KR20140088880A - 자동 축방향 전력 분포 제어를 얻는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 Tavg 및 대응하는 불감대 내의 축방향 편차를 각각 제어하기 위한 분리, 독립 제어봉 뱅크를 사용하는 가압수로형 핵 원자로를 위한 제어 전략에 관한 것이다. 그 전략은 원자로 노심 전력을 제어하는 제어 뱅크 및 축방향 편차를 제어하는 제어 뱅크가 함께 이동하는 것을 허용하지 않지만, 축방향 편차를 보상하는 제어봉 뱅크에 우선권이 주어지는 경우인, 요구 신호가 동일한 방향으로 이동하는 모든 독립적인 제어봉 뱅크에 의해 동시에 수신될 때를 제외하고 Tavg를 제어하는 제어 뱅크에 일반적으로 우선권이 주어진다.

Description

자동 축방향 전력 분포 제어를 얻는 방법{A METHOD OF ACHIEVING AUTOMATIC AXIAL POWER DISTRIBUTION CONTROL}
본 발명은 일반적으로 가압수로형 핵 원자로를 작동하기 위한 방법 그리고 더 구체적으로 그러한 원자로의 평균 냉각제 온도 및 축방향 전력 분포를 자동으로 제어하기 위한 방법에 관한 것이다.
가압된 물로 냉각된 핵 원자로 발전 시스템의 1차측은 유용한 에너지의 생성을 위해 2차 회로와 열 교환 관계에 있고 격리되는 폐쇄 회로를 포함한다. 1차측은 핵분열 물질을 함유하는 복수의 연료 집합체를 지지하는 노심 내부 구조를 둘러싸는 원자로 용기를 포함한다. 열 교환 증기 발생기 내의 1차 회로, 가압기의 내부 볼륨, 펌프 및 가압된 물을 순환시키기 위한 파이프; 그 파이프는 원자로 용기에 증기 발생기 및 펌프의 각각을 독립적으로 연결한다. 증기 발생기, 펌프, 및 용기에 연결되는 파이프의 시스템을 포함하는 1차측의 각 부분은 1차측의 루프를 형성한다.
도시의 목적을 위해, 도 1은 핵 노심(14)을 둘러싸는 덮개 헤드(12)를 갖는 일반적으로 원통형 압력 용기(10)를 포함하는, 단순화된 핵 원자로 1차 시스템을 도시한다. 물 또는 붕산수와 같은, 액체 원자로 냉각제는 노심(14)을 통해 펌프(16)에 의해 용기(10)로 펌핑되고, 여기서 열 에너지가 일반적으로 증기 발생기로 언급되는, 열 교환기(18)로 흡수되고 방출되고, 여기서 열이 증기 구동 터빈 발전기와 같은 이용 회로(미도시)로 전달된다. 원자로 냉각제는 그런 후에 펌프(16)로 되돌아가고, 1차 루프를 완료한다. 일반적으로, 위에 설명된 복수의 루프는 원자로 냉각제 파이핑(20)에 의해 단일 원자로 용기(10)에 연결된다.
