KR102274139B1 - technical specification monitoring system in nuclear power plant - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 원자력 발전소의 운영기술지침서 이행 실시간 감시시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 원자력 발전소의 운전제한조건(Limiting Condition for Operation; LCO) 위반 여부와 후속조치 이행 여부를 운영기술지침에 기반하여 감시할 수 있도록 구축된 원자력 발전소의 운영기술지침서 이행 실시간 감시시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a real-time monitoring system for the implementation of operating technical guidelines of a nuclear power plant, and in particular, it is possible to monitor whether a nuclear power plant violates the Limiting Condition for Operation (LCO) and whether follow-up measures are implemented based on the operating technical guidelines. It is related to the real-time monitoring system for the implementation of the operational technical guidelines of nuclear power plants, which was built to
일반적으로 원자력 발전소에서 이용되는 운영기술지침서는 원자력발전소를 안전하게 운영하기 위해서 운전원들이 반드시 지켜야하는 제한조건을 규정한 기술 문서이다. 이 문서의 궁극적인 목적은 발전소 운영을 맡는 운전원에게 최소한의 장비나 운전 변수를 준수하도록 요구하여 원자력발전소를 안전하게 운영함으로서 작업자와 공공을 보호하기 위함이다.Operational technical guidelines generally used in nuclear power plants are technical documents that prescribe the limiting conditions that operators must observe in order to safely operate a nuclear power plant. The ultimate purpose of this document is to protect workers and the public by requiring operators in charge of power plant operation to comply with minimum equipment and operating parameters to operate nuclear power plants safely.
원자력발전소가 운영기술지침서의 규정사항을 준수하면서 운전되고 있는지 감시하는 것은 운전원의 중요한 업무 중 하나이다. 그러나 운영기술지침서의 방대한 양의 내용과 감시 변수, 해석의 다양성, 시간의존성, 작업부하 등의 이유로 발전소 운영 중 실시간 참조 문서로 적용하는데 많은 어려움이 있는 것으로 알려져 있다.It is one of the important tasks of the operator to monitor whether the nuclear power plant is being operated while complying with the provisions of the Operational Technical Guidelines. However, it is known that there are many difficulties in applying it as a real-time reference document during the operation of a power plant due to the vast amount of contents of the Operational Technical Guide, monitoring variables, variability of interpretation, time dependence, and workload.
이러한 운영기술지침서를 용이하게 참조할 수 있게 인쇄물이 아닌 전산화하여 제공할 수 있도록 국내 공개특허 제10-2015-0077941호에는 중대사고관리지침서의 전산화 시스템에 개시되어 있다.Korean Patent Laid-Open No. 10-2015-0077941 discloses a computerized system of serious accident management guidelines so that these operating technical guidelines can be provided in a computerized form instead of printed materials for easy reference.
그런데 상기 시스템은 지침 내용을 신속하게 확인할 수 있을 뿐 운전조건 위반에 대한 후속조치가 적절하게 이루어져 있는지를 감시하는 기능은 제공하지 못하는 단점이 있다.However, the system has a drawback in that it cannot provide a function of monitoring whether a follow-up action for a violation of the driving condition is properly made, but only can quickly check the contents of the guideline.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 운영기술지침서에 근거하여 운전제한조건 위반 여부를 감시하고, 위반 시 후속조치 사항을 제시 및 이행여부를 감시할 수 있는 원자력 발전소의 운영기술지침서 이행 실시간 감시시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was devised to improve the above problems, and it is a nuclear power plant operation technology capable of monitoring whether the operation limit condition is violated based on the operation technical guideline, and presenting follow-up measures in case of violation and monitoring the implementation. The purpose is to provide a real-time monitoring system for implementing the guidelines.