3 rd Fire Protection Workshop Ramada Plaza SUWON 2012.5.31-6.1 원전화재방호규제선진화 제도개선방안 계통평가실김위경 k322kwk@kins.re.kr KINS
발표순서 국내원전화재방호규제현황 원전화재방호법령체계 원전화재방호규제현안 추진전략및중점사항 결론및기대효과 2
1 국내원전화재방호규제현황 1995 년 : 광케이블지하공동구화재사건후속조치 성과 : 화재위험도분석 (K1), RCP 누유수집조등 App. R 이행 문제점 : 일회성, 전문인력및점검절차통일화관련조치미흡 2003 년 : 화재방호관련고시제정 성과 : 전원전화재방호계획수립및구형원전화재위험도분석수행 문제점 : 화재위험도분석수준상이, 운전원조치및진압대책 2006 년 : 고리 4 호기화재사건후속조치 화재방호계획개선 성과 : 화재방호전분야에대한종합개선대책 (13 개분야 77 개개선항목 ) 조직 / 교육훈련 / 화재방호계획 / 소방방재설비개선 / 법령정비 / 국제공동연구문제점 : 진압대책, 법령정비, 조직 성능위주소방설계도입, 화재감지설비교체 ( 비용 / 효과 ) 3
1 국내원전화재방호규제현황 2011 년 : 후쿠시마원전사고후속조치소방계획서개선및협력체계강화 : NEMA-KHNP 화재방호설비및자체소방대대응능력개선 : NEMA-KHNP 원전성능위주설계 (PBD) 도입 NSSC - NEMA MOU: 제도분야 T/F 구성원전화재방호기술기준및소화설비기술기준개선필요성제기외부관심사항수준향상국내기술기준적용소화설비적절성이주류였으나 BTP CMEB 9.5-1(1981) 미적용원전화재위험도분석고리 2 호기 : Browns Ferry 원전후속조치이행기간의과도기고리 3,4 및영광 1,2 호기 :BTP ASB 9.5-1(1979) Framatom 및 CANDU 형원전화재위험도분석신규화재 PSA 방법론 (NUREG/CR-6850, NFPA 805) 적용 4
1 국내원전화재방호규제현황 규제연구방향 화재위험도분석개선 원자력안전연구개발사업의단위과제 제목 : 원전화재방호규제선진화및화재위험도분석평가기술개발화재위험도분석작성지침필요성대두 고시화 다중오동작분석이포함된화재안전정지분석 소화설비적용기술기준및설비적절성평가방안신규화재 PSA 방법론 (NUREG/CR-6850) 적용성평가 선결조건 : Risk Informed Performance Based 규제체계정립화재모델링분석결과평가방안 안전정지회로분석및화재 PSA 수행시화재모델링필요성대두 5
2 원전화재방호법령체계 원자력안전법 원자로시설기술기준규칙 원자력안전위원회고시 KINS 규제기준및지침 방사선에의한재해의방지와 공공의안전을도모 제 14 조 : 화재방호에관한설계기준등 ( 설계 ) 제 59 조 : 화재방호계획 ( 운영 ) 2011-22: 화재위험도분석에관한기술기준 2011-21: 화재방호계획의수립및이행에관한규정 2011-13: 전력산업기술기준의원자로시설기술기준적용에관한지침 (KEPIC FPN-803, 804) KINS 규제기준 10.6 화재방호계획 KINS 규제지침 10.6 원자력발전소화재방호 소화설비기술기준 NFSC, NFPA KEPIC FPN KEPIC FPC nn... 6
