KR19990071337A - 원자력 발전 설비 및 그 내부 시스템 명령 신호 발생 방법 - Google Patents

Abstract

핵 스팀 공급 시스템의 오퍼레이터는 전력을 생산하기 위한 정규의 원자로 작동을 위해 하나, 둘, 또는 세 주요 급수 펌프의 라인업을 수동으로 선택한다. 상기 선택은 의도된 펌프 작동을 나타내는, 각 펌프에 대한 상태 래치를 설정하거나 리셋한다. 상기 원자로의 전력 출력의 감소 단계를 실행하는 시스템(RPCS)은, 하나 이상의 펌프의 트립을 유도하는 신호를 상기 펌프 상태 래치와 조합하는 논리 회로를 포함하여, (a) 하나의 펌프가 선택되면, 상기 하나의 펌프의 트립이 RPCS 트립 명령 신호를 생성하지 않고(상기 원자로가, 예를 들면, 낮은 스팀 발생기 물 레벨로 트립하기 때문에), (b) 두 펌프가 선택되면, (i) 한 펌프의 트립은 RPCS 트립 명령 신호를 생성하는 반면, (ii) 상기 두 펌프의 트립은 RPCS 트립 명령 신호를 생성하지 않으며, (c) 세 펌프가 선택되면, (i) 한 펌프의 트립은 RPCS 트립 명령 신호를 생성하지 않고(기초 제어 시스템에 의해 과도 현상이 제어되기 때문에), (ii) 두 펌프의 트립은 RPCS 트립 명령 신호를 생성하고, (iii) 세 펌프의 트립은 RPCS 트립 명령 신호를 생성하지 않는다.

Description

원자력 발전 설비 및 그 내부 시스템 명령 신호 발생 방법

본 발명은 원자력 발전 설비에 관련된 것으로서, 특히, 발전 설비의 주요 구성의 갑작스럽고 예상치 못한 손실에 대한 핵 원자로 제어 시스템(nuclear reactor control system)의 자동 응답에 관련된다.

가압수형 원자력 발전 설비(pressurized water nuclear power plant)의 핵 스팀 공급 시스템(nuclear steam supply system:NSSS)은, 통상적으로 전력 및 순환의 동요(perturbation)를 최소로 하여 작동한다. 상기 시스템은 기본 원자로 제어 시스템에 의해 조정된다. 그러나, 대형 터빈 적재물 폐기(large turbine load rejection), 터빈 트립(turbine trip), 또는 온라인 주요 급수 펌프(on-line main feed water pump) 용량의 부분적 손실 등의 일정 크기의 발전 설비 불균형이 발생할 수 있다. 상기 조건하에서, 상기 제어 대역 범위 내로 NSSS를 유지하는 것은, 정규의 고속 제어봉 삽입보다 빠른 속도로 NSSS 전력을 급속하게 감소시킬 때 행해질 수 있다. 또한, 급속한 NSSS 전력 감소는, 원자로 트립없이 내부 제어봉 일탈(deviation)(의사 봉 드랍(spurious rod drop) 포함)에 적합한 충분한 열적 마진을 얻는데 유효하다.

상기 목적을 위해 공지된 시스템으로서, 코네티컷, 윈저 소재의 컴버스쳔 엔지니어링사의 원자로 전력 축소 시스템(Reactor Power Cutback System:RPCS)이 상업적으로 이용 가능하다. 1978년 2월 21일 출원된 미국 특허 제 4,075,059 호의 "Reactor Power Reduction System and Method"가 상기 RPCS를 기술하고 있다. 상기 특허에 공개된 기술은 본원에 참고 자료로 포함되었다. 상기 시스템은 원자로 전력의 "단계(step)" 감소를 제공함으로써, 대형 적재물 폐기, 급수 펌프의 손실, 또는 제어봉의 내부 일탈(의사 봉 드랍 포함)을 조정하도록 고안되었다. 원자로 전력의 단계 감소는, 하나 이상의 미리 선택된 전장 조정 제어봉의 그룹을 상기 코어(core)로 동시에 드랍(drop)함으로써 행해진다. 상기 제어봉 그룹은 정규 삽입 차례로 드랍된다. 또한, 상기 RPCS는 상기 터빈에 제어 신호를 제공하여 원자로 전력의 초기 감소에 이은 원자로 전력과 터빈의 재균형을 유지하고, 스팀 발생기의 물 레벨과 압력을 정규 제어값으로 복구시킨다.

