KR200440958Y1 - 제어봉 구동장치의 코일전류 감시장치 - Google Patents

제어봉 구동장치의 코일전류 감시장치 Download PDF

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Abstract

본 고안은 제어봉 구동장치의 코일전류 감시장치에 관한 것이다. 본 고안의 일 실시예에 따른 제어봉 구동장치의 코일전류 감시장치는, 제어봉 구동코일 케이블에 흐르는 전류를 감지하는 코일전류감시센서; 상기 코일전류감시센서의 구동에 필요한 전압을 공급하며, 상기 코일전류감시센서로부터 감지된 신호가 입력되는 제어카드; 상기 제어카드로부터 코일전류감시센서로 인가되는 전압을 감압시키는 커넥터; 및 상기 커넥터에 결합 가능하며, 상기 코일전류감시센서로부터 감지된 신호값을 측정하기 위한 측정 단자가 형성된 점검키트를 포함한다. 본 고안에 따른 제어봉 구동장치의 코일전류 감시장치는 제어봉제어계통 고장시 신호를 정확히 측정할 수 있는 점검포인트를 제공할 수 있는 장점이 있다.
제어봉 구동장치, 코일전류, 센서

Description

제어봉 구동장치의 코일전류 감시장치 {COIL CURRENT MONITORING APPARATUS FOR CONTROL ELEMENT DRIVE MECHANISM}
도 1은 종래의 코일전류감시센서를 도시한 평면도이다.
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 제어봉 구동장치의 코일전류 감시장치를 도시한 사시도이다.
도 3a는 본 고안의 일 실시예에 따른 코일전류감시센서를 도시한 사시도이다.
도 3b는 도 3a에 도시한 코일전류감시센서의 평면도이다.
도 4는 본 고안에 따른 코일전류감시센서가 전류값을 감지하는 방식을 설명하기 위한 그래프이다.
도 5a는 도 2에 도시한 커넥터의 사시도이다.
도 5b는 도 5a에 도시한 커넥터의 좌측면도이다.
도 5c는 도 5a에 도시한 커넥터의 우측면도이다.
도 5d는 도 5a에 도시한 커넥터의 회로도이다.
도 6a는 도 2에 도시한 점검키트의 사시도이다.
도 6b는 도 6a에 도시한 점검키트의 좌측면도이다.
도 6c는 도 6a에 도시한 점검키트의 우측면도이다.
본 고안은 제어봉 구동장치의 코일전류 감시장치에 관한 것이다.
원자로는 핵분열시 순간적으로 방출되는 다량의 에너지가 목적하는 바에 따라 서서히 방출되도록 조절함으로써 핵에너지를 실생활에 활용할 수 있도록 만든 장치이다.
원자로에서는 핵연료에 흡수되는 중성자수를 제어함으로써 핵연료의 연소를 조절하는데, 연료봉의 연소속도를 제어하는 데에는 붕소로 제조된 제어봉이 사용되고 있다. 상기 제어봉은 집합체의 형태로 연료봉 사이에 배열되며, 제어봉 구동장치에 의해서 수직방향 승강구동되어 핵분열시 생성되는 중성자를 흡수하여, 연료봉의 연소를 억제하는 역할을 수행한다.
따라서, 제어봉 구동장치를 통해 제어봉의 위치를 제어하는 것은 원자로의 적절한 출력제어 및 사고의 방지를 위해 매우 중요하다. 상기 제어봉 구동장치의 동작은 제어봉 구동코일 케이블에 흐르는 전류량에 의해 조절되므로, 상기 제어봉 구동코일 케이블에 흐르는 전류량을 감지하기 위해서, 코일전류감시센서를 포함하는 제어봉 구동장치의 코일전류 감시장치가 이용된다.
도 1은 종래의 코일전류감시센서를 도시한 평면도이다.
도 1을 참조하면, 코일전류감시센서(10)는 기판(12), 페라이트 코어(14), 페 라이트 코어 가이드(16), 체결 나사(18), 캐패시터(20) 및 홀센서(22)를 포함한다.
