KR20230082982A

KR20230082982A - Apparatus for indicating position of control rod nuclear reactor and method therof

Info

Publication number: KR20230082982A
Application number: KR1020210171004A
Authority: KR
Inventors: 서용원; 백민호
Original assignee: 주식회사 우진
Priority date: 2021-12-02
Filing date: 2021-12-02
Publication date: 2023-06-09
Also published as: KR102606519B1

Abstract

원자로 내 환경에서 제어봉 위치를 보다 정확하고 안정적으로 측정할 수 있도록, 제어봉에 선단에서 축방향으로 연결된 연장축, 상기 연장축의 외주부에 원주방향을 따라 간격을 두고 설치되는 적어도 하나 이상의 솔레노이드, 및 상기 연장축에 설치되어 상기 각 솔레노이드 내측으로 돌출되고 자성체로 이루어져 솔레노이드로부터 출력되는 전기신호를 가변시키는 적어도 하나 이상의 코어를 포함하여, 상기 코어 이동에 의한 상기 솔레노이드의 전기신호 변화량으로부터 제어봉의 위치를 나타내는 구조의 원자로 제어봉 위치 지시 장치를 제공한다.In order to more accurately and stably measure the position of the control rod in the environment of the nuclear reactor, an extension shaft connected to the control rod in an axial direction from the tip, at least one solenoid installed at intervals along the circumferential direction on an outer circumference of the extension shaft, and the extension A structure indicating the position of the control rod from the amount of change in the electric signal of the solenoid by the movement of the core, including at least one core installed on the shaft and protruding inside each solenoid and made of a magnetic material to vary the electric signal output from the solenoid A reactor control rod position indicating device is provided.

Description

Nuclear reactor control rod position indicating device and position indicating method

본 개시내용은 원자로 제어봉 위치를 지시하는 지시 장치 및 제어봉 위치 지시 방법에 관한 것이다.The present disclosure relates to an indicating device for indicating the position of a nuclear reactor control rod and a method for indicating the position of a control rod.

일반적으로, 원자력 발전은 원자로 내의 핵연료 분열 반응을 통해 발생되는 열에너지를 이용하여 전기를 생산한다.In general, nuclear power generation produces electricity using thermal energy generated through a nuclear fuel fission reaction in a nuclear reactor.

원자로 내에는 연료봉의 핵 분열 반응 속도를 제어하기 위한 제어봉이 구비된다. 제어봉은 연료봉 사이를 지나는 중성자의 일부를 흡수함으로써, 핵분열 반응 속도를 제어한다. 원자로의 출력을 조절하기 위해서는 제어봉구동장치를 통해 제어봉을 노심 안으로 삽입 또는 인출하여 노심 반응도를 조절하여야 한다. 예를 들어, 제어봉이 노심 내로 더 깊게 삽입되면 보다 많은 중성자를 흡수하여 핵반응 속도는 떨어지게 된다. A control rod for controlling a nuclear fission reaction rate of a fuel rod is provided in a nuclear reactor. The control rod controls the rate of the nuclear fission reaction by absorbing some of the neutrons passing between the fuel rods. In order to adjust the output of the nuclear reactor, the reactivity of the core must be adjusted by inserting or withdrawing the control rod into the core through a control rod drive device. For example, when control rods are inserted deeper into the core, more neutrons are absorbed and the rate of the nuclear reaction slows down.

정확한 원자로 제어를 위해서는 노심 반응도를 조절하는 제어봉의 현재 위치를 검출하는 것은 매우 중요하다. 제어봉의 실시간 위치 검출 작업을 위해서 제어봉 구동장치에는 제어봉 위치지시기가 구비된다.For accurate reactor control, it is very important to detect the current position of the control rods that control the core reactivity. To detect the position of the control rod in real time, the control rod driver is equipped with a control rod position indicator.

소형 모듈형 원자로(Small Modular Reactor, SMR)의 경우, 동일한 압력용기 내에 노심, 가압기, 증기 발생기 및 냉각재 펌프 등이 일체형으로 구비된다. 이에, 원자로 내장형의 제어봉 구동장치에 있어서, 제어봉에 대한 위치지시기는 원자로 내부 환경에서 약 300℃ 및 170bar 이상의 온도와 압력 조건에 노출된 채 작동된다. 따라서, 제어봉 위치 지시기는 이러한 가혹한 조건에서 정확히 제어봉의 위치를 지시할 수 있어야 한다.In the case of a small modular reactor (SMR), a core, a pressurizer, a steam generator, and a coolant pump are integrally provided in the same pressure vessel. Accordingly, in the control rod drive device built into a nuclear reactor, the position indicator for the control rod operates while being exposed to temperature and pressure conditions of about 300° C. and 170 bar or more in the internal environment of the reactor. Therefore, the control rod position indicator must be able to accurately indicate the position of the control rod under such harsh conditions.

제어봉 위치 지시를 위해 리드스위치를 사용하는 종래 구조의 경우, 원자로 내 환경에서 리드 스위치의 AT(Ampere-Turns)값의 변화에 의한 영향을 검토할 필요가 있다. 또한, 대부분 저항의 한계 온도가 350℃보다 낮기 때문에 노심 내부에 적용할 경우 검출 오차가 커지는 문제가 발생될 수 있다. 또한, 솔레노이드 방식의 위치 지시 구조의 경우, 원자로 내 고온 환경에 적합하나 다채널을 구성하기 어렵고 온도 변화에 따른 오차 발생으로 안전성과 신뢰성을 확보하기 어려운 문제가 있다.In the case of a conventional structure using a reed switch to indicate the position of a control rod, it is necessary to examine the effect of a change in an ampere-turns (AT) value of a reed switch in a nuclear reactor environment. In addition, since the limit temperature of most of the resistors is lower than 350° C., a detection error may increase when applied to the inside of the core. In addition, in the case of a solenoid-type position indicating structure, it is suitable for a high-temperature environment in a nuclear reactor, but it is difficult to configure multiple channels and it is difficult to secure safety and reliability due to errors caused by temperature changes.

본 과제는 원자로 내 환경에서 제어봉 위치를 보다 정확하고 안정적으로 측정할 수 있도록 된 원자로 제어봉 위치 지시 장치 및 위치 지시 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a reactor control rod position indicating device and a position indicating method capable of more accurately and stably measuring the control rod position in a nuclear reactor environment.

