KR100600977B1 - 자속집속기 및 엇갈린 리드스위치 배치를 이용한 ４채널제어봉 위치지시기 - Google Patents

자속집속기 및 엇갈린 리드스위치 배치를 이용한 ４채널제어봉 위치지시기 Download PDF

Info

Publication number
KR100600977B1
KR100600977B1 KR1020050003205A KR20050003205A KR100600977B1 KR 100600977 B1 KR100600977 B1 KR 100600977B1 KR 1020050003205 A KR1020050003205 A KR 1020050003205A KR 20050003205 A KR20050003205 A KR 20050003205A KR 100600977 B1 KR100600977 B1 KR 100600977B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
control rod
position indicator
rod position
magnetic flux
reed switch
Prior art date
Application number
KR1020050003205A
Other languages
English (en)
Inventor
유제용
김종인
허형
김지호
최순
박근배
지성균
Original Assignee
한국원자력연구소
한국수력원자력 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국원자력연구소, 한국수력원자력 주식회사 filed Critical 한국원자력연구소
Priority to KR1020050003205A priority Critical patent/KR100600977B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100600977B1 publication Critical patent/KR100600977B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C17/00—Monitoring; Testing ; Maintaining
    • G21C17/10—Structural combination of fuel element, control rod, reactor core, or moderator structure with sensitive instruments, e.g. for measuring radioactivity, strain
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C7/00—Control of nuclear reaction
    • G21C7/06—Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section
    • G21C7/08—Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section by displacement of solid control elements, e.g. control rods
    • G21C7/12—Means for moving control elements to desired position
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

본 발명은 자속집속기 및 엇갈린 리드스위치 배치를 이용한 4채널 제어봉 위치지시기에 관한 것으로, 그 목적은 일체형원자로가 무붕산 운전 요건 및 초기 원자로 가열 시 제어봉만으로 노심 반응도를 조절하기 위해 미세조정 기능을 보유한 제어봉구동장치를 채택하고 있기 때문에 제어봉의 위치를 감지하여 안전계통에 위치신호를 보내는 역할을 담당하는 높은 정밀도와 신뢰도를 가지는 제어봉 위치지시기를 제공하는데 있다.
본 발명의 구성은 일체형원자로의 노심(1) 반응도 조절을 위해 제어봉구동장치 상부압력용기(6) 밖에 설치되어 제어봉구동장치(5)에 의해 아래 또는 위로 움직이는 제어봉(2)의 위치를, 제어봉구동장치 상부 압력용기(6) 내부의 고온 350℃과 고압 17MPa의 일차냉각재 속에 잠겨져 제어봉집합체(3)에 연결된 연장봉(4)에 체결되어 제어봉집합체(3)와 함께 운동하는 영구자석(9)의 자속집속에 의해 리드스위치(13)가 단락되도록 하여 측정하는 제어봉 위치지시기(8)에 있어서, 하나의 영구자석을 사용하여 자속을 밀집시키는 자속집속기와; 제어봉 위치지시기(8)를 제어봉구동장치 상부압력용기(6) 주위에 설치하는 위치지시기 홀더(7)와; 이 위치지시기 홀더(7)에 각각 수직으로 탈부착되는 4채널의 제어봉 위치지시기(8)와; 이 4채널의 제어봉 위치지시기(8) 각각의 내부에 분해능을 높이기 위해 엇갈리게 배열하여 구성된 리드스위치(13)로 구성된 것을 특징으로 한다.
일체형원자로, 제어봉, 제어봉구동장치, 제어봉 위치지시기, 영구자석, 자속집속기, 리드스위치