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 원자력 발전소의 운영기술지침서 이행 실시간 감시시스템은 원자력 발전소의 운전 상태에 대해 반응도 조건, 정격 열출력, 원자로 냉각재 평균온도를 포함한 공정변수의 상태 정보로부터 원자력 발전소의 운전 모드를 결정하는 운전모드 감시부와; 원자력 발전소의 공정변수에 대한 입력 값으로부터 설정된 계산변수를 산출하여 출력하는 변수계산부와: 원자력 발전소의 설정된 공정에 대한 온도 및 압력 값이 안정 영역에 위치하고 있는 지를 판단하기 위해 온도 및 압력에 대한 그래프 영역 값을 출력하는 그래프 관련변수 감시부와; 원자력 발전소의 계측 대상 파라미터를 측정하는 계측기 채널 상태의 정상여부를 감시하고, 계측기 채널 상태 결과정보를 출력하는 계측기 감시부와: 설정된 운영기술 지침서에 근거하여 원자력 발전소의 공정변수, 상기 운전모드 감시부에 의해 결정된 운전모드 정보와, 상기 변수계산부에서 산출된 계산변수와, 상기 그래프 관련변수 감시부에서 출력되는 그래프 영역 값과, 상기 계측기 감시부에서 출력되는 계측기 채널 상태 결과 정보를 포함한 감시 대상정보로부터 운전제한 조건을 감시하고 운전제한조건을 위반한 것으로 판단되면 위반된 운전제한 조건 식별정보와, 알람, 후속조치사항, 제한시간을 출력하는 운전제한조건 감시부와; 상기 제한시간 내에 상기 후속조치 사항의 완료 여부를 감시하는 후속조치 감시부;를 구비한다.In order to achieve the above object, the real-time monitoring system for the implementation of the operating technical guideline for a nuclear power plant according to the present invention is a nuclear power plant from state information of process variables including reactivity conditions, rated heat output, and average reactor coolant temperature for the operating state of a nuclear power plant. an operation mode monitoring unit for determining the operation mode of A variable calculation unit that calculates and outputs the calculated variables set from the input values for the process variables of the nuclear power plant: a graph of temperature and pressure to determine whether the temperature and pressure values for the set process of the nuclear power plant are located in the stable region a graph-related variable monitoring unit for outputting a region value; An instrument monitoring unit that monitors whether the channel state of the instrument measuring the measurement target parameter of the nuclear power plant is normal, and outputs the result information of the instrument channel state; and the process variable of the nuclear power plant, the operation mode monitoring unit based on the set operating technology guide Monitoring target information including the operation mode information determined by , the calculated variable calculated by the variable calculation unit, the graph area value output from the graph related variable monitoring unit, and the instrument channel state result information output from the measuring instrument monitoring unit a driving restriction condition monitoring unit that monitors the driving restriction condition from the controller and outputs the violation driving restriction condition identification information, an alarm, follow-up measures, and a time limit when it is determined that the driving restriction condition is violated; and a follow-up monitoring unit for monitoring whether the follow-up measures are completed within the time limit.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 변수 계산부는 원자로의 미임계 상태로 도달하기 위해 순간적으로 부가되어야 하는 반응도의 양인 정지 여유도를 원자로의 전 출력, 현재출력, 초기 연소도에 따른 전 출력에서의 출력 결손량, 말기 연소도에 따른 전 출력에서의 출력 결손량, 현재 연소도, 초기 연소도, 말기 연소도, 기포 계수, 제어봉의 최대 제어능, 운전 불가능한 제어봉의 개수, 제어뱅크 제어능, 비정상 제어뱅크 개수, 비정상 제어봉의 개수, 총 제어봉 제어능에 대한 값으로부터 산출하여 제공한다.According to one aspect of the present invention, the variable calculation unit calculates the stop margin, which is the amount of reactivity that must be added instantaneously to reach the subcritical state of the nuclear reactor, from the total output according to the total output, current output, and initial burnout of the nuclear reactor. Output loss, output loss at all outputs according to the final burnout, current burnout, initial burnout, end burnout, bubble count, maximum controllability of control rods, number of control rods that cannot be operated, control bank controllability, abnormal It is calculated and provided from the values for the number of control banks, the number of abnormal control rods, and the total control rod control ability.
또한, 상기 그래프 관련 변수 감시부는 원자로 냉각재 계통의 압력과 온도가 그래프 상에 정상 영역 내에 있는지를 감시하고, 온도 및 압력에 대한 그래프 영역 값을 산출하여 출력하도록 구축될 수 있다.In addition, the graph-related variable monitoring unit may be configured to monitor whether the pressure and temperature of the reactor coolant system are within a normal region on the graph, and to calculate and output graph region values for the temperature and pressure.
바람직하게는 상기 그래프 관련 변수 감시부는 서포트 벡터 머신을 이용하여 감시하도록 구축된다.Preferably, the graph-related variable monitoring unit is configured to monitor using a support vector machine.
