KR102102849B1 - 원자력 발전소 화재 시의 안전정지 분석 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 원자력 발전소에 화재 발생 시 원자로를 안전정지 상태에 도달 및 유지시킬 수 있는지의 여부를 분석하는 안전정지 분석 방법을 제공한다. 이 방법은 상기 원자력 발전소의 화재와 관련하여, 발전소 방화구획(Fire Compartment) 정보, 기기 정보, 및 케이블 정보를 포함하는 데이터베이스를 준비하는 단계; 상기 원자력 발전소 내의 복수의 방화지역들 중에서 화재가 발생한 것으로 가정하는 하나의 방화지역을 제1 방화지역으로 선택하는 단계로서, 상기 제1 방화지역 내에 위치한 기기들과 상기 제1 방화지역을 통과하는 케이블들이 소손되는 것으로 가정하는 선택 단계; 상기 데이터베이스의 상기 기기 정보 및 상기 케이블 정보를 이용하여, 상기 제1 방화지역 내에 위치한 제1 안전정지 기기 및 상기 제1 방화지역을 통과하는 케이블에 연결되는 제2 안전정지 기기를 추출하는 제1 추출 단계; 상기 데이터베이스의 상기 기기 정보를 이용하여, 상기 제1 안전정지 기기와 동일한 기능을 수행하는 제1 대체 안전정지 기기 및 상기 제2 안전정지 기기와 동일한 기능을 수행하는 제2 대체 안전정지 기기를 추출하는 제2 추출 단계; 및 상기 데이터베이스를 이용하여, 상기 제1 대체 안전정지 기기 및 상기 제2 대체 안전정지 기기가 건전한지의 여부를 분석하는 제1 분석 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 원자력 발전소 화재 시의 안전정지 분석 방법에 관한 것이다.
원자력 발전소는 전원 상실이나 냉각수 상실 등 다양한 사고에 대한 안전설비를 갖추고 있다. 예를 들어, 전원 상실 시에는 중력만을 이용해서 피동적으로 냉각수가 공급될 수 있도록 하는 등의 안전설비가 갖추어져 있다. 사고 발생 시에 원자력 발전소의 안전정지와 관련된 기기가 정상적으로 동작가능한지 여부가 중요하다. 특히 화재 발생 시에도 안전정지가 지속적으로 수행되어야 한다. 따라서, 특정 구역에서 화재가 발생하여 일부 기기들이 소손되더라도 원자로가 안전정지 상태에 도달하고 유지될 수 있다는 것을 입증하는 분석이 요구된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 원자력 발전소의 화재 발생 시에 안전정지의 확보 여부를 분석하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 원자력 발전소의 화재 발생 시에 안전정지의 확보 여부를 분석하는 방법을 컴퓨팅 장치가 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 원자력 발전소의 화재 발생 시에 안전정지의 확보 여부를 분석하는 방법을 컴퓨팅 장치가 수행하기 위해 원자력 발전소의 화재와 관련한 데이터를 저장하는 저장 매체를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 안전정지 분석 방법은 원자력 발전소에 화재 발생 시 원자로를 안전정지 상태에 도달 및 유지시킬 수 있는지의 여부를 분석하기 위한 것이다. 상기 안전정지 분석 방법은 상기 원자력 발전소의 화재와 관련하여, 발전소 방화구획(Fire Compartment) 정보, 기기 정보, 및 케이블 정보를 포함하는 데이터베이스를 준비하는 단계; 상기 원자력 발전소 내의 복수의 방화지역들 중에서 화재가 발생한 것으로 가정하는 하나의 방화지역을 제1 방화지역으로 선택하는 단계로서, 상기 제1 방화지역 내에 위치한 기기들과 상기 제1 방화지역을 통과하는 케이블들이 소손되는 것으로 가정하는 선택 단계; 상기 데이터베이스의 상기 기기 정보 및 상기 케이블 정보를 이용하여, 상기 제1 방화지역 내에 위치한 제1 안전정지 기기 및 상기 제1 방화지역을 통과하는 케이블에 연결되는 제2 안전정지 기기를 추출하는 제1 추출 단계; 상기 데이터베이스의 상기 기기 정보를 이용하여, 상기 제1 안전정지 기기와 동일한 기능을 수행하는 제1 대체 안전정지 기기 및 상기 제2 안전정지 기기와 동일한 기능을 수행하는 제2 대체 안전정지 기기를 추출하는 제2 추출 단계; 및 상기 데이터베이스를 이용하여, 상기 제1 대체 안전정지 기기 및 상기 제2 대체 안전정지 기기가 건전한지의 여부를 분석하는 제1 분석 단계를 포함한다.
일 예에 따르면, 상기 안전정지 분석 방법은 상기 데이터베이스를 이용하여, 상기 제1 방화지역 내에 위치한 비안전정지 기기의 소손으로 인하여 상기 제1 및 제2 대체 안전정지 기기의 오동작이 유발될 수 있는지의 여부를 분석하는 제2 분석 단계를 더 포함할 수 있다.
다른 예에 따르면, 상기 안전정지 분석 방법은 상기 데이터베이스를 이용하여, 상기 제1 방화지역을 통과하는 상기 케이블들의 소손으로 인하여 상기 제1 및 제2 대체 안전정지 기기들의 오동작이 유발될 수 있는지의 여부를 분석하는 제3 분석 단계를 더 포함할 수 있다.
또 다른 예에 따르면, 상기 복수의 방화지역들 중에서 나머지 방화지역들에 대해서도 상기 선택 단계, 상기 제1 추출 단계, 상기 제2 추출 단계 및 상기 제1 분석 단계를 각각 수행할 수 있다.