종래의 NSSS는, 분할되어, 각 스팀 발생기에 대해 각각의 값으로 제어되는 공통 도관(conduit)으로 2차적인 냉각수를 전달하는, 두 가변 속도 주요 급수 펌프와, 두 스팀 발생기를 포함한다. 스팀 발생기 급수 펌프의 손실이 발생하면, 상기 스팀 발생기로의 2차적인 냉각제의 흐름이 감소하고, 잔존 펌프는 상기 스팀 발생기에 의해 요구되는 급수의 100%를 제공할 수 없게 된다. 이 때, 상기 스팀 발생기는 대체될 수 있는 스팀 발생기의 물보다 더 빨리 물을 소비하고(물을 스팀으로 변화시킴으로써), 그로 인해 상기 스팀 발생기 내의 물의 레벨이 계속적으로 떨어진다. 상기 상황은, 스팀 발생기의 물 레벨이 낮음을 나타내는 신호로 상기 원자로와 터빈이 트립하기 전까지의 매우 긴 시간동안 인용될 수는 없다. 그러나, 상기 원자로 전력이 즉시 및 급하게 충분한 정도로 감소하면, 상기 스팀 발생기의 스팀 생산 능력은 감소하고, 따라서 상기 원자로-터빈 트립이 스팀 발생기의 물 레벨이 낮게되는 것을 방지한다. 각 스팀 발생기에 전 급수 공급 용량의 65%를 갖는 두 급수 펌프가 제공된 전형적인 원자력 발전 설비에서, 원자로 트립을 피하기 위해 하나의 급수 펌프의 손실에 의해 요구되는 초기 감소는 전 원자로 전력의 75%이다. 급수 펌프의 손실 후에 계속된 원자로 작동을 가능케 하는 상기 제한된 전력은, 상기 시스템의 펌프의 용량 및 상기 스팀 발생기의 특성에 의해 결정된다.

발전 설비를 가동하기 위해, 상기 급수 펌프는, 터빈 구동기에 스팀과 냉각수를 제공하거나 모터 구동기에 전원을 공급함으로써 발전 설비 오퍼레이터에 의해 수동으로 시작된다. 상기 펌프는 물을 끌어들여 급수 또는 농축 저장 탱크로 재순환시킨다. 상기 펌프가 가동되어 정상 동작을 검사하면, 그 속도는 상기 오퍼레이터에 의해 최소 제어 속도로 수동으로 설정된다. 발전 설비 조건이 급수 펌프의 하나 또는 모두를 스위칭하여 급수 제어 시스템에 의해 자동 제어되면, 상기 오퍼레이터는 상기 선택된 펌프(들)의 제어 모드를 자동으로 스위칭한다. 자동 제어에서, 상기 급수 제어 시스템은 상기 펌프 속도를 설정하고, 제어 값 위치를 상기 스팀 발생기의 소정의 물 레벨로 유지시킨다.

상기 발전 설비에서, 상기 급수 펌프와 상기 RPCS는 다음과 같은 방법으로 제어된다.

전력 레벨	급수 상태	RPCS 상태	오퍼레이터 작동	발전 설비 응답
0 내지50 %	하나의 급수 펌프가 온(작동 속도로 주행하고, 스팀 발생기에 물을 공급함)이고 제 2 펌프가 대기 상태이지만 온(최소 재순환 속도로 주행하지만, 스팀 발생기에 물을 공급하지는 않음)이거나, 오프이고 운전하지 않음	운전하지 않음	전력을 5% 이상 올리기 전에 급수 제어 시스템을 자동을 함. 상기 제어는 상기 급수 펌프 주행을 작동 속도로 제어함. 전력을 5% 미만으로 내린 후, 급수 제어를 수동으로 함.	급수 펌프 트립을 작동한다면, 원자로 트립은 상기 스팀 발생기의 저 레벨로 초기화된다.

50 내지100%

급수 펌프가 온이고작동 속도로 주행

운전중

약 50% 전력(상승)에서, 상기 제 2 급수 펌프는 제어실로부터 자동 제어로함. 상기 RPCS는 상기 제 2 급수 펌프가 자동 제어로 놓일 때 운전.

주요 급수 펌프중 하나가 트립하면, 원자로 전력 축소는 RPCS 트립 명령 신호에 의해 초기화.

NSSS에는 세 주요 급수 펌프가 제공되어야 하고, 제 3 의 주요 급수 펌프는 예비거나 다른 두 급수 펌프와 분담하는 방식이다. 종래의 RPCS는, 세개의 주요 급수 펌프를 갖는 NSSS 구성에 쉽게 통합되지만, 본 발명은 세 펌프 NSSS에 의해 가능한 작동상의 유연성이 보다 크다는 이점을 갖는 RPCS 논리를 개선시킨다.