2 원전화재방호법령체계 원자로시설등의기술기준에관한규칙제 14 조안전에중요한구조물, 계통및기기에대한화재 / 폭발가능성및영향안전정지 ( 상온 ), 잔열제거, 방사성물질유출방지기능확보비가연성, 내화및내열재료, 악영향최소화를위한감지 / 진압설비소화설비의고장, 손상및오동작에의한안전관련설비능력저하방지 심층방어개념예방, 진압, 원자로안전 제 14 조설계 화재위험도분석 제 59 조운영 화재방호계획서 KINS 규제지침 화재방호구역의구분 가연성물질의종류 / 크기 화재사고보고서 품질보증 심층방어를위한운영절차 화재방호계획서작성및관리 방화관리자 설비유지관리 화재위험도분석보고서관리 초동소방대 성능위주소방설계 설계기준화재의범주화재감지및진압설비화재위험성의평가원자로안전정지, 잔열제거.. 소방법 NFSC RI-PB FPP 7
KINS 규제기준및지침 KEPIC FPN-803, 804 2 원전화재방호법령체계 원자로안전 방사성물질방출 핵연료가안전하고안정된상태의달성및유지 Goals 주민, 작업자또는환경에악영향을줄수있는방사학적방출을야기하지않음 반응도제어 연료냉각 분열생성물경계건전성 Performance Objectives 격납용기건전성이유지될수있어야함 선원항이제한될수있어야함 반응도제어기능 냉각재재고량및압력제어기능 붕괴열제거기능 보조기능 공정감시기능 Performance Criteria 방사성물질방출은제한값을초과하지않아야하며, ALARA(as low as reasonably achievable) 요건만족 운영및정비인력보호 인명안전 설비손상 전력생산가능성에대한보호 8
1 원전화재방호법령체계 심층방어개념 (DID: Defense-in-Depth) Prevention, Mitigation, Minimization DID 소방위험물저장원전설계원전화재방호 목적인명안전, 재산보호 화재확대방지 ( 재산보호 ) 방사선재해방지 사고예방 / 완화설비 : - 원자로보호계통 (RPS): 운전변수감시및원자로자동정지 - 공학적안전설비 (ESF): 안전주입, 보조급수, 격납건물살수 원자로안전정지기능보호 예방화재예방사고예방사고예방화재예방 완화소화설비포, 물분무사고완화설비조기감지 / 진압 최소화 대피수단방화구획 방유제탱크간격 핵연료의다중방호 방화구획 9
3 원전화재방호규제현안 원전화재방호기본요소원전화재위험도분석목적 : 안전정지능력확보및방사성물질누출가능성최소화입증방법 : 방화지역화재위험성검토및화재예방 / 화재방호조치평가화재방호계획운영원전화재방호활동을위한기기 / 절차 / 인적자원에대한종합적인계획모든원전의화재 PSA 수행완료규제현안 : 원전화재방호기본요소간연계성미흡화재위험도분석계열간격리요건은적용하고있으나 단일오동작분석을가정하고있음화재방호계획화재진압대책위주 Fire Modeling/ 화재 PSA 소화설비에대한적용성평가미흡 화재위험도분석 화재 PSA FM 가동원전화재방호계획 10
3 원전화재방호규제현안 : 안전정지회로분석 화재손상제한요건 ( 원안위고시제 2012-22 호 ) 고온정지기능 : 하나의계열은화재에의한손상이없어야함상온정지기능 : 72시간이내복구가능 ( 고온정지기능 72시간유지가능 ) 설계기준사고대처기능 : 모두손상받을수있음 경수로형원전규제지침 10.6 (BTP CMEB 9.5-1,1981, R.G 1.189, rev 1, 2007) 3 시간등급의내화방벽 화재감지및진압설비 : 6m 이격, 1 시간등급방호체 격납건물 : 30 분이상의불연성복사열차폐체 / 감지및자동진압설비 주제어실 : 대체 ( 전용 ) 정지설비 Reg. Guide 1.189(rev. 2, 2009) 다중오동작분석 필수고온정지기능및비필수고온정지기능 Required for Hot Shutdown vs. Important to Safety Shutdown 11
3 원전화재방호규제현안 : 다중오동작분석 A 계열 B 계열 Containment Spray System 12
