KR100960788B1 - Fixed In-core Detectors in PWRs - Google Patents

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Abstract

본 발명은 원자로 내에 고정적으로 장착되어 원자로 출력분포와 비례적으로 변하는 중성자 혹은 감마선을 측정하는 원자로의 고정형 계측기에 관한 것으로서, 원자로 내에 설치되는 로듐 계측기, 백금 계측기 및 바나듐 계측기를 다중 중첩구조로 구현하되, 전장 계측기와 서로 다른 길이의 부분장 계측기를 일정하게 중첩되도록 구현하며, 그 위치 및 길이를 고장에 대응 가능한 전류값 측정 로직으로 구성하여 단일 계측기 고장시 동일 채널의 중첩 계측기 신호를 이용하여 고장난 계측기가 위치한 영역의 출력분포를 생성함으로써, 원자로의 고정형 계측기 출력신호의 신호대 잡음비를 증가시키고, 계측기의 고장 유무를 자가 진단 가능하며, 노심 보호/감시 계통의 신뢰성과 정확성을 향상시킬 수 있는 원자로의 고정형 계측기에 관한 것이다. The present invention relates to a stationary measuring instrument of a nuclear reactor fixedly mounted within a nuclear reactor and measuring a neutron or gamma ray that changes in proportion to the nuclear power output distribution, and implements a rhodium measuring instrument, platinum measuring instrument and vanadium measuring instrument installed in the nuclear reactor in a multi-overlapping structure. It implements the overlap between the full length instrument and the partial length instrument of different lengths, and configures the position and length of the current value measuring logic to cope with the failure. By generating the output distribution of the area where is located, it increases the signal-to-noise ratio of the fixed instrument output signal of the reactor, it is possible to self-diagnose the failure of the instrument, and to improve the reliability and accuracy of the core protection / monitoring system It relates to a measuring instrument.

원자로, 계측기, 로듐, 바나듐, 백금, 에미터, 전장 계측기, 부분장 계측기, 중첩구조 Reactors, Instruments, Rhodium, Vanadium, Platinum, Emitters, Electrical Field Instruments, Subfield Instruments, Superposition

Description

원자로의 고정형 계측기{Fixed In-core Detectors in PWRs}Fixed In-core Detectors in PWRs}

본 발명은 원자로의 고정형 계측기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원자로의 안전성을 감시/보장하는 시스템인 노심보호 및 감시계통에 사용되는 계측기의 정확도 및 신뢰도를 제고하여 노심 안전성을 증진시켜, 일부 계측기의 고장에도 불구하고 정확한 중성자속을 측정할 수 있는 원자로의 고정형 계측기에 관한 것이다. The present invention relates to a stationary measuring instrument of a nuclear reactor, and more particularly, to improve the core safety by improving the accuracy and reliability of the instrument used in the core protection and monitoring system, which is a system for monitoring / guaranteing the safety of the nuclear reactor. It relates to a stationary instrument of a nuclear reactor capable of measuring accurate neutron flux despite failure.

일반적으로, 원자력 발전소의 설계자는 핵연료가 견딜 수 있는 최대 허용출력을 미리 계산하여 최대 허용출력에 관한 정보를 운전원에게 제공하고, 상기한 정보를 제공받은 운전원은 최대 허용출력을 넘지 않도록 운전함으로써 핵연료의 건전성이 유지되도록 한다.In general, the designer of a nuclear power plant calculates in advance the maximum permissible power that a nuclear fuel can withstand and provides the operator with information about the maximum permissible power. Ensure soundness is maintained.

상기한 최대 허용출력을 계산하기 위해서는 원자로 노심 내의 중성자 출력분포를 정확히 측정해야 하며, 이와 같이 원자로 노심 내의 중성자 출력분포를 정확히 측정하는 것은 원자로의 안정성 확보에 있어서 매우 중요하다.In order to calculate the maximum allowable power, it is necessary to accurately measure the neutron output distribution in the reactor core. Thus, accurately measuring the neutron output distribution in the reactor core is very important in securing the stability of the reactor.

이와 같이, 원자로의 안정성 확보를 위하여 원자로 노심 내의 중성자 출력분 포를 측정하는 원자로의 고정형 계측기는 도 2에 도시된 바와 같이, 계측기집합체(1)와 기타 지지 구조물(2), 케이블(3), 컨넥터(4), 신호 측정 및 처리 장비들(5)로 구성되어 있다. As such, the stationary instrument for measuring the neutron output distribution in the reactor core to ensure the stability of the reactor, as shown in Figure 2, the instrument assembly (1) and other support structures (2), cables (3), It consists of a connector 4 and signal measuring and processing equipment 5.

