ISSN: 1738-7167
DOI: http://dx.doi.org/10.7731/KIFSE.2016.30.5.074
원자력발전소 주제어실 화재 시 공조모드가 배연성능 및 거주성에 미치는 영향 분석
김범규
†
· 임혁순 · 이영승 · 김명수한국수력원자력 중앙연구원
Effect of the HVAC Conditions on the Smoke Ventilation Performance and Habitability for a Main Control Room Fire in Nuclear Power Plant
Beom-Gyu Kim
†
· Heok-Soon Lim· Young-Seung Lee · Myung-Su KimKHNP Central Research Institute
(Received August 8, 2016; Revised September 20, 2016; Accepted October 5, 2016)
요 약
본 연구의 목적은 원자력발전소 주제어실 화재시 운전원의 거주성을 평가하는 것이다. 운전원의 거주성 분석을 위해 FDS v.6.0 을 사용하였으며 이를 통해 주제어실 화재 시 배연성능과 운전원의 거주성에 있어 도출되는 문제점을 확인하 였다. 본 연구에서는 공조환기설비의 운전조건을 핵심변수로 지정하고 그에 따라 3가지 시나리오로 분류하였다. 수치해 석결과, Case 1(공조설비 작동시)의 경우가 연기온도, 복사열, 광학밀도 및 연기층높이에 의한 영향이 가장 심각한 것으 로 나타났다. 이에 반해, Case 2(공조설비 미작동시)와 Case 3(공조설비 미작동시 풍량 1.5배 증가 시)는 Case 1보다 더 안전한 것으로 나타났다. 약 820초경 연기온도를 확인한 결과, Case 1이 Case 2와 Case 3보다 약 63% 정도 더 높게 나타났다. 복사열에 의한 영향도 Case 1에서 가장 높게 나타나, Case 2 및 Case 3와는 최대 약 68% 이상의 차 이를 보였다. 분석결과를 통해, 주제어실의 공조환기설비는 배연성능에 큰 영향을 미쳐 운전원 거주안전을 지키기 위한 주요 인자인 것을 확인하였다. 다만, 급기구와 배연구가 천정부에 동시에 설치되어 있어 Case 2와 Case 3의 경우 연기 층높이에 있어 불연속적 패턴을 나타냈다.
ABSTRACT
This study evaluated the habitability of operators for main control room fires in nuclear power plants. Fire modeling (FDS v.6.0) was utilized for a fire safety assessment so that it could determine the performance of the smoke ventilation and operator habitability with the main control room. For this study, it categorized fire scenarios into three cases depend- ing on the conditions in the HVAC system. As a result of fire modelling, it showed that Case 1 (with HVAC) would give rise to the worst situation associated with the absolute temperature, radiative heat flux, optical density, and smoke layer height as deliberating the habitability and smoke ventilation. On the other hand, it showed that Cases 2 (w/o HVAC) and 3 can maintain much safer situations than Case 1. In the case of temperature at 820 s, Cases 2 and 3 were up to approxi- mately 63% greater than Case 1 in the wake of ignition. In addition, the influence of radiative heat flux of Case 1 was even larger than Cases 2 and 3. That is, the radiative heat fluxes of Cases 2 and 3 were approximately 68% higher than Case 1. Furthermore, when it comes to considering the optical density, Case 1 was approximately 93% greater than Cases 2 and 3. Accordingly, it expected that the HVAC system can influence a the performance on the smoke ventilation that can be sustainable for operator habitability. On the other hand, it revealed an inconsecutive pattern for the smoke layer height of Cases 2 and 3 because supply vents and exhaust vents were installed within the same surface.