예시적인 원자로 설계가 도 2에 더 구체적으로 도시된다. 복수의 평행한, 수직의, 공동-연장하는 연료 집합체(22)로 구성되는 노심(14)에 더해서, 본 설명의 목적을 위해, 다른 용기 내부 구조가 하부 내부(24)와 상부 내부(26)로 나누어질 수 있다. 종래의 설계에서, 하부 내부의 기능은 용기 내의 직접 흐름은 물론 노심 부품 및 계장을 지지하고, 정렬하며 안내하는 것이다. 상부 내부는 연료 집합체(22)(단순함을 위해 이들 중 2개만이 도 2에 도시됨)를 위한 2차 제한을 유지하거나 제공하고, 제어봉(28)과 같은 계장 및 부품을 지지하고 안내한다. 도 2에 도시된 예시적인 원자로에서, 냉각제는 하나 이상의 입구 노즐(30)을 통해 원자로 용기로 유입하고, 원자로 용기와 노심 배럴(32) 사이의 환형 공간을 통해 아래로 흐르며, 하부 플레넘(34)에서 180°터닝되고, 연료 집합체가 안착되는 하부 지지판(37)과 하부 노심판(36)을 통해 그리고 집합체를 통해 그 주위로 상향으로 통과한다. 일부 설계에서, 하부 지지판(37) 및 하부 노심판(36)은 단일 구조, 도면부호(37)와 동일한 높이를 갖는 하부 노심 지지판에 의해 교체된다. 노심 및 주변 영역(38)을 통한 냉각제 흐름은 대략적으로 초당 20피트의 속도에서 분당 약 400,000 갤런으로 일반적으로 크다. 그로 인한 압력 강하 및 마찰력은 연료 집합체를 상승시키려는 원인이 되고, 그 움직임은 원형 상부 노심판(40)을 포함하는, 상부 내부에 의해 제한된다. 노심(14)을 빠져나가는 냉각제는 상부 노심판(40)의 하측면을 따라 그리고 복수의 천공부(42)를 통해 상향으로 흐른다. 그런 후에 냉각제는 하나 이상의 냉각제 노즐(44)로 상향으로 그리고 방사상으로 흐른다.
상부 내부(26)는 용기 또는 용기 헤드로부터 지지될 수 있고 상부 지지 집합체(46)를 포함한다. 하중은 주로 복수의 지지 기둥(48)에 의해, 상부 지지 집합체(46)와 상부 노심판 사이에 전달된다. 지지 기둥은 상부 노심판(40)에서 선택된 연료 집합체(22)와 천공부(42) 위에 정렬된다.
중성자독봉의 구동축(50)과 스파이더 집합체(52)를 일반적으로 포함하는, 직선으로 이동가능한 제어봉(28)은 제어봉 안내관(54)에 의해 상부 내부(26)를 통해 그리고 정렬된 연료 집합체(22)로 안내된다. 안내관은 상부 지지 집합체(46) 및 상부 노심판(40)에 고정되게 연결된다. 지지 기둥(48) 배열은 제어봉 삽입 능력에 불리하게 영향을 미칠 수 있는 사고 조건 하에 안내관 변형을 지연시키는 것을 돕는다.
도 3은 도면 부호(22)에 의해 일반적으로 나타내는 연료 집합체의 수직으로 축소된 형태로 표현된 입면도이다. 연료 집합체(22)는 가압수로형 원자로에 사용되는 유형이고 하부 단부에 바닥 노즐(58)을 포함하는, 구조적 골격을 가진다. 바닥 노즐(58)은 핵 원자로의 노심 영역에서 하부 노심판(36) 상의 연료 집합체(22)를 지지한다. 바닥 노즐(58)에 더해서, 연료 집합체(22)의 구조적 골격은 또한 상부 단부에 상부 노즐(62) 및 상부 내부에서 안내관(54)과 정렬하는 다수의 안내관 또는 딤블(84)을 포함한다. 안내관 또는 딤블(84)은 바닥 노즐(58)과 상부 노즐(62) 사이에 종방향으로 연장하고 반대편 단부에서 그곳에 단단하게 부착된다.
연료 집합체(22)는 안내 딤블(84)을 따라 축방향으로 이격되고 그것에 장착된 복수의 횡방향 그리드(64) 및 그리드(64)에 의해 횡방향으로 이격되고 지지된 연신된 연료봉(66)의 조직화된 어레이를 더 포함한다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 연료 집합체(22)는 바닥 노즐(58)과 상부 노즐(62) 사이에 연장하고 그들에 의해 포획된 중심에 위치된 계장관(68)을 가진다. 부품의 그러한 배열로, 연료 집합체(22)는 부품의 집합체를 손상시키지 않고 종래의 방식으로 취급될 수 있는 일체형 유니트를 형성한다.
