KR101013166B1 - On-line monitoring of sub-critical multiplication calculation in nuclear reactor - Google Patents

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Abstract

본 발명은 원자력발전소에서의 원자로의 미임계상태를 감시하기 위한 노외계측기 중성자 펄스신호 측정과 역계수율비 계산에 관한 것으로, 특히 원자력발전소에서의 연료장전 중에 주제어실에서 수동으로 측정되는 중성자 계수율과 역계수율비를 자동으로 측정하고, 연료장전 계속여부를 실시간으로 판단하는 장비에 관한 것이다. 본 발명은 주제어실에서 수행한 역계수율비 계산결과와 다음 연료의 장전 여부를 직접 통신(직통라인)을 통하여 격납건물의 연료장전 담당자에게 알려주던 기존 방법과 달리, 주제어실에서 측정된 역계수율비를 통신을 이용하여 격납건물에 설치된 전광판에 디스플레이하여 연속적으로 전체 연료장전 종사자에게 전달하고, 이를 근거로 현장에서 직접적으로 다음 연료의 장전 여부를 결정할 수 있도록 함으로써, 연료장전 시간을 단축하여 발전소 이용률을 높일 수 있다.The present invention relates to the measurement of neutron pulse signals and calculation of the reverse count ratio of an out-of-measuring instrument for monitoring the subcritical state of a nuclear reactor in nuclear power plants. In particular, the neutron count rate and the inverse measured manually in the main control room during fuel loading in a nuclear power plant. The present invention relates to a device for automatically measuring the counting ratio ratio and determining in real time whether fuel loading is continued. The present invention, unlike the conventional method of informing the fuel loading personnel of the containment building through direct communication (direct line) of the result of calculating the reverse coefficient ratio performed in the main control room and the next fuel loading, the reverse coefficient ratio measured in the main control room Is displayed on the electronic signboard installed in the containment building using communication and continuously delivered to the entire fuel loading workers, and based on this, it is possible to directly determine whether to load the next fuel on site, thereby reducing the fuel loading time and improving the utilization rate of the power plant. It can increase.

노외 계측기, 중성자 계수율, 역계수율비, 중성자 증배인자Out-of-measure instrument, neutron counting ratio, inverse counting ratio, neutron multiplication factor

Description

실시간 원자로 미임계 증배 감시방법{On-line monitoring of sub-critical multiplication calculation in nuclear reactor}On-line monitoring of sub-critical multiplication calculation in nuclear reactor}

본 발명은 원자력 발전 분야에서의 원자로의 미임계상태 감시에 관한 것으로서, 특히 가압경수형 원전의 연료 장전 중에 원자로가 예기치 못하게 임계상태에 접근하는 것을 방지하도록 기동(선원)영역 노외계측기가 측정한 중성자 계수율과 역계수율을 이용하여 미임계 증배를 감시하는 실시간 원자로 미임계 증배 감시방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to supercritical monitoring of nuclear reactors in the field of nuclear power generation. In particular, neutrons measured by an out-of-source area off-site instrument to prevent the reactor from approaching a critical state unexpectedly during fuel loading of a PWR reactor. Real-time reactor subcritical multiplication monitoring method for monitoring subcritical multiplication using count and reverse count rates.

모든 가압경수형 원자력 발전소는 경제적인 전력발전을 위하여 18개월을 주기로 전체 노심내 연료집합체의 1/3을 새로운 연료집합체로 교체한다. 이를 원자로의 연료장전이라 하며, 연료의 장전위치는 핵설계사가 노심설계 및 안전해석을 통하여 결정한다. 연료집합체는 사전에 수립되어 승인된 순서에 따라, 삽입된 구성품과 함께 한다발씩 원자로 내에 장전된다. 이 순서는 노심의 기계적 손상 가능성을 가장 낮게 하고, 신뢰성 있는 노심 감시를 제공하도록 결정된다.Every pressurized and light nuclear power plant replaces one-third of the fuel assembly in the core with a new fuel assembly every 18 months for economic power generation. This is called the fuel loading of the reactor, and the fuel loading position is determined by the nuclear designer through core design and safety analysis. The fuel assemblies are loaded into the reactor one by one with the inserted components in the order established and approved. This sequence is determined to provide the lowest possible core damage to the core and to provide reliable core monitoring.

