KR100595820B1

KR100595820B1 - 가압경수로형 원자로용 축 방향 다분할 강도 제어봉

Info

Publication number: KR100595820B1
Application number: KR1020030031106A
Authority: KR
Inventors: 성풍현; 김웅수
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2003-05-16
Filing date: 2003-05-16
Publication date: 2006-07-03
Also published as: KR20040098821A

Abstract

본 발명은 가압경수로형 원자로용 다분할 강도 제어봉에 관한 것으로, 축 방향으로 2개 이상의 구간으로 분할된 공간부를 구비하고, 상기 분할된 각 구간이 서로 다른 강도를 가진 축 방향 다분할 강도 제어봉에 관한 것이다. 본 발명은 삽입깊이가 주로 원자로 노심의 하부에 유지되면서, 축 방향 옵셋의 변화를 양의 방향 즉, 노심의 출력분포관점에서 노심의 상부방향으로 올리는 제1 축 방향 다분할 강도 제어봉과, 원자로 노심의 최상부에서 최하부에 걸쳐 움직이면서, 축 방향 옵셋의 변화를 양과 음의 방향으로 조절하는 제2 축 방향 다분할 강도 제어봉으로 제작될 수 있다.

제어봉, 원자력발전소, 출력변화, 반응도, 축 방향 옵셋

Description

가압경수로형 원자로용 축 방향 다분할 강도 제어봉{Axially multi-sectioned strength control rods for pressurized water reactor}

도 1은 일반적으로 원자로에 이용되는 제어봉의 집합체의 정면도(a) 및 제어봉의 단면도(b)이고,

도 2는 원자로 노심 상·하반부 출력편차의 목표설정범위를 나타내는 그래프이고,

도 3은 원자로 노심 축 방향 옵셋(AO)의 목표설정범위를 나타내는 그래프이고,

도 4는 시간에 따른 노심 출력의 제어 목표치를 나타내는 그래프(a)와, 노심 출력의 변화에 따른 축 방향 옵셋(AO)의 설정범위를 나타내는 그래프(b)이고,

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 축 방향 3분할 강도 제어봉의 구조를 나타낸 도면이고,

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제1 축 방향 3분할 강도 제어봉의 각 구간의 강도 변화를 나타낸 그래프이고,

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제2 축 방향 3분할 강도 제어봉의 각 구간의 강도 변화를 나타낸 그래프이고.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 축 방향 3분할 강도 제어봉을 구비한 가압 경수로형 원자로를 부하추종운전에 따라 제어하였을 때의 주기초 노심에서의 축 방향 옵셋 및 노심출력의 변화를 보여준 그래프이고,

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 축 방향 3분할 강도 제어봉을 구비한 가압경수로형 원자로를 부하추종운전에 따라 제어하였을 때의 주기중 노심에서의 축 방향 옵셋 및 노심출력의 변화를 보여준 그래프이고,

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 축 방향 3분할 강도 제어봉을 구비한 가압경수로형 원자로를 부하추종운전에 따라 제어하였을 때의 주기말 노심에서의 축 방향 옵셋 및 노심출력의 변화를 보여준 그래프이다.

본 발명은 가압경수로(PWR; pressurized water reactor)형 원자로의 출력변경을 위한 제어봉에 관한 것으로, 특히, 원자로의 출력변경을 용이하게 하여 원자력발전소의 운전 유연성을 향상시키며 원자로 출력변경 시에 적극적인 축 방향 출력분포 제어능력으로 원자력발전소의 안전성을 증대할 수 있도록 서로 다른 강도로 다분할된 구간을 가지는 제어봉에 관한 것이다.

원자력 발전소는 노심의 안전성에 관련한 특별한 안전조치 때문에 타 발전원에 비해 운전의 유연성이 제한적이다. 그러므로, 현재 대한민국의 전력망 운영에 있어서, 원자력발전은 단지 기저부하용(base load)으로만 사용되고, 부하에 따른 전력생산의 변화 즉, 부하추종운전(load follow operation)은 화력발전과 같은 다른 발전원에 의해 수행된다.