본 발명의 안전정지 분석 방법에 따르면, 원자력 발전소에 화재가 발생하는 경우 원자력 발전소의 화재와 관련된 데이터베이스를 기초로 정상적으로 안전정지를 할 수 있는 지를 정확하게 신속하게 분석할 수 있다. 본 발명의 안전정지 분석을 통해 화재위험 인자 및 정도, 화재방호설비 등에 대해 확인 및 평가를 하여 화재 시 운전원이 화재재해 통제를 위한 사전 정보 제공 및 운영 시 편의성을 제공할 수 있다. 화재 시 발전소 안전정지 성능 확보를 보장할 수 있는 분석방법이 제공됨으로써, 원자력 발전소의 안전성과 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안전정지 분석 방법을 수행하기 위한 안전정지 분석 시스템을 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터의 내부 구성을 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터베이스에 저장된 정보들을 예시적으로 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 안전정지 분석 방법의 순서도를 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 안전정지 분석 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 안전정지 분석 방법의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 안전정지 분석 방법의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 안전정지 분석 방법의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터의 내부 구성을 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터베이스에 저장된 정보들을 예시적으로 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 안전정지 분석 방법의 순서도를 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 안전정지 분석 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 안전정지 분석 방법의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 안전정지 분석 방법의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 안전정지 분석 방법의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 설명되는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 아래에서 제시되는 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 아래에 제시되는 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안전정지 분석 방법을 수행하기 위한 안전정지 분석 시스템을 도시한다.
도 1을 참조하면, 안전정지 분석 시스템(10)은 컴퓨팅 장치(100) 및 데이터베이스 장치(200)를 포함한다.
안전정지 분석 시스템(10)은 본 발명의 일 실시예에 따른 안전정지 분석 방법을 수행하기 위한 시스템으로서, 안전정지 분석 방법은 원자력 발전소에 화재 발생 시 원자로를 안전정지 상태에 도달 및 유지시킬 수 있는지의 여부를 분석하는 방법이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 안전정지 분석 방법을 실행하기 위한 프로그램 코드가 컴퓨팅 장치(100)에 설치될 수 있다. 이러한 프로그램 코드가 컴퓨팅 장치(100)에 설치된 경우,
컴퓨팅 장치(100)는 원자력 발전소의 화재와 관련하여, 발전소 방화구획(Fire Compartment) 정보, 기기 정보, 및 케이블 정보를 저장하는 데이터베이스 장치(200)에 연결되며, 원자력 발전소 내의 복수의 방화지역들 중에서 화재가 발생한 것으로 가정하는 하나의 방화지역을 제1 방화지역으로 선택하고, 데이터베이스 장치(200)에 저장된 정보를 이용하여, 제1 방화지역 내에 위치한 제1 안전정지 기기 및 상기 제1 방화지역을 통과하는 케이블에 연결되는 제2 안전정지 기기를 추출하고, 제1 안전정지 기기와 동일한 기능을 수행하는 제1 대체 안전정지 기기 및 제2 안전정지 기기와 동일한 기능을 수행하는 제2 대체 안전정지 기기를 추출하고, 제1 대체 안전정지 기기 및 제2 대체 안전정지 기기가 건전한지의 여부를 분석할 수 있다. 제1 방화지역 내에 위치한 기기들과 제1 방화지역을 통과하는 케이블들은 제1 방화지역에 발생한 화재로 인하여 소손되는 것으로 가정된다.
컴퓨팅 장치(100)는 개인용 컴퓨터(personal computer, PC), 노트북 PC, 태블릿 PC, 스마트 폰, 또는 기타 모바일 컴퓨팅 장치일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 아래에서는 용이한 이해를 위하여 컴퓨팅 장치(100)를 컴퓨터(100)로 지칭한다.
컴퓨터(100)는 데이터베이스 장치(200)에 접속하여, 데이터를 저장하거나, 데이터베이스 장치(200)에 저장된 데이터를 독출할 수 있다. 데이터베이스 장치(200)는 원자력 발전소와 관련하여, 발전소 방화구획(Fire Compartment) 정보, 기기 정보, 및 케이블 정보를 저장할 수 있다.
데이터베이스 장치(200)는 데이터베이스를 저장하는 DB 서버일 수 있으며, 컴퓨터(100)는 네트워크를 통해 데이터베이스 장치(200)에 연결될 수 있다. 이 경우, 복수의 컴퓨터(100)가 데이터베이스 장치(200)에 접속하고, 본 발명의 일 실시예에 따른 안전정지 분석 방법을 각각 실행할 수 있다. 다른 예에 따르면, 데이터베이스 장치(200)는 컴퓨터(100) 내에 탑재 또는 설치되는 저장 장치일 수도 있다. 아래에서는 데이터베이스 장치(200)의 하드웨어 형태보다 저장하고 있는 데이터베이스 장치(200)에 저장되어 있는 데이터 집합에 초점을 맞추어, 데이터베이스 장치(200)를 데이터베이스(200)라고 지칭한다.
데이터베이스(200)에 저장되는 정보에 대하여 도 3을 참조하여 아래에서 더욱 자세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터(100)의 내부 구성을 도시한다.
도 2를 참조하면, 컴퓨터(100)는 프로세서(110), 메모리(120), 통신 모듈(130) 및 입출력 장치(140)를 포함할 수 있다.
프로세서(110)는 기본적인 산술, 로직 및 입출력 연산을 수행하고, 예컨대 메모리(120)에 저장된 프로그램 코드를 실행할 수 있다.
