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KAERIπR-952/98
핵연료 조사시험 전기실의 설계기준 및
안전성평가
Review of Design Criteria and Safety Analysis of Safety Class Electric Builiding
for Fuel Test Loop
환국원자력연구소
훌 9..- 엽 흉
We regret that some of the pages in this report may
not be up to the proper legibility standards, even though the best
possible copy was used for scanning
-죽
--
구|하
저|
한국원자력연구소장
안전성 평가” 에 기준 및 본 보고서를 “핵연료 조사시험 전기실의 설계
대한 기술보고서로 제출합니다.
2.
연구실명 : 하나로 이용기술개발팀
주저자:김준연
1998.
감수위원 : 이 정 영
。..LL.
。 t-,
하나로 핵연료 조사시험 설비는 핵연료 및 재료의 조사를 통하여 개발
및 개선에 필요한 자료를 얻고 설계 결과에 대한 실험적인 입증으로 기
술자립 및 개발에 기여하게 된다.
하나로 핵연료 조사시험 설비는 CANDU형 핵연료 1다발과 PWR형 핵연
료를 조사 할 수 있도록 공정설비를 갖추었으며， 특히 공학적 안전계통인
FTL 비상냉각수계통， 기기냉각수계통， 비상환기계통， 압력방출계통 및 원
격제어실의 안전성 확보를 위한 안전등급의 전력설비가 필요하게 되었으
며， 이 요건을 충족하는 안전등급 전기실이 필요하게 되었다.
본 연구는 핵연료 조사시험 전기실의 설계기준 및 안전성평가를 수행하
였으며 이 결과는 핵연료 개발의 기본자료를 활용 할 수 있을 것이다.
- 1 -
S U M M A R Y
Steady state Fuel Test Loop will be equipped in HANARO to obtain
the development and betterment of advanced fuel and materials
through the irradiation tests.
HANARO Fuel Test Loop was designed the CANDU and PWR fuel
testing. Safety related system of Fuel Test Loop such as emergency
cooling water system, high energy line break mitigation system and
remote control room was required 1E class electric supply to meet the
safety operation in accordance with related code and standards.
Therefore, FTL electric building was designed to construct and install
the related equipment based on seismic category I.
The objective of this study is to review the design criteria and analysis
for the safety function of safety class electric building for Fuel Test
Loop, and this results will become guidances for the irradiation testing
in future.
SUMMARY
Steady state Fuel Test Loop will be equipped in HANARO to obtain
the development and betterment of advan∞d fuel and materials
through the irradiation tests.
HANARO Fuel Test Loop was designed the CANDU and PWR fuel
testing. Safety related system of Fuel Test Loop such as emergency
cooling water system, high energy line break mitigation system and
remote control room was required 1 E class electric supply to meet the
safety operation in ac∞rdan∞ with related ∞de and standards.
Therefore, FTL electric building was designed to construct and install
the related equipment based on seismic category 1.
The objective of this study is to review the design criteria and analysis
for the safety function of safety class electric building for Fuel Test
Loop, and this results will become guidances for the irradiation testing
in future.
- 11 -
목 차
제 I 장 서 론 .................................................................................................. 1
제 2 장 본 론 ................................................................................................ 4
제 l 절 핵연료 조사시협 전기실 설계 ..................................................... 4
1. 건물구조 ................................................................................................. 4
2. 적 용규격 및 표준 ..................................................................................... 4
3. 설 계 하중 및 하중조합 ............................................................................. 6
4. 동적 구조 해 석 ......................................................................................... 12
5. 정적 구조 해석 및 설계 ..................................................................... 13
6. 안전성 해석 및 재료 특성 ................................................................... 16
제 2 절 핵연료 조사시험 전기실 기계 및 전기 설비 설계 ............... 17
1. lE 급 디젤엔진 연료유 저장 및 이송계통 .. … .. … ........ " .. " .... ‘ .............. … ........ 17
2 공 기 조화 계 통 ......................................................................................... 21
3. 화채방호계통 ........................................................................................... 39
4. 전선로 및 조명 설비 .................................................................................... 찌
5. 통신 및 CCTV 설 비 ............................................................................ 49
제 3 장 결론 ...................................................................................................... 52
참 고 문 헌 ............................................................................................... …… .... 54
- 111 -
표 목 차
1. FI’L 전기실 구조물의 설계 하중조합(극한강설계) .............................. 55
2. FI’L 전기실 구조물의 설계 하중조합(탄성설계) … ............................... 56
3. 모드별 진통수 및 모드 참여 계수 (수평방향모드) ...................... …… 57
4. 모드별 진통수 및 모드 참여 계수 (수평방향모드) ............................ 57
5. 운전기준 지진 및 안전정지 지진에 대한 구조물의 최대옹답 가속도
........... 58
6. 운전기준 지진 및 안전정지 지진에 대한 구조물의 최대변위 .......... 58
- lV -
그림목차
l. FTL 전 기 실 위 치 도 .................................................................................. 59
2. FTL 전 기 실 구조 평 면도 .......................................................................... 60
3. 수평방향 통적 해석 모델 ....... ‘ .............. “ ... ‘ ...................................................... 61
4. 수직 방향 통적 해석 모텔 ........................................................................... 62
5.
6.
7.
8.
9.
lO.
11.
12.
13.
14.
운전 기준 지진층 옹답A펙 E 럽 (EL. l00' NS) ................................... 63
운전 기준 지진층 웅답스펙트럼 (EL. l00' EW) .............................. ….64
운전 기준 지진층 응답스펙트럼 (EL. l00' V끼 .................................. 65
운전 기준 지진층 응답A펙 E 럼 (EL.120' NS) ................................... 66
운전 기준 지진층 응답A펙 E 럼 (EL. 120' EW) .................................. 67
운전 기준 지진층 옹답A펙트럼 (EL. 120' Vη .................................. 68
운전 기준 지진층 옹답스돼 E 럼 (EL. 137' NS) ................................... 69
운전 기준 지진층 응답A펙 E 럼 (EL. 137' EW) ............................ …… 70
운전 기준 지진층 응답스돼 E 럼 (EL. 137' Vη .................................. 71
9t천적지 지 ~l 휴 유답/‘펙 E 럽 (EL. l00' NS) ..................................... 72
15. 안전정지 지진층 응답스펙트럼 (EL. 100' EW) .................................... 73
16 안전정지 지진층 응답스돼트럼 (EL. l00' Vη ..................................... 74
17. 안전정지 지진층 옹답스펙트럼 (EL. 120' NS) ..................................... 75
18. 안전정지 지진층 옹답스펙트럼 (EL. 120' EW) ............................. … .... 76
19. 안전정지 지진층 응답스펙트럼 (EL. 12σ vη ................ … ................. 77
20. 안전정지 지진층 옹답스펙트럼 (EL. 137' NS) ...................... … ............ 78
2 1. 안전정지 지진층 옹답스펙트럼 (EL.137' EW) ................................. …79
22. 안전정지 지진층 응답스펙트럼 (EL. 137' Vη .................................... 80
23. FTL 전기실 lE 디젤엔진 연료유저장 및 이송계통 배관 및 계장도
(1) .................................................................................................................. 81
24. FfL 전기실 lE 디젤엔진 연료유저장 및 이송계통 배관 및 계장도
(lD ................................................................................................................. 82
- v -
25. FIL 전기실 원격제어실 공조계통 배관 및 계장도 ........................... 83
26. 판I 전기실 공조계통 배관 및 계장도 (I) ........................................... 84
27. FIL 전기실 공조계통 배관 및 계장도 (II) .......................................... 85
28. 판I 전기실 공조계통 배관 및 계장도 (111) ......................................... 86
29. 판I 전기실 화재방호계통 배관 및 계장도
(이산화탄소 화재 진압계 통) ..................................................................... 87
30. FIL 전기실 화재방호계통 배관 및 계장도
(NAFS-III 화재 진 압계 통) ......................................................................... 88
- Vl -
제 1 장 서 로 」
우리나라에서는 핵연료 및 재료를 효율적으로 조사시험하여 핵심적
인 기술을 개발 할 수 있는 적정 규모의 재료시험로가 없었기 때문에 이
제까지는 사실상 핵연료， 재료 개발 분야의 노내 실험실증 분야는 부진한
상태를 탈피하지 못하였다. 그러나 1995년초 30MW급 다목적 연구용 원
자로인 하나로가 준공되어 이 연구로를 이용한 여러 시험이 가능하게 되
어 핵연료 및 재료의 실증적 자료가 생산 활용 가능하게 될 것이다. 다목
적 연구용 원자로를 활용한 핵연료의 조사시험을 위하여 핵연료 조사시
험 설비 (Fuel Test μop)의 설치가 필요하게 되었다.
핵연료 조사시험 설비 (Fuel Test Loop)는 원자력발전소의 노심 운전조건
과 통일한 상황에서 핵연료를 조사시켜 핵연료 개발에 필요한 자료을 생
산 할 수 있고 설계결과를 입증시켜 안전성을 제고시킬 수 있다.
HANARO FTL은 30MWth급의 다목적 연구로인 하나로 (HANARO)에
설치되어서 경수로용 또는 중수로용 핵연료에 대해 중성자 및 열수력 특
성조사를 하는 실험 설비이다. HANARO 만L은 크게 시험 핵연료를 장입
하는 노내시험부(In-Pile Section, IPS)나 시험 핵연료를 안전하게 냉각하며
원하는 운전조건을 만드는 노외공정시험설비 (Out-Pile System, OPS)로 구
분된다.
IPS는 HANARO의 반λ}체 구역에 위치하는 Large Hole (LH)에 설치되어
HANARO 중성자장(Neuσon Pield)에 놓여 핵분열 함으로써 연소되 어 열올
발생하고， 발생된 열올 OPS에 의해 냉각된다. FfL은 시험연료의 관련된
중성자속 (Neutron Flux)올 제외하고는 HANARO 조건과 무관하게 독립 적
으로 운전된다.
OPS는 시험연료의 종류와 관련된 IPS의 노형 (PWR용 or CANDU용)에 관
계없이 I차 계통내의 온도， 압력， 유량， 수질 둥 정상상태에서의 계통조건
1 l A
올 형상함으로써 IPS내의 특정 시험연료를 안전하게 냉각 할 수 있도록
경 수를 IPS내 에 공급한다. 주냉 각 계 통 (Main C∞ling Water System,
MCW), 기 기 냉 각수 계 통 (Comp이lent C∞ling Water System, CCW), 및 정
화계 통 (Letdown, Makeup & Purification System, LMP)둥의 보조계 통올 포
함하여 적절한 냉각수 조건올 유지하게 된다. 또한 공학적 안전계통인 비
상냉각수 계통(Emergency C∞ling Water System, ECW)올 포함하고 있어
과도 운전상황 및 사고 둥의 경우에 시험연료의 붕괴열올 제거 할 수 있
도록 해준다. FfL 냉각재는 상용 원자력발전소와의 동일한 온도， 압력，
유량조건으로 IPS에 공급된다. IPS내의 시험핵연료에서 핵분열로 인해 생
성된 열은 주냉각 계통의 주냉각기에 의해 제거된다. 주냉각 계통의 주냉
각수 펌프는 FfL의 냉각수가 회로내에서 순환하도록 해주고， 펌프후단에
는 In-line 가열기가 있어 IPS로 유입되는 냉각수의 온도를 조절하여 준
다. 가압기(Pressurizer)는 판I의 냉각재 압력을 적절히 유지시켜 준다. 정
화계통(LMP)은 냉각재 재고량 및 수질조건을 유지시켜 준다.