또한, 상기 계측기 감시부는 계측기로부터 측정된 값에 대해 오토인코더를 적용하여 재구성된 출력 값과 입력 값 사이의 잔차가 설정된 임계값을 초과하는지에 따라 비정상여부를 판별하도록 구축된다.In addition, the instrument monitoring unit is constructed to determine whether an abnormality is determined according to whether a residual between an output value and an input value reconstructed by applying an autoencoder to a value measured from the instrument exceeds a set threshold value.
또한, 상기 운전모드 감시부는 원자력 발전소의 운전 상태에 대해 반응도 조건, 정격 열출력, 원자로 냉각재 평균온도를 포함한 공정변수의 상태정보로부터 출력운전, 기동, 고온대기, 고온정지, 저온정지, 핵연료 재장전 중 어느 하나의 운전모드인지를 결정하도록 구축된다.In addition, the operation mode monitoring unit outputs operation, start, high temperature standby, high temperature stop, low temperature stop, nuclear fuel reload from state information of process variables including reactivity conditions, rated heat output, and average temperature of reactor coolant for the operating state of the nuclear power plant. It is constructed to determine which one of the driving modes is.
본 발명에 따른 원자력 발전소의 운영기술지침서 이행 실시간 감시시스템에 의하면, 운전제한조건 위반 시 후속조치 사항을 안내함과 아울러 이행 여부를 감시함으로써 운영기술지침서 위반 사례 발생 수를 현저히 감소시켜 줄 수 있고, 안전성 확보와 안전관련 기기의 건전성 확보를 통하여 발전소의 불필요한 정지나 손상을 최소화할 수 있다.According to the real-time monitoring system for the implementation of the operating technical guidelines of a nuclear power plant according to the present invention, it is possible to significantly reduce the number of cases of violation of the operating technical guidelines by guiding the follow-up measures in case of a violation of the operating restriction conditions and monitoring the implementation, It is possible to minimize unnecessary shutdown or damage to the power plant by ensuring safety and the soundness of safety-related equipment.
도 1은 본 발명에 따른 원자력 발전소의 운영기술지침서 이행 실시간 감시시스템을 나타내 보인 블록도이고,
도 2는 도 1의 변수 계산부에서 정지 여유도를 산출하는 과정의 예를 나타내 보인 플로우도이고.
도 3은 도 1의 그래프 관련 변수 감시부에서 서포트 벡터 머신을 적용하여 온도-압력의 그래프 영역을 산출하는 과정을 설명하기 위한 도면이고,
도 4는 도 1의 계측기 감시부에서 오토인코더를 적용하여 계측기 채널을 감시하는 과정을 설명하기 위한 플로우도이다.1 is a block diagram showing a real-time monitoring system for implementing operating technical guidelines of a nuclear power plant according to the present invention;
FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of a process of calculating a stop margin in the variable calculation unit of FIG. 1 .
3 is a diagram for explaining a process of calculating a graph area of temperature-pressure by applying a support vector machine in the graph-related variable monitoring unit of FIG. 1;
4 is a flowchart for explaining a process of monitoring a channel of an instrument by applying an autoencoder in the instrument monitoring unit of FIG. 1 .
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 원자력 발전소의 운영기술지침서 이행 실시간 감시시스템을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, a real-time monitoring system for operating technical guidelines for a nuclear power plant according to a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 원자력 발전소의 운영기술지침서 이행 실시간 감시시스템을 나타내 보인 블록도이다.1 is a block diagram showing a real-time monitoring system for implementing operating technical guidelines of a nuclear power plant according to the present invention.
