I. 제목
디지털 계측제어 안전규제현안 개발
II. 연구개발의 목적 및 필요성
가. 연구개발 목표
- 디지털 원자로 안전계통 개발과정 주요 설계결과물에 대한 규제요건에의 적용성 검토 및 현안사항 도출
- 디지털 I&C 인허가 확보지원기술 개발과정 주요 설계결과물에 대한 규제요건에의 적용성 검토 및 현안사항 도출
- 감시 및 운전지원기술 개발과정 주요 설계결과물에 대한 규제요건에의 적용성 검토 및 현안사항 도출
나. 연구개발 필요성
국내 원전사업자는 디지털기술을 도입하여 I&C 및 인간공학 설계에 있어 경제적, 기술적 향상을 원하지만, 안전성에 대한 보수성이 가장 큰 부담으로 작용하고 있다. KNICS 개발과제중에 생산되는 설계결과물에 대한 규제요건에의 적용성 검토를 설계과정중에 독립적으로 참여하여 수행함으로써 안전성과 관련된 현안을 조기에 도출하고, 이를 설계에 반영하도록 함으로써 고품질의 디지털-기반 계측제어계통을 설계토록 유도할 수 있다. 따라서, 디지털-기반의 계측제어계통설계가 일부 혹은 광범위하게 채택되어 있는 국내 원전에서 다양한 심사경험 및 관련 인허가 규제기술을 확보하고 있는 본 연구팀의 참여를 통하여 현재까지 디지털 I&C 및 HMI 계통에서 대두되었던 기술적인 현안들을 기초로 KNICS 사업과정중에 생산되는 주요 품질문서들을 평가하고 안전규제 관점에서 제기되는 안전현안들을 주요설계과정에서 적기에 도출해서 설계자들에게 제시함으로서 KNICS 개발사업의 품질확보 및 경제적인 사업성에 크게 기여할 필요성이 있다.
III. 연구개발의 내용 및 범위
상기의 연구개발의 목적과 필요성에 따라, 원자로보호계통 설계분야, 소프트웨어 품질검증분야 및 인간연계분야의 설계결과물 중 아래의 주요 문서에 대해서 규제요건에의 적용성 검토를 수행한 결과, 현안사항 및 질의내용을 도출하였다. KNICS 설계과정중에 이들 현안사항등을 포함하여 다양한 각도에서 제시된 기술검토의견에 대해서 설계자와의 기술토의과정을 거쳐 안전성 향상을 위한 적절한 해결방안을 도출하였으며, 실무협의회 개최를 통하여 주요설계방식에 대한 토론을 상호 교환함으로서 설계내용 중 규제현안사항에 대한 예측 기회을 제공하여 설계보완이 적기에 이루어 질 수 있도록 하였다. 아울러, 디지털 계측제어계통 설계적합성 평가를 위해 전자기파를 포함한 환경검증과 관련된 규제지침을 개발하였다.
가) 디지털 원자로안전계통 개발 및 인허가 분야 설계결과물 검토
- 안전등급 PLC 설계사양서
- 안전등급 PLC 설계요건서
- 원전안전계통 COTS 인증 절차서
- 안전등급 PLC 소프트웨어 설계명세 작성절차서
- 안전등급 PLC 소프트웨어 개발 계획서
- 안전등급 PLC 소프트웨어 관리계획 평가보고서
- 안전등급 PLC 소프트웨어 V&V 계획서
- 안전등급 PLC 소프트웨어 형상관리 계획서
- 안전등급 PLC 아날로그 입력 모듈운영체제 소프트웨어 요구사항 명세 안전성분석보고서
- 안전등급 PLC 아날로그 입력 모듈운영체제 소프트웨어 요구사항 명세 검정보고서
- 원자로보호계통 설계사양서
- 원자로보호계통 소프트웨어 관리 계획서
- 원자로보호계통 소프트웨어 개발 계획서
- 공학적안전설비-기기제어계통 설계요건서
- 안전등급 PLC 프로세서 모듈 운영체제 소프트웨어 요구사항 명세서
- 안전등급 PLC 프로세서 모듈 운영체제 소프트웨어 요구사항 검증 보고서
- 안전등급 PLC 프로세서 모듈 운영체제 소프트웨어 요구사항 명세 안전성분석보고서
- 안전등급 PLC 프로세서 모듈 운영체제 소프트웨어 설계명세서
- 안전등급 PLC 프로세서 모듈 운영체제 소프트웨어 설계명세서 검증보고서
- 안전등급 PLC 프로세서 모듈 운영체제 컴포넌트 시험보고서
- 원자로 보호계통 비교논리 프로세서 소프트웨어 요구사항 명세서
- 원자로 보호계통 비교논리 프로세서 소프트웨어 요구사항 명세 (자연어) 확인 및 검증보고서
- 원자로 보호계통 동시논리 프로세서 소프트웨어 요구사항 명세서
- 원자로 보호계통 동시논리 프로세서 소프트웨어 요구사항 명세 (자연어) 확인 및 검증보고서
- 공학적안전설비-기기제어계통 소프트제어기 소프트웨어 설계명세서
- 공학적안전설비-기기제어계통 그룹제어기 소프트웨어 설계명세서
