KR102230260B1 - Data acquisition system including extensometer and method for structural integrity test using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 변위 측정 방법을 개시한다. 보다 상세하게는, 본 발명은 익스텐소미터를 이용하여 원자력 발전소의 격납건물 구조 건전성에 관한 검증 테스트를 수행하는 익스텐소미터를 포함하는 데이터 수집 시스템 및 이를 이용한 구조 건전성 검증 테스트 방법 에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 익스텐소미터를 포함하는 센서군과 연결되어 측정된 변위요소의 변동을 수집하고, 최적의 알고리즘에 기초하여 변위요소 변동값에 따른 원자력 발전소 격납건물에 대한 구조 건전성 검증 테스트 결과가 정확하게 반영된 지표를 제공할 수 있는 효과가 있다
The present invention discloses a method for measuring displacement. More specifically, the present invention relates to a data collection system including an extensometer for performing a verification test on the structural integrity of a containment building of a nuclear power plant using an extensometer, and a structural integrity verification test method using the same. .
According to an embodiment of the present invention, it is connected to a sensor group including an extensometer to collect the measured variation of the displacement element, and based on the optimal algorithm, the structural integrity of the nuclear power plant containment building according to the displacement element variation value. It has the effect of providing an index that accurately reflects the verification test results.

Description

익스텐소미터를 포함하는 데이터 수집 시스템 및 이를 이용한 구조 건전성 검증 테스트 방법{DATA ACQUISITION SYSTEM INCLUDING EXTENSOMETER AND METHOD FOR STRUCTURAL INTEGRITY TEST USING THE SAME}A data acquisition system including an extensometer and a structural integrity test method using the same {DATA ACQUISITION SYSTEM INCLUDING EXTENSOMETER AND METHOD FOR STRUCTURAL INTEGRITY TEST USING THE SAME}

본 발명은 변위 측정 방법에 관한 것으로, 특히 익스텐소미터를 이용하여 원자력 발전소의 격납건물 구조 건전성에 관한 검증 테스트를 수행하는 익스텐소미터를 포함하는 데이터 수집 시스템 및 이를 이용한 구조 건전성 검증 테스트 방법 에 관한 것이다.The present invention relates to a displacement measurement method, in particular, a data collection system including an extensometer that performs a verification test on the structural integrity of a containment building of a nuclear power plant using an extensometer, and a structural integrity verification test method using the same It is about.

일반적으로, 원자력 발전소의 돔 구조물은 원자로와 같은 핵심시설이 집중되어 있음에 따라 그 중요도나 안전 요구도가 일반적인 타 발전시설들에 비해 상대적으로 높을 수밖에 없다.In general, the dome structure of a nuclear power plant is inevitably higher in importance and safety requirements than other general power generation facilities as core facilities such as nuclear reactors are concentrated.

이에, 원자력 발전소의 돔 구조물은 설계단계에서 가동단계까지 모든 운용단계에 걸쳐 세심한 주의가 요구되며, 가동단계에서도 항시 그 안전성에 대한 검토와 확인이 요구된다고 할 수 있다.Accordingly, it can be said that the dome structure of a nuclear power plant requires careful attention in all operational stages from the design stage to the operation stage, and it can be said that the safety review and confirmation are required at all times during the operation stage.

도 1은 종래의 원자력 발전소에서 중, 돔 구조물과 같은 격납건물(10)에 적용된 안전 구조 중 하나를 예시한 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이 격납건물(10)은 콘크리트구조물로 기초부 상에 반구형돔의 상부를 갖는 외부 벽(20)을 갖추고, 그 내부에 별도의 공간을 이루어 증기발생기 등과 같은 설비기기가 배치될 수 있다.1 is an illustration of one of the safety structures applied to the containment building 10 such as a dome structure in a conventional nuclear power plant. As shown in FIG. 1, the containment building 10 is a concrete structure on the foundation. An outer wall 20 having an upper portion of a hemispherical dome is provided, and a separate space is formed therein, so that equipment such as a steam generator may be disposed.

그리고, 외부 벽(20)의 하부로는 내부의 설비기기 등을 지지하고 지면상에 설치되는 베이스(30)가 위치하고, 지진 발생 등에 대비하여 진동이 발생되는 지면으로부터 격납건물(10)을 격리시켜주기 위해 베이스(30)와의 사이에 별도의 면진장치(40)가 설치되어 있다. 여기서, 면진장치(40)는 외부 벽(20)에 대하여 수직으로는 지지안전성을 확보함과 동시에 수평으로는 변형능력 및 에너지 소산능력으로 에너지를 흡수하는 기능을 수행하게 된다.And, under the outer wall 20, the base 30, which supports the equipment inside and is installed on the ground, is located, and the containment building 10 is isolated from the ground where vibration is generated in preparation for an earthquake. A separate seismic isolating device 40 is installed between the base 30 and the base 30 for the period. Here, the seismic isolator 40 performs a function of absorbing energy with deformability and energy dissipation ability horizontally while securing support safety vertically with respect to the outer wall 20.

전술한 원자력 발전소의 돔 구조물은 설계단계에서부터 세심한 주의가 요구되며 가동 중에도 항시 그 안전성에 대한 검토와 확인이 요구되며, 미세한 변위변동도 큰 재난의 원인이 될 수 있음에 따라 지속적인 모니터링이 필요하다.The dome structure of the nuclear power plant described above requires careful attention from the design stage, and it is required to review and confirm its safety at all times even during operation, and continuous monitoring is required as even minute displacement fluctuations can cause major disasters.

이에, 원자력 발전소 운영측에서는 주기적으로 내부 압력 증가로 전술한 외부 벽(20)에 대한 변형 등에 대한 건전성 테스트(STRUCTURAL INTEGRITY TEST; SIT)를 수행해야 하며, 이러한 건전성 테스트로서 변위 측정장치를 이용한 변위 테스트가 있다.Accordingly, the nuclear power plant operator must periodically perform a STRUCTURAL INTEGRITY TEST (SIT) for deformation of the external wall 20 as described above due to an increase in internal pressure. As such a integrity test, a displacement test using a displacement measuring device is performed. have.

이러한 건전성 테스트에 널리 이용되는 장치로서 변위 익스텐소미터(Extensometer)가 있다. 익스텐소미터는 물체가 이동한 거리 또는 위치를 계측, 측정하는 장치를 말하며 측정범위는 보통 제로(0)에서 수 밀리미터(mm), 또는 수 센티미터(cm) 정도이고, 이러한 익스텐소미터에 이용되는 센서로는 자기적 원리를 이용한 자기센서가 대표적이다.As a widely used device for such a soundness test, there is a displacement extensometer. Extensometer refers to a device that measures and measures the distance or position that an object has moved. The measurement range is usually zero (0) to several millimeters (mm), or several centimeters (cm). As a sensor used, a magnetic sensor using a magnetic principle is representative.

