• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권8호
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• pp.362-370
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• 2019

격납구조는 사고시 방사능 유출을 막기 위해 내압성능을 확보해야 하므로 소형 원자로용 격납구조에 모듈 방식을 적용하기 위해서는 내압성능의 분석이 필요하다. 따라서 소형 원자로용 모듈화 격납구조의 내압성능 분석을 위해 프리캐스트 콘크리트 모듈과 모듈 사이의 연결부 접촉면과 긴장재 배치를 고려한 FEM모델을 작성하고 정적해석을 수행한다. 이를 통해 모듈화 격납구조의 하중단계별 변위 및 응력의 변화특성을 분석한다. 그리고 변수 분석을 위해 선정된 각 변수가 모듈화 격납구조의 내압성능에 미치는 영향을 분석한다. 비교를 위해 일체화 격납구조의 내압성능도 함께 분석한다. FEM해석을 통한 변수 분석을 통해 긴장력 크기, 긴장재 배치 간격, 콘크리트 두께방향 긴장재 위치, 연결부 접촉면 마찰 계수 크기, 콘크리트 두께 등과 같은 변수 값의 범위가 제시되었다. 모듈화 격납구조의 모듈 간 접촉면에서 합성효과를 발생시켜주는 주요인자는 긴장재에 의한 긴장력과 연결부 접촉면의 마찰력이다. 일체화 격납구조 대비 추가적인 긴장재배치를 통해 긴장력을 증가시키면 모듈화 격납구조에서도 일체화 격납구조와 동등 수준의 내압성능을 확보할 수 있다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.653-656
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• 2010

월성 1호기 격납건물에 대하여 극한내압하중에 대한 확률론적 취약도 평가를 수행하였다. 격납건물 성능의 불확실성은 가동중 검사 결과를 통해 얻어진 재료 물성치 중앙값과 텐던 긴장력 중앙값을 적용하여 고려하였다. 격납건물은 개구부를 고려하여 3차원 유한요소로 모델링하였으며, 확률론적 취약도 평가를 위하여 대규모의 비선형 유한요소 해석 모델을 적용하기에 적합한 효율적인 취약도 평가 기법을 개발하였다. 월성 1호기 격납건물에 대한 취약도 평가 결과, 벽체 중단부가 극한내압발생으로 인한 방사능물질 누출에 가장 취약한 것으로 나타났으며, 중앙값 성능은 약 55psi, 고신뢰도 저파괴 파괴확률값인 HCLPF(High Confidence Low Probability of Failure)는 약 29psi를 나타내었다.

• 한국재난정보학회:학술대회논문집
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• 한국재난정보학회 2023년 정기학술대회 논문집
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• pp.303-304
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• 2023

확률론적 위험성 평가는 하중, 재료특성 등과 같은 불확실성 인자를 고려하여 구조물의 안전성을 평가하는 기법이지만 모든 불확실성을 고려하는 것은 현실적으로 불가능하다. 또한 원전 격납건물은 콘크리트, 철근, 라이너, 텐던이 복잡하게 결합되어 있다. 따라서 전역민감도 분석을 통해 격납건물의 불확실성 인자 검토하고 선정하는 작업은 필요하다. 따라서 본 연구는 대리모델을 기반으로 축소규모 원전 격납건물의 전역 민감도 분석을 수행하고 격납건물의 주요 영향인자를 분석하고자 한다. 유한요소 해석 모델을 기반으로 대리모델의 학습데이터를 생성하였으며 구축된 대리모델의 성능지표를 분석하였을 때 높은 회귀성능을 갖는 것으로 판단된다. 대리모델을 기반으로 전역 민감도 분석을 수행한 결과 콘크리트의 인장균열이 발생하는 내압수준에서 민감도 지수는 콘크리트의 압축강도가 높지만, 전체적인 내압 구간에서 민감도 지수는 텐던의 탄성계수 및 항복강도가 높은 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.409-416
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• 2020