기판(12) 상에는 개구(24)가 형성되며, 개구(24)를 통해 상기 제어봉 구동코일 케이블이 관통한다. 종래의 코일전류감시센서(10)의 경우, 개구(24)의 크기가 제어봉 구동코일 케이블의 두께에 비해 크고, 일방향으로 치우쳐져 있어서, 개구(24)를 관통하는 제어봉 구동코일 케이블을 고정시키기 위해, 케이블 타이 등의 수단을 통해 일일히 체결해야 하는 불편함이 있었다.
한편, 종래의 제어봉 구동장치의 코일전류 감시장치는 점검포인트가 없으며, 가변저항의 위치가 부적절하게 설계되어 효율적인 유지 정비가 어려웠다. 또한, 고장이 빈번하여 제어봉 제어상태가 불안정하고 이를 해소하기 위한 작업으로 인해 원자로 불시정지의 위험성이 상존해 있었다.
본 고안의 목적은 제어봉제어계통 고장시 신호를 정확히 측정할 수 있는 점검포인트를 갖는 제어봉 구동장치의 코일전류 감시장치를 제공하는 것이다.
본 고안의 다른 목적은 제어봉 구동코일 케이블에 흐르는 전류량을 용이하게 조절할 수 있는 제어봉 구동장치의 코일전류 감시장치를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 일 실시예에 따른 제어봉 구동장치의 코일전류 감시장치는, 제어봉 구동코일 케이블에 흐르는 전류를 감지하는 코일전류감시센서; 상기 코일전류감시센서의 구동에 필요한 전압을 공급하며, 상기 코일전류감시센서로부터 감지된 신호가 입력되는 제어카드; 상기 제어카드로 부터 코일전류감시센서로 인가되는 전압을 감압시키는 커넥터; 및 상기 커넥터에 결합 가능하며, 상기 코일전류감시센서로부터 감지된 신호값을 측정하기 위한 측정 단자가 형성된 점검키트를 포함한다.
본 고안에 따른 제어봉 구동장치의 코일전류 감시장치는 제어봉제어계통 고장시 신호를 정확히 측정할 수 있는 점검포인트를 제공할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 고안에 따른 제어봉 구동장치의 코일전류 감시장치는 제어봉 구동코일 케이블의 전류를 감시하여 해당 제어카드에 전송하며, 공급전류값이 낮거나 높아서 제어봉집합체의 유지불능 또는 제어봉 구동코일 케이블이 손상될 우려가 있는 경우, 중앙제어실에 경보를 발생시키고, 건전한 구동코일로 전환하여 불필요한 제어봉낙하에 의한 원자로 정지를 예방할 수 있는 장점이 있다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 고안에 따른 제어봉 구동장치의 코일전류 감시장치의 바람직한 실시예들을 자세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 제어봉 구동장치의 코일전류 감시장치를 도시한 사시도이다.
도 2를 참조하면, 제어봉 구동장치의 코일전류 감시장치는 코일전류감시센서(100), 제어카드(200), 커넥터(300) 및 점검키트(400)를 포함한다.
원자력발전소 내의 각각의 제어봉 구동장치(Control Element Drive Mechanism, CEDM)는 4개의 제어봉 구동코일, 즉, UL(Upper Lift Coil), UG(Upper Gripper Coil), LL(Lower Lift Coil) 및 LG(Lower Gripper Coil)에 흐르는 전류신 호를 신호원으로 사용하여 작동한다.
상기 제어봉 구동장치는 원자력발전소의 출력을 조절하기 위하여 제어봉을 원자로 내에 삽입 및 인출시키는 장치로서, 원자로 상부에 제어봉(Control Element Assembly, CEA) 수 만큼 설치되며, 구동력은 제어봉 구동코일 케이블(30)에 공급되는 전력에 의해 발생하는 전자기력이다. 따라서, 제어봉 구동코일 케이블(30)에는 구동을 위해 공급되는 전력신호와 구동진행에 따라 유도되는 신호가 혼재되어 있으므로, 제어봉 구동코일 케이블(30)에 흐르는 전기신호를 분석하면 제어봉의 구동상황, 즉, 구동여부, 구동의 적절성 및 이상유무를 파악할 수 있다.
