삼신

원자력발전소는 구조물(Structure), 계통(System), 기기(Equipment)로 구성되며 원전시설 및 설비는 자연환경이나 재해로부터 보호되고, 환경요인이나 가상사고(Postulated Accident) 조건에서도 견딤과 동시에 안전관련기능을 충분히 수행할 수 있도록 설계되고 제작되었는지 확인 및 입증을 위함이다.

경계조건

• 열 변형 및 배관 반력을 고려할 경우 밸브 해석모델의 경계조건(구속조건)은 한쪽을 완전하게 구속하고 다른 한쪽은 방향만으로 구속한다.
• 밸브자체를 배관의 기기(부품)로 볼 경우 밸브 모델의 경계조건 (구속조건)은 양단 모두 완전 구속한다.

가정

• 해석은 밸브 조립체의 고유 주파수를 생성하도록 감쇠가 없는 일정한 강성 및 질량으로 가정한다.
• 디스크는 밸브 조립체의 보수적으로 가장 낮은 고유 진동수가 생성되도록 완전 개방위치에 있는 것으로 가정한다.
• 마운팅 플랜지의 구조의 경우 전단빔으로 간주 될 수 있고 전단 면적은 마운팅 플랜지 두께 또는 PCD (Pitch Circle Diameter) 볼트 홀 서클의 안쪽 두께에서의 전단면적이다.
• 모든 용접 및 볼트 채결 부위는 완전하게 접합되어 있다고 가정한다.
• 실제 각 부품은 다양한 재료로 구성되어 있으나, 균일한 재료(몸통 및 본닛재료와 동일)로 구성되었다고 가정한다.
• 만일 주요 관심 부위가 아닌 형상들은 생략이 가능하나 해석 모델에서 생략된 형상들의 질량은 반드시 포함해야 한다.
  질량요소를 사용하여 적용하면 된다. 예를 들면
  • 전동구동기, 공기구동기, 유압구동기, 리미트 스위치 등의 전기기기
  • 스템
  • 디스크
  • 기타 등등

• 실제 형상(설계 중량)과 FE Mode 과의 질량 오차가 10% 이내를 만족해야 한다.
• 내진 검증 보고서에 사용되는 밀도값, 프와송비는 다음과 같이 적용한다.

해석절차

• Inventor에서 해석에 사용될 밸브의 3D 모델링 작업
  
• 복잡한 부품을 질량요소로 변환. 모델링의 유효성 검토
  
• Ansys Mechanical에서 격자(mesh)작업을 하여 유한요소모델 생성
  
• 밸브의 동적 특성을 파악하기 위해 모드 해석(Modal Analysis)을 수행하여 고유진동수를 확인함
  
• Design Pressure, Operating Load, Seismic Load(Operating Basis Earthquake (OBE), Safe Shutdown Earthquake (SSE))등을 가하여 내진 해석(Seismic Analysis)을 수행
  
• 선형화 응력(Linearized Stresses)기법으로 막응력(Membrane Stress)+굽힘응력(Bending Stress)을 계산하여 압력유지부품의 구조적 건전성을 평가