원자력발전소 수명관리(Plant Lifetime Management, PLIM) 업무중 기기의 피로수명 평가는 중요하면서도 시간이 많이 소요되는 작업중의 하나이다. 고리원전 1호기 주요기기의 피로수명 평가를 위해 운전기간중 발생한 과도현상에 대한 운전기록을 일일이 분석하여 과도현상의 종류와 횟수를 기록하였다. 운전기간중 발생한 과도현상을 근거로 주요기기의 피로를 계산하여 설계피로계수와 비교ㆍ평가한 결과, 향후 발전소 수명연장운전을 위한 잔여피로수명은 충분한 것으로 판단되었다.
이 연구의 목적은 고리 3/4호기 및 영광 1/2호기의 음의 중성자속 변화율에 의한 원자로 트립(NFRT) 설정치를 제거하여 불의의 제어봉 낙하 사고시에 원자로 트립을 방지하는 것이다. 현재의 인허가된 안전해석 방법론에 의하면 제어봉 낙하사고시에 NFRT에 의하여 원자로가 트립되고 결국 발전소의 이용율이 감소하게 되는데 본 연구에서 적용된 새로운 방법론으로는 이 NFRT 보호신호 없이도 제어봉 낙하사고시에 발전소의 안전성을 입증할 수 있다. 안전분석은 주기별로 다른 핵설계 자료 즉, 냉각재 온도상수, 전출력에서의 제어봉가 및 제어봉 삽입한계 등을 이용하여 수행되었다. 웨스팅하우스형 연료인 OFA 및 V5H에 대하여 고리 4호기 6주기외 3개 주기에 대하여 분석되었다. 분석된 주기들에 대해서 NFRT 신호 없이도 핵비등 이탈률(DNBR) 설계기준을 모두 만족하였다. 그러므로 고리 3/4호기 및 영광 1/2호기의 NFRT 신호는 제거할수 있고 이로써 제어봉 낙하사고시의 발전소 불시정지를 방지할수 있다.
이 논문은 고리 $\#$1 원자력 발전소를 기준 발전소로 하여 개발되고 있는운전원 교육용 가상 시뮬레이터 의 일부로서, 제어봉 제어계통 모델링에 대한 내용을 제시하는 것이 주된 목적이다. 제어봉 제어 계통의 목적은 원자로 출력을 변화시키기 위하여 제어봉 집합체(RCCA)를 동작시켜 단기적인 반응도(Short Term Reactivity)를 조절하기 위한 것이다. 실제 발전소와 똑같은 제어봉 제어가 가능하면, 실제로 운전원이 가상 시뮬레이터를 통해서 모든 상황과 사고들을 대처하는 능력을 가질 수 있도록 설계되었다 본 논문에서는 고리 $\#$1 원자력 발전소 운전원 교육용 가상 시뮬레이터를 구현하기 위해 현재까지 설계된 제어봉 제어계통의 기능, 구성, 제어봉 제어에 대한 전반적인 내용을 제시하고자 한다.
한국전력공사 고리원자력본부는 방사성폐기물 드럼운반용 비개방형 차량을 국내 최초로 개발하여 최근 운영에 들어갔다. 고리원자력본부 기술지원실이 95년 1월부터 자체기술로 설계에 착수하여 95년 8월부터 12월까지 5개월 동안 8천7백만원의 예산을 들여 시제품을 제작, 이번에는 운영을 시작한 이 차량은 천정 크레인 또는 지게차 등으로 드럼 상$\cdot$하차 작업이 가능하도록 현장여건에 맞게 설계된 것이 특징이다. 고리원자력본부는 이 차량을 운영하게 됨에 따라 방사성폐기물 드럼 소내운반시 발생할 수 있는 부지내 방사능오염 소지를 완전히 배제할 수 있게 되었으며, 타 원자력발전소에서도 이 차량을 도입할 예정이다.
