가동중 정비의 국내정착을 위한 방향 한국원자력안전기술원 전문위원실 금오현

목 차 개요 가동중정비의 효과적 이행 국내 정착을 위한 방향 제언 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ.1 배경 Ⅰ.2 가동중정비 도입 효과 목 차 개요 Ⅰ Ⅰ.1 배경 Ⅰ.2 가동중정비 도입 효과 가동중정비의 효과적 이행 Ⅱ Ⅱ.1 속성과 기대효과 Ⅱ.2 이행체계 구축을 위한 고려 사항 Ⅱ.3 전형적인 가동중정비 이행 절차 국내 정착을 위한 방향 제언 Ⅲ

Ⅰ. 개요

Ⅰ.1 배경 결정론적 규제 기준치가 너무 보수적이라서 원자력발전의 경제적 경쟁력 감소를 초래 결정론적 규제 기준치가 너무 보수적이라서 원자력발전의 경제적 경쟁력 감소를 초래 운전경험의 축적과 확률론적평가 기법의 도입 등을 통해 과거의 공학적 판단에 의 해 설정된 기준치가 때론 너무 보수적이고 운영 용통성에 제약이 따름 1991년 미국 정비규정(10CFR50.65, Maintenance Rule) 발표 성능 기반의 정비효과성 감시를 위함 정비계획 수립에 PSA가 이용되는 규범적 여건 조성의 계기 마련 1998년 규제지침(Reg. Guide 1.174) 발간 리스크 정보를 활용하는 PSA가 규제에 적용되는 확고한 기반 수립 가동중검사, 가동중시험, 기술지침서 분야에 주로 적용

Ⅰ.1 배경 정비규정 활용 전략은 안전성에 큰 영향을 주지 않는 범위 내에서 발전정지 없이 운전 중 예방정비(OLPM)를 수행함으로써 발전소 이 용율 향상을 기함 원전 운영의 경제성 추구를 위해 기술지침서의 규제기준을 부분적으로 완화시킴 으로서 상대적으로 안전성이 저해될 수 있음 보완책으로 가용성(availability)과 신뢰성(reliability)을 지속적으로 감시하고, 평 가관리하기 위한 제도적 보완 및 시스템 구축 필요 미국, 독일, 프랑스, 스웨덴, 핀란드, 스위스 등의 국가에서 가동 중 에 발전정지 없이 예방정비 수행이 가능 가동중 예방정비의 허용시간을 운영기술지침서의 AOT이내 혹은 AOT의 1/2를 적용

Ⅰ.2 가동중정비 도입 효과 발전소의 안전성 및 이용률 향상 (미국의 운전경험에 근거) 가동중정비 등으로 인한 이용률 향상으로 1000MWe급 27기 추가건설 효과 발전소 운전에 영향을 주는 설비의 고장 전 정비를 통해 불시정지를 1/5 감소 안전성 향상과 발전소 이용률 향상은 상호 비례

Ⅱ. 가동중정비의 효과적 이행

발전소 주발전기가 전력 송전망에 연결되어 있는 상황에서 수행되는 정비 Ⅱ.1 속성과 기대효과 속성 가동중예방정비 (On-line Preventive Maintenance) 출력운전 중 기술지침서에 명시된 안전관련 기기들에 대해 운전불능을 감수하고 운전제한조건에 진입하여 주어진 허용시간 내에서 수행하는 예방정비 <NRC, Inspection Manual part 9900> 예방정비 (Preventive Maintenance) 출력운전 중 수행하는 예방정비 <OECD NEA/CNRA/R(2001)6> 발전소 주발전기가 전력 송전망에 연결되어 있는 상황에서 수행되는 정비

Ⅱ.1 속성과 기대효과 기대효과 ・ ・ 현재 작업 형태 OLM 도입 후 작업 형태 감소 증가 작업 품질 향상 작업량 과도 방지 정기정비 정기계획예방정비 정기정비 정기계획예방정비 연료 인출 연료 정전 연료 인출 연료 장전 업무 부하 업무 부하 감소 증가 검사 및 보수 검사 및 보수 ・ ・