본 과제는 솔레노이드 방식으로 다채널 구조를 구현할 수 있도록 된 원자로 제어봉 위치 지시 장치 및 위치 지시 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a nuclear reactor control rod position indicating device and a position indicating method capable of realizing a multi-channel structure in a solenoid method.

본 과제는 온도 변화에 의한 영향을 최소화할 수 있도록 된 원자로 제어봉 위치 지시 장치 및 위치 지시 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a nuclear reactor control rod position indicating device and a position indicating method capable of minimizing the influence of temperature change.

본 구현예는, 원자로의 노심 내부로 제어봉을 삽입 또는 인출하기 위한 제어봉 구동장치에 마련되어 노심에서의 제어봉의 위치를 나타내기 위한 제어봉 위치 지시 장치일 수 있다.In this embodiment, a control rod position indicating device may be provided in a control rod driver for inserting or withdrawing a control rod into or out of a core of a nuclear reactor and indicating a position of a control rod in the core.

상기 위치 지시장치는, 제어봉에 선단에서 축방향으로 연결된 연장축, 상기 연장축의 외주부에 원주방향을 따라 간격을 두고 설치되는 적어도 하나 이상의 솔레노이드, 상기 연장축에 설치되어 상기 각 솔레노이드 내측으로 돌출되고 자성체로 이루어져 솔레노이드로부터 출력되는 전기신호를 가변시키는 적어도 하나 이상의 코어를 포함할 수 있다.The position indicating device includes an extension shaft connected to the control rod in the axial direction from the front end, at least one solenoid installed on the outer circumference of the extension shaft at intervals in the circumferential direction, and a magnetic material installed on the extension shaft and protruding inside each solenoid. It may include at least one or more cores configured to vary the electrical signal output from the solenoid.

상기 솔레노이드는 케이블을 연속적으로 감은 단일폐곡선 구조로 축방향으로 연장되어 상기 코어의 이동 영역을 둘러싸며, 상기 솔레노이드의 중심을 지나는 중심선에서 상기 코어의 이동방향을 따라 양 쪽의 케이블 사이 간격이 점차적으로 변하여, 상기 코어의 이동에 따라 솔레노이드로부터 출력되는 전기신호가 선형적으로 가변되는 구조일 수 있다.The solenoid extends in the axial direction in a single closed curve structure in which the cable is continuously wound and surrounds the movement area of the core, and the distance between the cables on both sides gradually increases along the movement direction of the core from the center line passing through the center of the solenoid. It may have a structure in which the electrical signal output from the solenoid is linearly varied according to the movement of the core.

상기 솔레노이드는 삼각 형태로 형성될 수 있다. The solenoid may be formed in a triangular shape.

상기 솔레노이드는 코어의 이동방향을 따라 양 쪽에 위치한 케이블의 길이가 동일하고, 중심선에서 양 쪽 케이블의 이격 거리가 동일한 구조일 수 있다.The solenoid may have a structure in which cables located on both sides along the moving direction of the core have the same length, and the separation distance of both cables from the center line is the same.

상기 솔레노이드는 밑변이 아래에 위치한 솔레노이드와 밑변이 상대적으로 위쪽에 위치한 솔레노이드가 상기 연장축의 원주방향을 따라 교대로 배치된 구조일 수 있다.The solenoid may have a structure in which a solenoid having a lower side and a solenoid having a relatively upper side are alternately disposed along the circumferential direction of the extension shaft.

상기 솔레노이드의 밑변쪽에 배치되어 밑변쪽 자기장을 차폐하기 위한 차폐부재를 더 포함할 수 있다. A shielding member disposed on the bottom side of the solenoid to shield the bottom side magnetic field may be further included.

상기 연장축 외측에 배치되고, 전면에는 상기 코어와 대응되는 위치에서 축방향을 따라 코어를 가이드하는 직선의 안내홀이 절단 형성되어, 상기 코어를 축방향을 따라 이동시키기 위한 가이드부재를 더 포함할 수 있다.It is disposed on the outside of the extension shaft, and a straight guide hole for guiding the core along the axial direction at a position corresponding to the core is cut and formed on the front surface, further comprising a guide member for moving the core along the axial direction. can

상기 위치 지시장치는 코어 이동에 의한 상기 솔레노이드로부터 출력되는 전기신호 변화량을 온도에 따라 보정하기 위한 변화량 보정부를 더 포함할 수 있다.The position indicating device may further include a change amount corrector for correcting a change amount of the electrical signal output from the solenoid due to core movement according to temperature.

상기 변화량 보정부는 상기 솔레노이드 중 일측에 마련되어 솔레노이드로부터 출력되는 전기신호 상한값을 검출하기 위한 상한솔레노이드와 하한값을 검출하기 위한 하한솔레노이드, 상기 지시 장치 내부 일측에 고정 설치되고 상기 상한솔레노이드의 내측 상한 위치에 고정되는 상한코어와, 상기 하한솔레노이드의 내측 하한 위치에 고정되는 하한코어를 포함하여, 상기 인덕턴스 상한값과 하한값으로 코어 이동에 의한 솔레노이드로부터 출력되는 전기신호 변화량을 보정하는 구조일 수 있다.The variation compensator is provided on one side of the solenoid and is fixed to an upper limit solenoid for detecting an upper limit value of an electric signal output from the solenoid and a lower limit solenoid for detecting a lower limit value, and is fixed to one side inside the indicating device and is fixed to an inner upper limit position of the upper limit solenoid. It may include an upper limit core and a lower limit core fixed to the inner lower limit position of the lower limit solenoid, and correct the amount of change in the electrical signal output from the solenoid by moving the core to the upper and lower inductance values.

본 구현예의 지시 방법은, 원자로의 노심 내부로 제어봉을 삽입 또는 인출하였을 때 노심에서의 제어봉의 위치를 나타내기 위한 제어봉 위치 지시 방법일 수 있다.The indicating method of the present embodiment may be a control rod position indicating method for indicating the position of the control rod in the core when the control rod is inserted into or withdrawn from the core of the nuclear reactor.