코일전류감시센서(100)는 제어봉 구동코일 케이블(30)에 흐르는 전류를 감지한다.
제어카드(200)는 코일전류감시센서(100)의 구동에 필요한 전압을 공급하며, 코일전류감시센서(100)로부터 감지된 신호가 입력된다. 본 고안에 있어서, 제어카드(200)는 제어봉 구동장치 자동 제어기(Automatic CEDM Timing Module, ACTM)로 구성될 수 있다.
커넥터(300)는 제어카드(200)로부터 코일전류감시센서(100)로 인가되는 전압을 감압시킨다. 예를 들면, 제어카드(200)로부터 전달되는 10V의 전압은 커넥터(300)에 의해 5V로 감압되어, 코일전류감시센서(100)로 인가된다. 또한, 커넥터(300)는 코일전류감시센서(100)로부터 감지된 신호값을 제어카드(200)로 전달하는 통로 역할을 수행한다. 커넥터(300)의 일단은 케이블(310)에 의해 연결되며, 케이블(310)은 다시 4개의 소케이블(320)로 분기하여, 일단에 연결단자(330)가 형성 될 수 있다. 상기 연결단자(330)는 코일전류감시센서(100)의 케이블에 연결된 연결부(110)와 결합 가능하다. 연결단자(330) 및 연결부(110)의 구조는 특별히 제한적이지 않으며, 예를 들면, 6pin 또는 Push/pull 4pin S/S 로 구성될 수 있다. 바람직하게는, 결합 및 분해의 체결방식을 고려하여, Push/pull 4pin S/S 로 구성될 수 있다.
점검키트(400)는 커넥터(300)에 결합 가능하며, 코일전류감시센서(100)로부터 감지된 신호값을 측정하기 위한 측정 단자가 형성되어 있다.
도 3a는 본 고안의 일 실시예에 따른 코일전류감시센서를 도시한 사시도이며, 도 3b는 도 3a에 도시한 코일전류감시센서의 평면도이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 코일전류감시센서(100)는 홀센서(120), 페라이트 코어(130) 및 페라이트 코어 가이드(140)를 포함한다.
홀센서(120)는 적어도 하나 이상 배치되며, 제어봉 구동코일 케이블(30)에 의해 유도되는 자기장의 세기를 감지하여 전압값으로 출력한다.
페라이트 코어(130)는 제어봉 구동코일 케이블(30)의 외측에 배치되어, 고주파 잡음을 제거한다.
페라이트 코어 가이드(140)는 페라이트 코어(130)의 외주면을 감싼다. 페라이트 코어 가이드(140)의 일단은 힌지(144)에 의해 결합되며, 타단은 체결 나사(160)에 의해 체결될 수 있다. 체결 나사(160)를 회전시켜서, 페라이트 코어 가이드(140)로부터 분리하면, 힌지(144)를 중심으로 하여 페라이트 코어(130) 및 페라이트 코어 가이드(140)가 일체로 벌어질 수 있다. 이에 따라 제어봉 구동코일 케 이블(30)을 개구(150) 내에 위치시키고, 다시 체결 나사(160)를 체결하여, 제어봉 구동코일 케이블(30)에 대한 전류값 감지를 수행할 수 있다.
종래의 코일전류감시센서(10)의 경우, 본 고안과 같은 힌지(144)없이 걸쇠에 의해 페라이트 코어 가이드(16)를 체결하므로, 페라이트 코어(14)가 정확히 일치하지 않아, 센서 출력값이 오지시될 수 있었다. 그러나, 본 고안의 코일전류감시센서(100)는 힌지(144)에 의해 페라이트 코어 가이드(140)의 일단을 결합시키므로, 페라이트 코어(130)가 정확히 접촉될 수 있어서, 보다 정확한 측정이 이루어질 수 있다.
