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공기정화계통 관련 설비 규제기준에<br />
대한 이해<br />
2012년 8월 일<br />
김 홍 태<br />
한국원자력안전기술원<br />
2012 KEPIC-WEEK
목<br />
차<br />
1. 서 론<br />
2. 새로운 기술기준의 확대 적용<br />
3. 공기정화계통 설계시 코드 적용<br />
4. HEPA 및 MEDIUM Filter 재질<br />
5. 규제방향<br />
2012 KEPIC-WEEK<br />
2
1. 서 론<br />
최신판 Reg. Guide 1.52/1.140 원전<br />
전면 적용<br />
– 장.단점에 대한 이해 공유<br />
- 신고리 3,4 최초로 설계시부터 적용<br />
Reg. Guide 1.52 /1.140 과 관련 Code 상이<br />
- 규제시 보수적 기준 적용<br />
- AG-1, ASME N509, ASHRAE, ASTM 등<br />
HEPA 및 MEDIUM FILTER 난연성 재료<br />
사용<br />
- 위반사례 다수 발생<br />
2012 KEPIC-WEEK<br />
3
2. 새로운 기술기준의 확대 적용<br />
Reg. Guide 1.52 및 1.140 2001년판<br />
전 원전 적용<br />
한수원의 운영기술지침서 및 경미사항<br />
변경 요청으로 전 원전 적용<br />
신고리 3,4 최초로 설계시부터 적용<br />
기존 Reg. Guide와 개정판의 장.단점 이<br />
해 필요<br />
2012 KEPIC-WEEK<br />
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기술기준<br />
정상계통: “Design, Inspection, and Testing Criteria for Air<br />
Filtration and Adsorption Units of Normal Atmosphere Cleanup<br />
System in LWR”<br />
- Reg. Guide 1.140 version 1 (1979) : 기존원전적용(X)<br />
- Reg. Guide 1.140 version 2 (2001) : 2011년부터 전 원전 적용<br />
비상계통(ESF): “Design, Inspection, and Testing Criteria for Air<br />
Filtration and Adsorption Units of Post Accident ESF Atmosphere<br />
Cleanup System in LWR”<br />
- Reg. Guide 1.52 version 2 (1978) : 기존원전적용(X)<br />
- Reg. Guide 1.52 version 3 (2001) : 2011년부터 전 원전 적용<br />
2012 KEPIC-WEEK<br />
5
Reg. Guide 1.52 (ESF)의 변경 사항<br />
항목 Reg. Guide 1.52<br />
(1978)<br />
Reg. Guide 1.52<br />
(2001)<br />
비고<br />
(원전적용여부)<br />
추적기체<br />
DOP (Dioctyl<br />
Phthalate)<br />
Halide (R-11)<br />
대체물질 조건부<br />
허용<br />
공공건강을 고려 성능<br />
검증 후 조건부 허용<br />
고려(PAO 등)<br />
운전가능성 시험<br />
주기<br />
10시간<br />
(Heaters on)<br />
최소한 15분<br />
(Heaters on)<br />
적용<br />
활성탄 성능<br />
시험 조건<br />
Methyl/Elem.<br />
Iodide<br />
Methyl Iodide<br />
30℃, 95%RH조건<br />
적용<br />
성능시험<br />
시험주기<br />
18 개월 24개월<br />
적용불가(우리 원전<br />
OH주기 18개월)<br />
활성탄 Lab Test<br />
2”(99%),<br />
4”(99.825%)<br />
2”(97.5), 4”(99.5%) 적용<br />
2012 KEPIC-WEEK<br />
6
Reg. Guide 1.140(정상계통) 변경 사항<br />
항목 Reg. Guide 1.140<br />
(1979,rev 1)<br />
Reg. Guide 1.140<br />
(2001,rev 2)<br />
비고<br />
(원전적용여부)<br />
추적기체<br />
DOP (Dioctyl<br />
Phthalate)<br />
Halide (R-11)<br />
