산업화의 발전과 환경에 대한 관심 급증으로 전력사용이 늘어나고 있다. 이에 대한 대책으로 원자력 발전소의 신설이 급증하고 있는 실정이다. 따라서, 원전구조물에 사용되는 콘크리트의 품질에 대한 검증자료가 국내에 많이 부족하므로 본 연구에서는 원전구조물 콘크리트에 대한 물성평가를 통하여 원전구조물 콘크리트의 기초자료로 활용하고자 한다.
본 논문에서는 면진시스템이 원전에 적용될 경우 원전구조물의 생애주기 성능에 미치는 영향을 소개한다. 최근 내진설계와 더불어 강진발생 예상 지역에 적용을 목적으로 개발되는 면진시스템은 구조물을 장주기화하여 응답가속도를 줄이고 상대변위를 늘려줌으로써 구조물의 안전성을 증진시키는 것으로 알려져 있다. 따라서, 구조물의 안전성이 중요시되는 원전구조물에 면진시스템을 적용하기 위한 연구가 국내에서 진행 중에 있다. 본 연구에서는 원전구조물의 생애주기 성능분석에 있어서 특징을 분석하고, 면진시스템이 적용될 경우 원전구조물의 생애주기성능에 있어서 미치는 영향을 평가함으로써, 도출된 결과를 면진시스템 적용의 정량적인 타당성 평가에 활용할 수 있다.
대규모 지진에 대한 원전의 안전성을 확보하는 방안으로 기존 원전 구조물에 면진장치를 설치하는 방안이 도입되고 있다. 면진장치를 설치함으로써 상부구조와 지반의 거동을 격리시킬 수 있고, 구조물 자체의 고유주기가 길어지게 되는데, 이를 통해 지진하중에 대한 구조물의 응답을 감소시킬 수 있게 된다. 특히 원전구조물 설계 시 원전구조물 자체뿐만 아니라 원전 내부 기기에 대한 안전성 확보가 필수적이다. 이를 위해 특정 층에 위치한 기기의 설계를 위해 각 층의 최대 요구 응답을 나타내는 층응답스펙트럼이 일반적으로 사용된다. 본 논문에서는 원전 구조물의 지진해석을 통해 특정 층의 층응답스펙트럼을 평가하고, 면진 장치의 거동 특성중 하나인 2차 경화에 대한 영향 또한 평가하였다.
원전 구조물의 대부분은 해안가에 위치하고 있어 염해와 장기적으로 발생하기 쉬운 피로, 중성화등 각종 열화조건에 노출되어 있다. 한편 구조물의 유지관리에 관한 기술은 근본적으로 체계적으로 확립된 절차에 따라 수행되어야 하는 것이 원칙이며 특히 원자력 발전소의 경우에는 결함요인을 사전에 제거함으로써 원자력 안전성에 대한 신뢰도를 높이기 위한 자체기술의 확립이 필요하다. 이러한 필요성에 따라 "원전 안전성 관련 콘크리트 구조물의 열화에 관한 연구"에서는 체계적인 열화현상 검사 절차 및 유지관리기술의 핵심 요소라 할 수 있는 각종 검사 및 이력사항들에 대한 데이터베이스 시스템의 구축, 표준적인 보수.보강 절차를 제시하였으며, 이러한 제반 성과들이 원전 구조물의 유지관리업무에 실용화 될 때 원전의 안전성 향상에 크게 기여하리라 생각된다.여하리라 생각된다.
본 논문은 콘크리트 구조물 중 원전구조물에서 열화요인에 따른 미세구조적 변화에 대해서 평가하였다. 이는 원전구조물의 경우 열화현상이 발생하게 되면 일반 구조물에 비해 심각한 영향을 초래하기 때문에 기존의 열화 평가 방법에 의존하기 보다는 미세구조적 관점에서 콘크리트의 열화를 재평가해야 한다. 그에 일환으로 열화 요인 중 동결 융해와 황산염에 대한 미세구조 평가를 실시하였다. 동결융해의 경우, 미세구조적 관점에서의 미세공극의 양이 증가하는 것을 확인하였으나 그 증가 폭이 크지 않음을 알 수 있었으며, 물리적 실험에서도 그 변화가 매우 작음을 확인할 수 있다. 그리고 황산염에서는 초지 침지 구간에서는 플라이 애쉬를 사용한 원전 콘크리트 배합이 콘크리트에 더 유리하게 작용함을 알 수 있다.
원자력발전에 대한 관심이 증가하고 있다. 따라서 원전구조물 콘크리트에 대한 검토가 요구되고 있으나, 국내실정에 맞는 원전구조물의 내구성에 대한 검증자료가 많이 부족한 실정이다. 본 연구에서는 국내 원전구조물에 사용된 실제재료와 배합조건으로 시편을 제작하여 원전시설물의 열화에 대한 내구 안정성을 검토하였다. 향후 장기적인 검토가 필요할 것으로 판단된다.
고무받침등을 이용한 기초분리공법은 상부구조물의 고유주기를 기초분리가 되지 않은 구조물보다 길게 하여줌으로써 지진에 의해서 발생하는 밑면 전단력을 감소시키는 원리를 이용하고 있다. 이 원리는 지진지역에 있는 일반 건물구조물에 세계각국에서 성공적으로 사용되고 있으며, 특히 교량구조물에도 그 역할이 입증되어 미국, 일본 등을 중심으로 적용이 급증하고 있다. 본 논문은 동일한 원리를 우리나라에서 건설되고 있는 원전구조물에 적용하여 기초분리된 원전 격납구조물의 거동을 고찰하고자 한다. 이와 같은 거동해석을 실시하는데 있어서, 시간영역 해석은 많은 시간과 경비를 요하게 되어 현실적으로 사용하기에 여러 어려움이 존재하게 되는데 반해, 주파수영역 해석은 이러한 단점을 극복하게 되어 실용적이며 효과적인 결과를 제공하게 된다. 즉, 입력 지진파에 의한 기초분리 원전 격납구조물의 거동을 예측함에 있어서 시스템 복소주파 응답함수 및 지진파의 파워스펙트럼 계산을 통하여 보다 합리적인 접근이 가능함을 보이고자 한다.
2009년 4월 29일 신월성원전 건설현장에 해수가 유입되어 건설 중에 있던 구조물과 건축 재료가 해수에 침수되는 사고가 발생하였다. 이 후 지역의 대표들이 신월성침수사고 조사위원회를 구성하여 침수된 구조물의 안전성과 보수가 필요한 부분을 정량적으로 평가하고 그 결과를 발표하였다. 본 논문에서는 침수사고의 개요와 조사위원회의 구성과정 및 활동 그리고 조사위원회의 의미 등을 살펴보고 이 때 월성원전감시기구의 역할 등을 고찰하여 원전주변지역 주민의 의식변화와 이에 따른 관련기관의 역할을 기술하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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