비상냉각수 계통(ECW)은 냉각재 상실사고(Loss of Coolant Accident,
LOCA) 또는 수조내 배관파단 사고시 시험연료의 냉각상태를 유지 시켜
준다. 2대의 비상냉각수 펌프는 FfL의 최종 열제거원(Ultimate Heat Sink)
인 HANARO 수조를 이용하여 장기적인 강제 순환수를 공급한다. 2개의
안전주입 탱크(Safety Inject Accumulator)가 있어 LOCA 사고 직후부터 비
상냉각수가 공급되기 전까지의 압력 강하 기간동안 냉각수를 공급해 준
다. 이와같이 핵연료 조사시험 설비의 공학적 안전계통인 비상냉각수 계
통 기기 냉각수계통， 안전둥급 비상환기계통 및 제 1기기실의 압력방출 계
통은 안전성 확보를 위해 안전퉁급의 전력공급이 요구된다. 이에 FI1...
System의 안전퉁급 전력 설비 즉， lE 비상 디젤발전기， 축전기 및 충전기
의 설치와 비상환기계통의 설비의 설치 그리고 판I의 사고시 핵연료 조
사시험 설비의 시험핵연료의 붕괴열을 지속적으로 제거 시키기 위한 비
상시의 별도 운전실올 확보하여야 한다.
본 보고서에서는 다목적연구로인 하나로에 설치될 핵연료 조사시험
?
ι
설비의 안전성 확보를 위해 추가되는 안전둥급 전력설비， 비상환기계통셜
비 및 FIL Remote Control의 확보를 위해 지상2충， 지하I층의 약 240평
규모의 신설전기실 건물올 하나로 북측에 안전둥급 즉 Seismic Category 1
건물을 신축 할 예정이다. 이에 핵연료 조사시혐의 안전둥급 전기실 설계
기준에 대한 검토 빛 안전성 평가를 수행하였다.
n J
제 2 장 본 로 」
제 1 절 핵연료 조사시험 전기실 설계
1. 건물구조
핵연료 조사 시협 전기실 건물은 전기실 가동중이나 지진 발
생시 주요 기기 들을 보호하고， 구조적 건전성올 유지하는 내
진 범주 1급 구조물이다. 핵연료 조사 시험 전기실 건물구조
는 지표면 하부 깊이 23.6 ft, 지상 높이 38 ft 인 상자형 철근
콘크리트 3층 구조물로써， 두께 4 ft 인 전면 기초， 전단벽， 내
부격벽 및 슬래브로 구성된다. 핵연료 조사 시험 전기실 건
물 내부는 FfL 제어실， 전기실， 디젤 발전기실， 공기조화 설
비실， 일반 사무실 및 접근 통로 등이 있다.
전기실의 위치는 기존 하나로 북측에 위치하여 그럼 I과 같
다. 건물구조의 평면도는 그립 2와 같고， 철근콘크리트 구조
인 전단벽 및 슬래브의 두께는 아래와 같다.
• 외부벽체
• 내부벽체
1.5 ft - 3 ft
0.75 ft - 1.5 ft
1.5 ft
1.5 ft
:흐 /-‘ :-.11 'l--1 0- 딛:! t:.f1.!::..
• 옥상슬래브
2. 적용규격 및 표준
가. 적용규격
(l)American Concrete Institute (ACI) Standard, Code
Requirements for Nuclear Safety-related Concrete Structure,
4 -
ACI 349-90.
(2)Ame더can Concrete Institute (ACI) Standard, Building Code
Requirements for Structural Concrete, ACI 318-95.
(3)American Institute of Steel construction (AISC)
Specification, Specification f，α Allowable Stress D않ign，
Ninth Edition, 1989.
(4)American Institute of Steel construction (AISC)
Specification, Specification for Structural Joints using
ASTM A325 or A490 B이ts ， Ninth Edition, 1989.
(5) American Welding Society (AWS) , Structural Welding
Code-Steel, A WS D 1. 1-1996.
(6)American Society of Mechanical Engineers (ASME) Boi1er
and Pressure Vessel Code, Section m, Division 2, Code
for Concrete Reactor Vessels and Containment, ASME,
1995.
나. 표준
(1) ACI 21 1. 1, Standard Practice for Se1ecting pr얘ortions
for Normal, Heavyweight and Mass Concrete, ACI Part
(2) ACI 301 , Specifications for Structural Concrete for
Buildings, ACI Part 3.
5
(3) ACI 304, Guide for Measuring, Mixing, Transporting and
Placing Concrete, ACI Part 2.
(4) ACI 304.3R, Heavyweight Concrete M않suring， κ1ixing，
Transporting and Placing, ACI P따t 2.
(5) ACI 305, Hot Weather Concreting, ACI Part 2.
(6) ACI 306, Cold Weather Concreting, ACI Part 2.
(7) ACI 308, Standard Practice for Curing Concrete, ACI
P따t 2.
(8) ACI 309, Guide for Consolidation of Concrete, ACI P따t
2.
(9) ANSI/ASCE 7-1993, Minimum Design [ρads for
Buildings and Other Structures.
(10) ACI 347R-94, Guide to Formwork for Concrete, ACI
P따t 2.
3. 설계하중 및 하중조합
가. 설계하중
설계하중， 하중범주 및 그 용어정의는 다음과 같다.
- 6 -
화줄벌준 시공
시험
정상가동
비정상가동
심한환경
극섬한 환경
비정상/심한환경
비정상/극심한환경
구조하풍의 정의 빛 하중 범주
짚---보 구조붙 시공시의 모든 사상 및 그 하중.
단 시험중의 사상 및 하중은 제외됩.
원자로 격납건물의 구조건전성시험， 누설율 시험 및
기타 가동전 시험(가기 수압시험 둥) 실시에 따른 모
든 사상 및 하중. 각각의 시험 사상븐 다른 시험 사
상과 중복 발생되지 않는 단일 사상으로 고려한다.
발전소의 가동， 가동중지 및 정기보수유지시 발생할
수 있는 모든 사상 및 하중
가상의 운전설계기준 사고사상에 기인하는 모든 하
중. 이 하중은 압력， 온도， 폭발， 배관타격， 분사충격，
홍수 및 설계기준사고시의 가상 배관파단에 의한 배
관반력올 포함한다. 또한， 이 하중범주는 발전소 관
련 비환경적 비산물하중 즉， 소내 기기가 발생시키는
비산물하중올 포함한다. 각각의 가상사고 사상은 다
른 가상사고 사상과 중복 발생되지 않는 단일 사상
으로 고려한다.
운전기준지진， 설계풍하중， 설계홍수 또는 강우와 같
은 그 발생빈도가 매우 낮은 부지관련 환경사고에 기
인한 모든 하중
발생확율이 극히 맞은 부지관련 환경사고 사상에 기
인하는 모든 하중，
이 사고사상은 안전 정지 지진， 설계용하중 빛 바람
에 수반되는 바산물， 가능최대 강우， 가능최대 수위
및 기타 비정상 하중 범주에 포함되지 않는 부지관
련 가상 사고사상올 포함한다.
동시 발생할 확률이 매우 적은 비정상 하중 및 심한
환경 하중의 조합
동시에 발생할 확률이 극히 적은 비정상하중 및 극심
한 환경 하중의 조합
- 7 -
참줄벌줌
1. 정상하중
사하중
활하중
가동중 온도하중
프리스트레스하중
밸브 작동하중
외압하중
시험시 온도하중
효---완
D - 구조물의 하중 및 기타 지속하중
지속하중에는 연직수압 및 배관， 케이블 팬，
기기의 자중 (내용물 하중포함)， 상재토압 (지
중구조물의 경우) 둥이 포함된다. 단， 프리스
트레스힘은 사하중으로 간주되지 않는다.
L 바닥 및 지붕위의 일반적인 활동성 하중， 이
동 기기 하중，
횡토압과 같은 그 크기 및 발생에 가변성이
섯는 하중‘ 가동종인 기기의 경우 동적 영향올 고려하기
위해 적적한 충격계수를 적용해야 한다.
Lh - 수평 정수압.
To - 정상가동 및 운전정지 상태에서 가장 심각한
과도상태 온도
또는 지속온도의 영향. 가동중 온도하중에는
열팽창으로 인한 마찰하중도 포함된다.
F - 프리스트레스의 도입에 의한 하중
(격납건물에만 적용)
G - 안전밸브 또는 고에너지 장치의 작동으로 초
래되는 하중(격납건물에만 적용)
Pv - 격납건물 내부 또는 외부의 압력변화로 인한
외부압력 하중
(격납건물에만 적용)
Tt - 구조건전성 시험 및 누설율 측정 시험시의 온
도영향. (격납건물에만 적용)
- 8 -
안정성하중 s - 가둥， 보 및 거더의 안정성올 위한 강도와 강
성올 보장하가 위해 강골조 구조에 가하는 의
사 정적 하중.
파이프，케이블트레이R，
덕트의 지지대 및 인장
타이의 반력
추력， 정상가동 및 심한환경 조건에서의 자중，
활하중，온도하중， 지진하중， 추력， 불균형 내압.
크레인 및 트롤라 하중 c - 충격하중， 축방향하중 및 횡방향 하중올 포함
하는 크레인과 드롤리 권양하중， 이들 하중성
분은 동시에 작용하는 것으로 고려한다.
승1주버주 정←→)완 。r 걷)" 'ëi T
가동시 압력 Po - 정상가동시 내부 또는 외부의 공기 또는 개스
압력하중.
예로서， 공기덕드 및 개스덕드의 내의 압력，
그리고 건물벽에 작용하는 차압이 었다.
격납건물 시험 압력 Pt - 구조건전성 시험 또는 누설율 측정 시험시의
압력하중
가타 정상하중
시험 압력
Mo - 이 표에서 언급되지 않는 기타 정상하중.
n 5
2. 비정상하중
사고압력
사고온도
Pa - 비정상 가동시 내.외부에 작용하는 공가， 개스
및 유체의 압력하중. 예로서， 보일랴， 팬 및
랩퍼의 파손으로 인한 개스덕트 내부로부터의
분출압력파 가상 배관파단으로 인하여 건물벽
에 발생하는 차압이 있다. 구조물의 동적웅
답과 시간에 따라 변하는 하중을 고려하기 위
해 적절한 동적하중계수가 포함된다.
Ta - 비정상가동시의 온도영향 및 온도하중 (단，
T a 의 영향 및 하중이 T o 를 적용한다. 예
로서， 개스덕트의 파손 및 가상배관파단에
의해 발생되는 분출유체의 과도상태 온도가
있다.
사고시，파이프，케이블 Ra - 파이프， 케이블 트레이 및 덕트의 지지대 또
트레이 및 덕트의반력. 는 언장 타이의 반력. 이 하중에는 비정상 및
지지대 또는 언장타이의 심한환경 상태에서의 사하중， 활하중， 온도하
중， 지진하중， 지진하중， 추력 및 과도상태의
불균형 반력 내압이 포함된다.