대체물질 조건부 허<br />
용<br />
공공건강을 고려 성능<br />
검증 후 조건부 허용<br />
고려(PAO 등)<br />
활성탄 성능 시<br />
험 조건<br />
Methyl/Elem.<br />
Iodide<br />
Methyl Iodide<br />
30℃, 95%RH조건<br />
적용<br />
시험주기 18개월 24개월<br />
적용불가(우리 원전<br />
OH주기 18개월)<br />
활성탄 Lab Test<br />
2”/4”(90%),<br />
6”(99%)<br />
2”(95%), 4”(99%) 적용<br />
2012 KEPIC-WEEK<br />
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Reg. Guide 1.52/1.140(2001) 문제점<br />
POST-Filter<br />
- HEPA or MEDIUM Filter(95%)<br />
> 95% Medium Filter 생산품 없음 <br />
- 현장 성능시험 할 필요 없음(적용불가)<br />
> 현장 성능시험이 필요치 않다면 Medium Filter가<br />
95% 성능을 발휘하는지 확인할 수 없음.<br />
> POST Filter를 설치하지 않는 것과 다를 바 없음.<br />
활성탄 흡착효율시험<br />
- I 2 시험 ASTM D3803에 따라 수행<br />
(AG-1,KEPIC 모두 같게 기술됨)<br />
> ASTM D3803은 CH 3 I 시험법만 기술<br />
- 비상계통 2” Bed 97.5%(Reg. Guide 1.52)<br />
신탄 97%(KEPIC, AG-1 FF-5221)<br />
2012 KEPIC-WEEK<br />
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Reg. Guide 2001 장.단점<br />
장점<br />
- 운전가능시험 시간 단축(10시간-15분)<br />
- 추적기체 대체물질 적용(PAO 등)<br />
- 활성탄 흡착효율 기준 상향조정 보수성<br />
증진<br />
단점<br />
- 정상계통 흡착효율 너무 보수적임<br />
폐활성탄 폐기물 대량 발생 필연<br />
2012 KEPIC-WEEK<br />
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3. 공기정화계통 설계시 코드 적용<br />
여과기 뱅크 제작시 문제점<br />
- 뱅크크기는 30,000 cfm 이하(Reg. Guide 1.52/1.140)<br />
- 30,000 cfm 초과시 문제점<br />
> 기형적인 뱅크모양 설계<br />
신고리1,2 및 신월1,2 복합건물(39,500Cfm)<br />
> 뱅크 내 지역별 균일한 공기분포 및<br />
Air-Aerosol Mixing 확보 곤란<br />
> 성능시험 불합격시 폐기물 대량 발생<br />
> 보수나 필터교체시 장시간 소요-작업자 피폭량 증가<br />
> 신고리 3.4의 경우 작업공간 매우 협소<br />
- 풍량이 클 경우 뱅크를 2-3개로 분리 제작 문제 해소<br />
2012 KEPIC-WEEK<br />
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기형적인 뱅크 형태<br />
2012 KEPIC-WEEK<br />
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활성탄베드 검증보고서<br />
- AG-1이나 KEPIC Code 적용 전에는 없었던 기준임<br />
- Reg. Guide 1.52/1.140(2001) 및 KEPIC Code를<br />
설계에 적용한 신고리 3,4 부터 적용<br />
- KEPIC,AG-1 FE5600 DESIGN QUALIFICATION<br />
> FE-5610 Functional Design Qualification<br />
APP. FE-IV 에 따라 수행<br />
> FE-5620 Filling Method Qualification<br />
APP. FE-III 에 따라 수행<br />
2012 KEPIC-WEEK<br />
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MEDIUM FILTER 성능검증<br />
- UL 900 및 ASHRAE 52 에 따른 검증(ASME N509 5.3)<br />
- AG-1, KEPIC FB-5000 INSPECTION AND TESTING<br />
> ANSI/ASHRAE 52.1 에 따라 효율 및 성능검증<br />
