KR102132788B1 - 대표신호에 기초한 신호 분류를 이용한 과도 상태에서 원자력 발전소를 감시하는 방법 - Google Patents

대표신호에 기초한 신호 분류를 이용한 과도 상태에서 원자력 발전소를 감시하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 대표신호에 기초한 신호 분류를 이용한 과도 상태에서 원자력 발전소를 감시하는 방법에 관한 것으로, 상기 원자력 발전소의 감시대상 신호를 상시 감시 신호, 제1대표신호와 관련된 제1대표신호 관련 신호, 제2대표신호와 관련된 제2대표신호 관련 신호 및 정상운전시 감시신호로 분류하는 단계; 상기 원자력 발전소의 기동 시에 상기 상시 감시 신호를 상시 감시하는 단계; 상기 상시 감시 신호를 감시하면서 상기 제1대표신호 관련 신호와 상기 제2대표신호 관련 신호의 감시를 순차적으로 개시하는 단계; 및 상기 제2대표신호 관련 신호의 감시 개시 이후 정상운전으로 판단되면 상기 정상운전시 감시신호 감시를 개시하는 단계를 포함한다.

Description

대표신호에 기초한 신호 분류를 이용한 과도 상태에서 원자력 발전소를 감시하는 방법{Method for monitoring of nuclear power plant in transient state using signal classification based on representive signal}
본 발명은 대표신호에 기초한 신호 분류를 이용한 과도 상태에서 원자력 발전소를 감시하는 방법에 관한 것이다.
원자력 발전소의 조기 경보 시스템은 주로 예측 모델을 사용하여 운전상태에 대한 예측값을 생성하고, 예측값과 실측값의 차이에 근거하여 결함을 조기에 감지하고 경보하는 시스템이다.
에측 모델은 데이터 기반 모델을 사용하는데, 알고리즘의 특성상 발전소가 기동 또는 정지 운전과 같이 과도상태일 경우에는 예측값 신뢰도가 낮아 적용이 어렵다.
한국 특허 공개 제2011-0072746호(2011년 06월 29일 공개)
따라서 본 발명의 목적은 조기경보 시스템의 신뢰도가 향상된 과도 상태에서 원자력 발전소를 감시하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 목적은 과도 상태에서 원자력 발전소를 감시하는 방법에 있어서, 상기 원자력 발전소의 감시대상 신호를 상시 감시 신호, 제1대표신호와 관련된 제1대표신호 관련 신호, 제2대표신호와 관련된 제2대표신호 관련 신호 및 정상운전시 감시신호로 분류하는 단계; 상기 원자력 발전소의 기동 시에 상기 상시 감시 신호를 상시 감시하는 단계; 상기 상시 감시 신호를 감시하면서 상기 제1대표신호 관련 신호와 상기 제2대표신호 관련 신호의 감시를 순차적으로 개시하는 단계; 및 상기 제2대표신호 관련 신호의 감시 개시 이후 정상운전으로 판단되면 상기 정상운전시 감시신호 감시를 개시하는 단계를 포함하는 것에 의해 달성된다.
상기 제1대표신호 관련 신호의 감시 개시는, 상기 제1대표신호가 일정한 수준에 도달하면 수행될 수 있다.
상기 제1대표신호 관련 신호는 복수의 그룹으로 나누어지며, 상기 각 그룹의 감시 개시는, 상기 제1대표신호의 크기에 따라 순차적으로 수행될 수 있다.
상기 제1대표신호는 원자로 출력, RCP 회전속도 및 RCS 저온관 온도 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 제2대표신호 관련 신호의 감시 개시는, 상기 제2대표신호가 일정한 수준에 도달하면 수행될 수 있다.
상기 제2대표신호 관련 신호는 복수의 그룹으로 나누어지며, 상기 각 그룹의 감시 개시는, 상기 제2대표신호의 크기에 따라 순차적으로 수행될 수 있다.
상기 제2대표신호는 터빈 회전속도 및 발전기 출력 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 제2대표신호 관련 신호의 일부 그룹은, 상기 제1대표신호 관련 신호의 일부 그룹보다 먼저 감시가 개시될 수 있다.
