KR101216887B1 - Method and apparatus for control equipment of steam generator of nuclear power plant with invaded process measurement accuracy compensation - Google Patents

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Abstract

본 발명의 목적을 달성하기 위해 외부 신호(1)와 정보를 기억장치(3)에 셋팅하는 단계;와 공정측정정밀도 보상기(PMA보상기)(2) 내에 설치된 계산기(4)가 기억장치(3)에 저장된 정보와 운전정보(10)를 받아서, 공정측정정밀도(PMA)를 계산하는 단계;와 공정측정정밀도 보상기(PMA보상기)(2)가 상기 공정측정정밀도를 계산하는 단계에서 계산된 공정측정정밀도를 측정수위에 반영하여 보정수위를 계산하는 단계;와 보정수위를 계산하는 단계에서 계산된 보정수위 값을 수위지시기(5)와 제1 수위비교기(7)에 전달하고, 공정측정정밀도 지시기(PMA지시기)(6)에는 공정측정정밀도를 계산하는 단계에서 계산된 공정측정정밀도 값을 전달하는 단계;와 제1 수위비교기(7)가 상기 보정수위를 계산하는 단계에서 계산된 보정수위와 측정수위를 비교하여 오차신호를 발생하는 단계;와 오차신호를 발생하는 단계에서 발생 되는 오차신호에 따라 비선형 보상기(Non-linear Gain)(8)에서 신호를 출력하는 단계;와 제2 수위비교기(9)에서 비선형 보상기(Non-linear Gain)(8)에서 신호를 출력하는 단계에서의 신호를 측정수위에 반영하여 수위를 비교하는 단계; 및 수위를 비교하는 단계의 비교값에 의해 급수제어기(11) 및 급수제어밸브(12)를 제어하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공정측정정밀도 보상기가 인베이드된 원자력발전소 증기발생기 수위 제어 방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 공정측정정밀도 보상기가 인베이드된 원자력발전소 증기발생기 수위 제어 장치는 원자력발전소 운전정보(10)가 저장되고 외부 신호(1)를 수용하는 기억장치(3)와 공정측정정밀도(PMA)를 계산하는 계산기를 구비하는 공정측정정밀도 보상기(PMA보상기)(2);와 증기발생기의 수위를 측정하는 수위지시기((5);와 공정측정정밀도 보상기(PMA보상기)(2)에서 계산된 공정측정정밀도 신호를 수용하는 공정측정정밀도 지시기(PMA지시기)(6);와 보정수위와 측정수위를 비교하는 제1 수위비교기(7);와 제1 수위비교기(7)의 오차신호에 따라 신호를 출력하는 비선형 보상기(Non-linear Gain)(8);와 비선형 보상기(Non-linear Gain)(8)의 신호를 측정수위에 반영하여 수위를 비교하는 제2 수위비교기(9); 및 이러한 신호들에 의해 급수를 제어하는 급수제어기(11)와 급수제어밸브(12);를 구비한다.In order to achieve the object of the present invention, setting the external signal (1) and information in the storage device (3); and a calculator (4) installed in the process measurement precision compensator (PMA compensator) (2) storage device (3) Calculating the process measurement precision (PMA) by receiving the information and operation information (10) stored therein; and the process measurement precision calculated by the process measurement precision compensator (PMA compensator) 2 calculating the process measurement precision. Calculating the correction level by reflecting the measurement level; and transferring the correction level value calculated in the step of calculating the correction level to the level indicator 5 and the first level comparator 7, and a process measurement precision indicator (PMA). 6) the process measurement precision value calculated in the step of calculating the process measurement precision; and the correction level and the measurement level calculated by the first level comparator 7 calculating the correction level. To generate an error signal And outputting a signal from the non-linear compensator 8 according to the error signal generated in the step of generating the error signal; and a non-linear compensator from the second water level comparator 9. (8) comparing the level by reflecting the signal in the step of outputting the signal to the measurement level; And controlling the water supply controller 11 and the water supply control valve 12 according to the comparison value of the step of comparing the level of the water level. This is provided.
In addition, in order to achieve the object of the present invention, the nuclear power plant steam generator level control device in which the process measurement precision compensator is invaded according to the present invention, the nuclear power plant operating information (10) is stored and receives the external signal (1) A process measurement precision compensator (PMA compensator) 2 having an apparatus 3 and a calculator for calculating a process measurement precision (PMA); and a water level indicator (5) for measuring the level of the steam generator; and a process measurement precision compensator. (PMA compensator) a process measurement precision indicator (PMA indicator) 6 for receiving the process measurement precision signal calculated in (2); and a first level comparator 7 for comparing the calibration level with the measurement level; and the first level A non-linear gain (8) for outputting a signal according to the error signal of the comparator (7); 2 water level comparator (9); And a; control water supply controller 11 and the water supply control valve 12 which.

Description

공정측정정밀도 보상기가 인베이드된 원자력발전소의 증기발생기의 수위 제어 방법 및 장치{Method and apparatus for control equipment of steam generator of nuclear power plant with invaded process measurement accuracy compensation} Method and apparatus for control equipment of steam generator of nuclear power plant with invaded process measurement accuracy compensation

본 발명은 원자력발전소의 과도현상시 발전소를 보다 빨리 안정화시킬 수 있는 공정측정정밀도 보상기가 인베이드된 원자력발전소의 증기발생기의 수위제어 방법 및 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a method and apparatus for controlling the water level of a steam generator of a nuclear power plant in which a process measurement precision compensator which can stabilize the power plant more quickly in the event of a transient occurrence of the nuclear power plant.

일반적으로 원자력발전소의 증기발생기의 수위제어계통은 실제 측정된 수위, (실측 수위)터빈의 1단 압력으로 계산되는 설정 수위, 증기 유량 및 급수유량 신호를 받아 급수제어밸브의 개방을 제어함으로써 수위를 조절한다.
Generally, the water level control system of the steam generator of a nuclear power plant controls the opening of the water supply control valve by receiving the actual measured water level, the set water level calculated by the first stage pressure of the (actual water level) turbine, the steam flow rate and the water supply flow signal. Adjust.

그러나 증기발생기 실측 수위는 증기발생기 내부의 공정측정 인자들의 영향에 의해 실제 수위와는 차이가 있으며, 특히 수축(shrink)과 팽창(swell)과 같은 증기발생기 내부 조건이 급격하게 변화할 때에는 실제 수위와 계측기의 지시수위의 오차가 현저히 증가하게 된다. 만약 증기발생기 내부에 팽창현상이 발생하면, 측정된 수위를 조절하기 위해 급수제어밸브를 닫는 방향으로 조절함으로써 실제 수위가 감소되며, 팽창현상이 없어지면 측정수위의 감소에 따라 급격하게 밸브를 열어주게 된다. 만약 증기발생기 내부에 수축현상이 발생하면, 측정된 수위를 조절하기 위해 급수제어밸브를 여는 방향으로 조절함으로써 실제 수위가 증가되며, 수축현상이 없어지면 측정수위의 증가에 따라 급격히 밸브를 닫아주게 된다. 공정측정 인자들은 원자력발전소의 운전상태에 따라 변화하게 되며, 이러한 공정측정 인자들의 변화는 증기발생기 내부에서 증기발생기의 수위를 제어하는 데 불안정을 발생시키게 된다. 따라서, 증기발생기 수위를 원활하게 제어하기 위한 대책이 요구된다.
However, the actual level of the steam generator differs from the actual water level due to the influence of process measurement factors inside the steam generator, especially when the steam generator internal conditions such as shrinkage and swell change rapidly. The error in the indicator level of the instrument will increase significantly. If expansion occurs inside the steam generator, the actual water level is reduced by adjusting the water supply control valve to adjust the measured water level. If there is no expansion, the valve is opened rapidly as the water level decreases. . If shrinkage occurs in the steam generator, the actual water level is increased by adjusting the water supply control valve to open the water level to control the measured water level. If there is no shrinkage, the valve is closed rapidly as the water level increases. The process measurement factors change according to the operating state of the nuclear power plant, and the change of these process measurement factors causes instability in controlling the steam generator level inside the steam generator. Therefore, a countermeasure for smoothly controlling the steam generator level is required.

