There is a hierarchy of levels at which performance criteria for a nuclear power plant might be set, ranging from overall top-levels (e.g., offsite health effects or radioactive releases) through intermediate-levels (e.g., safety functions/ systems performance) to low-levels (e.g., component or subcomponent specifications). The intermediate-level criteria on safety functions/systems would, if properly determined, constitute more useful and workable risk management framework than the top-level criteria, and more flexible and les prescriptive regulation than the low-level criteria.
This study develops a methodology for determining the intermediate-level performance criteria that are consistent with the top-level criteria such as the safety goals. The methodology derives the intermediate-level criteria from the top-level criteria by means of the noninferior solution technique for a multiobjective programming problem where unavailabilities of the safety functions/systems are to be maximized. The methodology uses a probabilistic risk assessment (PRA) model as a basic safety model for the plant. However, it does not require reliability cost functions of the components constituting the plant.
The first element of the methodology is to find two-tier noninferior solutions in the objective space and the risk space. Once the two-tier noninferior solutions are obtained, an informal preference assessment can be performed by comparing the risk values associated with the two-tier noninferior solutions with the top-level safety criteria, and obviously unattractive noninferior solutions are discarded resulting in a much narrower band in the two-tier noninferior subspace. The lower limits of the band are then proposed as the intermediate-level performance criteria.
As an illustration, the methodology is applied to a nuclear power plant with an existing PRA model and several results are provided.
원자력 발전소의 규제 기준이 설정될 수 있는 계층적 체계에는 상층 기준(사고시 소외 보건적 영향(offsite health effects) 또는 방사능 누출양)을 비롯하여, 중간층 기준(안전 기능(safety function)이나 계통(system)의 성능), 그리고 하층 기준(부품 또는 하부품 성능)으로 이루어진다. 본 연구는 위의 계층적 체계를 포괄하고 상층 안전 기준에 부합하는 중간층 성능 기준을 결정하는 방법론을 개발했다. 그러한 배경은 중간층 기준이 상층 기준보다 더 현실적이며 더 가동적 risk 관리 체제를 갖고, 반면에 하층 기준보다 덜 규정적이고 더 많은 유연성을 지니는 데 있다. 본 방법론은 안전기능 또는 계통의 비가용도(unavailabilities)를 최대화하는 다목적계획(multiobjective programming) 문제에서 비열성 해법 (noninferior solution technique)를 사용하여, 상층 기준으로부터 중간층 기준을 유도한다. 본 방법론에서는 PRA(확률론적 risk 평가)를 발전소의 기본적 안전 모델로 사용하며, 부품의 신뢰도 비용 함수는 필요로 하지 않는다.
목적 공간(objective space)과 risk 공간에서 이단 비열성해(two-tier noninferior solution)를 우선 구하고, 이 해를 바탕으로 관련된 risk를 상층 안전 기준과 비교하여 이단 비열성 부분공간 (subspace)에서 분명히 관심없는 비열성 해를 버림으로써 훨씬 더 좁은 영역을 얻는 비공식 선호도 평가(preference assessment)를 수행한다. 그런 후, 그 영역의 하 극한치를 중간층 성능 기준으로서 제시한다.
예시 목적으로, 본 방법론을 실제 PRA 모형을 갖고 있는 원자력발전소에 적용하고 여러 가지 결과를 제시한다.
