제33회 원자력안전위원회 회의결과 _전문위검토보고서 월성1호기 스트레스테스트

전문가 검증단은 1)발전소 초기상태 및 사고시나리오 분석, 2) 노심 냉각 및 격납 건물 건전성 유지를 위한 사고관리능력 평가, 3)사용후핵연료저장조 냉각을 위한 사고 관리능력 평가로 구분하여 검증하였음을 확인하였음. 보고서에는 10개 주제로 정리되었으나, 크게 3개로 정리가 가능함. KINS 검증단은, 극한상황에서 후쿠시마 원전과 유사한 사고의 발생에도 사고완화가 가능한 중대사고 대응능력을 확보하고 있다고 판단하였고, 추가 안전성 확보를 위하여, 증기폭발 및 외벽냉각 타당성 연구 수행 등 4개 중장기 개선사항을 도출하였음을 확인함. 민간 검증단은, 출력폭주, 증기폭발, 증기발생기세관파단, 지진화재 등 복합재해 등의 경우를 고려한 재평가 수행, 격납건물 수소제어방안 보완, 중대사고시 방사성폐기물 관리 대책 필요 등 10건의 개선사항을 도출하였음을 확인함. 전문가 검증단은 1)발전소 초기상태 및 사고시나리오, 2)필수대처기능 유지 및 복구능력 평가, 3)교류 및 직류전원 확보능력 평가로 구분하여 검증하였음을 확인함. KINS 검증단은, 극한상황에서 핵연료 손상없이 안전기능을 유지하고 복구시킬 수 있는 대응능력을 확보하고 있어 수행지침의 기준을 만족하고 있다고 판단하였음. 다만, 추가 안전성 확보를 위해 내진축전지 설치 및 고압비상노심냉각수(ECC) 밸브 등에 필수 대처설비 전력공급 방안 마련 등 2건의 중장기 개선사항을 도출하였음을 확인함. 민간 검증단은, 극한 자연재해에 의한 도로 파손 등의 영향과 다수호기 동시사고 발생 등을 고려한 대책이 마련되어야 하며, 안전성확보의 핵심조치인 증기발생기 감압조치의 다양성 확보와 이동형발전기 투입 등 주요 조치의 실효성 재평가 등 3개의 개선사항을 도출하였음을 확인함. 민간 검증단은 발전소 정전과 함께 다수의 증기발생기 세관이 파단되는 시나리오의 경우 주민 대피가 어려운 단시간 내에 방사성물질의 대량방출이 일어날 수 있어서 방재계획에 대비책이 필요하다는 검증의견을 제시하였음. 이는 1차측 압력이 높은 상태에서 중대사고가 발생하고 증기발생기 세관 다수의 파단도 발생하는 경우를 의미하는 것으로 해석됨. 그러나 많은 압력관으로 구성된 중수로형 원전에서는 중대사고 발생시 1차측 압력이 저압상태로 가게 되어 있어서 증기발생기 세관 파단이 발생하기 어렵고, 세관이 파단되는 경우에도 낮은 1차측 압력으로 인해 방사성물질의 환경방출량이 제한적일 것으로 판단함. 또한, 민간 검증단은 피동형수소재결합기(PAR)의 성능과 관련하여, 수소분포 등 3차원 코드(CFD)를 이용한 해석을 반드시 수행해야 한다는 검증의견을 제시하였음. 그러나, 최근 OECD/NEA 보고서에서는 3차원 CFD 코드 분석이 1차원 Lumped parameter code 분석보다 우수하다고 단정하기는 어렵다는 결과를 제시하고 있음. 이상적으로 3차원 코드가 우수하다고 추정할 수 있으나, 모델의 불확실성 등으로 인해 실제 평가 시 1차원 코드보다 우수하다는 결과가 도출되지 않았다는 것임. KINS 검증단 검증결과 중 3.1.1.4절과 3.5.1.5절 및 3.6.1.2절에서 요구하고 있는 사항과 민간검증단의 ‘극한 자연재해로 인한 추가적인 복합 영향 평가’ 요구는 유사한 것이라 판단함. 