현재 원자력 발전소의 격납건물에 대한 구조 건전성을 테스트하는데 있어서 테스트를 위한 소정의 압력을 측정대상에 인가하여 익스텐소미터를 통한 변위 변동을 단순 측정하고 기준치를 만족하는지 여부를 단순 판단하는 방식이며, 이는 실질적인 구조 건전성에 관한 검증 테스트 결과를 도출하는 데는 한계가 있다.In testing the structural integrity of the current nuclear power plant containment building, it is a method of simply measuring the displacement fluctuation through the extensometer by applying a predetermined pressure for the test to the measurement object and determining whether the standard value is satisfied. This has a limitation in deriving the verification test results for the actual structural integrity.

등록특허공보 제10-1090687호(공고일자: 2011.12.08.)Registered Patent Publication No. 10-1090687 (announcement date: 2011.12.08.)

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 익스텐소미터를 포함하는 복수의 센서를 이용하여 압력별 측정결과를 획득하고, 이에 최적의 알고리즘을 적용하여 예상변위, 허용변위 등을 통해 원자로 발전소의 구조 건전성을 정확하게 반영하는 검증 테스트를 결과를 제공하는 시스템을 구현하는 데 과제가 있다.The present invention was conceived to solve the above-described problem, and the present invention obtains a measurement result for each pressure using a plurality of sensors including an extensometer, and applies an optimal algorithm to the predicted displacement and allowable displacement. There is a challenge in implementing a system that provides results of verification tests that accurately reflect the structural integrity of a nuclear reactor power plant.

전술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 데이터 수집 시스템은, 원자력 발전소 격납건물에 설치되어 하나 이상의 변위요소에 대한 변동을 측정하는 익스텐소미터를 포함하는 센서군 및 상기 센서군과 연결되어 측정된 변위요소의 변동을 수집하고, 상기 변위요소의 변동값에 기초하여 원자력 발전소 격납건물에 대한 구조 건전성 검증 테스트를 결과를 제공하는 중앙 관제 서버를 포함할 수 있다.In order to solve the above problems, a data collection system according to a preferred embodiment of the present invention includes a sensor group including an extensometer installed in a containment building of a nuclear power plant to measure fluctuations for one or more displacement elements, and the sensor. It may include a central control server that collects the variation of the measured displacement element connected to the military, and provides a result of a structural integrity verification test for the nuclear power plant containment building based on the variation value of the displacement element.

상기 익스텐소미터는 상기 원자력 발전소 격납건물에 대한 선형 변위를 측정하는 60 채널 장치로서, 상기 원자력 발전소 격납건물의 기준점에 설치되어 지지력을 제공하는 제1 브래킷, 상기 원자력 발전소 격납건물에 고정되는 제2 브래킷, 상기 제1 브래킷에 고정되고, 상기 제2 브래킷에 연결되는 중심봉이 마련되어 설치된 위치에 따라 상기 중심봉이 수평 이동하며 변위를 감지하는 변위계 본체, 상기 변위계 본체와 상기 제1 브래킷을 연결하는 제1 링크, 상기 변위계 본체의 상기 중심봉과 상기 제2 브래킷을 연결하는 제2 링크 및 상기 변위계 본체에 구비되어 상기 중심봉에 물리적인 응력을 제공하면서 상기 중심봉의 처침에 의한 마찰력을 상쇄시키는 마찰력보상부재를 포함할 수 있다.The extensometer is a 60-channel device for measuring linear displacement with respect to the nuclear power plant containment building, a first bracket installed at a reference point of the nuclear power plant containment building to provide a supporting force, and a first bracket fixed to the nuclear power plant containment building. 2 Bracket, a displacement meter body that detects displacement by moving the center rod horizontally according to a location where a center rod fixed to the first bracket and connected to the second bracket is provided and installed, a displacement meter body connecting the displacement meter body and the first bracket 1 link, a second link connecting the center rod of the displacement gauge body and the second bracket, and a friction force compensating member provided in the displacement gauge body to provide a physical stress to the center rod and cancel the friction force caused by the treatment of the center rod. Can include.

상기 센서군은, 상기 원자력 발전소 격납건물의 벽면상의 변위 변동을 측정하는 10 채널의 디지매틱 인디케이터, 상기 원자력 발전소 격납건물에 대한 온도변화를 측정하는 10 채널의 서모커플 및 5 채널의 RTD 및 상기 원자력 발전소 격납건물에 소정의 압력을 인가하는 2 채널의 압력 전송기 중, 하나 이상을 포함할 수 있다.The sensor group includes a 10-channel digital indicator for measuring displacement fluctuations on a wall surface of the nuclear power plant containment building, a 10-channel thermocouple measuring temperature change for the nuclear power plant containment building, and a 5-channel RTD, and the nuclear power plant. It may include one or more of the two-channel pressure transmitter for applying a predetermined pressure to the power plant containment.

상기 중앙 관제 서버는, 상기 센서군과 유선 또는 무선으로 연결되어 복수의 측정신호를 수신하는 인터페이스, 상기 인터페이스를 통해 상기 센서군에 상기 원자력 발전소 격납건물에 대한 검증 테스트를 위한 압력제어신호를 생성하고, 측정주기에 따라 전송하는 테스트 진행기, 상기 복수의 측정신호를 연산 알고리즘에 적용하여 검증 테스트 결과를 산출하는 연산기 및 상기 검증 테스트 결과를 화면상에 표시하는 디스플레이를 포함할 수 있다.The central control server is an interface connected to the sensor group by wire or wireless to receive a plurality of measurement signals, and generates a pressure control signal for a verification test of the nuclear power plant containment to the sensor group through the interface, and , A test processor that transmits according to a measurement period, a calculator that calculates a verification test result by applying the plurality of measurement signals to an arithmetic algorithm, and a display that displays the verification test result on the screen.

상기 검증 테스트는, 예상변위, 허용변위, 여유도 및 회복률 중, 적어도 하나에 대한 결과를 포함할 수 있다.The verification test may include a result of at least one of predicted displacement, allowable displacement, margin, and recovery rate.

상기 연산기는, 상기 예상변위에 대하여 이하의 수학식,The calculator, the following equation for the expected displacement,

Figure 112019069301272-pat00001
Figure 112019069301272-pat00001

에 따라 산출하는 예상변위 산출부를 포함할 수 있다.It may include a predicted displacement calculation unit calculated according to.

상기 연산기는, 상기 허용변위에 대하여 이하의 수학식,The operator, the following equation for the allowable displacement,

Figure 112019069301272-pat00002
Figure 112019069301272-pat00002

에 따라 산출할 수 있다.It can be calculated according to.

상기 최고압력은, 0 psig 부터 69 psig까지 30초 주기로 변동될 수 있다.The maximum pressure may vary from 0 psig to 69 psig in a 30 second cycle.

상기 연산기는, 상기 여유도에 대하여 이하의 수학식,The operator, the following equation for the margin,

Figure 112019069301272-pat00003
Figure 112019069301272-pat00003

에 따라 산출할 수 있다.It can be calculated according to.

상기 보정계수는 1.3으로 설정될 수 있다.The correction factor may be set to 1.3.

상기 연산기는, 상기 회복률에 대하여 이하의 수학식,The operator, the following equation for the recovery rate,

Figure 112019069301272-pat00004
Figure 112019069301272-pat00004

에 따라 산출할 수 있다. It can be calculated according to.