상기 지시 방법은, 제어봉의 이동에 따라 제어봉의 연장축에 설치된 코어가 솔레노이드 내부에서 축방향을 따라 위치 이동하는 단계, 코어 이동에 따라 솔레노이드의 케이블과 코어 사이의 거리 변화에 의해 발생되는 솔레노이드의 전기신호를 검출하는 단계, 코어 이동에 의한 솔레노이드로부터 출력되는 전기신호 변화량 그래프로부터 상기 검출된 솔레노이드의 전기신호에 대한 코어의 위치를 검출하는 단계, 검출된 코어 위치로부터 제어봉의 위치를 연산하여 나타내는 단계를 포함할 수 있다.The indication method includes moving the core installed on the extension shaft of the control rod along the axial direction inside the solenoid according to the movement of the control rod, and the electric power of the solenoid generated by the change in the distance between the cable and the core of the solenoid according to the movement of the core. Detecting the signal, detecting the position of the core with respect to the electric signal of the solenoid detected from a graph of variation in the electric signal output from the solenoid by core movement, and calculating and displaying the position of the control rod from the detected core position. can include

상기 방법은 코어 이동에 따라 상기 솔레노이드로부터 출력되는 전기신호 변화량 그래프를 온도에 따라 보정하기 위한 변화량 보정단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include a change amount correction step of correcting a change amount graph of the electric signal output from the solenoid according to temperature according to core movement.

상기 변화량 보정단계는, 온도에 따라 솔레노이드로부터 출력되는 전기신호 상한값과 하한값을 검출하는 단계, 검출된 상한값과 하한값으로 코어 이동에 따라 솔레노이드로부터 출력되는 전기신호 변화량을 보정하는 단계를 포함할 수 있다.The variation correction step may include detecting upper and lower limit values of the electrical signal output from the solenoid according to temperature, and correcting a variation amount of the electrical signal output from the solenoid according to core movement with the detected upper and lower limit values.

이와 같이 본 구현예에 의하면, 솔레노이드 방식의 제어봉 위치 검출 구조를 통해 고온 환경에서도 측정 오차를 최소화하여 정확한 측정이 가능하며, 복수의 채널로 구현할 수 있어 측정 안전성과 신뢰성을 높일 수 있다.As described above, according to the present embodiment, accurate measurement is possible by minimizing measurement error even in a high-temperature environment through the solenoid-type control rod position detection structure, and since it can be implemented with a plurality of channels, measurement safety and reliability can be improved.

온도 변화에 따른 측정 오차를 보상하여, 온도에 관계없이 제어봉의 위치를 항상 정확히 검출할 수 있게 된다. By compensating for measurement error due to temperature change, the position of the control rod can always be accurately detected regardless of the temperature.

도 1은 본 실시예에 따른 원자로 제어봉 위치 지시 장치를 도시한 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 원자로 제어봉 위치 지시 장치의 개략적인 평면도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 원자로 제어봉 위치 지시 장치의 작용을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 4는 또 다른 실시예에 따른 원자로 제어봉 위치 지시 장치의 솔레노이드 배치 구조를 도시한 개략적인 도면이다.
도 5는 본 실시예에 따른 원자로 제어봉 위치 지시 장치의 온도 보상 작용을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.1 is a schematic perspective view illustrating a nuclear reactor control rod position indicating device according to an embodiment.
2 is a schematic plan view of a nuclear reactor control rod position indicating device according to the present embodiment.
3 is a schematic diagram for explaining the operation of the nuclear reactor control rod position indicating device according to the present embodiment.
4 is a schematic diagram showing a solenoid arrangement structure of a nuclear reactor control rod position indicating device according to another embodiment.
5 is a schematic diagram for explaining a temperature compensating action of the reactor control rod position indicating device according to the present embodiment.

이하, 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며, 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, this is presented as an example, and the present invention is not limited thereby, and the present invention is only defined by the scope of the claims to be described later. The embodiments described below may be modified in various forms without departing from the concept and scope of the present invention. Where possible, identical or similar parts are indicated using the same reference numerals in the drawings.

이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used below is only for referring to specific embodiments and is not intended to limit the present invention. As used herein, the singular forms also include the plural forms unless the phrases clearly indicate the opposite. As used herein, the meaning of "comprising" specifies specific characteristics, regions, integers, steps, operations, elements, and/or components, and other specific characteristics, regions, integers, steps, operations, elements, elements, and/or groups. does not exclude the presence or addition of

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the following examples are only preferred examples of the present invention, but the present invention is not limited to the following examples.

도 1은 본 실시예에 따른 원자로 제어봉 위치 지시 장치의 전체적 구조를 도시하고 있으며, 도 2와 도 3은 본 실시예에 따른 원자로 제어봉 위치 지시 장치의 구성을 개략적으로 나타내고 있다.1 shows the overall structure of a reactor control rod position indicating device according to this embodiment, and FIGS. 2 and 3 schematically show the structure of a reactor control rod position indicating device according to this embodiment.

본 실시예의 위치 지시장치(10)는 제어봉(도시되지 않음)을 노심 내부로 삽입 또는 노심 밖으로 인출하는 제어봉 구동장치에 마련되어 구동장치의 작동에 따라 이동되는 제어봉의 위치를 나타낼 수 있다.The position indicating device 10 of the present embodiment may be provided in a control rod driving device for inserting or withdrawing a control rod (not shown) into the core or out of the core to indicate the position of the control rod moved according to the operation of the driving device.

이하 설명의 편의를 위해, 도 1에서 본 장치가 수직으로 세워진 상태를 기준으로 y축 방향은 제어봉이 이동되는 방향으로 상하 방향 또는 축방향이라 하고, y축 방향을 따라 위쪽을 상 또는 상부라 하고, 아래쪽을 하 또는 하부라 한다. For convenience of description below, the y-axis direction is the direction in which the control rod is moved, based on the state in which the device is erected vertically in FIG. , the bottom is called lower or lower.

제어봉 구동장치는 노심 내부에 위치하여 제어봉을 축방향으로 이동시키기 위한 구동부(100)를 구비한다. 구동부(100)의 작동에 따라 제어봉이 축방향을 따라 이동되어 핵연료집합체에 삽입되거나 인출된다. 이에, 노심에 대한 제어봉의 위치가 가변되어 원자로 출력을 제어할 수 있게 된다. 제어봉을 축방향으로 이동시키기 위한 구동장치의 구조는 다양하게 변형될 수 있고, 그 구조는 이미 알려져 있으므로 상세한 설명은 생략한다.The control rod driving device is located inside the core and includes a driving unit 100 for moving the control rod in an axial direction. According to the operation of the drive unit 100, the control rod is moved along the axial direction to be inserted into or withdrawn from the fuel assembly. Accordingly, the position of the control rod with respect to the core is varied, so that the output of the nuclear reactor can be controlled. The structure of the driving device for moving the control rod in the axial direction may be variously modified, and since the structure is already known, a detailed description thereof will be omitted.

