KR101659532B1 - 제어봉 구동시스템 - Google Patents

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KR101659532B1
KR101659532B1 KR1020150109825A KR20150109825A KR101659532B1 KR 101659532 B1 KR101659532 B1 KR 101659532B1 KR 1020150109825 A KR1020150109825 A KR 1020150109825A KR 20150109825 A KR20150109825 A KR 20150109825A KR 101659532 B1 KR101659532 B1 KR 101659532B1
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황하청
김영국
임성규
조영남
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한국수력원자력 주식회사
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Abstract

본 발명은 소정 전압의 교류 전압을 생성하는 전동발전기; 상기 전동발전기로부터 교류 전압을 전달받아 제1 제어봉 구동 코일부 쪽으로 전달하는 제1 부그룹 차단기; 상기 제1 부그룹 차단기와 별도로 설치되며, 상기 전동발전기로부터 교류 전압을 전달받아 제2 제어봉 구동 코일부 쪽으로 전달하는 하부 걸쇠 전력 스위치 패널을 포함하는 제어봉 구동 시스템으로, 전력함의 고장 시에도 하부 걸쇠 코일에 전력을 공급하여 제어봉이 낙하하는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.

Description

제어봉 구동시스템{CONTROL ROD DRIVING SYSTEM}
본 발명은 원자력발전소의 원자로 상부에 설치된 제어봉의 인출, 삽입을 통하여 원자로 출력을 제어하는 제어봉 제어계통에 관한 것이다.
원자력 발전은 기본적으로 원자로 내에서 핵분열 반응을 일으켜 이때 발생되는 열에너지를 이용하여 증기를 생성시키고, 이 증기로 터빈을 구동하여 전기를 제공하는 것이다. 이러한 원자로 내에서 핵분열 반응을 제어하기 위하여 다수의 제어봉이 설치된다. 이 제어봉은 핵분열 반응을 중개하는 열중성자를 흡수하기 쉬운 붕소, 카드뮴 등을 스테인리스강 또는 알루미늄으로 피복하여 제작된다. 이러한 제어봉을 노심에 삽입하면 열중성자가 흡수되어 노의 반응온도가 낮아지고, 반대로 제어봉을 인출하면 노의 반응온도가 높아진다.
도 1은 종래기술에 따른 제어봉 구동시스템(제어봉 제어계통이라고도 함)의 구성도로, 제어봉 구동시스템는 전동발전기(10), 부그룹 차단기(20), 제어봉 구동부(30), 논리 제어부(50) 및 판단부(40)를 포함한다. 복수의 제어봉 구동부(30)는 하나의 전력함(PSA)에 배치되어 있고, 전력 제어 캐비닛(C1~C3)은 복수개의 부그룹 차단기(20)와 전력함(PSA)을 포함한다.
도 6을 참조하면, 기존의 전력함(PSA)은 4개의 제어봉을 구동시킬 수 있는 4개의 제어봉 구동부(Y1, Y2, Y3, Y4)(30)를 포함한다. 각각의 제어봉 구동부(Y1, Y2, Y3, Y4)(30)는 개별 제어봉 차단기(31), 직류 전원 변환부(32)를 포함하여, 상부 인양 코일(UL), 상부 걸쇠 코일(UG), 하부 인양 코일(LL), 하부 걸쇠 코일(LG)로 전압을 공급하거나, 차단하여, 제어봉을 구동시키거나 정지시킬 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 전동발전기(10)는 전력함(PSA)으로 240V의 교류전압을 공급한다. 이때, 전동발전기(10)와 전력함(PSA) 사이에 배치된 부그룹 차단기(20)는 전동발전기(10)로부터 전송되는 교류전압(240V)을 소정 조건 하에서 차단할 수 있다.
제어봉 구동부(30)는 개별 제어봉 차단기(31)와 직류 전원 변환부(32)를 포함한다. 상기 개별 제어봉 차단기(31)는 부그룹 차단기(20)를 거쳐 전동발전기(10)로부터 교류전압을 공급받는다. 또한, 상기 개별 제어봉 차단기(31)는 전달받은 교류전압을 직류 전원 변환부(32)로 공급하거나 일정 조건 하에서 차단할 수 있다. 직류 전원 변환부(32)는 개별 제어봉 차단기(31)로부터 공급받은 교류 전압을 직류전압으로 변환하고, 제어봉 구동 코일부(60)로 전달하여 제어봉 구동 코일부(60)를 구동시킬 수 있다.
