원전화재방호 Workshop 2011. 6.23-24, 수원라마다호텔 김위경 K322kwk@kins.re.kr 주최 : 한국원자력안전기술원후원 : 교육과학기술부
목차 화재위험도분석개요화재위험도분석현황화재위험도분석개선필요사항화재위험도분석보고서작성지침결언 2
1 화재위험도분석개요 화재위험도분석의고시상정의목적 : 안전정지분석화재발생시원자로의안전정지능력을확보하고환경으로의방사성물질누출가능성이최소화됨을입증방법 : 화재재해분석각방화지역별가상화재에대한위험성을검토하고화재예방및화재방호조치가적합한지평가하기위한정량적또는정성적인위험도분석을말한다. 화재위험도분석요구분야인허가검토서류발전소화재방호계획수립시참고자료발전소운영시설계변경에따른화재안전성및안전정지영향분석 3
1 화재위험도분석개요 발전소화재방호계획관련업무 화재사고보고서 품질보증 심층방어를위한운영절차 화재방호계획서작성및관리 방화관리자 설비유지관리 화재위험도분석보고서관리 초동소방대 설계 / 기준변경사항적합성평가 소방대훈련자료 소방설비점검절차 예방, 진압및화재시안전정지운영절차 화재위험도분석 화재위험성평가 - 화재하중 / 화재특성 - 방화구역별특성 - 화재감지및진압시설 화재감지및진압설비 ( 소방설비적용기술기준적합성 ) 원자로안전정지 - 화재방호구획 - 가연성물질의종류및크기 - 설계기준화재 4
1 화재위험도분석개요 Fire Protection Program P-FHA FHA F-FHA, FPP(Report) FPP(Report) FPP(Report), FHA Commissioning Siting Construction Design Operation Decommissioning Early site approval Construction Permit License Amendment Operating License License Amendment SSR, ER, PSAR, QA FSAR, QA FSAR, QA Process of Review and Assessment 5
1 화재위험도분석개요 화재위험도분석고려사항 화재방호구역의구분 : 방화지역, 방화구역화재감지및진압설비 : 선정된설비, 용량, 성능적정성, 설계기준가연성물질의종류및크기 : 가연성물질 ( 배치 )/ 점화원현황화재위험성의평가 : 화재하중및특성분석에관한내용 원자로안전정지 잔열제거 화재감시및방사성물질유출방지능력 설계기준화재의범주 : SSCs 에미치는영향, 화재특성, 시나리오 화재손상제한요건고온정지기능 : 하나의계열은손상을입지않아야함. 상온정지기능 : 모두손상될수있으나 72 시간이내복구가능 6
1 화재위험도분석개요 화재위험도분석가정하나의방화지역모든기능상실 안전정지능력확보방안다중방호설비를 3 시간등급내화방벽으로격리 가연물이나화재위험이없이수평거리로 6.1 m 이상이격 1 시간등급의내화방벽으로격리하고, 추가로화재감지기와자동소화설비 A B 7
2 화재위험도분석현황 신규원전화재위험도분석보고서 Introduction 목적 : 안전정지유발화재가능성및결과최소화, 국내기준이전혀반영되지않음 Defense in-depth Approach: 예방, 감지및진압, 다중안전계통 One Success Path: 물리적방벽, 공간적격리일부사항단순나열된형태 Fire Hazards Analysis 내화방벽, 관통부, 주요장비, 방사성물질포함기기, 가연물화재하중, 화재방호설비 ( 감지 / 진압설비종류, 소화전 / 기위치, 제연설비 HVAC, 진입 / 탈출로 ), 설계기준화재, 오동작우려 Safe Shutdown Analysis and Safe Shutdown Equipment List 부반응도, RCS 압력 / 재고량감시 / 제어, 붕괴열제거계통및기기, 안전정지케이블배선도확인 격리요건결과 : 다중설비로인하여어떠한방화지역의화재는안전정지에영향이없음 안전정지가능성만평가 8