도 1은 연료장전 중의 직접 통신 연결상태를 나타낸 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 격납건물(주통제실) 및 연료건물(부통제실)에는 핵연료물질 취급 감독자 면허소지자 및 핵연료물질 취급 교육을 받은 자를 배치하고 노심변경 전담 원자로조종감독자의 지시 및 감독 하에 연료장전 업무를 수행하도록 한다. 연료이동 기간 중에는 주제어실과 원자로건물, 연료건물 내의 정비원 사이에 항상 직접 연락이 가능하도록 도 1과 같이 주제어실, 연료이송설비(원자로 건물, 연료건물), 사용후 연료 취급기중기, 재장전기중기, 감독자에게 전화기 또는 헤드폰과 같은 통신설비를 설치하고, 연료집합체 이동순서도를 설치한다.1 is a view showing a direct communication connection state during fuel loading. As shown in FIG. 1, the containment building (main control room) and fuel building (sub-control room) are arranged with a license holder for nuclear material handling supervisors and a person who has been trained on handling fuel materials, and under the direction and supervision of a nuclear reactor control supervisor in charge of core change. Perform loading tasks. During the fuel transfer period, the main control room, fuel transfer equipment (reactor building, fuel building), used fuel handling crane, reloader crane, supervisor, etc. are provided so that direct contact is always possible between the main control room, the reactor building, and the maintenance personnel in the fuel building. Install communication equipment, such as telephones or headphones, and install the fuel assembly flow chart.

주제어실에서는 연료 장전 중에 발생할 수 있는 임계상태 접근을 방지하기 위하여, 모든 발전소는 연료 장전 전에 2개의 노외계측기(excore detector) 선원영역 채널로부터 중성자 계수율 및 역계수율을 측정할 수 있어야 한다. 원전연료 장전 작업 중의 원전연료 취급설비 및 공구 고장 시에는, 고장 내용(전기, 기계, 계측분야 등)에 따라 해당 정비부서의 감독 및 지시 하에 신속히 복구할 수 있도록 조치한다. 연료장전 중의 안전성 확보를 위하여 별도의 규제지침을 마련하고 있다. 또한, 원전연료 인출 및 장전 작업의 세부절차와 작업지침을 수립하여 안전하고 체계적인 재장전 작업이 수행되도록 하고 있다. In the main control room, all power plants should be able to measure neutron counting and reverse counting rates from two excore detector source channel channels prior to fuel loading to prevent critical access that may occur during fuel loading. In the case of nuclear fuel handling equipment and tool failures during nuclear fuel loading operations, measures should be taken to ensure rapid recovery under the supervision and direction of the relevant maintenance department, depending on the nature of the failure (electrical, mechanical, measurement, etc.). Additional regulatory guidelines are in place to ensure safety during fuel loading. In addition, detailed procedures and work instructions for nuclear fuel withdrawal and reloading are established to ensure safe and systematic reloading.

현재는, 연료 한다발이 노심에 장전되어 정반응도가 삽입될 때마다 노심이 임계상태에 도달하는 것을 사전에 방지하기 위하여 크게 2가지 방법을 사용하여 미임계 증배 감시를 수행하고 있다.At present, subcritical multiplication monitoring is carried out using two methods to prevent the core from reaching a critical state each time a bundle of fuel is loaded into the core and a positive reactivity is inserted.

1) 단기적 임계상태 접근 감시 1) Short-term critical state access monitoring

장전 기중기가 연료 집합체를 노심 바닥에 내려놓았을 때 계수를 실시한다. 연료의 안전한 장전에 대한 기준은, 만일 다음과 같은 일이 일어날 경우 즉시 핵연료장전 작업의 중지를 요구하는 것이다.When the loader lifts the fuel assembly down to the core floor, it counts. The criterion for safe loading of fuel is to require the refueling of fuel to be stopped immediately if:

가) 이전의 연료장전 후에 측정한 중성자 계수율과 비교하여, 현 단계의 연료장전으로 인한 중성자 계수율이 2개의 임시 핵계측기 채널에서 예기치 않게 두 배로 증가하거나,A) the neutron count rate due to this stage of fuel loading unexpectedly doubles in the two interim nuclear instrument channels compared to the neutron count rate measured after the previous fuel charge,

나) 이전의 연료장전 후에 측정한 중성자 계수율과 비교하여, 현 단계의 연료장전으로 인한 중성자 계수율이 어느 한 핵계측기 채널에서 다섯 배 이상으로 증가할 때.B) the neutron count rate due to the current fuel load increases more than five times in any nuclear instrument channel compared to the neutron count rate measured after the previous fuel load.

