KR101118553B1 - Method and system for testing in-core flux detectors - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 원자로 내의 출력 변화 이벤트에 대한 검출기의 동적인 응답에 기초하여, 노심내 플럭스 검출기에 대한 유효 즉발 분율(prompt fraction)을 결정하는 노심내 플럭스 검출기를 시험하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 이온 챔버 검출기는 기준 신호를 제공할 수 있는데, 상기 노심내 플럭스 검출기 신호는 이러한 기준 신호와 비교될 수 있다. 노심내 플럭스 검출기 응답은, 검출기 응답 중 가장 짧은 지연 성분에 대한 시상수보다 짧을 수 있는, 출력 변화 이벤트를 뒤따르는 시간 간격에 걸쳐 분석된다. 데이터 포착 시스템은 분리 장벽을 통해 서로 분리되는 다수의 하위 시스템을 포함할 수 있다. 특히, 하나의 하위 시스템으로부터 다른 하위 시스템으로의 클록 신호는 분리 장벽을 통과하여 전달될 수 있다.The present invention relates to a system and method for testing an in-core flux detector that determines an effective prompt fraction for an in-core flux detector based on the detector's dynamic response to an output change event in the reactor. The ion chamber detector can provide a reference signal, which can be compared with this reference signal. In-core flux detector response is analyzed over a time interval following the output change event, which may be shorter than the time constant for the shortest delay component of the detector response. The data acquisition system may include a number of subsystems that are separated from each other through separation barriers. In particular, clock signals from one subsystem to another may be passed through a separation barrier.
Description
도 1은 노심내 플럭스 검출기를 시험하기 위한 데이터 포착 시스템의 블록도를 도시하는 도면.1 shows a block diagram of a data acquisition system for testing an in-core flux detector.
도 2는 도 1의 데이터 포착 시스템 내의 데이터 포착 하위 시스템의 블록도를 도시하는 도면.FIG. 2 shows a block diagram of a data capture subsystem in the data capture system of FIG.
도 3은 노심내 플럭스를 시험하기 위한 방법을 도시하는 흐름도.3 is a flow chart illustrating a method for testing in-core flux.
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>DESCRIPTION OF THE REFERENCE SYMBOLS
10 :데이터 포착 시스템 12a 내지 12f :안전 시스템 채널10:
14a 내지 14f :데이터 포착 하위 시스템 16 :기기 패널 14a to 14f: Data capture subsystem 16: Instrument panel
18a 내지 18f :분리 증폭기18a to 18f: Isolation Amplifier
20a 내지 20f :컴퓨터 22a 내지 22f :신호 조정 유니트20a to 20f:
24 :분리 장벽 30 :기기 신호24
32 :분리된 기기 신호 34 :조정된 신호32: Separated device signal 34: Adjusted signal
36 :클록 신호 40 :필터36: clock signal 40: filter
42 :증폭기 44 :DC-옵셋 조정기42: amplifier 44: DC-offset regulator
46 :A/D 변환기 48 :마이크로프로세서46: A / D converter 48: Microprocessor
50 :클록 52 :디스플레이50: clock 52: display
54 :메모리 56 :제어 신호54: memory 56: control signal
본 발명은 원자로용 플럭스 검출기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 노심내 플럭스 검출기를 시험하는 것에 관한 것이다.The present invention relates to flux detectors for nuclear reactors, and more particularly to testing in-core flux detectors.
영구적으로 장착된 노심내 플럭스 검출기(in-core flux detectors : ICFDs)는 원자로 노심 내에서의 국부적인 과-출력을 방지하기 위하여 많은 원자로 설비에서 사용된다. ICFD는 원자로에서 하나 이상의 안전 정지 시스템의 부품이다. ICFD는 사고에 의해 야기되는 플럭스의 갑작스런 증가를 검출하도록 설계된다. 따라서, ICFD는 안전요건에 부합하기 위하여 지정된 시간 간격 내에서 플럭스 증가에 대해 신속하게 응답하여야 한다. ICFD는 중성자-고출력(neutron-over-power : NOP) 또는 영역-과출력(regional over-power : ROP) 검출기로 불린다.Permanently mounted in-core flux detectors (ICFDs) are used in many reactor facilities to prevent local over-power in the reactor core. ICFD is part of one or more safety stop systems in a reactor. ICFD is designed to detect sudden increases in flux caused by accidents. Therefore, ICFDs must respond quickly to flux increases within specified time intervals to meet safety requirements. ICFDs are called neutron-over-power (NOP) or regional over-power (ROP) detectors.
ICFD는 ㎂ 범위의 측정 가능한 전류를 생성하는 자체 전원공급형 플럭스 검출기이다. ICFD는 중성자 및 감마 필드 모두에 대해 민감하다. 안정된 상태 조건 하에서, 생성된 전류는 국부적인 열 중성자 플럭스에 비례한다. 중성자 플럭스 천이의 경우, ICFD의 전류 생성 처리가 느린 응답의 성분을 포함하여, 신호 지연을 야기하기 때문에, 검출기의 전류 신호는 플럭스 변화보다 지체될 수 있다. ICDF의 플럭스-전류 변환의 동적인 전달 함수는, 양 또는 음의 진폭을 갖고, ICFD로 하여 금 즉발성을 떨어뜨리거나(under-prompt) 또는 즉발성을 증대시키는(over-prompt), 큰 즉발 응답 성분과 지수 함수적으로 지연된 일련의 더 적은 성분을 포함한다. The ICFD is a self-powered flux detector that produces a measurable current in the ㎂ range. ICFD is sensitive to both neutron and gamma fields. Under steady state conditions, the generated current is proportional to the local thermal neutron flux. In the case of neutron flux transitions, the current signal of the detector may be delayed rather than the flux change, since the current generation process of the ICFD involves a component of a slow response, causing a signal delay. The dynamic transfer function of the flux-current conversion of the ICDF has a positive or negative amplitude and a large instantaneous, under-prompt or over-prompt with ICFD. It contains the response component and a series of fewer components that are exponentially delayed.
ICFD의 동적인 응답은 물질의 변화(연소)에 대해 그리고 결함의 결과로서 시간에 대해 변화할 수 있다. ICFD가 안전 요건에 부합하기에 충분할 정도로 신속히 응답할 수 있는 것을 보장하기 위하여, 즉발 응답 성분이 최소한의 허용 가능한 한계값보다 크게 되는 것을 보장할 필요가 있다. 그러므로, 원자로 내의 노심내 플럭스 검출기(ICFD)를 시험하기 위하여 컴퓨터 실행 가능한 지령을 명백히 구현하는 컴퓨터 판독 가능한 매체를 갖는 정기적인 제품을 시작하는 것이 바람직한데, 이러한 원자로는 ICFD를 포함하는 측정 기기를 포함하고, 이러한 측정 기기는 원자로 출력의 단계 변화의 결과로서 응답 신호를 생성한다. 이러한 컴퓨터 실행 가능한 지령은 ICFD를 포함하는 측정 기기로부터의 응답 신호를 수신하고 기록하기 위한 컴퓨터 실행 가능한 지령과, 기록된 응답 신호에 기초하여 ICFD를 위한 유효 즉발 분율(effective prompt fraction)을 결정하기 위한 컴퓨터 실행 가능한 지령을 포함한다.The dynamic response of the ICFD can change with time for changes in material (combustion) and as a result of defects. In order to ensure that the ICFD can respond quickly enough to meet safety requirements, it is necessary to ensure that the immediate response component is greater than the minimum acceptable limit. Therefore, it is desirable to start a regular product with a computer readable medium that explicitly implements computer executable instructions for testing in-core flux detectors (ICFDs) in reactors, which reactors include measuring instruments including ICFDs. This measuring instrument then generates a response signal as a result of the step change of the reactor output. Such computer executable instructions may be used to determine an effective prompt fraction for an ICFD based on a computer executable instruction for receiving and recording a response signal from a measuring instrument comprising the ICFD and the recorded response signal. Contains computer executable instructions.