판단부(40)는 제어봉의 정지 여부를 판단하여, 제어봉이 정지된 경우에 논리 제어부(50)로 정지 신호를 전달하고, 제어봉의 인출 또는 삽입이 정상적으로 일어나는 경우에 논리 제어부(50)로 구동 신호를 전달한다.
논리 제어부(50)는 제어봉의 인출 또는 삽입이 정상적으로 일어나, 판단부(40)로부터 구동 신호를 전달받은 경우에는 직류 전원 변환부(32)로 구동 제어신호를 전달하고, 제어봉이 정지되되어 판단부(40)로부터 정지 신호를 전달받은 경우에는 상기 직류 전원 변환부(32)로 정지 제어신호를 전달할 수 있다.
도 2를 참조하면, 직류 전원 변환부(32)는 전자카드부(32A), 정류소자부(32B)를 포함할 수 있다.
전자카드부(32A)는 논리 제어부(50)로부터 전달받은 제어신호에 따라, 전력제어소자(SCR)을 트리거할 수 있다. 전자카드부(32A)는 각각의 제어봉에 1개씩 할당되는 광격리카드와, 각 상의 전압이 '0' 전위가 되는 순간 동기 신호를 발생시키는 영점검출카드(Zero Crossing Detector Card) 등을 포함하여 제어봉 구동 코일부(60)로 고전압, 저전압, 오프 전압이 공급되도록 할 수 있다.
정류소자부(32B)는 개별 제어봉 차단기(31)와 연결되어, 전동발전기(10)로부터 교류전압을 전달받는다. 또한, 상기 정류소자부(32B)는 전달받은 교류전압을 반파 정류하여, 직류전압으로 변환하여, 제어봉 구동 코일부(60)로 전달한다. 즉, 정류소자부(32B)는 전자카드부(32A)로부터 전달받은 제어신호에 따라, 제어봉 구동 코일부(60)로 직류로 변환된 고전압, 저전압, 오프 전압을 전달할 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 제어봉 구동 코일부(60)는 제어봉을 감싸는 복수의 코일을 포함할 수 있다. 복수의 코일은 제어봉을 인출, 삽입, 정지시키도록 상부 인양 코일(UL), 하부 인양 코일(LL), 상부 걸쇠 코일(UG), 하부 걸쇠 코일(LG)을 포함할 수 있다.
제어봉의 인출 또는 삽입이 일어나는 경우에, 상기 논리 제어부(50)는 전자카드부(32A)로 구동 제어신호를 전달한다. 도 4를 참조하면, 구동 제어신호를 전달받은 전자카드부(32A)는 구동 제어신호를 정류소자부(32B)로 전달하고, 정류소자부(32B)는 구동 제어신호에 포함된 타임 시퀀스에 따라 제어봉 구동 코일부(60)로 High(150VDC), Low(45VDC), Off(0VDC) 3가지 형태의 시퀀스 전압을 공급한다.
제어봉이 정지되는 경우에, 논리 제어부(50)는 직류 전원 변환부(32)에 포함된 전자카드부(32A)로 정지 제어신호를 전달한다. 정지 제어신호를 전달받은 전자카드부(32A)는 정지 제어신호를 정류소자부(32B)로 전달하고, 정류소자부(32B)는정지 제어신호에 따라 상부 걸쇠 코일(UG)에만 전압을 공급하여 여자되어 유지되도록 한다. 이때 상부 걸쇠 코일(UG)에는 저전압(low)(45VDC)을 공급하여, 코일에 발생되는 열이 최소화되도록 한다.
그러나, 기존의 제어봉 구동시스템은 전력함(PSA) 내부의 개별 제어봉 차단기(31)의 고장에 의한 전압상실시 하부 걸쇠 코일(LG)에 전압이 차단되어, 제어봉이 낙하될 수 있는 문제가 있었다.
