초록 ▼

본 연구에서는 국내 원전에서 발생 가능한 극한 자연재해 및 인공재해에 대한 원전의 정량적 리스크를 평가할 수 있는 기반기술을 개발하고 극한 외부사건에 대한 리스크 평가체계 및 절차를 확립함으로써 국내 원전의 극한 재해에 대한 안전성 확보방안을 확립하고자 수행하였음.

강진분야에서는 강진시 구조물의 비선형 거동과 지반-구조물 상호작용에 의한 영향을 효율적으로 반영할 수 있는 기술을 개발함으로써 지진리스크 평가의 신뢰도를 향상을 도모하였으며 쓰나미 리스크 평가기술 개발 분야에서는 발생 가능한 쓰나미에 의한 원전의 리스크 평가

본 연구에서는 국내 원전에서 발생 가능한 극한 자연재해 및 인공재해에 대한 원전의 정량적 리스크를 평가할 수 있는 기반기술을 개발하고 극한 외부사건에 대한 리스크 평가체계 및 절차를 확립함으로써 국내 원전의 극한 재해에 대한 안전성 확보방안을 확립하고자 수행하였음.

강진분야에서는 강진시 구조물의 비선형 거동과 지반-구조물 상호작용에 의한 영향을 효율적으로 반영할 수 있는 기술을 개발함으로써 지진리스크 평가의 신뢰도를 향상을 도모하였으며 쓰나미 리스크 평가기술 개발 분야에서는 발생 가능한 쓰나미에 의한 원전의 리스크 평가기법 개발을 통한 쓰나미에 대한 원전의 리스크 평가기술 정립하였다. 또한 항공기충돌 리스크 평가기술 개발 분야에서는 항공기충돌 시 구조물의 건전성 및 충돌에 의한 원전의 리스크 평가체계 확립함으로써 국내기술 확립 및 세계기술을 선도할 수 있는 기반을 확립하였다. 국내고유 극한외부사건에 대한 리스크 평가 기반기술 개발 분야에서는 국내 발생 가능한 극한 외부사건에 대한 리스크평가 기반기술을 확립하고 추후 극한 자연재해에 대한 대응방안에 활용할 수 있는 기반을 마련하였다.

본 연구를 통하여 지진/쓰나미를 비롯한 극한 외부사건에 대한 리스크 평가체계 및 툴을 확보함으로써 외부사건에 대한 신뢰성 있는 리스크를 효과적으로 산정하여 원전의 극한외부사건에 대한 안전성을 확보 할 수 있는 기술을 확립함.

(출처 : 보고서 요약서 4p)

Abstract ▼

IV. Results
In the part of beyond design basis earthquakes, the methodology of seismic fragility assessment for structures and equipment was improved considering a nonlinear behavior of concrete structures and site effect. For the reevaluation of structural seismic fragilities, the detailed but e

IV. Results
In the part of beyond design basis earthquakes, the methodology of seismic fragility assessment for structures and equipment was improved considering a nonlinear behavior of concrete structures and site effect. For the reevaluation of structural seismic fragilities, the detailed but efficient method to evaluate an inelastic energy absorbtion factor and a soil amplification factor was developed. The proposed method through nonlinear structural analysis can reduce the conservatism of existing inelastic energy absorption factor based on linear analysis. The method of constructing input response spectra by uncertainty modeling of soil profile was developed to consider probabilistic site amplification. For the reevaluation of equipment fragilities, an inelastic structural response factor and a soil-structure interaction factor are modified to reflect the change of frequency contents on floor response spectra. From the result of floor response spectra analysis, it was concluded that the seismic capacity of equipment with a high natural frequency should be evaluated by the nonlinear analysis when it is located in the lower story. The effect of soil-structure interaction was evaluated by comparison with the floor response spectra using fixed based structural model. Finally, the seismic fragility of the example equipment in the reference nuclear power plant was calculated and its effect on the seismic risk was discussed.

For the tsunami propagation analysis, TSUNAMI_Ver 1.0 that was already used in IAEA international collaboration research program was used. Also, for the considering the variability of numerical program, the KI-COMCOT was developed by collaboration of Inha University. Through the analysis results of two separate numerical tsunami propagation program, tsunami hazard curves for the target nuclear power plant were developed. For the performing a probabilistic tsunami safety assessment, safety related equipment for tsunami event were selected by using walk down and literature survey. Tsunami fragility assessment was performing for the selected equipment considering a tsunami hydro dynamic force and functional failure caused by inundation. Lastly, system analysis was performed for the target nuclear power plant. Through this study, a whole procedure of probabilistic tsunami safety assessment was established.

