Risk-Informed Regulation and Operational Decision Management

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1 Risk-Informed Regulation and Operational Decision Management
원자력연구실 원전설비지원그룹 서 미 로 KEPCO KEPRI

2 Contents Ⅰ. NRC White Paper
Ⅱ. Status of Risk-Informed Regulation In U.S.A Ⅲ. Risk-Informed Technologies 개발 현황 Ⅳ. Issues for PSA Application in Korea KEPCO KEPRI

3 Ⅰ. NRC White Paper (1999. 3) 1. 개요 2. Definition of Risk Concepts
Risk-informed and Performance-based regulation 기존 규제의 대부분이 결정론적이고 처방적인 요건으로 발전 PRA Policy Statement (60 FR 42622, 1995) PRA 사용 확장 등을 통한 risk-informed 규제 수용 구체화 결정론적 연구를 보완하고 전통적인 심층방어 철학을 뒷받침 Risk insight를 이용한 RIR 체제의 지속적인 개발 및 보완 2. Definition of Risk Concepts Risk Triplet (1)“What can go wrong ?” (2)“How likely is it?” (3)“What are the consequences?” KEPCO KEPRI

4 Deterministic Analysis
NRC White Paper Deterministic Analysis Safety margin/Quality assurance/DBA 요건 수립 (1번) DBA 결말을 예방 및 완화할 수 있는 안전계통의 설계 요구 (3번) Risk triplet중 (2)은 설명하지 못함 전체적인 안전성 영향을 평가하는 포괄적인 방법으로 결과 종합 불가 Risk-Based Approach Regulatory decision-making을 위험도평가의 수치적 결과에만 기반 PRA 기법상의 불확실성때문에 위험도 평가결과 자체에 비중 NRC는 이 방법을 인정하지 않고 있음 Performance-Based Approach 계통성능 감시 가능한 변수 개발 및 성능 평가를 위한 목표기준 수립 risk insight, 결정론적 분석, 성능이력에 기반 측정 및 계산 가능한 결과가 기준에 만족되는지에 의존 성능기준을 만족시키기 위한 방법 결정에 유연성 KEPCO KEPRI

5 Risk-Informed Approach
NRC White Paper Risk-Informed Approach 규제요건 수립시 risk insight 반영 Risk Insight : 위험도 평가로부터 도출된 결과나 발견된 사실 일반 대중의 보건과 안전에 대한 중요성에 따라 자원을 집중 결정론적 연구방법 보완 위험도 순위를 결정할 수 있는 논리적 수단 제공 risk significance, 운전경험, 공학적판단 과도한 보수성을 제거 및 보수성이 부족한 영역 식별 Risk-Informed, Performance-Based Approach risk insight, 심층방어 원칙 및 안전여유도를 반영한 공학적 분석과 판단, 성능이력 등을 조합하여 사용 목적 : 가장 중요한 조치 및 설비에 주의를 집중 성능기반과 위험도정보의 종합적 특성 개선된 결과를 encourage and reward KEPCO KEPRI

6 Ⅱ. Status of Risk-Informed Regulation in the USA
Status of RIR in USA Ⅱ. Status of Risk-Informed Regulation in the USA 1. RIR의 목적 Safety Decision 강화 (Configuration Control, Accident Management) NRC 규제자원의 효율적 사용 (IPE Insight, RI-Inspection) 산업체 부담 감소 (GQA, RI-IST) 2. NRC의 변화 Driving Force : Industry deregulation 요구 / 의회의 압력 변화의 목표 : RIR의 지속적 심화 기존의 안전성을 유지하면서 불필요한 규제부담 감소 사업자와 규제기관 양자 모두의 Efficiency 와 Effectiveness 증가 일반 대중으로부터의 신뢰감 확보 KEPCO KEPRI

7 3. Risk-Informed Modification to 10 CFR Part 50
Status of RIR in USA 3. Risk-Informed Modification to 10 CFR Part 50 SECY (’ ) / Staff Requirement-SECY (’99.6.8) Relationship to NEI Whole-Plant Study Specific Objective of 10 CFR Part 50 Modification Health and Safety에 대한 중요성에 따라 자원 집중으로 안전성 강화 모든 규제 조치에 위험도정보를 이용할 수 있는 체계를 NRC에 제공 허가와 운전에 대한 유연성 제공을 위해 Risk Information 사용 허용 Policy Issues Voluntary or Mandatory Conformance : Voluntary Exemption for Pilot Plant : Use of Exemption MR Scope 변경: Opt. 2에 따르는 Scope개정의 첫단계로써 MR활용 Clarification of Staff Authority : Development of Guidance KEPCO KEPRI

