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은경 빈
5 years ago
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1 한국원자력안전기술원 제 10 회인허가기술정보회의 내진검증재평가방법론 내진안전평가팀장황규호 PE SCE 한국전력기술주식회사 1

2 목차 국내가동원전현황 USI A-46 프로그램 GIP 방법론 프로그램포괄범위 Seismic IPEEE 프로그램 개요및평가기준특징 통합방법론 USI A-46 & SMA Outlier Resolution 프로그램 GIP-3A 현안및대책 국내내진검증재평가절차 USI A-46 이외의현안 월성 1 호기내진적합성평가개요 2

3 국내가동원전현황 분류제 1 기제 2 기제 3 기 기준년도 1975 년이전 1975 년 년 1989 년이후 인허가기반 AEC TID-7024 IEEE NRC Reg. Guide IEEE 이후판 Safety Review Plan NRC Reg. Guide IEEE SRP 3.7 (R.2) 대상원전 고리 1 호기고리 2 호기 고리 3,4 호기영광 1,2 호기울진 1,2 호기영광 3,4 호기 울진 3,4 호기영광 5,6 호기 월성 1 호기 월성 2,3,4 호기 KNU 9&10 이전원전의내진검증조치기록유지, 관리어려움 월성 2,3,4 호기의적절한내진대책수립어려움 PSR 제도하에서지속적이고체계적인관리필요 3

4 주기적안전성평가 IAEA PSR 세부역무구체방안 타안전인자 현상태평가 6 개평가항목의장. 단점도출 현행기준대비기존기준검토 안전해석인자 내진등급분류안전기기제공 중간안전성평가 즉시개선조치단기개선방안 현장조사 평가인허가기반확정 규제기관합의도출 내환경인자 경년열화영향 심층안전성평가 제반유효한최신내진기술활용 상세평가 위험도 / 손익평가 위험도 / 손익평가 시정조치 내진보강 평가보고서심사 계속운전승인 평가보고서제출 계속운전 새로운내진인허가기반형성 : FSAR 개정 4

5 국내초기원전현안 내진설계 PSR 평가항목내진현안 내진범주 I & II 분류검증계획에포함된기기목록기기목록재도출 내진범주 I 설비내진검증 기기검증방법및품질보증 IEEE 미적용 정착부설계기준미비 내진범주 II 설비내진설계기기파손이검증기기에미치는영향분석공간적간섭발생가능성 OBE 진동노화시험미비 내환경검증및진동노화 불리한환경조건에대한보호대책 개별원전고유의지진대응절차미흡 부식, 열화혹은중성자조사취화문제 시공후설계검증검증기기의물리적인상태및기능성설비교체로인한내진현안발생 내진검증자료유지, 관리기기검증조치기록 10-CFR-50 요건만족미흡 5

6 USI A-46 프로그램 Generic Letter US NRC NRC has concluded that the seismic adequacy of certain equipment in operating nuclear power plants must be reviewed against seismic criteria not in use when these plants were licensed. 근거문서 NUREG-1030 : Seismic Qualification of Equipment in Operating Nuclear Power Plants (USI A-46), February 1987 NUREG-1211 : Regulatory Analysis for Resolution of Unresolved Safety Issue A-46, Seismic Qualification of Equipment in Operating Plants, February 1987 제안된방법 Direct application of current seismic crieria to older plants could require extensive, and probably impracticable, modification of these facilities. An alternative resolution of this problem is set out in the enclosure to this letter. 6

7 USI A-46 SQUG Database 일부예외적인경우를제외하면, 적절한정착성능을보유한기기는 일정수준의지진에견딜수있다 SQUG Database 과거지진피해사례조사 1975 년 IEEE 344 시험검증데이터조사 지진경험데이터베이스 시험검증데이터베이스 Reference Spectrum GERS Bounding Spectrum 7

8 Generic Implementation Procedure GIP-2 GIP-2A GIP-3 GIP-3A NRC 검토및승인 GIP-2 + SSER No. 2 승인 NRC 미검토및미승인 USI A-46 프로그램적용목적 SSER No. 2 반영해서 GIP-2 보완 NRC 검토및승인 과거 USI A-46 수행경험반영 GIP-3 + SSER No. 2 + SSER No. 3 승인 NRC 미검토및미승인 USI A-46 프로그램및 NARE 적용목적 SSER No. 3 반영해서 GIP-3 보완 SQUG, NARE 프로그램에적용권고 [working level document] 8