메모리(120)는 컴퓨터(100)의 프로세서(110)가 판독할 수 있는 기록 매체로서, RAM(random access memory), ROM(read only memory) 및 디스크 드라이브와 같은 비소멸성 대용량 기록장치(permanent mass storage device)를 포함할 수 있다. 메모리(120)에는 운영체제와 적어도 하나의 프로그램 또는 어플리케이션 코드가 저장될 수 있다. 메모리(120)에는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안전정지 분석 방법을 실행할 수 있는 프로그램 코드가 저장될 수 있다.
통신 모듈(130)은 네트워크에 접속하여 데이터를 수신하거나 데이터를 송신할 수 있다. 통신 모듈(130)은 컴퓨터(100)가 인터넷과 같은 공용 네트워크 또는 사설 네트워크에 접속할 수 있게 한다. 일 예에 따르면, 컴퓨터(100)는 통신 모듈(130)을 통해 데이터베이스(200)에 접속할 수 있다.
컴퓨터(100)는 데이터베이스(200)에 데이터를 저장하고, 데이터베이스(200)에 저장된 데이터를 독출할 수 있다. 예를 들면, 컴퓨터(100)는 데이터베이스(200)에 원자력 발전소와 관련된 정보를 입력하거나, 데이터베이스(200)에 저장된 데이터를 수정하거나 삭제할 수 있다. 컴퓨터(100)는 데이터베이스(200)에 쿼리(query)를 전송하여 데이터베이스(200)에 저장된 데이터 중 원하는 데이터를 검색하고 수신할 수 있다.
입출력 장치(140)는 사용자로부터의 입력을 수신하여 프로세서(110)에 전달하고 프로세서(110)로부터 수신된 정보를 사용자에게 출력할 수 있다. 예컨대, 입출력 장치(140)의 입력 장치는 키보드, 마우스, 터치 스크린 등을 포함할 수 있다. 출력 장치는 모니터 또는 디스플레이와 같은 영상 표시 장치, 스피커나 이어폰과 같은 음성 출력 장치 등을 포함할 수 있다.
통신 모듈(130)은 네트워크(300)에 무선으로 접속하여 컴퓨터(100)로부터 데이터를 수신하고 컴퓨터(100)에 데이터를 송신할 수 있다. 예컨대, 통신 모듈(130)은 컴퓨터(100)로부터 운전자 위치, 목적지 및 동행자 위치들을 수신하고, 서버(100)의 프로세서(110)가 추천 경로 결정 코드에 따라 생성된 추천 경로 정보를 컴퓨터(100)로 송신할 수 있다.
입출력 인터페이스(140)는 입출력 장치와의 인터페이스 수단을 제공할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터베이스(200)에 저장된 정보들을 예시적으로 도시한다.
도 3을 참조하면, 데이터베이스(200)에는 발전소 방화구획 정보(210), 기기 정보(220), 및 케이블 정보(230)가 저장될 수 있다. 발전소 방화구획 정보(210)는 원자력 발전소 내의 복수의 방화지역들(Fire Area)에 관한 방화지역 정보(212), 방화지역들 각각의 방화구역들(Fire Zone)에 관한 방화구역 정보(214), 및 방화구역들 각각의 격실(Room)에 관한 격실 정보(216)를 포함할 수 있다.
발전소 방화구획 정보(210)는 본 발명에 따른 안전정지 분석의 대상이 되는 원자력 발전소 내의 건물들에 관한 건물 정보를 더 포함할 수 있다. 건물 정보는 해당 건물의 건물 고유번호, 해당 건물의 건물 국문 및 영문 이름, 및 해당 건물에 관한 설명을 포함할 수 있다.
방화지역 정보(212)는 본 발명의 따른 안전정지 분석의 기본 단위가 되는 방화지역들에 관한 정보이다. 방화지역은 건물 정보의 건물 별로 정의된다. 방화지역 정보(212)는 해당 방화지역이 속한 건물의 건물 고유번호, 및 해당 방화지역의 방화지역 고유번호(Fire Area ID)을 포함할 수 있다. 방화지역 정보(212)는 해당 방화지역에 관한 설명을 더 포함할 수 있다. 컴퓨터(100)는 데이터베이스(200)의 방화지역 정보(212)를 독출하여, 원자력 발전소 내 특정 건물에 속한 모든 방화지역들의 목록 및 특정 방화지역의 상세 정보를 표시할 수 있다.
방화구역 정보(214)는 방화지역 내의 방화구역들에 관한 정보이다. 방화지역은 복수의 격실로 구성된다. 방화구역은 방화지역을 구성하는 복수의 격실들 중 적어도 일부의 격실들로 정의된다. 방화구역에 하나의 격실이 포함될 수 있다. 방화지역-방화구역-격실로 구분되는 계층적 구성을 갖는다. 즉, 모든 방화지역은 적어도 하나의 방화구획들로 구분되고, 방화구역은 적어도 하나의 격실들로 구분된다.
방화구역 정보(214)는 해당 방화구역이 속한 방화지역의 방화지역 고유번호, 및 해당 방화구역의 방화구역 고유번호(Fire Zone ID)를 포함한다. 방화구역 정보(212)는 해당 방화구역이 속한 건물의 건물 고유번호, 및/또는 해당 방화구역에 관한 설명을 더 포함할 수 있다. 컴퓨터(100)는 데이터베이스(200)의 방화구역 정보(212)를 독출하여, 특정 방화지역 내의 모든 방화구역들의 목록 및 특정 방화구역의 상세 정보를 표시할 수 있다.