Ⅱ.1 속성과 기대효과 정비전략의 변경 추세 현재의 정비 유연성을 가미한 정비 향후의 정비 고장률 시간 기반 정비 시간에 따른 열화로 고장률 증가 3회 계획예방정비 마다 1회 정비 (1 in 3 PIs) (1 in 3 PIs) (1 in 3 PIs) (1 in 3 PIs) 시간 임펠러 시간 기반 정비 밀봉 커플링 열화경향에 기반한 적절한 주기에서 정비 및 수리 임펠러 밀봉 커풀링 기기에 대하여 시간 기반한 정비는 2가지 열화 형상에 따라 수행됨 고장률 베어링 추가적인 사고 요소가 없이 좁은 범위의 작은 상태변화를 갖고 상태감시가 가능함 모터 진동 진단 윤활유 및 진동 진단 베어링 모터 시간 기반 정비 (1 in 2 PIs) (1 in 3 PIs) 시간 상태 기반 정비 기기 각각에 대한 적절 주기로 정비 및 수리 상태감시 강화, 열화의 조기 발견 및 신호 발견에 따른 즉각 대처 시간 기반 ⇒ 상태 기반 PI: 계획예방정비 상태감시를 통한 건전성 점검과 요구 시 정비 및 수리 정지기간 동안 LCO 기기에 한해서 정비 및 수리 수행 특성에 따른 정비 체계 및 전략 선정

한국의 경우 불시정지로 인한 이용률 영향은 거의 없으며, 계획예방정비기간이 40여일 이하로 운영중임 Ⅱ.1 속성과 기대효과 기대효과 미국 EPRI 주장에 대한 실질적 고찰 한국의 계획예방정비기간 (40여일 이하) 미국의 경우 2000년에 정비규정(10CFR50.65) 개정으로 OLPM이 실질적으로 허용됨 EPRI 자료와 같이 2000년을 전후로 이용률이 70%에서 90% 수준으로 향상됨 미국 원전의 이용률 향상의 주된 요인은 계획예방정비기간의 획기적 단축(90→40)에 기인한 것임 Capacity factor refers to the ratio of the net electricity generated compared to the energy that could have been generated at continuous full-capacity operation over the same period of time 이용률은 년간(365일)을 기준으로 계산하고 있음 (계획예방정비기간이 100여일이면 70%, 40여일이면 90%) 한국의 경우 불시정지로 인한 이용률 영향은 거의 없으며, 계획예방정비기간이 40여일 이하로 운영중임

기술지침서 승인에 대한 자발적 우회 가능한 제도적 장치 마련 Ⅱ.2 이행체계 구축을 위한 고려사항 제도적 측면 (1) 기술지침서는 자발적 운전제한조건 진입이 허용되지 않기 때문에 OLPM 수행 시 매 건 별로 규제기관의 승인을 받지 않아도 될 수 있도록 법령 및 규제지침 마련이 필요 미국의 경우와 같이 정비규정(10CFR50.65)과 연계하는 방안 혹은 독일의 RSK 권고사항과 같이 허용범위를 명시함으로써 자발적 기술지침서 운전제한조건의 진입이 가능토록 법적 효력과 등가한 규정을 마련하는 방안 모색 기술지침서 승인에 대한 자발적 우회 가능한 제도적 장치 마련

OLPM 수행에 따른 최소한의 제한을 규정하는 규제 지침(전략) 마련 Ⅱ.2 이행체계 구축을 위한 고려사항 제도적 측면 (2) OLPM 수행이 가능한 대상 구조물, 계통 및 기기의 범위 및 선별기준 제시 OLPM 수행하기 전에 사업자가 갖추어야 할 최소한의 이행 체계 제시 OLPM의 허용 가능한 운전조건 및 기준 제시 OLPM 수행에 따른 안전성 확인을 위한 안전원칙과 정량적/정성적 평가 내용 및 기준 제시 OLPM 적용 시 작업허용시간의 AOT 대비 수준 제시 OLPM 적용 시 동시작업의 허용 여부 및 기준 제시 OLPM 수행에 따른 규제검사의 실시 여부 및 범위 제시 OLPM 수행에 따른 최소한의 제한을 규정하는 규제 지침(전략) 마련