따라서, 본 발명의 목적은, 적어도 세 주요 급수 펌프를 갖는 NSSS용의 개선된 RPCS 논리를 제공한다.

또 다른 목적은, RPCS 명령 신호를 자동적으로 생성할 때, 상기 RPCS 논리가 두 펌프 라인업(lineup)과 세 펌프 라인업을 구별하는 것이다.

본 발명에 따르면, 상기 NSSS의 오퍼레이터는 전력을 생산하기 위한 정규 원자로 작동에서 하나, 둘, 또는 세 주요 급수 펌프중의 라인업을 수동으로 선택한다. 상기 선택은 각 펌프에 대해 원하는 펌프 동작을 나타내는 상태 래치를 설정하거나 리셋한다. 논리 회로는 하나 이상의 펌프의 트립을 유도하는 신호를 상기 펌프 상태 래치와 조합하여, 이하의 결과를 달성한다.

(a) 하나의 펌프를 선택되면, 상기 하나의 펌프의 트립이 RPCS 트립 명령 신호를 생성하지 않는다(상기 원자로가, 예를 들면, 낮은 스팀 발생기 물 레벨로 트립하기 때문에).

(b) 두 펌프가 선택되면, (i) 한 펌프의 트립은 RPCS 트립 명령 신호를 생성하는 반면, (ii) 상기 두 펌프의 트립은 RPCS 트립 명령 신호를 생성하지 않는다.

(c) 세 펌프가 선택되면, (i) 한 펌프의 트립은 RPCS 트립 명령 신호를 생성하지 않고(기초 제어 시스템에 의해 과도 현상이 제어되기 때문에), (ii) 두 펌프의 트립은 RPCS 트립 명령 신호를 생성하고, (iii) 세 펌프의 트립은 RPCS 트립 명령 신호를 생성하지 않는다.

양호하게는, 상기 논리는 중복(redundant) 및 확실한 부논리(sublogic) 모두로 실행된다. 예를 들어, 각 급수 펌프 트립은 두 독립된 급수 펌프 트립 신호를 생성한다. 마찬가지로, 각 펌프 상태 선택은, 두 분리된 상태 래치를 인에이블한다. 상기 펌프 트립 신호와 펌프 상태 래치는 분리된 논리 게이트 어레이에 쌍(pair)으로 되어, 동작하기 위해 선택된 상기 펌프중 특정 하나의 트립은, 중복 RPCS 트립 제어 신호를 발생한다. 그러나, 상기 논리 게이트 어레이 쌍 모두에 의해 생성된 RPCS 트립 제어 신호에 의해 확정되지 않으면, 상기 RPCS는 트립되지 않는다.

본 방법은, 핵 원자로와, 스팀 발생기에 물을 공급하는 적어도 세 급수 펌프와, 상기 원자로 코어의 전력 출력을 제어하는 제어봉 시스템과, 상기 제어봉의 일부를 상기 원자로 코어로 급히 삽입하여 전력 출력을 초기 레벨로부터 적어도 하나의 급수 펌프의 펌프 작동의 손실에 따라 0이 아닌 레벨로 감소시키는 시스템을 갖는 원자력 발전 설비에서 사용될 수 있다. 상기 방법은, 상기 오퍼레이터가 어느 펌프를 작동시키고 어느 펌프를 작동시키지 않을 지를 선택하여, 상기 제어봉의 일부를 급히 삽입시키기 위한 상기 시스템용 명령 신호를 생성한다. 트립 신호는 동작시키려는 펌프의 각각으로부터 생성되고, 이는 펌프 동작의 손실을 가져온다. 상기 제어봉의 일부를 급속히 삽입하기 위한 상기 시스템을 작동시키는 명령 신호는, 트립 신호가 선택된 펌프중 하나가 아닌 모두에 의해 발생될 때만 생성된다.

도 1은 핵 스팀 공급 시스템용 원자로 전력 감소 시스템의 기능적인 논리도.

도 2는 본 발명의 양호한 실시예에 따른, 세 주요 급수 펌프중 하나 이상의 손실로 인한 원자로 전력 축소 명령 신호를 발생하는 회로의 논리도.

