Donghee Lee;Sunghwan Chung;Yongdeog Kim;Taehyung Na
방사성폐기물학회지
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제21권4호
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pp.531-541
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2023
The Wolsong Nuclear Power Plant (NPP) operates an on-site spent fuel dry storage facility using concrete silo and vertical module systems. This facility must be safely maintained until the spent nuclear fuel (SNF) is transferred to an external interim or final disposal facility, aligning with national policies on spent nuclear fuel management. The concrete silo system, operational since 1992, requires an aging management review for its long-term operation and potential license renewal. This involves comparing aging management programs of different dry storage systems against the U.S. NRC's guidelines for license renewal of spent nuclear fuel dry storage facilities and the U.S. DOE's program for long-term storage. Based on this comparison, a specific aging management program for the silo system was developed. Furthermore, the facility's current practices-periodic checks of surface dose rate, contamination, weld integrity, leakage, surface and groundwater, cumulative dose, and concrete structure-were evaluated for their suitability in managing the silo system's aging. Based on this review, several improvements were proposed.
The prestressed concrete containment is one of the most important structures in nuclear power plants, which is required to prevent release of radioactive or hazardous effluents to the environment even in the case of a severe accident. Numerical analyses are carried out by using the ABAQUS finite element program to assess the ultimate pressure capacity of the Y prestressed concrete containment with light water reactor at design criteria condition and aging condition considering varied properties of time-dependant materials respectively. From the results, it is verified that the structural capacity of the Y prestressed concrete containment building under the present, aging condition is still robust. In addition, the parameter studies for the reduction of the ultimate pressure capacity of containment building according to the degradation levels of the main structural materials are carried out. The results show that when the degradations of each materials are considered as individual and combined forms, the influence is large in the order of tendon, rebar and concrete degradation, and tendon-rebar, tendon-concrete and rebar-concrete degradation respectively.
포트홀 발생 및 관련 교통사고 건수는 매년 꾸준히 증가하는 추세이며 이에 따른 인명피해, 차량파손에 따른 비용손실 등 도로 이용자의 직 간접적인 피해를 증가시키고 있다. 일반적으로 아스팔트 혼합물은 생산과정부터 시공 후 공용에 따라 지속적으로 노화가 진행된다. 포장 노화는 균열과 수분침투로 박리를 야기하고 반복적인 윤하중에 의해 포장구조를 약화시켜 포트홀을 유발하게 된다. 본 연구에서는 노화가 아스팔트 콘크리트 포장에 미치는 영향을 검토하기 위해 노화정도에 따른 부착성능 평가와 수분민감성 평가를 수행하였다. 연구결과 노화에 따라 아스팔트 바인더의 점성이 증가해 부착강도가 2~3배 이상 증가하였다. 또한 가속 노화시킨 아스팔트 혼합물의 경우 간접인장강도의 증가뿐만 아니라 TSR 값도 4.2~8.9 % 증가하는 것으로 나타났다. 이에 따라 골재에 아스팔트 바인더가 피복된 상태에서 노화가 진행될 경우 아스팔트 바인더와 골재의 부착력이 증가하여 박리 저항성이 향상되는 것으로 분석되었다.
철근콘크리트(reinforced concrete) 구조부재에서 철근의 부식으로 인한 문제점을 개선하고자 섬유보강 복합재료(FRP) 보강근(rebar)을 사용하는 것에 대한 연구가 꾸준히 진행되어져 오고 있다. 하지만 이러한 FRP 보강근을 사용한 콘크리트 부재의 환경에 대한 장기거동에 대한 연구가 아직도 미흡한 수준이다. 이 연구는 GFRP(glass fiber reinforced polymer) 보강근을 사용한 콘크리트 부재를 온도 약 $46^{\circ}C$와 습도가 80%인 인위적인 실험실에서 최대 300일까지 노출시킨 후의 장기 거동에 대한 실험적 연구를 제시하였다. 비교를 위하여 두가지 서로 다른 GFRP 보강근과 철근을 보강한 콘크리트 보 시험체를 제작하였다. 실험 결과, 장기 노출환경에서도 GFRP 보강근을 보강한 콘크리트 보 시험체의 파괴형태는 철근 보강 콘크리트 보시험체와 매우 유사한 파괴형태를 나타내었으며, 노출 시간에 따른 하중저항 감소값은 철근이 보강된 경우가 GFRP 보강근이 보강된 경우보다 하중저항 감소값이 크게 일어났다. 또한 GFRP 보강근 보강 콘크리트 보 시험체를 설계할 시에는 철근 보강보다 취성파괴에 대한 충분한 대비가 요구됨을 알 수 있었다. 그리고 압축파괴에 대한 변형도 계수(deformability factor)는 모든 경우에서 노출시간에 관계없이 큰 변화가 없음을 알 수 있었다.
