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해외원전 주요 사건사례 (원자로압력용기 헤드 플랜지 누설 경험)

반 병 훈

2009. 12. 3

제7회 원전 운전경험반영 워크샵

개 요

한주기 운전기간 동안 원자로헤드 플랜지 누설을 인지 하지 못함

사건 분석결과 아래의 사항을 포함하여 안전문화와 운영조직에 여러 문제점이 드러남

Steam cutting of vessel flange

주제어실 경보 분석

경보를 소멸시키기 위한 조치

상태 악화에 대한 대응 방식

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Browns Ferry Nuclear Power Plant

비등경수로 3기 • GE BWR 4 • 1,155 MWe net

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Browns Ferry Nuclear Power Plant

Browns Ferry 1호기

• 상업운전 : 1974. 8. 1

• 장기간 가동정지 : 1985-2007

• 사건 발생일 : 2007. 6. 2

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왜 이 사건이 우리에게 중요한가?

운전원과 발전소 경영진은 보수적인 판단을 하지 않음 원자로플랜지 누설 감지용 계측기를 대체 감시방안 없이 운전 불가능상태로 전환하거나 관련 경보설정치를 상향시킴

여러 가지 방지벽이 무너짐 절차서 관리, 경보 대응, 감독기능 및 운전경험 활용 등

플랜지 누설로 인한 여러 증상에 대하여 의문을 가지지

않았거나 부적절하게 대응함

안전문화 원칙 미준수로 사건 확대 진행 안전최우선 의사결정, 의문을 가지는 태도

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사건 조사결과 나타난 중요한 문제점

경영진은 초기 누설징후와 증상의 악화과정에서 적절하게 관여

하지 않음

엔지니어링 조직은 비정상 상황에 의문을 가지는 태도를 보이지

않음

절차서에 가능성 있는 누설원에 대하여 충분히 기술하지 않음

경보 기능 상실에 따른 대체 수단 없이 운전을 지속함

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사건 조사결과 나타난 중요한 문제점(계속)

Seal leakoff pressure 경보가 최초 발생시 O-ring 손상에 의한

것으로 고려하지 않음

Seal leakoff pressure 경보가 운전 불가능하게 되었을 때 감시

계획 또는 대체 절차를 수행하지 않음

비정상 상황 발생시 원인분석 및 대처를 위해 운전경험을 활용

하지 않음

미확인누설량 증가 대책팀은 경보와 지시값에 대한 정보를 확보

하지 못함

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사건 내용

사건 세부내용

2007. 5.21 Browns Ferry 1호기는 22년간의 장기 정지 후 발전을

재개함. 발전재개 3일 후 drywell 상부돔 지역에서 여러 고온경

보가 발생함. 경보는 설정치 오류로 발생하였으며 주제어실 경보

소멸을 위해 설정치를 수 주간에 걸쳐 두 번 상향함

원자로헤드 seal leakoff high pressure 경보가 발생하였으나 두

개의 원자로헤드 O-ring seal 사이 물이 팽창하여 발생하였으며

남은 운전기간 동안 경보는 운전 불가능한 것으로 분류됨

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사건 내용

사건 세부내용(계속)

운전기간 경과에 따라 drywell의 미확인 누설량은 0에서

1.2gallon/min(4.5liter/min) 으로 서서히 증가함. 시료 분석 및

온도추이 분석결과 미확인 누설은 증기누설이며 누설부위는

drywell 상부지역으로 추정함

미확인누설 대책팀이 구성되어 13개월간 활동하였으나 누설

부위 확인에 실패함. 2008. 10월 O/H 기간중 원자로헤드 분해

과정에서 원자로 플랜지와 헤드 플랜지 부위에서 steam cutting

과 기계적 손상이 확인됨

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BWR 원자로 상부 Seal

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사건 유발 요인

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경보 및 비정상상황 발생시 실제 고장으로 판단하지 않음. 경보 발

생시 부적절하게 비정상 동작으로 간주함.