한국 공개특허공보 제 2004-0013912 호 ("원자력 발전소의 제어봉 제어를 위한 전원공급장치", 한국전기연구원)
본 발명은 상기의 문제를 해결하기 위한 것으로 전력함(PSA) 내부 고장이 발생한 경우에도, 하부 걸쇠코일에 전압이 공급되어, 제어봉의 낙하를 방지하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어봉 구동 시스템은 소정 전압의 교류 전압을 생성하는 전동발전기; 상기 전동발전기로부터 교류 전압을 전달받아 제1 제어봉 구동 코일부 쪽으로 전달하는 제1 부그룹 차단기;상기 제1 부그룹 차단기와 별도로 설치되며, 상기 전동발전기로부터 교류 전압을 전달받아 제2 제어봉 구동 코일부 쪽으로 하부 걸쇠 전력 스위치 패널을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어봉 구동 시스템은 상기 제1 부그룹 차단기와 상기 하부 걸쇠 전력 스위치 패널로부터 교류 전압을 전달받아 상기 제1 및 제2 제어봉 구동 코일부에 전력을 공급하거나 차단하는 제어봉 구동부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어봉 구동부는 상기 제1 부그룹 차단기로부터 상기 교류 전압을 전달받는 개별 제어봉 차단기와 상기 개별 제어봉 차단기로부터 교류 전압을 공급받아 직류로 변환하여 상기 제1 제어봉 구동 코일부로 전달하고, 상기 하부 걸쇠 전력 스위치 패널로부터 교류 전압을 공급받아, 직류로 변환하여 상기 제2 제어봉 구동 코일부로 전달하는 직류 전원 변환부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 하부 걸쇠 전력 스위치 패널은 상기 전동 발전기로부터 교류 전원을 공급받아 복수의 제2 부그룹 차단기로 전달하는 주차단기를 포함하되, 상기 제2 부그룹 차단기는 상기 제2 제어봉 구동 코일부로 전원을 공급하거나 차단할 수 있다.
또한, 상기 제어봉 구동 시스템은 제어봉과 연결되어, 상기 제어봉의 정지 여부를 판단하여 판단 결과를 출력하는 판단부와 상기 판단부에서 출력된 판단 결과를 입력받아, 상기 판단 결과에 기초하여 제1,2 구동 제어신호 또는 제1,2 정지 제어신호를 생성하여 상기 제어봉 구동부로 전달하는 논리 제어부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 직류 전원 변환부는상기 개별 제어봉 차단기와 연결되고, 상기 개별 제어봉 차단기로부터 교류 전원을 제공받아, 직류 전원으로 변환하는 제1 직류 전원 변환부와상기 제2 부그룹 차단기와 연결되고, 상기 제2 부그룹 차단기로부터 교류 전원을 제공받아, 직류 전원으로 변환하는 제2 직류 전원 변환부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 직류 전원 변환부는상기 논리 제어부로부터 상기 제1,2 구동 제어신호 또는 제1,2 정지 제어신호를 입력받아, 상기 제1 직류 전원 변환부로 제1 구동 제어신호 또는 제1 정지 제어신호를 전달하고, 상기 제2 직류 전원 변환부로 제2 구동 제어신호 또는 제2 정지 제어신호를 전달하는 광격리 전자카드들 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 구동 제어 신호는 상기 제1 제어봉 구동 코일부로 직류인 제1 전압, 직류인 제2 전압, 오프 전압 중 적어도 하나가 인가되도록 하되, 상기 제1 전압은 상기 제2 전압보다 높은 전압일 수 있다.
또한, 상기 제2 구동 제어 신호는 상기 제2 제어봉 구동 코일부로 직류인 제3 전압, 제4 전압, 오프 전압 중 적어도 하나가 인가되도록 하되, 상기 제3 전압은 상기 제4 전압보다 높은 전압일 수 있다.
또한, 상기 제1 정지 제어 신호는 상기 제1 제어봉 구동 코일부 중 상부 인양 코일, 하부 인양 코일에는 전압이 인가되지 않도록 하고, 상부 걸쇠 코일에는 저전압이 인가되도록 할 수 있다.
또한, 상기 제2 정지 제어 신호는 상기 제2 제어봉 구동 코일부 에 전압이 인가되지 않도록 할 수 있다.
본 발명은 전력함(PSA) 내부 기기의 고장에 따른 전압상실시에도 하부 걸쇠코일에 전압을 공급하여, 제어봉이 낙하되는 것을 방지하는 장점이 있다.
