KR200427533Y1

KR200427533Y1 - 리드 스위치 위치 트랜스미터 파형 진단 시스템

Info

Publication number: KR200427533Y1
Application number: KR2020060019254U
Authority: KR
Inventors: 최성규; 조계연
Original assignee: 주식회사 리얼게인
Priority date: 2006-07-18
Filing date: 2006-07-18
Publication date: 2006-09-27

Abstract

본 고안은 원자력 발전소의 계획예방정비 기간중 제어봉을 상, 하 이동시켜 리드 스위치 위치 트랜스미터(RSPT : Reed Switch Position Transmitter)의 출력 전압 파형을 통하여 각각의 리드 스위치(Reed Switch)가 정상 작동하는지를 진단하는 시스템이다.

리드 스위치(Reed Switch)는 원자로에서 핵연료 연소 속도를 제어하는데 사용되는 제어봉의 위치를 검출하기 위한 장치로써 자성체 리드의 중심부에 자성테가 접근하면 리드(Reed)선이 자성체에 접근하면서 신호를 ON하게 된다.

하지만, 자성체 리드(Reed)의 제조상 결함이나, 탄성을 잃을 경우 작은 진동 하에서 또는 자성체가 없음에도 불구하고 ON되는 사례가 있고 이는 원자력 발전소의 트립(Trip)을 일으키는 원인이 된다.

이에, 리드 스위치(Reed Switch)의 손상 유무를 발견하여 핵연료의 연소 속도를 제어하는데 사용되는 제어봉의 위치를 검출하는데 오류 발생을 방지하는 기능을 제공한다.

리드 스위치, 신호 커넥터 지그, 제어봉 설치전 진단 지그, 노심보호연산기, 리드 스위치 위치 트랜스미터(RSPT)

Description

리드 스위치 위치 트랜스미터 파형 진단 시스템 {Reed Switch Position Transmitter Wave Pattern Diagnosis System}

도 1은 종래 제어봉 위치 전송기용 시험기의 개략 구성도

도 2는 본 고안에 따른 리드 스위치 위치 트랜스미터(RSPT) 파형 진단 시스템의 신호 커넥터 지그(Jig)

도 3은 본 고안에 따른 리드 스위치 위치 트랜스미터(RSPT) 파형 진단 시스템의 알고리즘 구성도

도 4는 본 고안에 따른 리드 스위치 위치 트랜스미터(RSPT) 파형 진단 시스템의 후면도

도 5는 본 고안에 따른 리드 스위치 위치 트랜스미터(RSPT) 파형 진단 시스템의 제어봉 설치전 진단 지그(Jig)

도 6는 본 고안에 따른 리드 스위치 위치 트랜스미터(RSPT) 파형 진단 시스템의 회로기판(PCB)

본 고안은 원자력 발전소의 계획예방정비 기간중에 제어봉을 상하 이동시켜 리드 스위치 위치 트랜스미터(RSPT : Reed Switch Position Transmitter)의 전압 출력 파형을 통하여 각각의 리드 스위치(Reed Switch)가 정상 동작하는지를 진단하는 것에 관한 것이다.

일반적으로 원자력 발전이라 함은 농축 우라늄으로 제조된 연료(연료봉)를 원자로 내에서 핵 분열시켜 고온의 열을 발생되게 하고 재차 이와같은 핵분열 반응에 의한 고온의 열에 의해 증기를 발생시켜 터어빈 및 발전기를 구동하게 하므로서 인류에 필요한 전기 에너지를 생산, 공급하게 되는 것이다.

전술한 바와같은 원자력 발전에 있어, 원자로에서 반응하는 원료의 핵 분열은 시간이 경과함에 따라 점차 가속화 되는 속성을 갖게 되는 것으로, 이에 핵 분열의 가속화에 따른 사고 예방을 위해서 연료의 연소를 제어하는 수단으로 제어봉을 사용하게 된다.

이에, 원자력 발전에 있어서 상기의 제어봉은 그 위치에 따라 연료의 연소속도를 증감시키고, 경우에 따라 원자로의 가동을 중단시키는 기능을 행하는 것으로 제어봉의 현재 위치를 정확히 검출하는 것은 원자로의 적절한 제어 및 사고방지를 위해 매우 중요한 기술적 위치를 갖게 되는 것이다.

따라서, 리드 스위치(Reed Switch)의 이상 유무를 발견하여 핵 연료의 연소 속도를 제어하는데 중요한 기술적 위치를 갖는 제어봉의 위치 검출에 있어 오류 발생을 예방하도록 하는 것이다.

