체계적·종합적인 가동원전의 성능평가 방법 고찰 한국원자력안전기술원 계통성능실 대우 검사원 윤원효

체계적·종합적인 가동원전의 성능평가 방법 고찰 목차 1. 배경 2. 미국의 검사제도 3. 일본의 신 검사제도 4. 종합 및 토의 붙임: RIPBR Bases & References

1. 배경 원자력안전위원회 의결 또는 권고 계통성능분야의 안전규제체계 고도화 중대사고정책, 2001. 8 리스크정보를 활용한 안전검사제도 시행 권고, 2002. 12 리스크-정보활용 규제 종합계획, 2006 계통성능분야의 안전규제체계 고도화 위험도정보활용 가동원전 안전성 감시 및 평가방법 수립 (계통성능 분야) 정비규정(MR)/가동중정비(OLM)의 국내 정착을 위한 규제방향 수립 미국의 원자로감시절차(ROP) 현황조사 및 규제입장 정리

2. 미국의 검사제도 NRC Enforcement Process (Enforcement Policy) Identification of violations Assessment of the significance or severity of the violation Disposition of the violation Operating Reactor Assessment Program(ORAP) Exceptions to Using Only ORAP ※ 붙임-1 ~ 붙임-4

Licensee Oversight Programs (MD vol. 8) Management Directives (MD) MD 8.2 NRC Incident Response Program To be prepared to respond to incidents & emergencies MD 8.3 NRC Incident Investigation Program Incident Inspection Team (IIT), Augmented Inspection Team (AIT), Special Inspection Team (SIT) MD 8.9 Accident Investigation Accident Review Group (ARG) MD 8.13 Reactor Oversight Process Inspection Programs IMC 2500: Reactor Inspection Program – Operations Phase IMC 2515: LWR Inspection Program – Operations Phase IMC 0305: Operating Reactor Assessment Program IMC 0308 ROP Basis Document IMC 0609: Significance Determination Process (SDP) IMC 0612: Power Reactor Inspection Program (App. B & E) Performance Indicators (IMC 0608)

원자로 감독절차 (ROP) 전통적인 감시방법보다 좀 더 리스크-정보를 활용하며, 객관적, 예측 가능, 및 이해 가능한 방식으로 사업자의 성능을 검사하고 평가하기 위함 NRC의 목적(국민의 건강 & 안전 및 환경의 보호)을 최상위로 한 하향식의 단계적, 리스크-정보적인 접근 ROP의 구성체계 (그림-1) 공중의 보건 및 안전을 확보하기 위한 NRC의 책무를 달성하기 위하여 3개의 전략적 성능영역 및 목표를 설정 성능영역을 7개의 Cornerstones으로 구성하고 목표를 설정 또한 전 Cornerstones에 공통으로 적용될 수 있는 3개의 Cross-Cutting Areas로 구성 성능지표 및 기반검사(그림-2 & 3, 붙임-5)

그림-1. ROP Framework

그림-2. IE에 대한 성능지표 및 기반검사 도출방법

그림-3. Baseline Inspection Procedures Minimum level of inspection that all plants will receive regardless of performance, over 12 months period. The more fully an PI measures an area, the less extensive is the scope of inspection

ROP 요소의 연계 및 수행절차 PI 및 IF에 대해 4개의 등급으로 나타내는 결과(색상)는 동등한 수준의 안전성을 표시 (▵CDF 또는 ▵LERF 대비 – 붙임-6) PI 와 IF의 평가를 통해 발전소의 운전 중 안전성을 평가 PI만으로 평가가 어려운 (부분 또는 전체) 점이 보완되도록, 기반 검사(BI) 분야·항목을 설정하여 검사 사업자가 보고한 PI 수치의 적합성에 대해 기반검사로 확인 PI의 평가: PI각각에 4개의 등급(녹, 백, 황, 적: 그림-4)에 대한 문 턱값을 미리 정하여 놓고 실제 운전이력에 따라 판정 (붙임-7) 차등규제: 기반검사 + α(그림-5)

그림-4. PI & IF의 판정기준 ※ 붙임-6 ∆CDF Color Remarks ∆CDF > 1E-4 Red 1E-5 < ∆CDF < 1E-4 Yellow 1E-6 < ∆CDF < 1E-5 White ∆CDF < 1E-6 Green IOC < Minor IF (IMC 0612 App B) ※ 붙임-6