위에 언급된 바와 같이, 집합체(22)에서 그것의 배열에서 연료봉(66)은 연료 집합체 길이를 따라 이격된 그리드(64)에 의해 서로 이격된 관계로 유지된다. 각각의 연료봉(66)은 복수의 핵 연료 펠릿(70)을 포함하고 상부 단부 마개(72)와 하부 단부 마개(74)에 의해 반대편 단부에서 폐쇄된다. 펠릿(70)은 상부 단부 마개(72)와 펠릿 스택의 상부 사이에 배치된 플레넘 스프링(76)에 의해 스택으로 유지된다. 핵 연료 물질로 구성된 연료 펠릿(70)은 원자로의 무효 전력을 생성하는데 책임이 있다. 펠릿을 둘러싸는 피복재는 핵분열 부산물이 냉각제에 유입하고 원자로 시스템을 더 오염시키는 것을 방지하는 장벽으로서 기능한다.
핵분열 과정을 제어하기 위해, 다수의 제어봉(78)은 연료 집합체(22)에서 미리결정된 위치에 위치된 안내 딤블(84)에서 상호간에 이동가능하다. 상부 노즐(62) 위에 위치된, 봉 클러스터 제어 메커니즘(80)은 복수의 제어부(78)를 지지한다. 제어 메커니즘은 도 2에 대해 앞서 언급된 스파이더를 형성하는 복수의 방사상으로 연장하는 플루크 또는 아암(52)을 갖는 암나사가 형성된 원통형 허브 부재(82)를 가진다. 모두 공지된 방식으로, 제어봉 메커니즘(80)이 안내 딤블(84)에서 제어봉을 수직으로 이동하도록 작동가능하고 그로써 제어봉 허브(80)에 결합된 제어봉 구동축(50)의 유효 전력 하에 연료 집합체(22)에서 핵연료 공정을 제어하는 바와 같이, 각각의 아암(52)은 제어봉(78)에 상호연결된다.
펜실베니아, 크랜베리 타운쉽, 웨스팅하우스 일렉트릭 컴퍼니 엘엘씨에 의해 제공된 AP1000 핵 발전소 설계와 같은, 더 새로운 원자로는 두 개의 다른 유형의 제어봉, 즉, 전통적인 제어봉(블랙 제어봉) 및 그레이 제어봉을 사용하고, 후자는 감소된 제어능을 가지며, 즉, 종래의 제어봉보다 단위 영역 당 더 적은 중성자를 흡수하는 제어봉이다. 그레이 제어봉은 MSHIM 작동을 실행하고 목표 일정 축방향 편차 제어로서 갖는 전략을 제어하도록 사용된다. 용어 MSHIM은 정밀한 반응도 제어를 제공하기 위해서, 반응도 제어가 화학적 심, 즉, 오늘날 다수의 작동 상업 원자로에서 사용되는, 가용성 붕소 농도에서의 변경보다는 "기계적 심"으로서 그레이 제어봉 뱅크를 사용한다는 사실로부터 유도된다. MSHIM 전략은 광범위의 작동 시나리오 동안 노심 반응도 및 축방향 전력 분포 모두의 정밀한 제어를 제공하도록 두 개의 독립적으로 제어된 제어봉 그룹을 사용한다.
AP1000 원자로 설계에서, MSHIM 작동 및 제어 전략은 모두 규정된 중첩에서 이동하는, 그레이 제어봉의 네 개의 뱅크 및 종래의 제어봉의 두 개의 뱅크를 사용하여 노심 반응도(원자로 냉각제 시스템 온도)를 자동으로 제어하는 디지털 봉 제어 시스템에 의해 실행된다. 또한, 자동 축방향 전력 분포(즉, 노심 축방향 중성자속 편차로서도 공지된 축방향 편차) 제어는 반응도 제어 뱅크의 독립적으로 이동하는 종래의 제어봉의 단일하고, 무거운 뱅크를 사용하여 제공된다. 원자로 냉각제 내의 화학적 심의 농도에서의 변경은 주어진 연료 사이클 동안 연료 및/또는 가연성 흡수체 감손을 직접 보상하도록 요구된 것으로만 일반적으로 제한된다.
