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원자로냉각재 재고량 감소사건
개요
원자력발전소에서 발생할 수 있는 초기사건에는 기능적 사건분류에 따라 다양한 사건유형들이 있다. 기능적(유형별) 사건분류는 발전소의 기본안전기능을 저해하는 주원인에 따른 유형별 분류로서, 같은 유형의 사건들은 기본안전기능을 저해하는 요인이 동일하므로 같은 유형의 모든 사건들을 해석하지 않고 가장 심각한 영향을 미치는 사건에 대하여 경계치해석(Bounding Analysis)을 수행할 수 있는 특징이 있다.
여기에서는 기능적(유형별) 초기사건 분류에 따른 다양한 사건유형 중에서 원자로냉각재 재고량의 감소 사건유형의 특징과 그리고 사건 발생요인과 사례를 살펴보기로 한다.
원자로냉각재 재고량 감소 사건유형의 특징
원자로냉각재 재고량의 감소사건은 원자로냉각재 보충계통(충전 및 취출)에 의한 냉각재 보충능력을 초과하는 냉각재의 상실을 야기하는 사고를 말하며, 원자로냉각재 압력경계의 배관이나 기기의 파단 또는 손상으로 발생할 수 있다. 배관이나 기기의 파단 또는 손상은 원자로냉각재를 격납건물 또는 격납건물을 우회하여 외부로 직접 방출함으로써 원자로냉각재 상실로 인한 원자로냉각재 재고량의 감소를 초래한다.
원자로냉각재 재고량 감소는 노심냉각 능력을 현저하게 저하시키고 핵연료의 급격한 온도 상승을 야기하면서 핵연료의 심각한 손상을 초래할 수 있다. 사고의 전개에서 노심냉각 기능을 수행하는 비상노심냉각계통(또는 안전주입계통)은 사고의 예방과 완화에 매우 중요하게 작용하게 되므로, 이 사고는 비상노심냉각계통의 성능에 대한 설계기준사고로 분류된다. 또한 원자로냉각재 상실사고로 인한 방사성물질의 외부 유출로 발전소 내부의 종사자나 외부의 일반인에 대한 방사선 피폭선량이 허용기준을 만족하는지 여부가 안전상의 중요한 평가 대상이 된다.
따라서 이 유형의 사건들은 일반적으로 원자로냉각재 재고량 감소로 인하여 원자로냉각재계통의 압력을 감소시키므로 원자로냉각재계통의 건전성 측면에서는 안전상의 고려대상이 되지 않는다. 그러나 노심냉각 기능의 저하에 따른 핵연료의 건전성과 더불어 방사성물질의 외부 유출에 대한 허용기준 관점에서 중요한 사고로 분류되고 있다[1][2].
원자로냉각재 재고량 감소사건 발생요인과 사례
이 유형에 속하는 사건들의 사례는 아래와 같다.
- 예상운전과도 사건
- - 가압기안전밸브 또는 압력방출밸브의 부주의한 개방(II)
- - 격납건물 외부의 원자로냉각재 수송배관 파단(II)
- 설계기준사고
- - 증기발생기 전열관 파단(IV)
- - 원자로냉각재계통 배관 파단(IV)
여기서 괄호속의 수치는 예상되는 '발생빈도별 사건분류를 표시하고 있다.
격납건물 외부의 원자로냉각재 수송배관 파단사건과 증기발생기 전열관 파단사고는 원자로냉각재계통과 핵연료의 건전성 관점보다는 방사성물질의 외부 유출에 의한 방사선결말이 안전의 주요 관점이 된다. 그리고 원자로냉각재계통 배관 파단에 의한 원자로냉각재 상실사고는 비상노심냉각계통의 성능에 대한 설계기준사고로 작용할 뿐만 아니라 격납건물의 최대 압력과 방사선 피폭선량에 대한 설계기준을 제시하는 근간이 된다.
참고문헌
이 자료의 최초 작성 : 김 효정(GINIS) kimhhoj@gmail.com, 등록 : 박 찬오(SNEPC) copark5379@snu.ac.kr