따라서, 종래의 제어봉 위치 전송기용 시험기는 사용자의 선택에 따라 승, 하강 되는 마그네틱 이동자에 의한 시험 구성된다. 통상 도 1로 도시된 바와 같은 구성으로서, 안내로울러와 마그네틱 이동자를 이용하여 리드 스위치 위치 트랜스미터(RSPT : Reed Switch Position Transmitter)의 건전성을 평가하도록 하는 원자로의 위치 전송기의 사전 시험기기로서, 실제 제어봉의 구동없이 리드 스위치(Reed Switch)의 손상 유무를 판정하고 접점신호(UEL,LEL,DRC등)의 동작상태를 확인하는 기능을 제공하는 것 이었다.

하지만, 전술한 바와같은 종래 위치 전송기용 시험기는 데이터 취득시 이송 기구부의 불안정으로 인한 데이터 취득 손실이 발생하고, 데이터 취득시 PDA를 사용하므로써 데이터를 이용한 여러 가지 분석에 제약이 있어 리드 스위치 위치 트랜스미터의 정밀 진단을 위한 전압 파형 분석에 제약을 갖는 문제점을 주었으며;

또한, 종래의 시험기를 통하여 원자로에 73개의 제어봉의 리드 스위치 위치 트랜스미터를 진단함에 있어 시간적 제한과 진단을 위한 이송 기구부의 설치에 불편함의 문제점을 상존 시키는 것이었다.

따라서, 본 고안은 원자력 발전설비에 이용되는 종래 제어봉 위치 전송기용 시험기의 제반적인 문제점을 해결하고자 창안된 것으로;

본 고안의 목적은 리드 스위치 위치 트랜스미터 (RSPT : Reed Switch Position Transmitter)의 커넥터와 연결돼 원자력 발전소내에 설치되어 있는 리드 스위치 위치 트랜스미터 모니터링 시스템인 노심보호연산기를 신호 커넥터 지그로 연결하여 리드 스위치 위치 트랜스미터 파형 진단 시스템을 통하여 계획예방정비 기간중 실제 제어봉 운전에 따라 출력되는 전압 파형 분석에 따라 리드 스위치 위 치 트랜스미터의 건정성 파악한다. 신호 커넥트 지그를 통하여 종래의 이송 기구부 설치시 불편함과 시간적 제한을 피할 수 있다.

또한, 신호 커넥트 지그를 통하여 출력되는 전압 파형은 새로 고안 된 분석 알고리즘을 통하여 한번에 32채널까지 분석이 가능하며 쉽게 리드 스위치의 불량 여부를 확인 할 수 있고 측정시 나타나는 모든 데이터를 그래프 형식, 제어봉 위치 표현 형식, 고장 및 이상구간에 대하여 알람 표현 형식이 가능하게 하였다.

또한, 도면 5인 제어봉 설치전 진단 지그를 이용하여 RSPT 예비품에 대하여 실제 제어봉 운행과 같은 조건 하에서 리드 스위치 위치 트랜스미터를 측정이 가능하도록 하였다.

한편, 상기의 측정된 데이터 자료 관리를 통하여 제어봉에 따른 리드 스위치 위치 트랜스미터(RSPT) 특성 변화 관측과 보고서 형식의 데이터 출력이 용이하여 리드 스위치 건전성 평가 및 고장 진단을 용이하게 할 수 있도록 RSPT 파형 진단 시스템을 제공함에 있는 것이다.

이에, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 수단으로는;

리드 스위치 위치 트랜스미터와 연결된 모니터링 시스템인 노심보호계산기와 RSPT 파형 진단 시스템을 연결하기 위한 신호 커넥터 지그와 RSPT 파형 진단 알고리즘을 고안하고;

또한, RSPT 파형 진단 시스템을 이용하여 RSPT 예비품을 테스트 하기 위한 제어봉 설치전 진단 지그(Jig)를 고안하여 상기의 목적이 달성된다.

이하, 본 고안에 따른 RSPT 파형 진단 시스템의 실시예를 첨부 도면에 의거 상세히 설명하기로한다.

도 2는 본 고안에 따른 RSPT 파형 진단 시스템과 노심보호연산기의 신호 커넥트 지그(Jig)이고 도 3는 RSPT 파현 진단 시스템의 알고리즘이며, 도 4는 RSPT 파형 진단 시스템 본체 후면의 신호 커넥터 지그(Jig) 연결을 위한 바나나 소켓 도면이다. 또한, 도 5는 제어봉 설치전 진단 지그로 RSPT 예비품에 대하여 설치 전에 테스트가 가능하도록 하였다.

