입력변수에 따른 주제어실 벤치보드 화재에 대한 거주성 평가

Assessment of Habitability for Benchboard Fires in the Main Control Room According to Input parameters

원자력 발전소의 주제어실(main control room)은 발전소 제어 및 안전 종료와 관련된 다중 제어 회로를 포함하며 원자력 발전소에서 가장 중요한 공간 중 하나이다. 주제어실 화재 시나리오의 화재 주요 원인은 main control benchboard 패널의 점화이고 이곳에 화재가 발생할 경우 설비 및 제어 회로가 손상되어 원자로를 제어할 수 없는 심각한 상황이 발생할 수 있다. 또한, 원전 주제어실에는 정상 운전과 비상 운전을 위해 운전원이 항상 상주하며 주제어실 운전원의 거주 가능성이 주제어실 화재 시나리오에서 중요한 관심사이다. 화재 확률론적 안전성 평가(probabilistic safety assessment: PSA)는 화재 시나리오 기반으로 수행되는데, 이는 정량적 화재 리스크(risk)인 원전의 노심 손상 빈도(core damage probability: CDF) 추정에 초점을 둔다. PSA에서 주제어실 화재로 인한 노심 손상 빈도 추정에는 대피조건 도달시간이 필요하다. 대피조건 도달시간은 선정한 화재 시나리오에 따라 다르겠지만, 거주성 평가에 영향을 줄 수 있는 입력변수들에 대한 거주성 평가를 통해 대피조건 도달시간은 정량화할 수 있을 것이다. 따라서, 본 연구에서는 CFAST를 이용하여 국내 참조원전의 주제어실 benchboard 화재 모델링을 수행하고 다양한 입력 변수 변화에 따른 주제어실의 거주 가능성(대피 시간)을 평가하였다. 거주 가능성에 가장 큰 영향을 미치는 입력변수는 열방출률이며 단일 main control benchboard 화재의 열방출률 profile과 인접한 benchboard에 화재가 전파된 경우의 열방출률 profile을 고려하였다. 또한, HVAC 작동 여부, 화원의 높이, 주제어실의 높이 등은 주제어실 거주성 평가에 영향을 미칠 수 있다. 운전원 대피 시간 평가 기준은 NUREG/CR-6850에 명시된 1.8 m 높이에서의 열유속(1 kW/m2), 온도(95 °C), 연기의 광학 밀도(3 m-1)이다. 대피조건 도달시간은 각각의 시뮬레이션에서 열유속, 온도, 광학 밀도 기준에 따라 측정되었고 이러한 결과들을 이용하여 입력변수에 따른 대피 시간 evaluation map을 도출하였다. 대피 시간 evaluation map은 주제어실 화재 시나리오와 관련된 화재 확률론적 안전성 평가에 참고자료 활용될 수 있을 것이다.