KR102448257B1 - 제어봉 위치지시기 및 이를 구비하는 원전 - Google Patents

제어봉 위치지시기 및 이를 구비하는 원전 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 원자로의 노심을 수용하는 압력용기의 내부에 배치되는 제어봉과 일단부가 연결되어 상기 제어봉의 이동 시 함께 변위가 발생하도록 이루어지는 구동축; 상기 구동축의 길이 방향을 따라 상기 구동축을 감싸도록 형성되고, 순차적으로 적층 배치되며, 자기장이 형성된 상태에서, 상기 구동축의 상대적인 움직임이 발생하는 경우, 인덕턴스(inductance) 값의 변화를 각각 일으키도록 이루어지는 복수의 솔레노이드부; 및 상기 압력용기의 외부에 배치되고, 상기 솔레노이드부와 전기적으로 연결되며, 상기 솔레노이드부에 대하여 상기 구동축의 상대적인 움직임 발생 시 각각의 상기 솔레노이드부로부터 획득되는 상기 인덕턴스 값을 근거로 상기 제어봉의 삽입도를 측정하도록 이루어지는 측정부를 포함하는 제어봉 위치지시기를 개시한다.

Description

제어봉 위치지시기 및 이를 구비하는 원전{CONTROL ROD POSITION INDICATOR AND NUCLEAR POWER PLANT HAVING THE SAME}
본 발명은 원자로에 구비되는 제어봉의 삽입도를 측정하는 제어봉 위치지시기 및 이를 구비하는 원전에 관한 것이다.
원자로의 노심에는 핵분열 반응을 제어하여 원자로의 출력을 조절하거나 정지시키기는 기능을 수행하는 다수의 제어봉이 설치된다. 제어봉은 중성자 흡수 물질로 이루어져 있으며 노심 내에 삽입되는 정도에 따라 원자로의 출력을 변화시키거나 유지할 수 있다. 제어봉의 삽입도는 제어봉을 움직이는 구동축의 위치를 측정하여 조절한다. 따라서, 구동축 위치의 정확한 지시는 원자로의 출력 조절 및 정지에 필수적으로 요구되는 사항이다.
현재 운영 중인 대형 원전에서는 제어봉 구동장치 및 위치지시기가 원자로의 헤드 상부에 외장되어 있어, 냉각재와 접하지 않으므로 온도 및 압력에 영향받지 않으며, 측정 방식 및 크기 등에도 큰 제약이 없다. 그러나 제어봉 구동장치 및 위치지시기를 원자로에 외장하기 위해 필요한 원자로 관통노즐부가 손상되면 냉각재 누설 또는 제어봉 이탈 등이 발생하여 원전 안전을 저해할 수 있다.
한편, 최근 국내의 스마트(SMART) 원자로를 비롯해 세계적으로 소형 모듈형 원자로(Small Modular Reactor, SMR)에 대한 관심이 증가하고 있다. 소형 모듈형 원자로는, 원자로, 가압기, 증기발생기 및 냉각재펌프 등을 하나의 압력용기에 구비하여, 종래의 상용 원자로에 비해 시스템의 크기가 줄어들어 상대적으로 작은 부지에도 설치 가능하며 사고 위험도 또한 낮출 수 있다.
소형 모듈형 원자로의 소형화 설계를 위해 제어봉 구동장치와 이에 부속하는 위치지시기 또한 압력용기 내에 내장하는 것이 필요하며, 이때 압력용기 내의 고온, 고방사선 및 냉각재 유동 환경을 필수적으로 고려해야 한다. 또한 소형 모듈형 원자로 내부의 기기 배치는 매우 조밀하여 위치지시기의 설치 후 유지 보수가 쉽지 않으므로, 설계 수명 기간 내 정상적인 기능 수행을 위하여 위치지시기의 독립 다채널 구성이 필요한 실정이다. 하지만, 종래의 제어봉 위치지시기와 관련된 기술들은 위치지시기를 원자로의 압력용기에 내장하는 것이 어렵거나, 위치지시기를 독립 다채널로 구성하는 것에 어려움을 갖고 있다.
