다수기 PSA를 위한 초기사건 빈도수 분석

국문 초록 (Abstract)

전 세계적으로 원자력발전소에는 부지 내 두 기 이상의 원자로를 운영하고 있으며 특히 우리나라의 경우 국토면적이 작고 새로운 원전 건설 부지를 찾는데 어려움이 있기 때문에 모든 부지 내에 2기 이상의 다수기를 운영하고 있다. 하지만 이에 반해 아직까지 리스크 평가를 위한 확률론적안전성평가는 단일호기를 대상으로 수행되어 왔으며 현재의 원자력발전소에 대한 정량적보건목표 역시 단일 원전의 리스크 평가 결과에 기반을 두어 다수기 영향은 고려되지 않고 있다. 단일 호기에 대한 정량적보건목표의 성능 목표인 노심손상빈도, 대량조기방출빈도는 부지 전체의 리스크 평가에는 부족하다는 것이 일반적인 견해이다. 이에 대한 하나의 대안으로 기존 연구에서 부지 노심손상빈도가 제안되었으며 빈도수를 각 단일 호기의 노심손상빈도가 아닌 최소 한 호기 이상에서 노심손상이 발생할 경우에 대한 부지 노심손상빈도로써 단일호기 운전연수가 아닌 다수기 혹은 부지 운전연수로 표현하는 방법을 제시한 바 있다. 하지만 다수기 관점에서의 부지 노심손상빈도를 정의하기 위해서는 초기사건을 다수기 관점으로 종합적으로 재분석 할 필요성이 발생한다. 필요성에 대한 주요 요인으로는 호기 간의 공유설비로 인한 종속성, 외부사건으로 인한 동시 영향, 사고 빈도 및 부지 운전연수를 정의하는데 있어 확률적 부정합성 등, 기존의 단일호기 PSA에서는 부각되지 않았던 다양한 기술적 현안을 들 수 있다.
본 연구에서는 다수기 PSA를 지원하기 위하여 초기사건과 관련된 다양한 기술 현안을 제시하고, 이에 대한 해결책을 제시하고자 노력하였다. 또한 후쿠시마 사고 이후 대두된 대표적인 다수기 영향 초기사건인 소외전원상실사고에 대해 다수기 초기사건 빈도수를 분석하는 방법을 집중적으로 연구하였으며, 소외전원상실사고 이후 발생할 수 있는 발전소정전사고의 경우 공유설비인 대체교류디젤발전기가 사고 경위에 포함되어 있어 이를 반영한 발전소정전사고의 빈도수를 다수기 사고 관점에서 분석하였다.

목차 (Table of Contents)

• 요 약 i
• 목 차 ii
• 표 목 차 iv
• 그림 목차 vi
• 제 1 장 서론 1
• 제 1 절 연구 배경 1
• 제 2 절 연구 목적 및 범위 4
• 제 2 장 다수기 PSA 연구 현황 5
• 제 1 절 해외 연구현황 5
• 2.1.1 IAEA 다수기 PSA 가이드 라인 5
• 2.1.2 Seabrook 발전소 다수기 Level 3 PSA 8
• 2.1.3 U.S.NRC: Scoping Estimate Method 11
• 2.1.4 다수기 PSA 기술 현안 17
• 제 2 절 국내 연구현황 20
• 2.2.1 규제연구동향 20
• 2.2.2 기초연구동향 23
• 제 3 장 초기사건 빈도수 분석 27
• 제 1 절 원전 종속성 분석 29
• 제 2 절 다수기 영향 초기사건 분석 38
• 제 3 절 초기사건 발생 횟수 42
• 제 4 절 다수기 원자로 운전연수 49
• 제 5 절 공유 설비 모델링 55
• 3.5.1 Event trees with boundary conditions 56
• 3.5.2 Fault tree link 59
• 3.5.3 Square root method 61
• 제 4 장 초기사건 빈도수 분석 결과 62
• 제 1 절 국내 소외전원상실사건 빈도수 63
• 제 2 절 발전소정전사고 빈도수 68
• 제 5 장 결론 75
• 참고문헌 77
• Abstract 84