KR101186424B1 - Detection method of nuclear spill on design basis accident and visible light wireless alarm system - Google Patents

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KR101186424B1 KR1020110027982A KR20110027982A KR101186424B1 KR 101186424 B1 KR101186424 B1 KR 101186424B1 KR 1020110027982 A KR1020110027982 A KR 1020110027982A KR 20110027982 A KR20110027982 A KR 20110027982A KR 101186424 B1 KR101186424 B1 KR 101186424B1
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조재완
구인수
홍석붕
최영수
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한국원자력연구원
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Abstract

PURPOSE: A design basis accident radioactivity leakage detection technique and a visible light wireless alarm system are provided to detect a design basis accident in early stages by using a photo diode detecting gamma rays. CONSTITUTION: A wireless alarm system(100) is composed of a DBA event detection module(130), a DBA event alarm module(140), a DBA event smart transmission module(150) and a signal generation unit(160). A shield block(110) and an illumination block(120) forms the exterior of the wireless alarm system. The wireless alarm system includes a photo diode(131) to detect gamma rays(21). The DBA event smart transmission module transmits a DBA event detection signal to a main controller. [Reference numerals] (130) DBA event detection module; (140) DBA event alarm module; (150) DBA event smart transmission module; (160) Signal generation unit

Description

설계기준사고 방사능 누출 감지 기법 및 가시광 무선 경보체계{detection method of Nuclear Spill on Design Basis Accident and Visible Light Wireless Alarm System}Detection method of Nuclear Spill on Design Basis Accident and Visible Light Wireless Alarm System}

본 발명의 원자로 내부에서 냉각재 상실사고 등의 설계기준사고 발생을 감지할 수 있는 경보 체계에 관한 것이다.
The present invention relates to an alarm system capable of detecting the occurrence of design reference accidents, such as a loss of coolant, in a reactor.

원자력발전소에서 원자로의 냉각을 위한 냉각재의 상실사고(loss-of-coolant accident, LOCA)와 같은 설계기준사고(design basis accident, DBA)가 발생하는 경우, 원자로를 정지시키고 원자로의 격납 건물 내의 주요 계통 및 기기들과 구조물을 보호하기 위한 보호 시스템이 필요하다.In the event of a design basis accident (DBA) such as a loss-of-coolant accident (LOCA) for cooling a reactor at a nuclear power plant, the reactor will be shut down and the main system within the containment building of the reactor. And a protection system for protecting devices and structures.

또한, 설계기준사고의 발생 시 사고 발생 여부를 조기에 감지하고, 사고 발생 위치 등의 정보를 전달할 수 있는 시스템과 전송 방법이 필요하다.
In addition, there is a need for a system and transmission method that can detect whether an accident occurs early and deliver information such as the location of the accident when a design standard accident occurs.

본 발명의 실시예들에 따르면 DBA 사고 발생 시 사고 발생 여부를 조기에 감지할 수 있는 무선 경보 시스템을 제공하기 위한 것이다.
According to embodiments of the present invention to provide a wireless alarm system that can detect whether the accident occurs early when a DBA accident occurs.

상술한 본 발명의 실시예들에 따른 DBA 이벤트 발생의 조기 감지를 위한 가시광을 이용한 무선 경보 시스템은, 외관을 형성하는 쉴드 블록, 상기 쉴드 블록 외측에 구비되며 다수의 LED가 실장되어 가시광 통신을 위한 조명 블록, 원자로에서 DBA 사고 발생 시 발생하는 감마선을 감지하는 포토 다이오드를 포함하고, 상기 포토 다이오드에서 상기 감마선의 감지 여부에 따라 DBA 이벤트 감지 신호를 발생시키는 DBA 이벤트 검출 모듈, 상기 DBA 이벤트 감지 신호를 감지하면 경보 정보를 알리는 DBA 이벤트 경보 모듈, 상기 DBA 이벤트 감지 신호를 주제어실로 전송하는 DBA 이벤트 스마트 전송 모듈 및 상기 DBA 이벤트 감지 신호를 가시광 통신 프로토콜을 이용하여 전송하는 신호 제너레이션을 포함하여 구성된다.Wireless alarm system using visible light for early detection of the DBA event occurrence according to the embodiments of the present invention, the shield block to form an appearance, the shield block is provided outside the plurality of LEDs are mounted for visible light communication And a photodiode for detecting a gamma ray generated when a DBA accident occurs in a lighting block and a reactor, wherein the photodiode generates a DBA event detection signal according to whether the gamma ray is detected by the photodiode and the DBA event detection signal. And a DBA event alert module for notifying alarm information upon detection, a DBA event smart transmission module for transmitting the DBA event detection signal to a main control room, and a signal generation for transmitting the DBA event detection signal using a visible light communication protocol.

일 측에 따르면, 상기 조명 블록은 다수의 LED가 고휘도 LED가 실장되고, 상기 DBA 이벤트 감지 신호가 전달되면, 발광 패턴을 통해 문자 정보를 표시한다. 여기서, 상기 DBA 이벤트 스마트 전송 모듈은 가시광 표준 전송 프로토콜 및 메모리를 구비하고, 상기 DBA 이벤트 감지 신호가 수신되면 상기 조명 블록에 구비된 상기 LED를 ON/OFF 시킴으로써 상기 메모리에 저장된 기본 정보를 표시할 수 있다.According to one side, the lighting block is a plurality of LEDs are mounted high-brightness LED, and when the DBA event detection signal is delivered, it displays the character information through the light emission pattern. Here, the DBA event smart transmission module has a visible light standard transmission protocol and a memory, and when the DBA event detection signal is received, the DBA event smart transmission module may display basic information stored in the memory by turning on / off the LED provided in the lighting block. have.