Description

자속집속기 및 엇갈린 리드스위치 배치를 이용한 ４채널 제어봉 위치지시기{4 Channel Control Rod Position Indicator using Magnetic Field Concentrator and Compact Arrangement of Reed Switches}
도 1은 본 발명 일체형원자로 계통 개략도,
도 2는 본 발명 제어봉구동장치 상부압력용기에 장착된 4채널 제어봉 위치지시기,
도 3은 본 발명 4채널 제어봉 위치지시기의 3차원 입체모형도,
도 4는 본 발명 제어봉 위치지시기용 영구자석 및 자속집속기,
도 5는 본 발명 제어봉 위치지시기 내부의 엇갈려 배치된 리드스위치들이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
(1) : 노심 (2) : 제어봉
(3) : 제어봉집합체 (4) : 연장봉
(5) : 제어봉구동장치 (6) : 제어봉구동장치 상부압력용기
(7) : 제어봉 위치지시기 홀더 (8) : 제어봉 위치지시기
(9) : 영구자석 (10) : 상부 자속집속날개
(11) : 하부 자속집속날개 (12) : 자속집속기 밀봉캔
(13) : 리드스위치 (14) : 리드스위치 고정판
(15) : 저항 (16) : 커넥터
(17) : 브라켓 (18) : 제어봉 위치지시기 홀더용 볼트
(19) : 키홀 (19a) : 키홀용 브라켓
(19b) : 키
(20) : 제어봉구동장치 상부압력용기 체결용 스터드 볼트
본 발명은 일체형원자로의 노심 반응도 조절을 위해 제어봉구동장치 상부압력용기 밖에 설치되어 제어봉구동장치에 의해 아래 또는 위로 움직이는 제어봉의 위치를 검출하는 제어봉 위치지시기에 관한 것이다.
일반적으로 원자력발전은 원자로 노심 내의 핵연료 연소(핵분열)를 통해 발생되는 열로 증기를 발생시키고 이를 이용하여 터빈을 가동하여 전기를 생산하는 것이다. 원자로의 출력조절은 제어봉구동장치를 이용하여 제어봉을 노심 안으로 삽입 또는 인출하여 노심 반응도를 제어하는 것이기 때문에 노심반응도를 조절하는 제어봉의 현재 위치를 검출하는 것은 매우 중요하다. 이러한 제어봉 위치 검출을 담당하는 장치가 제어봉 위치지시기이다.
현재 한국표준형 상용원전에 사용되는 제어봉 위치지시기로는 리드스위치 위치전송기(RSPT)가 2채널로 구성되어 신호의 다중성을 확보하고 있으며 리드스위치 위치전송기(RSPT)의 측정원리는 제어봉구동장치 상부압력용기 내부의 영구자석의 위치를 상부압력용기 밖에서 리드스위치를 이용하여 측정하는 방식이다.
제어봉구동장치 상부압력용기 내부에 위치하는 영구자석은 원통형의 알리코(Alico) 영구자석 2개를 동일한 극이 마주보게 정렬시켜 긴 원통형 구조를 갖는다.이러한 영구자석의 구성은 동일한 극끼리 서로 밀쳐 내려는 영구자석의 성질을 이용하여 낮은 영구자석의 자속밀도를 일정한 영역으로 집속하고자 하는데 있다.
내부에 장착된 리드스위치들은 2열의 나란한 배열을 가지며 각각의 리드스위치들은 전선을 이용하여 저항들과 연결되어 분압회로를 구성한다. 제어봉구동장치 상부압력용기 내부의 영구자석으로부터 발생되는 자력은 상부압력용기 밖에 설치된 위치전송기(RSPT) 내의 리드스위치들 중에서 가장 영구자석과 근접된 리드스위치를 단락시키고 이 때문에 분압회로에서 출력되는 전압에 변화하여 출력전압을 통해 영구자석의 위치를 검출한다.
상기와 같은 원자로 구성에서 제어봉 위치지시기에서 생산되는 제어봉 위치신호는 노심보호를 위한 안전계통 신호이기 때문에 높은 신뢰성을 필요로 한다.
하지만 현재 상용원전에서 사용되는 리드스위치 위치전송기(RSPT)는 2채널로 구성되어 있기 때문에 만약 하나의 채널 고장으로 인해 나머지 다른 건전한 채널에서 출력되는 위치정보와 차이가 발생할 경우 원자로의 안전을 위해 제어봉을 노심에 긴급히 삽입시켜 원자로 기동을 중지 시켜야 한다.
따라서 제어봉 위치지시기의 채널수를 증가시켜 제어봉 위치지시기의 고장에도 원자로 운전이 순조롭게 이루어질 수 있도록 제어봉 위치지시기를 설계하여야 한다.