본 발명은 목적은 상기의 문제점을 해결할 수 있도록, 갑작스럽게 발생하는 외란에 즉각적으로 반응하기 위해 증기발생기 수위제어 장치에 인베이드된 형태로 설치되는 증기발생기의 수위 제어 방법과 장치를 제공하는 것이다.
It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for controlling the level of a steam generator, which is installed in the form of invade in the steam generator level control device in order to immediately respond to sudden disturbances, so as to solve the above problems. .

또한, 본 발명은 공정측정정밀도 보상기가 인베이드된 원자력발전소 증기발생기 수위 제어방법과 장치를 통해 원자력발전소의 상태를 사전에 진단하여 비상운전을 대비하고, 과도현상 발생시에 증기발생기 수위를 신속하게 제어하여 과도시간을 줄임으로써 발전소를 더욱 빨리 안정화시키고 불필요한 정지를 방지하는 것을 목적으로 한다.
In addition, the present invention is to prepare for emergency operation by diagnosing the state of the nuclear power plant in advance through the method and device for controlling the steam generator level of the nuclear power plant in which the process measurement precision compensator is in-embedded, and to quickly prepare the steam generator level in the event of transient occurrence. It aims to stabilize the plant more quickly and prevent unnecessary shutdowns by reducing the transient time by controlling.

본 발명의 목적을 달성하기 위해 공정측정정밀도 보상기가 인베이드된 원자력발전소 증기발생기 수위 제어 방법은 외부 신호와 정보를 기억장치에 셋팅하는 단계;와 공정측정정밀도 보상기(PMA보상기) 내에 설치된 계산기가 기억장치에 저장된 정보와 운전정보를 받아서, 공정측정정밀도(PMA)를 계산하는 단계;와 공정측정정밀도 보상기(PMA보상기)가 상기 공정측정정밀도를 계산하는 단계에서 계산된 공정측정정밀도를 측정수위에 반영하여 보정수위를 계산하는 단계;와 보정수위를 계산하는 단계에서 계산된 보정수위 값을 수위지시기와 제1 수위비교기에 전달하고, 공정측정정밀도 지시기(PMA지시기)에는 공정측정정밀도를 계산하는 단계에서 계산된 공정측정정밀도 값을 전달하는 단계;와 제1 수위비교기가 상기 보정수위를 계산하는 단계에서 계산된 보정수위와 측정수위를 비교하여 오차신호를 발생하는 단계;와 오차신호를 발생하는 단계에서 발생 되는 오차신호에 따라 비선형 보상기(Non-linear Gain)에서 신호를 출력하는 단계;와 제2 수위비교기에서 비선형 보상기(Non-linear Gain)에서 신호를 출력하는 단계에서의 신호를 측정수위에 반영하여 수위를 비교하는 단계; 및 수위를 비교하는 단계의 비교값에 의해 급수제어기 및 급수제어밸브를 제어하는 단계;로 이루어진다.
In order to achieve the object of the present invention, the nuclear power plant steam generator level control method in which the process measurement precision compensator is invaded includes setting an external signal and information in a storage device; and a calculator installed in the process measurement precision compensator (PMA compensator). Calculating the process measurement precision (PMA) by receiving the information stored in the memory and the operation information; and calculating the process measurement precision calculated at the step of calculating the process measurement precision by the process measurement precision compensator (PMA compensator). Calculating the correction level by reflecting it; and transferring the correction level value calculated in the calculating of the correction level to the level indicator and the first level comparator, and calculating the process measurement precision in the process measurement precision indicator (PMA indicator). Delivering a process measurement precision value calculated in step S; and calculating in the step where the first level comparator calculates the correction level Generating an error signal by comparing the correction level and the measurement level; and outputting a signal from a non-linear gain according to the error signal generated at the step of generating the error signal; and at the second level comparator Comparing the level by reflecting the signal in the step of outputting the signal in the non-linear gain to the measurement level; And controlling the water supply controller and the water supply control valve by the comparison value of the step of comparing the water level.

또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 공정측정정밀도 보상기가 인베이드된 원자력발전소 증기발생기 수위 제어 방법의 바람직한 다른 실시예에서, 공정측정정밀도는 공정압력변화 영향(식1), 기준래그 온도변화 영향(식2), 유체속도영향(식3), 하강유로 과냉각 영향(식4), 상부갑판(Mid-deck plate) 차압 영향(식5), 중간갑판(Intermediate deck plate) 차압 영향(식6), 및 하부갑판(lower deck plate) 차압영향(식7)의 합산으로 처리된다. In addition, in another preferred embodiment of the nuclear power plant steam generator level control method in which the process measurement precision compensator according to the present invention is invaded to achieve the object of the present invention, the process measurement precision is influenced by the process pressure change (Equation 1), Effect of Standard Lag Temperature Change (Equation 2), Fluid Velocity Effect (Equation 3), Downflow Flow Overcooling Effect (Equation 4), Mid-deck Plate Differential Pressure Effect (Equation 5), Intermediate Deck Plate Differential Pressure Effect (Eq. 6), and the lower deck plate differential pressure effect (Eq. 7).

Figure 112012097608737-pat00031


(식 1)
Figure 112012097608737-pat00057

HL : 하부탭에서 응축포트(condensate port) 수면까지 거리(ft)
H : 계측기 상하부 택간 거리(ft)
L : 실제 측정 수위(ft)
Figure 112012097608737-pat00058
: 교정압력에서 포화증기밀도(1bm/ft3)(교정시 온도, 압력 사용)
Figure 112012097608737-pat00059
: 교정압력에서 포화수밀도(1bm/ft3)(교정시 온도, 압력 사용)
Figure 112012097608737-pat00060
: Psat(포화 증기압)에 대한 증기밀도(1bm/ft3)(증기압력 사용)
Figure 112012097608737-pat00061
: Psat(포화 증기압)에 대한 물밀도(1bm/ft3)(증기압력 사용)

(식2)
Figure 112012097608737-pat00062

HL : 하부탭에서 응축포트(condensate port) 수면까지 거리(ft)
H : 계측기 상하부 택간 거리(ft)
L : 실제 측정 수위(ft)
Figure 112012097608737-pat00063
: 교정압력에서 포화증기밀도(1bm/ft3)(교정시 온도, 압력 사용)
Figure 112012097608737-pat00064
: 교정압력에서 포화수밀도(1bm/ft3)(교정시 온도, 압력 사용)
Figure 112012097608737-pat00065
: 교정조건에서의 기준래그 물밀도(1bm/ft3)(교정온도, 압력)
Figure 112012097608737-pat00066
: 기준래그 물밀도(1bm/ft3)(교정온도, 압력)

(식3)
Figure 112012097608737-pat00067

Figure 112012097608737-pat00068
: 유체속도로 인한 압력강하(psi)
VLT = CR×WFW/ρLT×ALT ; 하부탭에서의 물의 유속(ft/sec)
CR :정격 열출력 조건에서 용기내 순환율(%)
ALT : 하부탭에서 유동면적(ft2)(유동분석시 계산)
WFW:주급수 유량(1b/hr)(측정값)
ρLT : 하부탭엣 물의 밀도(1bm/ft3)

(식4)
Figure 112012097608737-pat00069

Hs : 과냉각을 가정한 하부탭 상부 물수두의 최대 높이(ft)
Figure 112012097608737-pat00070
: 하부탭에서 물의 밀도 (1bm/ft3)
Figure 112012097608737-pat00071
: Psat(포화 증기압)에 대한 물밀도(1bm/ft3)

