KR100736023B1 - 원거리장 와전류를 이용한 중수로의 비자성체 관의 간격을측정하는 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원거리장 와전류를 이용하는 탐촉자에 의하여 중수형 원자로 내부에 설치되어 있는 다수개의 구조물 중 수평방향으로 상호 직교되게 교차 및 배열되는 칼란드리아관(Calandria Tube : CT)과 액체주입노즐관(Liquid Injection Nozzle : LIN)의 위치 및 배열상태를 측정 및 검사하기가 매우 용이하며, 기타 다양한 비자성체 재질로 이루어지는 관에서도 적용가능하게 이루어짐으로써 원자로 내의 열, 방사선, 하중에 의해 발생되는 크립(Creep)현상에 의한 원자로 내부의 인접된 관 사이의 접촉에 의하여 발생될 수 있는 마모나 누설 등의 중수 누설사고를 사전에 예방할 수 있는 등 안전성과 경제성을 혁신적으로 제고할 수 있는 원거리장 와전류를 이용한 중수로의 비자성체 관의 간격을 측정하는 장치를 제공하기 위한 것으로, 그 기술적 구성은 중수형의 원자로 내부에 설치되는 각 관 사이의 간격을 측정하기 위한 장치에 있어서, 원거리장 와전류 탐촉자와; 상기 원거리장 와전류 탐촉자와 연결되어 정현파를 제공하기 위한 함수발생부와; 상기 원거리장 와전류 탐촉자에서 발생되어 측정된 신호를 증폭하도록 이루어지는 증폭부와; 상기 증폭부에 의하여 증폭된 후 출력되는 수집된 신호의 처리결과를 도식적으로 나타내기 위하여 그 일측에 디스플레이부를 갖는 중앙처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

원거리장, 와전류, 탐촉자, 송신코일, 수신코일, 증폭부, 중앙처리부

Description

원거리장 와전류를 이용한 중수로의 비자성체 관의 간격을 측정하는 장치 및 방법{Apparatus and method for measuring gap of non-magnetic substance tube in pressurized heavy water reactor using the remote field eddy current}

도 1은 본 발명에 따른 원거리장 와전류를 이용한 중수로의 비자성체 관의 간격을 측정하는 장치를 개략적으로 나타내는 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 원거리장 와전류를 이용한 중수로의 비자성체 관의 간격을 측정하는 장치에 사용되는 원거리장 와전류 탐촉자을 개략적으로 나타내는 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 원거리장 와전류를 이용한 중수로의 비자성체 관의 간격을 측정하는 장치에 의해 감지되는 신호에 따라 각 관의 간격 변화를 나타내는 도면,

도 4는 본 발명에 따른 원거리장 와전류를 이용한 중수로의 비자성체 관의 간격을 측정하는 장치에 의해 수신되는 수신신호에 따른 액체주입노즐관의 간격 변화를 나타내는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 원거리장 와전류를 이용한 중수로의 관 간격을 측정하는 장치,

10 : 탐촉자, 11 : 송신코일,

13 : 수신코일, 30 : 함수발생부,

50 : 증폭부, 51 : 전치 증폭기,

53 : Lock-In 증폭기, 70 : 중앙처리부,

71 : 디스플레이부.

본 발명은 중수형 원자로의 내부에 설치된 관 사이의 간격을 측정하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원거리장 와전류를 이용하는 탐촉자에 의하여 중수형 원자로 내부에 설치되어 있는 다수개의 구조물 중 수평방향으로 상호 직교되게 교차 및 배열되는 칼란드리아관(Calandria Tube : CT)과 액체주입노즐관(Liquid Injection Nozzle : LIN)의 위치 및 배열상태를 측정 및 검사하기가 매우 용이하며, 기타 다양한 비자성체 재질로 이루어지는 관에서도 적용가능하게 이루어짐으로써 원자로 내의 열, 방사선, 하중에 의해 발생되는 크립(Creep)현상에 의한 원자로 내부의 인접된 관 사이의 접촉에 의하여 발생될 수 있는 마모나 누설 등의 중수 누설사고를 사전에 예방할 수 있는 원거리장 와전류를 이용한 중수로의 비자성체관의 간격을 측정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 전력을 생산하는 발전소는 사용되는 동력원의 종류에 따라 수력 발전소, 화력 발전소, 원자력 발전소 등으로 구분되며, 이 중 원자력 발전소에서 사용되는 원자로 중 하나의 예로서 중수형 원자로가 있다.

