KR20130010290A - Digital excore nuclear instrumentation system having thermal power automatic amending function - Google Patents

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KR20130010290A
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Abstract

PURPOSE: A digital excore nuclear instrumentation system having thermal power automatic amending function is provided to shorten maintenance time. CONSTITUTION: An amplifier(100) is installed in the upper, the middle and the lower part of a reactor wall. The amplifier amplifies the pulse and the current generated by nuclear fission. A signal processing unit(200) changes the input value received from the amplifier to a digital value. A signal processing unit automates the operation of a nuclear instrumentation system. A thermal power automatic amending unit(300) transmits a heat power correction value to the signal processing unit. [Reference numerals] (200) Signal processing unit; (300) Inputting a heat output measuring correction value(processing by communication); (AA) Upper part; (BB) Center; (CC) Lower part; (D1,D2,D3) Pulse amplifier; (E1,E2,E3) Linear amplifier; (FF) Containment penetration hole; (GG) Analog input card; (HH) Processor board; (II) Digital output card; (JJ) Digital input card; (KK) Analog output card

Description

열출력 자동보정기능이 구비된 디지털 노외핵계측계통 시스템{DIGITAL EXCORE NUCLEAR INSTRUMENTATION SYSTEM HAVING THERMAL POWER AUTOMATIC AMENDING FUNCTION}DIGITAL EXCORE NUCLEAR INSTRUMENTATION SYSTEM HAVING THERMAL POWER AUTOMATIC AMENDING FUNCTION}

본 발명은 열출력 자동보정기능이 구비된 디지털 노외핵계측계통 시스템에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 기존의 아날로그 노외핵계측설비 신호처리장치를 디지털화하고, 수동으로 교정한 열출력 측정결과를 정밀설비에 의해 연속적으로 계산되는 열출력값을 이용하여 실시간 출력 교정하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a digital out-of-core nuclear instrumentation system with a thermal output automatic correction function, and more specifically, to a digital equipment of the existing analog out-of-core nuclear instrumentation equipment signal processing device, and to precisely correct the heat output measurement results calibrated manually. It relates to a technique for real-time output calibration using the heat output value continuously calculated by the.

노외핵계측계통은 모든 운전 상태에 대한 원자로 중성자속 준위를 연속적으로 감시하고 과잉출력 상태에서 원자로 보호를 위한 경보 발생 및 비상정지 신호를 제공한다.The off-site nuclear instrumentation system continuously monitors the reactor neutron flux levels for all operating conditions and provides alarm and emergency stop signals to protect the reactor from overpower conditions.

또한, 운영기술지침서 상의 요구에 따른 관련 원자로 비상정지 회로에 입력신호를 제공하고 출력운전 범위에서 안전등급 신호를 공급하여 국부출력밀도와 핵비등 이탈율 보호신호를 생성한다.It also provides input signals to the relevant reactor emergency stop circuits as required by the operating technical guidelines and supplies safety class signals in the output operating range to generate local power density and nuclear boiling escaping rate protection signals.

또한, 노외핵계측계통은 핵분열함으로부터 원자로심의 중성자 준위를 측정하여 4Bay의 신호처리 장치를 거쳐 필요한 신호를 발생시킨다.In addition, the off-site nuclear instrumentation system measures the neutron level of the reactor core from the nuclear fission box and generates the necessary signal through the 4 Bay signal processing device.

하지만, 종래의 아날로그 회로를 이용하여 중성자를 계수(Counting)하기 위해서는 중성자와 감마선등 핵종 정보를 혼합한 펄스를 측정하여 증폭하고 중성자 펄스를 선별하며, 이를 구형파로 변화하여 펄스 계수를 얻어야만 한다.However, in order to count neutrons using a conventional analog circuit, a pulse of a mixture of nuclide information such as neutrons and gamma rays is measured and amplified, neutron pulses are selected, and the neutron pulses are changed into square waves to obtain pulse coefficients.

이러한 절차를 거쳐야 함으로, 노외핵계측계통의 신호처리장치는 회로구성이 복잡하고 넓은 대역에서 선형성이 떨어지며, 다양한 종류의 보수 예비품이 필요한 단점이 있을 뿐만 아니라 계통운용과 교정을 위해서는 높은 숙련도가 요구되고, 시험과 정비 시간이 과다하게 소요된다.
As a result of this procedure, the signal processing device of the off-the-shelf nuclear instrumentation system has a complex circuit configuration, lacks linearity in a wide band, and requires various kinds of repair spare parts, and requires high skill for system operation and calibration. The test and maintenance time is excessive.