Keywords : FDS v.6.0, HVAC, Habitability, Main control room, Smoke ventilation
1. 서 론
현대사회 건물의 경우 공간의 기능성 및 편의성 증대를 위해 공간구조를 다양화하고 있는 추세에 있다. 이러한 건
물은 외벽의 미려 및 실내의 환경수준을 향상시키기 위해 공조환기방식으로 설계된 경우가 많다. 그러나 공조환기방 식은 화재시 화재실과 주변 격실과의 차압을 형성시켜 열 · 연기 확산을 야기할 수 있으며, 신속한 피난 및 진압활동
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Corresponding Author, E-Mail: [email protected]
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TEL: +82-2-870-5675, FAX: +82-2-870-9999
에 장애를 초래할 수 있다. 원자력발전소의 경우 다수의 구획실로 이루어져 있으며, 방사성물질의 확산 및 축적을 방지하고 격실내 온도를 일정 수준으로 유지하기 위해 공 조설비가 필수적이다. 특히, 주제어실(Main Control Room) 의 경우 운전원이 상시 거주하고 있어 공기의 건전성유지 를 위해 공조환기설비의 설치가 필수적이다. 현재 신형 주 제어실의 경우 격실을 방화구획함으로써 다른 구역으로의 화재확산을 최대한 제한하는 방법을 채택하고 있으며 별 도의 배연설비를 갖추고 있지 않다. 그러나 이러한 방화구 획방식은 화재실내 열 · 연기를 체류시켜 주제어실에 상주 하고 있는 운전원의 피난안전에 큰 위협이 될 수 있다.
본 연구는 화재 시 신형 주제어실 공조환기설비의 작동 모드에 따른 연기거동의 특성변화를 확인하고자 함에 주 목적이 있다. 이에 따라 본 논문에서는 화재시 주제어실의 공조환기 조건이 연기특성에 미치는 영향을 화재모델링을 통해 평가하여 운전원의 거주성에 미치는 영향을 분석하 고 도출된 결과를 고찰하였다. 화재모델링에 사용된 평가 도구는 FDS v.6.0이며(6-8), 평가대상 주제어실은 신형 주제 어실로 선정하였다.
2. 본 론
2.1 연구방법
연기특성에 영향을 미치는 주요인자로는 제연설비 및 소화설비의 성능, 연돌효과, 피스톤효과, 바람효과 등 여러 가지가 있다. 이 중 환기설비의 종류 및 특성은 연기특성 변화에 직접적인 영향을 미칠 수 있는 원인이 된다. 이에 따라 본 연구에서는 현 주제어실에 적용되고 있는 공조환
기설비의 운전절차를 조사하여 이를 고정변수로 하였다.
모델링을 위해 먼저 원자력발전소 주제어실의 구조, HVAC 및 누설틈새에 대한 입력파일을 작성하였으며 그 에 대한 화염, 환기 및 거리 등의 등가비에 대한 입력변수 허용범위를 확인하였으며 감지기 오작동 및 배연장치 작 동상황을 시나리오로 구성하여 화재모델링을 수행하였다.
단, 보수적인 화재상황으로 가정하기 위해 주제어실 및 하 부층(Raised floor)에 존재하는 소화기 및 가스계 소화설비 의 작동은 무시하였다.
Case 1은 연기감지기가 정상적으로 작동하는 조건으로 써 제연/방화댐퍼(Smoke/Fire Damper) 및 배연구(Smoke Removal System)가 규정된 운전절차에 따라 가동된다. 즉, 비화재시 공조환기설비는 정상 가동되고 있으나 화재 발 생 후 연기감지기가 작동하는 시점인 약 56초경 닥트 내 설치된 제연댐퍼가 즉시 닫히게 된다. 이 후, 주제어실의 연기온도가 더욱 상승하여 방화댐퍼에 결속되어 있는 금 속용융형 감열부(Fusible Link Type)의 표면온도가 약 68oC에 도달하게 되면 방화댐퍼는 즉시 폐쇄된다.
Case 2는 연기감지기 및 금속용융형 감열부가 오작동하 는 상태로써 화재 발생에도 제연댐퍼 및 방화댐퍼의 블레 이드가 열려진 상태로 유지되어 급,배기가 이루어지고 있 는 조건이다.