- 공학적안전설비-기기제어계통 루프제어기 소프트웨어 설계명세서
- 공학적안전설비-기기제어계통 제어반신호다중기 소프트웨어 설계명세서
- 공학적안전설비-기기제어계통 제어채널 게이트웨이 소프트웨어 설계 명세서
- 공학적안전설비-기기제어계통 기기제어 기능요건서
- 공학적안전설비-기기제어계통 설계요건 검토보고서
- 공학적안전설비 기기제어계통 이용불능도
- 공학적안전설비-기기제어계통 소프트웨어 통합 계획서
- 공학적안전설비-기기제어계통 소프트웨어 개발계획 평가보고서
- 공학적안전설비-기기제어계통 시험 및 연계 프로세서 소프트웨어 설계 명세서
- 공학적안전설비-기기제어계통 설계사양서
- 공학적안전설비-기기제어계통 소프트웨어 요구사항 명세서
나) 감시 및 운전지원기술 개발분야 설계결과물 검토
- 원자로보호계통 캐비닛 운전원모듈 실시간 운전성 평가보고서
- 원자로보호계통 캐비닛 운전원모듈 기능분석 보고서
- 출력제어계통 MTP에 대한 인간공학 설계 검토
다) 디지털 원자로안전계통 개발분야 품질보증 요건 이행상태 점검
- 소프트웨어 설계팀에 대한 품질보증 요건 이행상태 점검
- 하드웨어 설계팀에 대한 품질보증 요건 이행상태 점검
라) 디지털 계측제어계통 기기검증 적합성 평가((KINS/HR-812)
- 디지털 ESF-CCS 기기검증 결과물의 규제요건 적합성 평가
- 디지털 ESF-CCS 기기검증 시험과정 및 결과의 적합성 확인
- 디지털 I&C 기기검증 관련 규제기술 개발 및 보완
마) 디지털 계측제어계통 중 통신설계 분야 규제기술 개발
- 원전 디지털 계측제어계통 무선 통신 네트워크 설계에 적합한 규제 기술 개발(KINS/HR-749)
- 디지털계측제어계통의 통신계통 하드웨어설계 적합성확인을 위한 규제지침개발(KINS/HR-750)
IV. 연구개발결과
본 연구개발의 목표 및 RFP에 대비한 연구개발 달성도를 자체적으로 평가해 보면 목표 달성을 충분히 한 것으로 판단되며, 특히 원자로보호계통 설계분야, 소프트웨어 품질검증분야 및 인간연계분야의 설계결과물 중 주요 문서에 대해서 규제요건에의 적용성 검토를 수행한 결과, 아래에서 기술한 현안사항을 도출하였다. 또함, KNICS 설계과정 중에 다양한 기술검토의견이 질의서 형식으로 제시되었으며 타당성 검토과정을 통하여 설계보완이 이루어 질 수 있도록 하였으며, 디지털기반 하드웨어 설계 및 제작과정에서의 환경검증 관련 규제요건을 최종 개정하였다. 결론적으로 전체 KNICS 설계에 대한 고품질의 설계공정이 수행될 수 있도록 함으로서 설계방향의 건전성 향상을 이루는데 기여한 것으로 판단한다.
1) 디지털 계측제어계통의 사이버보안에 대한 규제지침 및 Reg. Guide 1.152(개정 2)에 따라 보안 위험도평가 및 분석, 보안 특성을 적용한 설계수행이 필요(취약성 및 평가항목의 도출작업 포함)
2) 공학적안전설비 기기제어계통 이용불능도 계산 적합성 확인이 필요함
3) 프로세서 제어모듈 2중화 설계시 고장 대체(Failover) 운전성 시험 만족 여부 확인필요
- 자동 하드웨어 고장검출 기능 적합성
- 다중 기기간 전환 메커니즘의 고신뢰도
- 다중 장치간 자동 전환기능의 시험적합성
4) 공학적 안전설비 작동계통 자동 및 수동시험 방법 설계적합성 보완 필요
- 자동시험/수동시험/자동개시 수동시험에 대한 소프트웨어 설계 요건 불명확
- 루프제어기 박동신호에 대한 설계요건 불명확
5) 소프트웨어 설계문서 전반에 걸친 품질의 향상
V. 연구개발결과의 활용계획
● 설계과정에서 생산된 설계결과물(설계요건서, 소프트웨어 설계 및 검증보고서 등)에 대한 규제요건에의 적합성 검토를 통하여 안전성과 관련된 현안을 조기에 도출하고, 이를 설계에 반영하도록 함으로써 설계사업의 원활한 추진 및 원전 계측제어설비 국산화에 활용될 것으로 기대된다.
● 연구결과들은 원자력법령, 규제지침의 제ㆍ개정시 근거자료 또는 제정(안)으로 활용하며 또한, 신규원전 또는 가동원전의 인허가 심사 및 검사시 안전성 검증 및 평가 근거자료 또는 지침으로서 활용될 것임
● 본 연구를 통해 취득한 기술들을 원자력시설의 인ㆍ허가, 주기적인 검사 및 다양한 안전성평가에 활용하여 안전성을 확인하고, 필요시 시정조치를 취하도록 함으로써 원자력시설의 안전에 대한 국민신뢰를 제고함