KR20150074353A - 원자력발전소 보호계통의 이상 검출 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원자력발전소 보호계통의 이상 검출 장치에 관한 것으로, 원자력발전소 감시 개소의 아날로그 신호를 수신하여 이상 또는 정상 상태를 출력하는 다수의 비교기카드부와, 상기 비교기카드부와 동수로 마련되어, 상기 비교기카드부 각각의 디지털 출력신호를 입력받아 입력된 신호중 하나라도 이상 상태 신호가 있으면, 정지신호를 출력하는 다수의 보호정지카드부와, 상기 다수의 보호정지카드부의 신호를 모두 입력받아 다수의 보호정지카드부의 출력신호가 나타내는 상태 중 더 많은 상태에 부합하도록 보호정지구동신호를 출력하는 백플레인 신호처리부를 포함한다. 본 발명은 감시 개소의 아날로그 검출신호를 입력받아 정상 또는 이상을 판단하는 비교기카드를 다중으로 구성함으로써, 동일한 아날로그 검출신호를 입력받아 처리하는 다중의 비교기카드 중 하나에 이상이 있는 경우에도 감시 개소의 상태를 정확하게 검출함으로써, 이상 검출의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

Description

원자력발전소 보호계통의 이상 검출 장치{Error detection device for protection system of nuclear power plants}

본 발명은 원자력발전소 보호계통의 이상 검출 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 비상시 반드시 동작하여 원자로 안전설비를 가동시키는 장비의 이상 검출 신뢰성을 향상시킬 수 있는 원자력발전소 보호계통의 이상 검출 장치에 관한 것이다.

원자력발전소의 보호계통은 원자력발전소를 구성하는 각 구성요소들의 이상 여부를 계측제어하는 시스템이다. 이러한 원자력발전소의 보호계통은 소프트웨어의 이상에 따른 고장을 방지하기 위하여 중요한 보호 기능은 하드웨어만으로 구성하거나 극히 단순화함으로써 신뢰성을 높일 수 있다.

특히 원자력발전소의 비상디젤발전기 등과 같이 비상시 반드시 동작해서 원자로 안전설비에 필수 전원을 공급하는 장치의 경우, 감시 개소인 비상디젤발전기의 이상 여부를 높은 신뢰도로 검출할 수 있어야 한다.

도 1은 종래 원자력발전소의 보호계통의 이상 검출 장치의 구성도이다.

도 1을 참조하면 종래 원자력발전소의 보호계통의 이상 검출 장치는, 감시 개소(1)에서 측정된 복수의 아날로그 측정신호(2-1~2-n)를 각각 입력받아 정상 또는 비정상 상태를 판정하는 복수의 비교기카드부(3-1~3-n)와, 상기 복수의 비교기카드부(3-1~3-n)의 디지털 출력신호를 모두 입력받아 논리조합하여 복수의 상기 비교기카드부(3-1~3-n)의 출력신호 중 하나라도 비정상 상태이면 보호정지구동신호를 출력하는 보호정지카드부(4)로 구성된다.

이와 같은 구성의 종래 원자력발전소의 보호계통의 이상 검출 장치는, 하나 또는 둘 이상의 감시 개소(1)에 장착되어 동작 상태를 검출하는 센서(도면 미도시)에서 검출된 아날로그 측정신호(2-1~2-n)들을 각각 입력받는 비교기카드부(3-1~3-n)에서 아날로그 신호의 값을 기준 값과 비교하여 그 결과를 디지털신호로 변환하여 출력한다.

이때, 각 비교기카드부(3-1~3-n)의 출력은 감시 개소(1)의 동작 상태가 정상 또는 비정상을 나타내는 이진 디지털신호이며, 이 디지털 출력신호는 하나의 보호정지카드부(4)의 입력단에 각각 입력된다.

상기 보호정지카드부(4)는 비교기카드부(3-1~3-n)들 각각의 디지털 출력신호를 입력받아 논리조합하되, 단 하나의 비교기카드부(3-1~3-n)을 출력신호라도 비정상을 나타내는 값인 경우에도 운전을 정지하는 보호정지구동신호를 출력하게 된다.