본 발명의 일 목적은, 원자로의 압력용기 내부에 배치 가능하며, 제어봉의 위치를 독립적으로 측정 가능한 다채널 방식의 제어봉 위치지시기 및 이를 구비하는 원전을 제공하는 것이다.
이와 같은 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따르는 제어봉 위치지시기는, 원자로의 노심을 수용하는 압력용기의 내부에 배치되는 제어봉과 일단부가 연결되어 상기 제어봉의 이동 시 함께 변위가 발생하도록 이루어지는 구동축; 상기 구동축의 길이 방향을 따라 상기 구동축을 감싸도록 형성되고, 순차적으로 적층 배치되며, 자기장이 형성된 상태에서, 상기 구동축의 상대적인 움직임이 발생하는 경우, 인덕턴스(inductance) 값의 변화를 각각 일으키도록 이루어지는 복수의 솔레노이드부; 및 상기 압력용기의 외부에 배치되고, 상기 솔레노이드부와 전기적으로 연결되며, 상기 솔레노이드부에 대하여 상기 구동축의 상대적인 움직임 발생 시 각각의 상기 솔레노이드부로부터 획득되는 상기 인덕턴스 값을 근거로 상기 제어봉의 삽입도를 측정하도록 이루어지는 측정부를 포함한다.
한편, 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 일 실시예에 따르는 원전은, 상기 제어봉 위치지시기를 포함한다.
상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 제어봉과 연결된 구동축의 변위에 따른 인덕턴스 값을 제공하는 솔레노이드부가 고온 고압의 압력용기 내부에서도 안정적으로 동작 가능하여, 솔레노이드부를 압력용기 내부에 배치시킴에 따라 원자로의 전체 크기를 소형화할 수 있다.
또한, 솔레노이드부가 복수로 구비되며, 측정부에 의해 각각 독립되게 인덕턴스 값의 변화를 측정하도록 이루어지므로, 일부 솔레노이드부에 손상이 발생하는 경우에도 손상이 발생하지 않은 나머지 솔레노이드부를 이용하여 제어봉의 삽입도를 안정적으로 측정할 수 있다.
또한, 복수의 솔레노이드부 중 내측에 위치하는 솔레노이드부가 외측에 위치하는 솔레노이드부에 의해 보호되어 그 기능을 보다 안정적으로 구현할 수 있다.
또한, 내측 솔레노이드부의 코일부가 감기는 보빈부의 일단부가 반경 방향으로 돌출 형성되어 외측 솔레노이드부의 보빈부의 내면에 맞닿게 형성되어, 적층 구조의 솔레노이드부의 구조적 안정성을 향상시키며 보빈부의 일단부가 서로 맞닿아 열을 전달함으로써 냉각효과를 얻을 수 있다.
또한, 복수의 솔레노이드부 중 최외측에 배치되는 솔레노이드부를 감싸는 자기장 생성부에 의해 각각의 솔레노이드부에 별도로 자기장 형성을 위한 전원을 인가하지 않아도 되므로, 제어봉 위치지시기의 구조를 보다 간결하게 디자인할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어봉 위치지시기 및 이를 구비하는 원전을 보인 개념도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제어봉 위치지시기의 일 예를 솔레노이드부를 중심으로 개념적으로 보인 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 제어봉 위치지시기의 다른 일 예를 개념적으로 보인 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 제어봉 위치지시기에 의해 각각의 솔레노이드부로부터 측정되는 인덕턴스 값의 변화를 채널별로 보인 그래프이다.
이하, 본 발명에 관련된 제어봉 위치지시기 및 이를 구비하는 원전에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.
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 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어봉 위치지시기(100) 및 이를 구비하는 원전(10)을 보인 개념도이다. 도 2는 도 1에 도시된 제어봉 위치지시기(100)의 일 예를 솔레노이드부(120)를 중심으로 개념적으로 보인 도면이다. 도 3은 도 2에 도시된 제어봉 위치지시기(110)의 다른 일 예를 개념적으로 보인 도면이다. 도 4는 도 2에 도시된 제어봉 위치지시기(100)에 의해 각각의 솔레노이드부(120)로부터 측정되는 인덕턴스 값의 변화를 채널별로 보인 그래프이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 원전(10)은 제어봉(14)의 삽입도를 측정하는 제어봉 위치지시기(100)를 포함한다.