Case 3은 Case 2의 배출풍량을 약 1.5배 증가시킨 경우 로써 배출풍량 증가에 의한 배연성능의 차이를 확인코자 적용한 시나리오이다. 다만, 모든 Case에서는 보수적인 상황을 가정하기 위해 자동식 가스계 소화설비 및 수동식 소화기 작동은 무시하였다. 또한, 실규모의 주제어실을 모사하기 위해 사전 현장조사 및 설계문서 검토가 이루어 졌으며, 이를 바탕으로 공간구조, 케비닛 등 주요기기의 기하학적구조와 치수, 디퓨져(Diffuser), 제연/방화댐퍼 및 방화문의 구조와 치수를 확인하여 모델링에 반영하였다.
또한, 모델링 입력변수에 대한 신뢰도 확인을 위해 미 원 자력 규제위원회(NRC)에서 수행한 입력변수 검증범위와 비교하였다(1). 미 원자력 규제위원회에서는 화재시 운전 원 거주한계조건을 3가지로 보고 있는데 운전원의 시야 확보 및 수동소화를 위한 최소광학밀도를 3 m−1, 거주한 계온도를 95oC, 복사열유속을 1 kW/m2로 규정하고 있다.
이에 모델링 해석결과에는 Table 1에 보이는 주제어실 운 전원 거주한계 조건과 비교하여 평가하였다. 또한, 연감 지기가 정상적으로 작동할 경우인 Case 1에서의 광학밀
Figure 1. The process of fire modelling.
Table 1. The Critical Values for Maintaining the Habitability(1) Measurement Parameters Thresholds Optical Density 3 m−1 Critical Temperature 95oC Critical Radiative heat flux 1 kW/m2 Smoke Layer Height 1.8 m
도, 거주한계온도 및 복사열유속에 대해 수계산을 수행하 여 도출된 결과를 모델링 결과와 비교하고 모델링 결과에 대한 신뢰성을 확보코자 두 결과에 대한 일치성을 평가하 였다(1).
2.2 입력변수 및 domain 설정
화재모델링에 적용된 격자크기를 설정하기 위해 화재특 성직경(D*: Fire Characteristic Diameter)을 식(1)을 적용 하였다. D*/δx가 커질수록 해석결과는 더욱 정확해 지며, 경험적으로 이 값은 5~10의 범위에 있을 경우 연기거동에 대한 해석시 시간대비 정확한 결과를 얻을 수 있다(1,6). 이 에, 동 내용을 준수하여 계산한 결과 최소격자크기(δx)는 0.1 m(발화원: Safety console)로 결정되었다.
(1)
여기서, D*는 화재특성직경(m), 는 발열량(kW), ρ∞는 공기밀도(kg/m3), cp는 공기비열(kJ/kg ·oC), T∞는 격실온 도(oC), g는 중력가속도(m/s2)이다.
또한, 시간증분(Time marching step)은 식(2)를 통해 0.0625초로 계산되었으며, 해석영역에 대한 수치해석법은 화원 및 급, 배기구에서의 난류성분 및 해석시간(iteration time)단축, 발산(Divergence)의 최소화를 고려하여 대와류 수치모사법(LES (default) : Large Eddy Simulation)으로 하였다(1,6).
(2)
여기서, DT는 미소단위체적의 iteration time step(s), δx, δy, δz는 미소체적의 각 방향성분의 길이(m), H는 해석대 상 domain 높이(m)이다.
Figure 2는 해석대상 주제어실의 구조 및 기기배치를 나 타내고 있으며, 현장과 동일한 형태로 해석도메인을 작성 하였다. Figure 2에 기입된 바와 같이 Room 1의 크기는 14.4 m × 18.8 m × 5.5 m이며, 이 때, 바닥층(Raised floor) 높이는 제외했다. Room 2와 Room 3의 크기는 각각 11.2 m
× 4 m × 5.2 m 및 9.2 m × 8 m × 1.2 m이다. 공기유입구(Inlet diffuser)의 직경은 각각 0.4 m이며, Room 1에 12개, Room 2에 1개씩 설치되어 있다. 또한, Room 1 연기제거 설비(Smoke removal vent)의 배연구가 1개 설치되어 있으 며, 직경은 0.8 m이다. 공기 유입구 및 배출구에서의 각 풍 량은 Table 2와 같이 산출되었다. 운전원의 위치는 화재 발생위치와 가장 가까운 위치인 SS console로 설정하였다.