9 GIP 평가원리 NRC, 미국 EQE 사 [ 현 ABSG] 에데이터베이스구축의뢰 강진기록및강진지역의지진피해사례조사 기기 20 종별손상데이터베이스구축 데이터베이스부지지반응답스펙트럼작성 Bounding Spectrum 조사대상기기제원조사및기기유형분류 펌프및변압기등기기유형별전형적인손상특성도출 대부분기기정착부파손 일부예외적인구조설계에서파손사례발견 최종결론 주요손상특성이 보완된 기기는적절한내진성능보유 주요손상특성은 CAVEAT 으로관리 CAVEAT 은내진평가팀의현장조사과정에서검토 CAVEAT 충족시 Bounding Spectrum 을데이터베이스기기내력으로간주 9

10 Bounding Spectrum 최대지반가속도 (g) LLOLLEO PUMPING PLANT, 1985 CHILE EQ. NEAR FIELD SITES, 1983 COALINGA EQ. SYLMAR CONVERTER STATION, 1971 SAN FERNANDO EQ. EL CENTRO STEAM PLANT, 1979 IMPERIAL VALLEY EQ. REFERENCE SPECTRUM OR SQUG BOUNDING SPECTRUM X 1.5 SQUG BOUNDING SPECTRUM 주파수 (Hz) 10

11 CAVEAT CAVEAT 11

12 데이터베이스 기기 내력 W-1 Method A CSA conservative GRS Bounding Spectrum 0.8 spectral acceleration Frequency (Hz) 12

13 GIP Demand & Capacity Seismic Demand & Capacity ~ 가진력 : 해당 부지의 5% 설계지반응답스펙트럼 ~ 기기 내력 : Bounding Spectrum W-1 Method A CSA conservative GRS Bounding Spectrum 0.8 spectral acceleration Frequency (Hz) 13

14 GIP Demand & Capacity Seismic Demand & Capacity ~ 가진력 : 주요 구조물 층에서 도출된 5% 층응답스펙트럼 ~ 기기 내력 : Generic Equipment Ruggedness Spectrum W-1 Method B.2 - RB AC DIRECTION 5.0 MCC GERS BAT GERS BC GERS DP GERS INV GERS LVS GERS MVS GERS TRN GERS RB EL.100.0M AC 4% FRS RB EL.107.9M AC 4% FRS spectral acceleration Frequency (Hz) 14

15 Generic Equipment Ruggedness Spectra All Item Similar Motor Control Center (TRS, 5%) Low Diversity MCC301(FB) MCC301(SS) MCC302(FB) MCC302(SS) MCC303(FB) MCC303(SS) MCC304(FB) MCC304(SS) MCC305(FB) 10.0 MCC305(SS) MCC306(FB) Acc. (g) MCC306(SS) MCC307(FB) MCC308(FB) MCC309(FB) 1.0 MCC309(SS) MCC310(FB) MCC310(SS) MCC311(FB) MCC311(SS) Freq. (Hz) Function During (EPRI GERS) MCC308(SS) Function After (EPRI GERS) Korean GERS 15

16 USI A-46 프로그램포괄범위 USI A-46 수행목표 예외기기도출 GIP 방법론및한계점 경험및시험데이터베이스에근거한선별평가 내진검증대신, 내진적으로적합함을입증 [adequacy verification] 데이터베이스구축이가능한대량품목에적용가능 콘크리트및강구조물, 배관, 주기기에는적용불가 데이터베이스포괄특성외의특성은별도평가필요 GIP 예외기기가내진성능이부족함을의미하는것은아님 USI A-46 수행결과 두가지인허가기반보유 SSEL 목록에등재된기기는향후지속적인 PSR 관리대상임 일부 NRC 프로그램해결 16