또한, 전술한 과제를 해결하기 위한 다른 양태의 실시예에 따른 데이터 수집 시스템을 이용한 구조 건전성 검증 테스트 방법은, 하나 이상의 변위요소에 대한 변동을 측정하는 익스텐소미터를 포함하는 센서군이 설치된 원자력 발전소 격납건물에 대하여, 데이터 수집 시스템에 의한 구조 건전성 검증 테스트 방법에 있어서, 상기 센서군에 측정주기에 따라 압력제어신호를 전송하는 단계, 각 측정주기별 상기 원자력 발전소 격납건물에 대한 상기 센서군이 측정한 변위요소의 변동을 수집하는 단계 및 수집된 복수의 측정신호를 연산 알고리즘에 적용하여 검증 테스트 결과를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the structural integrity verification test method using a data collection system according to another embodiment of the present invention for solving the above-described problem is a nuclear power plant in which a sensor group including an extensometer measuring fluctuations for one or more displacement elements is installed. In the structural integrity verification test method for a power plant containment building using a data collection system, the step of transmitting a pressure control signal to the sensor group according to a measurement period, the sensor group for the nuclear power plant containment building for each measurement period It may include collecting the variation of the measured displacement element, and calculating a verification test result by applying the collected measurement signals to an algorithm.

상기 측정주기는 30 초 간격일 수 있다.The measurement period may be an interval of 30 seconds.

본 발명의 실시예에 따르면, 익스텐소미터를 포함하는 센서군과 연결되어 측정된 변위요소의 변동을 수집하고, 최적의 알고리즘에 기초하여 변위요소 변동값에 따른 원자력 발전소 격납건물에 대한 구조 건전성 검증 테스트 결과가 정확하게 반영된 지표를 제공할 수 있는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, it is connected to a sensor group including an extensometer to collect the measured variation of the displacement element, and based on the optimal algorithm, the structural integrity of the nuclear power plant containment building according to the displacement element variation value. There is an effect of providing an index in which the verification test results are accurately reflected.

도 1은 종래의 원자력 발전소의 돔 구조물의 구조를 예시한 도면이다.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 익스텐소미터를 포함하는 데이터 수집 시스템의 전체 구조에 관한 도면이다.
도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 수집 시스템에 포함되는 센서군에 관한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 데이터 수집 시스템에 포함되는 익스텐소미터에 관한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 수집 시스템에 포함되는 중앙 관제 서버의 구조에 관한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 수집 시스템의 중앙 관제 서버에 포함되는 연산기의 구조에 관한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 데이터 수집 시스템을 이용한 구조 건전성 검증 테스트 방법에 관한 도면이다.
1 is a diagram illustrating the structure of a conventional dome structure of a nuclear power plant.
2A is a diagram of an overall structure of a data collection system including an extender according to an embodiment of the present invention.
2B is a diagram of a sensor group included in a data collection system according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram of an extensometer included in a data collection system according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating the structure of a central control server included in a data collection system according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a structure of an operator included in a central control server of a data collection system according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a structural integrity verification test method using a data collection system according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.Hereinafter, exemplary embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but identical or similar elements are denoted by the same reference numerals regardless of reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted. The suffixes "module" and "unit" for constituent elements used in the following description are given or used interchangeably in consideration of only the ease of writing the specification, and do not themselves have a distinct meaning or role from each other.

또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In addition, in describing the embodiments disclosed in the present specification, when it is determined that a detailed description of related known technologies may obscure the subject matter of the embodiments disclosed in the present specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical idea disclosed in the present specification is not limited by the accompanying drawings, and all changes included in the spirit and scope of the present invention , It should be understood to include equivalents or substitutes.

또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.In addition, terms including ordinal numbers such as first and second may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component.

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.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in the middle. It should be. On the other hand, when a component is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in the middle.

본 설명에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함하며,"포함한다" 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.In the present description, expressions in the singular include plural expressions, unless clearly defined otherwise in the context, and terms such as "includes" or "have" refer to features, numbers, steps, actions, components, and parts described in the specification. It is to be understood that it is intended to designate the existence of a combination of these and not to preclude the possibility of the presence or addition of one or more other features or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof.

또한, 본 명세서에 설명된 다양한 기법은 하드웨어 또는 소프트웨어와 함께 구현되거나, 적합한 경우에 이들 모두의 조합과 함께 구현될 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같은 "...부(Unit)", "...서버(Server)" 및 "...시스템(System)" 등의 용어는 마찬가지로 컴퓨터 관련 엔티티(Entity), 즉 하드웨어, 하드웨어 및 소프트웨어의 조합, 소프트웨어 또는 실행 시의 소프트웨어와 등가로 취급할 수 있다. 또한, 본 발명의 프로그램에서 실행되는 각 기능은 모듈단위로 구성될 수 있고, 하나의 물리적 메모리에 기록되거나, 둘 이상의 메모리 및 기록매체 사이에 분산되어 기록될 수 있다.In addition, the various techniques described herein may be implemented with hardware or software, or, where appropriate, with a combination of both. As used herein, terms such as "...unit", "...server" and "...system" are likewise a computer-related entity, i.e., hardware , It can be treated as a combination of hardware and software, software or equivalent to software at the time of execution. In addition, each function executed in the program of the present invention may be configured in a module unit, and may be recorded in one physical memory, or distributed between two or more memories and a recording medium.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 익스텐소미터를 포함하는 데이터 수집 시스템 및 이를 이용한 구조 건전성 검증 테스트 방법을 설명한다.Hereinafter, a data collection system including an extensometer according to an embodiment of the present invention and a structural integrity verification test method using the same according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 익스텐소미터를 포함하는 데이터 수집 시스템의 전체 구조에 관한 도면이고, 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 수집 시스템에 포함되는 센서군에 관한 도면이다.FIG. 2A is a diagram of the overall structure of a data collection system including an extender according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a diagram of a sensor group included in the data collection system according to an embodiment of the present invention. .

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 데이터 수집 시스템은 원자력 발전소 격납건물(10)에 설치되어 하나 이상의 변위요소에 대한 변동을 측정하는 익스텐소미터를 포함하는 센서군(100) 및 센서군(100)과 연결되어 측정된 변위요소의 변동을 수집하고, 변위요소 변동값에 기초하여 원자력 발전소 격납건물(10)에 대한 구조 건전성 검증 테스트를 결과를 제공하는 중앙 관제 서버(200)를 포함할 수 있다.2A and 2B, the data collection system of the present invention includes a sensor group 100 and a sensor installed in a nuclear power plant containment building 10 and including an extensometer that measures fluctuations for one or more displacement elements. Includes a central control server 200 that collects the variation of the displacement element measured by being connected to the group 100, and provides a result of a structural integrity verification test for the nuclear power plant containment building 10 based on the displacement element variation value. can do.

센서군(100)은 복수개의 센서로 이루어진 센서 그룹으로서, 구조 건전성을 테스트하고자 하는 대상, 즉 원자력 발전소의 격납건물, 돔 구조물의 내벽에 설치될 수 있다.The sensor group 100 is a sensor group consisting of a plurality of sensors, and may be installed on an inner wall of an object to be tested for structural integrity, that is, a containment building of a nuclear power plant or a dome structure.

