KR101034252B1 - Trouble detecting apparatus for RSPT and CPCS having the same, and trouble detecting method thereof - Google Patents

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Abstract

제어봉 위치 검출기의 고장 진단장치 및 그것을 포함한 노심보호 연산기 계통, 및 그 고장 진단방법이 개시된다. 본 발명에 따른 제어봉 위치 검출기의 고장 진단장치는, 동일한 부그룹에 속하는 제어봉들이 동시에 동일한 위치로 같이 움직이도록 제어되며, 상기 제어봉마다 쌍으로 설치된 제어봉 위치 검출기의 고장 진단장치에 있어서, 노심보호 연산기; 및 상기 제어봉 위치 검출기로부터 수신된 신호 값의 차가 설정된 범위를 벗어나는지를 판단하는 비교기를 포함하며, 상기 비교기는 수신된 신호 값의 차가 상기 설정된 범위를 벗어나는 경우, 상기 부그룹에 기초하여 상기 제어봉 위치 검출기로부터 수신된 신호가 센서의 이상에 의한 오신호인지를 판단하고, 오신호로 판단되는 경우 상기 노심보호 연산기에 상기 제어봉 위치 검출기의 고장 정보를 전송하는 것을 특징으로 한다.A failure diagnosis apparatus for a control rod position detector, a core protection calculator system including the same, and a failure diagnosis method thereof are disclosed. In the fault diagnosis apparatus of the control rod position detector according to the present invention, the control rods belonging to the same subgroup are controlled to move together at the same position at the same time, and the fault diagnosis apparatus of the control rod position detector installed in pairs for each control rod, comprising: a core protection calculator; And a comparator for determining whether a difference of the signal value received from the control rod position detector is out of a set range, wherein the comparator is based on the control group position detector based on the subgroup when the difference of the received signal value is out of the set range. It is determined whether the signal received from the error signal due to the abnormality of the sensor, and if it is determined that the error signal, characterized in that for transmitting the failure information of the control rod position detector to the core protection calculator.

제어봉, 제어봉 위치 검출기, 비교기, 노심보호 연산기, 원자로 불시정지 Control rod, control rod position detector, comparator, core protection calculator, reactor uninterrupted

Description

제어봉 위치 검출기의 고장 진단장치 및 그것을 포함한 노심보호 연산기 계통, 및 그 고장 진단방법{Trouble detecting apparatus for RSPT and CPCS having the same, and trouble detecting method thereof}Trouble detecting apparatus for RSPT and CPCS having the same, and trouble detecting method

본 발명은 제어봉 위치 검출기의 고장 진단장치 및 그것을 포함한 노심보호 연산기 계통, 및 그 고장 진단방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 리드 스위치의 오동작이나 고장에 의해 원자로가 불필요하게 정지되고 발전이 중단됨으로써 막대한 경제적 손실이 발생하는 것을 효율적으로 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 기존의 가동원전에 대하여도 적용할 수 있는 제어봉 위치 검출기의 고장 진단장치 및 그것을 포함한 노심보호 연산기 계통, 및 그 고장 진단방법에 관한 것이다.The present invention relates to a failure diagnosis apparatus for a control rod position detector, a core protection calculator system including the same, and a failure diagnosis method. More particularly, the reactor is unnecessarily stopped due to a malfunction or failure of a reed switch and power generation is stopped. The present invention relates to a failure diagnosis apparatus for a control rod position detector, a core protection calculator system including the same, and a method for diagnosing the failure of the control rod position detector, which can not only effectively prevent economic losses from occurring, but also apply to existing operating nuclear power plants.

우라늄의 핵반응을 이용하여 전력을 생산하는 원자력발전소 중에서 가압 경수로형 원자력발전소는, 원자로의 노심을 보호하기 위하여 도 1에 나타낸 바와 같이 2개의 제어봉 연산기(Control Element Assembly Calculator; CEAC)(4)와 4중화된 노심보호 연산기(Core Protection Calculator; CPC)(5)를 구비한 노심보호연산기계통(Core Protection Calculation System; CPCS)(3)이 설치되어 있다. Among the nuclear power plants that generate electric power using nuclear reaction of uranium, pressurized water reactor type nuclear power plants have two Control Element Assembly Calculators (CEAC) 4 and 4 as shown in FIG. 1 to protect the core of the reactor. A Core Protection Calculation System (CPCS) 3 having a neutralized Core Protection Calculator (CPC) 5 is provided.

여기서, 노심보호연산기계통(3)의 입력신호는 제어봉 구동장치(Control Element Drive Mechanism; CEDM)(1)에 설치되어 있는 제어봉 위치검출기(Reed Switch Position Transmitter; RSPT)(2)로부터 오는 신호들인데, RSPT(2)는 제어봉 하나당 2개씩이 설치되어 있고 CPC(5)는 4개 채널로 구성되어 있다. Here, the input signals of the core protection operation machine (3) are signals from the Reed Switch Position Transmitter (RSPT) 2 installed in the control element drive mechanism (CEDM) 1. RSPT (2) is installed two per control rod and CPC (5) is composed of four channels.