8 RI-Part 50 Option 1 : No Change to current Part 50
Status of RIR in USA RI-Part 50 Option 1 : No Change to current Part 50 현행 Part 50 외 대체적용 (RI-RG개발 및 사업자 선택) RI-Part 50 Option 2 : ’03년부터 시행예정 (첨부 1 참조) Option 1 조치 유지 Quality 측면에서 특별조치가 필요한 SSCs에 대하여 Risk-Informed Definitions, Processes, Scope 개정안 개발 RI-Part 50 Option 3 : 현재 활발히 진행중 (첨부 2 참조) 현행 규제 요건에 risk insight를 반영하여 전면개정 Phase Ⅰ (Initial Study), Phase Ⅱ (Implementation) 로 구분 RI-Part 50에 의하여 규제 개선이 예상되는 NRC RI-Project 영역 (첨부 3 참조) RI-Part 50 개정의 우선순위 결정 (NEI) (첨부 4 참조) KEPCO KEPRI

9 4. RG 1.174 “General Guidance to Licensees”
Status of RIR in USA 4. RG “General Guidance to Licensees” Principles of Risk-Informed Integrated Decision-Making 현행 규제요건 및 심층방어 원칙에 대한 일관성 유지 심층방어 원칙 유지 및 적용을 위한 Guideline 충분한 안전여유도 유지 충분한 안전여유도 확보를 위한 Guideline CDF/LERF is acceptable but change must be small 성능 감시 프로그램 수행 Acceptance Guideline CDF Guideline : (△CDF는 /RY) LERF Guideline : (△LERF는 /RY) Treatment of Temporary Change in Risk : AOT, Shutdown CDP < 5 LERP < 510-8 KEPCO KEPRI

10 USNRC의 Acceptance Guideline(RG1,174)
Status of RIR in USA Status of RIR in USA USNRC의 Acceptance Guideline(RG1,174) CDF (/RY) △CDF (/RY) 10-5 10-4 10-6 REGION I REGIONⅡ REGION Ⅲ △LERF (/RY) 10-7 LERF (/RY) Region Ⅰ : No Change Allowed Region Ⅱ : Small Change / Track Cumulative Impact Region Ⅲ : Very small change / More Flexibility / Track Cumulative Impact KEPCO KEPRI

11 Risk-Informed Operational and Engineering Decision 핵심요소
Status of RIR in USA Risk-Informed Operational and Engineering Decision 핵심요소 전체적인 발전소 위험도 관리의 한 부분으로 안전 영향도 평가 원전 사업자에 의한 평가 및 Plant Specific PRA의 Quality Control Independent Peer Review 불확실성에 대한 적절한 고려 CLB 변경을 지원하기 위한 공학적 분석의 범주 및 품질의 적합성 based on the as built, as operated and maintained plant Review 및 Update 완료 (’ ) PRA Quality를 위한 ASME PRA Standard 사용 승인 정지/저출력 및 외부사건에 대한 지침을 포함하도록 확대 현재까지의 기술 평가 후 각각의 risk insight를 종합하여 반영 KEPCO KEPRI

12 5. RG 1.175 “Application Specific Guidance on In-service Testing”
Status of RIR in USA 5. RG “Application Specific Guidance on In-service Testing” 펌프 및 밸브 등에 대한 IST 프로그램에 위험도 반영 Comanche Peak Safety Evaluation Report ( ) 수행비용($250,000$400,000) / 절감비용 ($150,000$700,000 /yr) 1500 tests/cycle 삭제 예상 STP limited-scope RI-IST 프로그램 ('98.12∼'99.7) CCWS와 SIS에 있는 12개의 격납건물 격리 check 밸브 시험주기 현행 18개월 → App. J Option B (5년이내) SONGS full-scope RI-IST 프로그램 ('99.1∼'99.10) LSS, Safety-related 펌프 및 밸브 시험주기 6년까지 연장 Comanche Peak RI-IST 프로그램과 유사 KEPCO KEPRI