상용원전의 제어봉 위치지시기 경우 자속집속을 위해 두 개의 영구자석을 이용하여 동일한 극이 마주보게 정렬시킨 원통형 구조의 영구자석을 이용하지만 시간이 지남에 따라 두 자석간의 상호 영향으로 자속밀도가 급속하게 떨어지는 노화 현상이 발생되어 제어봉 위치지시기 내의 리드스위치를 단락 시키지 못하는 경우가 발생된다는 문제점이 있다.
따라서 이러한 영구자석의 노화현상을 방지하면서 자속을 집속시키는 기술이 필요하다.
또한 상용원자로와 달리 일체형원자로의 경우는 무붕산 노심 제어 및 원자로 기동 시 냉각재의 가열을 핵분열 반응열을 이용하기 때문에 제어봉의 이송변위가 상용원자로에 비해 매우 미세하다. 따라서 제어봉 위치지시기는 미세한 변위를 측정 할 수 있어야 하고 빈번한 제어봉의 이동에도 변위측정 능력을 유지해야 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 일체형원자로가 무붕산 운전 요건 및 초기 원자로 가열 시 제어봉만으로 노심 반응도를 조절하기 위해 미세조정 기능을 보유한 제어봉구동장치를 채택하고 있기 때문에 제어봉의 위치를 감지하여 안전계통에 위치신호를 보내는 역할을 담당하는 높은 정밀도와 신뢰도를 가지는 제어봉 위치지시기를 제공하는데 있다.
또한 강화된 안전계통신호를 만족시키기 위해 물리적 전기적으로 독립된 4채널의 제어봉 위치지시기를 제공하는데 있다.
또한 일체형원자로의 특성상 조밀히 밀집된 제어봉구동장치의 배열에 기인되는 제어봉 위치지시기의 설치 공간의 협소함을 극복한 제어봉 위치지시기의 탈착 구조를 제공하는데 있다.
또한 일체형원자로의 미세한 제어봉 움직임을 감지하고자 상용로 제어봉 위치지시기과 동일한 종류의 리드스위치를 사용하면서도 배치구조를 달리하여 기존 상용로 제어봉 위치지시기 보다 분해능을 대폭 향상시킨 제어봉 위치지시기를 제공하는데 있다.
또한 제어봉 위치지시기 내의 리드스위치를 단락 시키는 영구자석이 시간이 지남에 따라 자속밀도가 급속하게 떨어지는 노화 현상이 발생되지 않도록 영구자석의 자속을 밀집시키는 자속집속기를 포함한 제어봉 위치지시기를 제공하는데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명의 구성은 일체형원자로의 노심 반응도 조절을 위해 제어봉구동장치 상부압력용기 밖에 설치되어 제어봉구동장치에 의해 아래 또는 위로 움직이는 제어봉의 위치를, 제어봉구동장치 상부 압력용기 내부의 고온 350℃과 고압 17MPa의 일차냉각재 속에 잠겨져 제어봉집합체에 연결된 연장봉에 체결되어 제어봉집합체와 함께 운동하는 영구자석의 자속집속에 의해 리드스위치가 단락되도록 하여 측정하는 제어봉 위치지시기에 있어서,
하나의 영구자석을 사용하여 자속을 밀집시키는 자속집속기와; 제어봉 위치지시기를 제어봉구동장치 상부압력용기 주위에 설치하는 위치지시기 홀더와; 이 위치지시기 홀더에 각각 수직으로 탈부착되는 4채널의 제어봉 위치지시기와; 이 4채널의 제어봉 위치지시기 각각의 내부에 분해능을 높이기 위해 엇갈리게 배열하여 구성된 리드스위치로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한 상기 위치지시기 홀더는 한쌍으로 이루어져, 쌍을 이루는 각 하나의 제어봉 위치지시기 홀더의 양측단 길이방향으로 수직 돌출부가 형성되어, 여기에 형성된 다수의 구멍을 통해 다수의 제어봉 위치지시기 홀더용 볼트가 체결되어 쌍으로 결합되도록 구성하고,
상기 제어봉 위치지시기 홀더의 상단에 형성된 브라켓은 4개가 돌출 배열되어 상단부에 커넥터가 삽입되는 제어봉 위치지시기가 4개의 브라켓에 각각 장착되도록 구성되고,
상기 제어봉 위치지시기 홀더의 하단에는 상기 브라켓의 각도와 동일하게 키홀용 브라켓이 원주방향으로 돌출 형성되어 여기에 형성된 키홀에 제어봉 위치지시기 하단에 형성된 키가 삽입되어 지지되도록 구성한다.
또한 상기 브라켓은 이웃하는 브라켓과 60도와 120도 간격으로 배열한다.
또한 상기 4 채널 제어봉 위치지시기 중 3채널은 제어봉 위치신호를 노심안전계통에 공급하는 역할을 담당하며 나머지 한 채널은 비상시 대비를 위한 여유 채널로 구성하여 3채널의 제어봉 위치지시기에서 발생되는 위치신호 중 2채널 이상에서 동일하게 발생되는 위치신호를 노심안전계통에 전송토록 구성한다.