도 1은 종래의 제어봉 구동시스템의 구성도,
도 2는 종래의 직류 전원 변환부의 구성도,
도 3은 종래의 제어봉 구동 코일부,
도 4는 제어봉 구동 인출 및 삽입 시퀀스,
도 5는 종래의 제어봉 구동시스템의 구성도,
도 6은 종래의 제어봉 구동부의 회로도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어봉 구동시스템의 구성도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 직류 전원 변환부의 구성도,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 하부 걸쇠 전력 스위치 패널(LGPSP)의 구성도,
도 10는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 직류 전원 변환부의 구성도,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 직류 전원 변환부의 구성도,
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어봉 구동시스템의 구성도
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 부그룹 차단부 및 하부 걸쇠 전력 스위치 패널(LGPSP)의 회로도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어봉 구동시스템을 도시한 것이다. 본 발명의 제어봉 구동시스템은 전동발전기(100), 제1 부그룹 차단기(200), 제어봉 구동부(300), 하부 걸쇠 전력 스위치 패널(LGPSP)(600), 논리 제어부(500), 판단부(400), 제1 제어봉 구동 코일부(700), 제2 제어봉 구동 코일부(800)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어봉 구동시스템은 개별 제어봉 차단기(310)를 포함하는 전력함(PSA)을 적어도 하나 포함할 수 있다. 기존 제어봉 구동시스템에서 제1, 2 제어봉 구동 코일부(700, 800) 모두는 전력함(PSA)으로부터 전력을 공급받아, 전력함(PSA)의 고장 시, 제2 제어봉 구동 코일부(800)에 전력이 전달되지 않아, 제어봉이 낙하하는 문제가 발생하였으나, 본 발명의 제2 제어봉 구동 코일부(800)는 전력함(PSA)으로부터 분리되고 별도의 하부 걸쇠 전력 스위치 패널(LGPSP)(600)으로부터 전력을 공급받아, 전력함(PSA)의 내부 고장시에도 제어봉이 낙하하지 않는 장점이 있다.
본 발명의 전동발전기(100)는 소정 전압(예컨대, 240V)의 교류 전압을 생성하여, 제1 부그룹 차단기(200)와 하부 걸쇠 전력 스위치 패널(LGPSP)(600)로 공급한다.
본 발명의 제어봉 구동부(300)는 제1 부그룹 차단기(200) 또는 하부 걸쇠 전력 스위치 패널(LGPSP)(600)로부터 교류 전압을 공급받아, 이를 제1, 2 제어봉 구동 코일부(700, 800)에 전달하여, 제1, 2 제어봉 구동 코일부(700, 800)에 전력을 공급할 수 있다.
본 발명의 제어봉 구동부(300)는 개별 제어봉 차단기(310)와 직류 전원 변환부(320)를 포함할 수 있다. 상기 개별 제어봉 차단기(310)는 제1 부그룹 차단기(200)로부터 교류 전원을 공급받아, 소정 조건 하에서 직류 전원 변환부(320)로 전달하거나, 차단할 수 있다.
본 발명의 제1 제어봉 구동 코일부(700)는 제어봉을 감싸는 복수의 코일로, 도 3에서 도시한 상부 인양 코일(UL), 상부 걸쇠 코일(UG), 하부 인양 코일(LL)을 지칭하며, 본 발명의 제2 제어봉 구동 코일부(800)는 제어봉을 감싸는 코일로 도 3에서 도시한 하부 걸쇠 코일(LG)을 지칭한다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 제어봉 구동 시스템은 복수개의 전력함(PSA)을 포함하는 전력 제어 캐비닛(C1~C3)을 포함할 수 있다. 도 12에는 총 3개의 전력 제어 캐비닛(C1~C3)가 도시되어 있다. 제1 전력 제어 캐비닛(C1)은 총 10개의 전력함(PSA)이 포함되어 있고, 제2 전력 제어 캐비닛(C2)는 총 4개의 전력함(PSA)이 포함되어 있다. 도 12에는 총 18개의 전력함(PSA #1 ~PSA#18)을 포함하는 제어봉 구동 시스템이 도시되어 있다.
