Comparing with single structure constructed with reinforced concrete or steel, composite structures have a great advantage. However, in case of nuclear power structure, the application of a conventional single structure (reinforced concrete or steel structure) inflicts a heavy loss on a economical and constructive efficiency. But, the application of composite slab to nuclear power structure could compensate these deficiency. Therefore, in this study, the structural behavior of composite slab in nuclear power structure is observed to assure economical and constructive efficiency.
Dynamic responses of nuclear power plant structure subjected to earthquake loads should be carefully investigated for safety. Because nuclear power plant structure are usually constructed by material of reinforced concrete, the aging deterioration of R.C. have no small effect on structural behavior of nuclear power plant structure. Therefore, aging deterioration of R.C. nuclear power plant structure should be considered for exact prediction of seismic responses of the structure. In this study, a machine learning model for seismic response prediction of nuclear power plant structure was developed by considering aging deterioration. The OPR-1000 was selected as an example structure for numerical simulation. The OPR-1000 was originally designated as the Korean Standard Nuclear Power Plant (KSNP), and was re-designated as the OPR-1000 in 2005 for foreign sales. 500 artificial ground motions were generated based on site characteristics of Korea. Elastic modulus, damping ratio, poisson's ratio and density were selected to consider material property variation due to aging deterioration. Six machine learning algorithms such as, Decision Tree (DT), Random Forest (RF), Support Vector Machine (SVM), K-Nearest Neighbor (KNN), Artificial Neural Networks (ANN), eXtreme Gradient Boosting (XGBoost), were used t o construct seispic response prediction model. 13 intensity measures and 4 material properties were used input parameters of the training database. Performance evaluation was performed using metrics like root mean square error, mean square error, mean absolute error, and coefficient of determination. The optimization of hyperparameters was achieved through k-fold cross-validation and grid search techniques. The analysis results show that neural networks present good prediction performance considering aging deterioration.
CHOI IN-KlL;KIM MIN KYU;CHOUN YOUNG-SUN;SEO JEONG-MOON
Nuclear Engineering and Technology
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제37권2호
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pp.191-200
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2005
Shaking table tests of the seismic behavior of a steel frame structure model were performed. The purpose of these tests was to estimate the effects of a near-fault ground motion and a scenario earthquake based on a probabilistic seismic hazard analysis for nuclear power plant structures. Three representative kinds of earthquake ground motions were used for the input motions: the design earthquake ground motion for the Korean nuclear power plants, the scenario earthquakes for Korean nuclear power plant sites, and the near-fault earthquake record from the Chi-Chi earthquake. The probability-based scenario earthquakes were developed for the Korean nuclear power plant sites using the PSHA data. A 4-story steel frame structure was fabricated to perform the tests. Test results showed that the high frequency ground motions of the scenario earthquake did not damage the structure at the nuclear power plant site; however, the ground motions had a serious effect on the equipment installed on the high floors of the building. This shows that the design earthquake is not conservative enough to demonstrate the actual danger to safety related nuclear power plant equipment.
A physical protection system (PPS) is used for the protection of critical facilities. This paper proposes a structure analytic hierarchy approach (SAHA) for the hierarchical evaluation of the PPS effectiveness in critical infrastructure. SAHA is based on the traditional analysis methods "estimate of adversary sequence interruption, EASI". A community algorithm is used in the building of the SAHA model. SAHA is applied to cluster the associated protection elements for the topological design of complicated PPS with graphical vertexes equivalent to protection elements.
In this paper, a highly reliable communication network for DCS in nuclear power plant is designed. The structure and characteristics of DCS in nuclear power plant is briefly explained. The features needed for a communication network for DCS in nuclear power plant is described. According to the abovo features, the layer structure of the communication network is determined and each layer is designed in detail.
According to natural frequency of soil, characteristics of earthquake responses of an isolated containment building in nuclear power plants are examined. For this, earthquake response analysis of seismically isolated containment buildings in nuclear power plants is carried out by strictly considering soil-structure interactions. The structure and near-field soil are modeled by the finite element method while far-field soil by consistent transmitting boundary. The equation of motion of a soil-structure interaction system under incident seismic wave is derived. The derived equations of motion are solved to carry out earthquake analysis of a seismically isolated soil-structure system. Generally, the results of this analysis show that seismic isolation significantly reduces the responses of the soil-structure system. However, if the natural frequency of the soil is similar to that of the soil-structure system, the responses of the containment buildings in nuclear power plants rather increases due to interactions in the system.
This article presents a new design of earthquake instrumentation that is suitable for quick decision-making after the seismic event at the nuclear power plant (NPP). The main objective of this work is to ensure more availability of the NPP by expediting walk-down period when the seismic wave is incident. In general, the decision-making to restart the NPP after the seismic event requires more than 1 month if an earthquake exceeds operating basis earthquake level. It affects to the plant availability significantly. Unnecessary shutdown can be skipped through quick assessments of operating basis earthquake, safe shutdown earthquake events, and damage status to structure, system, and components. Multidecision parameters such as cumulative absolute velocity, peak ground acceleration, Modified Mercalli Intensity Scale, floor response spectrum, and cumulative fatigue are discussed. The implementation scope on the field-programmable gate array platform of this work is limited to cumulative absolute velocity, peak ground acceleration, and Modified Mercalli Intensity. It can ensure better availability of the plant through integrated decision-making process by automatic assessment of NPP structure, system, and components.
Nuclear containment structure is the last barrier for being secure from any nuclear power plant accident. Even though the safety requirements of nuclear power plant have been focused on removing accidental situations, nuclear containment structure must reserve the sufficient resisting capacity to any accident because it works as the last barrier. The acceptable nuclear containment structure makes possible to limit the effect of internal accidents and to avoid radioactive release. In this study, to conduct the numerical analysis for the structural safety of a containment structure, loss of coolant accident (LOCA) is considered as the basic accidental load, and Wolsong containment structure is considered as a target structure. The CANDU containment structure, such as Wolsong containment structure, is a prestressed concrete shell structure which has dome and is reinforced with bonded tendons. The evaluation of ultimate pressure capacity was conducted by nonlinear analysis of a prestressed concrete containment structure.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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