이러한 센서군(100)의 구성요소들로는 둠 구조물에 대한 선형 변위를 측정하는 60 채널 장치의 익스텐소미터(110)를 비롯하여, 벽면상의 변위변동을 측정하는 10 채널의 디지매틱 인디케이터(Digimatic Indicator), 원자력 발전소 격납건물에 대한 온도변화를 측정하는 10 채널의 서모커플(Thermocouple) 및 5 채널의 RTD(Resistance Temperature Detector) 및 원자력 발전소 격납건물에 소정의 압력을 인가하는 2 채널의 압력 전송기 등이 하나 이상 포함될 수 있고, 센서군(100)은 이러한 센서들을 이용하여 둠 구조물에 대한 변위, 평탄도 및 온도 등의 변동을 측정할 수 있다.Components of the sensor group 100 include an extensometer 110 of a 60-channel device that measures linear displacement with respect to the doom structure, and a 10-channel Digimatic Indicator that measures displacement fluctuations on a wall. , 10 channels of thermocouple and 5 channels of RTD (Resistance Temperature Detector) that measure temperature changes in nuclear power plant containment buildings, and 2 channels of pressure transmitter that apply a predetermined pressure to the nuclear power plant containment building. The above may be included, and the sensor group 100 may measure variations in displacement, flatness, temperature, and the like with respect to the doom structure using these sensors.

또한, 센서군(100)은 유무선 통신 프로토콜을 통해 중계기를 거쳐 중앙 관제 서버(200)와 데이터 통신을 수행할 수 있고, 중앙 관제 서버(200)에 측정된 결과를 실시간으로 전송할 수 있다.In addition, the sensor group 100 may perform data communication with the central control server 200 through a repeater through a wired/wireless communication protocol, and transmit the measured result to the central control server 200 in real time.

중앙 관제 서버(200)는 원자력 발전소 내 또는 그로부터 원격지에 설치될 수 있고, 유무선 통신망을 통해 센서군(100)과 연결되어 측정신호를 전송받을 수 있다.The central control server 200 may be installed in or remotely from the nuclear power plant, and may be connected to the sensor group 100 through a wired or wireless communication network to receive a measurement signal.

또한, 중앙 관제 서버(200)는 구조 건전성 검증 테스트를 위한 돔 구조물에 대한 테스트 압력을 인가하기 위한 압력제어신호를 생성하여 센서군 측에 전송할 수 있다. In addition, the central control server 200 may generate a pressure control signal for applying a test pressure to the dome structure for a structural integrity verification test and transmit it to the sensor group side.

특히, 본 발명의 실시예에 따른 중앙 관제 서버(200)는 센서군(100)에 의해 전송되는 측정신호를 소정의 알고리즘에 적용하여 예상변위(Expected Displacement; ED), 허용변위(Allowable Displacement; DA), 허용율(Margin; Mg) 및 회복률(Recovery; Rv)을 산출하는 연산기를 포함하는 것을 특징으로 한다. In particular, the central control server 200 according to an embodiment of the present invention applies the measurement signal transmitted by the sensor group 100 to a predetermined algorithm, and thus an Expected Displacement (ED) and an Allowable Displacement (DA). ), an acceptable rate (Margin; Mg) and a recovery rate (Recovery; Rv).

전술한 예상변위(EA) 등은 원자력 발전소 격납건물에 대한 구조 건전성 검증 테스트의 검증요소로서, 격납건물에 일정주기로 인가되는 최대압력을 0 psig 부터 69 psig까지 단계적으로 상승 및 하강시켜 격납건물 자체의 기준치 이내로 변위가 복귀되는지 여부를 확인하는 것으로, 이를 산출하기 위한 본 발명의 연산 알고리즘은 온도 및 압력변화율을 고려하여 검증결과를 산출하게 된다.The above-described predicted displacement (EA) is a verification factor of the structural integrity verification test for the containment building of a nuclear power plant, and the maximum pressure applied to the containment building is gradually increased and lowered from 0 psig to 69 psig. By checking whether the displacement is restored within the reference value, the calculation algorithm of the present invention for calculating this calculates the verification result in consideration of the rate of temperature and pressure change.

여기서, 검증 테스트에서 측정 대상에 인가되는 테스트 압력은 30초 주기로 변동되도록 설정될 수 있다.Here, in the verification test, the test pressure applied to the object to be measured may be set to fluctuate in a 30 second cycle.

이러한 중앙 관제 서버(200)로는 하나 이상의 센서군으로부터 실시간으로 전송되는 측정신호를 지연없이 수신하고, 설정된 연산 알고리즘을 통해 예상변위 등을 포함하는 검증 테스트 결과를 산출 및 이를 화면상에 즉시 표시할 수 있는 고성능 및 대용량의 서버 장치가 이용될 수 있다.The central control server 200 can receive measurement signals transmitted in real time from one or more sensor groups without delay, calculate verification test results including expected displacements, etc. through a set calculation algorithm, and display them immediately on the screen. A high-performance and large-capacity server device can be used.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 데이터 수집 시스템에서 이용하는 익스텐소미터의 구조를 설명한다.Hereinafter, a structure of an extensometer used in a data collection system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 데이터 수집 시스템에 포함되는 익스텐소미터에 관한 도면이다.3 is a diagram of an extensometer included in a data collection system according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 익스텐소미터(110)는 상기 원자력 발전소 격납건물의 기준점에 설치되어 지지력을 제공하는 제1 브래킷(111), 원자력 발전소 격납건물에 고정되는 제2 브래킷(112), 제1 브래킷(111)에 고정되고, 제2 브래킷(112)에 연결되는 중심봉이 마련되어 설치된 위치에 따라 중심봉이 수평 이동하며 변위를 감지하는 변위계 본체(114), 변위계 본체(114)와 제1 브래킷(111)을 연결하는 제1 링크(115), 변위계 본체(114)의 중심봉과 제2 브래킷(112)을 연결하는 제2 링크(116)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3, the extensometer 110 of the present invention includes a first bracket 111 installed at a reference point of the nuclear power plant containment to provide support, and a second bracket 112 fixed to the nuclear power plant containment building. ), a center rod fixed to the first bracket 111 and connected to the second bracket 112 is provided, and the center rod moves horizontally according to the installed position, and the displacement meter body 114, which detects displacement, and the displacement meter body 114 It may include a first link 115 connecting the first bracket 111 and a second link 116 connecting the center rod of the displacement meter body 114 and the second bracket 112.

제1 브래킷(111)은 후술되는 변위계 본체(114)의 길이방향 양단부 중 일단부를 지지하면서 변위 측정의 기준점을 이루며, 기준점에 설치되면서 변위계 본체(114)의 일단부가 설치되기 위한 지지력을 제공할 수 있다.The first bracket 111 forms a reference point for measuring displacement while supporting one of both ends in the longitudinal direction of the displacement meter body 114, which will be described later, and is installed at the reference point and can provide a supporting force for installing one end of the displacement meter body 114. have.

이러한 제1 브래킷(111)은 제1 링크(115)를 매개로 변위계 본체(300)에 결합될 수 있다.The first bracket 111 may be coupled to the displacement meter body 300 via the first link 115.