배관 파단 반력 Yr - 가상배관파단시 배관의 반력에 의한 구조물에
작용하는 등가정적하중. 구조물의 동적응답
과 시간에 따라 변하는 하중을 고려하기 위한
적절한 동적하중계수가 포함된다.
분사 충격력
비산묻 충격하중
Yj - 가상배관파단에 의한 구조물에 작용하는 등가
정적제트 충격하중. 구조물의 동적응답과 시
간에 따라 변하는 하중올 고려하기 위한 적절
한 동적하중계수가 포함된다.
Ym - 배관타격과 같은 가상배관파단에 발생되어 구
조물에 작용하는 비산물충격하중. 구조물의
동적응답과 시간에따라 변하는 하중올 고려하
기 위한 적철한 동적하중계수가 포함된다.
- 10 -
화줄벌토
홍수하중
기타 내부 홍수하중
가타
3. 심한 환경 하중
운전기준지진
풍 하중
설계 홍수 및 강우
4. 극심한 환경 하중
안전정지지진
풍 하중
가능 최대 수위
정---보
Yt - 가상배관파단사고 사상에 의해 발생하는 내부
홍수에 기언한 격실 및 건물내부 또는 외부
에 작용하는 하중.
Ha - 가상배관파단사고 사상이외의 기타 내부 원인
에 의해 발생하는 내부호수에 가인한 격설 및
건물내부 또는 외부에 작용하는 하중.
Ma - 폭발， 항공기 충격 또는 구조물 내부에서 발
생한 기기 비산묻등 부지 내에서 발생하는 사
고에 의한 하중.
&,- 운전기준지진 (OBE) 하중.
w- 설계 풍속에 의한 등가정적하중
H - 100년 빈도 수위， 100년 빈도 강우
Es- 안전정지지진 (SSE) 하중
W t - 100년 빈도 태풍 풍압
H s - 홍수 또는 강우에 의해 발생하는 가능 최대
수위와 관련된 정수압 및 동수압. 최대 수위
는 설계기준 풍속， 퇴적작용 기상조， 파랑 및
쓰나미의 영향올 고려하여 결정된다.
n
나. 하중조합
철근콘크리트 구조물은 표 I에 주어진 하중조합올 사용하
며， 강구조물은 표 2에 주어진 하중조합올 사용하여 성능
및 강도요건올 만족하도록 해석되고 설계된다.
4. 동적 구조 해석
가. 일반사항
내진범주 I 급 구조물인 핵연료 조사 시험 전기실 건물의
동적 구조 해석은 영광 원자력 발전소 5，6호기에 이용된
안전정지지친 및 운전기준지진의 설계옹답스펙트럼 및 인
공시간이력올 사용하여 다음과 같은 절차에 따라 수평방
향 및 수직방향으로 나누어 상호 독립적으로 수행되었다.
(1) 구조물의 해석모델 작성
(2) 구조물의 고유진동수 및 모드형태를 결정하기 위한
모드해석
(3) 층 응답스펙트럼올 구하기 위한 시간이력 해석
(4) 구조물 설계시 지진하중을 구하기 위한 응답스펙트럼
해석
위의 (3)에서 구한 층 웅답스펙트럼은 기기설비의 내진설
계를 위해 제공되며 (4)에서 구한 지진하중은 하중조합에
사용된다. 모든 동적구조 해석은 전산프로그램 DYNAS
와 RSG를 사용하여 수행되었다.
- 12 -
나. 동적 해석 모델
핵연료 조사 시험 전기실 건물의 동적 해석은 다자유도
시스댐으로 모델링하여 동적 해석올 수행하였다. 그림 3
에서 그림 4는 건물의 수평방향 및 수직방향 동적 해석
모델올 보인 것이다. 해석 모델은 집중질량 보요소 모델
올 사용하였다. 모델 작성시 기초바닥으로부터 연결된 전
단벽은 휩과 천단변위에 강성올 나타내는 보요소로 고려
되고， 슬라브 및 벽체의 자중과 각 충에 분포된 활하중 퉁
이 집중질량으로 고려된다. 보요소 강성계산시 건물거동
방향과 평행한 전단벽은 모델의 수평방향 강성계산에 고
려되나， 건물거동 방향과 직교하는 전단벽은 수평방향 강
성계산에 고려하지 않았다. 벽체에 있는 큰 관통부의 영
향은 보요소 강성계산에 고려하였다. 수직방향 모텔에서
복합층 시스댐의 다양한 진동수 특성을 모사하기 위해서
여러개의 단자유도 시스댐이 사용되었다. 해석 모델의 특
성치는 표 3, 표 4 , 표 5, 및 표 6과 같다.
다. 지반-구조물 상호작용
핵연료 조사 시험 전기실 건물은 견고한 암반상의 유효
전단파속도가 3,500 ft/sec 보다 큰 지반재료상에 건설되기
때문에 SRP 3.7.2에 주어진 기준에 근거하여 고정기초해석
이 수행된다.
라. 시간이력 해석 빛 용답스펙트럼 해석
시간이력 해석은 영광 원자력 발전소 5，6호기에 사용된 인
공시간 이력올 이용하였고 계산된 충 옹답스펙트럼은 그
림 5에서부터 그림 22와 같다. 옹답스펙트럼 해석은 영광
η μ
원자력 발전소 5，6호기에 사용된 설계 용답스펙트럼올 이
용하였다. 해석 방법 및 절차는 영광 원자력 발전소 5，6호
기의 내진해석 방법 및 절차에 따라 수행되었다.
5. 정적구조 해석 및 설계
가. 일반사항
구조물설계는 각 구조부재의 설계강도를 결정하는 부재력
계산과 부재력에 견딜수 있도록 단면올 설계하는 2단계로
구분된다. 설계강도를 결정하기 위해 수행한 정적구조
해석은 동적 구조 해석시 집중질량으로 고려된 뼈대구조
와 기초슬래브를 위해 설계하중 및 하중조합을 고려하였
다. 위의 정적구조 해석은 수계산 및 SAP90 전산프로그
램을 사용하였다.
수평하중에 견디기 위한 구조물인 전단벽은 수평하중올
기초에 전달하도록 설계되고 비전단벽， 슬래브와 같은 구
조부재는 각각의 관성력과 상대변위에 저항하도록 설계하
였다. 구조물 부재설계시 구조물은 선형탄성체이기 때문
에 중첩법칙 적용이 가능하여 정하중과 동하중을 각각 고
려하였다. 이때의 구조물 전체옹답은 동적해석 결과치와
정적해석 결과치를 합하여 구하였다. 각 부재력에 견딜
수 있도록 철근콘크리트 구조는 ACI 349-90의 극한강 설
계법으로， 철골구조는 AISC 규격의 허용옹력 설계법에 따
라 단면을 설계하였다.
나. 기초슬래브
핵연료 조사 시험 전기실 건물은 비교적 견고한 암반위에
건설되며 기초두께는 4ft 이며 크기가 35ft x 10 1. 5ft인 전
- 14 -
면기초 형식이다. 기초슬래브 해석 및 설계는 일반적인 탄
성론에 따른다. 해석에 적용된 하중은 정적구조 해석과 동
적해석 결과로부터 구한 값이다. 동적 해석결과인 축력，
전단력， 모벤트는 세방향 성분으로 구성된 동퉁한 하중으
로 전환하여 적용되었다. 기초슬래브는 계산된 최대 휩모
벤트 및 전단력 (X， Y 방향별)에 저항하도록 설계되었다.
다. 전단벽
핵연료 조사 시험 전기실 건물의 외벽 및 일부 내부벽은
전단벽 역할을 한다. 이러한 전단벽의 설계강도는 벽의
평면에 수평방향의 입력운동에 의한 평면내 전단력과 모
벤트， 그리고 벽평면에 수직방향의 입력운동에 의한 평면
의 전단력과 모멘트의 합으로 결정되며 전단벽 설계는 전
단력， 모멘트 및 수직하중들의 합력에 견디도록 수행하였
다.
평면내 전단력은 직접전단력과 비틀림전단력으로 구분된
다. 동적구조 해석으로 부터 구한 직접전단력은 집중질
량 모델의 강도계산시 고려한 벽체의 상대강성에 비례하
여 각 절점에 분배된다. 또한 비틀림 효과를 고려하기
위하여 각 층에서 5%의 편심을 작용시킨 정적해석이 수
행되었으며， 이 결과 얻어진 추가적인 하중은 전단벽 설
계시에 더해진다.
전단벽은 벽의 명변에 수직방향의 가속도성분에 의해 생
기는 평면외 모멘트와 전단력올 받는다. 평면외 모멘트
와 전단력은 동적해석으로부터 구한 벽체의 상부와 하부
사이의 상대변위에 따라 구해지고 앞에서 구한 명면내 모
벤트와 전단력에 각각 더하여 전단벽의 설계강도가 결정
된다. 전단벽의 철근량 계산시， 전단벽올 축하중과 횡하
π “
중을 받는 캔틸레버 보와 같이 취급하였다. 설계 전단력
에 지배되는 수평철근과 설계모벤트에 지배되는 수직철근
의 배근은 ACI 349-90, 11. 10.9에 따라 수행하였다.
라. 슬래브
슬래브의 지진하중은 각 층에서의 층 용답스펙트럼에서
슬래브의 고유 진동수에 해당하는 가속도값에 구조물의
질량을 곱하여 구하고 각 하중조건에 대하여 지배적인 하
중조합 조건에 따라 슬래브를 설계하였다.
6. 안전성해석 및 재료특성
가.안전성해석
전술된 바와 같이 기초는 탄성 암반/뒤채움 지반상에 지지되
며， 전도는 부둥 지지력에 의해 저항하도록 되어 있다. 전도
및 활동에 대한 최소 안전 계수는 정상 및 심한 환경하중 조
건에 대해서는 1.5, 극심한 환경하중 조건에 대해서는 l.l올
적용하였다. 부양에 대한 최소 안전계수는 심한/극심한 환경
하중 조건에 대해서는 1.1 그리고 정상하중 조건에 대해서는
1.5를 적용한다.
