기능적 초기사건 분류

개요

원자력발전소에서 발생할 수 있는 초기사건의 분류에는 다양한 방법이 있으나, 일반적으로 예상되는 발생빈도 또는 기능(유형)에 따라 분류할 수 있다^[1] ^[2]. 여기에서는 기능적(유형별) 초기사건 분류. 그리고 유형별 정의와 사건사례를 살펴보기로 한다.

기능적(유형별) 사건분류

기능적(유형별) 사건분류는 발전소의 기본안전기능을 저해하는 주원인에 따른 유형별 분류로서, 같은 그룹의 사건들은 기본안전기능을 저해하는 요인이 동일하므로 그룹의 모든 사건들을 해석하지 않고 가장 심각한 영향을 미치는 사건에 대하여 경계치해석(Bounding Analysis)을 수행할 수 있는 장점이 있다.

기능적(유형별) 사건분류 방식에 따라 사고유형은 일반적으로 다음과 같이 구분할 수 있으며, 각 사고유형에 따른 특성과 안전의 고려사항을 다음과 같이 요약할 수 있다^[3] ^[4].

(1) 2차 계통에 의한 열제거 증가

2차 측에 의한 열제거 증가는 1차 계통의 냉각으로 인한 원자로냉각재계통의 온도와 압력의 감소를 야기하며,
이에 따른 음의 감속재 온도계수로 인한 노심 열속(출력)의 증가로 특징지을 수 있다.
따라서 이 유형의 사건들은 노심의 열적 여유도, 특히 핵연료의 허용기준인 핵비등이탈률 측면에서 고려의 대상이 된다.

(2) 2차 계통에 의한 열제거 감소

2차 측에 의한 열제거 감소는 1차 계통의 과열로 인한 원자로냉각재계통의 온도와 압력의 증가로 특징지을 수 있다.
따라서 이 유형의 사건들은 허용기준인 원자로냉각재 압력경계의 건전성 측면에서 고려 대상이 된다.

(3) 원자로냉각재 유량 감소

원자로냉각재펌프의 손상으로 야기되는 냉각재 유량 감소는 노심의 열제거 능력이 순식간에 감소하여 1차 계통을 과열시킴으로써 원자로냉각재계통의 온도와 압력 증가로 특징지을 수 있다.
따라서 이 유형의 사건들은 허용기준인 원자로냉각재 압력경계의 건전성과 노심의 열적 여유도 관점에서 고려의 대상이 된다.

(4) 반응도 및 출력분포 이상

노심에서의 제어봉이나 붕소 제어의 기능 손상으로 인한 반응도 제어와 출력분포 이상은 노심의 국부적인 위치에서 높은 출력을 야기하거나 급격한 반응도 증가를 야기하여 심각한 노심 열여유도 저하를 가져올 수 있다.
이 유형의 사건들은 다른 사건들과 비교하여 노심 특성에 크게 영향을 미치므로 핵연료재장전시 노심 장전모형을 결정하는데 많은 제한 요소를 줄 수 있다.

(5) 원자로냉각재 재고량 증가

원자로냉각재 재고량의 증가는 비상노심냉각계통의 예기치 않은 작동이나 화학체적제어계통의 오작동에 의하여 원자로냉각재계통에 고농도의 붕산수가 주입되거나 붕산이 없는 물이 주입되어 원자로냉각재계통의 재고량과 압력의 증가를 야기할 수 있다.
그러나 원자로냉각재계통의 압력이 고압안전주입펌프 작동수두보다 낮고 정지냉각계통이 격리된 상태에서만 발생할 수 있으며, 원자로냉각재계통의 압력이 펌프의 작동수두에 도달하면 물의 주입은 종료된다.
이 유형의 사건들은 원자로냉각재계통의 압력을 증가시키지만 다른 사건의 결과에 포함되므로 가압경수로에서는 안전의 관점에서 문제가 되지 않는다.

(6) 원자로냉각재 재고량 감소

원자로냉각재 압력경계의 파단 또는 손상으로 인한 원자로냉각재 재고량 감소로 노심 열제거 기능이 급격히 저하하여 핵연료의 급격한 온도증가를 초래하는 특성을 가진다.
이 유형의 사건들은 핵연료 건전성과 더불어 방사성물질의 외부 유출에 대한 허용기준 관점에서 중요한 사고로 분류되고 있다.

(7) 부속 계통 또는 기기로부터 방사성물질 유출

방사성물질을 제어하는 계통의 기능상실, 액체방사성폐기물을 저장하는 탱크의 파손 또는 사용후핵연료 취급 시의 사고로 인하여 방사성물질의 직접적인 외부유출을 초래하게 된다.
이 유형의 사건들은 방사성물질의 외부 유출에 대한 허용기준 관점에서 고려의 대상이 된다.

이 외에도 예상운전과도나 설계기준사고로 분류하지 않는 사고이나 그 중요성을 감안하여 해석을 수행하는 원자로정지불능 예상과도(ATWS), 전원완전상실사고(Station Blackout) 등이 있다.

유형별 사건의 예시와 각 사건의 발생빈도별 분류

아래 표는 신고리1호기를 참조하여 기능적(유형별) 사건분류에 따른 유형별 사건의 예시와 각 사건에 대하여 발생빈도에 따른 분류를 함께 표시하고 있다. 괄호속의 수치는 예상되는 발생빈도별 사건분류를 표시하고 있다.

참고문헌

↑ IAEA, “Deterministic Safety Analysis for Nuclear Power Plants”, Safety Standards Series, Specific Safety Guide, No. SSG-2, 2009.
↑ IAEA, “Accident Analysis for Nuclear Power Plants”, Safety Reports Series, No. 23, 2002.
↑ IAEA, “Accident Analysis for Nuclear Power Plants”, Safety Reports Series, No. 23, 2002.
↑ USNRC, “Sec. 15.0 Introduction – Transient and Accident Analysis”, NUREG-0800, Standard Review Plan, March 2007
↑ 김효정, “원자력 안전해석”, 정기획출판사. pp.842, 2016. 6

이 자료의 최초 작성 : 김 효정(GINIS) kimhhoj@gmail.com, 등록 : 박 찬오(SNEPC) copark5379@snu.ac.kr

[1] IAEA, “Deterministic Safety Analysis for Nuclear Power Plants”, Safety Standards Series, Specific Safety Guide, No. SSG-2, 2009.

[2] IAEA, “Accident Analysis for Nuclear Power Plants”, Safety Reports Series, No. 23, 2002.

[3] IAEA, “Accident Analysis for Nuclear Power Plants”, Safety Reports Series, No. 23, 2002.

[4] USNRC, “Sec. 15.0 Introduction – Transient and Accident Analysis”, NUREG-0800, Standard Review Plan, March 2007

[5] 김효정, “원자력 안전해석”, 정기획출판사. pp.842, 2016. 6

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[4]

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유형별 사건의 예시와 각 사건의 발생빈도별 분류

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