KR20160035361A - 원전사고 통합 대응 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 원전사고에 통합적으로 대응할 수 있는 시스템에 관한 것으로서, 원전사고의 종류 및 환경을 변수로 사고 시나리오를 생성하고 비상대응절차를 수립하며, 사고 시나리오에 따른 의사결정을 지원할 수 있는 비상대응방안을 제공한다. 또한, 소외 위험도 평가뿐만 아니라 소내 위험도 평가를 통해 소내 방재요원의 피폭한계치를 산정하고 작업량을 설정함으로써 소내 방재요원의 안전을 지원할 수 있도록 한다.

Description

원전사고 통합 대응 시스템 {NUCLEAR POWER PLANT ACCIDENT INTEGRATED ACTION SYSTEM}
본 발명은 원자력발전소의 사고 발생에 대응하는 원전사고 통합 대응 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로는, 원전 사고 발생시 방사성 물질의 누출을 탐지하고 방사성 물질의 확산을 방지하면서 사고의 영향을 최소화하는 원전사고 통합 대응 시스템에 관한 것이다.
원자력발전소에 사고가 발생할 경우 빠른 대응을 위해 원전의 상태, 사고 정도 및 주변 기상 상황 등을 담당자에게 신속하고 정확하게 전달하고 담당자가 적절한 결정을 내릴 수 있도록 도와주어야 하므로, 원전사고에 대응하기 위한 시스템이 필요하다.
종래 원전사고에 대응하기 위한 시스템으로는 정부가 운영하는 국가원자력재난관리시스템과 사업자가 자체 개발한 주민 예상 피폭선량 평가 프로그램이 있다.
도 1은 종래 운영 중인 국가원자력재난관리시스템의 구성을 나타낸 것으로서, 각 구성이 수행하는 기능은 다음과 같다.
- 원전안전정보망: 각 원전으로부터 필수 안전변수 실시간 수집
- 방사능방재기상정보망: 방사성 물질의 대기 중 이동 및 영향평가를 위한 입력 자료
- 국가 환경방사선 자동감시망: 전국 지방 방사능측정소 및 원전주변 환경방사선 실시간 감시
- 자동정보인지 시스템: 이상수치 값을 관리하여 비상대책요원에게 자동으로 조기 통보
- 방사선원항평가시스템: 감시정보를 종합평가할 수 있는 On-Line 전산화 시스템
- 방사선피폭영향평가시스템: 방사성 물질의 이동경로, 확산범위, 예상 피폭선량 등을 예측
- 방재대응 지리정보 시스템: 원전 주변에 대한 지리정보 및 사회 환경 정보
- 비상대응 정보교환 시스템: 방재유관기관 간에 상황정보 및 조치내용 정보 신속하게 공유
종래의 국가원자력재난관리시스템은 국내 21개소 원전의 온도, 압력, 전원 공급 상황, 발전소 주변의 풍향, 풍속 등 2천~3천여 가지 정보를 데이터 전용선을 통해 15초마다 수집하고 분석한다. 그리고 평상시에는 원자력발전소의 안전운영을 실시간으로 감시하고, 비상시에는 사고 상황을 신속하게 파악해 미래창조과학부와 한국원자력안전기술원 방재대응 직원들에게 문자 메시지를 전달한다.
그러나 종래의 국가원자력재난관리시스템은 사고 감지 위주로만 구성되어 있어 사고 발생시 비상대응에 대한 해결책은 제시하지 못하고 있다.