계획예방정비 기간중 도 2의 제어봉의 리드 스위치 위치 트랜스미터(RSPT)가 연결 된 노심보호연산기의 리드 스위치 위치 트랜스미터(RSPT) 터미널(Terminal) 단자대 (1)부분과 신호커넥트 지그(2)를 이용하여 새로 고안된 RSPT 파형 진단 시스템을 연결하여 전압 출력 파형을 도 3의 알고리즘을 통하여 읽어 드릴 수 있다.

이때, 상기 신호 커넥터 지그를 통하여 들어오는 RSPT 전압 출력 파형은 RSPT 파형 진단 시스템의 도 3의 알고리즘에 의해서 데이터를 순차적으로 읽으면서 불량 구간을 구별해 내는 작업을 진행한다.

이때, 제어봉 좌, 우에 위치한 RSPT는 각각 총 102개의 리드 스위치로 구성이 되어 있으며, 시작 부분의 전압은 5V이고 끝부분의 전압은 10.1V이다. 따라서, 불량 구간을 감지하기 위한 방법으로는 시간이 변함에 따라 각 구간별 0.05의 편차가 생긴다는 것을 전제로 한다. 도 3의 알고리즘 (8), (9)에 의해서 전 구간에 비해 데이터가 -0.05, 그리고 후 구간에 비해 데이터가 +0.05의 이상을 보일경우 의심구간으로 간주하는 것으로 보고, 만약 편차 수준에 머무를 경우 불량 데이터로 판정짓지 않고 의심 구간으로 간주한다.

이때, 도 3의 알고리즘 (10)에서 전후 구간과 비교 하였을 때 비슷한 범위(±0.05)로 데이터의 변동이 일어나면 측정된 데이터를 기준으로 뒤의 100개를 순차적으로 읽으면서 데이터의 변동이 상승 또는 하강으로 변동이 감지되면 이 구간을 불량 데이터로 확정을 하고 반면에 전후 구간이 비슷한 범위로 변동하지 않았다면 의심 데이터로만 지정을 한다.

이때, 도 3의 알고리즘 (12)에서 불량 데이터로 확정을 하면 (13)에서 전후 데이터 역시 불량인가를 확인하여 (14)과 같이 불량데이터 구간을 포함 할 것인지(15)와 같이 현재의 구간만 불량인지를 설정한다.

또한, 도 5의 제어봉 설치전 진단 지그(Jig)를 이용하여 리드 스위치 위치 트랜스미터(RSPT) 예비품에 대하여 리드 스위치의 파형 진단이 가능하다. 일렉트로마그넷(18)은 제어봉과 같은 역할을 하여 모터(20)의 조정에 따라 상하로 움직여 제어봉의 상하 움직임을 모사하는 기능을 하며 리드 스위치 위치 트랜스미터(19)는 제어봉 좌우에 부착된 리드 스위치 우치 트랜스미터와 동일한 것으로 리드 스위치를 포함하고 있어 일렉트로마그넷(18)의 움직임에 따라 리드 스위치의 전압 파형을 출력한다. 출력된 전압 파형은 상기 설명과 같이 신호 커넥터로 연결된 노심보호연산기와 리드 스위치 위치 트랜스미터(RSPT) 파형 진단 시스템으로 보내져 상기 설명한 알고리즘에 의해 진단이 가능하다.

또한, 도 5의 바이브레이션 모듈(21)은 실제 제어봉이 운행중 일어날 수 있는 진동을 예비품 진단시에도 실제상황과 같은 조건을 똑같이 부여할 수 있도록 고 안 되었다.

따라서, 상기와 같은 구성을 갖는 리드 스위치 위치 트랜스미터(RSPT) 파형 진단 시스템의 상호 결합 관계를 살펴보면;

연료의 연소를 조절하는 제어봉 좌우에 부착된 리드 스위치 위치 트랜스미터(RSPT)는 리드 스위치 위치 트랜스미터의 상부 커넥터 부분과 노심보호연산기와 연결이 되고 또한, 노심보호연산기는 새로 고안된 신호커넥트 지그(Jig)에 의해서 RSPT 파형 진단 시스템과 연결이 되어 계획예방정비 기간중 실제 운행중과 같은 조건 하에서 제어봉을 상하로 움직이면서 리드 스위치의 전압 출력 파형을 상기의 알고리즘에 따라 분석하여 제어봉의 위치를 도시해 주는 리드 스위치의 불량 여부를 진단할 수 있다.

