KR20120029823A - 원자력발전소의 출력제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원자력발전소의 출력제어방법에 관한 것으로, 연료관을 교체할 때 원자로출력을 감소시켜, 새로운 연료관에 의해 중성자고출력계통 검출기의 출력이 상승하는 경우에도 트립설정치를 초과하지 않도록 제어한다. 이와 같은 구성의 본 발명은 연료관의 교체시 중성자고출력계통 검출기의 출력이 높아지는 것을 고려하여, 그 연료관의 교체시 원자로 출력을 낮춘상태에서 작업하여, 중성자고출력계통 검출기의 출력이 상승하는 경우에도 트립설정치보다 낮게 유지될 수 있도록 하여, 원자력발전소가 트립(정지)하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

원자력발전소의 출력제어방법{power control method for reactor}

본 발명은 원자력발전소의 출력제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 중성자고출력계통 검출기의 출력상승이력에 따라 연료관의 교체시기를 정할 수 있는 원자력발전소의 출력제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 원자력발전소의 압력관은 경년열화에 의해 직경방향으로의 팽창이 발생될 수 있다. 이러한 직경방향의 팽창은 연료냉각 우회량을 증대시키고, 우회량의 증가는 낮은 출력에서 연료손상을 유발할 수 있으며, 연료손상과 관련된 중성자고출력 트립설정치를 낮추어 운전하고 있다.

상기 트립설정치는 원자력발전소의 운전중단과 직접적인 관계가 있는 것으로, 트립설정치를 낮추면 원자력발전소의 운전여유도가 낮아지기 때문에 더 이상 트립설정치를 낮출 수 없는 경우, 원자로의 출력 자체를 낮추어 운영해야 한다.

실제로 월성1호기는 원자로 출력을 약 15%까지 낮추어 운영한 사례가 있다.

그리고, 중수로는 임계유지를 위해 매일 연료교체를 수행한다. 노심에는 중성자고출력검출기가 위치하고 있고, 이 중성자고출력검출기는 연료교체시에 출력이 상승하게 된다. 이 출력의 상승은 트립설정치에 도달하게 되고, 이는 원자로의 정지가 발생되고 약 3일간은 기동을 할 수 없게 된다.

이처럼 종래에는 경년열화의 원인으로 인하여 원자로가 정지되는 심각한 문제점이 있었으나, 이를 예측할 수 있는 방법이 마련되어 있지 않기 때문에 출력감발의 시기를 알 수 없어 또 다른 원자력발전소의 운전이 중단될 수 있는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 연료관 채널의 적절한 출력감소비를 제공할 수 있는 원자력발전소의 출력제어방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명 원자력발전소의 출력제어방법은, 연료관을 교체할 때 원자로출력을 감소시켜, 새로운 연료관에 의해 중성자고출력계통 검출기의 출력이 상승하는 경우에도 트립설정치를 초과하지 않도록 하되, 원자로출력의 감소정도는 아래의 수학식1로 표현되는 것을 특징으로 한다.

수학식 1

교체시출력=원자로 출력(정상출력)-(D_MAX-D_R)

D_MAX는 연료관의 교체시 중성자고출력계통 검출기의 출력변화 예상값이며, D_R은 트립 예방을 위한 안전여유도이다

상기와 같이 구성되는 본 발명 원자력발전소의 출력제어방법은, 연료관의 교체시 중성자고출력계통 검출기의 출력이 높아지는 것을 고려하여, 그 연료관의 교체시 원자로 출력을 낮춘상태에서 작업하여, 중성자고출력계통 검출기의 출력이 상승하는 경우에도 트립설정치보다 낮게 유지될 수 있도록 하여, 원자력발전소가 트립(정지)하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원자력발전소의 출력제어방법에 따라 출력과 중성자고출력계통 검출기의 출력변화 그래프이다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명 원자력발전소의 출력제어방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원자력발전소의 출력제어방법에 따라 출력과 중성자고출력계통 검출기의 출력변화 그래프이다.

도 1을 참조하면 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원자력발전소 출력제어방법은, 정상출력을 유지하다 연료관을 교체하는 시점에서 원자로 출력을 감소시키고, 그 연료관의 교체가 완료되면 원래의 정상출력으로 상승시키도록 구성된다.

도 1에 따르면 원자로출력이 91%인 정상출력, 트립설정치는 107%(도면 미도시)인 상태에서 연료관을 교체하기 위하여 원자로출력을 85%가 되도록 낮춘다. 이때 출력(POWER)은 단계적으로 변화되는 것을 확인할 수 있다.

정상출력 상태에서 중성자고출력계통 검출기의 출력은 97%이다.

이처럼 원자로출력을 85%로 낮추면 그에 따라 중성자고출력계통 검출기(DETECTOR)의 출력 또한 감소하게 되며, 그 원자로출력이 85%로 유지되는 상태에서 연료관을 교체한다.

이때 새로운 연료관으로 교체하면, 상기 검출기의 출력은 상승하게 되며, 도 1에서는 12%의 출력이 급상승함을 나타낸다.

만약 원자로의 출력을 정상출력인 91%로 유지하였으면, 그 중성자고출력계통 검출기의 출력은 97%에서 12%의 출력이 증가하여, 트립설정치인 107%를 초과하게 된다.

이처럼 중성자고출력계통 검출기의 출력이 트립설정치를 초과하면 원자로의 보호를 위하여 운전이 정지된다.

따라서 본 발명은 원자로의 출력을 연료관 교체시에는 감소시켜, 트립의 발생을 방지할 수 있게 된다.

상기 출력의 감소정도는 아래의 수학식 1로 표현될 수 있다.

상기 수학식 1에서 D_MAX는 연료관의 교체시 중성자고출력계통 검출기의 출력변화 예상값이며, 연료관의 방출연소도에 따라 중성자고출력계통 검출기의 상승이력을 분석하여 얻을 수 있는 값이다.

또한 D_R은 트립 예방을 위하여 안전여유도로서, 2개 채널 이상의 중성자고출력계통 검출기의 출력이 상승되면 4%미만으로 유지하고, 1개 채널의 중성자고출력계통 검출기의 출력이 상승되면 2%미만으로 유지한다.

이처럼 본 발명은 원자로의 출력을 연료관 교체시에 감소시킴으로써, 새로운 연료관의 투입시 중성자고출력계통 검출기의 출력이 상승하는 경우에도 트립설정치를 초과할 수 없도록 하여, 원자력발전소의 운전 정지가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

전술한 바와 같이 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였지만, 본 발명은 전술한 실시예들에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.

Claims (3)

1. 연료관을 교체할 때 원자로출력을 감소시켜, 새로운 연료관에 의해 중성자고출력계통 검출기의 출력이 상승하는 경우에도 트립설정치를 초과하지 않도록 하되, 원자로출력의 감소정도는 아래의 수학식1로 표현되는 것을 특징으로 하는 원자력발전소의 출력제어방법.
   수학식 1
   교체시출력=원자로 출력(정상출력)-(D_MAX-D_R)
   D_MAX는 연료관의 교체시 중성자고출력계통 검출기의 출력변화 예상값이며, D_R은 트립 예방을 위한 안전여유도이다
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 D_MAX는,
   연료관의 방출연소도에 따라 중성자고출력계통 검출기의 상승이력을 분석하여 정하는 것을 특징으로 하는 원자력발전소의 출력제어방법.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 D_R은,
   출력이 상승되는 중성자고출력계통 검출기의 채널 수에 따라 다른 값을 갖는 것을 특징으로 하는 원자력발전소의 출력제어방법.
   
   

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