용융 노심-콘크리트 상호작용이 고려된 프리스트레스트 콘크리트 격납건물의 극한 내압 평가 = Internal Pressure Capacity of a Prestressed Concrete Containment Vessel with Molten Core–Concrete Interactions

국문 초록 (Abstract)

원전에서 발생 가능한 중대사고 중 하나인 용융 노심-콘크리트 상호작용(Molten Core Concrete Interaction, MCCI)은노심의 용융물이 격납용기 하부의 콘크리트를 침투하면서 콘크리트의 물리적 및 화학적 분해를 유도하고, 이로 인해 구조적 손상이발생하게 된다. 더불어, 분해 과정에서 발생하는 비응축성 가스와 수증기로 인해 내부압력이 급격히 상승할 수 있다. 본 연구는 MCCI 가 발생하는 상황에서 원전 프리스트레스트 콘크리트 격납용기(Prestressed Concrete Containment Vessel, PCCV)의 내부압력 저항능력을 평가하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 APR1400을 대상으로 MELCOR 코드 기반의 사고 시나리오를 통해 압력 및 온도상승을 모사하였으며, 검증된 유한요소 해석모델을 이용해 구조응답을 분석하였다. 내부압력 저항능력은 글로벌 후프 변형률(global hoop strain)과 등가소성변형률(equivalent plastic strain) 두 가지 한계상태 기준에 따라 비교 분석하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

A molten core–concrete interaction is termed as a severe accident in nuclear power plants. During this accident, the molten core of a reactor may penetrate through the concrete containment vessel; the interaction between the molten core and concrete leads to the physical and chemical decomposition of the concrete, which results in the failure of the concrete. In addition, noncondensable gases and water vapor owing to the decomposition of the concrete along with high temperature result in high internal pressure. This study investigates the capacity of the internal pressure for prestressed concrete containment vessels in nuclear power plants during a molten core–concrete interaction. To evaluate this capacity, the containment pressure and temperature during an accident are simulated using MELCORE code and a validated finite element model of a prestressed concrete containment vessel is used for the analysis. Moreover, the capacity of the internal pressure is investigated based on two criteria: global hoop strain and equivalent plastic strain