일 측에 따르면, 상기 DBA 이벤트 경보 모듈은 타이머 IC를 구비하고, 상기 DBA 이벤트 감지 신호가 수신되면 상기 타이머 IC가 작동하여 플래시 램프를 동작시킬 수 있다.According to one side, the DBA event alert module includes a timer IC, when the DBA event detection signal is received may operate the timer IC to operate the flash lamp.

일 측에 따르면, 상기 원자로에서 상기 가시광 LOS(light-of sight) 시야가 확보되는 위치에 가시광 무선 수신 모듈이 구비되고, 상기 가시광 무선 수신 모듈은 상기 DBA 이벤트 스마트 전송 모듈에서 전송된 상기 DBA 이벤트 감지 신호를 복원하여 상기 주제어실로 전송하도록 구성된다. 여기서, 상기 가시광 무선 수신 모듈은, 상기 LED에서 수신된 정보와 CCD 카메라에서 수신된 정보를 비교하여 일치하는 경우에 주제어실로 DBA 이벤트가 발생하였음을 전송한다.According to one side, a visible light wireless receiving module is provided at a position where the visible light LOS (light-of sight) view is secured in the reactor, the visible light wireless receiving module detects the DBA event transmitted from the DBA event smart transmission module And restores a signal to the main control room. Here, the visible light wireless receiving module compares the information received from the LED and the information received from the CCD camera and transmits that the DBA event has occurred to the main control room when the information is matched.

일 측에 따르면, 상기 DBA 이벤트 감지 신호를 전송하기 위한 신호 제너레이션을 더 포함할 수 있다.According to one side, it may further include a signal generation for transmitting the DBA event detection signal.

한편, 상술한 본 발명의 실시예들에 따른 DBA 이벤트 발생의 조기 감지를 위한 가시광을 이용한 무선 경보 방법은, 원자로 내부에서 DBA 사고 발생 시 발생하는 감마선을 감지하는 단계, 상기 감마선을 감지하면 DBA 이벤트 감지 신호와 DBA 이벤트 플래그 신호를 생성하는 단계, 상기 DBA 이벤트 감지 신호가 감지되면 다수의 LED를 ON/OFF 시켜 문자 정보를 표시하는 단계 및 상기 LED에서 표시된 문자 정보를 가시광 무선 전송 방법을 이용하여 주제어실로 전송하는 단계를 포함하고, 상기 문자 정보는 원자로 격납 건물 내부의 주요 계통, 기기 및 구조물, 사고위치를 포함하는 정보이다.On the other hand, the wireless alarm method using visible light for early detection of the DBA event generation according to the embodiments of the present invention, detecting a gamma ray generated when a DBA accident occurs in the reactor, if the gamma ray is detected, the DBA event Generating a detection signal and a DBA event flag signal, displaying a character information by turning on / off a plurality of LEDs when the DBA event detection signal is detected, and using the visible light wireless transmission method of the character information displayed on the LED. Including the step of transmitting to the room, the text information is information including the main system, equipment and structure, accident location in the reactor containment building.

일 측에 따르면, 상기 정보의 전송은 주제어실로 주기적으로 전송되며, 고선량 감마선 피폭에 의해 통신체계가 마비될 때까지 수행된다.According to one side, the transmission of the information is periodically transmitted to the main control room, and is performed until the communication system is paralyzed by high dose gamma ray exposure.

일 측에 따르면, 상기 LED에서 수신된 이미지 정보와 CCD 카메라에서 수신된 이미지 정보를 비교하는 단계를 더 포함하고, 상기 이미지 정보들이 일치하는 경우에 상기 주제어실로 DBA 이벤트가 발생하였음을 전송한다. 그리고 상기 CCD 카메라를 통해 수신된 이미지 정보는 전처리 단계 및 OCR 엔진에서 처리하는 단계를 통해 처리된 후 상기 LED에서 수신된 이미지 정보와 비교한다.
According to one side, further comprising comparing the image information received from the LED image information received from the CCD camera, and transmits that the DBA event has occurred to the main control room when the image information matches. The image information received through the CCD camera is processed through a preprocessing step and an OCR engine and then compared with the image information received from the LED.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 포토 다이오드를 이이용하여 설계기준사고 발생을 조기에 감지할 수 있다.As described above, according to embodiments of the present invention, it is possible to detect the occurrence of a design reference accident early by using a photodiode.

또한, 사고 발생 정보를 LED의 ON/OFF를 통하여 문자로서 정보를 표현할 수 있어서 정보의 전달에 효과적이다.In addition, the occurrence information of the accident can be represented as a character through the ON / OFF of the LED, it is effective in the transmission of information.