본 발명의 다른 양상 및 특징은, 첨부된 도면과 관련된 본 발명의 특정 실시예의 다음의 설명으로부터 당업자에게는 명확해질 것이다.Other aspects and features of the invention will become apparent to those skilled in the art from the following description of specific embodiments of the invention in conjunction with the accompanying drawings.
본 발명의 실시예를 도시하는 첨부 도면을 예를 통해 참조한다.Reference is made to the accompanying drawings showing embodiments of the invention by way of example.
다른 도면에서 유사한 구성요소를 나타내기 위하여 유사한 참조번호가 사용되었다.Like reference numerals are used to designate like elements in different drawings.
본 발명은 원자로 출력의 단계적 변화에 대한 ICFD의 측정된 응답에 기초하여 ICFD를 위한 유효 즉발 분율을 결정하는 방법을 제공한다.The present invention provides a method for determining the effective immediate fraction for an ICFD based on the measured response of the ICFD to a step change in reactor output.
ICFD를 위한 즉발 분율은, 동일한 원자로 플럭스 변화에 대한 기준 순간 응답으로 나누어진 원자로 플럭스 변화에 대한 ICFD 응답 비율이다. ICFD에 의해 생성된 실제 응답 신호는 원 위치(in situ)에 일정한 지연 성분을 포함한다. 이들 지연 성분 중 일부는 검출기에 기인할 수 있고, 일부는 원자로 내의 지연된 감마 필드에 기인할 수 있다. 원자로 출력에서의 단계적 변화에 따라 ICFD에 의해 생성된 신호의 측정은 지연 응답의 원동력을 반영할 것인데, 이러한 원동력은 검출기 특성과, 지연 감마 필드와 검출기의 위치와 같은 물리적인 고려사항을 포함하는 외부 특성 모두에 기인할 수 있다. 이들 모든 지연 소스는 측정 응답에 기초하여 결정된 유효 즉발 분율에 나쁜 영향을 미친다.The immediate fraction for ICFD is the ICFD response rate for the reactor flux change divided by the baseline instantaneous response to the same reactor flux change. The actual response signal generated by the ICFD contains a constant delay component in situ. Some of these delay components may be due to detectors, and some may be due to delayed gamma fields in the reactor. The measurement of the signal generated by the ICFD as the gradual change in the reactor output will reflect the driving force of the delay response, which is driven by external factors including detector characteristics and physical considerations such as the delay gamma field and the position of the detector. It can be attributed to both characteristics. All of these delay sources adversely affect the effective immediate fraction determined based on the measurement response.
ICFD의 즉발성을 시험하기 위하여 사용된 원자로 출력 변화는 국부적인 중성자 플럭스의 갑작스런 증가가 존재하는 사고 상황을 모델링하기 위한 것이다. 이상적으로, 시험은 원자로 출력의 단계적 증가 변화의 도입을 수반하지만, 이것은 안전상의 이유로 인해 불가능하다. 따라서, 대부분의 실시예에 있어서, 원자로 출력 변화는 원자로 출력의 단계적 감소이다. 일부 실시예에 있어서, 출력 변화는 원자로 출력의 트립을 포함한다. 많은 경우에 있어서, 이들 출력의 운전중지는 유지보수와 시험을 위하여 정기적으로 계획되며 매 2년마다 발생하도록 계획이 잡힌다.The reactor output change used to test the immediateness of the ICFD is to model an accident situation where there is a sudden increase in local neutron flux. Ideally, the test would involve the introduction of a stepwise change in reactor output, but this is not possible for safety reasons. Thus, in most embodiments, the reactor output change is a stepwise decrease in reactor output. In some embodiments, the output change includes a trip of the reactor output. In many cases, shutdowns of these outputs are regularly scheduled for maintenance and testing and are scheduled to occur every two years.
ICFD의 즉발성을 시험하기 위하여 출력의 증가 대신 출력의 감소의 사용은, 원자로 출력에서의 단계적 변화, 즉 중성자 및 감마 필드 플럭스의 결과적인 변화에 대한 검출기 응답의 동력학은 대략 선형이고 양 방향에서 대칭이라는 가정을 필요로 한다. 축적된 분열 산물로부터 초래되는 지연 감마 필드와 같은 중성자 또는 감마 필드의 일정한 지연 성분은, 원자로 출력 변화가 양인지 또는 음인지에 의존하는 동력학을 가질 수 있다. 검출기 신호 즉발성의 대칭에 의존하기 위하여, 설정 이후 동일한 동력학에 따라 축적된 분열 산물이, 원자로가 트립된 후 붕괴되기 때문에, 열적인 중성자 플럭스에서 변화한다는 또 다른 가정이 이루어진다.The use of a decrease in output instead of an increase in output to test the improvisation of the ICFD means that the kinetics of the detector response to stepwise changes in the reactor output, ie the resulting change in neutron and gamma field flux, is approximately linear and symmetric in both directions. Requires the assumption that The constant delay component of the neutron or gamma field, such as the delayed gamma field resulting from accumulated cleavage products, may have a dynamic that depends on whether the reactor output change is positive or negative. In order to rely on the symmetry of the detector signal spontaneous, another assumption is made that the cleavage products accumulated according to the same kinetics after setup change in thermal neutron flux because the reactor collapses after the trip.
예를 통해, 백금-피복 인코넬(Platinum-clad inconel)ICFD는 혼합된 중성자 및 감마 감도를 갖는다. 그 전류의 40%는, ()의 신속한 처리를 통해 검출기의 물질과 상호작용하는 원자로의 감마 필드에 의해 유도되지만, 감마 필드의 1/3은 중성자 플럭스의 변화에 대해 지연되어, 검출기 전류에서 13%의 관련 지연 성분을 초래한다. 검출기에서 발생하는 상호작용() 이 신속하다 할지라도, 지연은 여전히 검출기에 기인한다. 지연된 감마 필드의 소스는 긴 기간의 최대 출력의 동작 이후 축적되는 분열 산물이다. 검출기가 트립될 때, 중성자와 감마 필드는 곧 바로 0으로 떨어지지만, 연료 내에서 저장된 분열 산물의 느린 붕괴와 다른 노심 성분은 여전히 상당한 감마 필드를 생성한다. 분열 산물의 다양한 베타 및 감마 붕괴의 케스케이드(cascade)는 일정한 동력학을 갖는데, 이러한 동력학은 부분적으로 원자로 트립에 응답하는 ICFD 신호의 지연된 전류를 결정한다.By way of example, platinum-clad inconel ICFDs have mixed neutron and gamma sensitivity. 40% of that current is ( Is induced by the gamma field of the reactor interacting with the material of the detector through rapid processing, but one third of the gamma field is delayed for changes in neutron flux, resulting in 13% of the detector current. Resulting in relevant delay components. Interactions that occur at the detector ( Although is fast, the delay is still due to the detector. The source of the delayed gamma field is the cleavage product that accumulates after the operation of the long maximum output. When the detector trips, the neutrons and gamma fields immediately drop to zero, but the slow decay of cleavage products stored in the fuel and other core components still produce significant gamma fields. The cascades of various beta and gamma decay products of the cleavage product have constant kinetics, which determine in part the delayed current of the ICFD signal in response to reactor trips.
유효 즉발 분율 추정치에서 검출기에 기인할 수 없는 지연 성분의 포함은, 실제 사고 시나리오에서 이들 비-검출기 지연이 여전히 검출기 신호를 위한 유효 즉발 분율에 적용될 수 있다는 점에서, 정당화될 수 있다. 바꾸어 말하면, 검출기 신호의 즉발성은 (검출기 자체에 반하여) 여전히 노심 내의 검출기의 위치, 리드 케이블의 길이 및 원자로 노심의 출력 이력에 의해 영향을 받는다.The inclusion of delay components that cannot be attributed to the detector in the effective immediate fraction estimate can be justified in the sense that these non-detector delays can still be applied to the effective immediate fraction for the detector signal in real accident scenarios. In other words, the spontaneity of the detector signal is still influenced by the position of the detector in the core (as opposed to the detector itself), the length of the lead cable and the output history of the reactor core.
