한국전력기술원자로설계개발단

제17회 원전 기기건전성 심포지엄

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수출형 원전 개요

수출형 APR1000 설계특성

UAE원전 설계특성

1

2

3

발표발표 순서순서

유럽형 APR1400 설계특성4

맺음말5

3

수출형 원전 개요1

수출형 원전 설계 시 고려사항

수출 대상국 부지 특성 :

수출 대상국 설계 요건:

수출 대상국 규제 요건 :

안전성 에 대한 공통 목적 : 방사능 재해로부터 사람 및 사회 보호

규제 요건은 대상국에 따라 다를 수 있음

규제는 해당국의 주권 행위

기술적 근거는 해당국 별로 다를 수 있음

설계 인증은 국가별로 다를 수 있음

규제 요건에 따라 설계 변경 또는 추가 평가 등이 필요할 수 있음

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수출형 원전 개요1

UAE원전

사업착수 : 2010.01.01

준공 : BNPP 1 (2017.05.01), BNPP 2 (2018.05.01)

참조원전 (SKN 3&4) 대비 설계 특성 : 부지특성에 기인

지반 및 지진 특성

50Hz 주파수

냉각수방출 제한온도

외기온도 ,상대습도, 풍속, 대기 먼지농도

해수온도, 해수염도

지하수 염도 등

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수출형 원전 개요1

수출형 APR1000

개발목표 : OPR1000 경제성유지 및 안전성제고

수출목표 : 중동 및 동남아시아 국가 대상

참조원전 (OPR1000) 대비 설계 특성 : 대상국 설계요건 고려

설계수명 60년

0.3g 내진 설계

50Hz RCP 적용

Cold Head 원자로 설계

핵연료 24개월 장주기 운전

중대사고 대처 설비

POSRV 적용 계통설계 등

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수출형 원전 개요1

유럽형 APR1400

개발목표 : 유럽 규제기준 에 부합하는 APR1400 원전

수출목표 : 1400 MWe급 수요가 있는 유럽 국가 대상

미국 규제요건 및 기술기준과 다른 자국 내 특성에 맞는 독특한

규제기준을 만족하도록 추가적으로 요구하고 있음

참조원전 (APR1400) 대비 설계특성 : 대상국 규제요건에 기인

SSI 고려

하중조합 방법

LBB 적용

하중감시계획 등

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UAE원전 설계 특성 (계속)2

주파수 변경 : 60 Hz 50 Hz

대상기기 설계영향 대책

RCP펌프 수력 특성 변경에

따른 CVAP 영향

SKN 3&4와 유사한 BPF가 되도록임펠러 수 선정 및 SKN 3&4 압력맥동을 만족하는 펌프 설계 추진

RVIRCP 회전수 변경에 따른펌프 맥동하중 변경

맥동하중 분석 결과에 따라 설계여유도가 작은 RVI 보강 설계

CEDM성능 및 작동성에 영향예상

시험/평가를 통한 상세 검토

FHS 기기 연료취급 속도 변동 예상50 Hz용 전동기 및 기어 박스구매로 영향 최소화

SG일차/이차측 내부구조물맥동하중 변경

맥동하중 변동에 따른 영향 확인필요

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UAE원전 설계 특성 (계속)2

해수온도 변경 : 1~29 oC 17~35 oC

대상기기 설계영향 대책

RCS배관

정지냉각노즐 크기 변경에

따른 RCS 배관 재배치고온관 직관부 및 엘보우에 대한간섭 가능성

지진관련 설계요건 변경 : SSI 고려

대상기기 설계영향 대책

NSSS기기

지진 하중 변경에 따른모든 기기 설계 하중 변경예상

지진하중 변경에 따른 NSSS 기기설계 필요

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수출형 APR1000 설계 특성3

설계수명 연장 : 40년 60년

대상기기 설계영향 대책

RV RV 재료 및 건전성 평가

▪ 열화 평가 : SCC/마모/중성자조사

취화/열취화/응력완화 등

▪ 감시프로그램 적절성 평가

▪ PTS 및 P-T 곡선 평가

▪ 지지구조물의 파괴역학 평가

RCS주기기

피로 평가

▪ 60년 설계수명 Transient 곡선 및

발생횟수 생산

▪ R.G. 1.207에 따른 환경피로 평가

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수출형 APR1000 설계 특성 (계속)3

내진설계 하중 변경 : 0.2g 0.3g

대상기기 설계영향 대책

NSSS기기

설계 하중 증가

▪ 내진검증 및 피로평가를 위한

OBE 하중 대체요건 개발

▪ RCS 주요 기기 및 지지구조물

건전성 평가

핵연료재장전 주기 변경 : 18개월 24개월

대상기기 설계영향 대책

RV RV 건전성 확인▪ PTS 및 P-T 곡선 재평가

▪ 감시시편함 인출계획 재평가

RVI/FA//CEDM

설계 건전성 평가 ▪ 관련 기기/구조물 영향 평가

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수출형 APR1000 설계 특성 (계속)3

수출형 50 Hz RCP 적용

대상기기 설계영향 대책

RCP

펌프 성능, 펌프 효율 및

Cavitation 영향을

고려한 펌프특성 변경

▪ 축소모델 시험

▪ CFD를 이용한 RCP 수력성능해석

▪ 계통영향평가를 통한 적용성 분석

계통설계 개선 : Hot Head Cold Head

대상기기 설계영향 대책

RVCH

상부헤드 영역 유입유량

증가로 국부응력 감소

(EPRI URD, Rev.10, 요건)

▪ 상부헤드 노즐관통부에서의

PWSCC 가능성 평가

▪ 저온관 수준의 상부헤드 온도를

갖도록 계통설계 수행

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유럽형 APR1400 설계 특성4

EUR 설계요건 검토

SectionNo.

