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2010. 8. 31. 한전전력연구원 이경진 (leekj@kepri.re.kr)

원전 주제어실 3 차원 층면진시스템 내진성능평가. Shaking Tablel Test Study on 3-Dimensional Floor Isolation of Main Control Room of Nuclear Power Plant. 2010. 8. 31. 한전전력연구원 이경진 (leekj@kepri.re.kr). 연구 필요성. 원전 주제어실 NSSS 전기 / 계측기기의 내진검증 비용의 최소화 방안 층면진 기술개발 및 도입 필요 원전설계지진 최대값의 상향화에 대한 대응책 필요

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2010. 8. 31. 한전전력연구원 이경진 (leekj@kepri.re.kr)

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Presentation Transcript

  1. 원전 주제어실 3차원 층면진시스템 내진성능평가 Shaking Tablel Test Study on 3-Dimensional Floor Isolation of Main Control Room of Nuclear Power Plant 2010. 8. 31. 한전전력연구원 이경진(leekj@kepri.re.kr)

  2. 연구 필요성 • 원전 주제어실 NSSS 전기/계측기기의 내진검증 비용의 최소화 방안 • 층면진 기술개발 및 도입 필요 • 원전설계지진 최대값의 상향화에 대한 대응책 필요 • 원전 주제어실 층면진 기술 개발 • 원전 내진 신뢰성 확보 • 일반건축물 및 산업설비에의 기술파급효과 기대 • 노후원전의 안전성 확보 및 수명연장 • USI A-46 대상발전소인 노후 원전의 안전관련기기에 대해 면진장치 적용 연구 배경 및 필요성 • 국가시설물에 대한 내진설계기준 강화(‘97) • 주요 전력시설물의 내진안정성 확보 요구 • 가동중 원전의 주기적 안전성 평가제도 법제화(‘01) • 고리 1,2호기 및 월성 1호기 주요기기 및 구조물 내진검증 평가 수행 중 (전력연구원 주관) • 원전 주제어실은 NSSS 전기/계측기기를 제어하는 기능을 수행 • 지진시 내진안정성 최우선 확보 필요

  3. 연구 목표 • 원전 주제어실 층면진 시스템 적용성 평가 • 원전 주제어실 액세스 플로어의 설계변경 및 단순화 검토 • 수직/수평 3차원 면진장치 적용시 주제어실 액세스 플로어의 지진동 저감성능 평가 전산실 층면진 적용 사례

  4. 원전 주제어실 액세스 플로어 모습 1 원전 주제어실 액세스 플로어 모습 2

  5. 주제어실 부분모형 실험 • 층면진 시스템 설계 • 시험체 - 수직지지대를 제거, 높이가 낮은 간편설계- 치수 (W x D x H) : 2.5m x 2.5m x 0.2m - Base Frame : H-200x200x8x12 - 무게 : 2.0ton 층면진 시스템 시험모형 Type II

  6. 제어캐비넷 • 울진 1,2호기 주제어실 PCS 캐비닛 • 치수 (W x D x H) : 800mm x 180mm x 230mm • 무게 : 0.4 ton (부속기기는 제외한 본체) 제어캐비넷 • 면진장치 • FPS (Friction Pendulum System) • 설계압축하중 : 2.0 tonf • 설계고유진동수 : 0.5 Hz • 곡률반경 : 0.99 • 마찰재 : 순수 PTFE (Unfilled PTFE) • 마찰재 직경 : 40mm, 지압면적 : 12.56cm2 • 에어스프링 : 수직방향 설계진동수 2Hz • 댐퍼 : 설계압축하중 2tonf, 감쇠비 15% FPS 댐퍼 에어스프링 면진장치

  7. 실험에 사용된 안전정지지진(SSE)의 응답스펙트럼과 시간-가속도 이력 SSE 시간-가속도이력(수평방향) SSE 응답스펙트럼 SSE 시간-가속도이력(수직방향)

  8. 실험모형 Type II의 설치모습과 외부 센서 부착 위치

  9. Top 진동대 실험결과 Mid • 높이별 최대응답 가속도 Mid 입력지진에 대한 캐비닛의 높이별 최대응답가속도 (수평방향) Btm 입력지진에 대한 캐비닛의 높이별 최대응답가속도(수직방향) SSE 가진시 캐비닛의 높이별 수평방향 최대응답가속도 * 저감율 = (1- 면진/비면진) x 100 %

  10. Type I Type II • 안전정지지진 가진 시 시간-가속도 이력 Type I Type II 캐비닛 하단부 시간-가속도이력 (수평방향) 캐비닛 하단부 시간-가속도이력 (수직방향)

  11. Type I Type II • 실험모형의 캐비닛 하단부에서의 안전정지지진(SSE) 가진 시 응답 스펙트럼 캐비넷 하단부 응답스펙트럼 (수평방향) 캐비넷 하단부 응답스펙트럼 (수직방향)

  12. 결 론 • 가속도 • 수평방향 가속도: 안전정지지진(SSE) 가진시 캐비닛 최상부와 중앙부에서 면진시 비면진에 비해 최대가속도가 91-92% 저감 (실험모형 Type II가 Type I에 비해 10-30% 응답이 적음) • 수직방향 가속도: 안전정지지진 가진시 캐비닛 하단부에서 면진시 비면진에 비해 최대가속도가 60% 저감 (실험모형 Type II가 Type I에 비해 5-7% 응답이 적음) • 가속도 응답 스펙트럼 • 안전정지지진의 경우 캐비닛 하단부에서 수평방향 첨두진동수가 비면진시 8-9Hz, 면진시 2Hz로 이동. 응답스펙트럼은 비면진시 최대 3.5g, 면진시 0.3-0.45g로 저감 • 안전정지지진의 경우 캐비닛 하단부에서 수직방향 첨두진동수가 비면진시 16Hz, 면진시 3Hz로 이동. 응답스펙트럼은 비면진시 최대 3.0g, 면진시 1.2g로 저감

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