도 1을 참조하면, 원자력 발전소의 운영기술지침서 이행 실시간 감시시스템(100)은 운전모드 감시부(110), 변수 계산부(120), 그래프 관련변수 감시부(130), 계측기 감시부(140), 운영기술지침서 데이터베이스(DB)(150), 운전제한조건 감시부(160), 후속조치 감시부(170)를 구비한다.Referring to FIG. 1 , the real-
운전모드 감시부(110)는 원자력 발전소의 운전 상태 정보로부터 운전모드를 결정한다. 운전모드 감시부(110)는 원자력 발전소(10)의 운전 상태에 대해 반응도 조건, 정격 열출력, 원자로 냉각재 평균온도를 포함한 공정변수의 상태정보로부터 원자력 발전소(10)의 운전 모드를 결정하고, 결정된 운전모드 정보를 운전제한 조건 감시부(160)에 제공한다.The operation
운전모드 감시부(110)는 원자력발전소(10)의 운전 상태에 대해 반응도 조건, 정격 열출력, 원자로 냉각재 평균온도를 포함한 공정변수의 상태 정보를 조합하여 운전모드를 결정한다. 일반적으로 운전모드는 반응도 조건과 정격 열출력으로 구분되어 출력 운전(운전모드1)과 기동(운전모드2), 고온 대기(운전모드3)가 있으며, 정지모드는 원자로 냉각재 평균온도로 구분되어 고온정지(운전모드4), 저온정지(운전모드5) 그리고 핵연료 재장전(운전모드6)로 구성되어 이 중 어느 하나의 운전모드인지를 결정하도록 구축되어 있다.The operation
변수 계산부(120)는 원자력 발전소(10)의 공정변수에 대한 입력 값으로부터 설정된 계산변수를 산출하여 출력한다.The
변수 계산부(120)는 원자로의 미임계 상태로 도달하기 위해 순간적으로 부가되어야 하는 반응도의 양인 정지 여유도(Shutdown margin; SDM)를 산출하여 제공한다. 변수 계산부(120)는 도 2에 도시된 바와 같이 원자로의 전 출력, 현재 출력, 초기 연소도에 따른 전 출력에서의 출력 결손량, 말기 연소도에 따른 전 출력에서의 출력 결손량, 현재 연소도, 초기 연소도, 말기 연소도, 기포의 단위량 변화에 따른 반응도 변화를 의미하는 기포 계수, 제어봉의 최대 제어능, 운전 불가능한 제어봉의 개수, 제어뱅크 제어능, 비정상 제어뱅크 개수, 비정상 제어봉의 개수, 총 제어봉 제어능에 대한 값으로부터 정지 여유도를 산출하여 제공하도록 구축될 수 있다. 여기서 제어능은 제어봉이 가지는 중성자 조절 능력을 의미한다.The
정지 여유도 산출시 먼저, 초기 연소도의 현재 출력에서 출력 결손량을 계산한다. 이에는 원자로 전 출력, 현재 출력, 초기 연소도에 따른 전 출력에서의 출력 결손량에 해당하는 값이 이용된다. 다음은 말기 연소도의 현재 출력에서 출력 결손량을 계산한다. 이에는 원자로 전 출력, 현재 출력, 말기 연소도에 따른 전 출력에서의 출력 결손량에 해당하는 값이 이용된다. 이후, 현재 연소도의 현재 출력에서 출력 결손량을 계산한다. 이에는 앞에서 계산된 초기 연소도의 현재 출력에서 출력 결손량, 말기 연소도의 현재 출력에서 출력 결손량과 현재 연소도, 초기 연소도, 말기 연소도에 해당하는 값이 이용된다. 후속해서 총 반응도 결손량을 계산한다. 이에는 앞서 과정에서 계산된 현재 연소도의 현재 출력에서 출력 결손량과 기포 계수에 해당하는 값이 이용된다. 이후 운전 불가능 또는 비정상 제어봉의 제어능을 계산한다. 이에는 운전 불가능한 제어봉 제어능과 비정상 제어봉 제어능의 값이 고려된다. 이러한 과정을 거쳐 최종적으로 정지여유도가 계산된다. 이때 총 제어봉 제어능과 앞서 계산된 총 반응도 결손량과 운전 불가능 또는 비정상 제어봉의 제어능이 고려된다.When calculating the stopping margin, first, the amount of output loss is calculated from the current output of the initial burnout. For this, a value corresponding to the amount of power loss in the total power according to the total power of the reactor, the current output, and the initial burnout is used. The following calculates the amount of power loss from the current output of the end burner. For this, a value corresponding to the amount of power loss in the total power according to the total power of the reactor, the current power, and the burn-up at the end of the reactor is used. Thereafter, the output loss amount is calculated from the current output of the current burnup. For this, the output loss amount at the current output of the initial burnout calculated above, the output loss amount at the current output of the end burnup, and values corresponding to the current burnup, the initial burnout, and the end burnout are used. Subsequently, the total reactivity deficit is calculated. For this, the value corresponding to the output loss amount and the bubble coefficient in the current output of the current combustion calculated in the previous process is used. Then, the controllability of the unoperable or abnormal control rod is calculated. For this, the values of the control rod control ability that cannot be operated and the control rod control ability that are abnormal are considered. Through this process, the stopping margin is finally calculated. At this time, the total control rod control ability, the previously calculated total reactivity deficit, and the control ability of the inoperable or abnormal control rod are considered.