또한, 정보의 전달은 가시광을 통해 이루어지므로, 전자기파나 고주파와 간섭을 발생시키지 않아서, 원자로 격납 건물 내부의 주요 계통 및 기기, 구조물의 정상동작에 장애를 주지 않는다.
In addition, since information is transmitted through visible light, it does not cause interference with electromagnetic waves or high frequency waves, and does not disturb the normal operation of main systems, devices, and structures inside the reactor containment building.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 경보 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 도 1의 무선 경보 시스템에서 조명 블록의 일 예를 간략하게 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1의 무선 경보 시스템이 원자로 내부에 설치된 상태를 간략하게 도시한 구성도이다.
도 4는 도 1의 무선 경보 시스템에서 DBA 이벤트 검출 모듈의 구성 및 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 도 1의 무선 경보 시스템에서 DBA 이벤트 경보 모듈의 구성 및 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 6과 도 7은 도 1의 무선 경보 시스템에서 DBA 이벤트 스마트 전송 모듈의 구성 및 동작을 설명하기 위한 블록도들이다.
도 8은 도 1의 무선 경보 시스템에서 조명 블록의 상면도이다.
도 9는 도 1의 무선 경보 시스템에서 CCD 카메라의 동기화 신호에 따른 가시광 무선 통신을 설명하기 위한 구성도이다.
도 10 내지 도 12는 도 1의 무선 경보 시스템에서 조명 블록에서 LED 광원의 발광 패턴을 예시한 도면들이다.
도 13은 도 3의 무선 경보 시스템에서 가시광 무선 수신 모듈의 구성 및 동작을 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a wireless alarm system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view briefly illustrating an example of a lighting block in the wireless alarm system of FIG. 1.
FIG. 3 is a schematic view illustrating a state in which the wireless alarm system of FIG. 1 is installed in a nuclear reactor.
4 is a block diagram illustrating the configuration and operation of a DBA event detection module in the wireless alert system of FIG. 1.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration and operation of a DBA event alert module in the wireless alert system of FIG. 1.
6 and 7 are block diagrams illustrating the configuration and operation of the DBA event smart transmission module in the wireless alert system of FIG. 1.
8 is a top view of the lighting block in the wireless alarm system of FIG. 1.
FIG. 9 is a block diagram illustrating visible light wireless communication according to a synchronization signal of a CCD camera in the wireless alarm system of FIG. 1.
10 to 12 are diagrams illustrating light emission patterns of LED light sources in lighting blocks in the wireless alarm system of FIG. 1.
FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration and operation of a visible light wireless receiving module in the wireless alarm system of FIG. 3.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략될 수 있다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to or limited by the embodiments. In describing the present invention, a detailed description of well-known functions or constructions may be omitted for clarity of the present invention.

이하, 도 1 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 경보체계에 대해서 상세하게 설명한다.Hereinafter, a wireless alarm system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 13.

원자로(10)의 격납 건물(13) 내부에서 냉각재 상실사고(loss-of-coolant accident, LOCA)와 같은 설계기준사고(design basis accident, DBA) 발생 시 감마선(21)을 감지하여 사고를 감지하고, 감시 계통을 제외한 나머지 계통과 기기 및 구조물 들을 보호하기 위한 무선 경보 시스템(100)이 개시된다.When a design basis accident (DBA) such as a loss-of-coolant accident (LOCA) occurs in the containment building 13 of the reactor 10, the incident is detected by detecting a gamma ray 21. In addition, a wireless alarm system 100 for protecting other systems, devices and structures other than the monitoring system is disclosed.

무선 경보 시스템(100)은 가시광을 이용하여 DBA 사고 시 감지신호를 발생시킬 수 있도록 형성된다. 무선 경보 시스템(100)은, 도 1에 도시한 바와 같이, DBA 이벤트 검출 모듈(DBA event detection module)(130)과 DBA 이벤트 경보 모듈(DBA event alarm module)(140), DBA 이벤트 스마트 전송 모듈(DBA event smart transmission module)(150) 및 신호 제너레이션(SSC in the in-containment protect signal generation)(160)으로 이루어지고, 무선 경보 시스템(100)의 외관을 형성하는 쉴드 블록(inside shielding block)(110)과 조명 블록(high luminance illumination block)(120)을 포함하여 구성된다. 그리고 무선 경보 시스템(100)은 DBA 사고 발생 시 방출되는 감마선(21)을 감지하기 위한 포토 다이오드(photo diode, PD)(131)를 포함한다.The wireless alarm system 100 is formed to generate a detection signal in the event of a DBA accident using visible light. As shown in FIG. 1, the wireless alarm system 100 includes a DBA event detection module 130, a DBA event alarm module 140, and a DBA event smart transmission module ( Inside shielding block 110, which consists of a DBA event smart transmission module 150 and SSC in the in-containment protect signal generation 160, forming the appearance of the wireless alert system 100. ) And a high luminance illumination block 120. In addition, the wireless alarm system 100 includes a photo diode (PD) 131 for detecting the gamma ray 21 emitted when a DBA accident occurs.

그리고 무선 경보 시스템(100)은 원자로(10)에서 증기발생기(11)와 냉각재(12) 사이에 구비되어 DBA 사고 발생 시 방출되는 감마선(21)을 감지하도록 구비된다. 그리고 무선 경보 시스템(100)에서 DBA 사고 발생을 전송하기 위해서 격납 건물(13) 내부의 가시광 LOS(line-of-sight) 시야가 확보되는 지점에 가시광 무선 통신의 수신 모듈(VLC wireless receiver module)(170)이 설치된다. 가시광 무선 수신 모듈(170)은 DBA 이벤트 스마트 전송 모듈(150)에서 전송하는 신호를 복원하여 일반적인 통신망을 통하여 주제어실(main control room)(15)의 운전원(MCR Operator)에게 전달한다.In addition, the wireless alarm system 100 is provided between the steam generator 11 and the coolant 12 in the reactor 10 to detect the gamma ray 21 emitted when a DBA accident occurs. And a VLC wireless receiver module (VLC wireless receiver module) at a point where a visible light line-of-sight (LOS) field of view within the containment building 13 is secured in order to transmit a DBA accident occurrence in the wireless alarm system 100 ( 170) is installed. The visible light wireless reception module 170 restores a signal transmitted from the DBA event smart transmission module 150 and transmits the signal to the operator (MCR Operator) of the main control room 15 through a general communication network.