ICFD 신호의 유효 즉발 분율은 원자로 변화에 뒤따르는 ICFD 신호의 즉각적인 변화와, 동일한 원자로 변화 동안 측정된 100% 신속한 기준 검출 신호의 즉각적인 변화 사이의 비율을 포함한다. 일실시예에 있어서, 원자로 변화는 원자로 트립이고, 100% 신속한 기준 검출기 신호는 하나 이상의 노외(ex-core) 이온 챔버로부터 얻어진다. 이온 챔버는 중성자 플럭스에서의 신속한 변화에 응답하고, 지연된 감마 플럭스에 의해 영향을 받지 않는다. 일실시예에 있어서, 유효 즉발 분율은, 정규화된 기준 이온 챔버 신호의 평균 신호 하락에 의해 분할된 트립 이후 일정한 시간 간격을 통해 평균이 취해진 정규화된 ICFD 신호의 후-트립 하강으로서 계산된다.The effective immediate fraction of the ICFD signal includes the ratio between the immediate change in the ICFD signal following the reactor change and the immediate change in the 100% rapid reference detection signal measured during the same reactor change. In one embodiment, the reactor change is a reactor trip and a 100% rapid reference detector signal is obtained from one or more ex-core ion chambers. The ion chamber responds to rapid changes in neutron flux and is not affected by delayed gamma flux. In one embodiment, the effective immediate fraction is calculated as the post-trip drop of the normalized ICFD signal averaged over a constant time interval after the trip divided by the average signal drop of the normalized reference ion chamber signal.
트립 개시 이후, 플럭스 신호가 응답을 시작하기까지 약 0.4초의 짧은 지연이 존재한다. 이러한 초기 대기시간은 부분적으로 노심의 해당 영역에 도달하는 트립 메커니즘의 지연에 기인할 수 있다. 예컨대, 트립 메커니즘이 노심 내의 핵반응을 정지시키기 위하여 차단봉(shutoff rod)을 낙하시키는 것을 수반하는 경우, 봉이 칼란드리아(calandria) 내로 낙하하여 반응에 영향을 미치기 시작하기까지 한정된 시간이 걸린다. 다른 유형의 트립 메커니즘은 노심 내의 반응을 정지시키기 위한 액체 독극물(가돌리늄)의 삽입이다. 이 또한 독극물이 칼란드리라 내로 삽입되 어 검출기의 국부 영역에서 반응에 영향을 미치기 위해서는 한정된 시간이 걸린다. 이러한 지연의 정도는 노심 내에서 검출기의 위치에 부분적으로 의존한다.After the start of the trip, there is a short delay of about 0.4 seconds before the flux signal starts to respond. This initial latency may be due, in part, to the delay of the trip mechanism to reach that area of the core. For example, if the trip mechanism involves dropping a shutoff rod to stop the nuclear reaction in the core, it takes a limited time before the rod falls into calandria and begins to affect the reaction. Another type of trip mechanism is the insertion of a liquid poison (gadolinium) to stop the reaction in the core. It also takes a limited time for the poison to be inserted into the Callandira and affect the reaction in the local region of the detector. The degree of this delay depends in part on the position of the detector within the core.
일단 플럭스 신호가 응답을 시작하면, 중성자 플럭스 신호는 약 0.3초 내지 0.8초의 일정한 시간 간격에 걸쳐 낮은 레벨로 떨어진다. 가장 짧은 지연 성분의 시상수는 약 3.9초이고, 이는 본 발명에 따른 즉발 분율을 평가하기 위한 충분한 분리가 존재함을 의미한다.Once the flux signal begins to respond, the neutron flux signal drops to low levels over a constant time interval of about 0.3 seconds to 0.8 seconds. The time constant of the shortest delay component is about 3.9 seconds, which means that there is sufficient separation to assess the immediate fraction according to the invention.
일실시예에 있어서, ICFD의 유효 즉발 분율은, 플럭스 하강의 시작 이후 3초 후 측정된 기준 이온 챔버의 정규화된 하강에 관하여, 플럭스 하강의 시작 이후 3초 후에 측정된 ICFD 신호의 정규화된 하강으로부터 계산된다. 이러한 신호는, 트립 이전 값과 증폭기의 정격 제로-출력인 전압 출력("제로 플로어")("zero-floor") 사이에서 정규화된다. 이들 공칭 플로어 값은 스테이션마다 다르다. 실제 "제로 플로어"값은 NOP 증폭기(스테이션 하드웨어)와 기록 채널(데이터 포착 시스템)의 기기 제로-옵셋 바이어스로 인해 설계 값과는 다를 수 있다.In one embodiment, the effective immediate fraction of the ICFD is from the normalized drop in the ICFD signal measured 3 seconds after the start of the flux drop, with respect to the normalized drop in the reference ion chamber measured 3 seconds after the start of the flux drop. Is calculated. This signal is normalized between the pre-trip value and the voltage output ("zero-floor") which is the rated zero-output of the amplifier. These nominal floor values vary from station to station. The actual "zero floor" value may be different from the design value due to the device zero-offset bias of the NOP amplifier (station hardware) and recording channel (data acquisition system).
본 발명에 따른 유효 즉발 분율의 결정은 두개의 단계를 포함할 수 있다. 첫 번째는 원자로 트립 도중에 얻어진 측정 데이터로부터 보상되지 않은 유효 즉발 분율을 결정하는 것이다. 두 번째는 유효 즉발 분율을 얻기 위하여, 보상되지 않은 유효 즉발 분율에 정정 항을 적용하는 것이다. 일부 실시예에 있어서, 이들 두 단계는 구별되고 연속적인 방식으로 수행되지 않는다.Determination of the effective immediate fraction according to the invention may comprise two steps. The first is to determine the uncompensated effective immediate fraction from the measured data obtained during the reactor trip. The second is to apply a correction term to the uncompensated effective instant fraction to obtain an effective instant fraction. In some embodiments, these two steps are not performed in a distinct and continuous manner.
측정에 기초한 보상되지 않은 유효 즉발 분율에 적용되는 정정 항은 모델링에 기초한 정정을 포함하는데, 이러한 정정은 보상되지 않은 유효 즉발 분율을 수 %만큼 변화시킨다. 정정 항의 비교적 적절한 영향은, 실제 특정한 ICFD 파라미터 대신에 공칭 ICFD 파라미터의 사용을 가능케 하고, 플럭스 변화의 단순화된 시간 함수의 사용을 가능케 한다.The correction term applied to the uncompensated effective immediate fraction based on the measurement includes a correction based on modeling, which changes the uncompensated effective immediate fraction by a few percent. The relatively appropriate effect of the correction term allows the use of nominal ICFD parameters instead of the actual specific ICFD parameters and the use of a simplified time function of flux variation.
정정 항은, 원자로 출력이 최대 원자로 트립이 개시되기 전에 최대 출력으로부터 60%까지 지속적으로 경사 감소하는 출력 경사와 같은, 트립 이전의 출력 변화의 영향을 제거하기 위하여 사용될 수 있다. 정정 항은 또한 이미 활성이고 3초 후의 ICFD 트립 응답에 기인하는 가장 짧은 지연 성분의 영향, 데이터 포착 기록 채널의 제로-옵셋 바이어스의 영향, 및 지연된 베타-붕괴시 분열 산물에 의해 방출되는 트립후의 장기간 지연된 감마 필드의 영향을 제거하기 위하여 사용될 수 있다.The correction term may be used to eliminate the effects of output change prior to trip, such as output ramp, where reactor output continues to ramp down by 60% from the maximum output before the maximum reactor trip is initiated. The correction term is also already active and affects the shortest delay component due to the ICFD trip response after 3 seconds, the effect of zero-offset bias of the data capture recording channel, and the long term after trip released by the cleavage product upon delayed beta-decay. Can be used to eliminate the effects of delayed gamma fields.
