KR100871288B1 - 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 방법 및 조기 물누출 감지 시스템 - Google Patents
화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 방법 및 조기 물누출 감지 시스템 Download PDFInfo
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Abstract
증기발생기 또는 열 교환기의 전열관에 대한 균열을 조기에 감지 및 통보하여, 상기 균열에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통의 증기발생기, 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통의 열교환기에 대한 정지 사고를 미연에 방지하는 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 방법 및 조기 물 누출 감지 시스템을 개시한다. 본 발명의 조기 물 누출 감지 방법은, 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통 내부에 포함되는 증기발생기 또는 열 교환기의 제1 통로구 및 제2 통로구에 대한 전기 전도도 및 질량 분석도를 측정하는 단계와, 상기 측정된 전기 전도도를 이용하여, 상기 증기발생기 또는 열 교환기에서의 물 누출과 연관한 제1 식별값을 산출하는 단계와, 상기 측정된 질량 분석도를 이용하여, 상기 증기발생기 또는 열 교환기에서의 물 누출과 연관한 제2 식별값을 산출하는 단계, 및 상기 제1 식별값 및 상기 제2 식별값을 합산한 합산 식별값을 선정된 기준값과 비교하여 물 누출을 감지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
원자로, 증기발생기, 열 교환기, 전기전도도, 질량분석도
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 방법의 작업 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 방법의 작업 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 방법의 작업 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 시스템의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예의 산출 수단의 구성을 구체적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 시스템의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통에서 증기발생기의 장치도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전기 전도도 센서 또는 샘플링 포트의 설치도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전기 전도도 센서 또는 샘플링 포트의 설치가 적용된 장치도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
601 : 측정 수단 602 : 보정 수단
603 : 산출 수단 604 : 감지 수단
605 : 보조값 출력 수단 606 : 번들 감지 수단
본 발명은 증기발생기 또는 열 교환기의 전열관에 대한 균열을 조기에 감지 및 통보하여, 상기 균열에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통의 증기발생기, 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통의 열 교환기에 대한 정지 사고를 미연에 방지하는 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 방법 및 조기 물 누출 감지 시스템에 관한 것이다.
원자력 발전은 우라늄과 같은 물질의 핵이 가지고 있는 막대한 에너지를 이 용한다. 즉, 상기 원자력 발전은 원자핵이 분열하거나 융합될 때 발생되는 막대한 에너지를 천천히 발산시켜 전기에너지로 변환시킨다. 이때, 원자력 발전은 막대한 에너지를 천천히 발산하기 위하여 가압 경수로, 중수로 및 고속로 등 다양한 형태의 액체 금속로를 사용한다.
특히, 오늘날의 원자력 발전은, 열전달 성능이 우수하면서도 중성자 감속을 잘 시키지 않는 액체 금속 및 용융염(예 액체 소듐)을 냉각재로 이용하는 액체 금속로(예, 고속로의 일종인 소듐 냉각 고속로 : Sodium Cooled Fast Reactor; SFR)를 주로 사용하고 있다.
하지만, 종래의 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통은 안정성에 문제가 있었다. 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통의 증기발생기 또는 열 교환기에서, 전열관은 부식이나 열적 불균형에 의해 균열을 가질 수 있다. 이러한 균열은 증기발생기 또는 열 교환기의 전열관 튜브를 심하게 손상할 수 있는 원인이 되었다. 결국, 이러한 전열관 튜브의 손상은 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통의 증기발생기, 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통의 열 교환기 또는 원자로를 중지해야 하는 이유가 되었다.
따라서, 원자로를 운영하는 자는 상기 균열에 대해 초기에 감지할 수 있는 감지 방법 및 감지 시스템을 필요로 하는 상황이었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통 내부에 포함되는 증기발생기 또는 열 교환 기에서 균열에 의한 물(스팀) 누출을 초기에 감지함으로써, 상기 물(스팀) 누출에 대해 증기발생기 또는 열 교환기의 운전을 제어할 수 있도록 돕는 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 방법 및 조기 물 누출 감지 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통 내부에 포함되는 증기발생기 또는 열 교환기에서 균열에 의한 물(스팀) 누출을 초기에 감지함으로써, 원자로의 정지 사고를 방지하는 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 방법 및 조기 물 누출 감지 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 내부에 포함되는 증기발생기 또는 열 교환기에서 균열에 의한 물(스팀) 누출을 초기에 감지함으로써, 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로의 증기발생기 또는 열 교환기에 대한 정지 사고를 방지하는 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 방법 및 조기 물 누출 감지 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 이루고 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 방법은, 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통 내부에 포함되는 열 관계 기기의 제1 통로구 및 제2 통로구에 대한 전기 전도도를 측정하는 단계와, 상기 측정된 전기 전도도를 이용하여, 상기 열 관계 기기에서의 물 누출과 연관한 식별값을 산출하는 단계, 및 상기 산출된 식별값을 선정된 기준값과 비교하여 물 누출을 감지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서의 열 관계 기기는, 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로, 보다 구체적으로 고속로(액체 금속로, 소듐 냉각 고속로 등), 핵 변환로 등에 포함되는 증기발생기 또는 열 교환기로 정의할 수 있다. 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 상기 열 관계 기기를, 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로에 포함되는 증기발생기 또는 열 교환기를 예시하여 설명한다. 참고로, 상기 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로는 액체 금속 및 용융염을 냉각재로 이용하는 모든 로를 포괄하는 개념일 수 있으며, 고속로, 핵 변환로 등을 포함한다. 예컨대, 원자로로는, 액체 금속로, 소듐 냉각 고속로, 핵 변환로, 가압 경수로, 중수로, 및 기타 고속로 등 다양한 종류의 원자로를 포함할 수 있다.
상기 열 교환기는 2종의 열 매체를 사용하는 열 교환기 계통의 장치로서, 상기 열 교환기는 튜브(tube) 측이 물(스팀)을 사용하고 쉘(shell) 측에 소듐과 같은 액체 금속 및 용융염을 사용하거나, 반대의 경우인 장치를 가리킨다.
본 발명에 따른 다른 예로서의, 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로의 증기발생기 또는 열 교환기에서의 물 누출 감지 방법은, 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통 내부에 포함되는 열 관계 기기의 제1 통로구 및 제2 통로구에 대한 질량 분석도를 측정하는 단계와, 상기 측정된 질량 분석도를 이용하여, 상기 열 관계 기기에서의 물 누출과 연관한 식별값을 산출하는 단계, 및 상기 산출된 식 별값을 선정된 기준값과 비교하여 물 누출을 감지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 또 다른 예로서의, 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로의 증기발생기 또는 열 교환기에서의 물 누출 감지 방법은, 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통 내부에 포함되는 열 관계 기기의 제1 통로구 및 제2 통로구에 대한 전기 전도도 및 질량 분석도를 측정하는 단계와, 상기 측정된 전기 전도도를 이용하여, 상기 열 관계 기기에서의 물 누출과 연관한 제1 식별값을 산출하는 단계와, 상기 측정된 질량 분석도를 이용하여, 상기 열 관계 기기에서의 물 누출과 연관한 제2 식별값을 산출하는 단계, 및 상기 제1 식별값 및 상기 제2 식별값을 합산한 합산 식별값을 선정된 기준값과 비교하여 물 누출을 감지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 방법 및 조기 물 누출 감지 시스템을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 방법의 작업 흐름도이다.
단계 101에서, 본 발명의 조기 물 누출 감지 시스템은 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통 내부에 포함되는 증기발생기 또는 열 교환기의 제1 통로구 및 제2 통로구에 대한 전기 전도도를 측정한다. 단계 101은 전기 전도도 센서를 이용하여 상기 증기발생기 또는 열 교환기의 출구 1 및 출구 2를 포함하는 상기 제1 통로구와, 상기 증기발생기 또는 열 교환기의 입구를 포함하는 상기 제2 통로구에서 상기 전기 전도도를 측정하는 과정이다.
본 명세서에서 상기 제1 통로구는 2개의 출구(출구 1, 2)를 포함하고, 상기 제2 통로구는 1개의 입구를 포함하는 것으로 한정하여 설명하고 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐으로, 제1 통로구 및 제2 통로구에 포함되는 출구 또는 입구의 개수는 시스템 환경을 고려한 본 발명의 구현자에 의해 유연하게 결정될 수 있다.
여기서, 전기 전도도(electrical conductivity)는 소듐과 물의 화학 반응에 의해 증기발생기 또는 열 교환기의 상기 입구 및 출구에서 달리 측정될 수 있다. 이러한 이유는, 상기 증기발생기 또는 열 교환기의 전열관에 대한 균열이 발생한 초기에 소듐이 물(스팀)에 침투하여 소듐과 물의 화학 반응에 의한 소듐 산화 반응물이 발생하기 때문이다. 균열의 초기에는 소듐과 물의 상기 화학 반응에 의해 생성된 상기 소듐 산화 반응물은 균열을 채우게 된다. 이어서, 상기 균열에 채워진 상기 소듐 산화 반응물이 물(스팀) 측과 접촉하여서, 상기 물(스팀)로 녹아 들어간다. 아울러, 균열이 발생한 시기가 좀 더 지나면 균열은 점점 크게 증가하게 되고 소듐 산화 반응물은 균열의 구멍의 벽을 따라 역으로 물(스팀) 측으로 침투해가게 되는 단계로 이어지며, 물(스팀) 측에 소듐 산화 반응물의 용해로부터 화학 성분 농도가 증가하여 전기 전도도 및 질량 분석도가 증가하는 현상이 발생하게 된다. 즉, 조기 물 누출 감지 시스템은 증기발생기 또는 열 교환기의 균열 여부를 판단하기 위해, 상기 출구 1, 출구 2 및 입구에서 상기 전기 전도도를 측정한다. 따라 서, 조기 물 누출 감지 시스템은 증기발생기 또는 열 교환기 내에서 물(스팀)과 화학 반응하는 소듐의 침투 여부를 파악할 수 있다.