원전(10)은 핵반응을 발생시키는 원자로를 포함한다. 원전(10)은, 핵연료를 포함하는 원자로의 노심(13)에서 핵연료의 핵분열로 발생하는 열에너지를 전력으로 전환시키도록 이루어진다. 원자로의 노심(13)은 압력용기(12)의 내부에 수용된다. 또한, 원전(10)은 내부에 상기 압력용기(12)를 수용하여 압력용기(12)를 보호하고, 사고 발생 시 외부 환경으로 방사성 물질의 누출을 막도록 이루어지는 격납부(11)를 포함할 수 있다.
제어봉(14)은 핵연료의 반응도를 조절하는 기능을 수행한다. 제어봉(14)은 열중성자를 잘 흡수하는 재료로 피복된 봉상의 형태로 이루어질 수 있다. 제어봉(14)은 원자로의 노심(13)에 삽입시키거나 노심(13)으로부터 멀어지게 이동됨에 따라 기능을 수행한다. 또한, 제어봉(14)은 복수로 구비될 수 있다. 제어봉(14)의 일단부는 후술하는 구동축(110)과 연결되고, 상기 원자로에는 구동축(110)을 노심(13)과 가까워지거나 멀어지는 방향을 이동시키도록 이루어지는 제어봉 구동부(미도시)가 마련될 수 있다. 상기 제어봉 구동부는, 후술하는 솔레노이드부(120)와 함께 상기 압력용기(12) 내부에 배치될 수 있다.
이하 제어봉 위치지시기(100)에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
제어봉 위치지시기(100)는, 구동축(110), 복수의 솔레노이드부(120) 및 측정부(130)를 포함한다.
구동축(110)은, 상기 원자로의 노심(13)을 수용하는 압력용기(12)의 내부에 배치되는 상기 제어봉(14)의 이동 시 제어봉(14)과 함께 변위가 발생하도록 이루어진다. 구동축(110)과 제어봉(14)은 예를 들어, 노심(13)의 상부를 통해 노심(13)에 삽입되거나 노심(13)으로부터 멀어지는 방향으로 이동될 수 있다.
솔레노이드부(120)는 복수로 구비될 수 있다. 본 발명의 설명에서는, 복수의 솔레노이드부(120)가 제1 솔레이드부(120a), 제2 솔레노이드부(120b), 제3 솔레노이드부(120c) 및 제4 솔레노이드부(120d)와 같이 4개로 구성되는 구조를 일 예로 들어 설명하기로 한다. 다만, 복수의 솔레노이드부(120)의 개수는 4개로 한정되는 것이 아니며, 4개가 아닌 다른 개수의 복수로 구성될 수 있다.
솔레노이드부(120)는, 구동축(110)의 길이 방향을 따라 구동축(110)의 일부를 감싸도록 형성되며, 순차적으로 적층 배치된다. 그리고, 자기장이 형성된 상태에서, 솔레노이드부(120)의 중심부에 위치하는 구동축(110)의 상대적인 움직임이 발생하는 경우, 인덕턴스(inductance) 값의 변화를 각각 일으키도록 이루어진다. 또한, 솔레노이드부(120)는, 구동축(110)과 함께 압력용기(12)의 내부에 배치될 수 있다. 또한, 솔레노이드부(120)는, 케이스(미도시)와 같이 수용공간을 갖는 구조물의 내부에 내장될 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 압력용기(12) 내부의 고온·고압의 냉각재 환경에서도 기능을 안정적으로 제공할 수 있다.
또한, 솔레노이드부(120)는 솔레노이드부(120)의 길이 방향에 대하여 수직한 복수의 솔레노이드부(120)의 단면은, 구동축(110)을 중심으로 동심원을 형성하도록 이루어질 수 있다. 즉, 복수의 솔레노이드부(120)에서 내측에 위치하는 솔레노이드부(120)가 외측에 위치하는 솔레노이드부(120)에 의해 감싸지게 형성되어, 외부 환경으로부터 보호될 수 있다. 결과적으로 구동축(110)의 이동 시 상기 인덕턴스 값의 변화를 발생시키는 솔레노이드부(120)의 기능을 보다 안정적으로 제공할 수 있다.