한편, 도 3에서 미설명 도면 부호 14는 가시광 무선 수신 모듈(170)에서 주제어실(15)로 정보를 전송하기 위한 관통구(penetration room)(14)이다.In FIG. 3, reference numeral 14 denotes a penetration room 14 for transmitting information from the visible light wireless receiving module 170 to the main control room 15.

DBA 이벤트 검출 모듈(130)은 설계기준사고 시 고선량 감마선(21)의 누출을 조기에 감지하기 위한 논리신호를 생성한다. DBA 이벤트 검출 모듈(130)에서 생성되는 논리신호는 DBA 이벤트 감지 신호(DBA event detect)(25)와 DBA 이벤트 플래그 신호(DBA event flag)(23)로 이루어진다.The DBA event detection module 130 generates a logic signal for early detection of leakage of the high dose gamma ray 21 in a design reference accident. The logic signal generated by the DBA event detection module 130 is composed of a DBA event detect signal 25 and a DBA event flag signal 23.

DBA 이벤트 플래그 신호(23)는 DBA 이벤트 감지 신호(25)가 활성화되면 플래그 논리신호를 생성하여 주요 계통과 기기 및 구조물에 대해서 보호조치를 취할 수 있는 트리거(trigger) 신호를 제공한다.The DBA event flag signal 23 generates a flag logic signal when the DBA event detection signal 25 is activated to provide a trigger signal that can take protective measures for the main systems, devices, and structures.

도 1을 참조하면, 포토 다이오드(131)에서 감마선(21)을 감지하면, DBA 이벤트 검출 모듈(130)에서 감마선(21) 감지 여부가 검출되고, 도 1에서 ①로 표시한 바와 같이, 상기 DBA 이벤트 검출 모듈(130)에서 DBA 이벤트 경보 모듈(140)과 DBA 이벤트 스마트 전송 모듈(150)로 DBA 이벤트 감지 신호(25)를 전송한다. 그리고 도 1에서 ②로 표시한 바와 같이, DBA 이벤트 플래그를 신호 제너레이션(160)으로 전송한다.Referring to FIG. 1, when the photodiode 131 detects the gamma ray 21, whether or not the gamma ray 21 is detected by the DBA event detection module 130 is detected, and as indicated by ① in FIG. 1, the DBA. The event detection module 130 transmits the DBA event detection signal 25 to the DBA event alert module 140 and the DBA event smart transmission module 150. As shown by 2 in FIG. 1, the DBA event flag is transmitted to the signal generation 160.

그리고 DBA 이벤트 감지 신호(25)가 감지되면 가시광 무선 전송 방법을 이용하여 방사능 누출정보를 원격으로 운전원에게 제공할 수 있다. 여기서, 가시광 무선 전송 방법은 전송의 매체로써 가시광을 이용하므로, 전자기파나 고주파와 간섭을 발생시키지 않아서, 원자로(10) 격납 건물(13) 내부의 주요 계통 및 기기, 구조물의 정상동작에 장애를 주지 않는다.When the DBA event detection signal 25 is detected, the radioactive leakage information may be remotely provided to the operator using the visible light wireless transmission method. Here, since the visible light wireless transmission method uses visible light as a medium for transmission, it does not cause interference with electromagnetic waves or high frequency waves, thereby preventing the normal operation of main systems, devices, and structures inside the reactor 10 containment building 13. Do not.

DBA 이벤트 감지 신호(25)를 감지하면, 고섬광 플래시 램프(flash lamp)(142)가 작동되고, 원자로(10) 격납 건물(13) 주변에 설치되어 있는 비안전 등급의 감시카메라에서 상기 고섬광 플래시 램프(142)의 작동 여부가 관측된다.When the DBA event detection signal 25 is detected, the high flash flash lamp 142 is activated and the high flash light is generated by a non-safety surveillance camera installed around the reactor 10 containment building 13. It is observed whether the flash lamp 142 is operating.

그리고 DBA 이벤트 감지 신호(25)를 감지하면, 녹색 파장대의 고휘도 광원을 이용한 가시광 무선 스마트 경보 통신 체계를 활성화 시킴으로써, 사고위치, 계통에 대한 기본 정보를 주제어실(15)의 운전원에게 주기적으로 전송한다. 여기서, 정보의 전송은 고선량 감마선 피폭에 의해 통신체계가 마비될 때까지 수행된다.When the DBA event detection signal 25 is detected, by activating a visible light wireless smart alarm communication system using a high-brightness light source in the green wavelength band, basic information about the accident location and the system is periodically transmitted to the operator of the main control room 15. . Here, the transmission of information is carried out until the communication system is paralyzed by high dose gamma ray exposure.

쉴드 블록(110)은 금속박판에 의해 밀봉된다. 그리고 쉴드 블록(110)의 외측에 고휘도 LED(121)가 구비된 조명 블록(120)이 구비된다. 조명 블록(120)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 정육면체 구조를 가질 수 있고, 마운팅을 위한 장착면(123)을 제외한 나머지 5개 면은 가시광 무선통신을 위한 고휘도 LED 어레이(high luminance LEDs array)(121)가 구비된다.The shield block 110 is sealed by a metal thin plate. The lighting block 120 having the high brightness LED 121 is provided outside the shield block 110. As shown in FIG. 2, the lighting block 120 may have a cube structure, and the remaining five surfaces except for the mounting surface 123 for mounting may include high luminance LEDs array for visible light wireless communication. 121 is provided.

여기서, 원자로(10)가 정상 동작 상태에서는 DBA 이벤트 검출 모듈(130)은 활성화 상태이고, DBA 이벤트 경보 모듈(140)과 DBA 이벤트 스마트 전송 모듈(150)은 모두 휴면(Idle) 상태가 된다.Here, when the reactor 10 is in a normal operating state, the DBA event detection module 130 is in an activated state, and both the DBA event alert module 140 and the DBA event smart transmission module 150 are in an idle state.