또한, RSPT(2)에는 주위 자장에 의해 여닫힐 수 있는 기계적 구동부를 가진 다수의 리드 스위치(Reed Switch)와 다수의 저항을 조합한 전기적 회로가 구성되어 있으며, 도 2는 그와 같은 실제 리드 스위치(21)의 외관을 보여준다. In addition, the RSPT 2 is composed of an electrical circuit combining a plurality of reed switches and a plurality of resistors having a mechanical drive that can be opened and closed by a surrounding magnetic field, and FIG. 2 shows such an actual reed switch. Show the appearance of (21).

도 3은 제어봉 구동장치의 일부를 도시한 도면이다. 도면에서 알 수 있는 바와 같이 영구자석(22)이 설치된 제어봉구동축이 상하로 오르내리면 외부 벽에 설치되어 있는 리드 스위치(21) 중 자석과 가까운 리드 스위치가 닫혀서 전기적인 회로의 구성이 달라짐에 따라 제어봉 위치를 나타내는 전기적인 값(전압)이 변하게 된다. 따라서 리드 스위치의 오동작이나 고장은 도 4에 도시한 바와 같이 잘못된 제어봉 위치 정보를 전달하게 되며 결과적으로 불필요하게 원자로가 정지되고 발전이 중단되어 막대한 경제적 손실이 발생할 뿐 만 아니라 원전의 안정적 운전에 장애 요인이 된다.3 is a view showing a part of the control rod drive device. As can be seen in the drawing, when the control rod drive shaft on which the permanent magnets 22 are installed is moved up and down, the control rods close to the magnets among the reed switches 21 installed on the outer wall are closed, so that the configuration of the electric circuit changes. The electrical value (voltage) representing the position changes. Therefore, the malfunction or failure of the reed switch transmits incorrect control rod position information as shown in FIG. 4, and as a result, the reactor is unnecessarily stopped and power generation is stopped, resulting in huge economic losses as well as obstacles to stable operation of nuclear power plants. Becomes

이와 같은 문제를 해결하기 위하여 4중화 RSPT 센서의 도입 뿐만 아니라, 도 5에 표시한 바와 같이 위치 센서(28)외에 존재(Presence) 센서(210)를 구비한 개량형 RSPT(US Patent 6,380,734)와 같은 다수의 RSPT 개선방안이 제안되었다. 그러나 개량형 RSPT의 제작 및 설치는 설치 공간 문제와 추가 배선 및 CPCS의 하드웨어와 소프트웨어의 대대적인 변경 등을 포함하는 계통 전반에 걸친 복잡한 변경작업을 필요로 하기 때문에 신규 건설 원전에는 사용 가능하나 기존의 가동원전에 대해서는 적용이 매우 어려운 현실이다. In order to solve this problem, as well as the introduction of the quadruple RSPT sensor, as shown in FIG. 5, a number of improved RSPT (Presence US Pat. No. 6,380,734) having a presence sensor 210 in addition to the position sensor 28 is shown. An improvement of RSPT has been proposed. However, the fabrication and installation of the improved RSPT requires complex changes throughout the system, including installation space issues, additional wiring, and major changes to the hardware and software of the CPCS. The application is very difficult for nuclear power plants.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 리드 스위치의 오동작이나 고장에 의해 원자로가 불필요하게 정지되고 발전이 중단됨으로써 막대한 경제적 손실이 발생하는 것을 효율적으로 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 기존의 가동원전에 대하여도 적용할 수 있는 제어봉 위치 검출기의 고장 진단장치 및 그것을 포함한 노심보호 연산기 계통, 및 그 고장 진단방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention was devised to solve the above problems, and it is possible to effectively prevent the occurrence of enormous economic losses by unnecessarily stopping the reactor and stopping power generation due to malfunction or failure of the reed switch. It is an object of the present invention to provide a failure diagnosis apparatus for a control rod position detector, a core protection calculator system including the same, and a method for diagnosing the failure, which can be applied also to the operating nuclear power plant.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 제어봉 위치 검출기의 고장 진단장치는, 동일한 부그룹에 속하는 제어봉들이 동시에 동일한 위치로 같이 움직이도록 제어되며, 상기 제어봉마다 쌍으로 설치된 제어봉 위치 검출기의 고장 진단장치에 있어서, 노심보호 연산기; 및 상기 제어봉 위치 검출기로부터 수신된 신호 값의 차가 설정된 범위를 벗어나는지를 판단하는 비교기를 포함하며, 상기 비교기는 수신된 신호 값의 차가 상기 설정된 범위를 벗어나는 경우, 상기 부그룹에 기초하 여 상기 제어봉 위치 검출기로부터 수신된 신호가 센서의 이상에 의한 오신호인지를 판단하고, 오신호로 판단되는 경우 상기 노심보호 연산기에 상기 제어봉 위치 검출기의 고장 정보를 전송하는 것을 특징으로 한다.The fault diagnosis apparatus of the control rod position detector according to the present invention for achieving the above object is controlled so that the control rods belonging to the same subgroup are simultaneously moved to the same position, and the fault diagnosis apparatus of the control rod position detector installed in pairs for each control rod. A core protection calculator; And a comparator for determining whether a difference of the signal value received from the control rod position detector is out of a set range, wherein the comparator includes the control rod position based on the subgroup when the difference of the received signal value is out of the set range. It is determined whether the signal received from the detector is an erroneous signal due to an abnormality of the sensor, and if it is determined to be an erroneous signal, fault information of the control rod position detector is transmitted to the core protection calculator.