측정부(130)는, 상기 원자로의 압력용기(12)의 외부에 배치되며, 솔레노이드부(120)와 전기적으로 연결될 수 있다. 여기에서, 측정부(130)는 솔레노이드부(120)에 대하여 구동축(110)의 상대적인 움직임 발생 시 각각의 솔레노이드부(120)로부터 획득되는 상기 인덕턴스 값을 근거로 제어봉(14)이 노심(13)에 삽입된 정도를 측정하도록 이루어질 수 있다.
한편, 측정부(130)는, 복수의 솔레노이드부(120) 중 적어도 어느 하나로부터 상기 인덕턴스 값을 각각 독립적으로 획득하고, 솔레노이드부(120)로부터 획득한 각각의 상기 인덕턴스 값을 근거로 상기 제어봉(14)의 삽입도를 측정하도록 이루어질 수 있다. 즉, 측정부(130)는, 복수의 솔레노이드부(120)에 대한 상기 인덕턴스 값의 변화를 모두 측정할 수도 있지만, 필요에 따라 복수의 솔레노이드부(120) 중 적어도 어느 하나를 제외한 나머지 솔레노이드부(120) 대한 상기 인덕턴스 값의 변화를 측정하도록 이루어질 수 있다. 또한, 측정부(130)는, 복수의 솔레노이드부(120)로부터 상기 인덕턴스 값을 독립적으로 측정하는 채널별 측정부(131)와 채널별 측정부(131)로부터 상기 인덕턴스 값을 전달받아, 제어봉(14)의 위치를 분석하는 분석부(132)로 이루어질 수 있다.
도 4를 참조하면, 각각의 솔레노이드부(120)에 동일한 크기와 위상의 전류를 인가하면 솔레노이드부(120) 내부에 축방향의 자기장이 형성된다. 이 상태에서 구동축(110)을 길이 방향으로 이동시키면 솔레노이드부(120) 내부의 자기장이 변화하여 복수의 솔레노이드부(120)에 의해 만들어지는 각각의 채널에 상기 인덕턴스 값을 변화시킨다. 도 4에 도시된 바와 같이, 모든 채널들에서 구동축(110)의 변위에 따라 인덕턴스 값이 단조 증가하는 것을 볼 수 있다.
그리고, 구동축(110)의 변위에 따른 각 채널의 상기 인덕턴스 값의 변화를 사전에 해석 또는 시험을 통해 파악하고, 상기 인덕턴스 값의 변화 추세를 근사화한 함수식을 구하여 기록하면 제어봉(14)의 위치지시값을 측정할 수 있다.
또한, 도 4에 도시된 채널별 인덕턴스 값의 시뮬레이션 결과에서 알 수 있듯이, 채널에 관계없이 상기 인덕턴스 값의 변화 경향은 동일하나, 상기 인덕턴스 값의 절대값은 채널별로 상이하게 나타난다. 필요한 경우 각각 솔레노이드부(120)의 채널의 단위 길이당 권선수를 조절하면 상기 인덕턴스 값을 채널에 무관하게 일정하게 설정할 수 있다.
예를 들어, 솔레노이드부(120)의 단위 길이당 권선수를 N, 단면적을 A, 인덕턴스 값을 L이라고 하면 L=μ0AN2 이다. 여기에서, μ0는 공기중에서의 투자율(magnetic permeability)을 의미한다.
또한, 솔레노이드부(120)의 채널 1의 단위 길이당 권선수를 N1, 단면적을 A1, 인덕턴스를 L1이라고 하고, 채널 2의 단위 길이당 권선수를 N2, 단면적을 A2, 인덕턴스를 L2라 하면, L1=L2일 때
Figure 112020103300261-pat00001
이며,
Figure 112020103300261-pat00002
이므로 N2를 조절하면 솔레노이드부(120)의 채널 1과 채널 2의 인덕턴스 값을 동일하게 만들 수 있다.