그리고 쉴드 블록(110)에서 DBA 기준의 고선량율 감마선이 검출되면 DBA 이벤트 경보 모듈(140)과 DBA 이벤트 스마트 전송 모듈(150)이 활성화된다. DBA 이벤트 경보 모듈(140)은 경보를 알리기 위해서 플래시 램프(142)를 일정 주기로 구동하여 원자로(10) 격납 건물(13) 내부에 위치한 비안전 등급의 감시카메라에게 인식되도록 섬광을 발생시킨다.In addition, when a high dose rate gamma ray based on the DBA is detected in the shield block 110, the DBA event alert module 140 and the DBA event smart transmission module 150 are activated. The DBA event alarm module 140 drives the flash lamp 142 at regular intervals to notify the alarm to generate a flash so as to be recognized by a non-safety grade surveillance camera located inside the reactor 10 containment building 13.

DBA 이벤트 스마트 전송 모듈(150)은 감지 모듈의 기본 정보(설치 위치, 기기, 구조물 정보 및 통신 프로토콜 등의 정보)를 메모리(154)에 내장하고 있으며, DBA 기준의 고선량율 감마선(21)이 검출되면 활성화 되어 쉴드 블록(110) 외부의 조명 블록(120)에 구비된 고휘도 LED 광원들을 전방향(정육면체 구조에서 마운팅을 위한 바닥면(123) 1개를 제외한 나머지 5개 면)에서 구동시켜 주제어실(15)의 운전원에게 DBA 사고 정보를 전달한다. 여기서, DBA 사고 정보는 LED 광원을 가시광 무선 전송 표준(visible light communication, VLC) VLC-STD-001으로 고속 변조시켜 공간에 방사하는 공간 광전송 방식으로 전달한다.The DBA event smart transmission module 150 embeds basic information of the detection module (information such as installation location, device, structure information, communication protocol, etc.) in the memory 154, and the high dose rate gamma ray 21 based on the DBA is detected. When activated, the high brightness LED light sources provided in the light block 120 outside the shield block 110 are driven in all directions (five surfaces except for one bottom surface 123 for mounting in a cube structure). Communicate DBA accident information to the operator at (15). Here, the DBA accident information is transmitted in a spatial light transmission method in which the LED light source is modulated at high speed with a visible light wireless transmission standard (VLC) VLC-STD-001 and radiated in a space.

그리고 원자로(10) 격납 건물(13) 내부에 구비된 가시광 무선 수신 모듈(170)에서 수신된 신호를 복원하여 일반적인 통신망을 통하여 주제어실(15)에 전달한다.In addition, the signal received by the visible light wireless receiving module 170 provided in the reactor 10 containment building 13 is restored and transmitted to the main control room 15 through a general communication network.

도 4를 참조하면, DBA 이벤트 검출 모듈(130)은 포토 다이오드(131)에서 감마선(21)을 감지하고, 포토 다이오드(131)에 유기되는 신호를 OP 앰프(OP AMP)(132)에서 증폭하고 비교기(comparator)(133)를 통해 TTL 로직 IC(TTL logic IC)(134, 135)에서 TTL 로직 신호로 변환하여 TTL & CMOS 버퍼(buffer) 및 인버터(inverter) 소자를 통해 DBA 이벤트 감지 신호(25) 및 DBA 이벤트 플래그 신호(23)를 생성한다.Referring to FIG. 4, the DBA event detection module 130 detects the gamma ray 21 in the photodiode 131, amplifies a signal induced in the photodiode 131 in the OP AMP 132. Converts TTL logic signals from TTL logic ICs 134 and 135 via comparators 133 to provide DBA event detection signals through TTL & CMOS buffer and inverter devices. And the DBA event flag signal 23.

도 5를 참조하면, DBA 이벤트 경보 모듈(140) 은 전원 라인과 릴레이(Relay) 단자에 의해 정상개방(normally open, NO) 되어 있다. DBA 이벤트 검출 모듈(130)에서 DBA 이벤트 감지 신호(25)가 'High'가 되면 릴레이 단자가 정상폐쇄(normally close, NC) 되면서 전원 공급이 개시된다. DBA 이벤트 경보 모듈(140) 내부에는 타이머 IC(timer IC)(141)가 구비되어 있어서 멀티 바이브레이터(multi vibrator) 회로 기능이 동작하여 일정 주기에 따라 트리거 펄스를 내보내어 플래시 램프(142)를 구돔하여 섬광을 발생시킨다. 플래시 램프(142)에서 발생하는 빛은 원자로(10) 격납 건물(13) 내부에 설치되어 있는 감시카메라에서 관측되며, DBA 이벤트가 발생하였음을 주제어실(15)에서 알 수 있도록 한다.Referring to FIG. 5, the DBA event alarm module 140 is normally open (NO) by a power line and a relay terminal. When the DBA event detection signal 25 becomes 'High' in the DBA event detection module 130, the power supply is started while the relay terminal is normally closed (NC). A timer IC 141 is provided inside the DBA event alarm module 140 to operate a multi vibrator circuit function to emit a trigger pulse at a predetermined period to flash the flash lamp 142. Generates flashes The light generated from the flash lamp 142 is observed from a surveillance camera installed inside the reactor 10 containment building 13, so that the main control room 15 may know that a DBA event has occurred.