그러나, 현재 전력생산에 있어서 원자력발전의 비중이 점점 늘어남에 따라 원자력 발전소는 부하추종운전을 해야할 필요성이 점차 증대되기에 이르렀고, 이러한 결과로 원자력 발전소의 부하추종운전능력이 더욱 중요하게 고려되고 있다.

원자력 발전소에서 원자로 노심 출력의 변화는 반응도 변화에 의해서 일어난다. 원자로에서 반응도 변화에 관련된 두 가지의 주된 메카니즘은 제어봉과 붕산수이다.

붕산수는 냉각제에 용해되어 있는 붕산 형태의 중성자 흡수물질로서, 저속의 반응도 변화의 보상을 제어하는 붕산수 제어시에 사용된다.

제어봉은 도 1의 b에 도시되어 있다. 제어봉(1)은 원통모양의 막대형태로 되어 있으며, 중성자를 흡수하는 물질이 채워진 공간부(3)를 포함하고 있다. 상기 공간부(3)는 제어봉(1)의 축 방향(즉, 길이방향)으로 형성되어 있는데, 종래의 경우 축 방향으로 균일한 중성자 흡수력(이하 '강도'라 함)을 갖도록 제작된다. 즉, 균일한 농도의 중성자 흡수물질로 된 펠렛(pellet)들로 채워져, 제어봉(1)의 강도 변화가 축 방향을 따라 균일하도록 한다. 이와 같이 구성된 제어봉(1)은 빠른 반응도 변화를 위해 사용되는 수단으로 이용된다.

일반적으로, 원자력 발전소에서는 제어봉(1)을 도 1의 a와 같이 다수개로 결합시켜 사용하는데, 이때 다수개의 제어봉(1)들이 결합된 구조를 제어봉 집합체(2)라고 한다. 그리고, 원자력 발전소에는 다수의 제어봉 집합체(2)들을 하 나의 그룹으로 묶어 사용하는데, 이때 상기 제어봉 집합체(2)들의 그룹을 제어봉 뱅크(control rod bank)라고 한다. 제어봉 뱅크를 이루는 제어봉들은 함께 이동된다.

원자로에는 다수개의 제어봉 뱅크를 수용하고 있다. 그 중에서 출력조절에 관련된 제어봉 뱅크는 부분강(part strength) 제어봉 뱅크와, 전강(full strength) 제어봉 뱅크로 구분된다. 부분강 제어봉 뱅크로는 P1, P2가 있고, 전강 제어봉 뱅크로는 R1, R2, R3, R4, R5가 있다. 여기에서, P1, P2, R1, R2, R3, R4, R5는 제어봉 뱅크를 구분하기 위한 명칭이다.

한편, 원자력 발전소의 출력변경 중에 원자로 노심은 제논(Xe)의 효과로 인하여 과도상태에 있게 된다. 제논은 핵분열 생성물의 하나로서 열중성자에 대한 강한 흡수성을 가지고 있는 물질이다. 노심의 반응도 변화는 제논의 농도와 축 방향 분포에 대한 변화를 수반하는데, 제논의 축 방향 분포 변화는 제논 진동을 유발할 수 있으며, 제논의 열중성자에 대한 강한 흡수성으로 인하여, 제논 진동은 노심을 제어불능 상태에 빠지게 하거나 그로 인해 원자로가 정지될 수 있다.

그러므로, 원자력 발전소에서는 원자로 출력 변경시에 축 방향 출력분포를 기 설정된 설정 범위내에서 유지되도록 하는 제어를 수행하여, 제논 진동이 발생되지 않도록 함으로써 상기의 문제점을 해결하고 있다.