본 실시예의 위치 지시장치(10)는, 구동장치의 구동부(100) 상단에 마련되어 구동장치의 작동에 따라 이동하는 제어봉의 노심 내 위치를 나타낼 수 있다.The position indicating device 10 of the present embodiment is provided on the top of the driving unit 100 of the driving device and may indicate the position of the control rod moving according to the operation of the driving device in the core.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 위치 지시장치(10)는 하우징(12) 내부에 마련되는 연장축(20), 연장축(20)에 설치되며 자성체로 이루어진 코어(30), 코어(30)의 이동에 따라 가변되는 전기신호를 출력하는 솔레노이드(40)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 1, the position indicating device 10 of this embodiment includes an extension shaft 20 provided inside the housing 12, a core 30 installed on the extension shaft 20 and made of a magnetic material, a core ( 30) may include a solenoid 40 that outputs a variable electrical signal according to the movement.

본 실시예의 지시장치(10)는 구동부(100)의 상부에 마련되며 하우징(12)으로 감싸여 보호될 수 있다. The pointing device 10 of this embodiment is provided on the top of the driving unit 100 and can be protected by being wrapped with the housing 12 .

연장축(20)은 제어봉의 선단에 연결되어 제어봉과 한 몸체를 이룰 수 있다. 연장축(20)은 제어봉의 선단에서 축방향을 따라 소정의 길이로 연장될 수 있다. 이에, 제어봉이 축방향을 따라 상하로 이동되면 제어봉에 연결된 연장축(20)이 하우징(12) 내부에서 축방향을 따라 같이 움직일 수 있다.The extension shaft 20 is connected to the front end of the control rod to form one body with the control rod. The extension shaft 20 may extend from the front end of the control rod to a predetermined length along the axial direction. Accordingly, when the control rod moves up and down along the axial direction, the extension shaft 20 connected to the control rod may move along the axial direction inside the housing 12 .

연장축(20)의 외측에 자성체인 코어(30)가 설치될 수 있다. 코어(30)는 연장축(20) 외주면에서 방사방향으로 돌출 형성된다. 코어(30)는 솔레노이드(40) 내측으로 삽입되어 솔레노이드(40)의 자기장을 변화시킨다.A magnetic core 30 may be installed outside the extension shaft 20 . The core 30 protrudes radially from the outer circumferential surface of the extension shaft 20 . The core 30 is inserted into the solenoid 40 to change the magnetic field of the solenoid 40.

자성체인 코어(30)와 솔레노이드(40)의 케이블 사이 간격 변화에 따라 솔레노이드(40)로부터 출력되는 전기신호가 가변될 수 있다.An electrical signal output from the solenoid 40 may vary according to a change in the distance between the magnetic core 30 and the cable of the solenoid 40 .

코어(30)의 크기나 돌출 정도는 다양하게 변형될 수 있다. 본 실시예에서, 코어(30)는 복수개가 연장축(20)의 원주방향을 따라 각 솔레노이드(40)에 대응되는 위치에 설치되어 솔레노이드(40) 내측에 위치한다. 이에, 하나의 연장축(20)에 복수개의 코어(30)가 구비될 수 있다. 연장축(20)이 축방향으로 이동됨에 따라 각 코어(30)가 축방향을 따라 직선으로 이동하게 된다. The size or degree of protrusion of the core 30 may be variously modified. In this embodiment, a plurality of cores 30 are installed at positions corresponding to each solenoid 40 along the circumferential direction of the extension shaft 20 and located inside the solenoid 40 . Thus, a plurality of cores 30 may be provided on one extension shaft 20 . As the extension shaft 20 moves in the axial direction, each core 30 moves in a straight line along the axial direction.

축방향을 따라 코어(30)를 직선으로 안내하기 위해, 가이드부재(50)가 설치될 수 있다. 가이드부재(50)는 연장축(20) 외측에 배치되고 전면에는 코어(30)와 대응되는 위치에서 축방향을 따라 안내홀(52)이 절단 형성된 구조일 수 있다. In order to guide the core 30 in a straight line along the axial direction, a guide member 50 may be installed. The guide member 50 may have a structure in which a guide hole 52 is cut along the axial direction at a position corresponding to the core 30 on the front surface and disposed outside the extension shaft 20 .

도 2에 도시된 바와 같이, 가이드부재(50)는 원통 형태를 이루어 연장축(20)과 솔레노이드(40) 사이에 설치될 수 있다. 가이드부재(50)에는 코어(30)가 지나갈 수 있도록 직선의 안내홀(52)이 형성된다. 이에, 코어(30)는 안내홀(52)에 가이드되어 안내홀(52)을 따라 이동된다. 따라서, 코어(30)는 정확히 솔레노이드(40)의 중심선을 따라 직선으로 이동될 수 있다. As shown in FIG. 2 , the guide member 50 may be formed in a cylindrical shape and installed between the extension shaft 20 and the solenoid 40 . A straight guide hole 52 is formed in the guide member 50 so that the core 30 can pass therethrough. Accordingly, the core 30 is guided to the guide hole 52 and moves along the guide hole 52 . Accordingly, the core 30 can be moved in a straight line exactly along the center line of the solenoid 40 .

솔레노이드(40)는 복수개가 구비되어 연장축(20)의 외주부에 원주방향을 따라 코어(30)와 대응되는 위치에서 각각 배치될 수 있다. 각각의 솔레노이드(40)는 개별적으로 분리되며, 각각 독립적으로 작동되어 코어(30)의 이동에 따라 가변되는 전기신호를 출력할 수 있다.A plurality of solenoids 40 may be provided and disposed at positions corresponding to the core 30 along the circumferential direction on the outer circumference of the extension shaft 20 . Each solenoid 40 is individually separated and operated independently to output variable electrical signals according to the movement of the core 30 .

