1. 서 론
현재, 국내에는 총 25기의 원자력발전소(이하 원전)가 운전상태이며, 추가로 운영허가를 받은 1기의 원전을 포함하여 총 26기의 원전이 존재하고 있다. 이러한 원전의 주제어실에는 발전소의 운전을 위한 운전원이 항시 거주하고 있으며, 운전원은 발전소의 정상운전, 비상운전, 비정상운전 시 안전하게 발전소를 제어할 수 있도록 하는 중요한 역할을 수행하고 있다. 또한 운전 및 안전과 관련된 계통의 제어 및 계측 기기들이 캐비닛 및 벤치보드에 배치되어 있어, 주제어실에서 화재가 발생할 경우 원전의 운전에 지대한 영향을 미치므로 주제어실 화재 시 운전원의 안전이 확보되어야 한다.
국내외 기준에서는 피난안전성을 평가하는 방법으로 피난요구시간인 required safe egress time (RSET)과 피난허용시간인 available safe egress time (ASET)을 비교하여 ASET이 RSET보다 긴 경우에 피난안전성이 확보되었다고 판단하며, ASET이 RSET보다 짧은 경우에는 피난안전성을 확보하지 못한 것으로 판단한다.
다만 재실자의 거주성 및 피난안전성에 대한 평가요소 및 평가방법은 다양한 기준에 산재되어 있다. 또한, 재실자의 안전을 판단하는 거주성과 피난안전성은 재실자가 재실할 수 있는 시간을 판단하는 유사한 목적에도 불구하고 용어 및 기준이 상이한 실정이다. 국내의 경우, 일반 건축물에 대해 ‘서울특별시 성능위주설계 가이드라인’에 제시된 기준치를 적용하여 성능위주설계를 수행하고 있으며, 국외의 경우 ‘national fire protection association (NFPA) 101’, ‘society of fire protection engineers (SFPE) handbook’ 등에 제시된 기준치를 따라 피난안전성을 평가하고 있다. 다만, 원전에서는 NUREG/CR-6850에 제시된 거주성(habitability) 기준치에 따라 화재 시 주제어실 내 운전원의 거주가능성을 평가하고 있다. 그 외 ‘ISO 13571’ 등에서도 인간의 재실가능성(tenability)에 대해 평가하는 요인들과 평가방법에 대해 제시하고 있다. 앞서 제시한 다양한 평가기준은 평가요인이 상이하며, 동일한 평가요인에 대해서도 기준치가 다르게 제시되어 있는 경우도 존재한다. 그로 인해 실제 화재가 발생한 경우, 운전원의 안전을 위한 판단이 적절하게 이루어지지 않을 수 있다.
최근에 이러한 문제로 인해 수행된 다양한 연구들이 존재하고 있다. Kim(1)은 터빈건물, 주제어실, 다중구획, 유류탱크실 및 옥외에 대해 다양한 화재시뮬레이션 도구를 사용하여 화재안전성을 평가하였으며, 주제어실의 경우에는 CFAST를 통해 거주성에 대한 평가를 수행하였다. Kang 등(2)은 주제어실 화재 피난리스크를 평가하기 위하여 FDS를 사용하여 HVAC의 운전여부를 고려한 피난확률을 도출하였다. Kim과 Kim(3)은 NUREG/CR-6850의 기준에 더해 독성물질의 영향을 고려하여 주제어실의 거주성을 평가하였으며, 독성물질로부터 운전원의 안전원을 확보할 수 있는 방안이 필요함을 시사하였다. 다만, 대부분의 연구에서는 주제어실에 대한 거주성평가만 이루어지고 있으며, 발화층에 대한 피난안전성 평가는 수행되지 않고 있다.
따라서 본 연구에서는 NUREG-1934에 제시된 기준에 따라 가상의 원전 주제어실을 대상으로 화재시뮬레이션을 수행하였으며, 다양한 기준에서 상이한 조건을 제시하고 있는 운전원의 거주성과 피난안전성을 만족시키는 것을 동일한 목적이라고 가정하였다. 화재 시 다양한 기준에 대한 재실자의 거주성 및 피난안전성을 비교⋅평가하고자 하였다.