연기감지기는 관련 기술문서를 참조하여 현장과 동일한 타입으로 적용하였다. 연기감지기는 챔버형으로써 작동감 도는 약 4.9%/m이며, 감지특성거리는 실험측정치가 전무 한 관계로 해당 참고문헌을 참고하여 초기 값 1.8 m (6 ft) 를 적용하였다(8,9). 방화댐퍼는 Figure 2에 보이는 바와 같 이 각 실별 1개씩 설치되어 있고, 열 감열부의 용융점은 68oC이다. 출입문은 2개가 설치되어 있으며, 크기는 각각 1.2 m × 0.9 m이며 닫혀있는 상태로 가정했다. 각 문에 대 D* = Q·
ρ∞cpT∞ g ---
⎝ ⎠
⎜ ⎟
⎛ ⎞2/5
Q·
DT = 5(δxδyδz)1/3 gH ---
Figure 2. A domain for the fire modelling.
한 누설면적산출을 위해 식(3)을 적용하였으며, 현장에 설 치된 방화문(외여닫이문)에 해당하는 누설틈새길이, 누설 틈새둘레 및 표준 문틈새길이를 적용하여 식 (4)를 통해 총 누설틈새면적을 Table 2와 같이 산출하였다. 또한 2개 의 각 Domain을 Pressure Zone으로 설정하고 산출된 누 설틈새면적 값을 각 출입문에 반영하였다.
(3)
(4)
여기서, A는 누설틈새면적(m2), L은 누설틈새길이(m), l 은 누설틈새둘레(m)(단, 외여닫이문: 5.6, 쌍여닫이문: 9.2),
A = L ---Al d
As = 1 A12 --- + 1
A22 ---
⎝ ⎠
⎛ ⎞−1/2
Table 2. The Thermal Properties for Walls and Cabinets
Type Dimension Specification
Diffuser
Inlet (supply)
Room1 0.4 m(D)
*12ea
- Flow rate (total): 6.42 m3/s (18oC) - Flow rate (ea): 6.42/12
- 1ea = 0.54 m3/s (respectively) Room2 0.4 m(D)
*1ea - Flow rate (total): 0.755 m3/s
Outlet (return)
Room1 0.4 m(D)
*23ea
- Flow rate (total): 6.24 m3/s
- Flow rate (ea): 6.24/23ea (0.27 m3/s) - Smoke removal: 2.59 m3/s (Case 1, 2) 3.88 m3/s (Case 3)
Room2 0.4 m(D)
*1ea - Flow rate (total): 0.755 m3/s Smoke Detector
Room1 6ea - Chamber type
- Activation sensitivity = 4.9%/m - Characteristic Length = 1.8 m (6 ft)
Room2 1ea
Fire damper Room1 1ea
- Fusible link type: operation at 68oC
Room2 1ea
Leakage area Door (2ea) - Leakage area: 0.13575 m2 (respectively)
Table 3. The Thermal Properties for Walls and Cabinets(1) Material Thermal conductivity
(W/m · K)
Density (kg/m3)
Specific heat (kJ/kg/K) Concrete 1.6 2,400 0.750
Steel 54 7,850 0.465
Figure 3. A fire growth rate for fire source(2)
Table 4. The Input Values on the Each Parameters(1) Input parameters Input values Effective Fuel Formula C3H4.5Cl0.5 Peak HRR (Heat Release Rate) 702 kW Time to reach peak HRR 720 s Heat of Combustion 10,300 kJ/kg CO2 Yield 0.63 kg/kg
Soot Yield 0.175 kg/kg
CO Yield 0.082 kg/kg
Radiative Fraction 0.53 Mass Extinction Coefficient 8,700 m2/kg Ad=표준 누설틈새면적(m2) (단, 외여닫이문:0.01), As는 병렬연결 방식을 나타낸다.