최근들어, 본 발명과 관련하여 연구개발이 이루어지고 있으며, 대한민국 공개특허공보 2001-0076546(원자력 발전소의 계측제어계통)외 다수개가 공개되어 있다.In recent years, research and development has been made in connection with the present invention, and many others have been disclosed, including Korean Patent Publication No. 2001-0076546 (Measurement Control System of a Nuclear Power Plant).

선행문헌은 발전소 현장에 설치된 기기 및 센서로 부터의 데이터를 선택적으로 출력하는 발전소 연계 계통의 출력 데이터를 실배선 또는 네트워크를 통해서 받고, 원전의 단일고장에 대해서 안전기능을 수행하고, 그 수행 결과를 정보 및 소프트콘트롤 게이트웨이와 QIAS 전용 데이터 통신망(DCN-Q)을 통해 전송하는 보호계통; 발전소 연계 계통의 출력 데이터를 네트워크를 통해서 받아 게이트웨이와 IPS 전용 데이터 통신망(DCN-I)을 거쳐 전송하는 제어계통; 및 각종 센서와 프로세서 관련 데이터를 상기 보호계통과 제어계통으로부터 제공받는 정보처리계통(IPS), RM 보호계통과 제어계통으로부터 제공받은 경보 및 안전관련 변수를 표시하고 다수개의 플랫 페널 디스플레이(FPD)를 보면서 소프트웨어 프로그램에 의해 지시 및 경보 데이터의 입출력을 제어하는 지시 및 경보 계통(QIAS) 및 상기 IPS와 QIAS사이에 게이트웨이를 통해서 주고받는 정보를 표시해주는 대형 디스플레이 패널(LPD)을 포함하는 감시계통을 포함하여 구성된다.Prior literature receives output data of power plant linkage system that selectively outputs data from equipment and sensors installed in the plant site through actual wiring or network, performs safety function for single failure of nuclear power plant, and shows the result of performance. A protection system for transmitting information and soft control gateways and QIAS-dedicated data communication networks (DCN-Q); A control system that receives the output data of the power plant linkage system through a network and transmits it through a gateway and an IPS dedicated data communication network (DCN-I); And information processing system (IPS) which receives various sensor and processor related data from the protection system and control system, alarm and safety related variables provided from the RM protection system and control system, and display a plurality of flat panel displays (FPD). A monitoring system including an indication and alarm system (QIAS) for controlling the input and output of indication and alarm data by a software program, and a large display panel (LPD) for displaying information exchanged through the gateway between the IPS and the QIAS. It is configured by.

전술한 바와 같은 선행문헌은, 전류펄스를 증폭한 다음 일정한 크기 이하의 펄스는 계수기에 입력되지 않도록 하고 이를 펄스 정형을 거쳐 계수하기 좋은 구형파로 만드는 방법을 사용하고 있으나, 핵분열함 내부벽에 도포된 우라늄이 분열하면서 발생시키는 알파 입자와 원자로에서 발생하는 감마선의 영향을 최소화 해야만 한다.As described above, the prior art uses a method of amplifying a current pulse and preventing a pulse below a certain size from being input to a counter and making it a square wave that is good for counting through pulse shaping. The effect of this splitting alpha particle and the gamma ray on the reactor must be minimized.

또한, 기존의 원자력발전소의 핵계측계통은 핵분열함의 전류출력을 상부, 중부 및 하부 출력으로 나누어 증폭한 다음 이를 합하는 회로인 "평균과 합 연산" 과정에서 반고정저항의 값을 변경함으로써 정해진 주기에 따라 열출력 측정결과를 이용하여 수동으로 교정하고 있어서 열출력 측정결과를 원자로 출력교정에 실시간으로 적용할 수 없다. In addition, the nuclear instrumentation system of the existing nuclear power plant divides the current output of the nuclear fission box into upper, middle, and lower outputs and amplifies them, and then changes the value of the semi-fixed resistance during the "average and sum calculation" process. Therefore, the heat output measurement results are manually calibrated using the heat output measurement results, and thus the heat output measurement results cannot be applied to the reactor output calibration in real time.

본 발명의 제 1목적은, 기존의 아날로그 신호처리장치를 디지털화함으로써, 회로구성이 간단하고 계통운용과 교정이 자동화되어 시험과 정비 시간의 단축하는데 그 목적이 있다.The first object of the present invention is to digitize an existing analog signal processing apparatus, thereby simplifying circuit configuration, automating system operation and calibration, and shortening test and maintenance time.

또한, 본 발명의 제 2목적은, 다중핵종분석기법을 이용한 에너지 변별 알고리즘을 사용함으로써, 검출효율을 높이고 중성자 측정의 정확도를 개선하는데 그 목적이 있다.In addition, a second object of the present invention is to increase the detection efficiency and improve the accuracy of neutron measurement by using an energy discrimination algorithm using a multinuclide analysis technique.