본 발명의 제1 부그룹 차단기(200)는 전동발전기(100) 및 전력함(PSA) 내의 개별 제어봉 차단기(310)와 연결되어, 상기 전동발전기(100)로부터 공급받은 교류전압을 전력함(PSA)으로 제공하거나 차단할 수 있다.
본 발명의 전력함(PSA)은 제어봉을 구동시키거나 정지시킬 수 있는 복수의 제어봉 구동부(300)를 포함하여 복수의 제어봉에 전력을 공급하거나 차단할 수 있다.
예컨대, 도 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 전력함(PSA)은 4개의 제1 제어봉 구동부(Y1, Y2, Y3, Y4)를 포함하며, 4개의 제1 제어봉 구동 코일부(700)에 전력을 공급할 수 있다. 제1 제어봉 구동부(Y1)에는 제1 제어봉 구동 코일부(700)(상부 인양 코일(UL), 하부 인양 코일(LL), 하부 걸쇠 코일(LG))를 구동할 수 있는 회로로 구성되며, 제2 내지 제4 제어봉 구동부(Y2~Y4)도 제1 제어봉 구동부(Y1)와 동일하게 구성된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 하부 걸쇠 전력 스위치 패널(LGPSP)(600)은 제1 부그룹 차단기(200) 및 전력함(PSA)에 포함된 개별 제어봉 차단기(310)로부터 분리되고, 전동발전기(100)로부터 직접 소정 전압(예컨대, 240V)의 교류전압을 공급받는다. 도 7과 도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 하부 걸쇠 전력 스위치 패널(LGPSP)(600)은 제2 제어봉 구동 코일부(800)에 구동 전압을 공급하도록 전동발전기(100) 버스(BUS)와 직접 연결될 수 있다.
즉, 본 발명의 제1 제어봉 구동 코일부(700)는 제1 부그룹 차단기(200)와 개별 제어봉 차단기(300)를 거쳐, 전력함(PSA)으로부터 전압을 공급받고, 제2 제어봉 구동 코일부(800)는 전력함(PSA)이 아닌 별도로 설치된 하부 걸쇠 전력 스위치 패널(LGPSP)(600)을 통해 전동발전기(100)로부터 직접 전압을 공급받는다.
이는 기존의 제어봉 구동시스템과 차별된 구성으로, 해당 전력함(PSA) 내부 기기(예컨대, 개별 제어봉 차단기(31), 퓨즈)의 고장 또는 제1 부그룹 차단기(200) 고장에 의한 전압상실 시에도 하부 걸쇠 코일(LG)에 전압을 공급할 수 있어, 제어봉이 낙하되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 하부 걸쇠 전력 스위치 패널(LGPSP)(600)은 주차단기(610) 및 주차단기(610)와 연결된 복수의 제2 부그룹 차단기(620)를 포함할 수 있다. 상기 제2 부그룹 차단기(620)는 주차단기(610)과 연결되며, 전동발전기(100)로부터 전달받은 고전압, 저전압, 오프 전압을 제2 제어봉 구동 코일부(800)(하부 걸쇠 코일(LG))로 전달하거나, 일정 조건 하에서 차단할 수 있다.
또한, 전체 제어봉 구동시스템은 복수의 하부 걸쇠 전력 스위치 패널(LGPSP)(600)를 포함할 수 있다. 도 12에는 총 4개의 하부 걸쇠 전력 스위치 패널(LGPSP)(600)를 포함하는 제어봉 구동 시스템이 도시되어 있다. 또한, 도 12에는 하나의 하부 걸쇠 전력 스위치 패널(LGPSP)(600)에 1개의 주차단기(610)가 포함된 것으로 도시되었으며, 1개의 주차단기(610)에는 총 5개의 제2 부그룹 차단기(620)가 연결된 것으로 도시되었다.
주차단기(610)는 전동발전기(100)로부터 교류전압을 입력받아 복수의 제2 부그룹 차단기(620)로 전압을 공급하거나 차단할 수 있다. 또한, 도 12를 참조하면, 제2 부그룹 차단기(620)는 총 4개의 제어봉의 하부 걸쇠 코일(LG)(제2 제어봉 구동 코일부(800))과 연결되어, 4개의 하부 걸쇠 코일(LG)에 전압을 공급하거나 차단할 수 있다.