격실 정보(216)는 방화구역 내의 격실들에 관한 정보이다. 격실은 방화구획의 기본 단위로서, 모든 기기, 케이블, 가연성 물질, 점화원, 화재방호설비들은 모두 격실 내에 위치한다. 격실 정보(216)는 해당 격실이 속한 방화구역의 방화구역 고유번호 및 해당 격실의 격실 고유번호를 포함할 수 있다. 격실 정보(216)는 해당 격실이 속한 건물의 건물 고유번호, 해당 격실이 속한 방화지역의 방화지역 고유정보, 해당 격실에 관한 설명, 해당 격실의 바닥 면적 등의 정보를 더 포함할 수 있다.
기기 정보(220)는 본 발명의 안전정지 분석을 위한 기기들의 정보이다. 모든 기기는 기기번호로 구분될 수 있다. 기기 정보(220)는 해당 기기의 기기 고유번호, 해당 기기의 전력 구분, 해당 기기의 위치, 해당 기기의 안전정지 관련 여부, 및 해당 기기의 관련 안전정지 기능을 포함할 수 있다.
해당 기기의 전력 구분은 해당 기기에 전력을 공급하는 전력원 및 전력선에 관한 정보일 수 있다. 해당 기기의 위치는 해당 기기가 위치한 격실의 고유번호로 저장될 수 있다.
기기들은 안전정지 기능과 관련되는 기기와 안전정지 기능과 관련되지 않는 기기로 구분될 수 있다. 안전정지 기능과 관련되는 기기는 안전정지 기기로 지칭하고, 안전정지 기능과 관련되지 않는 기기는 비안전정지 기기로 지칭한다.
원자력 발전소 내의 일부에 장애가 발생한 상황에서도 안전정지 기능은 반드시 수행되어야 하므로, 이의 신뢰도를 높이기 위해 안전정지 기능은 다중화 설계된다. 즉, 안전정지 기기와 동일한 기능을 수행하는 대체 기기들이 예비적으로 배치한다. 기기 정보(200)의 관련 안전정지 기능 항목을 이용하여 특정 안전정지 기기와 동일한 기능을 수행하는 대체 안전정지 기기가 검색될 수 있다. 특정 안전정지 기기의 관련 안전정지 기능과 대체 안전정지 기기의 관련 안전정지 기능은 서로 동일하다.
원자력 발전소의 케이블은 화재 시에 소손되기 쉬우며, 소손된 케이블에 연결된 기기는 오동작할 우려가 있다. 케이블이 소손됨에 따라, 연결이 끊어지는 단선, 한 쌍의 케이블 사이의 절연체가 파손되어 한 쌍의 케이블이 서로 연결되는 단락, 케이블의 외피가 파손되어 다른 도체, 특히, 접지와 연결되는 도체와 연결되는 지락 등이 발생할 수 있다. 모든 케이블은 케이블 번호로 구분될 수 있다.
케이블 정보(230)는 해당 케이블의 케이블 고유번호, 해당 케이블의 케이블 유형, 해당 케이블에 연결되는 기기의 정보, 및 해당 케이블이 위치하는 방화지역 및 배선함의 정보를 포함할 수 있다. 케이블 유형은 해당 케이블이 전력을 전달하는 전력선인지, 아니면 제어 신호를 전달하는 제어선인지를 나타낸다.
케이블은 어느 한 기기에서 다른 기기로 연결된다. 해당 케이블에 연결되는 기기의 정보는 해당 케이블에 연결되는 한 쌍의 기기의 기기 고유번호로 저장될 수 있다.
케이블은 복수의 격실들을 통과할 수 있다. 해당 케이블이 위치하는 방화지역 정보는 해당 케이블이 지나가는 모든 격실들의 고유번호, 방화구역들의 고유번호, 또는 방화지역들의 고유번호로서 저장될 수 있다. 해당 케이블이 위치하는 배선함의 정보는 해당 케이블이 포설되는 모든 배선함들의 기기번호로서 저장될 수 있다. 배선함들의 기기번호는 기기 정보(220)에 저장될 수 있다.
원자력 발전소 내에 케이블은 수천에서 수만에 이를 정도로 많고, 무수히 많은 기기들을 서로 연결한다. 케이블 정보(230)가 데이터베이스(200)에 저장되지 않은 경우, 어느 한 방화지역, 방화구역 또는 격실을 통과하는 케이블들을 모두 조사하는 것은 거의 불가능에 가까웠다. 어느 한 방화지역을 통과하는 케이블의 개수도 상당히 많을 뿐만 아니라, 이 케이블들은 여러 공간을 통과하여 여러 공간이 분산된 기기들을 서로 연결시키기 때문이다. 따라서, 어느 한 방화지역에 화재가 발생한다고 가정할 경우, 화재에 의해 소손될 해당 방화지역에 위치한 기기들을 추출하는 것은 가능한 일이었지만, 그 방화지역을 통과함으로써 소손되는 케이블들이 연결되어 동작이 불가능해지는 기기들을 모두 추출하는 것은 거의 불가능한 일이었다.
이와 같이 방대한 케이블 정보(230)를 모두 데이터베이스(200)에 저장함으로써, 본 발명에 따른 안전정지 분석 방법을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 안전정지 분석 방법을 컴퓨터(100)가 수행하기 위해 원자력 발전소의 화재와 관련한 데이터가 데이터베이스(200)로서 저장 매체에 저장될 수 있다.
데이터베이스(200)는 가연성 물질 종류 정보 및 가연성 물질 정보를 더 저장할 수 있다. 가연성 물질 종류 정보는 해당 가연성 물질의 이름, 해당 가연성 물질에 대한 설명, 해당 가연성 물질의 단위 질량 또는 부피 당 열함유량(Heat Content), 열함유량의 단위, 및 해당 가연성 물질의 특성 등을 포함할 수 있다.
