Abstract
The dynamic interactions between the reactor vessel and the control element drive mechanisms (CEDMs) of a pressurized water reactor are studied with the simplified mathematical model. The CEDMs are modeled as multiple substructures having different masses and the reactor vessel as a single degree of freedom system. The explicit equation for the frequency responses of the multiple substructure system are presented for the case of harmonic base excitations. The optimum dynamic characteristics of the CEDMs are presented to reduce the dynamic responses of the reactor vessel. The mathematical model and its response equations are verified by finite element analysis for the detailed model of the reactor vessel and the CEDMs for the harmonic base excitations. It is finally shown that the optimal dynamic characteristics of the CEDM presented can be applicable for the aseismic design.
본 연구에서는 가압경수로의 핵심부품인 원자로용기와 제어봉구동장치사이의 동적 상호작용의 영향을 평가하였다. 원자로용기와 제어봉구동장치를 단순 수학모델화하여 단순조화 기저가진에 대한 정상상태 주파수응답을 구하고, 응답을 최소화할 수 있는 설계변수를 제시하였다. 단순 수학모델의 적합성을 입증하기 위하여 원자로용기와 제어봉구동장치의 유한요소 모델에 대하여 ANSYS 코드를 사용하여 해석한 후 정상상태응답을 수학모델로 구한 응답과 비교하였다. 또한 기존설계와 최적화설계에 대하여 지진사고 시간이력해석을 각각 수행함으로써, 본 연구에서 제시한 최적설계변수가 내진설계에 대하여도 적용할 수 있음을 확인하였다.