예컨대, 도 12를 참조하면, 하나의 주차단기(610)는 5개의 제2 부그룹 차단기(620)로 전압을 공급하거나 차단할 수 있다. 또한, 도 13을 참조하면, 제2 부그룹 차단기(620)는 총 4개의 하부 걸쇠 코일(LG)에 전압을 공급하거나 차단할 수 있다. 이 경우, 주차단기(610) 1개가 전압을 차단하는 경우에는 총 20개의 제어봉 하부 걸쇠 코일(LG)에 전압이 공급되지 않으며, 1개의 제2 부그룹 차단기(620)의 전압을 차단하는 경우에는 4개의 제어봉 하부 걸쇠 코일(LG)에 전압이 공급되지 않는다.
본 발명의 판단부(400)는 제어봉의 정지 여부를 판단하며, 판단된 결과를 논리 제어부(500)로 전달한다. 본 발명의 논리 제어부(500)는 판단부(400)의 판단 결과를 입력받고, 상기 판단 결과에 따라 제1,2 구동 제어신호 또는 제1, 2 정지 제어신호를 생성하여 직류 전원 변환부(320)로 전달한다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 직류 전원 변환부(320)는 광격리 전자카드(311), 제1 직류 전원 변환부(321), 제2 직류 전원 변환부(322)를 포함할 수 있다.
상기 제1 직류 전원 변환부(321)는 개별 제어봉 차단기(310)와 연결되고, 개별 제어봉 차단기(310)로부터 교류전압을 제공받고, 제공받은 교류전압을 직류로 변환하여 제1 제어봉 구동 코일부(700)로 전달할 수 있다.
상기 제2 직류 전원 변환부(322)는 하부 걸쇠 전력 스위치 패널(LGPSP)(600)과 연결되고, 하부 걸쇠 전력 스위치 패널(LGPSP)(600)로부터 교류전압을 제공받고, 제공받은 교류전압을 직류로 변환하여 제2 제어봉 구동 코일부(700)로 전달할 수 있다.
본 발명의 광격리 전자카드(311)는 논리 제어부(500)로부터 제1, 2 구동 제어신호 또는 제1,2 정지 제어 신호를 입력받아, 제1 직류 전원 변환부(321)로 제1 구동 제어신호 또는 제1 정지 제어신호를 전달하고, 제2 직류 전원 변환부(322)로 제2 구동 제어신호 또는 제2 정지 제어신호를 전달한다.
제어봉의 인출 또는 삽입이 정상적으로 일어나는 경우에, 판단부(400)는 제어봉이 정지되지 않는 것으로 판단하고, 논리 제어부(500)로 구동 신호를 전달한다. 판단부(400)로부터 구동 신호를 전달받은 논리 제어부(500)는 직류 전원 변환부(320)로 제1, 2 구동 제어신호를 전달한다. 여기서, 제1 구동 제어신호는 제1 제어봉 구동 코일부(700)인 상부 인양 코일(UL), 상부 걸쇠 코일(UG), 하부 인양 코일(LL)로 직류인 고전압, 직류인 저전압, 오프 전압이 인가되도록 하는 타임 시퀀스이다. 제2 구동 제어신호는 제2 제어봉 구동 코일부(800)인 하부 걸쇠 코일(LG)로 직류인 고전압, 직류인 저전압, 오프 전압이 인가되도록 하는 타임 시퀀스이다.
제어봉이 정지되는 경우에, 판단부(400)는 제어봉이 정지되었다고 판단하고, 정지 신호를 생성하여, 논리 제어부(500)로 전달한다. 판단부(400)로부터 정지 신호를 전달받은 논리 제어부(500)는 직류 전원 변환부(320)로 제1,2 정지 제어신호를 전달할 수 있다. 여기서, 제1 정지 제어신호는 제1 구동 제어봉 구동 코일부(700)인 상부 인양 코일(UL), 하부 인양코(LL)일에 전압이 인가되지 않도록 하고 상부 걸쇠코일(UG)에는 저전압 인가되도록 하는 제어신호이며, 제2 정지 제어신호는 논리 제어부(500)에서 하부 걸쇠코일(LG)에 전압이 인가되지 않도록 하는 제어신호이다.