발화는 Safety console의 하단부에서 발생하여 각 Louver 를 통해 방출되는 것으로 지정하였으며, 각 Louver의 면적 은 실측을 통해 0.3 m × 0 .4 m로 결정되었다. 각 Louver에 서 방출되는 발열량은 IEEE-383에 인증된 케이블 중 1개 이상의 번들에 대한 최대 열방출량 값인 약 702 kW로 선 정하였으며, 8군데의 Louver에서는 각각 87.75 kW (731.25
kW/m2)가 방출되도록 하였다(2). 또한, Figure 3과 같이 성 장기 684초, 정상상태 426초, 쇠퇴기가 1,140초인 화재성 장곡선을 모델링에 반영하였다(2). 격실 및 기기에 대한 열 물리적 특성 값은 Table 3에 나타난 바와 같으며, 연료의 화학식, 연소열, 일산화탄소 수율, 복사분율 및 암흑도 등 의 물성치는 Table 4와 같다.
2.2 입력변수 적합성 검토 및 수계산
화재모델링에 적용된 입력변수의 신뢰성을 검증하기 위 해, NUREG-6850에서 제공하고 있는 입력변수 검증범위 와의 일치여부를 평가함으로써 모델의 적용가능범위를 확 인하였다(3). 검증내용은 Table 5에 나타난 바와 같으며, 평 가결과 6가지 항목 중 5가지가 일치함을 보였다.
또한, 수계산을 수행하여 화재모델링 결과와의 확인하고 자 하였다. Case 1에 대한 복사열유속 및 광학밀도를 계산 하였다(4). 식(3)과 식(4)은 본 계산에 적용된 일반식을 나 타낸다.
(3)
여기서, 은 복사열유속(kW/m2), ϕr는 복사분율(0.53), r 은 화원에서 가연물까지의 반경(m)이다.
(4)
여기서, ψ는 광학밀도(m−1), K는 암흑도(m−1), Ys는 Soot 함유분율(kg/kg), 는 Soot 생성률(kg/s), 공기 질량
유량(kg/s), 연료의 질량감소율(kg/s), ρa는 공기밀도 (kg/m3), ys는 Soot 수율 생성분(kg/kg), ΔH는 유효연소열 (kJ/kg)이다.
2.3 결과 및 분석 2.3.1 온도특성
각 시나리오별 온도특성을 확인한 결과, 화재 후 약 58 초경부터 뚜렷한 차이를 나타내었다. Figure 4-a)에 보이 는 바와 같이 감지기 작동 시에는 각 댐퍼의 폐쇄로 인해 주제어실의 온도가 크게 상승하는 것을 알 수 있다. 이에 반해, 감지기 오작동 시에는 댐퍼가 개방된 상태로 유지되 어 환기설비의 급,배기로 인해 열 · 연기의 온도가 상대적 으로 낮은 수준을 유지하고 있다. 이는, 화재시 주제어실 상부에서 이루어지는 급,배기의 배출 및 희석효과로 그렇 지 않은 경우보다 열 · 연기의 온도를 낮추는데 큰 효과를 보이기 때문으로 분석된다. 이로 인해, 댐퍼가 작동되는 Case 1의 경우 약 830초경 95oC까지 온도가 상승하여 거 주성을 확보하지 못했다. 그러나 댐퍼가 작동되지 않는 경 우인 Case 2와 Case 3는 동일 시점에서도 최대온도가 약 38oC 이하로 나타나 Case 1과 63% 이상의 차이를 나타내 며 온도에 의한 운전원의 거주성 상실은 사실상 없는 것으 로 평가되었다. 또한, Case 2와 Case 3의 온도특성이 서로 비슷하게 나타났는데, 이는 연기제거설비의 풍량 증대는 연기배출성능에 별 영향을 주지 못하여 나타나는 결과로 보여 지며 추후 배출풍량 변경에 따른 상세모델링이 요구 된다.