(식5)
Figure 112012097608737-pat00072

Figure 112012097608737-pat00073
: 상부갑판에서 압력강하(psi)(설계값)

(식 6)
Figure 112012097608737-pat00074

Figure 112012097608737-pat00075
: 중간갑판에서 압력강하(psi)(설계값)

(식 7)
Figure 112012097608737-pat00076

Figure 112012097608737-pat00077
; 하부갑판에서 압력강하(psi)(설계값)
Figure 112012097608737-pat00031


(Equation 1)
Figure 112012097608737-pat00057

H L : Distance from bottom tap to condensate port surface (ft)
H: Distance between upper and lower tack of the instrument (ft)
L: Actual measurement level (ft)
Figure 112012097608737-pat00058
: Saturated vapor density at calibration pressure (1bm / ft 3 ) (using calibration temperature and pressure)
Figure 112012097608737-pat00059
: Saturated water density at calibration pressure (1bm / ft 3 ) (using calibration temperature and pressure)
Figure 112012097608737-pat00060
: Vapor density (1 bm / ft 3 ) for P sat (saturated vapor pressure) (with steam pressure)
Figure 112012097608737-pat00061
: Water density (1 bm / ft 3 ) for P sat (saturated vapor pressure) (with steam pressure)

(Eq. 2)
Figure 112012097608737-pat00062

H L : Distance from bottom tap to condensate port surface (ft)
H: Distance between upper and lower tack of the instrument (ft)
L: Actual measurement level (ft)
Figure 112012097608737-pat00063
: Saturated vapor density at calibration pressure (1bm / ft 3 ) (using calibration temperature and pressure)
Figure 112012097608737-pat00064
: Saturated water density at calibration pressure (1bm / ft 3 ) (using calibration temperature and pressure)
Figure 112012097608737-pat00065
: Standard lag water density (1bm / ft 3 ) under calibration condition (calibration temperature, pressure)
Figure 112012097608737-pat00066
: Standard lag water density (1 bm / ft 3 ) (calibration temperature, pressure)

(Eq. 3)
Figure 112012097608737-pat00067

Figure 112012097608737-pat00068
: Pressure drop due to fluid velocity (psi)
V LT = CR × W FW / ρ LT × A LT ; Flow rate of water in the lower tap (ft / sec)
CR: Circulation rate in the container under rated heat output condition (%)
A LT : Flow area in the lower tap (ft 2 ) (calculated during flow analysis)
W FW : Main water supply flow rate (1b / hr) (measured value)
ρ LT: Density of water at the bottom tap (1bm / ft 3 )

(Eq. 4)
Figure 112012097608737-pat00069

Hs: Maximum height of the upper head of the lower tap assuming subcooling (ft)
Figure 112012097608737-pat00070
: Density of water in the lower tap (1bm / ft 3 )
Figure 112012097608737-pat00071
: Water density (1 bm / ft 3 ) for P sat (saturated vapor pressure)

(Eq. 5)
Figure 112012097608737-pat00072

Figure 112012097608737-pat00073
: Pressure drop at upper deck (psi) (design value)

(Equation 6)
Figure 112012097608737-pat00074

Figure 112012097608737-pat00075
: Pressure drop at mid deck (design value)

(Equation 7)
Figure 112012097608737-pat00076

Figure 112012097608737-pat00077
; Pressure drop at lower deck (psi) (design value)

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또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 공정측정정밀도 보상기가 인베이드된 원자력발전소 증기발생기 수위 제어 방법의 바람직한 다른 실시예에서, 보정수위는 비례방법을 사용하여 총 불확실도와 실제수위의 합산으로 처리될 수 있다. 보정수위 계산방식은 다음과 같다.In addition, in another preferred embodiment of the nuclear power plant steam generator level control method in which the process measurement precision compensator according to the present invention is invaded to achieve the object of the present invention, the correction level is a total uncertainty and actual water level using a proportional method. Can be treated as the sum of. The correction level calculation method is as follows.

보정수위 = 실측수위 + 공정측정정밀도(PMA) ------ 보정수위
Calibration level = Actual level + Process measurement precision (PMA) ------ Calibration level

또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 공정측정정밀도 보상기가 인베이드된 원자력발전소 증기발생기 수위 제어 장치는 원자력발전소 운전정보가 저장되고 외부 신호를 수용하는 기억장치와 공정측정정밀도(PMA)를 계산하는 계산기를 구비하는 공정측정정밀도 보상기(PMA보상기);와 증기발생기의 수위를 측정하는 수위지시기;와 공정측정정밀도 보상기(PMA보상기)에서 계산된 공정측정정밀도 신호를 수용하는 공정측정정밀도 지시기(PMA지시기);와 보정수위와 측정수위를 비교하는 제1 수위비교기;와 제1 수위비교기의 오차신호에 따라 신호를 출력하는 비선형 보상기(Non-linear Gain);와 비선형 보상기(Non-linear Gain)의 신호를 측정수위에 반영하여 수위를 비교하는 제2 수위비교기; 및 이러한 신호들에 의해 급수를 제어하는 급수제어기와 급수제어밸브;를 구비한다.
In addition, in order to achieve the object of the present invention, the nuclear power plant steam generator level control device incorporating the process measurement precision compensator according to the present invention includes a memory device for storing operation information of the nuclear power plant and receiving an external signal and a process measurement precision ( A process measurement precision compensator (PMA compensator) having a calculator for calculating PMA; and a water level indicator for measuring the level of the steam generator; and a process measurement accommodating the process measurement precision signal calculated by the process measurement precision compensator (PMA compensator) A precision indicator (PMA indicator); a first level comparator for comparing the calibration level and a measurement level; and a non-linear compensator for outputting a signal according to an error signal of the first level comparator; and a non-linear compensator (Non- a second water level comparator for comparing the water levels by reflecting a signal of linear gain) to the measurement level; And a water supply controller and a water supply control valve for controlling the water supply by such signals.

본 발명에 따른 공정측정정밀도 보상기가 인베이드된 원자력발전소의 증기발생기의 수위 제어방법 및 장치를 통해 발전소의 과도현상을 방지할 수 있다.
Through the method and apparatus for controlling the water level of the steam generator of the nuclear power plant in which the process measurement precision compensator according to the present invention can be prevented, transient occurrence of the power plant can be prevented.

또한, 본 발명에 따른 방법 및 장치를 사용함으로써 원자력발전소의 안전성을 향상시키고, 불필요한 정지를 방지하여 운전성을 증대시키며, 이에 따라 원자력발전소의 운전효율을 증대시켜 원자력발전소의 유지비를 절감할 수 있다.
In addition, by using the method and apparatus according to the present invention, it is possible to improve the safety of the nuclear power plant, to prevent unnecessary shutdowns, thereby increasing the operability, thereby increasing the operating efficiency of the nuclear power plant, thereby reducing the maintenance cost of the nuclear power plant. .

도 1은 증기발생기 내부의 구조물과 유체의 흐름 및 공정측정정밀도의 발생과정을 나타낸다.
도 2는 종래 증기발생기의 수위 제어 방법을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 증기발생기 수위 제어 장치의 개략도를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 증기발생기 수위 제어 방법의 절차도를 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따른 증기발생기 수위 제어 방법과 장치를 적용할 때, 증기발생기에서의 팽창(swelling)시의 증기발생기의 수위 제어 효과를 나타낸다.
도 6은 본 발명에 따른 증기발생기 수위 제어 방법과 장치를 적용할 때, 증기발생기에서의 수축(shrink)시의 증기발생기의 수위 제어 효과를 나타낸다.1 shows a process of generating structure and fluid flow and process measurement precision inside a steam generator.
2 shows a method of controlling a water level of a conventional steam generator.
Figure 3 shows a schematic diagram of a steam generator level control apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 4 shows a flow diagram of a steam generator level control method according to a preferred embodiment of the present invention.
5 shows the effect of controlling the level of the steam generator during swelling in the steam generator when applying the steam generator level control method and apparatus according to the present invention.
Figure 6 shows the effect of controlling the level of the steam generator during shrinkage in the steam generator when applying the steam generator level control method and apparatus according to the present invention.