A. 데이터 포착 시스템A. Data Acquisition System
상술한 바와 같이, 전형적인 원자로는 여러 중복 안전 시스템 채널을 통해 분포된 많은 수의 ICFD를 사용한다. 안전 채널 각각은 이온 챔버를 포함하여 한 세트의 ICFD와 다른 기기류를 감시한다. 이러한 기기류는 노심 내 및 노심 밖에서 원자로 영역을 통해 분포된다. 안전 요건에 부합하기 위하여, 안전 채널은 서로 격리되어 유지될 필요가 있다. 만약 안전 채널이 상호 연결되어야 한다면, 한 채널에서의 결함이 다른 채널에 영향을 미칠 위험이 있고, 이로 인해 전체 안전 시스템을 손상시킨다.As noted above, typical reactors use a large number of ICFDs distributed over several redundant safety system channels. Each safety channel includes an ion chamber to monitor a set of ICFDs and other devices. These devices are distributed through the reactor zone in and out of the core. In order to meet safety requirements, the safety channels need to be kept separate from each other. If the safety channels are to be interconnected, there is a risk that a fault in one channel will affect the other, which damages the entire safety system.
노심내 플럭스 검출기를 시험하기 위한 데이터 포착 시스템(10)의 블록도를 도시하는 도 1을 이제 참조한다. 데이터 포착 시스템(10)은 12a, 12b,...,12f로 도시된 6개의 안전 시스템 채널을 통해 분포된다. 6개의 채널은 각각 3 개의 채널을 갖는 두 개의 안전 시스템에 대응한다. 데이터 포착 시스템(10)은 6개의 안전 시스템 채널(12a, 12b,...,12f)에 대응하는, 14a,14b,...,14f로 표시된 다수의 하위 시스템을 포함한다. 각 데이터 포착 하위 시스템(14a 내지 14f)은 다수의 기기, 일실시예에서는 최대 24개의 기기로부터 신호를 수신하는 기기 패널(16)에 접속된다. 데이터 포착 하위 시스템(14a 내지 14f)은 기기 패널(16a 내지 16f)로부터 기기 신호(30)를 병렬로 수신하기 위한 분리 증폭기(18a 내지 18f)를 포함한다. 분리 증폭기(18a 내지 18f)는 데이터 포착 시스템(10)으로부터 기기 패널(16a 내지 16f)로의 피드백을 방지하고, 분리된 기기 신호(32)를 출력한다. 일실시예에 있어서, 분리 증폭기(18a 내지 18f)는 필터링이 없는 1:1 증폭기이다. Reference is now made to FIG. 1, which shows a block diagram of a
데이터 포착 하위 시스템(14a 내지 14f)은 또한 신호 조정 유니트(22a 내지 22f)를 포함한다. 신호 조정 유니트(22a 내지 22f)는 분리된 기기 신호를 수신하고 조정된 신호(34)를 출력한다. 신호 조정 유니트(22a 내지 22f)는 아날로그 증폭, DC 옵셋 조정, 및 아날로그 저역 필터링을 포함하는 다수의 임무를 수행할 수 있다.
데이터 포착 하위 시스템(14a 내지 14f)은, 조정된 신호(34)를 수신하고, 이들을 디지털화하며, 이들을 국부적으로 저장하기 위한 컴퓨터(20a 내지 20f)를 더 포함한다.
트립 이벤트 동안 컴퓨터(20a 내지 20f)에 의해 기록된 데이터는 원자로 기기에 포함된 하나 이상의 ICFD에 대해 유효 즉발 분율을 결정하기 위하여 이후에 사용된다. 이러한 분석을 수행하기 위하여, 대상이 되는 ICFD에 대한 데이터는 이 온 챔버, 다른 ICFD, 또는 다른 기기에 대응하는 데이터와 비교될 수 있다. 유용한 비교를 하기 위하여, 데이터는 공통의 기준 시간을 가질 필요가 있다. 데이터 포착 시스템(10)내의 컴퓨터(20a 내지 20f)는, 이들이 다른 데이터 포착 하위 시스템(14a 내지 14f)과는 독립적으로 동작하기 때문에, 전형적으로 각각 자신의 클록을 갖는다. 따라서, 발생하는 어려운 점은 안전 시스템 분리 요건을 손상시키지 않고 컴퓨터(20a 내지 20f)를 동기화시키는 것이다.The data recorded by the
이러한 어려운 점을 해결하기 위하여, 컴퓨터(20a 내지 20f) 중 하나 예컨대 컴퓨터(20a)는 "마스터" 컴퓨터로서 지정되고, 나머지 컴퓨터(20b, 20c, …, 20f)는 "슬레이브"로 지정되지만, 이들은, 마스터가 슬레이브를 제어하는 일정 레벨을 갖는 연산에서 일반적으로 볼 수 있는 마스터-슬레이브의 관계를 가지는 것은 아니다. 마스터 컴퓨터(20a)는 다른 컴퓨터(20b, 20c, …, 20f)에 공급되는 클록 신호(36)를 출력한다. 클록 신호(36)는 각 컴퓨터(20a 내지 20f) 사이의 분리 장벽(24)을 통과하여, 컴퓨터(20a 내지 20f)가 서로 분리된채 유지되는 것을 보장한다. 슬레이브 컴퓨터(20b, 20c, …, 20f) 각각은 이러한 클록 신호(36)를 수신하고, 임의의 데이터 기록물에 타임스탬프를 부가하거나, 또는 그렇지 않을 경우 조정된 신호(34)의 데이터 기록물을 마스터 컴퓨터(20a)로부터 기준 클록 신호(36)에 연결시킨다. 따라서, 각 컴퓨터(20a 내지 20f)에서 국부적으로 저장된 데이터는 공통 시간 기준을 사용하는 분석을 위하여 이후에 수집 및 결합될 수 있다.To solve this difficulty, one of the
일실시예에 있어서, 분리 장벽(24)은 광 분리기이다. 분리 장벽(24)은 갈바니 전기 분리기 및 기타 분리기를 포함하여, 신호를 분리시키기 위한 다른 메커니 즘을 포함할 수 있다. 분리 장벽(24)은 적절한 신호대 잡음비와 온도 민감도를 제공하도록 선택되어야 한다. 분리 장벽(24)은 이중 분리를 제공할 수 있다.In one embodiment, the
일실시예에 있어서, 클록 신호(36)는 클록 신호와 시간 확인 신호를 포함한다. 시간 확인 신호는 이후의 분석과, 클록 신호에서의 임의의 에러 정정을 위하여 기록될 수 있다. 일실시예에 있어서, 시간 확인 신호는 삼각파 신호이다.In one embodiment,
기존 CANDU 원자로는 헤드셋(headset)을 통해 원자로 내의 공간 사이에서 통신하기 위한 통신 시스템을 포함한다. 일부 실시예에 있어서, 이러한 기존 통신 시스템은 도 1에 도시된 데이터 포착 시스템(10)을 위한 구성요소의 상호연결을 제공하기 위하여 사용될 수 있다. 특히, 기존의 통신 시스템은 분리 장벽(24)과 함께 클록 신호(36)를 분배하기 위하여 다양한 데이터 포착 하위 시스템(14a 내지 14f)을 접속시키기 위한 메커니즘을 제공할 수 있다. Conventional CANDU reactors include a communication system for communicating between spaces within the reactor via a headset. In some embodiments, such existing communication systems may be used to provide interconnection of components for the
이제, 데이터 포착 하위 시스템(14a 내지 14f) 중 하나의 블록도를 도시하는 도 2를 참조한다. 신호 조정 유닛(22)은 분리된 각 기기 신호(32)를 위한 필터(40), 증폭기(42) 및 DC-옵셋 조정기(44)를 포함한다. 필터(40)는 안티-앨리어싱(anti-aliasing) 저역 필터를 포함할 수 있다. 컴퓨터(20)는 조정된 신호(34)를 디지털화하는 아날로그-디지털(A/D) 변환기(46)를 포함한다. A/D 변환기(46)에 의해 생성된 디지털화된 신호는 마이크로프로세서(48)에 제공되고, 상기 마이크로프로세서(48)는 디지털 데이터를 메모리(54)에 저장한다. 마이크로프로세서(48)는, 필터(40), 증폭기(42) 및 DC-옵셋 조정기(44)를 제어하기 위하여 제어 신호(56)의 신호 조정 유닛(22)으로의 송신을 포함하여, 데이터 포착 하위 시스템(14)을 조정 및 관 리한다.Reference is now made to FIG. 2, which shows a block diagram of one of the
컴퓨터(20)는 클록(50)을 더 포함하는데, 상기 클록은 일부 실시예에서 마이크로프로세서(48)의 일부이고, 클록 신호(36)를 생성한다.The computer 20 further includes a
컴퓨터(20)는 또한 디스플레이(52)와 기타 출력, 및 사용자로 하여금 컴퓨터(20)와 상호작용할 수 있게 하는 입력 디바이스(미도시)를 포함한다.The computer 20 also includes a
당업자라면, 컴퓨터(20)가 퍼스널 컴퓨터 또는 다른 워크스테이션일 수 있음을 이해할 것이다. 컴퓨터(20)는 또한 데이터 포착 처리의 관리에 사용하기 위한 마이크로컨트롤러 또는 다른 프로그램 가능한 처리 디바이스일 수 있다.Those skilled in the art will appreciate that the computer 20 may be a personal computer or other workstation. The computer 20 may also be a microcontroller or other programmable processing device for use in managing the data capture process.