동 사항이 적용될 경우, 사고대응의 효과성이 강화될 것이라 판단함. 비상급수저장조는 0.3g의 지진동에 견딜 수 있는 것으로 평가되었음. 보수적으로 비상급수저장조가 고갈될 경우에도, 정수장(0.3g의 지진동에 견딜 수 있도록 평가됨)에서 보충될 수 있는 것으로 분석되었음. 따라서 냉각수 고갈 등으로 인한 비상급수저장조 이용 불가라는 상황을 가정해서 평가해야 한다는 민간 검증단 의견은 사고 초기에 적용하기는 어렵다고 판단함. 다만, 사고가 장기화될 경우(비상급수저장조 및 정수장의 수원 고갈)에 대한 대책을 추가적으로 고려한다면 대응능력은 더욱 향상될 것으로 판단함. KINS 검증단은, 주증기안전밸브(MSSV)의 개방과 관련하여 한수원에서 최초로 제시한 현장 수동조치로는 정해진 시간(약 1시간) 이내에 MSSV의 개방은 어렵다고 판단하여 보완을 요구하였고, 한수원은 i)제 2제어실에서의 원격 수동개방을 우선으로 하고, ii)화재 등으로 원격개방 실패시 현장 수동개방 실시의 전략을 제시하였는데, 이를 통해 증기발생기 감압을 위한 대처능력은 확보될 것으로 판단함. 다만, 현장 수동조작을 위한 운전원의 주증기안전밸브실 접근 가능성 등의 재평가 및 검증을 통하여 주증기안전밸브 가용성 확보의 신뢰성을 높일 수 있는 대책의 보완을 추진할 것을 권고함(공통분야에서 타분야와 종합하여 개선사항으로 정리). KINS 검증단 검증결과로, 직류전력상실로 인한 계측기 이용불가, 직류전력이 복구된다 하더라도 화재로 인한 케이블 손상으로 발전소 상태확인과 관련하여 대응능력 한계가 발생할 수 있다는 것은 타당한 지적이라 판단함. 화재로 인한 대응능력 한계에 대해, 보고서 3.1.1.5절의 케이블 재설계․재배치하거나 1시간 성능의 방화재로 래핑하는 등의 개선대책이 이행될 경우, 발전소 상태확인과 관련된 대응능력 한계는 해결될 것으로 판단함. 한수원이 제시한 다수 호기 동시사고에 대비한 소형 이동형발전기 추가확보(N+1)는 타당한 것으로 판단함. 다만, 다수호기 SBO에 대처하기 위한 사고대응 전략을 검토하여, 그 전략에 부합될 수 있는 비상전원의 전압 및 용량 등을 반영하여 소형 이동형 발전기의 대응전략과 용량을 결정하여야 할 것임. 또한, 대형 이동형발전기의 가용시점을 고려하여 최소한 8시간 이상 필수대처설비에 전원 공급이 가능한 용량이상이어야 할 것으로 판단함. 제2제어실 계측설비 등에 대한 전원 가용성 확보를 위해 설치하는 내진축전지는 이동형 발전설비 가용시점의 불확실성을 고려하여 용량을 증대(최소 8시간)하고, 상세 대책(공급부하, 설치위치 등)에 대해서는 이행단계에서 그 실효성을 검토할 것이 요구됨. 만약, 지진이 동반되지 않은 SBO 상황의 극한 자연재해조건에서 기존 비내진축전지의 공급능력 확보를 위해 내진축전지를 활용하고자 한다면 이에 따른 용량의 증가를 내진축전지의 용량결정에 반영하여야 함. 일본의 경우, 비상전원공급설비를 별도의 위치에 고정시키고, 발전소까지 케이블을 사전에 설치하는 전략을 추진하고 있음. KINS 검증단 검증결과를 보면, 안전해석코드로부터 안전여유도와 시간평가 결과가 기술되어 있는데, 코드를 통한 분석에는 불확실성이 많아 민감도분석을 통해 보완하는 것이 좋을 것으로 판단함. KINS 검증단에서 도출한 ‘확률론적 안전성평가 방법론을 활용한 대응전략 수립’의 개선사항에 코드분석의 불확실성을 줄이기 위한 사항을 포함해서 추진해야 할 것으로 판단함. 