이러한 중수형 원자로는 그 내부에 핵연료를 내장하고, 핵분열을 일으켜 에너지를 발생시키도록 하는 핵연료 채널이 설치된다.

상기한 바와 같은 핵연료 채널이 설치된 중수형 원자로는 가동년수가 증가함에 따라 수소 및 수소 동위원소의 축적에 의한 결함이나 방사선 및 경년열화에 따른 재료의 성질 저하로 인해 관의 처짐 또는 내경의 변화 등의 현상이 나타난다.

특히, 원자로 내부에 설치되는 핵연료 채널 중 칼란드리아관(Calandria Tube : CT)과 액체주입노즐관(Liquid Injection Nozzle : LIN)은 다수개의 원형관으로 이루어지고, 상호 수평으로 설치되어 있기 때문에 상술한 바와 같은 처짐 현상이 빈번하게 발생되며, 이로 인해 원자로의 안전을 위하여 원자로 내부에 설치되는 관의 상태를 정기적으로 점검 및 검사하여야 한다.

즉, 핵연료 채널로서 동축이중관인 칼란드리아관은 액체주입노즐관과 동일한 재질이나 운전 온도와 방사선 조사량의 차이로 인해 액체노즐주입관에 비해 상당히 열악한 조건 및 환경에 노출되며, 이로 인해 처짐 현상이 다른 원형관에 비하여 상대적으로 심각하다.

상기와 같이 칼란드리아관에 발생되는 처짐 현상에 의하여 그에 인접되게 설치되는 액체주입노즐관과의 접촉이 발생되며, 이러한 상황이 발생할 경우 원전의 안전상에 커다란 영향을 끼치게 됨으로 원자로의 안전을 위한 여러가지 검사 중 각각의 원형관의 현재 위치 및 배치되는 각 관과 그에 인접하는 인접관과의 거리 및 위치 여부를 확인하여 상호 접촉여부를 점검하는 검사는 필수적으로 행해져야 하는 검사로서 원자로의 안전상 매우 필수적이고 중요한 사항 중에 하나이다.

그러나, 원자력 발전소에 설치된 중수형 원자로 내부에 존재하는 다수의 관들은 원통형상의 원자로 내부에서 방사능화되어 있어 작업자의 접근이 용이하지 않으며, 이로 인해 현재까지 각각의 관의 위치를 정확하게 검사할 수 없는 문제점이 있었다.

한편, 최근 들어 각 관의 간격을 측정하는 기술로서 기계적인 캘리퍼(Caliper)를 이용하여 직접 거리를 측정하는 방법과 별도로 제작된 초음파 탐촉자의 이동에 따라 관의 중심위치가 인지됨으로써 관과 관 사이의 거리를 측정하는 장치 및 방법이 제안되었다.

이 두가지 방법은 원자로의 관측공을 통하여 캘리퍼(Caliper)나 초음파 탐촉자를 삽입하여야 하는 실정이므로, 준비 작업이 용이하지 않고, 방사선 피폭이 상당하여 작업상 어려움이 있다.

특히, 초음파 측정방법은 칼란드리아관과 액체주입노즐관이 직접 교차하는 부위에서 측정하지 못하여 어느 정도의 오차를 포함하는 크나큰 단점이 있었다.