MSHIM 작동 및 제어 전략을 실행할 책임이 있는 디지털 봉 제어 시스템은 각각 미리선택된 대역 내의, 원자로 온도 및 노심 전력 분포를 독립적으로 유지하는 두 개의 분리 봉 제어기의 사용에 의해 기본적으로 특징지어진다. 기대된 작동 시나리오의 범위를 넘어서 안정적인 원자로 제어를 얻기 위해서, 두 개의 봉 제어기는 특정 측면에서 상호의존적이다. 예를 들어, 모든 제어기가 봉 움직임이 요구되는 지를 결정하는 시나리오에서 두 개의 봉 제어기를 위한 순위매김 스킴이 있다. 그러한 경우에, 특정 대역에서 노심 전력(평균 노심 온도)을 유지할 책임이 있는 제어기에 우선권이 주어진다. 그러나, 노심 작동이 이러한 전략으로부터 벗어나는 것에 의해 더 개선될 수 있는 특정 환경이 있다는 것이 발명자에 의해 인지되었다.
따라서, 노심 안전성 및 연료 성능을 더 향상시킬 수 있는 신규한 작동 전략을 제공하는 것이 이하에 설명된 실시예의 목적이다.
이러한 그리고 다른 목적이 목표 대역 내의 축방향 중성자속 편차를 실질적으로 유지하거나 복구하도록 축방향 중성자속 편차를 조절하기 위해 노심에서 선택된 연료 집합체로 그리고 그들 밖으로 먼저 이동되는 복수의 연료 집합체의 노심 및 최소의 제어봉의 제 1 뱅크를 갖는 가압수로형 원자로를 작동시키는 방법을 제공하는 이하에 주장되는 발명에 의해 달성된다. 또한, 가압수로형 원자로는 제 2 목표 대역 내에 평균 온도를 실질적으로 유지하거나 되돌리도록 노심의 평균 온도를 조절하기 위해 노심에서 다른 선택된 연료 집합체로 그리고 그들 밖으로 먼저 이동되는 최소의 제어봉의 제 2 뱅크를 가진다. 제어봉의 제 1 뱅크 및 제어봉의 제 2 뱅크의 작동은 제어봉의 제 1 뱅크 및 제어봉의 제 2 뱅크가 함께 이동되지 않는 바와 같다. 그 방법은 제어봉의 제 1 뱅크 및 제어봉의 제 2 뱅크가 다른 방향으로 작동하도록 동시에 요구 신호를 수신할 때 방법은 제어봉의 제 2 뱅크에 움직임의 우선권을 부여한다. 또한, 그 방법은 제어봉의 제 1 뱅크와 제어봉의 제 2 뱅크가 동일한 방향으로 이동하도록 동시에 요구 신호를 수신할 때 제어봉의 제 1 뱅크에 움직임의 우선권을 부여한다. 하나의 실시예에서, 제어봉의 제 1 뱅크가 이동하고 제어봉의 제 2 뱅크가 제어봉의 제 2 뱅크를 다른 방향으로 이동하도록 지시하는 신호를 수신할 때, 제어봉의 제 1 뱅크는 이동하는 것을 멈출 것이고 제어봉의 제 2 뱅크는 지시된 바와 같이 움직임을 이어받을 것이다.
본 발명은 노심 안전성 및 연료 성능을 더 향상시킬 수 있는 신규한 작동 전략을 제공한다.