* 도면 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

12 : 원자로 전력 축소 시스템 14 : 제어봉 구동 메카니즘

104 : 극부 펌프 트립 신호부 106 : 논리 실행부

108, 110 : 스위치 112, 114 : OR 게이트

122 : AND 게이트

도 1은 원자로 전력 감소 시스템(RPCS:12)과 관련된 기능성 성분의 개요(10)를 개략적으로 도시한 도면이다. 작동 중에 및 일정 과도 전류에 대해, 상기 원자로 전력 감소 시스템은 제어봉 구동 메카니즘(14)에 제어 신호를 전송하고, 상기 터빈 제어 시스템(16)과 반응하여, 상기 NSSS의 전원을 0이 아닌 레벨로 감소시켜 안정화시킨다. 상기 RPCS가 터빈 런백(turbine runback)과 조정 제어봉 그룹의 조절의 조합으로 상기 NSSS를 안정화할 수 없으면, 상기 RPCS는 하나 이상의 제어봉 그룹을 트립시킨다.

본 발명의 목적을 위해, 논리도는, 원자로 전력 축소 시스템 트립 요구 신호가 RPCS(12)에서의 처리를 위해 명령 블록(18)에서 생성되는 조건과 관련된다. 기능 블록(12)의 처리는, 예를 들어, 상기 장비의 센서에 의해 제공된 NSSS 데이터에 따라 변하는 제어봉 선택 기준(20)을 포함한다. 상기 NSSS의 다른 계산 조건들은 블록(24)로부터 상기 RPCS(12)로 공급된다. 상기 RPCS(12)는 또한, 상기 원자로 전력 축소 제어 패널(26)에서 작동하고, (28)의 오퍼레이터 콘솔의 알람 부분에서 디스플레이하도록 상기 RPCS(12)에 의해 알람이 발생된다.

도 2는 세 개의 주요 급수 펌프(A, B, C)에 대한 펌프 선택 논리 회로(100)를 도시한다. 상기 회로는 (1) 펌프 선택 및 인에이블 부분(102)과, (2) 급수 펌프 트립 신호 부분(104)과, (3) 논리 실행 부분(106)과, (4) RPCS 트립 요구 부분(18)과 같은 네 개의 기능부로 나누어진다. 도 2의 명령부의 기능은, 본 설명을 위해, 도 1의 블록(18)의 기능과 같다고 고려할 수 있다.

상기 부분(102)은, 각각의 주요 급수 펌프(A, B, C)에 대한 적어도 하나의 스위치(108)와, 양호하게는, 특정 펌프가 상기 발전 설비에서 정규 전력 생산에 대해 충분히 작동하는지 상기 오퍼레이터가 그에 의해 선택할 수 있는 적어도 하나 이상의 스위치(110)를 포함한다. 충분히 작동하면, 예를 들어 5% 발전 설비 전력 이상의 펌프 속도 제어는, 자동 급수 제어 시스템(도시하지 않음)에 의해 자동적으로 조정된다. 충분히 작동하지 않으면, 상기 펌프는 대기하거나 서비스를 중단한다. 따라서, 상기 오퍼레이터는, 상기 펌프 중 있다면 어느 것이 자동적으로 제어되는 동작을 계획적으로 불가능한지 지정할 수 있다. 상기 자동 급수 제어 시스템은, 스팀 발전기에서 소정의 물 레벨을 유지하는 다양한 펌프 속도와 값 위치를 제어한다. 비록, NSSS의 작동에서 정규적으로 사용되지 않아도, 작동 펌프는, 상기 오퍼레이터의 수동 제어 하에, 실제로 "대기" 조건일 수 있고, 상기 펌프는 상기 다른 펌프에 의해 생성된 스팀 발생기로의 흐름에 대응하는 최소 순환 속도로 회전한다.

도시된 실시예에서, 주요 급수 펌프(A)는 그와 관련된, 발전 설비 제어실에서 상기 주요 패널이나, 상기 급수 펌프 시스템과 관련된 모터 제어 센터 등의 장소에서, 수동으로 시작이나 정지 위치로 토글링될 수 있는 스위치(108A)를 갖는다. "시작"은 상기 펌프를 완전 작동하는 선택에 대응한다. "정지"는 완전 작동으로부터의 해제, 즉, "오프"나 대기 상태를 말한다. 이하 본원에서 사용되는, "작동중인(operational)"의 의미는 "완전히 작동중인(fully operational)"의 의미이다. 각 스위치(108A, 110A)의 논리 상태는 한 쌍의 논리 OR 게이트(112A, 114A)에 의해 전달되고, 그 출력은 플립플롭 회로(116A)로 전달된다. 상기 회로(116A)의 라인(118A) 상의 출력(Q)은, 상기 오퍼레이터가 스위치(108A 또는 110A)에서 펌프(A)에 대해 상기 시작 상태를 선택할 때, 논리 "1"이 된다. 상기 논리 "1"은 AND 게이트(120A)로 전달되고, 상기 게이트는 특정 펌프 상태가 작동 중인지를 나타내는 인에이블링 래치로 작동한다.