여기서, 원자로 노심의 축 방향 출력분포를 알아본다. 원자로 노심의 축 방향 출력분포는 원자로 노심의 상반부와 하반부에서 발생하는 출력의 형태에 대한 것으로, 이를 수학적으로 나타내면 수학식 1과 같이, 축 방향 옵셋(AO: axial offset)이라고 불리는 변수로 나타난다.

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상기에서, P_T는 노심 상반부의 출력이며, P_B는 노심 하반부의 출력이며, ΔI는 노심 상, 하부의 출력 편차를 나타낸다. 상기 수학식을 간단히 설명하면, 축 방향 옵셋(AO)은 노심 상반부와 노심 하반부의 상대출력편차이다. 축 방향 옵셋(AO)을 계산하는데 필요한 노심 상반부와 하반부의 출력은 원자로 용기 바깥에 위치한 상부와 하부의 핵 계측기로부터 얻는다.

한편, 상술한 바와 같이 원자력 발전소는 노심의 축 방향 출력분포를 미리 정해진 설정범위 내에서 유지되도록 하고 있다. 일례로, 미국 "웨스팅하우스사"의 출력분포 제어전략인 일정 축 방향 옵셋 제어(CAOC: constant axial offset control)의 개념은 축 방향 옵셋(AO)을 기준이 되는 소정 축 방향 옵셋(AO) 주위의 제어 범위 내에 유지시키는 것이다. 이때 기준이 되는 축 방향 옵셋(target AO)은 기존의 노심 상황하에서 가능한 가장 안정한 상태의 축 방향 출력분포에 부합하는 값이다. 즉, 정격 최고 출력 하에서 제논은 평형상태이고, 제어봉이 모두 인출된 상태에서의 축 방향 옵셋(AO)을 기준 축 방향 옵셋(target AO)으로 선택한다.

그리고, 축 방향 옵셋(AO)이 유지되어야 하는 목표설정범위는 다음과 같이 결정된다. 이 목표설정범위는 더 낮은 첨두계수(peaking factor)의 이점을 얻을 정도로 충분히 좁아야 하며, 동시에 발전소 운전원이 출력변경을 용이하게 할 수 있 을 정도로 충분히 넓어야 한다. 목표 출력편차 범위와 그에 따른 기준 축 방향 옵셋(AO) 주위의 범위는 상기 두 가지 목표를 동시에 만족시킬 수 있어야 한다.

따라서, 현재 원자력 발전소에서는 상기 조건을 만족하는 출력편차(△I)의 목표설정범위를 도 2에 도시된 바와 같이 ±5%로 설정하고 있다.

그런데, 도 2에 도시된 출력편차(△I)의 목표설정범위를 축 방향 옵셋(AO)에 대하여 변환하면, 축 방향 옵셋(AO)에 대한 목표설정범위는 도 3과 같이 나타난다. 여기서, 축 방향 옵셋(AO)은 출력편차 ΔI를 상대출력으로 나누어 계산되므로, 도 2의 좌측 점선(△I-5%)은 상대출력이 작아질수록 좌측으로 급속히 벌어지고, 도 2의 우측 점선(△I+5%)은 상대출력이 작아질수록 우측으로 급속히 벌어지게 된다. 결국, 축 방향 옵셋(AO)에 대한 목표설정범위는 상대출력이 1.0 즉, 출력이 100%일 경우에 ±5%이지만, 상대출력이 감소할수록 점점 넓어지게 된다.