본 발명에 따르면 조기경보 시스템의 신뢰도가 향상된 과도 상태에서 원자력 발전소를 감시하는 방법이 제공된다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 원자력 발전소의 감시 방법에 대한 순서도이고,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 원자력 발전소의 감시 방법에 있어서, 단계별 감시 신호를 나타낸 것이고,
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 원자력 발전소의 감시 방법에 대한 순서도이고,
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 원자력 발전소의 감시 방법에 대한 순서도이고,
도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 원자력 발전소의 감시 방법에 대한 순서도이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일 예에 불과하므로 본 발명의 사상이 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다. 또한 첨부된 도면은 각 구성요소 간의 관계를 설명하기 위해 크기와 간격 등이 실제와 달리 과장되어 있을 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 원자력 발전소를 감시하는 방법에 대해 설명한다. 도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 원자력 발전소의 감시 방법에 대한 순서도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 원자력 발전소의 감시 방법에 있어서, 단계별 감시 신호를 나타낸 것이다.
먼저, 원자력 발전소의 감시대상 신호를 상시 감시 신호, 1차 계통 감시 신호, 2차 계통 감시 신호 및 정상운전시 감시신호로 분류한다(S100).
상시 감시 신호(도 2의 A신호)는 발전소의 기동 전 또는 정지 후에도 계속 감시하고 있어야 할 신호이다. 상시 감시 신호는, 이에 한정되지는 않으나, 사용후 핵연료 저장계통 신호 및 방사능 감시계통 신호 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
1차 계통 감시 신호(도 2의 B신호)는 발전소 1차 계통의 단계별 감시신호이다.
1차 계통 감시 신호는 냉각수펌프(RCP) 및 가압기 등의 1차 계통 주요기기의 신호를 포함할 수 있다. 1차 계통 감시 신호는 이들 1차 계통 주요기기와 연관된 2차 계통 기기의 신호도 포함할 수 있다.
1차 계통 감시 신호는 기동 단계에 따라 복수의 세부 그룹(도 2의 B0, B1, B2, B3)으로 나누어진다.
2차 계통 감시 신호(도 2의 C신호)는 발전소 2차 계통의 단계별 감시신호이다.
2차 계통 감시 신호는 터빈 및 발전기 등의 2차 계통 주요기기의 신호를 포함할 수 있다. 2차 계통 감시 신호는 2차 계통 주요기기와 연관된 1차 계통 기기의 신호도 포함할 수 있다.
2차 계통 감시 신호는 기동 단계에 따라 복수의 세부 그룹(도 2의 CO, C1, C2)으로 나누어진다.
정상 운전 신호(도 2의 D신호)는 정상운전 시부터 감시할 신호이다.
정상 운전 신호는, 이에 한정되지는 않으나, 탈기기 및 주급수 계통의 일부 신호를 포함할 수 있다. 정상 운전 신호는 원자로나 발전기 출력에 따라 그 값이 변하는 신호일 수 있다.
다음으로 발전소의 기동을 개시하는데, 이 단계에서 상시 감시 신호는 계속 감시 중이다(S200). 상시 감시 신호는 이후의 기동 및 정상운전 단계에서 계속하여 감시를 유지한다. 이상 설명한 감시 신호 분류(S100)와 상시 감시 신호의 감시(S200)의 개시 순서는 변경되거나 동시에 이루어질 수도 있다.
이후 1차 계통 기동 신호의 감시를 개시한다(S300).
1차 계통 기동 신호의 감시는 1차 계통 개시 신호의 값에 따라 개시가 결정된다.
1차 계통 개시 신호는 원자로 출력이나 1차 계통의 주요 신호일 수 있다. 1차 계통 개시 신호는, 이에 한정되지 않으나, 원자로 출력, RCP 회전속도 및 RCS 저온관 온도 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다. 1차 계통 개시 신호는 2개 이상의 신호를 포함할 수 있으며, 개시 조건은 신호간의 AND 조합 또는 OR 조합 등 다양하게 변형될 수 있다. 또한, 그룹 별 개시를 위한 1차 계통 개시 신호는 적어도 일부가 서로 다를 수 있다.
1차 계통 기동 신호는 1차 계통 개시 신호가 일정한 값에 도달(일정한 조건을 만족)하면 감시가 개시된다.
1차 계통 기동 신호의 복수의 그룹은 1차 계통 개시 신호가 일정한 값에 도달하면 순차적으로 감시가 개시된다. 제1실시예에서 "개시 신호가 일정한 값에 도달했다"는 것은 해당하는 감시 대상 신호가 정상조건에 도달하였음을 의미할 수 있다.
