선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 연구에서는 원전 주제어실의 내진성능을 보강하는 방안을 개발하기 위해서 액세스 플로어에 층 지진격리시스템을 도입하여 수평방향과 수직방향 지진을 동시에 가진하여 지진저감성능을 실험적으로 평가하였다. 실험 모형은 별도로 설계하여 원전 내진설계에 사용되는 운전기준지진(OBE), 안전정지지진(SSE)을 입력지진으로 하여 실험체의 3차원 지진 저감효과를 평가하였다.
- 점이다. 이러한 변위를 제어하기 위하여 본 연구에서는 여러 가지 예비실험을 통해서 성능을 평가한 점성댐퍼를 도입하여 수평/수직방향 동시가진에 의한 변위를 제어하였다. 댐퍼의 용량은 2 ton/ea.
제안 방법
- Lambrou와 Constantinou는 컴퓨터 주제어실의 액세스 플로어(Access Floor) 하부에 H형 강재로 프레임을 설치하여 프레임에 슬라이딩 베어링과 마찰 베어링, 액체 점성 댐퍼(Fluid Viscous Damper)를 따로 설치하여 비교 실험연구를 수행하였다.
- 캐비닛의 최대가속도 응답비를 나타낸 것이다. 각 지진별로 실험모형 Type I과 Type II의 지진격 리, 비지진격리시를 비교하여 최대가속도의 응답비(Response Ratio)를 나타냈고, 입력지진동의 최대가속도를 1로 하여 지진 응답 비를 나타냈다.
- 마찰진자 시스템은 층 지진격리시스템에서 수평방향 진동을 저감하고 제어하기 위하여 사용하였다. 마찰진자 시스템의 설계 고유진동수는 0.
- 저감하고 제어하기 위하여 사용하였다. 마찰진자 시스템의 설계 고유진동수는 0.5Hz로서 그림 13 〜그림 14에 나타난 OBE와 SSE 수평방향 입력지진의 주진동수 대역인 2〜6Hz를 피하기 위해 결정하였다. 마찰진자 시스템의 설계압축 하중은 2 tor由ea.
- 본 절에서는 운전기준지진과 안전정지지 진을 수평 방향과 수직 방향으로 동시에 가진하였을 경우, 실험모형 Type I, Type II 각각에 대해서 캐비닛의 상단부, 중앙부, 하단부에서 지진격리시스템을 설치하지 않은 경우와 설치한 경우에 대하여 최대응답 상대변위를 정리하여 분석하였다.
- 실험적으로 평가하였다. 실험 모형은 별도로 설계하여 원전 내진설계에 사용되는 운전기준지진(OBE), 안전정지지진(SSE)을 입력지진으로 하여 실험체의 3차원 지진 저감효과를 평가하였다.
- 0톤이고, 그림 2에 전체 형태와 크기가 나타나 있다(고유진동수 10Hz). 실험모형 Type II 는 Type I과 비교하여 고유진동수는 비슷하게 유지하면서 하부에 지진격리장치를 설치하였을 경우 Type I의 높이와 같게 하여 제어실의 설계변경없이 제어캐비넷의 케이블 설치가 가능하게 설계하였다.
- 에어 스프링을 실험모형에 부착하고 수평방향 가진시 발생하는 Rocking 현상을 줄이기 위해 에어 스프링의 취부 (Jig)에 4개의 보호 가이드를 설치하고 보호 가이드 내부 벽면에 수직진동 시 마찰을 최소화하기 위해 소형 볼 베어링 (Ball Bearing)을 설치하였다(그림 5. 참조).
- 위하여 사용하였다. 에어 스프링의 수직방향 설계 고유진동수는 2Hz 이고, 그림 13~그림 14에 나타난 0BE와 SSE 수직방향 입력지진의 주진동수 대역인 3- 10Hz를 피하기 위해 결정하였다. 에어스프링의 수직 하중 용량은 실험모형의 중량을 고려하여 공기압 52 psi를 주입했을 때 기준으로 700kg/ea.