일반적으로 발전용 원자로의 노심 내 중성자속을 측정하기 위한 원자로의 고정형 계측기에는 로듐(Rh-103), 바나듐(V-51), 백금(Pt-195) 등이 에미터 재료로서 이용되고 있다. In general, rhodium (Rh-103), vanadium (V-51), platinum (Pt-195), and the like are used as an emitter material in a stationary measuring instrument of a reactor for measuring neutron flux in a core of a power plant reactor.

첨부한 도 3에 도시된 바와 같이, 한국표준형 원전의 경우 전체 177개의 핵연료 집합체 중 반경 방향으로 45개의 핵연료 집합체에 계측기집합체가 설치되며, 각각의 계측기집합체는 핵연료 집합체의 중심부에 위치하고 있다. As shown in FIG. 3, in the case of the Korean standard nuclear power plant, instrument assemblies are installed in 45 nuclear fuel assemblies in a radial direction among all 177 nuclear fuel assemblies, and each instrument assembly is located at the center of the nuclear fuel assembly.

첨부한 도 4에 도시된 바와 같이, 길이방향으로 동일한 길이의 로듐 계측기가 5개씩 설치되어 있다.As shown in FIG. 4, five rhodium meters of the same length in the longitudinal direction are provided.

상기 로듐 계측기는 핵분열성 물질에서 발생하여 계측기 내로 입사하는 중성자가 그 로듐 계측기 내에 에미터로 존재하는 로듐 동위원소와 반응하여 베타입자를 방출하고 중성자속에 비례한 전류가 발생한다. The rhodium meter is generated from fissile material and the neutron incident on the meter reacts with the rhodium isotope present as an emitter in the rhodium meter to emit beta particles and generate a current proportional to the neutron flux.

로듐은 열중성자에 대하여 높은 흡수단면적을 가져 계측 신호의 특성이 양호한 반면, 중성자와 반응하여 지속적으로 로듐이 연소되므로 로듐 계측기 에미터로 부터 나오는 중성자속당 신호출력을 감소시키게 되는 바, 로듐 계측기 신호가 계속 감소함에 따라 신호대 잡음비(Signal-to-Noise Ratio)가 감소되어 정확한 출력분포 측정이 불가능하게 된다. Rhodium has a high absorption cross-sectional area with respect to thermal neutrons, and the characteristics of the measurement signal are good.However, rhodium is continuously burned in response to neutrons, which reduces the signal output per neutron flux from the rhodium meter emitter. As it continues to decrease, the signal-to-noise ratio decreases, making accurate output distribution measurements impossible.

따라서, 출력 분포 측정이 불가능한 시점까지 도달하게 되면 로듐 계측기가 교체되어야 한다. Therefore, the rhodium meter must be replaced when it reaches a point where output distribution measurements are not possible.

현재 사용되고 있는 로듐 원자로의 계측기의 수명은 2~3주기(3~5년)에 불과하다. 따라서 매 주기 15~20개를 교체해야 하기 때문에 막대한 교체비용을 유발하고 있다. The lifetime of the instruments used in rhodium reactors is only 2 to 3 cycles (3 to 5 years). As a result, 15-20 replacements are required every cycle, which incurs enormous replacement costs.

또한, 교체주기 전에 계측기의 성능이 현저하게 나빠져서 오작동 신호를 발생하더라도 핵설계 프로그램이 예측한 값과 비교하여 실제 측정값과 예측값이 15%이상의 차이를 보일 때까지 측정신호를 노심 감시의 출력분포 분석에 사용되는 문제점이 발생하게 된다. In addition, even if a malfunctioning signal occurs due to a significant deterioration of the instrument's performance before the replacement cycle, the output distribution analysis of the core monitoring is performed until the actual measured value and the predicted value differ by more than 15% from those predicted by the nuclear design program. Problems that occur in the.

이는 로듐 계측기의 오작동으로 인하여 정상 출력보다 높게 측정된 중성자속 오신호의 경우 해당 계측기 위치 인근의 국부 출력분포를 높게 평가하게 하여 발전소 운전 여유도를 감소시키게 된다. In the case of a neutron flux error signal measured higher than the normal output due to a malfunction of the rhodium meter, the local power distribution near the position of the meter is highly evaluated, thereby reducing the power plant operating margin.

