격납건물 계기용공기 상실시 최적대응방안 연구(한빛 3,4호기)

Abstract

원자력발전소 모든 계통에 사용되는 공기구동밸브(AOV)의 구동원인 계기용공기계통은 발전소 안전운전에 필요한 핵심계통으로 발전소 운전모드와 상관없이 항상 정상운전이 요구되고 있다. 계기용공기를 공급하는 공기압축기의 고장시에도 계기용공기의 정상적인 공급을 보장하기 위한 설비들이 원자력발전소 설계에 반영되어 있어 정상운전 중 계기용공기계통의 완전상실 가능성은 없다. 그러나 공기구동 SOV를 통해 공급되는 격납건물 계기용공기는 계기용공기 공급밸브의 고장이나 공학적안전설비작동신호(ESFAS) 오동작에 의해 격납건물 계기용공기 공급밸브가 차단될 경우 격납건물내 계기용공기 상실가능성은 존재한다.

본 연구에서는 계기용공기계통의 완전상실, 격납건물살수동작신호 오동작, 격납건물 계기용공기 공급밸브 고장 가능성을 분석하여 격납건물내 계기용공기 완전상실 가능성과 상실시 발전소 거동을 검토하였다.

본 연구를 통해 계기용공기의 완전상실과 격납건물살수동작신호 오동작에 의한 격납건물내 계기용공기 상실 가능성은 존재하나, 계기용공기계통 완전상실에 대비한 대응설비가 설계에 반영되어 있어 계기용공기계통의 완전상실 가능성은 없음을 확인하였다. 또한 격납건물살수동작신호 오동작시 비정상절차서 긴급조치사항의 신속한 수행을 통해 격납건물내 계기용공기 상실에 의한 과도상태를 예방할 수 있음을 확인하였다. 그러나 격납건물 계기용공기 공급밸브 고장에 의한 격납건물내 계기용공기 상실은 가압기수위의 비정상적인 증가, 원자로냉각재펌프 제어유출수 유로전환에 의한 원자로 수동정지 및 부적절한 원자로냉각재 누설을 동반하는 심각한 과도상태 발생을 초래한다.

격납건물 계기용공기 공급밸브는 원자력발전소 운전 중 계기용공기를 안정적으로 공급하기 위해 설계되었다. 하지만 계기용공기 공급밸브 고장에 의한 밸브 차단시 격납건물내 계기용공기의 공급을 재개할 수단이 없어 발전소 정상운전 중 격납건물내 계기용공기 상실에 의한 부적절한 방사능물질 방출 및 원자로 수동정지를 예방하기 위해 본 연구를 시작하게 되었다.