나. 재료특성
핵연료 조사 시험 천기실 건물의 철근콘크리트 구조와 철골
구조들의 설계 및 건설에 적용된 재료 특성값들은 다음과 같
다-
(1) 구조용 콘크리트
- 일반콘크리트 (28일 압축강도 4，α)() psi)
- 16 -
시멘트 : ASTM Cl50 Type 1
골 재 : ASTM C33
혼화재 : ASTM C494 Type A or D
(2) 철근
- Defonned bars ASTM A615 Grade 60 : Fy = 60 ksi
(3) 철골
- 고강도 구조형 강 :ASTM A500 Grade 87 또는 KSD
3568 SPSR 50 :
Fy 50 ksi
- 일반구조용 형 강 및 철 판 ASTM A36 또는 KSD 3503
Class 2, SS41 : Fy = 36 ksi
- 구조연결용 볼트 : ASTM A307
(4) Welding Elecσodes， E70XX (A WS D 1. 1) electrodes (인장강
도 : 70 ksi)
제 2 절 핵연료 조사시험 전기실 기계 및 전기설비 설계
1. lE 급 디젤엔진 연료유 저장 및 이송계통
가. 설계기준
전기실 건물 IE급 디젤엔진 연료유 저장 몇 이송 계통은 사고시
2대의 lE급 디첼발전기에 각각 7일동안 운전할 수 있는 충분한
연료유를 공급하는 것올 기준으로 설계된다. 각각의 연료유저장
탱크는 lE급 디첼발전기 I대를 정격출력에서 7일간 연속 운전하
n
기에 충분한 연료량과 주기적 시험에 필요한 적절한 양을 보유
한다. 연료유공급탱크는 재충전 없이 lE급 디젤발전기를 공칭
정격 출력에서 약 72분간 운전하기에 충분한 용량을 갖는다
각각의 lE급 디젤발전기에는 2대의 모타구동 연료유이송펌프가
설치되며대의 연료유이송펌프는 연료유저장탱크에서 해당
연료유공급탱크로 lE급 디젤발전기 최대 연료소모량의 3배에 해
당되는 연료유를 송출할 수 있는 용량을 갖는다. 본 계통은 안전
성 관련， 품질그룹 C, 안전둥급 3, 내진범주 I 및 lE급 계통으로
설계기준 지진사고 동안 및 후에도 운전되도록 설계된다. 전기
실건물 lE급 디젤발전기 연료유 처장 빛 이송 계통과 구성 기기
는 NFPA 30 및 37 요건에 따른다.
나. 계통 설명
그림23 및 그림24에서와 같이 전기실 건물 lE급 디젤엔진 연료
유 저장 빛 이송 계통은 동일한 기능올 갖는 2개의 계열로 이루
어며， 각 계열은 l대의 연료유저장탱크， 2대의 연료유이송펌프
및 l대의 연료유 공급 탱크로 구성된다. 각 계열은 l 대의 lE급
디젤발전기에 연결되어 필요한 연료유를 공급한다. 각 계열에는
시료채취용 연결부가 있어 연료의 순도를 주기적으로 검증할 수
있다.
다. 안전성 평가
본 계통의 고장분석은 다음과 같다.
- 18 -
기 기
연료유이송펌프
고장유현 대체수탄
운전 불능 2대중 l대의 연료유 이송펌프를
이용하여 요구되는 연료유
유량올 연료유공급탱크로 공급
할수 있읍.
연료유공급탱크와 배관 파단 각 호기에는 2대의 1E급 디젤
발전기가 설치되며， 각 발전기는
개별적으로 모든 필수 부하를
담당할 수 있읍.
lE급 디젤발전기
사이의 배관
연료유이송펌프용 전력은 해당 lE급 디젤발전기에 연결된 안전 모선
에서 공급된다.
라. 시험 및 검사
전기실 건물 lE급 디젤엔진 연료유 저장 빛 이송 계통 구성
기기에 대한 비파괴 검사는 일상적인 건설 시험 및 검사에 적용
되는 ASME 코드 Sec. III , Class 3의 요건에 따른다. 전기실
건물 lE급 디젤엔진 연료유 저장 빛 이송 계통의 운전성은 lE급
디젤발전기의 일상적인 정기 시험 기간중에 증명된다. 연료유를
보충하기 전에 연료유 저장탱크에서 시료를 채취하여 API 중량，
비중량， 수분， 침전물 및 점도를 검사한다. 시험에 필요한 연료
유를 확보하기 위해 ‘설계기준’에서 기술한 시험에 필요한 적절
한 양은 lE급 디젤발전기 요구 용량에 대해 최소한 10% 이상이
되어야 한다.
- 19 -
연료유저장탱크내 수분 함유량은 연료유를 보충할 때 혹은 매
3개월올 기준하여 처음 발생하는 기간올 우선으로 하며， 아래의
두가지 방법중 하나를 이용하여 시험한다.
(1) 탱크안에 “수분 검출용 점착제”로 피복된 측심봉(sounding rod)
을 삽입한다. 점착제는 수분이 있으면 색깔이 변하게 된다.
(2) 탱크 바닥에 설치된 배수관에서 시료를 채취하여 시료의 비중
량올 측정한다.
마. 계측설비
연료유 이송펌프는 lE급 디젤발전기가 기동신호를 받을 때
자동으로 기동된다. 연료유이송펌프 토출부에 설치된 압력계측
설비는 연료유이송펌프 기동선호 동작시 출구 압력이 저압이
면， 현장제어반에 경보를 발생시킨다. 이 경보는 연료유가
연료유공급 탱크로 펌핑되지 않고 있음을 나타낸다.
각각의 연료유공급탱크에 설치되는 수위 계측설비는 lE급
디첼발전기 현장제어반에 저수위， 저-저수위， 고수위 경보를
발생시키며， 또한 현장에 수위를 지시하게 한다.
현장제어반에 발생되는 모든 경보는 전기실 건물 내의 제어실
에 공통 고장 경보를 발생시켜， 운전원에게 계통이 비정상 상태
임올 알려준다.
- 20 -
2. 공기조화 계통
전기실 건물 공기조화계통은 원격제어실 공기조화계통 및 전기
실건물 공기조화계통으로 구성된다.
가. 원격제어실 공기조화계통
이 계통은 원격제어실， 원격제어실용 공기조화 기기실， 샤워 빛
화장실， 그리고 부엌 지역의 공기조화를 담당한다.
(1) 설계 기준
이 계통은 하나로 및 FTL 사고시 이를 원격으로 감시 및 제어
하는 설비를 갖춘 원격제어실에 대해 적절한 환경 조건올 제공
하도록 설계된다.
(가) 계통 담당지역의 기기 및 계측설비에 적절한 환경조건올
제공할 뿐만 아니라， 운전원에게 쾌적한 환경을 유지한다.
(냐) 이 계통은 비안전성 관련하여 내진범주 11 요건에 따라 설
계된다.
(다) 이 계통은 어느 계통 기기들에 대한 단일 능동고장올 고려
하면서 소외전원 상실사고와 안전정지 지진이 동시에 발생
하는 설계기준사고 기간동안 그리고 사고 후에도 계속
운전된다.
m
μ
(라) 원격제어실 공기조화계통의 비상환기계통은 단일고장기준
을 만족하기 위하여 서로 분리된 모선에서 전력을 공급받
는 100% 용량 2대의 급기 송풍기 및 덕트 가열기로 구성
된다.
(마) 모든 다중계통 기기들은 물리적으로 격리되고 외부 및 내
부에서 발생되는 비산물로 부터 보호되도록 설계된다.
(바) 화재시 본 계통은 정지되며， 방화경계를 관통하는 덕트에는
방화댐퍼를 설치한다.
(2) 계통 설명
그림 25는 이 계통의 개략도를 보여주고 있다. 원격제어실 공
기조화계통은 패키지형 공기조화기계통， 정상배기계통 및 비상
급기계통으로 구성되며， 계통의 주요기기 사양은 아래에 기술
되어 있다. 각 부속계통의 설명은 아래와 같다.
(가) 패키지형 공기조화기계통
본 계통은 비안전성관련계통으로 lüO% 용량 1대의 패키지
형 공기조화기와 관련 공냉식 응축기， 덕트 및 덕트 부속물
로 구성되며， 패키지형 공기조화기는 전단여과기， 전기가열
코일， 직접팽창식 냉각코일과 공냉식 응축기， 가습기， 송풍
기 및 계장설비를 포함한다.
이 계통은 정상운전시 가동되어 원격제어실， 샤워 빛 화장
실， 부엌 그리고， 원격제어실용 공조기기실 지역에 적합한
환경 조건을 제공하며， 원격제어실올 주위 지역에 비해
정압으로 유지한다.
(나) 정상배기계통
이 계통온 비안전성관련계통으로 l üO% 용량 I대의 배기송
풍기와 덕트 및 덕트 부속물로 구성된다.
m
ι
이 계통은 정상운전시 샤워 및 화장실과 부엌의 공기를 배
기한다.
(다) 비상급기계통
이 계통은 안전성관련계통으로 2개의 다중계열로 구성되며，
각 계열은 100% 용량의 급기 송풍기 l대， 전기덕트가열기
l 대， 덕트 빛 덕트 부속물과 제어 빛 계장설비로 이휘진다.
본 계통은 하나로 또는 FfL 사고신호에 의해 자동기동되어
원격제어실 및 원격제어실용 공조기기실에 적합한 환경조
건을 제공하며， 원격제어실올 주위지역에 비해 정압으로 유
지한다.
(라) 기기 설명
CD 원격제어실 패키지형 공기조화기
· 냉 각용 량 : 46,620 kcalfhr
· 가열용량 : 37 kW
· 가습용량 18.2 kg/hr
· 풍 량 : 6,966 CMH
@ 비상 급기 송풍기(2 x 100%)
· 원격제어실 비상급기 송풍기A : 1,869 CMH
· 원격제어실 비상급기 송풍기B : 1,869 CMH
@ 정상배기송풍기 1,359 CMH
- 23 -
@ 비상전기덕트가열기 : 3 kW
(3) 안전성 평가
모든 운전조건에서 원격제어실 공기조화계통의 이용성올 향상
시키 기 위하여 아래의 요건이 설계에 포함된다.
(가) 이 계통은 운전원 및 지역내 설치된 기기틀에 적합한 환경
조건을 제공한다.
(나) 이 계통은 하나로 건물 및 FfL 사고시 소외 비상 대책실에
체류하는 운전원이 사고의 완화 및 종료를 위하여 동 지역
으로의 접근시 적절한 환경 조건올 제공한다.
(다) 사고시 운전되는 비상급기계통은 100% 용량의 2계열이 설
치되어 계통기기의 단일 사고를 고려하더라도 계통 기능
상실 없이 운전된다.
(라) 모든 기기들은 침수 수위 이상에 설치되므로 침수방호설계
는 고려치 않는다.
(마) 방화 댐퍼는 각 방화구역내 덕트관통부 마다 설치되며， 또
한 물리적으로 계통 덕트를 이격 배치하여 원격제어실지역
에서 발생된 화재가 다중계통기기 계열의 운전에 악영향을
주지않도록 한다.
- 24 -
(바) 원격제어실 지역은 운천원 거주지역의 바닥으로 공기를 공
급한 후， 정상 운전시에는 천정에 설치된 디퓨저 빛 레지
스터를 통하여 순환되고， 사고 운천시에는 백드래프트 댐
퍼를 통해 외기로 방출되도록 설계된다.
(사) 비상시 운전되는 계통은 다중계열로 설치되고， 물리적으로
이격 배치되어 단일고장기준올 만족한다.
(아) 원격제어실 지역내에는 고에너지 배관이 설치되지 않는다.
(자) 원격 주제어실 지역은 지역 내 화재에 의해 계통이 정지된
경우를 제외하고는 주변지역보다 정압으로 유지된다.
(4) 시험 및 검사
모든 기기는 기기 사양서， 품질보증 요건， 해당법규， 및 기준에
따라 공장 시험과 검사가 수행되며， 계통덕트 및 기기의 설치도
품질보증을 위해 여러 건설 단계에서 검사된다. 모든 기계적
기기들에 대하여 건설시험이 수행되며， 설계풍량 및 계통운전
압력의 조정작업이 수행된다. 각 계통의 제어 연동 및 안전장치
들이 적절히 운전되는가 여부를 확인하기 위하여 기능적으로
검사， 조정 및 시험된다.