일실시예에 있어서, 데이터 포착 하위 시스템(14)은 24개 기기에 대한 데이터를 수신하고, 디지털화하며, 기록한다. 수집된 데이터는 ICFD의 즉발성을 고려하여 정확한 정보를 제공하기 위한 충분한 분해능을 갖는다. 일실시예에 있어서, 데이터 포착 하위 시스템(14)은 500 Hz의 기기 신호를 0.1mV의 진폭 분해능으로 샘플링한다(즉, A/D 변환기(46)는 조정된 신호(34)를 샘플링한다). 충분한 분해능을 제공하기 위하여, 샘플링은 매 10 ms 마다 1회 이상의 샘플링 속도로 이루어져야 한다.In one embodiment,
시험 하의 기기의 즉발성을 결정하기 위하여, 언제 출력 변화(즉, 원자로 트립)가 기록된 데이터 내에서 실제 발생하는 지를 알 필요가 있다. 따라서, 데이터 포착 시스템(10)에 의해 측정된 기기 중 하나는 트립 메커니즘이다. 트립 메커니즘은 트립 이벤트를 개시시키는 푸쉬버튼 또는 다른 트리거가 될 수 있다. 푸쉬버튼은 중성자-흡수봉의 방출 또는 중성자-흡수 독극물의 주입을 야기하여, 원자로 운 전정지 이벤트를 촉진한다. 그러므로, 한 세트의 기록된 데이터는 트립 개시의 정확한 발생을 나타낼 것이다. 그후 트립 메커니즘이 전개되어 노심 내의 중성자 반응에 영향을 미치기 시작하여 개별 검출기까지 전파되기까지 한정된 시간이 걸린다.In order to determine the immediateness of the equipment under test, it is necessary to know when the output change (ie reactor trip) actually occurs within the recorded data. Thus, one of the instruments measured by the
컴퓨터(20)는, 다양한 하드웨어 구성요소를 제어하고, 데이터 샘플링과 저장 기능을 수행하도록 적절히 프로그래밍된다. 이들 기능을 수행하기 위한 컴퓨터(20)의 프로그래밍은 컴퓨터 소프트웨어 기술분야의 당업자가 이해할 수 있는 것이다. 컴퓨터(20)의 동작을 제어하기 위하여 개발된 소프트웨어는 사용자로 하여금 샘플링 속도를 포함하여 일정한 파라미터를 설정할 수 있도록 하는 사용자 인터페이스를 제공한다.Computer 20 is suitably programmed to control various hardware components and perform data sampling and storage functions. Programming of the computer 20 to perform these functions is understood by those skilled in the computer software arts. Software developed to control the operation of the computer 20 provides a user interface that allows a user to set certain parameters including the sampling rate.
B. 유효 즉발 분율의 결정B. Determination of Effective Immediate Fraction
상술한 시험 시스템을 사용하여 얻어진 측정으로부터 결정될 수 있는 유효 즉발 분율은 실제 즉발 분율에 관련된다. ICFD 동력학 및 트립 이벤트의 수학적 모델을 사용하여, 실제 즉발 분율과 유효 즉발 분율 사이의 관계가 결정될 수 있다.The effective instant fraction that can be determined from the measurements obtained using the test system described above relates to the actual instant fraction. Using mathematical models of ICFD kinetics and trip events, the relationship between the actual instantaneous fraction and the effective instantaneous fraction can be determined.
ICFD는 시간 의존적인 플럭스{ }와 검출기 임펄스 응답 함수{h(t)}의 컨벌루션(convolution)에 관한 출력 전압 신호(VD(t))를 생성한다. 검출기 임펄스 응답 함수는 실제 즉발 분율(p)과, 시상수(τn)와 상대 진폭(kn)을 각각 갖는 N 개의 지연 요소를 포함하는데, 여기에서 n=1,...,N이다. 이러한 관계는 다음의 수학식으로 표시된다.ICFD is a time-dependent flux { } And the output voltage signal V D (t) relating to the convolution of the detector impulse response function {h (t)}. The detector impulse response function includes N delay components each having an actual instantaneous fraction p, a time constant τ n and a relative amplitude k n , where n = 1, ..., N. This relationship is represented by the following equation.
여기에서 는 Dirac-delta 함수를 포함하고, 이다.From here Contains the Dirac-delta function, to be.
검출기 전압은 검출기의 플럭스-전압 변환 인자(CD)의 함수로서 모델링되는데, 상기 변환 인자 그 자체는 플럭스-전류 변환 인자(), 전류-전압 변환 인자(), 및 전압 증폭기 이득 인자()를 포함한다. 제 1 파라미터는 ICFD의 감도 또는 전류 수율이고, 이는 ICFD의 수명을 통해 변화할 수 있다. 전류-전압 변환 인자와 전압 증폭기 이득 인자는 신호 기기의 변환기/증폭기에서 설정되고, 검출기 감도의 변화를 보상하기 위하여 조정될 수 있다. 변환 인자(CD)를 사용하여, 검출기 전압은 다음의 수학식을 사용하여 모델링된다.The detector voltage is modeled as a function of the flux-to-voltage conversion factor C D of the detector, which is itself a flux-current conversion factor ( ), Current-voltage conversion factor ( ), And the voltage amplifier gain factor ( ). The first parameter is the sensitivity or current yield of the ICFD, which can change over the lifetime of the ICFD. The current-voltage conversion factor and the voltage amplifier gain factor are set in the converter / amplifier of the signal device and can be adjusted to compensate for the change in detector sensitivity. Using the conversion factor C D , the detector voltage is modeled using the following equation.
여기에서 VB는 제로 출력으로 측정된 일정한 전압 옵셋이다. 실제 제로-출력 옵셋 전압(VB)은 스테이션 기기와 데이터 포착 기록 채널 내에서 가능한 바이어스로 인해 신호마다 다를 수 있다. 다른 신호의 제로-출력 옵셋 사이의 차이는 전형적으로 감시된 전압 범위의 ±10mV 즉 0.2%의 범위이다. 이러한 불확실성은 평가된 즉발 분율에서 ±0.5% 바이어스를 초래한다.Where V B is a constant voltage offset measured at zero output. The actual zero-output offset voltage V B may vary from signal to signal due to possible biases within the station device and the data acquisition recording channel. The difference between the zero-output offsets of the other signals is typically in the range of ± 10 mV or 0.2% of the monitored voltage range. This uncertainty results in a ± 0.5% bias at the estimated fraction fraction.
수학식 1 및 수학식 2는 결합되어, 시간에 의존하는 플럭스의 함수로서 검출기 출력 전압(VD)의 다음의 수학식을 도출한다.Equations 1 and 2 combine to derive the following equation of detector output voltage V D as a function of time dependent flux.