공정측정정밀도(process measurement accuracy, PMA)란 증기발생기의 내부의 유동 관련 압력, 온도, 유속, 유량 밀도 등의 파라미터에 의해 영향을 받아 수위 측정에 있어서 발생하는 불확실도를 의미한다. 공정측정정밀도는 계측기 채널의 정확도에 관련되나, 계측기와 같은 하드웨어와는 직접적인 관련이 없는 값으로 감지기 및 프로세스 캐비넷(process cabinet)과 같은 장치를 제외한 공정변수 측정시의 증기발생기 내부의 유동특성과 관련된 불확실도를 의미한다. 즉, 온도 측정시의 열성층화 현상 및 수위 측정시의 유체 밀도에 따른 영향이 이에 해당한다.
Process measurement accuracy (PMA) refers to the uncertainty generated in the water level measurement, affected by parameters such as pressure, temperature, flow rate, and flow density in the steam generator. Process measurement accuracy is related to the accuracy of the instrument channel, but not directly related to hardware such as the instrument, and is related to the flow characteristics inside the steam generator during process variable measurements, except for devices such as detectors and process cabinets. It means uncertainty. That is, the effects of the thermal stratification phenomenon on the temperature measurement and the fluid density on the water level measurement correspond to this.

도 1은 증기발생기 내부의 구조물과 유체의 흐름 및 공정측정정밀도의 발생과정을 나타낸다. 급수펌프의 구동력 및 증기발생기 수위에 의해 제어되는 제어밸브에 의해 증기발생기 내부로 유입된 급수는 급수링(Feedwater Ring)을 통해 적절히 분배된 후에, 튜브다발을 감싸고 있는 판 외부의 하강유로를 통해 증기발생기 하부로 내려온다. 튜브시트(Tubesheet)의 상부까지 내려온 급수는 튜브의 외부 지역을 통과하면서, 튜브의 내부를 흐르는 원자로 냉각재로부터 열을 전달받아 온도가 상승하며 습포화증기로 변화된다. 이 증기는 하부갑판, 중간갑판 및 상부갑판를 거치며 압력의 강하가 발생한다. 이 습포화증기는 상부갑판에 설치된 1차 습분 분리기, 원심력을 이용한 상부의 2차 습분 분리기, 및 방향을 바꾸는 원리를 이용한 습분건조기를 거치면서 건도 99.75% 이상의 건포화증기로 변화된다. 그리고, 최종적으로 노즐을 통해 외부로 나가 터빈에서 일을 하게 된다.
1 shows a process of generating structure and fluid flow and process measurement precision inside a steam generator. The feed water introduced into the steam generator by the control valve controlled by the driving force of the feed water pump and the steam generator level is properly distributed through the feedwater ring, and then the steam flows down the outside of the plate surrounding the tube bundle. Lower to the bottom of the generator. Feeding water down to the upper part of the tubesheet passes through the outer region of the tube, receives heat from the reactor coolant flowing inside the tube, increases in temperature, and changes into wet vaporization. This steam passes through the lower deck, middle deck and upper deck, causing a drop in pressure. This wet saturation steam is changed to dry saturation steam of 99.75% or more through a primary moisture separator installed on the upper deck, a secondary moisture separator in the upper part using centrifugal force, and a moisture dryer using a changing direction. Finally, they go out through the nozzle to work on the turbine.

증기발생기로 급수가 유입되어 증기로 바뀌는 과정에서 유체가 흐르는 과정에 발생하는 공정측정정밀도(PMA)에는 다음과 같은 현상이 있다.
Process measurement precision (PMA) that occurs during the flow of fluid in the process of supplying water to the steam generator and converting it into steam has the following phenomenon.

공정압력 변화영향(process pressure variation effect)은 정상운전조건에서 증기발생기 내부압력이 수위 교정시의 압력에 비해 변화함으로써 발생하는 불확실도를 말하는데, 이값은 동일 수위에서 출력이 증가하면 영향이 작아지고 동일한 출력에서 증기발생기 수위가 증가하면 영향은 커지게 된다.
Process pressure variation effect refers to the uncertainty caused by the steam generator's internal pressure changing under pressure calibration under normal operating conditions.This value is less affected by increasing output at the same level. Increasing the steam generator level in the system increases the impact.

유체속도 영향(fluid velocity effect)은 증기발생기로 유입된 급수가 하강유로(downcomer)로 유입되는 속도로 인해 수위측정용 하부탭(lower level tap)에서의 압력변화로 발생하는 불확실도를 말하는 데, 이값은 동일 수위에서 출력이 증가하거나 동일한 출력에서 증기발생기 수위가 증가하면 영향은 커지게 된다.
The fluid velocity effect refers to the uncertainty caused by the pressure change at the lower level tap due to the rate at which the feedwater entering the steam generator enters the downcomer. The effect is greater if the output increases at the same level or the steam generator level at the same output increases.

하강유로 과냉각 영향(downcomer subcoolinh effect)은 증기발생기 내부 압력에 해당하는 포화온도보다 낮은 온도의 급수가 하강유로로 유입됨으로써 발생하는 불확실도를 말하는 데, 이값은 동일 수위에서 출력이 증가하면 영향이 커지고 동일한 출력에서 증기발생기 수위가 증가하면 영향은 작아지게 된다.
The downcomer subcoolinh effect refers to the uncertainty caused by the introduction of a feedwater into the downcomer at a temperature lower than the saturation temperature corresponding to the pressure inside the steam generator. As the steam generator level at the output increases, the effect becomes smaller.

상부갑판 차압 영향(mid-deck plate △P effect)은 증기가 습분분리기 조립체인 상부갑판를 통과하며 압력 강하로 인해 발생하는 불확실도를 말하는 데, 수위와 관계없이 출력이 증가하면 영향이 커지게 된다.
The mid-deck plate ΔP effect refers to the uncertainty caused by the pressure drop as the steam passes through the upper deck, the moisture separator assembly, which increases as the output increases regardless of the water level.

하부갑판 및 중간갑판 차압 영향(lower deck plate and intermediate deck plate △P effect)은 증기발생기 내부 구조물인 하부갑판 및 중간갑판를 통과하며 압력 강화로 인해 발생되는 불확실도를 말하는 데, 출력 및 수위가 증가하면서 값에 대한 영향이 커지게 된다.
Lower deck plate and intermediate deck plate ΔP effect refers to the uncertainty caused by pressure buildup through the lower deck and intermediate deck, the internal structure of the steam generator. This will increase the impact on.

기준 수위 온도 변화 영향(reference leg temperature variation effect)은 증원자로 및 증기발생기 등을 포함하는 원자로 건물내의 온도변화로 수위측정용 기준레그(reference leg) 밀도를 변화시킴으로써 발생하는 불확실도를 말하는 데, 온도의 변화에 따라 영향이 커지게 된다.
The reference leg temperature variation effect refers to the uncertainty caused by changing the reference leg density due to temperature changes in the reactor building, including reactors and steam generators. The impact is likely to change with the change.