예를 들어, RCP 회전속도가 1000RPM 이상이며 원자로 출력이 0.1% 이상이면 B0 그룹의 감시 시작하고, 그 이후 원자로 출력이 10% 이상이며 RCS 저온관의 온도가 294℃이상이면 B1 그룹의 감시를 시작한다.
다음으로 2차 계통 기동 신호의 감시를 개시한다(S400).
2차 계통 기동 신호의 감시는 2차 계통 개시 신호의 값에 따라 개시가 결정된다.
2차 계통 개시 신호는 발전기 출력이나 2차 계통의 주요 신호일 수 있다. 2차 계통 개시 신호는, 이에 한정되지 않으나, 발전기 출력 및 터빈 회전속도 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다. 2차 계통 개시 신호는 2개 이상의 신호를 포함할 수 있으며, 개시 조건은 신호간의 AND 조합 또는 OR 조합 등 다양하게 변형될 수 있다. 또한, 그룹 별 개시를 위한 2차 계통 개시 신호는 적어도 일부가 서로 다를 수 있다.
2차 계통 기동 신호는 2차 계통 개시 신호가 일정한 값에 도달(일정한 조건을 만족)하면 감시가 개시된다.
2차 계통 기동 신호의 복수의 그룹은 2차 계통 개시 신호가 일정한 값에 도달하면 순차적으로 감시가 개시된다.
예를 들어, 터빈의 회전속도가 20RPM이상이고 발전기의 출력이 20% 이상이면 C0 그룹의 감시를 시작하고, 터빈의 회전속도가 40RPM이상 또는 발전기의 출력이 40%이상이면 C1 그룹의 감시를 시작한다.
여기서 도 2와 같이 2차 계통 감시 신호의 일부 그룹은 1차 계통 감시 신호의 일부 그룹보다 늦게 개시될 수 있다.
다음으로 발전소가 정상운전 단계에 진입한 것으로 판단되면 정상운전 감시 신호의 감시를 개시한다(S500).
발전소의 정상운전 여부 판단은 원자로 출력 및/또는 발전기 출력 등 다양한 기준으로 수행할 수 있다.
이상의 제1실시예에 따르면 기동과정에서 단계별로 정상운전되는 신호를 분류하고 각 신호가 정상적인 값을 나타내는 조건에 다다른 이후 감시를 개시한다. 이에 따라 기동 운전 시에 조기경보 시스템의 신뢰도가 향상되고 기동 운전 시에도 조기경보 시스템을 이용한 감시가 가능하다.
이상의 제1실시예에서는 발전소의 기동 단계 시의 신호 감시에 대해 설명하였으며, 본 발명은 기동 외의 다른 과도 단계, 이를 들어 정지 운전 시의 신호 감시에서도 적용될 수 있다.
이상 설명한 제1실시예에서 감시 신호의 분류 및 감시 개시 등은 다양한 방법으로 수행될 수 있으며 이를 제2실시예 내지 제4실시예를 통해 설명한다.
도 3을 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 감시 방법을 설명한다.
제2실시예에 대한 설명에서는 도 2의 감시 그래프를 참조하여 설명하나, 제2실시예에서의 감시 그래프는 다양하게 변형될 수 있다. 이하의 설명에서는 제1실시예와 상이한 부분을 위주로 설명한다.
먼저, 원자력 발전소의 감시대상 신호를 상시 감시 신호, 제1출력 관련 신호, 제2출력 관련 신호 및 정상운전시 감시신호로 분류한다(S101).
제1출력 관련 신호(도 2의 B신호)는 원자로 출력에 관련된 신호이다.
제1출력 관련 신호는 냉각수펌프(RCP) 및 가압기 등의 신호를 포함할 수 있다.
제1출력 관련 신호는 기동 단계에 따라 복수의 세부 그룹(도 2의 B0, B1, B2, B3)으로 나누어진다.
제2출력 관련 신호(도 2의 C신호)는 발전기 출력에 관련된 신호이다.
제2출력 관련 신호는 터빈 및 발전기 등의 신호를 포함할 수 있다.
제2출력 관련 신호는 기동 단계에 따라 복수의 세부 그룹(도 2의 CO, C1, C2)으로 나누어진다.
다음으로 발전소의 기동을 개시하는데, 이 단계에서 상시 감시 신호는 계속 감시 중이다(S201). 상시 감시 신호는 이후의 기동 및 정상운전 단계에서 계속하여 감시를 유지한다.
이후 제1출력 관련 신호의 감시를 개시한다(S301).