3 원전화재방호규제현안 : 안전정지회로분석 필수고온정지기능 반응도제어기능 원자로냉각재보충기능 원자로열제거기능 공정감시기능 지원기능 노심손상또는원자로냉각재상실을초래하는우회유로 전원공급원 해결방안 App. R III.G.2 격리요건준수 비필수안전정지기능 저장탱크배수가능오동작정지냉각계통 HVAC PORV, Safety Relief Valves Spurious Start of Equipment 해결방안 Fire Modeling Operator Manual Actions Focused Fire PSA 13
3 원전화재방호규제현안 : 안전정지회로분석 화재손상제한요건 SSD Functions Required Hot SD RI-PB Important to SSD - Fire Modeling - Operator Manual Action - (Focused Fire PSA) END 3 hour fire barrier NO - horizontal distance 20 feet with no intervening combustibles or fire hazards - Fire barrier having a 1-hour rating Fire detection and automatic fire suppression system NFPA 805 NUREG/CR-6850 Reg. Guide 1.205 CDF 설계개선 리스정보성능기반화재방호규제체계 14
3 원전화재방호규제현안 : 소화설비기술기준 원자력안전법과소방법령비교 원자력안전법 목적 방사선재해방지와공공의안전 설계개념 안전에중요한설비보호 소방관련법 국민의생명 신체및재산보호 인명 / 재산보호 : 대피수단확보및방화구획 방법 설계입증 다중 / 다양 / 독립성이확보된안전설비의손상제한 설비의격리규정 - 3 시간내화방벽으로격리 - 감지 / 소화설비 (6.8m 공간격리 /1 시간내화방벽 ) 화재위험도분석 ( 안전정지분석 ) - 화재공간전소시안전정지가능성입증 예방 ( 방염 ), 진압 ( 소방시설 ) 대피수단및방화구획 성능위주설계 : 피난 / 화재시뮬레이션 소화설비선정기준 안전에중요한설비에국한된소화설비규정 - 제어실구역, 전산실, 케이블포설실, - 차단기실및디젤발전기실등 소화용수 (2 시간이상사용가능 ) 별도의내진등급소화수펌프 소화설비 규제지침에 NFPA를적용하도록하고있음기술기준 특정소방대상물의규모등에따라갖추어 야하는소방시설등 ( 영제 15 조 ) 소화설비, 경보설비, 피난설비, 소화용수 설비, 소화활동설비를설치해야하는특 정대상물지정 ( 영별표 4) 소방방재청고시 : 30여개의화재안전기준 15
3 원전화재방호규제현안 : 소화설비기술기준 스프링클러소화설비기술기준 NFSC 103 방사량 : 헤드방출량을 80 lpm 으로고정하고헤드간격을조정 무대부 / 특수가연물 (1.7m), 랙크식창고 (2.5m), 아파트 (3.2m), 그외 2.1m( 내화구조 : 2.3m), 조기진압용스프링클러 : 랙크식창고 (NFSC 103B) 방수시간 : 20 분 ( 소화용수저장량산정시필요 ) NFPA 13 가연물의종류에따라헤드의방수밀도와동시에작동되는면적방수시간 : 가연물의종류및배관방식 ( 최고 120 분 ) Tree 방식 Loop 방식 Grid 방식 16