- 진동대실험에 사용한 3차원 지진격리시스템은 원전 주 제어실의 동적특성에 적합하게 설계하여 개발하였고, 구성은 마찰진자 시스템과 에어 스프링(Air Spring), 점성 댐퍼로 구성되었으며, 각 장치의 특성은 다음과 같다.
- 진동수 특성이 다른 입력지진을 선정하여 원전격납건물과 유사한진 동수특성을 가진 시험체를 제작하여 마찰진자베어링과 고무 베어 링을 사용하여 지진격리기기의 지진동 저감 특성을 진동대 실험을 수행하여 분석하였다.
- 캐비닛의 수직방향 응답을 계측하기 위하여 가속도 센서를 캐비닛 하단부 좌우 2개, 수직방향 LVDT를 프레임에 1 개 설치하였고, 3차원 층 지진격리장치는 플로어의 네 모서리에 모두 4개를 설치하여 지진격리장치를 설치하지 않은 경우와 비교하여 표 1에 나타난 순서로 실험을 수행하였다.
대상 데이터
- WxD사!= 2.5mx2.5mx0.2m이고 바닥 프레임은 Type I과 같은 부재를 사용하였으며 무게는 1.0톤이고, 그림 2에 전체 형태와 크기가 나타나 있다(고유진동수 10Hz). 실험모형 Type II 는 Type I과 비교하여 고유진동수는 비슷하게 유지하면서 하부에 지진격리장치를 설치하였을 경우 Type I의 높이와 같게 하여 제어실의 설계변경없이 제어캐비넷의 케이블 설치가 가능하게 설계하였다.
- 설계하여 제작한 실험체는 두 가지로서 주제어실 액세스 플로어의 기존설계대로 제작한 실험모형 Type I과 기존 설계를 단순화시킨 실험모형 Type II이다. Type I의 크기는 WxDxH=2.5mx2.5mxO.8m이고, H-200x200x8xl2 부재를 바닥 프레임으로 사용하여 전체 무게는 2.0톤으로 제작하였다(고유진동수 HHz, 그림 1 참조).
- 설계하였다. 설계하여 제작한 실험체는 두 가지로서 주제어실 액세스 플로어의 기존설계대로 제작한 실험모형 Type I과 기존 설계를 단순화시킨 실험모형 Type II이다. Type I의 크기는 WxDxH=2.
- 실험모형 Type I의 수직방향 응답가속도는 캐비닛 하단부의 좌측과 우측에서 실험자료를 계측하였다. 운전기준지진에 대한 수직방향 최대응답가속도는 좌측에서 지진격리시의 응답(0.
- 진동대 실험에 사용한 실험체는 원전 주제어실 액세스 플로어의 단위 유닛과 진동대의 크기를 고려하여 설계하였다. 설계하여 제작한 실험체는 두 가지로서 주제어실 액세스 플로어의 기존설계대로 제작한 실험모형 Type I과 기존 설계를 단순화시킨 실험모형 Type II이다.
- 진동대 실험에 사용한 입력지진은 그림 9~그림 12에 나타난 바와 같이 원전 주제어실이 위치한 E1.144, 에서의 운전 기준지진과 안전정지지 진의 수평방향성분과 수직방향 시간-가속도 이력을 사용하였으며, 그림 13〜그림 14는 원전 주제어실 E1.144, 에서의 수직방향과 수평방향의 층응답 스펙트럼을 나타낸 것이다. 두 지진을 입력지진으로 사용한 이유는 원전 주제어실의 위치가 원전 보조건물 E1.
- 설치하고 센서를 부착하였다(그림 7~8 참조). 캐비닛의 수평방향 응답을 계측하기 위하여 가속도 센서를 캐비닛의 상단부, 중앙부, 하단부에 3개 설치하였으며, LVDT는 캐비닛 상단부, 중앙부, 하단부, 진동대 테이블에 4개를 설치하였다.