가연성 물질 정보는 방화지역 또는 방화구역 별로 총 발열량을 계산하기 위한 정보로서, 해당 가연성 물질을 포함한 요소(Component, 예컨대, 기기 또는 케이블), 해당 요소에 대한 설명, 해당 요소의 방화구획 상의 위치, 해당 가연성 물질의 종류 및 수량, 해당 가연성 물질의 유형 (예컨대, 고정/임시) 등의 정보를 포함할 수 있다. 요소 별로 가연성 물질 별 열함유량과 수량을 곱하여, 총 발열량이 계산될 수 있다. 이러한 방식으로, 방화구역 별로, 방화지역 별로 합산하여 총 발열량이 계산될 수 있다.
데이터베이스(200)는 점화원 종류 정보 및 점화원 정보를 더 저장할 수 있다. 점화원 종류 정보는 점화원 유형, 점화원 유형에 대한 설명, 물질 특성에 대한 참고자료 등의 정보를 포함할 수 있다. 점화원 정보는 방화지역 또는 방화구역 별로 저장되며, 점화원별 태그 번호(Tag No.), 해당 점화원의 유형 (고정/임시), 해당 점화원의 방화구획 상의 위치 등을 포함할 수 있다.
데이터베이스(200)는 화재방호설비 정보를 더 저장할 수 있다. 화재방호설비는 탐지설비, 유도등 및 비상조명등, 진화계통, 배수/연석, 소화전, 휴대용 소화기, 공기 조화 및 제연 설비, 피난 및 접근 통로를 포함한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 안전정지 분석 방법의 순서도를 도시한다.
본 발명의 안전정지 분석 방법은 원자력 발전소 내의 어떤 방화지역에 화재가 발생하더라도 안전정지 기능이 정상적으로 동작한다는 것을 확인하기 위한 것이다. 따라서, 원자력 발전소 내의 방화지역들 각각에 화재가 발생하는 것을 가정하여 분석해야 한다.
본 발명의 안전정지 분석 방법에 따르면, 원자력 발전소 내의 방화지역들 중에서 어느 한 방화지역에서 1차적으로 하나의 최초화재만 발생한다고 가정한다. 최초화재는 적절한 화재방호설비(예컨대, 내화방벽, 화재진압 및 감지설비)가 준비된 경우, 최초화재가 발생한 방화지역에서 다른 인접한 방화지역으로 전파되지 않는다고 가정한다.
원자력 발전소에 여러 호기가 존재하는 경우, 둘 이상의 발전소에서 화재가 동시에 발생하지 않는 것으로 가정한다. 다만, 공용설비에서의 화재는 둘 이상의 발전소에 동시에 영향을 준다고 가정한다.
소외전원은 화재발생과 동시에 또는 화재발생 후 72시간 이내에 상실된다고 가정한다. 화재는 소외전원상실사고를 제외한 다른 설계기준사고는, 화재의 결과로 발생하는 경우를 제외하고는, 화재와 동시에 발생하지 않는다고 가정한다. 안전성관련 계통의 화재와 관련 없는 사고, 예컨대, 다른 발전소 사고 또는 심각한 자연재해(토네이도, 홍수, 지진 등)와 동시에 발생하는 최악의 화재는 가정하지 않는다.
화재가 발생하면, 화재가 발생한 방화지역 내에 존재하는 방호되지 않은 모든 기기와 케이블이 손상되어 기능을 상실하는 것으로 간주한다. 즉, 본 발명에서 화재는 설계기준 화재로 가정된다. 설계기준 화재란, 설계 시 가장 보수적인 설계를 위해 특정 방화지역 내의 모든 가연성 물질이 완전히 연소하는 것으로 고려하는 설계기준 가상화재를 의미한다. 따라서, 방화지역 내의 모든 기기와 케이블이 화재에 의해 손상된다고 가정한다. 단, 기기 및 케이블이 내화방벽 또는 방화 재료로 보호되어 있거나, 배관, 열교환기와 같이 물로 채워져 있는 기기의 경우에는 손상되지 않는다고 본다.
단일 방화지역 내의 손상 가능한 모든 기기 및 케이블은 불능 또는 오동작 중 더 불리한 경우로 된다고 가정한다.
도 4를 참조하면, 도 3에 예시적으로 도시된 바와 같은 데이터베이스가 준비된다(S10). 데이터베이스는 원자력 발전소의 발전소 방화구획(Fire Compartment) 정보, 기기 정보, 및 케이블 정보를 저장한다.
원자력 발전소 내의 복수의 방화지역들 중에서 화재가 발생한 것으로 가정하는 하나의 방화지역이 선택된다(S20). 단계(S20)에서 선택된 하나의 방화지역은 제1 방화지역으로 지칭된다. 설계기준 화재로 가정되므로, 제1 방화지역 내에 위치한 기기들과 제1 방화지역을 통과하는 케이블들이 모두 화재에 의해 소손되는 것으로 가정된다. 다만, 기기나 케이블이 내화방벽이나 방화 재료에 의해 보호되고 있다면, 손상되지 않는 것으로 가정한다.
제1 방화지역과 관련되는 안전정지 기기들이 추출된다(S30). 제1 방화지역과 관련되는 안전정지 기기들은 제1 방화지역 내에 위치한 안전정지 기기와 제1 방화지역을 통과하는 케이블에 연결되는 안전정지 기기를 포함한다. 제1 방화지역 내에 위치한 안전정지 기기는 제1 안전정지 기기로 지칭되고, 제1 방화지역을 통과하는 케이블에 연결되는 안전정지 기기는 제2 안전정지 기기로 지칭된다. 제1 방화지역과 관련되는 안전정지 기기들은 데이터베이스(200)의 기기 정보(220) 및 케이블 정보(230)를 이용하여 추출될 수 있다.