핵연료집합체는 안정적인 계수율이 얻어질 때까지 재장전기중기로부터 분리하지 않는다. The fuel assembly is not separated from the reloader until a stable counting rate is obtained.

2) 장기적 임계상태 접근 감시2) Long-term critical state access monitoring

가) 최초로 연료가 노심에 장전되었을 때 초기 기준계수율(Co)을 100초 간격으로 6회 측정하여 기준계수율(Co)로 설정한다.A) When the fuel is initially loaded in the core, the initial reference coefficient (Co) is measured six times at 100-second intervals and set as the reference coefficient (Co).

나) 연료 장전을 위하여 장전 기중기가 연료 집합체를 노심 바닥에 내려놓았을 때마다 중성자 계수율(Ci)을 100초 간격으로 3회 측정하여 역계수율비(1/M = Co/Ci)를 계산하고, "역계수율비 그래프"에 표기한다.B) Each time the loading crane lowers the fuel assembly to the core floor for fuel loading, the neutron counting ratio (Ci) is measured three times at 100 second intervals to calculate the reverse counting ratio (1 / M = Co / Ci). It is written in "reverse ratio ratio graph."

다) 다음 연료를 삽입했음에도, 1/M 계산 결과가 임계상태에 접근하고 있지 않은 경우에는, 원자로조종감독자의 승인에 따라 다음 연료를 이동시킨다.C) If the 1 / M calculation result is not approaching the critical state even after the next fuel is inserted, the next fuel is moved with the approval of the reactor pilot.

라) 만약 1/M 계산 결과가 예상된 추이대로 나타나지 않거나, 또는 다음 연료를 장전하였을 때 미임계상태가 확인되지 않은 경우에는, 연료장전을 즉시 중단하고, 문제점에 대한 원인규명 및 해결을 행한 후에 장전을 재개한다.D) If the 1 / M calculation result does not appear as expected, or if the subcritical condition is not confirmed when the next fuel is loaded, stop the fuel loading immediately, determine the cause and solve the problem. Resume loading.

원자로로부터 누설되는 중성자에 비하여 노외계측기에 의해 계측되는 중성자의 수가 절대적으로 작은 경우는, 중성자 계수율이 극심한 확률적 섭동을 보이게 된다. 따라서, 원자로의 미임계상태 특성을 파악하기 위해서는, 100초간 3회씩 두 채널의 중성자 계수율을 측정하고, 이를 산술 평균한다. 따라서, 매회 측정을 위하여, 수동으로 카운터/타이머의 시작과 종료 버튼을 선택하여 측정값을 기록하는 업무를, 전체 연료장전 공정 동안 177 x 3회 반복하여야 한다.When the number of neutrons measured by an out-of-measuring instrument is absolutely small compared to the neutrons leaking from the reactor, the neutron count rate shows extreme probabilistic perturbation. Therefore, in order to understand the subcritical state characteristics of the reactor, the neutron counts of the two channels are measured three times in 100 seconds, and the arithmetic average thereof is measured. Therefore, for each measurement, the task of manually recording the measured values by selecting the start / stop button of the counter / timer must be repeated 177 x 3 times during the entire fuel loading process.

또한, 현행 미임계 증배감시는 주제어실에서 수행되고 있고, 단지 1/M계산 결과에 따라 다음 연료장전 여부만을 알려주고 있는바, 연료인출 및 장전 기간동안 노심변경에 대한 감독책임을 지고 있는 노심변경 전담 원자로조종감독자나 연료 인출 및 장전 작업을 수행하는 주통제실 요원은 미임계 증배의 변화를 직관적으로 인지할 수 없게 된다.In addition, the current subcritical multiplication monitoring is carried out in the main control room, and only the next fuel loading is informed according to the 1 / M calculation result, and the core change dedicated to supervising the core change during the fuel withdrawal and loading period Nuclear reactor supervisors or principal control room personnel performing fuel withdrawal and loading operations will not be intuitively aware of changes in subcritical multiplication.

