본 연구는 원자력발전소에 설치되는 캐비닛형 전기기기의 동적 진동시험 자료를 이용하여 캐비닛의 지진응답을 예측할 수 있는 기법을 제안하였다. 제안된 기법은 1) 절점질량 이상화 모델에 기반한 등가 지진하중 산정, 2) 진동시험자료에 기반한 캐비닛 구조의 입출력 상태방정식 규명, 3) 산정된 등가지진하중과 규명된 입출력 상태방정식을 사용한 지진응답산정의 과정으로 구성된다. 제안된 기법은 유한요소기법(FEM) 모델 개선(Model Updating)에 기반한 지진응답예측기법에 비하여 모델링 오차가 개입 되지 않는 장점을 가진다. 캐비넷 구조를 이상화한 2차원 프레임 모델과 3차원 상세 모델에 대한 수치검증을 통하여 제안된 기법이 지진응답을 매우 정확하게 예측을 함을 관찰하였고, 측정 노이즈에 대해서도 강인함을 관찰하였다. 추후연구로 실험검증이 요구된다.

본 논문에서는 원전내부의 내진범주 1급 계전기를 포함하고 있는 캐비닛 구조물의 최적내진보강에 대한 연구를 수행하였다. 지진시 계전기는 구조적인 파괴보다는 떨림에 의한 기능적 파괴가 발생한다. 이를 방지하기 위해서는 캐비닛구조물의 응답을 적정 수준이하로 감소시켜야 하므로 다양한 감쇠보강의 설치패턴에 따라 최적의 감쇠계수를 {\mu}-GA(micro-Genetic Algorithm)기법을 이용하여 산정하였다. 대상캐비닛 구조물은 해석의 정확도와 계산의 효율성을 만족시키기 위해 이용한 프레임구조로 모델링되었다. 구조물의 응답은 감쇠기의 비선형거동을 고려한 비선형 시간이력해석에 의해 얻어진 가속도응답스펙트럼으로 나타내었다. 목적함수는 구조물의 해석에서 얻어진 응답스펙트럼의 최대값과 목표 포괄기기내진력 스펙트럼 (GERS; General Equipment Ruggedness Spectra)의 최대응답비를 기초로 작성되었다. 해석결과 적절한 보강패턴을 선정한 경우 좋은 적합도의 향상을 보였으며 특히 감쇠지수의 값이 작은 경우 적합도의 개선효과가 뛰어났다.??

본 논문에서는 오래된 원자력발전소의 내진검증과 관련한 USI A-46 문제의 해결에 사용될 수 있는 캐비닛의 내진보강방안에 대해 연구하였다. 캐비닛 구조물의 동적거동특성을 파악하기 위하여 3종류의 모델링을 수행하였고 그 결과를 비교하였다. 또한 ICRS(In Cabinet Reponse Spectrum)의 저감을 위하여 1) 보강프레임, 2)감쇠기 설치, 3) 동조질량감쇠기 등 세 가지 내진보강방안에 대하여 구조물의 응답을 산정하였다. 해석결과, 가새보강 및 감쇠기를 설치하는 보강방법에서는 보강전의 구조물보다 큰 ICRS가 얻어지는 경우가 발생해 보강시 많은 주의가 요구된다. 동조질량감쇠기의 사용은 좋은 제진효과를 보였으나 실구조물과 정확한 진동특성을 반영한 모델의 작성이 중요한 것으로 판단되었다.

사회 인프라 시설물 중 발전 플랜트 시설물에 있어 외부 하중 유입 즉, 지진하중 등에 의한 구조물의 구조 건전성은 보장 되어야 하며, 구조물 내부에서 운용되는 전기기기와 같은 비구조요소의 기능적 안전성 또한 확보되어야 한다. 이에 따라 플랜트 구조물 및 내부 기기의 지진 안전성에 관한 연구가 활발히 수행되고 있으나 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 지진동에 의한 구조적 및 기능적 건전성이 확보되어야 하는 전기기기 캐비닛 구조물을 대상으로 3방향 역학적 계산이 가능한 유한요소를 이용하여 상세하게 모델링하였으며, 지진 해석의 방법론으로 응답스펙트럼해석과 시간이력해석을 진행하였다. 또한, 두 해석법을 통해 도출된 전기기기 캐비닛의 응답수준을 파악하고 그 값을 비교하여 내부 기기 등에 대한 내진해석 방법론을 제시하고자 하였다.

Occurring economic loss of economics by the earthquake, such as Gyeongju and Pohang in Korea, interest in seismic stability of facilities is increasing. Electrical Cabinet Structure in Power Plant should be prepared for malfunctions and its structural safety should be ensured as well an earthquake event. The purpose of this investigation is to increase the seismic stability of the cabinet. Through finite elements analysis, dynamic characteristics of the cabinet were identified herein, and time history analysis was performed by converting the design response spectra. In order to improve safety against earthquakes, a variable analysis was conducted to utilize steel dampers for seismic retrofit of the cabinet, and time history analysis results compared with the response of basic and seismic retrofitted cabinets.