최종열제거원 개선대책규제방향

2012. 4.3 ~ 4.4

제16회 원자력안전기술정보회의

고 창 석K309kcs@kins.re.kr가동원자력규제단, 계통평가실Korea Institute of Nuclear Safety(KINS)

Slide - 2/18-후쿠시마 제3분과 : 전력냉각계통 건전성 확보

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목 차

1. 우리나라 원전과 최종열제거원

2. 필수냉각설비

- 1차기기냉각해수계통

- 1차기기냉각수계통

3. 후쿠시마사고 대비 국내원전 필수냉각설비 안전성

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PowerDivision(KHNP)

ReactorType

Capacity(MW)

In Operation UnderConstruction

Kori PWR 4,137(5) 3,800(3)

Yonggwang PWR 5,900(6) -

Wolsong PHWR/PWR 2,779(4) 2,000(2)

Ulchin PWR 5,900(6) 2,800(2)

Total (unit) 18,716(21) 8,600(7)

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Nuclear Power Plantsin KOREA

•2

1 •7

•(Blue Sea)

7

21

, Sin-K #1

2,3,4

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최종열제거원

고리원전 월성원전

영광원전 울진원전

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필수냉각설비õ 필수냉각설비 구성

- 필수냉각설비 : 기기냉각해수계통, 기기냉각수열교환기, 기기냉각수계통 vs. 필수냉수계통 (자연환경 vs. 인위적)

- 기기냉각해수계통 : 여과기, 수직장축 원심형펌프, 해수 이송관로, 역지밸브, 다수의 모터구동 격리밸브로 구성

[필수냉각해수] 최종열제거원인 바다로부터 해수를 취수하여 기기냉각수열교환기의 Tube Side로 공급,

- 기기냉각수열교환기: 전열관 내측(Tube Side)으로 해수가 통과, 외측(Shell Side)로 기기냉각수가 흐르도록 구성

- 기기냉각수계통 : 기기냉각수열교환기, 냉각수 순환펌프, 완충탱크, 냉각수 보충설비와 원자로건물 팬쿨러 등

[필수냉각수] 다양한 냉각코일 및 지역 열교환기 (정지냉각계통, 원자로건물, 비상디젤발전기, 필수냉동기,

사용후연료저장조) 들로 구성되어 냉각수가 폐루프회로 내로 순환

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필수냉각해수계통

•해

수

Isolation Valve

ESW Pumps

Sea

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필수냉각수계통(원자로, 원자로건물 및 사용후연료저장조 등 1차계통 냉각 설비)

•운전모드별 1차 기기냉각수요구 설비 [울진5,6호기]

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필수냉각수계통(원자로, 원자로건물 및 사용후연료저장조 등 1차계통 냉각 설비)

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필수냉각수계통(원자로, 원자로건물 및 사용후연료저장조 등 1차계통 냉각설비)

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필수냉각수계통(원자로, 원자로건물 및 사용후연료저장조 등 1차계통 냉각설비)

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후쿠시마 사고와 국내원전 안전성 분석

õ 필수냉각설비 (설계기준)

- 원자력관계법령에 따라 안전등급, 다중계열, 내진범주 I급으로 설치, 운영

- 정상운전 및 기동시 최대 35℃(95℉) / 사고시 최대 43.3℃(110℉)의 냉각용 해수를 공급

- 원자로냉각재상실사고시 정지냉각열교환기에 냉각수를 공급하여 원자로건물 내 열부하를 제거

- 소외전원상실사고와 동시에 기기의 단일고장을 가정하여 안전정지를 위한 고유기능이 손상되지 않도록 설계

- 출력운전동안 방사능 누출이 발생할 가능성이 있는 보조계통에 신뢰할 수 있는 냉각수를 공급하도록 설계

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õ 필수냉각설비 (설계기준사고시) :

- 각각 100%용량 2계열의 계통이 물리적으로 분리, 한 계열의 고장시에도 냉각기능 유지, 태풍/홍수/지진 등의 자연현상에 견딜 수 있음

- 소외전원상실, 안전정지기준지진발생시,

정지냉각계통(잔열제거계통), 원자로건물, 비상디젤발전기, 필수냉동기, 사용후연료저장조 … 열교환기 냉각을 위한기기냉각수열교환기에 최종열제거원으로부터 해수 공급가능

- 취수구 이물질 막힘 등 비정상 상태에서도 기능상실 방지 가능

- 해수 급상승(Maximum Surge), 쓰나미(Tsunami) 조건에 의해 1차기기냉각(필수냉각) 해수펌프와 모터들은영향을 받지않도록 취수구 구조물 설계