참고로, 상기 증기발생기 또는 열 교환기는 m개의 출구 또는 n개의 입구(m, n은 1 이상인 자연수)를 포함할 수 있다. 본 명세서에서는 출구를 2개로 한정하고, 입구를 1개로 한정하여 설명하고 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것이지 본 발명의 실시예들을 한정하기 위한 것이 아님을 당업자에게 자명한 사실이다.
또한, 상기 전기 전도도는 산도(pH)로 대치될 수 있다. 상기 산도는 상기 물(스팀)과 침투한 소듐의 화학 반응에 의해 상기 입구 및 출구에서 달리 측정될 수 있다.
단계 102에서, 조기 물 누출 감지 시스템은 측정된 전기 전도도에 대한 온도 보상 또는 희석도 보정을 한다. 단계 102는 측정된 전기 전도도가 측정된 당시의 온도 및 소듐의 희석도에 의해 영향을 받는 것을 고려하여, 상기 측정된 전기 전도도에 온도 보상 또는 희석도 보정을 하는 과정이다. 즉, 조기 물 누출 감지 시스템은 상기 측정된 전기 전도도를 표준온도 또는 표준희석도에 적합하게 보정할 수 있다. 여기서, 표준온도 또는 표준희석도는 물 누출 여부를 판단하는 데 사용되는 기준이 되는 온도 또는 희석도이다.
예컨대, 상기 측정된 전기 전도도를 보정하는 일례로서, 물 누출 여부를 파악하는 전기 전도도의 측정에서 표준온도가 '섭씨 15도'이고, 표준희석도가 '4퍼센트'인 상황을 설정한다. 전기 전도도 측정 시의 온도가 표준온도와 '±1도' 차이가 나면, 측정된 전기 전도도도 '±1'씩 보정되어야 한다고 가정한다. 또한, 상기 전기 전도도 측정 시의 희석도가 표준희석도와 '±1퍼센트' 차이가 나면, 측정된 전기 전도도도 '±1'씩 보정되어야 한다고 가정한다.
상기 측정된 전기 전도도의 측정 당시 온도가 '섭씨 10도'이고, 희석도가 '3퍼센트'라면, 조기 물 누출 감지 시스템은 상기 측정된 전기 전도도를 상기 표준온도 및 표준희석도인 상황에 적합하게 보정할 수 있다. 즉, 측정된 전기 전도도가 '15'일 경우, 표준온도인 '섭씨 15도', 표준희석도인 '4퍼센트'에 맞춰 보정된 전기 전도도는 '9'(9=15-5-1)가 된다.
단계 103에서, 조기 물 누출 감지 시스템은 상기 출구 1에서의 전기 전도도와 상기 입구에서의 전기 전도도의 제1 차이값을 산출하고, 상기 출구 2에서의 전기 전도도와 상기 입구에서의 전기 전도도의 제2 차이값을 산출한다. 단계 103은 상기 측정된 전기 전도도를 이용하여, 상기 입구 및 출구 1, 2에서 측정된 전기 전도도의 차이를 파악하는 과정이다.
즉, 조기 물 누출 감지 시스템은 상기 소듐과 물(스팀)의 화학 반응에 따라 달리 측정되는 상기 입구의 전기 전도도와 상기 출구 1 또는 출구 2에 대한 전기 전도도의 차이를 산출할 수 있다. 이에 따라, 조기 물 누출 감지 시스템은 상기 차이의 정도에 따라 물(스팀) 누출의 여부를 판단할 수 있는 근거를 마련할 수 있다. 여기서, 조기 물 누출 감지 시스템은 휘트스터 브릿지 회로(Wheatstone's bridge)를 사용하여, 상기 제1 차이값 또는 상기 제2 차이값을 산출할 수 있다.
예컨대, 상기 제1 차이값 및 제2 차이값을 산출하는 일례로서, 상기 입구에서 측정된 전기 전도도가 '10'이고, 상기 출구 1에서 측정된 전기 전도도가 '15'이 며, 상기 출구 2에서 측정된 전기 전도도가 '20'인 상황을 설정한다. 상기 제1 차이값은 상기 출구 1에서 측정된 전기 전도도에서 상기 입구에서 측정된 전기 전도도를 뺀 수치이므로 '5'(5=15-10)이다. 상기 제2 차이값은 상기 출구 2에서 측정된 전기 전도도에서 상기 입구에서 측정된 전기 전도도를 뺀 수치이므로 '10'(10=20-10)이다.
단계 104에서, 조기 물 누출 감지 시스템은 산출된 제1 및 제2 차이값을 선정된 임계값과 각각 비교하여, 출력되는 비교값들을 합산하여 식별값을 산출한다. 단계 104는 상기 균열에 의한 물 누출의 판단 여부에 대한 기준(선정된 기준값)과 비교할 수 있는 식별값을 산출하는 과정이다. 즉, 조기 물 누출 감지 시스템은 상기 식별값을 구하기 위해 단계 104와 같은 과정을 수행한다.
예컨대, 상기 식별값을 산출하는 일례로서, 상기 제1 차이값이 '2'이고 상기 제2 차이값이 '12'이며, 상기 선정된 임계값이 '5'인 상황을 설정한다. 또한, 상기 설정은, 상기 제1 차이값 또는 제2 차이값이 상기 임계값보다 크면, 상기 비교값은 상기 제1 차이값 또는 제2 차이값이 되거나 논리값 '1'이 된다. 상기 설정은, 상기 제1 차이값 또는 제2 차이값이 상기 임계값보다 작으면, 상기 비교값은 '0' 또는 논리값 '0'이 되는 것도 포함하고 있다.
상기 제1 차이값이 '2'이고, 상기 임계값이 '5'이므로, 제1 비교값(제1 비교값은 제1 차이값과 임계값의 비교 결과)은 '0' 또는 논리값 '0'이 된다. 또한, 상기 제2 차이값이 '12'이고, 상기 임계값이 '5'이므로, 제2 비교값(제2 비교값은 제2 차이값과 임계값의 비교 결과)은 제2 차이값인 '12' 또는 논리값 '1'이 된다. 이어서, 조기 물 누출 감지 시스템은 상기 제1 비교값과 상기 제2 비교값을 합산하여 '12'(12=0 + 12) 또는 논리값 '1'(1=1+0)을 상기 식별값으로 산출한다.
단계 105에서, 본 발명의 조기 물 누출 감지 시스템은 산출된 식별값을 선정된 기준값과 비교하여 물 누출을 감지한다. 단계 105는 상기 식별값을 상기 증기발생기 또는 열 교환기의 물 누출에 대한 판단 여부의 기준이 되는 상기 선정된 기준값과 비교하여, 물 누출 여부를 감지하는 과정이다.
즉, 조기 물 누출 감지 시스템은 상기 측정된 전기 전도도를 이용하여 산출된 식별값을 상기 기준값과 비교하여 물 누출 여부를 판단할 수 있다. 상기 식별값이 상기 기준값보다 크면(단계 105에서의 YES방향), 조기 물 누출 감지 시스템은 물 누출이 있는 것으로 판단하고, 논리값 '1'을 출력하며, 차순의 단계를 진행할 수 있다. 반면, 상기 식별값이 상기 기준값보다 작으면(단계 105에서의 NO방향), 조기 물 누출 감지 시스템은 논리값 '0'을 출력하고, 물 누출이 없는 것으로 판단할 수 있다.
예컨대, 상기 식별값과 기준값을 비교하는 일례로서, 상기 식별값이 '12'이고 상기 기준값이 '10'인 상황을 설정한다. 상기 식별값이 상기 기준값보다 크므로(12>10), 조기 물 누출 감지 시스템은 상기 증기발생기 또는 열 교환기에 물 누출이 있는 것으로 판단할 수 있고, 논리값 '1'을 출력할 수 있다. 반면, 상기 식별값이 '9'이고 상기 기준값이 '10'인 상황이라면, 상기 식별값이 상기 기준값보다 작으므로(9<10), 조기 물 누출 감지 시스템은 상기 증기발생기 또는 열 교환기에 물 누출이 없는 것으로 판단할 수 있고, 논리값 '0'을 출력할 수 있다.
또 달리, 상기 식별값과 기준값을 비교하는 다른 일례로서, 상기 식별값이 논리값 '1'이고 상기 기준값이 논리값 '0'인 상황을 설정한다. 상기 식별값이 상기 기준값보다 크므로(1>0), 조기 물 누출 감지 시스템은 상기 증기발생기 또는 열 교환기에 물 누출이 있는 것으로 판단할 수 있고, 논리값 '1'을 출력할 수 있다. 반면, 상기 식별값이 논리값 '0'이고 상기 기준값이 논리값 '0'인 상황이라면, 상기 식별값이 상기 기준값과 같으므로(0=0), 조기 물 누출 감지 시스템은 상기 증기발생기 또는 열 교환기에 물 누출이 없는 것으로 판단할 수 있고, 논리값 '0'을 출력할 수 있다.