즉, 중수형 원자로 내에 원형관의 위치는 접근할 수 있는 위치에서 예컨대, 7m 에서 14m 정도의 거리를 두고 위치하고 있어 기존의 초음파 측정방법으로는 관과 관 사이의 거리 및 중앙부에 대한 측정이 곤란할 뿐만 아니라, 탐촉자를 통하여 제공되는 정보 또한 명확하지 않아 초음파에 의하여 제공되는 정보의 정확성 여부의 판별이 곤란한 문제점이 있었다.

이러한 문제점으로 인해 중수형 원자로에 두 기술을 적용할 경우 접근 가능한 공간이 제한적이므로 처짐이 가장 많이 발생하는 중앙부에 대한 위치 측정이 어려운 문제점이 있었다.

한편, 원자로 내부의 검사를 위하여 사용되는 원거리장 와전류 기술은 주로 결함 탐지와 주변 부착물에 대한 탐지에 주로 사용되고 있다.

이러한 원거리장 와전류를 이용한 방법은 주로 관과 관 사이의 거리 및 접촉 여부를 측정하는 경우에는 사용이 전무한 실정이고, 고온, 고방사능의 원자로에서 복잡하게 설치된 각각의 관들의 상호 간격 및 거리에 대하여 보다 정확하고, 정밀한 측정을 위한 탐촉자 및 이를 이용하여 관 사이의 간격을 측정하는 방법의 개발이 필요한 실정이다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 원거리장 와전류를 이용하는 탐촉자에 의하여 중수형 원자로 내부에 설치되어 있는 다수개의 구조물 중 수평방향으로 상호 직교되게 교차 및 배열되는 칼란드리아관(Calandria Tube : CT)과 액체주입노즐관(Liquid Injection Nozzle : LIN)의 위치 및 배열상태를 측정 및 검사하기가 매우 용이하며, 기타 다양한 비자성체 재질로 이루어지는 관에서도 적용가능하게 이루어짐으로써 원자로 내의 열, 방사선, 하중에 의해 발생되는 크립(Creep)현상에 의한 원자로 내부의 인접된 관 사이의 접촉에 의하여 발생될 수 있는 마모나 누설 등의 중수 누설사고를 사전에 예방할 수 있는 원거리장 와전류를 이용한 중수로의 비자성체 관의 간격을 측정하는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 중수형 원자로 내부에 설치되는 각 관 사이의 간격을 측정하기 위한 장치에 있어서, 원거리장 와전류 탐촉자와; 상기 원거리장 와전류 탐촉자와 연결되어 정현파를 제공하기 위한 함수발생부와; 상기 원거리장 와전류 탐촉자에서 발생되어 측정된 신호를 증폭하도록 이루어지는 증폭부와; 상기 증폭부에 의하여 증폭된 후 출력되는 수집된 신호의 처리결과를 도식적으로 나타내기 위하여 그 일측에 디스플레이부를 갖는 중앙처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 원거리장 와전류 탐촉자는 대략 원통형상체로서, 일측에 교류자기장을 형성하기 위하여 코일형상으로 권장되고 상기 함수발생부와 연결되게 이루어지는 송신코일과, 상기 송신코일에 의하여 형성된 교류 자기장에 의하여 측정대상이 되는 관에 유도되는 자속의 변화를 미세 전류로서 수집하여 검출하고 상기 증폭부와 연결되는 수신코일이 구비된다.

그리고, 상기 증폭부는 수신코일에서 탐지되는 미세전류를 증폭하는 전치 증폭기와, 상기 전치 증폭기에 의하여 추출된 신호 중 측정가능한 신호를 분리하여 재증폭하도록 이루어지는 Lock-In 증폭기로 이루어진다.

여기서, 함수발생부를 통하여 원거리장 와전류 탐촉자의 송신코일에 교류전원을 제공하는 전원 인가단계와; 인가된 교류전원에 의하여 송신코일에 교류 자기장이 형성되는 자기장 생성단계와; 교류 자기장에 의하여 관에 유도되는 자속의 변 화가 수신코일에 의하여 감지되는 신호 감지단계와; 수신코일에 의하여 감지된 측정신호를 증폭시키는 전치 증폭단계와; 증폭된 신호 중 측정가능한 신호를 분리하고, 재증폭하도록 이루어지는 Lock-In 증폭단계와; 추출된 신호를 처리하여 측정 대상인 각 관의 간격을 중앙처리부의 디스플레이부를 통하여 도식적으로 나타내는 디스플레이 단계를 포함한다.

