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문제 정의
- 이는 지진상관성이 확률통계적으로 의미를 가지고는 있지만 상관성 정도를 평가하기에는 데이터도 부족하고 절차도 까다롭기 때문이다. 여기서는 지진상관성을 다루는 몇 가지 방법을 분석하고 이들 중 적용 가능한 두 가지 방법에 대해서 상관계수를 평가하는 절차를 적용하고자 한다. 특히, 서로 다른 절차로 평가하는 두 방법론을 동시에 적용하기 위해 상관계수행렬을 구성하는 하나의 방법으로 표현할 수 있는 절차를 제시하였다.
- 여기서는 응답과 성능으로 이루어지는 취약도곡선의 가정에서 바로 확률통계적 상관계수를 도입하여 상관성을 평가하는 가장 기본적인 방법을 다루었으며 동일한 입력 지진에 의해 발생하는 원전 기기들 응답의 상관성을 고려하였다. 이 SSMRP 방법은 NUREG-1150 보고서[3]에서 미국의 Zion 원전, Peach Bottom 원전 등에 대해서 연구 목적으로 적용되었다. 하지만 이 방법은 실제 상업용 원전의 SPRA에 적용된 사례는 없다.
- 아직까지 각 취약도 인자들 자체의 상관성이나 상관정도를 판단할 수 있는 데이터들이 부족하여 실제 상용 원전에 적용하기에는 많은 추가적인 연구가 필요하다. 이 연구에서는 매우 단순화된 경우에 대해 예제를 기반으로 방법론을 제시하였다. 실제 산업시설이나 원전과 같은 복잡한모델의 경우에는 보다 많은 기기 개수와 다양한 확률변수들의 상관성이 조합되어야 하므로 이를 계산하기 위한 소프트웨어 또한 개발이 필요할 것이다.
- 이에 대한 구체적인 적용을 보여주기 위해 공통인자로부터 상관계수로 변환하는 방법에 대한 예제를 구성하였다. Table 3과 같이 4개의 기기(conponent 1~4)에 대해 각각 3개의 지진취약도 변수(factor 1~3)가 구성되어있다고 가정한다.
- 그러나 실질적인 적용을 위해서 상관성 정도를 평가하는 것이 매우 어렵고 전 세계적으로 합의된 절차가 없어서 아직 연구 단계에만 머물러 있다. 이에 이 연구에서는 각 지진상관성 함수 적용 방법에 대한 실제 구현을 시도해보고 각 방법의 장점을 살려 조합할 수 있는 방법을 개발하였다.
- 여기서는 이들 두 방법론을 조사한 결과 각각의 장단점이 있으며 필요시 두 방법을 모두 적용하여 조합하는 방법이 필요할 것으로 판단하였다. 이에 이 연구에서는 이 두 방법을 통합하는 절차를 제시하는 것을 주요 목적으로 한다.
가설 설정
- SSMRP[2]에서는 경험규칙에 의해서 기기 설치 위치의 높이, 기기의 스펙트럼 민감 대역 등에 따라서상관계수를 달리하는 것으로 가정하였다. 이를 해석적으로 구현해보기 위해 원전 격납건물과 내부구조물을 모델링하고 각 위치별층응답스펙트럼을 분석하여 상관계수를 도출하였다.
- 이에 대한 구체적인 적용을 보여주기 위해 공통인자로부터 상관계수로 변환하는 방법에 대한 예제를 구성하였다. Table 3과 같이 4개의 기기(conponent 1~4)에 대해 각각 3개의 지진취약도 변수(factor 1~3)가 구성되어있다고 가정한다. 여기서 지진취약도 변수는 어떠한 것이든 가능하기 때문에 특정하지는 않았다.
- 이 위치는 각각 격납건물 최상단(node 1), 격납건물 중간높이의 2차 모드 변형점(node 2), 내부건물 최상단(node 3)으로 하였다. 상관계수 구성을 위한 위치 및 고유진동수에 따라서 아래와 같이 4개의 기기를 가정하였다. 이에 대한 구조물의 고유진동수 및 모드 형상은 Fig.
- 취약도곡선이 누적로그정규분포 표현되는 이유가 파괴확률은 지진하중에 해당하는 응답(response)이 내력에 해당하는 성능(capacity)보다 큰 경우의 확률이고 이 두 가지가 각각 로그정규분포를 따른다고 가정하고 있기 때문이다. 응답과 성능은 모두 여러 가지 확률 인자들로 구성되어있고 이들이 모두 독립이라는 가정이 있다.
- 원전의 경우 비상디젤발전기는 동일한 여러 개가 하나의 발전소에 설치되어 하나가 손상되더라도 다른 것들이 기능을 유지하면 비상발전 시스템을 유지할 수 있도록 중복성(redundancy)을 가지고 있다. 이 디젤발전기 하나의 지진취약도곡선의 중앙값이 1.1 g라고 하고 2개를 설치했다고 가정하자. 그렇다면 1.
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