2. 국내⋅외 평가기준
2.1 국내 성능위주설계 인명안전 평가기준
2023년 10월 개정된 ‘서울특별시 성능위주설계 가이드라인(performance based design, PBD)’은 Table 1에 나타낸 바와 같이 기존의 소방청고시 ‘소방시설등의 성능위주 설계방법 및 기준’과 동일한 기준치를 제시하고 있다. 호흡한계선 1.8 m를 기준으로 온도 60 °C 이하, 가시거리 5 m 이상(판매시설, 근린생활시설, 문화 및 집회시설은 10 m 이상이어야 하며, 고휘유 유도등 설치 시 7 m 이상), 독성에 의한 기준치 CO 1400 ppm, CO2농도 5% 이하, O2농도 15% 이상을 제시하고 있다(4).
Table 1
Life Safety Standards
2.2 국외 인명안전 평가기준
NUREG/CR-6850은 주제어실에서 운전원의 조치를 위한 안전기준으로 복사열, 온도, 광학밀도에 대한 최소한의 기준을 제시하고 있다. 6 feet 지점에서 피부에 노출될 경우 고통을 유발할 수 있는 수준인 1 kW/m2 이하의 복사열, 이러한 수준의 복사열로 인한 200 ℉ (95 °C) 이하의 온도, 발광체에서의 빛이 0.4 m 이상 보이지 못하는 3 m-1 이상의 광학밀도를 거주 가능한 조건으로 제시하고 있다(5).
SFPE handbook에서는 피난안전성을 확보하기 위한 가시거리, 열 노출, 독성가스 농도에 대한 다양한 연구결과를 제시하고 있으며, 국내 기준에서는 고려하지 않은 노출시간 별 한계치를 추가적으로 제시하고 있다. 가시거리의 경우, 다양한 실험환경으로 인해 가시거리 및 광학밀도에 대한 넓은 범위의 값을 제시하고 있지만, SFPE에서는 친숙한 건물의 경우 4 m 이상의 가시거리를 확보해야 하며, 낯선 건물의 경우 13 m 이상의 가시거리를 확보할 것을 제시하고 있다(6). 독성물질의 경우, 실규모 실험을 통해 CO, HCN, CO2 및 O2농도를 고려하였다. CO를 가장 치사율이 높은 독성가스로 제시하였으며, 운동중인 생명체에 대해 분당 27,000 ppm의 CO를 흡입한 경우 의식을 잃을 수 있으며, 비운동상태의 생명체의 경우에는 분당 36,000 ppm의 CO를 흡입한 경우에 의식을 잃을 수 있다고 언급하였다. HCN의 경우에는 노출되었을 때 즉각적인 반응은 없으나 수분 내에 과호흡을 유발하며 CO와 마찬가지로 의식을 잃게 될 수 있다는 결과를 나타내었다. 150～200 ppm의 고농도 HCN에 수 분간 노출된 경우, 수분 내에 의식을 잃게 되며, 80～100 ppm의 저농도에 노출된 경우에는 30 min경에 의식을 잃는다고 제시하였다. 10% 이하의 산소농도는 30 min 가량의 무기력 및 뇌기능 저하 및 무기력을 유발할 수는 있지만 의식을 잃는 징후까지는 보이지 않는다고 제시하였으며, 5% 이상의 CO2농도에 노출된 경우는 경미한 뇌의 영향을 미칠 수 있다는 연구결과를 제시하였다.
2.3 거주성 및 피난안전성 평가방법
본 연구에서는 앞선 기준에 따라 주제어실의 거주성을 평가하기 위한 기준으로 NUREG/CR-6850에 제시된 복사 열유속값, 온도, 광학밀도를 주제어실의 거주성 평가기준으로 활용하였다. 피난안전성을 평가하기 위한 기준으로는 성능위주설계 가이드라인에 제시된 가시거리, 온도, O2농도, CO분율, CO2, 농도 및 SFPE handbook에 제시된 가시거리를 기준으로 피난안전성을 평가하였고, 각각 기준에 따라 발생하는 ASET의 차이를 비교하였다. 다만, 본 연구에서는 결정론적으로 주제어실의 거주성 및 피난안전성을 평가하는 것이 목표이므로 Table 1에 나타낸 바와 같은 명확한 기준을 제시하고 있는 기준값을 통해 주제어실의 거주성 및 피난안전성을 평가하였다.
