디지털 시스템이 아날로그 기기에 비하여 보다 정확하고 신속하게 데이터를 처리할 수 있다는 장점이 있음에도 불구하고, 원자력발전소(이하 원전)의 안전계통에 사용이 제한되는 이유는 아직 디지털 시스템에 대한 신뢰도 평가가 확실하게 이루어져 있지 않기 때문이다. 다시 말해서 안전성을 보장할 수 없기 때문이다. 이러한 디지털 기기가 원자력발전소의 안전 계통에 도입되면서 그 안전성의 정량적 평가에 대한 필요성이 날로 증대하고 있다. 안전성에 대하여 상당히 보수적인 원자력발전소는 디지털 기기를 사용함에 있어서, 정확한 신뢰도에 대한 입증이 필요한 입장이고 더불어 기존 기기 보다 더욱 안전성이 향상될 수 있는 방안을 원하고 있다. 그러나, 디지털 시스템은 고장내구성을 확보하기 위한 복잡한 메커니즘을 갖고 있어서 시스템의 신뢰도를 평가하기가 매우 어렵다. 또한, 높은 신뢰도가 요구되는 디지털 하드웨어의 소프트웨어 역시 디지털 시스템의 신뢰도 평가에 걸림돌로 작용하고 있다.
본 연구에서는 고장 주입 시뮬레이션 방법을 이용하여 디지털 시스템의 하드웨어에 대한 고장검출확률을 정량적으로 평가하였다. 고장 주입 시뮬레이션 방법을 적용하기 위하여, 먼저 울진 원전 5, 6호기에 도입된 Digital Plant Protection System (DPPS)의 Local Coincidence Logic (LCL) 프로세서를 대상 시스템으로 선정하였다. 실제 LCL시스템은 복잡하기 때문에 이를 단순화 시켜서 시스템을 만들었고 이 대상 시스템에 부품 별로 두 가지 타입의 고장을 주입하여, 각 부품에 대한 고장검출확률을 구하였다. 또한 대상 시스템에 대한 고장검출확률을 구하기 위하여 부품의 고장률을 알아야 하는데, 이는 전자부품의 고장 확률에 대한 데이터 북인, MIL-HDBK-217F을 이용하여 계산하였다. 이 결과들을 이용하여 단순화된 LCL 시스템의 고장검출확률을 구하였다. 본 연구에서는 고장을 검출하기 위하여 시스템의 건전성을 대표하는 신호인 heartbeat 신호의 유무를 판단함으로써 고장 검출을 판단하였으며, 더불어 PROM에 Self-Checking 알고리즘을 사용하였을 경우에 전체 시스템의 고장검출확률이 향상됨을 알 수 있었다.
이 제안된 방법은 원자력발전소의 안전계통에 디지털 시스템 도입을 위한 커다란 기반이 될 것이며 나아가 일반적인 디지털 시스템의 고장검출확률을 정량화 하기 위해 적용될 수 있을 것이다.
