KR200224961Y1 - 원자로 제어계통의 제어봉 위치지시모듈 시험장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 원자로 제어계통의 제어봉위치지시모듈 시험장치에 관한 것으로,

변류기로부터 전송되는 전류신호를 검출하는 신호검출부(1), 측정하고자 하는 제어봉을 선택하기 위한 선택스위치부(2), 선택된 제어봉의 구동을 인가하기 위한 신호입력부(3), 제어봉의 현재 위치정보를 위치지시계(9)로부터 측정된 값을 입력하는 위치입력부(4)를 포함하는 데이터입력수단(10); 상기 데이터입력수단(10)으로부터 입력된 데이터를 중앙처리장치가 처리가능하도록 소정의 포맷으로 변환하기 위한 데이터변환수단(20); 상기 변환된 데이터의 내용을 해석하고 당해 내용에 따른 기능을 수행하기 위한 제어프로그램부(7), 상기 변환된 데이터를 처리하기 위한 중앙처리장치(5)를 포함하는 데이터처리수단(30); 및 상기 데이터처리수단(30)으로부터 인가된 당해 제어명령을 구동전동기(100)에 인가하기 위한 구동신호제어수단(50)을 포함하여 구성된다.

상기 구성에 의하면 교정작업이 일체화되어 교정정밀도가 우수하며 제어봉마다 개별시험이 가능하므로 신속한 고장확인을 가능하게 하고 또한 교정작업시간의 단축으로 인한 인건비절감 등의 경제적 효과가 있다.

Description

원자로 제어계통의 제어봉 위치지시모듈 시험장치{Test Equipment for Adjuster Rod Position Indicator Module on Reactor Regulator System}

본 고안은 원자로 제어계통의 제어봉 위치지시모듈 시험장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 위치지시모듈의 교정정밀도향상과 교정작업의 자동화가 가능하도록 원격으로 위치지시모듈을 시험할 수 있도록 구성된 제어봉 위치지시모듈 시험장치에 관한 것이다.

현재 우리나라에는 CANDU 6(월성 1,2,3,4호기)형 원자력 발전소의 원자로 반응도제어를 위해 조절봉 21개와 흡수봉 4개로 이루어진 제어봉이 설치되고 있으며, 이러한 제어봉의 원자로 노심내의 정확한 위치지시를 위해 제어봉 위치지시모듈이 각 제어봉 별로 1대씩 총 25대가 설치운영 중에 있다.

발전소의 정확한 원자로 반응도 제어와 노심출력분포의 안정상태를 유지하기 위해서는 상기 제어봉 위치지시모듈의 정확한 교정정밀도 확보가 매우 중요하다. 현재 제어봉 위치지시모듈의 교정작업은 원격지 작업자간의 유선통신을 이용한 수동식 교정작업에 의하고 있다. 즉, 교정과 관련된 기기가 설치되어 있는 전동기 제어반, 주제어실, 제어기기실을 포함한 3개소의 원격지에 배치된 작업자간에 주로 전동기제어센터의 전류가 급변하는 시점을 서로 통신하는 방식에 의해 위치지시모듈을 교정하는 방식을 채택하고 있다.

하지만 상기와 같은 방식에 의해서는 교정정밀도를 확보하기가 매우 곤란하고 뿐만 아니라 교정작업에 필요한 인력과 시간이 많이 소요되는 문제가 지적된다. 특히 적정한 교정정밀도가 확보되지 않으면 제어봉의 정확한 위치를 감지할 수 없게 되므로 동작제한 구간 내에서의 작동실패로 인한 보조기기 소손 또는 제어봉 고착 등의 문제를 야기시켜 원자로 반응도 및 출력분포의 안정적 제어에 심각한 문제를 야기할 가능성이 높은 문제가 있다.

본 고안은 상기와 같이 종래의 교정방식에 따른 문제점을 극복하고자 안출된 것으로 전동기제어반, 주제어실, 제어기기실에 각각 작업자를 배치하여 통신으로 상황을 연락하여 교정하던 것을 중앙집중형 시험장치를 이용해 교정함으로써 제어봉 위치지시모듈의 교정정밀도를 확보하고자 함에 목적을 둔다.