솔레노이드(40)로부터 출력되는 전기신호는 예를 들어, 인덕턴스(inductance)일 수 있다. 인덕턴스 외에 솔레노이드(40)에서 출력되는 전기 신호 중 코어(30) 이동에 따라 출력값이 변하는 전기신호면 모두 적용될 수 있다.An electrical signal output from the solenoid 40 may be, for example, inductance. In addition to inductance, any electrical signal whose output value changes according to the movement of the core 30 among the electrical signals output from the solenoid 40 may be applied.

예를 들어, 또 다른 실시예로서 본 장치는, 코어 이동에 따라 솔레노이드로부터 가변되어 출력되는 전기신호가 전압인 구조일 수 있다. 솔레노이드의 전압 변화는 유도기전력을 이용하여 검출할 수 있다. 이를 위해, 본 장치는 솔레노이드 외측에 배치되어 유도기전력에 의한 전압 변화를 검출하기 위한 검출용 솔레노이드를 더 구비할 수 있다. 검출용 솔레노이드는 본 장치의 솔레노이드와 동일한 구조로 이루어질 수 있다. 이에, 본 장치에 구비된 솔레노이드에 일정 전압을 입력하면, 외측에 배치된 검출용 솔레노이드에 유도기전력이 흐르게 된다. 따라서, 솔레노이드 내부에 코어가 움직임에 따라 유도기전력 전압의 변화량을 검출할 수 있게 된다.For example, as another embodiment, the device may have a structure in which an electrical signal output from a solenoid that is varied according to core movement is voltage. The voltage change of the solenoid can be detected using induced electromotive force. To this end, the apparatus may further include a detection solenoid disposed outside the solenoid to detect a voltage change due to induced electromotive force. The detection solenoid may have the same structure as the solenoid of the present device. Therefore, when a certain voltage is input to the solenoid provided in the present device, an induced electromotive force flows to the detection solenoid disposed outside. Therefore, it is possible to detect the amount of change in the induced electromotive force voltage according to the movement of the core inside the solenoid.

이하, 본 실시예는 코어 이동에 따라 솔레노이드로부터 가변되어 출력되는 전기신호가 인덕턴스인 구조에 대해 설명한다. Hereinafter, in the present embodiment, a structure in which an electrical signal varied and output from a solenoid according to core movement is inductance will be described.

솔레노이드(40)는 하나의 케이블이 연속적으로 감겨진 단일폐곡선 구조일 수 있다. 솔레노이드(40)는 내측에 코어(30)가 위치하도록 코어(30)를 감싸며 설치되고, 축방향으로 길게 연장되어 코어(30)의 이동 범위를 전체적으로 둘러싸며 설치될 수 있다.The solenoid 40 may have a single closed curve structure in which one cable is continuously wound. The solenoid 40 may be installed surrounding the core 30 so that the core 30 is located inside, and may be installed while extending in the axial direction to entirely surround the movement range of the core 30 .

솔레노이드(40)는 중심을 지나는 중심선에서 코어(30)의 이동방향을 따라 양 쪽의 케이블 사이 간격이 점차적으로 변하는 구조일 수 있다. 양 쪽의 케이블이라 함은 축방향으로 배치되어 중심선을 기준으로 좌우측에 위치한 케이블을 의미할 수 있다. 이에, 코어(30)가 이동함에 따라 코어(30)와 솔레노이드(40)의 케이블 사이 거리가 변하고, 솔레노이드(40)의 인덕턴스가 선형적으로 증가 또는 감소하게 된다. The solenoid 40 may have a structure in which the distance between the cables on both sides gradually changes along the moving direction of the core 30 on the center line passing through the center. The cables on both sides may refer to cables arranged in the axial direction and located on the left and right sides with respect to the center line. Accordingly, as the core 30 moves, the distance between the core 30 and the cable of the solenoid 40 changes, and the inductance of the solenoid 40 increases or decreases linearly.

본 실시예에서, 솔레노이드(40)의 양 쪽 케이블은 직선 구조를 이루어, 양 쪽 케이블 사이 간격이 점차적으로 커지거나 작아지는 구조일 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이 솔레노이드(40)는 양 쪽 케이블 사이 간격이 상부에서 하부로 갈수록 점차 커지는 삼각 형태로 형성될 수 있다. 바람직하게, 본 실시예의 솔레노이드(40)는 코어(30)의 이동방향을 따라 양 측 사변쪽에 위치한 케이블이 솔레노이드(40)의 중심을 지나는 중심선에서 동일한 거리 이격된 이등변 삼각 형태로 형성될 수 있다. In this embodiment, both cables of the solenoid 40 may form a straight structure, so that the distance between both cables gradually increases or decreases. For example, as shown in FIG. 1, the solenoid 40 may be formed in a triangular shape in which the distance between both cables gradually increases from top to bottom. Preferably, the solenoid 40 of this embodiment may be formed in the shape of an isosceles triangle in which cables located on both oblique sides along the moving direction of the core 30 are spaced the same distance from the center line passing through the center of the solenoid 40.

상기한 구조 외에, 솔레노이드는 코어 이동방향을 따라 양 쪽 케이블 사이 거리가 점차적으로 변하는 사다리꼴 형태로 형성될 수 있다.In addition to the above structure, the solenoid may be formed in a trapezoidal shape in which the distance between both cables gradually changes along the core movement direction.

이와 같이, 본 실시예의 솔레노이드(40)는 코어(30)의 이동방향을 따라 양 측 사변의 케이블 사이 간격이 선형적으로 변하는 구조를 이룬다. 따라서, 코어(30)의 이동에 따라 솔레노이드(40)에서 출력되는 인덕턴스가 선형적으로 가변될 수 있다.In this way, the solenoid 40 of this embodiment has a structure in which the distance between the cables on both sides changes linearly along the moving direction of the core 30. Accordingly, the inductance output from the solenoid 40 can be linearly varied according to the movement of the core 30 .

본 실시예의 지시장치(10)는 솔레노이드(40)의 밑변쪽에 배치되어 밑변쪽 케이블의 자기장을 차폐하기 위한 차폐부재(60)를 더 포함할 수 있다. 밑변쪽 케이블이라 함은 삼각형태의 솔레노이드(40)에 있어서 축방향으로 대면하고 있는 케이블을 의미할 수 있다.The pointing device 10 of this embodiment may further include a shielding member 60 disposed on the lower side of the solenoid 40 to shield the magnetic field of the lower side cable. The bottom side cable may mean a cable facing the axial direction in the triangular solenoid 40 .

