신규원전의설계개선사항 - KINS · 2018-01-01 · 설계기준과의적합성검토 앵커의직경별범주수립및보고 앵커의특성및성능에영향을미치는앵커의특징을결

제 11회 원자력안전정보기술회의

신규원전의 설계개선 사항

2006. 04. 06

발표자 : 김 영호

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목 차

1. 합성구조 적용

2. 시멘트 종류 변경

3. Seismic Gap 설계

4. 1차측 기기냉각해수관로 형식

5. 순환수 취수관로 형식

6. Concrete Expansion Anchor (CEA) 설계 및 시험

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1-1) Deck Plate 공법 적용

SHORING

SLAB

CONCRETEBEAM

WALLORCOLUMN

BASEMAT

FORM MAINGIRDER

WALLORCOLUMN

BASEMAT

SUBBEAM

SLAB

DECKPLATE(HI-DECK)

일반 콘크리트구조 시공법 Deck Plate 공법

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1-2) 적용 예 : 기둥 수직철근-철골 거더 접합부


콘크리트 기둥 및 보를 합성기둥, 합성거더로설계

설계방법은 실증시험을 통하여 정립하고Topical Report 제출

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2-1) 시멘트 종류

■ 공급 : 건설소 콘크리트 Batch Plant

■ 시멘트 종류 : 시멘트 종류 Type V에서

「ASTM C595 IP(MS)」또는「Type I + Fly Ash (20%)」로 변경 검토

⇒ Type I + Fly Ash(20%) 적용

■ 슬럼프 : 4" ± 1.5" 를 기본형으로 설정

■ 특징 : ◈ 초기강도 작음◈ 장기강도 증가◈ 수화열 감소◈ 염해 저항성 증가 기대

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확인강도(psi) Type

시방강도

(psi)

배합강도

(psi)

W/C 비

(%) 재령 압축강도(psi)

7 일 3,555

28 일 4,929 E-1 5,500 6,900 45

91 일 7,053

7 일 4,320

28 일 5,443 D-1 5,000 6,200 40

91 일 7,978

7 일 3,420

28 일 4,450 C-3 4,500 5,700 45

91 일 6,334

7 일 3,290

28 일 5,029 C-2 4,000 5,700 45

91 일 7,084

2-2) 예비배합설계 결과 - 신고리 1,2호기


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-

1,000

2,000

3,000

4,000

5,000

6,000

7,000

8,000

E-1(5,500) D-1(5,000) C-3(4,500) C-2(4,500)

콘크리트 배합강도 비교SKN 1,2 28일UCN 5,6 28일SKN 1,2 91일UCN 5,6 91일

2-3) 배합강도 비교


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■ 발생위치 : 보조건물/복합건물 , 보조건물/비상디젤발전기건물

■ 재료요건 : CP-A1, D.11.5.K Chemical Form

(Compressive Strength : 2.04 kg/cm2이상)

■ 콘크리트의 타설압력은 견디며 지진에 의한 변위는 허용

■ 수평철근 위치변경으로 Water Stop과 간섭배제

3-1) Seismic Gap의 적용

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3-2) 인접한 벽체의 2” Seismic Gap 시공상세

2" Seismic Gap

3.5"

Horizontal Re-Bar

Vertical Re-Bar

Horizontal Re-Bar

Vertical Re-Bar

Chemical Form

EL. 55'-0"Comp. BLDG Basemat

EL 58'-0"Aux. BLDG Basemat

9" RubberWater Stop


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ESWIS

CCW BLDG.

Aux. BLDG.

1차측기기

CWIS

T/G BLDG.

2차측기기

Hx.

Hx.

CSP(30") pipe

ESW pipe

Condenser

S-Class

S-Class

CWDC

(PCCP 28“)

Conc Box

TBOCW (PCCP 30")

CWIC

CCW pipe

( CSP )

Q-ClassTBCCW

SEAQS

ESW Emergency Path

Conc Box

PCCP|Q

Submerged Tunnel

Q-Class

S-Class

4-1) Plant Cooling Water System

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■ 구조형식 선정

최적 구조형식으로 PCCP 지중매설 방식 채택

■ 개선 사항

PCCP의 외부라이닝의 중성화 및 열화현상에 대한 개선 조치

◈ 외부라이닝 두께 증가 (25mm → 50mm)

◈ 외부라이닝 표면 Coating

◈ 이음부의 Rubber Ring 설치 개소 증가


4-2) 구조형식 선정 및 개선사항

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■ 현황

◈ 순환수 취수관로(CWIC)의 형식으로 RC Box를 채택◈ 현장 수압 시험시 균열 및 Joint 부위에서 누수가 발생◈ 수 차례의 보수 및 재시험을 수행한 사례가 빈번히 발생