단계 106에서, 상기 증기발생기 또는 열 교환기의 물 누출이 감지되면, 본 발명의 조기 물 누출 감지 시스템은 누출 경보를 수행한다. 단계 106은 상기 증기발생기 또는 열 교환기의 물 누출이 감지되는 상황이 발생(단계 105에서 논리값 '1'이 출력)을 관리 및 감독하는 자에게 상기 상황을 알리는 과정이다.
즉, 조기 물 누출 감지 시스템은 빛, 음향, 영상, 문자등의 통지메시지를 통해 물 누출이 발생한 상황을 상기 시스템을 관리하는 자에게 알릴 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 방법의 작업 흐름도이다.
도 2에서 보듯이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 조기 물 누출 감지 시스템은 전기 전도도 대신 질량 분석도(mass spectrometry)를 측정한다. 이를 위해서, 조기 물 누출 감지 시스템은 상기 증기발생기 또는 열 교환기의 입구 또는 출구 1, 2에서 전기 전도도를 측정하는 전기 전도도 센서를 사용하는 대신 질량 분석도를 측정하는 샘플링 포트를 사용한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 조기 물 누출 감지 방법(질량 분석도 측정)과 본 발명의 일 실시예에 따른 조기 물 누출 감지 방법(전기 전도도 측정)을 비교하면, 측정 시 사용하는 수단 및 측정하는 대상만이 다를 뿐이다. 따라서, 상기 본 발명의 다른 실시예에 따른 조기 물 누출 감지 방법(질량 분석도 측정)은 앞서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 조기 물 누출 감지 방법(전기 전도도 측정)을 유추하면 당업자에게 충분히 인지될 수 있으므로, 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 방법의 작업 흐름도이다.
단계 301에서, 본 발명의 조기 물 누출 감지 시스템은 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통 내부에 포함되는 증기발생기 또는 열 교환기의 제1 통로구 및 제2 통로구에 대한 전기 전도도 및 질량 분석도를 측정한다. 단계 301은 상기 증기발생기 또는 열 교환기의 출구 1 및 출구 2를 포함하는 상기 제1 통로구와 상기 증기발생기 또는 열 교환기의 입구를 포함하는 상기 제2 통로구에서 상기 전기 전도도 및 질량 분석도를 측정하는 과정이다. 즉, 조기 물 누출 감지 시스템은 상기 증기발생기 또는 열 교환기의 물 누출 여부를 판단하기 위하여 상기 증기발생기 또는 열 교환기의 입구 및 출구 1, 2에서 각각 상기 전기 전도도 및 질량 분석도를 측정할 수 있다.
단계 302에서, 조기 물 누출 감지 시스템은 측정된 전기 전도도 또는 질량 분석도에 대한 온도 보상 또는 희석도 보정을 한다. 단계 302는 측정된 전기 전도도 또는 질량 분석도가 측정된 당시의 온도 및 소듐의 희석도에 의해 영향을 받는 것을 고려하여, 상기 측정된 전기 전도도 또는 질량 분석도에 온도 보상 및 희석도 보정을 하는 과정이다. 즉, 조기 물 누출 감지 시스템은 상기 측정된 전기 전도도 또는 질량 분석도를 표준온도 또는 표준희석도에 적합하게 보정할 수 있다. 여기서, 표준온도 또는 표준희석도는 물 누출 여부를 판단하는 데 사용되는 기준이 되는 온도 또는 희석도이다.
예컨대, 상기 측정된 전기 전도도 또는 질량 분석도를 보정하는 일례로서, 누출 정도를 파악하는 전기 전도도 또는 질량 분석도의 측정에서 표준온도가 '섭씨 15도'이고, 표준희석도가 '4퍼센트'인 상황을 설정한다. 전기 전도도 측정 시의 온도가 표준온도와 '±1도' 차이가 나면, 측정된 전기 온도도도 '±1'씩 보정되어야 한다고 가정한다. 또한, 상기 전기 전도도 측정 시의 희석도가 표준희석도와 '±1퍼센트' 차이가 나면, 측정된 전기 전도도도 '±1'씩 보정되어야 한다고 가정한다. 측정된 질량 분석도에도 측정된 전기 전도도와 같은 보정 방식이 이루어진다고 가정한다.
상기 측정된 전기 전도도 또는 질량 분석도의 측정 당시 온도가 '섭씨 10도'이고, 희석도가 '3퍼센트'이면, 조기 물 누출 감지 시스템은 상기 측정 상황을 상기 표준온도 및 표준희석도인 상황으로 가정하고, 상기 측정된 전기 전도도 또는 질량 분석도를 상기 표준온도 및 표준희석도인 상황에 적합하게 보정할 수 있다. 즉, 측정된 전기 전도도가 '15'인 경우, 표준온도인 '섭씨 15도', 표준희석도인 '4퍼센트'에 맞춰 보정된 전기 전도도는 '9'(9=15-5-1)가 된다. 또한, 측정된 질량 분석도가 '14'인 경우, 표준온도인 '섭씨 15도', 표준희석도인 '4퍼센트'에 맞춰 보정된 질량 분석도는 '8'(8=14-5-1)이 된다.
단계 303에서, 조기 물 누출 감지 시스템은 상기 출구 1에서의 전기 전도도와 상기 입구에서의 전기 전도도의 제1 차이값을 산출하고, 상기 출구 2에서의 전기 전도도와 상기 입구에서의 전기 전도도의 제2 차이값을 산출한다. 또한, 조기 물 누출 감지 시스템은 상기 출구 1에서의 질량 분석도와 상기 입구에서의 질량 분석도의 제3 차이값을 산출하고, 상기 출구 2에서의 질량 분석도와 상기 입구에서의 질량 분석도의 제4 차이값을 산출한다. 단계 303은 상기 측정된 전기 전도도 및 질량 분석도를 이용하여, 물(스팀) 누출 여부를 판단하기 위해서 상기 입구 및 출구1, 2에서 상기 측정된 전기 전도도 및 질량 분석도의 차이를 파악하는 과정이다.
즉, 조기 물 누출 감지 시스템은 상기 소듐과 물(스팀)의 화학 반응에 따른 상기 입구에서 측정되는 전기 전도도 및 질량 분석도와 상기 출구 1, 2에서 측정되는 전기 전도도 및 질량 분석도의 차이를 산출할 수 있다. 이에 따라, 조기 물 누출 감지 시스템은 상기 차이의 정도에 따라 균열의 정도를 판단할 수 있는 근거를 마련할 수 있다. 여기서, 조기 물 누출 감지 시스템은 휘트스터 브릿지 회로(Wheatstone's bridge)를 사용하여, 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 차이값을 산출할 수 있다.
예컨대, 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 차이값을 산출하는 일례로서, 상기 입 구에서 측정된 전기 전도도가 '10'이고, 상기 출구 1에서 측정된 전기 전도도가 '15'이며, 상기 출구 2에서 측정된 전기 전도도가 '20'인 상황을 설정한다. 또한, 상기 입구에서 측정된 질량 분석도가 '10'이고, 상기 출구 1에서 측정된 질량 분석도가 '15'이며, 상기 출구 2에서 측정된 질량 분석도가 '20'인 상황을 설정한다.
여기서, 상기 제1 차이값은 상기 출구 1에서 측정된 전기 전도도에서 상기 입구에서 측정된 전기 전도도를 뺀 수치이므로 '5'(5=15-10)이다. 상기 제2 차이값은 상기 출구 2에서 측정된 전기 전도도에서 상기 입구에서 측정된 전기 전도도를 뺀 수치이므로 '10'(10=20-10)이다.
또한, 상기 제3 차이값은 상기 출구 1에서 측정된 전기 전도도에서 상기 입구에서 측정된 전기 전도도를 뺀 수치이므로 '5'(5=15-10)이다. 상기 제4 차이값은 상기 출구 2에서 측정된 전기 전도도에서 상기 입구에서 측정된 전기 전도도를 뺀 수치이므로 '10'(10=20-10)이다.
단계 304에서, 조기 물 누출 감지 시스템은 산출된 제1 및 제2 차이값을, 선정된 제1 임계값과 각각 비교하여 출력되는 비교값들을 합산하여 제1 식별값을 산출한다. 단계 304는 상기 균열에 의한 물 누출의 판단 여부의 기준(선정된 기준값)과 비교할 수 있는 수치(합산 식별값)를 구하기 위해 상기 제1 식별값을 산출하는 과정이다. 즉, 조기 물 누출 감지 시스템은, 상기 제1 식별값을 구하기 위해 상기 제1 및 제2 차이값을 상기 제1 임계값과 비교하고, 이에 따른 비교값들을 출력하여 합산할 수 있다.
예컨대, 식별값을 산출하는 일례로서, 상기 제1 차이값이 '2'이고 상기 제2 차이값이 '12'이며, 선정된 임계값이 '5'인 상황을 설정한다. 또한, 상기 설정은 상기 제1 차이값 또는 제2 차이값이 상기 임계값보다 크면 상기 비교값은 상기 제1 차이값 또는 제2 차이값이거나 논리값 '1'이 되고, 상기 제1 차이값 또는 제2 차이값이 상기 임계값보다 작으면 상기 비교값은 '0' 또는 논리값 '0'이 되는 것을 포함하고 있다.