우리나라에서 2000년도에 발생된 전기로 및 전로슬래그를 합하면 약 600만 톤 정도로서 주로 도로포장재료 및 매립재 등과 같은 한정된 용도로만 활용되어 왔다. 그 이유는 제강과정 중 유리석회가 슬래그화 되지 않고 불안정한 상태로 슬래그 내부에 잔존하기 때문에 콘크리트 구조물 내에서 팽창을 일으킬 가능성이 클 뿐만 아니라, 팽창이 심할 경우 구조물의 균열 내지는 붕괴까지도 야기 시킬 수 있으므로 콘크리트용 골재로 사용해서는 안 된다고 규정하고 있다. 따라서 제강슬래그를 콘크리트용 골재로 사용하기 위해서는 제강슬래그 자체의 팽창성 억제 내지는 안정화 처리가 우선 해결되어야 할 과제로 생각된다. 본 연구에서는 제강슬래그 골재의 팽창성을 저감시키기 위한 목적으로 6종류의 에이징 방법을 선정하여 안정화의 효율에 대하여 비교 검토하였다. 전로슬래그 골재의 경우, 본 연구에서 실시한 에이징 처리 방법으로서는 콘크리트용 골재로서 요구되는 팽창률을 저감시키는데 한계가 있었을 뿐만 아니라, 에이징 처리한 전로슬래그 골재 사용 콘크리트의 강도도 재령과 더불어 감소하는 문제점이 있음을 확인하였다. 그러나 전기로슬래그 골재를 온수중 및 증기중 에이징 처리할 경우, 팽창률이 전로슬래그 골재의 약 2/3 정도에 지나지 않는 효율을 나타내었으며, 이를 사용한 콘크리트의 강도도 전로슬래그 골재 사용 콘크리트와는 달리 보통콘크리트의 강도에 상응하는 비교적 좋은 결과를 나타내므로 콘크리트용 골재로서 사용 가능성을 시사하였다.
The displacement monitoring data series reconstruction method was developed under equal water level effects based on displacement monitoring data of concrete dams. A dam displacement variation equation was set up under the action of temperature and aging factors by optimized analysis techniques and then the dam displacement hydraulic pressure components can be separated. Through the dynamic adjustment of temperature and aging effect factors, the aging component isolation method of dam displacement was developed. Utilizing the isolated dam displacement aging components, the dam stability model was established. Then, the dam stability criterion was put forward based on convergence and divergence of dam displacement aging components and catastrophe theory. The validity of the proposed method was finally verified combined with the case study.
Recent studies have highlighted the importance of accounting for aging and deterioration of bridges when estimating their seismic vulnerability. Effects of structural degradation of multiple bridge components, variations in bridge geometry, and comparison of different environmental exposure conditions have traditionally been ignored in the development of seismic fragility curves for aging concrete highway bridges. This study focuses on the degradation of multiple bridge components of a geometrically varying bridge class, as opposed to a single bridge sample, to arrive at time-dependent seismic bridge fragility curves. The effects of different exposure conditions are also explored to assess the impact of severity of the environment on bridge seismic vulnerability. The proposed methodology is demonstrated on a representative class of aging multi-span reinforced concrete girder bridges typical of the Central and Southeastern United States. The results reveal the importance of considering multiple deterioration mechanisms, including the significance of degrading elastomeric bearings along with the corroding reinforced concrete columns, in fragility modeling of aging bridge classes. Additionally, assessment of the relative severity of exposure to marine atmospheric, marine sea-splash and deicing salts, and shows 5%, 9% and 44% reduction, respectively, in the median value bridge fragility for the complete damage state relative to the as-built pristine structure.
The personal-computer software program named SAMS(Structural Aging Management System) was developed for the concrete structure of NPP(Nuclear Power Plant). SAMS is constituted of three part, detabase system containing various inspection data, operation program for standard input/output of the inspection data, and application program for efficient operation of database system. Using the SAMS, the field engineers can easily acquire the information about the various inspection data, repair and accidental histories of NPP structures. SAMS will contribute to the effcient maintenance of NPP structures.
In this study, we investigate the difference between natural aggregate and electric arc furnace (EAF) slag one in order to use EAF slag aggregate as coarse aggregate in concrete. We find the physical and chemical properties of EAF slag aggregate according to the different aging processes. We consider the properties of the concrete made with EAF slag aggregate on these bases.
As concrete ages, the surrounding environment is expected to have growing influences on the concrete. As all the impacts of the environment cannot be considered in the strength-estimating model of a nondestructive concrete test, the increase in concrete age leads to growing uncertainty in the strength-estimating model. Therefore, the variation of the model error increases. It is necessary to include those impacts in the probability model of concrete strength attained from the nondestructive tests so as to build a more accurate reliability model for structural performance evaluation. This paper reviews and categorizes the existing strength-estimating statistical models of nondestructive concrete test, and suggests a new form of the strength-estimating statistical models to properly reflect the model uncertainty due to aging of the concrete. This new form of the statistical models will lay foundation for more accurate structural performance evaluation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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