주요 급수 펌프(B 및 C) 각각은 관련 스위치(108B 및 108C, 110B 및 110C, 112B 및 112C, 114B 및 114C, 116B 및 116C, 118B 및 118C, 120B 및 120C)를 갖는다.

양호하게는, 상기 상태 래치는 중복(redundancy)되게 배열되어, 출력(118A, 118B, 118C)에서의 상기 논리 상태는 각각 제 2 AND 게이트(122A, 122B, 122C)로 전달된다. 따라서, 예를 들면, 상기 오퍼레이터가 스위치(108A) 또는 스위치(110A)를 통해 주요 급수 펌프(A)에 대한 시작 상태를 수동으로 선택하면, 래치(120A 및 122A)는 모두 과도하게 인에이블된다.

급수 펌프 트립 신호 부분(104)은, 각각 126A, 126B, 126C로 표시된 상기 주요 제어 패널 및 128로 표시된 하나 이상의 급수 제어 시스템으로부터의 입력에 응답하는, 각각 124A, 124B, 124C로 표시된 세 주요 급수 펌프(A, B, C)를 포함한다. 상기 급수 제어 시스템(128)과 트립 신호를 생성하는 관련 제어 논리는 본 발명의 구성이 아니다. 그러나, 124A 등의 각 펌프에 대해, 상기 펌프의 트립은, 각각 래치(120A 및 122A)로 전달되는 두 트립 신호(130A, 132A)를 생성한다. 마찬가지로, 트립 신호(130B, 132B 및 130C, 132C)는 각각 래치(120B, 122B 및 120C, 122C)로 전달된다. 임의의 특정 래치 게이트(120A, 120B 120C, 또는 122A, 122B, 122C)로의 입력이 모두 논리 "1"일 때, 각 논리 "1" 출력 신호는 각각의 라인(134A, 134B 또는 134C, 또는 136A, 136B 또는 136C) 상에서 생성된다.

상기 논리 실행 부분(106)는, 특정 조건하에서 라인(142)을 통해 RPCS 시스템(18)으로 RPCS 트립 제어 신호를 통과시키는 RPCS 트립 제어 게이트(138)를 포함한다. 양호하게는, 라인(144)을 통해 상기 명령 블록(18)으로 트립 제어 신호가 전달되는 또다른 RPCS 트립 제어 게이트(140)가 존재한다. 따라서, 상기 양호한 실시예에서, 트립 제어 신호가 양 라인(142 및 144)에 존재하지 않으면, 상기 실제 RPCS 트립 명령 신호는 상기 원자로 전력 감소 시스템(12)(도 1 참조)으로 전달되기 위해 생성되지 않는다.

상기 OR 게이트(138)는 세 개의 AND 게이트(146, 148, 150)로부터 신호를 수신한다. 상기 세 AND 게이트 중 어느 하나가 논리 "1" 출력을 생성하면, 상기 게이트(138)는 라인(142) 상에 제어 신호를 생성한다. 마찬가지로, 상기 기술한 중복 부분과 같이, 상기 AND 게이트(152, 154, 156) 중 어느 하나의 출력이 논리 "1"이면, 상기 OR 게이트(140)는 라인(144) 상에 트립 제어 신호를 통과시킨다. 논리 "1"만이 두 상이한 펌프의 조건에 대응한 신호로부터 상기 AND 게이트로 입력되면, 각각의 AND 게이트(146 - 156)는 논리 "1" 출력 신호를 생성한다.