또한 상기 자속집속기는 하나의 영구자석 상부에 자성체인 상부 자속집속날개를, 하부에는 하부 자속집속날개를 위치시킨 후 영구자석의 옆면을 보호하기 위해 비자성체인 자속집속기 밀봉캔을 상부 자속집속날개와 하부 자속집속날개와 용접하여 영구자석을 완전 밀봉 구성한다.
또한 상기 리드스위치의 배열은 리드스위치고정판에 2열의 엇갈린 지그재그 배열로 총 4열의 리드스위치들이 배치되어 장착된다.
이하 본 발명의 실시예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설 명하면 다음과 같다.
도 1은 일체형원자로의 주요형상, 도 2는 일체형원자로에 설치된 제어봉구동장치(5), 도 3은 제어봉구동장치 상부압력용기(6)에 장착된 4채널 제어봉 위치지시기(8), 도 4는 제어봉 위치지시기(8)용 영구자석(9) 및 자속집속기(10, 11, 12)이며 도 5는 제어봉 위치지시기(8) 내부의 엇갈린 배치를 갖는 리드스위치들의 실시 예로서,
일체형원자로는 무붕산 노심(1) 제어 및 원자로 기동 시 냉각재의 가열을 핵분열 반응열을 이용하기 때문에 초기 원자로 기동 시 노심(1)에 삽입되어 있는 제어봉(2)을 제어동구동장치(5)가 제어봉집합체(3)를 들어올림으로써 원자로를 기동하며 원자로 출력 역시 제어봉(2)의 삽입 및 인출로서 조절한다. 따라서 제어봉 위치지시기(8)에 의한 제어봉(2)의 실제 위치 검출은 원자로 노심안전계통에 매우 중요하다. 제어봉 위치지시기(8)는 연장봉(4)에 장착되어 제어봉(2)과 함께 상하 움직이는 영구자석(9)의 위치를 효율적으로 검출해야 한다.
본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이 4채널의 제어봉 위치지시기(8)가 제어봉구동장치 상부압력용기(6) 주위에 장착된 위치지시기 홀더(7)에 각각 장착되어 진다. 기존 상용원자로에서는 2 채널의 제어봉 위치지시기를 적용하였지만 본 발명에서는 4 채널의 제어봉 위치지시기(8)를 설치하여 신호채널의 다중성을 기존 상용로의 제어봉 위치지시기(8) 보다 2배 이상 늘려 노심계통안전 신호의 신뢰성을 향상 시켰다.
제어봉 위치지시기(8)의 4채널 중 3채널은 제어봉(2) 위치신호를 노심안전계통에 공급하는 역할을 담당하며 나머지 한 채널은 비상시 대비를 위한 여유 채널이다.
제어봉(2) 위치신호는 3채널의 제어봉 위치지시기(8)의 발생되는 위치신호 중 2채널 이상에서 동일하게 발생되는 위치신호를 노심안전계통에 전송한다.
따라서 하나의 제어봉 위치지시기(8)가 오동작을 일으켰을 경우 기존 상용로에서는 제어봉(2) 위치신호 이상으로 원자로를 긴급정지 시켜야하지만 일체형원자로에 적용할 본 발명품인 4채널 제어봉 위치지시기(8)는 건전한 2채널의 위치지시 신호를 이용하므로 원자로 긴급정지 상황을 만들지 않아 원자로의 발전 시간을 늘리고 원자로 정지에 따른 긴급상황을 방지 할 수 있다.
영구자석(9) 및 상부 자속집속날개(10), 하부 자속집속날개(11) 및 자속집속기 밀봉캔(12)으로 구성된 자속집속기는 연장봉(4)과 연결되어 제어봉(2)과 동일한 변위로 제어봉구동장치 상부압력용기(6) 내부에서 상하로 움직인다.
이때 영구자석(9) 및 상부 자속집속날개(10), 하부 자속집속날개(11) 및 자속집속기 밀봉캔(12)으로 구성된 자속집속기에서 발생되는 자력이 영구자석(9) 및 자속집속기와 동일한 높이에 위치한 리드스위치(13)들을 단락시켜 리드스위치(13)와 저항(15)으로 이루어진 분압회로를 통해 영구자석(9) 및 상부 자속집속날개(10), 하부 자속집속날개(11) 및 자속집속기 밀봉캔(12)으로 구성된 자속집속기의 위치에 비례하는 출력전압을 얻고 이를 통해 제어봉(2) 위치를 검출한다.
도 3은 제어봉구동장치 상부압력용기(6) 외벽에 설치된 제어봉 위치지시기 홀더(7) 및 제어봉 위치지시기(8)의 3차원 설치형태를 나타낸다.