따라서 본 고안의 목적은 교정정밀도를 향상시킨 원자로 제어계통의 제어봉위치지시모듈 시험장치를 제공함에 있다.

도 1은 본 고안의 제어봉 위치지시모듈 시험장치구성도.

도 2는 본 고안 시험장치를 이용한 시험과정흐름도.

도 3은 제어봉의 동작구간을 그래프로 출력한 상태의 일실시예.

***도면의 주요부분에 대한 부호설명***

1: 신호검출부, 2: 선택스위치, 3: 신호입력부,

4: 위치입력부, 5: 중앙처리장치, 6: 데이터저장장치,

7: 제어프로그램부, 8: 변류기, 9: 위치지시계,

20: 데이터변환수단, 30: 데이터처리수단, 40: 표시부,

50: 구동신호제어수단, 100: 구동전동기, 200: 제어봉,

도 1은 본 고안의 원자로 제어계통의 제어봉 위치지시모듈 시험장치구성도로서, 본 고안은 변류기로부터 전송되는 전류신호를 검출하는 신호검출부(1), 측정하고자 하는 제어봉을 선택하기 위한 선택스위치부(2), 선택된 제어봉의 구동을 인가하기 위한 신호입력부(3), 제어봉의 현재 위치정보를 위치지시계(9)로부터 측정된 값을 입력하는 위치입력부(4)를 포함하는 데이터입력수단(10);

상기 데이터입력수단(10)으로부터 입력된 데이터를 중앙처리장치가 처리가능 하도록 소정의 포맷으로 변환하기 위한 데이터변환수단(20);

상기 변환된 데이터의 내용을 해석하고 당해 내용에 따른 기능을 수행하기 위한 제어프로그램부(7), 상기 변환된 데이터를 처리하기 위한 중앙처리장치(5)를 포함하는 데이터처리수단(30); 및

상기 데이터처리수단(30)으로부터 인가된 당해 제어명령을 구동전동기(100)에 인가하기 위한 구동신호제어수단(50)을 포함하여 구성된다.

데이터입력수단(10)은 신호검출부(1), 선택스위치부(2), 신호입력부(3), 위치입력부(4)를 포함하여 구성되며,

상기 신호검출부(1)는 제어봉(200)이 구동시 즉, 인출 또는 삽입과정에서 발생되는 전류의 변화를 순시값으로 검출하기 위한 것이다. 이때 전류의 변화는 변류기(8)를 센서로 하여 측정되며 측정된 값은 원격으로 상기 신호검출부(1)에서 검출한다. 상기 변류기는 바람직하기로는 전동기 제어반의 전동기(100) 전원케이블의 3상 중 어느 한 상에 설치하게 되며 상기 시험장치의 신호검출부(1)와 소정의 인터페이스(미도시)를 통해 연결된다.

선택스위치부(2)는 측정을 요하는 제어봉의 위치지시모듈을 선택하기 위한 것이다. 또한 신호입력부(3)는 상기 선택스위치(2)로 특정한 제어봉의 인출 또는 삽입신호를 시험장비에 인가하기 위한 것으로 상기 선택스위치(2) 및 신호입력부(3)에 의한 신호입력을 통해 측정하고자 하는 대상 즉, 특정한 제어봉의 인출 또는 삽입여부가 결정된다.

위치입력부(4)는 제어봉(200)의 현재 위치를 지시하는 위치지시계(9)로부터 측정된 전압의 수치를 입력하기 위한 것이다. 상기 위치지시계(9)는 바람직하기로는 포텐셜미터(potential meter)를 사용하며 제어봉의 위치에 따라 변화하는 전압의 크기를 측정의 대상으로 함을 포함한다.