원자력 발전소의 해체는 방대한 방사성폐기물을 일시적으로 발생시킬 뿐만 아니라 원전 건설비용의 10% 에 해당하는 많은 비용이 소요된다. 또한 해체 부지의 재활용 여부는 원전 신규부지의 확보에도 큰 영향을 준다. 대규모 원자력 추진국으로써, 원자력 발전소의 폐로조치 방안들을 체계적으로 검토하여 국내 폐로조치 방안 및 대책을 종합적으로 수립해야할 시점이 되었다. 따라서 본 연구에서는 고리 1호기를 대상으로 하여 DECON, SAFSTOR-1, SAFSTOR-2 (10년), SAFSTOR-2 (30년), SAFSTOR-2 (51.38년), ENTOMB-1, ENTOMB-2 및 ENTOMB-3등의 폐로방안을 설정하고, 미국에서 원전 폐로비용 평가에 사용 실적이 있는 전산 프로그램을 이용하여 각각의 폐로조치 방안별로 소요비용을 분석하였다. 또한 각 폐로조치 방안의 경제성 비교를 위해서 각각의 폐로조치 방안에 대해 할인된 비용의 결과를 분석하였다.
본 연구는 고리원자력발전소와 신고리원자력발전소로부터 배출되는 온배수의 영향을 받는 해역에서 퇴적물 특성과 대형 저서동물의 군집구조를 조사하고 비교하였다. 두 배출해역의 퇴적물 특성들 중에서 모래와 펄, 유기물의 함량이 통계적으로 유의한 차이를 보였다. 대형 저서동물의 출현종과 개체 수는 고리원자력발전소보다 신고리원자력발전소의 배출해역에서 더 많았으며, 그 수는 이전의 다른 연구결과들과 유사한 수준이었다. 두 원자력발전소의 온배수 배출해역은 퇴적물 특성과 대형 저서동물의 출현종 수에서 유의한 차이를 보였다.
이글은 지난 95년부터 2년 동안 영광$\cdot$고리$\cdot$울진 원전의 운전원 150명을 대상으로 시뮬레이터를 이용한 조직 구성 및 절차서 특성에 따른 운전원 수행 특성에 대한 실험적 평가 결과를 요약한 것이다. 이 평가 작업은 원자력발전소 사고시 운전원의 사고 대처 능력 평가 방법 개발 및 역할 갈등 등을 포함한 조직 인자를 고려할 수 있는 인간 신뢰도 분석 방법을 개발하기 위한 연구의 예비 연구로 수행되었다.
고리원전 4호기는 미국의 $\ulcorner$Nuclear Engineering International$\lrcorner$지 95년 1월호가 `93년 10월부터 `94년 9월까지의 1년간의 운전실적을 집계한 조사에서 연간 이용률 102.0$\%$를 기록, 세계 1위를 차지했다.
원자력발전소에서 사용하는 ASME 코드펌프는 관련법규 및 기술기준에 따라 주기적으로 가동중 시험을 수행함으로써 펌프의 운전가능성(operability)을 확인하도록 되어 있으며, 이러한 내용이 최종 안전성분석보고서의 기술지침서에 명시되어 있다. 고리 1호기의 경우, ASME Sec. XI의 관련 규정이 1979년 Winter Addenda에서 변경되어 이를 따를 경우 매 3개월마다 가동중 시험을 수행하면 되도록 되어 있으나, 이러한 사항이 기술지침서에 명시적으로 반영 되어있지 않아 현재까지 종전 규정에 따라 매월 가동중 시험을 수행하고 있다. 따라서 본 보고서는 고리 1호기 ASME 펌프의 가동중 시험주기를 1개월에서 3개월로 완화시키기 위한 기술적인 근거를 확보하기 위하여 10 CFR 50, ASME 코드 Sec. XI 및 III 등 관련 법규 및 기술기준과 고리 1호기를 비롯한 유사발전소치 기술지침서, 표준기술지침서 및 지침서 개선연구결과 등과 고리 1호기 현장에서의 시험기록을 조사검토하였다. 이러한 검토를 통하여 가동중시험주기를 매 3개월 마다로 완화하는 것이 타당하다는 결론을 얻었으며, 그 근거로는 법규 및 기술기준에의 적합성, 유사발전소 및 표준기술지침서에서의 3개월 주기 적용 사례, NRC의 개선연구결과의 권고사항 및 현상시험기록자료의 안정성 등을 들 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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