그러나 이와 같은 종래 원자력발전소의 보호계통의 이상 검출 장치는, 각 아날로그 측정신호(2-1~2-n)를 정상 또는 이상을 나타내는 비교기카드부(3-1~3-n)가 단일한 구성이기 때문에 다수의 비교기카드부(3-1~3-n) 중 하나라도 자체에 이상이 발생하여 정상적인 동작을 하지 못하는 경우, 단일한 보호정지카드부(4)에서 보호정지구동신호를 출력하게 되어, 실제 감시 개소(1)는 정상적인 동작을 하고 있는 경우에도 보호를 위한 정지 동작이 이루어지는 문제점이 있었다.

또한 종래 원자력발전소의 보호계통의 이상 검출장치는 단일한 보호정지카드부(4)를 사용하기 때문에 그 보호정지카드부(4) 자체에 이상이 발생한 경우에는 상기 감시 개소(1)의 상태와 무관하게 보호정지구동신호가 출력될 수 있어, 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 감시 개소의 이상이 아닌 비교기카드 또는 보호정지카드의 이상에 의해 보호정지구동신호가 발생 되는 것을 방지할 수 있는 원자력발전소의 보호계통의 이상 검출장치를 제공함에 있다.

본 발명 원자력발전소의 보호계통의 이상 검출장치는, 원자력발전소 감시 개소의 아날로그 신호를 수신하여 이상 또는 정상 상태를 출력하는 다수의 비교기카드부와, 상기 비교기카드부와 동수로 마련되어, 상기 비교기카드부 각각의 디지털 출력신호를 입력받아 입력된 신호중 하나라도 이상 상태 신호가 있으면, 정지신호를 출력하는 다수의 보호정지카드부와, 상기 다수의 보호정지카드부의 신호를 모두 입력받아 다수의 보호정지카드부의 출력신호가 나타내는 상태 중 더 많은 상태에 부합하도록 보호정지구동신호를 출력하는 백플레인 신호처리부를 포함한다.

본 발명 원자력발전소의 보호계통의 이상 검출 장치는, 감시 개소의 아날로그 검출신호를 입력받아 정상 또는 이상을 판단하는 비교기카드를 다중으로 구성함으로써, 동일한 아날로그 검출신호를 입력받아 처리하는 다중의 비교기카드 중 하나에 이상이 있는 경우에도 감시 개소의 상태를 정확하게 검출함으로써, 이상 검출의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

또한 본 발명 원자력발전소의 보호계통의 이상 검출 장치는, 다중의 비교기카드의 디지털 출력신호를 수신하고, 수신된 디지털 출력신호에 따라 1차보호정지구동신호를 각각 출력하는 다중의 보호정지카드를 포함하고, 상기 다중의 보호정지카드의 출력을 입력받아 판단하여 보호정지구동신호를 선택적으로 출력하는 백플레인 신호처리부를 더 포함함으로써, 비교기카드 중 하나뿐만 아니라 보호정지카드 중 하나에 이상이 발생한 경우에도 감시 개소의 상태를 정확하게 검출하여, 이상 검출의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 종래 원자력발전소의 보호계통의 이상 검출 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원자력발전소의 보호계통의 이상 검출 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명에 적용되는 비교기카드의 일실시 구성도이다.

이하 본 발명 원자력발전소의 보호계통의 이상 검출 장치에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원자력발전소의 보호계통의 이상 검출 장치의 구성도이다.

도 2를 참조하면 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원자력발전소의 보호계통의 이상 검출 장치는, 감시 개소(10)에서 측정된 복수의 아날로그 측정신호(A1~An)를 각각 입력받아 정상 또는 비정상 상태를 판정하는 복수의 비교기카드(C1~Cn)를 포함하여, 각각 입력된 아날로그 측정신호(A1-An)를 해석하여 정상 또는 이상을 나타내는 디지털 출력신호를 출력하는 제1 내지 제3비교기카드부(21,22,23)와, 상기 제1 내지 제3비교기카드부(21,22,23)의 디지털 출력신호를 각각 입력받아 입력된 디지털 출력신호 중 하나라도 이상 상태인 경우 정지신호를 출력하는 제1 내지 제3보호정지카드부(31,32,33)와, 상기 제1 내지 제3보호정지카드부(31,32,33)의 출력신호를 입력받아 판정의 수가 더 많은 상태에 맞춰 보호정지구동신호의 출력여부를 결정하는 백플레인 신호처리부(40)로 구성된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원자력발전소의 보호계통의 이상 검출 장치의 구성과 작용을 보다 더 상세히 설명한다.