그래프 관련변수 감시부(130)는 원자력 발전소(10)의 설정된 공정에 대한 온도와 압력을 수신 받고, 수신된 온도 및 압력 값이 그래프 상에서 안정 영역에 위치하고 있는지를 판단하기 위해 온도 및 압력에 대한 그래프 영역 값을 산출하여 출력한다.The graph related
그래프 관련변수 감시부(130)는 일 예로서 원자로 냉각재 계통의 압력과 온도를 수신 받고, 수신된 온도와 압력이 그래프 상에 정상 영역 내에 있는지를 감시하고, 온도 및 압력에 대한 그래프 영역 값을 산출하여 출력하도록 구축될 수 있다.As an example, the graph-related
여기서, 그래프 관련 변수 감시부(130)는 서포트 벡터 머신(Support Vector Machine; SVM)을 이용하여 감시하도록 구축되는 것이 바람직하다.Here, the graph-related
여기서 서포트 벡터 머신은 도 3에 도시된 바와 같이 데이터를 두 개의 다른 데이터로 분류가 가능한 초평면을 찾는 아이디어에 기반을 둔 방법론을 수행하는 엔진이다. 따라서 만약 두 개의 다른 데이터가 선으로 쉽게 구별 가능하다면, 서포트 벡터 머신은 최적의 분류 방법으로 쓰일 수 있다. 그래프 관련 변수 감시부(130)에 서포트 벡터 머신을 적용하기 위해서는 첫 번째로 데이터 준비가 필요하다. 압력-온도 곡선(P-T curve)로부터 원자로 냉각재계통의 압력과 온도를 나타내는 데이터를 추출하고 추출된 압력과 온도의 값이 압력-온도 곡선(P-T curve)상의 어느 영역에 위치하는지에 따라서 바람직한 영역(Z(1)) 또는 바람직하지 않는 영역(Z(0))으로 정의하여 데이터 세트를 구성한다. 이렇게 구성된 데이터 세트는 학습용 데이터와 테스트용 데이터로 나눈다. 두 번째 단계는 서포트 벡터 머신 모델의 학습 단계이다. 학습용 데이터 세트를 이용하여 서포트 벡터 머신을 훈련시킨다. 이 때 서포트 벡터 머신의 성능은 매개변수 C와 감마(gamma)값에 따라서 다르며 서포트 벡터 머신은 최대 마진을 갖는 초평면을 찾는 것을 목표로 학습된다. 세 번째 단계는 테스트 단계이다. 학습된 서포트 벡터 머신 모델은 테스트 데이터 세트를 통해 테스트 된다. 서포트 벡터 머신에 테스트 데이터 세트의 원자로냉각재계통의 압력과 온도가 입력되면 압력-온도 곡선(P-T curve)상의 어느 영역에 위치하는지 출력한다. 이 때 출력된 값이 테스트 데이터 세트에 미리 정의된 출력 값과 일치할수록 높은 정확도를 가진 분류 모델로 간주한다.Here, the support vector machine is an engine that performs a methodology based on the idea of finding a hyperplane that can classify data into two different data as shown in FIG. 3 . Therefore, if two different data can be easily distinguished by a line, a support vector machine can be used as an optimal classification method. In order to apply the support vector machine to the graph-related
계측기 감시부(140)는 원자력 발전소(10)의 계측 대상 파라미터를 측정하는 계측기 채널 상태의 정상 여부를 감시하고, 계측기 채널 상태 결과정보를 출력한다.The
계측기 감시부(140)는 계측기로부터 측정된 값에 대해 인공지능 엔진 중 하나인 오토인코더를 적용하여 재구성된 출력 값과 입력 값 사이의 잔차가 설정된 임계값을 초과하는지에 따라 비정상여부를 판별하도록 구축되는 것이 바람직하다.The
오토인코더는 인공 신경망 모델 중 하나로 인코더와 디코더로 구성되어 입력된 값을 그대로 재구성하는 엔진이다. 원자력발전소(10)의 계측기로부터 측정되는 값은 다양하며 시계열 데이터의 특징을 가지고 있기 때문에 이를 다루는데 잘 알려진 오토인코더를 적용하고 도 4를 함께 참조하여 설명한다. Autoencoder is one of the artificial neural network models and is an engine that reconstructs the input value as it is composed of an encoder and a decoder. Since the values measured from the instruments of the