또한 상기 데이터변환수단(20)은 상기 데이터입력수단(10)으로부터 입력되는 각종 입력데이터를 중앙처리장치에서 인식가능한 소정의 포맷으로 변환하여 주기 위한 것이다. 상기 데이터입력수단으로부터 입력되는 각종 데이터로는 신호검출부(1)에 검출된 전류, 선택스위치부(2)에 의한 제어봉 선택신호, 신호입력부(3)에 의한 선택된 제어봉의 구동신호 및 위치입력부(4)에 의해 입력된 측정전압을 포함한다. 상기 데이터는 중앙처리장치가 인식할 수 없는 포맷의 데이터로 상기 데이터변환수단을 통해 소정의 포맷으로 변환될 필요가 있다. 통상적으로 상기 데이터들은 아날로그 신호로서 데이터변환수단(20)은 이를 디지털신호로 변환시켜주는 AD 컨버터를 포함하게 된다.

데이터처리수단(30)은 중앙처리장치(CPU)(5)와 데이터저장장치(6)에 저장된 제어프로그램(7)을 포함한다.

상기 중앙처리장치(5)는 변환된 데이터의 각종 연산 및 시스템제어를 수행하기 위한 것이다. 상기 데이터변환수단(20)에 의해 변환된 각종 데이터는 상기 중앙처리장치에서 처리되며 시스템을 제어하기 위한 제어프로그램(7)이 저장장치(6)로 부터 호출되어 필요한 제어를 수행하게 된다.

상기 제어프로그램(7)은 상기 변환된 데이터의 내용에 따라 이를 해석하여 필요한 제어기능을 수행한다. 상기 제어프로그램은 바람직하기로는 신호검출부(1)로부터 입력된 신호를 해석하고 해석된 내용에 따라 제어신호를 발생하는 신호처리모듈과, 선택스위치부(2) 및 신호입력부(3)에 의해 특정된 시험대상의 구동신호를 발생하는 신호발생모듈과, 위치입력부(4)에서 입력된 신호를 해석하여 제어봉의 정상동작여부를 판정하기 위한 위치해석모듈을 포함한다. 또한 상기 제어프로그램(7)에는 상기 각 모듈별로 처리된 결과를 사용자에게 친숙한 GUI로서 표시부(40)를 통해 디스플레이하는 기능을 포함함이 바람직하다.

마지막으로 구동신호제어수단(50)은 상기 중앙처리장치(5)로부터 처리된 제어신호에 따라 당해 제어봉을 구동하는 구동전동기(100)의 전원을 인가 또는 차단한다.

이하 본 고안을 이용한 시험과정을 도 2에 의해 상세히 설명하기로 한다.

단계 S201은 선택스위치부를 통해 시험대상 제어봉의 위치지시모듈을 선택하는 단계이다. 만일 전체 25대를 기준으로 특정의 제어봉을 선택한 경우 당해 제어봉의 위치지시모듈이 시험대상으로 결정된다. 다음으로 상기 선택된 제어봉의 인출/삽입명령을 입력하는 단계 S202를 거쳐 단계 S203에서 상기 제어봉의 인출/삽입신호를 발생시킨다. 이러한 신호발생과정은 제어프로그램을 통해 이루어지도록 하는 것이 바람직하다. 전기단계에 의한 신호는 구동신호제어수단(50)을 통해 제어봉 구동전동기의 전원을 인가시키며(S204), 이로 인해 제어봉의 인출/삽입과정이 수행되어진다(S205). 제어봉의 인출/삽입이 완전하게 수행된 것으로 판단(S206)된 경우에는 다음 단계로 S207을 통해 구동전동기의 전원을 차단시키는 신호를 발생시킨다.

이를 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 제어봉의 인출/삽입이 완전하게 이루어진 경우에는 구동전동기에 부하가 걸려 전류의 순시치가 급격히 증가하게 된다. 다시 말하면 인출/삽입이 진행 중인 경우에는 일정한 전류가 변류계(8)를 통해 검출되다가 더 이상의 인출/삽입이 진행되지 않는 종료점에 다다르면 전동기에 부하가 걸려 전류가 급격히 상승하는 지점을 신호검출부(1)가 검출하고 이후 제어프로그램을 통해 구동전동기의 전원이 차단되어진다(S208).