그리고, 본 발명의 제 3목적은, 열출력을 이용한 핵계측계통을 자동 교정함으로써, 초음파유량계와 같은 정밀한 계측기를 이용한 열출력 측정결과를 이용하여 연속적으로 교정하는데 그 목적이 있다.A third object of the present invention is to automatically calibrate a nuclear measurement system using heat output, and to continuously perform calibration using heat output measurement results using a precision measuring instrument such as an ultrasonic flowmeter.

이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 열출력 자동보정기능이 구비된 디지털 노외핵계측계통 시스템에 관한 것으로서, 원자로 외벽의 상, 중 및 하부에 각각 설치되어 핵분열함에서 생성되는 펄스 및 전류를 증폭하는 증폭기; 증폭기로부터 제공받은 입력값를 디지털로 변환시키고 열출력 자동보정기로부터 열출력측정 보정값을 실시간으로 수신하여 핵계측계통의 운용전체를 자동화시키는 신호처리장치; 및 알고리즘을 이용한 열출력측정 보정값을 실시간으로 계산하여 신호처리장치로 전송하는 열출력 자동보정기; 를 포함한다.The present invention for achieving the technical problem relates to a digital nuclear nuclear instrument system with a heat output automatic correction function, which is installed on the upper, middle and lower portions of the outer wall of the reactor to amplify the pulse and current generated in the nuclear fission box An amplifier; A signal processing device for converting an input value provided from an amplifier into a digital signal and receiving a heat output measurement correction value from a heat output automatic calibrator in real time to automate the entire operation of the nuclear measurement system; And a heat output automatic compensator for calculating a heat output measurement correction value using an algorithm in real time and transmitting the same to a signal processing apparatus. It includes.

또한, 증폭기는, 핵분열함에서 생성되고 중성자속에 비례하는 펄스를 증폭하여 중성자 입사 개수에 비례한 종합 계수율과 기동률을 계산하기 위한 입력값을 신호처리장치의 아날로그 입력카드로 제공하는 펄스증폭기; 및 핵분열함에서 발생하고 중성자속에 비례하는 전류를 선형적으로 증폭하여 원자력발전소의 출력준위를 계산하기 위한 입력값을 신호처리장치의 아날로그 입력카드로 제공하는 선형증폭기; 를 포함한다.The amplifier may further include: a pulse amplifier configured to amplify a pulse generated in a nuclear fission box and to amplify a pulse proportional to a neutron flux to provide an input value for calculating a total count rate and a start rate proportional to the number of neutron incidents to an analog input card of the signal processing apparatus; And a linear amplifier providing an input value for calculating an output level of the nuclear power plant by linearly amplifying a current generated in the nuclear fission box and proportional to the neutron flux to an analog input card of the signal processing apparatus. It includes.

또한, 신호처리장치는, 원자로 외벽의 상, 중 및 하부에 설치된 3개의 펄스증폭기 및 3개의 선형증폭기로 구성된 증폭기로부터 아날로그 신호를 수신하고 신호검증 단계를 거쳐 디지털 신호로 변환하는 기능을 수행하는 아날로그 입력카드; 발전소 기동, 운전제어, 보호 및 감시에 필요한 연산값을 얻기 위해 아날로그 입력카드로부터 디지털 신호로 변환된 펄스증폭기 및 선형증폭기의 입력값과 열출력 자동보정기로부터 통신으로 전송된 열출력 측정 보정값을 연산하는 프로세스 보드; 운전원의 수동조작 신호와 타 계통에서 전송되는 접점 신호를 수신하여 노외출력의 건전성을 확인하기 위한 입력단인 디지털 입력카드; 노외출력계통의 상태와 발전소 출력상태 및 출력경보에 대한 정보를 타 계통에서 수신할 수 있도록 접점신호를 출력하는 디지털 출력카드; 및 노외핵계측계통과 관련된 각종 연계계통에 대한 각종 보호 및 제어신호를 제공하고, 노심보호연산기계통이 국부출력밀도와 핵비등 이탈율을 계산할 수 있도록 신호를 제공하는 아날로그 출력카드; 를 포함한다.In addition, the signal processing apparatus, which receives the analog signal from the amplifier consisting of three pulse amplifiers and three linear amplifiers installed on the upper, middle and lower portions of the outer wall of the reactor, and performs the function of converting into a digital signal through a signal verification step Input card; Compute the input values of pulse amplifiers and linear amplifiers converted from analog input cards to digital signals and the thermal output measurement correction values transmitted from the thermostat automatic calibrator to obtain the calculation values necessary for power plant start-up, operation control, protection and monitoring. Process board; A digital input card, which is an input terminal for receiving the manual operation signal of an operator and a contact signal transmitted from another system and confirming the soundness of the output from the outside; A digital output card for outputting a contact signal to receive information on the status of the off-grid output system, the output status of the power plant, and the output alarm from another system; And an analog output card for providing various protection and control signals for various linkage systems related to the off-site nuclear measurement system, and for providing a signal for the core protection calculation system to calculate local power density and nuclear boiling escape rate. It includes.