3 원전화재방호규제현안 : 소화설비기술기준 원전스프링클러설비요건 KINS 규제지침 : 방사시간최대 2 시간이상또는 300,000 gal 배관 : Tree, Loop, Grid 방식적용가능국내소방법 : 스프링클러헤드방사량 (80 lpm) NFPA 13: 가연물에따른방수밀도와동시에작동되는면적고려적용현황소화수원 : KINS 규제지침에서요구하는최대값이상배관방식 : 대부분 Tree 방식 ( 소방심의면제 ) 헤드별방사압차이로방수량이불균일함방수밀도 : 헤드간격으로조정 (NFPA+NFSC): 최소헤드간격 1.7m Skipping 현상 : NFPA 13: 1.8 m, FM: 2.1 m, IRI: 2.4 m 방호공간헤드수증가 : 다수의배관 / 케이블등으로인한설치공간부족 헤드설치위치부적합사례 : 방사장애물, 천장과의거리 ( 반응시간지연 ) 17
3 원전화재방호규제현안 : 소화설비기술기준 가스계소화설비 NFSC 106, 107, 107A : NFPA 12, 2001 NFPA 의내용을근간으로하고있으나설계기본사항만제시됨 개구부약제보충량요건의근거미흡 성능시험요건 : 방출시험, Door Fan Test 설계농도유지시간 (soaking time) 자동화재탐지설비최신설비적용 아나로그감지기 R 형수신기 P 형설비점검사항 도통시험 18
4 추진전략및중점사항 화재위험도분석고시개정 ( 원안위고시제 2012-22 호 ) 방화구역별화재재해분석, 방화지역별화재안전정지분석다중오동작분석이포함한화재안전정지분석 (FSSA) 전원전대상 NEI 00-01: Guidance for Post-Fire Safe Shutdown Analysis 부록 1: 화재위험도분석보고서작성지침부록 2: 원전소방시설적용지침화재방호계획고시개정 ( 원안위고시제 2012-21 호 ) 운전원조치 (OMA) 및화재진압대책 Fire Modeling 적용지침개발변수민감도및불확실도평가방안 Monte Carlo Method, NUREG-1934(NPP Fire MAG) 화재 PSA 적용성평가 ( 계속운전대상 ) 신규화재 PSA 방법론 (NUREG/CR-6850) 적용성평가 NEI 04-02: Guidance for Implementing RI-PB FPP Reg. Guide 1.205: RI-PB FP for existing NPPs 19
4 추진전략및중점사항 화재위험도분석고시개정 ( 원안위고시제 2012-22 호 ) 용어정의 : 필수고온정지기능, 심층방어개념, 다중오동작 방화구역별화재재해분석, 방화지역별화재안전정지분석 제 4 조 ( 화재방호구역의구분 ) 각방화지역의현황 ( 길이, 폭및높이와방화구역등고유한특징 ) 제 5 조 ( 가연성물질의종류및크기 ) 가연성물질의종류및크기와점화원을제한하고관리하는방안이방화구역별로기술 ~~~ 방화지역별가연성물질의현황, 방화지역별점화원의현황, 방화지역별가연성물질및점화원의관리대책 제 8 조 ( 화재위험성의평가 ) 방화지역별 ( 또는방화구역별 ) 화재하중및화재특성에대한분석 설계기준화재는안전정지분석과연계된항목 20
4 추진전략및중점사항 화재위험도분석고시개정 ( 원안위고시제 2012-22 호 ) 제 9 조 ( 원자로안전정지, 잔열제거, 화재감시및방사성물질유출방지능력 ) 격리규정불만족시독립된대체또는전용의정지능력보유안전정지기능격리규정 3 시간등급내화방벽을사용하여격리하거나 가연성물질또는화재위험성이없는상태에서수평거리 6.`1 m 이상이격하거나 1 시간등급의화재방호체사용시화재감지및자동식화재진압설비를갖추어야함. 원자로건물내부격리규정 감지및자동식화재진압설비를설치하거나 최소한 30 분내화등급의불연성복사열차폐체를사용하여격리함. 다중오동작분석 동시에다수의케이블손상될가능성이높음 필수고온정지기기는본고시격리기준을충족한상태로설치되어야함. 기타비필수고온정지기기의손상으로미치는영향은화재모델링또는운전원조치문제점 : 모든원전에동시에적용됨 Framatom 및 CANDU 형원전 21
