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기기검증 법규, 기술기준 및 현장기술지원 사례
2016. 9.
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목 차
기기검증 개요 I
기기검증 법규 및 기술기준 II
현장기술지원 사례 IV
기기검증 절차 및 방법 III
맺음말 V
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기기검증(Equipment Qualification) 목적
원전 시설 및 설비는 자연환경이나 재해로부터 보호되고 환경요인이나
가상사고 조건에서도 견딤과 동시에 안전관련 기능을 충분히 수행할 수
있도록 설계/제작되어 검증되고, 설치 후 검증상태를 유지하는 것
기기검증 정의
원자력 안전에 중요한 계통설비, 구조물 및 기기가 발전소의 설계기준
사건(DBE) 환경에서 설계수명기간 동안 중대한 고장메카니즘 없이 요구
되는 안전성 기능을 충분히 발휘함을 입증하는 행위
기기검증(Equipment Qualification)은 내환경, 전자파 및 내진으로 구분
내환경검증(Environmental Qualification)
온도, 압력, 방사선, 습도 등의 환경조건에 대한 기기의 성능검증
전자파검증(EMI/RFI Qualification) : 전자기기의 내성 및 장해에 대한 성능검증
내진검증(Seismic Qualification)
지진하중에 대하여 구조적 건전성 및 기능성에 대한 기기의 성능검증
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기기검증 대상기기 선정
구조기기
(원자로내부)
수동기계기기
(ASME및
NON-ASME기기)
능동기계기기
(Motor,MOV 등)
전기계측기기 검증
대상기기
사고후
감시
기기
안전성
영향
비안전
기기
안전성
관련
기기
HARSH
조건
내
진
검
증
Harsh
EQ
Mild
EQ
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내환경검증 대상기기 선정 기준
10CFR50.49 (b)
국내외 규제기준 및 지침
- KINS 기술기준, KEPIC 등 산업기준
- NRC 기술기준, IEEE 등 산업기준
내환경검증 대상기기
안전관련(Class 1E) 계측 및 전기기기, 기계류 기기
- 원자로냉각재 압력경계의 건전성 유지
- 원자로 안전정지 및 정지상태 유지
- 방사성물질의 외부누출 방지 및 사고완화에 필요한 안전관련기기
비안전 기기로서 가상된 환경조건에서 고장 시 안전관련 기기의
안전기능 수행에 영향을 주는 기기(RG.1.89 App.B EX) 1~4)
사고 후 감시계측 설비(PAM, RG. 1.97 , FSAR 7.5항)
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내환경검증 대상기기 검증수명
The period of time, prior to the start of a DBE, for which the equipment was
demonstrated to meet the design requirements for the specified service conditions.
(IEEE Std 323-2003)
발생시기
발생유형
정상조건
비정상조건
설계기준조건
환경조건
운전조건
Service
Condition
출력운전, 기동, 정지, Refueling 등
SBO, HVAC 상실, OBE 등
LOCA, HELB, MSLB, SSE 등
온화한 환경
가혹한 환경
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온화한 환경 (Mild Environment)
발전소의 정상 및 비정상 운전조건으로 인해 환경조건의 심각한 변화가 예상되지 않는 환경
설계기준사고(DBA) 환경에 노출되지 않는 원자로건물 외부
(설계기준사고는 지진에 국한)
총방사선량(TID) ≤1E2 Gy 에 노출되는 지역 (전자제어기기는 방사선량 ≤1E1 Gy)
중대 노화영향 품목 : 보수/교체주기 결정 (노화해석)
주기적 검사/감시 불가능한 경우 : 사용수명 결정 (노화시험)
가혹한 환경 (Harsh Environment)
발전소의 설계기준사고(DBA) 및 사고 후의 운전조건으로 인해 심각한 환경인자의 변화가 발생되는 환경
원자로건물 내부의 LOCA/MSLB/HELB 환경
원자로건물 외부의 MSLB/HELB 환경
총방사선량 >1E2 Gy 에 노출되는 지역 (전자제어기기 : 방사선량 >1E1 Gy)
중대 노화영향 품목 : 검증수명 결정 (노화시험)
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검증수명(Qualified Life)
원전 계통설비 구조물 및 기기가 주어진 정상운전 환경조건에서 설계기준을