상기 제어봉 위치지시기 홀더(7)는 한 쌍으로 이루어져 볼트 등의 체결수단으로 분리된 부분을 결합하도록 구성되는데, 이를 이용하여 60도 및 120도 간격으로 독립적으로 설치된 4채널 제어봉 위치지시기(8)는 각 채널이 독립적으로 탈부착이 가능하다.
즉, 일체형원자로의 특성상 조밀히 밀집된 제어봉구동장치(5)의 배열에 기인되는 제어봉 위치지시기(8)의 설치 공간의 협소함을 극복하기 위하여 한 쌍의 제어봉 위치지시기 홀더(7)를 다수의 제어봉 위치지시기 홀더용 볼트(18)를 이용하여 제어봉구동장치 상부압력용기(6) 주변에 고정시키고 제어봉 상부압력용기(6)에 고정된 제어봉 위치지시기 홀더(7)에 60도와 120도 간격으로 배열된 4채널의 제어봉 위치지시기를 브라켓(17)와 키홀(19)을 이용하여 장착한다.
보다 구체적으로 설명하면 쌍을 이루는 각 하나의 제어봉 위치지시기 홀더(7)는 반원의 양측단 길이방향으로 돌출부가 형성되고 여기에 다수 형성된 너트등의 구멍에 다수의 제어봉 위치지시기 홀더용 볼트(18)가 삽입 결합하여 한쌍으로 결합되고,
상기 제어봉 위치지시기 홀더(7)의 상단에는 분리형 브라켓(17)이 이웃하는 브라켓과 60도와 120도 간격으로 원주방향으로 돌출 배열되어 4채널의 제어봉 위치지시기(8) 장착시 브라켓(17)의 외측 브라켓을 분리한 후 제어봉 위치지시기(8)를 정 위치시킨 후 분리된 외측 브라켓을 내측 브라켓과 맞춘 후 볼트 체결한다.
이때 제어봉 위치지시기(8)의 커넥터(16)는 위치신호를 출력하는 단자역할을 하면서 브라켓(17)과의 결합력을 강화시킨다.
또한 제어봉 위치지시기 홀더(7)의 하단에는 상기 브라켓(17)의 각도와 동일하게 키홀용 브라켓(19a)이 원주방향으로 돌출 형성되어 여기에 형성된 키홀(19)에 제어봉 위치지시기(8) 하단에 형성된 키(19b)가 삽입 되도록 구성된다.
이러한 제어봉 위치지시기(8)의 장착 방법 및 구성에 의해 4채널의 제어봉 위치지시기(8)들 간의 상호간섭 없이 각 채널별로 제어봉 위치지시기(8)를 독립적으로 탈부착 할 수 있으며 제어봉 위치지시기(8)의 해체작업 없이도 제어봉 위치지시기(8) 아래에 위치한 제어봉구동장치 상부압력용기 체결용 스터드 볼트(20)를 풀거나 죄일 수 있다.
도 4는 영구자석(9) 및 상부 자속집속날개(10), 하부 자속집속날개(11) 및 자속집속기 밀봉캔(12)으로 구성된 자속집속기에 의해 자속이 집속되는 형상을 나타낸다.
본 발명품은 기존 상용로에서 사용한 두 개의 영구자석을 이용한 자속집속 방식에 따른 영구자석의 높이 증가와 영구자석들의 자력이 감소되는 노화현상을 제거하기 위해 하나의 영구자석(9)을 사용하고 자성체인 상부 자속집속날개(10)와 하부 자속집속날개(11)를 영구자석(9)의 상부와 하부에 위치하게 하여 상부 자속집속날개(10)와 하부 자속집속날개(11) 사이에 영구자석(9)의 자력을 밀집시키는 자속집속기를 구성하여 영구자석의 자속을 밀집시켰다.
또한 영구자석(9)의 부식 및 손상을 방지하기 위하여 영구자석(9)의 옆면을 도너츠형 평판형상의 비자성체인 자속집속기 밀봉캔(12)을 상부 자속집속날개(10)와 하부 자속집속날개(11)와 용접하여 영구자석(9)을 완전 밀봉하였다.
이때 자속집속기 밀봉캔(12)은 비자성체이기 때문에 영구자석(9)과 상부 자속집속날개(10) 및 하부 자속집속날개(11)에 의해 발생되는 자력선 분포에 전혀 영향을 주지 않는다.
하나의 영구자석(9)과 자속집속기를 이용한 자속집속 방법은 기존 상용로에서 이용하는 두 개의 영구자석을 이용하여 동일한 극끼리 서로 밀쳐 내려는 영구자석의 성질을 이용한 자속집속방식보다 자속집속력이 우수하여 주위의 리드스위치가 붙을 수 있는 영역을 줄여 제어봉 위치지시기(8)의 분해능 향상에 크게 기여한다.