이하, 본 발명에 의한 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 원거리장 와전류를 이용한 중수로의 비자성체 관의 간격을 측정하는 장치를 개략적으로 나타내는 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 원거리장 와전류를 이용한 중수로의 비자성체 관의 간격을 측정하는 장치에 사용되는 원거리장 와전류 탐촉자을 개략적으로 나타내는 사시도이다.

도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 원거리장 와전류를 이용한 중수로의 비자성체 관의 간격을 측정하는 장치(1)는 크게 원거리장 와전류 탐촉자(10)와 함수발생부(30)와 증폭부(50)와 중앙처리부(70)로 구성된다.

상기 원거리장 와전류 탐촉자(10)는 대략 원통형상체로서, 일측에 함수발생부(30)와 연결되어 정현파를 인가받아 교류 자기장을 형성시키기 위한 코일형상의 송신코일(11)이 권장되고, 타측에 상기 송신코일(11)에 의하여 발생되는 교류 자기장에 의하여 측정대상이 되는 관에 유도되는 자속의 변화를 미세 전류로서 수집하여 검출하도록 이루어지는 수신코일(13)이 구비된다.

한편, 상기 원거리장 와전류 탐촉자(10)는 송신코일(11)과 수신코일(13)이 보빈형으로 이루어지며, 상기 송신코일(11)과 수신코일(13)의 중심간의 거리는 150mm ~ 200mm로 이루어지고, 상기 송신코일(11)은 0.5 ~ 5.0 Volt 범위의 높은 송신전압을 코일의 간격에 따라 조절 및 조정할 수 있도록 직경이 0.7mm 정도의 굵기로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 수신코일(13)은 감도를 향상시키기 위하여 상기 원거리장 와전류 탐촉자(10)에 권장되어 있는 권선수를 증대시킬 수 있도록 0.25mm 정도의 가는 코일을 사용하는 것이 바람직하며, 코일의 폭과 깊이는 관 내부에 삽입하여 사용할 수 있는 정도로 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 간격 측정을 위한 원거리장 와전류 탐촉자(10)의 송, 수신 코일(11, 13)은 에너지 발생이 강력한 보빈형이 사용되고, 상기 송신코일(11)과 수신코일(13)은 별도로 분리되어 있으며, 상기 송신코일(11)에 가해진 전압은 코일 간격에 따라 0.5 ~ 5.0 Volt 범위이고, 이로 인한 신호증폭의 이득은 20~ 40 dB 정도로 설정되는 것이 바람직하다.

상기 함수발생부(30)는 상기 원거리장 와전류 탐촉자(10)의 송신코일(11)과 연결되어 정현파를 제공하고, 상기와 같이 함수발생부(30)에서 제공되는 정현파에 의하여 상기 원거리장 와전류 탐촉자(10)의 송신코일(11)에 교류 자기장이 형성된다.

한편, 상기 함수발생부(30)는 정현파를 송신코일(11)에 제공함과 동시에 후술하는 Lock-In 증폭기(53)에 제공함으로써 상기 Lock-In 증폭기(53)는 제공된 정현파를 기준신호로 활용하고, 이를 통하여 수신코일(13)에서 입력되는 수신신호와 비교한 후 제거함으로써 미세전류 탐지가 가능하도록 이루어진다.

그리고, 상기 원거리장 와전류 탐촉자(10)의 수신코일(13)에서 발생되는 신호를 측정하여 증폭시키도록 이루어지는 증폭부(50)가 구비되고, 상기 증폭부(50)는 상기 수신코일(13)과 연결되도록 이루어진다.

