KR102587751B1 - 안전중요도를 고려한 기기등급 분류 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 안전중요도를 고려한 기기등급 분류 방법에 관한 것으로, 분석대상 원전의 각 안전기능을 수행하는 기기를 식별하는 단계; 상기 기기가 특정 사고에 필요한 안전기능을 수행하는 지의 여부와 사용 빈도에 따라 1차 안전등급을 설정하는 단계; 및 상기 안전기능 실패시 결말의 심각도 및 안전기능 기동시점을 고려하여 상기 1차 안전등급을 수정하여 2차 안전등급을 설정하는 단계를 포함한다.

Description

안전중요도를 고려한 기기등급 분류 방법{Method for classification of SSC in consideration of safety significance}

본 발명은 안전중요도를 고려한 기기등급 분류 방법, 즉 기기의 안전등급 분류 방법에 관한 것이다.

종래 국내 원자력발전소 설계과정에서 수행되는 계통, 구조물, 기기(SSC)에 대한 안전등급 결정 방법은 미국 공업기술표준 원자력코드인 ANSI/ANS-51.1를 바탕으로 "결정론적 방법"에 따라 분류되고 있다.

최근 다수의 유럽 국가에서는"리스크를 고려한 안전 중요도"에 따라 SSC의 등급을 결정토록 요구하고 있다. 이는 원전을 구성하는 모든 SSC는 안전중요도에 부합되는 품질과 신뢰도를 갖추어야 함을 의미한다. 원전 설계를 포함하여 신뢰성 있는 SSC 제작, 설치 및 운영을 위해서는 새로운 시스템적인 등급분류가 요구되는 상황이다.

원전 수출 관련 해외 요건을 만족하기 위해서는 수출형 APR1000 노형 고유의 SSC 등급분류 절차 및 방법 개발이 필요하다.

한국특허공개 제2014-0055294호(2014년 05월 09일 공개)

따라서 본 발명의 목적은 안전중요도를 고려한 기기등급 분류 방법, 즉 기기의 안전등급 분류 방법을 제공하는 것이다.

상기 본 발명의 목적은 안전중요도를 고려한 기기등급 분류 방법에 있어서, 분석대상 원전의 각 안전기능을 수행하는 기기를 식별하는 단계; 상기 기기가 특정 사고에 필요한 안전기능을 수행하는 지의 여부와 사용 빈도에 따라 1차 안전등급을 설정하는 단계; 및 상기 안전기능 실패시 결말의 심각도 및 안전기능 기동시점을 고려하여 상기 1차 안전등급을 수정하여 2차 안전등급을 설정하는 단계를 포함하는 것에 의해 달성된다.

상기 기기가 방사능물질을 포함하는 방벽기능을 수행하는 지를 고려하여 상기 2차 안전등급을 수정하여 3차 안전등급을 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 사용 빈도는 해당 안전기능이 필요한 사고의 발생빈도를 기준으로 파악할 수 있다.

상기 3차 안전등급의 설정에 있어서, 방벽기능을 수행하는 해당 기기가 원자로냉각재압력경계(RCPB)에 해당하는지 여부를 고려할 수 있다.

상기 3차 안전등급의 설정에 있어서, 해당 기기가 원자로냉각재압력경계(RCPB)에 해당하면 상기 2차 안전등급을 유지 또는 상향할 수 있다.

상기 1차 안전등급의 설정은, 결정론적 방법에 의한 초기 안전등급을 기초로 수행되며, 상기 기기가 해당 안전기능 수행에 필요한 경우는 상기 초기 안전등급을 유지하고, 안전기능 수행에 필요하지는 않지만 해당 기기의 실패가 안전기능 수행에 영향을 미치는 경우는 상기 초기 안전등급을 하향조정할 수 있다.

상기 2차 안전등급의 설정에서, 안전기능 수행에 필요한 경우 중 상기 기기가 초기에 필요하지 않는 경우 상기 1차 안전등급을 하향조정할 수 있다.

본 발명에 따르면 안전중요도를 고려한 기기등급 분류 방법, 즉 기기의 안전등급 분류 방법이 제공된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기기 안전등급 분류 방법의 순서도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에서 초기 안전등급으로 사용되는 결정론적 안전등급을 나타낸 것이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에서 사고 발생 빈도에 따른 안전등급 부여의 예시이며,
도 4는 본 발명의 일실시예에서 사고 발생 빈도와 이에 해당하는 사고의 예시이며,
도 5는 본 발명의 일실시예에서 방벽기능 수행 여부를 고려한 안전등급 부여의 예시이다.

