KEPIC은 해를 거듭할수록 국내 기술표준에 머무르지 않고, 글로벌 기술고도화 및 국제 표준화 추진에 한층 탄력을 받고 있다. 이 같은 성과는 지난 17년 동안 ‘KEPIC-Week’에서 발표된 다양한 논문들이 그 한 몫을 담당했다고 해도 과언이 아니다.
특히 올해‘KEPIC-Week’는 ‘Advanced Standards & Global Partner(KEPIC 2020 중장기 비전)’라는 주제로 오는 8월 27일부터 30일까지 나흘간 강원도 정선군 소재 하이원그랜드호텔에서 국내ㆍ외 전력산업계 인사와 관련 전문인력 등 약 1000여명이 참석할 예정이다.
특히 이번에는 논문 발표와 위원회 세미나, 기획워크숍, 특별세션 등이 일정별로 진행되는데 ▲품질보증(Q) ▲재료/용접(MW) ▲원자력기계(MN) ▲전기/계측(E) ▲구조(S) ▲화재(F) ▲방사선방호(NR) ▲화력발전 및 환경(MG) ▲원자력 공기정화(MH) ▲비파괴(ME) ▲원자력(N) ▲전문분야(기획) 워크숍 등 12개 전문분야에서 총 160여 편의 논문이 발표된다. 이에 본지는 눈여겨 볼 논문 8편을 선정해 지면에 담았다. <편집자주>
장상균 한국전력기술 부장

이번 논문은 KEPIC NDD 57.1(경수로 핵연료취급계통 설계요건)에서 제시하고 있는 핵연료취급계통 설계 기술기준에 대해 검토하고, 국내외 사용후연료 취급사례를 분석하여 설계단계에서 보완하여야할 기술적 내용을 제시했다.

원자력발전소에서 핵연료 및 제어용 부품의 취급은 발전소 운전원 및 공공에 대한 보호기능을 보장하도록 안전하게 수행해야 하며, 어떠한 방사성 물질의 노출도 합리적인 피폭이 최소화 되도록 유지돼야 한다.

핵연료 및 제어용 부품의 취급기기 설계는 냉각, 임계방지, 핵연료에 대한 물리적인 손상 방지 및 방사선 보호 등이 고려돼야 한다. 따라서 원자력발전소에서의 안전성을 확보하기 위한 핵연료취급계통 설계요건의 체계화 및 설계 기술기준 정립이 요구됨에 따라 KEPIC NDD 57.1이 제정됐다.

미국의 ANSI/ANS?57.1-1992 (Design Requirements for LWR Fuel Handling Systems)을 참조하여 2010년에 제정된 KEPIC NDD 57.1의 주요 내용은 핵연료급계통 기기 설계 및 제작에 대한 기본요건, 취급기기 보수 및 운전에 필요한 설계사항 규정 및 상세 설계요건 등이다.

핵연료취급계통 연동장치관련 주요 설계 기술기준으로 핵연료 및 제어용 부품의 손상방지를 위한 기기별 저부하 및 과부하 연동,  운전원의 방사선피폭 제한을 위한 상한정지 연동, 그리고 핵연료 및 제어용 부품의 취급 안전성 및 운전 신뢰성 확보를 위한 기기 상호간의 연동 등을 요구하고 있다.

이번 논문은 KEPIC NDD 57.1에서 제시한 핵연료취급계통 연동장치 설계 기술기준에 대해 검토하고, 국내외 사용후연료 취급사례를 분석하여 설계단계에서의 추가 보완사항을 제시했다.
논문에서 분석한 사용후연료 취급사례로 ①원자로에 장전되는 핵연료에 대한 핵연료집게(Grapple) 취급 ②기기 상호간 연동조건에서 재장전기 취급 ③원자로에서 핵연료인출 시 인양하중 이력 ④원자로에서 핵연료장전 중 저부하 연동 사례를 분석했다.

사용후연료에 대한 다양한 취급사례 분석결과, 핵연료취급시 어떠한 경우에도 취급부주의가 발생하지 않도록 취급기기 하드웨이, 취급 프로그램에 대한 검증 및 운전원의 다중검증 절차를 제시했다.

또한 기기 상호간의 연동조건에 대해 발생 가능한 취급사례를 파악해 취급부주의가 발생하지 않도록 설계 보완사항을 제시했다. 일부 과도하게 적용되고 있는 연동조건에 대해서는 물리적 현상을 각 항목별로 예측하여 설계단계에서 보완하여야할 항목으로 제시했다.

이 논문의 분석을 통해 발전소 운전원 및 공공에 대한 보호기능을 보장하며 어떠한 방사성 물질의 노출도 합리적인 피폭이 최소화 되도록 핵연료취급계통의 사용후핵연료 취급기술을 확보하고 취급기기 설계의 최적화, 운전신뢰성 및 안전성을 확보할 수 있을 것으로 보인다.

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