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원자력발전소 케이블 난연성능 검증 방법론 개선을 위한 연구
이상규 ( Sang Kyu Lee ),문영섭 ( Young Seob Moon ),유성연 ( Seong Yeon Yoo ) 한국안전학회(구 한국산업안전학회) 2017 한국안전학회지 Vol.32 No.1
Fire protection for nuclear power plants should be designed according to the concept of “Defense in Depth” to achieve the reactor safety shutdown. This concept focuses on fire prevention, fire suppression and safe shutdown. Fire prevention is the first line of “Defense in Depth” and the licensee should establish administrative measures to minimize the potential for fire to occur. Administrative measures should include procedures to control handling and use of combustibles. Electrical cables is the major contributor of fire loads in nuclear power plants, therefore electrical cables should be fire retardant. Electrical cables installed in nuclear power plants should pass the flame test in IEEE-383 standard in accordance with NUREG-0800, “Standard Review Plan for the Review of Safety Analysis Reports for Nuclear Power Plants”. To assure the fire retardant of electrical cables during design life, both aged and unaged cable specimens should be tested in accordance with IEEE-383. It can be generally thought that the flammability of electrical cables has been increased by wearing as time passed, however the results from fire retardant tests performed in U.S.A and Korea indicate the inconsistent tendency of aging and consequential decrease in flammability. In this study, it is expected that the effective methodology for validation of fire retardant performance would be identified through the review of the results from fire retardant tests.
Kashiwazaki Kariwa 원전 지진유발화재 사례 연구
설진환(Jin Hwan Seol),문영섭(Young Seob Moon),김병선(Byoung Sun Kim) 한국화재소방학회 2021 한국화재소방학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.추계
일정 규모 이상의 지진은 원자력발전소 부지 내 구조물, 계통, 기기(SSCs)를 대상으로 동시 다발적인 손상을 초래할 수 있으며, 부지 내 다수 위치에서 화재나 침수사건 또는 두 사건을 동시에 유발할 수 있다. 그리고 발전소의 화재방호능력을 저하시키거나 이용불능을 유발할 수 있으며, 화재전파경로 및 운전원의 이동경로를 변형시킬 수 있기 때문에 안전에 중대한 위협이 될 수 있다. 2007년 일본 Kashiwazaki Kariwa 원전 부지(총 7개 호기) 인근에서 발생한 지진은 Kariwa 원전의 내진설계기준을 초과하는 리히터 규모(M) 6.8이었으나, 이 지진의 영향으로 안전등급인 Class As, A로 분류된 SSCs의 손상이나 부지전원상실(Loss Of Site Power, LOSP)과 같은 안전에 중대한 위협은 발생하지 않았다. 설계기준을 초과하는 지진사건이 발생했음에도 불구하고 발전소 모든 호기들이 안전하고 안정적인 상태를 유지할 수 있었던 이유는 설계 시, 설계강도에 대한 충분한 안전여유도(Safety Margin)를 고려했기 때문이다. 다만 Class B, C로 분류된 SSCs의 손상과 토사 및 관리건물 붕괴 등 비안전등급에 해당하는 요인들에서 예상하지 못했던 잠재적 위협이 다수 발생하였다. 화재방호 측면에서는 지반의 부등침하로 인해 3호기 소내변압기 모선이 점화하여 화재가 발생하였고, 토양의 대규모 액화로 인해 발전소 비상대응을 위한 운전원의 이동성 및 기동성이 제한되었다. 또한 비상대응센터 및 관리건물의 손상으로 외부와의 통신이 지연되었고, 발전소 4개 호기가 공통으로 사용하는 소화용수 배관이 파단되는 공통원인고장이 발생하였다. 결과적으로 지진으로 인해 화재가 유발되었고, 비안전등급 SSCs에 대한 미흡한 설계기준 적용과 그로 인해 발생한 다양한 고장 및 영향, 화재진압 활동의 건전성 상실 등 지진으로 인한 복합적인 영향은 원전 화재방호 안전성에 잠재적 위협이 될 수 있음을 보여주었다. 본 연구에서는 Kariwa 원전 지진유발화재 사례를 조사하였고, 그 결과 지진유발화재에 대한 안전성 관점에서 비안전등급 관련 SSCs에 의해 유발되는 간접적인 화재 영향 및 화재방호능력 저하에 대하여 확인 및 평가가 필요한 것으로 확인되었다.