단계(S30)에서 추출된 안전정지 기기들을 대체할 수 있는 대체 안전정지 기기들이 추출된다(S40). 대체 안전정지 기기들은 제1 안전정지 기기와 동일한 기능을 수행하는 제1 대체 안전정지 기기 및 상기 제2 안전정지 기기와 동일한 기능을 수행하는 제2 대체 안전정지 기기를 포함한다. 대체 안전정지 기기들은 데이터베이스(200)의 기기 정보(220)를 이용하여 추출될 수 있다. 예를 들면, 기기 정보(220)의 관련 안전정지 기능 항목을 기초로, 제1 및 제2 안전정지 기기와 동일한 관련 안전정지 기능을 갖는 기기를 검색함으로써 제1 및 제2 대체 안전정지 기기가 추출될 수 있다.
단계(S40)에서 추출된 대체 안전정지 기기들의 건전성이 분석된다(S50). 즉, 데이터베이스(200)를 이용하여 제1 대체 안전정지 기기 및 제2 대체 안전정지 기기가 건전한지의 여부가 분석될 수 있다.
일 예에 따르면, 제1 안전정지 기기를 대체할 수 있는 제1 대체 안전정지 기기와 제2 안전정지 기기를 대체할 수 있는 제2 대체 안전정지 기기가 모두 존재할 뿐만 아니라, 단계(S2)에서 선택된 제1 방화지역 외의 다른 방화지역에 위치하는 경우, 제1 및 제2 대체 안전정지 기기가 건전한 것으로 판단될 수 있다.
다른 예에 따르면, 제1 대체 안전정지 기기 또는 제2 대체 안전정지 기기가 존재하지 않거나, 또는 제1 방화지역에 위치하는 경우, 단계(S50)에서 대체 안전정지 기기들이 건전하지 않은 것으로 판단될 수 있다.
한편, 제1 대체 안전정지 기기 또는 제2 대체 안전정지 기기가 존재하지 않거나 제1 방화지역에 위치하더라도, 안전정지 기능이 정상적으로 동작할 수 있다. 일 예에 따르면, 특정 안전정지 기기의 기능을 보완할 수 있는 기능을 수행할 수 있는 기기들이 정상적으로 동작할 수 있다. 예를 들면, 원자로를 냉각시키기 위한 냉각수는 여러 종류일 수 있다. 화재에 의해 제1 냉각수를 공급하는 펌프와 이의 대체 펌프가 모두 소손되더라도, 제2 냉각수를 공급하는 펌프가 정상적으로 동작함으로써, 원자로를 안전정지 상태에 도달시킬 수 있다. 단계(S50)에서 데이터베이스(200)를 이용하여 원자력 발전소의 전체적인 안전정지 계통을 고려하여, 안전정지 가능 여부가 종합적으로 분석될 수 있다.
단계(S60)에서 대체 안전정지 기기의 오동작 발생 가능성이 분석될 수 있다. 일 예에 따르면, 데이터베이스를 이용하여 제1 방화지역 내에 위치한 비안전정지 기기의 소손으로 인하여 제1 및 제2 대체 안전정지 기기의 동작이 영향 받을 수 있는지 분석될 수 있다. 이에 대하여, 도 6을 참조로 아래에서 더욱 자세히 설명한다.
다른 예에 따르면, 데이터베이스를 이용하여 제1 방화지역을 통과하는 케이블의 소손으로 인하여 제1 및 제2 대체 안전정지 기기의 동작이 영향 받을 수 있는지 분석될 수 있다. 이에 대하여, 도 7 및 8을 참조로 아래에서 더욱 자세히 설명한다.
단계(S60)이 완료되면, 모든 방화지역에 대하여 단계(S50 및 S60)의 분석이 이루어졌는지 판단될 수 있다(S70). 모든 방화지역에 대하여 분석이 이루어졌으며 종료하고, 그렇지 않으면 단계(S20)으로 진행하여 다른 방화지역에 대하여 단계들(S30 내지 S60)을 반복할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 안전정지 분석 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 방호벽에 의해 구분되는 제1 방화지역과 제2 방화지역이 존재한다. 제1 방화지역에 화재가 발생할 경우, 안전정지 기기인 펌프 A는 동작할 수 없다. 반면에, 펌프 A와 동일한 기능을 수행하는 펌프 B가 대체 안전정지 기기로서 제2 방화지역에 위치하기 때문에, 펌프 B의 건전성이 확인될 수 있다.
컴퓨터(100)는 데이터베이스(200)의 기기 정보(220)를 기초로 제1 방화지역 내의 펌프 A를 추출할 수 있다. 컴퓨터(100)는 데이터베이스(200)의 기기 정보(220)를 기초로 펌프 A를 대체할 수 있는 펌프 B를 추출할 수 있다. 컴퓨터(100)는 펌프 B가 제1 방화지역이 아닌 제2 방화지역에 위치하므로, 펌프 B가 건전하다고 판단할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 안전정지 분석 방법의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 방호벽에 의해 구분되는 제1 방화지역과 제2 방화지역이 존재한다. 제1 방화지역에 화재가 발생할 경우, 안전정지 기기인 펌프 A는 동작할 수 없다. 반면에, 도 5에 도시된 바와 같이, 펌프 B가 펌프 A의 대체 안전정지 기기로서 제2 방화지역에 위치하기 때문에, 펌프 B의 건전성이 확인될 수 있다.
