KR101216709B1 - 중성자고출력 보호검출기를 이용한 액체영역제어계통 수위평가방법 - Google Patents

중성자고출력 보호검출기를 이용한 액체영역제어계통 수위평가방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 중성자고출력 보호검출기를 이용한 액체영역제어계통 수위평가방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원자로의 수위를 중성자고출력 보호검출기를 이용하여 수위지시기의 오류여부를 판단하고 정확한 수위를 예측하는 중성자고출력 보호검출기를 이용한 액체영역제어계통 수위평가방법에 관한 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, (a) 노심의 수위지시기의 지시 수위를 측정하는 단계; (b) 중성자고출력 보호검출기 신호를 수신하는 단계; (c) 중성자고출력 보호검출기 신호를 수신하는 단계; (d) 추정수위를 계산하는 단계; 및 (e) 추정수위를 표시하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다..

Description

중성자고출력 보호검출기를 이용한 액체영역제어계통 수위평가방법{LIQUID ZONE CONTROL LEVEL ASSESSMENT METHOD USING RESPONSE OF NEUTRON OVERPOWER PROTECTION DETECTOR}
본 발명은 중성자고출력 보호검출기를 이용한 액체영역제어계통 수위평가방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원자로의 수위를 중성자고출력 보호검출기를 이용하여 수위지시기의 오류여부를 판단하고 정확한 수위를 예측하는 중성자고출력 보호검출기를 이용한 액체영역제어계통 수위평가방법에 관한 것이다.
원자로 발전소에서 액체영역제어계통은 출력편차에 따라 전체출력 제어 및 공간출력을 제어하는 기능을 수행한다. 월성 2호기의 액체영역제어계통에서 1998년부터 연료교체로 상부 외곽 영역의 수위가 전체 수위의 80%이상 증가되면 원자로 출력조절에 문제가 발생되었다.
종래에는 원자로의 수위지시기를 이용한 수위 평가방법을 사용하여, 액체영역제어계통의 좁은 유로를 타고 중수가 액체영역제어기에 유입되어야 하나 액체영역제어계통에 존재하는 지지판과 압축된 헬륨이 공기 막을 형성하고 충수를 방해하여 액체영역제어계통의 수위가 과도하게 증가하는 현상이 발생하였다. 따라서, 헬륨의 부피만큼 실제로 액체영역제어계통에 존재하는 수위보다 높은 수위가 수위지시기에 표시되어 배수는 일정하나 유입되는 중수가 지지판 위치에서 상승되는 헬륨 공기 막과 하강되는 경수 물의 압력정체에 의해 경수 물의 공급이 차단되어 원자로 내부에 중성자흡수체가 없어져 노심출력은 계속 증가되었다.
근본적인 해결책으로는 지지판과 경수와 헬륨의 원활한 흐름을 위해 내부 구멍을 확장하여 설계변경하여 설비를 교체하는 것이 해결책이나, 교체시 고방사선의 문제 및 작업기간 과도로 전력의 기회비용 발생으로 약 200억원 이상의 손실이 예상되기 때문에 하드웨어적인 개선보다는 이러한 수위측정시 발생하는 오류여부를 판단하고 정확한 수위를 추정하는 것이 요구되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 부정확한 노심의 수위지시기를 보완하기위하여 중성자고출력 보호검출기를 이용하여 수위를 추정하는 액체영역제어계통 수위평가방법을 제공함에 있다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, (a) 노심의 수위지시기의 지시 수위를 측정하는 단계; (b) 중성자고출력 보호검출기 신호를 수신하는 단계; (c) 중성자고출력 보호검출기 신호를 수신하는 단계; (d) 추정수위를 계산하는 단계; 및 (e) 추정수위를 표시하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게, 상기 (a) 단계는, 수위 변화에 민감한 제어검출기 위치와 인접한 중성자고출력 보호 검출기를 선정하여 측정하는 것을 특징으로 한다.
그리고 바람직하게, 상기 (d) 단계는, 연료교체후 전출력운전시간마다 소정의 수치만큼 수위가 감소하는 것을 이용하여 추정수위를 계산하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 중성자고출력 보호검출기를 이용하여 수위지시기의 수위오류여부를 판단하고 수위지시기 없이도 정확한 수위를 예측할 수 있어 후속대책을 수립하고 정상화하여 원자로 정지를 예방 할 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 원자로에서 수위평가를 위한 개략적인 구성도.
도 2 는 일반적인 노심의 구성도.
도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 중성자고출력 보호검출기를 이용한 액체영역제어계통 수위평가방법의 흐름도.
도 4 는 비정상적인 액체영역제어계통의 수위 그래프.
도 5 는 액체영역제어계통에 이상현상이 발생한 경우의 수위 그래프.
도 6 은 본 발명의 일실시예에 따른 액체영역제어계통의 그래프
본 발명의 구체적 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 중성자고출력 보호검출기(15)를 이용한 액체영역제어계통 수위평가방법에 관하여 도 1 내지 도 6 을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 원자로에서 수위평가를 위한 개략적인 구성도로서, 도시된 바와 같이 중성자고출력 보호검출기를 이용한 액체영역제어계통 수위평가를 위해서는 노심(10) 및 수위평가장치(100)를 포함한다.