EUR설계요건

APR1400설계요건

EUR 요건에 따른설계변경

EUR2.2

핵연료취급 기준Dose Rate 제한(10 mSv/h)

핵연료취급 기준을

25 mSv/h 이내로

제한

▪ Spent Fuel Pool/

Refueling Pool

하단 Elev. 하강

EUR2.4

SSI를 고려한

내진해석

Fixed-base

내진해석

▪ SSI를 고려한

내진해석 수행

방진기 압착

(Jamming)으로

인하여 배관에

과도한 응력 유발

여부 평가

지지구조물로 간주

되는 방진기의 파손은

단일손상기준에 따른

설계기준이 아님

▪ 방진기 파손 평가

수행

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유럽형 APR1400 설계 특성 (계속)4

SectionNo.

EUR설계요건

APR1400설계요건

EUR 요건에 따른설계변경

EUR2.4

Pipework 및

Equipment는

모든 설계기준 및

설계확장 조건에

대해 압력경계 및

안정적인 전단면을

유지하도록 설계

설계확장 조건에

대해서는 압력경계

및 안정적인 전단면

유지 여부를 평가하지

않음

▪ 모든 설계확장조건

하중에 대한

Pipework 및

Equipment

건전성 평가

EUR2.6

구조설계에 EU

기술기준 사용

(AFMOR, BS, DIN,

UNE, etc.)

ASME, KEPIC, IEEE,

Reg. Guide, ASTM,

ANS/ANSI 등

▪ EU 국가별 사용

기술기준 자료 입수

후 상세 검토 필요

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유럽형 APR1400 설계 특성 (계속)4

SectionNo.

EUR설계요건

APR1400설계요건

EUR 요건에 따른설계변경

EUR2.8

NOP 조건에서

저장 핵연료

열제거 기능은

저장조 수온

50 oC 이하 유지

저장조 수온 범위 :

4.4~65.6 oC▪ 재장전수조 냉각

성능 증대

NOP 조건에서

저장 핵연료의

열제거 기능을

위해 핵연료 상단

으로부터 저장조

물 높이는 최소3m 유지

저장조 물 높이 :

2.2m

▪ 사용후연료 및

재장전 수조의

Elev. 하향 변경

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유럽형 APR1400 설계 특성 (계속)4

SectionNo.

EUR설계요건

APR1400설계요건

EUR 요건에 따른설계변경

EUR2.12

SSCs에 대한

설계수명 평가

계획 요구(Conditioning

Monitoring 포함)

설계수명 평가 계획과

관련한 요건 없음

▪ On-line Fatigue

Monitoring

System 등 계통

개발 필요성

EUR4.4

작업자 보호를

위해 현장 기기에

대한 엄격한 ISO소음기준 요구

CEDM 냉각팬의 소음

기준은 60 Hz 이하

에서 100~120 dB

▪ 냉각팬의 소음

감소 요구 시,

공급자와 추가적인

검토 필요

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유럽형 APR1400 설계 특성 (계속)4

SectionNo.

YVL설계요건

APR1400설계요건

YVL 요건에 따른설계변경

YVL2.6

SSCs에 대한

내진범주 분류 :

S1 및 S2

SSCs에 대한 내진

범주 분류 : Category I/II 및 NS

▪ 내진 분류 차이에

따른 설계 변경

가능성은 검토 필요

하중조합 방법

Level D 하중조합 :

D.L.+NOP+[SSE2+

(BLPB+IRWST) 2) 1/2

▪ 하중조합 방법 차이에 따른 설계변경가능성 추가 검토필요

DGRS의 차단

주파수 : 50 Hz

DGRS의 차단

주파수 : 40 Hz

▪ APR1400 DGRS가 YVL DGRS를포괄

YVL 설계요건 검토

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유럽형 APR1400 설계 특성 (계속)4

SectionNo.

YVL설계요건

APR1400설계요건

YVL 요건에 따른설계변경

YVL3.0

Condition

Monitoring

관련 요건

관련 요건 없음

▪ On-line Fatigue

Monitoring

System 등 계통

개발 필요성

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유럽형 APR1400 설계 특성 (계속)4

SectionNo.

YVL설계요건

APR1400설계요건

YVL 요건에 따른설계변경

YVL3.5

운전중 RV 반복

하중 감시

관련 요건 없음

▪ 피로기준이 만족됨을

확인할 수 있도록

보수적인 피로해석

방법 개발

LBB 평가에 대한

참조문서는

SRP 3.6.3 및

STUK 문서

LBB 평가에 대한

참조문서는

SRP 3.6.3만을 적용

▪ LBB 평가 절차가

기술된 STUK 문서

검토 및 영향 평가

필요

운전중 하중 감시

프로그램 요구관련 요건 없음

▪ On-line Fatigue

Monitoring

System 등 계통

개발 필요성

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맺음말5

UAE 원전은 부지 특성을 고려하여 설계가 원활하게 진행되고있음

수출형 APR1000은 현재까지 수출 대상국이 가시화 되고 있지않지만 OPR1000에 대한 국내 기술 및 경험을 고려하면 계통설계 측면에서 향후 큰 문제는 없을 것으로 예상됨.

현재 수출형 APR1000에 대한 연구개발 수행중

예상되는 대상국가별 부지특성 및 규제 요건 사전 검토 필요

유럽형 APR1400은 현재 일부 접촉 대상국가들의 규제기준을참고하여 APR1400 대비 예상되는 설계 특성에 대한 검토와일부 연구개발을 병행하여 수행하고 있음

현재 유럽형 APR1400에 대한 핵심기술 개발을 위한 과제 수행중유럽 수출 대상 국가에 대한 규제요건 및 기술기준을 만족시키기위한 보다 체계적인 연구개발 필요