본 발명은, 상기 세 급수 펌프 중 두 펌프만 작동하는 초기 조건을, 상기 세 급수 펌프 모두가 작동하는 조건으로부터 구별하는 것이 중요하다. 상기 AND 게이트 어레이(120, 122 및 146 - 156) 사이에 위치한 상기 OR 게이트(160 - 182)는, 예를 들어, 단지 두 작동 펌프 중 하나가 트립될 때 상기 RPCS 트립 명령 신호 역할을 하는 반면, 세 작동 펌프 중 하나만이 트립할 때 트립 명령 신호의 발생을 금지시키는 역할을 한다. 본질적으로, 상기 AND 게이트(146 - 156)는 논리 "1" 신호를 OR 게이트(138, 140)으로 전달하기 위해 세 펌프 트립 조건 중 둘이 필요하다. 예를 들어, 주요 피드 펌프(A)가 작동 서비스중이 아니면, 즉, 예비적으로 사용된다면, 세 펌프가 작동하는 형태의 트립된 펌프와 동일하다. 그러므로, 두 스위치(108A, 110A)가 정지 조건이면, 플립플롭(116A)의 상기 출력 신호는 라인(158A) 상에서 논리 "1"이다. 상기 조건에서 상기 출력 신호(Q)는 논리 0이고, 따라서 게이트(120A)는 인에이블되지 않는다. 그럼에도 불구하고, 펌프중 하나(B 또는 C)가 트립할 때 라인(142) 상에 소정의 트립 제어 신호가 발생하도록 하기 위해, 상기 논리 부분(106)은 세 펌프(A, B, C)가 모두가 작동할 수 있도록 발전 설비 작동동안 트립하는 펌프(A 및 B)의 조건하에서, 동일 출력을 생성하여야 한다. 그러므로, 상기 플립플롭(116A)의 상기 출력으로부터의 논리 "1"은 상기 OR 게이트(160)로 전달되어, 상기 논리 "1"은 상기 AND 게이트(146)로 전달될 수 있다. 펌프(B)의 트립의 예에서, 상기 AND 게이트(120B)가 상기 OR 게이트(162)를 통해 상기 AND 게이트(146)로 논리 "1"을 전달한다면, 게이트(146)는 상기 OR 게이트(138)로 논리 "1"을 전달하고, 라인(142)을 통해 상기 명령 부분(18)로 전달된다.

상기 방법에서, 게이트(146)는 상기 펌프(A 및 B) 모두의 조건에 응답한다. 상기 기술한 중복에 따라, 게이트(152)는 펌프(A 및 B)의 조건에 동일하게 영향을 받는다. 게이트(146 및 152)의 출력은, (a) 펌프(A 또는 B)가 부분(102)의 "정지" 설정으로 인해 작동하지 않고, 펌프(B 또는 A)의 트립이 각각 발생하는 경우, 또는 (b) 펌프(A 및 B)가 모두 부분(102) 내의 스위치 상에 "시작" 설정으로 표시되는 바와 같이 작동되고, 펌프(A 및 B) 모두로부터의 트립 신호가 생성된 경우, 논리 "1"이 된다.

또한, 모든 펌프가 트립이 일치하게 작동중이면, 상기 게이트(138 또는 140)는 모두 RPCS 트립 제어 신호를 상기 트립 명령 부분(18)으로 전달하지 않는다. 상기 조건하에서, 상기 원자로는 낮은 스팀 발생기 레벨에서 완전히 트립하고, 따라서, 상기 RPCS(12)의 작용 결과, 단순히 전력을 0이 아닌 보다 낮은 값으로 낮추는 대신 분열(fission)로부터의 전력을 실질적으로 0으로 감소시킨다.

세 주요 급수 펌프를 갖는 NSSS에서, 각각은, 적어도 각 50%의 최대 용량을 갖는 상기 스팀 발생기에 필요한 급수의 약 33.3%를 제공한다. 본 발명에 따른 원자로 전력 감소 시스템은 다음과 같은 방법으로 사용된다.

전력 레벨	급수 상태	RPCS 상태	오퍼레이터 작동	발전 설비 응답
0 내지40 %	하나의 급수 펌프가 온(작동 속도로 주행하고, 스팀 발생기에 물을 공급)이고, 제 2 펌프가 대기 상태이지만 온(최소 속도로 주행하지만 스팀 발생기에 물을 공급하지는 않음)이고, 제 3 펌프는 오프임.	운전하지 않음	전력을 5% 이상으로 올리기 전에 급수 제어 시스템을 자동으로 함. 오퍼레이터는 펌프 선택 논리를 통해 펌프의 작동과 대기를 선택.	작동중이면 급수 펌프 트립은 발전 설비 트립과 같은 같은 결과를 가져옴.
40 내지70 %	두 급수 펌프가 작동 속도로 주행하는 온이고 제 3 급수 펌프는 대기 상태의 온.	약 50% 내지 60% 전력으로 운전.	약 40% 전력에서, 제 2 급수 펌프는 운전. 오퍼레이터는 급수 시스템 제어 패널에서 작동 펌프를 선택하고 상기 선택은 RPCS 선택 논리로 인식됨.	작동 속도로 하나의 급수 펌프가 트립되면, 상기 제 2 작동 급수 펌프의 속도는 상기 급수 제어 시스템에 의해 증가됨. 초기 전력 레벨에 따라, RPCS는 봉을 드랍하여 급격히 전력을 감소시켜 전력을 축소시키는 트립 명령 신호를 발생하고 터빈 런백을 초기화한다. 급수 펌프가 모두 트립하면, 원자로는 스팀 발생기의 저 레벨로 트립함.