다중으로 설치된 기기 계열은 교대로 운전되어 기기의 가동중
성능 빛 검사가 적절히 수행되도록 한다.
- 25 -
(5) 계측설비
원격제어실 공기조화계통에 대한 제어 및 계측설비는 대체로
ANSI/ANS 59.2에 제시된 바에 따라 셜치되며， 중요 운전기능
은 원격제어실에서 감시된다. 관련 기기의 제어 스위치는 현장
및 원격제어실에 설치된다.
나. 전기실 건물 공기조화계통
이 계통은 원격제어실 공기조화계통이 담당하는 지역을 제외한
모든 FI’L 전기실 건물 지역에 대한 공기조화를 담당하며 아래
와 같은 부계통들로 이뤄진다.
- Class lE 디첼발전기실， 디첼연료유 저장탱크 및 이송펌프실
공기조화계통
- Non-lE 디첼발전기실， 디첼연료유 저장탱크 및 이송펌프실
공기조화계통
- lE 및 Non-lE 축전지실 공기조화계통
- lE 및 Non-lE 전기실 공기조화계통
- FrL 비상배기계통 배기공기정화기실 공기조화계통
- 기타 지역 공기조화계통
- 26 -
(1) 설계 기준
(가) Class lE 디젤발전기실， 디젤연료유 저장탱크 및 이송펌프실
공기조화계통
CD 디젤발전기실 공기조화계통은 만[ 모든 운전 조건에서 운전
되는 소용량 계통과， 디젤발전기 기동 신호에 의해 운전되는
대용량 계통으로 구성된다.
@ 화재시， 본 계통은 정지된다.
@ 본 계통은 비안전성관련이며 내진범주 II 요건에 따라 설계
된다.
@ 계통 기기는 판련 디첼발전기와 연결된 비상둥급 전기모선으
로부터 전원올 공급받는다.
@ 모든 기기， 덕트， 덕트 부속물， 흡입 및 배기구는 비산물 방
호 구조물 내에 설치된다.
@ 본 계통은 실의 설계온도를 유지하도록 설계된다.
(나) Non-lE 디젤발전기실， 디젤연료유 저장탱크 및 이송펌프실
공기조화계통
@ 본 계통은 비안전성관련이며 내진범주 11 및 III 요건에 따
라 설계된다. 안전성관련 기기들이 설치된 지역올 통과하
낀
는 덕트 및 덕트 부속물은 내진범주 11 요건에 따라 설계된
다.
@ 본 계통은 실의 설계온도를 유지하도록 설계된다.
@ 본 계통은 디젤발전기 정지시에도 계속 운전되는 소용량
계통과 디젤발전기 기통신호에 의해 운전되는 대용량계통
으로 구성된다.
@ 화재시， 본 계통은 정지된다.
(다) lE 및 Non-lE 축전지실 공기조화계통
CD lE 축전지실 공기조화계통은 비안전성관련이며 내진범주 11
요건에 따라 설계되며，
Non-lE 축전지실 공기조화계통은 비안전성관련으로 내진범
주 III 요건에 따라 설계된다.
a 화재시， 본 계통은 정지된다.
@ lE 축전지실 배기송풍기는 FI’L 전 운전기간동안 lE 축전지
실의 수소 농도를 허용치 이내로 유지시키기 위해 공기를
배출시킨다. Non-lE 축전지설 배기송풍기는 FfL 정상운전 동
안 Non-lE 축전지실의 수소 농도를 허용치 이내로 유지시키
기 위해 설치된다.
- 28 -
@ lE 축전지실 공기조화계통의 모든 기기， 덕트， 덕트 부속물，
홉기 및 배기구는 비산물 방호 구조물 안에 설치된다.
@ 본 계통은 실의 설계온도를 유지하도록 설계된다.
(라) lE 및 Non-lE 전기실 공기조화계통
CD lE 전기실 공기조화계통은 비안전성관련이며 내진범주 11 요
건에 따라 설계되며， Non- lE 전기실 공기조화계통은 비안전
성 관련으로 내진범주 III 요건에 따라 설계된다.
@ 화재시， 본 계통은 정지된다.
@ lE 전기실 공기조화계통의 모든 기기， 덕트， 덕트 부속물， 흡
기 및 배기구는 비산물 방호 구조물 안에 설치된다.
@ 본 계통은 실의 설계온도를 유지하도록 설계된다.
(마)FI’L 비상배기계통 배기공기정화기실 공기조화계통
@ 본 계통은 비안전성관련이며， 내진범주 11 요건에 따라 설
계된다.
@ 이 계통은 실의 설계온도를 유지하도록 설계된다.
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(바) 기타 지역 공기조화계통
@ 본 .계통은 비안천성관련이며， 내진범주 III 요건에 따라
설계된다.
@ 이 계통은 실의 설계온도를 유지하도록 설계된다.
(2) 계통 설명
FfL 전기실 건물 공기조화계통의 개략도는 그림 26 그림 27
및 그림 28에 보여지며， 계통의 주요기기 사양은 아래에 기술
되어 있으며， 각 부계통에 대한 설명은 아래와 같다.
(가) C1ass lE 디젤발전기실， 디젤연료유 저장탱크 및 이송펌프설
공기조화계통
CD 각 디첼발전기실은 100% 용량의 소용량 배기송풍기 l 대，
100% 용량의 대용량 배기송풍기 I 대， 100% 용량의 비안
전성관련 전기유니트가열기 I 대， 덕트 및 덕트 부속물로
구성된 공기조화계통이 설치된다. 소용량 배기송풍기는
FrL 정상운전시 및 사고운전시 디젤발전기실의 기름
냄새 제거 및 온도 유지를 위해 운전된다. 전기유니트가
열기는 비안전성관련이며， 내진범주 II 요건에 따라 설계
된다. 대용량계통은 FI‘L 사고시 디젤발전기 기동신호에
의해 가동되어 디젤엔진 연소용공기 및 디젤엔진냉각수
방열기의 냉각용공기를 제공하고， 실의 설계온도를 유지
한다.
- 30 -
@ 각 디첼연료유 저장탱크 및 이송펌프실은 100% 용량의 급기
송풍기 l 대， 100% 용량의 전기덕트가열기 l 대， 벅트 및 벅
트 부속물로 구성된 공기조화계통이 설치된다. 이 계통은
실의 기름 냄새를 절절히 배출하고 실의 설계온도를 유지하
도록 운전된다.
@ 방화벽올 관통하는 덕트에는 방화 댐퍼가 설치되어 화재를
격리시키며， CO 2 소방계통 작동시 이 계통은 정지하여 화재
지역내의 C02 농도 유지를 저해하지 않는다.
(나) Non-1E 디젤발전기실， 디젤연료유 저장탱크 및 이송펌프실 공
기조화계통
CD Non-1E 디젤발전기실은 100% 용량의 소용량 배기송풍기 l
대， 100% 용량의 대용량 배기송풍기 l 대， 100% 용량의 전기
유니트가열기 l 대， 덕트 및 덕트 부속물로 구성된 공기조화
계통이 설치된다. 소용량 배기송풍기는 디젤발전기 대기시
디젤발전기실의 기릅 냄새 제거 및 온도 유지를 위해 운전된
다. 대용량계통은 디젤발전기 기동신호에 의해 가동되어 디
젤엔진 연소용공기를 제공하고 실의 설계온도를 유지한다.
(2) Non-1E 디젤연료유 및 이송펌프실에는 100% 용량의 급기송
풍기 I대， 100% 용량의 전기덕트가열기 l 대， 덕트 및 덕트
부속물로 이뤄진 공기조화계통이 설치되며 실의 기름냄새를
적절히 배출하고 실의 설계온도를 유지하도록 운전된다.
이 ι
@ 방화벽올 관통하는 덕트에는 방화 댐퍼가 설치되어 화재를
격리시키며， CO 2 소방계통 작동시 이 계통은 정치하여 화재
지역내의 CO2 농도 유지를 저해하지 않는다.
(다) lE 및 Non-1E 축전지 실 공기조화계통
CD 각 lE 축전지실은 100% 용량의 급기송풍기 2대， 100% 용량
의 전기덕트가열기 l 대， 100% 용량의 배기송풍기 2대， 덕트
및 덕트 부속물로 구성된 공기조화계통이 설치되어 FfL 전
운전기간 동안 실의 설계온도를 유지하며， 설의 수소 농도를
체적률 2% 이하로 유지하도록 운전된다.
(2) Non-1E 축전지실은 100% 용량의 급기송풍기 1 대， 100% 용량
의 전기덕트가열기 l 대， 100% 용량의 배기송풍기 2대， 덕트
및 덕트 부속물로 구성된 공기조화계통이 설치되어 FfL 정
상운전기간 동안 실의 설계온도를 유지하며， 실의 수소 농도
를 체적률 2% 이하로 유지하도록 운전된다.
@ 방화벽을 관통하는 덕트에는 방화 댐퍼가 설치되어 화재를
격리시키며， CO 2 소방계통 작동시 이 계통은 정지하여 화재
지역내의 CO2 농도 유지를 저해하지 않는다.
(라) lE 및 Non-1E 전기실 공기조화계통
CD 각 lE 전기실은 100% 용량의 급기송풍기 1대， 덕트 및 덕트
η ι
?
나
부속물로 구성된 공기조화계통이 설치되며 만L 전운전기간
동안 실의 설계온도를 유지하도록 운전된다.
CZl Non-lE 전기실은 100% 용량의 급기송풍기 I 대， 덕트 및 덕
트 부속물로 구성된 공기조화계통이 설치되며 F1’L 정상운전
기간동안 실의 설계온도를 유지하도록 운전된다.
@ 방화벽올 관통하는 덕트에는 방화 댐퍼가 설치되어 화재를
격리시키며， CO 2 소방계통 작동시 이 계통은 정지하여 화재
지역내의 CO2 농도 유지를 저해하지 않는다.
(마) FrL 비상배기계통 배기공기정화기실 공기조화계통
CD 본 계통은 100% 용량의 배기송풍기 1 대， 각 비상배기공기정화
기실에 100% 용량의 전기유니트가열기 I대， 덕트 및 덕트부속
물로 구성되며 FfL 정상운전시 실의 설계 온도를 유지하도록
운전된다.
@ 방화벽을 관통하는 덕트에는 방화 댐퍼가 설치되어 화재를 격
리시킨다.
(바) 기타 지역 공기조화계통
CD 본 계통은 실의 설계온도를 유지하는데 필요한 각종 공조기
기로 구성된다. 각 기기는 실의 온도에 따라 운전된다.