N 회의 지연 성분의 파라미터 값(kn과 τn)은 실제 물리적인 프로세서와 필수적으로 관련되는 것은 아니다, 하지만 오히려 측정된 검출기 응답에 대한 최적의 지수 적합도이다. 검출기 응답 신호를 측정하고, 측정된 신호에 지수 곡선을 적용시킴으로써, 파라미터 값(kn과 τn)를 위한 설계 또는 공칭 값을 얻을 수 있다. 지연 파라미터는 다음의 정규화된 수학식을 통해 즉발 분율에 관련된다.The parameter values k n and τ n of the N delay components are not necessarily related to the actual physical processor, but rather are the optimum exponential fit for the measured detector response. By measuring the detector response signal and applying an exponential curve to the measured signal, a design or nominal value for the parameter values k n and τ n can be obtained. The delay parameter is related to the instantaneous fraction through the following normalized equation.
모델링 수학식, 검출기 전압(VD)에 대한 수학식 3을 얻은 후, 원자로 트립은 시간 t=0에서 초기 정지 플럭스()로부터 시간 간격()이후 나중의 일정한 플럭스()로 선형적인 플럭스 변화로서 모델링될 수 있다. 시간 t의 함수로서 플럭스는 다음과 같이 표현된다. After obtaining the modeling equation, equation 3 for the detector voltage (V D ), the reactor trip is subjected to an initial stop flux at time t = 0 ( Time interval from Constant flux afterwards Can be modeled as a linear flux change. The flux as a function of time t is expressed as
공칭 ICFD의 지연 전류 성분을 액세스하기 위하여, 상술한 선형 플럭스 변화의 수학식은 원자로 트립 도중에 실제 플럭스 하강의 양호한 근사이다. 이러한 단순화된 함수의 장점은, ICFD 전압 신호의 트립 응답에 대한 분석식을 제공한다는 점이고, 이러한 분석식은 파라미터 조사를 수행하기 위하여 필요하다. 수학식 5에서의 선형 경사 하강 표현이 시간(t > Δt)에 대해 수학식 3에 삽입되고, 트립 이 전의 수학식 을 사용한다면, 즉발 분율(p)은 측정된 검출기 신호(VD)의 함수로서 다음과 같이 표현될 수 있다.In order to access the delay current component of the nominal ICFD, the above equation of linear flux change is a good approximation of the actual flux drop during the reactor trip. The advantage of this simplified function is that it provides an analysis of the trip response of the ICFD voltage signal, which is necessary to perform parametric investigation. The linear gradient descent expression in equation (5) is inserted into equation (3) for time (t> Δt), and the equation before the trip If is used, the instantaneous fraction p can be expressed as follows as a function of the measured detector signal V D.
여기에서 는 원자로 트립 이후 검출기 전압에서 상대적인 하강을 나타내고, 반면 는 노심 검출기의 위치에서 상대적인 플럭스 하강을 나타낸다. 수학식 6에서 첫번째 항은 "유효 즉발 분율"을 나타내는데, 이는 다음의 수학식 7을 사용하여, 측정된 시간 열 신호로부터 직접 계산될 수 있다.From here Represents the relative drop in detector voltage after the reactor trip, Denotes the relative flux drop at the position of the core detector. The first term in Equation 6 represents the " effective immediate fraction ", which can be calculated directly from the measured time train signal using Equation 7 below.
따라서, 수학식 6은 다음과 같이 다시 쓸 수 있다.Therefore, Equation 6 can be rewritten as follows.
검출기 전압 신호(VD(t))가 원자로 트립 시험 도중에 지속적으로 그리고 빈번하게 샘플링되므로, 시간(t)은 Δt < t < τn이 되도록 선택되어, 수학식 8의 후반부의 영향을 최소화시킨다. 이러한 방식이 이루어지면, 수학식 8은 다음과 같이 근사화될 수 있다.Since the detector voltage signal V D (t) is sampled continuously and frequently during the reactor trip test, the time t is selected such that Δt <t <τ n to minimize the effect of the latter part of Equation 8. With this approach, Equation 8 can be approximated as follows.
시점 t가 가장 짧은 시상수 min{τn}에 대해 Δt에 근접하도록 선택되면, 오른쪽의 표현식은 0에 접근한다. 이 경우, 즉발 분율(p)은 대략 유효 즉발 분율(Peff(t))과 동일하다. If the time point t is chosen to be close to Δt for the shortest time constant min {τ n }, the expression on the right approaches zero. In this case, the instantaneous fraction p is approximately equal to the effective instantaneous fraction P eff (t).
모델링을 단순화시키는데 사용될 수 있는 다른 근사는, 수학식 7로부터의 상대 플럭스 하강()이 이온 챔버 신호의 상대적인 신호 하강에 의해 근사될 수 있는 점이다. 실제로, 트립 이후의 플럭스 형태가 트립 이전의 정지 플럭스 형태와 다르기 때문에, 상대 플럭스 하강은 검출기의 위치에 의존한다. 만약 검출기 위치에서 트립 이전의 정지 플럭스의 ±15%의 변동과, 트립 이후 단일 플럭스 형태가 가정된다면, 상대 플럭스 하강 가정의 적용은 유효 즉발 분율에서 ±1.5%의 변동을 초래한다.Another approximation that can be used to simplify modeling is the relative flux drop from ) Can be approximated by the relative signal drop of the ion chamber signal. In practice, the relative flux drop depends on the position of the detector since the flux shape after the trip is different from the stationary flux shape before the trip. If a fluctuation of ± 15% of the static flux before the trip at the detector position, and a single flux form after the trip is assumed, the application of the relative flux falling hypothesis results in a variation of ± 1.5% in the effective immediate fraction.
따라서, 원자로 내의 ICFD의 유효 즉발 분율은 기기로부터 측정된 시간 기록된 신호 데이터를 사용하여, 그리고 조건(Δt < t < min{τn})을 만족시키는 시간(t)과 다음의 수학식을 사용하여 평가될 수 있다. Thus, the effective immediate fraction of the ICFD in the reactor uses the time-recorded signal data measured from the instrument, and the time t satisfying the condition Δt <t <min {τ n } and the following equation: Can be evaluated.
여기에서, 는 이온 챔버 신호의 상대적인 신호 하강이다.From here, Is the relative signal drop of the ion chamber signal.
다른 실시예에 있어서, 수학식 10에서 트립 후 신호는 조건(Δt < t1 < t2 < min{τn})을 만족시키는시간 간격(t1,t2)에 걸쳐 평규화된다. 일실시예에 있어서, t1
는 2.5초이고, t2는 3.5초이다.In another embodiment, the post-trip signal in
또 다른 실시예에 있어서, 원자로 트립은 출력 변화, 전형적으로 최대 출력으로부터 60%와 같은 최대 출력의 분율로의 출력 경사-감소에 따라 발생할 수 있다. 출력-경사 감소 이후, 원자로는 트립이 개시되기 전에 몇 시간 동안 안정된 상태의 출력으로 유지된다.In another embodiment, reactor trips can occur as a result of power variations, typically ramp-down of output from a maximum output to a fraction of maximum output, such as 60%. After power-slope reduction, the reactor remains at a steady state output for several hours before the trip is initiated.
이 경우, 출력 감소는 시간(tR)에서 시작하여 시간 간격(Δt) 동안 로부터 로의 선형적인 플럭스 감소일 수 있다. 그후 출력은 출력 트립이 발생하는 시간(tT)까지 일정하게 유지된다. 출력 트립 도중에, 플럭스는 시간 간격(Δt) 동안 로부터 로 감소한다. 두 가지 경사가 다음과 같이 표현될 수 있다.In this case, the power reduction starts at time t R and during the time interval Δt. from Linear flux reduction in the furnace. The output then remains constant until the time t T at which the output trip occurs. During the output trip, the flux will remain for the time interval (Δt) from Decreases. Two slopes can be expressed as follows.