도 2는 종래 증기발생기의 수위 제어 방법을 나타낸다. 종래 증기발생기 수위제어 방법은 측정수위, 설정수위, 증기유량, 및 급수유량을 고려하여 제2 수위비교기(9)에서만 수위를 비교하고, 이렇게 비교된 수위를 통해 급수제어기(11)와 급수제어밸브(12)로 증기발생기의 수위를 제어한다. 따라서, 증기발생기 내부에서 발생하는 각 공정측정정밀도 인자들로 인해 증기발생기 수위 측정장치에서 측정된 쉬위가 실제 수위와 상당한 오차를 발생시켜 원자력발전소의 안전운전을 방해하게 되고, 불필요한 정지를 발생시킨다.
2 shows a method of controlling a water level of a conventional steam generator. In the conventional steam generator level control method, the water level is compared only in the second water level comparator 9 in consideration of the measured water level, the set water level, the steam flow rate, and the water supply flow rate. (12) to control the level of the steam generator. Therefore, due to each process measurement precision factor generated inside the steam generator, the shear measured in the steam generator level measuring device generates a significant error with the actual water level, thus preventing the safe operation of the nuclear power plant and causing unnecessary stops.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 증기발생기 수위 제어 장치의 개략도를 나타내고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 증기발생기 수위 제어 방법의 절차도를 나타낸다.
Figure 3 shows a schematic diagram of a steam generator level control apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 4 shows a flow chart of the steam generator level control method according to a preferred embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에서 공정측정정밀도 보상기가 인베이드된 원자력발전소 증기발생기 수위 제어 방법은 외부 신호(1)와 정보를 기억장치(3)에 셋팅하는 단계;와 공정측정정밀도 보상기(PMA보상기)(2) 내에 설치된 계산기(4)가 기억장치(3)에 저장된 정보와 운전정보(10)를 받아서, 공정측정정밀도(PMA)를 계산하는 단계;와 공정측정정밀도 보상기(PMA보상기)(2)가 상기 공정측정정밀도를 계산하는 단계에서 계산된 공정측정정밀도를 측정수위에 반영하여 보정수위를 계산하는 단계;와 보정수위를 계산하는 단계에서 계산된 보정수위 값을 수위지시기(5)와 제1 수위비교기(7)에 전달하고, 공정측정정밀도 지시기(PMA지시기)(6)에는 공정측정정밀도를 계산하는 단계에서 계산된 공정측정정밀도 값을 전달하는 단계;와 제1 수위비교기(7)가 상기 보정수위를 계산하는 단계에서 계산된 보정수위와 측정수위를 비교하여 오차신호를 발생하는 단계;와 오차신호를 발생하는 단계에서 발생 되는 오차신호에 따라 비선형 보상기(Non-linear Gain)(8)에서 신호를 출력하는 단계;와 제2 수위비교기(9)에서 비선형 보상기(Non-linear Gain)(8)에서 신호를 출력하는 단계에서의 신호를 측정수위에 반영하여 수위를 비교하는 단계; 및 수위를 비교하는 단계의 비교값에 의해 급수제어기(11) 및 급수제어밸브(12)를 제어하는 단계;로 이루어진다.
As shown in FIG. 4, in a preferred embodiment of the present invention, a method for controlling a nuclear power plant steam generator level in which a process measurement precision compensator is invaded includes setting an external signal 1 and information in a storage device 3; And calculating a process measurement precision (PMA) by a calculator (4) installed in the process measurement precision compensator (PMA compensator) 2 and receiving the information and operation information 10 stored in the storage device 3; Calculating a correction level by reflecting the process measurement precision calculated in the step of calculating the process measurement precision by the precision compensator (PMA compensator) 2 and calculating the correction level; Transmitting to the water level indicator 5 and the first water level comparator 7 and passing the process measurement precision value calculated in the step of calculating the process measurement precision to the process measurement precision indicator (PMA indicator) 6; The first water level Generating an error signal by comparing the correction level and the measurement level calculated in the step of calculating the correction level by the instrument 7; and a non-linear compensator according to the error signal generated in the generating the error signal. Outputting a signal at a gain level 8; and comparing the water level by reflecting a signal in a step of outputting a signal at a non-linear gain 8 at the second level comparator 9 Making; And controlling the water supply controller 11 and the water supply control valve 12 by the comparison value of the step of comparing the water level.

도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 공정측정정밀도 보상기가 인베이드된 원자력발전소 증기발생기 수위 제어 방법은 계산기(4)와 기억장치(3)로 구성된 공정측정정밀도 보상기(PMA보상기)(2)가 설치되고, 증기발생기 내부에서 일어나는 유동현상을 분석하는 기초자료 및 증기발생기 수위 교정조건(온도, 압력 등)에 관한 자료를 외부 신호(1)에서 공정측정정밀도 보상기(PMA보상기)(2)로 전달한다. 유동해석은 해당 발전소 특성을 고려하기 위해 증기발생기 내부구조물의 형상, 발전소 출력, 수위 및 1,2차측 온도 등의 운전조건 등을 입력하여 원자로 출력 및 증기발생기 수위에 따라 증기발생기 내의 유체 순환율, 증기온도, 포화온도 및 급수유량 등을 유동해석용 전산코드를 사용하여 계산한다.
3 and 4, the method for controlling the nuclear power plant steam generator level in which the process measurement precision compensator is invaded is a process measurement precision compensator (PMA compensator) consisting of a calculator 4 and a memory device 3 (2). ), And basic data analyzing the flow phenomenon occurring inside the steam generator and data on the steam generator level calibration conditions (temperature, pressure, etc.) from the external signal (1) to the process measurement precision compensator (PMA compensator) (2) To pass. In order to consider the characteristics of the power plant, the flow analysis inputs the shape of the steam generator internal structure, the power plant output, the water level, and the operating conditions such as the temperature of the primary and secondary sides. The steam temperature, saturation temperature and feed water flow rate are calculated using the computational code for flow analysis.

본 발명의 방법에 따른 바람직한 다른 실시예에 있어서, 증기발생기의 수위제어 방법은 공정측정정밀도 보상기(PMA보상기)(2)의 계산기(4)는 기억장치(3)에 저장된 정보와 운전정보(10)를 받아서, 공정측정정밀도(PMA)는 공정압력변화 영향(식1), 기준래그 온도변화 영향(식2), 유체속도영향(식3), 하강유로 과냉각 영향(식4), 상부갑판 차압 영향(식5), 중간갑판 차압 영향(식6), 및 하부갑판 차압영향(식7)의 합산으로 처리될 수 있다. 즉, 공정측정정밀도를 구사는 식은 다음과 같다.
In another preferred embodiment according to the method of the present invention, the method for controlling the water level of the steam generator is characterized in that the calculator 4 of the process measurement precision compensator (PMA compensator) 2 stores information stored in the storage device 3 and operation information 10. Process measurement accuracy (PMA) is the effect of process pressure change (Eq. 1), reference lag temperature change (Eq. 2), fluid velocity effect (Eq. 3), downflow supercooling effect (Eq. 4), upper deck differential pressure. The sum of the effects (Eq. 5), the middle deck differential pressure effect (Equation 6), and the lower deck differential pressure effect (Equation 7) can be treated. In other words, the equation for the process measurement precision is as follows.