본 발명의 또 다른 이해는 첨부된 도면과 관련해서 읽힐 때 바람직한 실시예의 다음의 설명으로부터 얻어질 수 있고, 여기서:
도 1은 이하에 설명된 실시예가 적용될 수 있는 핵 원자로 시스템의 단순화된 스키매틱이고;
도 2는 이하에 설명된 실시예가 적용될 수 있는 핵 원자로 용기와 내부 부품의 부분 입단면도이며;
도 3은 명백함을 위해 제거된 부분을 갖는, 수직으로 축소된 형태로 도시된 연료 집합체의 부분 입단면도이고;
도 4는 이하에 설명된 실시예에 의해 사용된 다른 제어봉 뱅크를 도시하는 노심 맵이며;
도 5a, 5b, 5c 및 5d는 표준 AP1000M 및 AO 뱅크 제어 전략을 사용하는 100% 내지 75%의 단계 전력 감소의 전력 분율, 온도, AFD 및 제어봉 움직임에 대한 효과를 나타내는 그래픽적 재현이고;
도 6은 M 뱅크가 노심 내에 삽입됨에 따라서 AFD 변동을 나타내는 그래픽적 재현이며;
도 7은 여기에 설명된 제어 전략을 실행할 수 있는 논리 게이트의 배열을 도시하는 논리 흐름도의 개략적인 재현이고; 그리고
도 8a, 8b, 8c 및 8d는 도 5a, 5b, 5c 및 5d에 도시된 이들에 대응하지만, 여기에 설명된 제어 전략으로부터 초래하는 노심 파라미터 변경의 그래픽적 재현이다.
AP1000 설계를 사용하는 원자로에서 원자로 제어의 두 개의 측면이 있다. M 제어 뱅크(MA, MB, MC, MD, M1 및 M2)는 평균 원자로 냉각제 온도(Tavg)를 자동으로 조절하고 봉의 AO 뱅크는 노심 축방향 중성자속 편차(AFD)를 자동으로 조절한다. 제어봉의 뱅크의 각각의 위치를 나타내는 노심 맵이 도 4에 도시되고 표 1은 뱅크의 각각에 의해 사용된 봉의 유형, 각각의 뱅크 내에 클러스터의 수 및 그들의 기능을 나타낸다.
Figure pct00001
Tavg 제어기는 냉각제 온도를 조절하고 터빈 부하의 함수인 프로그램된 값 주위의 +/-1.5℉ 불감대로 그것을 복구하도록 출력 변동운전 동안 노심으로 또는 그것 밖으로 M 뱅크를 이동한다. 유사하게, AFD 제어기는 축방향 노심 전력 분포를 제어하고 목표값 주위의 +/-1% 불감대로 그것을 복구한다. AP1000 원자로 설계 안전성 분석에서의 추정은 Tavg 제어가 AFD 제어에 대해 우선권을 가지는 것을 요구한다. 결과적으로, 출력 변동운전 동안, M 뱅크는 Tavg를 조절하도록 제일 먼저 이동한다. 그들이 이동함에 따라서, 그들은 AFD에서 변경을 야기한다. 냉각제가 +/-1.5℉ 제어 불감대에 도달할 때, M 뱅크는 멈추고 AO 뱅크는 AFD를 조절하기 시작한다. AO 뱅크는 AFD가 목표 불감대 내에 있을 때까지 이동할 것이다. AO 뱅크의 움직임은 냉각제 온도가 제어 불감대를 초과하게 할 수 있다. 이것이 발생한다면, AO 뱅크는 멈출 것이고 M 뱅크는 냉각제 온도를 정정하도록 다시 이동할 것이다. 이것이 완료될 때 AO 뱅크는 AFD 보정을 재시작하도록 다시 이동할 것이다.