õ 필수냉각설비 (후쿠시마사고시) :

- 필수냉각해수 펌프 : 펌프실 출입문, 환기구, 관통부 등을 통한 침수 가능- 해수펌프 구동전원 : 상실 가능 (비상디젤발전기 전원, 펌프실 전력함)- 필수냉각 계측제어 : 펌프 운전상태 (압력, 유량, 회전수, 소요전력) 지시 등 간단한 구조, 상실시 복구 용이

후쿠시마 사고와 국내원전 안전성 분석

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õ 필수냉각설비 (설계기준)

- 해수면 높이 (FSAR 2.4, Figure 2.4-4, … 호기)o MSL(평균해수면) 기준 : - 0.13 mo LDL(Land Datum Level) 기준 : - 3.34 m

- 해수펌프 높이

o NSCW pump suction bell EL : - 6.66 m (44ft 7inch) o Pump deck EL : - 1.94 m (60ft)o Motor base : 18.18 m (66ft) 해수펌프, (82ft) 세척펌프o 전동기 단자함 : 밀봉처리되어 침수 시 문제 없음o 전동기 예비품 : 호기당 1대 확보 ( … 호기 NSCWP)

- 펌프실 환기구

o 환기구 1,2 : 밑면높이 100 ft, 크기 8 ft 6 inch × 8 ft 6 inch, 2개소o 환기구 3,4 : 밑면높이 104 ft 6 inch, 크기 2 ft × 4 ft, 2개소o 환기구 5,6 : 밑면높이 104 ft 6 inch, 크기 18 ft × 4 ft, 2개소

- 펌프실 배수펌프

o … 호기 : 설치

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õ 필수냉각설비 개선요구사항 (중장기조치 - 2013년 완료)

- 목표 : 설계기준 초과 자연재해발생시 최종열제거설비를 2시간 이내 복구

- 침수방지

1) 내진설계 방수문 설치 (환기구 등 관통부 침수방호조치 포함)2) 방수형 배수펌프 설치3) 기기냉각해수펌프 전동기, 전력함 등 전기설비 방수조치

- 복구대책

1) 이동식 침적형 배수펌프 확보 (적정용량 ?)2) 펌프전동기 예비품 확보 (적정수량 ?)3) 기기냉각해수펌프 전동기와 전력함 기능상실시 복구절차 수립

: 가능한 한 최단 시간 내 복구 필요

[ 최단시간 ? : 노심 냉각기능 상실 초래하여 노심 손상 유발 ]

후쿠시마 사고와 국내원전 안전성대책

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후쿠시마사고 대비 국내원전 개선현황õ 전원전 최종열제거설비 침수방지 및 복구대책 : 계획수립

õ 펌프실 침수완화 대책 : 진행

- 출입문, 환기구 등 침수가능 유로 개선 (출입문 : 방수능력 평가 후 보완, 환기구 : 굴뚝형상 시공)

- 배수펌프 운전 (침수 진행 시 운전하여 침수 시간지연)

õ 펌프실 침수복구 대책 : 진행

- 필수냉각해수펌프 전동기 예비품 확보

- 펌프실 배수 (이동형 침적식 배수펌프)

- 펌프 모터교체 (전동기 긴급복구지침서 : 작성)

- 이동형 디젤발전기 확보 (전원확보 불가 시 모터단자함에 연결)

- 비상디젤발전기 냉각수공급 (1차기기냉각해수계통 장기간 복구불능시 임시펌프 연결,

해수 취수, EDG 열교환기 냉각)

- AAC DG 이용 비상전원 공급

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후쿠시마사고 대비 국내 원전안전성개선 평가õ 펌프실 침수복구 대책

- 필수냉각해수펌프 전동기 예비품 확보 : 확보수량 적정성 ?

- 전동기 교체/복구 소요시간 타당성 : 9시간, 24시간, 3시간 (부지별) ?

- 전동기 단자함 : 예비부속품 ?

- 필수냉각해수 펌프 출구 밸브 건전성 : MOV - Fail as is ? (확인)

- 예비품의 긴급사용 시에 대비한 평상시의 관리 상태/성능 점검 : 관리방안 ?

õ 취수구 이물질 유입 대응절차 ? (부지특성)- 수로바닥 표고 : EL.(-)9.10 m (FSAR 2.4.11.5, … 호기)

- 가능최저 수위 : EL.(-)6.29 m

- 뻘침적/지형변화, 선박/해상구조물 좌초 : 신속제거 가능 ?

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•17

최종열제거원 ?

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최종열제거원 개선대책 규제방향

감사합니다 !