원자력발전소 주제어실 화재 시 공조모드가 배연성능 및 거주성에 미치는 영향 분석

• 영문명: Effect of the HVAC Conditions on the Smoke Ventilation Performance and Habitability for a Main Control Room Fire in Nuclear Power Plant
• 발행기관: 한국화재소방학회
• 저자명: 김범규(Kim, Beom-Gyu) 임혁순(Lim, Heok-Soon) 이영승(Lee, Young-Seung) 김명수(Kim, Myung-Su)
• 간행물 정보: 『한국화재소방학회논문지』Vol.30 No.5, 74~81쪽, 전체 8쪽
• 주제분류: 공학 > 공학일반
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2016.10.30

국문 초록

본 연구의 목적은 원자력발전소 주제어실 화재시 운전원의 거주성을 평가하는 것이다. 운전원의 거주성 분석을 위해 FDS v.6.0을 사용하였으며 이를 통해 주제어실 화재 시 배연성능과 운전원의 거주성에 있어 도출되는 문제점을 확인하였다. 본 연구에서는 공조환기설비의 운전조건을 핵심변수로 지정하고 그에 따라 3가지 시나리오로 분류하였다. 수치해석결과, Case 1(공조설비 작동시)의 경우가 연기온도, 복사열, 광학밀도 및 연기층높이에 의한 영향이 가장 심각한 것으로 나타났다. 이에 반해, Case 2(공조설비 미작동시)와 Case 3(공조설비 미작동시 풍량 1.5배 증가 시)는 Case 1보다 더 안전한 것으로 나타났다. 약 820초경 연기온도를 확인한 결과, Case 1이 Case 2와 Case 3보다 약 63% 정도 더 높게 나타났다. 복사열에 의한 영향도 Case 1에서 가장 높게 나타나, Case 2 및 Case 3와는 최대 약 68% 이상의 차이를 보였다. 분석결과를 통해, 주제어실의 공조환기설비는 배연성능에 큰 영향을 미쳐 운전원 거주안전을 지키기 위한 주요 인자인 것을 확인하였다. 다만, 급기구와 배연구가 천정부에 동시에 설치되어 있어 Case 2와 Case 3의 경우 연기층높이에 있어 불연속적 패턴을 나타냈다.

영문 초록

This study evaluated the habitability of operators for main control room fires in nuclear power plants. Fire modeling (FDS v.6.0) was utilized for a fire safety assessment so that it could determine the performance of the smoke ventilation and operator habitability with the main control room. For this study, it categorized fire scenarios into three cases depending on the conditions in the HVAC system. As a result of fire modelling, it showed that Case 1 (with HVAC) would give rise to the worst situation associated with the absolute temperature, radiative heat flux, optical density, and smoke layer height as deliberating the habitability and smoke ventilation. On the other hand, it showed that Cases 2 (w/o HVAC) and 3 can maintain much safer situations than Case 1. In the case of temperature at 820 s, Cases 2 and 3 were up to approximately 63% greater than Case 1 in the wake of ignition. In addition, the influence of radiative heat flux of Case 1 was even larger than Cases 2 and 3. That is, the radiative heat fluxes of Cases 2 and 3 were approximately 68% higher than Case 1. Furthermore, when it comes to considering the optical density, Case 1 was approximately 93% greater than Cases 2 and 3. Accordingly, it expected that the HVAC system can influence a the performance on the smoke ventilation that can be sustainable for operator habitability. On the other hand, it revealed an inconsecutive pattern for the smoke layer height of Cases 2 and 3 because supply vents and exhaust vents were installed within the same surface.

키워드

FDS v.6.0 HVAC Habitability Main control room Smoke ventilation