17 USI A-46 기타 NRC 프로그램 USI A-46 프로그램에포괄되는 NRC 프로그램 GL : Seismic Qualification of Auxiliary Feedwater System IEB : Masonry Wall Design IN : Anchorage and Support of Safety-Related Electrical Equipment IN : Possible Seismic Vulnerability of Old Lead Storage Batteries IN : Defective Heat Sink Adhesive and Seismically Induced Chatter in Relays Within Printed Circuit Card IN : Hilti Concrete Expansion Anchor Bolts IN : Minimum Edge Distance for Expansion Anchor Bolts IN : Fraudulant Bolts in Seismically Designed Walls 17

18 USI A-46 추가 반영 사항 항목 주기기 SQUG 주기기 제외 NRC (KINS) 비고 가압기 PORV 등 safety relief valve 포함 구조건전성 기준 적용시 허용 접근불능지역 캐비닛의 접근불가능 정착부 검사 제외 기능성 기준 적용시 모든 정착부 검사 필요 확장앵커 제어판넬 Method A (1) 확장앵커 추가 시험결과 반영한 평가기준 사용 GIP-3A 제어판넬 허용진동수 : 11Hz 제어판넬 허용진동수 상향 조정 (13Hz) GIP-3A 특약 조건 없음 "메디안 FRS < 1.5배 SSE GRS" 입증 GIP-3A ACI 349 Appx B 설계기준 도입 불가 예외앵커 해결 예외앵커에 대해 ACI 349 Appx B 적용 계획 일관된 GIP 평가기준 적용 강도 Note (1) : O/R program 에서 적용성 검토 18

19 USI A-46 PSR 내진검증 내진설계 PSR 평가항목 USI A-46 비고 내진범주 I & II 분류검증계획에포함된기기목록 GIP SSEL 도출및유지관리 내진범주 I 설비내진검증 기기검증방법 기기검증방법의품질보증 GIP 내진적합성으로갈음 GIP 내진평가팀자격요건제한 내진범주 II 설비내진설계기기파손이검증기기에미치는영향분석 GIP 공간적간섭평가 내환경검증및진동노화 불리한환경조건에대한보호대책 내환경평가별도실시 지진대응조치절차수립 시공후설계검증검증기기의물리적인상태및기능성 GIP 현장조사및현장시험 내진검증자료유지, 관리기기검증조치기록 GIP 내진적합성평가보고서 19

20 Seismic IPEEE 프로그램 0.5g SMA SPRA SSE SMA 20

21 Seismic IPEEE NUREG-1407 재해도분석계통분석내진평가방법론 Hazard 곡선 + 상세 PSA + FA = SPSA RLE + 단순 PSA + FA/CDFM = NRC SMA RLE + 성공경로 + CDFM = EPRI SMA RLE + 상세 PSA + CDFM = PSA-SMA 21

22 Seismic IPEEE USI A-46 항목 USI A-46 Seismic IPEEE 비고 목적설계인허가기반정립설계사고이상의안전여유도정량화 지진동 SSE 설계사고방지지진 RLE 중대사고유발지진 하중조합 NOL + SSE NOL + EQ RLE 혹은 median spectrum 감쇠비보수적감쇠비메디안감쇠비 평가기준 GIP 평가기준적용 ( 다소보수적 ) 최신기술활용허용 Median-centered Approach Marginal Approach 전제사항기존내진인허가기반부정인허가기반만족및원자력품질등급유지 현장조사전수조사표본조사전제사항에근거함 결과 GIP 평가기준만족여부노심손상빈도혹은 HCLPF 예외기기내진보강및교체사업자판단위험도정보규제시조치필요 인허가기존내진인허가기반변경기존내진인허가기반에영향없음 22

23 통합방법론 USI A-46 & Seismic IPEEE 23

24 GIP & SMA 평가 절차 GIP/SMA 선별기준에 의한 선별제거 및 선별포함 실시 ~ 선별평가기록지 (SEWS) 중심의 선별절차 적용 통합 기기 DB 구축 예외기기 해결 GIP 가진력 비교 SMA 가진력 비교 GIP 전제조건 검토 SMA 전제조건 검토 GIP 정착내력 평가 SMA 정착내력 평가 GIP 공간간섭 평가 SMA 공간간섭 평가 GIP/SMA 예외기기 method A 검토 노심 위험도 분석 상세 해석 안전성 향상 방안 진동 시험 상세 해석 보강 혹은 교체 Method A 적용성 검토는 예외기기 해결 과정에서 추진 24