도 5는 제어봉 위치지시기(8) 내부에 위치한 리드스위치고정판(14)에 장착된 리드스위치(13)들의 엇갈린 배열을 나타낸다. 일체형원자로의 미세한 제어봉(2) 움직임을 감지하고자 상용로에서는 전체 2열의 1열씩 나란한 배치로 리드스위치들을 배치하였으나 본 발명에서는 전체 2열은 같지만 1열씩 엇갈린 지그재그 배열형태가 되도록 리드스위치들을 배치하였다. 이러한 엇갈린 배치는 제한된 제어봉 위치지시기(8)의 높이에 최대한의 리드스위치들을 배치하는 결과를 얻었고 이로 인해 기존 상용로 제어봉 위치지시기(8)보다 분해능을 대폭 향상시킨 제어봉 위치지시기(8)의 설계를 가능하게 하였다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 제어봉(2)의 위치측정 원리는 다음과 같다.
우선 제어봉구동장치 상부압력용기(6) 내부에서 제어봉(2)과 함께 운동하는 자속집속기 내의 영구자석(9)의 자속을 상부 자속집속날개(10)와 하부 자속집속날개(11) 사이 영역으로 밀집하고 자속의 크기를 증폭한다. 이렇게 자속집속기에 의해 밀집되고 증폭된 자속은 제어봉구동장치 상부압력용기(6) 외부에 설치된 제어봉 위치지시기(8) 내부의 리드스위치고정판(14)에 엇갈린 배치로 설치된 리드스위치(13)의 단락에 의해 감지되고 자속을 감지한 리드스위치(13)의 위치에 따라 리드스위치(13)들과 저항(15)들로 구성된 분압회로를 통해 출력되는 전압의 변화를 이용하여 제어봉(2) 위치를 측정한다.
상기에서는 일체형원자로에 적용하는 제어봉 위치지시기에 국한하여 설명하였지만 본 발명에서 제안된 제어봉 위치지시기(8)의 4 채널화는 원자로에 쓰이는 다른 종류의 안전계통 계측기들에도 적용이 가능하고 이로 인해 안전계통 신호의 신뢰성 및 안전성을 향상하여 불필요한 원자로 정지상황을 방지할 수 있다.
또한 본 발명에서 개발된 자속집속기는 불필요하게 주변으로 퍼지는 자력선을 원하는 곳으로 집중하게 하여 자속밀도를 높이게 하므로 자력선을 이용하여 측 정하는 다른 측정 장비의 측정 목표로 이용될 수 있다. 이로 인해 측정 신뢰성을 높이게 하고 측정 목표의 크기가 줄어듦에 따른 설계 용이성을 확보할 수 있다.
또한 리드스위치의 엇갈린 지그재그 배열을 리드스위치를 이용하는 다른 산업용 측정장비에 사용하면 측정장비의 분해능을 현저하게 높일 수 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
상기와 같은 본 발명은 4채널의 제어봉 위치지시기를 제어봉구동장치 상부압력용기 주위에 배치하여 제어봉 위치측정에 있어서 신뢰성 및 안전성을 향상시켰다는 장점이 있다.
또한 본 발명은 영구자석의 자속을 집속하기 위해 영구자석을 종래와 달리 하나를 사용하면서도 이 영구자석을 상부 자속집속날개, 하부 자속집속날개 및 자속집속기 밀봉캔으로 구성되는 자속집속기를 구성하여 결합 구성함으로써 종래 두개의 영구자석의 상호영향에 기인되는 노화현상을 제거하여 기존 상용로의 자속 집속효과 보다 우수한 성능을 가진다는 장점이 있다.
또한 본 발명은 일체형원자로의 미세한 제어봉 움직임을 감지하고자 상용로 제어봉 위치지시기와 동일한 종류의 리드스위치를 사용하면서 엇갈린 배치구조를 갖는 리드스위치 배열을 적용하여 기존 상용로 제어봉 위치지시기 보다 분해능을 대폭 향상 시켰다는 장점이 있다.
또한 본 발명은 일체형원자로의 특성상 조밀히 밀집된 제어봉구동장치의 배열에 기인되는 제어봉 위치지시기의 설치 공간의 협소함을 극복하기 위하여 한 쌍의 제어봉 위치지시기 홀더를 제어봉 위치지시기 홀더용 볼트를 이용하여 제어봉구동장치 상부압력용기 주변에 고정시키고 제어봉 상부압력용기에 고정된 제어봉 위치지시기 홀더에 60도와 120도 간격으로 배열된 4채널의 제어봉 위치지시기를 브라켓과 키홀을 이용하여 장착함으로써 제어봉 위치지시기의 설치 공간의 협소함을 극복 하였다는 장점이 있다.
또한 본 발명 제어봉 위치지시기(8)의 장착구성은 4채널의 제어봉 위치지시기(8)들 간의 상호간섭 없이 각 채널별로 제어봉 위치지시기(8)를 독립적으로 탈부착 할 수 있으며 제어봉 위치지시기(8)의 해체작업 없이도 제어봉 위치지시기(8) 아래에 위치한 제어봉구동장치 상부압력용기 체결용 스터드 볼트(20)를 풀거나 죄일 수 있다는 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.