위와 같이 솔레노이드부(120)의 채널별 권선수를 조절하여 상기 인덕턴스 값을 동일하게 설정하는 것이 어려울 경우, 각 채널의 상기 인덕턴스 값을 사전에 기록하고 상기 인덕턴스 값의 측정 시에 보정하여도 같은 효과를 얻을 수 있다.
한편, 제어봉 위치지시기(100)는 하우징부(140)를 더 포함할 수 있다.
하우징부(140)는, 복수의 솔레노이드부(120) 중 최외측에 배치되는 솔레노이드부(120)를 감싸 보호하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 하우징부(140)는, 제1 내지 제4 솔레노이드부(120a,120b,120c,120d) 중 최외측에 배치되는 제4 솔레노이드부(120d)를 감싸 보호하도록 이루어질 수 있다.
또한, 각각의 솔레노이드부(120)는 보빈부(121) 및 코일부(122)를 구비할 수 있다.
보빈부(121)는, 원통 형상을 갖도록 이루어지고, 구동축(110)의 길이 방향을 따라 연장 형성될 수 있다. 보빈부(121)는 후술하는 코일부(122)가 김길 수 있는 틀을 제공한다. 보빈부(121)는, 예를 들어, 제1 내지 제4 솔레노이드부(120a,120b,120c,120d)에 각각 대응되도록, 제1 보빈(121a), 제2 보빈(121b), 제3 보빈(121c) 및 제4 보빈(121d)으로 이루어질 수 있다.
코일부(122)는, 전기가 이동할 수 있도록 전도성 소재로 이루어지며, 상기 보빈부(121)에 감기도록 형성된다. 예를 들어, 코일부(122)는, 제1 내지 제4 솔레노이드부(120a,120b,120c,120d)에 각각 대응되도록, 제1 코일(122a), 제2 코일(122b), 제3 코일(122c) 및 제4 코일(122d)로 이루어질 수 있다. 코일부(122)는 시스(sheath) 등에 의해 고온 환경에서도 안전하게 보호되도록 구성될 수 있다.
여기에서, 복수의 솔레노이드부(120) 중 외측에 배치되는 솔레노이드부(120)는, 내측에 배치되는 솔레노이드부(120)를 감싸 보호하도록 이루어질 수 있다.
한편, 복수의 솔레노이드부(120)에 각각 구비되는 보빈부(121) 중 내측에 배치되는 보빈부(121)의 일단부는, 반경 방향으로 돌출 형성되어 상대적으로 외측에 배치되는 다른 보빈부(121)의 내면에 접하도록 형성될 수 있다. 이와 같은 보빈부(121)의 구조에 의하면, 적층 구조를 갖는 솔레노이드부(120)의 구조적 안정성을 향상시킬 수 있는 한편, 보빈부(121)의 일단부가 서로 맞닿아 전도 등에 의해 열을 외부로 전달함으로써 냉각효과를 얻을 수 있다.
한편, 복수의 솔레노이드부(120)에 각각 구비되는 코일부(122) 중 적어도 어느 하나는, 다른 어느 하나의 코일부(122)와 보빈부(121)에 감기는 수가 서로 다르도록 이루어질 수 있다.
한편, 상기 제어봉 위치지시기(100)는 전원 공급부(150)를 더 포함할 수 있다.
전원 공급부(150)는, 복수의 솔레노이드부(120)와 각각 전기적으로 연결되며, 복수의 솔레노이드부(120) 중 적어도 어느 하나에 전원을 공급하여 상기 자기장을 형성시키도록 이루어질 수 있다. 전원 공급부(150)는, 각각의 솔레노이드부(120)에 동일한 크기 및/또는 위상을 갖는 전류를 인가하도록 이루어질 수 있다. 이와 달리, 전원 공급부(150)는, 복수의 솔레노이드부(120)에 서로 다른 크기 및/또는 위상을 갖는 전류를 인가하도록 이루어질 수도 있다.
한편, 도 3을 참조하면, 제어봉 위치지시기(100)는 자기장 생성부(160)를 더 포함할 수 있다.