국내 원전 성능기반 화재방호 규제검사 기준/지침 개발을 위한 고려사항에 관한 고찰
정용훈(Jung, Yong Hun),강대일(Kang, Dae Il),문영섭(Moon, Young Seob) 표준인증안전학회 2021 표준인증안전학회지 Vol.11 No.4
원전 화재방호 분야에서 새로이 등장하는 기술적 현안과 그에 맞춰 보다 엄격해지는 규제요건에 효과적으로 대응하기 위해 국내 원전을 대상으로 성능기반(Performance-based) 화재방호 체제의 도입이 시급한 상황임에도불구하고, 그동안 이에 대해 현실적이고 구체적인 논의가 부족한 실정이다. 본 연구의 목적은 국내 원전 성능기반 화재방호 체제를 개발하기 위해 요구되는 주요 규제검사기술을 확보하는 것이다. 본 연구에서는 관련 기술을주도하는 미국 NRC가 활용 중인 성능기반 화재방호 규제검사기술을 검토하고, 이를 참조하되 국내 원전을 대상으로 성능기반 화재방호 규제검사기술을 개발 시 고려해야 할 사항들에 대해 고찰하였다. 미국 NRC가 활용 중인성능기반 화재방호 규제검사기술의 핵심은 화재방호 안전중요도평가체계(Significance Determination Process) 로 확인하였으며, 이를 상세히 검토하였다. 관련 국내외 환경 및 기술 현황에 비추어 국내 화재방호 안전중요도평가체계 개발 시 필수적으로 고려해야 할 두 개의 사항을 도출하였으며, 다음과 같다: 사업자가 보유한 화재 확률론적안전성평가(Probabilistic Safety/Risk Assessment) 모델의 활용; 최신 화재 확률론적안전성평가 기술의 반영. 본 연구를 통해 확보된 결과는 국내 원전 성능기반 화재방호 규제검사 지침안을 개발하는데 활용될 예정이다. 본 연구 결과를 바탕으로 개발될 국내 원전 성능기반 화재방호 규제검사 지침안은 최종적으로 원전 화재안전성을 효과적이고 효율적으로 향상하는데 기여할 것으로 기대된다. There have barely been any practical and specific efforts for adopting a performance-based fire protection framework to Korean NPPs, although it is urgent that this advanced framework should be adopted to effectively and efficiently cope with technical issues recently emerged and regulatory requirements getting stricter in accordance with them. The objective of this study is to establish key regulatory inspection technologies required for developing the NPP performancebased fire protection framework in Korea. This study, first, reviews key regulatory inspection technologies used under U.S. NRC s NPP performance-based fire protection framework. Then, this study identifies items that needs to be considered for adopting them to Korean NPPs by taking into account all the relevant factors. The development and operation of a fire protection significance determination process were found to be the core regulatory inspection technologies of the NPP performance-based fire protection framework. In light of relevant environmental and technical conditions, the following two items were identified to be essential considerations for developing the fire protection significance determination process in Korea: the utilization of licensee s fire probabilistic safety/risk assessment models; and the application of the state-ofthe- art fire probabilistic safety/risk assessment technologies. The results obtained through this study will be used to develop a regulatory inspection proposal for domestic NPP performancebased fire protection framework in the foreseeable future. The regulatory inspection proposal which will be developed based on this study would ultimately contribute to protect public health and safety from NPP fire threats in a more effective and efficient way.
서현정(Hyun Jeong Seo),이민철(Min Chul Lee),김남균(Nam Kyun Kim),이상규(Sang Kyu Lee),문영섭(Young Seob Moon) 한국연소학회 2019 한국연소학회지 Vol.24 No.1
The occurrence of a cable fire in a nuclear power plant can cause significant damage to the internal equipment and the defense system, and even reactor melt down in the worst case. In addition, toxic gases, released by burning cable jacket and insulation materials, can hinder human evacuation and fire fighting activities. Thus, this experimental study was conducted to investigate the toxicity of two non-class 1E cables which are applied to the nuclear power plants in Korea. Experiments were conducted for two kinds of cables according to the standard code of ISO 19702, and time series heat release rate, total heat release, and the concentration of toxic gases including CO, CO₂, HCl, HCN, HBr, HF, NOx and SO₂ were measured From the test results, the similar characteristics between heat release rate and CO₂ emission and production of a small amount of halogenated compounds in emission gas caused by addition of fireproof components have been found. These results can be used as baseline data when assessing combustion characteristics and human toxicity of electric cables.
비 안전등급 케이블의 연소생성물 및 인체유해성 평가 연구 필요성
서현정(Seo Hyun Jeong),김남균(Kim Nam Kyun),조정민(Jo Jeong Min),이민철(Lee Min Chul),이상규(Lee Sang Kyu),문영섭(Moon Young Seob) 한국방재학회 2018 한국방재학회논문집 Vol.18 No.2
The present study has been conducted to investigated the gas toxicity of two kinds of non class 1E cable jackets and insulations (produced by A company and B company) according to Naval Engineering Standard (NES) 713. From the NES 713 standard, CO2, CO, NOX, HCHO, HCl, HBr, and HCN were detected for both types of cable jacket and insulation materials, and the toxicity index was calculated according to the standard code of US Department of Defense (MIL-DTL). The toxicity factors were obtained as 5.08 for the cable jacket of A company, 4.78 for cable insulation of A company, 4.85 for the cable jacket of B company, and 4.01 for the cable insulation of B company. These results can be used as basic data to increase the necessity of establishment of the regulation standards to evaluate the human hazardousness of non class 1E cables. 본 연구에서는 비안전등급 케이블의 피복재 및 절연재의 연소가스 유해성을 영국 해군 규격인 Naval Engineering Standard(NES) 713 규격에 의거하여 분석하였다. 또한 독성지수의 구체적인 분석을 위해 미국국방성 규격(MIL-DTL)을 적용하여 세분화하여 유해성을 평가하였다. 케이블은 A사와 B사 등 국산 케이블 2종을 적용하였고, 각 케이블의 피복재 및 절연재에서는 이산화탄소, 일산화탄소, 질산화물, 염화수소, 브롬화수소가 공통적으로 방출되었다. 독성 지수는 A사 케이블 피복재 5.08, 절연재가 4.78, B사 케이블 피복재가 4.85, 절연재가 4.01로 산출되었다. 해당 데이터는 비 안전등급 케이블의 인체유해성을 평가하는 규격의 필요성을 재고하기 위한 기초 데이터로 활용될 예정이다.