상기 종료점은 단계 S209에서 미케니컬엔드스탑(Mechanical End Stop, 이하 M.E.S라 약칭함)으로 정해지고 이는 저장장치에 저장되어지며, 상기 측정된 M.E.S를 기준으로 안전 동작영역인 일렉트리컬엔드스탑(Electrical End Stop, 이하 E.E.S라 약칭함)을 제어봉의 위치지시모듈에 셋팅(setting)한다(S210).

도 3은 상기 M.E.S와 E.E.S의 예시를 그래프의 형태로 보여주고 있다. 도면 중 E.E.S는 장비의 소손을 방지하기 위한 안전운전영역을 확보하기 위해 M.E.S보다는 인출에서는 작게 하고, 삽입에서는 다소 높은 전압으로 셋팅되어 있음을 보여주고 있다. 상기 바람직한 E.E.S의 셋팅수치는 측정되는 M.E.S를 기준으로 당업자가 자유로이 선택할 수 있는 것으로 본 발명에서 특히 한정을 요하지는 아니한다. 상 기 도 3은 또한 인출/삽입시에 검출되는 전류의 변화를 보여주고 있다. 완전인출(Top)/삽입(Bottom)시 즉, M.E.S에서 전류의 최고순시치를 나타내고 있음을 보여주고 있다.

위치지시모듈에 E.E.S값의 셋팅이 있은 후 다시 단계 S202, S203, S204, S205과정을 반복하여 수행하고 단계 S211을 통해 당해 제어봉의 위치지시가 안전운전영역인 E.E.S의 범위 이내인지 여부를 판단한다. 상기 위치지시는 위치지시계(9)로부터 측정되어 위치입력부(4)를 통해 입력되어지고 제어프로그램에 의해 해석되어 표시기(40)에 디스플레이된다. 만일 당해 위치지시가 허용범위 이내인 경우 예를 들면, 인출시의 M.E.S가 4.53V±5mV이고, 삽입시의 M.E.S가 460mV±5mV로 측정된 것에 대해 인출시의 E.E.S가 4.50V±5mV, 삽입시의 E.E.S가 500mV±5mV로 셋팅된 경우에 위치지시계(9)에 의해 측정된 제어봉의 인출/삽입시의 위치지시가 상기 E.E.S의 범위내에 위치하면 당해 제어봉의 위치지시모듈은 정상적으로 동작하고 있는 것으로 판정할 수 있다(S212). 이와는 달리 위치지시가 허용범위를 벗어나는 경우에는 단계 S210에서 다시 E.E.S를 셋팅하여 동일한 과정을 되풀이하여야 한다.

상기 본 고안에 의하면 교정작업이 일체화되어 교정정밀도가 우수하며 제어봉마다 개별시험이 가능하므로 신속한 고장확인을 가능하게 하고 또한 교정작업시간의 단축으로 인한 인건비절감 등의 경제적 효과가 기대된다.

Claims (1)

1. 원자로 제어계통의 제어봉위치지시모듈 시험장치에 있어서,

   변류기로부터 전송되는 전류신호를 검출하는 신호검출부(1), 측정하고자 하는 제어봉을 선택하기 위한 선택스위치부(2), 선택된 제어봉의 구동을 인가하기 위한 신호입력부(3), 제어봉의 현재 위치정보를 위치지시계(9)로부터 측정된 값을 입력하는 위치입력부(4)를 포함하는 데이터입력수단(10);

   상기 데이터입력수단(10)으로부터 입력된 데이터를 중앙처리장치가 처리가능하도록 소정의 포맷으로 변환하기 위한 데이터변환수단(20);

   상기 변환된 데이터의 내용을 해석하고 당해 내용에 따른 기능을 수행하기 위한 제어프로그램부(7), 상기 변환된 데이터를 처리하기 위한 중앙처리장치(5)를 포함하는 데이터처리수단(30); 및

   상기 데이터처리수단(30)으로부터 인가된 당해 제어명령을 구동전동기(100)에 인가하기 위한 구동신호제어수단(50)을 포함함을 특징으로 하는 제어봉 위치지시모듈 시험장치.