4 추진전략및중점사항 : FSSA 재분석 Deterministic Methodology 안전정지계통선정안전정지장비선정안전정지케이블선정 반응도제어기능원자로냉각재보충기능원자로열제거기능공정감시기능보조기능 - WH Type FSSA 는안전정지계통을화재방호계통을포함한 40 여개선정하였으며, 방화지역별평가시 PSA 를사용하였으므로재분석이요구됨 - CE Type FSSA 는 MSO 반영을위한재분석필요 방화지역별평가 MSO 1 단계 : NEI 00-01 Generic List 2 단계 : Site Specific conditions 격리규정 개선방법론개발 Required Hot SD Important SSD END
4 추진전략및중점사항 부록 1: 화재위험도분석보고서작성지침추진방향 : 평가가능성, 상세화, 사용자친숙성확보기술내용일반사항 개요, 적용요건및기술기준, 용어의정의, 적합성평가 ( 개요, 분석범위, 요건변경사항 ) 참고자료분석방법론및평가기준 방화구획, 가연성물질의크기및종류, 화재위험성평가, 감지및진압설비 설계기준화재, 안전정지분석화재재해도분석 방화구획, 가연성물질의크기및종류, 화재위험성평가, 감지및진압설비화재안전정지분석 설계기준화재발생시안전정지분석결론부록항목별세부지침 23
4 추진전략및중점사항 부록 2: 원전소방시설적용지침개선방향및목적경수로형원전규제지침 10.6 에서소방시설관련사항고시화원전소화설비적용규정명확화를통한소방법령과의차별화소화설비기술기준자동식소화설비 : NFPA 에상응하는기술기준적용수동식소화설비 : 국가화재안전기준 (NFSC) 적용추진계획 NFSC/NFPA 상호비교및설비별평가요소개발원안위 - 소방청 MOU: 소화설비선정기준및소화설비기술기준개선필요성제기필요시소화설비기술기준으로 KEPIC FPC 적용기대효과화재위험도분석보고서심사시소화설비적절성평가방안확보단일소화설비기술기준적용 24
4 추진전략및중점사항 화재방호계획고시개정 ( 원안위고시제 2012-21 호 ) 목적 운전원조치 (OMA) 및화재진압대책개선추진방향 운전원조치 : 방화지역별화재안전정지분석결과반영 운영기술지침서, AOP 및 EOP 연계 화재진압대책 : 방화구역별화재위험성평가결과반영 원자로에미치는영향, 화재의종류및규모 초동소방대훈련 : 화재 PSA 결과에따른방화구역별중요도반영선결조건 방화구역별화재재해분석, 방화지역별화재안전정지분석 방화구역별화재 PSA 수행 25
5 결론및기대효과 고시제 12-21 호 Fire Protection Implementation Program 화재안전정지분석에근거한운전원조치방안수립화재 PSA 연계성확보 고시제 12-22 호 Fire Hazard Analysis FSSA 방법론지침개발 FHA 보고서작성지침소방설비설계지침 Fire PSA 신규 F-PSA 방법론적용성검토 Fire Modeling (FDS, CFAST, FDT) 분석신뢰도확보를위한지침개발 OECD FIRE DB 구축 원전화재방호규제통합관리시스템 26
5 결론및기대효과 원전화재안전성향상화재위험도분석작성지침을통한분석수준향상 OMA, Fire PSA 등이반영된화재방호계획 Fire PSA, Fire Modeling 등다양한화재안전성평가방법론적용 원전화재방호규제체계다중오동작분석이포함된화재안전정지분석방법론확립 RI-PB 화재방호규제적용성평가 화재안전정지분석및화재모델링규제검증기술확보 원전화재방호통합관리를위한시스템기반조성 기대효과화재위험도분석 - 화재방호계획 - 화재 PSA 연계성확보 27
원전화재방호관련고시가적용성에문제없이개정될수있도록많은의견을제시하여주시기바랍니다 k322kwk@kins.re.kr