또한, 열출력 자동보정기는, 초음파유량계를 포함하는 계측기를 이용한 열출력 측정결과를 이용하여 핵계측계통을 연속적으로 교정하는 것을 특징으로 하는 것을 포함한다. In addition, the automatic heat output corrector, characterized in that the continuous calibration of the nuclear measurement system using the heat output measurement results using a measuring instrument including an ultrasonic flowmeter.

또한, 종합 계수율은, 감마선, 중성자, 알파선 에너지 준위가 서로 다른 것을 이용한 중성자 펄스 산출방법으로 스펙트럼의 피크 면적 산출, 반치폭(최대 진폭의 절반을 잘라 수평치를 잰 값으로 FWHM(Full Width Half Maximum)으로 표기)을 이용하여 중성자, 감마선 및 알파선의 펄스를 각각 순계수하고 이 계수 결과를 이용하는 다중핵종분석 기법으로 도출되는 것을 특징으로 하는 것을 포함한다.In addition, the total counting rate is a neutron pulse calculation method using different energy levels of gamma rays, neutrons, and alpha rays. And a net nucleus, a gamma ray, and an alpha ray, each of which has a net coefficient, and is derived from a multinuclide analysis technique using the result of the count.

그리고, 기동률은, 원자로 기동 및 출력상승 시 측정되는 중성자의 계수값이 큰 범위를 가지고 있어 이를 운전원이 직독이 가능하도록 계수 결과를 로그함수를 이용하여 대수 계수율로 표기하고 SUR=

Figure pat00001
으로 도출할 수 있는 것을 특징으로 하는 것을 포함한다.
In addition, the starting rate has a large range of neutron counts measured at the start-up and output rise of the reactor.
Figure pat00001
It includes that which can be derived as.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 기존의 아날로그 신호처리장치를 디지털화하고, 다중핵종분석기법을 이용한 에너지 변별 알고리즘을 사용하고, 열출력을 이용한 핵계측계통을 자동 교정함으로써, 회로구성이 간단하고 계통운용과 교정이 자동화되어 시험과 정비 시간의 단축되고, 검출효율을 높이고 중성자 측정의 정확도를 개선하고, 음파유량계와 같은 정밀한 계측기를 이용한 열출력 측정 결과를 이용하여 연속적으로 교정하는 효과가 있다.According to the present invention as described above, by digitizing the existing analog signal processing device, using the energy discrimination algorithm using the multinuclide analysis technique, and automatically calibrating the nuclear measurement system using the heat output, the circuit configuration is simple and system operation Automated and over-calibration reduces test and maintenance time, improves detection efficiency, improves neutron measurement accuracy, and continuously calibrates using heat output measurement results using precision instruments such as sonic flow meters.

도 1은 본 발명에 따른 열출력 자동보정기능이 구비된 디지털 노외핵계측계통 시스템의 전체 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 열출력 자동보정기능이 구비된 디지털 노외핵계측계통 시스템의 증폭기에 관한 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 열출력 자동보정기능이 구비된 디지털 노외핵계측계통 시스템의 기동율 계산이 구현된 알고리즘.
도 4는 본 발명에 따른 열출력 자동보정기능이 구비된 디지털 노외핵계측계통 시스템의 신호처리장치에 관한 구성도.
도 5는 종래의 열출력 수동 보정회로.
도 6은 본 발명에 따른 열출력 자동보정기능이 구비된 디지털 노외핵계측계통 시스템의 열출력 자동 보정기의 개요도.
1 is an overall configuration diagram of a digital out-of-core nuclear instrumentation system with a heat output automatic correction function according to the present invention.
Figure 2 is a block diagram of the amplifier of the digital external nuclear measurement system with a heat output automatic correction function according to the present invention.
Figure 3 is an algorithm implemented to calculate the activation rate of the digital off-shore nuclear instrumentation system with a heat output automatic correction function according to the present invention.
4 is a block diagram of a signal processing apparatus of a digital out-of-core nuclear instrumentation system with a heat output automatic correction function according to the present invention.
5 is a conventional column output manual correction circuit.
6 is a schematic diagram of an automatic heat output corrector of a digital off-shore nuclear instrumentation system with a heat output automatic correction function according to the present invention.