2 화재위험도분석현황 가동원전신규화재위험도분석보고서일반사항 : 개요, 목적, 용어정의국내외화재방호요건검토원전화재방호개요, 요건검토, 요건준수여부화재방호 : 평가기준및평가결과화재방호계획, 화재방호계통및설비화재재해분석분석방법론, 방화지역설정, 가연성물질및화재하중평가, 지역별재해평가화재안전정지분석분석방법론, 연계회로 / 기기오동작분석방법론, 안전정지기능및계통, 성공경로 / 기기 / 케이블 지역별영향평가 회로분석중심 PSA 방법론 (?) 9
2 화재위험도분석현황 방화구역 적용기준 / 근거 내화등급 10
2 화재위험도분석현황 방화지역번호 방화지역명 FM10-01A RHR & CS Pump A Room Area 격실내존재기기 케이블손상기기 기기명또는케이블번호 2RHAPRH01 - RHR PP A 2VA252AHU01A - AUX BLDG SAFETY RELATED RHR PP RM AHU A - 2RHAPRH01 1RHL1A - 2RHAPRH02 1RHL11B - 2RHMV8702A 1RHC8074B,1RHC39B +? - 2RHMV8702B 1RHC8078B,1RHC54B - 2SIMV8810B 1SIC150B,1SIC147B,1SIJ28B - 2SIMV8811B 1SIC156B,1SIC157B - 2SIMV8812B 1SIC166B,1SIC167B,1SIJ30B - 2VA252AHU01A 1VAC241A - 2VA252AHU01B 1VAC251B 분석 안전정지여부 케이블손상기기 1. 잔열제거펌프 (2RHAPRH01/02) 손상으로상온정지불가능 2. 잔열제거펌프실공조기 (2VA252AHU01A/B) 손상으로잔열제거펌프동작불가능 안전정지불가능 11
3 화재위험도분석현황 기타사항화재방호요건만족비교표화재진압대책제안 12
3 화재위험도분석개선필요사항 국내법적용 GDC 3 원자로시설등의기술기준에관한규칙제 14 조 IAEA Standards/BTP CMEB 9.5.1(Reg. Guide 1.189) 화재위험도분석에관한기술기준고시, KINS 규제기준 / 지침 적합성평가요약및수행시점의요건비교 / 반영사항추가운영허가 개요 / 화재재해 / 안전정지 가동중 용역보고서 ( 용역의개요, 화재방호계획, 개선필요사항 ) 계속운전관련 용역보고서 적합성평가 용역보고서 + FHA 보고서개정본 방화구역 : 화재위험성분석평가단위격실명, 진압구역등의유사한용어사용 진압구역 : 자동화재진압설비가설치된방화지역 / 구역 방화지역 방화구역 : ( 원룸형 ) 아파트 방 13
3 화재위험도분석개선필요사항 분석방법또는평가기준 : 고시에의거한항목화재방호구획 고시및 KINS 규제지침개념 화재감지및진압설비 KINS 규제지침,? 소방법?, NFSC, NFPA 화재위험성분석 가능한고시준수 가연성물질의종류및크기, 설계기준화재의범주, 화재위험성의평가원자로안전정지분석 KINS 규제지침포함한원자력법 설계기준화재의범주포함 분석결과화재방호구획 : 발전소설계현황및기준준수여부 화재감지및진압설비 : 발전소설계현황및기준준수여부 화재위험성분석 방화구역별 원자로안전정지분석 방화지역별 14
3 화재위험도분석개선필요사항 시각화등사용자입장고려 : 화재대응절차수립 : 안전정지가가능해도화재발생지역이모두전소되는것을원하는사용자는없음 화재시나리오, 화재특성, 화재규모 ( 외부소방대 ): EDG 연료탱크진압설비수동동작 ( 전원차단 ): 화재실차단기전원차단시문제점화재확대예상지역감시 ( 회로, 구조물 ) 원자로운전예상대응절차 : ( 다중 ) 오동작기기, LCO, EOP 연계여부방화지역 / 구역특성 : 안전관련 / 방사성물질 / 화재위험성 / 화재종류 방화지역별화재후안전정지분석, 방화구역별화재위험성분석평가가능성 : 소화설비, 화재후안전정지및진압수단다중성화재진압도화재사건에대한 EOP 반영또는화재비상절차수립중수로 : 상이한수준 ( 중수 / 경수주입 ) 의안전정지개념원자로정지지연시경수를주입하여원자로를정지할가능성이있음 15
