단일고장기준 (Single Failure Criterion)

한 줄 정의: 안전계통을 구성하는 어떤 하나의 기기가 고장 나더라도 요구된 안전기능을 수행할 수 있도록 설계해야 한다는 원자력 안전설계 원칙입니다.

쉽게 풀면

비행기에 엔진이 하나만 있으면 그 엔진이 고장 났을 때 큰일이 나기 때문에, 여러 대의 엔진을 달아 하나가 멈춰도 비행할 수 있게 만드는 것과 비슷한 발상입니다. 원자력발전소의 안전설비도 마찬가지로, 펌프나 밸브 등 어느 한 부품이 고장 나더라도 안전기능이 유지되도록 여분의 설비를 함께 갖추도록 요구합니다. 이 원칙을 단일고장기준이라고 합니다. 즉 "하나가 고장 나도 괜찮아야 한다"는 설계의 기본 전제입니다.

왜 중요한가

단일고장기준은 원자력발전소 안전계통 설계와 인허가 심사의 근간이 되는 원칙으로, 다중화와 다양화라는 구체적인 설계 요구사항으로 구현됩니다. 이 기준을 통해 예상치 못한 단일 기기의 고장이 곧바로 안전 기능 상실로 이어지지 않도록 보장합니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

"비상노심냉각계통의 다중화 설계가 단일고장기준을 만족하는지 확인하였다."

비상냉각 설비가 여러 계열로 나뉘어 있어 하나가 고장 나도 문제가 없는지를 검토했다는 의미입니다.

"단일고장기준을 적용하여 계측제어계통의 신뢰도 블록도를 작성하였다."

단일고장기준을 반영해 계측 및 제어 설비가 얼마나 안정적으로 작동하는지를 도식화했다는 뜻입니다.

조금 더 깊게 보면

단일고장기준은 흔히 능동적 고장뿐 아니라 수동적 고장까지 고려하는지에 따라 적용 범위가 달라지며, 이를 만족시키기 위해 안전계통은 보통 다중 계열로 나뉘고 서로 다른 방식(다양화)으로 설계되기도 합니다. 확률론적안전성평가(PSA)에서는 이러한 다중화 설계가 실제로 계통 신뢰도를 얼마나 높이는지를 정량적으로 평가합니다.

주의할 점

단일고장기준은 동시에 여러 기기가 고장 나는 상황(공통원인고장)까지 완전히 막아주는 것은 아니며, 이런 상황은 별도의 설계 및 평가로 다루어집니다.