본 발명의 구체적인 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.
Specific features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims are to be interpreted in accordance with the technical idea of the present invention based on the principle that the inventor can properly define the concept of the term in order to explain his invention in the best way. It should be interpreted in terms of meaning and concept. In addition, when it is determined that the detailed description of the known function and its configuration related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, it should be noted that the detailed description is omitted.

이하, 본 발명에 따른 열출력 자동보정기능이 구비된 디지털 노외핵계측계통 시스템에 대해 첨부한 예시도면을 토대로 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 열출력 자동보정기능이 구비된 디지털 노외핵계측계통 시스템의 전체 구성도이다.Hereinafter, a detailed description will be given on the basis of the accompanying drawings for the digital out-of-core nuclear instrumentation system with a heat output automatic correction function according to the present invention. 1 is an overall configuration diagram of a digital out-of-core nuclear instrumentation system with a heat output automatic correction function according to the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 열출력 자동보정기능이 구비된 디지털 노외핵계측계통 시스템(S)은 증폭기(100), 신호처리장치(200) 및 열출력 자동보정기(300)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, the digital off-shore nuclear measurement system S equipped with the automatic thermal output correction function according to the present invention includes an amplifier 100, a signal processing device 200, and a thermal output automatic corrector 300. It is configured by.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 증폭기(100)는 원자로 외벽의 상, 중 및 하부에 각각 설치되어 핵분열함에서 생성되는 펄스 및 전류를 증폭하되, 펄스증폭기(110) 및 선형증폭기(120)를 포함하여 구성된다.First, as shown in Figure 2, the amplifier 100 is installed on the upper, middle and lower portions of the reactor outer wall, respectively, to amplify the pulse and current generated in the nuclear fission chamber, the pulse amplifier 110 and the linear amplifier 120 It is configured to include.

구체적으로, 펄스증폭기(110)는 핵분열함에서 생성되고 중성자속에 비례하는 펄스를 증폭하여 중성자 입사 개수에 비례한 종합 계수율과 기동률을 계산하기 위한 입력값을 제공한다.Specifically, the pulse amplifier 110 amplifies a pulse generated in the nuclear fission box and is proportional to the neutron flux, and provides an input value for calculating a total count rate and a start rate proportional to the number of neutron incidents.

상기 종합 계수율은 다중핵종분석기법에 의해 중성자 계수, 감마선 계수 및 알파선 계수를 바탕으로 구할 수 있다. 이는 알파입자의 에너지 준위가 4.7Mev이고 중성자에 의한 핵분열 생성물의 에너지가 165Mev로써 에너지 준위로도 변별이 가능하고 감마 에너지는 알파입자의 에너지 준위보다 더 낮다. The total counting rate can be obtained based on neutron counts, gamma ray counts and alpha ray counts by multinuclide analysis. The energy level of the alpha particles is 4.7 Mev, the energy of fission products by neutrons is 165 Mev, which can be distinguished from the energy level, and the gamma energy is lower than that of the alpha particles.

다중핵종분석 기법은 감마선, 중성자, 알파선 에너지 준위가 서로 다른 것을 이용한 중성자 펄스 산출방법으로써 스펙트럼의 피크 면적 산출, 반치폭(최대 진폭의 절반을 잘라 수평치를 잰 값으로 FWHM(Full Width Half Maximum)으로 표기)을 이용하여 중성자, 감마선 및 알파선의 펄스를 각각 순계수하고 이 계수 결과를 이용하여 종합 계수값을 구할 수 있다.
Multinuclide analysis is a method of calculating neutron pulses using different energy levels of gamma, neutron, and alpha rays. ), The net coefficients of the neutron, gamma and alpha lines can be net coefficients.

도 3은 중성자 펄스 계수 정확도 확인 기동률 계산이 구현되는 알고리즘을 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 원자로 기동 및 출력상승 시 측정되는 중성자의 계수값이 큰 범위를 가지고 있어 이를 운전원이 직독이 가능하도록 계수 결과를 로그함수를 이용하여 대수 계수율로 표기하고, 기동률 또한 원자로 출력의 변화를 운전원이 알기 쉽도록 DPM(Decade Per Minute)로 표기한다.FIG. 3 is a diagram illustrating an algorithm in which neutron pulse coefficient accuracy confirmation start rate calculation is implemented. As shown in FIG. 3, the neutron count value measured at the start-up and output rise of the reactor has a large range, and the result of the counting is expressed as a logarithmic count rate using a logarithmic function so that the operator can directly read it. Changes in reactor output are expressed in DPM (Decade Per Minute) to help operators understand.

기동률은 SUR=

Figure pat00002
이때 SUR은 기동률, T는 원자로의 주기이다.
Mobility rate is SUR =
Figure pat00002
SUR is the activation rate and T is the cycle of the reactor.