페라이트 코어 가이드(140)는 복수의 연장편(142)을 구비하며, 연장편(142)에 의해 제어봉 구동코일 케이블(30)이 관통하는 개구(150)가 형성된다. 도 3a 및 도 3b에는 연장편(142)이 2개 형성된 것으로 도시되어 있으나, 그 이상의 연장편(142)이 형성되어, 개구(150)를 구성할 수 있음은 물론이다.
연장편(142)에 의해 제어봉 구동코일 케이블(30)을 일일이 코일전류감시센서(100)에 고정하지 않더라도, 제어봉 구동코일 케이블(30)이 개구(150) 내에 안정적으로 배치될 수 있으므로, 인력절감 및 신뢰성 높은 신호 감지가 이루어질 수 있다.
연장편(142)에 의해 형성되는 개구(150)의 직경은 제어봉 구동코일 케이블(30)의 두께에 따라 상이하게 구성될 수 있으며, 예를 들면, 3mm 내지 7mm 가 될 수 있다.
도 4는 본 고안에 따른 코일전류감시센서가 전류값을 감지하는 방식을 설명 하기 위한 그래프이다.
도 4를 참조하면, 코일전류감시센서(100)는 내부에 홀센서(120)를 2개 구비하며, 홀센서 1에서 출력한 전압값(A)과 홀센서 2에서 출력한 전압값(B)의 차이를 이용하여, 제어봉 구동코일 케이블(30)에 흐르는 전류값(C)을 감지한다. 홀센서 1 및 2의 정지전압값(VOQ)은 규격에 따라 미리 설정된다.
도 5a는 도 2에 도시한 커넥터의 사시도이며, 도 5b는 도 5a에 도시한 커넥터의 좌측면도이다. 또한, 도 5c는 도 5a에 도시한 커넥터의 우측면도이며, 도 5d는 도 5a에 도시한 커넥터의 회로도이다.
도 5a 내지 도 5d를 참조하면, 커넥터(300)는 제 1 결합부(340), 제 2 결합부(350) 및 출력 조정자(360)를 포함한다.
제 1 결합부(340)는 제어카드(200)에 결합 가능한 구조를 가지며, 제 2 결합부(350)는 점검키트(400)에 결합 가능한 구조를 갖는다. 제 1 결합부(340) 및 제 2 결합부(350)의 구조는 특별히 제한적이지 않으나, DB 25pin 으로 구성될 수 있다.
출력 조정자(360)는 제어봉 구동코일 케이블(30)에 흐르는 전류값을 조절하는 신호를 발생시킨다. 출력 조정자(360)는 십자홈이 형성된 나사 형상이 될 수 있으며, 사용자는 제어봉 구동코일 케이블(30)에 흐르는 전류값이 기준 범위를 초과하거나 미달하는 경우, 출력 조정자(360)를 좌측 또는 우측으로 회전시켜서, 전류값을 제어할 수 있다.
출력 조정자(360)의 조절에 의해, 레귤레이터(Regulator) 내의 가변저항값이 변할 수 있으며, 이에 따라, 제어봉 구동코일 케이블(30)에 흐르는 전류값을 조절하는 신호가 발생하여, 제어카드(200)에 전달될 수 있다.
도 6a는 도 2에 도시한 점검키트의 사시도이며, 도 6b는 도 6a에 도시한 점검키트의 좌측면도이고, 도 6c는 도 6a에 도시한 점검키트의 우측면도이다.
도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 점검키트(400)는 결합 단자(410) 및 복수의 측정 단자(420a, 420b, 420c 및 420d)를 포함한다.
결합 단자(410)는 커넥터(300)에 결합하며, 커넥터(300)의 제 2 결합부(350)의 구조에 상응하여, DB 25pin 으로 구성될 수 있다.
복수의 측정 단자(420a, 420b, 420c 및 420d)는 각 제어봉 구동코일 케이블(30)에 흐르는 전류값을 측정하는 점검포인트가 되며, 본 고안의 일 실시예에서, 4쌍으로 구성될 수 있다.