(사) 기기 설명
앓
φ 전기 보수실 패키지형 공기 조화기
· 냉 각용량 : 6,464 kcalfhr
· 가열용량 : 4 kW
· 가습용량 1.8 kg/hr
· 풍 량 1,529 CMH
e 전기덕트가열기
. Non-1E 디젤 연료유 저장탱크실 전기덕트가열기 : 26 kW
. 1E 축전지실 전기덕트가열기(A) : 22 kW
. 1E 축전지실 전기덕트가열기(B) 16 kW
. Class lE 디젤 연료유 저장 탱크실 전기덕트가열기(A)
16 kW
. Class lE 디젤 연료유 저장 탱크실 전기덕트가열기(B)
14 kW
@ 전기유니트가열기
· 오수 펌프실 전기유니트가열기 1.5 kW
. Non-1E 디젤 발전기실 전기유니트가열기 : 5 kW
. Class 1E 디젤 발전기실 전기유니트가열기(A) : 3.5 kW
. Class lE 디젤 발전기실 전기유니트가열기(B) : 3.5 kW
· 소화가스 저장실 전기유니트가열기 : 3 kW
· 비상 배기계통 배기공기 정화기실 전기유니트가열기(A)
- 34 -
: 3 kW
· 비상 배기계통 배기공기 정화기실 전기유니트가열기(8)
: 5.5 kW
@ 급기송풍기
. Non- lE 디첼 연료유 저장탱크실 급기송풍기 : 3,398 CMH
. Non- lE 전기실 급기송풍기 : 9,345 CMH
.1E 축전지 실(CH. 1 & III) 급기송풍기
1,869 CMH (2 x 100%)
. lE 축전지 실(CH. II) 급기송풍기
1,189 CMH (2 x 100%)
. Class lE 디젤 연료유 저장 탱크실 급기송풍기 A
2,039 CMH
. Class lE 디젤 연료유 저장 탱크실 급기송풍기 B
1,359 CMH
. lE 전기실 급기송풍기(CH. 1 & 111) : 6,966 CMH
. lE 전기실 급기송풍기(CH. 11) : 4.248 CMH
@ 배기송풍기
. Non-lE 디젤 발전기실 소용량 배기송풍기 : 850 CMH
. Non-1E 디젤 발전기실 대용량 배기송풍기 : 29,733 CMH
. Class lE 디첼 발전기실 소용량 배기송풍기 : 510 CMH
. Class lE 디젤 발전기실 대용량 배기송풍기 : 6,796 CMH
. Non-1E 축전지 실 배 기송풍기
.1E 축전지 실(CH. 1 & II1) 배 기송풍기
: 2,973 CMH
멸 ω
1,869 CMH (2 x 100%)
. lE 축전지실(CH. ID 배기송풍기
1,274 CMH (2 x 100%)
· 소화가스 저장실 배기송풍기 170 CMH
· 비상 배기계통 배기공기정화기실 배기송풍기 : 595 CMH
(3) 안전성 평가
(가) Class lE 디젤발전기실， 디젤연료유 저장탱크 및 이송펌프실
공기조화계통
@ 이 계통은 비안전성관련이며 내진범주 II 요건에 따라 설계
된다.
@ 각 디젤발전기 분할구획마다， 각 디젤연료유 저장탱크 및 이
송 펌프실 구획마다 공기조화계통이 독립적으로 설치되므로
공기조화계통 어느 한 계열이 상실되어도 판I 사고 진압에
영향을 미치지 않는다.
<j) 방화벽을 관통하는 덕트에는 방화 댐퍼가 설치된다.
(나) Non-1E 디첼발전기실， 디첼연료유 저장탱크 및 이송펌프실
공기조화계통
이 계통은 비안전성관련계통으로 분류되므로 안전성설계기준
은 없으며， 따라서 안전성 평가는 수행되지 않는다. 그러나，
이 계통중 안전성관련 기기 지역을 통과하는 부분은 안전성
- 36 -
관련계통이 손상되는 것올 보호하기 위해 내진범주 11로 셜계
된다.
(다) lE 및 Non-lE 축전지실 공기조화계통
φ 1E 축전지실 공기조화계통은 비안전성관련이며 내진범주 11
요건에 따라 설계된다.
(2) lE 축전지실내의 공기는 수소 기체농도를 허용치 이하로 유
지기 위해 틴I 전운전기간 동안 계속하여 배출된다.
@ 방화벽을 관통하는 덕트에는 방화 댐퍼가 설치된다.
@ Non-lE 축전지실 공기조화계통은 비안전성관련계통으로 분
류되므로 안전성설계기준은 없으며， 따라서 안전성 평가는
수행되지 않는다.
(라) lE 및 Non- lE 전기실 공기조화계통
CD lE 전기실 공기조화계통은 비안전성관련이며 내진범주 II
요건에 따라 설계된다.
@ 방화벽올 관통하는 덕트에는 방화 댐퍼가 설치된다.
@ Non-lE 전기실 공기조화계통은 비안전성관련계통으로 분류
되므로 안전성설계기준은 없으며， 따라서 안전성 평가는 수
행되지 않는다.
낌
(마) 판I 비상배기계통 배기공기정화기실 공기조화계통
CD 이 계통은 방화 댐퍼를 제외하고는 비안전성관련계통으로 분
류되므로 안전성설계기준은 없으며， 따라서 안전성 명가는
수행되지 않는다. 그러나， 이 계통 중 안전성관련 기기 지역
올 통과하는 부분은 안전성관련계통이 손상되는 것올 보호하
기 위해 내진범주 11로 설계된다.
@ 방화벽올 관통하는 덕트에는 방화 댐퍼가 설치되며 비안전성
관련， 내진범주 11로 설계된다.
(바) 기타 지역 콩기조화계통
이 계통은 비안전성관련계통으로 분류되므로 안전성설계기준
은 없으며， 따라서 안전성 평가는 수행되지 않는다.
(4) 시험 및 검사
모든 기기는 기기 사양서， 품질보증 요건， 해당법규， 및 기준에
따라 공장 시험과 검사가 수행되며， 계통덕트 및 기기의 설치도
품질보증올 위해 여러 건설 단계에서 검사된다. 모든 기계적 기
기들에 대하여 건설시험이 수행되며， 설계풍량 및 계통운전 압
력의 조정작업이 수행된다. 각 계통의 제어 연동 및 안전장치들
이 적절히 운전되는가 여부를 확인하기 위하여 기능적으로 검
사， 조정 및 시험된다.
- 38 -
다중으로 설치된 기기 계열은 교대로 운전되어 기기의 가동중
성농 및 검사가 적절히 수행되도록 한다.
(5) 계측 설비
본 공기조화계통에 대한 제어 및 계측설비는 대체로 ANSI/ANS
59.2에 제시된 바에 따라 설치되며， 중요 운전기능은 원격제어
실에서 감시된다. 관련 기기의 제어 스위치는 현장 및 안전성관
련 기기의 제어 스치는 원격제어실에 설치된다.
3. 화재방호계통
가. 설계기준
FI’L 전기실 건물 화재방호계획의 주목적은 가상 화재가능성과
그 피해를 최소화시키는데 있다. 화재의 가능성을 줄이기 위한
조치(연소물 사용억제， 비가연성 물질사용 둥.)에도 불구하고
화재는 발생할 수 있다. 따라서 잠재적인 화재 피해로 인하여
FI’L 전기실 건물에 위험을 초래하는 지역에서 화재방호수단은
방화벽， 자동화재감지， 수동 및 자동화재진압으로 구성된다.
방화지역은 내화재에 의해 다른 방화지역과 격리되며， 위험성
올 예방하고 필요에 따라 외부의 화재로부터 지역내의 안전성
관련 기기를 보호하기 위하여 충분히 경계지어진 지역이다.
그림 29 및 그림 30은 FI’L 전기실 건물 방화지역의 위치와
명칭올 보여준다. 소화기를 포함하는 수동화재진압 장비가
화재 피해의 범위를 제한하기 위해 FfL 전기실 건물 전체에
m
갱
갖추어 진다. 구조물， 계통 및 기기는 안전성 요건에 부합되도
록 화재 및 폭발의 가능성과 영향올 최소화시키도록 설계되고
배치된다. 내벽과 구조물， 기기， 단열재， 방음재는 비가연성 이
거나 화염전파를 제한하는 것이다. 화재감지， 자동 및 수동진
압， 내화재 및 물리적 격리와 같은 화재방호설비가 설계에
반영되며 NFPA 지침 및 한국 소방법이 화재방호계획의 수립
에 사용 된다.
나. 화재진압계통 기준
화재진압계통의 설계는 FfL 전기실 건물 전체에 잠재적 화재
로부터 자산과 인원올 보호하는 능력에 대해 가상화재가 미
치는 영향을 고려한다. 고정식 화재진압계통은 NFPA 지침 또
는 한국소방법에서 요구되는 FI’L 전기실 건물에 갖추어진다.
단일 소방진압계통이 완벽한 신뢰를 제공하는 것이 아니기
때문에 소화기 같은 2차 수동소방계통이 화재 피해의 범위를
제한하기 위해 FfL 전기실 천체에 배치된다.
또한 소화기기의 접근성이 기기 배치시 고려된다.
다. 화재감지계통 기준
열， 연기 또는 화염감지기 같은 고정식 화재감지계통이 화재
발생 여부를 자동적으로 감지하도록 FfL 전기실 건물 설계에
사용된다. 각 방화지역에 사용되는 화재감지기의 종류와 위치
는 화재의 유형에 따라 NFPA 72, 803 및 한국소방법에 의하여
결정된다.
- 40 -
라. 계통 설명
(1) 이산화탄소(C02) 화재진압계통
그림 29에서와 같이 이산화탄소 화재진압계통은 lE급 디젤
발전기실， Non-lE급 디젤발전기실， lE급 디젤 연료유 이송
펌프 및 저장탱크실， Nα1-IE급 디젤 연료유 이송펌프 및
저장탱크실， 전기수리실， 축전지실， 전기가동실 그리고 전기
실에 갖추어진다. 이 계통은 자동으로 기동되는 고압식 계
통이다.
이산화탄소 용기는 21 "c에서 850 psig로 가압되어 있으며，
이산화탄소 소화농도는 NFPA 지침 및 한국소방법에 따라
심부화재시 50% , 표변화재시 34%로 공급할수 있도록 설계
되어 있다.
(2) NAFS-ill 화재진압계통
그림 30에서와 같이 NAFS-ill 화재진압계통은 fTL 제어실
과 제어실의 마루밑에 설치되며 자동으로 기동되는 고압식
계통이다. NAFS-ill 용기는 210
C 에서 360 psig로 가압되어
있으며， NAFS-ill 소화농도는 NFPA 지침 및 한국소방법에
따라 8.6%로 공급할수 있도록 설계되어 있다.
(3) 수동소화능력
소화기는 NFPA 10 및 국내소방법에 따라 그 수효와 적정
- 41 -
위치가 판명되며 또한 소화기의 수량과 형식도 결정된다.
(4) 감지 및 경보계통
화재감지 및 경보계통은 서로 다른 위험지역에 대해 독립
적인 집중감시가 가능하도록 단일계통으로 이루어져 있다.
모든 감지기 및 경보 장치는 제어실에 위치한 가시-가청
화재제어반으로 연결된다.
화재제어반은 표시창， 충전장치 및 축전지， 진압설비의
제어기능을 갖추고 있다.
연기 및 열감지 회로는 이온화， 광전효과， 적외선， 또는 차
동식/고정식 온도 갑지기를 이용하고， 감지기 선택은 가연
성 물질의 존재， NFPA 72, 803의 지침， 한국소방법 및 제작
자 권고사항에 따른다. 화재감지 및 경보계통은 NFPA
72,803 및 한국소방법에 따라 설계된다.
마 안전성 평가
FfL 전기실의 전체 화재방호계획은 화재시 자산과 인명을
보호하는 것이다. 이 계획의 주요 요소는 FfL 전기실 전체의
잠재적인 가상 화재시의 영향이다.