여기서, 상기 비교기는 각각의 부그룹에 속하는 제어봉들에 대하여 오차 범위를 평가하도록 구현된다.Here, the comparator is implemented to evaluate the error range for the control rods belonging to each subgroup.

또한, 상기 노심보호 연산기를 구비한 노심보호 연산기 계통은, 자체적으로 각각의 제어봉 위치 검출기에 대한 정상적인 정보를 가지고 있는 것이 바람직하다.In addition, the core protection calculator system having the core protection calculator preferably has normal information for each control rod position detector.

한편, 상기의 제어봉 위치 검출기의 고장 진단장치는, 제어봉마다 쌍으로 설치된 각각의 제어봉 위치 검출기로부터 신호를 수신하는 단계; 수신된 신호 값의 차가 설정된 범위 이내인지를 판단하는 단계; 및 수신된 상기 신호 값의 차가 설정된 범위를 벗어나는 경우, 대응되는 제어봉 위치 검출기에 대한 고장 신호를 출력하는 단계를 포함하는 제어봉 위치 검출기의 고장 진단방법을 제공한다.On the other hand, the fault diagnosis apparatus of the control rod position detector, the step of receiving a signal from each control rod position detector installed in pairs for each control rod; Determining whether a difference between the received signal values is within a set range; And outputting a failure signal for a corresponding control rod position detector when the difference between the received signal values is out of a set range.

여기서, 상기 비교기는, 같은 위치로 판정되는 상기 제어봉 위치 검출기의 분해능의 1/2 이내의 범위를 허용 오차로 판단하는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the said comparator judges the range within 1/2 of the resolution of the control rod position detector determined as the same position as an allowable error.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 노심보호 연산기 계통은, 노심보호 연산기; 동일한 부그룹에 속하는 제어봉들이 동시에 동일한 위치로 같이 움직이도록 제어되며, 상기 제어봉마다 쌍으로 설치된 제어봉 위치 검출기; 및 상기 제어봉 위치 검출기로부터 수신된 신호 값의 차가 설정된 범위를 벗어나는지를 판단하며, 수신된 신호 값의 차가 상기 설정된 범위를 벗어나는 경우 상기 부그룹에 기초하여 상기 제어봉 위치 검출기로부터 수신된 신호가 센서의 이상에 의한 오 신호인지를 판단하고, 오신호로 판단되는 경우 상기 노심보호 연산기에 상기 제어봉 위치 검출기의 고장 정보를 전송하는 제어봉 위치 검출기의 고장 진단장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.Core protection calculator system according to the present invention for achieving the above object, Core protection calculator; Control rod position detectors, which are controlled to move together in the same position to the same position at the same time, each pair of control rod position detector; And determining whether the difference between the signal value received from the control rod position detector is out of a set range, and when the difference of the received signal value is outside the set range, a signal received from the control rod position detector based on the subgroup is an abnormality of a sensor. It is characterized in that it comprises a fault diagnosis device of the control rod position detector for determining whether the error signal by the, and if it is determined to be an error signal to transmit the failure information of the control rod position detector to the core protection calculator.

이로써, 제어봉 위치 검출기 및 그것을 포함한 노심보호 연산기 계통, 및 그 고장 진단방법은, 리드 스위치의 오동작이나 고장에 의해 원자로가 불필요하게 정지되고 발전이 중단됨으로써 막대한 경제적 손실이 발생하는 것을 효율적으로 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 기존의 가동원전에 대하여도 적용할 수 있게 된다.As a result, the control rod position detector, the core protection calculator system including the same, and the method of diagnosing the failure thereof can effectively prevent the nuclear reactor from being unnecessarily stopped due to the malfunction or failure of the reed switch and the generation of electricity is stopped, resulting in huge economic losses. In addition, it can be applied to existing operating nuclear power plants.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 그러나 이하에 기재된 본 발명의 실시 형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자가 본 발명을 보다 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것이며, 본 발명의 실시 범위가 기재된 실시 형태에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention. However, the embodiments of the present invention described below are provided to enable those skilled in the art to more easily understand the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the described embodiments.