만족함이 입증된 운전기간(≤설계수명 )으로서 , 설계기준사건 (지진 ,
설계기준사고) 발생 직전까지의 기간
수명
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검증수명 유지관리
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국내 EQ History
1970년대 원자로시설 등의 기술기준에 관한 규칙(원안위 규칙 제15호)
1983년 미국 10CFR50.49 법규 발행(미국 소급적용, 국내 2001년 적용)
2001.07 원안법 시행규칙 제20조 ① 6항(PSR EQ) 입법
2001.10 전사 가동원전 EQ시행 기본계획 수립 및 착수
2007년대 고리#1 계속운전 EQ심사 및 검증수명 유지관리 요건 강화
2011.10 원자력안전위원회 출범 및 규제 강화
2013.05 신고리/신월성#1,2 제어케이블 EQ시험성적서 위․변조사건 발생
2015.10 월성#1 계속운전 EQ심사 대폭 강화
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원자력안전법 시행규칙
제20조 주기적안전성평가의 세부내용 ①의 6“기기검증에 관한 사항”
가) 기기의 검증계획에 포함된 기기목록 및 관리절차 목록
나) 기기검증방법 및 품질보증
다) 기기고장이 검증에 미치는 영향분석과 기기의 검증을 유지하기 위한 적절한 시정조치
라) 불리한 환경조건으로 부터 검증된 기기의 보호대책
마) 검증된 기기의 물리적인 상태와 기능성
바) 기기가 설치된 기간에 취하여진 검증조치 기록
원자로시설 등의 기술기준에 관한 규칙(원안위 규칙 제15호)
제13조(외적요인에 관한 설계기준), 제15조(환경영향에 관한 설계기준),
제40조(성능검증 부품 사용)
경수로형 원자력발전소 규제기준 및 규제지침
3.5 기기검증(내환경, 내진 및 전자파 검증) 요건
KINS 최상위‘규제준거’로서 원자력법령 및 원안위 고시의 하부문서 : 2011.07
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10CFR50,APP.A GDC2(SQ)/GDC4(EQ)
10CFR50,APP.B Criterion Ⅲ(Design Control)
일반설계기준
특정법규 10CFR50.49(EQ Rules)
일반규제지침 /기술표준
RG 1.89
IEEE 323
KEPIC END 1100
NRC IE Bulletin 50-01B;
NUREG-0588/0737
SRP Chapter 3.11
RG 1.100
IEEE 344
KEPIC END 2000
RG 1.9
IEEE 387(EDG)
KEPIC ENB
RG 1.40
IEEE 334(Motor)
KEPIC END 3300
RG 1.63
IEEE 317(EPA)
KEPIC END 6430
RG 1.73
IEEE 382(MOV)
KEPIC END 3700
RG 1.97
IEEE 497(PAM)
KEPIC ENB
RG 1.131
IEEE 383(Cable)
KEPIC END 3810
RG 1.156
IEEE 572(Connt)
KEPIC END 3830
RG 1.158
IEEE 535(Batt.)
KEPIC END
RG 1.210
IEEE 650
KEPIC END 3600
DG-1149
IEEE 649(MCC)
KEPIC END 3200
RG 1.180
IEEE 1050(EMI)
KEPIC EMC 5000
IEEE 381(Mod.)
KEPIC END 3900
IEEE 420(Panel)
KEPIC END 3230
IEEE 628(Trays)
KEPIC END 3820
IEEE C37.82(Sgr)
KEPIC END 3211
IEEE 638(Xfmer)
KEPIC END 3150
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형식시험 절차
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기기검증 방법
형식시험(type test)
- 주요 경년열화(aging) 메커니즘 모의 및 검증수명 말기조건 조성
- 설계기준사건(지진, 설계기준사고) 모의시험
- 가혹한 환경의 전기기기의 경우 가장 우선적인 검증방법
해석(analysis)
- 논리적, 수학적 모델링을 통해 사용조건에서 기기 거동 예측
- 구조물의 내진 및 진동 부하 해석에는 적합하나, 모델링이 복잡한 전기
기기의 검증에는 부적합
운전경험(operating experience)
- 가혹한 환경의 전기기기 검증에는 부적합(LOCA 경험 없음)
- 내진검증에는 활용 가능
조합된 방법(combined)
- 형식시험 + 해석 + 운전경험(필요시)
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여유도 (Margin)
검증시험의 불확실성을 보완하기 위한 시험여유도로서, 설계기준