따라서 종래의 국가원자력재난관리시스템은 방사성 물질의 누출 방지를 위한 방법에 대한 지원 부재, 방사성 물질 누출 방지를 통한 확산방지 기법의 부재, 소내 위험도 평가가 없어 사고시 소내 방재요원에 대한 안전 지원의 부재, 기설치된 센서 및 감지시스템만을 이용하여 방사성 물질 누출시 사각지대 존재, 그리고 결정권자가 사고 대처에 대하여 결정을 내릴 때 우선순위에 대한 정보의 부족과 같은 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여, 소내 위험도 평가를 통해 평상시 재난 사고 모의 및 소내 방재요원 관리에 사용하고 비상시에는 결정권자의 의사결정을 지원할 수 있는 원전사고 통합 대응 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일면에 따르면, 방사성물질 누출에 대응한 비상대응매뉴얼을 구축하는 비상대응절차수립모듈; 및 방사선원 분석 및 방사선량 산출을 통해 대기확산 모델링을 하고 소내 및 소외의 방사능 위험수준을 평가하며, 상기 대기확산 모델링 및 상기 방사능 위험수준에 따라 상기 비상대응매뉴얼을 선택하는 원전사고영향분석평가모듈을 포함하는 원전사고 통합 대응 시스템을 제공한다.
상기 원전사고영향분석평가모듈은, 상기 대기확산 모델링 및 상기 방사능 위험수준에 따라 상기 비상대응매뉴얼의 종류 및 순서를 결정하고 결정된 비상대응매뉴얼의 종류 및 순서에 관한 정보를 제공한다.
상기 원전사고영향분석평가모듈은, 상기 소내의 방사능 위험수준에 기초하여 소내 방재요원의 피폭한계량을 산정하고 상기 산정된 피폭한계량에 따라 상기 소내 방재요원의 작업 한계치를 설정하며, 상기 소내의 방사능 위험수준에 기초하여 소내 방재요원의 대피 여부를 결정한다.
상기 원전사고영향분석평가모듈은, 상기 소외의 방사능 위험수준이 일정 수준 이상이면 상기 대기확산 모델링에 기초하여 주민 대피로를 생성한다.
상기 원전사고영향분석평가모듈은, 평상시 원전사고의 종류 및 환경에 따라 사고 시나리오를 생성하고 상기 생성된 사고 시나리오를 기반으로 원전사고 대비 모의훈련을 수행하며, 원전사고 발생시 원전사고의 종류 및 환경에 따라 사고 시나리오를 생성하고 상기 생성된 사고 시나리오를 기반으로 상기 비상대응매뉴얼을 선택한다.
본 발명은 원전 사고 발생시 우선순위에 따른 대응방법 및 대응방법의 순서를 제공하여 의사결정을 지원하고, 소내 위험도 평가를 통해 소내 방재요원을 위한 피폭한계치를 산정하고 작업량을 산출하여 소내 방재요원의 안전을 지원한다.
도 1은 종래의 국가원자력재난관리시스템의 구성을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 원전사고 통합 대응 시스템의 구조를 나타낸 블록도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 원전사고 통합 대응 시스템이 수행하는 원전사고 통합 대응 과정을 나타낸 흐름도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 원전사고 통합 대응 시스템의 사고 시나리오 설정 화면을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 원전사고 통합 대응 시스템이 제공하는 소내/소외 위험지도 화면을 나타낸 도면.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다.
한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자에 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가함을 배제하지 않는다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 원전사고 통합 대응 시스템을 나타낸 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 원전사고 통합 대응 시스템(100)은 애플리케이션모듈(110), 데이터분석검증모듈(120), 데이터저장관리모듈(130) 및 외부접속인터페이스모듈(140)을 포함한다.
애플리케이션모듈(110)은 외부로 표출하는 방법에 관한 것으로서 전체 시스템의 외향이 된다. 데이터분석검증모듈(120)은 원전사고 통합 대응 시스템(100)의 핵심 모듈로서 각 원전 및 원전주변의 데이터와 비상대응 절차 및 원전 사고 영향 분석 및 평가를 수행한다. 데이터저장관리모듈(130)은 입출력 데이터를 관리하며, 외부접속인터페이스모듈(140)은 외부장치(200) 및 외부DB(210)와의 연결을 수행한다.
애플리케이션모듈(110)은 데이터 모니터링, 사고영향 표출, 비상대응 수립, 상황전파 애플리케이션으로 구성된다.
데이터 모니터링 애플리케이션은 원전 및 원전주변 환경을 실시간으로 감시하고, 사고영향 표출 애플리케이션은 사고시 주변 환경 변수들을 계산하여 사고영향을 표출하며, 비상대응 수립 애플리케이션은 사고시 비상 대응 절차 및 대응 방법을 수립한다. 그리고 상황전파 애플리케이션은 사고시 유관기관 및 소내 방재요원에게 상황을 전파한다.