3. 주제어실 대상 화재 시뮬레이션
3.1 화재시뮬레이션 개요
화재모델링 분석 도구는 national institute of standards and technology (NIST)에서 개발한 열전달에 중점을 두고 저속 열유동 흐름에 적합한 Navier-Stroke 방정식의 형태를 수치적으로 해결하는 fire dynamics simulator (FDS)를 사용하여 화재시뮬레이션을 수행하였다. FDS는 large eddy simulation (LES) 기법을 적용한 난류유동모델이 적용된 6.8.0 version을 사용하였으며, 연소모델은 Deardorff 모델이 적용되었다.
화재시뮬레이션은 Figure 1에 나타낸 바와 같이 가상원전의 주제어실을 포함한 화재층 전체를 대상으로 수행하였으며, 3.6 m의 천장고를 가진 공간으로 구획하였다. 화재층에서 보조건물1 전구역과 보조건물 2구역 피난계단까지를 모델링하였으며, 해석영역의 크기는 Table 2에 나타낸 바와 같이 124.0 m × 101.8 m이다. 해석공간에 대한 격자 크기의 적절성은 NUREG-1934에 언급된 바와 같이 근사해를 사용하므로 격자의 크기선정이 매우 중요하다. 따라서 제시된 식(1)에 따라 화재직경에 대한 격자크기비의 적절성을 평가하였다(7).
Table 2
Conditions of Analysis
이 때, D*은 특성지름, Q ˙
최대 HRR값 및 열방출률 곡선은 Figure 2에 나타낸 바와 같이 NUREG/CR-6850에서 제시한 값을 참조하였다. 최대 열 방출률은 수직캐비닛의 98th 열방출률을 사용하였으며, 화재성장곡선은 최초 발화시점부터 12 min간 t2 곡선을 따라 성장한 뒤, 8 min간 최성기를 유지하고 19 min간 선형으로 감쇠하도록 선정하였다(5). 점화원의 위치는 06번 main control board (MCB) 패널 상부에서 30 cm 아래에 설정하였으며, 별도의 화재전파는 고려하지 않았다. 급⋅배기설비는 Kim(1)의 연구를 참고하여 총 7.08 m3/s의 풍량으로 천장부에 24개의 급기팬을 설정하였으며, 총 6.98 m3/s의 풍량으로 벽면에 4개의 배기팬을 설정하였다.
Table 2에 나타낸 바와 같이, MCB의 반응물질로는 C3H4.5Cl0.5을 화학식으로 표현할 수 있는 XLPE/Neoprene을 적용하였으며, NUREG-1934에 제시된 연소 시 열특성을 반영하였다(5).
거주성과 피난안전성을 평가하기 위한 측정점의 설치위치는 Figure 1에 나타낸 바와 같이 주제어실 출구 2개소(Device 1, Device 2), 보조건물 1구역의 피난계단에 2개소(Device 3, Device 4), 보조건물 2구역의 피난계단에 1개소(Device 5)를 설치하였다.
3.2 성능위주설계 기준에 따른 피난안전성 평가
Figure 3에는 국내 성능위주설계 기준에 제시된 값들에 대하여 화재시뮬레이션 수행시간에 따른 변화량을 나타내었다. 가시거리, 온도, O2농도, CO 분율, CO2 농도에 대해 각 측정점 별로 시간에 따른 변화를 나타내었으며, 인명안전기준에 도달하는 시점을 그래프에 나타내었다.
가시거리의 경우, 모든 측정점에서 가장 빠르게 인명안전기준에 도달하는 결과를 나타내었으며, 주제어실의 출구에 설치된 Device 1과 Device 2에서 각각 96 s, 101 s에 가시거리가 5 m 이하로 떨어져 MCB에서 화재발생 시 주제어실 내의 피난안전성을 101 s에 상실하는 결과를 나타내었다. 보조건물 1구역의 피난계단에 설치된 Device 3, Device 4에서는 각각 509 s, 499 s에 가시거리가 5 m 이하로 떨어지는 결과를 나타내어 보조건물 1구역 내부에서의 층 피난안전성은 509 s에 상실되는 것으로 나타났다. 보조건물 2구역을 포함한 경우의 피난안전성은 739 s인 결과를 나타내었다.