차폐부재(60)는 자성체로 이루어질 수 있다. 차폐부재(60)는 솔레노이드(40)의 밑변쪽 케이블의 자기장을 차폐한다. 코어(30)의 상하 이동에 의해 솔레노이드(40)의 인덕턴스가 선형적으로 증가 또는 감소하기 위해서는 솔레노이드(40)의 축방향으로 배치된 양 쪽의 케이블만 영향을 줄 수 있어야 한다.The shielding member 60 may be made of a magnetic material. The shielding member 60 shields the magnetic field of the cable on the lower side of the solenoid 40 . In order for the inductance of the solenoid 40 to increase or decrease linearly by the vertical movement of the core 30, only the cables on both sides of the solenoid 40 disposed in the axial direction must be able to influence it.

이에, 차폐부재(60)가 솔레노이드(40)의 밑변쪽 케이블의 자기장을 차폐함으로써, 코어(30)의 이동에 의한 솔레노이드(40)의 인덕턴스는 오직 솔레노이드(40)의 축방향으로 배치된 양 쪽 케이블과 코어(30) 간의 거리에 비례하여 변하게 된다. 따라서, 코어(30)의 축방향 이동에 따라 솔레노이드(40)의 인덕턴스가 선형적으로 증가하거나 감소할 수 있게 된다.Accordingly, since the shielding member 60 shields the magnetic field of the cable on the bottom side of the solenoid 40, the inductance of the solenoid 40 due to the movement of the core 30 is only distributed on both sides of the solenoid 40 in the axial direction. It changes in proportion to the distance between the cable and the core 30. Accordingly, the inductance of the solenoid 40 can linearly increase or decrease according to the axial movement of the core 30 .

본 실시예와 같이 솔레노이드(40)의 밑변이 하방향으로 배치된 구조의 경우 차폐부재(60)는 아래쪽에 배치되며, 반대로 솔레노이드(40)의 밑변이 상방향으로 배치된 구조의 경우 차폐부재(60)는 위쪽에 배치될 수 있다.In the case of the structure in which the bottom of the solenoid 40 is disposed in the downward direction as in the present embodiment, the shielding member 60 is disposed on the lower side, and conversely in the case of the structure in which the bottom of the solenoid 40 is disposed in the upward direction, the shielding member ( 60) can be placed on top.

이와 같이, 솔레노이드(40)의 밑변쪽 케이블의 자기장을 차폐함으로써, 코어(30)의 이동에 따른 솔레노이드(40) 인덕턴스 변화량을 선형적으로 나타낼 수 있게 된다.In this way, by shielding the magnetic field of the cable on the bottom side of the solenoid 40, the amount of change in inductance of the solenoid 40 according to the movement of the core 30 can be represented linearly.

이하 도 3을 참조하여 본 장치에 의한 제어봉 위치 지시 작용에 대해 설명한다.Hereinafter, referring to FIG. 3 , the operation of indicating the position of the control rod by the present device will be described.

도 3에 도시된 바와 같이, 출력 제어를 위해 구동부가 작동되면 제어봉에 연결된 연장축(20)이 같이 움직이게 된다. 연장축(20)이 움직이면 코어(30)는 고정되어 있는 솔레노이드(40)에 대해 상대적으로 축방향을 따라 이동된다. 코어(30)는 솔레노이드(40) 내에서 상하로 직선 운동하게 된다. 코어(30)가 축방향으로 움직임에 따라 코어(30)를 감싸며 배치된 솔레노이드(40)로부터 출력되는 인덕턴스가 가변된다.As shown in FIG. 3 , when the drive unit is operated for output control, the extension shaft 20 connected to the control rod moves together. When the extension shaft 20 moves, the core 30 moves along the axial direction relative to the fixed solenoid 40 . The core 30 linearly moves up and down within the solenoid 40 . As the core 30 moves in the axial direction, the inductance output from the solenoid 40 disposed surrounding the core 30 varies.

즉, 코어(30)의 이동에 따라 자성체인 코어(30)와 솔레노이드(40) 사이 거리가 가변되어 솔레노이드(40)의 인덕턴스가 변하게 된다. 이에, 코어(30)의 이동에 따른 솔레노이드(40)의 인덕턴스 변화량으로부터 제어봉의 위치를 나타낼 수 있다. That is, as the core 30 moves, the distance between the magnetic core 30 and the solenoid 40 changes, so that the inductance of the solenoid 40 changes. Accordingly, the position of the control rod can be indicated from the amount of change in inductance of the solenoid 40 according to the movement of the core 30 .

연장축(20)은 제어봉과 한 몸체를 이루고 있으므로, 연장축(20)에 설치된 코어(30)의 이동량은 곧 제어봉의 이동량과 같다. 따라서, 코어(30) 이동에 따라 솔레노이드(40)에서 출력되는 인덕턴스의 변화량으로부터 제어봉의 위치를 정확히 지시할 수 있다.Since the extension shaft 20 forms one body with the control rod, the amount of movement of the core 30 installed on the extension shaft 20 is equal to the amount of movement of the control rod. Therefore, the position of the control rod can be accurately indicated from the amount of change in inductance output from the solenoid 40 according to the movement of the core 30 .

도 3에 도시된 바와 같이, 코어(30)의 이동에 따른 솔레노이드(40)의 인덕턴스 변화량은 선형적으로 변하므로, 이를 선형그래프(G)로 나타낼 수 있다. 이하, 선형그래프(G)는 코어(30) 이동에 따른 솔레노이드(40)의 인덕턴스 변화량으로 이해할 수 있다.As shown in FIG. 3, since the amount of change in inductance of the solenoid 40 according to the movement of the core 30 changes linearly, it can be represented by a linear graph (G). Hereinafter, the linear graph (G) can be understood as a change in inductance of the solenoid 40 according to the movement of the core 30.