먼저, 감시 개소(10)는 원자력발전소의 주요 설비로 비상디젤발전기 등이 될 수 있다. 현재 비상디젤발전기의 보호 정지를 판단하기 위하여 15개 부분에서 아날로그 신호를 측정하고 있으며, 감시 개소(10)의 종류에 따라 이러한 아날로그 측정신호의 수는 변경될 수 있다.

감시 개소(10)의 특정 위치에서 검출된 상기 아날로그 측정신호(A1~An)는 제1 내지 제3비교기카드부(21,22,23)에 각각 입력된다. 상기 제1 내지 제3비교기카드부(21,22,23)에는 적어도 상기 아날로그 측정신호(A1~An)의 수와 동수의 비교기카드(C1~Cn)를 포함하는 것이며, 상기 제1 내지 제3비교기카드부(21,22,23)에 입력된 아날로그 측정신호(A1~An)는 비교기카드(C1~Cn)에 각각 대응하여 입력된다.

상기 비교기카드(C1~Cn) 각각은 입력된 아날로그 측정신호(A1~An)를 기준값과 비교하여 그 결과에 따라 정상 또는 이상을 나타낼 수 있는 이진의 디지털 출력신호를 출력한다.

예를 들어 아날로그 측정신호(A1)를 입력받은 비교기카드(C1)는 기준값과 아날로그 측정신호(A1)을 비교하여 그 아날로그 측정신호(A1)의 상태가 정상이 아닌 경우 이상을 나타내는 '0'인 디지털 출력신호를 출력하며, 반대로 아날로그 측정신호(A1)가 정상이면 정상을 나타내는 '1'인 디지털 출력신호를 출력하게 된다.

이때 모든 아날로그 측정신호(A1~An)들은 각각 제1 내지 제3비교기카드부(21,22,23)에 입력되기 때문에 제1 내지 제3비교기카드부(21,22,23)에 입력된 특정 아날로그 측정신호(A1)를 비교처리한 제1 내지 제3비교기카드부(21,22,23) 각각의 특정 비교기카드(C1)의 출력은 동일한 값이어야 한다.

그러나 제1 내지 제3비교기카드부(21,22,23) 중 제1비교기카드부(21) 자체에 이상이 발생한 경우에 제1배교기카드부(21)의 출력은 제2 및 제3비교기카드부(22,23)의 출력과는 다른 값이 될 수 있다.

이처럼 제1 내지 제3비교기카드부(21,22,23) 중 하나의 비교기카드부 자체에 이상이 발생하여 그 값이 서로 다른 값으로 각각 제1 내지 제3보호정지카드부(31,32,33)로 입력될 수 있다.

상기 제1 내지 제3비교기카드부(21,22,23)의 n개의 디지털 출력신호를 각각 입력받은 제1 내지 제3보호정지카드부(31,32,33)는 각각에 입력된 디지털 출력신호 중 하나라도, 이상을 나타내는 신호가 있으면 각각 정지신호를 출력하도록 구성되어 있다.

즉, 제1 내지 제3비교기카드부(21,22,23) 중 제1비교기카드부(21) 자체에 이상이 발생하여 상기 아날로그측정신호(A1~An)들이 모두 정상인 상태임에도 불구하고 그 제1비교기카드부(21)의 디지털 출력신호에는 이상을 나타내는 디지털 신호가 포함될 수 있으며 제1비교기카드부(21)의 디지털 출력신호를 입력받은 제1보호정지카드(31)는 그 입력의 결과에 따라 정지신호를 출력하게 된다.

이때 상기 제2 및 제3비교기카드부(22,23)는 정상 동작을 하며, 그 제2 및 제3비교기카드부(22,23)의 디지털 출력신호를 각각 입력받은 제2 및 제3보호정지카드부(32,33)는 정상적인 동작이 이루어지는 것을 판단하여 정지신호를 출력하지 않게 된다. 여기서 정지신호를 출력하지 않는다는 것은 정지신호와는 상태가 다른 신호를 출력함을 뜻한다.

