제14회원자력안전기술정보회의 2009.4.6~7 내진설계규제기준개정방향(i) :...
TRANSCRIPT
제14회 원자력안전기술정보회의
2009.4.6~7
내진설계 규제기준 개정방향(I) :
내진설계 입력자료
내진설계 규제기준 개정방향(I) :
내진설계 입력자료
현 창 헌
2/18
발표순서
I. 서 론
II. 규제기준 개정방향
1. 설계시간이력
2. 감쇠비
3. 내진등급 분류
4. 부지고유 설계지진 결정방법(성능기반 접근법)
III. 결 언
3/18
원전 내진안전성확보 절차
서 론 설계지진, 감쇠, 내진등급등결정
4/18
o 내진설계를내진설계를 위한위한 지진응답해석지진응답해석 주요주요 단계별단계별 요건요건 항목항목
¡ 부지고유 설계지진 결정
¡ 설계지진 가속도시간이력 결정
¡ 감쇠비 결정 및 감쇠의 해석
¡ 시설 및 설비별 내진등급 결정
¡ 지진응답해석 방법론 선택
¡ 지지 구조물 및 지지된 기기의 연계해석/독립해석 결정
¡ 수치해석 모델링
¡ 비틂 효과 고려
¡ 지진응답해석 (지반-구조물 상호작용 해석 포함)
¡ 진동모드 응답의 조합 / 세방향 지진성분에 의한 응답 조합
¡ 설계용 층응답스펙트럼(FRS) 작성
¡ 내진범주 I급 시설과 비내진범주 시설의 상호작용 고려
¡ 지진에 의한 전도모멘트 결정 (내진안정성 검토)
서 론
5/18
서 론
SRG 반영(원칙)SRP 3.7.1, 3.7.2고진동수 지진입력에 대한 특별 고려사항
KEPIC 일부 반영SRP 3.2.1, RG 1.29내진등급 분류
KEPIC 일부 반영SRP 3.7.1설계시간이력
KEPIC 반영SRP 3.7.2SSI 해석시 지반특성 불확실성 고려요건
KEPIC 반영RG 1.61감쇠비
KEPIC 기적용RG 1.92세방향 지진응답 성분 조합방법
-RG 1.92지진응답해석시의 진동모드 응답 조합방법
KEPIC 부록 반영SRP 3.7.2지반-구조물 상호작용(SSI) 해석 기준
-RG 1.208부지고유 설계지진 결정방법
비 고개정 문서(미국)개정 항목
o 최근 USNRC 요건 개정 항목
6/18
o 설계시간이력 (1/5)l USNRC 개정 요건 문서 : SRP 3.7.1 (Rev.3, 2007.3)
l USNRC 요건 개정 전후 내용 비교
V/A, AD/V^2없음제어지진 규모/거리 특성값 비교
”대안방법(DGRS 포괄) 추가한가지 방법만 규정다중시간이력 DGRS 포괄 요건
KEPIC
대안방법(PSD 만족 불필요) 추가
한가지 방법만 규정단일시간이력 DGRS 만족 요건
특정함수값 규정+작성절차특정함수값 규정목표 PSD 작성 절차
상관계수 0.16 이하원칙 규정, 특정값 없음세방향 지진성분 통계적 독립요건
5세트 이상, 기술근거 제시4세트비선형해석을 위한 시간이력 개수
Arias Intensity(최소 6초)6-15초강진지속시간
특정값 삭제 (저진동수 성분포함되도록 충분히 길게)
10-25초(저진동수 성분포함되도록 충분히 길게)
지진지속시간
비고변경 후변경 전세부항목
l 규제기준 개정 방향 : 전체 반영 검토 (일부 반영 예정, 일부 실질적 적용)
규제기준 개정방향
7/18
o 설계시간이력 (2/5)
l 강진지속시간(개정)
¡ Arias Intensity(누적에너지)가 5%에서 75%까지 이르는데 걸리는 시간
l UHRS 제어지진 규모/거리 특성값의일관성 평가(추가)
¡ V/A, AD/V^2
(A,D,V : 최대지반가속도, 속도, 변위)
Plot) (Husid )()( , )(2 0
2
0
2
0
2 òòò == ftttdadaH(t)da
gAI ttttttp
