원자력발전소 화재 안전성분석에서 화재 유발 케이블 손상시간 추정

Prediction of Fire-Induced Cable Damage Time in Fire Safety Analysis of Nuclear Power Plant

원자력발전소의 화재로 인한 전기 케이블의 손상 시간 평가는 케이블과 연결된 기기(equipment)의 손상시간과 직접 연관되기에 화재 안전성 평가에 매우 중요하다. 화재 유발 전기 케이블 손상시간은 원자력발전소의 안전정지를 위한 운전원 행위 신뢰성에 커다란 영향을 미치기 때문이다. 원자력발전소에서 화재로 인한 전기 케이블의 손상 결정에는 세 가지 방법(단일 노출 경계치(exposure threshold), 온도에 따른 시간 손상 표(lookup table), THIEF(Thermally -Induced Electrical Failure) 모델)이 사용되어 왔다. 이들 방법 중 단일 온도나 단일 열속(heat flux) 값을 기준으로 케이블 손상을 결정하는 단일 노출 경계치 값이 많이 사용되고 있지만 케이블 손상까지 소요되는 케이블 가열시간을 고려하지 않아 보수적이다. THIEF 모델은 많은 데이터를 사용하기에 제한적으로 이용되고 있다. NUREG-2178에서는 최근 기존 세 가지 방법들의 단점들을 보완하기 위해 열흡수법(heat soak method)을 발표하였다. 이 방법은 케이블이 화재에 의해 가열되는 시간을 고려하여 케이블 손상시간을 결정한다. 본 논문에서는 일반 임시 점화원(transient ignition source)에 의해 노출된 열경화성(thermo-set) 케이블의 화재 시나리오에 대해 열흡수법과 단일 노출 경계법을 적용하여 케이블 손상 시간을 추정하고 비교하였다. 임시 점화원 열방출율은 NUREG-2233에서 제시한 식을 사용하였고, 점화원의 플름 온도 추정은 Heskestad의 플름(plume)온도 상관 식을 사용하였다. 본 연구결과, 임시 점화원 화재 유발 케이블 손상시간 추정에 대한 열흡수법의 적용은 현실적인 원전 화재 안전성 평가에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.