따라서, 핵설계 프로그램의 실제 측정값이 예측한 값과 비교하여 15% 이상의 차이를 보이게 될 경우, 계측기를 고장 처리하여 출력분포 평가에서 제외하게 되지만 발전소 예방 정지까지 교체가 불가능하게 되어 고장난 계측기 위치의 출력분포 정보를 제공할 수 없게 되는 문제점이 있다.Therefore, if the actual measured value of the nuclear design program shows a difference of more than 15% compared with the predicted value, the instrument will be treated as a failure and excluded from the output distribution evaluation, but it will be impossible to replace it until the plant prevents shutdown. There is a problem that the output distribution information cannot be provided.

따라서, 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 상기 로듐 계측기의 수명을 연장하고자 에미터 물질을 백금 및 바나듐을 포함한 원자로의 계측기를 대상으로 개시하여 계측기의 수량, 길이 및 배치를 최적화함으로써, 로듐 계측기가 가지는 문제점을 해결하고자 한 바, 미국 웨스팅하우스사는 도 5에 도시된 바와 같이, 로듐 계측기의 신호 지연성을 해결하고자 백금 에미터를 이용한 5개의 백금 계측기와 바 나듐 에미터를 이용한 1개의 바나듐 계측기로 구성하였으며, 백금 에미터의 길이를 순차적으로 증가시켜 백금 계측기의 신호 길이를 증가시키는 파셀(PARSSEL) 계측기를 발명하였다. Therefore, in order to solve such a problem, in order to extend the life of the rhodium meter, the emitter material is started for the meter of the reactor including platinum and vanadium to optimize the quantity, length and arrangement of the meter, thereby causing the problem of the rhodium meter. As shown in FIG. 5, the Westinghouse Co., Ltd. was composed of five platinum meters using platinum emitters and one vanadium meter using vanadium emitters to solve the signal delay of the rhodium meter. In order to increase the signal length of the platinum meter, the PASSEL meter was invented.

즉, 로듐에 비하여 낮은 중성자 흡수 단면적을 가지는 백금(24barns)과 바나듐(5barns)을 사용하여, 중성자 반응에 의한 계측기 에미터 물질의 연소를 줄여 수명을 연장한 것이다. In other words, platinum (24 barns) and vanadium (5 barns), which have a lower neutron absorption cross-sectional area than rhodium, are used to reduce the combustion of the meter emitter material by neutron reaction, thereby extending the life.

이때, 길이가 가장 긴 백금과 바나듐 계측기의 길이는 약 345cm이며, 가장 짧은 백금 계측기의 길이는 약 90cm이다. At this time, the length of the longest platinum and vanadium meter is about 345cm, the length of the shortest platinum meter is about 90cm.

그러나, 상기의 백금과 바나듐의 낮은 중성자 흡수단면적으로 인하여 중성자 계측기의 신호 길이가 작은 문제점을 발견한 바, 또한 미국 웨스팅하우스사는 도 6에 도시된 바와 같이, 바나듐 계측기의 낮은 출력신호 문제점을 해결하기 위하여 동일 채널에 장입되는 5개의 바나듐 계측기의 길이를 노심 전장부터 단계적으로 축소되도록 설계하며, 인접하여 중첩된 계측기 신호를 단계적으로 차감하여 길이방향 출력분포를 구하는 오파셀(OPARSSEL) 계측기를 발명하였다.However, due to the low neutron absorption cross-sectional area of platinum and vanadium, the signal length of the neutron meter was found to be small. In addition, as shown in FIG. 6, Westinghouse Corp. solves the problem of low output signal of the vanadium meter. In order to reduce the length of five vanadium measuring instruments inserted into the same channel from the core electric field, the invention invented an OPARSSEL measuring instrument to obtain longitudinal output distribution by subtracting adjacent superimposed measuring instrument signals.