선형그래프(G)는 코어(30) 위치와 솔레노이드(40) 인덕턴스를 x축과 y축으로 하는 좌표계에서, 코어(30)의 이동범위 내에서의 인덕턴스 상한값과 하한값 사이를 직선으로 연결하여 나타낼 수 있다. 인덕턴스 상한값이란 예를 들어, 코어(30)의 이동범위 내에서 코어(30)가 삼각형태의 솔레노이드(40)의 가장 위쪽에 위치하였을 때의 인덕턴스이며, 하한값이란 코어(30)가 솔레노이드(40) 가장 아래쪽에 위치하였을 때의 인덕턴스를 의미할 수 있다.The linear graph (G) can be represented by connecting a straight line between the upper limit value and the lower limit of inductance within the moving range of the core 30 in a coordinate system in which the x-axis and the y-axis are the position of the core 30 and the inductance of the solenoid 40. there is. The upper limit of inductance is, for example, the inductance when the core 30 is located at the top of the triangular solenoid 40 within the moving range of the core 30, and the lower limit is the inductance when the core 30 is at the top of the solenoid 40. It may mean inductance when it is located at the bottom.

이와 같이, 축방향에 대한 코어(30)의 이동과 솔레노이드(40)의 양 쪽 케이블 사이 거리는 선형적으로 변하므로, 상기한 인덕턴스 변화량은 상한값과 하한값을 직선으로 연결한 선형그래프(G)로 나타낼 수 있다.In this way, since the movement of the core 30 in the axial direction and the distance between the cables on both sides of the solenoid 40 change linearly, the inductance change amount can be expressed as a linear graph (G) in which the upper limit value and the lower limit value are connected by a straight line. can

이러한 선형그래프(G)는 실제 환경에서 코어(30)를 상한 위치와 하한 위치로 이동시켜 미리 구해질 수 있다. 또는, 선형그래프(G)는 실험 데이터를 통해 최적화된 값으로 기 설정될 수 있다. 이에, 설정된 선형그래프(G)에 검출된 인덕턴스 값을 대입하여 코어(30)의 위치를 연산할 수 있다.Such a linear graph (G) can be obtained in advance by moving the core 30 to the upper and lower limit positions in a real environment. Alternatively, the linear graph (G) may be preset to a value optimized through experimental data. Accordingly, the position of the core 30 may be calculated by substituting the detected inductance value into the set linear graph (G).

도 3의 선형그래프(G)에서 x축은 축방향에 대한 코어(30)의 위치로 이는 곧 연장축(20)이 설치된 제어봉의 위치와 비례할 수 있다. 이에, 선형그래프(G)에서 연산된 x축 값으로부터 용이하게 제어봉의 위치를 변환하여 나타낼 수 있다. 예를 들어, 선형그래프(G)에서 구해진 코어(30)의 위치를 바로 제어봉의 위치로 나타낼 수 있다. 또는 코어(30) 위치를 제어봉의 노내 위치로 변환하는 연산식을 통해 선형그래프(G)의 x축 값을 제어봉의 위치로 변환하여 나타낼 수 있다. 여기서, 선형그래프(G)나 연산식은 예를 들어 본 장치를 제어하는 제어회로에 데이터로 저장될 수 있다. In the linear graph (G) of FIG. 3, the x-axis is the position of the core 30 in the axial direction, which may be proportional to the position of the control rod on which the extension shaft 20 is installed. Accordingly, the position of the control rod can be easily converted and displayed based on the x-axis value calculated in the linear graph (G). For example, the position of the core 30 obtained from the line graph G can be directly expressed as the position of the control rod. Alternatively, the x-axis value of the linear graph (G) may be converted into the position of the control rod through an arithmetic expression for converting the position of the core 30 to the position of the control rod in the furnace. Here, the linear graph (G) or the arithmetic expression may be stored as data in, for example, a control circuit that controls the present device.

이와 같이, 코어(30) 이동에 따라 출력된 솔레노이드(40)의 인덕턴스 값으로부터 선형그래프(G)를 통해 코어(30)가 이동된 위치를 검출할 수 있고, 이를 제어봉의 위치로 변환하여 정확히 나타낼 수 있게 된다. In this way, the moved position of the core 30 can be detected through a linear graph (G) from the inductance value of the solenoid 40 output according to the movement of the core 30, and it can be converted to the position of the control rod to accurately represent it. be able to

본 실시예의 지시장치(10)는, 하우징(12) 내에 복수개의 솔레노이드(40)를 구비함으로써, 다채널로 구동될 수 있다. 각 솔레노이드(40)는 모두 동일한 형태와 구조로 이루어질 수 있다. The pointing device 10 of this embodiment can be driven in multiple channels by providing a plurality of solenoids 40 in the housing 12 . Each solenoid 40 may all have the same shape and structure.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 4 개의 코어(30)가 90도 각도로 배치되고 각 코어(30) 위치에 솔레노이드(40)가 마련된 4채널 구조일 수 있다. 이중 2 개의 솔레노이드(40)가 온도 보상을 위해 사용될 경우 2채널로 사용될 수 있는 데 이러한 구조에 대해서는 뒤에서 다시 설명한다. As shown in FIG. 2 , the present embodiment may have a 4-channel structure in which four cores 30 are disposed at an angle of 90 degrees and solenoids 40 are provided at positions of each core 30 . When two of the solenoids 40 are used for temperature compensation, they can be used as two channels, and this structure will be described later.

본 장치는 솔레노이드(40)와 코어(30)의 개수 및 배치를 달리하여 2채널, 4채널 외에 다양한 채널로 구현될 수 있다. 예를 들어, 솔레노이드(40)를 72도 각도로 오각 형태로 배치하여 5채널을 이루거나 60도 각도로 배치하여 6채널로 설치할 수 있으며, 6채널 이상의 채널로도 구현될 수 있다.This device can be implemented with various channels other than 2 channels and 4 channels by varying the number and arrangement of solenoids 40 and cores 30 . For example, the solenoid 40 may be arranged in a pentagonal shape at an angle of 72 degrees to form 5 channels, or may be arranged at an angle of 60 degrees to form 6 channels.

도 4는 본 장치의 또 다른 실시예로 채널수를 더 확장하기 위한 구조를 나타내고 있다.4 shows a structure for further expanding the number of channels in another embodiment of the present device.