도 3과 같이 상대출력에 따라 축 방향 옵셋(AO)의 설정범위가 일정 패턴으로 변하는 상황에서, 일반적으로 부하추종운전 시에는 출력 요구량이 밤 시간과 낮 시간에 따라 다르므로 도 4의 a에 도시된 바와 같은 출력 제어패턴으로 출력을 발생시킨다. 도 4의 a에 도시된 출력 제어패턴을 보면, 밤 시간에는 약 6시간 동안 50%출력(상대출력=0.5)이 유지되도록 하고, 낮 시간에는 약 14시간동안 100%출력(상대출력=1.0)이 유지되도록 유지한다. 따라서, 도 4의 a와 같은 출력 제어패턴에 대응하여 도 3에 도시된 축 방향 옵셋(AO)의 출력분포를 도 4의 b와 같이 제어하여 설정범위 내에 유지되도록 한다. 도 4의 b에서 상측 패턴은 도 3의 우측 점선에 대응하고, 도 4의 b에서 하측 패턴은 도 3의 좌측 점선에 대응한다.

그러나, 기존의 반응도 변화 메카니즘(mechanism)을 이용한 반응도 변화는 다음과 같은 이유로 인해 축 방향 출력분포를 설정범위 이내로 유지하는데 많은 어려움을 갖는다.

첫 번째 이유로는 축 방향으로 균일한 강도를 갖는 종래의 제어봉의 움직임이 축 방향 출력분포의 변화를 수반하기 때문이다. 즉, 제어봉은 원자로 출력을 제어봉이 존재하지 않는 구역으로 이동시키는 경향이 있다. 이에 따라 제어봉의 움직임은 원자로 축 방향 출력분포의 변화를 수반하는데, 일반적으로 노심 상부에서의 제어봉의 삽입은 원자로 노심의 출력분포를 노심의 하부 방향으로 이동시키고(이 경우 축 방향 옵셋(AO)값은 음의 방향으로 변화하게 됨), 제어봉의 인출은 원자로 노심의 출력분포를 노심의 상부 방향으로 이동시킨다(이 경우 축 방향 옵셋(AO)값은 양의 방향으로 변화하게 됨). 노심 하부에서 제어봉의 이동은 반대의 현상을 나타낸다.

한편, 축 방향 옵셋(AO)의 변화는 축 방향 옵셋(AO) 설정 밴드 내에서 유지되어야 하는데, 이 때문에 제어봉을 이용하여 원자로 출력을 변화시키는 것이 어려워지며, 제어봉의 움직임은 제한을 받게 된다.

두 번째 이유로는 붕소 농도 변화를 이용한 출력 변경 역시 축 방향 출력분포에 영향을 미친다는 것이다. 예를 들어, 붕소농도증가(붕산수 주입)를 통한 출력감소는 항상 출력 분포를 상부 방향으로 이동시키는 경향을 나타낸다. 이는 냉각재 온도의 반응도에 대한 음의 궤환 효과에 의한 현상이다. 또한, 붕소농도변화는 느린 반응도 변화를 수반하므로 빠른 출력변경을 기대할 수 없다는 단점이 있다.

한편, 현재의 원자력 발전소에서 붕소 농도의 조절은 일반적으로 수동조작으로서 운전원이 직접 조작을 하게 되므로, 출력 변경시 붕소농도 조절을 사용하게 되면 운전원의 운전 부담을 가중시키게 된다. 또한, 붕산수를 사용함으로써 액체폐기물 생성의 문제점도 지적되고 있다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 가압경수로형 원자로의 출력변경 시에 축 방향 출력분포의 변화와 관련된 문제를 해결하고 붕소농도 조절에 의한 반응도 변화를 사용하지 않고 오직 제어봉만으로 출력변경을 가능하게 하여 원자로의 출력변경을 용이하게 하는 것을 목적으로 한다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 중성자 흡수물질로 된 펠렛을 포함하고 있는 공간부를 구비한 가압경수로형 원자로용 제어봉에 있어서, 상기 공간부가 축 방향을 2개 이상의 구간으로 분할되어 있으며, 상기 분할된 각 구간이 서로 다른 강도를 가진다.

양호하게는, 상기 가압경수로형 원자로용 축 방향 다분할 강도 제어봉은 축 방향으로 3개의 구간이 분할되어, 각 구간이 서로 다른 강도를 가지는 축 방향 3분할 강도 제어봉이다.

