화력발전소 구조물 중 하나인 보일러 강구조물은 물탱크가 올라가게 되는 중요한 설비지만 그 중요성이 비해 지진에 대한 안전성 평가에 대한 연구가 미비하다. 본 연구에서는 취약도 곡선을 도출하고자 16개의 지진파에 12개의 PGA값을 선정하고 포 항지진을 포함해 총 200회의 동적 비선형 해석을 수행하였다. 강재의 인장, 압축응력과 강구조물의 상대변위를 측정하였다. 강재 재료적 특성의 경우 변형은 발생하였으나 파괴는 발생하지 않았고, 상대변위의 경우 한계점에 못 미치는 변위가 발생하였다. 취약도 곡선 도출결과 국내의 지진구역 구분 및 지역계수를 기준으로 강재의 재료적 변형(400MPa)에서는 인장이 38%, 압축이 62.5%로 변형이 발생하였고, 상대변위는 0%의 확률로 한계점을 넘었다. 이러한 보일러 강구조물에 대한 취약도 곡선은 대상구조물에 대한 한 계상태를 판별하는 정량적 근거와 지진에 대한 안전설계시 활용될 수 있다.

최근 연달아 경주와 포항에서 발생한 지진 이후 국내에서는 지진파와 구조물 내진성능에 대한 사항을 새로운 문제로 인식하고 있다. 향후 매우 큰 지진이 발생할 가능성이 높아 내진보강 성능이 미흡한 석탄 화력발전소에 대한 내진 신뢰성 향상이 요구되고 있다. 본 연구에서는 화력발전소 보일러 구조물의 지진 시 거동을 파악하고자 축소모형을 통한 진동대 실험을 수행하였으며, 실험결과 보일러는 Pendulum 거동을 나타내어 구조물과 다른 주기거동을 보이는 것으로 나타났다.

Thermal power generation was a very important power source in Korea. Therefore improvement of seismic reliability of the thermal power plants is required, because occurrence of very large earthquakes is expected in Korea. Especially, after the earthquake in Gyeong-ju and Po-hang, seismic waves are recognized as a new problem in Korea. In this study, numerical analysis was carried out in order to investigate behavior of the boiler structure in the thermal power plant under earthquakes. The effect of the developed hybrid damper is analytically confirmed.

In thermal power plant, steam is made by boiler. As it rotates turbine, electric power is generated. Thermal power plant has a high-rise structure that has a boiler and other equipment. Thermal expansion of the boiler is large because combustion temperature is high. The boiler vibrates easily because it is suspended from the top of the support structure in order not to restrict deformation by thermal expansion. Thus, the boiler structure supported by the hanger is very vulnerable to earthquakes. In this study, numerical analysis was carried out in order to investigate behavior of the boiler structure in the thermal power plant under earthquakes.