4 화재위험도분석보고서작성지침 I 일반사항 1. 화재위험도분석개요 2. 적합성평가개요 10년 2.1 제1차적합성평가 3. 용어의정의 II 국내외요건검토 1. 건설시요건 2. 적합성평가시요건 10년 2.1 제1차적합성평가 III 분석방법론 / 평가기준 10 년 1. 방화설비방화구획, 화재감지및진압설비 2. 화재위험성분석 3. 원자로안전정지분석 IV 방화설비분석결과 1. 방화구획 2. 화재감지및진압설비 V 화재위험성분석결과 1. 가연성물질의크기및종류 2. 화재위험성평가 VI 원자로안전정지분석결과 부록 1. 설계기준화재 2. 원자로안전정지분석 1. 화재위험도분석표 2. 각종입증자료.. 10년 P-FHA 10년 10년 10년 F-FHA 16
4 화재위험도분석보고서작성지침 ZAD-01A 화재위험도분석표 방화지역 ZAD-01A( 잔열제거펌프및살수펌프실 A) 위치 AB(64-124 ) 지역코드 SY-RY-F1-FABC-OMA 바닥면적 357.01 m2 체적 2340 m3 화재심각도 1.8 hr LCO 잔열제거기능, 살수기능 요구내화등급 3 hr EOP 원자로냉각재상실 화재하중 1.8 10 6 kj/ m2 계획예방정비기간 잔열제거기능 1. 기능 원자로정지시붕괴열을제거하거나원자로냉각재상실사고시저압안전주입기능을수행하는 A 계열의잔 열제거펌프와원자로건물살수기능을수행하는 A계열의살수펌프가설치되어있다. 화재특성 : 가연물, 화재성장속도 외부소방대지원요청필요 화재전파가능성 : 유류의흘러넘침, 관통부및전기회로에의한 000-00 지역으로전파가능성이있음 운전에영향을미치는계통 : XXX-XX 차단기가설치되어있어 *** 계통들이운전불가능함 원자로안전정지 : 두개의계열이동시에존재하나방화매트로격리되어있음 자동식소화설비설치여부 2. 방화구역 M19-03 Floor Drain Tank Room M22-03 Charg. Pump Cooling Unit Area M19-03 바닥배수탱크실 M22-03 충전펌프냉각설비지역 M19-03 밸브실 17
4 화재위험도분석보고서작성지침 3. 인접지역방향 인접방화지역 구조물 등급 안전성 방사성 관통부 비고 F Basement Conc. - C FM00-AB(AB 일반지역 ) Conc. 3 E Exterior Wall Conc. - W FM10-01/02B( 밸브실 ) Conc. 3 S FL00-RB( 살수펌프B) Conc. 3 N A-E18( 복도 ) Conc. 3 방향 인접방화지역 구조물 등급 지역코드명 관통부 비고 C FM00-AB(AB 일반지역 ) Conc. 3 SY-RY-F1-FAB-OMA 18
4 화재위험도분석보고서작성지침 4. 진압대책도 19
4 화재위험도분석보고서작성지침 화재위험성평가 방화구역 M19-03( 바닥배수탱크실 ) 화재심각도 5 min 지역코드 SY-RY-F1-FC-OMA 바닥면적 27.01 m2체적 234 m3 1. 가연성물질및발열량 : 5.09E06 Btu 828 ft 2 = 6,154 Btu/ft 2 상존가연성물질 임시가연성물질 케이블절연체 61 ft(tray) 3.30E06 Btu 케이블절연체 - 0.17E06 Btu 윤활유 5 gal 0.78E06 Btu 윤활유 5 gal 0.78E06 Btu 그리스 2 lb 0.04E06 Btu 그리스 2 lb 0.04E06 Btu 방화구역 M22-03( 바닥배수탱크실 ) 화재심각도 5 min 지역코드 SY-RY-F1-FC-OMA 바닥면적 27.01 m2체적 234 m3 방화구역 M22-04( 바닥배수탱크실 ) 화재심각도 5 min 지역코드 SY-RY-F1-FC-OMA 바닥면적 27.01 m2체적 234 m3 방화구역 M19-04( 바닥배수탱크실 ) 화재심각도 5 min 지역코드 SY-RY-F1-FC-OMA 바닥면적 27.01 m2체적 234 m3 20
4 화재위험도분석보고서작성지침 3. 점화원 : 가연성액체저장지역으로공기중에가연성증기가존재할가능성이있으므로점화원을유발하는 보수및변경활동 ( 용접, 절단작업, 납땜작업등 ) 이제한되어야함 종류 고온배관 기계마찰 자연발화 전기스파크 나화 유무 4. 화재방호설비 4.1 감지및경보설비 : 설치근거 ( 소방법 ) 설치기준 (NFPA 72) LCFP No. 감지기종류 / 수량 지구경종 발신기 비상조명 통신설비 아나로그광전식연기 / 6 4.2 자동소화설비 : 설치근거 (NFPA 13) 설치기준 : NFPA 13 ( 위험등급 : Extra Hazard Group 1) 설비명 작동방식 헤드수 간격 방출유량 방수밀도 스프링클러 준비작동식 ( 교차회로 ) 16 130 lpm 4.3 수동식소화설비 : 설치근거 ( 소방법 ) 설치기준 (NFSC 101, 102) 소화전번호 거리 위치 소화기번호 위치 형식 / 용량 미설치시근거 진압수단다중성 21