그림-5. Implementation of ROP

IF(검사발견사항)의 평가 검사발견사항은 우선 Minor여부를 판정하고 (붙임-A) , 필요에 따라 3개 단계의 SDP 과정을 거쳐 심각도를 평 가 (붙임-B & 붙임-C) Finding의 Minor 여부 판정(IMC 0612, App. B & App. E) Finding이 Minor가 아닐 경우 3개 단계의 SDP를 수행 Phase 1 SDP: 녹색 이상 여부 평가 Phase 2 SDP: 녹색 초과 사항에 대한 평가 Phase 3 SDP: Phase 2와 다른 방법의 평가가 필요 시 ※ 붙임-8 & 그림-6

그림-6. Action Matrix PI 및 IF에 대한 SDP 결과를 종합하여, Action Matrix를 통한 안전성 확인 및 정도에 따라 다음과 같은 5단계의 차등규제조치 시행 (※ 붙임-9) License Response Regulatory Degraded Cornerstone Multiple/Rep. Unacceptable Performance → → → ⦁ 안전심각도 증가 ⦁ NRC의 검사 증강 ⦁ NRC/사업자 간의 관리 참여 증가 ⦁ 규제노력 증강

Screening of IOC Step 0: Screen the issue of concern (IOC) if minor or not. Each issue entering the SDP process must first be screened to determine its documentation threshold using IMC 0612, App. B & App. E. Issues screened as minor are not subject to SDP. ※ 그림-7-1 & 그림-7-2

그림 – 7-1. Issue Screening

그림 – 7-2 Issue Screening (Traditional Enforcement)

Appendices for SDP - Phase 2 M-1 M-2 A Significance Determination of Rx IFs for At-Power Situations O B Emergency Preparedness SDP C Occupational Radiation Safety SDP D Public Radiation Safety SDP E Part I & Part II Security SDP for Power Reactors F Fire Protection and Post-Fire Safe Shutdown SDP G Shutdown Safety SDP H Containment Integrity SDP I Operator Requalification, Human Performance J Steam Generator Tube Integrity SDP K Maintenance Risk Assessment and Risk Management SDP L SDP for B.5.b of ICM Order EA-02-026 (Outside Explosion/Fire) M Significance Determination Process Using Qualitative Attributes M-1: Quantitative Risk Methods M-2: Risk-informed Processes Developed by an Expert Panel ※ 그림-8 & 그림-9

그림-8. SDP Appendix Router

그림-9. Screening Questions (IE)

SDP Analysis SDP Phase 2 SAPHIRE version 8 Major Outputs ∆CDF ∆LERF SPAR ※ 그림-10 & 표-1

그림-10. Inspection Findings (Sample)

표-1. NRC Action Matrix Summary as of April 09, 2013 License Response Column Regulatory Degraded Cornerstone Multiple/Rep. Unacceptable Performance Column Total 82 기 17 기 3 기 1 기 103 기 Byron 1 등 Fermi 2 등 Perry 1 등 Browns Ferry 1

3. 일본의 신 검사제도 안전성능지표 안전 중요도 평가 (SDP) 보안활동 종합평가 11개 (NRC의 Emergency Preparedness 및 Physical Protection 제외) 안전 중요도 평가 (SDP) Minor 여부 판정 후 실시 검사 지적 사항, 법령으로 보고가 요구되는 고장, LCO 일탈사상 등이 평가대상 I ∼ IV로 평가를 구분 (NRC: 청/백/황/적) 보안활동 종합평가 PI 와 SDP 평가를 이용해 종합평가 A, B1, B2, B3, C의 5개로 구분 (NRC Action Matrix 참조) 정비 관리 프로그램 (NRC의 MR과 유사) USNRC의 ROP를 참조하여, 일본의 실정을 고려하여 변경/조정

4. 종합 및 토의 국가별 가동원전 안전성 평가 방법 비교 국제동향을 고려한 우리나라 안전규제 방안의 개선이 필요. IF평가(SDP) PI평가 정비규정 비고 미국 O PP=PI+IF (1년 상시) 일본 한국 X Δ PP=IF (정기검사기간) ⦁ 미국 및 일본: 발전소 전반에 걸친 성능저하 상태의 파악 & 평가에 중점 ⦁ 한국: 기기의 상태(요건준수 여부) 파악에 중점 국제동향을 고려한 우리나라 안전규제 방안의 개선이 필요. 가동 원전의 규제기술이 미국·일본과는 많은 차이가 있음 체계적·종합적인 가동 원전의 성능평가 제도가 없음 효율적·효과적인 안전성 향상 제고방안 수립이 필요 ROP 제도의 도입 준비 및 검토 필요 (※ 붙임-10)

감사합니다!