상기 제1 차이값이 '2'이고, 상기 임계값이 '5'이므로, 제1 비교값(제1 비교값은 제1 차이값과 임계값의 비교 결과)은 '0' 또는 논리값 '0'이다. 또한, 상기 제2 차이값이 '12'이고, 상기 임계값이 '5'이므로, 제2 비교값(제2 비교값은 제2 차이값과 임계값의 비교 결과)은 '12' 또는 논리값 '1'이다. 이어서, 조기 물 누출 감지 시스템은 상기 제1 비교값과 상기 제2 비교값을 합산하여, '12'(12= 0 + 12) 또는 논리값 '1'(1=1+0)을 상기 제1 식별값으로 산출한다.
또한, 단계 304에서, 조기 물 누출 감지 시스템은 산출된 제3 및 제4 차이값을, 선정된 제2 임계값과 각각 비교하여 출력되는 비교값들을 합산하여 제2 식별값을 산출한다. 상기 제2 식별값을 산출하는 방식은 상기 제1 식별값을 산출하는 방식과 유사하므로 상기 제2 식별값에 대한 자세한 설명은 생략한다.
단계 305에서, 조기 물 누출 감지 시스템은 상기 제1 식별값 및 상기 제2 식별값을 합산하여 합산 식별값을 산출한다. 단계 305는 상기 균열에 의한 물 누출의 판단 여부의 기준(선정된 기준값)과 비교할 수 있는 상기 합산 식별값을 구하기 위한 과정이다.
단계 306에서, 조기 물 누출 감지 시스템은 산출된 합산 식별값을 선정된 기준값과 비교하여 물 누출을 감지한다. 단계 306은 상기 합산 식별값을 상기 증기발생기 또는 열 교환기의 물 누출에 대한 판단 여부의 기준이 되는 상기 선정된 기준값과 비교하여, 물 누출 여부를 감지하는 과정이다.
즉, 조기 물 누출 감지 시스템은 상기 측정된 전기 전도도 및 질량 분석도를 이용해 산출된 상기 합산 식별값을 상기 기준값과 비교하여 물 누출 여부를 판단할 수 있다. 상기 합산 식별값이 상기 기준값보다 크면(단계 306에서의 YES방향), 조기 물 누출 감지 시스템은 물 누출 여부가 있는 것으로 판단하고, 논리값 '1'을 출력하며, 차순의 단계를 진행한다. 반면, 상기 합산 식별값이 상기 기준값보다 작으면(단계 306에서의 NO방향), 조기 물 누출 감지 시스템은 물 누출 여부가 없는 것으로 판단하고, 논리값 '0'을 출력한다.
예컨대, 상기 식별값과 기준값을 비교하는 일례로서, 상기 합산 식별값이 '12'이고 상기 기준값이 '10'인 상황을 설정한다. 상기 합산 식별값이 상기 기준값보다 크므로(12>10), 조기 물 누출 감지 시스템은 상기 증기발생기 또는 열 교환기에 물 누출이 있는 것으로 판단할 수 있고, 논리값 '1'을 출력한다. 반면, 상기 합산 식별값이 '9'이고 상기 기준값이 '10'인 상황이라면, 상기 합산 식별값이 상기 기준값보다 작으므로(9<10), 조기 물 누출 감지 시스템은 상기 증기발생기 또는 열 교환기에 물 누출이 없는 것으로 판단할 수 있고, 논리값 '0'을 출력한다.
또 달리, 상기 합산 식별값과 기준값을 비교하는 다른 일례로서, 상기 합산 식별값이 논리값 '1'이고, 상기 기준값이 논리값 '0'인 상황을 설정한다. 상기 합산 식별값이 상기 기준값보다 크므로(1>0), 조기 물 누출 감지 시스템은 상기 증기 발생기 또는 열 교환기에 물 누출이 있는 것으로 판단할 수 있고, 논리값 '1'을 출력할 수 있다. 반면, 상기 합산 식별값이 논리값 '0'이고, 상기 기준값이 논리값 '0'인 상황이라면, 상기 합산 식별값이 상기 기준값과 같으므로(0=0), 조기 물 누출 감지 시스템은 상기 증기발생기 또는 열 교환기에 물 누출이 없는 것으로 판단할 수 있고, 논리값 '0'을 출력할 수 있다.
단계 307에서, 본 발명의 조기 물 누출 감지 시스템은 상기 증기발생기 또는 열 교환기의 물 누출이 감지되면, 누출 경보를 수행한다. 단계 307은 상기 증기발생기 또는 열 교환기의 물 누출이 감지되는 상황이 발생(단계 306에서 논리값 '1'이 출력) 시, 시스템을 관리 및 감독하는 자에게 상기 상황을 알리는 과정이다.
즉, 조기 물 누출 감지 시스템은 빛, 음향, 영상, 문자등의 통지메시지를 통해 상기 시스템을 관리 및 감독하는 자에게 알릴 수 있다.
단계 308에서, 조기 물 누출 감지 시스템은 제1 통로구에 포함되는 상기 출구 1의 전기 전도도와 제2 통로구에 포함되는 상기 입구에서의 전기 전도도와의 차이값과, 제1 임계값을 비교하여 제1 보조값을 출력하고, 상기 출구 1에서의 질량 분석도와 상기 입구에서의 질량 분석도와의 차이값과, 제2 임계값을 비교하여 제2 보조값을 출력한다.
또한, 조기 물 누출 감지 시스템은 제1 통로구에 포함되는 상기 출구 2의 전기 전도도와 제2 통로구에 포함되는 상기 입구에서의 전기 전도도의 차이값과, 제3 임계값을 비교하여 제3 보조값을 출력하고, 상기 출구 2에서의 질량 분석도와 상기 입구에서의 질량 분석도의 차이값과, 제4 임계값을 비교하여 제4 보조값을 출 력한다.
단계 308은 측정된 전기 전도도 및 질량 분석도를 이용하여, 상기 증기발생기 또는 열 교환기의 제1 번들 또는 제2 번들의 물 누출 여부를 확인하기 위해 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 보조값을 출력하는 과정이다.
단계 309에서, 본 발명의 조기 물 누출 감지 시스템은 상기 출력된 제1 보조값과 제2 보조값을 이용하여 상기 증기발생기 또는 열 교환기의 제1 번들에 대한 물 누출을 감지하고, 상기 출력된 제3 보조값과 제4 보조값을 이용하여 상기 증기발생기 또는 열 교환기의 제2 번들에 대한 물 누출을 감지한다. 단계 309는 상기 증기발생기 또는 열 교환기를 상기 제1 번들 및 제2 번들로 나누어서 물 누출을 감지하는 과정이다.
예컨대, 제1 및 제2 번들에 대한 물 누출을 감지하는 일례로서, 상기 제1 보조값(예로 11)이 정해진 임계값(예로 10)보다 크거나, 상기 제2 보조값(예로 15)이 달리 정해진 임계값(예로 13)보다 크면, 조기 물 누출 감지 시스템은 상기 제1 번들에 물 누출이 있는 것으로 파악할 수 있다. 또한, 상기 제3 보조값(예로 11)이 상기 정해진 임계값(예로 10)보다 크거나, 상기 제4 보조값(예로 15)이 상기 달리 정해진 임계값(예로 13)보다 크면, 조기 물 누출 감지 시스템은 상기 제2 번들에 물 누출이 있는 것으로 파악할 수 있다.
즉, 조기 물 누출 감지 시스템은 상기 증기발생기 또는 열 교환기에 대해 더욱 세밀한 지역에 대한 물 누출 감지를 할 수 있다.
예컨대, 조기 물 누출 감지 시스템은 상기 증기발생기 또는 열 교환기를 N 개(N은 자연수)의 번들로 나누어서 더욱 세밀한 지역에 대한 물 누출 감지를 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 시스템의 구성도이다.
측정 수단(401)은 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통 내부에 포함되는 증기발생기 또는 열 교환기의 제1 통로구 및 제2 통로구에 대한 전기 전도도 또는 질량 분석도를 측정한다. 측정 수단(401)은 상기 증기발생기 또는 열 교환기의 출구 1 및 출구 2를 포함하는 상기 제1 통로구와 상기 증기발생기 또는 열 교환기의 입구를 포함하는 상기 제2 통로구에서 상기 전기 전도도 또는 질량 분석도를 측정할 수 있다.
보정 수단(402)은 측정된 전기 전도도에 대한 온도 보상 또는 희석도 보정을 한다. 보정 수단(402)은 측정된 전기 전도도가 측정된 당시의 온도 및 소듐의 희석도에 의해 영향을 받는 것을 고려하여, 상기 측정된 전기 전도도에 온도 보상 또는 희석도 보정을 하는 과정이다. 즉, 보정 수단(402)은 상기 측정된 전기 전도도를 표준온도 또는 표준희석도에 적합하게 보정할 수 있다.