Claims (6)

  1. 일체형원자로의 노심(1) 반응도 조절을 위해 제어봉구동장치 상부압력용기(6) 밖에 설치되어 제어봉구동장치(5)에 의해 아래 또는 위로 움직이는 제어봉(2)의 위치를, 제어봉구동장치 상부 압력용기(6) 내부의 고온 350℃과 고압 17MPa의 일차냉각재 속에 잠겨져 제어봉집합체(3)에 연결된 연장봉(4)에 체결되어 제어봉집합체(3)와 함께 운동하는 영구자석(9)의 자속집속에 의해 리드스위치(13)가 단락되도록 하여 측정하는 제어봉 위치지시기(8)에 있어서,
    하나의 영구자석을 사용하여 자속을 밀집시키는 자속집속기와; 제어봉 위치지시기(8)를 제어봉구동장치 상부압력용기(6) 주위에 설치하는 위치지시기 홀더(7)와; 이 위치지시기 홀더(7)에 각각 수직으로 탈부착되는 4채널의 제어봉 위치지시기(8)와; 이 4채널의 제어봉 위치지시기(8) 각각의 내부에 분해능을 높이기 위해 엇갈리게 배열하여 구성된 리드스위치(13)가 설치 구성된 것을 특징으로 하는 자속집속기 및 엇갈린 리드스위치 배치를 이용한 4채널 제어봉 위치지시기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 위치지시기 홀더(7)는 한쌍으로 이루어져, 쌍을 이루는 각 하나의 제어봉 위치지시기 홀더(7)의 양측단 길이방향으로 수직 돌출부가 형성되어, 여기에 형성된 다수의 구멍을 통해 다수의 제어봉 위치지시기 홀더용 볼트(18)가 체결되어 쌍으로 결합되도록 구성하고,
    상기 제어봉 위치지시기 홀더(7)의 상단에 형성된 브라켓(17)은 4개가 돌출 배열되어 상단부에 커넥터(16)가 삽입되는 제어봉 위치지시기(8)가 4개의 브라켓(17)에 각각 장착되도록 구성되고,
    상기 제어봉 위치지시기 홀더(7)의 하단에는 상기 브라켓(17)의 각도와 동일하게 키홀용 브라켓(19a)이 원주방향으로 돌출 형성되어 여기에 형성된 키홀(19)에 제어봉 위치지시기(8) 하단에 형성된 키(19b)가 삽입되어 지지되도록 구성한 것을 특징으로 하는 자속집속기 및 엇갈린 리드스위치 배치를 이용한 4채널 제어봉 위치지시기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 브라켓(17)은 이웃하는 브라켓과 60도와 120도 간격으로 배열되어 구성된 것을 특징으로 하는 자속집속기 및 엇갈린 리드스위치 배치를 이용한 4채널 제어봉 위치지시기.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 4 채널 제어봉 위치지시기(8) 중 3채널은 제어봉(2) 위치신호를 노심안전계통에 공급하는 역할을 담당하며 나머지 한 채널은 비상시 대비를 위한 여유 채 널로 구성하여 3채널의 제어봉 위치지시기(8)에서 발생되는 위치신호 중 2채널 이상에서 동일하게 발생되는 위치신호를 노심안전계통에 전송토록 구성한 것을 특징으로 하는 자속집속기 및 엇갈린 리드스위치 배치를 이용한 4채널 제어봉 위치지시기.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 자속집속기는 하나의 영구자석(9) 상부에 자성체인 상부 자속집속날개(10)를, 하부에는 하부 자속집속날개(11)를 위치시킨 후 영구자석(9)의 옆면을 보호하기 위해 비자성체인 자속집속기 밀봉캔(12)을 상부 자속집속날개(10)와 하부 자속집속날개(11)와 용접하여 영구자석(9)을 완전 밀봉 구성한 것을 특징으로 하는 자속집속기 및 엇갈린 리드스위치 배치를 이용한 4채널 제어봉 위치지시기.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 리드스위치(13)의 배열은 리드스위치고정판(14)에 2열의 엇갈린 지그재그 배열로 총 4열의 리드스위치들이 배치되어 장착된 것을 특징으로 하는 자속집속기 및 엇갈린 리드스위치 배치를 이용한 4채널 제어봉 위치지시기.
KR1020050003205A 2005-01-13 2005-01-13 자속집속기 및 엇갈린 리드스위치 배치를 이용한 ４채널제어봉 위치지시기 KR100600977B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050003205A KR100600977B1 (ko) 2005-01-13 2005-01-13 자속집속기 및 엇갈린 리드스위치 배치를 이용한 ４채널제어봉 위치지시기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050003205A KR100600977B1 (ko) 2005-01-13 2005-01-13 자속집속기 및 엇갈린 리드스위치 배치를 이용한 ４채널제어봉 위치지시기