13 6. RG 1.176 “Application Specific Guidance on GQA”
Status of RIR in USA 6. RG “Application Specific Guidance on GQA” 위험도를 반영한 연구방법과 성능기반 방법론을 조합 SSCs and Activities에 대한 적절한 programmatic controls 제공 South Texas Project에서 수행 및 승인 ( ) 다른 규제요건에 의한 수행 제한으로 예상이득이 단지 10% Risk-Informed 10 CFR Part 50 modification의 원동력 NRC Letter( ) “현행 규제의 적절한 만족을 보장한다면, 위험도가 심각하지 않은 안전관련기기의 재분류는 기존의 NRC 승인없이 가능” STP는 SR-LSS와 NRS로 판명된 14개의 기기에 대하여 10 CFR Part 50 Special Treatment Requirement(EQ) 면제 요청 (‘ ) RI-Part 50 Option 2로 연결 KEPCO KEPRI

14 7. RG 1.177 “Application Specific Guidance on Tech. Spec.”
Status of RIR in USA 7. RG “Application Specific Guidance on Tech. Spec.” 현행 Tech-Spec 문제점 안전성에 대한 종합적인 영향을 고려하고 있지 않음 AOT와 STI에 대한 확실한 기술적 기반 미수립 Tech-Spec 최적화의 장점 AOT연장 및 STI 최적화로 안전성 강화 및 비용효과 실현 계획예방정비기간 단축 ( days) 10CFR50.64 (a)(4)와 관련된 rulemaking effort 지원 AOT연장 및 STI최적화 관련 다수의 CEOG/ WOG Topical Report 승인 TS Improvement beyond the AOT and STI change : 8 initiatives "Single Page" TS 개념 연구 진행중 PSA를 이용한 Configuration Risk Management Program 개발 필요 KEPCO KEPRI

15 8. RG 1.178 “Application Specific Guidance on In-service Inspection”
Status of RIR in USA 8. RG “Application Specific Guidance on In-service Inspection” 배관의 열화를 사전에 식별하기 위한 ISI 프로그램에 위험도 반영 ASME Sec.11의 Class 1,2,3 개선 필요 배관 파손에 따른 위험도가 높은 곳에 검사를 집중 위험도가 낮은 곳은 규제 완화 및 삭제 ASME Code Cases N-560(’96. 8), N-577, N-578(’97. 9) Full and Partial Scope WOG/ASME/EPRI Methodology WCAP-14572, Revision 1-NP-A, (N-577 기반) WOG RI-ISI Class 1 Piping Application Report : WCAP-15339 EPRI TR (N-578 for Class 1,2,3 기반) Partial Scope EPRI Methodology (N-560 for Class 1 piping) WOG RI-ISI Pilot Plant Results KEPCO KEPRI

16 9. Maintenance Rule (10CFR50.65) : Performance Based Rule
Status of RIR in USA 9. Maintenance Rule (10CFR50.65) : Performance Based Rule 발전소의 안전성에 중요한 영향을 미치는 SSCs는 본연의 기능이 요구될 때 그 기능이 수행될 수 있도록 유지되어야 한다 Availability와 Reliability의 균형 및 Total equipment out of service에 대한 안전성 평가 요구 MR 개정내용 (a)(3) 수정 : current non-mandatory provision for performing safety assessment (a)(4) 신설 : Configuration Assessment Requirement KEPCO KEPRI

17 Risk-Informed Technologies 개발 현황
(SECY “Status Report on the PRA Implementation Plan”, ) (SECY “Risk-Informed Regulation Implementation Plan”, ) Reactor Oversight Program 개선 NUREG-1649 대표적 개선 분야 Performance Indicator RI Baseline Inspection Process Significant Determination Process Assessment Enforcement and Information System 3 Strategic performance area Reactor Safety : 사고방지 및 사고 발생시 결말 완화 Radiation Safety : 정상 운전중 발전소 근무자 및 주민 보호 Safeguards : 발전소 파업 혹은 다른 보안상 위협으로부터 발전소 보호 KEPCO KEPRI