계측기 감시 기능에 오토인코더를 적용하기 위해서는 먼저 데이터 준비가 필요하다. 감시 대상으로 하는 계측기 채널로부터 센서 값을 추출하여 데이터를 구성하고 훈련 데이터 세트와 테스트 데이터 세트로 나눈다. 이 때 훈련 데이터 세트에는 오토인코더 모델을 학습시키기 위하여 정상 계측기 센서 데이터들로 구성된다. 테스트 데이터 세트에는 오토인코더 모델의 비정상 탐지 능력을 평가하기 위해서 정상과 비정상 센서 데이터들로 구성된다. 훈련 데이터 세트를 이용하여 오토인코더 모델은 학습된다. 이때 학습의 목표는 오토인코더에 의해 출력되는 값과 입력된 값의 차이를 줄이는 방향으로 가중치를 업데이트 하는 방식이다. 잔차의 오류 값은 오토인코더 모델에 의해 재구성된 출력 값과 오토인코더에 입력된 값 사이의 차이 값을 제곱한 값이다. 잔차 값의 변화는 비정상 센서의 발생을 암시하기 때문에 중요하다. 정상 계측기 센서의 경우에는 오토인코더 모델은 낮은 잔차 값을 나타낼 것이며 반면에 비정상 계측기 센서의 경우, 오토인코더 모델은 높은 잔차 값을 나타낼 것이다. 정상과 비정상 센서 사이의 구별은 특정 임계값을 결정함으로서 결정된다. 이 임계값은 정상 센서 데이터로 학습된 오토인코더 모델의 잔차 값을 활용하여 결정된다.In order to apply the autoencoder to the instrument monitoring function, data preparation is required first. Data are constructed by extracting sensor values from the instrument channel being monitored and divided into a training data set and a test data set. At this time, the training data set consists of normal instrument sensor data to train the autoencoder model. The test data set consists of normal and abnormal sensor data to evaluate the anomaly detection capability of the autoencoder model. Using the training data set, the autoencoder model is trained. At this time, the goal of learning is to update the weights in the direction of reducing the difference between the value output by the autoencoder and the input value. The error value of the residual is the squared value of the difference between the output value reconstructed by the autoencoder model and the value input to the autoencoder. Changes in residual values are important because they imply the occurrence of an anomalous sensor. For a normal instrument sensor, the autoencoder model will show a low residual value, whereas for an anomalous instrument sensor, the autoencoder model will show a high residual value. The distinction between normal and abnormal sensors is determined by determining a specific threshold. This threshold is determined using the residual value of the autoencoder model trained with normal sensor data.
따라서 오토인코더 모델이 학습되고 임계값이 결정되면 테스트 데이터 세트를 이용하여 오토인코더 모델을 테스트한다. 학습된 오토인코더 모델에 테스트 데이터 세트의 계측기 채널의 센서 값이 입력되면 이 값을 그대로 재구성하여 출력한다. 재구성된 출력 값과 입력 값 사이의 잔차를 구하여 만약 임계값을 초과하지 않으면 정상 센서로 간주하고 임계값을 초과하면 비정상 센서로 간주된다.Therefore, when the autoencoder model is trained and the threshold is determined, the autoencoder model is tested using the test data set. When the sensor value of the instrument channel of the test data set is input to the learned autoencoder model, this value is reconstructed and output as it is. The residual between the reconstructed output value and the input value is obtained. If the threshold value is not exceeded, it is considered a normal sensor, and if the threshold value is exceeded, it is considered an abnormal sensor.