제1출력 관련 신호의 감시는 원자로 출력의 값에 따라 개시가 결정된다.
예를 들어, 제1출력 관련 신호는 원자로 출력이 일정한 값에 도달(일정한 조건을 만족)하면 감시가 개시된다.
제1출력 관련 신호의 복수의 그룹은 원자로 출력이 순차적으로 일정한 값에 도달하면 순차적으로 감시가 개시될 수 있다. 제2실시예에서 "출력이 일정한 값에 도달했다"는 것은 해당하는 감시 대상 신호가 정상조건에 도달하였음을 의미할 수 있다.
다음으로 제2출력 관련 신호의 감시를 개시한다(S401).
제2출력 관련 신호의 감시는 발전기 출력의 값에 따라 개시가 결정된다.
제2출력 관련 신호는 발전기 출력의 값이 일정한 값에 도달(일정한 조건을 만족)하면 감시가 개시될 수 있다.
제2출력 관련 신호의 복수의 그룹은 발전기 출력이 순차적으로 일정한 값에 도달하면 순차적으로 감시가 개시된다.
여기서 도 2와 같이 제2출력 관련 신호의 일부 그룹은 제1출력 관련 신호의 일부 그룹보다 늦게 개시될 수 있다.
도 4를 참조하여 본 발명의 제3실시예에 따른 감시 방법을 설명한다.
제3실시예에 대한 설명에서는 도 2의 감시 그래프를 참조하여 설명하나, 제3실시예에서의 감시 그래프는 다양하게 변형될 수 있다. 이하의 설명에서는 제1실시예와 상이한 부분을 위주로 설명한다.
먼저, 원자력 발전소의 감시대상 신호를 상시 감시 신호, 제1대표신호 관련 신호, 제2대표신호 관련 신호 및 정상운전시 감시신호로 분류한다(S102).
제1대표신호 관련 신호(도 2의 B신호)는 1차 계통의 제1대표신호와 관련된 신호이다. 제1대표신호 관련 신호는 제1대표신호의 값에 따라 변화하는 신호일 수 있다.
제1대표신호 관련 신호는 냉각수펌프(RCP) 및 가압기 등의 신호를 포함할 수 있으며, 제1대표신호는 RCP속도, 원자력 출력 및 RCS 저온관 온도 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
제1대표신호 관련 신호는 기동 단계에 따라 복수의 세부 그룹(도 2의 B0, B1, B2, B3)으로 나누어진다.
제2대표신호 관련 신호(도 2의 C신호)는 2차 계통의 대표신호인 제2대표신호와 관련된 신호이다. 제2대표신호 관련 신호는 제2대표신호의 값에 따라 변화하는 신호일 수 있다.
제2대표신호 관련 신호는 터빈 및 발전기 등의 신호를 포함할 수 있으며, 제2대표신호는 터빈의 회전속도 및 발전기 출력 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
제2대표신호 관련 신호는 기동 단계에 따라 복수의 세부 그룹(도 2의 CO, C1, C2)으로 나누어진다.
다음으로 발전소의 기동을 개시하는데, 이 단계에서 상시 감시 신호는 계속 감시 중이다(S202). 상시 감시 신호는 이후의 기동 및 정상운전 단계에서 계속하여 감시를 유지한다.
이후 제1대표신호 관련 신호의 감시를 개시한다(S302).
제1대표신호 관련 신호의 감시는 제1대표신호의 값에 따라 개시가 결정될 수 있다.
제1대표신호 관련 신호는 제1대표신호의 값이 일정한 값에 도달(일정한 조건을 만족)하면 감시가 개시된다. 제3실시예에서 "대표신호가 일정한 값에 도달했다"는 것은 해당하는 감시 대상 신호가 정상조건에 도달하였음을 의미할 수 있다.
제1대표신호 관련 신호의 복수의 그룹은 제1대표신호가 순차적으로 일정한 값에 도달하면 순차적으로 감시가 개시된다.
다음으로 제2대표신호 관련 신호의 감시를 개시한다(S402).
제2대표신호 관련 신호의 감시는 제2대표신호의 값에 따라 개시가 결정될 수 있다.
제2대표신호 관련 신호는 제2대표신호의 값이 일정한 값에 도달(일정한 조건을 만족)하면 감시가 개시된다.
제2대표신호 관련 신호의 복수의 그룹은 제2대표신호가 일정한 값에 순차적으로 도달하면 순차적으로 감시가 개시된다.