40% 내지100%	두 급수 펌프가 온이고 제 3 펌프는 오프이고 운전하지 않음.	약 50% 내지 60% 전력으로 운전.	약 40% 전력에서 제 2 펌프는 운전. 오퍼레이터는 급수 시스템 제어 패널에서 작동중인 펌프를 선택하고 상기 선택은 RPCS 선택 논리에 의해 인식됨.	하나의 펌프가 트립하면, RPCS는 RPCS 트립 명령 신호를 발생함. 급수 펌프가 모두 트립하면, 발전 설비는 트립.
70% 내지100%	세 급수 펌프 모두 온이고 작동 속도로 주행.	운전	약 70%에서, 제 3 급수 펌프가 운전중이고 이는 RPCS 선택 논리에 의해 인식됨.	하나의 펌프가 트립하면, 다른 두 펌프는 제 3 펌프의 손실을 보상함. 두 펌프가 손상되면, RPCS는 RPCS 트립 명령 신호를 발생함.

따라서, 상술한 설명에서 볼 때, 상기 RPCS는, 적어도 두개의 급수 펌프가 완전 작동할 때만 운전하고, 상기 급수 제어 시스템이 자동 모드이다. 종래의 RPCS(초기 개발 RPCS)는, 상기 원자로 전력이 적어도 50%일 때(50% - 60%) 운전하고, 상기 급수 제어 시스템은 자동 모드이다. 전력이 적어도 50%이면, 상기 급수 제어 시스템은 항상 온 상태이다. 상기 원자로 전력 감소 시스템과 상기 급수 제어 시스템간의 관계는 다양하게 실행될 수 있다. 양호하게는, 상기 RPCS는 상기 급수 제어 시스템으로부터 자동적으로 감지하고(오퍼레이터의 조정 없이), 상기 급수 펌프의 급수 제어 시스템은 작동하게 된다. 따라서, 상기 펌프가 펌프 작동을 하고 상기 펌프가 펌프 작동으로부터 중단하도록 수동으로 선택하는 상기 스위치 수단은, 펌프를 운전하게 하는 상기 제어 패널에서의 오퍼레이터로 사용되는 동일한 스위치 수단일 수 있다. 상기 전력 레벨이 50%를 초과하고, 상기 RPCS가 운전중이면, 상기 RPCS는 상기 오퍼레이터에 의해 앞서 선택된 상기 펌프 상태를 "판독(read)"한다. 또한, 상기 RPCS가 상기 전력 레벨이 약 50% 증가하고, 상기 RPCS가 운전중이면, 상기 오퍼레이터는 상기 RPCS에 특정된 스위치를 통해 상기 급수 펌프가 동작할 것이지를 수동으로 선택한다.

당업자라면 상기 기술한 기능의 다양한 변형이 가능함을 알 것이다. 예를 들어, 프로그래밍이 가능한 논리 제어기나, 컴퓨터를 통한 다른 프로그래밍된 논리가 대체될 수 있다.

Claims (5)

1. 핵 원자로와, 적어도 하나의 스팀 발생기와, 상기 스팀 발생기에 물을 공급하는 다수의 급수 펌프와, 제어봉들을 정규 속도로 코어로 삽입하여 상기 원자로 코어의 전력 출력을 제어하는 제 1 시스템과, 상기 정규 속도보다 더 빠른 속도로 상기 제어봉의 일부를 상기 원자로 코어로 급속히 삽입하는 수단을 포함하여 상기 전력 출력을 급수 펌프의 펌프 작동의 실질적인 총 손실에 따라 초기 레벨로부터 0이 아닌 레벨로 감소시키는 제 2 시스템을 포함하는 가압수형 원자력 발전 설비에서, 상기 스팀 발생기의 복수의 급수 펌프를 세 급수 펌프로 개선한 발전 설비로서,

   상기 세 펌프중 어느 펌프가 펌프 작동을 할 것인지 수동으로 선택하고, 만약 있다면, 상기 세 펌프중 어느 펌프가 펌프 작동으로부터 고의로 디스에이블되는 가를 지정하는 스위치 수단과,