25 GIP & SMA SSEL USI A-46 SSEL Safe shutdown path Active electrical and mechanical equipment needed for safe shutdown Tanks and heat exchanger needed for safe shutdown Cable trays and conduit raceways PSA-based SMA SSEL Event Tree 및 Fault Tree 활용 노심안전에영향을미치는모든설비혹은노심안전에기여하는모든설비 25

26 GIP & SMA SCREEN NO. 1 USI A-46 Seismic IPEEE W-1 Method A.1 W-1 SMA Screening Criteria at 0.3g bin CSA 5% conservative GRS Bounding Spectrum Frequency (Hz) 선별기준 가진력 Seismic demand 선별기준 내력 Seismic capacity ~ 5% Bounding Spectrum Frequency (Hz) ~ 5% Design Ground Spectrum CSA 5% conservative GRS SMA 5% RLE(0.3g) 0.8 spectral acceleration spectral acceleration 0.8 선별기준 가진력 Seismic demand ~ 5% Design Ground Spectrum 선별기준 내력 Seismic capacity ~ 5% RLE Spectrum 26

27 GIP & SMA SCREEN NO. 2 USI A-46 Seismic IPEEE Equipment Motor Control Center BS Caveat Experience DB included? Rating of 600V or less? Cabinets bolted together? Attached weight of 100#? Potential chatter of relay? GERS Caveats Testing DB included? BS caveat met? Function during GERS? Function after GERS? Floor mounted? Equipment Active electrical components MCC, DP, MVS, LVS Caveats Instruments properly attached? Relays chattered if function during required? Building Structure Con c and steel structures Caveats Designed for an SSE of 0.1g or greater? 27

28 GIP & SMA SCREEN NO. 3 USI A-46 Seismic IPEEE 가진력 0.2g 최대지반가속도 설계지반응답스펙트럼 기기진동수위치에서의설계층응답스펙트럼 가진력 0.3g 최대지반가속도 메디안지반응답스펙트럼 기기진동수위치에서의메디안층응답스펙트럼 지진내력 SQUG GIP 지정값 지진내력 EPRI NP-6041 지정값 28

29 GIP & SMA SCREEN NO. 4 USI A-46 Seismic IPEEE Seismic Interaction Proximity Structural failure and falling Flexibility of attached lines & cables Exception Seismic-induced fire Seismic-induced flooding Failure of distribution lines Seismic Interaction Proximity II/I Interaction Spray and Flooding Seismic-induced fire Seismic-induced flooding Failure of distribution lines 29

30 Outlier Resolution Program 30

31 OR Program 단계적평가 타당성연구 GIP-3A 보수성인자정량화를통해 1.5배이하증폭입증 장, 단기적관점에근거한대책수립 USI A-46 프로그램에미치는영향 Capacity vs Demand outlier 해결 [ 단기해결가능 ] 기타 Outlier 해결을위한공학적평가에활용 수명연장후인허가관련업무에미치는영향 Conservative Design FRS 확보필요 기존기기교체혹은설비의증설 배관지지대 [snubber] 교체 원전고유의지진대응조치절차확립등 메디안 - 중심평가및공학적평가 1.5 배이내증폭입증이곤란한경우에적용 Conservative Design FRS 활용가능 31

32 OR Program 분리추진 SSER No. 2 The proposed ACI-349 Code method of resolving these anchorage outliers is beyond the scope of GIP-2. The licensee should use Appx. C to GIP-2 for guidance. 두개의허용기준이공존할경우, 규제혼선유발 따라서, USI A-46 프로그램과 O/R 프로그램의분리추진바람직 GIP-3A NARE 적용을위해 신규설계 관련규정추가 32