또한, 선형증폭기(120)은 핵분열함에서 발생하고 중성자속에 비례하는 전류를 선형적으로 증폭하여 원자력발전소의 출력준위를 계산하기 위한 입력값을 제공한다.
In addition, the linear amplifier 120 provides an input value for calculating the output level of the nuclear power plant by linearly amplifying a current generated in the nuclear fission box and proportional to the neutron flux.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 신호처리장치(200)는 상기 증폭기(100)로부터 제공받은 입력값를 디지털로 변환시키고 열출력 자동보정기(300)로부터 열출력측정 보정값을 실시간으로 수신하여 핵계측계통의 운용전체를 자동화시키되, 아날로그 입력카드(210), 프로세스 보드(220), 디지털 출력카드(230), 디지털 입력카드(240) 및 아날로그 출력카드(250)를 포함하여 구성된다.In addition, as shown in FIG. 4, the signal processing apparatus 200 converts the input value provided from the amplifier 100 to digital and receives the heat output measurement correction value from the heat output automatic calibrator 300 in real time. The entire operation of the measurement system is automated, but includes an analog input card 210, a process board 220, a digital output card 230, a digital input card 240, and an analog output card 250.

구체적으로, 아날로그 입력카드(210)는 원자로 외벽의 상, 중 및 하부에 설치된 3개의 펄스증폭기(110) 및 3개의 선형증폭기(120)로 구성된 증폭기(100)로부터 아날로그 신호를 수신하고 신호검증 단계를 거쳐 디지털 신호로 변환하는 기능을 수행한다.Specifically, the analog input card 210 receives an analog signal from the amplifier 100 consisting of three pulse amplifiers 110 and three linear amplifiers 120 installed on the upper, middle, and lower portions of the outer wall of the reactor and verifying the signal. It converts to digital signal through.

또한, 프로세스 보드(220)는 발전소 기동, 운전제어, 보호 및 감시에 필요한 연산값을 얻기 위해 상기 아날로그 입력카드(210)로부터 디지털 신호로 변환된 펄스증폭기(110) 및 선형증폭기(120)의 입력값과 열출력 자동보정기(300)로부터 통신으로 전송된 열출력 측정 보정값을 연산한다.In addition, the process board 220 is an input of the pulse amplifier 110 and the linear amplifier 120 converted into a digital signal from the analog input card 210 to obtain the operation value required for power plant startup, operation control, protection and monitoring Value and a heat output measurement correction value transmitted from the heat output automatic calibrator 300 to be communicated.

또한, 디지털 입력카드(230)는 운전원의 수동조작 신호와 타 계통에서 전송되는 접점 신호를 수신하여 노외출력의 건전성을 확인하기 위한 입력단이다.In addition, the digital input card 230 is an input terminal for receiving the manual operation signal of the operator and the contact signal transmitted from the other system to check the soundness of the outside output.

또한, 디지털 출력카드(240)는 노외출력계통의 상태와 발전소 출력상태 및 출력경보에 대한 정보를 타 계통에서 수신할 수 있도록 접점신호를 출력하는 기능을 수행한다.In addition, the digital output card 240 performs a function of outputting a contact signal to receive information on the status of the off-site output system and the power plant output status and output alarm from other systems.

그리고, 아날로그 출력카드(250)는 노외핵계측계통과 관련된 각종 연계계통에 대한 각종 보호 및 제어신호를 제공하고, 노심보호연산기계통이 국부출력밀도와 핵비등 이탈율을 계산할 수 있도록 신호를 제공한다.
In addition, the analog output card 250 provides various protection and control signals for various linkage systems related to the off-core nuclear instrumentation system, and provides a signal for the core protection operation machine to calculate the local power density and the nuclear boiling departure rate. .

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 기존의 원자력발전소의 핵계측계통은 핵분열함의 전류출력을 상부, 중부 및 하부 출력으로 나누어 증폭한 다음 이를 합하는 회로인 "평균과 합 연산" 과정에서 반고정저항의 값을 변경함으로써 정해진 주기에 따라 열출력 측정결과를 이용하여 수동으로 교정한다.In addition, as shown in FIG. 5, the nuclear measurement system of the conventional nuclear power plant divides the current output of the nuclear fission box into upper, middle, and lower outputs, amplifies the circuit, and then adds the semi-fixed resistance in the process of "average sum and sum". By changing the value of, calibrate manually by using the heat output measurement result in a fixed period.

그러나, 도 6에 도시된 바와 같이, 본원 발명의 열출력 자동보정기(300)는 새로운 알고리즘을 이용한 열출력측정 보정값을 실시간으로 계산하여 신호처리장치(200)의 프로세서 보드(220)로 전송한다.However, as shown in FIG. 6, the automatic thermal output corrector 300 of the present invention calculates a thermal output measurement correction value using a new algorithm in real time and transmits it to the processor board 220 of the signal processing apparatus 200. .