도 6은 본 발명에 따른 제어봉 위치 검출기의 고장 진단장치와 연계된 노심보호 연산기 계통을 예시한 도면이다. 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 제어봉 위치 검출기의 고장 진단장치는, 일반적인 노심보호 연산기 계통(CPCS)에 적용될 수 있다. 6 is a diagram illustrating a core protection calculator system associated with a failure diagnosis apparatus for a control rod position detector according to the present invention. As shown, the failure diagnosis apparatus of the control rod position detector according to the present invention can be applied to a general core protection calculator system (CPCS).

상술한 바와 같이, CPCS(3)에는 두 개의 CEAC(4)가 있으며, 각각의 CEAC(4)는 RSPT(2)로부터 오는 제어봉위치신호를 받아 동일 그룹 내의 제어봉 간에 위치 편차에 기준한 제어봉 편차 페널티를 계산하여 이에 따른 페널티 인자(penalty factor)를 4대의 CPC(5)에 전달한다. As described above, the CPCS 3 has two CEACs 4, each CEAC 4 receiving a control rod position signal from the RSPT 2 and a control rod deviation penalty based on position deviations between control rods in the same group. Calculate and pass the penalty factor accordingly to the four CPCs 5.

CPC(5)는 두 대의 CEAC(4)에서 전달된 페널티 인자 값 중 큰 값을 선택하여 핵비등이탈률(Departure from Nucleate Boiling Ratio; DNBR) 등을 계산하게 된다. 따라서 RSPT(2) 1개 채널의 고장이나 오동작은 제어봉간의 위치 편차를 크게 만들어 해당 CEAC(4)로부터 큰 값의 페널티 인자를 CPC(5)에 전달하게 되며 결국 CPC(5)의 2/4 로직에 의하여 원자로를 기계적으로 보호하여 사고를 막기 위한 트립(Trip) 원으로 동작하게 되어 이 트립 명령에 따라 후비의 원자로보호계통이 원자로 트립 스위치 기어(Reactor Trip Switch Gear; RTSG)를 차단하여 제어봉유지 전원이 상실되고 제어봉이 모두 낙하하게 되어 원자로가 안전하게 정지하게 된다. 요약하면 RSPT(2) 중 단 1개의 RSPT 고장도 원자로 불시정지로 귀결될 수 있다는 것이다. 실제 발전소에서는 이러한 고장으로 인한 원자로 불시정지 사례가 다수 발생하고 있으며 원전의 가동연수가 증가함에 따라 설비 노후화에 따라 상기와 같은 고장에 의한 불시정지 횟수가 늘어날 것으로 우려된다. 도 4에 실제 원전에서 발생한 원전 불시정지 사고시에 실측한 RSPT의 출력파형을 예시하였다. 이러한 불시정지를 방지하기 위해서는 RSPT를 4중화하여 설치하는 것을 고려할 수 있으나, 설치에 따른 기술적 및 공간적인 문제 등의 있다. The CPC 5 selects a larger value of the penalty factor values transmitted from the two CEACs 4 to calculate the Departure from Nucleate Boiling Ratio (DNBR). Therefore, the failure or malfunction of one channel of RSPT (2) increases the positional deviation between the control rods and transmits a large penalty factor from the CEAC (4) to the CPC (5), resulting in 2/4 logic of the CPC (5). It acts as a trip source to prevent the accident by mechanically protecting the reactor by the reactor, and according to this trip command, the reactor protection system of the Hubby shuts down the reactor trip switch gear (RTSG) to control the rod. This loss causes the control rods to fall, causing the reactor to shut down safely. In summary, even one RSPT failure in RSPT (2) can result in reactor failure. In actual power plants, there are many cases of uninterrupted reactors due to such failures, and as the number of operating years of nuclear power plants increases, the number of uninterrupted failures due to such failures will increase as the equipment ages. Figure 4 illustrates the output waveform of the RSPT measured in the event of an uninterrupted nuclear power plant accident occurred in the actual nuclear power plant. In order to prevent such an uninterrupted, it may be considered to install the quadruple RSPT, but there are technical and spatial problems caused by the installation.

본 발명에 따른 제어봉 위치 검출기의 고장 진단장치는 현재 가동중인 원전 및 향후 건설될 원전에서 RSPT를 4중화하지 않고도 RSPT의 단일 고장에 따른 불시정지를 예방하여 발전소의 안정적 운전 능력을 확보하고 가동률을 향상시킬 수 있도록 한다. 이를 위하여 본 발명에 따른 제어봉 위치 검출기의 고장 진단장치는 도 7에 도시한 바와 같은 구조로 구현될 수 있다. 즉, 도시한 바와 같이 기존의 CPCS(3)의 구성이나 동작에 영향을 주지 않는 별도의 독립적인 장치를 구성하여 RSPT(2)의 고장을 진단하여 그 결과를 CPC(5)에 보조정보로서 제공한다.The fault diagnosis device of the control rod position detector according to the present invention prevents uninterrupted stoppage due to a single failure of RSPT without quadrupling the RSPT in the currently operating nuclear power plant and the nuclear power plant to be constructed in the future, thereby securing stable operation capability of the power plant and improving operation rate. Make it work. To this end, the failure diagnosis apparatus for the control rod position detector according to the present invention may be implemented in a structure as shown in FIG. That is, as shown in the figure, a separate independent device that does not affect the configuration or operation of the existing CPCS 3 is configured to diagnose the failure of the RSPT 2 and provide the result to the CPC 5 as auxiliary information. do.