4 화재위험도분석보고서작성지침 5. 화재위험성평가결과 화재특성및시나리오운전원조치필요사항운전제한조건 1. 가연물특성 : 일반화재, 가스 / 유류화재, 전기화재 2. 연소특성 : 불꽃연소, 훈소 ( 역화, Backdraft), 폭발, 3. 화재성장속도 : ultra fast, fast, normal, slow 4. 연소생성물 : 다량의연기발생이예측됨 5. 화재전파성 : 윤활유의흘러넘침으로인접구역으로화재확대가능성상존 6. 설비특성 : 안전관련펌프 ( ) 운전관련차단기전원차단이후소화설비작동해야함 1. 안전관련펌프 ( ) 운전관련차단기전원차단 2. 수동조작준비작동식스프링클러수동동작 3. 윤활유흘러넘침으로인한인접구역으로화재확대를방지하고, 4. 인접지역 (FM00-AB...) 으로의화재확대감시강화 5. 초동소방대진압능력초과화재이므로전문소방대를투입하고, 필요시제연설비투입 6. 오동작가능기기운전상태확인차단기 (Name) 전원차단에의한살수펌프 A, 잔열제거펌프 A 운전불능 EOP MSO 의영향으로원자로냉각재상실가능성이존재함. 22
4 화재위험도분석보고서작성지침 화재후안전정지분석 방화지역 ZAD-01A( 잔열제거펌프및살수펌프실 A) 위치 AB(64-124 ) 지역코드 SY-RY-F1-FABC-OMA 바닥면적 357.01 m2 체적 2340 m3 화재심각도 1.8 hr 요구내화등급 3 hr 화재하중 1.8 10 6 kj/ m2 1. 화재후안전정지기능분석 종류 계통명 손상기기 / 케이블평가 A B 반응도조절기능 원자로보호계통 SIS( 붕산수주입 ) CVCS( 붕산수주입 ) VCT OUT ISOL VV차단으로붕산수주입불가 냉각재보충기능 SIS CVCS 없음 잔열제거기능 MS( 대기방출밸브 ) 보조급수계통 RHR 없음 운전감시기능 가압기압력 / 수위 RCS 고온관온도 RCS 저온관온도 SG 압력 / 수위 없음 중성자속감시기 SI 감시용계기 없음 탱크수위지시계 보조기능 전원공급계통 기기냉각수계통 HVAC 계통 기기윤활계통 기타 23
4 화재위험도분석보고서작성지침 3. 원자로안전정지분석결과 회로분석설계기준화재 LCO EOP 평가결과 (PWR) 평가결과 (PHWR) 공통전원, 공통배선함, 다중고임피던스분석결과영향은없도록설계되었음. 기기오작동분석 (MSO 포함 ) 결과영향을받는기기는없음 2차발화가능지역 : 오작동가능기기 : 방화구역별화재위험성평가결과를종합한결과안전관련기기의운전에영향을주므로운전제한조건에진입하여야하며 MSO의영향으로 밸브개방으로원자로냉각재상실가능성이존재함. 대상기기대상기기 1.A계열안전정지기능유지 2.B계열잔열제거기능과안전관련기기 ( 잔열제거펌프및살수펌프 ) 상실로운전제한조건에진입 3. 오작동기기 (CV-532) 에의해원자로냉각재상실가능성이있으므로 EOP 수행 1. 제2정지계열안전정지기능유지 : 전소시경수주입이필연적이므로원자로정지가필요함 2.B계열잔열제거기능과안전관련기기 ( 살수펌프 ) 상실로운전제한조건에진입 3. 오작동기기 (CV-532) 에의해원자로냉각재상실가능성이있으므로 EOP 수행 24
6 결언 화재위험도분석관련고시 (2009-37) 부록 1: 화재위험도분석보고서작성지침 부록 2: 원전화재방호설비평가지침 부록 3: 위험도정보성능기반원전화재방호지침 KEPIC 관련고시 (2010-28) 위험도정보성능기반 : KEPIC FPN-805 소방시설 : KEPIC FPC-12, 13, 15, 25, 72, 2001 이산화탄소, 스프링클러, 물분무, 점검, 경보, 청정 KINS 규제지침개정 : KINS 규제지침 10.6 원자력발전소화재방호 신규개발 : 위험도정보성능기반화재방호지침 25