제2 브래킷(112)은 측정대상물에 고정되어 변위계 본체(114)의 길이방향 양단부 중 타단부를 지지하는 구성요소이다. 제2 브래킷(112)은 제1 브래킷(111)과 수평으로 마주보는 상태를 이루면서 변위측정의 대상이 되는 대상물에 고정되며, 변위계 본체(114)의 타단부를 지지할 수 있다.The second bracket 112 is a component that is fixed to the object to be measured and supports the other end of the displacement meter body 114 in the longitudinal direction. The second bracket 112 is fixed to the object to be measured for displacement while forming a state horizontally facing the first bracket 111, and may support the other end of the displacement meter body 114.

이러한 제2 브래킷(112)은 제2 링크(116)를 매개체로 하여 변위계 본체(114)와 결합될 수 있다.The second bracket 112 may be coupled to the displacement meter body 114 via the second link 116 as a medium.

변위계 본체(114)는 측정대상물의 변위를 감지하여 측정하는 구성요소로서 제1 브래킷(111)과 제2 브래킷(112)의 사이에 설치될 수 있으며, 제2 브래킷(112)에 연결되는 중심봉(113)의 수평이동을 통해 측정대상물의 변위를 측정할 수 있다. 또한, 변위계 본체(114)는 변위계 하우징, 하중판, 가이드봉, 리턴 스프링, 솔레노이드 코일 및 자성체를 포함하여 구성될 수 있다.The displacement meter body 114 is a component that senses and measures the displacement of the object to be measured, and may be installed between the first bracket 111 and the second bracket 112, and a center rod connected to the second bracket 112 ( The displacement of the object to be measured can be measured through the horizontal movement of 113). In addition, the displacement gauge body 114 may include a displacement gauge housing, a load plate, a guide rod, a return spring, a solenoid coil, and a magnetic body.

이러한 변위계 본체(114)의 구조에 따라, 익스텐소미터(110)는 대상물의 변위에 따라 중심봉(113)과 함께 이동하는 자성체의 위치를 통해 변위를 측정할 수 있다. According to the structure of the displacement meter body 114, the extensometer 110 may measure the displacement through the position of the magnetic body moving together with the center rod 113 according to the displacement of the object.

또한, 변위계 본체(114)는 내부에 중심봉에 물리적인 응력을 제공하면서 중심봉의 처침에 의한 마찰력을 상쇄시키는 마찰력보상부재가 탑재될 수 있다.In addition, the displacement meter body 114 may be equipped with a friction force compensating member that provides a physical stress to the central bar and cancels the friction force caused by the treatment of the central bar.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 데이터 수집 시스템에 포함되는 중앙 관제 서버의 구조를 설명한다.Hereinafter, a structure of a central control server included in a data collection system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 수집 시스템에 포함되는 중앙 관제 서버의 구조에 관한 도면이다.4 is a diagram illustrating the structure of a central control server included in a data collection system according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 중앙 관제 서버(200)는, 센서군과 유선 또는 무선으로 연결되어 복수의 측정신호(ss)를 수신하는 인터페이스(210), 인터페이스(210)를 통해 센서군에 원자력 발전소 격납건물에 대한 검증 테스트를 위한 압력제어신호(ts)를 생성하고, 측정주기에 따라 전송하는 테스트 진행기(220), 복수의 측정신호(ss)를 연산 알고리즘에 적용하여 검증 테스트 결과를 산출하는 연산기(230) 및 검증 테스트 결과를 화면상에 표시하는 디스플레이(240)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, the central control server 200 according to an embodiment of the present invention includes an interface 210 and an interface 210 that are connected to a sensor group by wire or wirelessly to receive a plurality of measurement signals ss. Through the sensor group, a pressure control signal (ts) is generated for a verification test for a nuclear power plant containment building, and a test processor 220 that transmits it according to a measurement period, and a plurality of measurement signals (ss) are applied to the calculation algorithm. It may include an operator 230 for calculating the verification test result and a display 240 for displaying the verification test result on the screen.

인터페이스(210)는 유, 무선 통신망을 통해 검증 테스트 대상인 돔 구조물에 설치되는 센서군과 연결되어 감지된 변위 및 온도 변동을 수신할 수 있다. 이러한 인터페이스(210)는 다양한 유, 무선 통신 프로토콜을 지원하며 근거리 또는 원격지에 위치하는 센서군으로부터 측정신호(ss)를 실시간으로 수신하여 연산기(230)에 전달 수 있다.The interface 210 may be connected to a sensor group installed in a dome structure that is a verification test target through a wired or wireless communication network to receive the detected displacement and temperature fluctuations. The interface 210 supports various wired and wireless communication protocols, and may receive a measurement signal ss from a sensor group located in a near or remote location in real time and transmit it to the calculator 230.

테스트 진행기(220)는 돔 구조물에 설치되어 압력을 가하는 압력 전송기에 압력제어신호(ts)를 전송하여 검증 테스트가 진행되도록 한다.The test processor 220 is installed on the dome structure and transmits a pressure control signal ts to a pressure transmitter that applies pressure so that the verification test is performed.

이에 테스트 진행기(220)는 전술한 인터페이스(210)는 압력 전송기와 유, 무선으로 연결되어 압력제어신호(ts)를 전송할 수 있다.Accordingly, the test processor 220 may transmit the pressure control signal ts by connecting the above-described interface 210 to the pressure transmitter by wire or wirelessly.

연산기(230)는 중앙 관제 서버(200)가 수신한 측정신호(ss)에 본 발명의 연산 알고리즘을 적용하여 검증 테스트 결과를 산출할 수 있다. 이러한 연산기(230)는 다양한 수학식에 따라 사칙연산을 수행하는 프로그램 형태로 구현될 수 있고, 인터페이스(210)로부터 전달되는 측정신호(ss)를 프로그램에 입력하여 검증 테스트 결과를 산출할 수 있다.The calculator 230 may calculate a verification test result by applying the calculation algorithm of the present invention to the measurement signal ss received by the central control server 200. The calculator 230 may be implemented in the form of a program that performs four arithmetic operations according to various equations, and may calculate a verification test result by inputting the measurement signal ss transmitted from the interface 210 into the program.

여기서, 검증 테스트는 예상변위(ED), 허용변위(DA), 여유도(Mg) 및 회복률(Rv) 중, 적어도 하나에 대한 결과를 산출하는 것으로, 이를 산출하기 위한 구체적 연산 알고리즘은 후술한다. Here, the verification test is to calculate a result for at least one of the predicted displacement (ED), the allowable displacement (DA), the margin (Mg), and the recovery rate (Rv), and a specific calculation algorithm for calculating this will be described later.