중간관리자는 운전불가능 경보에 대하여 주기적인 재검토를 이행하

지 않음.

발전소 종사자는 drywell 미확인 누설량이 서서히 지속적으로 증가

함에도 불구하고 추가적인 대응조치가 없었음.

리더십 팀은 부적절하게 모든 발전소에 한 개의 경보도 발생하지 않

도록 하는 ‘dark board’ 개념을 강조함. 이러한 강조는 경보원인을

찾아내기 위해 집중해야 하는 상황에서 경보 기능을 제거하도록

잘못 인도함.


Drywell 미확인 누설량 추이

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사건 분석 - 안전문화

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안전문화 원칙 4 – 안전 최우선 의사 결정

원자로헤드 seal leakoff high pressure 경보 발생시 대체 감시

기능 없이 운전불가능으로 결정한 것은 안전 최우선 의사결정

원칙을 위반한 사례임

leakoff high pressure 경보 관련 절차서에는 압력이 45psig(310kPa)

미만인 경우에만 추가적인 조치를 이행하도록 명시됨. 발전소 종사

자는 추가조치가 불필요한 것으로 결정함.

leakoff high pressure 경보가 운전불가능으로 결정시 그러한 결정

이 적절한 것으로 확인할 수 있는 감시 조치가 이행되지 않음.


사건 분석 - 안전문화

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안전문화 원칙 6 – 의문을 갖는 태도

발전소 종사자는 “의문을 갖는 태도”가 없었음

원자로헤드 seal leakoff high pressure 경보가 발생하였을 때 운전

원은 고장 수리를 위한 정비통지를 발행하였으나, 실제 누설 가능성

은 고려하지 않음.

미확인누설 대책팀은 기존의 가정에 대하여 충분한 의문을 제기하

지 않았으며, 발전소의 현재 상태를 이해하는데 필요한 비정상 정보

에 대하여 의문을 제기하지 않음.

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원자력안전문화 8개 원칙

1. 모든 종사자는 원자력 안전에 대해 각자의 책임이 있다.

2. 리더들은 안전을 이행하는데 모범을 보여야 한다.

3. 신뢰가 조직에 퍼져야 한다.

4. 의사 결정은 안전을 최우선으로 반영한다.

5. 원자력기술은 특수하고 독특한 것으로 인식되어 진다.

6. 의문을 갖는 태도를 장려해야 한다.

7. 조직의 학습이 채택되어져야 한다.

8. 원자력 안전은 지속적 검토를 받아야 한다.


운전경험 사례

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2001. 5월 영국 Sizewell B 발전소는 원자로헤드 O-ring

seal 손상에 의한 누설량 증가로 발전을 정지함

2000. 10월 Sizewell B 발전소는 O/H후 기동중 원자로헤드 seal을

구성하는 2개 O-ring 중 내부에서 누설이 발생한 것을 인지하였으

나, 밀봉기능을 유지하고 있는 외부 O-ring이 한주기 동안 건전할

것으로 판단하여 발전소 기동을 결정함.

누설은 외부 O-ring을 통과하여 증가하였으나, O-ring 부위 누설

로 인지하지 못함.

누설량이 규제 제한치를 초과하여 발전소를 정지하였으며, 원자로

헤드 Seal 손상을 확인함.


교 훈

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[주제어실 경보] 1. 발생한 경보가 검증되기 전까지는 실제상황이라고 간주

하라.

2. 운전불가능으로 선언한 경보에 대하여 유효성을 주기적

으로 검증하라.


교 훈

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[안전문화] 3. 상태가 악화됨에 따라 조직의 대응조치를 상향하라.

4. 안전문화 원칙을 강조하기 위해 Case Study를 활용하라.

5. ‘Dark Board’ 개념처럼 새로운 운영기법을 적용할 경우,

발전소에 미치는 영향을 충분히 고려하라.

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