Figure 112012097608737-pat00039


(식 1)
Figure 112012097608737-pat00078

HL : 하부탭에서 응축포트(condensate port) 수면까지 거리(ft)
H : 계측기 상하부 택간 거리(ft)
L : 실제 측정 수위(ft)
Figure 112012097608737-pat00079
: 교정압력에서 포화증기밀도(1bm/ft3)(교정시 온도, 압력 사용)
Figure 112012097608737-pat00080
: 교정압력에서 포화수밀도(1bm/ft3)(교정시 온도, 압력 사용)
Figure 112012097608737-pat00081
: Psat(포화 증기압)에 대한 증기밀도(1bm/ft3)(증기압력 사용)
Figure 112012097608737-pat00082
: Psat(포화 증기압)에 대한 물밀도(1bm/ft3)(증기압력 사용)

(식2)
Figure 112012097608737-pat00083

HL : 하부탭에서 응축포트(condensate port) 수면까지 거리(ft)
H : 계측기 상하부 택간 거리(ft)
L : 실제 측정 수위(ft)
Figure 112012097608737-pat00084
: 교정압력에서 포화증기밀도(1bm/ft3)(교정시 온도, 압력 사용)
Figure 112012097608737-pat00085
: 교정압력에서 포화수밀도(1bm/ft3)(교정시 온도, 압력 사용)
Figure 112012097608737-pat00086
: 교정조건에서의 기준래그 물밀도(1bm/ft3)(교정온도, 압력)
Figure 112012097608737-pat00087
: 기준래그 물밀도(1bm/ft3)(교정온도, 압력)

(식3)
Figure 112012097608737-pat00088

Figure 112012097608737-pat00089
: 유체속도로 인한 압력강하(psi)
VLT = CR×WFW/ρLT×ALT ; 하부탭에서의 물의 유속(ft/sec)
CR :정격 열출력 조건에서 용기내 순환율(%)
ALT : 하부탭에서 유동면적(ft2)(유동분석시 계산)
WFW:주급수 유량(1b/hr)(측정값)
ρLT : 하부탭엣 물의 밀도(1bm/ft3)

(식4)
Figure 112012097608737-pat00090

Hs : 과냉각을 가정한 하부탭 상부 물수두의 최대 높이(ft)
Figure 112012097608737-pat00091
: 하부탭에서 물의 밀도 (1bm/ft3)
Figure 112012097608737-pat00092
: Psat(포화 증기압)에 대한 물밀도(1bm/ft3)

(식5)
Figure 112012097608737-pat00093

Figure 112012097608737-pat00094
: 상부갑판에서 압력강하(psi)(설계값)

(식 6)
Figure 112012097608737-pat00095

Figure 112012097608737-pat00096
: 중간갑판에서 압력강하(psi)(설계값)

(식 7)
Figure 112012097608737-pat00097
Figure 112012097608737-pat00039


(Equation 1)
Figure 112012097608737-pat00078

H L : Distance from bottom tap to condensate port surface (ft)
H: Distance between upper and lower tack of the instrument (ft)
L: Actual measurement level (ft)
Figure 112012097608737-pat00079
: Saturated vapor density at calibration pressure (1bm / ft 3 ) (using calibration temperature and pressure)
Figure 112012097608737-pat00080
: Saturated water density at calibration pressure (1bm / ft 3 ) (using calibration temperature and pressure)
Figure 112012097608737-pat00081
: Vapor density (1 bm / ft 3 ) for P sat (saturated vapor pressure) (with steam pressure)
Figure 112012097608737-pat00082
: Water density (1 bm / ft 3 ) for P sat (saturated vapor pressure) (with steam pressure)

(Eq. 2)
Figure 112012097608737-pat00083

H L : Distance from bottom tap to condensate port surface (ft)
H: Distance between upper and lower tack of the instrument (ft)
L: Actual measurement level (ft)
Figure 112012097608737-pat00084
: Saturated vapor density at calibration pressure (1bm / ft 3 ) (using calibration temperature and pressure)
Figure 112012097608737-pat00085
: Saturated water density at calibration pressure (1bm / ft 3 ) (using calibration temperature and pressure)
Figure 112012097608737-pat00086
: Standard lag water density (1bm / ft 3 ) under calibration condition (calibration temperature, pressure)
Figure 112012097608737-pat00087
: Standard lag water density (1 bm / ft 3 ) (calibration temperature, pressure)

(Eq. 3)
Figure 112012097608737-pat00088

Figure 112012097608737-pat00089
: Pressure drop due to fluid velocity (psi)
V LT = CR × W FW / ρ LT × A LT ; Flow rate of water in the lower tap (ft / sec)
CR: Circulation rate in the container under rated heat output condition (%)
A LT : Flow area in the lower tap (ft 2 ) (calculated during flow analysis)
W FW : Main water supply flow rate (1b / hr) (measured value)
ρ LT: Density of water at the bottom tap (1bm / ft 3 )

(Eq. 4)
Figure 112012097608737-pat00090

Hs: Maximum height of the upper head of the lower tap assuming subcooling (ft)
Figure 112012097608737-pat00091
: Density of water in the lower tap (1bm / ft 3 )
Figure 112012097608737-pat00092
: Water density (1 bm / ft 3 ) for P sat (saturated vapor pressure)

(Eq. 5)
Figure 112012097608737-pat00093

Figure 112012097608737-pat00094
: Pressure drop at upper deck (psi) (design value)

(Equation 6)
Figure 112012097608737-pat00095

Figure 112012097608737-pat00096
: Pressure drop at mid deck (design value)

(Equation 7)
Figure 112012097608737-pat00097

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Figure 112012097608737-pat00098
; 하부갑판에서 압력강하(psi)(설계값)

본 발명의 방법에 따른 바람직한 다른 실시예에 있어서, 보정수위는 비례방법을 사용하여 공정측정정밀도와 실제수위의 합산으로 처리될 수 있다. 즉, 보정수위 = 실측수위 + 공정측정정밀도(PMA)로 보정수위를 계산할 수 있다.
Figure 112012097608737-pat00098
; Pressure drop at lower deck (psi) (design value)

In another preferred embodiment according to the method of the present invention, the correction level may be treated as the sum of the process measurement precision and the actual level using a proportional method. That is, the correction level can be calculated by the correction level = the measured level + the PMA.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 공정측정정밀도 보상기가 인베이드된 원자력발전소 증기발생기 수위 제어 장치는 원자력발전소 운전정보(10)가 저장되고 외부 신호(1)를 수용하는 기억장치(3)와 공정측정정밀도(PMA)를 계산하는 계산기를 구비하는 공정측정정밀도 보상기(PMA보상기)(2);와 증기발생기의 수위를 측정하는 수위지시기(5);와 공정측정정밀도 보상기(PMA보상기)(2)에서 계산된 공정측정정밀도 신호를 수용하는 공정측정정밀도 지시기(PMA지시기)(6);와 보정수위와 측정수위를 비교하는 제1 수위비교기(7);와 제1 수위비교기(7)의 오차신호에 따라 신호를 출력하는 비선형 보상기(Non-linear Gain)(8);와 비선형 보상기(Non-linear Gain)(8)의 신호를 측정수위에 반영하여 수위를 비교하는 제2 수위비교기(9); 및 이러한 신호들에 의해 급수를 제어하는 급수제어기(11)와 급수제어밸브(12);를 구비하여 이루어진다. 여기에서 비선형 보상기(Non-linear Gain)(8)은 정상운전시에 불필요한 신호발생을 방지하고, 수축 및 팽창과 같은 과도 상태에서 빠른 시간내에 대처할 수 있는 신호를 출력하는 역할을 한다. 이러한 증기발생기 수위 제어 장치를 원자력발전소에 사용하는 경우, 원자력발전소의 안전성을 향상시키고, 발전소 과도현상이 발생할 때 원자력발전소를 종래 증기발생기 수위 제어 장치보다 빨리 안정화시킴으로써 불필요한 원자력발전소의 정지를 방지할 수 있다.
As shown in FIG. 3, the apparatus for controlling a nuclear power plant steam generator level in which the process measurement precision compensator is invaded according to the present invention includes a memory device storing nuclear power plant operation information 10 and receiving an external signal 1 ( 3) and a process measurement precision compensator (PMA compensator) (2) having a calculator for calculating a process measurement precision (PMA); and a level indicator (5) for measuring the level of the steam generator; and a process measurement precision compensator (PMA compensator). Process measurement precision indicator (PMA indicator) 6 for receiving the process measurement precision signal calculated in step (2); and first level comparator 7 for comparing the calibration level and measurement level; and first level comparator 7 Non-linear gain (8) for outputting a signal according to the error signal of the; and a second level comparator for comparing the water level by reflecting the signal of the non-linear compensation (8) to the measurement level (9); And a water supply controller 11 and a water supply control valve 12 for controlling the water supply by such signals. Here, the non-linear gain 8 serves to prevent unnecessary signal generation during normal operation and to output a signal capable of coping with a short time in a transient state such as contraction and expansion. When the steam generator level control device is used in a nuclear power plant, it is possible to improve the safety of the nuclear power plant and to stabilize the nuclear power plant faster than the conventional steam generator level control device when a power plant transient occurs, thereby preventing unnecessary shutdown of the nuclear power plant. have.