도 6과 도 7에 도시한 바와 같이, DBA 이벤트 스마트 전송 모듈(150)은 수신된 DBA 이벤트 감지 신호(25)를 VLC 통신 프로토콜(151)과 VLC 수신 모듈 동기화 제너레이터(152)의 논리연산(153)에 의해 메모리(154)에 저장되어 있는 정보와 더부어 고휘도 LED(121)를 구동한다. 여기서, 도 6, 도 7에서 미설명 도면부호 155와 156은 코드북(code book, LED arrays lighting spatial pattern generation)(155)과 고휘도 LED 드라이버 회로(high luminance LEDs array module driver circuit)(156)이다.As shown in FIG. 6 and FIG. 7, the DBA event smart transmission module 150 converts the received DBA event detection signal 25 into a logical operation 153 of the VLC communication protocol 151 and the VLC reception module synchronization generator 152. In addition to the information stored in the memory 154 to drive the high brightness LED 121. 6 and 7, reference numerals 155 and 156 denote codebooks (LED arrays lighting spatial pattern generation) 155 and high luminance LEDs array module driver circuits 156.

DBA 이벤트 스마트 전송 모듈(150)은 전원 라인과 릴레이 단자에 의해 정상개방 되어 있다. 그리고 DBA 이벤트 스마트 전송 모듈(150)은 다양성을 만족하는 무선 데이타 전송특성을 갖도록 설계된다. DBA 이벤트 검출 모듈(130)에서 DBA 이벤트 감지 신호(25)가 'High'가 되면 릴레이 단자가 정상폐쇄 되어 전원 공급이 개시된다. DBA 이벤트 스마트 전송 모듈(150) 내에는 DSP 모듈에 의한 VLC-STD-001 변조프로그램(VLC 통신 프로토콜(151))이 내장되어 있으며, 전원 활성화와 동시에 VLC-STD-001 변조신호가 생성되어 조명 블록(120) 외부표면에 실장되어 있는 고휘도 LED(121)를 구동한다. 그리고 고휘도 LED(121)의 빛이 전방향으로 원자로(10)의 격납 건물(13) 내부 공간으로 방출된다.The DBA event smart transmission module 150 is normally opened by the power line and the relay terminal. The DBA event smart transmission module 150 is designed to have a wireless data transmission characteristic that satisfies diversity. When the DBA event detection signal 25 becomes 'High' in the DBA event detection module 130, the relay terminal is normally closed and power supply is started. In the DBA event smart transmission module 150, the VLC-STD-001 modulation program (VLC communication protocol 151) by the DSP module is built-in, and the VLC-STD-001 modulation signal is generated at the same time as the power is activated. 120 Drives the high brightness LED 121 mounted on the external surface. The light of the high brightness LED 121 is emitted to the interior space of the containment building 13 of the reactor 10 in all directions.

한편, 도 3에 도시한 바와 같이, 가시광 무선 수신 모듈(170)은 LOS 통신이 보장되는 지점에 위치하여 VLC-STD-001 신호의 빛을 검출 및 복원하여 주제어실(15)에 정보가 전달되도록 한다. VLC-STD-001 전송신호를 통해 전송되는 정보는 DBA 이벤트 발생 위치, 발생 계통, 기기 및 구조물 정보가 포함된다. 이러한 정보는 DSP 모듈의 내부 메모리에 기설정되어 내장된다.On the other hand, as shown in Figure 3, the visible light wireless receiving module 170 is located at a point where LOS communication is guaranteed to detect and restore the light of the VLC-STD-001 signal so that information is transmitted to the main control room 15. do. Information transmitted through the VLC-STD-001 transmission signal includes DBA event occurrence location, generation system, equipment, and structure information. This information is preset and embedded in the internal memory of the DSP module.

DBA 스마트 전송 모듈(150)은 빛의 변조에 의한 통신이 장애가 될 경우, 도 8에 도시한 바와 같이, 조명 블록(120)에 실장된 LED(121) 어레이의 공간적 배열 특성을 이용하여 DBA 이벤트 발생시의 중요 정보를 전송한다. 다양성을 만족하는 가시광 무선 수신 모듈(170)의 카메라 동기에 맞추어 LED(121) 어레이의 공간 변조방식을 이용하여 문자(코드) 정보를 발생시킬 수 있다. 한편, 가시광 무선 수신 모듈(170)의 카메라 형태에 따라 interlaced scan, non-interlaced (progressive) scan 동기 주파수에 맞추어 DBA 이벤트 경보 정보를 순차적으로 발광시킬 수 있다.When the communication by the modulation of the light is disturbed by the DBA smart transmission module 150, as shown in FIG. 8, when the DBA event occurs by using the spatial arrangement characteristics of the LED 121 array mounted on the lighting block 120 Send important information. Character (code) information may be generated using a spatial modulation method of the LED 121 array in accordance with camera synchronization of the visible light wireless receiving module 170 satisfying the diversity. Meanwhile, the DBA event alert information may be sequentially emitted according to the interlaced scan and non-interlaced (progressive) scan synchronization frequencies according to the camera type of the visible light wireless receiving module 170.

조명 블록(120)의 LED(121) 어레이에 의한 정보의 발광 패턴 예제는 도 10 내지 도 12에 예시적으로 도시하였다.Examples of light emission patterns of information by the LED 121 array of the lighting block 120 are illustrated in FIGS. 10 to 12.