그 다음, 상기 제1 내지 제3보호정지카드부(31,32,33)의 출력신호를 입력받은 백플레인 신호처리부(40)는 제1 내지 제3보호정지카드부(31,32,33)에서 입력된 신호가 정지신호, 정지신호가 아닌 상태의 신호로 구분되어 있을 때 그 중 더 많은 수의 신호를 기준으로 최종 보호정지 구동신호의 출력여부를 결정하게 된다.

앞서 설명한 바와 같이 제1보호정지카드부(31)의 출력신호만 정지신호이고, 제2 및 제3보호정지카드부(32,33)의 출력신호는 정지신호가 아닐 때 이를 논리조합한 백플레인 신호처리부(40)는 더 많은 상태인 정지가 아닌 신호를 출력한다.

또한 상기 제1 내지 제3비교기카드부(21,22,23)가 모두 자체 이상 없이 정상적인 동작을 하며, 제1보호정지카드부(31) 자체에 이상이 있는 경우를 예상 할 수 있으며, 이때에도 제1보호정지카드부(31)의 출력만이 제2보호정지카드부(32) 및 제3보호정지카드부(32)와는 다른 상태를 나타내기 때문에 본 발명은 감시 개소(10)의 이상 여부를 정확하게 검출할 수 있게 된다.

즉, 본 발명은 비교기카드부와 보호정지카드부를 다중으로 사용하여, 하나의 비교기카드부 또는 보호정지카드부에 이상이 발생한 경우에도 정상적인 감시 개소(10)의 상태 검출이 가능하게 된다. 앞선 실시예에서는 3개의 채널을 구성하기 위하여 비교기카드부와 보호정지카드부를 각각 3개씩 구성한 예를 도시하고 설명하였으나, 이는 하나의 예이며 비교기카드부와 보호정지카드부를 1과 3이 아닌 홀수의 쌍으로 구성할 수 있다.

도 3은 상기 비교기카드(C1)의 일실시 구성도이다.

도 3을 참조하면 비교기카드(C1)는, 다수의 비교기(CO1,CO2,CO3)를 포함하며, 각 비교기(CO1,CO2,CO3)의 디지털 출력신호는 신호처리부(SP1)로 입력되며, 그 신호처리부(SP1)는 각 비교기(CO1,CO2,CO3)의 출력신호가 정상 또는 비정상 상태를 나태는 것이며, 정상 또는 비정상 상태 중 더 많은 상태 값에 따른 디지털 출력신호를 출력하게 된다.

이와 같은 구성은 감시 개소(10)에 대한 이상 검출의 신뢰성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 비교기(CO1,CO2,CO3)를 다중으로 구비하여 하나의 비교기에 ㅇ이이상이 발생한 경우에도 정확한 상태를 검출할 수 있는 장점이 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.

10:감시 개소
21,22,23:제1 내지 제3비교기카드부
31,32,33:제1 내지 제3보호정지카드부
40:백플레인 신호처리부

Claims (3)

1. 원자력발전소 감시 개소의 아날로그 신호를 수신하여 이상 또는 정상 상태를 출력하는 다수의 비교기카드부;
   상기 비교기카드부와 동수로 마련되어, 상기 비교기카드부 각각의 디지털 출력신호를 입력받아 입력된 신호중 하나라도 이상 상태 신호가 있으면, 정지신호를 출력하는 다수의 보호정지카드부; 및
   상기 다수의 보호정지카드부의 신호를 모두 입력받아 다수의 보호정지카드부의 출력신호가 나타내는 상태 중 더 많은 상태에 부합하도록 보호정지구동신호를 출력하는 백플레인 신호처리부를 포함하는 원자력발전소 보호계통의 이상 검출 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   다수의 상기 비교기카드부와 상기 보호정지카드부는,
   각각 홀수로 마련된 것을 특징으로 하는 원자력발전소 보호계통의 이상 검출 장치.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 비교기카드부는,
   상기 감시 개소에서 검출된 다수의 아날로그 검출신호를 각각 입력받아 이상 또는 정상을 나타내는 디지털 출력신호를 출력하는 비교기카드를 다수로 포함하며,
   다수의 상기 비교기카드 각각은 다수의 비교기를 포함하여, 각 비교기에서 이상 또는 정상을 나타내는 디지털신호를 출력하고,
   신호처리부에서 상기 다수의 비교기의 출력이 나타내는 상태 중 더 많은 상태에 부합하는 디지털 출력신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 원자력발전소 보호계통의 이상 검출 장치.
   
   

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