대형 지진, 해일시

발전소 전원 가용성 평가 및 대응방안

설비기술처

목 차

1. Fukushima Dai-ichi NPS 사고 현황

2. Fukushima Daini NPS 고장 현황

3. 발전소 전원 가용성 검토

4. 대응 방안

5. 조치 현황

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Fukushima Daiichi NPS 사고현황

1. 발생일시 : ’11. 3.11(금) 15:32

2. 사고 개요(NRC NTTF Report) 지진 발생 40분 후 Tsunami 유입으로 3개 호기 발전정지

해수면 기준 14m의 Tsunami 유입

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3. 사고 진행상황

Daiichi 1∼5호기 : Station Black out

Daiichi 6호기 : 비상디젤발전기 1대 운전

Daiichi 5, 6호기 전원연결(Bus Tie)

안전정지 유지(EDG : 공냉식)

원자로 냉각수 상실

Daiichi 1 : 수시간 후

Daiichi 2,3 : 약 71시간/36시간 후

격납건물 폭발

핵연료 손상으로 수소가스 증가(#4 : 원인불명)

발전소 상태 감시기능 불능(제어전원 상실)

Fukushima Daiichi NPS 사고현황

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3. 사고 진행상황(계속)

Daiichi 1호기

14:47 지진발생/소외전원상실/발전정지

15:37 Tsunami 유입 / SBO 발생(EDG, SWGR 침수)

원자로 냉각수 주입기능 상실

17:00 핵연료 상부 Uncover(노심노출)

☞ 3.12일 15:36 원자로건물 폭발

Fukushima Daiichi NPS 사고현황

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Fukushima Daini NPS 고장현황

3. 사고 진행상황(계속)

Daiichi 5,6호기

14:46 지진발생/소외전원상실

15:41 Tsunami 유입 / 5호기 SBO 발생

- 6호기 비상디젤발전기 이용 가능(공냉식)

- 6호기 비상디젤발전기로 5호기 전원공급

☞ 3.20일 저온정지 도달

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Fukushima Daini NPS 고장현황

1. 발생일시 : ‘11. 3. 11(금) 15:32

2. 설비현황 : BWR, 1100MWe(4개호기) 상업운전 : ‘82/84/85/87

3. 고장 개요(EPRI Workdown Report)지진 발생 40분 후 Tsunami 유입으로 4개호기 발전정지

(해수면 기준 최대15m의 Tsunami 유입)

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Fukushima Daini NPS 고장현황

4. 고장 진행상황 14:46 지진발생

14:48 원자로 정지

소외전원 1개 선로 상실(2개의 송전선로 건전)

15:12 Tsunami 유입(최대 15m)

Tsunami 대비 설계 기준 : 최대 5.2m

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Fukushima Daini NPS 고장현황

4. 고장진행상황(계속)

Tsunami 유입 후 발전소 전력계통 상황

Daini 3호기 : 24시간 이내 저온정지 도달

Daini 1,2,4호기 : 노심냉각기능 복구 후 저온정지 도달(3일)

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5. 고장 대처(Daini #1)

잔열제거펌프 전동기 교체 및 임시 케이블 설치

D+1 : 이동형 발전차(500KVA) 도착(6hr 소요)

D+2 : 케이블 및 전동기 현장 도착

D+3 : 전동기 교체 및 임시 케이블 연결(9km)

Fukushima Daini NPS 고장현황

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Fukushima Daini NPS 고장현황

6. 전기설비 고장현황 지표면 이하 전기설비 침수(케이블은 건전)

Control panels, 전동기, 480V Load Centers

유입경로 : Grade level hatch doors, Louver 등

전기설비 복구시 문제점

염분침착으로 전기설비 부식 진행

전기설비(차단기, 계전기 등) 내부에 모래 유입

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국내 원전 전원 가용성 검토

1. 국내원전 전원 계통 구성

G

Ⅰ. 발전기 Ⅱ. 소외전원 Ⅲ. 비상디젤발전기 Ⅳ. 대체교류디젤발전기

안전주입펌프

보조급수펌프

격납용기살수펌프

기기냉각수펌프

기기냉각해수펌프

Ⅰ : 정상 운전 중 공급

Ⅱ ~ Ⅳ : 발전정지 후 공급순서

(2대/호기) (1대/2~4개호기)(스위치야드)

교류제어전원

직류제어전원

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국내 원전 전원 가용성 검토

2. 국내원전 안전모선 스위치기어 설치 위치

발전소 설치건물 지면높이 발전소 설치건물 지면높이

고리 1 제어건물 7.3m 영광5,6 PAB 0m

고리 2 제어건물 7.3m 월성1 터빈빌딩 1m

고리3,4 제어건물 -6m 월성2-4 터빈빌딩 1m

신고리1 PAB 0m 울진1,2 전기건물 8m

영광1,2 제어건물 -6m 울진3,4 PAB 0m

영광3,4 PAB 0m 울진5,6 PAB 0m

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국내 원전 전원 가용성 검토

3. 국내원전 안전등급 축전지 설치 위치

발전소 설치건물 지면높이 사용시간 발전소 설치건물 지면높이 사용시간

고리 1 중간건물 0 m(인버터1.5m)

2 영광5,6 보조건물 0 m 4

고리 2 중간건물 0 m(인버터1.5m)

2 월성1 터빈건물 20.5 m 1

고리3,4 제어건물 -6 m 2.2 월성2-4 터빈건물 20.5 m 1

신고리1 보조건물 7.3 m(인버터0 m)

4 울진1,2 전기건물 5 m(인버터15m)

2

영광1,2 제어건물 -6 m 2.2 울진3,4 보조건물 7.6 m(인버터0m)