온도의 경우, 주제어실 내부에서만 60 °C에 도달하는 결과를 나타내었으며, Device 1, Device 2 모두 389 s에 피난안전성을 상실한다는 결과를 나타내었다. 보조건물 1구역의 피난계단과 보조건물 2구역의 피난계단에서는 모두 60 °C에 도달하지 않아 온도에 의한 피난안전성 상실은 발생하지 않는다는 결과를 나타내었다.
O2 농도는 주제어실 내의 측정점에서 모두 437 s에 15% 이하로 감소하였으며, 보조건물 1구역의 피난계단에서는 각각 859 s, 888 s에 15% 이하로 감소하여 888 s에 층 피난안전성을 상실한다는 결과를 보였다. 다만, 보조건물 2구역의 피난계단은 층 피난안전성을 상실하지 않는 결과를 나타내었다.
CO 분율의 경우, 가시거리를 제외한 기준치 중 유일하게 모든 피난계단에서 피난안전성을 상실하는 결과를 나타내었다. 주제어실 내부의 Device 1, Device 2에서는 각각 326, 331 s에 1400 ppm 이상의 분율을 보여 331 s에 주제어실 내부에서의 피난안전성을 상실하였으며, 보조건물 1구역의 Device 3, Device 4의 경우에는 각각 744 s, 730 s에 상실하는 결과를 보였다. 보조건물 2구역에서는 1080 s 경 층 피난안전성을 상실하는 결과를 보였다.
CO2 농도의 경우, 주제어실 내부에서는 518 s, 514 s에 각각 5% 이상의 농도를 나타내어 518 s에 피난안전성을 상실한다는 결과를 나타내었으며, 보조건물 1구역의 피난계단에서는 1061 s, 1003 s에 5%의 농도를 초과하여 1061 s에 피난안전성을 상실한다는 결과를 나타내었다. 보조건물 2구역의 경우, CO2 농도가 5%를 초과하지 않아 CO2 농도에 의해 피난안전성을 상실하지는 않는다는 결과를 보였다.
3.3 SFPE handbook에 따른 피난안전성 평가
Figure 4에는 SFPE기준에 따른 피난안전성 평가결과를 나타내었으며, 국내 성능위주설계 기준과 상이한 값을 제시한 가시거리에 대해서만 평가를 수행하였다. 가시거리 기준이 국내 5 m 보다 짧은 4 m를 기준으로 제시하였으므로 국내에 비해 모든 측정점에서 다소 완화된 시간에 피난안전성을 상실한다는 결과를 나타내었다. 주제어실 내부에서는 각각 115 s, 130 s에 가시거리가 4 m 이하로 떨어진다는 결과를 나타내어 130 s에 피난안전성을 상실한다는 결과를 나타내었고, 보조건물 1구역에서는 Device 3, Device 4 모두 518 s에 가시거리가 4 m 이하로 떨어져 피난안전성을 상실한다고 나타내었다. 보조건물 2구역의 경우, 754 s에 가시거리 기준에 도달에 피난안전성을 상실한다는 결과를 나타내었다.
3.4 NUREG/CR-6850에 따른 거주성 평가
Figure 5에는 NUREG/CR-6850에 제시된 주제어실의 거주성 평가기준에 따른 결과를 나타내었다. 광학밀도의 경우, 3 m-1에 해당하는 가시거리가 0.4 m 가량이므로, 국내 성능위주설계 기준이나 SFPE handbook에 비해 완화된 기준임을 알 수 있다. 따라서 다른 기준에 비해 더 긴 거주가능시간을 나타내었다.
광학밀도에 따른 거주성 평가결과의 경우, Device 1과 Device 2에서 각각 216 s, 240 s에 상실하게 되며, 보조건물 1구역의 Device 3, Device 4에서는 각각 629 s, 614 s에 거주성을 상실한다는 결과를 나타낸다. 보조건물 2구역에서는 878 s에 광학밀도 기준에 도달하여 거주성을 상실한다고 나타났다.