디스플레이(240)는 산출된 검증 테스트 결과를 수치 형태로 화면상에 표시할 수 있다. 이러한 검증 테스트 결과는 날짜 및 시간별로 순차적으로 정렬되어 표시될 수 있고, 인가된 최대압력(psig), 온도(temp), 센서군에 의해 측정된 전류(mA), 변화된 변위(dip.) 항목과, 전술한 예상변위(ED), 허용변위(DA), 여유도(Mg) 및 회복률(Rv) 항목으로 구분되어 표시될 수 있다.The display 240 may display the calculated verification test result in numerical form on the screen. These verification test results can be displayed sequentially by date and time, and the applied maximum pressure (psig), temperature (temp), current measured by the sensor group (mA), and changed displacement (dip.) , The above-described predicted displacement (ED), allowable displacement (DA), margin (Mg), and recovery rate (Rv) may be classified and displayed.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 데이터 수집 시스템에 포함되는 연산기를 설명한다. Hereinafter, an operator included in the data collection system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 수집 시스템의 중앙 관제 서버에 포함되는 연산기의 구조에 관한 도면이다. 5 is a diagram illustrating a structure of an operator included in a central control server of a data collection system according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 중앙 관제 서버의 연산기(230)는 본 발명의 연산 알고리즘을 구현하는 프로그램으로서 읽고 쓰기가 가능한 기록매체에 기록되어 중앙 관제 서버에 탑재될 수 있고, 예상변위 산출부(231), 허용변위 산출부(233), 여유도 산출부(235) 및 회복률 산출부(237)로 구분될 수 있다.Referring to Figure 5, the operator 230 of the central control server according to an embodiment of the present invention is a program that implements the algorithm of the present invention, recorded on a recording medium capable of reading and writing can be mounted on the central control server, It may be divided into an expected displacement calculation unit 231, an allowable displacement calculation unit 233, a margin calculation unit 235, and a recovery rate calculation unit 237.

이하의 설명에서, 변위(Displacement; Disp.)는 이하의 수학식 1에 의해 정의된다.In the following description, Displacement (Disp.) is defined by Equation 1 below.

Figure 112019069301272-pat00005
Figure 112019069301272-pat00005

상기의 수학식 1에서, '△mA'는 '현재 측정변위값(mA)-가압전 측정변위값(mA)'를 가리킨다.In Equation 1 above,'ΔmA' denotes a'current measured displacement value (mA)-a measured displacement value before pressure (mA)'.

또한, 'B'는 'Corrected Calibration Factor(inch/mA)'로서 이하의 수학식 2로 정의된다.In addition,'B' is defined by Equation 2 below as'Corrected Calibration Factor (inch/mA)'.

Figure 112019069301272-pat00006
Figure 112019069301272-pat00006

상기의 수학식 2에서, 'K'는 변위계측기이 스프링 상수(lb/ft), 'L'은 Invar Wire 실측(설치) 길이(ft), 'E'은 Invar Wire 탄성계수(psi), 'A' Invar Wire 단면적(in2), 'θ'는 Center Point로부터 Invar Wire 설치 각도 편차, 'β'는 Scale Factor(inch/mA)를 나타낸다.In Equation 2 above,'K' is the displacement meter spring constant (lb/ft),'L' is the actual measurement (installation) length of the Invar Wire (ft), and'E' is the Invar Wire elastic modulus (psi), and'A''Invar Wire cross-sectional area (in 2 ),'θ' indicates Invar Wire installation angle deviation from Center Point, and'β' indicates Scale Factor (inch/mA).

또한, 다시 수학식 1에서 'αth'는 Invar Wire 열팽창계수(in/ft/℉), 'L''은 Corrected Length(ft)로서, 'L'=L/cosθ', '△T'는 '현재온도(℉)-가압전온도(℉)'를 나타낸다. In addition, in Equation 1 again,'αth' is the Invar Wire thermal expansion coefficient (in/ft/℉),'L' is the Corrected Length (ft),'L'=L/cosθ', and'△T' is' It represents the current temperature (°F)-pre-pressurization temperature (°F)'.

또한, 예상변위 산출부(231)는 현재압력, 최대예상변위 및 최고압력을 입력받아 측정대상에 대하여 압력에 의한 변위변동 예상값을 산출하는 것으로, 이하의 수학식 3에 의해 예상변위(ED)를 산출할 수 있다.In addition, the predicted displacement calculation unit 231 receives the current pressure, the maximum predicted displacement, and the maximum pressure, and calculates a displacement change predicted value due to pressure with respect to the measurement object, and the predicted displacement (ED) Can be calculated.

Figure 112019069301272-pat00007
Figure 112019069301272-pat00007

일례로서, 현재압력이 46.2, 돔 구조물에 가해질 수 있는 최고압력이 65.6, 최대예상변위가 0.149 이면, 예상변위(ED)는 0.105 inch 로 산출된다.As an example, if the current pressure is 46.2, the maximum pressure that can be applied to the dome structure is 65.6, and the maximum expected displacement is 0.149, the expected displacement (ED) is calculated as 0.105 inch.

또한, 허용변위 산출부(233)는 현재압력, 최대예상변위, 최고압력 및 최초압력을 입력받아 측정대상에 대하여 허용변위값을 산출하는 것으로, 이하의 수학식 4에 의해 허용변위(AD)를 산출할 수 있다.In addition, the allowable displacement calculation unit 233 receives the current pressure, the maximum expected displacement, the maximum pressure, and the initial pressure to calculate the allowable displacement value for the measurement object, and calculates the allowable displacement (AD) by Equation 4 below. Can be calculated.

Figure 112019069301272-pat00008
Figure 112019069301272-pat00008

여기서, 보정계수는, 1.3으로 설정될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Here, the correction factor may be set to 1.3, but is not limited thereto.

일례로서, 현재압력이 46.2, 최초압력이 0, 최고압력은 65.6, 최대예상변위가 0.149이면 0.136 inch 로 산출된다.For example, if the current pressure is 46.2, the initial pressure is 0, the maximum pressure is 65.6, and the maximum expected displacement is 0.149, it is calculated as 0.136 inches.

상기의 최초압력은 초기설정치로서, 대기압에 대응할 수 있다.The initial pressure is an initial set value and may correspond to atmospheric pressure.

또한, 여유도 산출부(235)는 현재압력 및 최대예상변위를 입력받아 허용범위에 대한 여유도(Margin)를 산출하는 것으로, 이하의 수학식 5에 의해 여유도(Mg)를 산출할 수 있다.In addition, the margin calculation unit 235 receives the current pressure and the maximum expected displacement and calculates the margin for the allowable range, and can calculate the margin Mg by Equation 5 below. .

Figure 112019069301272-pat00009
Figure 112019069301272-pat00009

여기서, 보정계수는, 1.3으로 설정될 수 있다.Here, the correction factor may be set to 1.3.

일례로서, 현재변위는 0.14, 최대예상변위가 0.149, 보정계수가 1.3이면, 27.723으로 산출된다.As an example, if the current displacement is 0.14, the maximum expected displacement is 0.149, and the correction factor is 1.3, it is calculated as 27.723.

그리고, 회복률 산출부(237)는 실측최대변위 및 감압후 실측최대변위를 입력받아 측정 대상의 변위 회복률(Recovery)을 산출하는 것으로, 이하의 수학식 6에 의해 회복률(Rv)을 산출할 수 있다.In addition, the recovery rate calculation unit 237 receives the measured maximum displacement and the measured maximum displacement after decompression and calculates the displacement recovery rate of the measurement object, and can calculate the recovery rate Rv by Equation 6 below. .