데이터분석검증모듈(120)은 원전공간정보화모듈(121), 비상대응절차수립모듈(122) 및 원전사고영향분석평가모듈(123)로 구성될 수 있다.
원전공간정보화모듈(121)은 원전 소외/소내 GIS 정보 및 원전 설비/건물 도면 등에 관한 정보를 포함한다. 전국 전 지역을 표현할 수 있고 주요 지번 검색이 가능한 GIS 모듈일 수 있다.
비상대응절차수립모듈(122)은 사고 상황에 따라 적정 시스템을 지원하기 위한 적용방안을 수립하고 이를 기반을 비상대응매뉴얼을 구축한다.
방사성 물질 누출시 확산을 방지하기 위한 적정 시스템을 지원하기 위해 격납건물 파손 후 누출되는 방사선원 포획, 물리적 방호막 설치 또는 공기 중 흡입 등의 기술들이 비상대응매뉴얼에 포함된다.
원전사고영향분석평가모듈(123)은 사고시 방사선원 분석 및 방사선량 산출을 통해 대기확산 모델링을 하여 소내/소외 방사능 위험수준을 평가한다. 또한 해당 데이터를 기반으로 원전사고 대응 방안을 평가한다.
원전사고영향분석평가모듈(123)은 원전사고의 종류 및 환경을 변수로 입력받아 사고 시나리오를 생성하며 도 4가 원전사고의 종류 및 환경을 변수로 입력하는 화면의 실시예를 나타낸 것이다.
원전사고영향분석평가모듈(123)은 평상시 원전사고의 종류 및 환경에 따라 사고 시나리오를 설정하고 생성된 시나리오를 기반으로 주변 환경과의 연계를 통해 방사선원 및 방사선량 대기확산 등을 평가하여 사고 대비 모의 훈련을 수행한다. 또한, 사고시 실제 원전사고의 종류 및 환경을 변수로 입력하여 생성된 시나리오를 기반으로 가장 적합한 대응방안을 신속하게 산출하여 사고를 처리한다.
원전사고영향분석평가모듈(123)은 기상청 DB, 환경청 DB, 통계청 DB 및 주변 환경을 기반으로 하여 넓은 범위의 방사성 물질의 대기확산 모델링을 한다.
원전사고영향분석평가모듈(123)은 대기확산 모델링을 수행하고 소내/소외의 방사능 위험수준을 평가한다.
구체적으로, 소내의 경우 발전소 각 설비에 대한 방사성 물질 누출빈도와 확산모델에 의한 주변 방사선량을 기반으로 소내 위험도를 산정한다. 그리고 평상시 소내 방재요원의 피폭한계량 산정을 통해 작업 한계치를 설정한다.
소외의 경우 방출된 방사능의 대기 중 방사선량을 계산하기 위한 넓은 범위의 대기확산 모델을 기반으로 바람 방향에 따른 대피로 등을 산정한다. 도 5는 소내/소외 방사능 위험수준 평가에 따른 소내/소외 위험지도 화면의 예시를 나타낸 것이다.
원전사고영향분석평가모듈(123)은 사고 장소 및 방출 위치에 따른 방사선원항을 분석하고 외부로 방출되는 방사선량을 계산한다.
원전사고영향분석평가모듈(123)은 원전사고 대응방안을 평가한다. 원전사고 시나리오를 통해 사고 상황을 입력하고 방사선원항 분석 및 방사선량 산출 데이터를 기반으로 최적의 방사성 물질 누출 방지시스템을 적용하기 위한 의사결정을 지원한다. 또한, 대기확산 평가 및 소내/소외 위험도 평가를 통해 주민대피 등의 원전 관련 정책 결정을 지원한다.
도 3은 원전사고영향분석평가모듈(123)이 원전사고 대응방안을 평가하는 과정을 나타낸 것이다.