원자로 내의 제어봉들은 원자로의 안전을 위해 정해진 패턴(대칭)으로 설치되어 그룹으로 묶어져 정해진 동작 모드로 움직이게 되어 있다. 이러한 제어봉들의 분포도와 부그룹화 예는 도 8 및 도 9와 같이 표시할 수 있는데, 도 9에서의 동일한 부그룹에 소속된 제어봉들은 동시에 동일한 위치로 같이 움직이도록 제어된다. 따라서 정상동작인 경우 동일한 부그룹에 소속된 제어봉들의 위치검출기 출력신호는 동일해야 하므로 이러한 운전특성을 이용하여 RSPT고장검출장치를 구성할 수 있다. The control rods in the reactor are installed in a predetermined pattern (symmetry) for the safety of the reactor and are grouped together to move in a fixed operating mode. An example of distribution and subgrouping of the control rods may be displayed as shown in FIGS. 8 and 9, in which control rods belonging to the same subgroup in FIG. 9 are simultaneously controlled to move to the same position. Therefore, in the normal operation, since the position detector output signals of the control rods belonging to the same subgroup must be the same, the RSPT fault detection apparatus can be configured by using these operating characteristics.

도 10은 본 발명에 따른 제어봉 위치 검출기의 고장 진단방법을 나타낸 흐름도이다. 도면을 참조하여 본 발명에 따른 제어봉 위치 검출기의 고장 진단장치의 기능 및 동작을 상세하게 설명한다. 10 is a flowchart illustrating a failure diagnosis method of a control rod position detector according to the present invention. With reference to the drawings will be described in detail the function and operation of the failure diagnosis device of the control rod position detector according to the present invention.

먼저 이중화 RSPT 신호가 CPCS(3)로 입력되는 중간에서 안전등급 제어기기를 이용하여 제어봉마다 설치된 한 쌍의 RSPT 신호를 받아서 두 개의 신호값의 차가 일정범위의 정해진 오차 이내에 있는가를 평가하여 오차 이내인 경우에는 CPC(5)에 별도의 신호를 보내지 않는다. 이 때 CPC(5)도 이미 이런 상황은 감지하고 있음에 유의한다. First, if a dual RSPT signal is input to the CPCS (3), a pair of RSPT signals are installed for each control rod using a safety class controller, and the difference between the two signal values is within a predetermined range of a predetermined range. Does not send a separate signal to the CPC (5). Note that the CPC 5 already detects this situation.

만약 두 개의 신호값 차가 일정 오차 범위를 벗어나면 두 개의 신호값에 대하여 신호진단 알고리즘을 이용하여 신호의 건전성 여부를 평가하고, 이와 별도로 제어봉의 운전모드에서 같은 부그룹으로 움직여야 하는 4개 제어봉 즉 8개의 RSPT 신호들에 대하여 오차범위 평가를 하면 오차범위 영역 밖에 있는 RSPT 신호가 건전한 신호인지 센서 이상에 의한 오신호인지를 진단할 수 있다. If the difference between the two signal values is out of a certain error range, the signal diagnosis algorithm is used to evaluate the signal health of the two signal values, and the four control rods that must be moved to the same subgroup in the operation mode of the control rod. When the error range is evaluated for the RSPT signals, it is possible to diagnose whether the RSPT signal outside the error range is a sound signal or a false signal due to a sensor error.

오신호로 판명되는 경우에는 CPC(5)에 RSPT 고장 정보를 알려주고 경보를 발생시켜 운전원이 고장을 인지한 상태에서 원자로는 정지 없이 운전을 지속할 수 있다. If it turns out to be a false signal, the RSPC fault information is informed to the CPC 5 and an alarm is generated to operate the reactor without stopping while the operator recognizes the fault.

여기서 검출장치의 고장이나 오류로 인해 오차범위 내의 두 개의 정상신호를 원자로 이상신호 또는 센서 이상신호로 판정하여 전달하는 경우에도 CPCS(3)는 자체 정상 정보를 이미 가지고 있으므로 검출장치로부터의 오신호는 무시되어서 CPCS(3)의 오작동 등을 일으킬 소지는 전혀 없다. 검출장치에서 수행하는 판단 방법의 구성은 도 11과 같이 요약될 수 있다. Here, even when two normal signals within the error range are determined as a nuclear reactor abnormal signal or a sensor abnormal signal due to a failure or error of the detection device, the CPCS 3 already has its own normal information and thus ignores false signals from the detection device. Therefore, there is no possibility of malfunction or the like of the CPCS 3. The configuration of the determination method performed by the detection apparatus can be summarized as shown in FIG. 11.