상기의 미국 웨스팅하우스사가 개시한 PARSSEL과 OPARSSEL 계측기에서, 그 중첩되는 구조는 4~5개의 바나듐 혹은 백금 계측기 중, 하나의 계측기 고장이 발생하게 될 경우, 동일 채널의 길이방향에 위치한 다른 계측기의 신호를 사용할 수 없게 되는 문제점이 있다.In the above-described PARSSEL and OPARSSEL measuring instrument disclosed by Westinghouse Co., Ltd., the overlapping structure is a signal of another measuring instrument located in the longitudinal direction of the same channel when one measuring instrument failure occurs among 4-5 vanadium or platinum measuring instruments. There is a problem that can not be used.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 1개의 계측기에서 고장이 발생하더라도 정확한 출력분포를 재구성할 수 있도록 원자로의 고정형 계측기의 중첩구조를 개선하되, 그 원통형 원자로 내에 설치하는 계측기집합체 내 다수개의 계측기 길이방향의 중첩위치를 적절히 결정하고, 고장에 대응 가능한 전류값 측정 로직으로 구성된 원자로의 고정형 계측기를 제공하고자 한다. Accordingly, the present invention has been invented to solve the above problems, while improving the overlapping structure of the stationary measuring instrument of the reactor so that the accurate output distribution can be reconstructed even if a failure occurs in one instrument, but installed in the cylindrical reactor It is to provide a fixed measuring instrument of a nuclear reactor composed of current value measuring logic to properly determine the overlapping position of the plurality of measuring instruments in the instrument assembly in the longitudinal direction.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 원자로의 고정형 계측기에 있어서,In order to achieve the above object, the present invention provides a fixed measuring instrument of a nuclear reactor,

150인치의 길이로 이루어진 단일개의 전장 계측기(10)와, 4개의 60인치의 길이를 갖는 부분장 계측기(20)와, 1개의 90인치의 길이를 갖는 부분장 계측기(20,30)를 포함하되, 상기 60인치의 부분장 계측기(20)는 상측을 기준으로 30인치씩 중첩되게 하방으로 설치되고, 그 측부에 90인치의 부분장 계측기(30)가 상측을 기준으로 30인치 이격된 위치에 설치되며, 상기 90인치의 부분장 계측기(30)와 대응되는 위치에 설치되는 동시에 상기 60인치의 부분장 계측기(20)의 측부에 1개의 전장 계측기(10)가 설치되어 서로 중첩구조를 이루는 것을 특징으로 한다.A single full-length instrument 10 having a length of 150 inches, four sub-length instruments 20 having a length of 60 inches, and a sub-length instrument 20, 30 having a length of 90 inches, The 60-inch partial instrument 20 is installed downward to overlap each other by 30 inches, and the 90-inch partial instrument 20 is installed at a position spaced 30 inches apart from the upper side. It is installed at a position corresponding to the 90-inch partial instrument 30 and at the same time one full-length instrument 10 is installed on the side of the 60-inch partial instrument 20 is characterized in that the overlapping structure It is done.

바람직한 실시예로서, 상기 계측기들(10, 20, 30)은 그 설치 위치와 길이에 따라 길이방향으로 일정 간격으로 설치된 5개의 길이방향 출력(p1, p2, p3, p4, p5)(40)을 측정하도록 구성된 것이 바람직하다.In a preferred embodiment, the meters 10, 20, 30 have five longitudinal outputs p1, p2, p3, p4, p5 (40) installed at regular intervals in the longitudinal direction depending on their installation position and length. It is preferred to be configured to measure.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 원자로의 고정형 계측기에 의하면, 원자로의 고정형 계측기에 대한 출력신호의 신호대 잡음비를 증가시키고, 계측기의 고장 유무를 자가 진단하는 기능을 가지며, 단일 계측기 고장시 동일 채널의 중첩 계측기 신호를 이용하여 고장난 계측기가 위치한 영역의 출력분포를 생성하여 노심 보호/감시 계통의 신뢰성과 정확성을 향상시키는 효과가 있다. As described above, according to the stationary measuring instrument of the present invention, it has the function of increasing the signal-to-noise ratio of the output signal to the stationary measuring instrument of the nuclear reactor, and having the function of self-diagnosing the failure of the measuring instrument, the same channel in the event of a single instrument failure By using the superimposed instrument signal of, output distribution of the area where the faulty instrument is located has the effect of improving the reliability and accuracy of the core protection / monitoring system.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 원자로의 고정형 계측기를 나타내는 구성도이다. 1 is a block diagram showing a stationary measuring instrument of a nuclear reactor according to the present invention.

본 발명에 따른 기술적 구성은, 원통형 원자로 내에 설치하는 계측기집합체 내에 위치한 다수의 계측기 길이방향의 중첩위치를 적절히 결정하고, 고장에 대응 가능한 전류값 측정 로직으로 구성하는데 그 주안점이 있다.The technical constitution of the present invention is to determine the overlapping position in the longitudinal direction of a plurality of measuring instruments located in a measuring instrument assembly installed in a cylindrical reactor, and to configure the current value measuring logic which can cope with a failure.