본 발명은, 원전 연료장전 중에 주제어실에서 노외계측기 중성자 펄스신호를 계측하고 역계수율비와 중성자 증배인자를 계산하는 과정을 자동화하여, (1) 실시간으로 원자로의 미임계상태를 감시함으로써 원자력발전소의 안전성을 보장하고, (2) 연료의 계속 장전조건의 충족여부를 즉각 판단하도록 함으로써 연료장전 시간을 단축하여 발전소 이용률을 높이며, (3) 주제어실에서 측정한 역계수율비와 중성자 증배인자를 이를테면 ADSL 통신을 이용하여 원자력발전소 격납건물 전광판에 디스플레이함으로써 원자로가 예기치 못하게 임계상태에 접근하는 것을 연료장전 종사자가 신속하게 방지할 수 있도록 하는 원자로의 실시간 미임계 증배 감시방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention automates the process of measuring the out-of-measuring instrument neutron pulse signal in the main control room during nuclear fuel loading and calculating the reverse coefficient ratio and neutron multiplication factor, and (1) monitoring the subcritical state of the reactor in real time. To ensure safety, (2) to immediately determine whether the fuel has continued to be loaded, to shorten the fuel loading time, thereby increasing the utilization of the power plant, and (3) the reverse coefficient ratio measured in the main control room and the neutron multiplication factor such as ADSL It aims to provide a method for real-time subcritical multiplication monitoring of nuclear reactors by using communication to display on nuclear power station containment boards so that fuel loading workers can quickly prevent the reactor from approaching critical states.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 원자로의 실시간 미임계 증배 감시방법은, 원자로 근처에 배치된 노외계측기와, 컨트롤러를 이용하여 원자로의 미임계 증배를 실시간으로 감시하는 방법에 있어서, 상기 컨트롤러에 의해, 상기 원자로에 하나의 연료가 장전되기 전의 상기 노외계측기로부터의 중성자 펄스신호를 디지털화하여 연료 장전 전의 중성자 계수값을 얻는 단계; 상기 컨트롤러에 의해, 상기 연료 장전 전의 중성자 계수값에 대해, 수백초의 필터링 윈도우를 사용한 가중 이동평균에 의해 연료 장전 전의 중성자 계수율을 도출하고, 도출한 연료 장전 전의 중성자 계수율에 정수배를 곱하여 제한값을 설정하는 단계; 상기 컨트롤러에 의해, 상기 원자로에 하나의 연료가 장전된 후의 상기 노외계측기로부터의 중성자 펄스신호를 디지털화하여 연료 장전 후의 중성자 계수값을 얻는 단계: 상기 컨트롤러에 의해, 상기 연료 장전 후의 중성자 계수값에 대해, 수십초의 필터링 윈도우를 사용한 가중 이동평균에 의해 연료 장전 후의 중성자 계수율을 도출하는 단계; 및 상기 컨트롤러에 의해, 상기 연료 장전 후의 중성자 계수율이 상기 제한값 이하인지 여부를 판정하는 단계를 포함한다.A real-time subcritical multiplication monitoring method for a nuclear reactor for achieving the object of the present invention, in the real-time monitoring of the subcritical multiplication of the reactor using an off-road instrument disposed near the reactor and a controller, by the controller, Digitizing a neutron pulse signal from the out-of-furnace instrument before one fuel is loaded into the reactor to obtain neutron count values before fuel loading; The controller calculates the neutron count rate before fuel loading by using a weighted moving average using a filtering window of several hundred seconds, and multiplies the derived neutron count rate before fuel loading by an integer multiple to set the limit value. step; Digitizing a neutron pulse signal from the out-of-laboratory instrument after one fuel is loaded into the reactor by the controller to obtain a neutron coefficient value after fuel loading by the controller, for the neutron coefficient value after the fuel loading Deriving a neutron count after fuel loading by a weighted moving average using a filtering window of several tens of seconds; And determining, by the controller, whether the neutron count rate after the fuel loading is equal to or less than the limit value.