예컨대, 상기 측정된 전기 전도도를 보정하는 일례로서, 물 누출 여부를 파악하는 전기 전도도의 측정에서 표준온도가 '섭씨 15도'이고, 표준희석도가 '4퍼센트'인 상황을 설정한다. 전기 전도도 측정 시의 온도가 표준온도와 '±1도' 차이가 나면, 측정된 전기 전도도도 '±1'씩 보정되어야 한다고 가정한다. 또한, 상기 전기 전도도 측정 시의 희석도가 표준희석도와 '±1퍼센트' 차이가 나면, 측정된 전기 전도도도 '±1'씩 보정되어야 한다고 가정한다.
물론, 상기 측정된 질량 분석도도 상기 측정된 전기 전도도와 같은 방법을 통해 보정되는 것은 자명한 사실이다.
상기 측정된 전기 전도도의 측정 당시 온도가 '섭씨 10도'이고, 희석도가 '3퍼센트'이라면, 보정 수단(402)은 측정 상황을 상기 표준온도 및 표준희석도인 상황으로 가정하고, 상기 측정된 전기 전도도를 상기 표준온도 및 표준희석도인 상황에 적합하게 보정할 수 있다. 즉, 측정된 전기 전도도가 '15'일 경우, 표준온도인 '섭씨 15도', 표준희석도인 '4퍼센트'에 맞춰 보정된 전기 전도도는 '9'(9=15-5-1)가 된다.
산출 수단(403)은 상기 출구 1에서의 전기 전도도 또는 질량 분석도와 상기 입구에서의 전기 전도도 또는 질량 분석도의 제1 차이값을 산출하고, 상기 출구 2에서의 전기 전도도 또는 질량 분석도와 상기 입구에서의 전기 전도도 또는 질량 분석도의 제2 차이값을 산출한다.
즉, 산출 수단(403)은 상기 소듐과 물(스팀)의 화학 반응에 따른 상기 입구에서 측정되는 전기 전도도 또는 질량 분석도와 상기 출구에서 측정되는 전기 전도도 또는 질량 분석도의 차이를 산출할 수 있다. 이에 따라, 산출 수단(403)은 상기 차이의 정도에 따라 균열의 정도를 판단할 수 있는 근거를 마련할 수 있다.
산출 수단(403)에 포함되는 구체적인 구성 요소는 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 산출 수단의 구성을 구체적으로 도시한 도면이다.
도 5에서와 같이, 산출 수단(403)은 연산 수단(501) 및 식별값 산출 수단(502)을 포함할 수 있다.
예컨대, 상기 제1 차이값 및 제2 차이값을 산출하는 일례로서, 상기 입구에서 측정된 전기 전도도 또는 질량 분석도가 '10'이고, 상기 출구 1에서 측정된 전기 전도도 또는 질량 분석도가 '15'이며, 상기 출구 2에서 측정된 전기 전도도 또는 질량 분석도가 '20'인 상황을 설정한다. 연산 수단(501)은 상기 출구 1에서 측정된 전기 전도도 또는 질량 분석도와 상기 입구에서 측정된 전기 전도도 또는 질량 분석도의 차이인 수치, 즉 상기 제1 차이값인 '5'(5=15-10)를 산출한다. 연산 수단(501)은 상기 출구 2에서 측정된 전기 전도도 또는 질량 분석도와 상기 입구에서 측정된 전기 전도도 또는 질량 분석도의 차이인 수치, 즉 상기 제2 차이값인 '10'(10=20-10)을 산출한다.
식별값 산출 수단(502)은 산출된 제1 및 제2 차이값을, 선정된 임계값과 각각 비교하여 출력되는 비교값들을 합산하여 식별값을 산출한다. 식별값 산출 수단(502)은 상기 균열에 의한 물 누출의 판단 여부의 기준(선정된 기준값)과 비교할 수 있는 상기 식별값을 산출할 수 있다. 즉, 식별값 산출 수단(502)은, 상기 식별값을 구하기 위해 상기 제1 및 제2 차이값을 상기 임계값과 비교하고, 이에 따른 비교값들을 출력하여 합산할 수 있다.
예컨대, 상기 식별값을 산출하는 일례로서, 상기 제1 차이값이 '2'이고 상기 제2 차이값이 '12'이며, 선정된 임계값이 '5'인 상황을 설정한다. 또한, 상기 설정은 상기 제1 또는 제2 차이값이 상기 임계값보다 크면, 상기 비교값은 상기 제 1 또는 제2 차이값이거나 논리값 '1'이 된다. 반면, 상기 제1 또는 제2 차이값이 상기 임계값보다 작으면, 상기 비교값은 논리값 '0'이 되는 것을 포함하고 있다.
식별값 산출 수단(502)은 상기 제1 차이값이 '2'이고, 상기 임계값이 '5'이므로, 제1 비교값(제1 비교값은 제1 차이값과 임계값의 비교 결과)인 논리값 '0'을 산출한다. 또한, 식별값 산출 수단(520)은 상기 제2 차이값이 '12'이고, 상기 임계값이 '5'이므로, 제2 비교값(제2 비교값은 제2 차이값과 임계값의 비교 결과)인 '12' 또는 논리값 '1'을 산출한다. 이어서, 식별값 산출 수단(502)은 상기 제1 비교값과 상기 제2 비교값을 합산하여 식별값인 '12'(12= 0 + 12) 또는 논리값 '1'을 산출한다.
감지 수단(404)은 산출된 식별값을 선정된 기준값과 비교하여 물 누출을 감지한다. 감지 수단(404)은 상기 식별값을 상기 증기발생기 또는 열 교환기의 물 누출에 대한 판단 여부의 기준이 되는 상기 선정된 기준값과 비교하여, 물 누출 여부를 감지할 수 있다.
즉, 감지 수단(404)은 상기 측정된 전기 전도도를 이용해 산출된 식별값을 상기 기준값과 비교하여 물 누출 여부를 판단할 수 있다. 상기 식별값이 상기 기준값보다 크다면, 감지 수단(404)은 물 누출 여부가 있는 것으로 판단하고, 논리값 '1'을 출력하며, 차순의 단계를 진행한다. 반면, 상기 식별값이 상기 기준값보다 작다면, 감지 수단(404)은 물 누출 여부가 없는 것으로 판단하고, 논리값 '0'을 출력한다.
예컨대, 상기 식별값과 기준값을 비교하는 일례로서, 상기 식별값이 '12'이 고 상기 기준값이 '10'인 상황을 설정한다. 상기 식별값이 상기 기준값보다 크므로(12>10), 감지 수단(404)은 상기 증기발생기 또는 열 교환기에 물 누출이 있는 것으로 판단할 수 있고, 논리값 '1'을 출력할 수 있다. 반면, 상기 식별값이 '9'이고 상기 기준값이 '10'인 상황이라면, 상기 식별값이 상기 기준값보다 작으므로(9<10), 감지 수단(404)은 상기 증기발생기 또는 열 교환기에 물 누출이 없는 것으로 판단할 수 있고, 논리값 '0'을 출력할 수 있다.
감지 수단(404)은 상기 증기발생기 또는 열 교환기의 물 누출이 감지되면, 누출 경보를 수행한다. 감지 수단(404)은 상기 증기발생기 또는 열 교환기의 물 누출이 감지되는 상황이 발생 시, 시스템을 관리 및 감독하는 자에게 상기 상황을 알릴 수 있다.
즉, 감지 수단(404)은 빛, 음향, 영상, 문자등의 통지메시지를 통해 상기 시스템을 관리 및 감독하는 자에게 알릴 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통의 증기발생기 또는 열 교환기에서의 조기 물 누출 감지 시스템의 구성도이다.
측정 수단(601)은 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통 내부에 포함되는 증기발생기 또는 열 교환기의 제1 통로구 및 제2 통로구에 대한 전기 전도도 및 질량 분석도를 측정한다. 측정 수단(601)은 상기 증기발생기 또는 열 교환기의 출구 1 및 출구 2를 포함하는 상기 제1 통로구와 상기 증기발생기 또는 열 교환기의 입구를 포함하는 상기 제2 통로구에서 상기 전기 전도도 및 질량 분석도를 측정할 수 있다. 즉, 측정 수단(601)은 상기 증기발생기 또는 열 교환기의 물 누출 여부를 판단하기 위하여 상기 증기발생기 또는 열 교환기의 입구 및 출구 1, 2에서 각각 상기 전기 전도도 및 질량 분석도를 측정할 수 있다.
보정 수단(602)은 측정된 전기 전도도 또는 질량 분석도에 대한 온도 보상 또는 희석도 보정을 한다. 보정 수단(602)은 측정된 전기 전도도 또는 질량 분석도가 측정된 당시의 온도 및 소듐의 희석도에 의해 영향을 받는 것을 고려하여, 상기 측정된 전기 전도도 또는 질량 분석도에 온도 보상 및 희석도 보정을 할 수 있다. 즉, 보정 수단(602)은 상기 측정된 전기 전도도 또는 질량 분석도를 표준온도 또는 표준희석도에 적합하게 보정할 수 있다.