본 발명은 계측기의 신호 크기를 증가시킬 목적으로 계측기의 길이를 기존 로듐 계측기 보다 최소 2배~최대 5배로 구성된다. In the present invention, the length of the instrument is configured to be at least 2 times to 5 times larger than that of a conventional rhodium instrument for the purpose of increasing the signal size of the instrument.

즉, 상기 계측기의 길이가 최소 2배 미만이면 계측기의 신호 크기를 증가시킬 수 없으며, 상기 계측기의 길이가 최대 5배를 초과하게 되면 계측기집합체의 용량이 한정되어 있어 바람직하지 않게 된다. In other words, if the length of the measuring instrument is less than 2 times, the signal size of the measuring instrument cannot be increased, and if the length of the measuring instrument exceeds the maximum 5 times, the capacity of the measuring instrument assembly is limited, which is not preferable.

본 발명은 계측기의 자가 고장진단을 위한 로직을 구현하는 동시에, 동일 채널 내의 단일 계측기 고장 발생시에도 출력분포 측정이 가능하도록 다중 중첩구조를 갖도록 구성된다. The present invention implements the logic for the self-diagnosis of the instrument, and is configured to have multiple overlapping structures so that the output distribution can be measured even when a single instrument fails in the same channel.

첨부한 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에서, 원자로 노심 내 계측기의 길이방향 중첩위치의 구성은, 전장 계측기(10)와, 다수의 부분장 계측기(20, 30)와, 5개로 이루어진 길이방향 출력(p1, p2, p3, p4, p5)으로 구성된다.As shown in FIG. 1, in the preferred embodiment according to the present invention, the configuration of the longitudinally overlapping position of the instrument in the nuclear reactor core includes a full length instrument 10 and a plurality of partial length instruments 20 and 30. It consists of five longitudinal outputs (p1, p2, p3, p4, p5).

이때, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에서의 전장 계측기(10)는 150인치의 길이를 갖는 단일개로 이루어지고, 부분장 계측기(20,30)는 4개의 60인치의 길이로 이루어진 부분장 계측기(20)와, 1개의 90인치로 이루어진 부분장 계측기(30)로 구성된다.At this time, the full-length measuring instrument 10 in a preferred embodiment according to the present invention is made of a single piece having a length of 150 inches, the partial length measuring instruments (20, 30) is a partial length measuring instrument (20) consisting of four 60 inches of length ), And a partial meter measuring device 30 consisting of one 90-inch.

즉, 단일개의 계측기집합체 내에 4개의 60인치의 부분장 계측기(20)는 상측을 기준으로 30인치씩 중첩되게 하방으로 설치되고, 그 측부에 1개의 90인치의 부분장 계측기(30)는 상측을 기준으로 30인치 이격된 위치에 설치되며, 상기 90인치의 부분장 계측기(30)와 대응되는 위치에 설치되는 동시에 상기 60인치의 부분장 계측기(20)의 측부에 1개의 전장 계측기(10)가 설치된다. That is, four 60-inch sub-meters 20 in a single measuring instrument assembly are installed downwards so as to overlap each other by 30 inches with respect to the upper side, and one 90-inch sub-meter measuring unit 30 at the side thereof has an upper side. It is installed at a position spaced 30 inches apart from the reference, and installed at a position corresponding to the 90-inch partial meter 30 and at the same time one full-length instrument 10 on the side of the 60-inch partial meter 20 Is installed.

상기 계측기집합체 내에 위치한 상기한 각각의 계측기들(10, 20, 30)은 그 설치 위치와 길이에 따라 상측에서 하방으로, 즉 길이방향으로 일정 간격으로 설치된 5개의 길이방향 출력(40)을 측정하게 된다. Each of the measuring instruments 10, 20, and 30 located in the measuring instrument assembly measures five longitudinal outputs 40 installed at an interval from the upper side downward, that is, at a predetermined interval in the longitudinal direction, depending on the installation position and length thereof. do.