발명의 바람직한 실시예에 따라서, 상기 제한값을 설정하는 단계에서는, 상기 연료 장전 전의 중성자 계수값을 300초 동안 필터링 윈도우하고, 도출한 연료 장전 전의 중성자 계수율에 2배 또는 5배를 곱하도록 할 수 있고,
상기 연료 장전 후의 중성자 계수율을 도출하는 단계에서는, 상기 연료 장전 후의 중성자 계수값을 10초 동안 필터링 윈도우하도록 할 수 있다.
According to a preferred embodiment of the invention, in the setting of the limit value, the neutron count value before the fuel loading can be filtered for 300 seconds, and the derived neutron count rate before the fuel loading can be multiplied by 2 or 5 times. ,
In the deriving of the neutron count rate after the fuel loading, the neutron count value after the fuel loading may be filtered for 10 seconds.

발명의 바람직한 실시예에 따라서, 상기 연료 장전 후의 중성자 계수율이 상기 제한값 이하인지 여부를 판정하는 단계에서, 상기 연료 장전 후의 중성자 계수율이 상기 제한값 이하라고 판정된 경우에, 그 취지를 통신을 이용하여 실시간으로 주통제실의 미임계 증배 감시 표시수단에 디스플레이하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the invention, in the step of determining whether the neutron counting rate after the fuel loading is equal to or less than the limit value, when it is determined that the neutron counting rate after the fuel loading is equal to or less than the limiting value, real-time using communication to the effect The method may further include displaying on the subcritical multiplication monitoring display means of the main control room.

발명에 따라, 원자력발전소 주제어실에서 측정한 역계수율비와 중성자 증배인자를 ADSL 통신을 이용하여 원자력발전소 격납건물 전광판에 디스플레이할 수 있다.According to the present invention, the reverse coefficient ratio and the neutron multiplication factor measured in the nuclear power plant main room can be displayed on the nuclear power plant containment panel using ADSL communication.

본 발명은, 원전 연료장전 중에 주제어실에서 노외계측기 중성자 펄스신호를 계측하고 역계수율비 계산하는 과정을 자동화하여, (1) 실시간으로 원자로의 미임계상태를 감시함으로써 원자력발전소의 안전성을 보장하고, (2) 연료의 계속 장전조건의 충족여부를 즉각 판단하도록 함으로써 연료장전 시간을 단축하여 발전소 이용률을 높이며, (3) 주제어실에서 측정한 역계수율비와 중성자 증배인자를 ADSL통신을 이용하여 원자력발전소 격납건물 전광판에 디스플레이함으로써 원자로가 예기치 못하게 임계상태에 접근하는 것을 연료장전 종사자가 신속하게 방지할 수 있도록 하는 효과를 거둘 수 있다.The present invention automates the process of measuring the outside neutron pulse signal and calculating the reverse coefficient ratio in the main control room during nuclear fuel loading, (1) ensuring the safety of the nuclear power plant by monitoring the subcritical state of the reactor in real time, (2) It is possible to immediately determine whether the fuel loading condition is satisfied by shortening the fuel loading time and increase the utilization rate of the power plant. (3) The reverse factor ratio and the neutron multiplication factor measured in the main control room by using ADSL communication. The display on the containment signboard can be used to enable the refueling workers to quickly prevent the reactor from approaching critical states.

이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to describe in detail enough to enable those skilled in the art to easily carry out the present invention. . Other objects, features, and operational advantages, including the object, operation, and effect of the present invention will become more apparent from the description of the preferred embodiment.

