방사성물질 누출 시에 작업자의 접근이 쉽지 않고, 정확한 누출 부위를 파악 한 후 신속한 조치를 수행하기가 어려움. 이로 인해 2차 피해 및 경제적 손 실이 발생할 수 있음.
○ 원전 시설 외부로 방사성물질이 누출하는 경우에는 신속하게 대처할 방안 들이 현재로선 없어서 사고 발생 시에 피해 확산의 우려가 있음.
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기술개발 필요성
○ KINS는 최근 NUREG-1465에 의한 표준방사선원항에 의거한 사고관리계획 서 안전심사지침을 수립 중이나, 향후 미국 등 국제적인 추세에 따라 국내 경/중수로 원전에서 고유한 사고 방사선원항 (Accident ST)을 갖추는 것이 바람직함. 이를 바탕으로 원전별 사고 방사선원항을 저감하기 위한 중대사 고 대처설비 개발이 필요함.
○ 중수로원전 내 다량의 사용후 연료저장고에 대한 선원항을 평가하고 사고 시 방사성물질 누출 방지를 위한 대처기술 개발이 필요함.
○ 중대사고 관리 최적화 및 인적오류 방지를 위해 중대사고 시 수소 및 방사 성물질을 감지할 수 있는 계측기를 개발하고, 관련 대처설비의 작동과 연동 하는 시스템을 개발할 필요가 있음.
○ 중대사고로 원전 시설 외부로 방사성물질 누출에 대응할 방안이 현재로선 없어서 개발이 필요함.
○ 중대사고시 환경을 보호하기 위한 마지막 방호벽인 원자로건물 외부로 방 출되는 방사성물질의 탐지를 위한 장치가 필요함.
○ 첨단 센싱 기술과 로봇 기술을 활용하여 방사성물질 누출 부위를 신속히 탐 지하고 완화할 수 있는 기술이 요구됨.
○ 중대사고시 환경을 보호하기 위한 마지막 방호벽인 격납건물 외부로 방출 되는 방사성 물질의 확산을 막기 위한 외벽누설차단장치가 필요함.
○ 첨단 센싱 기술과 로봇 기술을 활용하여 방사능 누출 부위를 신속히 탐지하 고 완화할 수 있는 기술이 요구됨.
나. 세부 기술 내용
○ 중대사고 시 방사성물질 방출 저감을 위한 중대사고 대처설비 개발
- 원자로건물여과배기
- 가동원전 중대사고 대처설비
- 극한재해 생존성 향상을 위한 핵심 SSC 보호
- SBO대비비상전원다중화(태양광, 첨단베터리, cross-tie, turbine-driven 발전기) - 내진성능 보유 냉각수 공급용 인공 pool 설계
- 냉각수 공급용 역삼투압 방식 담수화 장치
- 원자로건물 외부 사고대응 시스템 (ex. 흡기/포집 장치) - 초극한재해의 생존성 향상
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국내 기술개발 수준 및 현황
○ 신고리 3, 4, 5, 6호기와 같은 APR1400형 원전은 중대사고 관리전략으로 원 자로용기 외벽냉각을 통한 노내 노심용융물 억류(IVR-ERVC) 전략을 채택하 고 있음. 이에 따라 원자로공동 내 충수설비를 마련하고, 원자로용기 외벽 단열체 구조를 개선하여 냉각성능을 극대화하는 연구를 수행한 바 있음.
○ 유럽 수출형 원전인 EU-APR1400 원전의 경우 중대사고 대처설비로 노외 노심용융물 냉각 설비인 PECS를 채택함. PECS는 원자로용기 파손으로 방 출된 노심용융물을 가두고, 냉각유로에 냉각수를 공급하여 냉각하는 개념으 로 관련 설계 및 검증실험이 이루어졌음.
○ 후쿠시마 원전사고에 대한 후속조치로 국내 원전에 대해 중대사고 시 수소 제어 설비인 PAR가 추가로 설치됨. 또한 원자로건물 가압을 방지하기 위한 여과배기 설비를 중수로 4호기 및 국내 원전 12호기에 설치하고 있음. 특히 국내 원전 12호기에는 국내에서 개발한 여과배기 설비를 적용함.
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국외 기술개발 수준 및 현황
○ 중대사고 대처설비로 수소제어기, IVR-ERVC(미국), 노외노심용융물 냉각설 비(유럽) 등을 각국의 신형원전에 설치하고 있음.
○ 후쿠시마 원전사고 이후 노후 노형에 대해 원자로건물 과압 방지를 위한 여 과배기 설비, 수소제어 설비 등을 보강하고 있음.
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미래동향 예측
○ 원전 안전성의 강화요구에 따라 중대사고 시 방사성물질 방출 기준의 강화
가 예상되며, 이에 대비하여 원전 특성 별 중대사고 대처설비를 개발할 필 요가 있음.
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기술개발 수행체계
○ 가동 중 원전의 맞춤형 중대사고 대처설비를 개발함. IVR-ERVC, core catcher, 원자로건물 내 중대사고 전용살수 계통, 원자로건물 피동 냉각설비 등에 대한 적용가능성을 검토하고, 관련 설비의 설치에 따른 중대사고 대처 유용성을 평가함.
○ 산⦁학⦁연 공동연구체계
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세부기술의 구성 및 주요 내용
항목 주요 내용 개발대상 핵심 요소기술
Ÿ 가동원전 중대사고 대처설비
Ÿ 가동중 원전의 IVR 구현 Ÿ 원자로건물 중대사고 전용살수 Ÿ 원자로건물 피동 냉각설비
Ÿ 노외 노심냉각 설비(Core catcher)
Ÿ 원전 맞춤형 중대사고 대처설비 개발
Ÿ 극한재해 생존성 향상을 위한 핵심 SSC 보호
Ÿ 극한재해에 대한 주요 SSC 취약도 평가
Ÿ SSC 취약도 평가 기반 필수 안전 기능 SSC에 대한 생존성 확보 기술 개발
Ÿ 주요 SSC 취약도 평가
Ÿ SSC에 대한 생존성 확보 기술 개발
Ÿ SBO대비비상전원다 중화(태양광, 첨단베터리, cross-tie, turbine-driven 발전기)
Ÿ SBO 대비 비상전완 다중화 가능 설비의 적용성 평가
Ÿ 발전소 부지별 전원 다중화 기술 개발
Ÿ 비상전원 다중화 설비 적용성 평가
Ÿ 발전소 부지 전원 다중화 기술
Ÿ 내진성능 보유 냉각수 공급용 인공 pool 설계
Ÿ 부지 공용 피동 급수 타당성 분석 Ÿ 피동 급수 개념 설계
Ÿ 부지 공용 피동급수 타당석 분석
Ÿ 부지 공용 피동 급수 개면 설계
Ÿ 냉각수 공급용 역삼투압 방식 담수화 장치
Ÿ 장기 냉각성능 보유를 위한 역삼투압 방식을 이용한 냉각수 공급 타당성 분석
Ÿ 역삼투압 방식의 냉각수 공급장치 개념 설계
Ÿ 역삼투압 방식 냉각수 공급 장치의 원전 적용성 평가
Ÿ 원자로건물 외부
사고대응 시스템 Ÿ 원자로 건물 외부 사고대응 시스템 Ÿ 원자로 건물 외부 사고대응 시스템
Ÿ 초극한재해의 생존성 향상
Ÿ 화산 폭발 및 강진에 대비한 원전의 피해 평가
Ÿ 핵심 SSC 생존성 확보 기술 개발
Ÿ 초극한 재해 원전 피해 평가 기술
Ÿ 핵심 SSC 생존성 확보 기술