이하, 수식 상의 a,b,c,d,e,f는 각각의 계측기들(10, 20, 30)의 전류값 측정치를 의미하며, p1, p2, p3, p4, p5는 상기 전류값 측정치(a, b, c, d, e)를 이용하여 계산된 길이방향 출력(40)을 의미한다. Hereinafter, a, b, c, d, e, and f in the formula refer to current value measurements of the respective instruments 10, 20, and 30, and p1, p2, p3, p4, and p5 denote the current value measurements ( Mean longitudinal output 40 calculated using a, b, c, d, e).

수학식 1은 각 계측기에 대한 엘리먼트의 전류값 측정치(a, b, c, d, e)와 출력(p1, p2, p3, p4, p5)의 관계식이다.Equation 1 is a relationship between the current value measurement (a, b, c, d, e) of the element for each meter and the output (p1, p2, p3, p4, p5).

a = p1 + p2 + p3 + p4 + p5a = p1 + p2 + p3 + p4 + p5

b = p1 + p2b = p1 + p2

c = p2 + p3c = p2 + p3

d = p3 + p4d = p3 + p4

e = p4 + p5e = p4 + p5

f = p2 + p3 + p4f = p2 + p3 + p4

상기 계측기집합체 내의 길이방향 출력(p1, p2, p3, p4, p5)은 전장 계측기(10)와 각 부분장 계측기(20,30)의 전류값 측정치(a, b, c, d, e)의 사칙연산으로 구하여진다. The longitudinal outputs p1, p2, p3, p4, and p5 in the measuring instrument assembly are used to measure the current value measurement values a, b, c, d, and e of the full-length measuring instrument 10 and each of the partial-length measuring instruments 20 and 30. It is obtained by arithmetic operation.

수학식 2는 정상 측정 상태(즉, a가 건전하며 f는 출력 측정에 사용하지 않는다.)로서, 이 경우 f를 사용하지 않고 p1~p5의 출력 분포 계산이 가능하다.Equation 2 is a normal measurement state (that is, a is healthy and f is not used for output measurement). In this case, the output distribution of p1 to p5 can be calculated without using f.

p1 = a - c - ep1 = a-c-e

p2 = f - dp2 = f-d

p3 = a - b - ep3 = a-b-e

p4 = f - cp4 = f-c

p5 = a - b - dp5 = a-b-d

상기 계측기집합체 내의 적어도 1개의 계측기가 고장 상태인 상태(수학식 3a~수학식 3d)에 대하여 고장 상태인 계측기를 사용하지 않고도 계측기집합체 내의 길이방향 출력(p1, p2, p3, p4, p5)의 분포를 계산할 수 있다.At least one measuring instrument in the measuring assembly is in a faulty state (Equations 3a to 3d) without using the measuring instrument in the failing state of the longitudinal outputs p1, p2, p3, p4, and p5 in the measuring assembly. The distribution can be calculated.

계측기 b가 고장인 경우If instrument b fails

p1 = a - c - e     p1 = a-c-e

p2 = f - d     p2 = f-d

p3 = d - f + c     p3 = d-f + c

p4 = f - c     p4 = f-c

p5 = c + e - f     p5 = c + e-f

계측기 c가 고장인 경우If instrument c fails

p1 = b + d - f     p1 = b + d-f

p2 = f - d     p2 = f-d

p3 = a - b - e     p3 = a-b-e

p4 = e - a + b + d     p4 = e-a + b + d

p5 = a - b - d     p5 = a-b-d

계측기 d가 고장인 경우If instrument d fails

p1 = a - c - e     p1 = a-c-e

p2 = c - a + b + e     p2 = c-a + b + e

p3 = a - b - e     p3 = a-b-e

p4 = f - c     p4 = f-c

p5 = c + e - f     p5 = c + e-f

계측기 e가 고장인 경우If meter e fails

p1 = b + d - f     p1 = b + d-f

p2 = f - d     p2 = f-d

p3 = d + c - f     p3 = d + c-f

p4 = f - c     p4 = f-c

p5 = a - b - d     p5 = a-b-d

상기 계측기집합체 내에는 60인치의 부분장 계측기(i=b,c,d,e)(20)중 단일 계측기 i의 고장 여부를 판정할 수 있다. Within the instrument assembly, it is possible to determine whether the single instrument i is out of the 60-inch partial instrument (i = b, c, d, e) 20.

