전원완전상실사고

▼ 설계기준초과사고

  설계기준초과사고 개념

  원자로정지불능 예상과도

  전원완전상실사고

개요

전원 완전상실사고는 원자력발전소의 필수 및 비필수 전력모선에 공급되는 교류전력의 완전한 상실로 정의하며, 터빈정지와 동시에 소외전원의 상실과 그리고 소내 비상교류전원(예로서 비상디젤발전기)의 상실을 의미한다. 원자력발전소의 모든 교류전원이 상실되기 때문에 일반적으로 발전소 정전사고(Station Blackout; SBO)라고도 한다. 그러나 정전사고는 축전지로부터 인버터를 통하여 모선으로 공급되는 교류전원 또는 정전사고 대처를 위하여 특별히 설치된 대체교류전원(Alternate Alternating Current Power Source; AAC)의 상실을 포함하지는 않는다.

원자력발전소 정전사고에 대한 우려는 발전소 교류전원의 신뢰성에 관한 오랫동안의 경험에서 유래하고 있다. 많은 발전소에서 외부전원의 완전상실과 경우에 따라 다중으로 설치된 소내 비상교류전원 중에서 하나의 상실을 동시에 경험하고 있으며, 짧은 시간 이내에 복구되기는 하지만 교류전원의 완전상실을 간혹 경험하기도 한다. 원자로 노심의 잔열 제거에 사용하는 많은 안전계통들은 교류전원을 필요로 하기 때문에 발전소 정전사고는 심각한 노심손상을 초래할 수 있으며, 이에 따른 리스크는 모든 교류전력 상실의 빈도와 기간 그리고 모든 교류전력 상실 후 심각한 노심손상의 가능성과 연관이 있다.

안전기준

원자력발전소는 정전사고가 발생하더라도 일정기간 동안 대처할 수 있어야 하며, 또한 적절한 절차에 따라 복구할 수 있어야 한다. 원자로 노심과 이와 연관된 냉각재, 제어 및 보호계통, 그리고 소내 축전지와 필요한 보조계통들은 발전소 정전사고가 발생하더라도 일정기간 동안 노심냉각과 격납건물의 건전성을 적절히 보장할 수 있는 충분한 용량과 능력을 제공할 수 있어야 하며, 이러한 능력은 발전소 정전사고의 대처능력해석(Coping Analysis)를 통하여 결정하여야 한다.

발전소 정전사고의 발생에서부터 대체교류전원(AAC)과 원자로정지 기기들이 배열되어 작동하는 시점까지 발전소가 대처능력이 있음을 해석을 통하여 입증한다면, 대체교류전원의 설치가 발전소 정전사고에 대한 허용할 수 있는 대처능력을 가지는 것으로 본다. 이 경우 대체교류전원과 기기들의 배열 및 작동에 요구되는 시간은 시험을 통하여 입증하여야 한다. 발전소 정전사고에 대비한 대체교류전원이 정전사고 발생 후 10분 이내에 안전정지 전력모선에 전력을 공급할 수 있다는 것을 시험을 통하여 입증할 수 있다면 대처능력에 대한 해석은 수행하지 않아도 된다.

대체교류전원은 해당 발전소 내 또는 인근에 위치하면서 가용할 수 있는 교류전원으로서

1. 소외 전원 또는 소내 비상교류전원에 연결할 수는 있으나 일반적으로 연결되어 있지 않으며,
2. 이들과 공통원인고장의 가능성이 매우 낮아야 하며,
3. 정전사고의 발생 시 적절하게 가용하여야 하며,
4. 정전사고의 대처에 요구되는 모든 계통의 운전을 위하여 그리고 발전소가 안전정지 조건으로 진입하여 유지하는데 필요한 시간동안 충분한 용량과 신뢰도를 가져야 한다.

발전소 정전사고 대처의 절차 및 훈련은

1. 비상교류전력계통이 상실되었을 경우 이를 복구하고,
2. 발전소의 모든 운전조건에서 일정기간 동안 대체교류전원 또는 축전지전력을 이용하여 발전소 정전사고에 대처하고,
3. 소외전력 상실사건 발생 시 소외전력을 복구하고 필요시 발전소 인근의 전원(예로서 가스터빈 발전기, 이동식 발전기 등)을 활용하고,
4. 교류전력이 복구되면 장기간 노심냉각 및 잔열제거에 필요한 모든 운전원의 조치들을 포함하여야 한다.

참고문헌

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