중대사고가 발생한다 하더라도 격납건물의 건전성이 유지된다면, 방사성물질의 환경방출은 차단될 수 있음. 그러나 격납건물을 우회하는 사고의 경우는 상황이 다르기 때문에 이에 대한 분석과 대응전략을 수립할 필요가 있다고 판단함. 격납건물을 우회하여 방사성물질이 환경으로 방출된다 하더라도 총량이 바로 환경으로 방출되는 것은 아니므로, 최근 미국의 SOARCA 분석과 같이 방사성물질의 환경 방출과 이로 인한 피폭 등에 대해 사실적인 평가가 추진되어야 할 것임. 부등침하 검토위 검토결과로는, 월성1호기 격납건물 하부에 분포하는 두 암종은 화산분출에 의해 집괴암이 석영안산암 위에 퇴적된 부정합형태로서 단층관계가 아님을 확인함. 보수적으로 두 암종의 경계를 단층으로 가정하여 슬립가능성을 분석한 결과에서도 슬립 가능성은 희박한 것으로 평가됨. 두 암종의 지난 30년간 부등침하량 모니터링 결과 허용기준 이내로 안정되게 변동 없이 유지됨을 확인하였고, 0.3g 지진에 대한 비선형해석 결과 부등침하량이 허용기준 이하이며 지반 비선형성 고려여부에 따른 원자로격납건물 기초 및 상부에서의 가속도 응답이 유사하므로 원자로격납건물의 건전성이 유지됨을 확인함. 다만, 0.3g 지진에 대한 시간영역 비선형해석 수행결과는 월성1호기 원자로격납건물과 유사한 구조물에 대한 평가결과이므로 최종 해석결과를 확인할 필요가 있음. 원전 스트레스테스트의 목적과 수행지침에 따른 기준을 고려할 때 월성 1호기는 대형 자연재해에 대한 필수 대처능력은 확보하고 있어 평가기준을 만족하는 것으로 판단됨. 전문가 검증단이 도출한 안전 개선사항들은 핵연료 손상을 방지하고, 필수대처기능을 유지 복구시키기 위해 적합한 사항들이며, 특히 극한 상황을 고려하여 접근성 등을 재평가하고 다수호기 복합사고 발생시의 대체 전력확보 방안 마련을 위한 개선대책 도출 등은 후쿠시마 원전 사고의 교훈을 반영하는 적절한 개선대책이라 판단함. 그러나, 이러한 조치사항들은 월성 1호기의 계속운전 안전성 확보를 위해 즉각적으로 조치가 필요한 사항은 아닌 것으로 판단하며, 중장기적 개선을 통해 월성 1호기의 장기 전원상실 등에 대한 대응능력은 한층 증진될 것이라 판단함. 전문위는 양측 검증단이 도출한 안전 개선사항들의 의미와 개선효과를 기준으로 유사한 사항들을 통합하여 상기와 같이 중장기 안전 개선사항 7건으로 재정리하였음. 원전 스트레스테스트의 목적과 수행지침에 따른 기준을 고려할 때 월성 1호기는 대형 자연재해에 대한 중대사고 관리능력 확보를 위한 개선사항들이 적절하게 도출되어 평가기준을 만족하는 것으로 판단함. 전문가 검증단이 도출한 안전 개선사항들은 중대사고 완화를 위한 것들로서 현재 가용한 완화대책 및 불확실성을 최소화하기 위한 대책으로 판단하며, 월성 1호기의 계속운전 안전성 확보를 위해 즉각적으로 조치가 필요한 사항은 아닌 것으로 판단함. 다만, 중장기적 개선을 통해 중대사고 완화전략의 불확실성을 줄이는 등 안전성 향상에 기여할 수 있을 것으로 판단함.