복사열에 의한 거주성 평가결과의 경우, 주제어실 내부의 Device 1, Device 2에서는 각각 648 s, 653 s에 1 kW/m2 기준에 도달하여 거주성을 상실한다는 결과를 나타내었다. 보조건물 1구역 및 보조건물 2구역의 경우에는 피난계단에서 복사열이 기준치에 도달하지 않는 결과를 나타내어 피난계단에서의 거주성을 상실하지 않는다는 결과를 나타내었다.
온도의 경우에는 성능위주설계의 기준치인 60 °C에 비해 다소 높은 95 °C를 기준으로 제시하고 있다. 따라서 주제어실 내부에서 성능위주설계 기준에 의해 평가한 피난안전성보다 높은 거주시간인 538 s를 확보하는 결과를 나타내었으며, 보조건물 1구역과 보조건물 2구역의 피난계단에서는 거주성을 상실하지 않는다는 결과를 나타내었다.
Figure 6에는 각 측정점에서 거주성 및 피난안전성을 상실하는 시점의 연기거동 및 화염을 나타내었으며, Table 3에는 측정점 별 화재시뮬레이션 결과 및 평가기준에 따라 도출한 ASET을 나타내었다. 모든 측정점에서 거주성 또는 피난안전성은 성능위주설계 가이드라인에 제시된 기준에 따라 도출된 결과를 확인할 수 있었으며, ASET은 가시거리 결과에 의해 도출되었다.
Table 3
ASET of Each Device by Criteria
4. 주제어실 대상 피난 시뮬레이션
4.1 피난시뮬레이션 개요
본 연구에서는 에이전트 기반 모델에 근거하여 재실자의 특성에 따라 피난거동을 예측할 수 있는 프로그램인 Pathfinder를 활용하여 피난 시뮬레이션을 수행하였다.
주제어실의 경우, 현장실사에서 일반적으로 5개조가 교대근무를 수행하고 있으며, 1개조에 평균적으로 13명의 인원이 근무하는 것을 확인하였다. 본 연구에서는 주제어실의 거주인원을 1개조 13인 또는 2개조 26인이 피난하는 시나리오에 대하여 피난 시뮬레이션을 수행하였다.
피난인원의 피난속도는 1.0 m/s로 설정하였으며, 운전원은 모두 1.8 m 신장의 성인남성으로 가정하였다(8). 별도의 경유지는 설정하지 않았으며, 주제어실 내 MCB에서 화재발생 시 즉시 피난하는 경우와 Table 4에 나타낸 ‘서울특별시 성능위주설계 가이드라인’에 제시된 피난지연시간 분류를 참고하여 재실자가 시설에 익숙한 경우인 사무실, 상업 및 산업건물 등의 시설이며, W2 이상의 경보수준이 갖춰졌다고 판단하여 60 s, 120 s의 피난지연시간을 갖는 경우로 구분하였다. 피난계단에 대해서는 보조건물 1구역의 모든 피난구로 피난하는 경우, Device 3이 설치된 피난구로만 피난하는 경우, Device 4가 설치된 피난구로만 피난하는 경우로 분류하여 피난 시뮬레이션을 수행하였다.
Table 4
Evacuation Delay Time
4.2 피난 시뮬레이션 결과
Table 5에는 운전원의 수와 피난지연시간에 따른 재실자의 피난요구시간을 나타내었다. 피난시간은 주제어실에서 최종 거주하는 시간과 층 피난을 완료하는 시간을 구분하였다.
Table 5
RSET of Each Scenario
모든 경우에서 피난지연시간이 없는 경우와 존재하는 경우의 RSET은 피난지연시간 만큼만 차이가 발생하였으며, 이는 최종적으로 별도의 조치를 수행하는 소수의 운전원의 피난시간에 따라 결정되기 때문에 병목현상 같은 피난시간을 증가시키는 현상이 발생하지 않았기 때문인 것으로 판단하였다.