본 발명의 제1 전자카드부(321A)는 논리 제어부(500)로부터 전달받은 제1 구동 제어신호에 따라, 제1 정류소자부(321B)를 트리거하는 신호를 생성하여, 제1 정류소자부(321B)로 전달할 수 있다. 제1 전자카드부(321A)는 각각의 제어봉에 1개씩 할당되는 광격리카드와, 각 상의 전압이 '0' 전위가 되는 순간 동기 신호를 발생시키는 영점검출카드(Zero Crossing Detector Card) 등을 포함하여 제1 제어봉 구동 코일부(700)로 고전압, 저전압, 오프 전압이 공급되도록 할 수 있다.
본 발명의 제1 정류소자부(321B)는 제1 전자카드부(321A)로부터 상기 제1 구동신호에 따른 트리거 신호를 전달받은 경우에, 개별 제어봉 차단기(310)로부터 교류전압을 전달받아, 직류로 변환하여, 제1 제어봉 구동 코일부(700)로 전달할 수 있다. 이 경우, 제1 정류소자부(321B)는 제1 구동 제어신호에 의한 트리거 신호에 따라상기 교류 전압을 직류인 고전압, 직류인 저전압, 오프 전압으로 변환하여, 제1 제어봉 구동 코일부(700)로 전달하여, 제어봉이 인출되거나 삽입될 수 있도록 한다.
또한, 본 발명의 제1 정류소자부(322A)는 제1 전자카드부(321A)로부터 제1 정지 제어신호에 의한 트리거 신호를 전달받은 경우에, 개별 제어봉 차단기(310)로부터 전달받은 교류전압을 저전압(예컨대, 45V)으로 직류변환하고, 이를 상부 걸쇠 코일(UG)에만 전달되도록 하여 제어봉이 정지되도록 한다.
본 발명의 제2 직류 전원 변환부(322)는 제2 전자카드부(322A)와 제2 정류소자부(322B)를 포함한다.
상기 제2 전자카드부(322A)는 논리 제어부(500)로부터 제2 구동 제어신호 또는 제2 정지 제어신호를 입력받는다. 또한, 상기 제2 전자카드부(322A)는 제2 구동 제어신호 또는 제2 정지 제어신호에 따라, 제2 정류소자부(322B)를 트리거하는 신호를 생성하여, 상기 제2 정류소자부(322B)로 전달할 수 있다.
상기 제2 전자카드부(322A)는 각각의 제어봉에 1개씩 할당되는 광격리카드와, 각 상의 전압이 '0' 전위가 되는 순간 동기 신호를 발생시키는 영점검출카드(Zero Crossing Detector Card) 등을 포함하여 제2 제어봉 구동 코일부(800)로 고전압,저전압, 오프 전압이 공급되도록 할 수 있다.
본 발명의 제2 정류소자부(322B)는 제2 부그룹 차단기(620)와 연결되며, 전동발전기(100)로부터 제공받은 교류전압을 반파정류를 통해, 직류전압으로 변환하고, 변환된 직류전압을 제2 구동 코일부(800)로 전달할 수 있다.
본 발명의 제2 정류소자부(322B)는 제2 전자카드부(322A)로부터 제2 구동 제어신호에 의한 트리거 신호를 전달받은 경우에, 제2 부그룹 차단기(620)로부터 전달받은 교류전압을 직류인 고전압, 직류인 저전압, 오프 전압으로 변환하고, 이를, 제2 제어봉 구동 코일부(800)로 전달하여, 제어봉이 인출되거나 삽입될 수 있도록 한다.
또한, 본 발명의 제2 전자카드부(322A)는 논리 제어부(500)로부터 제2 정지 제어신호를 입력받은 경우에, 제2 정류소자부(322B)를 트리거하는 신호를 발생하지 않는다. 그 결과, 제2 구동 코일부(800)에는 전압이 공급되지 않도록 하여, 제어봉이 정지되도록 한다.
본 발명의 제1 및 제2 정류소자부(331B, 332B)는 실리콘 정류소자(silicon controlled rectifier, SCR)을 포함할 수 있다.