2.3.2 열유속 및 광학밀도 특성
열유속에 따른 각 시나리오별 운전원 거주성을 비교한 q·'' = ϕrQ·
4πr2 ---
q·''
ψ = K 10
---ln KmρYs
---2.3 Kmρm·s 2.3m·
a
--- Kmρm·s 2.3ρaV· ---
≅ ≅ ≅
Kmρysm·
f
2.3ρaV·
--- KmρysQ· 2.3ρaV· ΔH ---
≅ ≅
m·
s m·
a
m·
f
Table 5. The Validation for Input Parameters
Quantity Normalized parameter Validation range Cal. values
Froude Number 0.4~2.4 0.490
Flame Length Ratio 0.2~1.0 0.770
Ceiling jet
Distance Ratio 1.2~1.7 N/A
Equivalence Ratio 0.04~0.6 0.034
Compartment Ratio L/Hc or W/Hc 0.6~5.7 3.200
Radial distance Ratio 2.2~5.7 5.600
Q·* = Q· ρ∞cpD2 gD --- Hf + Lf
Hc ---
Lf = D 3.7Q( ·*2.5 − 1.02) rcj
Hc − Hf --- ϕ = Q·
ΔHO2m·
Os
---
m·
O2 = 0.23 0.5A× 0 H0(Natural) 0.23ρ∞V·(Mechanical)
⎩ ⎭
⎨ ⎬
⎧ ⎫
r
D----, D = 4A ---π
결과, 온도특성과 유사한 경향을 나타냈으나, 거주한계 값 인 1 kW/m2에는 미치지 않았다. 이는, 전도 및 대류를 고 려하지 않을 경우는 복사열로 의한 피해는 상대적으로 작 게 나타나기 때문으로 분석된다. 또한, 근접한 장애물은 열 차단효과를 제공해 줌으로써 화원으로 발생하는 복사 열의 확산을 방해하는 것으로 보인다. 다만, 복사열 특성 은 운전원 위치에 따라 다양하게 나타날 것으로 보이며,
이에 대한 별도의 분석이 필요할 것으로 판단된다. Figure 5에 도출된 바와 같이, 약 950초경 Case 1은 약 0.50 kW/
m2은 Case 2와 Case 3는 약 0.18 kW/m2로 나타나 Case 1 이 Case 2와 Case 3보다 약 64% 낮음을 보였다.
온도 및 복사열에 따른 운전원의 거주성은 신체특성 또 는 보행속도 등에 의해 증감될 수 있으나 연기의 암흑도에 의한 가시거리 감소는 모든 운전원의 시야를 흐려 기기조 작 등에 악영향을 줄 수 있다. Figure 6은 시간에 따른 광 학밀도 특성을 나타낸 그래프로써 Case 1에서는 약 350초 경부터 증가하기 시작하여 약 930초 시점에 거주한계치인 약 3 m−1에 미쳤으나 Case 2와 Case 3의 경우 약 0.2 m−1 정도의 미미한 상승률을 나타내며, 상호 약 93%의 차이를 보였다. 또한, 이러한 배연효과는 Figure 6과 Figure 7의 비교를 통해 시각적으로 확인할 수 있으며, 이를 통해 화 재시 공조설비 작동은 연기층 하강 및 연기희석 효과에 비 교적 큰 도움을 주는 것으로 예상되었다.
2.3.3 연기층 높이 변화
시간에 따른 연기층 높이변화를 분석한 결과, 공조설비 가 작동되지 않을 경우는 주제어실의 압력이 증가하여 약 330초경에는 호흡한계선인 약 1.8 m 이하로 연기층이 하 강하는 것으로 확인되었다. Figure 7는 운전원 위치로 가 Figure 4. A characteristic of temperature depending on the fire growth with fire scenarios (Cases).
Figure 5. A variation of heat flux depending on the fire growth with fire scenarios (Cases).
정한 SS console 부근에서의 연기층 높이변화를 나타낸 그래프이며, 보이는 바와 같이 Case 1에서 가장 빠른 연기 층 하강속도를 보이며, Case 2와 Case 3에 비해 거주성이 현저히 저하되는 것으로 분석되었다. 그러나 Case 2와 Case 3의 경우 약 550초부터 약 20초 이하의 간격의 불연 속적 패턴의 연기층 높이변화를 보였다. 이는 상부에 편중 된 급, 배기구의 풍량 발란스의 불균형으로 인한 결과로 추정된다(4).
