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조우민(Woo-Min Cho),장윤석(Yoon-Suk Chang) 대한기계학회 2022 大韓機械學會論文集A Vol.46 No.3
사용후핵연료 임시 저장시설인 사일로는 콘크리트, 철근 및 라이너로 구성되어 구조적 강도 및 방사선 차폐기능을 수행한다. 예기치 못한 사고 상황에서 독성 물질 누출 방지를 위해 각 부품의 건전성은 유지되어야 한다. 본 연구는 수치해석 기법을 활용하여 폭발하중이 가해지는 연료저장 사일로의 동적 파괴거동을 분석하고 적절한 파손기준을 제시하는 것이다. 재료의 비선형성과 변형률 속도 효과를 고려하여 연료저장 사일로의 손상, 변형률과 회전각도를 조사하였다. 폭발조건 및 콘크리트 압축강도를 변화시켜 해석을 수행하였고 파손기준과 해석 결과를 비교하였다. 모든 경우에서 철근과 라이너는 파손되지 않았으나 콘크리트는 일부의 경우 파손되었다. 콘크리트의 외부 하중에 대한 일차 방호 기능 및 해석 결과의 보수성을 고려하여 해당 파손기준을 사일로 평가를 위한 기준으로 제시하였다. Fuel storage silo, which is an interim dry storage facility of spent nuclear fuel, provides structural strength and radiation shielding. In this study, a numerical analysis was used to analyze the dynamic failure behavior of a fuel storage silo under blast loads and to present appropriate failure criteria. Damage, strain, and support rotation of the fuel storage silo were investigated considering the non-linearity and strain effect of the materials. The explosive condition and concrete strength were changed. The analyses results were compared with the failure criteria of each component. In all cases, reinforcement and liner were not damaged, but the concrete wall exceeded the failure criteria at several analyses. Considering the conservative characteristics of nuclear facilities and the importance of concrete to protect spent nuclear fuel while serving as a primary barrier from external loadings, concrete failure criteria was presented as criteria for silo evaluation.