사업자가 OLPM을 수행하는데 따른 체계적 이행을 위한 절차 마련 Ⅱ.2 이행체계 구축을 위한 고려사항 사업자 이행 체계 및 절차 수립 측면 대상 구조물, 계통 및 기기의 범위 및 선별 작업을 위한 전략 및 절차서 개발 원자력 안전 리스크 및 운전 리스크 평가 절차서 개발 전략적 사업계획, 기능적설비그룹(Functional Equipment Group)의 주기계획, 예방정비 최적화, 지원기관 상호관계 등을 효과적으로 통합하는 작업관리 절차서 개발 우발적사건대비계획(Contingency Plan), 복구계획(Recovery Plan), 작업관리 조정 등에 관한 리스크 완화 절차서 개발 작업관리 공정, 중요한 정비작업 활동 관리, 정비경험 피드백, 작업 후 평가 및 문서화 등에 관한 가동중정비 수행 절차서 개발 사업자가 OLPM을 수행하는데 따른 체계적 이행을 위한 절차 마련

격리구역의 가동중정비에 요구되는 작업시간 평가 Ⅱ.3 전형적인 가동중정비 이행절차 참조 초기설정 ① 가동중 정비 대상 기기 선정 대상 기기 선정 및 격리 구역을 설정할 때 원자력 및 산업의 안전과 전력생산에 미치는 영향을 고려 ② 격리구역의 정의 ③ 격리구역의 가동중정비에 요구되는 작업시간 평가 AOT 이내의 이행을 보장키 위해 ½ AOT에서의 이행에 대한 실현성 평가 초기설정 검토 ④ 격리구역의 리스크 평가 발전소의 안전성 평가에서 정량 및 정성적 평가 수준을 정의 가동중 정비의 구체성을 확정 리스크 억제 및 작업 수준을 고려한 이행계획 수립 계획 ⑤ 이행 계획서 작성 ⑥ 이행프로그램 작성 프로그램 준비 동안 안전조치 준비 시정 ⑫ ⑦ 가동중정비 대책 수립 가동중 정비 수행 중에 예상치 않은 난관에 대비하기 위한 정비 중단 기준 및 회복 절차서 마련 시정계획 이행 ⑧ 예상치 않은 난관 예 아니오 ⑨ 가동중 정비는 AOT 이내에서 이행계획에 따라 수행하고, 주기적으로 진척도 점검 가동중 정비 실시 평가 ⑩ 가동중 정비의 유효성 평가 작업 종료 후 이행계획과 이행 공정은 검토되어야 하고, 지적사항이 있으면 개선 ⑪ 계획 수정이 요구됨 초기설정 및 계획 수정에 대한 검토 필요성 초기설정의 검토가 요구됨

Ⅲ. 국내정착을 위한 방향 제언

Ⅲ. OLPM 국내정착을 위한 제언 제도적 측면 사업자의 이행절차 개발 및 수립 원전 현장 적용 시점에 대한 신중한 의사결정 제도적 장치(법규정, 규제지침 등) 마련을 통해 예방정비 수행에 따른 운영기술 지침서의 LCO 임의 진입이 가능한 체계로의 전환 필요 사업자의 이행절차 개발 및 수립 정비로 인한 리스크 평가 및 관리와 관련한 기술기반 구축 필요 OLM 이행에 따른 단계별 각종 리스크 완화 절차서(우발적사건대비계획, 복구 계획, 작업관리 조정 등) 개발 필요 원전 현장 적용 시점에 대한 신중한 의사결정 정비규정에 근거한 미국과는 운영 시스템이 다르므로, 우리 여건에 기반하여 리 스크 향상 대비 경제적인 비용효과가 있는지 사전 feasibility study가 필요 이행시점에서 Top-down으로 추진되어서는 곤란하며, 전사적으로 유기적이며 체계적으로 추진될 수 있도록 사전 기술역량 배양과 교육이 충족되어야 함

Thank you for your attention 감사합니다 Thank you for your attention 금오현 (k092koh@kins.re.kr) Korea Institute of Nuclear Safety