붙임: RIPBR Bases & References

붙임-1: Safety Goals & Objectives Safety Goals (SG): Protection of Public Health & Safety and Environment Qualititative Quantitative: 0.1 % Rule Surrogate Safety Goal (SSG) CDF: 1.0E-04/yr LERF: 1.0E-05/yr SSG를 만족하면, 안전목표를 만족하는 것으로 간주 Licensing 단계 및 ROP를 통해 확인

붙임-2. How the NRC Regulates

붙임-3. 리스크-정보활용의 종합적 의사결정 원칙 (RG 1.174)

붙임-4. Acceptance Guidelines for CDF & LERF

붙임-5. Inspectable Area(40) by Cornerstone

붙임-6. Quantitative Significance of Findings

붙임-7. 성능지표 문턱값 ◊ ∆PI에 대한 ∆CDF의 민감도분석을 통해 문턱값을 설정 - ∆PI에 대한 ∆CDF 의 민감도가 매우 낮을 때: 전체 원전의 95%가 만족하도록 설정(예: Green Band) - PRA Data와 연계되지 않은 PI는 규제요건(T/S) 및 NRC 직원의 판단 등으로 설정 ◊ PLE(Performance Limit Exceeded): NEI 99-02, Rev. 6, Regulatory Assessment PI Guideline, Oct. 2009

붙임-8. SDP - Phase 2 (SECY-99-007A)

붙임-9. Action Matrix 평가결과 조치 내용 1단계: Licensee Response - PI 및 IF 모두 녹색 - 사업자의 조치: 자체 계획에 의거 운영 - 규제기관의 조치: Baseline Inspection 2단계: Regulatory Response - 1개의 전략적 성능영역에서, 1개 또는 2개의 백색(상이한 cornerstones에서); 및 모든 cornerstone 목표를 완전히 만족 - 사업자의 조치: NRC의 감독 하에 원인분석 평가 및 보완조치 - 규제기관의 조치: Baseline Inspection 및 1차 추가 (Supplemental-1) 검사 3단계: Degraded Cornerstone 1개의 전략적 성능영역에서, 1개의 저하된 cornerstone(2개의 백색 또는 1개의 황색); 또는 1개의 전략적 성능영역에서, 3개의 백색; 및 cornerstone 목표를 만족하지만 안전성능이 약간 저하된 상태 - 사업자의 조치: NRC의 감독 하에 누적된 원인분석 평가 - 규제기관의 조치: Baseline Inspection 및 2차 추가 (Supplemental-2) 검사 4단계: Multiple/Re-peated 반복적인 저하된 cornerstone, 다수의 저하된 cornerstones, 다수의 황색 또는 1개의 적색; 및 cornerstone 목표를 만족하지만 장기적인 이슈를 가지고 있거나 또는 안전성능 이 상당히 저하된 상태 - 사업자의 조치: NRC의 감독 하에 성능개선 계획 수립 - 규제기관의 조치: Baseline Inspection 및 3차 추가 (Supplemental-3) 검사 5단계: Unacceptable Performance - 전반적으로 불만족스러운 성능; 운전 불허용, 불만족스러운 안전여유도 - 사업자의 조치: - - 규제기관의 조치: 인허가 사항의 변경, 정지, 또는 취소 명령

붙임-10. ROP의 국내적용을 위한 고려사항 MR의 제도화 (Enabler of RIPBR) PI의 규제요건화 (변수의 선정 및 경계치: Bench Marking) RI Inspection으로의 전환 (PI와 연계한 항목 및 범위) SDP의 정립 (Phase 1∼3 절차: Bench Marking) PSA의 활용 확대를 통한 규제의 품질제고 및 일관성 유지 규제요원의 교육훈련 종합계획