⇒ 시공공정 지연 및 보수비용 추가소요

■ 검토 형식

강관, PCCP, RC Box 등 적용 가능한 관종 검토


5-1) 현황 및 검토 형식

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■ 구조형식 선정

◈해수환경에 대한 내구성

◈외부하중에 대한 구조안전성

◈ 최적 형식으로 RC Box를 채택, 품질개선을 위하여 상세 변경

■ 개선사항

선행호기 수압시험 중 발생한 RC Box의 이음부 누수를 방지하기 위하여

이음부의 내,외부에 고신축성의 Joint Sealing System 설치


5-2) 구조형식 선정 및 개선사항

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5-3) 신고리 1,2호기 Expansion Joint

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◈ 콘크리트 파괴형상

45°원뿔 ⇒ 55°사각뿔

◈ 콘크리트 파괴강도

매입깊이의 2제곱에 비례 ⇒ 1.5제곱에 비례

◈ 콘크리트 균열 규정

◈ 균열콘크리트에서 성능이 입증된 CEA 사용

■ 주요 변경사항 (ACI 349-97 vs. ACI 349-01)

6. Concrete Expansion Anchor (CEA) 설계 및 시공

6-1) CEA 설계 기준 (ACI 349) 변경

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T

45°

2hef +dh

dh

3hef 3hef

35°

T

ACI 349-97 ACI 349-01

hefhef

■ 콘크리트 인장 Breakout Cone


6-1) CEA 설계 기준 (ACI 349) 변경

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ASTM E488

◈ Static Test

◈ Seismic Test

ASTM E488 & ACI 355.2

◈ Reference Test

◈ Reliability Test

◈ Service-condition Test

■ Performance Test


6-2) CEA 시험요건 변경

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Seismic tension

Seismic shear

Shear capacity of steel in uncracked concrete

Minimum spacing and edge distance to preclude splitting on installation in uncracked concrete

Verification of full concrete capacity in corner with edges located at 1.5hefService-condition Test

Test in cracks whose opening width is cycled

Sensitivity to crack width and small hole diameter

Sensitivity to crack width and large hole diameter

Sensitivity to reduce installation effortReliability Test

Reference Test in cracked high strength concrete

Reference Test in cracked low strength concrete

Reference Test in uncracked high strength concrete

Reference Test in uncracked low strength concreteReference Test

PurposeTest

■ Performance Test 분류 및 목적(ACI 355.2)



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Anchor SizeAnchor SizeAnchor Size Test TypeTest TypeTest Type Test AgencyTest AgencyTest AgencyCategoryCategoryCategory

Safety RelatedSafety Related

Non-Safety Related

Non-Safety Related

M10M12M16M20M24

M10M12M16M20M24

M8M10M12M16

M8M10M12M16

Static TestStatic Test

Seismic TestSeismic Test

Fatigue TestFatigue Test

CSTBCSTB

Stuttgart Univ.Stuttgart Univ.

KIMMKIMM

M20M24M20M24

Static TestSeismic TestStatic Test

Seismic Test

Static TestSeismic TestStatic Test

Seismic Test

University DortmundUniversity Dortmund

KIMMKIMM

Anchor TypeAnchor TypeAnchor Type

HSL-3HSL-3

HSTHST

■ CEA 시험종류 및 시험기관



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1. 앵커특성시험

(Identification Test)

2. 앵커기준시험

(Reference Test)

3. 신뢰도시험

(Reliability Test)

4. 사용조건시험

(Service Condition Test)

파괴모드, k-값 수립 및 보고

앵커기준시험 대비 앵커성능비 계산 및 비교

설계기준과의 적합성 검토

앵커의 직경별 범주 수립 및 보고

앵커의 특성 및 성능에 영향을 미치는 앵커의 특징을 결정(앵커의 치수, 구성재료, 표면마감처리, 코팅, 제작기술, 앵커와 구성품의 표식 등)

■ 시험결과 분석 흐름도



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1. Are the nut and anchor bolt tight?

2. Are there washers between the equipment base and the anchor bolt nut or bolt head?

3. Is the bolt spacing in accordance with the anchorage design?

4. Is the distance between the bolt and any free concrete surface in accordance with the anchorage design (edge condition)?

5. Is the concrete sound and uncracked?

6. Is there a significant gap between the equipment base and the concrete surface?

■ Inspection Requirements (Reg. Guide 1.199)


6-3) CEA 검사요건 변경

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Method A.

Inspect 25% of the bolts in every equipment anchorage.

If the inspect fails, all other bolts on that base plate should be inspected.

Method B.

Randomly select a statistical sample of the bolts and inspect to provide a 95% confidence of no more than 5% defective anchors.

Randomly select and inspect one out of each group of ten or less bolts.

If the inspection fails, three additional bolts shall be inspected from the same group.

If any one of the three additional bolts fails, all remaining bolts in the group shall be inspected.

Inspection을 위한 Sampling Requirement 변경



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The inspected bolts should not rotate under the torque applied

equal to about 20% of the installation torque20% of the installation torque.

The inspected bolts should not rotate under the torque applied

equal to about 50% of the installation torque50% of the installation torque.

■ Inspection Load 변경



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감사합니다.

신규원전의설계개선사항 - KINS · 2018-01-01 · 설계기준과의적합성검토 앵커의직경별범주수립및보고 앵커의특성및성능에영향을미치는앵커의특징을결

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