바. 내진설계기준
- 42 -
전체 화재방호계통은 비안전성 관련이다. 그렇지만 그 위치와
기능에 따라 화재방호계통의 특정한 비안전성 관련 계통이
내진범주 n 또는 m 요건으로 설계될 수 있다. 안전성관련 기기를 포함하는 방호지역에는 내진범주 n요건이 적용되고
화재방호계통의 나머지 부분은 내진범주 m로 분류된다.
사. 시험 및 검사
화재방호계통의 초기건설과 가동전 시험이 가동전 시험계획과
관련 NFPA 규격 및 국내소방법에 따라 수행된다.
다음의 화재방호설비는 정기적인 시험 및 검사를 받올 것이다.
(1) 화재경보 및 감지계통
(2) 이 산화탄소 (전 역 방출방식)계 통
(3) NAFS-III (전 역 방출방식)계 통
(4) 수동진압(소화기)
사용되지 않는 기기 및 부품은 관리절차 및 적절한 보수행위
를 통해 관리된다. 보수행위는 기기를 수리하고 원상 복구시키
는 것에 추가해서 보정조치도 포함한다.
현장 품질관리 절차 및 경험에 따라 모든 기기 위치， 전선 절
연 및 크램프에 완벽한 검사가 행해진다.
” 잉
4. 전선로 및 조명설비
가. 전선로 설비
(1) 일반 사항
lE급과 비 lE급 기기간 및 다른 군의 기기간을 구별하기 위하여
색깔올 부여한 명판， 표식 또는 표찰이 사용된다. 각각의 lE급 및
비 lE급 군은 독특한 명칭이 부여되고 각각의 회로와 전선로는
영문자와 숫자로 조합되어 구별된다.
(2) 전선로 식별
건물내 모든 전선로는 IEEE 384에 따라 잉크둥사 방법을 사용하
여 식별된다. 잉크 퉁사는 전선로의 각 군을 나타내기 위해 색깔
을 사용한다. 격리 그룹과 각 그룹의 해당 색깔 은 아래와 같다.
케이블 트레이가 밀폐구역으로 인입되거나 인출될 때에는 영구적
인 표식을 하고 같은 구역에서는 매 15 ft(4.6 m)이내 마다 영구적
인 표식을 설치한다. 전선관도 케이블 트레이와 같은 방법으로 식
별 표시된다.
(3) 전 선 로 격 리 (Segregation)
(가) 격리 그룹으로 표시된 전선로에는 동일 격리 그룹의 케이블
또는 호환 가능한 격리 그룹의 케이블 만이 수용된다. 격리
범주는 아래와 같다. 이 범주는 전력， 제어， 계측 설비로 구
- 44 -
분된다.
- lE 급 Divisioo A
- lE 급 Divisioo B
- lE 급 Divisioo C
- 계측 설비 Channel A
- 계측 설비 Channel B
- 계측 설비 Channel C
- 비 lE 급
(나) 비 lE급 케이블은 lE급 전선로에 포함되지 않는다. 비 lE
급 케이블은 검증된 격리 소자를 통하여 lE 급 전력원으로
분기펼수 있다. 이와 같은 경우， 격리소자 2차측 회로 lE급
회로로 분류되지 않으며 안전 관련 전선로에 포설되지 않는
다.
(4) 전 선 로 이 격 (Separatio띠
다중기기에 연결된 케이블의 단일 사고에 의한 손상을 피하기 위
- 45 -
하여 다중회로가 포셜되어 있는 전선로 간에는 적절한 이격이
유지된다. lE 급 전선로 역시 비 lE급 전선로와 이격된다. 전선로
이격은 IEEE 384에 준한다. IEEE 384에 명시된 이격 거리를 유지
할 수 없는 곳에서는 회로 독립성올 유지 하기 위해서 특별한 방
호벽올 사용하거나 또는， 케이블이 완전히 밀폐된 전선로(예， 전선
관 또는 덮개가 씌어진 밀폐된 트레이)에 포설되거나， 이격이 지
켜지지 않을 때에는 이것이 허용 가능하다는 것올 보이기 위해
분석이 수행된다. 비 lE 급 전선관과 개방된 lE 급 케이블 트레
이 사이의 이격거리는 IEEE 384에 명시된 낮은 이격거리를 적용
하며， 낮은 이격 거리가 lE 급 계통의 기능올 저하하지 않는다는
것을 입증하기 위해 분석이 수행된다.
코드 이격그룹 전선로 색깔 표시
lE급 계측 및 제어설비 그룹 A, 찬넬
A A 와 DC 시 A템 A에 해당하는 lE급 적색
전력， 제어， 계측 전선로
lE급 계측 및 제어설비 그룹 A, 찬넬
B B 와 DC 시 A템 B에 해당하는 lE급 노색
전력， 제어， 계측 전선로
lE급 계측 및 제어 설비 그룹 A,
C 찬넬 C 와 DC 시 A댐 C에 해당하는 황색
lE급 전력， 제어， 계측 전선로
D 비 lE급 전력， 제어， 계측 전선로 흑색
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나. 조명설비
(1) 설계 기준
조명 설비 계통은 비상시에 이들 지역의 조명 계통이 전원 상실
로 인한 어떠한 전기기기 의 단순 사고에도 완전히 상실되지 않
도록 설계된다. 그러나 조명 계통은 설계 기준 사고시 또는 사고
후에 동작될 필요가 없으므로 비 안전 관련 계통이다. 주 제어실，
비상정지 판넬 지역 및 이 지역과 연결되는 출입구 및 통로에 설
치되는 필수 조명 및 비상 조명 계통의 지지 구조물들은 안전 정
지 지진(SSE) 중이나 지진 후에 붕괴되지 않도록 설계된다.
(2) 개 요
실내 조명 계통은 사용되는 전원의 종류에 따라 다읍 세 가지로
분류된다.
(가) 교류 상시 조명은 전 건물에 걸쳐 설치되고， 건물 전체 조명
의 약 90%를 차지 하며 교류 480V 저압 차단기반이나 전동
기 제어반에서 전원이 공급되며， 보조 변압기나 대기 변압기
가 운전중일 때만 점둥된다. 상시 조명 계통에서 사용되는
조명 기구는 교류 220V 용 백열둥， 형광둥 및 고압 나트륨
둥이 며 480V/380-220V 3상 4선식 조명 변압기에서 수전된다.
(나) 교류 필수(예비) 조명은 상시 교류 전원 상실시 건물내 운전
에 필요한 지역에 설치되는 조명 계통이다. 즉 안전 관련 기
기둥 운전이나 보수시 필요한 지역과 이들 기기가 설치되어
- 47 -
있는 출입 통로에 필수조명이 설치된다. 필수조명은 건물내
전체 조명의 약 7.5%를 차지하며， 비상 디젤 발전기가 후비
보호되는 안전 관련 교류 480V 모선으로부터 수전된다.
(다) 축전지 내장형 둥기구는 중요 기기가 설치되어 있는 지역이
나 화재시 탈출 통로의 보조 조명으로써 실내 전지역에 충
분한 양이 설치된다. 축전지 내장형 동기구는 두 개의 전구
와 8시간 정격의 축전지 및 퉁기구를 갖추고 있으며 주위의
상시 또는 필수 조명용 220V 콘센트에서 수전된다. 그리고
교류전원 상실시 내장된 축전지에의해 자동으로 접둥된다.
출입문 상부의 출입문 표시둥은 두 개의 전구와 20분 정격
의 축전지 및 충전기가 내장되어 있다.
(라) 비상조명동은 건물내 축전지로부터 전원이 수전되는 직류 백
열퉁기구로 구성되며 건물 내 전체 조명의 약 2.5%를 차지한
다. 직류 백열 퉁기구는 주 제어실， 제어실， 원격 정지반 및
비상 기술 지원실의 교류 조명이 상실될 때에만 건물내 축전
지로부터 전원이 수전된다.
(3) 안전성 평가
조명계통은 비 안전관련 계통이므로 안전성 평가가 필요없다.
(4) 시험 및 검사
상시 및 필수조명계통은 일반적으로 항상 점퉁되어 있으므로 정기
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적인 검사가 필요없다. 비상 조명 계통은 평상시 소둥되어 있으므
로 계통의 동작올 보장하기 위해서 주기적으로 부품의 검사 및
시험이 이루어져야 한다.
5. 통신 및 CCTV 설비
통신 설비 계통은 건물 정상운전 및 비상운전시에 건물내 주요
장소와 주제어실 간의 통신이나 건물과 원거리 장소와의 통신이
신뢰성 있고 원활하게 소통되도록 설계된다. 통신 설비 계통은 한
계통의 고장이 타 계통의 신뢰성에 영향올 주지 않도록 설계된다.
가. 설계기준
(1) 건물내의 신뢰성 있는 통신 소통을 위하여 용도별， 기능별 특
성에 적합한 다중 통신 설비를 구비한다.
(2) 비상시 외부와의 교신에 최대한의 융통성올 갖기위하여 특성
이 다른 일반전화와 비상 전화 계통을 갖춘다.
(3) 피난 경보 설비 계통은 방사능 유출과 화재 발생 상황에 대한
지역 정보 기능 및 공용 방송 기능올 구비한다.
(4) 전화 설비 계통은 건물 내 및 건물 내부와 외부간의 통화가
지속적으로 이루어 지도록 한다.
- 49 -
(5) 통신 계통 전원 공급올 위한 분전반에는 비 정상시의 신뢰도
를 높이기위해 비 lE 급 비상 디첼 발전기로부터 후비 전원
이 공급되는 비 lE 급 480V 저압 차단기 반에서 전원이 공급
되도록 한다.
나. 계통 설명
(1) 확성 설비 (Paging Phone) 계 통
확성 설비 계통은 운전용으로 함체부(handset station)와 확성
스피커로 구성되며， 본 계통은 독립된 2개의 통신 모드인 일제
지령 (Page) 및 개별통화 (Pa따r) 방식으로 구성된다. 개별 통화
회선은 5회선으로 구성된다.
건물내 통신은 일제 지령 채널을 통하여 특정 지역올 호출한
후 5개의 개별 통화 회로중 I개 회로를 통하여 상호 교신올
하며， 나머지 개별 통화 4개 회로는 개방 회로 상태로 유지된
다.
(2) 피 난 경 보 설 비 계 통(Evacuation Alann System)
피난 경보 설비 계통은 건물내 전지역에 경보음 설비로 구성
된다. 경보음 설비와 음성 발전기는 대피용 스위치반에서
수동으로 작동된다. 고소음 지역에서는 음성 경보 설비외에
가시 경보 설비가 보조 장치로 설치된다.
- 50 -
(3) 구내 전화 설 비 계 통(Direct Wire) 계 통
구내 전화 설비 계통은 책상용 전화와 신호 결합기( Signal
Addition Unit)로 구성되며 구내 전지역에 설치된다. 이 계통
은 확성 설비 계통의 후비용으로 사용할 수 있다.
다. CCTV 설비
CCTV 설비 계통은 카메라， 줌(Z∞m) 렌즈， Pan 과 Tilt Unit ,
SDC(Signal Distribution Units) , MCR(Master Control Rack) 과 케
이블류로 구성되며 D/G 룸， 전기실， 계단 및 주 조정실 등에 설
치된다.