하지만, 비안전정지 기기인 펌프 X도 제1 방화지역에 위치하므로, 펌프 X의 기능도 상실된다. 제1 방화지역에 발생한 화재로 인하여 개폐기 B에 연결되는 펌프 X의 케이블 X가 손상되면, 과전류 차단장치에 의해 2차 차단기 A가 개방되어야 한다. 이때, 개폐기 B에서 펌프 X로 전원을 공급하는 1차 차단기와 2차 차단기 A 간에 적절한 전기적 보호조치가 되어 있지 않다면, 2차 차단기 A가 개방되기 전에 1차 차단기가 개방될 수 있다. 이 경우, 펌프 A의 대체 안전정지 기기인 펌프 B의 기능도 함께 상실되어 안전정지 기능을 수행할 수 없는 상황이 발생할 수 있다.
본 발명에 따른 안전정지 분석 방법에 따르면, 제1 방화지역 내에 위치한 비안전정지 기기인 펌프 X의 소손으로 인하여 대체 안전정지 기기인 펌프 B의 오동작이 유발될 수 있는지의 여부가 분석될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 방화지역 내에 위치한 비안전정지 기기에 연결된 2차 차단기 A와 제1 방화지역 내에 위치하거나 제1 방화지역을 통과하는 케이블에 연결되는 안전정지 기기의 대체 안전정지 기기에 연결된 2차 차단기 B가 동일한 1차 차단기의 2차측에 연결되는지의 여부가 판단될 수 있다. 만약 도 6에 도시된 바와 같이, 비안전정지 기기에 연결된 2차 차단기 A와 대체 안전정지 기기에 연결된 2차 차단기 B가 동일한 1차 차단기의 2차측에 연결되는 경우, 1차 차단기와 2차 차단기 A 및 B 간에 보호협조가 확보되어 있는지의 여부가 확인될 수 있다. 만약 그렇지 않은 경우, 개폐기 B의 1차 차단기와 2차 차단기 A 및 B 간에 보호협조 조치를 취하도록 알림을 제공할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 안전정지 분석 방법의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 방호벽에 의해 구분되는 제1 방화지역과 제2 방화지역이 존재한다. 제1 방화지역에 화재가 발생할 경우, 안전정지 기기인 기기 A는 기능을 상실한다. 기기 A의 대체 안전정지 기기인 기기 B가 제2 방화지역에 위치하기 때문에, 기기 B의 건전성이 확인될 수 있다.
하지만, 제1 방화지역에 화재가 발생하면 제1 방화지역을 통과하는 케이블 X가 고열에 의해 단락될 수 있다. 케이블 X가 단락되면, 케이블 X에 과전류가 발생하여 케이블 X가 통과하는 제2 방화지역에 2차 화재를 발생시킬 수 있다. 또한, 케이블 X에 발생한 2차 화재에 의해 케이블 X와 동일한 배선함에 포설되는 케이블 B도 손상될 수 있으며, 그에 따라 대체 안전정지 기기인 기기 B의 기능도 상실될 수 있다.
본 발명에 따른 안전정지 분석 방법에 따르면, 제1 방화지역을 통과하는 케이블 X와 대체 안전정지 기기 B에 연결된 케이블 B가 동일한 배선함에 포설되어 있는지의 여부가 판단될 수 있다. 이 경우, 케이블 X에 연결된 퓨즈 X가 존재하는지, 퓨즈 X의 용량이 적절한지 분석될 수 있으며, 만약 그렇지 않은 경우, 적절한 조치를 취하도록 알림을 제공할 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 안전정지 분석 방법의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 방호벽에 의해 구분되는 제1 방화지역과 제2 방화지역이 존재한다. 제1 방화지역에 화재가 발생할 경우, 안전정지 기기인 기기 A는 기능을 상실한다. 기기 A의 대체 안전정지 기기인 기기 B가 제2 방화지역에 위치하기 때문에, 기기 B의 건전성이 확인될 수 있다.
하지만, 제1 방화지역에 화재가 발생하면 제1 방화지역과 제2 방화지역을 통과하는 케이블 X를 통해 화재가 제2 방화지역으로 전파될 수 있다. 그에 따라, 케이블 X을 통해 전파되는 화재에 의해 동일한 배선함에 포설되는 케이블 B도 손상될 수 있으며, 그에 따라 대체 안전정지 기기인 기기 B의 기능도 상실될 수 있다.