   작동될 특정 펌프가 펌프 작동의 실질적인 총 손실을 보게 되면, 작동될 펌프 각각으로부터 각각 펌프 트립 신호를 생성하는 수단과,

   상기 스위치 수단과 상기 펌프 트립 신호 생성 수단에 응답하는 상기 제 2 시스템 내의 수단으로서,

   두 펌프가 선택되고, 펌프 트립 신호가 상기 선택된 펌프중 단지 하나로부터만 생성되거나,

   세 펌프가 선택되고, 펌프 트립 신호가 상기 선택된 펌프 중, 모두가 아닌, 어느 둘 각각으로부터 생성될 때만, 상기 제어봉들 중 몇개를 급속히 삽입하는 명령 신호를 발생하는 수단을 포함하는 원자력 발전 설비.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 스위치 수단과 상기 펌프 트립 신호 생성 수단에 응답하는 상기 수단은,

   각각, 펌프가 선택되면 제 1 라인 상에 제 1 신호를 생성하거나, 펌프가 지정되면 제 2 라인 상에 제 2 신호를 생성하는, 각 펌프의 상기 스위치 수단에 결합된 플립플롭 회로와,

   상기 플립플롭 수단 각각의 제 1 라인에 각각 및 펌프 트립 신호 발생 수단에 각각 전기적으로 접속된 인에이블 AND 게이트로서, 각 인에이블 AND 게이트는 제 1 신호와 펌프 트립 신호가 일치할 때만 논리 "1"을 전달시키는 인에이블 AND 게이트와,

   상기 인에이블 AND 게이트 각각의 출력과 상기 제 2 라인 각각에, 각각 전기적으로 접속된 OR 게이트를 포함하는 원자력 발전 설비.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 스위치 수단과 상기 펌프 트립 신호 생성 수단에 응답하는 상기 수단은, 상기 급수 펌프 중 둘의 조합이 가능한 논리 AND 게이트를 포함하고, 각각의 논리 AND 게이트는 하나의 펌프에 결합된 상기 제 2 라인에 접속된 상기 OR 게이트중 하나의 출력과, 상기 또다른 펌프에 결합된 상기 제 2 라인에 접속된 상기 OR 게이트의 또다른 출력에 응답하는 원자력 발전 설비.
4. 핵 원자로와, 적어도 하나의 스팀 발생기와, 상기 스팀 발생기에 물을 공급하는 세 개의 급수 펌프와, 제어봉들을 정규 속도로 코어로 삽입하여 상기 원자로 코어의 전력 출력을 제어하는 제 1 시스템과, 상기 정규 속도보다 더 빠른 속도로 상기 제어봉의 일부를 상기 원자로 코어로 급속히 삽입하는 수단을 포함하여 상기 전력 출력을 급수 펌프의 펌프 작동의 실질적인 총 손실에 따라 초기 레벨로부터 0이 아닌 레벨로 감소시키는 제 2 시스템을 포함하는 가압수형 원자력 발전 설비에서, 상기 제 2 시스템에 대한 명령 신호를 생성하여 상기 제어봉의 일부를 급속히 삽입하는 방법으로서,

   상기 세 펌프 중 어느 것이 펌프 작동을 할 것인지 선택하고, 만약 있다면, 상기 세 펌프 중 어느 것이 펌프 작동으로 디스에이블되는 가를 지정하는 스위치 수단 설정 단계와,

   펌프 작동의 실질적인 총 손실을 보는, 작동하려는 각 펌프로부터 펌프 트립 신호를 생성하는 단계와,

   (a) 하나의 펌프가 작동하도록 선택되고 트립되면, 명령 신호가 발생되지 않고,

   (b) 두 펌프가 작동하도록 선택되면, 하나의 선택된 펌프의 트립만이 명령 신호를 발생하고,

   (c) 세 펌프가 작동하도록 선택되면, 두 선택된 펌프의 트립만이 명령 신호를 발생하는 조건하에서만,

   상기 스위치 수단 설정 및 펌프 트립 신호에 응답하여, 상기 제 2 시스테에 대한 명령 신호를 생성하여 상기 제어봉의 일부를 급속하게 삽입하는 단계를 포함하는 명령 신호 발생 방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 명령 신호 발생 단계는, 각 펌프에 결합된 펌프 상태 래치를 갖는 논리 회로에서 각각 실행되고, 각 래치는 각 펌프가 각각 작동하는지 아닌지를 나타내는 조건을 갖고,

   상기 스위치 수단 설정 단계는, 각 펌프로부터의 트립 신호가 상기 논리 회로를 통과할 수 있는 가에 따라 각 래치의 인에이블 조건을 발생하는 명령 신호 발생 방법.