예컨대, 상기 측정된 전기 전도도 또는 질량 분석도를 보정하는 일례로서, 누출 정도를 파악하는 전기 전도도 또는 질량 분석도의 측정에서 표준온도가 '섭씨 15도'이고, 표준희석도가 '4퍼센트'인 상황을 설정한다. 전기 전도도 측정 시의 온도가 표준온도와 '±1도' 차이가 나면, 측정된 전기 온도도도 '±1'씩 보정되어야 한다고 가정한다. 또한, 상기 전기 전도도 측정 시의 희석도가 표준희석도와 '±1퍼센트' 차이가 나면, 측정된 전기 전도도도 '±1'씩 보정되어야 한다고 가정한다. 측정된 질량 분석도에도 측정된 전기 전도도와 같은 보정 방식이 이루어진다고 가정한다.
상기 측정된 전기 전도도 또는 질량 분석도의 측정 당시 온도가 '섭씨 10도'이고, 희석도가 '3퍼센트'이면, 보정 수단(602)은 상기 측정 상황을 상기 표준온도 및 표준희석도인 상황으로 가정하고, 상기 측정된 전기 전도도 또는 질량 분 석도를 상기 표준온도 및 표준희석도인 상황에 적합하게 보정할 수 있다. 즉, 측정된 전기 전도도가 '15'인 경우, 표준온도인 '섭씨 15도', 표준희석도인 '4퍼센트'에 맞춰 보정된 전기 전도도는 '9'(9=15-5-1)가 된다. 또한, 측정된 질량 분석도가 '14'인 경우, 표준온도인 '섭씨 15도', 표준희석도인 '4퍼센트'에 맞춰 보정된 질량 분석도는 '8'(8=14-5-1)이 된다.
산출 수단(603)은 상기 출구 1에서의 전기 전도도와 상기 입구에서의 전기 전도도의 제1 차이값을 산출하고, 상기 출구 2에서의 전기 전도도와 상기 입구에서의 전기 전도도의 제2 차이값을 산출한다. 또한, 산출 수단(603)은 상기 출구 1에서의 질량 분석도와 상기 입구에서의 질량 분석도의 제3 차이값을 산출하고, 상기 출구 2에서의 질량 분석도와 상기 입구에서의 질량 분석도의 제4 차이값을 산출한다.
즉, 산출 수단(603)은 상기 소듐과 물(스팀)의 화학 반응에 따른 상기 입구에서 측정되는 전기 전도도 및 질량 분석도와 상기 출구 1, 2에서 측정되는 전기 전도도 및 질량 분석도의 차이를 산출할 수 있다. 이에 따라, 산출 수단(603)은 상기 차이의 정도에 따라 균열의 정도를 판단할 수 있는 근거를 마련할 수 있다.
예컨대, 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 차이값을 산출하는 일례로서, 상기 입구에서 측정된 전기 전도도가 '10'이고, 상기 출구 1에서 측정된 전기 전도도가 '15'이며, 상기 출구 2에서 측정된 전기 전도도가 '20'인 상황을 설정한다. 또한, 상기 입구에서 측정된 질량 분석도가 '10'이고, 상기 출구 1에서 측정된 질량 분석도가 '15'이며, 상기 출구 2에서 측정된 질량 분석도가 '20'인 상황을 설정한다.
여기서, 상기 제1 차이값은 상기 출구 1에서 측정된 전기 전도도에서 상기 입구에서 측정된 전기 전도도를 뺀 수치이므로 '5'(5=15-10)이다. 상기 제2 차이값은 상기 출구 2에서 측정된 전기 전도도에서 상기 입구에서 측정된 전기 전도도를 뺀 수치이므로 '10'(10=20-10)이다.
또한, 상기 제3 차이값은 상기 출구 1에서 측정된 전기 전도도에서 상기 입구에서 측정된 전기 전도도를 뺀 수치이므로 '5'(5=15-10)이다. 상기 제4 차이값은 상기 출구 2에서 측정된 전기 전도도에서 상기 입구에서 측정된 전기 전도도를 뺀 수치이므로 '10'(10=20-10)이다.
산출 수단(603)은 산출된 제1 및 제2 차이값을, 선정된 제1 임계값과 각각 비교하여 출력되는 비교값들을 합산하여 제1 식별값을 산출한다. 산출 수단(603)은 상기 균열에 의한 물 누출의 판단 여부의 기준(선정된 기준값)과 비교할 수 있는 수치(합산 식별값)를 구하기 위해 상기 제1 식별값을 산출할 수 있다. 즉, 산출 수단(603)은 상기 제1 식별값을 구하기 위해 상기 제1 및 제2 차이값을 상기 제1 임계값과 비교하고, 이에 따른 비교값들을 출력하여 합산할 수 있다.
예컨대, 식별값을 산출하는 일례로서, 상기 제1 차이값이 '2'이고 상기 제2 차이값이 '12'이며, 선정된 임계값이 '5'인 상황을 설정한다. 또한 상기 설정은 상기 제1 차이값 또는 제2 차이값이 상기 임계값보다 크면, 상기 비교값은 상기 제1 차이값 또는 제2 차이값 또는 논리값 '1'이 되고, 상기 제1 차이값 또는 제2 차이값이 상기 임계값보다 작으면, 상기 비교값은 논리값 '0'이 되는 것을 포함하고 있다.
상기 제1 차이값이 '2'이고, 상기 임계값이 '5'이므로, 제1 비교값(제1 비교값은 제1 차이값과 임계값의 비교 결과)은 '0' 또는 논리값 '0'이다. 또한, 상기 제2 차이값이 '12'이고, 상기 임계값이 '5'이므로, 제2 비교값(제2 비교값은 제2 차이값과 임계값의 비교 결과)은 '12' 또는 논리값 '1'이다. 이어서, 산출 수단(603)은 상기 제1 비교값과 상기 제2 비교값을 합산하여, '12'(12= 0 + 12) 또는 논리값 '1'을 상기 제1 식별값으로 산출한다.
또한, 산출 수단(603)은 산출된 제3 및 제4 차이값을, 선정된 제2 임계값과 각각 비교하여 출력되는 비교값들을 합산하여 제2 식별값을 산출한다. 상기 제2 식별값을 산출하는 방식은 상기 제1 식별값을 산출하는 방식과 유사하므로 상기 제2 식별값에 대한 자세한 설명은 생략한다.
산출 수단(603)은 상기 제1 식별값 및 상기 제2 식별값을 합산하여 합산 식별값을 산출한다. 산출 수단(603)은 상기 균열에 의한 물 누출의 판단 여부의 기준(선정된 기준값)과 비교할 수 있는 상기 합산 식별값을 구할 수 있다.
감지 수단(604)은 산출된 합산 식별값을 선정된 기준값과 비교하여 물 누출을 감지한다. 감지 수단(604)은 상기 합산 식별값을 상기 증기발생기 또는 열 교환기의 물 누출에 대한 판단 여부의 기준이 되는 상기 선정된 기준값과 비교하여, 물 누출 여부를 감지할 수 있다.
즉, 감지 수단(604)은 상기 측정된 전기 전도도 및 질량 분석도를 이용해 산출된 상기 합산 식별값을 상기 기준값과 비교하여 물 누출 여부를 판단할 수 있다. 상기 합산 식별값이 상기 기준값보다 크면, 감지 수단(604)은 물 누출 여부가 있는 것으로 판단하고, 논리값 '1'을 출력한다. 반면, 상기 합산 식별값이 상기 기준값보다 작으면, 감지 수단(604)은 물 누출 여부가 없는 것으로 판단하고, 논리값 '0'을 출력한다.
예컨대, 상기 식별값과 기준값을 비교하는 일례로서, 상기 합산 식별값이 '12'이고 상기 기준값이 '10'인 상황을 설정한다. 상기 합산 식별값이 상기 기준값보다 크므로(12>10), 감지 수단(604)은 상기 증기발생기 또는 열 교환기에 물 누출이 있는 것으로 판단할 수 있고, 논리값 '1'을 출력한다. 반면, 상기 합산 식별값이 '9'이고 상기 기준값이 '10'인 상황이라면, 상기 합산 식별값이 상기 기준값보다 작으므로(9<10), 감지 수단(604)은 상기 증기발생기 또는 열 교환기에 물 누출이 없는 것으로 판단할 수 있고, 논리값 '0'을 출력한다.
또 달리, 상기 합산 식별값과 기준값을 비교하는 다른 일례로서, 상기 합산 식별값이 논리값 '1'이고, 상기 기준값이 논리값 '0'인 상황을 설정한다. 상기 합산 식별값이 상기 기준값보다 크므로(1>0), 감지 수단(604)은 상기 증기발생기 또는 열 교환기에 물 누출이 있는 것으로 판단할 수 있고, 논리값 '1'을 출력할 수 있다. 반면, 상기 합산 식별값이 논리값 '0'이고, 상기 기준값이 논리값 '0'인 상황이라면, 상기 합산 식별값이 상기 기준값과 같으므로(0=0), 감지 수단(604)은 상기 증기발생기 또는 열 교환기에 물 누출이 없는 것으로 판단할 수 있고, 논리값 '0'을 출력할 수 있다.
감지 수단(604)은 상기 증기발생기 또는 열 교환기의 물 누출이 감지되면, 누출 경보를 수행한다. 감지 수단(604)은 상기 증기발생기 또는 열 교환기의 물 누 출이 감지되는 상황이 발생 시, 시스템을 관리 및 감독하는 자에게 상기 상황을 알릴 수 있다.
즉, 감지 수단(604)은 빛, 음향, 영상, 문자등의 통지메시지를 통해 상기 시스템을 관리 및 감독하는 자에게 알릴 수 있다.