원전사고영향분석평가모듈(123)은 사고가 발생하면(S300) 사고 상황을 입력받아 시나리오를 생성하고(S310) 방사선원 평가, 방사선량 산출, 대기확산 평가를 수행한다(S320). 그리고 분석 결과에 따라 비상대응 방안의 우선순위를 결정하고(S330) 확산방지 시스템을 제어한다(S340).
또한, 분석 결과에 기초하여 소내 위험도와 소외 위험도를 평가하고(S350), 정책을 결정하며(S360), 위험도에 따라 소내 방재요원의 대피 여부, 주민 대피 여부를 결정한다(S370).
데이터저장관리모듈(130)은 입출력 데이터를 관리하며 데이터 전처리 모듈과 로컬 데이터 저장 모듈로 구성된다.
외부접속인터페이스모듈(140)은 외부 디바이스나 외부 네트워크와의 연결을 위한 인터페이스로 방사능 검출기, 무인비행시스템 및 기상청DB, 환경청DB, 통계청 DB 등과 같은 외부 디바이스, 외부 네트워크와의 연결에 사용한다.
외부접속인터페이스모듈(140)을 통해 연결되는 외부장치(200)로는 무인비행시스템, 방사능 검출기, 비전 센서(Vision Sensor), 방사성 물질 확산방지 시스템이 있다.
예컨대, 무인비행시스템의 지상 스테이션 및 무인비행체와의 인터페이스를 통해 감시 지역 센싱 데이터를 송수신하고, 기설치된 센서 외에 무인비행시스템을 이용하여 감시 사각지대를 해소하고 사고지역 감시를 통해 사고 상황을 전파할 수 있다. 또한, 방사능 검출기, 비전 센서와의 인터페이스를 통해 기존 설치된 센서와 별개로 사각지대 해소를 위한 방사능 검출기, 비전 센서의 센싱 데이터를 획득할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 본질적 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명에 표현된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하고, 그와 동등하거나, 균등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 원전사고 통합 대응 시스템
200 : 외부장치
210 : 외부DB

Claims (7)

  1. 방사성물질 누출에 대응한 비상대응매뉴얼을 구축하는 비상대응절차수립모듈; 및
    방사선원 분석 및 방사선량 산출을 통해 대기확산 모델링을 하고 소내 및 소외의 방사능 위험수준을 평가하며, 상기 대기확산 모델링 및 상기 방사능 위험수준에 따라 상기 비상대응매뉴얼을 선택하는 원전사고영향분석평가모듈
    을 포함하는 원전사고 통합 대응 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 원전사고영향분석평가모듈은
    상기 대기확산 모델링 및 상기 방사능 위험수준에 따라 상기 비상대응매뉴얼의 종류 및 순서를 결정하고, 결정된 비상대응매뉴얼의 종류 및 순서에 관한 정보를 제공하는 것
    인 원전사고 통합 대응 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 원전사고영향분석평가모듈은
    상기 소내의 방사능 위험수준에 기초하여 소내 방재요원의 피폭한계량을 산정하고 상기 산정된 피폭한계량에 따라 상기 소내 방재요원의 작업 한계치를 설정하는 것
    인 원전사고 통합 대응 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 원전사고영향분석평가모듈은
    상기 소내의 방사능 위험수준에 기초하여 소내 방재요원의 대피 여부를 결정하는 것
    인 원전사고 통합 대응 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 원전사고영향분석평가모듈은
    상기 소외의 방사능 위험수준이 일정 수준 이상이면 상기 대기확산 모델링에 기초하여 주민 대피로를 생성하는 것
    인 원전사고 통합 대응 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 원전사고영향분석평가모듈은
    평상시 원전사고의 종류 및 환경에 따라 사고 시나리오를 생성하고 상기 생성된 사고 시나리오를 기반으로 원전사고 대비 모의훈련을 수행하는 것
    인 원전사고 통합 대응 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 원전사고영향분석평가모듈은
    원전사고 발생시 원전사고의 종류 및 환경에 따라 사고 시나리오를 생성하고 상기 생성된 사고 시나리오를 기반으로 상기 비상대응매뉴얼을 선택하는 것
    인 원전사고 통합 대응 시스템.
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