규제기준 개정방향
8/18
o 설계시간이력 (3/5)
l DGRS(설계지반응답스펙트럼) 만족 요건(추가, 대안방법) (1/3)
¡ 기존 규정(단일시간이력의 DGRS 및 목표 PSD 만족 요건)
(a) DGRS 비교 (모든 감쇠비) (b) PSD 비교
규제기준 개정방향
9/18
o 설계시간이력 (4/5)
l DGRS 만족 요건 (2/3)
¡ 단일시간이력 DGRS 만족 요건(대안방법)
l 시간증분 : 0.01초 이하(Nyquist 진동수 - 최소 50Hz)
l 지속시간 : 20초 이상
l 5% 감쇠비에 대한 DGRS 포괄 기준
¡ 진동수 점 : 0.1Hz부터 10배 진동수 구간마다로그눈금에서 균일 간격으로 최소 100개 점(최소 50Hz 또는 Nyquist 진동수까지)
¡ 모든 진동수에서 DGRS의 90% 이상 / 연속 9개 진동수점 이하에서만 DGRS보다 작은 것 허용
¡ DGRS 대비 비율 평균 1.0 이상
¡ PSD 요건 대체 : DGRS의 1.3배 이하(모든 진동수)
규제기준 개정방향
10/18
v 단일시간이력 DGRS 만족 요건
l 5% 감쇠비에 대한 DGRS 포괄 기준
¡ 진동수 점 : 0.1Hz-1Hz, 1Hz-10Hz, 10Hz-100Hz 각 구간에 대해로그눈금에서 균일 간격으로 최소100개 점
¡ Sa(5%) / DGRS(5%) ≥ 0.9 (연속 9개 진동수점 이하에서만 작은 것 허용)
¡ 평균 [Sa(5%) / DGRS(5%)] ≥ 1.0
¡ PSD 요건 대체 : Sa(5%) / DGRS(5%) ≤ 1.3 (모든 진동수)
규제기준 개정방향
11/18
o 설계시간이력 (5/5)
l DGRS 만족 요건 (3/3)
¡ 다중시간이력 DGRS 포괄 요건 (추가, 대안방법)
l 시간증분(0.01초 이하), 지속시간(20초 이상), 비교 진동수점 : 단일시간이력의 경우와 동일
l DGRS 포괄 방법 : 각 시간이력에 대응하는 응답스펙트럼의 평균에대해 단일시간이력 경우의 방법 적용
규제기준 개정방향
12/18
o 감쇠비 (전면 개정) (1/3)l USNRC 개정 요건 문서 : Reg. Guide 1.61 (Rev.1, 2007.3)
¡ NUREG/CR-6919(2006)에 기초 : 기존 규제지침, 인허가 경험 등에 따른권고사항들의 분석; 감쇠 관련 데이터 분석; ASCE 43-05 및 ASME Sec.III Div.1 App.N(2004) 내용 고려
l USNRC 요건 개정 내용 (규제입장 분량 : 1쪽→ 6쪽)
¡ 구조물, 배관, 기계/전기기기(규정 완화), 전기 분배계통, HVAC 덕트 구분
¡ 배관의 진동수 종속 감쇠비(ASME 코드 케이스 N-411-1), 케이블 트레이/전선관/HVAC 감쇠비 등 임시 적용해 온 감쇠비 규정화
¡ 보강 조적구조(7/4), 유체 출렁임 모드(0.5/0.5) 등의 감쇠비 추가
¡ SSE에 대한 FRS 작성시 감쇠비 규정 추가 : OBE에 대한 감쇠비 적용 원칙
l 규제기준 개정 방향 : 전체 반영 예정
규제기준 개정방향
13/18
o 감쇠비 (2/3)l USNRC 요건 개정 전후 비교(괄호 안은 개정 후)
동일
증가
증가
증가
증가
증가
동일
비고
대,소구경 배관 구분 없음2 (3)3 (4)대구경 배관
개정 전과 동일4 (4)7 (7)RC 구조
개정 전과 동일2 (3)5 (5)PC 구조
지압형 볼트 접합된 강구조4 (5)7 (7)볼트 접합된 강구조
용접/마찰형 볼트 강구조2 (3)4 (4)용접된 강구조
1 (3)2 (4)소구경 배관
기계 및 전기기기 세분2 (2)3 (3)기기