Figure 112019069301272-pat00010
Figure 112019069301272-pat00010

일례로서, 실측 최대변위 0.192, 감압후 실측 최대변위 0.14 이면, 27.083 %으로 산출된다.As an example, if the measured maximum displacement is 0.192 and the measured maximum displacement after decompression is 0.14, it is calculated as 27.083%.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 데이터 수집 시스템에 의한 구조 건전성 검증 테스트 방법을 설명한다.Hereinafter, a method for verifying structural integrity by a data collection system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 데이터 수집 시스템을 이용한 구조 건전성 검증 테스트 방법에 관한 도면이다.6 is a diagram illustrating a structural integrity verification test method using a data collection system according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 구조 건전성 검증 테스트 방법은 하나 이상의 변위요소에 대한 변동을 측정하는 익스텐소미터를 포함하는 센서군이 설치된 원자력 발전소 격납건물에 대하여, 데이터 수집 시스템에 의한 구조 건전성 검증 테스트 방법에 있어서, 센서군에 측정주기에 따라 압력제어신호를 전송하는 단계(S100), 각 측정주기별 원자력 발전소 격납건물에 대한 센서군이 측정한 변위요소의 변동을 수집하는 단계(S110), 및 복수의 측정신호를 연산 알고리즘에 적용하여 검증 테스트 결과를 산출하는 단계(S120)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 측정주기는 30 초 간격일 수 있다.6, the structural integrity verification test method according to an embodiment of the present invention is a data collection system for a nuclear power plant containment building in which a sensor group including an extensometer measuring fluctuations for one or more displacement elements is installed. In the structural integrity verification test method according to, the step of transmitting a pressure control signal to the sensor group according to the measurement period (S100), collecting the variation of the displacement element measured by the sensor group for the nuclear power plant containment building for each measurement period. A step S110 and a step S120 of calculating a verification test result by applying a plurality of measurement signals to an arithmetic algorithm. Here, the measurement period may be an interval of 30 seconds.

상세하게는, 센서군에 측정주기에 따라 압력제어신호를 전송하는 단계(S100)에서는 측정대상이 원자력 발전소의 돔 구조물에 익스텐소미터를 포함하는 센서군을 설치, 준비하고, 압력을 인가하여 검증 테스트를 수행하게 된다.Specifically, in the step of transmitting the pressure control signal to the sensor group according to the measurement period (S100), the measurement target is to install and prepare a sensor group including an extensometer on the dome structure of a nuclear power plant, and apply pressure. Verification tests are performed.

이때, 돔 구조물에 인가되는 압력은 최대압력이 0 psig 부터 69 psig까지 단계적으로 상승 및 하강하도록 압력제어신호를 전송하게 된다.At this time, the pressure applied to the dome structure transmits a pressure control signal so that the maximum pressure rises and falls stepwise from 0 psig to 69 psig.

다음으로, 각 측정주기별 원자력 발전소 격납건물에 대한 센서군이 측정한 변위요소의 변동을 수집하는 단계(S110)에서는 S100 단계에 따라 센서군으로부터 전송되는 측정신호를 실시간으로 수집하게 된다. 여기서, 중앙 관제 서버에 의해 수집되는 측정신호는 30 주기로 최대압력이 상승 및 하강됨에 따라 측정된 변위 변동값에 대응하게 된다. Next, in the step (S110) of collecting the variation of the displacement element measured by the sensor group for the nuclear power plant containment for each measurement period, the measurement signal transmitted from the sensor group is collected in real time according to the step S100. Here, the measurement signal collected by the central control server corresponds to the measured displacement fluctuation value as the maximum pressure rises and falls in 30 cycles.

이어서, 복수의 측정신호를 연산 알고리즘에 적용하여 검증 테스트 결과를 산출하는 단계(S120)에서는 실시간으로 수집되는 측정신호에 포함된 현재압력, 최고압력, 현재 변위, 실측 최대변위 등의 측정값을 수신하고, 이를 연산기에 정의된 연산 알고리즘에 대입하여 예상변위(ED), 허용변위(AD), 여유도(Mg) 및 회복률(Rv)을 산출하게 된다.Subsequently, in the step of calculating the verification test result by applying the plurality of measurement signals to the calculation algorithm (S120), measurement values such as the current pressure, the maximum pressure, the current displacement, and the actual maximum displacement included in the measurement signal collected in real time are received. Then, the predicted displacement (ED), the allowable displacement (AD), the margin (Mg), and the recovery rate (Rv) are calculated by substituting this into the calculation algorithm defined in the calculator.

상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.Although many items are specifically described in the above description, this should be interpreted as an illustration of a preferred embodiment rather than limiting the scope of the invention. Therefore, the invention should not be determined by the described embodiments, but should be determined by the claims and equivalents to the claims.

10 : 원자력 발전소 격납건물 100 : 센서군
110 : 익스텐소미터 120 : 디지매틱 인디케이터
130 : 서모커풀 140 : RTD
150 : 압력 전송기 200 : 중앙 관제 서버
210 : 인터페이스 220 : 테스트 진행기
230 : 연산기 231 : 예상변위 산출부
233 : 허용변위 산출부 235 : 여유도 산출부
237 : 회복률 산출부 240 : 디스플레이
10: nuclear power plant containment building 100: sensor group
110: extensometer 120: Digimatic indicator
130: thermocouple 140: RTD
150: pressure transmitter 200: central control server
210: interface 220: test processor
230: calculator 231: predicted displacement calculation unit
233: allowable displacement calculation unit 235: margin calculation unit
237: recovery rate calculation unit 240: display

Claims (13)