* ASHRAE 52.1 은 폐기되고 1999년 부터 52.2 만 존재함<br />
* AG-1, KEPIC FB-5000은 ASHRAE 52.2 로 정정해야 함<br />
> ASHRAE 52.1 에 의한 비색법(Dust Spot Test)으로는<br />
70%이상의 고효율 Medium Filter에 대한 변별력 없음<br />
2012 KEPIC-WEEK<br />
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MEDIUM FILTER 성능검증(계속)<br />
- ANSI/ASHRAE 52.1 과 52.2 의 차이<br />
> ASHRAE 52.1 비색법 - 시험입자 구별 없음<br />
* 약 7.7 μm 입자 사용 – 이 크기의 입자로는 70-98%<br />
Medium Filter 구별할 수 없음<br />
> ASHRAE 52.2 MERV(Minimum Eff. Reporting Value)법 -<br />
시험입자 크기에 따른 효율 적용<br />
* 입자크기(μm) ; 0.3-1/ 1-3/ 3-10/ 3개의 구간으로 분류<br />
각 구간 4개의 입자크기 별로 6번 시험 후 효율 평가<br />
2012 KEPIC-WEEK<br />
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MEDIUM FILTER 성능검증(계속)<br />
2012 KEPIC-WEEK<br />
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MEDIUM FILTER 성능검증(계속)<br />
2012 KEPIC-WEEK<br />
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MEDIUM FILTER 성능검증(계속)<br />
ASHRAE HANDBOOK(2nd. Ed. 1978)<br />
2012 KEPIC-WEEK<br />
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MEDIUM FILTER 성능검증(계속)<br />
- ASHRAE HANDBOOK(2nd. Ed. 1978) 에서 보듯이<br />
Medium Filter 효율은 DOP test로 확인 가능함.<br />
Ex1) Dust Spot Eff. 90% DOP Eff. 75%<br />
(ASHRAE 52.2 Table 12-1 MERV 값(14등급,<br />
입자크기 0.3-1.0 μm 효율 75%-85%와 일치함)<br />
Ex2) Dust Spot Eff. 95% DOP Eff. 85%<br />
(ASHRAE 52.2 Table 12-1 MERV 값(15등급,<br />
입자크기 0.3-1.0 μm 효율 85%-95%와 일치함)<br />
- DOP 입자크기(ASME N509)<br />
> 3.0 μm 이하 99% / 0.7 μm 이하 50% / 0.4 μm 이하 10%<br />
- MEDIUM Filter 검증기관 없음(KOLAS 인증기관 없음)<br />
> DOP Test 로 검증 대체할 수 있음<br />
2012 KEPIC-WEEK<br />
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MEDIUM FILTER 성능검증(계속)<br />
- POST HEPA Filter의 현장 누설시험기준<br />
> 상기 Ex2) 에 따라 DOP 로 Test 시 95% Medium<br />
Filter 기준인 85%를 기준으로 하향 조정해야 할 것<br />
으로 판단<br />
> POST Filter 를 HEPA Filter 로 할 경우(신고리3,4<br />
제외한 전발전소 적용하고 있음) 현장 누설시험기준<br />
을 85%로 함으로서 수명기간 동안 거의 필터교체<br />
없을 것으로 판단<br />
> 막대한 폐기물 처분비용 절감<br />
2012 KEPIC-WEEK<br />
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공기정화계통 설계시 작업공간 확보<br />
- ASME N509 4.8 Maintainability Criteria<br />
> 외벽과 하우징 사이 4 ft 이상<br />
> 하우징 door 나 hatch 근처 공간 4x7 ft 이상<br />
> 보수,검사 및 시험 위한 내부 뱅크 사이 3 ft 이상<br />
> 설치나 검사 위한 하우징 상부 공간 18 in. 이상<br />
- 신고리3,4의 경우, 너무 Copact한 설계때문에 작업공간<br />
확보를 위한 본 요건을 등한시 함<br />
- 후속기부터는 철저히 규제할 것임<br />