자기장 생성부(160)는, 복수의 솔레노이드부(120) 중 최외측에 배치되는 솔레노이드부(120)를 감싸도록 형성되며, 전원이 인가된 상태에서 상기 자기장을 형성시키도록 이루어질 수 있다. 예를 들어, 자기장 생성부(160)는, 제1 내지 제4 솔레노이드부(120a,120b,120c,120d) 중 최외측에 배치되는 제4 솔레노이드부(120d)를 감싸도록 형성될 수 있다. 자기장 생성부(160)는, 상기 보빈부(121)와 상기 코일부(122)와 각각 유사한 기능을 수행하는, 자기장 생성부 보빈(161)와 자기장 생성부 코일(162)을 구비할 수 있다. 여기에서, 상기 전원 공급부(150)는, 상기 자기장 생성부 코일(162)에 연결되어, 자기장 생성부 코일(162)로 전류를 인가하도록 이루어질 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 전원 공급부(150) 및 자기장 생성부(160)의 구성에 의하면, 도 2에 도시된 전원 공급부(150)와 달리, 복수의 솔레노이드부(120)에 모두 동일한 크기와 위상의 전류를 공급하지 않아도 자기장 생성부(160)에 의해 상기 자기장을 형성시킬 수 있으므로, 전원 공급부(150)와 복수의 솔레노이드부(120)의 전기적인 연결을 위한 전원 공급선을 필요로 하지 않는다. 이에 따라, 제어봉 위치지시기(100)의 구성을 보다 간결하게 구현할 수 있다.
한편, 본 발명의 도면에서는 도시되지 않았으나, 전원 공급부(150)는, 복수의 솔레노이드부(120)와 자기장 생성부(160)에 모두 전기적으로 연결되게 구성될 수도 있다. 여기에서, 전원 공급부(150)는, 복수의 솔레노이드부(120) 및 자기장 생성부(160) 중 적어도 어느 하나로 전원을 공급하도록 이루어질 수 있다. 이에 따라, 전원 공급부(150)는, 복수의 전류 공급 경로를 구비하여, 복수의 전류 공급 경로 중 어느 하나에 이상이 발생하는 경우, 다른 전류 공급 경로를 이용하여 안정적으로 상기 자기장을 형성시킬 수 있다.
전술한 내용은 단지 예시적인 것에 불과하며, 설명된 실시예들의 범주 및 기술적 사상을 벗어남이 없이, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 수정들이 이루어질 수 있다. 전술한 실시예들은 개별적으로 또는 임의의 조합으로 구현될 수 있다.
10 : 원전
11 : 격납부
12 : 압력용기
13 : 노심
14 : 제어봉
100 : 제어봉 위치지시기
110 : 구동축
120 : 솔레노이드부
120a : 제1 솔레노이드부
120b : 제2 솔레노이드부
120c : 제3 솔레노이드부
120d : 제4 솔레노이드부
121 : 보빈부
121a : 제1 보빈
121b : 제2 보빈
121c : 제3 보빈
121d : 제4 보빈
122 : 코일부
122a : 제1 코일
122b : 제2 코일
122c : 제3 코일
122d : 제4 코일
130 : 측정부
131 : 채널별 측정부
132 : 분석부
140 : 하우징부
150 : 전원 공급부
160 : 자기장 생성부
161 : 자기장 생성부 보빈
162 : 자기장 생성부 코일

Claims (11)

  1. 원자로의 노심을 수용하는 압력용기의 내부에 배치되는 제어봉과 일단부가 연결되어 상기 제어봉의 이동 시 함께 변위가 발생하도록 이루어지는 구동축;
    상기 구동축의 길이 방향을 따라 상기 구동축을 감싸도록 형성되고, 순차적으로 적층 배치되며, 자기장이 형성된 상태에서, 상기 구동축의 상대적인 움직임이 발생하는 경우, 인덕턴스(inductance) 값의 변화를 각각 일으키도록 이루어지는 복수의 솔레노이드부; 및
    상기 압력용기의 외부에 배치되고, 상기 솔레노이드부와 전기적으로 연결되며, 상기 솔레노이드부에 대하여 상기 구동축의 상대적인 움직임 발생 시 각각의 상기 솔레노이드부로부터 획득되는 상기 인덕턴스 값을 근거로 상기 제어봉의 삽입도를 측정하도록 이루어지는 측정부를 포함하며,
    복수의 상기 솔레노이드부 중 최외측에 배치되는 상기 솔레노이드부를 감싸 보호하도록 형성되는 하우징부를 더 포함하고,
    상기 솔레노이드부는,
    원통 형상을 갖도록 이루어지며, 상기 구동축의 길이 방향을 따라 연장 형성되는 보빈부; 및