도 5a, 5b, 5c 및 5d에 도시된 그래프를 포함하는, 도 5는 일반적인 작동 과도상태 동안 AFD, Tavg, M 및 AO 뱅크 변경을 도시한다. M 뱅크는 선호성을 가지기 때문에, Tavg 과도상태는 잘 조절된다. 과도상태의 끝단 부근의 AO 뱅크 보정은 AFD를 목표의 1% 내로 복구시킨다. 이러한 실시예에서, 제어 대역으로부터 AFD의 최대 편차는 8%이다. 더 심각한 과도상태 동안 비정상 조건 하에, AFD 편차는 피크 계수 또는 펠릿 피복 상호작용 한계를 절충하기에 충분할 만큼 클 수 있다(20-30%만큼 큰 값이 예비 계산에서 보여진다).
MSHIM 작동 및 제어 전략의 더 구체적인 이해가 벨기에, 브뤼셀, 2009, 7월 12-16일, 17차 원자력 공학에 관한 국제 회의의 의사록에 제공된 AP1000 설계에서 MSHIM 작동 및 제어 전략의 강건성(ROBUSTNESS OF THE MSHIM OPERATION AND CONTROL STRATEGY IN THE APIOOO DESIGN)(논문 제ICONE17-75314호)으로 명명된 논문에서 발견될 수 있다.
본 발명의 발명자는 심지어 평균 원자로 냉각제가 불감대 외부에 있는 발전소 작동 과도상태 동안 AO 뱅크가 AFD를 조절하도록 허용하는 것이 AFD 편차를 감소시킬 수 있지만; 처음에, AP1000 안전성 분석에 의해 부가된 Tavg 제어 선호 요구사항이 작동의 그러한 유형을 불가능하게 하는 것처럼 보일 수 있다는 것을 인지했다. 그러나, M 및 AO 뱅크의 반응 특징의 가까운 실시예는 모든 전력 변경의 주요 부분 동안 AFD 보정에 기회를 제공한다. 구체적으로:
1. AO 또는 M 뱅크를 노심으로 더 깊게 이동하는 것은 Tavg에서의 감소를 야기할 것이고 그들 중 어느 하나를 노심 밖으로 더 이동하는 것은 Tavg가 증가하는 것을 야기할 것이다.
2. AO 뱅크(허용되는 작동 대역 내의)를 노심으로 더 깊게 이동하는 것은 AFD가 더 네거티브하도록 야기할 것이고 그것을 노심 밖으로 더 이동하는 것은 AFD가 더 포지티브하도록 야기할 것이다.
따라서, 여기에 제공된 하위 개념은:
1. M 뱅크가 Tavg를 감소시키도록 노심으로 이동하고 AO 뱅크가 AFD를 더 네거티브하게 하는 요구를 가진다면, AO 뱅크가 이동하도록 허용하는 것은 Tavg를 감소시키고 AFD를 보정할 것이다.
2. 유사하게, M 뱅크가 Tavg를 증가시키도록 노심 밖으로 이동하고 AO 뱅크가 AFD를 더 포지티브하게 하는 요구를 가진다면, AO 뱅크가 이동하도록 허용하는 것은 Tavg를 증가시키고 AFD를 보정할 것이다.
이들 개념의 실행은 다음과 같이 언급될 수 있다: AP1000에서, AO 및 M 뱅크 모두가 동일한 방향으로 이동하는 요구를 가질 때(모두 노심으로 또는 모두 그 밖으로), M 뱅크를 가능하지 않게 하고 AO 뱅크를 이동시킨다. 이것은 Tavg 및 AFD의 보정 움직임을 생성할 것이다.