전세계적으로 다양한 규모의 지진이 계속하여 발생하고 있으므로 원자로용 격납구조가 구조적인 건전성을 유지하기 위해서는 내진성능의 확보가 필수적이다. 따라서 소형 원자로용 모듈화 격납구조의 경우에도 내진성능의 분석이 필요하다. 본 연구에서는 소형 원자로용 모듈화 격납구조의 내진성능 분석을 위해 콘크리트 모듈 간 접촉면과 긴장재를 반영한 유한요소 모델을 작성하여 고유진동해석과 지진해석을 수행한다. 이를 통해 입력지진파에 의한 모듈화 격납구조의 변위, 응력 및 연결부 접촉면 갭 크기의 변화특성을 분석한다. 그리고 긴장력, 연결부 접촉면 마찰계수 및 입력지진파의 변화가 내진성능에 미치는 영향을 분석한다. 비교를 위해 일체화 격납구조의 내진성능도 분석한다. 긴장재의 긴장력과 모듈 연결부 접촉면의 마찰력에 의한 합성효과로 모듈화 격납구조는 발생 가능성이 가장 높은 1, 2차 고유모드에서 일체화 격납구조와 유사한 횡방향 동적거동을 한다. 긴장재의 긴장력과 연결부 접촉면의 마찰력에 의한 합성효과가 충분히 발휘될 경우, 연결부를 갖는 모듈화 격납구조에서도 일정수준 이상의 내진성능이 확보된다. 연결부 접촉면 재질을 마찰계수가 더 큰 재료로 바꿀 경우 추가적인 내진성능 향상이 기대된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제28권2호
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• pp.129-136
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• 1996

영향도를 이용하여 영광 3, 4호기의 격납용기 성능해석을 수행하였다. 기존의 사상수목기법을 응용한 격납용기 성능해석은 사건들 사이의 의존 관계를 명확히 나타내기 어렵고, 사고진행사상수목(APET) 에서 알 수 있듯이, 격납용기와 같은 복잡한 계통에 적용할 경우 그 의존 관계를 그림으로조차 나타낼 수가 없으며, 또한, 의사결정문제를 다루는 데에도 많은 한계점을 지니고 있다. 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 새로이 개발된 방법론인 영향도를 영광 3, 4호기 격납용기 성능해석과 사고관리방안을 평가하는 데에 적용하여 보았다. 본 연구에서 얻은 계산 결과와 기존의 사상수목 기법을 이용하여 계산한 결과와 비교한 결과, 거의 일치하는 계산 결과를 얻을 수 있으면서도 전체 격납용기 계통을 한 눈에 알기 쉽게 그림으로 나타낼 수 있었다. 또한, 향도가 의사결정문제를 일반적으로 다룰 수 있음을 보이기 위하여 본 방법론을 사고관리방안을 평가하는 데에 이용하여, 원자로 냉각계통 감압과 원자로공동 범람 방안, 두 가지 사고관리방안을 평가하여 보았다. 모두 초기 격납용기 파손에는 나쁜 영향을 주는 것으로 나 타났으나, 후기 격납용기 파손이나 중기발생기 세관파손에는 원자로공동범람과 일차계통 감압이 각각 어느 정도 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 본 연구를 통하여, 영향도를 이용한 격납응기 성능 해석은 사상수목기법을 이용한 분석에 비해, 진행되는 사건들 사이의 의존관계를 보다 명확히 나타낼 수 있고, 또한 영향도는 운전자의 의사결정을 잘 나타낼 수 있으므로 사고관리기법을 평가하는 데에도 쉽게 적용할 수 있음을 알 수 있다. 결론적으로, 본 연구에서는 영향도가 사상수목기법이 지니고 있는 여러 한계점들을 쉽게 극복하며 격납용기 성능해석에 적용할 수 있음을 보였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권5호
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• pp.381-388
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• 2012

본 연구에서는 Steel Fiber를 원전 격납건물에 적용하기 위한 적용성 평가를 위해서 Steel Fiber가 삽입된 격납건물에 대한 지진위험도 평가를 수행하였다. Steel Fiber를 콘크리트에 삽입함으로써 콘크리트의 구조적 성능에서 취약점인 인장성능을 향상시킬 수 있고, 압축강도 및 전단강도도 증가시킬 수 있는 장점이 있기 때문이다. 그러나 아직까지 원전 격납건물에 Steel Fiber를 적용하기 위한 노력은 진행되고 있지 않다. 재료적 우수성에도 불구하고 원전에 적용하기 위해서는 좀 더 많은 사용경험과 성능검증이 이루어져야 가능할 것이다. 따라서 본 연구에서는 원자력발전소 격납건물에 Steel Fiber를 사용하였을 경우, 격납건물의 지진안전성의 변화를 살펴보기 위하여 기존의 실험자료를 이용하여 취약도 평가를 수행하였다. 분석결과 Steel Fiber의 함유로 인하여 전단성능과 연성능력이 증가하여 지진취약도의 향상으로 나타났다. Steel Fiber함유량이 1.0%인 경우 지진내력이 10%가량 증가하는 효과를 얻을 수 있었다. 그러나 본 연구의 결과는 제한된 기존의 실험결과를 이용한 예비해석이므로 Steel Fiber의 실제 적용성을 적확하게 분석하기 위해서는 Steel Fiber가 함유된 다양한 콘크리트 부재실험을 통하여 그 물성의 변화를 파악하여야 할 것이다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2003년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.371-376
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• 2003