이를 위해 상기 증폭부(50)는 상기 원거리장 와전류 탐촉자(10)의 수신코일(13)에서 탐지되는 미세전류를 증폭하는 전치 증폭기(51)와 상기 전치 증폭기(51)에 의하여 증폭된 신호 중 소정 신호만을 추출하여 측정가능한 신호로 분리하여 재증폭하도록 이루어지는 Lock-In 증폭기(53)로 이루어진다.

한편, 상기 증폭부(50)의 일측에는 중앙처리부(70)가 연결되어 증폭부(50)의 Lock-In 증폭기(53)에 의하여 증폭된 후 출력되는 수집된 신호가 중앙처리부(70)로 전송되고, 상기 중앙처리부(70)의 적소에 외부로 노출되게 구비되는 디스플레이부(71)를 통하여 작업자가 직접 확인할 수 있도록 이루어진다.

상기 디스플레이부(71)는 상기 증폭부(50)의 Lock-In 증폭기(53)를 통하여 출력되어 수집된 신호를 처리결과를 도식적으로 나타내도록 이루어진다.

본 발명의 일 실시예에서는 상기 증폭부(50)의 Lock-In 증폭기(53)를 통하여 출력되는 수집된 신호의 처리결과가 중앙처리부(70)에서 처리된 후 디스플레이부(71)를 통하여 나타내도록 이루어져 있으나, 상기 증폭부(50)의 Lock-In 증폭기(53)가 일반컴퓨터 또는 노트북과 연결되게 이루어지고, 일반컴퓨터 또는 노트북의 디스플레이부를 통하여 나타내도록 이루어지는 것도 가능하다.

이하, 본 발명에 의한 원거리장 와전류를 이용한 중수로의 비자성체 관의 간격을 측정하는 장치(1)를 통하여 중수로에 구비되는 각 관의 간격을 측정하는 방법 을 설명한다.

먼저, 중수로의 원자로 내부에 구비되는 핵연료채널이며 동축이중관으로 이루어지는 칼란드리아(CT)관 내부에 상기 원거리장 와전류 탐촉자(10)를 삽입한 후 그 인근에 위치하는 액체주입노즐관(LT)과의 간격을 측정하기 위해서 상기 함수발생부(30)를 통하여 원거리장 와전류 탐촉자(10)의 송신코일(11)에 정현파를 인가함으로써 상기 송신코일(11)에 교류전원을 제공하여 전원을 인가시킨다(S1).

이렇게 함수발생부(30)를 통하여 인가된 교류전원에 의하여 송신코일(11)에 교류 자기장이 생성된다(S2).

그리고, 상기 원거리장 와전류 탐촉자(10)의 송신코일(11)에서 발생되는 교류 자기장에 의하여 관에 유도되는 자속의 변화에 의한 신호가 수신코일(13)에 의하여 감지된다(S3).

그 다음, 수신코일(13)에 의하여 감지 및 측정된 신호를 전치 증폭기(51)에 의하여 소정 증폭된다(S4).

상기와 같이 증폭된 신호 중 특정 신호를 상기 Lock-In 증폭기(53)에 의하여 측정가능한 신호로 분리한 후 재증폭시킨다(S5).

그리고, 상기 Lock-In 증폭기(53)를 통하여 추출된 신호를 중앙처리부(70)에 의하여 처리한 후 측정 대상인 각 관의 간격을 그 적소에 구비되는 디스플레이부(71)를 통하여 도식적으로 나타낸다(S6).

도 3은 본 발명에 따른 원거리장 와전류를 이용한 중수로의 비자성체 관의 간격을 측정하는 장치에 의해 감지되는 신호에 따라 각 관의 간격 변화를 나타내는 도면이다.

도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 원거리장 와전류를 이용한 중수로의 비자성체 관의 간격을 측정하는 장치에서 액체주입노즐관의 간격 변화에 따른 원거리장 와전류 신호를 In-Phase 전압(X)과 Quadrature 전압(Y)을 축으로 하여 표현한 전압평면신호를 도시하고 있으며, 이들 신호로부터 진폭과 위상각의 변화를 확인할 수 있다.