For the risk assessment of aircraft crash event, the structural damage scenario due to aircraft impact was derived. The reference parameter between the damage scenario and fragility was selected by using the response correlation analysis of structural responses for the variation of the candidates parameters. The aircraft impact damage was evaluated from the dynamic aircraft crash simulation for the reference nuclear power plant. We also developed the safety and fragility assessment method of equipments under shock vibration caused by aircraft impact to the structures. To verify the developed methodology and procedures, we adopted the method for the estimation of the frequency of the reference aircraft impact induced initiating event, loss of essential power. For the estimation of the initiating event frequency, we evaluated the failure probability of related equipments from the structural shock vibration responses and shock vibration capacity of each equipment. The procedure for the local failure fragility estimation of exterior wall of nuclear facility subjected to aircraft impact was proposed. From the preliminary fragility analysis, the structural capacity was estimated in terms of perforation velocity for the variation of the wall thickness.

Eight extreme external events that can potentially occur at the Korean NPP sites were selected through screening analysis for 53 external events. They include aircraft crash that is currently considered in the design, strong winds, extreme rain, land slide, high sea water level, low sea water level, organic material in water, and solar storm. Strong wind and extreme rain are considered as significantly extreme external events. Methodology for the hazard analysis and probabilistic risk assessment for strong wind and extreme rain was established. The qualitative risk assessment for a reference plant indicates that the nuclear facilities excluding concrete structures can be damaged under strong wind with a return period of 10,000 years.

(출처 : SUMMARY 12p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 3
• 보고서 요약서 ... 4
• 요 약 문 ... 6
• SUMMARY ... 11
• CONTENTS ... 17
• 목차 ... 19
• 표목차 ... 23
• 그림목차 ... 25
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 30
• 제 1 절 연구개발의 목적 ... 30
• 제 2 절 연구개발의 필요성 ... 31
• 제 3 절 연구개발의 내용 및 범위 ... 32
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 36
• 제 1 절 국내 현황 ... 36
• 제 2 절 국외 현황 ... 38
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 41
• 제 1 절 설계초과지진에 대한 지진취약도 평가기법 ... 41
• 1. 구조물의 비선형 거동을 고려한 지진취약도 평가기법 ... 41
• 2. 지반에서의 지진파 전파특성을 고려한 지진취약도 평가기법 ... 58
• 3. 강진에 의한 시범원전의 리스크 평가 ... 72
• 제 2 절 쓰나미 리스크 평가기술 개발 ... 74
• 1. 개요 ... 74
• 2. 확률론적 쓰나미 재해도 분석 ... 75
• 3. 쓰나미 유발 지진원 선정 ... 76
• 4. 쓰나미 재해도 평가를 위한 수치해석 ... 80
• 5. 울진 원전에 대한 쓰나미 재해도 평가 ... 85
• 6. 쓰나미 전파해석 프로그램 개발 ... 92
• 7. 쓰나미 취약도 평가를 위한 영향설비 선정 ... 102
• 8. 대표 기기/구조물에 대한 쓰나미 취약도 평가 ... 103
• 9. 쓰나미에 의한 사고 시나리오 분석 및 정량화 평가 ... 108
• 제 3 절 항공기 충돌 리스크 평가 ... 111
• 1. 개요 ... 111
• 2. 항공기 충돌 리스크 평가를 위한 시나리오 분석 및 선정 ... 112
• 3. 항공기 충돌 시나리오/취약도 간 대표 매개변수 선정 ... 121
• 4. 항공기 충돌에 의한 구조물 거동 평가 ... 126
• 5. 항공기 충돌에 의한 영향설비 평가 ... 133
• 6. 항공기 충돌 리스크 평가를 위한 취약도 평가기법 ... 136
• 7. 항공기 충돌로 인한 외부화재 영향 평가 방법론 도출 ... 145
• 제 4 절 국내고유 극한외부사건에 대한 리스크 평가 기반기술 ... 150
• 1. 개요 ... 150
• 2. 국내 고유 잠재적 극한외부사건의 재해 및 하중 분석 ... 151
• 3. 극한외부하중 리스크의 정성적 분석 ... 156
• 4. 국내 고유 극한외부하중 평가 및 잠재적 극한외부하중 선정 ... 161
• 5. 극한외부사건 재해도 평가기법 분석 ... 164
• 6. 잠재적 극한외부사건 재해도 평가모델 개발 ... 169
• 7. 잠재적 극한외부사건 재해도 평가기법 개발 ... 175
• 8. 극한외부사건 리스크 평가기법 분석 ... 177
• 9. 잠재적 극한외부사건 리스크 평가모델 개발 ... 179
• 10. 잠재적 극한외부사건에 대한 정성적 리스크 평가 ... 181
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 189
• 제 1 절 연구목표 달성도 ... 189
• 1. 1차년도 ... 189
• 2. 2차년도 ... 190
• 3. 3차년도 ... 191
• 제 2 절 관련분야 기술발전 기여도 ... 192
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 195
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 197
• 제 8 장 참고문헌 ... 198
• 끝페이지 ... 205