이상 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위가 상기 도면 또는 실시예에 의해 한정되는 것을 의미하지는 않으며 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (11)

  1. 제어봉 구동 시스템으로서,
    소정 전압의 교류 전압을 생성하는 전동발전기;
    상기 전동발전기로부터 교류 전압을 전달받아 제1 제어봉 구동 코일부 쪽으로 전달하는 제1 부그룹 차단기;
    상기 제1 부그룹 차단기와 별도로 설치되며, 상기 전동발전기로부터 교류 전압을 전달받아 제2 제어봉 구동 코일부 쪽으로 전달하는 하부 걸쇠 전력 스위치 패널; 및
    상기 제1 부그룹 차단기와 상기 하부 걸쇠 전력 스위치 패널로부터 교류 전압을 전달받아 상기 제1 및 제2 제어봉 구동 코일부에 전력을 공급하거나 차단하는 제어봉 구동부를 포함하고,
    상기 제어봉 구동부는
    상기 제1 부그룹 차단기로부터 상기 교류 전압을 전달받는 개별 제어봉 차단기와
    상기 개별 제어봉 차단기로부터 교류 전압을 공급받아 직류로 변환하여 상기 제1 제어봉 구동 코일부로 전달하고, 상기 하부 걸쇠 전력 스위치 패널로부터 교류 전압을 공급받아, 직류로 변환하여 상기 제2 제어봉 구동 코일부로 전달하는 직류 전원 변환부를 포함하고,
    상기 하부 걸쇠 전력 스위치 패널은 상기 전동 발전기로부터 교류 전원을 공급받아 복수의 제2 부그룹 차단기로 전달하는 주차단기를 포함하되, 상기 제2 부그룹 차단기는 상기 제2 제어봉 구동 코일부로 전원을 공급하거나 차단하고,
    상기 제어봉 구동 시스템은
    제어봉과 연결되어, 상기 제어봉의 정지 여부를 판단하여 판단 결과를 출력하는 판단부와
    상기 판단부에서 출력된 판단 결과를 입력받아, 상기 판단 결과에 기초하여 제1,2 구동 제어신호 또는 제1,2 정지 제어신호를 생성하여 상기 제어봉 구동부로 전달하는 논리 제어부를 더 포함하고,
    상기 직류 전원 변환부는
    상기 개별 제어봉 차단기와 연결되고, 상기 개별 제어봉 차단기로부터 교류 전원을 제공받아, 직류 전원으로 변환하는 제1 직류 전원 변환부와
    상기 제2 부그룹 차단기와 연결되고, 상기 제2 부그룹 차단기로부터 교류 전원을 제공받아, 직류 전원으로 변환하는 제2 직류 전원 변환부를 포함하고,
    상기 직류 전원 변환부는
    상기 논리 제어부로부터 상기 제1,2 구동 제어신호 또는 제1,2 정지 제어신호를 입력받아,
    상기 제1 직류 전원 변환부로 제1 구동 제어신호 또는 제1 정지 제어신호를 전달하고,
    상기 제2 직류 전원 변환부로 제2 구동 제어신호 또는 제2 정지 제어신호를 전달하는 광격리 전자카드를 더 포함하는, 제어봉 구동시스템.
  2. 삭제
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  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 구동 제어 신호는 상기 제1 제어봉 구동 코일부로 직류인 제1 전압, 직류인 제2 전압, 오프 전압 중 적어도 하나가 인가되도록 하되, 상기 제1 전압은 상기 제2 전압보다 높은 전압인 것을 특징으로 하는 타임 시퀀스인 것을 특징으로 하는 제어봉 구동 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제2 구동 제어 신호는 상기 제2 제어봉 구동 코일부로 직류인 제3 전압, 제4 전압, 오프 전압 중 적어도 하나가 인가되도록 하되, 상기 제3 전압은 상기 제4 전압보다 높은 전압인 것을 특징으로 하는 타임 시퀀스인 것을 특징으로 하는 제어봉 구동 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제1 정지 제어 신호는 상기 제1 제어봉 구동 코일부 중 상부 인양 코일, 하부 인양 코일에는 전압이 인가되지 않도록 하고, 상부 걸쇠 코일에는 저전압이 인가되도록 하는 것을 특징으로 하는 제어봉 구동 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제2 정지 제어 신호는 상기 제2 제어봉 구동 코일부 에 전압이 인가되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 제어봉 구동 시스템.


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