일반적으로, 와전류 탐촉자에 구비되는 코일의 임피던스는 두가지 종류의 전기적인 특성으로 표현되며, 이 중 하나는 코일의 인덕턴스에 관련된 리액턴스(X_L = 2πfL)이고, 다른 하나는 옴 저항(R)이다.

코일의 임피던스(Z)는 임피던스 평면의 종축에 리액턴스 X_L을, 횡축에는 저항 R을 표현함으로서 임피던스는 한 점으로 나타난다.

임피던스는 두 성분의 벡터의 합으로 진폭과 위상각을 가지며, 코일이 공기 중 또는 시험체 상에 위치할 경우 두가지 값을 측정하여 공기 중에서의 리액턴스 값으로 정규화하여 나타낸다.

이렇게 나타나는 리액턴스 값은 시험체와 장비의 특성에 따라 영향을 받으며, 시험체에 의한 주요 변수로는 전기 전도도(σ), 자기 투자율(μ), 시편 두께(t)이며, 장비에 의한 주요 변수로는 시험 주파수(f), 송신전압(V), 코일의 크기와 형태, 송, 수신 코일 간격, 시험체와 코일 사이의 거리(Llft-off) 등으로 나뉜다.

본 발명에 의한 원거리장 와전류를 이용한 중수로의 비자성체 관의 간격을 측정하는 장치의 적용대상인 핵연료 채널은 이중관 형태로 내측에 압력관이 구비되고, 외측에 칼란드리아관이 존재함으로써 코일에서 발진되는 전자기장은 압력관과 칼란드리아관으로 이루어지는 이중관을 통과하여야 하므로 투과특성이 좋아야하며, 이는 곳 주파수가 원거리장 와전류 기술에서 침투깊이 및 결함 탐지능력을 결정짓는 중요한 요소임을 알 수 있다.

즉, 주파수가 너무 낮을 경우 침투는 용이하나 탐지능력이 저하되고, 반대로 주파수가 너무 높을 경우 침투가 용이하지 못하는 단점을 가지고 있으므로 최적의 주파수를 결정지어야 한다.

도 4는 본 발명에 따른 원거리장 와전류를 이용한 중수로의 비자성체 관의 간격을 측정하는 장치에 의해 수신되는 수신신호에 따른 액체주입노즐관의 간격 변화를 나타내는 도면이다.

도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 상기 원거리장 와전류 탐촉자를 이용하여 액체주입노즐관(LIN)의 간격을 측정한 결과 수신신호의 임피던스 크기와 액체주입노즐관(LIN)과의 간격의 상관곡선을 나타낸다.

특히, 신호 진폭은 간격에 대해 지수함수적으로 변화하고 있음을 보여준다.

이러한 구조 및 구성으로 인해 고온, 고방사능 원자로에서 복잡하게 이루어지는 핵연료 채널 내부에 원거리장 와전류 탐촉자(10)를 삽입한 후 상기 원거리장 와전류 탐촉자(10)에 의하여 얻어진 신호를 증폭 및 추출한 후 미세한 신호의 진폭과 위상각의 변화를 조사함으로써 칼란드리아관과 액체주입노즐관 사이의 간격을 측정하기가 매우 용이할 뿐만 아니라, 보다 안전하게 중수로의 원자로 내부에 설치 되는 각 관의 간격 및 접촉여부를 확인하기가 매우 용이하다.

뿐만 아니라, 일반 와전류 탐상법을 사용할 경우 기본적으로 비자성체 재료만 검사가 가능하며, 특별히 강자성체 재료 또는 국부적으로 자성을 띤 재료를 검사하는데는 사용할 수 없는데 반해 본 발명에 의한 원거리장 와전류를 이용한 탐촉자(10)는 검사대상의 재료가 자성체, 비자성체임에 관계 없이 사용가능하다.