18 Risk-Informed Technologies 개발 현황
2.ASME PRA Standard PRA Quality Grading을 추진 PRA Quality에 따른 PRA결과의 RI-Application 적용 제한 진행중인 PRA Peer Review Program과 일치 필요성 제기 ASME-RA-S-2002로 공식 발간 참고자료 NEI “PRA Peer Review Process Guidance” DG-1122 Delta Document EPRI-PSA Application Guide KEPCO KEPRI

19 Risk-Informed Technologies 개발 현황
3. Structural Reliability Supports RPV Integrity FAVOR code 원자로 압력용기의 가압열충격(Pressurized thermal shock) 선별기준 완화를 위한 NRC/Industry 프로그램을 지원 확률론적 fracture mechanism 계산을 수행 NRC의 FAVOR code에 대한 검토 및 민감도 분석 수행 새로운 RPV embrittlement trend curve 개발 WCAP-15292 개선된 공학적 분석 및 위험도 분석 방법을 사용하여 PTS 위험도를 재평가하기 위한 NRC 프로그램에 대한 검토 진행 중 Current Status KEPCO KEPRI

20 Risk-Informed Technologies 개발 현황
4. LB LOCA Redefining and Design Basis 안전분석에 요구되는 가정사항과 design/configuration에 요구되는 요건 사이에 현행 규제상의 불일치 발생 GDC-4의 Criteria 변경 설계기준 LB LOCA 분석: Double-Ended Guillotine break를 가정 Part 50 Appendix A DEG LB LOCA의 유효성 문제 제기 PRA 결과 DEG LB LOCA의 위험 기여도는 전체 CDF의 10% Leak-Before-Break를 적용하여 가상적인 배관파열의 동적영향을 제외하도록 허용 - DEG LB LOCA 분석 불필요 규제요건은 격납건물과 ECCS 성능 및 EQ에 대하여 아직 DEG LB LOCA 분석을 요구 KEPCO KEPRI

21 Risk-Informed Technologies 개발 현황
WOG Redefining DEG LB LOCA Program 개발 현황 LB LOCA 재정의에 따라 영향을 크게 받게 되는 현행 규제요건 10CFR50.46, 10CFR50 App.A and K TS 및 기존의 미해결 issues NEI Submittal ( ) and NRC Federal Register ( ) 5. WOG RBTWG 연구 수행 현황 PSA Peer Review Certification Program RCP Seal LOCA Issue Resolution RI-TS 개선 및 AOT 개선 프로그램 개발 RI-ATWS 모델 개발 RPS 계측 계통 정기점검주기 개선 프로그램 AOV 위험도 순위결정 방법론 RI-ILRT 주기연장 KEPCO KEPRI

22 Issues for PSA Application in Korea
1. PSA Technical Issues Caution in Using PRA (from Seabrook PRA) Root Cause Analysis Operability Determination Success Criteria 및 Evaluation Design Basis Deviation 및 Design Inadequacies 초기사건 빈도 HRA 방법론 Common Cause Failure Database Aging 불확실성 분석 방법론 Online Risk Monitoring의 modeling 문제 PSA Scope : at power / shutdown / flooding / fire / 외부사건 KEPCO KEPRI

23 Issues for PSA Application in Korea
고리 3,4/영광 1,2 RPS/ESFAS 정기점검 요건완화 (과제완료) 격납건물 종합누설률 시험 주기연장 (기술지원) 위험도 정보를 활용한 배관가동중 점검부위 선정 (과제 진행중) 3. 국내원전 고유의 Database 부재 Performance 입증 및 Cost-Benefit 정량화 불가 Generic DB 사용시 Cost-Benefit 감소 신뢰도 DB , 정비/보수 DB, Cost DB 통합 필요성 기관별 DB 존재 RIR에 대응하기에는 각기 약점이 존재 KEPCO KEPRI

24 Issues for PSA Application in Korea
4. PSA Dilemma Risk-Informed Acceptance Criteria 개발 Level 3 PSA : 인구밀도 증가에 따라 위험도 지속적으로 증가 5. PSA Infrastructure (from Seabrook PRA) Good Baseline Model Trained Analyst PSA Certification and Documentation Independent Peer Review Staffing Organization KEPCO KEPRI