도 5는 본 발명에 따른 증기발생기 수위 제어 방법과 장치를 적용할 때, 증기발생기에서의 팽창(swelling)시의 증기발생기의 수위 제어 효과를 나타내고, 도 6은 본 발명에 따른 증기발생기 수위 제어 방법과 장치를 적용할 때, 증기발생기에서의 수축(shrink)시의 증기발생기의 수위 제어 효과를 나타낸다. 즉, 도 5와 도 6은 원자력발전소의 운전상태의 변화에도 불구하고 공정측정정밀도값을 -5%로 일정하게 가정하고 Non-variable gain의 gain을 0.3으로 가정한 상태로 모의실험한 경우 본 발명에 의한 증기발생기 수위 제어 효과를 나타낸다. 도 5와 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 증기발생기 수위 제어 방법은 과도상태에서 보정신호를 통해 급격한 수위 변화를 방지한다는 것을 알 수 있다. 더욱이, 증기발생기 내에서 실제로 과도상태가 발생하면, 공정측정정밀도는 고정된 값이 아니라 계속 변화하는 값이 되기 때문에, 실측 수위의 변동이 상당 시간 동안 지속되게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 방법과 장치를 원자력발전소에 적용할 경우 원자력발전소의 빠른 안정화와 효율적인 운영이 가능하게 된다.
5 shows the effect of controlling the level of the steam generator during swelling in the steam generator when applying the method and apparatus for controlling the steam generator level according to the present invention, and FIG. 6 is a method for controlling the steam generator level according to the present invention. When applying the oversizing device, it shows the steam generator's level control effect upon shrinking in the steam generator. 5 and 6 show that the present invention is simulated with the assumption that the process measurement precision value is -5% and the gain of the non-variable gain is 0.3, despite the change in the operating state of the nuclear power plant. By the steam generator level control effect. As shown in Figures 5 and 6, it can be seen that the steam generator level control method according to the present invention prevents a sudden level change through the correction signal in the transient state. Furthermore, if a transient actually occurs in the steam generator, the process measurement precision is not a fixed value but a constantly changing value, so that the measured water level fluctuations are maintained for a considerable time. Therefore, when the method and apparatus according to the present invention is applied to a nuclear power plant, it is possible to quickly stabilize and efficiently operate the nuclear power plant.

1 ----- 외부 신호, 2 ----- 공정측정정밀도 보상기(PMA보상기),
3 ----- 기억장치, 4 ----- 계산기,
5 ----- 수위지시기, 6 ----- 공정측정정밀도 지시기(PMA지시기),
7 ----- 제1 수위비교기, 8 ----- 비선형 보상기(Non-linear Gain),
9 ----- 제2 수위비교기, 10 ----- 운전정보,
11 ----- 급수제어기, 12 ----- 급수제어밸브.1 ----- external signal, 2 ----- process measurement precision compensator (PMA compensator),
3 ----- memory, 4 ----- calculator,
5 ----- level indicator, 6 ----- process measurement precision indicator (PMA indicator),
7 ----- first level comparator, 8 ----- non-linear compensator,
9 ----- 2nd water level comparator, 10 ----- Operation information,
11 ----- Feedwater controller, 12 ----- Feedwater control valve.

Claims (4)

외부 신호(1)와 정보를 기억장치(3)에 셋팅하는 단계;와
공정측정정밀도 보상기(2) 내에 설치된 계산기(4)가 상기 기억장치(3)에 저장된 정보와 운전정보(10)를 받아서, 공정측정정밀도(PMA)를 계산하는 단계;와
상기 공정측정정밀도 보상기(2)가 상기 공정측정정밀도를 계산하는 단계에서 계산된 공정측정정밀도를 측정수위에 반영하여 보정수위를 계산하는 단계;와
상기 보정수위를 계산하는 단계에서 계산된 보정수위 값을 수위지시기(5)와 제1 수위비교기(7)에 전달하고, 공정측정정밀도 지시기(6)에는 상기 공정측정정밀도를 계산하는 단계에서 계산된 공정측정정밀도 값을 전달하는 단계;와
상기 제1 수위비교기(7)가 상기 보정수위를 계산하는 단계에서 계산된 보정수위와 측정수위를 비교하여 오차신호를 발생하는 단계;와
상기 오차신호를 발생하는 단계에서 발생 되는 오차신호에 따라 비선형 보상기(Non-linear Gain)(8)에서 신호를 출력하는 단계;와
제2 수위비교기(9)에서 상기 비선형 보상기(Non-linear Gain)(8)에서 신호를 출력하는 단계에서의 신호를 측정수위에 반영하여 수위를 비교하는 단계; 및
상기 수위를 비교하는 단계의 비교값에 의해 급수제어기(11) 및 급수제어밸브(12)를 제어하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공정측정정밀도 보상기가 인베이드된 원자력발전소 증기발생기 수위 제어 방법.
Setting the external signal 1 and information to the storage device 3; and
A calculator (4) installed in the process measurement precision compensator (2) receives information and operation information (10) stored in the storage device (3), and calculates process measurement precision (PMA); and
Calculating a correction level by reflecting the process measurement precision calculated in the step of calculating the process measurement precision to the measurement level by the process measurement precision compensator 2; and
The correction level value calculated in the step of calculating the correction level is transmitted to the level indicator 5 and the first level comparator 7, and the process measurement precision indicator 6 calculates the process measurement precision. Delivering process measurement precision values; and
Generating, by the first water level comparator (7), an error signal by comparing the correction level and the measurement level calculated in the step of calculating the correction level; and
Outputting a signal from a non-linear gain (8) according to the error signal generated in the step of generating the error signal; and
Comparing the water level by reflecting the signal in the step of outputting the signal from the non-linear gain (8) in the second water level comparator (9) to the measurement level; And
And controlling the water supply controller (11) and the water supply control valve (12) according to the comparison value of the step of comparing the water level.
제1항에 있어서, 공정측정정밀도는,
Figure 112012097608737-pat00099

(식 1)
Figure 112012097608737-pat00100

HL : 하부탭에서 응축포트(condensate port) 수면까지 거리(ft)
H : 계측기 상하부 택간 거리(ft)
L : 실제 측정 수위(ft)
Figure 112012097608737-pat00101
: 교정압력에서 포화증기밀도(1bm/ft3)(교정시 온도, 압력 사용)
Figure 112012097608737-pat00102
: 교정압력에서 포화수밀도(1bm/ft3)(교정시 온도, 압력 사용)
Figure 112012097608737-pat00103
: Psat(포화 증기압)에 대한 증기밀도(1bm/ft3)(증기압력 사용)
Figure 112012097608737-pat00104
: Psat(포화 증기압)에 대한 물밀도(1bm/ft3)(증기압력 사용)

(식2)
Figure 112012097608737-pat00105

HL : 하부탭에서 응축포트(condensate port) 수면까지 거리(ft)
H : 계측기 상하부 택간 거리(ft)
L : 실제 측정 수위(ft)
Figure 112012097608737-pat00106
: 교정압력에서 포화증기밀도(1bm/ft3)(교정시 온도, 압력 사용)
Figure 112012097608737-pat00107
: 교정압력에서 포화수밀도(1bm/ft3)(교정시 온도, 압력 사용)
Figure 112012097608737-pat00108
: 교정조건에서의 기준래그 물밀도(1bm/ft3)(교정온도, 압력)
Figure 112012097608737-pat00109
: 기준래그 물밀도(1bm/ft3)(교정온도, 압력)