도 7에 표시한 RSPT고장검출장치는 원자로 내의 핵반응이 균등하게 일어나도록 제어봉들을 4 내지 5개로 구성된 부그룹(subgroup)으로 묶어 운전하는 특성을 이용하여 상기한 고장 진단방법을 통하여 고장을 검출하게 된다. 도 7에 나타낸 RSPT고장검출장치의 동작은 다음과 같다. The RSPT fault detection apparatus shown in FIG. 7 detects a fault through the above fault diagnosis method by using the characteristic of grouping four to five subgroups of control rods so that a nuclear reaction in a nuclear reactor occurs evenly. . The operation of the RSPT fault detection apparatus shown in FIG. 7 is as follows.

먼저 도 7에서 블록 8은 하나의 부그룹에 소속된 제어봉구동장치(9) 4개에 대한 8개의 위치검출기(10, 11)들의 신호를 받아 비교하는 회로(12)를 나타내며 13과 14는 8과 동일한 형태의 다른 부그룹에 대한 제어봉위치 신호처리 블록을 나타낸다. First, in FIG. 7, block 8 represents a circuit 12 which receives and compares signals of eight position detectors 10 and 11 for four control rod drive units 9 belonging to one subgroup. And control rod position signal processing block for another subgroup of the same type.

각 부그룹의 비교기의 출력은 OR-논리부(16)에서 합쳐져 단일 고장이 발생한 RSPT를 가진 하나 이상의 부그룹이 존재하게 되면 CPC(5)로 RSPT 고장정보(17)를 보내고 화면(15)상에 고장이 발생한 부그룹 상세 정보를 표시하게 된다. 연산 기능을 가진 비교기(12)는 도 10에 나타낸 바와 같은 고장 진단방법을 수행한다. The outputs of the comparators of each subgroup are combined in the OR-logic unit 16, and when there is one or more subgroups with RSPT having a single fault, RSPT fault information 17 is sent to the CPC 5 and the screen 15 is displayed. The detailed information on the subgroup where the failure occurred is displayed. Comparator 12 having arithmetic function performs a failure diagnosis method as shown in FIG.

먼저 4개의 제어봉구동장치에 부착된 4쌍(8개)의 위치검출기로부터 위치 신호를 읽어 들인 후(S101), 8개의 값에서 다수를 이루는 값을 기준값으로 정하여 모든 값들이 허용오차 내에 존재하는 지를 판별한다. 여기서 허용오차의 크기는 같은 위치로 판정되는 RSPT의 분해능의 1/2에 해당한다. 모든 값들이 허용오차 범위 내에 존재하면 정상으로 판정하게 되며(S103), 하나라도 허용오차를 벗어 난 값이 존재하면 이 값과 쌍을 이루는 검출기 값을 기준값과 비교(S105)하여 허용오차 내에 있으면 RSPT 2쌍 중 한 개가 고장난 것으로 판정하여(S107) RSPT 고장 신호를 출력(S109)하고 만약 쌍을 이루는 값도 허용오차를 벗어나면 해당 제어봉의 RSPT 2쌍이 모두 고장이거나 해당 제어봉이 움직이지 않은 것이므로 RSPT 고장신호를 출력하지 않는다. First, the position signals are read from four pairs (eight) position detectors attached to four control rod drive devices (S101). Then, a plurality of eight values are set as reference values to determine whether all values are within tolerance. Determine. Here, the magnitude of the tolerance corresponds to half of the resolution of the RSPT determined to be the same position. If all values are within the tolerance range, it is determined to be normal (S103). If any value is out of tolerance, the detector value paired with this value is compared with the reference value (S105). If it is determined that one of the two pairs has failed (S107) and outputs an RSPT fault signal (S109) and the paired value is also within tolerance, either the RSPT pair of the control rod has failed or the control rod has not moved. Do not output the signal.

본 발명에 따른 제어봉 위치 검출기의 고장 진단장치는 도 7에 도시된 바와 같이, 원자로 보호에 사용되는 RSPT 신호는 기존의 CPCS에서 설치된 바와 같이 변경없이 그대로 입력되므로 안전계통설계요건에 위배되지 않으며, 센서 신호를 별도 의 진단장치로 평가하여 센서의 이상 유무를 CPC에 보조 신호 형태로 알려줌으로써 단순한 단일 센서 고장으로 인한 원자로의 불시정지를 효율적으로 예방할 수 있게 된다. As shown in FIG. 7, the fault diagnosis device for the control rod position detector according to the present invention does not violate the safety system design requirement because the RSPT signal used for protecting the reactor is input as it is without modification as installed in the existing CPCS. By evaluating the signal with a separate diagnostic device, it informs the CPC of the abnormality of the sensor in the form of an auxiliary signal, so that it is possible to effectively prevent the reactor uninterrupted due to a simple single sensor failure.