도 2는 원자로 노외계측기의 입면도이다. 본 발명의 목적을 달성하기 위해 이 발명에서는, 원자로(20) 근처에 배치된 노외계측기(22)로부터 발생한 중성자 펄스신호를 고속 디지타이저(도시되지 않음)를 이용하여 매초 간격으로 디지털화하여 중성자 계수율을 얻고, 이하 상세히 설명하는 바와 같이 컨트롤러를 이용하여 신호를 필터링하여 역계수율비를 계산하며, 예를 들면 ADSL 통신을 이용하여 주제어실에서 측정한 중성자 계수율과 역계수율비를 격납건물 내에 설치된, 이를테면 전광판에 디스플레이하도록 구성하고 있다.2 is an elevational view of the reactor external instrument. In order to achieve the object of the present invention, in the present invention, the neutron pulse signal generated from the out-of-measuring instrument 22 disposed near the reactor 20 is digitized at an interval of every second using a high-speed digitizer (not shown) to obtain a neutron counting rate. In order to calculate the reverse coefficient ratio by filtering the signal using the controller as described in detail below, for example, the neutron count ratio and the reverse coefficient ratio measured in the main control room using ADSL communication are installed in the containment building. It is configured to display.

도 3은 실시간 원자로 미임계 증배감시 장비의 하드웨어 모듈 구성도이다. 본 발명의 실시간 원자로 미임계 증배감시 장비는, 도 3에 나타낸 바와 같이 컨트롤러(1), 디지타이저(도시되지 않음), 경보등(2), 및 통신 모듈(3)로 구성되어 있다. PXI 타입 섀시(PXI Type Chassis; 33)는 센서(31, 32)를 통해 노외계측기의 신호를 입력받는 카운트 모듈(Count Module; 4)과 컨트롤러(1), 신호 분석기능을 수행하는 스코프(Scope; 5) 및 전원을 공급하는 파워 서플라이(6)로 구성되어 있다. 경보등(2)은 노심의 출력이 상승할 경우 위험을 알리는 경보 역할을 한다.3 is a hardware module configuration of the real-time reactor subcritical multiplication monitoring equipment. The real-time reactor subcritical multiplication monitoring apparatus of this invention is comprised by the controller 1, the digitizer (not shown), the alarm lamp 2, and the communication module 3, as shown in FIG. The PXI Type Chassis 33 includes a count module 4 that receives signals from an outside instrument through sensors 31 and 32, a controller 1, and a scope that performs a signal analysis function. 5) and a power supply 6 for supplying power. The alarm lamp 2 serves as an alarm informing the user when the output of the core rises.

카운트 모듈(4)은 디지타이저로서 구현될 수 있고, 이 디지타이저는 원자로의 기동채널 노외계측기 신호를 입력받아서 실시간으로 중성자 계수를 측정하고 디지털화하는 장비이다.The count module 4 can be embodied as a digitizer, which is a device for measuring and digitizing neutron coefficients in real time by receiving signals from the reactor channel out-of-band instrument.

측정된 중성자 계수율은, 감마신호와 전원노이즈를 적절히 제거하더라도, 원자로로부터 누설되는 중성자에 비해 노외계측기에 의해 계측되는 중성자의 수가 절대적으로 작기 때문에, 중성자 계수율은 극심한 확률적 섭동을 보이게 된다. 따라서 기존의 방법으로는, 원자로의 미임계상태 특성 파악을 위하여 3-5분 동안 중성자 계수율을 측정하여 이를 산술 평균하여야 한다. 본 발명에서는, 중성자 계수율의 필터링을 위하여 최근에 측정한 중성자 계수율에 보다 높은 가중치를 두어 평균하는 방법으로서 가중 이동 평균법(weighted moving average)을 이용한다.Even if the neutron count rate is properly removed, even if the gamma signal and power supply noise are removed, the neutron count rate exhibits extremely probabilistic perturbation because the number of neutrons measured by the out-of-measuring instrument is absolutely smaller than that of the neutron leaked from the reactor. Therefore, in the conventional method, the neutron count rate should be measured and arithmetic averaged for 3-5 minutes in order to understand the subcritical state of the reactor. In the present invention, a weighted moving average method is used as a method of weighting and neutron counting rate recently measured for neutron counting rate.