예를 통해 Δt는 4 내지 10분일 수 있다. 출력 경사 감소와 트립 이벤트 사이의 출력 정지는 전형적으로 30분 내지 8시간 사이이지만, 더 길거나 더 짧을 수 있다.For example, Δt may be 4 to 10 minutes. The output stop between the output ramp down and the trip event is typically between 30 minutes and 8 hours, but can be longer or shorter.
수학식 7을 초래한 유효 즉발 분율을 위한 동일한 정의를 사용하여, 이러한 경우의 유효 즉발 분율을 다음과 같이 정의할 수 있다.Using the same definition for the effective instant fractions that resulted in Equation 7, the effective instant fractions in this case can be defined as follows.
수학식 3으로부터의 검출기 전압은 플럭스를 위한 수식과 결합되어, 두 개의 선형 출력 경사에 대응하는 두 가지 지수 신호 천이를 포함하는 시간(t > tT + Δt) 동안 검출기 전압에 대한 수식을 도출한다. The detector voltage from equation (3) is combined with the equation for flux to derive the equation for the detector voltage for a time (t> t T + Δt) that includes two exponential signal transitions corresponding to two linear output slopes. .
시간(t > tT + Δt) 동안, 수학식 14에서 검출기 신호는 두 가지 독립적인 출력 감소의 중첩 효과를 보여준다. 다수의 출력 경사를 갖는 다른 실시예에 있어 서 추가 항을 포함하도록 상기 수학식은 변경될 수 있음이 이해될 것이다.For the time t> t T + Δt, the detector signal in equation (14) shows the overlap effect of two independent power reductions. It will be appreciated that in other embodiments with multiple output slopes the equation may be modified to include additional terms.
트립 이전 검출기 신호는 다음의 수학식으로 주어진다.The detector signal before the trip is given by the following equation.
수학식 14, 15 및 13으로부터 시간(t > tT + Δt) 동안 유효 즉발 분율에 대한 수학식을 얻을 수 있다.
수학식 16에 주어진 유효 즉발 분율이 실제 분율(p)과 동일하지 않다는 것을 이해할 것이다, 하지만 정확한 시간 간격이 선택되면, 차이는 최소화될 수 있다. 또한 수학식 16이 로 설정됨으로써 선행 출력 경사 감소가 없는 안정 상태 조건 하에서의 트립의 경우를 포함하는 것을 이해할 것이다. 이 경우, 수학식 16은 수학식 8과 동일하게 된다.It will be appreciated that the effective immediate fraction given in (16) is not equal to the actual fraction p, but if the correct time interval is selected, the difference can be minimized.
C. 유효 즉발 분율의 정정C. Correction of Effective Immediate Fraction
상기 수학식들로부터 이해되는 바와 같이, 정정 항은 유효 즉발 분율의 측정에 기초한 결정에 통합될 수 있다. 가능한 하나의 정정은, 가장 짧은 지연 성분이 측정 간격에 근접하고 그 상대적인 기여가 큰 경우에 발생한다. 가능한 다른 정정은, 출력 경사 감소와 같은, 측정 간격 이전에 발생하는 하나 이상의 출력 변화가 있는 경우 발생한다. 이러한 경우, ICFD 전류 신호는 여전히 비평형 상태에 있고, 따라서 약간 바이어스된다. 가능한 또 다른 정정은, 트립이 장기간의 최대 출력 동작을 수반하고, 이러한 동작이 장기간의 붕괴 감마 필드를 생성하는 분열 산물을 축적하여, 잔류 ICFD 전류를 야기하는 경우에 발생한다. 다른 경우들은 측정에 기초한 유효 즉발 분율 평가에 적용될 수 있는 다른 정정을 초래한다.As understood from the equations above, the correction term may be incorporated into a decision based on the measurement of the effective immediate fraction. One possible correction occurs when the shortest delay component is close to the measurement interval and its relative contribution is large. Another possible correction occurs when there is one or more output changes that occur before the measurement interval, such as a decrease in output slope. In this case, the ICFD current signal is still unbalanced and therefore slightly biased. Another possible correction occurs when the trip involves a long maximum output operation, which accumulates a cleavage product that produces a long decay gamma field, resulting in a residual ICFD current. Other cases lead to other corrections that can be applied to estimate effective immediate fraction based on the measurement.
첫 번째 경우에 있어서, 유효 즉발 분율은, 가장 짧은 지연 성분의 트립 응답에 기인할 수 있는 바이어스의 결과로서 검출기의 실제 즉발 분율을 과대평가할 수 있다. 일실시예에 있어서, 이러한 성분은 1.6%의 상대 기여을 갖는 대략 3.9초의 시상수를 갖는다. 플럭스 하강의 개시 후 3 초 후에, 가장 짧은 지연 성분의 트립 응답은 ICFD의 즉발 응답에 기여한다.In the first case, the effective instant fraction may overestimate the true instant fraction of the detector as a result of the bias that may result from the trip response of the shortest delay component. In one embodiment, this component has a time constant of approximately 3.9 seconds with a relative contribution of 1.6%. Three seconds after the start of the flux drop, the trip response of the shortest delay component contributes to the immediate response of the ICFD.
이러한 지연 성분의 영향을 제거하기 위하여, 트립 응답 결정은, 알고 있는 검출기 파라미터에 대해 이루어진다. 모델링에 기초한 값의 룩업 테이블은 측정에 기초한 유효 즉발 분율을 정정하는 메커니즘을 제공한다. 따라서, 지연 성분의 영향은 수학식 8 또는 수학식 9의 오른쪽 항을 이용하여 계산될 수 있다. In order to eliminate the influence of this delay component, trip response determination is made on a known detector parameter. The lookup table of values based on modeling provides a mechanism to correct the effective immediate fraction based on the measurement. Therefore, the influence of the delay component can be calculated using the right term of Equation 8 or Equation 9.
출력 경사의 경우, 룩업 테이블은 또한 정정 항을 제공하기 위하여 사용될 수 있다. 이러한 룩업 테이블은 모델링을 통해 생성된다. 적절한 정정 항은 수학식 14 내지 16을 참조하여 상술한 바와 같이 계산될 수 있다.In the case of an output slope, a lookup table can also be used to provide a correction term. This lookup table is generated through modeling. The appropriate correction term may be calculated as described above with reference to Equations 14-16.
제 3의 경우에 관해, 장기간의 붕괴 감마 필드가 잔류 ICFD 전류를 생성하고, 이는 "제로 출력 전압 플로어"에 대해 일정한 "배경" 검출기 신호를 제공한다. 이러한 영향은 ICFD가 덜 즉각적이게 하는데, 그 이유는 신호의 상대 하강이 기준 신호의 상대 감소보다 더 적기 때문이다.For the third case, the long term decay gamma field produces residual ICFD current, which provides a constant "background" detector signal for the "zero output voltage floor". This effect makes the ICFD less immediate because the relative drop of the signal is less than the relative decrease of the reference signal.
개별 ICFD에 대한 붕괴 감마 영향의 크기는 원자로 이론으로 쉽게 평가될 수 없지만, 측정 그 자체가 장기간에 대한 해결책을 제공한다. 트립 이후 충분히 긴 시간 이후에, 측정된 신호는 다음의 성분을 포함한다.The magnitude of the decay gamma effect on individual ICFDs cannot be easily assessed by reactor theory, but the measurement itself provides a solution for long term. After a sufficiently long time after the trip, the measured signal contains the following components.
1. NOP 증폭기의 "제로-플로어"의 설계 값,1. The design value of the "zero-floor" of a NOP amplifier,
2. NOP 증폭기의 제로-옵셋 바이어스(±10 mV인 것으로 간주),2.zero-offset bias of the NOP amplifier (presumed to be ± 10 mV),
3. 기록 채널의 제로-옵셋 바이어스(신호 연결 이전에 측정),3. zero-offset bias of the recording channel (measured before signal connection),
4. 장기간 붕괴 감마 필드에 의해 생성된 잔류 ICFD 신호.4. Residual ICFD signal generated by long term decay gamma field.