보조값 출력 수단(605)은 제1 통로구에 포함되는 상기 출구 1의 전기 전도도와 제2 통로구에 포함되는 상기 입구에서의 전기 전도도와의 차이값과, 제1 임계값을 비교하여 제1 보조값을 출력하고, 상기 출구 1에서의 질량 분석도와 상기 입구에서의 질량 분석도와의 차이값과, 제2 임계값을 비교하여 제2 보조값을 출력한다.
또한, 보조값 출력 수단(605)은 제1 통로구에 포함되는 상기 출구 2의 전기 전도도와 제2 통로구에 포함되는 상기 입구에서의 전기 전도도의 차이값과, 제3 임계값을 비교하여 제3 보조값을 출력하고, 상기 출구 2에서의 질량 분석도와 상기 입구에서의 질량 분석도의 차이값과, 제4 임계값을 비교하여 제4 보조값을 출력한다.
즉, 보조값 출력 수단(605)은 측정된 전기 전도도 및 질량 분석도를 이용하여, 상기 증기발생기 또는 열 교환기의 제1 번들 또는 제2 번들의 물 누출 여부를 확인하기 위해 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 보조값을 출력할 수 있다.
번들 감지 수단(606)은 상기 출력된 제1 보조값과 제2 보조값을 이용하여 상기 증기발생기 또는 열 교환기의 제1 번들의 물 누출을 감지하고, 상기 출력된 제3 보조값과 제4 보조값을 이용하여 상기 증기발생기 또는 열 교환기의 제2 번들 의 물 누출을 감지한다. 번들 감지 수단(606)은 상기 증기발생기 또는 열 교환기를 상기 제1 번들 및 제2 번들로 나누어서 물 누출을 감지할 수 있다.
예컨대, 제1 및 제2 번들에 대한 물 누출을 감지하는 일례로서, 상기 제1 보조값(예로 11)이 정해진 임계값(예로 10)보다 크거나, 상기 제2 보조값(예로 15)이 달리 정해진 임계값(예로 13)보다 크면, 번들 감지 수단(606)은 상기 제1 번들에 물 누출이 있는 것으로 파악할 수 있다. 또한, 상기 제3 보조값(예로 11)이 상기 정해진 임계값(예로 10)보다 크거나, 상기 제4 보조값(예로 15)이 상기 달리 정해진 임계값(예로 13)보다 크면, 번들 감지 수단(606)은 상기 제2 번들에 물 누출이 있는 것으로 파악할 수 있다.
즉, 번들 감지 수단(606)은 상기 증기발생기 또는 열 교환기에 대해 더욱 세밀한 지역에 대한 물 누출 감지를 할 수 있다.
예컨대, 번들 감지 수단(606)은 상기 증기발생기를 N개(N은 자연수)의 번들로 나누어서 더욱 세밀한 지역에 대한 물 누출 감지를 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통의 증기발생기의 장치도이다.
냉각재로 사용되는 소듐(Sodium)은 상기 증기발생기의 소듐 주입구(701)를 통해 주입되고, 상기 증기발생기의 소듐 배출구(702)를 통해 배출된다. 물(스팀)은 입구(703)를 통해 상기 증기발생기로 입력되고, 출구 1(704), 출구 2(705)로 배출된다.
입구(703)에 설치된 전기 전도도 센서(706)는 입구(703)에서 전기 전도도를 측정한다. 또한, 입구(703)에 설치된 샘플링 포트(707)는 입구(704)에서 질량 분석도를 측정한다.
한편, 출구 1(704)에 설치된 전기 전도도 센서(708)는 출구 1(704)에서 전기 전도도를 측정한다. 또한, 출구 1(704)에 설치된 샘플링 포트(709)는 출구 1(705)에서 질량 분석도를 측정한다.
또 한편, 출구 2(705)에서 설치된 전기 전도도 센서(710)는 출구 2(705)에서 전기 전도도를 측정한다. 또한, 출구 2(705)에 설치된 샘플링 포트(711)는 출구 2(705)에서 질량 분석도를 측정한다.
따라서, 조기 물 누출 감지 시스템은 상기 증기발생기의 본체를 제1 번들(712) 및 제2 번들(713)로 나누어서 감지할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전기 전도도 센서 또는 샘플링 포트의 설치도이다.
상기 전기 전도도 센서(801) 또는 샘플링 포트(802)는 물이 흘러가는 속도에 영향을 적게 받기 위해 작은 굴곡부(803)에 설치될 수 있다. 또한, 흐름 방해판(804)은 물 흐름에 의한 직접 유체 역학 힘이 전기 전도도 센서 또는 샘플링 포트에 부가되지 않도록 할 수 있다. 이때, 온도 보상을 목적으로 하는 온도 센서(805)도 함께 설치될 수 있다. 참고로, 사이트 글래스(sight glass, 806)는 센서들의 상태를 확인하기 위해서 설치될 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전기 전도도 센서 또는 샘플링 포트의 설치가 적용된 장치도이다.
스팀 응축액이 모이는 응축액 생성조(901)는 상기 증기발생기의 물(스팀) 출구 배관(902)에 설치된다.
전기 전도도 센서(903) 또는 샘플링 포트(904)는 응축액 생성조(901)로부터 나오는 물(스팀)에 대하여 전기 전도도 측정 및 질량 분석도 측정을 수행한다.
본 발명에 의해서는, 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통 내부에 포함되는 증기발생기 또는 열 교환기의 균열에 의한 물(스팀) 누출을 초기에 감지함으로써, 상기 물(스팀) 누출에 대해 상기 증기발생기 또는 열 교환기의 운전을 제어할 수 있도록 돕는다.
또한, 본 발명에 의해서는, 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통 내부에 포함되는 증기발생기 또는 열 교환기의 균열에 의한 물(스팀) 누출을 초기에 감지함으로써, 원자로의 정지 사고를 방지하게 한다.
또한, 본 발명에 의해서는, 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통 내부에 포함되는 증기발생기 또는 열 교환기의 균열에 의한 물(스팀) 누출을 초기에 감지함으로써, 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통의 증기발생기 또는 열 교환기의 정지 사고를 방지하게 한다.
또한, 본 발명의 실시예들은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따르면, 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통 내부에 포함되는 증기발생기 또는 열 교환기의 균열에 의한 물(스팀) 누출을 초기에 감지함으로써, 상기 물(스팀) 누출에 대해 상기 증기발생기 또는 열 교환기의 운전을 제어할 수 있도록 돕는 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 방법 및 조기 물 누출 감지 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통 내 부에 포함되는 증기발생기 또는 열 교환기의 균열에 의한 물(스팀) 누출을 초기에 감지함으로써, 원자로 계통의 정지 사고를 방지하는 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 방법 및 조기 물 누출 감지 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통 내부에 포함되는 증기발생기 또는 열 교환기의 균열에 의한 물(스팀) 누출을 초기에 감지함으로써, 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통의 증기발생기 또는 열 교환기의 정지 사고를 방지하는 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통 내부에 포함되는 조기 물 누출 감지 방법 및 조기 물 누출 감지 시스템을 제공할 수 있다.
Claims (29)
- 물 누출 감지 방법에 있어서,액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통 내부에 포함되는 열 관계 기기의 제1 통로구 및 제2 통로구에 대한 전기 전도도를 측정하는 단계;상기 측정된 전기 전도도를 이용하여, 상기 열 관계 기기에서의 물 누출과 연관한 식별값을 산출하는 단계; 및상기 산출된 식별값을 선정된 기준값과 비교하여 물 누출을 감지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 방법.
- 제1항에 있어서,상기 제1 통로구는 m개 출구를 포함하고,상기 제2 통로구는 n개 입구를 포함하며,전기 전도도를 측정하는 상기 단계는,상기 m개 출구, 및 n개 입구에서의 전기 전도도를 각각 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 방법.
- 제2항에 있어서,식별값을 산출하는 상기 단계는,상기 m개 출구 중에서 임의 하나의 출구에 관한 전기 전도도와, 상기 n개 입구 중에서 임의 하나의 입구에 관한 전기 전도도와의 차이값을 연산하는 단계; 및상기 연산된 차이값을 참조하여 상기 식별값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 방법.
- 제1항에 있어서,상기 제1 통로구는 출구 1 및 출구 2를 포함하고,상기 제2 통로구는 입구를 포함하며,식별값을 산출하는 상기 단계는,상기 출구 1에서의 전기 전도도와 상기 입구에서의 전기 전도도와의 제1 차이값을 산출하는 단계;상기 출구 2에서의 전기 전도도와 상기 입구에서의 전기 전도도와의 제2 차이값을 산출하는 단계; 및산출된 상기 제1 및 제2 차이값을, 선정된 임계값과 각각 비교하여 출력되는 비교값들을 합산하여 상기 식별값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 방법.
- 제4항에 있어서,제1 차이값 또는 제2 차이값을 산출하는 상기 단계는,휘트스터 브릿지 회로를 이용한 방식에 기초하여 상기 제1 차이값 또는 상기 제2 차이값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 방법.
- 제1항에 있어서,상기 측정된 전기 전도도에 대한 온도 보상 또는 희석도 보정을 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 방법.