본 발명에 따른 안전정지 분석 방법에 따르면, 제1 방화지역을 통과하는 케이블 X와 제1 방화지역과 인접한 제2 방화지역에 위치하는 대체 안전정지 기기 B에 연결된 케이블 B가 동일한 배선함에 포설되어 있는지의 여부가 판단될 수 있다. 이 경우, 제1 방화지역과 제2 방화지역 사이의 방호벽의 관통부를 통과하는 케이블 X가 존재하는 경우, 관통부가 적절한 내화등급을 갖는 밀폐재로 밀봉되어 있는지의 여부가 분석될 수 있다. 제1 방화지역과 제2 방화지역 사이의 방호벽의 관통부의 내화 처리되지 않은 경우, 이 부분에서 안전정지 기능의 상실을 초래할 수 있는 문제가 발생할 수 있다는 알림을 제공할 수 있다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항과 한정된 실시예 및 도면에 의하여 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위하여 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정과 변경을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 컴퓨팅 장치
110: 프로세서
120: 메모리
130: 통신 모듈
140: 입출력 장치
200: 데이터베이스 장치
210: 발전소 방화구획 정보
220: 기기 정보
230: 케이블 정보
110: 프로세서
120: 메모리
130: 통신 모듈
140: 입출력 장치
200: 데이터베이스 장치
210: 발전소 방화구획 정보
220: 기기 정보
230: 케이블 정보
Claims (12)
- 원자력 발전소에 화재 발생 시 원자로를 안전정지 상태에 도달 및 유지시킬 수 있는지의 여부를 분석하는 안전정지 분석 방법에 있어서,
상기 원자력 발전소의 화재와 관련하여, 발전소 방화구획(Fire Compartment) 정보, 기기 정보, 및 케이블 정보를 포함하는 데이터베이스를 준비하는 단계로서, 상기 기기 정보는 해당 기기의 기기 고유번호, 해당 기기의 전력 구분, 해당 기기의 위치, 해당 기기의 안전정지 관련 여부, 및 해당 기기의 관련 안전정지 기능을 포함하는 단계;
상기 원자력 발전소 내의 복수의 방화지역들 중에서 화재가 발생한 것으로 가정하는 하나의 방화지역을 제1 방화지역으로 선택하는 단계로서, 상기 제1 방화지역 내에 위치한 기기들과 상기 제1 방화지역을 통과하는 케이블들이 소손되는 것으로 가정하는 선택 단계;
상기 데이터베이스의 상기 기기 정보 및 상기 케이블 정보를 이용하여, 상기 제1 방화지역 내에 위치한 제1 안전정지 기기 및 상기 제1 방화지역을 통과하는 케이블에 연결되는 제2 안전정지 기기를 추출하는 제1 추출 단계;
상기 데이터베이스의 상기 기기 정보를 이용하여, 상기 제1 안전정지 기기와 동일한 기능을 수행하는 제1 대체 안전정지 기기 및 상기 제2 안전정지 기기와 동일한 기능을 수행하는 제2 대체 안전정지 기기를 추출하는 제2 추출 단계; 및
상기 데이터베이스를 이용하여, 상기 제1 대체 안전정지 기기 및 상기 제2 대체 안전정지 기기가 건전한지의 여부를 분석하는 분석 단계를 포함하고,
상기 분석 단계는,
상기 데이터베이스를 이용하여, 상기 제1 방화지역 내에 위치한 비안전정지 기기의 소손으로 인하여 상기 제1 및 제2 대체 안전정지 기기의 오동작이 유발될 수 있는지의 여부를 분석하는 제1 분석 단계; 및
상기 데이터베이스를 이용하여, 상기 제1 방화지역을 통과하는 상기 케이블들의 소손으로 인하여 상기 제1 및 제2 대체 안전정지 기기의 오동작이 유발될 수 있는지의 여부를 분석하는 제2 분석 단계를 포함하는 안전정지 분석 방법. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제1 분석 단계는 상기 비안전정지 기기에 연결된 2차 차단기와 상기 제1 및 제2 대체 안전정지 기기들에 각각 연결된 2차 차단기들이 동일한 1차 차단기의 2차측에 연결되는지의 여부를 판단하는 단계를 포함하는 안전정지 분석 방법. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제2 분석 단계는 상기 제1 방화지역을 통과하는 상기 케이블들 중 제1 케이블과 상기 제1 및 제2 대체 안전정지 기기들에 각각 연결된 케이블들 중 제2 케이블이 동일한 배선함에 포설되어 있는지의 여부를 판단하는 단계를 포함하는 안전정지 분석 방법. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 방화지역들 중에서 나머지 방화지역들에 대해서도 상기 선택 단계, 상기 제1 추출 단계, 상기 제2 추출 단계, 및 상기 분석 단계를 각각 수행하는 것을 특징으로 하는 안전정지 분석 방법. - 제1항에 있어서,
상기 발전소 방화구획 정보는 상기 복수의 방화지역들(Fire Area)에 관한 방화지역 정보, 상기 방화지역들 각각의 방화구역들(Fire Zone)에 관한 방화구역 정보, 및 상기 방화구역들 각각의 격실(Room)에 관한 격실 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 안전정지 분석 방법. - 제7항에 있어서,
상기 방화지역 정보는 해당 방화지역이 속한 건물의 건물 고유번호, 및 방화지역 고유번호를 포함하고,
상기 방화구역 정보는 해당 방화구역이 속한 방화지역의 상기 방화지역 고유번호, 및 방화구역 고유번호를 포함하고,
상기 격실 정보는 해당 격실이 속한 방화구역의 상기 방화구역 고유번호, 및 격실 고유번호를 포함하는 것을 특징으로 하는 안전정지 분석 방법. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 케이블 정보는 해당 케이블의 케이블 고유번호, 해당 케이블의 케이블 유형, 해당 케이블에 연결되는 기기의 정보, 및 해당 케이블이 위치하는 방화지역 및 배선함의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 안전정지 분석 방법. - 컴퓨팅 장치를 이용하여 제1항, 제3항, 제5항 내지 제8항, 및 제10항 중 어느 한 항의 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
- 컴퓨팅 장치에서 제1항, 제3항, 제5항 내지 제8항, 및 제10항 중 어느 한 항의 방법을 실행시키기 위하여, 원자력 발전소의 화재와 관련하여 발전소 방화구획 정보, 기기 정보 및 케이블 정보를 포함하는 데이터를 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체.
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| KR1020190099734A KR102102849B1 (ko) | 2019-08-14 | 2019-08-14 | 원자력 발전소 화재 시의 안전정지 분석 방법 |
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| KR1020190099734A KR102102849B1 (ko) | 2019-08-14 | 2019-08-14 | 원자력 발전소 화재 시의 안전정지 분석 방법 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210113867A (ko) * | 2020-03-09 | 2021-09-17 | 한국수력원자력 주식회사 | 원자력 발전소의 화재 발생 구역 별 안전 정지 시스템 |
| KR20220120005A (ko) * | 2021-02-22 | 2022-08-30 | 한국수력원자력 주식회사 | 운전원 수동조치의 신뢰성 확보 시스템 및 운전원 수동조치의 신뢰성 확보 방법 |
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