건부 노심손상확률(conditional core damage probability)의 곱으로 표현된다. 지금까지 국내 원전 화재 리스크 평가시 진압실패 확률 평가는 화재 감지기는 성공이라 가정하고 화재 진압설비만 고려하던지 아니면 시간에 따른 수동진압실패 확률만을 고려하여 진압실패확률을 평가하였다. 본 연구에서는 방화설비와 시간에 따른 화재 손상상태를 고려한 진압실패 확률 평가방법을 소개하고 국내 원전 리스크 평가에 적용한 결과를 기술하였다. 분석 대상 국내 참조원전의 화재 시나리오는 케이블포설실(cable spreading room: CSR)의 임시점화원(transient ignition source) 화재이다. CSR에는 수 백개의 케이블 트레이가 있고 바닦에서 1.5m이내의 케이블 트레이들은 아래.위가 막혀있다. CSR에는 광전식 감지기와 물분무(water spray) 화재진압 설비가 있고 물분무 진압 설비는 광전식 감지기에 의해 작동된다. 감지기와 물분무 진압설비 고장확률은 NUREG/CR-6850 데이터를 이용하여 평가하였으며 광전식 감지기 고장시 진압설비 고장확률은 0.5로 가정하였다. 플름 높이(plume height)에 대한 화재 상관 식을 이용해 열방출율 퍼센타일(percentile)에 따라 손상될 수 있는 케이블 트레이 높이를 파악하였다. 케이블 트레이 높이와 CSR내 전체 케이블 트레이 손상, 이웃 화재구역으로의 화재전파를 고려하여 화재 손상상태를 정의하였다. 국내 원전의 CSR내 화재 방화설비와 화재시 평가된 플름 높이 등을 이용해 정의된 화재손상상태에 대해 진압실패 확률을 평가하고 화재 리스크를 평가하였다. 진압실패확률 평가 결과와 리스크 평가결과는 방화설비와 손상상태 모두를 고려한 경우가 제일 낮게 평가되었으며, 다음 방화설비만을 고려하였을 경우, 손상상태만을 고려하였을 경우의 순이었다.