한쌍의 측정 단자(420a, 420b, 420c 및 420d)에 오실로스코프 등의 테스터기의 (+) 단자 및 (-) 단자가 접촉하여, 각각의 제어봉 구동코일 케이블(30)에 흐르는 전류값이 측정될 수 있으며, 전류값이 기준 범위를 벗어나면, 전술한 커넥터(300)의 출력 조정자(360)를 이용하여, 용이하게 전류값의 크기가 조절될 수 있다.
상기한 본 고안의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 고안에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 고안의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 실용 신안등록청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
본 고안에 따른 제어봉 구동장치의 코일전류 감시장치는 제어봉제어계통 고장시 신호를 정확히 측정할 수 있는 점검포인트를 제공할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 고안에 따른 제어봉 구동장치의 코일전류 감시장치는 제어봉 구동코일 케이블의 전류를 감시하여 해당 제어카드에 전송하며, 공급전류값이 낮거나 높아서 제어봉집합체의 유지불능 또는 제어봉 구동코일 케이블이 손상될 우려가 있는 경우, 중앙제어실에 경보를 발생시키고, 건전한 구동코일로 전환하여 불필요한 제어봉낙하에 의한 원자로 정지를 예방할 수 있는 장점이 있다.

Claims (5)

  1. 제어봉 구동코일 케이블에 흐르는 전류를 감지하는 코일전류감시센서;
    상기 코일전류감시센서의 구동에 필요한 전압을 공급하며, 상기 코일전류감시센서로부터 감지된 신호가 입력되는 제어카드;
    상기 제어카드로부터 코일전류감시센서로 인가되는 전압을 감압시키는 커넥터; 및
    상기 커넥터에 결합 가능하며, 상기 코일전류감시센서로부터 감지된 신호값을 측정하기 위한 측정 단자가 형성된 점검키트를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어봉 구동장치의 코일전류 감시장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 코일전류감시센서는,
    상기 제어봉 구동코일 케이블에 의해 유도되는 자기장의 세기를 감지하여 전압값으로 출력하는 홀센서;
    상기 제어봉 구동코일 케이블의 외측에 배치되어, 고주파 잡음을 제거하는 페라이트 코어;
    상기 페라이트 코어의 외주면을 감싸는 페라이트 코어 가이드; 및
    상기 페라이트 코어 가이드의 일단을 결합시키는 힌지를 포함하되,
    상기 페라이트 코어 가이드는 복수의 연장편을 구비하여, 상기 연장편에 의해 상기 제어봉 구동코일 케이블이 관통하는 개구가 형성되는 것을 특징으로 하는 제어봉 구동장치의 코일전류 감시장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 연장편에 의해 형성되는 개구의 직경은 3mm 내지 7mm 인 것을 특징으로 하는 제어봉 구동장치의 코일전류 감시장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 커넥터는,
    상기 제어카드에 결합 가능한 제 1 결합부;
    상기 점검키트에 결합 가능한 제 2 결합부; 및
    상기 제어봉 구동코일 케이블에 흐르는 전류값을 조절하는 신호를 발생시키는 출력 조정자를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어봉 구동장치의 코일전류 감시장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 점검키트는,
    상기 커넥터에 결합하는 결합 단자; 및
    상기 각 제어봉 구동코일 케이블에 흐르는 전류값을 측정하도록 하는 복수의 측정 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어봉 구동장치의 코일전류 감시장치.
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KR101022161B1 (ko) * 2010-08-30 2011-03-24 주식회사 리얼게인 제어봉 낙하시간 측정방법
KR101250749B1 (ko) 2011-01-18 2013-04-04 한국수력원자력 주식회사 제어봉제어계통 코일전류 감시장치를 이용한 제어봉 낙하시간 측정방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101022161B1 (ko) * 2010-08-30 2011-03-24 주식회사 리얼게인 제어봉 낙하시간 측정방법
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