    전도성 소재로 이루어지고, 상기 보빈부에 감기도록 형성되는 코일부를 구비하며,
    복수의 상기 솔레노이드부 중 외측에 배치되는 상기 솔레노이드부는, 내측에 배치되는 상기 솔레노이드부를 감싸 보호하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 제어봉 위치지시기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 솔레노이드부의 길이 방향에 대하여 수직한 복수의 상기 솔레노이드부의 단면은, 상기 구동축을 중심으로 동심원을 형성하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 제어봉 위치지시기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 측정부는, 복수의 상기 솔레노이드부 중 적어도 어느 하나로부터 상기 인덕턴스 값을 각각 독립적으로 획득하고, 상기 솔레노이드부로부터 획득한 각각의 상기 인덕턴스 값을 근거로 상기 제어봉의 삽입도를 측정하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 제어봉 위치지시기.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    복수의 상기 솔레노이드부에 각각 구비되는 상기 보빈부 중 내측에 배치되는 상기 보빈부의 일단부는, 반경 방향으로 돌출 형성되어 외측에 배치되는 상기 보빈부의 내면에 접하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 제어봉 위치지시기.
  6. 제1항에 있어서,
    복수의 상기 솔레노이드부에 각각 구비되는 상기 코일부 중 적어도 어느 하나는, 다른 어느 하나의 상기 코일부와 상기 보빈부에 감기는 수가 서로 다르도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 제어봉 위치지시기.
  7. 제1항에 있어서,
    복수의 상기 솔레노이드부와 각각 전기적으로 연결되고, 복수의 상기 솔레노이드부 중 적어도 어느 하나에 전원을 공급하여 상기 자기장을 형성시키도록 이루어지는 전원 공급부를 더 포함하는 제어봉 위치지시기.
  8. 제1항에 있어서,
    복수의 상기 솔레노이드부 중 최외측에 배치되는 상기 솔레노이드부를 감싸도록 형성되고, 전원이 인가된 상태에서 상기 자기장을 형성시키도록 이루어지는 자기장 생성부; 및
    상기 자기장 생성부와 전기적으로 연결되며, 상기 자기장 생성부로 전원을 공급하도록 이루어지는 전원 공급부를 더 포함하는 제어봉 위치지시기.
  9. 제1항에 있어서,
    복수의 상기 솔레노이드부 중 최외측에 배치되는 상기 솔레노이드부를 감싸도록 형성되고, 전원이 인가된 상태에서 상기 자기장을 형성시키도록 이루어지는 자기장 생성부; 및
    복수의 상기 솔레노이드부 및 상기 자기장 생성부와 각각 전기적으로 연결되며, 복수의 상기 솔레노이드부 및 상기 자기장 생성부 중 적어도 어느 하나로 전원을 공급하도록 이루어지는 전원 공급부를 더 포함하는 제어봉 위치지시기.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 솔레노이드부는, 상기 구동축과 함께 상기 압력용기 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 제어봉 위치지시기.
  11. 제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제10항 중 어느 한 항 따른 제어봉 위치지시기를 포함하는 원전.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP5931869B2 (ja) * 2011-06-27 2016-06-08 株式会社東芝 電磁ポンプ補償電源装置および電磁ポンプシステム
KR101659822B1 (ko) * 2015-10-16 2016-09-26 주식회사 우진 원자로의 제어봉 위치 지시기 및 원자로의 제어봉 위치 지시 방법

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