또한, 본 발명은, 현재 운전중인 원자력발전소에서 문제가 되고 있는 제어봉위치검출기의 단일 고장으로 인한 원자력발전소의 불시정지 또는 출력 급감발 사고의 발생을 효과적으로 예방할 수 있는 효과가 있다. In addition, the present invention has an effect that can effectively prevent the occurrence of a sudden stop or sudden output deceleration of the nuclear power plant due to a single failure of the control rod position detector which is a problem in the currently operating nuclear power plant.

또한, 본 발명은, 4중화 RSPT 개발 및 설치 등의 해결방법에 비해 훨씬 간단히 효율적으로 설치 및 운전이 가능하므로 이미 설치되어 운전중인 가동원전에 대해 특히 유용하다. In addition, the present invention is particularly useful for the already installed and operating operating nuclear power plant because it is possible to install and operate much more efficiently than the solution such as the development and installation of the quadruple RSPT.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해서 도시하고 설명하였으나,본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.Although the above has been illustrated and described with respect to the preferred embodiments of the present invention, the present invention is not limited to the above-described specific embodiments, it is usually in the technical field to which the invention belongs without departing from the spirit of the invention claimed in the claims. Anyone skilled in the art can make various modifications, as well as such modifications are within the scope of the claims.

도 1은 일반적인 노심보호 연산기 계통의 구성 및 연계를 예시한 도면이다.1 is a diagram illustrating the configuration and linkage of a general core protection calculator system.

도 2은 리드 스위치의 실물 외관을 예시한 도면이다.2 is a view illustrating the actual appearance of the reed switch.

도 3은 제어봉 구동장치에서의 제어봉 구동축 및 제어봉 위치 검출기의 설치 구조를 예시한 도면이다.3 is a view illustrating the installation structure of the control rod drive shaft and the control rod position detector in the control rod drive device.

도 4는 제어봉 위치 검출기의 오동작에 의한 제어봉 위치 오신호의 예를 표시한 도면이다.4 is a diagram showing an example of a control rod position error signal due to a malfunction of the control rod position detector.

도 5는 종래의 개량형 제어봉 위치 검출기의 일 예를 나타낸 도면이다.5 is a view showing an example of a conventional improved control rod position detector.

도 6은 본 발명에 따른 제어봉 위치 검출기의 고장 진단장치와 연계된 노심 보호 연산기 계통을 예시한 도면이다.6 is a diagram illustrating a core protection calculator system associated with a failure diagnosis device for a control rod position detector according to the present invention.

도 7은 본 발명에 따른 제어봉 위치 검출기의 고장 진단장치의 구조를 예시한 도면이다.7 is a view illustrating a structure of a failure diagnosis apparatus for a control rod position detector according to the present invention.

도 8은 원자로 내의 제어봉들의 배치를 예시한 도면이다.8 illustrates the placement of control rods in a reactor.

도 9는 제어봉의 부그룹 배치를 예시한 도면이다.9 is a diagram illustrating a subgroup arrangement of the control rods.

도 10은 본 발명에 따른 제어봉 위치 검출기의 고장 진단방법을 나타낸 흐름도이다.10 is a flowchart illustrating a failure diagnosis method of a control rod position detector according to the present invention.

도 11은 제어봉 위치 검출기의 고장 검출 순서 및 동작을 요약한 표이다.11 is a table summarizing the fault detection procedure and operation of the control rod position detector.

Claims (6)