여기서 도 2와 같이 제2대표신호 관련 신호의 일부 그룹은 제1대표신호 관련 신호의 일부 그룹보다 늦게 개시될 수 있다.
도 5를 참조하여 본 발명의 제4실시예에 따른 감시 방법을 설명한다.
제4실시예에 대한 설명에서는 도 2의 감시 그래프를 참조하여 설명하나, 제4실시예에서의 감시 그래프는 다양하게 변형될 수 있다. 이하의 설명에서는 제1실시예와 상이한 부분을 위주로 설명한다.
먼저, 원자력 발전소의 감시대상 신호를 상시 감시 신호, 기동 그룹신호 및 정상운전시 감시신호로 분류한다(S103).
제4실시예에서는 기동 그룹신호(도 2의 BO, B1, B2, B3, CO, C1, C2신호)는 7개로 마련되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 기동 그룹신호는 1차 계통 관련 신호(BO, B1, B2, B3 신호) 및 2차 계통 관련 신호(CO, C1, C2 신호)를 포함할 수 있다.
각 기동 그룹신호는 서로 다른 그룹 대표신호에 의해 감시여부가 결정된다.
그룹 대표신호는, 이에 한정되지 않으나, RCP 속도, 원자로 출력, RCS 저온관 온도, 터빈 속도 및 발전기 출력 등을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서 각 기동 그룹신호는 세부 그룹신호로 나누어질 수 있다.
다음으로 발전소의 기동을 개시하는데, 이 단계에서 상시 감시 신호는 계속 감시 중이다(S203). 상시 감시 신호는 이후의 기동 및 정상운전 단계에서 계속하여 감시를 유지한다.
이후 각 기동 그룹신호의 감시를 개시한다(S303).
각 기동 그룹신호는 해당하는 그룹 대표신호의 값에 따라 개시가 결정된다. 즉 해당 그룹 대표신호가 일정한 값에 도달하면 각 그룹신호의 감시 개시가 이루어지는 것이다. 또한, 세부 그룹신호로 나누어진 경우에는 그룹대표신호의 값이 순차적으로 변화함에 따라 순차적으로 세부 그룹신호의 감시 개시가 이루어진다.
전술한 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 예시로서, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양하게 변형하여 본 발명을 실시하는 것이 가능할 것이므로, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 과도 상태에서 원자력 발전소를 감시하는 방법에 있어서,
    상기 원자력 발전소의 감시대상 신호를 상시 감시 신호, 제1대표신호와 관련된 제1대표신호 관련 신호, 제2대표신호와 관련된 제2대표신호 관련 신호 및 정상운전시 감시신호로 분류하는 단계;
    상기 원자력 발전소의 기동 시에 상기 상시 감시 신호를 상시 감시하는 단계;
    상기 상시 감시 신호를 감시하면서 상기 제1대표신호 관련 신호와 상기 제2대표신호 관련 신호의 감시를 순차적으로 개시하는 단계; 및
    상기 제2대표신호 관련 신호의 감시 개시 이후 정상운전으로 판단되면 상기 정상운전시 감시신호 감시를 개시하는 단계를 포함하며,
    상기 제1대표신호 관련 신호의 감시 개시는,
    상기 제1대표신호가 일정한 수준에 도달하면 수행되며,
    상기 제1대표신호 관련 신호는 복수의 그룹으로 나누어지며,
    상기 각 그룹의 감시 개시는,
    상기 제1대표신호의 크기에 따라 순차적으로 수행되는 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1대표신호는 원자로 출력, RCP 회전속도 및 RCS 저온관 온도 중 적어도 어느 하나를 포함하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2대표신호 관련 신호의 감시 개시는,
    상기 제2대표신호가 일정한 수준에 도달하면 수행되는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2대표신호 관련 신호는 복수의 그룹으로 나누어지며,
    상기 각 그룹의 감시 개시는,
    상기 제2대표신호의 크기에 따라 순차적으로 수행되는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2대표신호는 터빈 회전속도 및 발전기 출력 중 적어도 어느 하나를 포함하는 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제2대표신호 관련 신호의 일부 그룹은,
    상기 제1대표신호 관련 신호의 일부 그룹보다 먼저 감시가 개시되는 방법.
KR1020180156100A 2018-12-06 2018-12-06 대표신호에 기초한 신호 분류를 이용한 과도 상태에서 원자력 발전소를 감시하는 방법 KR102132788B1 (ko)

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