AO 및 M 뱅크를 함께 이동하도록 허용하는 것(그들 모두는 동일한 방향으로 이동하는 요구를 가질 수 있기 때문에)은 Tavg 및 AFD 모두의 조절을 개선할 수 있다는 것이 일반적인 관찰일 것이다. 이것은 Tavg 제어에 있어서 참이다. 모든 뱅크가 동일한 방향으로 이동하도록 허용하는 것은 Tavg의 정정을 가속시킬 수 있다. 그러나, 동일한 것이 AFD 제어에 있어서 참이 아니다. AP1000 설계에서 M 뱅크의 반응도 및 중첩은 M 뱅크가 하나의 방향으로 이동함에 따라(안으로 또는 밖으로) 그들은 교대로 AFD를 더 네거티브하게 하고 더 포지티브하게 되도록 하는 바와 같다. 이것은 도 6에 도시된다. 그렇기 때문에, Tavg 제어를 가속시키도록 AO 및 M 뱅크 모두를 동시에 이동시키도록 허용하는 것은 AFD 제어에 유해한 경향이 있다. 덧붙여, 봉 제어 파워 서플라이의 설계 및 배열은 AO 및 M 뱅크의 동시 움직임을 방지할 수 있다.
이하에 주장되는 본 발명이 토대로 하는 기본적인 원칙은 자연적인 노심 피드백, 즉, 감속재 온도/밀도에서의 변경이 일반적으로 Tavg 및 AFD에서의 일정한 응답을 초래한다는 사실이다. 예를 들어, 노심 전력이 감소될 때, 반응도가 증가하여 증가된 Tavg를 초래한다. 동시적으로, AFD는 또한 더 포지티브하게 된다. 둘 모두는 보상하도록 봉 삽입을 요구할 수 있다. 이하에 주장되는 본 발명은 AFD/AO 제어를 위해 사용된, 무거운 제어봉, 즉, 블랙 제어봉이 Tavg 제어를 위해 일반적으로 사용된 M 뱅크에서 그레이 봉보다 더 높은 제어능을 고유하게 가진다는 사실을 이용하고; 그것은 AO 뱅크가 그러한 조건 하에 파라미터 모두를 보상할 수 있다는 것을 의미한다. 달리 말해서, 고유한, 단기간 노심 피드백은 자연적으로 일정한 것으로 발견되고 이하에 주장되는 그 방법은 그 일정성을 이끌어낸다. 이것은 반드시, 장기간 노심 피드백, 예를 들어, 제논 과도상태에 대한 경우인 것이 아니라, 기간은 이들 영향에 대해 훨씬 더 길고, 그래서 두 개의 제어기의 "독립성"은 이러한 장기간의 효과를 제어하기에 충분하다.
이하에 주장되는 개념을 실행할 수 있는 제어 시스템 논리 배열은 도 7에 도시된다. 원자로 제어 시스템 및 AFD 제어 시스템은 냉각제 평균 온도(Tavg) 또는 노심 축방향 전력 분포의 보정에 대한 필요에 기반해서 M 및 AO 뱅크 움직임에 대한 요구를 발생시킬 것이다. Tavg를 감소시키는 요구는 AFD를 더 네거티브하게 하는 요구가 있을 때를 제외하고 M 뱅크를 이동시킬 것이다. 이러한 경우에, M 뱅크 요구는 무시될 것이고 AO 뱅크는 AFD가 더 네거티브하게 하는 동시에 Tavg를 감소시키도록 이동할 것이다. Tavg를 증가시키는 요구는 ADF가 더 포지티브하게 하는 요구가 있을 때를 제외하고 M 뱅크를 밖으로 이동시킬 것이다. 이러한 경우에, M 뱅크 요구는 무시될 것이고 AO 뱅크는 Tavg를 증가시키도록 밖으로 이동할 것이고 동시에 AFD를 더 포지티브하게 할 것이다. AFD를 더 네거티브하게 만드는 요구는 M 뱅크를 이동시키는 대응하는 요구가 있을 때 또는 M 뱅크 요구가 제어 불감대에 있을 때에만 AO 뱅크를 이동시킬 것이다. 유사하게, AFD를 포지티브하게 만드는 요구는 M 뱅크를 밖으로 이동시키는 대응하는 요구가 있거나 또는 M 뱅크 요구가 제어된 불감대에 있을 때에만 AO 뱅크를 밖으로 이동시킬 것이다. AO 뱅크가 그것의 불감대에 도달하고 움직임을 멈출 때, M 뱅크는 Tavg가 불감대에 있지 않다면 움직임을 이어받을 것이다. 도 7에 도시된 이러한 논리는 얼마나 Tavg 제어가 AFD 제어에 대해 우선권을 부여하는지를 나타내는 한편 작동 과도상태 동안 대부분의 시간에 대해 AFD 제어를 허용한다. 도 8a, 8b, 8c 및 8d는 선행기술 제어 전략에 대해 도 5에 앞서 좌표로 표시된 동일한 과도상태에 대한 이러한 제어 전략의 효과를 나타낸다. Tavg 제어를 절충하지 않고 그리고 한편 Tavg에 선호를 부여하는 AFD 제어에서의 개선이 중요하다.