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100600977B1 true KR100600977B1 (ko) 2006-07-13

Family

ID=37184119

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050003205A KR100600977B1 (ko) 2005-01-13 2005-01-13 자속집속기 및 엇갈린 리드스위치 배치를 이용한 ４채널제어봉 위치지시기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100600977B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100881615B1 (ko) * 2007-07-24 2009-02-04 주식회사 우진 다채널용 제어봉 위치 감지장치
KR100881616B1 (ko) 2007-07-24 2009-02-04 주식회사 우진 수명예측 가능한 제어봉 위치 감지장치
KR200450652Y1 (ko) 2008-12-22 2010-10-20 주식회사 우진 이중의 위치 감지회로를 가지는 제어봉 위치전송기
WO2013176337A1 (ko) * 2012-05-25 2013-11-28 한국수력원자력 주식회사 4채널 제어봉 위치전송기가 수용된 제어봉 구동장치 상부슈라우드

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100881615B1 (ko) * 2007-07-24 2009-02-04 주식회사 우진 다채널용 제어봉 위치 감지장치
KR100881616B1 (ko) 2007-07-24 2009-02-04 주식회사 우진 수명예측 가능한 제어봉 위치 감지장치
KR200450652Y1 (ko) 2008-12-22 2010-10-20 주식회사 우진 이중의 위치 감지회로를 가지는 제어봉 위치전송기
WO2013176337A1 (ko) * 2012-05-25 2013-11-28 한국수력원자력 주식회사 4채널 제어봉 위치전송기가 수용된 제어봉 구동장치 상부슈라우드

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100600977B1 (ko) 자속집속기 및 엇갈린 리드스위치 배치를 이용한 ４채널제어봉 위치지시기
JP5980500B2 (ja) 原子炉水位計
CN106531245B (zh) 核电站用堆芯仪表套管组件
CA1267706A (en) Process for accurately determining plate positions in steam generators
JP6757875B2 (ja) 制御棒位置指示器
CN106782993A (zh) 控制棒驱动机构及其线圈部件
KR200448725Y1 (ko) 장착 및 분리가 용이한 제어봉 위치 감지 장치
KR100881615B1 (ko) 다채널용 제어봉 위치 감지장치
JP5608153B2 (ja) 化学プローブ組立体及び原子炉内で化学プローブ組立体を用いる方法
KR200450652Y1 (ko) 이중의 위치 감지회로를 가지는 제어봉 위치전송기
US3919043A (en) Digital nuclear reactor control rod position indiction system
CN103900732A (zh) 电抗器光纤光栅测温装置
JP3485988B2 (ja) 制御棒駆動機構
CN113189167A (zh) 一种环状电化学传感器探头
US10395786B2 (en) Magnetostrictive wire control rod position indicator
US5566216A (en) Tool for remotely measuring width of downcomer annulus in boiling water reactor
CN202977759U (zh) 一种单芯线同轴线转接头
CN220381606U (zh) 应用于球床式高温气冷堆的过球计数装置
KR100881616B1 (ko) 수명예측 가능한 제어봉 위치 감지장치
KR200440958Y1 (ko) 제어봉 구동장치의 코일전류 감시장치
JP3235983U (ja) 凝縮タンクと汽水分離システム
CN213543942U (zh) 一种阀塔漏水检测装置
CN220288517U (zh) 探测机构及转运装置
CN112687413B (zh) 堆芯选择器和堆芯中子注量率测量系统
CN221037741U (zh) 一种曲轴止推片温度检测结构及发动机

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130607

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140630

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141230

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160607

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170629

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180702

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190626

Year of fee payment: 14