- 물 누출 감지 방법에 있어서,액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통 내부에 포함되는 열 관계 기기의 제1 통로구 및 제2 통로구에 대한 질량 분석도를 측정하는 단계;상기 측정된 질량 분석도를 이용하여, 상기 열 관계 기기에서의 물 누출과 연관한 식별값을 산출하는 단계; 및상기 산출된 식별값을 선정된 기준값과 비교하여 물 누출을 감지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융 염을 사용하는 원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 방법.
- 제7항에 있어서,상기 제1 통로구는 m개 출구를 포함하고,상기 제2 통로구는 n개 입구를 포함하며,질량 분석도를 측정하는 상기 단계는,상기 m개 출구, 및 n개 입구에서의 질량 분석도를 각각 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 방법.
- 제8항에 있어서,식별값을 산출하는 상기 단계는,상기 m개 출구 중에서 임의 하나의 출구에 관한 질량 분석도와, 상기 n개 입구 중에서 임의 하나의 입구에 관한 질량 분석도와의 차이값을 연산하는 단계; 및상기 연산된 차이값을 참조하여 상기 식별값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 방법.
- 제7항에 있어서,상기 제1 통로구는 출구 1 및 출구 2를 포함하고,상기 제2 통로구는 입구를 포함하며,식별값을 산출하는 상기 단계는,상기 출구 1에서의 질량 분석도와 상기 입구에서의 질량 분석도와의 제1 차이값을 산출하는 단계;상기 출구 2에서의 질량 분석도와 상기 입구에서의 질량 분석도와의 제2 차이값을 산출하는 단계; 및산출된 상기 제1 및 제2 차이값을, 선정된 임계값과 각각 비교하여 출력되는 비교값들을 합산하여 상기 식별값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 방법.
- 제10항에 있어서,제1 차이값 또는 제2 차이값을 산출하는 상기 단계는,휘트스터 브릿지 회로를 이용한 방식에 기초하여 상기 제1 차이값 또는 상기 제2 차이값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 방법.
- 제7항에 있어서,상기 측정된 질량 분석도에 대한 온도 보상 또는 희석도 보정을 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 방법.
- 물 누출 감지 방법에 있어서,액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통 내부에 포함되는 열 관계 기기의 제1 통로구 및 제2 통로구에 대한 전기 전도도 및 질량 분석도를 측정하는 단계;상기 측정된 전기 전도도를 이용하여, 상기 열 관계 기기에서의 물 누출과 연관한 제1 식별값을 산출하는 단계;상기 측정된 질량 분석도를 이용하여, 상기 열 관계 기기에서의 물 누출과 연관한 제2 식별값을 산출하는 단계; 및상기 제1 식별값 및 상기 제2 식별값을 합산한 합산 식별값을 선정된 기준값과 비교하여 물 누출을 감지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 방법.
- 제13항에 있어서,상기 제1 통로구에 포함되는 출구 1의 전기 전도도와 상기 제2 통로구에 포함되는 입구에서의 전기 전도도와의 차이값과, 제1 임계값을 비교하여 제1 보조값 을 출력하는 단계;상기 출구 1에서의 질량 분석도와 상기 입구에서의 질량 분석도와의 차이값과, 제2 임계값을 비교하여 제2 보조값을 출력하는 단계;출력된 상기 제1 보조값과 상기 제2 보조값을 이용하여 상기 증기발생기 또는 열 발생기의 제1 번들의 물 누출을 감지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 방법.
- 제13항에 있어서,상기 제1 통로구에 포함되는 출구 2의 전기 전도도와 상기 제2 통로구에 포함되는 입구에서의 전기 전도도와의 차이값과, 제3 임계값을 비교하여 제3 보조값을 출력하는 단계;상기 출구 2에서의 질량 분석도와 상기 입구에서의 질량 분석도와의 차이값과, 제4 임계값을 비교하여 제4 보조값을 출력하는 단계;출력된 상기 제3 보조값과 상기 제4 보조값을 이용하여 상기 증기발생기 또는 열 발생기의 제2 번들의 물 누출을 감지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 방법.
- 제1항, 제7항, 또는 제13항 중 어느 한 항에 있어서,상기 열 관계 기기는,증기발생기 또는 열 교환기인 것을 특징으로 하는 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 방법.
- 제1항, 제7항, 또는 제13항 중 어느 한 항에 있어서,상기 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통은,액체 금속로, 소듐 냉각 고속로, 또는 핵 변환로 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 방법.
- 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행하기 위한 프로그램을 기록하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
- 물 누출 감지 시스템에 있어서,액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통 내부에 포함되는 열 관계 기기의 제1 통로구 및 제2 통로구에 대한 전기 전도도 또는 질량 분석도를 측정하는 측정 수단;상기 측정된 전기 전도도 또는 질량 분석도를 이용하여, 상기 열 관계 기기에서의 물 누출과 연관한 식별값을 산출하는 산출 수단; 및상기 산출된 식별값을 선정된 기준값과 비교하여 물 누출을 감지하는 감지 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 시스템.
- 제19항에 있어서,상기 제1 통로구는 m개 출구를 포함하고,상기 제2 통로구는 n개 입구를 포함하며,상기 측정 수단은,상기 m개 출구, 및 n개 입구에서의 전기 전도도 또는 질량 분석도를 각각 측정하는 것을 특징으로 하는 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 시스템.
- 제20항에 있어서,상기 산출 수단은,상기 m개 출구 중에서 임의 하나의 출구에 관한 전기 전도도 또는 질량 분석도와, 상기 n개 입구 중에서 임의 하나의 입구에 관한 전기 전도도 또는 질량 분석도와의 차이값을 연산하는 연산 수단; 및상기 연산된 차이값을 참조하여 상기 식별값을 산출하는 식별값 산출 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 시스템.
- 제19항에 있어서,상기 제1 통로구는 출구 1 및 출구 2를 포함하고,상기 제2 통로구는 입구를 포함하며,상기 산출 수단은,상기 출구 1에서의 전기 전도도 또는 질량 분석도와 상기 입구에서의 전기 전도도 또는 질량 분석도와의 제1 차이값을 산출하는 제1 차이값 산출 수단;상기 출구 2에서의 전기 전도도 또는 질량 분석도와 상기 입구에서의 전기 전도도 또는 질량 분석도와의 제2 차이값을 산출하는 제2 차이값 산출 수단; 및산출된 상기 제1 및 제2 차이값을, 선정된 임계값과 각각 비교하여 출력되는 비교값들을 합산하여 상기 식별값을 산출하는 식별값 산출 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 시스템.
- 제22항에 있어서,상기 제1 차이값 산출 수단 또는 제2 차이값 산출 수단은,휘트스터 브릿지 회로를 이용한 방식에 기초하여 상기 제1 차이값 또는 상기 제2 차이값을 산출하는 것을 특징으로 하는 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 시스템.
- 제19항에 있어서,상기 측정된 전기 전도도 또는 질량 분석도에 대한 온도 보상 또는 희석도 보정을 하는 보정 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 시스템.
- 물 누출 감지 시스템에 있어서,액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통 내부에 포함되는 열 관계 기기의 제1 통로구 및 제2 통로구에 대한 전기 전도도 및 질량 분석도를 측정하는 측정 수단;상기 측정된 전기 전도도를 이용하여 상기 열 관계 기기에서의 물 누출과 연관한 제1 식별값을 산출하고, 상기 측정된 질량 분석도를 이용하여, 상기 열 관계 기기에서의 물 누출과 연관한 제2 식별값을 산출하는 산출 수단; 및상기 제1 식별값 및 상기 제2 식별값을 합산한 합산 식별값을 선정된 기준값과 비교하여 물 누출을 감지하는 감지 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 시스템.
- 제24항에 있어서,상기 제1 통로구에 포함되는 출구 1의 전기 전도도와 상기 제2 통로구에 포 함되는 입구에서의 전기 전도도의 차이값과, 제1 임계값을 비교하여 제1 보조값을 출력하고, 상기 출구 1에서의 질량 분석도와 상기 입구에서의 질량 분석도의 차이값과, 제2 임계값을 비교하여 제2 보조값을 출력하는 보조값 출력 수단; 및출력된 상기 제1 보조값과 상기 제2 보조값을 이용하여 상기 열 관계 기기의 제1 번들의 물 누출을 감지하는 번들 감지 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 시스템.
- 제25항에 있어서,상기 제1 통로구에 포함되는 출구 2의 전기 전도도와 상기 제2 통로구에 포함되는 입구에서의 전기 전도도의 차이값과, 제3 임계값을 비교하여 제3 보조값을 출력하고, 상기 출구 2에서의 질량 분석도와 상기 입구에서의 질량 분석도의 차이값과, 제4 임계값을 비교하여 제4 보조값을 출력하는 보조값 출력 수단; 및출력된 상기 제3 보조값과 상기 제4 보조값을 이용하여 상기 열 관계 기기의 제2 번들의 물 누출을 감지하는 번들 감지 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 시스템.
- 제19항 또는 제25항에 있어서,상기 열 관계 기기는,증기발생기 또는 열 교환기인 것을 특징으로 하는 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 시스템.
- 제19항 또는 제25항에 있어서,상기 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통은,액체 금속로, 소듐 냉각 고속로, 또는 핵 변환로 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 화학 농도 감시에 의한 액체 금속 및 용융염을 사용하는 원자로 계통에서의 조기 물 누출 감지 시스템.
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