사건(DBE) 검증시험에 적용 (KEPIC END-1100/IEEE-323)
온도 : 사고조건 온도 +15℉ (8℃)
압력 : 게이지 압력 +10% (최대 10 psig)
방사선 : 사고조건 TID +10%
지진 진동 : 기기 장착위치 RRS +10%
전압 : ±10% (설계한계 이하)
주파수 : 정격 값 ±5%
운전기간 : DBE 시작 후 요구운전기간 +10%
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□ 가동원전 EQ기기의 대체품 적절성 평가, 설비개선 인허가 질의답변,
현장사용 적합성 평가 등 엔지니어링 업무 수행
□ 원전 케이블 및 기기의 EQ평가, EQ시험, 펌프/밸브 성능시험
발전소 긴급 현안사항 해결 및 국가공인 시험기관 기반구축
안전기기 EQ 및 펌프/밸브 검증 기반 구축
□ 원안법 시행령 25조의3에 따라 성능검증관리기관의 정기심사
□ 품질보증계획서, 절차서 및 매뉴얼 등 품질보증 정기감사
□ 성능검증기관 국가공인 절차 및 인프라 확보(인증일 : ’16.04)
성능검증 시험 신뢰성, 객관성 확보
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□ 신고리 1,2 / 신월성 1호기 격납용기내 RMS 시험성적서 위조에
따라 재시험 요청 (’13.6)
□ RMS 공급사에서 EQ 재시험 수행(’13.8 ~ ’13.12)
□ 연구원은 방사선검출기 성능확인 및 평가 기술지원으로 시험성공 기여
방사선감시기(RMS) 검출기 성능시험
□ 연구원 방사선조사장치(국제공인 교정인정) 활용 검출기 성능 확인
□ 시험입회, 규제기관 질의답변, 시험 절차 및 결과 기술자문(수시)
□ 국내 최고 수준의 방사선측정기 교정 인프라 확보(KOLAS 인정 : ’04)
성능시험 기술지원 적기수행
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□ 배경 : 케이블 구매시 검증서류 확인 미흡
□ 내용 : 수위감시기용 구매 케이블 현장사용 EQ 적합성 평가
케이블(4C 20AWG) EQ 적절성 평가 및 보고서 작성
케이블 EQ 적합성 확인
□ 시험 보고서 확보 및 결과 확인, 설계정보 및 구매스펙과 비교 평가
사양(재질 등) 확인, 대표시험의 시편, 시험 조건 및 결과 확인
□ 내환경검증평가 보고서 작성
적합성 평가 방안
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□ 배경 : 인버터 관련 부품의 동등품 사용 적합 여부 확인
□ 내용 : 전원설비 인버터 커패시터, 전자식 과전류 계전기 등 적합성 평가
기존 구형 설치품을 타호기 동등사양 신형 적용품으로 대체
인버터 관련 부품 EQ 적합성 확인
□ 시험결과 확인, 설계정보 및 구매스펙과 비교 평가
대체품에 대한 형상, 성능결과 동등성평가
대표시편, 시험 환경조건 및 시험결과 확인, 검증수명 평가
적합성 평가 방안
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□ 배경 : 타호기 예비품, 우진㈜ 제품의 신월성1,2호기 사용 적합 여부 확인
□ 내용 : 워스팅하우스 , 우진㈜ ICI Assembly, RSPT 제품 적합성 평가
신월성1,2호기 기존 설치품을 동등사양 적용품으로 대체
ICI Assembly, RSPT EQ 적합성 확인
□ 시험결과 확인, 설계정보 및 구매스펙과 비교 평가
대체품에 대한 동등성평가 결과 확인
대표시편, 시험 환경조건 및 시험결과 확인
적합성 평가 방안
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□ 배경 : 전송기 대체품 사용 적합 여부 확인
□ 내용 : 전송기 현장 사용 EQ 적합성 평가
검증결과와 특정 원전 적용을 위한 내환경 조건과 비교검토
□ 시험결과 확인, 설계정보 및 구매스펙과 비교 평가
적용 원전의 설계문서 검토, 베타방사선과 감마방사선 분리 검토
외함 차폐로 감마방사선에 대하여 만족 입증
적합성 평가 방안
Rosemount 3154N 전송기 EQ 적합성 확인
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□ 배경 : 케이블 화염시험 기술기준 적용년도 확인 미흡
□ 내용 : 화염시험 적용 기준의 불일치 발생
신한울1발 기존 설치 케이블 재시험 및 불일치시 해결방안 수립
신한울1,2호기 케이블 EQ 적합성 확인
□ 시험결과 확인, 설계정보 및 구매스펙과 비교 평가
구매시방서 기술기준 확인, 불일치 도출, 대표시편 선정 및 재시험
케이블 EQ요건 불일치시 교체계획 수립
적합성 평가 방안
맺음말
원전 안전성 증진 성능검증 인증신청분야
- LOCA모의시험 등 9개
최고의 검증기술 확보를 통해 국내는 물론 세계 선도 목표
중
앙
연
구
원
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