본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부 특허청구의 범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명에 따른 원거리장 와전류를 이용하는 중수로의 비자성체 관의 간격을 측정하는 장치 및 방법에 의하면, 원거리장 와전류를 이용하는 탐촉자에 의하여 중수형 원자로 내부에 설치되어 있는 다수개의 구조물 중 수평방향으로 상호 직교되게 교차 및 배열되는 칼란드리아관(Calandria Tube : CT)과 액체주입노즐관(Liquid Injection Nozzle : LIN)의 위치 및 배열상태를 측정 및 검사하기가 매우 용이하며, 기타 다양한 비자성체 재질로 이루어지는 관에서도 적용가능하게 이루어짐으로써 원자로 내의 열, 방사선, 하중에 의해 발생되는 크립(Creep)현상에 의한 원자로 내부의 인접된 관 사이의 접촉에 의하여 발생될 수 있는 마모나 누설 등의 중수 누설사고를 사전에 예방할 수 있는 등 안전성과 경제성을 혁신적으로 제고할 수 있는 효과를 거둘 수 있다.

Claims (4)

1. 중수형 원자로 내부에 설치되는 각 관 사이의 간격을 측정하기 위한 장치에 있어서,

   원거리장 와전류 탐촉자(10)와;

   상기 원거리장 와전류 탐촉자(10)와 연결되어 정현파를 제공하기 위한 함수발생부(30)와;

   상기 원거리장 와전류 탐촉자(10)에서 발생되어 측정된 신호를 증폭하도록 이루어지는 증폭부(50)와;

   상기 증폭부(50)에 의하여 증폭된 후 출력되는 수집된 신호의 처리결과를 도식적으로 나타내기 위하여 그 일측에 디스플레이부(71)를 갖는 중앙처리부(70)를 포함하는 것을 특징으로 하는 원거리장 와전류를 이용한 중수로의 비자성체 관의 간격을 측정하는 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 원거리장 와전류 탐촉자(10)는 원통형상체로서, 일측에 교류자기장을 형성하기 위하여 코일형상으로 권장되고 상기 함수발생부(30)와 연결되게 이루어지는 송신코일(11)과, 상기 송신코일(11)에 의하여 형성된 교류 자기장에 의하여 측정대상이 되는 관에 유도되는 자속의 변화를 미세 전류로서 수집하여 검출하고 상기 증폭부(50)와 연결되는 수신코일(13)이 구비되는 것을 특징으로 하는 원거리장 와전류를 이용한 중수로의 비자성체 관의 간격을 측정하는 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 증폭부(50)는 수신코일에서 탐지되는 미세전류를 증폭하는 전치 증폭기(51)와, 상기 전치 증폭기(51)에 의하여 추출된 신호 중 측정가능한 신호를 분리하여 재증폭하도록 이루어지는 Lock-In 증폭기(53)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 원거리장 와전류를 이용한 중수로의 비자성체 관의 간격을 측정하는 장치.
4. 함수발생부(30)를 통하여 원거리장 와전류 탐촉자(10)의 송신코일(11)에 교류전원을 제공하는 전원 인가단계(S1)와;

   인가된 교류전원에 의하여 송신코일(11)에 교류 자기장이 형성되는 자기장 생성단계(S2)와;

   교류 자기장에 의하여 관에 유도되는 자속의 변화가 수신코일(13)에 의하여 감지되는 신호 감지단계(S3)와;

   수신코일(13)에 의하여 감지된 측정신호를 증폭시키는 전치 증폭단계(S4)와;

   증폭된 신호 중 측정가능한 신호를 분리하고, 재증폭하도록 이루어지는 Lock-In 증폭단계(S5)와;

   추출된 신호를 처리하여 측정 대상인 각 관의 간격을 중앙처리부(70)의 디스플레이부(71)를 통하여 도식적으로 나타내는 디스플레이 단계(S6)를 포함하는 것을 특징으로 하는 원거리장 와전류를 이용한 중수로의 비자성체 관의 간격을 측정하는 방법.

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