또한, 양호하게는 상기 가압경수로형 원자로용 축 방향 다분할 강도 제어봉 은 삽입깊이가 주로 원자로 노심의 하부에 유지되면서 축 방향 옵셋의 변화를 양의 방향 즉, 노심의 출력분포관점에서 노심의 상부방향으로 올리는 제1 축 방향 다분할 강도 제어봉이거나, 원자로 노심의 최상부에서 최하부에 걸쳐 움직이면서 축 방향 옵셋의 변화를 양과 음의 방향으로 조절하는 제2 축 방향 다분할 강도 제어봉 중 적어도 하나이다.

이하, 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예에 따른 가압경수로형 원자로형 다분할 강도 제어봉을 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 축 방향 3분할 강도 제어봉의 구조를 나타낸 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 축 방향 3분할 강도 제어봉(10)은 종래의 제어봉에서 중성자 흡수물질인 펠렛이 채워진 구간(도 1의 공간부에 해당)이 축 방향으로 3개의 구간(x1, x2, x3)으로 분할되어 있는 구조로 이루어져 있다. 제1 구간(x1)은 제어봉(10)의 하부에 근접한 구간이고, 제3 구간(x3)은 제어봉(10)의 상부에 근접한 구간이며, 제2 구간(x2)은 제1 구간(x1)과 제3 구간(x3) 사이에 위치한 구간이다.

본 발명의 축 방향 3분할 강도 제어봉(10)은 각 구간(x1, x2, x3)에 채워진 펠렛을 서로 다른 강도를 가지도록 하는 것에 그 특징이 있다. 여기서, 서로 다른 강도를 가진다는 것은 중성자 흡수력 즉, 중성자 흡수물질의 농도가 서로 다르다는 것을 의미한다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 축 방향 3분할 강도 제 어봉의 기능을 설명한다.

본 발명이 적용되는 원자로 노심에는 2가지 타입의 제어봉이 사용된다. 하나는 본 발명에 따른 축 방향 3분할 강도 제어봉이고, 다른 하나는 조절 제어봉이다.

상기 축 방향 3분할 강도 제어봉은 축 방향 옵셋(AO)을 제어하는 기능과 더불어, 제논(Xe)을 보상하기 위한 반응도 변화를 일으키는 기능을 수행시키기 위한 용도로 사용된다. 여기서, 상기 축 방향 옵셋(AO)을 조절한다는 것은 원자로 출력 조절시에 축 방향 옵셋(AO)이 설정 범위를 넘지 않도록 유지한다는 것을 의미한다. 그리고, 제논을 보상하기 위한 반응도 변화를 일으키는 것은 종래의 붕소농도 변화로서 반응도 변화를 일으키는 것을 대신한다는 것이다. 이와 같은 기능을 가지는 본 발명의 축 방향 3분할 강도 제어봉은 종래의 부분강 제어봉을 대체하여 사용된다.

조절 제어봉은 원자로 반응도 변화를 일으키는 용도로 사용되며, 상술한 전강 제어봉이 이에 해당된다.

한편, 본 발명의 축 방향 3분할 강도 제어봉은 노심에서의 위치 및 그에 따른 동작에 따라 제1 축 방향 3분할 강도 제어봉과, 제2 축 방향 3분할 강도 제어봉으로 나뉜다.

제1 축 방향 3분할 강도 제어봉은 주로 노심 하부에 위치하며, 축 방향으로 이동하여 노심의 출력이 위쪽(노심 상부)으로 올라가도록 하는 기능을 수행하여 축 방향 옵셋(AO)의 음의 방향으로의 변화 즉, 노심 출력분포의 관점에서 노심 하부방향으로의 출력분포 이동을 완화시키는 역할을 한다. 즉, 제1 축 방향 3분할 강도 제어봉은 노심 하반부에서 축 방향으로 이동하며, 이러한 이동으로 초기 상태의 노심에서 축 방향 옵셋(AO)을 설정범위의 상부경계 즉, △I+5% 경계에 접근하게 한다.