즉, 계측기 i의 고장을 가정한 상기 수학식 3a, 수학식 3b, 수학식 3c, 수학식 3d의 계산 결과로 구한 (p1+p2+p3+p4+p5)값 중, 전장 계측기 a(10)의 전류값과 같은 경우가 있다면 계측기 i를 사용하지 않은 경우이므로 해당 계측기가 고장이라 판정할 수 있다. That is, among the (p1 + p2 + p3 + p4 + p5) values obtained from the calculation results of the above equations 3a, 3b, 3c, and 3d, which assumes a failure of the measuring instrument i, the full-length instrument a (10) If there is a case with the current value of, since the instrument i is not used, it can be determined that the instrument is faulty.

또한, 수학식 3a, 수학식 3b, 수학식 3c, 수학식 3d의 계산결과로 구한 (p1+p2+p3+p4+p5)값 중, 전장 계측기 a(10)의 전류값과 같은 경우가 없다면 1개 이상의 계측기가 고장인 경우이므로 전체 계측기집합체를 고장으로 판정할 수 있다. Further, if (p1 + p2 + p3 + p4 + p5) values obtained from the calculation results of the equations (3a), (3b), (3c) and (3d) are not equal to the current value of the electric field measuring instrument a (10), Since one or more instruments are faulty, the entire instrument assembly can be determined as faulty.

다시 말해서, 계측기 d가 고장인 경우인 수학식 3c를 제외한 수학식 3a, 수학식 3b, 수학식 3d는 전장 계측기 a(10)와 동일하지 않아 계측기가 고장인 것으로 판정하고, 수학식 3c만이 상기 전장 계측기 a(10)과 동일하게 되는 것을 의미하게 된다.In other words, Equations 3a, 3b, and 3d are not the same as the full-length instrument a (10) except for Equation 3c where the instrument d is faulty, and it is determined that the instrument is faulty. It is meant to be the same as the electric field measuring instrument a (10).

이는 계측기 d를 사용하지 않은 경우이므로 해당 계측기인 d가 고장이라는 것을 의미하게 되는 것이다. This means that if the instrument d is not used, the instrument d is a fault.

따라서, 본 발명은 원자로 내의 전장 계측기(10)와 서로 다른 길이를 가지는 동시에, 서로 다른 위치에 설치된 부분장 계측기(20,30)를 일정하게 중첩되도록 구현하되, 그 위치 및 길이를 상대적으로 도출할 수 있도록 구성하여 단일 계측기 고장시 동일 채널의 중첩 계측기 신호를 이용하여 고장난 계측기가 위치한 영역의 출력분포를 생성함으로써, 원자로의 고정형 계측기 출력신호의 신호대 잡음비를 증가시키고, 계측기의 고장 유무를 자가 진단 가능하며, 노심 보호/감시 계통의 신뢰성과 정확성을 향상시킬 수 있는 새로운 원자로의 고정형 계측기이다. Therefore, while the present invention has a length different from the electric field measuring instrument 10 in the nuclear reactor, while implementing the partial length measuring instruments 20 and 30 installed in different positions to be constantly overlap, the position and length can be relatively derived It can be configured to generate the output distribution of the area where the faulty instrument is located by using the overlapped instrument signal of the same channel in case of a single instrument failure, thereby increasing the signal-to-noise ratio of the output signal of the fixed instrument of the reactor, and self-diagnosing the fault of the instrument. It is a new reactor stationary instrument that can improve the reliability and accuracy of the core protection / monitoring system.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation in the scope of the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various modifications may be made and equivalents may be resorted to without departing from the scope of the appended claims.

도 1은 본 발명에 따른 원자로의 고정형 계측기를 나타내는 구성도,1 is a block diagram showing a stationary measuring instrument of the reactor according to the present invention,

도 2는 종래의 원자로의 고정형 계측 시스템을 나타내는 구성도,2 is a configuration diagram showing a fixed measurement system of a conventional nuclear reactor;

도 3은 종래의 원자로의 고정형 계측기에 대한 반경방향 위치를 나타내는 도면,3 shows a radial position of a stationary instrument of a conventional reactor,

도 4는 종래의 원자로의 고정형 계측기에 대한 길이방향 위치를 나타내는 도면,4 is a view showing a longitudinal position of a conventional stationary instrument,

도 5는 종래의 PARSSEL 계측기를 나타내는 도면,5 is a view showing a conventional PARSSEL measuring instrument,

도 6은 종래의 OPARSSEL 계측기를 나타내는 도면이다. 6 is a view showing a conventional OPARSSEL measuring instrument.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

10 : 전장 계측기(150인치) 20 : 부분장 계측기(60인치) 10: full length measuring instrument (150 inches) 20: partial length measuring instrument (60 inches)

