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신고리 4호기 터빈/발전기 부속설비 화재사건 조사결과 발표

2021.07.15 원자력안전위원회

신고리 4호기 터빈/발전기 부속설비 화재사건 조사결과 발표


□ 원자력안전위원회(위원장 엄재식, 이하 원안위)는 5월 29일 발생한 신고리 4호기 콜렉터 하우징* 내부 화재 사건에 대해 한국원자력안전기술원(원장 손재영, 이하 KINS)이 수행한 사건조사 및 안전성 확인이 마무리되었다고 밝혔습니다.

    * 콜렉터 하우징 : 발전기 회전자에 직류전원을 공급하는 전력생산 부속 설비


< 화재발생 설비 점검결과 >


□ 화재가 발생한 설비인 콜렉터 하우징 내부의 총 5개소에서 화재로 인한 손상이 확인되었습니다.


 ㅇ 발전기 회전자로 전류를 제공하는 설비인 ①콜렉터링 본체와 콜렉터링에 붙어있는 ②분배링, ③브러쉬 홀더, 콜렉터링을 지지하는 ④리깅(Rigging) 하부, ⑤발전기 축이 손상되었음을 확인하였으며,


   - 화재 진행 순서는 분배링, 브러쉬 홀더, 리깅 하부, 콜렉터링 본체, 발전기 축 방향으로 진행되었음을 확인하였습니다. (붙임1 참조)


 ㅇ 화재감식 외부전문가도 콜렉터링 및 분배링이 용융․파손된 지점에서 절연파괴로 최초 아크(Arc, 불꽃)가 발생했고, 열속(熱速)에 의해 화재가 발생한 것으로 추정하였습니다.

< 터빈 정지 및 아크 발생 원인 >


□ (터빈정지 원인) 콜렉터 하우징 내부 아크로 전력생산 부속설비 일부에 용융 및 화재가 발생하고,


 ㅇ 화재로 인해 손상된 설비의 고진동으로 터빈/발전기가 자동 정지된 것으로 확인되었습니다.


□ (아크발생 원인) 분배링 고정볼트(발전기 측 22개)의 조임력*이 제작사 작업지침서 기준값에 일부 불만족(22kgf.m, 기준값 : 24.2~27.6kgf.m) 하는 것으로 나타나,

    * 1kgf.m 조임력(Torque) : 1m 길이의 토크렌치로 1kgf의 힘을 가해 볼트를 회전시키는 조임력


 ㅇ 분배링 고정볼트 체결 미흡 → 접촉저항 증가 → 콜렉터링 내부온도 상승 → 접촉부위 용융 → 절연 저하 → 아크 발생 과정을 거쳐 아크가 발생한 것으로 평가되었습니다.


   - 관련 외부전문가도 분배링에 조임 흔적이 관찰되지 않는 부분이 있어, 설치 초기 고정볼트 조임력이 부족했던 것으로 추정하였습니다.


< 주요 안전설비 작동 및 화재 대응 적절성 >


□ (잉여증기 대기방출) 터빈정지 초기에는 증기우회제어밸브(SBCV)가 자동 개방되어 잉여증기를 복수기로 방출하였으나, 그 후 터빈밀봉증기* 압력저하로 복수기 압력이 일시적으로 증가하여 증기우회제어밸브가 자동으로 닫혔고,

    * 터빈밀봉증기 : 터빈 축(회전체)과 케이싱(고정체) 사이 간극에 증기누설 또는 외부공기 유입을 방지하기 위해 밀봉목적으로 공급하는 증기

 ㅇ 과압방지를 위해 주증기안전밸브(MSSV) 3대가 자동 개방되어 잉여증기가 대기로 방출되면서 이로 인한 개방 소음이 발생했던 것으로 확인되었습니다.


   - 그 후 주제어실 운전원이 주증기대기방출밸브(MSADV) 4대를 수동 개방하여 주증기 배관압력을 정상 복구하였습니다.


 ㅇ 다만, 터빈정지 발생 시 복수기 압력을 적절히 유지하기 위한 터빈밀봉증기압력 유지가 미흡하여, 이에 대한 개선이 필요한 것으로 확인되었습니다. (붙임2 참조)


□ (화재 대응) 한수원 화재대응 절차서에 따르면 화재발생 인지 후 외부소방대에 즉시 신고하여야 하나, 화재발생 후 자체소방대 신고(09:30)에 비해 외부소방대 신고(09:45)가 지연된 것으로 확인되었고,


 ㅇ 외부소방대 출동 시 발전소 입구 청원경찰의 안내 방법* 등이 절차서에 구체적으로 명시되지 않아 개선이 필요한 것으로 나타났습니다.

    *발전소 출입문 개방, 화재현장까지 청경 순찰차량 선두(경광봉) 안내 등



< 주요 재발방지대책 >


□ 원안위는 한수원이 이번 사건에 대한 단기 재발방지대책으로 콜렉터 하우징 내부에 연기 감지기 및 경보 신설, 운전원 현장점검 주기 단축(1회/주→1~2회/일) 및 계획예방정비 마다 콜렉터 분배링 고정볼트 조임력 등을 점검하고,


 ㅇ 터빈정지 시 터빈밀봉증기 압력을 유지할 수 있도록 터빈밀봉증기를 공급하는 절차․방법 개선 및 유사시 터빈밀봉증기 압력 확인 순서 상향조정 등의 관련 조치가 이행되었음을 확인하였습니다.


 ㅇ 또한, 중장기 재발방지대책으로 고지능형 CCTV를 활용하여 원전종합상황실과 발전소 주제어실에서 화재징후를 상시 감시하고 콜렉터 관련 설비에 대한 예방정비기준 개발을 추진하며,


   - 화재 발생 시 한수원 자체소방대 신고와 동시에 외부소방대에도 신고하고, 외부소방대 출동 시 신속하게 발전소에 진입할 수 있도록 관련 절차서를 개정할 계획임을 확인하였습니다.



< 향후 계획 >


□ 원안위는 한수원이 신고리4호기의 터빈 베어링 설비조립 등 정비작업을 완료(7월말 예상)하면 발전소 안전성 확인 후 재가동을 승인하고,


 ㅇ 한수원이 수립한 재발방지대책 이행을 지속적으로 점검할 예정입니다.

"이 자료는 원자력안전위원회의 보도자료를 전재하여 제공함을 알려드립니다."

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