(식3)
Figure 112012097608737-pat00110

Figure 112012097608737-pat00111
: 유체속도로 인한 압력강하(psi)
VLT = CR×WFW/ρLT×ALT ; 하부탭에서의 물의 유속(ft/sec)
CR :정격 열출력 조건에서 용기내 순환율(%)
ALT : 하부탭에서 유동면적(ft2)(유동분석시 계산)
WFW:주급수 유량(1b/hr)(측정값)
ρLT : 하부탭엣 물의 밀도(1bm/ft3)

(식4)
Figure 112012097608737-pat00112

Hs : 과냉각을 가정한 하부탭 상부 물수두의 최대 높이(ft)
Figure 112012097608737-pat00113
: 하부탭에서 물의 밀도 (1bm/ft3)
Figure 112012097608737-pat00114
: Psat(포화 증기압)에 대한 물밀도(1bm/ft3)

(식5)
Figure 112012097608737-pat00115

Figure 112012097608737-pat00116
: 상부갑판에서 압력강하(psi)(설계값)

(식 6)
Figure 112012097608737-pat00117

Figure 112012097608737-pat00118
: 중간갑판에서 압력강하(psi)(설계값)

(식 7)
Figure 112012097608737-pat00119

Figure 112012097608737-pat00120
; 하부갑판에서 압력강하(psi)(설계값)


공정압력변화 영향(식1), 기준래그 온도변화 영향(식2), 유체속도영향(식3), 하강유로 과냉각 영향(식4), 상부갑판 차압 영향(식5), 중간갑판 차압 영향(식6), 및 하부갑판 차압 영향(식7)의 합산으로 처리되는 것을 특징으로 하는 공정측정정밀도 보상기가 인베이드된 원자력발전소 증기발생기 수위 제어 방법.
The process measurement precision of claim 1, wherein
Figure 112012097608737-pat00099

(Equation 1)
Figure 112012097608737-pat00100

H L : Distance from bottom tap to condensate port surface (ft)
H: Distance between upper and lower tack of the instrument (ft)
L: Actual measurement level (ft)
Figure 112012097608737-pat00101
: Saturated vapor density at calibration pressure (1bm / ft 3 ) (using calibration temperature and pressure)
Figure 112012097608737-pat00102
: Saturated water density at calibration pressure (1bm / ft 3 ) (using calibration temperature and pressure)
Figure 112012097608737-pat00103
: Vapor density (1 bm / ft 3 ) for P sat (saturated vapor pressure) (with steam pressure)
Figure 112012097608737-pat00104
: Water density (1 bm / ft 3 ) for P sat (saturated vapor pressure) (with steam pressure)

(Eq. 2)
Figure 112012097608737-pat00105

H L : Distance from bottom tap to condensate port surface (ft)
H: Distance between upper and lower tack of the instrument (ft)
L: Actual measurement level (ft)
Figure 112012097608737-pat00106
: Saturated vapor density at calibration pressure (1bm / ft 3 ) (using calibration temperature and pressure)
Figure 112012097608737-pat00107
: Saturated water density at calibration pressure (1bm / ft 3 ) (using calibration temperature and pressure)
Figure 112012097608737-pat00108
: Standard lag water density (1bm / ft 3 ) under calibration condition (calibration temperature, pressure)
Figure 112012097608737-pat00109
: Standard lag water density (1 bm / ft 3 ) (calibration temperature, pressure)

(Eq. 3)
Figure 112012097608737-pat00110

Figure 112012097608737-pat00111
: Pressure drop due to fluid velocity (psi)
V LT = CR × W FW / ρ LT × A LT ; Flow rate of water in the lower tap (ft / sec)
CR: Circulation rate in the container under rated heat output condition (%)
A LT : Flow area in the lower tap (ft 2 ) (calculated during flow analysis)
W FW : Main water supply flow rate (1b / hr) (measured value)
ρ LT: Density of water at the bottom tap (1bm / ft 3 )

(Eq. 4)
Figure 112012097608737-pat00112

Hs: Maximum height of the upper head of the lower tap assuming subcooling (ft)
Figure 112012097608737-pat00113
: Density of water in the lower tap (1bm / ft 3 )
Figure 112012097608737-pat00114
: Water density (1 bm / ft 3 ) for P sat (saturated vapor pressure)

(Eq. 5)
Figure 112012097608737-pat00115

Figure 112012097608737-pat00116
: Pressure drop at upper deck (psi) (design value)

(Equation 6)
Figure 112012097608737-pat00117

Figure 112012097608737-pat00118
: Pressure drop at mid deck (design value)

(Equation 7)
Figure 112012097608737-pat00119

Figure 112012097608737-pat00120
; Pressure drop at lower deck (psi) (design value)


Effect of process pressure change (Equation 1), Standard lag temperature change effect (Equation 2), Fluid velocity effect (Equation 3), Downflow passage supercooling effect (Equation 4), Upper deck differential pressure effect (Equation 5), Middle deck differential pressure effect ( (6) and a method for controlling the steam generator level of the nuclear power plant in which the process measurement precision compensator is invaded, wherein the process is performed by the sum of the lower deck differential pressure effect (Equation 7).
제2항에 있어서, 상기 보정수위는 비례방법을 사용하여 공정측정정밀도와 실제수위의 합산, 즉 보정수위 = 실측수위 + 공정측정정밀도로 처리되는 것을 특징으로 하는 공정측정정밀도 보상기가 인베이드된 원자력발전소 증기발생기 수위 제어 방법.
3. The process measurement precision compensator of claim 2, wherein the correction level is processed by adding the process measurement precision and the actual level using a proportional method, that is, the correction level = the measured level + the process measurement precision. Steam generator level control method for nuclear power plant.
원자력발전소 운전정보(10)가 저장되고 외부 신호(1)를 수용하는 기억장치(3)와 공정측정정밀도를 계산하는 계산기를 구비하는 공정측정정밀도 보상기(2);와
증기발생기의 수위를 측정하는 수위지시기((5);와
상기 공정측정정밀도 보상기(2)에서 계산된 공정측정정밀도 신호를 수용하는 공정측정정밀도 지시기(6);와
보정수위와 측정수위를 비교하는 제1 수위비교기(7);와
상기 제1 수위비교기(7)의 오차신호에 따라 신호를 출력하는 비선형 보상기(Non-linear Gain)(8);와
상기 비선형 보상기(Non-linear Gain)(8)의 신호를 측정수위에 반영하여 수위를 비교하는 제2 수위비교기(9); 및
이러한 신호들에 의해 급수를 제어하는 급수제어기(11)와 급수제어밸브(12);를 구비하는 것을 특징으로 하는 공정측정정밀도 보상기가 인베이드된 원자력발전소 증기발생기 수위 제어 장치.


A process measurement precision compensator (2) having a storage device (3) storing nuclear power plant operation information (10) and receiving an external signal (1) and a calculator for calculating process measurement precision; and
Level indicator (5) for measuring the water level of the steam generator; and
A process measurement precision indicator 6 for receiving a process measurement precision signal calculated by the process measurement precision compensator 2; and
A first level comparator 7 for comparing the correction level and the measurement level; and
Non-linear gain (8) for outputting a signal in accordance with the error signal of the first water level comparator (7); and
A second water level comparator 9 for comparing the water levels by reflecting the signal of the non-linear gain 8 to the measurement level; And
And a feedwater controller (11) and a feedwater control valve (12) for controlling the feedwater by such signals.


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