전술한 바와 같이 본 발명의 목적은, 연료장전 기중기가 연료 집합체를 노심 바닥에 내려놓았을 때, 이전의 연료장전 후에 측정한 중성자 계수율과 비교하여 현 단계의 연료장전으로 인한 2개의 핵계측기 채널의 평균 중성자 계수율이 예기치 않게 두 배로 증가하는지, 단일 핵계측기 채널의 중성자 계수율이 다섯 배 이상으로 증가하는지를 실시간으로 판단하고자 하는 것이다. 따라서, 본 발명은 하나의 연료가 장전되기 전에 300초의 필터링 윈도우를 가지고 가중 이동 평균을 구하여 얻어진 중성자 계수율에 2배를 곱하여 제한값으로서 설정하고, 하나의 연료가 장전된 후에 10초의 필터링 윈도우를 가지고 가중 이동 평균을 구하여 얻어진 중성자 계수율이 제한값 이하인지 여부를 도 4에 나타낸 바와 같이 실시간으로 확인함으로써 연료의 계속 장전조건 충족여부를 즉각 판단할 수 있다. 즉, 도 4는 실시간 중성자 계수율 여유도의 출력화면을 나타낸 것으로서, a는 제한선을 나타내고, b는 실시간 측정 중성자 계수율을 나타내는바, 이 경우에는 일예로서 제한값 이하임을 예시하고 있다.As described above, the object of the present invention is that when the fuel-loading crane lowers the fuel assembly to the bottom of the core, it compares the neutron counting rate measured after the previous fuel-loading to the two nuclear instrument channels due to the current fuel-loading. The goal is to determine in real time whether the average neutron count rate doubles unexpectedly or if the neutron count rate in a single nuclear instrument channel increases more than five times. Therefore, the present invention sets a limit value by multiplying the neutron count rate obtained by obtaining a weighted moving average with a filtering window of 300 seconds before one fuel is loaded, and a weighting window with a filtering window of 10 seconds after one fuel is loaded. As shown in FIG. 4, it is possible to immediately determine whether the fuel is loaded continuously by checking whether the neutron count rate obtained by obtaining the moving average is equal to or less than the limit value. That is, Figure 4 shows the output screen of the real-time neutron count rate margin, a represents a limit line, b represents a real-time measurement neutron count rate, in this case, for example as below the limit value.

본 발명은, 현재 측정한 역계수율비와 중성 증배인자가 사전에 설정한 값 이상으로 되면 경보등을 작동하여 연료장전 중에 발생하는 원하지 않는 임계상태 접근에 대하여 연료장전 종사자가 충분한 시간을 가지고 조치할 수 있도록 하고 있다.According to the present invention, when the measured reverse coefficient ratio and the neutral multiplier exceed a preset value, an alarm lamp may be activated to allow a fuel-load worker to take sufficient time to deal with an unwanted threshold state approach occurring during fuel loading. To make it work.

본 발명은, 바람직하게는 ADSL 통신을 이용하여 주제어실에서 측정된 역계수율비와 중성자 증배인자를 격납건물의 주통제실에 설치된, 예를 들면 도 5와 같은 전광판에 디스플레이하여 전체 연료장전 종사자에게 전달하고, 연료장전 현장에서 직접적으로 다음 연료의 장전 여부를 결정하도록 함으로써, 연료장전 시간을 단축할 수 있다.The present invention preferably transmits the reverse coefficient ratio and the neutron multiplication factor measured in the main control room using ADSL communication in the main control room of the containment building, for example, on an electronic board as shown in FIG. In addition, the fuel loading time can be shortened by determining whether to load the next fuel directly at the fuel loading site.

도 1은 연료장전 중의 직접 통신 연결도이다.1 is a direct communication connection diagram during fuel loading.

도 2는 원자로 노외계측기의 입면도이다.2 is an elevational view of the reactor external instrument.

도 3은 실시간 원자로 미임계 증배감시 장비의 하드웨어 모듈 구성도이다.3 is a hardware module configuration of the real-time reactor subcritical multiplication monitoring equipment.

도 4는 실시간 중성자 계수율 여유도의 출력화면이다.4 is an output screen of the real time neutron count rate margin.