또한, 리드 스위치 위치 트랜스미터(RSPT) 예비품 역시 상기 언급된 제어봉 설치전 진단 지그(Jig)에 의해 실제 운행과 같은 조건을 부여하여 상기 방식에 의해 리드 스위치의 불량 여부를 진단 할 수 있다.

이에, 상기 알고리즘을 바탕한 소프트웨어를 통하여 데이터를 취득 및 저장하여 도 3의 자료 취득 소프트웨어 장치 (17) 부분에 의해 리드 스위치 위치 트랜스미터(RSPT) 전류 파형을 분석, 16제어봉 32채널(Ch)을 그래프로 도시하여 한 눈에 어느 부분의 리드 스위치가 불량인지를 판별할 수 있고 리드 스위치 위치 트랜스미터(RSPT) 전류 파형 분석에 관한 이력관리 그래프와 보고서(A4 싸이즈)를 제공한다.

또한, 신호커넥터 지그(Jig)를 이용하므로써 16제어봉 32채널(Ch)을 동시에 진단이 가능하여 계획예방정비 기간중 빠른 시간내에 한개 원자로 73제어봉의 모든 리드 스위치 위치 트랜스미터(RSPT)의 진단을 가능하게 하였다.

이상, 본 고안에 따른 리드 스위치 위치 트랜스미터(RSPT) 파형 진단 시스템은, 신호 커넥터 지그(Jig)와 리드 스위치 위치 트랜스미터(RSPT) 파형 진단 시스템의 알고리즘을 통하여 계획예방정비 기간중 실제 제어봉을 구동하여 리드 스위치의 손상 유무를 판정한다.

또한, 신호 커넥트 지그(Jig)의 고안에 따라 노심보호연산기와 연결하여 최대 16개 제어봉 32개 채널의 리드 스위치 위치 트랜스미터(RSPT)를 동시에 진단이 가능하여 빠른 시간내에 리드 스위치의 손상 유무를 진단하고 진단 결과의 이력관리 및 보고서(A4 싸이즈) 출력이 가능하여 사용자의 편의를 도모하였다.

또한, 도 5의 제어봉 설치전 진단 지그(Jig)의 고안에 따라 리드 스위치 위치 트랜스미터(RSPT)의 예비품을 제어봉의 실제 운행 조건과 같은 조건하에 따라 테스트가 가능하여 리드 스위치 위치 트랜스미터의 예비품의 리드 스위치 손상 유무를 점검 할 수 있다.

Claims

원자력 발전소의 계획예방정비 기간중 제어봉 리드 스위치(Reed Switch)의 출력 전압 파형을 전송하기 위한 지그(Jig)에 관한 것으로,

노심보호연산기의 리드 스위치 위치 트랜스미터(RSPT) 터미널(Terminal) 단자대 부분과 신호 커넥터 지그의 전면의 바나나 플러그들과 연결되고, 신호커넥터 지그의 후면 부분의 바나나 플러그는 리드 스위치 위치 트랜스미터(RSPT) 파향 진단 시스템 장비 후면의 바나나 소켓(+) 부분, 바나나 소켓(-) 부분과 연결하여 리드 스위치 위치 트랜스미터의 출력 전압 파형을 리드 스위치 위치 트랜스미터 파형 진단 시스템 장비로 전송하는 역할을 하는 특징으로 장치;

상기, 신호 커넥터 지그(Jig)는 최대 16개 제어봉 32개 채널의 출력 전압 파형을 동시에 전송하는 기능을 가진 커넥터 지그.
제어봉 예비품인 리드 스위치 위치 트랜스미터(19)의 리드 스위치의 손상 유무를 진단을 위한 지그(Jig)에 관한 것으로,

제어봉 설치전 진단 지그(Jig)는 상부에 모터가 설치되고, 중앙에 재어봉 역할을 하는 일렉트로마그넷(18)을 상, 하로 움직며, 실제 제어봉 운행중에 발생하는 진동을 유발하기 위해 바브레이션 모듈(21)를 설치하여 제어봉의 실제 운행과 같은 조건이 부여된 장치;

상기. 제어봉 설치전 진단 지그(Jig)는 리드 스위치 위치 트랜스미터의 출력 전압 파형을 리드 스위치 위치 트랜스미터 파형 진단 시스템 장비로 전송하는 역할을 하는 특징으로 구성되어, 제어봉 예비품인 리드 스위치 위치 트랜스미터(19)의 리드 스위치의 손상 유무를 진단하는 제어봉 설치전 커넥트 지그(Jig).