Preliminary Assessment of Thermal Deformation and Thermal Stress in the APR1000 Core Catcher under Thermal Loading: A FreeCAD-based Finite Element Analysis

본 연구는 APR1000 원전의 중대사고 대응 설비인 코어캐처를 대상으로, 사고 열하중에 따른 열변형과 열응력을 예비 평가하였다. MAAP5로 계산한 LOCA 후 냉각수 주입 60분 지연 시나리오의 온도 이력을 열하중으로 적용하고, FreeCAD FEM과 CalculiX를 이용해 1/4 대칭 3차원 선형 열탄성 해석을 수행하였다. 해석 결과 최대 변위는 장축 방향 상부 자유단에서 약 7.8 mm로 나타나, 전역 열변형에 의한 구조 간섭이나 냉각채널 기능 저하 가능성은 낮은 것으로 평가되었다. 반면 최대 응력은 외곽 스터드 하부 구속부에 집중되어 해당 부위가 후속 상세해석의 핵심 검토 대상임을 확인하였다. 본 결과는 보수적 경계조건에 기반한 상한적 지표로, 초기 설계단계에서 취약부 식별과 구조 건전성 검토에 활용될 수 있다.