33 OR GIP-3A Seismic Demand FRS 보수성원인및그영향 원인 영향 구조모델링에대한기술적논쟁회피 극히상세한해석에따른과다비용절감 원전의현상태를적절히반영하지못함 SSRAP, 보다현실적인 FRS 도출방법개발 보다현실적인메디안중심평가법 [metod A] 개발 실제구조물은높은지반가속도수준에서협대역응답을보이지않음 실제지진조건에서계측된 FRS 분석결과, 부지정지면으로부터 40 이내의층에서 6Hz 이상의구간에서 1.5 배를초과하여증폭하지않음 GIP, 보수적으로 8Hz 제한요건적용 33

34 OR FRS 보수성 정량화 USI A-46 프로그램 ~ GIP-2A 적용 후 GIP-3A 보완 ~ Method A 적용성은 Outlier Resolution Program 에서 처리 비용, 시간 단축 및 효율적 업무 추진 가능 GIP-3A 인자 설계 보수성 여부 적용성 구조물 기초 부지정지면 Y 84th 백분위수 50th 백분위수 Y 암반 암반 N 지반운동의 incoherence 고정단 기초 대규모 기초저판 Y 구조진동수 > 5Hz 구조 모델링 및 감쇠비 4% 감쇠비 7% 감쇠비 Y 월성1호기 인공시간이력 표준스펙트럼 반영 Y 입력운동의 위치 기 본 지반응답스펙트럼의 형태 구조물-지반 상호작용 비고 격납구조물 내부건물 예외 인 자 시간이력모의 비선형 해석 (지반 혹은 콘크리트) 기 타 인 자 N 첨두값 평활화 혹은 포괄 평활화 순 FRS Y 협대역 첨두값의 Clipping 평활화 Clipping Y 0.2g 0.149g Y 최대 수평지반가속도 암반 및 SSE 조건에서 비현실적 월성1호기 34

35 OR USI A-46 외설비 주기기 LOCA 와 SSE 동시발생가정에근거한설계 주기기상세설계자료미비 설계자료의구매혹은재생어려움 선별평가기법적용바람직 철근콘크리트구조물및강구조물 일부취약한상세 (detail) 를제외하면내재된내진성능탁월 지진에취약한구조상세를가진경우, 추가공학적평가필요 고리 1 호기터빈건물 고리 1 호기강재격납용기 월성 1 호기블록벽 월성 1 호기배관계 [IE Bulletin 79-02] 경험에근거한평가법적용방안 현장조사를통하여지진에취약한배관도출 지지대및정착부평가실시 35

36 국내내진검증재평가절차 주기적안전성평가 USI A-46 프로그램 O/R 프로그램 GIP-2A 적용 타당성연구 중대사고정책 AF < 1.5 N 메디안중심평가 내진한계평가 Y 공학적내력평가 지진위험도분석 만족 N Y GIP-2A 적용승인 선별제거 내진보강 / 기기교체 위험도정보규제 36

37 월성 1 호기 법규및요건 원자력법, 시행규칙, 시행령 원자력법 23 조의 3 주기적안전성평가명시 [ ] USI A-46 및 GL 요건 인허가기반지진 [0.2g SSE] 에대한기기내진적합성입증 중대사고정책요건 중대사고유발지진 [0.3g RLE] 에대한 SSC 내진안전성입증 추가요건 월성 2,3,4 호기내진인허가기반 (CNSC) 요건 37

38 월성 1 호기 고유특성 내진등급분류 평상시 : Main Control Room 에서 Group I 계통조정 비상시 : Secondary Control Area 에서 Group II 계통조정 건물설계 W-1 : 허용응력설계법 [ASD] W-2,3,4 : 한계상태설계법 [LSD] 내진검증 IEEE 적용및내진검증조치기록보유미비 [esp. 시험검증자료 ] 기기정착부설계기준미흡 지진대응조치 중수로설계개념에부합하는조치절차개발필요 38

39 결언 수명연장 Up-graded Safety Analysis Report - 매 10 년단위발행 - 각종 PSR 안전인자간 Interface 관리 - 유기적이고지속적인관리체계수립 - 39

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untitled Contents Reg. Guide 1.32 (rev.3) : Criteria for power systems for nuclear power plants Reg. Guide 1.75 (rev.3) : Criteria for independence of electrical safety systems Reg. Guide 1.204 (rev.0) : Guidelines