원자력 발전소에서 격납건물 계통의 건전성 유지는 냉각재상실사고(Loss of Coolant Accident: LOCA) 및 주증기관 파단(Main Steam Line Break : MSLB) 사고와 같은 설계기준사고 시 격납건물의 최대 온도/압력을 평가하는 격납건물 성능 평가는 격납용기 내에 방사능 물질을 효율적으로 가두어 방사능 피해로부터 공공의 안전을 확보할 수 있느냐 하는 관건이다.(중략)

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권4호
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• pp.449-455
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• 2011

최근 가압중수형 원전 격납건물의 내압능력 및 비선형 거동에 관한 실증실험과 해석코드에 대한 검증을 위하여 인도의 BARC 주관으로 가압중수형 격납건물 1/4 축소모델을 건설하였고, 내압성능평가를 위한 국제공동연구가 수행되었다. 이 논문은 가압중수형 1/4 축소모델 격납건물에 대한 내압성능과 비선형 거동을 예측하기 위하여 유한요소해석을 수행하였고 그 결과를 도출하였다. 대상 격납건물은 기초매트와 원통형 벽체 및 돔으로 구성되어 있고, 수평 텐던의 정착을 위하여 4개의 부벽(buttress)을 가지고 있다. 유한요소해석을 위하여 ABAQUS를 이용하였고 콘크리트, 철근 및 텐던에 대한 유한요소 모델을 작성하여 극한내압해석을 수행하였다. 유한요소해석결과 콘크리트의 초기 균열은 $1.6P_d$(design pressure)에서 발생하였고, 철근의 항복은 $3.36P_d$ 그리고 극한내압능력은 $4.0P_d$ 수준으로 나타났다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.63-74
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• 2006

원전 구조물 및 주요기기의 지진 안전성 평가에서는 내진성능을 정량화하는 방법으로 취약도 분석이 사용되고 있다. 지진취약도 분석은 격납건물의 설계 시 반영된 보수성을 배제한 실질적인 내진성능을 평가하는 것으로 이러한 보수성을 성능 및 응답에 관련된 확률론적 변수로 고려하여 평가하게 된다. 본 연구에서는 비선형 지진 해석으로부터 얻은 구조물의 변위응답을 기초로 한 지진취약도 분석 방법을 제시하였다. 또한 원전부지에서 선정된 발생가능한 근거리지진, 원거리지진, 설계지진 및 확률론적 시나리오지진을 시나리오지진으로 선정하고 이들 지진동에 대한 비선형 지진해석을 통하여 한국 표준형 원전 격납건물의 지진취약도를 평가하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.396-399
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• 2011

격납건물의 내압취약도 평가를 위하여 격납건물 구조재료 변수 각각의 재료특성 시험 결과를 분석하여 현재상태 중앙값 및 변동계수 값을 추정하였다. 추정된 값은 최근의 가동중 검사 결과와 큰 차이를 보이지는 않는 것으로 나타났다. 또한 추출된 구조재료 변수들의 재조합을 통해 상관성을 배제시키는 방법을 적용함으로서, 변수 간의 상관성이 격납건물 취약도 평가에 미치는 영향을 기존의 방법과 대비하여 분석하였다. 본 예제의 경우에는 의도치 않은 변수간 상관성에 의해 2%가량 내압성능이 작게 평가되는 결과가 발생하는 것으로 나타났다. 일반적인 문제의 경우 구조재료 변수의 특성과 추출된 변수의 임의성에 의해 영향이 증폭될 수 있기 때문에, 보다 합리적인 내압취약도 평가를 위해서는 상관관계 영향을 고려하는 것이 바람직하다고 할 수 있다.