Earticle

초록

영어

Purpose: The purpose is to analyze the impact of installing firewalls within the nuclear power plant’s control room on preventing fire spread, ensuring the survivability of critical equipment, and securing worker habitability. Method: CFD analysis was performed applying the cabinet fire scenario presented in NUREG-1934. The primary analysis examined thermal characteristics based on the separation distance between the fire source and the fire barrier. The secondary analysis quantitatively compared and evaluated temperature and radiation flux changes for equipment (opposite cabinets) and personnel within the actual MCR configuration, varying with the presence or absence of a fire barrier. Result: Primary analysis results showed that the firewall temperature decreased linearly with distance, but the radiation rate decreased sharply and nonlinearly due to its physical characteristic of being inversely proportional to the square of the distance. This confirmed that installation within 1 meter is most effective for blocking radiant heat. In the secondary analysis L1 (Equipment Survivability) scenario, the firewall reduced the maximum temperature of the ‘opposite cabinet’ by over 87%. In the L2 (operator Habitability) scenario, installing the firewall reduced the average radiation rate by 94%, confirming effective operator protection. Conclusion: Physical fire barriers have been quantitatively proven to play a decisive role in effectively blocking radiant heat transfer during MCR fires at nuclear power plants, thereby preventing the horizontal spread of fire and ensuring the habitability necessary for operators to perform safe shutdown operations.

한국어

연구목적: 원전 주제어실 내 방화벽의 설치가 화재 확산 방지, 핵심 기기 생존성 및 작업자 거주성 확보 에 미치는 영향을 분석하고자 한다. 연구방법: NUREG-1934에서 제시하는 캐비닛 화재 시나리오를 적 용하여 CFD를 수행하였다. 1차 해석에서는 화원과 방화벽 간 이격 거리에 따른 열적 특성을 분석하였 으며, 2차 해석에서는 실제 MCR 형상 내에서 방화벽 유/무에 따른 기기(마주보는 캐비닛) 및 작업자의 온도와 복사열유속 변화를 정량적으로 비교 평가하였다. 연구결과: 1차 해석 결과, 방화벽의 온도는 거 리에 비례하여 선형적으로 감소하였으나, 복사열유속은 거리의 제곱에 반비례하는 물리적 특성으로 인해 비선형적으로 급격히 감소하여, 1m 이내 근접 설치가 복사열 차단에 가장 효과적임을 확인하였다. 2차 해석 L1(기기 생존성) 시나리오에서 방화벽은 ‘마주보는 캐비닛’의 최대 온도를 87% 이상 저감시켰다. L2(작업자 거주성) 시나리오 에서는 방화벽 설치시 평균 복사열유속이 94% 감소하여 작업자을 효과적으로 보호함을 확인하였다. 결론: 방화벽은 원전 MCR 화재 시 복 사열 전달을 효과적으로 차단하여 화재의 수평적 확산을 방지하고, 작업자가 안전정지 조작을 수행할 수 있는 거주성을 확보하는 데 결정적 인 역할을 수행함을 정량적으로 확인하였다.

목차

ABSTRACT
요약
서론
본론
수치해석 방법
열전달 및 복사 모델
해석 형상 및 경계 조건
해석 결과
1차 해석 : 방화벽 이격 거리에 따른 열전달 특성 분석
2차 해석 : MCR 시나리오 기반 방화벽 성능 정량 평가
고찰
열전달 메커니즘 해석: 선형적 대류 및 비선형적 복사 열유속에 대한 해석
기기 생존성과 화재 PSA의 의미
작업자 거주성(Operator Habitability) 확보의 결정적 역할
결론
연구 종합 고찰
Acknowledgement
References

저자

• 박계원 [ Kye-Won Park | Principal Researcher, Risk Safety Research Center, Fire Insurers Laboratories of Korea, Yeoju, Republic of Korea ]
• 윤가영 [ Ga-Yeong Yoon | Research Fellow, Risk Safety Research Center, Fire Insurers Laboratories of Korea, Yeoju, Republic of Korea ] Corresponding Author
• 김완수 [ Wan-Soo Kim | Director, Technical support team, Maven CO. Sungnam, Republic of Korea ]
• 최두찬 [ Doo-Chan Choi | Chief Executive Officer, KF UBIS Co., Ltd, Seoul, Republic of Korea ]

참고문헌