동일한 부그룹에 속하는 제어봉들이 동시에 동일한 위치로 같이 움직이도록 제어되며, 상기 제어봉마다 쌍으로 설치된 제어봉 위치 검출기의 고장 진단장치에 있어서,In the failure diagnosis apparatus of the control rod position detector which is controlled so that the control rods belonging to the same subgroup are moved to the same position at the same time, each pair of control rods, 특정 제어봉 위치 검출기로부터 수신된 신호 값의 차가 설정된 범위를 벗어나는지를 판단하는 비교기를 포함하며,Comparators for determining whether the difference of the signal value received from the particular control rod position detector is out of the set range, 상기 비교기는 특정 제어봉 위치 검출기로부터 수신된 신호 값의 차가 상기 설정된 범위를 벗어나는 경우, 상기 동일한 부그룹에 속하는 제어봉들에 설치된 제어봉 위치 검출기들로부터 수신된 신호들을 비교하여, 상기 특정 제어봉 위치 검출기로부터 수신된 신호가 센서의 이상에 의한 오신호인지를 판단하고, 오신호로 판단되는 경우 노심보호 연산기에 상기 제어봉 위치 검출기의 고장 정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 제어봉 위치 검출기의 고장 진단장치.The comparator compares the signals received from the control rod position detectors installed in the control rods belonging to the same subgroup when the difference in the signal value received from the specific control rod position detector is received from the specific control rod position detector. And determining whether the received signal is a false signal due to a sensor abnormality, and transmitting failure information of the control rod position detector to a core protection calculator when determining that the received signal is a false signal. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 비교기는 각각의 부그룹에 속하는 제어봉들에 대하여 오차 범위를 평가하는 것을 특징으로 하는 제어봉 위치 검출기의 고장 진단장치.And said comparator evaluates an error range for control rods belonging to each subgroup. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 노심보호 연산기를 구비한 노심보호 연산기 계통은, 자체적으로 각각의 제어봉 위치 검출기에 대한 정상적인 정보를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 제어봉 위치 검출기의 고장 진단장치.The core protection calculator system having the core protection calculator has its own normal information about each control rod position detector. 동일한 부그룹에 속하는 제어봉들이 동시에 동일한 위치로 같이 움직이도록 제어되며, 상기 제어봉마다 쌍으로 설치된 제어봉 위치 검출기의 고장 진단방법에 있어서,In the failure diagnosis method of the control rod position detector which is controlled so that the control rods belonging to the same subgroup move to the same position at the same time, each pair of control rods, (a)특정 제어봉 위치 검출기로부터 신호를 수신하는 단계;(a) receiving a signal from a specific control rod position detector; (b)상기 특정 제어봉 위치 검출기로부터 수신된 신호 값의 차가 설정된 범위 이내인지를 판단하는 단계; 및(b) determining whether a difference between signal values received from the specific control rod position detector is within a set range; And (c)상기 특정 제어봉 위치 검출기로부터 수신된 상기 신호 값의 차가 상기 설정된 범위를 벗어나는 경우, 상기 동일한 부그룹에 속하는 제어봉들에 설치된 제어봉 위치 검출기들로부터 수신된 신호들을 비교하여, 상기 특정 제어봉 위치 검출기로부터 수신된 신호가 센서의 이상에 의한 오신호인지를 판단하고, 오신호로 판단되는 경우 노심보호 연산기에 상기 제어봉 위치 검출기의 고장 정보를 전송하는 단계;(c) when the difference of the signal value received from the specific control rod position detector is out of the set range, by comparing the signals received from the control rod position detectors installed in the control rods belonging to the same subgroup, the specific control rod position detector Determining whether the signal received from the sensor is an error signal due to an abnormality of the sensor, and transmitting the failure information of the control rod position detector to the core protection calculator when the signal is determined to be an error signal; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어봉 위치 검출기의 고장 진단방법.Failure diagnosis method of the control rod position detector comprising a. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 (b)단계에 있어서, 같은 위치로 판정되는 상기 제어봉 위치 검출기의 분해능의 1/2 이내의 범위를 허용 오차로 판단하는 것을 특징으로 하는 제어봉 위치 검출기의 고장 진단방법.In the step (b), the fault diagnosis method of the control rod position detector, characterized in that it determines within a range of 1/2 of the resolution of the control rod position detector determined to the same position as an allowable error. 노심보호 연산기;Core protection calculator; 동일한 부그룹에 속하는 제어봉들이 동시에 동일한 위치로 같이 움직이도록 제어되며, 상기 제어봉마다 쌍으로 설치된 제어봉 위치 검출기; 및Control rod position detectors, which are controlled to move together in the same position to the same position at the same time, each pair of control rod position detector; And 특정 제어봉 위치 검출기로부터 수신된 신호 값의 차가 설정된 범위를 벗어나는지를 판단하며, 특정 제어봉 위치 검출기로부터 수신된 신호 값의 차가 상기 설정된 범위를 벗어나는 경우, 상기 동일한 부그룹에 속하는 제어봉들에 설치된 제어봉 위치 검출기들로부터 수신된 신호들을 비교하여, 상기 특정 제어봉 위치 검출기로부터 수신된 신호가 센서의 이상에 의한 오신호인지를 판단하고, 오신호로 판단되는 경우 상기 노심보호 연산기에 상기 제어봉 위치 검출기의 고장 정보를 전송하는 제어봉 위치 검출기의 고장 진단장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 노심보호 연산기 계통.Determines whether the difference of the signal value received from the specific control rod position detector is out of the set range, and if the difference of the signal value received from the specific control rod position detector is out of the set range, the control rod position detector installed in the control rods belonging to the same subgroup Comparing the signals received from the signals, and determining whether the signal received from the specific control rod position detector is an erroneous signal due to an abnormality of the sensor, and transmitting fault information of the control rod position detector to the core protection calculator when it is determined to be an erroneous signal. Core protection calculator system comprising a failure diagnosis device of the control rod position detector.
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