상기 열출력측정 보정값은

Figure pat00003
값으로 계산된다.The heat output measurement correction value is
Figure pat00003
It is calculated by value.

상기 열출력상수 변경값은 소프트웨어 상에서 상수 변경으로 쉽게 처리되므로, 초음파유량계 등과 통신을 통해 정밀한 출력측정 결과를 원자력발전소 운전에 연속적으로 교정하는 활용할 수 있다.
Since the change value of the heat output constant is easily processed as a constant change in software, it can be utilized to continuously correct a precise output measurement result in the operation of a nuclear power plant through communication with an ultrasonic flowmeter.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등 물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be appreciated by those skilled in the art that numerous changes and modifications may be made without departing from the invention. And all such modifications and changes as fall within the scope of the present invention are therefore to be regarded as being within the scope of the present invention.

S: 열출력 자동보정기능이 구비된 디지털 노외핵계측계통 시스템(S)
100: 증폭기 110: 펄스증폭기
120: 선형증폭기 200: 신호처리장치
210: 아날로그 입력카드 220: 프로세스 보드
230: 디지털 입력카드 240: 디지털 출력카드
250: 아날로그 출력카드 300: 열출력 자동보정기
S: Digital out-of-core nuclear instrumentation system (S) with automatic thermal output correction
100: amplifier 110: pulse amplifier
120: linear amplifier 200: signal processing device
210: analog input card 220: process board
230: digital input card 240: digital output card
250: analog output card 300: thermal output automatic compensator

Claims (6)