성능/효과
- - 응답스펙트럼 : 안전정지진에 대한 캐비닛 하단부에서의 최대응답스펙트럼 가속도가 실험 모형 Type II가 실험모형 Typel에 비해 20% 정도 작게 나타났다.
- - 응답스펙트럼 : 지진격리장치를 설치한 경우 지진 격리를 하지 않은 경우에 비해 시스템의 진동수 대역이 저진동수 대역으로 이동하였고, 응답스펙트럼은 크게 저감되 었다.
- - 최대응답 상대변위 : 수평방향 최대응답 상대 변위는 캐비닛 중앙부와 상단부에서는 지진격리를 하지 않은 것에 비해 지진격리를 한 경우가 변위가 상대적으로 줄어들지만 하단부에서는 지진격리장치의 특성상 상대 변위가 증가하여 나타났다.
- 최대응답 상대변위 : 안전정지지진에 대한 캐비닛의 높이별 상대변위는 실험모형 Type II가 실험모형 Type I 에 비해 10%정도 작게 나타났다.
- 최대응답가속도: 안전정지지진이 입력지진일 경우 캐비닛의 높이별 수평방향 최대응답가속도는 지진격리를 하지 않은 경우에 비해 지진 격리를 한 경우가 86-91% 저감되었고, 수직 방향 최대응답가속도는 56-66% 저감되 었다.
- 1. 입력지진에 대한 실험모형 제어 캐비넷의 지진응답은 지진격리를 하지 않은 것에 비해 3차원 층 지진격리 시스템을 적용한 경우 우수한 지진동 저감특성을 나타냈다.
- 2. 주제어실 Access Fkxn■의 높이를 조절한 실험모형의 지진 응답은 설계를 변경한 실험모형 Type II가 주 제어실 설계대로 제작한 실험모형 Type I에 비해 층 지진격리시스템 적용에 따른 지진동 저감특성이 우수하게 나타났다. 그 이유는 실험모형 Type I에 비해 실험모형 Type II 가 동적특성이 비슷한 상태에서 Access Floor의 높이 가상대적으로 작고, 이로 인해 전체적으로 지진응답이 작아졌기 때문으로 판단된다.
- 그 이유는 실험모형 Type I에 비해 실험모형 Type II 가 동적특성이 비슷한 상태에서 Access Floor의 높이 가상대적으로 작고, 이로 인해 전체적으로 지진응답이 작아졌기 때문으로 판단된다. 본 연구결과, 주제어실 Access Floor의 설계를 변경한 실험모형 Type II의 적용성이 평가되었으며, 세부설계가 보완되면, 원전 주제어실의 적용 가능성은 충분하다고 판단된다. 가속도, 변위, 응답 스펙트럼에 관한 실험결과를 정리하면 다음과 같다.
- 나타나 있다. 비지진격리시 최대응답스펙트럼 가속도가 2.8g(진동수 10.8Hz), 지진격리시 1.30g(진동수 3.3Hz)로서 비지진격리에 비해 최대응답스펙트럼 가속도가 53% 저감되 었다.
- 22에 나타나 있다. 수직방향 응답스펙트럼은 캐비닛 하단부의 좌측과 우측 2곳에서 측정한 값을 평균한 값으로서 비지진격리 시 최대응답스펙트럼 가속도가 3.0 g(진동수 10.8Hz), 지진격리시 1.26g(진동수 3.1Hz)로서 58% 저감되었다.
- 나타낸 것이다. 수평방향 최대상대변위는 캐비닛의 하단부에 대한 상대변위를 나타낸 것으로서 캐비닛 중앙부와 상단부에서는 비지진격리시에 비해 지진격리시 변위가 상대적으로 줄어들지만 하단부에서는 지진격리 장치의 특성상 상대변위가 증가하여 나타났다.