피난구의 방향에 따른 차이는 양방향으로 피난하는 경우에 가장 적은 RSET을 나타내었으며, 피난구가 제한되는 경우에는 1개조 근무 시 각각 18.7 s (Device 3), 0.7 s의 차이를 나타내었으며, 2개조 근무 시 21.8 s, 18.4 s의 차이를 나타내었다.
운전원의 수가 1개조인 경우와 2개조인 경우의 RSET의 차이는 피난구의 방향에 따라 다른 양상을 나타내었다. 양방향으로 피난하는 경우, 주제어실 피난시간은 0.7 s 가량 발생하였으며, 층 피난에도 1.5 s 가량 발생하는 등 거의 차이가 발생하지 않는 결과를 나타내었다. 반면에, Device 3이 설치된 피난구로 피난하는 경우에는 주제어실 피난에서 3.8 s, 층 피난에서 6.7 s 가량의 차이로 층 피난이 주제어실 피난보다 피난시간의 증가량이 큰 경향을 보였지만, Device 4가 설치된 피난구로 피난하는 경우에는 주제어실 피난에서 18.4 s, 층 피난에서 8.8 s 증가하여 주제어실 피난시간의 증가가 더 큰 경향을 보였다.
5. 피난안전성 및 거주성 평가
Table 6에는 MCR 내에 설치한 측정점에서의 화재 시뮬레이션 결과(Device 1, Device 2)와 피난 시뮬레이션 결과를 비교하여 피난안전성을 도출한 결과를 나타내었다.
Table 6
Evaluation Result on Egress Safety (In MCR Egress)
성능위주설계 기준으로 도출한 ASET 101 s와 RSET을 비교한 결과, 모든 경우에서 피난지연시간이 없는 경우에는 피난안전성을 확보하지만, 양방향 피난을 수행하는 시나리오에서는 2개조가 근무하는 경우, Device 3이 설치된 방향으로 피난하는 경우에는 1개조와 2개조가 근무하는 모든 시나리오, Device 4가 설치된 방향으로 피난하는 경우에 2개조가 근무하는 시나리오에서는 피난지연시간이 60 s 이상인 경우에 주제어실에서 피난안전성이 확보되지 않았다. 양방향 피난을 수행하는 시나리오에서는 1개조가 근무하는 경우, Device 4가 설치된 방향으로 피난을 수행하는 시나리오에서 1개조가 근무하는 경우에는 피난지연시간이 120 s 이상인 경우에 피난안전성이 확보되지 않았다.
NUREG/CR-6850의 기준에 따른 ASET과 RSET을 비교한 결과, 모든 피난 시나리오에 대해 거주성을 확보하였다.
SFPE handbook의 기준에 따른 ASET과 RSET을 비교한 결과, 모든 피난 시나리오에 대해 피난지연시간이 120 s 이상인 경우에 피난안전성을 확보하지 못하는 결과를 나타내었다.
Table 7에 나타낸 바와 같이, 보조건물 1구역 내의 피난계단에서 측정한 화재 시뮬레이션 결과(Device 3, Device 4)와 피난 시뮬레이션 결과를 비교하였을 때에는 모든 경우에 대해 ASET이 RSET에 도달하지 않아 피난안전성 및 거주성을 확보한 결과를 나타내었다.
Table 7
Evaluation Result on Egress Safety (In Floor Egress)
피난안전성 평가 결과, 성능위주설계 가이드라인에 제시된 기준이 가장 보수적인 기준으로 나타났으며, 화재 시 가장 단시간에 인명피해가 발생할 수 있다는 결과를 보였으며, SFPE handbook이 그 다음으로 보수적인 결과를 나타내었고, NUREG /CR-6850이 가장 비보수적인 기준이라는 결과를 나타내었다.
6. 결 론
본 연구에서는 원전의 주제어실에서 화재가 발생한 경우에 대해 다양한 피난안전성 평가기준 및 거주성 기준을 적용하여 ASET과 RSET을 비교하였다. 이를 통해 다음과 같은 결론을 도출할 수 있었다.