상기 노심(10)은 액체영역제어계통(11), 제어검출기(13), 중성자고출력 보호검출기(15) 및 수위지시기(17)를 포함하여 이루어 진다.
상기 액체영역제어계통(11)은 원자로의 출력을 제어하기 위하여 정상적으로 작동하는 경우 원자로 출력이 증가하면 출력을 흡수하기 위하여 액체영역제어계통(11)의 수위는 증가한다.
상기 제어검출기(13)는 도 2 에 도시된 바와 같이 노심(10)안에 위치하여 노심(10)의 출력 상승 또는 감소 현상을 제어하도록 한다.
상기 중성자고출력 보호검출기(15)는 노심(10)안에 위치하여 노심(10)의 이상현상으로 노심(10)이 파손되는 것을 방지한다. 따라서, 일반적으로 중성자고출력 보호검출기(15)는 제어검출기(13)보다 출력을 높게 설정된다.
상기 수위평가장치(100)는 수위지시기(17)의 수위를 측정하기 위한 측정부(110), 제어검출기(13) 및 중성자고출력 보호검출기(15)의 신호를 수신하는 송수신부(120), 상기 수위지시기(17)의 수위, 제어검출기(13)의 신호 및 중성자고출력 보호검출기(15)의 신호를 저장하는 메모리부(130), 상기 제어검출기(13) 및 중성자고출력 보호검출기(15)의 신호로 수위측정에 오류가 있는지 판단하고 수위를 추정하는 판단부(140) 및 판단부(140)에서 판단한 오류여부 및 추정수위를 표시하는 표시부(150)를 포함하여 이루어진다.
도 3 는 본 발명의 일실시예에 따른 중성자고출력 보호검출기를 이용한 액체영역제어계통 수위평가방법의 흐름도로서, 도시된 바와 같이 노심(10)의 수위지시기(17)의 지시 수위를 측정하는 단계(S10), 중성자고출력 보호검출기 신호를 수신하는 단계(S20), 제어검출기 신호를 수신하는 단계(S30), 추정수위를 계산하는 단계(S40), 추정수위를 표시하는 단계(S50)를 포함한다.
구체적으로 S10 내지 S50 단계에 대해 설명하면, 수위평가장치(100)의 측정부(110)는 노심(10)의 수위지시기(17)의 지시 수위를 측정하고 메모리부(130)에 저장한다(S10). 수위평가장치(100)의 송수신부(120)는 노심(10)의 제어검출기(13)의 신호를 수신하고 메모리부(130)에 저장한다(S20). 또한, 수위평가장치(100)의 송수신부(120)는 노심(10)의 중성자고출력 보호검출기(15)의 신호를 수신하고 메모리부(130)에 저장한다(S30). 수위평가장치(100)의 수위평가장치(100)의 판단부(140)는 추정수위를 계산한다(S40). 수위평가장치(100)의 표시부(150)는 상기 판단부(140)에서 판단한 추정수위를 표시한다(S50).
상기 S40에 대해 더 구체적으로 설명하면, 도 4 는 비정상적인 액체영역제어계통(11)의 수위 그래프로서, 도시된 바와 같이 비정상적인 액체영역은 연료교체로 인해 수위가 상승되어도 시간이 지나면 서서히 감소해야하지만 감소하지 않고 일정하게 유지되고 있다. 또한, 도 5 와 같이 이상현상이 나타나는 경우에도 원자로 상부외곽영역에서 액체영역제어계통(11) 압축기 기동에 의해 헬륨지역 압력이 변동됨으로 수위 사이클링이 있었고, 순간적인 급락이 있었다. 이러한 수위 이상현상이 나타나는 것을 모르고 수위지시기(17)만을 신뢰하여 연료교체를 수행하여 연속출력감발이 약 93%까지 발생하기도 하였다.
그리고, 도 6 는 본 발명의 일실시예에 따른 액체영역제어계통(11)의 그래프로서, 제어검출기의 출력, 중성자고출력 보호검출기(15)의 출력, 수위지시기(17)의 지시수위 및 본 발명에 의한 추정수위를 나타낸다. 상기 판단부(140)는 기존에 정상적으로 액체영역제어계통(11)이 작동하였을때 측정한 중성자고출력 보호 검출기의 자료를 바탕으로하여, 연료교체완료 직후의 전체수위에서 전출력 운전시간(FPH)마다 연료의 상태와 원자로의 상황을 고려하여 0.30%내지 1%씩 수위가 감소하는 것으로 추정수위를 판단한다.
그리고 바람직하게는, 연료교체완료 직후의 전체수위에서 전출력운전시간마다 연료의 상태와 원자로의 상황을 고려하여 0.58%씩 수위가 감소하는 것으로 추정수위를 판단한다.
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
10 : 노심 11 : 액체영역제어계통
13 : 제어검출기 15 : 중성자고출력 보호검출기
17 : 수위지시기 100 : 수위평가장치
110 : 측정부 120 : 송수신부
130 : 메모리부 140 : 판단부
150 : 표시부

Claims (3)

  1. (a) 수위평가장치의 측정부가 노심의 수위지시기의 지시 수위를 측정하는 단계;
    (b) 수위평가장치의 송수신부가 노심의 중성자고출력 제어검출기 신호를 수신하는 단계;
    (c) 수위평가장치의 송수신부가 노심의 중성자고출력 보호검출기 신호를 수신하는 단계;
    (d) 수위평가장치의 판단부가 추정수위를 계산하는 단계; 및
    (e) 수위평가장치의 표시부가 상기 판단부에서 판단한 추정수위를 표시하는 단계; 를 포함하되,
    상기 (d) 단계는,
    연료교체후 전출력운전시간마다 소정의 수치만큼 수위가 감소하는 것을 이용하여 추정수위를 계산하는 것을 특징으로 하는 중성자고출력 보호검출기를 이용한 액체영역제어계통 수위평가방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 (a) 단계는,
    노심안에 위치한 제어검출기와 중성자고출력 보호 검출기를 선정하여 측정하는 것을 특징으로 하는 중성자고출력 보호검출기를 이용한 액체영역제어계통 수위평가방법.
  3. 삭제
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