열출력 자동보정기능이 구비된 디지털 노외핵계측계통 시스템에 있어서,
원자로 외벽의 상, 중 및 하부에 각각 설치되어 핵분열함에서 생성되는 펄스 및 전류를 증폭하는 증폭기(100);
상기 증폭기(100)로부터 제공받은 입력값을 디지털로 변환시키고 열출력 자동보정기(300)로부터 열출력측정 보정값을 실시간으로 수신하여 핵계측계통의 운용전체를 자동화시키는 신호처리장치(200); 및
열출력측정 보정값을 실시간으로 계산하여 상기 신호처리장치(200)로 전송하는 열출력 자동보정기(300); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 열출력 자동보정기능이 구비된 디지털 노외핵계측계통 시스템.
In the digital out-of-core nuclear instrumentation system equipped with automatic thermal output correction,
An amplifier 100 installed on upper, middle, and lower portions of the outer wall of the reactor to amplify pulses and currents generated in the nuclear fission box;
A signal processing device (200) for converting the input value provided from the amplifier (100) to digital and receiving the heat output measurement correction value from the heat output automatic calibrator 300 in real time to automate the entire operation of the nuclear measurement system; And
A heat output automatic calibrator (300) for calculating a heat output measurement correction value in real time and transmitting it to the signal processing apparatus (200); Digital out-of-core nuclear instrumentation system with a heat output automatic correction function comprising a.
제 1항에 있어서,
상기 증폭기(100)는,
핵분열함에서 생성되고 중성자속에 비례하는 펄스를 증폭하여 중성자 입사 개수에 비례한 종합 계수율과 기동률을 계산하기 위한 입력값을 상기 신호처리장치(200)의 아날로그 입력카드(210)로 제공하는 펄스증폭기(110); 및
핵분열함에서 발생하고 중성자속에 비례하는 전류를 선형적으로 증폭하여 원자력발전소의 출력준위를 계산하기 위한 입력값을 상기 신호처리장치(200)의 아날로그 입력카드(210)로 제공하는 선형증폭기(120); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 열출력 자동보정기능이 구비된 디지털 노외핵계측계통 시스템.
The method of claim 1,
The amplifier 100,
A pulse amplifier for amplifying a pulse generated in the nuclear fission box and proportional to the neutron flux and providing an input value for calculating the total count rate and the activation rate proportional to the number of neutron incidents to the analog input card 210 of the signal processing apparatus 200. 110; And
Linear amplifier 120 for providing an input value for calculating the output level of the nuclear power plant by linearly amplifying a current generated in the nuclear fission box and proportional to the neutron flux to the analog input card 210 of the signal processing device 200 ; Digital out-of-core nuclear instrumentation system with a heat output automatic correction function comprising a.
제 1항에 있어서,
상기 신호처리장치(200)는,
원자로 외벽의 상, 중 및 하부에 설치된 3개의 펄스증폭기(110) 및 3개의 선형증폭기(120)로 구성된 증폭기(100)로부터 아날로그 신호를 수신하고 신호검증 단계를 거쳐 디지털 신호로 변환하는 기능을 수행하는 아날로그 입력카드(210);
발전소 기동, 운전제어, 보호 및 감시에 필요한 연산값을 얻기 위해 상기 아날로그 입력카드(210)로부터 디지털 신호로 변환된 펄스증폭기(110) 및 선형증폭기(120)의 입력값과 열출력 자동보정기(300)로부터 통신으로 전송된 열출력 측정 보정값을 연산하는 프로세스 보드(220);
운전원의 수동조작 신호와 타 계통에서 전송되는 접점 신호를 수신하여 노외출력의 건전성을 확인하기 위한 입력단인 디지털 입력카드(230);
노외출력계통의 상태와 발전소 출력상태 및 출력경보에 대한 정보를 타 계통에서 수신할 수 있도록 접점신호를 출력하는 디지털 출력카드(240); 및
노외핵계측계통과 관련된 각종 연계계통에 대한 각종 보호 및 제어신호를 제공하고, 노심보호연산기계통이 국부출력밀도와 핵비등 이탈율을 계산할 수 있도록 신호를 제공하는 아날로그 출력카드(250); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 열출력 자동보정기능이 구비된 디지털 노외핵계측계통 시스템.
The method of claim 1,
The signal processing device 200,
Performs a function of receiving an analog signal from the amplifier 100 consisting of three pulse amplifiers 110 and three linear amplifiers 120 installed on the upper, middle, and lower portions of the reactor outer wall, and converting the signal into a digital signal through a signal verification step. An analog input card 210;
Input values and thermal output automatic compensators 300 of pulse amplifiers 110 and linear amplifiers 120 converted to digital signals from the analog input card 210 to obtain the operation values required for power plant startup, operation control, protection and monitoring. A process board 220 for calculating a heat output measurement correction value transmitted from the communication to the communication;
A digital input card 230 which is an input terminal for receiving a manual operation signal of an operator and a contact signal transmitted from another system and confirming the soundness of the outside output;
A digital output card 240 for outputting a contact signal to receive information on the status of the off-grid output system and the power output status and the output alarm in another system; And
An analog output card 250 for providing various protection and control signals for various linkage systems related to the off-core nuclear instrumentation system, and for providing a signal for the core protection calculation system to calculate local power density and nuclear boiling escape rate; Digital out-of-core nuclear instrumentation system with a heat output automatic correction function comprising a.
제 1항에 있어서,
상기 열출력 자동보정기(300)는,
초음파유량계를 포함하는 계측기를 이용한 열출력 측정결과를 이용하여 핵계측계통을 연속적으로 교정하는 것을 특징으로 하는 열출력 자동보정기능이 구비된 디지털 노외핵계측계통 시스템.
The method of claim 1,
The heat output automatic calibrator 300,
Digital out-of-core nuclear instrumentation system with a heat output automatic correction function characterized in that the calibration of the nuclear instrumentation continuously using the heat output measurement results using a measuring instrument including an ultrasonic flowmeter.
제 2항에 있어서,
상기 종합 계수율은,
감마선, 중성자, 알파선 에너지 준위가 서로 다른 것을 이용한 중성자 펄스 산출방법으로 스펙트럼의 피크 면적 산출, 반치폭을 이용하여 중성자, 감마선 및 알파선의 펄스를 각각 순계수하고 이 계수 결과를 이용하는 다중핵종분석 기법으로 도출되는 것을 특징으로 하는 열출력 자동보정기능이 구비된 디지털 노외핵계측계통 시스템.
The method of claim 2,
The comprehensive counting rate,
A neutron pulse calculation method using different gamma, neutron, and alpha ray energy levels, using the peak area of the spectrum and the half-value width to net coefficients of the neutron, gamma, and alpha rays, respectively. Digital out-of-core nuclear instrumentation system with a heat output automatic correction function, characterized in that.
제 2항에 있어서,
상기 기동률은,
원자로 기동 및 출력상승 시 측정되는 중성자의 계수값이 큰 범위를 가지고 있어 이를 운전원이 직독이 가능하도록 계수 결과를, 로그함수를 이용하여 대수 계수율로 표기하고 SUR=
Figure pat00004
으로 도출하되,
'SUR'은 기동율이고, 'T'는 원자로의 주기인 것을 특징으로 하는 열출력 자동보정기능이 구비된 디지털 노외핵계측계통 시스템.
The method of claim 2,
The activation rate is,
The neutron counts measured during reactor start-up and output increase have a large range so that the operator can read them directly.
Figure pat00004
, But
'SUR' is the start-up rate, 'T' is a digital off-shore nuclear instrument system with a heat output automatic correction function, characterized in that the cycle of the reactor.
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