1) 재실자의 피난안전성/거주성에 관련된 다양한 기준을 토대로 하여 원전 주제어실에 대한 평가를 수행하였다. 평가결과, ASET값은 성능위주설계 가이드라인, SFPE handbook, NUREG/CR-6850 순서로 작은 값을 나타내었다. 주제어실 내에서 성능위주설계 가이드라인 기준과 SFPE handbook기준으로 도출한 ASET은 20 s 내의 적은 차이를 보였음에도 불구하고, 성능위주설계 가이드라인과 NUREG/ CR-6850의 차이는 2배 이상 큰 차이를 나타내었다. 피난계단에서 측정된 값으로 도출한 ASET의 경우, 성능위주설계 가이드라인과 SFPE handbook 기준에서는 앞선 결과와 마찬가지로 유사한 경향을 보였으며, NUREG/CR- 6850에 제시된 기준과는 약 120 s 가량의 차이를 나타내었다. 모든 ASET값은 재실자의 시야와 관련된 가시거리, 혹은 광학밀도에 의해 도출되었으며 그 외의 온도, 독성물질, 복사열등은 재실자의 안전에 상대적으로 적은 영향을 주는 것으로 판단하였다.
2) 피난지연시간, 피난구의 위치, 운전원의 수에 따른 시나리오에 따라 피난 시뮬레이션을 수행하였다. 피난 시뮬레이션 결과, 주제어실 내부에서의 측정결과와 피난계단에서의 측정결과를 이용하여 RSET을 도출하였다. 피난지연시간이 반영된 경우, 전체 운전원이 순간적으로 많은 혼잡을 유발할 만큼 많은 인원이 아니므로 수동조치로 인한 분산피난을 수행함에도 불구하고, 주제어실 및 층피난에서 총 피난시간은 감소하지 않았다. 다만, Device 3이 설치된 피난구와 Device 4가 설치된 피난구로 피난하는 시나리오에서 동일한 피난지연시간에도 피난시간에 차이가 발생하였다. 해당 가상원전의 경우, Device 4가 설치된 피난구로 피난하는 것이 20 s 가량 빠르게 층 피난이 완수되는 결과를 나타내었다. 앞서 언급한 바와 같이, 운전원의 절대적인 수가 병목현상과 같은 지연행위를 유발할 만큼 많지 않으므로 운전원의 수에 따른 피난시간은 유의미한 차이를 나타내지 않았다.
3) 화재 시뮬레이션과 피난 시뮬레이션을 수행하여 도출한 ASET과 RSET을 비교하여 화재 시 운전원의 피난안전성 및 거주성을 평가하였다. 주제어실 내부의 경우, 성능위주설계 기준에 따르면 모든 피난시나리오에 대해 피난지연시간이 120 s인 경우에 피난안전성을 확보할 수 없으며, 60 s의 지연시간이 있는 경우에도 피난안전성이 확보되지 않는 경우가 대다수 발생하였다. SFPE handbook 기준에서도 120 s의 피난지연시간이 발생한 경우에는 모든 시나리오에서 피난안전성이 확보되지 않는 결과를 보였으나, NUREG/CR-6850에 제시된 기준에서는 모두 거주성을 확보했다는 결과가 도출되었다. 층 피난안전성을 평가한 결과에서는 모든 평가기준에 대해 피난안전성 및 거주성을 확보했다는 결과를 나타내었다.
4) 본 연구에서는 화재 발생 시 재실자의 피난 및 거주와 관련된 기준들을 종합하여 다양한 피난시나리오에 대해 피난안전성을 평가하였다. 피난안전성과 거주성을 동일한 목적이라고 가정하였을 때, 성능위주설계 가이드라인이 가장 보수적이었으며, 그 이후로 SFPE handbook, NUREG/ CR-6850 순서로 보수적인 결과를 나타내었다. 이런 다양한 기준으로 재실자의 안전성을 평가한 결과, 거주가능시간에 대해 유의미한 차이를 나타내었으며, 주제어실 거주성 평가 시 재실자의 피난안전성을 확보하기 위해 피난안전성을 고려할 수 있는 기준을 반영하는 것이 거주가능시간을 평가하는 것에 대해 더욱 신뢰성을 증대시킬 수 있는 방안으로 사료된다.
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