30 : 부분장 계측기(90인치) 40 : 출력30: partial instrument (90 inches) 40: output

Claims (4)

원자로의 고정형 계측기에 있어서,In the stationary instrument of the reactor, 150인치의 길이로 이루어진 단일개의 전장 계측기(10)와, 4개의 60인치의 길이를 갖는 부분장 계측기(20)와, 1개의 90인치의 길이를 갖는 부분장 계측기(30)를 포함하되, A single full length instrument 10 having a length of 150 inches, four partial length meters 20 having a length of 60 inches, and a partial length meter 30 having a length of one 90 inch, 상기 60인치의 부분장 계측기(20)는 상측을 기준으로 30인치씩 중첩되게 하방으로 설치되고, 그 측부에 90인치의 부분장 계측기(30)가 상측을 기준으로 30인치 이격된 위치에 설치되며, 상기 90인치의 부분장 계측기(30)와 대응되는 위치에 설치되는 동시에 상기 60인치의 부분장 계측기(20)의 측부에 1개의 전장 계측기(10)가 설치되어 서로 중첩구조를 이루는 것을 특징으로 하는 원자로의 고정형 계측기.The 60-inch partial instrument 20 is installed downwards so as to overlap by 30 inches on the upper side, and the 90-inch partial instrument 30 is installed at a position spaced 30 inches apart from the upper side. The length measuring instrument 10 is installed at a position corresponding to the 90-inch partial instrument 30 and at the same time, one full-length instrument 10 is installed on the side of the 60-inch partial instrument 20 to form an overlapping structure. Stationary instrumentation. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 계측기들(10, 20, 30)은 다음의 수식을 만족하도록 설치 위치와 길이에 따라 길이방향으로 일정 간격으로 설치되며, 상기 계측기들(10, 20, 30)로부터 측정된 전류값 측정치(a, b, c, d, e)와 5개의 길이방향 출력(p1, p2, p3, p4, p5)은 아래의 수학식 2로 결정됨을 특징으로 하는 원자로의 고정형 계측기.The measuring instruments 10, 20, and 30 are installed at regular intervals in the longitudinal direction according to the installation position and length so as to satisfy the following equation, and the measured current values measured from the measuring instruments 10, 20, and 30 (a). , b, c, d, e) and the five longitudinal outputs (p1, p2, p3, p4, p5) is determined by the following equation (2). 수학식 2Equation 2 p1 = a - c - ep1 = a-c-e p2 = f - dp2 = f-d p3 = a - b - ep3 = a-b-e p4 = f - cp4 = f-c p5 = a - b - dp5 = a-b-d 여기서, a,b,c,d,e,f는 계측기 엘리먼트의 전류값 측정치이고, p1, p2, p3, p4, p5는 상기 전류값 측정치에서 도출된 출력Where a, b, c, d, e, f are current value measurements of the meter element, and p1, p2, p3, p4, p5 are outputs derived from the current value measurements 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 계측기들(10, 20, 30)은 그 에미터가 로듐, 바나듐, 백금 중, 선택된 어느 하나의 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 원자로의 고정형 계측기.The meter (10, 20, 30) is a stationary meter of the reactor, characterized in that the emitter is made of any one material selected from rhodium, vanadium, platinum. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 계측기들(10, 20, 30)의 엘리먼트의 전류값 측정치(a, b, c, d, e)와 출력(p1, p2, p3, p4, p5)은 아래의 수학식 1로 결정됨을 특징으로 하는 원자로의 고정형 계측기.Current value measurement (a, b, c, d, e) and the output (p1, p2, p3, p4, p5) of the elements of the instruments (10, 20, 30) is determined by the following equation Fixed instrument of nuclear reactor. 수학식 1Equation 1 a = p1 + p2 + p3 + p4 + p5a = p1 + p2 + p3 + p4 + p5 b = p1 + p2b = p1 + p2 c = p2 + p3c = p2 + p3 d = p3 + p4d = p3 + p4 e = p4 + p5e = p4 + p5 f = p2 + p3 + p4f = p2 + p3 + p4 여기서, a,b,c,d,e,f는 계측기 엘리먼트의 전류값 측정치이고, p1, p2, p3, p4, p5는 상기 전류값 측정치에서 도출된 출력Where a, b, c, d, e, f are current value measurements of the meter element, and p1, p2, p3, p4, p5 are outputs derived from the current value measurements
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