Probabilistic nonlinear seismic response analysis of nuclear power plant and the effect on equipment fragility
Nükleer güç santrallerinin olasiliksal doğrusal olmayan sismik tepki analizi ve ekipman hasargörebilirliğine etkisi
- Tez No: 982551
- Danışmanlar: DOÇ. DR. YUCHUAN TANG
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Nükleer Mühendislik, İnşaat Mühendisliği, Deprem Mühendisliği, Nuclear Engineering, Civil Engineering, Earthquake Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Southeast Unıversıty
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Nükleer Güç Santrallerinin (NGS) sismik güvenliğinin sağlanması öncelikli bir husustur. NGS'lerde acil güç temini ve dağıtım (AGTD) sistemleri, sismik olaylar sırasında güvenliği korumada ve reaktör çekirdeği hasar riskini azaltmada kritik bir rol oynar. Olasılıksal sismik risk değerlendirmesi, NGS'lerin sismik tehlikelere karşı güvenliğini kapsamlı bir şekilde değerlendirmek için önemli bir araçtır. Nükleer endüstride geleneksel hasargörebilirlik analizi, nükleer tesis yapılarının sismik hareketler karşısında doğrusal davrandığını varsayar. Bu yaklaşım, yapısal tepkilerin, deprem girdi hareketinin ölçeğiyle orantılı olarak değişeceği fikrine dayanır. Ancak, yer hareketinin şiddeti arttığında yapısal davranış genellikle doğrusal olmayan bir hal alır. Bu çalışma, doğrusal olmayan yapısal davranışın ekipmanların hasargörebilirliği ve sistem riski üzerindeki olası etkilerini incelemeyi amaçlamaktadır. Bu minvalde, belirlenmiş bir NGS'de bulunan AGTD sistemi içerisindeki, FZ veya DG Binasında yer alan yedi ekipman, doğrusal olmayan yapısal tepki dikkate alınarak sismik hasargörebilirlik ve risk değerlendirmesi için bir vaka çalışması olarak seçilmiştir. Bu doğrultuda, bu çalışmada yeni bir değerlendirme metodolojisi de geliştirilmiştir. Bu çalışma, doğrusal olmayan yapısal tepkinin, NGS'lerdeki AGTD sistemlerinin sismik hasargörebilirliği ve riskini önemli ölçüde etkileyebileceğini ortaya koymaktadır. Yatay yöndeki değerlerle karşılaştırıldığında, özellikle FZ Binası'nda, açıklıklı döşemelerin güçlü dikey titreşimleri nedeniyle, dikey yöndeki kat tepki ivmelerinin önemli ölçüde daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca, DG Binası'nda yer alan ekipmanların hasargörebilirliği, doğrusal yapısal tepki varsayımı ile yapılmış olan referans çalışmaya kıyasla daha düşük bulunmuştur. FZ Binası'ndaki ekipmanlar için, dikey yer hareketine bağlı ekipman hasarı dikkate alınmadığında, hasargörebilirlik referans çalışmaya göre önemli ölçüde daha düşük bulunmuştur. Son olarak, bu çalışma, mevcut metodolojinin, dikey yer hareketi nedeniyle ekipman arızası dikkate alınsın veya alınmasın, referans çalışmaya kıyasla daha düşük sismik riske yol açtığını göstermektedir. Ancak, dikey yer hareketi dikkate alındığında hasar riskinde önemli bir artış olduğu görülmüştür.
Özet (Çeviri)
Ensuring the seismic safety of Nuclear Power Plants (NPPs) is a primary consideration. Emergency power supply and distribution (EPSD) systems within NPPs play a critical role in preserving safety and mitigating the risk of core damage during seismic events. Seismic probabilistic risk assessment is a valuable tool to comprehensively evaluate a NPP's safety against seismic hazards. The traditional fragility analysis in the nuclear industry relies on the assumption that the plant building structures behave linearly under seismic excitation and consequently, the structural response can be scaled in proportion to the scaling of the input ground motion. However, the structural behavior tends to be nonlinear when the ground motion is scaled up. This study aims to investigate the impact of the potential structural nonlinearity on equipment fragility and system risk. To this end, the emergency power supply and distribution system, which comprises seven equipment components located in the FZ or DG Building, at a specific NPP is chosen as a case study to evaluate the seismic fragility and risk considering nonlinear structural response. Accordingly, a new evaluation methodology is developed in this study. This study reveals that nonlinear structural response can significantly impact the seismic fragility and risk of EPSD systems in NPPs. Compared to the horizontal direction, the floor response in the vertical direction is significantly higher, particularly in Building FZ due to the strong vertical vibration of its perforated floor slabs. Furthermore, the study found that equipment fragility was slightly lower in Building DG compared to a reference study that assumed linear structural response. For equipment located in Building FZ, neglecting equipment failure due to vertical floor excitation resulted in lower fragility compared to the reference study. Finally, the study demonstrates that the current methodology leads to lower seismic risk, whether with or without considering equipment failure due to the vertical excitation, compared to the reference study. However, a considerable increase in risk was observed when considering vertical excitation.
Benzer Tezler
- Erzincan ili olasılıksal sismik tehlike analizi ve zemin davranış analizi
Probabilistic seismic hazard analysis and site response analysis of Erzincan province
SEMA KURBAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSAFFA AYŞEN LAV
- Application of machine learning algorithms in seismic fragility analysis of structures
Yapıların sismik kırılganlık analizinde makine öğrenme algoritmalarının uygulanması
MOHAMED TAREQ MOHAMED SOLIMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. UFUK YAZGAN
- Application of machine learning algorithms in seismic fragility analysis of structures
Yapıların sismik kırılganlık analizinde makine öğrenme algoritmalarının uygulanması
MOHAMED TAREQ MOHAMED SOLIMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. UFUK YAZGAN
- Sismik izolasyonlu binaların deprem yükleri altındaki olasılıksal davranışı.
Probabilistic behavior of seismically isolated buildings under earthquake loadings.
HATİCE GAZİ
Doktora
Türkçe
2015
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CENK ALHAN
- Probabilistic approach to seismic evaluation of SDOF systems: Highway bridges
Tek serbestlik dereceli sistemlerin depremsellik değerlendirmesine olasılıksal bir yaklaşım: Kara yolu köprüleri
SELÇUK ALTAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
İnşaat MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. CEM YALÇIN