- 실험모형 Type II의 운전기준지진에 대한 수직방향 최대 응답가속도는 좌측에서 지진격리시의 응답(0.182g)이 비 지진격리의 응답(0.452g)에 비해 60% 저감되고, 우측에서는 69%(0.431g-^0.134g) 저감되었다.
- 65g 로서 비지진격리시에 비해 89% 저감되었다. 실험모형 Type I에 비교해서 살펴보면, 실험모형 Type II가 캐비넷 상단부에서 비 지진격리시 최대가속도는 4% 증가해서 나타나고, 지진격리시 최대가속도는 40% 작게 나타났다.
- 안전정 지 지 진에 대한 수직 방향 최 대응답가속도는 좌측에서 지진격리시의 응답(0.303g)이 비지진격리 시의 응답 (0.784g)에 비해 61% 저감되고, 우측에서는 66% (0.737g -0.249g) 저감되었다(표 3 참조).
- 240g) 저감되 었다. 안전정지지 진에 대한 수평방향 최대 응답 가속도는 캐비닛 하단부에서 지진격리시의 응답(0.114g)이 비 지진격리의 응답(0.841g)에 비해 86% 저감되고, 최상부에서는 87% (1.887g-^0.242g) 저감되었다(저감율 = 1 - (지진격리 /비지진격리), 표 2 참조).
- 157g) 저감되었다. 안전정지지진에 대한 수직방향 최대응답가속도는 좌측에서 지진격리시의 응답(0.326g)이 비지진격리시의 응답 (0.768g)에 비해 56% 저감되고, 우측에서는 64%(0.721g— 0.262g) 저감되었다(표 3 참조).
- 운전기준지진에 대한 수직방향 최대응답가속도는 좌측에서 지진격리시의 응답(0.211g)이 비지진격리의 응답(0.461g)에 비해 54% 저감되고, 우측에서는 64%(0.433g—0.157g) 저감되었다. 안전정지지진에 대한 수직방향 최대응답가속도는 좌측에서 지진격리시의 응답(0.
- 운전기준지진에 대한 실험모형 Type II의 수평방향 최대 응답 가속도는 캐비닛 하단부에서 지진격리시의 응답(0.140g) 이 비지진격리시의 응답(0.560g)에 비해 75% 저감되고, 최상부에서는 81%(0.977^0.184g) 저감되었다. 안전정지 지진에 대한 수평방향 최대응답가속도는 캐비닛 하단부에서 지진격리시의 응답(0.
- 응답 스펙트럼을 비교해 본 결과 최대응답이 나타나는 진동수가 지진격리장치를 설치한 경우 저진동수 영역으로 이동하였고, 최대응답은 층 지진격리시스템을 설치한 경우 크게 저감되었다.
- 점성댐퍼를 추가하여 전체 시스템의 댐핑값은 설치전에 비하여 증가하였고, 최대 상대변위와 응답스펙트럼의 감소로 확인할 수 있다. 실험모형의 차이에 따른 댐핑값의 차이는 크지 않고 비슷한 경향을 나타냈다.
- 지진격리시 응답은 주진동수 대역이 2.8Hz로 이동하고 최대 응답 스펙트럼 가속도는 0.65g 로서 비지진격리시에 비해 89% 저감되었다. 실험모형 Type I에 비교해서 살펴보면, 실험모형 Type II가 캐비넷 상단부에서 비 지진격리시 최대가속도는 4% 증가해서 나타나고, 지진격리시 최대가속도는 40% 작게 나타났다.
- 지진격리시 응답은 주진동수 대역이 3Hz로 저진동수 대역으로 이동하고 최대응답스펙트럼 가속도는 Llg 로서 비 지진격리시에 비해 81% 저감되었다. 3차원 지진격리 시스템에서 수평방향 면진은 마찰진자 시스템이 주로 제어하게 설계되었고, 실제 응답에서도 지진격리시 응답이 진동수 대역 전체에 걸쳐서 분포하는 마찰진자 시스템 고유의 특성을 나타내고 있다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.