다양성을 만족하는 가시광 무선 수신 모듈(170)은 빛의 세기에 반응하는 포토 다이오드(131)의 광/전 변환 특성을 이용하여 DBA 이벤트 스마트 전송 모듈(150) (가시광 송신) 에서 전송되는 신호를 복호(decoding) 하는 방법(도 13)과, CCD 카메라(131a)의 수직 동기에 맞추어서 송신되는 고휘도 LED(121) 어레이의 발광 패턴(문자 정보)을 인식하는 방법을 사용할 수 있다. 여기서, CCD 카메라(131a)는 통상의 Interlaced scan 방식과, 디지탈 IPTV 등에서 사용되는 Progressive (non-interlaced) scan 방식의 동기 신호에 맞추어 DBA 이벤트 감지 신호(25)를 인식하도록 설계될 수 있다.The visible light wireless reception module 170 that satisfies the diversity decodes a signal transmitted from the DBA event smart transmission module 150 (visible light transmission) using the photo / electric conversion characteristics of the photodiode 131 in response to the light intensity. (decoding) and the method of recognizing the light emission pattern (character information) of the high brightness LED 121 array transmitted according to the vertical synchronization of the CCD camera 131a can be used. Here, the CCD camera 131a may be designed to recognize the DBA event detection signal 25 according to a synchronization signal of a conventional interlaced scan method and a progressive (non-interlaced) scan method used in digital IPTV.

여기서, 도 13을 참조하면, 조명 블록(120)의 LED(121)를 통한 정보는 가시광 무선 수신 모듈(170)의 포토 다이오드(131)를 통해 DBA 이벤트 플래그 신호(23)가 감지, 변조 및 해독되고(171), 상기와 같이 변조 및 해독된 DBA 이벤트 알람 정보(172)가 된다. 그리고 CCD 카메라(131a)를 통해 수신된 정보는 이미지 획득 및 전처리(174) 과정을 통해 OCR 엔진(175)으로 저장된다. 그리고 메모리(173)에 저장된 정보와 DBA 이벤트 알람 정보(172) 및 OCR 엔진에 저장된 정보(175)를 비교하여 일치하는 지 여부를 검출하고(176), 상기 정보들이 일치하는 경우에는 주제어실(15)의 MCR 운전원에게 전송한다.Here, referring to FIG. 13, the information through the LED 121 of the lighting block 120 is detected, modulated, and decoded by the DBA event flag signal 23 through the photodiode 131 of the visible light wireless receiving module 170. 171, and the modified and decrypted DBA event alarm information 172 as described above. The information received through the CCD camera 131a is stored in the OCR engine 175 through image acquisition and preprocessing 174. Then, the information stored in the memory 173 and the DBA event alarm information 172 and the information 175 stored in the OCR engine are compared and detected (176), and if the information matches, the main control room 15 To the MCR operator.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것이다. 또한, 본 발명이 상술한 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 상술한 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and variations are possible to those skilled in the art to which the present invention pertains. Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, and all the things that are equivalent to or equivalent to the scope of the claims as well as the claims to be described later belong to the scope of the present invention.

10: 원자로
11: 증기발생기(steam generator)
12: 냉각재
13: 격납 건물
14: 관통구(penetration room)
15: 주제어실(main control room)
21: 감마선
23: DBA 이벤트 플래그 신호(DBA event flag)
25: DBA 이벤트 감지 신호(DBA event detect)
100: 무선 경보 시스템
110: 쉴드 블록(inside shielding block)
120: 조명 블록(high luminance illumination block)
121: LED
123: 장착면
130: DBA 이벤트 검출 모듈(DBA event detection module)
131: 포토 다이오드(photo diode, PD)
131a: CCD 센서(CCD sensor)
132: OP 앰프(OP amp)
133: 비교기(comparator)
134, 135: 로직 IC(TTL logic IC)
140: DBA 이벤트 경보 모듈(DBA event alarm module)
141: 타이머 IC(timer IC)
142: 플래시 램프(emergency flash lamp)
150: DBA 이벤트 스마트 전송 모듈(DBA event smart transmission module)
160: 신호 제너레이션(SSC in the in-containment protect signal generation)
170: 가시광 무선 수신 모듈(VLC wireless receiver module)10: reactor
11: steam generator
12: coolant
13: containment building
14: penetration room
15: main control room
21: gamma ray
23: DBA event flag signal
25: DBA event detect signal
100: wireless alarm system
110: inside shielding block
120: high luminance illumination block
121: LED
123: mounting surface
130: DBA event detection module
131: photo diode (PD)
131a: CCD sensor
132: OP amp
133: comparator
134, 135: TTL logic IC
140: DBA event alarm module
141: timer IC
142: emergency flash lamp
150: DBA event smart transmission module
160: SSC in the in-containment protect signal generation
170: VLC wireless receiver module

Claims (11)