도 5는 격납건물에 설치된 미임계 증배감시 전광판을 나타낸 것이다.Figure 5 shows a subcritical multiplication monitoring electronic signboard installed in the containment building.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명--Explanation of the symbols for the main parts of the drawings-

1; 컨트롤러One; controller

2; 경보등2; Alarm light

3; 통신모듈3; Communication module

4; 카운트 모듈4; Count module

5; 스코프5; scope

6; 파워 서플라이6; Power supply

33; PXI 타입 새시33; PXI type chassis

31, 32; 센서31, 32; sensor

Claims (3)

원자로 근처에 배치된 노외계측기와, 컨트롤러를 이용하여 원자로의 미임계 증배를 실시간으로 감시하는 방법에 있어서,In the method for monitoring in real time the subcritical multiplication of the reactor using an off-road instrument and a controller disposed near the reactor, 상기 컨트롤러에 의해, 상기 원자로에 하나의 연료가 장전되기 전의 상기 노외계측기로부터의 중성자 펄스신호를 디지털화하여 연료 장전 전의 중성자 계수값을 얻는 단계;Digitizing, by the controller, neutron pulse signals from the out-of-laboratory instrument before one fuel is loaded into the reactor to obtain neutron count values before fuel loading; 상기 컨트롤러에 의해, 상기 연료 장전 전의 중성자 계수값에 대해, 수백초의 필터링 윈도우를 사용한 가중 이동평균에 의해 연료 장전 전의 중성자 계수율을 도출하고, 도출한 연료 장전 전의 중성자 계수율에 정수배를 곱하여 제한값을 설정하는 단계; The controller calculates the neutron count rate before fuel loading by using a weighted moving average using a filtering window of several hundred seconds, and multiplies the derived neutron count rate before fuel loading by an integer multiple to set the limit value. step; 상기 컨트롤러에 의해, 상기 원자로에 하나의 연료가 장전된 후의 상기 노외계측기로부터의 중성자 펄스신호를 디지털화하여 연료 장전 후의 중성자 계수값을 얻는 단계:By the controller, digitizing a neutron pulse signal from the out-of-furnace instrument after one fuel is loaded into the reactor to obtain neutron count values after fuel loading; 상기 컨트롤러에 의해, 상기 연료 장전 후의 중성자 계수값에 대해, 수십초의 필터링 윈도우를 사용한 가중 이동평균에 의해 연료 장전 후의 중성자 계수율을 도출하는 단계; 및Deriving, by the controller, a neutron count rate after fuel loading by a weighted moving average using a filtering window of several tens of seconds for the neutron count value after fuel loading; And 상기 컨트롤러에 의해, 상기 연료 장전 후의 중성자 계수율이 상기 제한값 이하인지 여부를 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자로의 실시간 미임계 증배 감시방법.And determining, by the controller, whether the neutron count rate after the fuel loading is equal to or less than the limit value. 제1항에 있어서, 상기 제한값을 설정하는 단계에서는, 상기 연료 장전 전의 중성자 계수값을 300초 동안 필터링 윈도우하고, 도출한 연료 장전 전의 중성자 계수율에 2배 또는 5배를 곱하도록 되어 있고,The method of claim 1, wherein in the setting of the limit value, the neutron count value before the fuel loading is filtered for 300 seconds, and the derived neutron counting rate before the fuel loading is multiplied by 2 times or 5 times. 상기 연료 장전 후의 중성자 계수율을 도출하는 단계에서는, 상기 연료 장전 후의 중성자 계수값을 10초 동안 필터링 윈도우하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 원자로의 실시간 미임계 증배 감시방법.And in the step of deriving the neutron counting rate after the fuel loading, the neutron counting value after the fuel loading is filtered for 10 seconds. 제1항에 있어서, 상기 연료 장전 후의 중성자 계수율이 상기 제한값 이하인지 여부를 판정하는 단계에서, 상기 연료 장전 후의 중성자 계수율이 상기 제한값 이하라고 판정된 경우에, 그 취지를 통신을 이용하여 실시간으로 주통제실의 미임계 증배 감시 표시수단에 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원자로의 실시간 미임계 증배 감시방법.2. The method according to claim 1, wherein in the step of determining whether the neutron count rate after the fuel loading is equal to or less than the limit value, when it is determined that the neutron count rate after the fuel loading is equal to or less than the limit value, the effect is notified in real time using communication. And displaying on the subcritical multiplication monitoring display means of the control room.
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