따라서, ICFD 신호의 시간 평균은 트립 이후 상당한 시간 후에 취해진다. 일실시예에 있어서, 측정은 트립 이후 대략 하루 후에 이루어진다. 이들 평균은 감마 필드 잔류 전압 및 알려지지 않은 기기 바이어스의 영향을 제거하기 위하여 제로 출력 전압 플로어로서 사용될 수 있다. ICFD 응답 신호의 차단 시간을 설정함으로써, 검출기 응답의 부분으로서 고려되는 지연 성분은 장기간의 감마 잔류 성분으로부터 분리된다. 이들 평균은 ICFD 신호의 정규화 시에 사용된다.Thus, the time average of the ICFD signal is taken after a significant time after the trip. In one embodiment, the measurement is made approximately one day after the trip. These averages can be used as the zero output voltage floor to eliminate the effects of gamma field residual voltage and unknown device bias. By setting the cutoff time of the ICFD response signal, the delay component considered as part of the detector response is separated from the long-term gamma residual component. These averages are used in normalizing the ICFD signal.
이제 원자로에서 ICFD를 시험하기 위한 방법(100)을 흐름도 형태로 도시하는 도 3을 참조한다. 방법(100)은 데이터 포착 시스템(10)(도 1)을 사용하여 데이터 수집을 개시하는 단계(102)에서 시작한다. 데이터 포착 시스템(10)은, ICFD, 이온 챔버, 및 트립 메커니즘을 포함하는 기기에 관한 데이터를 수집하기 시작한다. 이러한 트립 이전의 데이터는 판독물을 정규화하기 위해 이후에 사용될 수 있다.Reference is now made to FIG. 3, which shows in flowchart form a
단계(104)에서, 원자로 트립이 개시된다. 출력 변화 도중에, 데이터 포착 시스템(10)은 원자로 내의 기기로부터 데이터의 축적을 지속한다. 데이터는 국부적으로 저장되고, 만약 도 1에서 6개의 별도의 채널로 도시된 바와 같이, 하나 이상의 로컬 데이터 저장 장치가 생성되어야 한다면, 단계(106)에서 데이터는 함께 컴파일된다. 상술한 바와 같이, 데이터 수집은, 정규화를 통해 유효 즉발 분율 평가를 정정할 때 사용하기 위한 감마 필드 잔류 전압 및 제로-출력 기기 바이어스에 대한 데이터를 수집하기 위하여, 트립 이벤트 이후 수 시간 동안 지속될 수 있다. 판독물의 정규화는 트립 이전의 평균값과 트립 이후의 평균값을 고려한다.In
단계(108)에서, 측정된 데이터는 즉발 기간 동안 상대 신호 변화를 결정하기 위하여 사용된다. 즉발 기간은 가장 짧은 지연 성분의 시상수 보다 더 짧은, 트립 이벤트의 개시에 뒤따르는 시간 기간이다. 상술한 바와 같이, 일실시예에 있어서의 즉발 기간은 3초로 설정된다. 상술한 바와 같이, 일실시예에 있어서, 2.5초와 3.5초 사이의 평균 신호는, 출력 트립 개시시의 시작 신호 레벨에 대한 상대 신호 하강을 결정하기 위하여 사용된다.In
단계(110)에서, 측정된 데이터는 동일한 즉발 기간에 걸쳐 상대적인 플럭스 하강을 결정하기 위하여 사용된다. 100% 즉발 기기의 동적인 응답은 상대적인 플럭스 하강을 결정하기 위한 대용물로 사용된다. 일실시예에 있어서, 그러한 기기는 이온 챔버를 포함한다. 이온 챔버로부터의 출력 신호의 상대적인 변화는 상대적인 플럭스 강하를 나타내도록 취해진다.In
위에서 언급한 바와 같이, 이전의 결정은 예컨대 1초와 같이 미리 결정된 샘플 기간에 걸친 평균에 기초할 수 있다. 상대적인 신호 변화를 결정하는데 사용된 개시 신호값은 트립 이벤트 이전의 안정 상태의 평균값일 수 있다. 모든 신호 값은 전압-옵셋 바이어스와 다른 영향을 제거하기 위하여 트립 이전 및/또는 트립 이후의 측정에 관해 정규화될 수 있다. As mentioned above, the previous decision may be based on an average over a predetermined sample period, such as 1 second. The initiation signal value used to determine the relative signal change may be the average value of the steady state prior to the trip event. All signal values can be normalized with respect to measurements before and / or after trip to eliminate voltage-offset bias and other effects.
일단 즉발 기간 동안에 ICFD에 대한 상대적인 신호 변화가 결정되고 상대적인 플럭스 변화가 결정되면, 이들 양은 유효 즉발 분율을 결정하기 위하여 단계(112)에서 사용될 수 있다. 유효 즉발 분율은 상대 플럭스 변화에 대한 상대 ICFD 신호 변화의 비율에 기초하여 결정되는데, 일실시예에서 상기 상대 플럭스 변화는 상대적인 이온 챔버 신호 변화이다. 유효 즉발 분율의 결정은 수학식 10에 따라 이루어질 수 있다. 만약 트립 이벤트가 출력 경사를 수반한다면, 유효 즉발 분율은 수학식 13에 따라 결정될 수 있다.Once the relative signal change for ICFD is determined and the relative flux change is determined during the instantaneous period, these amounts can be used in
단계(114)에서, 환경에 따라 유효 즉발 분율을 정제하기 위하여 다양한 정정이 통합될 수 있다. 예컨대, 트립 이벤트 이후 긴 시간 후의 ICFD 신호의 시간 평균은 제로-출력 옵셋 바이어스를 구축하기 위하여 사용될 수 있다. 일단 결정되면, 이러한 바이어스는 유효 즉발 분율의 결정으로부터 제거된다. 다양한 다른 정정 또는 정제가 수학식을 참조하여 상술한 바와 같이 유효 즉발 분율의 결정에 통합될 수 있다.In
상술한 방법(100)은 유효 즉발 분율의 계산 이후 적용되는 정정을 기술한다 할지라도, 당업자라면, 일부 경우에, 임의의 정정 항을 상대 신호 변화의 결정 또는 유효 즉발 분율의 결정 내에 구성하는 것이 경우에 따라 더 적절할 것임을 이해할 것이다. 예컨대, 제로-출력 전압 플로어의 계산은 ICFD의 상대 신호 하강의 계산에 통합될 수 있다.Although the
본 발명은 본 발명의 사상 또는 본질로부터 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구현될 수 있다. 본 발명의 특정 적용 및 변경은 당업자에게는 명백할 것이다. 그러므로, 상술한 실시예는 제한적인 것이 아니라 단지 예시적인 것으로 고려되어야 하고, 본 발명의 범주는 상술한 상세한 설명이 아니라 첨부된 청구범위에 의해 나타내어지며, 따라서 청구범위의 등가의 의미 및 범위 내에 드는 모든 변경을 포함하는 것이다.The invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essence of the invention. Certain applications and modifications of the invention will be apparent to those skilled in the art. Therefore, the foregoing embodiments are to be considered in all respects only as illustrative and not restrictive, and the scope of the present invention is shown by the appended claims rather than the foregoing description, and therefore falls within the meaning and range of equivalency of the claims. All changes are included.
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KR830002067B1 (en) * | 1979-10-19 | 1983-10-08 | 제이. 비. 훼르거슨 | Reactor Flux Measurement |
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Patent Citations (4)
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---|---|---|---|---|
KR830002067B1 (en) * | 1979-10-19 | 1983-10-08 | 제이. 비. 훼르거슨 | Reactor Flux Measurement |
KR910004191B1 (en) * | 1982-08-11 | 1991-06-24 | 웨스팅하우스 일렉트릭 코오포레이숀 | Method and apparatus for preventing inadvertent criticality in a nuclear fueled electric powering generating unit |
JP2000258585A (en) | 1999-03-09 | 2000-09-22 | Hitachi Ltd | Reactor power measuring device |
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