본 발명에서는 기존의 결정론적 방법에 따라 원전의 SSC 등급을 결정하는 대신에 원전을 구성하는 SSC가 원전의 안전에 얼마나 중요하게 영향을 미치는지 파악하여 그 중요도에 따라 해당 SSC 등급을 결정하는 절차와 그 방법을 제공한다.

SSC 안전등급 분류 목적은 방사선으로부터 대중과 환경을 보호하기 위해 사고방지 또는 방사선결말 제한을 하는 역할(SSC의 기능과 안전에 미치는 중요도)에 따라 SSC를 식별하고 분류하는 것이다. 분류된 등급에 따라 해당 SSC는 설계, 제작, 건설, 설치, 시운전, 운영, 시험, 감시 및 유지된다.

본 발명에 따르면 원전을 구성하는 각 SSC가 원전의 안전에 얼마나 중요하게 영향을 미치는지를 파악할 수 있다.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이하 설명하는 방법은 컴퓨터 및 통신(인터넷 등)을 통해 구현될 수 있다.

도 1을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 기기 안전등급 분류 방법을 설명한다.

먼저, 분석대상 원전의 각 안전기능을 수행하는 기기를 식별한다(S100).

기기의 식별에는 종래 원전설계자료, 비정상절차서, 비상절차서 등에 있는 자료를 활용할 수 있다.

다음으로, 기기가 특정 사고에 필요한 안전기능을 수행하는 지의 여부와 사용 빈도에 따라 1차 안전등급을 설정한다(S200).

1차 안전등급의 설정은, 기존 결정론적 방법에 의한 초기 안전등급을 기초로 수행된다. 기존의 결정론적 방법은 (ANSI/ANS-51.1, ANSI/ANS-58.14)을 사용할 수 있으며, 예시는 도 2와 같다.

기기가 해당 안전기능 수행에 필요한 경우는 초기 안전등급을 유지하고, 안전기능 수행에 필요하지는 않지만 해당 기기의 실패가 안전기능 수행에 영향을 미치는 경우는 초기 안전등급을 하향조정할 수 있다.

기능 수행여부는 원전설계자료, 최종안전성분석보고서, 비정상절차서, 비상절차서 등을 참고하여 파악할 수 있다.

사용 빈도는 해당 안전기능이 필요한 사고의 발생빈도를 기준으로 파악할 수 있다. 사고 발생 빈도에 따른 안전등급의 부여의 예시는 도 3과 같고 사고 발생 빈도와 이에 해당하는 사고의 예시는 도 4와 같다.

이후 안전기능 실패시 결말의 심각도 및 안전기능 기동시점을 고려하여 1차 안전등급을 수정하여 2차 안전등급을 설정한다(S300).

결말의 심각도는 방사선 방출 값을 계산하는 상용 해석코드(ORIGEN-S, RADSTAR, STARS, RUNT-G 등)를 사용하여 수행할 수 있다.

사고시 결말을 고려하는 방법은 해당 기기 실패 여부를 고려한다. 해당 기기가 실패해도 그 결말이 미미하여 해당 안전기능 수행에 문제가 없으면 한 안전등급 하향 조정이 가능한다. 예를 들어 주기기에 연결된 소형 배관의 경우는 파단사고가 나더라도 파단 유량이 매우 적은 경우 해당 기능수행에 문제가 없을 수 있다. 이런 경우 기기의 안전등급을 한 단계 하향 조정할 수 있다.

다음으로 시점 및 기간을 고려한다. 사고 후 해당 기기의 기동 시점이 늦으면 기기의 등급을 한 단계 낮게 조정할 수 있다.

2차 안전등급의 설정에서, 안전기능 수행에 필요한 경우 중 기기가 초기에 필요하지 않는 경우 1차 안전등급을 하향조정한다. 초기의 기준은 사고후 30분일 수 있다.

마지막으로 기기가 방사능물질을 포함하는 방벽기능을 수행하는 지를 고려하여 2차 안전등급을 수정하여 3차 안전등급을 설정한다(S400).

일부 기기는 기능적 역할뿐만 아니라 방사성 물질을 함유하는 방벽역할을 동시에 수행하는데, 이 점을 고려하는 것이다.