운전제한조건 감시부(160)는 설정된 운영기술지침서의 내용이 기록된 운영기술지침서 데이터베이스(DB)(150)에 근거하여 원자력 발전소(10)의 공정변수, 운전모드 감시부(110)에 의해 결정된 운전모드 정보, 변수 계산부(120)에서 산출된 계산변수인 정지여유도, 그래프 관련변수 감시부(130)에서 온도-압력이 위치되는 그래프 영역 값과, 계측기 감시부(140)에서 출력되는 계측기 채널 상태 결과정보 및 운전자 입력부(20)로부터 입력된 정보 및 현재시간정보를 포함한 감시 대상정보로부터 운전제한 조건을 감시하고, 운전제한조건을 위반한 것으로 판단되면 위반된 운전제한조건 식별정보와, 알람, 후속조치사항, 제한시간을 메인 출력부(180) 및 후속조치 감시부(170)에 출력한다.The operation limit
여기서, 메인 출력부(180)는 운전자에게 운전 상태 정보를 표시하여 제공하는 운전자 단말기가 적용될 수 있다. 여기서 운전자 단말기는 원자력 발전소의 주제어실의 표시장치, 운영 기술실의 표시장치, 종합 상황실의 표시장치 등이 적용될 수 있다.Here, the
후속조치 감시부(170)는 제한시간 내에 후속조치 사항의 완료 여부를 감시하고, 감시결과를 메인 출력부(180)에 제공한다.The follow-up
후속조치 감시부(170)는 원자력 발전소(10)의 공정변수, 운전모드 감시부(110)에 의해 결정된 운전모드 정보, 변수 계산부(120)에서 산출된 계산변수인 정지여유도, 그래프 관련변수 감시부(130)에서 온도-압력이 위치되는 그래프 영역 값과, 계측기 감시부(140)에서 출력되는 계측기 채널 상태 결과정보 및 운전자 입력부(20)로부터 입력된 정보 및 현재시간정보를 포함한 감시 대상정보를 수신 받아 후속조치 사항의 이행여부를 판단하고, 이행 완료 여부에 대한 결과 정보를 메인 출력부(180)에 제공한다.The follow-up
한편, 운전제한 조건 감시부(160)는 운전제한조건 위반 이력정보를 기억장치(미도시)에 기록하고, 열람을 지원하도록 구축된다.On the other hand, the driving restriction
이상에서 설명된 원자력 발전소의 운영기술지침서 이행 실시간 감시시스템에 의하면, 운전제한조건 위반 시 후속조치 사항을 안내함과 아울러 이행 여부를 감시함으로써 운영기술지침서 위반 사례 발생 수를 현저히 감소시켜 줄 수 있고, 안전성 확보와 안전관련 기기의 건전성 확보를 통하여 발전소의 불필요한 정지나 손상을 최소화할 수 있다.According to the real-time monitoring system for the implementation of the operating technical guidelines of nuclear power plants described above, it is possible to significantly reduce the number of cases of violation of the operating technical guidelines by guiding follow-up measures in case of violation of the operating restriction conditions and monitoring the implementation. It is possible to minimize unnecessary shutdown or damage to the power plant by securing safety and ensuring the soundness of safety-related equipment.
110: 운전모드 감시부 120: 변수 계산부
130: 그래프 관련변수 감시부 140: 계측기 감시부
150: 운영기술지침서 데이터베이스(DB) 160: 운전제한조건 감시부
170: 후속조치 감시부110: operation mode monitoring unit 120: variable calculation unit
130: graph related variable monitoring unit 140: measuring instrument monitoring unit
150: Operational technical guide database (DB) 160: Operation limit condition monitoring unit
170: Follow-up monitoring department
Claims (6)
원자력 발전소의 공정변수에 대한 입력 값으로부터 설정된 계산변수를 산출하여 출력하는 변수 계산부와:
원자력 발전소의 설정된 공정에 대한 온도 및 압력 값이 안정 영역에 위치하고 있는 지를 판단하기 위해 온도 및 압력에 대한 그래프 영역 값을 출력하는 그래프 관련변수 감시부와;
원자력 발전소의 계측 대상 파라미터를 측정하는 계측기 채널 상태의 정상여부를 감시하고, 계측기 채널 상태 결과정보를 출력하는 계측기 감시부와:
설정된 운영기술 지침서에 근거하여 원자력 발전소의 공정변수, 상기 운전모드 감시부에 의해 결정된 운전모드 정보와, 상기 변수 계산부에서 산출된 계산변수와, 상기 그래프 관련변수 감시부에서 출력되는 그래프 영역 값과, 상기 계측기 감시부에서 출력되는 계측기 채널 상태 결과정보를 포함한 감시 대상정보로부터 운전제한 조건을 감시하고 운전제한조건을 위반한 것으로 판단되면 위반된 운전제한 조건 식별정보와, 알람, 후속조치사항, 제한시간을 출력하는 운전제한조건 감시부와;
상기 제한시간 내에 상기 후속조치 사항의 완료 여부를 감시하는 후속조치 감시부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 원자력 발전소의 운영기술지침서 이행 실시간 감시시스템.an operation mode monitoring unit for determining an operation mode of the nuclear power plant from state information of process variables including reactivity conditions, rated heat output, and average temperature of a reactor coolant with respect to the operation state of the nuclear power plant;
A variable calculation unit that calculates and outputs the calculated variable set from the input value of the process variable of the nuclear power plant;
a graph-related variable monitoring unit for outputting graph region values for temperature and pressure to determine whether temperature and pressure values for a set process of a nuclear power plant are located in a stable region;