개정 후 분류OBESSE대상(개정 전 분류)
규제기준 개정방향
14/18
o 감쇠비 (3/3)l USNRC 요건 추가 항목
¡
¡
¡
설계영향
충격 모드 : SSE(3%), OBE(2%)출렁임 모드 : SSE(0.5%), OBE(0.5%)
유체저장 금속탱크
SSE(4-10%), OBE(3-7%) : 제작 형식에 의존HVAC 덕트
SSE(7-10%/5-7%), OBE(5-7%/3-5%) : 적재 정도에 의존
* 국내기존 적용값 : SSE(15%), OBE(10%)케이블 트레이/전선관
ASME 코드 케이스 N-411-1(KEPIC 적용사례/해석서MN 411-1)의 진동수 종속 감쇠비 적용 허용
배관
SSE(7%), OBE(4%)보강조적 구조
세부 내용항 목
규제기준 개정방향
15/18
o 내진등급 분류 (개정)l USNRC 개정 요건 문서(1) : SRP 3.2.1 (Rev.2, 2007.3)l USNRC 요건 개정 내용
¡ 10CFR50 부록 적용 추가 : GDC1(QA), GDC61(방사성물질 관련시설) [부록 A]; 부록 S(내진설계)
¡ 대상 추가 : 내진 II등급 SSC, 방사성물질 함유 시설, 방폐물 관리시설(RG 1.143), 안전관련 계측기 감지선로(RG 1.151), 화재방호계통(RG 1.189) 대상에 추가
l 규제기준 개정 방향 : 전체 반영 예정 (실질적 적용)
l USNRC 개정 요건 문서(2) : Reg. Guide 1.29 (Rev.4, 2007.3)l USNRC 요건 개정 내용
¡ 방사선 피폭 기준에 총유효선량당량(TEDE) 기준 추가
¡ 가동원전의 화재방호계통 언급 추가(해당 RG 인용)l 규제기준 개정 방향 : 전체 반영 예정 (실질적 적용)
규제기준 개정방향
16/18
o 부지고유 설계지진 결정방법 (성능기반 접근법) (추가)l USNRC 개정 요건 문서 : RG 1.208 (2007.3.)
l USNRC 개정 요건 개념 : 성능기반 접근법
¡ 지진재해도 곡선(요구성능)과 시설 취약도 곡선(실제성능)의 통합
¡ 요구성능이 실제성능을 초과할(Unacceptable Performance) 평균 확률이 “1e-05/년”이 되도록 설계지진 결정
¡ 연초과 확률 “1e-05/년” 평가
l 지진에 의한 평균 CDF (가동원전 전체) ≥ ≈ 1e-05/년 (평균)
l SSC의 비탄성 거동 개시 시점 : 파괴 시점에 훨씬 못 미침(일반사항)
l CDF는 최대 SSC 파괴빈도보다 작음(전형적)
⇒ 지진에 의한 CDF가 평균 1e-05/년보다 상당히 작을 것으로 기대
l 규제기준 개정 방향 : 반영 검토
규제기준 개정방향
17/18
일부 반영반영 예정(실질 적용)SRP 3.2.1,RG 1.29(개정)
내진등급 분류
-
전체 반영
일부 반영
(DGRS 포괄요건)
국내 산업기술기준(KEPIC)
반영 검토RG 1.208(추가)
부지고유 설계지진결정방법
반영 예정
(내진설계 영향 증대)RG 1.61(전면 개정)
감쇠비
반영 검토
(일부 반영 예정)SRP 3.7.1(추가)
설계시간이력 요건
국내 규제기준USNRC 요건개정 문서
개정 항목
결 언
o 요 약
18/18
o 원전 내진설계(내진설계 입력자료) 규제기준 개정 계획
l 개발중인 규제기준 및 규제지침에 반영
l SRG(안전심사지침) 개정
o 규제기준 개정에 따른 영향
l 내진설계에 미치는 영향 증대 가능
l 내진설계에 소요되는 노력 증대 가능
o 내진설계 분야 전문가들간의 활발한 의견 교환 필요
결 언
감사합니다.
제14회 원자력안전기술정보회의, 2009.4.6~7