구체적으로는 3차 안전등급의 설정에 있어서, 방벽기능을 수행하는 해당 기기가 원자로냉각재압력경계(RCPB)에 해당하는지 여부를 고려한다.

해당 기기가 원자로냉각재압력경계(RCPB)에 해당하면 2차 안전등급을 유지 또는 상향 조정한다.

더 구체적으로는 도 5와 같이 방벽기능을 수행하는 해당 기기가 원자로냉각재압력경계(RCPB)에 해당하면 안전등급 1을 부여하고, RCPB에 해당하지 않는 경우 방벽기능 실패시 결말의 심각도가 심각이면 안전등급 2, 중간이거나 낮으면 안전등급 3을 부여할 수 있다. 이후 이 결과와 2차 안전등급 결과와 비교하여 더 심각한 결과를 3차 안전등급으로 선택할 수 있다.

추가로 분류된 안전등급의 적절성은 결정론적 안전해석을 통해 검증하고, 확률론적 안전성평가와 공학적 판단으로 보완할 수 있다. SSC의 안전등급 분류에 있어서 해당 SSC가 발전소 전체의 위험도 감소에 미치는 기여도는 중요한 인자이다. 결정론적 안전해석과 확률론적 안전성평가 사이에 일관성이 유지되면 SSC가 적절히 분류되었다고 확인 가능하다. 확률론적 안전성평가를 통해 해당 SSC의 필수 안전기능 달성에 대한 기여도를 확인하여 결정론적 안전등급을 재검토 한다. 이를 통해 해당 SSC의 등급 분류가 과도 하거나 과소한 여부를 검증한다.

본 발명을 통해서 원전 SSC 안전등급을 결정함에 있어서 해당 SSC가 안전에 얼마나 영향을 미치는지 판단할 수 있는 정량적인 기준 적용이 가능하다. 아울러 중요도 평가 결과에 따라 시스템적인 안전등급 결정이 가능하다. 또한 해당 SSC에 최적의 안전등급이 부여된다면 원전 설계의 신뢰도와 품질 향상이 달성될 수 있다. 아울러 본 발명의 통해 원전 설계와 관련한 SSC 안전등급 결정의 기술적 근거를 확보함으로써 원전수출시 경쟁력 향상이 기대된다.

전술한 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 예시로서, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양하게 변형하여 본 발명을 실시하는 것이 가능할 것이므로, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (7)

1. 안전중요도를 고려한 기기등급 분류 방법에 있어서,
   분석대상 원전의 각 안전기능을 수행하는 기기를 식별하는 단계;
   상기 기기가 특정 사고에 필요한 안전기능을 수행하는 지의 여부와 사용 빈도에 따라 1차 안전등급을 설정하는 단계; 및
   상기 안전기능 실패시 결말의 심각도 및 안전기능 기동시점을 고려하여 상기 1차 안전등급을 수정하여 2차 안전등급을 설정하는 단계를 포함하며,
   상기 기기가 방사능물질을 포함하는 방벽기능을 수행하는 지를 고려하여 상기 2차 안전등급을 수정하여 3차 안전등급을 설정하는 단계를 더 포함하며,
   상기 사용 빈도는 해당 안전기능이 필요한 사고의 발생빈도를 기준으로 파악하며,
   상기 3차 안전등급의 설정에 있어서,
   방벽기능을 수행하는 해당 기기가 원자로냉각재압력경계(RCPB)에 해당하는지 여부를 고려하며,
   상기 3차 안전등급의 설정에 있어서,
   해당 기기가 원자로냉각재압력경계(RCPB)에 해당하면 상기 2차 안전등급을 유지 또는 상향하며,
   상기 1차 안전등급의 설정은,
   결정론적 방법에 의한 초기 안전등급을 기초로 수행되며,
   상기 기기가 해당 안전기능 수행에 필요한 경우는 상기 초기 안전등급을 유지하고, 안전기능 수행에 필요하지는 않지만 해당 기기의 실패가 안전기능 수행에 영향을 미치는 경우는 상기 초기 안전등급을 하향조정하며,
   상기 2차 안전등급의 설정에서,
   안전기능 수행에 필요한 경우 중 상기 기기가 초기에 필요하지 않는 경우 상기 1차 안전등급을 하향조정하는 방법.
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