제2 축 방향 3분할 강도 제어봉은 노심 최하부에서 노심 최상부에 걸쳐 축 방향으로 이동하여 전체적으로 축 방향 옵셋(AO)의 변화(노심 출력분포의 변화)를 음의 방향 및 양의 방향으로 제어함으로써 축 방향 옵셋(AO)이 설정범위 내로 유지되도록 한다. 또한, 제2 축 방향 3분할 강도 제어봉은 조절 제어봉들이 그들의 삽입 및 인출한계에 도달하여 더 이상 반응도 변화에 영향을 줄 수 없는 상황이 되었을 때에 붕소농도 변화를 대신하여 목표 출력을 유지하는데 필요한 반응도 변화를 생성하는 기능을 한다.

여기서, 제1 축 방향 3분할 강도 제어봉과 제2 축 방향 3분할 강도 제어봉은 각자의 기능이 서로 다르므로 각 구간(x1, x2, x3)의 농도가 서로 달라야한다. 이때, 제1 및 제2 축 방향 3분할 강도 제어봉의 각 구간(x1, x2, x3)의 농도를 결정함에 있어서 고려해야할 사항은 원자로 노심의 환경(즉, 중성자를 흡수하는 물질의 농도에 따른 반응도 변화 및 축 방향 출력변화의 정도)이다.

그런데, 각 원자력 발전소에서 사용되는 원자로 노심은 동일한 조건에서 생성된 것이 아니므로, 각각의 원자로 노심은 그 환경이 다르다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 축 방향 3분할 강도 제어봉의 각 구간(x1, x2, x3)의 농도는 어떠한 설정치로 제작될 수 없으며, 적용되는 원자로 노심의 환경에 따라 그 농도가 결정된다. 원자로 노심의 환경은 원자로 노심을 모사하는 컴 퓨터 시뮬레이션 코드를 이용하여 측정하는 등의 방법으로 확인할 수 있다.

도 6과 도 7에 동일 원자로 노심에 대하여 상기 컴퓨터 시뮬레이션 코드를 이용하여 노심의 환경을 측정하고 그 결과로서 얻은 제1 및 제2 축 방향 3분할 강도 제어봉의 각 구간(x1, x2, x3)의 농도가 도시되어 있다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제1 축 방향 3분할 강도 제어봉의 각 구간의 강도 변화를 나타낸 그래프이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제2 축 방향 3분할 강도 제어봉의 각 구간의 강도 변화를 나타낸 그래프이다. 도 6과 도 7에 도시된 바와 같이, 동일한 원자로 노심이라도 그 기능이 다름에 따라 제1 및 제2 축 방향 3분할 강도 제어봉의 축 방향 강도 변화가 다름을 알 수 있다.

다음으로, 본 발명의 효과를 입증하기 위한 본 발명의 축 방향 3분할 강도 제어봉의 가압경수로 출력변경에의 적용에 대하여 설명한다. 그 한 실시예로서, 대한민국 전력수요에 바탕을 둔 100%-50%-100%(도 4에 도시된 패턴), 2-6-2-14 hour의 부하 패턴을 이용한 부하추종운전에 적용하였다.

여기에서, 100-50-100%, 2-6-2-14 hour의 부하패턴은 노심 출력을 2시간 동안 100%에서 50%로 내리고, 6시간 동안 50%를 유지한 후에, 다시 2시간 동안 50%에서 100%로 상승하여 14시간 동안 100%로 유지하는 부하패턴을 말한다.