본 발명의 특정 실시예가 구체적으로 설명되는 한편, 이들 세부사항에 대한 다양한 수정 및 대안들이 개시의 전체 교시의 관점에서 전개될 수 있다는 것이 해당 기술분야의 당업자에 의해 인지될 수 있다. 따라서, 개시된 특정 실시예는 설명하도록만 의도되고 이어지는 청구항 및 임의의 그리고 모든 그것의 등가물의 전체 사상이 주어지는 본 발명의 범위에 대해 한정하지 않는다.

Claims (3)

  1. 복수의 연료 집합체(22) 및 제 1 목표 대역 내의 축방향 중성자속 편차를 실질적으로 유지하거나 복구하도록 상기 축방향 중성자속 편차(AFD)를 조절하기 위해 상기 노심에서 선택된 연료 집합체 안으로 그리고 밖으로 먼저 이동되는 최소의 제어봉(78)의 제 1 뱅크(AO)와 제 2 목표 대역 내로 평균 온도를 실질적으로 유지하거나 되돌리도록 노심(Tavg)의 상기 평균 온도를 조절하기 위해 상기 노심에서 다른 선택된 연료 집합체의 안으로 그리고 밖으로 먼저 이동되는 최소의 제어봉의 제 2 뱅크(M)로 이루어진 노심(14)을 갖는 가압수로형 원자로(10)를 작동하는 방법으로서, 상기 제어봉의 제 1 뱅크 및 상기 제어봉의 제 2 뱅크는 함께 이동되지 않고,
    상기 제어봉의 제 1 뱅크(AO) 및 상기 제어봉의 제 2 뱅크가 다른 방향으로 이동하도록 하는 요구 신호를 동시에 수신할 때 상기 제어봉(78)의 제 2 뱅크(M)에 움직임의 우선권을 부여하는 단계; 및
    상기 제어봉의 제 1 뱅크 및 상기 제어봉의 제 2 뱅크(M)가 동일한 방향으로 이동하도록 하는 요구 신호를 동시에 수신할 때 상기 제어봉(78)의 제 1 뱅크(AO)에 움직임의 우선권을 부여하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어봉(78)의 제 1 뱅크(AO)가 이동중이고 상기 제어봉의 제 2 뱅크(M)가 상기 제어봉의 제 2 뱅크를 다른 방향으로 이동하도록 지시하는 신호를 수신할 때, 상기 제어봉의 제 1 뱅크는 이동을 멈출 것이고 상기 제 2 뱅크는 그것이 지시됨에 따라 움직임을 이어받는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제어봉(78)의 제 1 뱅크(AO)가 움직임의 우선권을 갖고 상기 제어봉의 제 1 뱅크가 움직임을 멈추는 제 1 미리선택된 불감대 내로 상기 축방향 중성자속 편차(AFD)를 변경하도록 이동할 때, 만약 상기 평균 온도(Tavg)가 제 2 미리선택된 불감대 내에 있지 않다면, 상기 제어봉의 제 2 뱅크(M)는 움직임을 시작하는 것을 특징으로 하는 방법.
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