4

영광3,4 보조건물 7.6 m(인버터0m)

4 울진5,6 보조건물 0 m 4

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국내 원전 전원 가용성 검토

4. 전력계통 침수가능성

최대지진(설계기준)에 따른 예상 최고 해수위 기준 대비

안전여유고 확보 상태로 주요 구조물 침수 가능성은 희박

구분

예상 최고 해일예상최고해수위

부지고 여유고폭풍 지진

고리원전 2.5m 0.3.m 7.2m

7.5m(고리1,2)

0.3m

9.5m(고리3,4)

2.3m

월성 원전 2m 0.5m 7.2m 12m 4.8m

영광 원전 2.3m - 8.4m 10m 1.6m

울진 원전 0.9m 3 m 5.7m 10m 4.3m

후쿠시마 원전사고시와 같은 파고 15m 정도의 대형 Tsunami

유입시 안전등급 전력계통 침수로 SBO 발생 가능15

대응 방안

안전등급 전력계통 침수방지

안전모선 SWGR 및 제어전원설비 방수문 설치

비상디젤발전기 및 연료저장탱크 침수 방지 조치

안전정지에 필요한 필수 전동기 예비품 확보

비상 전원 추가 확보

이동형 발전차 확보

필수제어전원 가용시간 적정성 검토 및 필요시 연장

필수제어전원 침수 대비 비상용 설비 구축

절차 개발 및 비상설비 주기 관리

대응절차 작성 및 훈련, 비상전원설비의 주기적인 시험· 관리16

조치현황

안전등급 전력계통 침수방지

비상전력계통 및 주요 안전설비 방수문/차수벽 설치

환기구 등 관통부의 침수 방지 조치 포함

추진일정 : 2014년 전원전 보강

고리 1호기 방수문 설치계획

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조치현황

필수 예비전동기 확보 경수로 : 보조급수펌프, 안전주입펌프, 잔열제거펌프

충전펌프, CV 살수펌프, 1차기기 냉각(해)수펌프

사용후연료 저장조 냉각펌프

중수로 : 보조급수펌프, 비상노심냉각펌프, 정지냉각펌프

기기냉각(해)수펌프, 사용후연료 저장조 냉각펌프

확보 추진일정 : 2014년

보유현황 : 12대

추가 확보수량 : 39대

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조치현황

이동형 발전차 확보(2014년)

2시간이내 이동형 발전차 전원 공급능력 확보

설치 수량 : 부지당 1대(고리,월성본부 우선 확보 ; 12년)

주요 규격

발전차 엔진형식 : 가스터빈(경유)

정격전압/설비용량 : 4.16kV / 3,200kW

정격연속운전시간 : 200시간 이상

1hr 용량 연료 구비(약1,400L)

비상디젤발전기 연료저장탱크 이용

연료이송펌프/고압호스 탑재(발전차 전원 이용)

발전차 제어전원용 충전기/축전기 구비19

조치현황

이동형 발전차 용량

이동형 발전차 전원공급 시점별 부하용량 검토

SBO 발생 후 증기발생기를 이용한 자연순환 운전 단계

비상발전차 전원연결 지연 또는 소형 LOCA로 자연순환

운전 실패

월성(중수로)

자연순환실패시 예비발전기(비내진설비) 전원모선 연결

조건과 비상발전기(내진설비) 전원 모선 연결 조건으로

구분하여 용량 검토

용량 검토 결과 : 2,500 ~ 3,200kW 범위

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조치현황

비상전원 연결방안

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조치현황

비상전원 연결방안[예 ;고리 3,4]

비상시 기 설치된 AAC D/G BUS Bar 터미널 박스에 연결

연결 케이블은 터미널박스 인접 케이블 트레이내에 적재

연결 케이블 단말은 케이블러그 설치 후 절연캡으로 처리

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조치현황

필수제어전원 확보(추진 중)

SBO시 노심냉각을 위한 필수 감시/제어용 부하

자연순환 및 원자로노심 상태 감시용 계측기 전원

터빈구동보조급수 펌프 제어전원

제어전원설비 보강 대상(예 ; 고리 1 ~ 4호기)

고리 1 ~ 4호기 충전기/축전지

고리 3,4호기 인버터

설치 위치 : 침수 우려가 없는 지역(예, 보조건물 126ft )

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조치현황

필수제어전원 용량 인버터/충전기 : 기존 설비 중 최대용량(비상시 활용)

축전지 용량 : 4hr 용량(고장복구시간 고려)

축전지 : 리튬-이온 축전지 사용 예정

구 분 고리 1 고리 2 고리 3,4

충전기 125VDC, 800A 125VDC, 400A 125VDC, 500A

인버터 - - 단상, 25KVA

필수 부하 고리 1 고리 2 고리 3,4

TD AFWP 제어반 - - 3A

필수 지시/제어기 32A 47.5A 35A

산출 부하량 32A 47.5A 38A

축전지 용량(4시간) 128Ah 190Ah 164Ah

산정용량(129VDC) 192Ah 192Ah 192Ah

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조치현황

필수제어전원 연결 방안

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조치현황

운전절차 개발(비상전원 확보 후속조치)

외부 이동형 발전차 연결절차 개발

비상상황시 이동형 발전차 전원 및 연료이송배관 연결

정상운전 중 이동형 발전차 운영 / 주기시험 절차 개발

비상시 필수제어전원 연결 절차 개발 및 운전가용시간 연장

조치 절차 개발

자연순환 및 원자로노심 상태 감시용 계측기 전원과

터빈구동 보조급수펌프용 전원 등 최소 필수부하를 제외한

부하 차단절차 개발

중대사고 관리지침서 개정시 반영필요

비상전원 복구절차 개발

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감사합니다.

(Q & A )