3. 결 론
본 연구를 통해 원자력발전소 주제어실 화재 시에는 공 조 설비의 작동이 미 작동시보다 주제어실 거주성측면에 서 더욱 안전한 것으로 나타났다. 첫째, 댐퍼가 작동되는 경우 약 830초경 95oC까지 온도가 상승하였으나 댐퍼가 작동되지 않는 경우는 최대온도가 약 38oC 이하로 나타나 댐퍼 미작동시가 약 63% 이상 높게 나타났다. 둘째, 열유 속의 경우 약 950초경 댐퍼 미작동시는 약 0.5 kW/m2를 댐퍼작동 시는 약 0.18 kW/m2로 나타나 댐퍼 작동시가 댐 퍼 미 작동시보다 약 64% 낮음을 보였다. 셋째, 가시도의 경우 댐퍼작동 시 약 930초경 약 3 m−1에 도달하여 거주 성을 확보치 못하였으나 댐퍼작동 시의 경우 약 0.2 m−1 이하로 나타나 댐퍼 미작동시와 약 1.93배 이상의 차이를 보이며 거주성이 확보됨을 나타냈다. 넷째, 댐퍼 미작동시 가 가장 빠른 연기층 하강속도를 보이며, 댐퍼 작동시에 비해 거주성이 현저히 저하되는 것으로 분석되었다. 다섯 째, 댐퍼 미작동시 모델링과 수계산 결과 비교를 통해, 열 유속의 경우 약 1,000초경 약 0.6 kW/m2, 모델링 결과는 약 0.56 kW/m2을 보이며 모델링 결과보다 약 6.7% 정도 높게 나타났다. 광학밀도의 경우 약 3.45 1/m로 나타나 수 계산 결과보다 약 32% 정도 높은 수준을 보였다. 다만, 광 Figure 6. A characteristic of optical density depending on the fire growth with fire scenarios (Cases).
Figure 7. A descending behavior of smoke layer height with fire scenarios (Cases).
학밀도의 경우는 추가적인 시간 경과후의 최대상승분을 고려하여 추세선을 추정한다면 둘 간의 차이는 더욱 감소 할 수 있다고 본다. 아울러, 화재시 운전원의 거주환경을 조성하기 위한 안전정지 판넬(Safety Shutdown console) 부근에 피난안전구역을 설치하여 사고 시에도 발전소 안 전정지운전을 수행할 수 있는 별도의 공간이 필요할 것으 로 보여 진다.
References
1. EPRI/NRC-REC, NUREG 1934, “Nuclear Power Plant Fire Modelling Analysis Guidelines (NPP Fire MEG)”, EPRI 1023259, Final Report (2012).
2. EPRI/NRC-REC, NUREG/CR- 6850, “Fire PRA Meth- odology for Nuclear Power Facilities”, Vol. 2, Final Report (2005).
3. SFPE Handbook of Fire Protection Engineering, 4th Edi- tion, Quincy MA (2008).
4. EPRI/NRC-REC, NUREG 1824, “Validation and Verifi- cation of Selected Fire Models for Nuclear Power Plant Applications”, Vol. 7, Fire Dynamics Simulator (2007).
5. G. D. Lougheed and G. V. Hadjisophocleous, “Investiga- tion of Artrium Exhaust Effectiveness”, ASHRAE Trans- actions, 103 (1997).
6. “Fire Dynamics Simulator User Guide”, NIST Special Publication 1019 (2014).
7. “Fire Dynamics Simulator Technical Guide”, Volume 1:
Mathematical Model, NIST Special Publication 1019 (2014).
8. Richard W. Bukowski and Jason D. Averill Building and fire Research Laboratory National Institute of Standards and Technology Gaithersburg, “Methods for Predicting Smoke Detector Activation”, pp.71, MD 20899, NIST (1998).
9. SKN 3&4 Specification Issue, “QPS-A-SNK001” (2010).
10. NIST, “FDS Ver.6” (2015).