외관을 형성하는 쉴드 블록;
상기 쉴드 블록 외측에 구비되며 다수의 LED가 실장되어 가시광 통신을 위한 조명 블록;
원자로에서 DBA 사고 발생 시 발생하는 감마선을 감지하는 포토 다이오드를 포함하고, 상기 포토 다이오드에서 상기 감마선의 감지 여부에 따라 DBA 이벤트 감지 신호를 발생시키는 DBA 이벤트 검출 모듈;
상기 DBA 이벤트 감지 신호를 감지하면 경보 정보를 알리는 DBA 이벤트 경보 모듈;
상기 DBA 이벤트 감지 신호를 주제어실로 전송하는 DBA 이벤트 스마트 전송 모듈; 및
상기 DBA 이벤트 감지 신호를 가시광 통신 프로토콜을 이용하여 전송하는 신호 제너레이션;
을 포함하는 무선 경보 시스템.
A shield block forming an appearance;
An illumination block provided outside the shield block and mounted with a plurality of LEDs for visible light communication;
A DBA event detection module including a photodiode for detecting a gamma ray generated when a DBA accident occurs in a nuclear reactor, and generating a DBA event detection signal according to whether the gamma ray is detected by the photodiode;
A DBA event alarm module for notifying alarm information when the DBA event detection signal is detected;
A DBA event smart transmission module for transmitting the DBA event detection signal to a main control room; And
Signal generation for transmitting the DBA event detection signal using a visible light communication protocol;
Wireless alarm system comprising a.
제1항에 있어서,
상기 조명 블록은 다수의 LED가 고휘도 LED가 실장되고, 상기 DBA 이벤트 감지 신호가 전달되면, 발광 패턴을 통해 문자 정보를 표시하는 무선 경보 시스템.
The method of claim 1,
The lighting block has a plurality of LEDs are mounted on a high-brightness LED, and when the DBA event detection signal is transmitted, the wireless alarm system to display the character information through the light emission pattern.
제2항에 있어서,
상기 DBA 이벤트 스마트 전송 모듈은 가시광 표준 전송 프로토콜 및 메모리를 구비하고,
상기 DBA 이벤트 감지 신호가 수신되면 상기 조명 블록에 구비된 상기 LED를 ON/OFF 시킴으로써 상기 메모리에 저장된 기본 정보를 표시하는 무선 경보 시스템.
The method of claim 2,
The DBA event smart transmission module has a visible light standard transmission protocol and a memory,
And receiving the DBA event detection signal to display basic information stored in the memory by turning on / off the LED provided in the lighting block.
제1항에 있어서,
상기 DBA 이벤트 경보 모듈은 타이머 IC를 구비하고,
상기 DBA 이벤트 감지 신호가 수신되면 상기 타이머 IC가 작동하여 플래시 램프를 동작시키는 무선 경보 시스템.
The method of claim 1,
The DBA event alarm module has a timer IC,
And the timer IC operates the flash lamp when the DBA event detection signal is received.
제1항에 있어서,
상기 원자로에서 상기 가시광 LOS(light-of sight) 시야가 확보되는 위치에 가시광 무선 수신 모듈이 구비되고,
상기 가시광 무선 수신 모듈은 상기 DBA 이벤트 스마트 전송 모듈에서 전송된 상기 DBA 이벤트 감지 신호를 복원하여 상기 주제어실로 전송하는 무선 경보 시스템.
The method of claim 1,
The visible light wireless receiving module is provided at the position where the visible light LOS (light-of sight) field of view is secured,
The visible light wireless receiving module is a wireless alarm system for restoring the DBA event detection signal transmitted from the DBA event smart transmission module to transmit to the main control room.
제5항에 있어서,
상기 가시광 무선 수신 모듈은,
상기 LED에서 수신된 정보와 CCD 카메라에서 수신된 정보를 비교하여 일치하는 경우에 주제어실로 DBA 이벤트가 발생하였음을 전송하는 무선 경보 시스템.
The method of claim 5,
The visible light wireless receiving module,
And comparing the information received from the LED with the information received from the CCD camera and transmitting a DBA event to the main control room when the information is matched.
삭제delete 원자로 내부에서 DBA 사고 발생 시 발생하는 감마선을 감지하는 단계;
상기 감마선을 감지하면 DBA 이벤트 감지 신호와 DBA 이벤트 플래그 신호를 생성하는 단계;
상기 DBA 이벤트 감지 신호가 감지되면 다수의 LED를 ON/OFF 시켜 문자 정보를 표시하는 단계; 및
상기 LED에서 표시된 문자 정보를 가시광 무선 전송 방법을 이용하여 주제어실로 전송하는 단계;
를 포함하고,
상기 문자 정보는 원자로 격납 건물 내부의 주요 계통, 기기 및 구조물, 사고위치를 포함하는 정보인 DBA 이벤트 무선 경보를 위한 가시광 통신 방법.
Detecting gamma rays generated when a DBA accident occurs in the reactor;
Generating a DBA event detection signal and a DBA event flag signal when the gamma ray is detected;
Displaying character information by turning on / off a plurality of LEDs when the DBA event detection signal is detected; And
Transmitting the character information displayed by the LED to the main control room using a visible light wireless transmission method;
Including,
The text information is a visible light communication method for the DBA event radio alarm is information including the main system, devices and structures, accident location within the reactor containment building.
제8항에 있어서,
상기 정보의 전송은 주제어실로 주기적으로 전송되며, 고선량 감마선 피폭에 의해 통신체계가 마비될 때까지 수행되는 DBA 이벤트 무선 경보를 위한 가시광 통신 방법.
9. The method of claim 8,
The transmission of the information is periodically transmitted to the main control room, visible light communication method for a DBA event radio alarm is performed until the communication system is paralyzed by high dose gamma ray exposure.
제8항에 있어서,
상기 LED에서 수신된 이미지 정보와 CCD 카메라에서 수신된 이미지 정보를 비교하는 단계를 더 포함하고,
상기 이미지 정보들이 일치하는 경우에 상기 주제어실로 DBA 이벤트가 발생하였음을 전송하는 DBA 이벤트 무선 경보를 위한 가시광 통신 방법.
9. The method of claim 8,
Comparing the image information received from the LED and the image information received from the CCD camera,
Visible light communication method for a DBA event radio alarm for transmitting that the DBA event has occurred to the main control room when the image information matches.
제10항에 있어서,
상기 CCD 카메라를 통해 수신된 이미지 정보는 전처리 단계 및 OCR 엔진에서 처리하는 단계를 통해 처리된 후 상기 LED에서 수신된 이미지 정보와 비교되는 DBA 이벤트 무선 경보를 위한 가시광 통신 방법.The method of claim 10,
And image information received through the CCD camera is compared with the image information received from the LED after being processed through a preprocessing step and processing by an OCR engine.
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