A measuring instrument monitoring unit that monitors whether a channel state of a measuring instrument measuring a parameter to be measured in a nuclear power plant is normal, and outputs instrument channel state result information;
Based on the set operating technology guideline, the process variable of the nuclear power plant, the operation mode information determined by the operation mode monitoring unit, the calculated variable calculated by the variable calculation unit, the graph area value output from the graph related variable monitoring unit, and , the operation restriction condition is monitored from the monitoring target information including the instrument channel status result information output from the instrument monitoring unit, and when it is determined that the operation restriction condition is violated, the violation operation restriction condition identification information, alarm, follow-up measures, and restrictions a driving restriction condition monitoring unit for outputting time;
and a follow-up monitoring unit for monitoring whether the follow-up measures are completed within the time limit.
원자로의 미임계 상태로 도달하기 위해 순간적으로 부가되어야 하는 반응도의 양인 정지 여유도를 원자로의 전 출력, 현재출력, 초기 연소도에 따른 전 출력에서의 출력 결손량, 말기 연소도에 따른 전 출력에서의 출력 결손량, 현재 연소도, 초기 연소도, 말기 연소도, 기포 계수, 제어봉의 최대 제어능, 운전 불가능한 제어봉의 개수, 제어뱅크 제어능, 비정상 제어뱅크 개수, 비정상 제어봉의 개수, 총 제어봉 제어능에 대한 값으로부터 산출하여 제공하는 것을 특징으로 하는 원자력 발전소의 운영기술지침서 이행 실시간 감시시스템.The method of claim 1, wherein the variable calculation unit
The stop margin, which is the amount of reactivity that must be added instantaneously to reach the subcritical state of the nuclear reactor, is calculated from the total output of the reactor, the current output, the amount of power loss at the full output according to the initial burnout, and the total output according to the end burnout. output loss, current burnout, initial burnout, end burnout, bubble count, maximum controllability of control rods, number of control rods that cannot be operated, control bank control ability, number of abnormal control banks, number of abnormal control rods, total control rod control A real-time monitoring system for operating technical guidelines for nuclear power plants, characterized in that they are calculated and provided from values for performance.
계측기로부터 측정된 값에 대해 오토인코더를 적용하여 재구성된 출력 값과 입력 값 사이의 잔차가 설정된 임계값을 초과하는지에 따라 비정상여부를 판별하도록 된 것을 특징으로 하는 원자력 발전소의 운영기술지침서 이행 실시간 감시시스템.5. The method of claim 4, wherein the instrument monitoring unit
Real-time monitoring of implementation of operating technical guidelines for nuclear power plants, characterized in that by applying an auto-encoder to the values measured from the instrument and determining whether abnormalities are detected according to whether the residual between the reconstructed output value and the input value exceeds a set threshold value system.
원자력 발전소의 운전 상태에 대해 반응도 조건, 정격 열출력, 원자로 냉각재 평균온도를 포함한 공정변수의 상태정보로부터 출력운전, 기동, 고온대기, 고온정지, 저온정지, 핵연료 재장전 중 어느 하나의 운전모드인지를 결정하도록 된 것을 특징으로 하는 원자력 발전소의 운영기술지침서 이행 실시간 감시시스템.
The method of claim 5, wherein the operation mode monitoring unit
From the state information of process variables including reactivity condition, rated heat output, and average temperature of reactor coolant for the operating state of a nuclear power plant, which one of operation mode is output operation, start, high temperature standby, high temperature stop, low temperature stop, and nuclear fuel reload? A real-time monitoring system for implementing technical guidelines for operation of nuclear power plants, characterized in that they are determined to be determined.
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