원자력 발전소 격납건물에 설치되어 하나 이상의 변위요소에 대한 변동을 측정하는 익스텐소미터를 포함하는 센서군; 및
상기 센서군과 연결되어 측정된 변위요소의 변동을 수집하고, 상기 변위요소의 변동값에 기초하여 원자력 발전소 격납건물에 대한 구조 건전성 검증 테스트를 결과를 제공하는 중앙 관제 서버를 포함하고,
상기 익스텐소미터는 상기 원자력 발전소 격납건물에 대한 선형 변위를 측정하는 60 채널 장치로서,
상기 원자력 발전소 격납건물의 기준점에 설치되어 지지력을 제공하는 제1 브래킷;
상기 원자력 발전소 격납건물에 고정되는 제2 브래킷;
상기 제1 브래킷에 고정되고, 상기 제2 브래킷에 연결되는 중심봉이 마련되어 설치된 위치에 따라 상기 중심봉이 수평 이동하며 변위를 감지하는 변위계 본체;
상기 변위계 본체와 상기 제1 브래킷을 연결하는 제1 링크;
상기 변위계 본체의 상기 중심봉과 상기 제2 브래킷을 연결하는 제2 링크; 및
상기 변위계 본체에 구비되어 상기 중심봉에 물리적인 응력을 제공하면서 상기 중심봉의 처침에 의한 마찰력을 상쇄시키는 마찰력보상부재
를 포함하는 데이터 수집 시스템.
A sensor group installed in a containment building of a nuclear power plant and including an extensometer for measuring fluctuations with respect to one or more displacement elements; And
A central control server connected to the sensor group and collecting the measured variation of the displacement element, and providing a result of a structural integrity verification test for the nuclear power plant containment building based on the variation value of the displacement element,
The extensometer is a 60-channel device that measures linear displacement for the nuclear power plant containment,
A first bracket installed at a reference point of the nuclear power plant containment building to provide a supporting force;
A second bracket fixed to the nuclear power plant containment building;
A displacement meter main body fixed to the first bracket and configured to detect displacement by horizontally moving the center rod according to a location where a center rod connected to the second bracket is provided and installed;
A first link connecting the displacement meter body and the first bracket;
A second link connecting the center rod of the displacement gauge body and the second bracket; And
A friction force compensating member provided in the displacement gauge body to provide a physical stress to the central bar and to offset the frictional force caused by the treatment of the central bar.
Data collection system comprising a.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 센서군은,
상기 원자력 발전소 격납건물의 벽면상의 변위 변동을 측정하는 10 채널의 디지매틱 인디케이터;
상기 원자력 발전소 격납건물에 대한 온도변화를 측정하는 10 채널의 서모커플 및 5 채널의 RTD; 및
상기 원자력 발전소 격납건물에 소정의 압력을 인가하는 2 채널의 압력 전송기
중, 하나 이상을 포함하는 데이터 수집 시스템.
The method of claim 1,
The sensor group,
A 10-channel Digimatic indicator for measuring displacement fluctuations on the wall of the nuclear power plant containment building;
A 10-channel thermocouple and 5-channel RTD for measuring a temperature change of the nuclear power plant containment building; And
Two-channel pressure transmitter for applying a predetermined pressure to the nuclear power plant containment building
A data collection system including one or more of.
제 1 항에 있어서,
상기 중앙 관제 서버는,
상기 센서군과 유선 또는 무선으로 연결되어 복수의 측정신호를 수신하는 인터페이스;
상기 인터페이스를 통해 상기 센서군에 상기 원자력 발전소 격납건물에 대한 검증 테스트를 위한 압력제어신호를 생성하고, 측정주기에 따라 전송하는 테스트 진행기;
상기 복수의 측정신호를 연산 알고리즘에 적용하여 검증 테스트 결과를 산출하는 연산기; 및
상기 검증 테스트 결과를 화면상에 표시하는 디스플레이
를 포함하는 데이터 수집 시스템.
The method of claim 1,
The central control server,
An interface connected to the sensor group by wire or wirelessly to receive a plurality of measurement signals;
A test processor for generating a pressure control signal for a verification test of the nuclear power plant containment building in the sensor group through the interface, and transmitting it according to a measurement period;
A calculator for calculating a verification test result by applying the plurality of measurement signals to an arithmetic algorithm; And
Display to display the verification test result on the screen
Data collection system comprising a.
제 4 항에 있어서,
상기 검증 테스트는,
예상변위, 허용변위, 여유도 및 회복률 중, 적어도 하나에 대한 결과를 포함하는 데이터 수집 시스템.
The method of claim 4,
The verification test,
A data collection system including a result of at least one of predicted displacement, allowable displacement, margin, and recovery rate.
제 5 항에 있어서,
상기 연산기는,
상기 예상변위에 대하여 이하의 수학식,
Figure 112019069301272-pat00011


에 따라 산출하는 예상변위 산출부를 포함하는 데이터 수집 시스템.
The method of claim 5,
The operator,
The following equation for the expected displacement,
Figure 112019069301272-pat00011


A data collection system including an expected displacement calculation unit that is calculated according to.
제 5 항에 있어서,
상기 연산기는,
상기 허용변위에 대하여 이하의 수학식,
Figure 112019069301272-pat00012


에 따라 산출하는 허용변위 산출부를 포함하는 데이터 수집 시스템.
The method of claim 5,
The operator,
The following equation for the allowable displacement,
Figure 112019069301272-pat00012


Data collection system including an allowable displacement calculation unit calculated according to.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 최고압력은,
0 psig 부터 69 psig까지 30초 주기로 변동되는 데이터 수집 시스템.
The method of claim 6 or 7,
The maximum pressure is,
A data acquisition system that varies from 0 psig to 69 psig in 30 second cycles.
제 5 항에 있어서,
상기 연산기는,
상기 여유도에 대하여 이하의 수학식,
Figure 112019069301272-pat00013


에 따라 산출하는 허용변위 산출부를 포함하는 데이터 수집 시스템.
The method of claim 5,
The operator,
The following equation for the margin,
Figure 112019069301272-pat00013


Data collection system including an allowable displacement calculation unit calculated according to.
제 7 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 보정계수는 1.3으로 설정되는 데이터 수집 시스템.
The method according to claim 7 or 9,
The correction factor is a data collection system set to 1.3.
제 5 항에 있어서,
상기 연산기는,
상기 회복률에 대하여 이하의 수학식,
Figure 112019069301272-pat00014


에 따라 산출하는 회복률 산출부를 포함하는 데이터 수집 시스템.
The method of claim 5,
The operator,
The following equation for the recovery rate,
Figure 112019069301272-pat00014


Data collection system including a recovery rate calculation unit calculated according to.
하나 이상의 변위요소에 대한 변동을 측정하는 익스텐소미터를 포함하는 센서군이 설치된 원자력 발전소 격납건물에 대하여, 데이터 수집 시스템에 의한 구조 건전성 검증 테스트 방법에 있어서,
상기 센서군에 측정주기에 따라 압력제어신호를 전송하는 단계;
각 측정주기별 상기 원자력 발전소 격납건물에 대한 상기 센서군이 측정한 변위요소의 변동을 수집하는 단계; 및
수집된 복수의 측정신호를 연산 알고리즘에 적용하여 검증 테스트 결과를 산출하는 단계
를 포함하는 구조 건전성 검증 테스트 방법.
In the structural integrity verification test method using a data collection system for a nuclear power plant containment building in which a sensor group including an extensometer for measuring fluctuations of one or more displacement elements is installed,
Transmitting a pressure control signal to the sensor group according to a measurement period;
Collecting the variation of the displacement element measured by the sensor group for the nuclear power plant containment building for each measurement period; And
Step of calculating a verification test result by applying a plurality of collected measurement signals to a calculation algorithm
Structure integrity verification test method comprising a.
제 12 항에 있어서,
상기 측정주기는 30 초 간격인 구조 건전성 검증 테스트 방법.
The method of claim 12,
The measurement period is a structural integrity verification test method with an interval of 30 seconds.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100956650B1 (en) * 2008-01-15 2010-05-10 한국전력공사 Measurement method of nuclear reactor concrete containment structure using optical fiber sensor
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10274689A (en) * 1997-03-31 1998-10-13 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Reactor containment
KR101090687B1 (en) 2009-09-18 2011-12-08 한국전력공사 Extensometer bracket for tensile, compression and fatigue test

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100956650B1 (en) * 2008-01-15 2010-05-10 한국전력공사 Measurement method of nuclear reactor concrete containment structure using optical fiber sensor
KR101712563B1 (en) * 2015-04-10 2017-03-07 (주)다울 Safety supervision system for facilities and safety supervision method thereof

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