되
제 3 장 결 로 」
하나로 설계， 건조를 통해 공학적인 조사시험 및 핵연료 시험이 가능
하게 되었으므로， 하나로의 노심올 이용한 핵연료 조사시험 시설의 설계
및 설치는 중요하다. 다양한 형태의 조사시험 시설중에서 이용 실험공의
특성 및 사용자의 용도에 맞는 지식 및 경험의 축척이 필요하며， 지속적
고 조직적인 인력 투입 및 기술개발이 필요한 실정이다. 현재 수행중인
핵연료 조사시험 설비의 제작 설치가 완료되면 핵연료 및 재료 개발자의
조사시험이 가능하게 되어 핵연료 조사시험을 통하여 핵연료 개발에 필
수적인 조사실증 자료를 생산하게 되며 또한 국외기관과 협력하여 국제
적인 조사시험을 가능하리라 기대된다.
제 1장의 서론 및 제2장의 본론에서 전술한 바와 같이 핵연료 조사시
험 설비는 고온고압하에서 운전되며 동력로와 유사한 고품질 및 고안전
둥급의 설비로 구성되어진다. 이와 같은 핵연료 조사시험 설비의 공학적
안전계통은 안전둥급 전력을 요구하고 었다. 이에 현 하나로에서 공급 할
수 있는 안전둥급 전력은 여유분이 없어 본 설비를 위해서는 별도의 안
전둥급 즉 lE Class 전력공급 설비가 필요하게 되었다. 하나로 핵연료 조
사시험 설비의 설계 및 안전성분석 과정에서 도출된 안전둥급 전력올 요
구하고 있는 설비는 FI1...의 사고시 시험 핵연료의 붕괴열 지속적으로 제
거 시켜주는 비상냉각수계통 (ECW System), 안전둥급 기기의 냉각올 시
켜주는 기기냉각수계통(CCW System)과 FrL Room #1에서 고온고압의 배
관에 파단사고시 압력방출을 위한 설비이며 FI’L 사고해석결과 기폰 하나
로의 비안전둥급 환기계통으로는 Off-site 방사선원 조건사항올 만족 시키
이 ι
지 못해 안전둥급의 비상환기계통을 추가로 설치하게 되었으며 이 설비
에 안전둥급의 전력공급이 요구된다. 이와 같은 안전둥급의 전력설비 및
안전둥급 환기계통설비의 설치 및 판I 사고시 지속적인 시험핵연료의 냉
각올 위해 비상운전반이 설치될 FfL Remote Coσ01 R∞m 이 요구되어
신설건물올 안전둥급 요건에 맞는 Seismic Category 1 둥급의 건물로 신축
할 예정이다.
본 보고서의 핵연료 조사시험 설비의 공학적 안전계통의 안전성 학보를
위한 안전둥급 전기실， 안전둥급 비상환기계통 및 FfL Remote Control
R∞m의 요건올 반영한 신축전기실의 설계기준에 대한 검토 및 안전성
평가를 수행하였다. 본 보고서는 추후 본 설비내에 안전둥급의 전기， 기
계등의 설비를 설계， 제작 할시 설치 위치에 따른 내진설계 기준 및 안전
둥급을 고려한 배치둥에 활용 될것이다. 또한 핵연료 조사시험 설비를 이
용한 조사시험을 계획하고 있는 사용자들에 본 설비의 기준을 제시하여
실제 핵연료 개발에 필요한 계획수립시 기초 자료를 활용 할 수 있올 것
이다.
여 ω
참고문헌
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Design of Nuclear Plant Facilities", 1984.
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Nuclear Power Plants", R.G. 1.61 , Oct. 1973.
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- 54 -
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- 55 -
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l 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.영 AISC 시 용 2 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.영 AISC
3 0.75 1.0 1.0 1.33 AISC
시 험 4 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.경 AISC
갱 상 5 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 AISC
6 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 AISC 7 0.9 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 AISC
심한환경 8 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 AISC I 9 0.9 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 AISC 10 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
1.0 1.0 AISC
비갱상 11 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 . 12 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 13 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
극심한환경 14 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 . 15 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
비갱상/ 16 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 .
심한환경
비갱상/ 17 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 .
극심한환경 」
주 • 설계허용 용력용 1.6 AISC와 휩용력 O.95Fy, 압축용력용 O.95Pcr (p，다은 임계좌굴하충)， 전단용력용 O.95Fy/매 중에서 착용 값융 사용한다.
표 3. 모드병 친통수 빙 모드 참여계수
수I협박향 모델
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주기 진동수 모I 착여계수 모드
(뚱c) (hz) (남북방향) (동서방향)
1 0.1010 9 얹썼3 -16.928 -0.012
2 O.~ 15.67(껴 0.127 -16.491
3 0.0623 16.여56 -0.674 -2.681
4 0.0때3 24.8400 -4.890 -0.022
5 0.02η 36.1447 1.810 0.028
6 o.o~ 39.2앉)5 0.0정 -5.480
7 0.0244 40.9315 0.432 0.133
8 0.0181 55.1864 0.003 -2.283
9 0.0172 58.28æ 0.122 -0.039
표 4. 모드별 진동수 및 모드 참여 계수 (수평방향모드)
수직박학 모댐
주기
(않c)
0.0017
- 57 -
진동수
(hz)
31.5198
모드 참여계수
90.αm
표 5. 운꺼기준지꺼 빛 얀쳐껴지지À，I 에 대하 구조품의 최대용답 가속도
(단위 : g)
슬래브 운천기준지진 - 안전정지지진
번호 남-북 동-서 수직 남-북 동-서
1 0.230 α161 0.l06 0.391 0.291
2 0.306 0.218 0.l13 0.501 0.374
3 0.346 0.252 0.l17 0.568 0.423
표 6. 운꺼기준지친 빛 아처챙지지친에 대하 구조뭉의 최대변위
(단위 : inch)
슬래브 운전기준지진 안전정지지진
번호 남-북 동서 수직 남-북 동-서
1 0.016) 0.0038 O.αxl6 0.0껑3 oαX37
2 0.0272 0.0074 O.ooll 0.0431 0.0128
3 0.0344 0.0096 0.0013 0.0546 0.0166
-58-
수직
0.212
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수직
0.0012
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그림 2. 판I 전기실 구조 평면도
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그림 3. 수평방향 동적 해석 모델
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그림 4. 수직방향 동적해석 모텔
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그림 6 , 운전 기준 지진층 옹답스펙트럼 (EL. lOO' EW)
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FTL 전기실 화재방호계통 배관 및 계장도
(NAFS-III 화재 진압계통)
- 88 -
30. 그림
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수행기관보고서번호 위탁기관보고서번호 표준보고서번호 INIS주제코드
KAERVTR-952/98
제목/ 부제 : 핵연료 조사시험 전기실의 설계 기준 및 안전성평가
연구책임자 및 부서명 김준연 하나로 기술총괄팀
발행지 대 전 l 발행기관 | 한국원자력연구소 | 발행일 1998. 2.
페 이 지 88p. 유(0)， 무( ) 크 기 18X 26Cm
참고사항
비밀여부 공개(0) , 대외비( ), - - 급비밀 보고서종류 기술보고서
연구위탁기관 계약번호
3":.로 ..,
하나로 핵연료는 조사시험 설비는 핵연료 및 재료의 조사를 통하여 개발 및
개선에 필요한 자료를 얻고 섣채 결과에 대한 실험적인 입증으로 기술자됩 및
개발에 기여하게 된다. 하나로 핵연료 조사시험 설비는 CANDU형 핵연료 l
다발과 PWR형 핵연료를 조사 할 수 있도록 공정설비를 갖추었으며， 특히 공
학적 안전계통인 FTL 비상냉각수계통， 기기냉각수계통， 비상환기계통， 압력방
출계통 및 원격 제어설의 안전성 확보를 위한 안전등급의 전력설비가 펠요하
게 되었으며， 이 요건을 충족하는 안전등급 전기실이 필요하게 되었다. 본 연
구는 핵연료 조사시험 전기실의 설계기준 및 안전성평가를 수행하였으며 이
결과는 핵연료 개발의 기본자료를 활용 할 수 있을것이다.
주제명 키워드
HANARO Fuel Test 1ρop， Safety Concept, FTL Electric Building ,
lE Class
BIBLIOGRAPHIC INFORMATION SHEET
Performing Org.Report No.
Sponsoring org.Report No
StandardReportNo.
IMS SubjectCode
KAERI/TR-952/98
Title/Subtitle : Review of Design Criteria and Safety Analysisof Safety Class Electric Building for Fuel Test Loop
Project Manager and Dept J. Y. KIM HANARO Technalogy Dept
Pub.place Taejon Pub. Org KAERI Pub.Date 1998. 2
Page 88p. Fig & Tab Yes(O), No( ) Size 18x26Cm
Note
Classified Open(0) , Restricted( ),- - Class Document
Report Type Tech. Report
Sponsoring Org. Contract No.
Abstract
Steady state Fuel Test Loop will be equipped in HANARO to obtain the
development and betterment of advanced fuel and materials through the
irradiation tests. HANARO Fuel Test Loop was designed for CANDU and
PWR fuel testing. Safety related system of Fuel Test Loop such as
emergency cooling water system, component cooling water system, safety
ventilation system, high energy line break mitigation system and remote
control room was required IE calss electric supply to meet the safety
operation in accordance with related code.
Therefore, FTL electric building was designed to construction and instal
the relazed equipment based on seismic category I. The objecitve of this
study is to review the design criteria and analysis the safety function of
safety class electric building for Fuel Test Loop, and this results wil
become guidances for the irradiation testing in future.Subject Keywords :
HANARO Fuel Test Loop, Safety Concept, FTL Electric Building,
IE Class
BffiLIOGRAPHIC INFORMA TION SHEET
Perfonning Org. Sponsoring Standard
INIS Subject org. Report Report No. Report No No. Code
KAERIITR -952/98
TitlelSubti t1e Review of Design Criteria and Safety Analysis of Safety Class Electric Building for Fuel Test Loop
Project Manager and Dept I ]. Y. KlM IHANARO Tech빼gy Dept
Pub.place Taejon Pub. Org I KAERI 1998. 2
Page 88p. Fig & Tab I Yes (O), No{ ) Size 18x26Cm
Note
Classìfied Open(O) , Restricted( ), Report Type Tech. Report
Class Document
Sponsoring Org. Contract No.
Abstract
Steady state Fuel Test Loop wiU be equipped in HANARO to obtain the
development and betterment of advanced fuel and materials through the
irradiation tests. HANARO Fue! Test Loop was designed for CANDU and
p、VH. fuel testing. Safety related system of Fuel Test Loop such as
emergency cooling water system, component cooling water system , safety
ventilation system, high energy line break mitigation system and remote
control room was required 1E calss electric supply to meet the safetv
operation in accordance with related code.
Therefore , FTL electric builcling was designed to construction and insta11
the relazed equipment based on seismic category I. The objecitve of this
study is to review the design criteria and ana1ysis the safety function of
safety class electric building for Fuel Test 1ρop， and this results 、‘!ill
become guidances for the irradiation testing in future. Subject Keywords
HANARO Fuel Test Loop, Safety Concept, FTL Electric Building ,
1E Class