2012 KEPIC-WEEK<br />
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매니폴더 설치(ASME N509 App. C)<br />
- 시료취용과 추적기체 분사용을 구분하여 제작<br />
- 시료채취용((ASME N509 App. D)<br />
> 전단 HEPA필터 상,하류<br />
> 후단 HEPA필터 하류<br />
- 추적기체 분무용<br />
> 활성탄흡착기 하류<br />
- 매니폴더 설계에 대한 이해 부족<br />
- 현장에 설치 전에 공장에서 적합성을 검증<br />
2012 KEPIC-WEEK<br />
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시료채취용 매니폴더<br />
2012 KEPIC-WEEK<br />
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추적기체 분무용 매니폴더<br />
2012 KEPIC-WEEK<br />
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4. HEPA 및 MEDIUM Filter 재질<br />
필터의 구성품 재질은 모두 난연성 필수<br />
- 여재, 가스킷, 접착제 등<br />
- 난연성 요건은 산업용, 원자력용 모두 해당됨<br />
- 접착제의 요건 ; 자기소화성을 갖추어야 함<br />
화염시험 기준 (Spot Flame Test)<br />
- KEPIC/ASME FC5160<br />
> 1750 ℉±50 ℉(955 ℃ ±25 ℃)인 화염<br />
5분 분사<br />
> 화염제거시 5초 내 필터 하류 소화<br />
- UL586 ; 2초 이내 꺼질 것<br />
- UL900 ; 타는 물질 아니어야 함<br />
화염 제거 시 불타지 않아야 함<br />
2012 KEPIC-WEEK<br />
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접착제 기준<br />
KEPIC FC 3150 접착제(2000년 판)<br />
여재의 연결, 개스킷과 필터 프레임의 접착, 그리고 필<br />
터 팩 또는 보호판과 프레임의 밀봉에 사용되는 접착<br />
제는 FC 5160 또는 UL-586의 국부 화염시험(spot<br />
flame test)에 따라서 시험한 증거로 자기소화성이 있<br />
어야 한다<br />
ASME AG-1 FC 3150 ADHESIVE(2009년 판)<br />
Adhesive used to fasten gaskets to filter case, and<br />
seal the filter pack or faceguards to the case, shall<br />
be self-extinguishing<br />
2012 KEPIC-WEEK<br />
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현장 규제사례<br />
- 여재는 유리섬유라 모두 불연성<br />
- 가스킷이 가연성인 경우<br />
- 가스킷이 난연성<br />
> 양면 테이프 나 본드가 가연성<br />
- 접착제<br />
> 가연성인 경우 많이 발견됨<br />
> 성적서 검증시험 제품과 현장 납품<br />
제품이 다르다<br />
- HEPA 및 MEDIUM Filter 동일한 사례 발생<br />
- 화염시험요건과 재질의 난연성(자기소화성)<br />
요건은 별개의 요건임 (모두 만족 요함)<br />
2012 KEPIC-WEEK<br />
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5. 규제방향<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
최신 기준(Reg Guide 1.52/1.140) 는 몇가지 적용<br />
에 문제 있음<br />
> 문제가 있는 부분은 보수적으로 적용<br />
설계시 KEPIC MH/AG1/N509/ASHRAE Code 준수<br />
- 여과기 뱅크 설계시 코드 준수<br />
> 풍량 및 매니폴더 등 부속품<br />
> 활성탄 검증보고서<br />
> MEDIUM Filter ASHRAE 52.2 준수<br />
> 공기정화기 설계시 작업공간 확보<br />
HEPA/MEDIUM Filter 재질 요건 준수<br />
- 특히 난연성 요건은 매우 중요함<br />
공기정화계통 기술기준 고시화 필요<br />
2012 KEPIC-WEEK<br />
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