상기와 같은 부하패턴에 따라 부하추종운전을 하였을 경우에, 주기초 노심에서는 도 8과 같이 축 방향 옵셋(AO) 및 노심출력의 변화 그래프가 나타나고, 주기중 노심에 대해서는 도 9와 같이 축 방향 옵셋(AO) 및 노심출력의 변화 그래프가 나타나며, 주기말 노심에 대해서는 도 10과 같이 축 방향 옵셋(AO) 및 노심출력의 변화 그래프가 나타난다.

도 8 내지 도 10에서, (a)는 부하추종운전중의 축 방향 옵셋(AO) 및 노심출력의 변화를 보인 그래프이고, (b)는 제1 및 제2 축 방향 3분할 강도 제어봉 및 다수의 조절제어봉의 움직임 및 붕소농도의 변화를 나타낸 그래프이다.

도 8 내지 도 10의 (b)에서, 제1 축 방향 3분할 강도 제어봉을 ATSCR1이라고 하였고, 제2 축 방향 3분할 강도 제어봉을 ATSCR2라 하였으며, 조절제어봉을 R3, R4, R5라 하였다.

도 8 내지 도 10에서 보면, 본 발명의 축 방향 3분할 강도 제어봉을 상기 부하패턴을 추종하도록 (b)와 같이 움직였을 때, (a)와 같이 축 방향 옵셋(AO)이 설정범위 내에서 잘 유지되고 있음을 볼 수 있다. 한편, 도 8의 (b)에서 아래쪽 그래프는 붕소(boron)의 농도를 나타낸 것인데, 부하추종운전 중에 시간의 변화에 따라 변하지 않음을 볼 수 있다. 이는 본 발명이 붕소 농도 변화에 의한 반응도 보상을 이용하지 않음을 의미한다.

상기 도 8 내지 도 10을 통해 확인된 실험 결과들은 본 발명의 실시예에 따른 축 방향 3분할 강도 제어봉이 축 방향 옵셋(AO)을 제어하는데 좋은 특성을 가지고 있으며, 축 방향 3분할 강도 제어봉의 적절한 사용으로 인하여 오직 제어봉만을 사용하여 축 방향 옵셋(AO)을 설정 범위 내에 잘 유지하면서 부하추종운전이 가능함을 보여주고 있다.

이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아 니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

본 발명은 원자력 발전소 출력변경시 축 방향 출력분포의 변화와 관련된 문제를 해결하여 원자력 발전소의 부하추종운전을 용이하게 함으로써 원자력 발전소의 경제적 효율성과 안정성의 향상을 기대할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 원자력 발전소의 출력변경시 붕소농도 조절에 의한 반응도 변화를 이용하지 않고 출력변경을 수행하는 것을 가능하게 함으로써, 붕소를 사용함에 따른 다량의 액체 페기물 발생, 붕산에 의한 기기 부식 등의 문제들을 극복할 수 있는 효과가 있다.

Claims

삭제
중성자 흡수물질로 된 펠렛을 포함하고 있는 공간부를 구비하는 가압경수로형 원자로용 축 방향 다분할 강도 제어봉에 있어서,

상기 공간부는 축 방향으로 3개의 구간으로 분할되며, 분할된 각 구간들은 서로 다른 강도를 가지면서도, 분할된 구간 내의 강도는 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 가압경수로형 원자로용 축 방향 다분할 강도 제어봉.
청구항 2에 있어서,

상기 가압경수로형 원자로용 축 방향 다분할 강도 제어봉은 삽입깊이가 원자로 노심의 하부에 유지되면서, 축 방향 옵셋의 변화를 양의 방향 즉, 노심의 출력분포관점에서 노심의 상부방향으로 올리는 것을 특징으로 하는 가압경수로형 원자로용 축 방향 다분할 강도 제어봉.
청구항 2에 있어서,

상기 가압경수로형 원자로용 축 방향 다분할 강도 제어봉은 원자로 노심의 최상부에서 최하부에 걸쳐 움직이면서, 축 방향 옵셋의 변화를 양과 음의 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 가압경수로형 원자로용 축 방향 다분할 강도 제어봉.
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