Small Break LOCA Analysis for RCP Trip Strategy for YGN 3&4 Emergency Procedure Guidelines

영광3, 4호기 비상운전지침용 원자로냉각재펌프 정지전략을 위한 소형냉각재상실사고 분석

A continued operation of RCPs during a certain small break LOCA may increase unnecessary inventory loss from the RCS causing a severe core uncovery which might lead to a fuel failure. After TMI-2 accident, the CEOG developed RCP trip strategy called “Trip-Two/Leave-Two” (T2/L2) in response to NRC requests and incorporated it in the generic EPG for CE plants. The T2/L2 RCP trip strategy consists of tripping the first two RCPs on low RCS pressure and then tripping the remaining two RCPs if a LOCA has occurred. This analysis determines the RCP trip setpoint and demonstrates the safe operational aspects of RCP trip strategy during a small break LOCA for YGN 3&4. The trip setpoint of the first too RCPs for YGN 3&4 is calculated to be 1775 psia in pressurizer pressure based on the limiting small break LOCA with 0.15 ft$^2$ break size in the hot leg. The analysis results show that YGN 3&4 can maintain the core coolability even if the operator fails to trip the second too RCPs or trips at worst time. Also, the YGN 3&4 RCP trip strategy demonstrates that both the 10 CFR 50.46 requirements on PCT and the ANSI standards 58.8 requirements on operator action time can be satisfied with enough margin. Therefore, it is concluded that the T2/L2 RCP trip strategy with a trip setpoint of 1775 psia for YGN 3&4 can provide improved operator guidance for the RCP operation during accidents.

소형냉각재 상실사고시 원자로냉각재펌프( RCP )의 지속적인 운전은 원자로냉각재의 불필요한 누출을 초래하여 심각한 노심노출 및 이에따른 핵연료 손상을 야기시킬 수 있다. TMI 사고 후 미국 NRC의 요구에 따라 CE형 발전소 사용자 단체에서는 “T2/L2”라는 RCP 트립전략을 개발하여 CE형 발전소에 적용 가능토록 일반비상운전지침서에 반영하였다. 상기 T2/L2 RCP 트립전략은 사고후 원자로 냉각재 계통의 압력이 감소하여 RCP 트립설정치에 도달하면 처음 두대의 RCP를 우선 정지시키고, 사고가 LOCA임이 확인되면 나머지 두대의 RCP를 정지시키는 방식을 채택하고 있다. 본 논문에서는 영광3, 4호기의 RCP 트립설정치를 분석, 선정하고 T2/L2 전략의 안전운전양상을 입증하였다 분석결과, 최악의 파단크기로 밝혀진 0.15 ft$^2$의 고온관 파단 LOCA 영광3, 4호기 RCP 트립설정치는 가압기 압력 1775 psia로 나타났으며, 운전원이 마지막 두대의 RCP를 트립시키지 못하였을 경우 혹은 최악의 시점에서 정지시켰을 경우에도 영광3, 4호기의 노심냉각능력은 확보될 수 있음이 확인되었다. 또한 영광3, 4호기의 RCP 트립전략은 미국 NRC가 요구하는 최대 핵연료피복재온도 관점에서의 10 CFR 50.46 요구조건과 운전원 조치시간 관점에서의 ANSI 58.8 요구조건도 충분히 만족함이 판명되었다 따라서, 1775 psia의 RCP 트립설정치를 사용한 영광3, 4호기의 T2/L2 RCP 트립전략은 사고시 운전원에게 향상된 운전지침을 제공할 수 있을 것으로 판단된다.