도 4에 도시된 바와 같이, 솔레노이드(40)는 삼각형태를 이루며, 밑변이 아래에 위치한 솔레노이드(40)와 밑변이 상대적으로 위쪽에 위치한 솔레노이드(40)가 연장축(20)의 원주방향을 따라 교대로 배치된 구조일 수 있다. 밑변이라 함은 축방향에 대면하는 면을 의미할 수 있다. 각 솔레노이드(40)는 상하 방향만 상이하며 그 구조는 동일하다.As shown in FIG. 4, the solenoid 40 has a triangular shape, and the solenoid 40 with the lower side located at the bottom and the solenoid 40 with the lower side located at the upper side are located along the circumferential direction of the extension shaft 20. It may be an alternating structure. The base may mean a surface facing the axial direction. Each solenoid 40 is different only in the vertical direction and has the same structure.

각각의 솔레노이드(40)에 대응하여 연장축(20)에는 코어(30)가 설치되어 각 솔레노이드(40) 내측에 위치한다. 차폐부재(60)는 상부와 하부에 모두 설치될 수 있다.Corresponding to each solenoid 40, a core 30 is installed on the extension shaft 20 and is located inside each solenoid 40. The shielding member 60 may be installed on both the top and bottom.

삼각형태의 솔레노이드(40)가 교대로 엇갈려 배치됨으로써, 더 많은 개수의 솔레노이드(40)를 설치할 수 있다. Since the triangular solenoids 40 are alternately staggered, a larger number of solenoids 40 can be installed.

이와 같이, 본 장치는 원자로에 따라 복수의 채널로 구현할 수 있어, 측정 안전성과 신뢰성을 보다 높일 수 있게 된다.In this way, the present device can be implemented with a plurality of channels according to the nuclear reactor, so that measurement safety and reliability can be further improved.

또한, 본 실시예의 위치 지시장치(10)는 코어(30) 이동에 의한 솔레노이드(40)의 인덕턴스 변화량을 온도에 따라 보정하기 위한 변화량 보정부를 더 포함할 수 있다.In addition, the position indicating device 10 of the present embodiment may further include a variation correction unit for correcting the variation in inductance of the solenoid 40 due to the movement of the core 30 according to the temperature.

이하 도 5를 참조하여 변화량 보정부에 대해 설명한다.Hereinafter, a variation correction unit will be described with reference to FIG. 5 .

언급한 바와 같이, 다채널로 구비된 복수의 솔레노이드(40) 중 2 개의 솔레노이드(40)는 위치 지시가 아닌 온도 보상을 위해 사용될 수 있다.As mentioned above, two solenoids 40 among a plurality of solenoids 40 provided in multiple channels may be used for temperature compensation rather than position indication.

이를 위해, 변화량 보정부는 솔레노이드(40) 중 일측에 마련되어 솔레노이드(40)의 인덕턴스 상한값을 실시간으로 검출하기 위한 상한솔레노이드(70)와 하한값을 실시간으로 검출하기 위한 하한솔레노이드(80), 하우징(12) 내부 일측에 고정 설치되고 상한솔레노이드(70)의 내측 상한 위치에 고정되는 상한코어(72)와, 하한솔레노이드(80)의 내측 하한 위치에 고정되는 하한코어(82)를 포함할 수 있다.To this end, the variation correction unit is provided on one side of the solenoid 40, and includes an upper limit solenoid 70 for detecting the upper limit value of the inductance of the solenoid 40 in real time, a lower limit solenoid 80 for detecting the lower limit value in real time, and a housing 12 It may include an upper limit core 72 fixed to one side of the inside and fixed to an inner upper limit position of the upper limit solenoid 70, and a lower limit core 82 fixed to an inner lower limit position of the lower limit solenoid 80.

이에, 실제 온도에서의 솔레노이드(40) 인덕턴스 상한값과 하한값에 따라 코어(30) 이동에 의한 솔레노이드(40)의 인덕턴스 변화량 즉, 선형그래프(G)의 기울기를 온도에 맞춰 보정할 수 있게 된다. 따라서, 온도의 영향으로 인해 제어봉 지시 오차가 발생되는 것을 방지할 수 있다.Accordingly, the change in inductance of the solenoid 40 due to the movement of the core 30, that is, the slope of the linear graph G, can be corrected according to the temperature according to the upper and lower limit values of the inductance of the solenoid 40 at the actual temperature. Therefore, it is possible to prevent control rod instruction errors from being generated due to the influence of temperature.

상한코어(72)와 하한코어(82)는 예를 들어, 가이드부재(50)에 고정 설치될 수 있다. 이에, 연장축(20)의 이동과 무관하게 상한코어(72)와 하한코어(82)는 상한솔레노이드(70)와 하한솔레노이드(80)에 대해 항상 동일한 위치에 있게 된다. The upper limit core 72 and the lower limit core 82 may be fixed to, for example, the guide member 50 . Accordingly, regardless of the movement of the extension shaft 20, the upper limit core 72 and the lower limit core 82 are always at the same position with respect to the upper limit solenoid 70 and the lower limit solenoid 80.

상한코어(72)와 하한코어(82)는 움직이지 않고 그 위치가 고정되어 설치될 수 있으면, 지지장치(10) 내부 어디에도 설치 가능하다. 예를 들어, 상한코어(72)와 하한코어(82)는 하우징(12) 내측에 고정 설치될 수 있다.The upper limit core 72 and the lower limit core 82 can be installed anywhere inside the support device 10 as long as they do not move and can be installed in a fixed position. For example, the upper limit core 72 and the lower limit core 82 may be fixedly installed inside the housing 12 .

상한코어(72)는 코어(30) 이동범위의 최상부에 위치할 수 있다. 하한코어(82)는 코어(30) 이동범위의 최하부에 위치할 수 있다. 이에 상한솔레노이드(70)는 상한코어(72)에 의해 인덕턴스 상한값을 출력하게 되고, 하한솔레노이드(80)는 하한코어(82)에 의해 인덕턴스 하한값을 출력하게 된다.The upper limit core 72 may be positioned at the top of the core 30 movement range. The lower limit core 82 may be located at the lowermost part of the movement range of the core 30 . Accordingly, the upper limit solenoid 70 outputs the upper limit value of inductance by the upper limit core 72, and the lower limit solenoid 80 outputs the lower limit value of inductance by the lower limit core 82.

상한솔레노이드(70)와 하한솔레노이드(80)는 이웃하여 배치되거나 이격되어 배치될 수 있다. The upper limit solenoid 70 and the lower limit solenoid 80 may be disposed adjacent to each other or spaced apart from each other.

상한코어(72)와 하한코어(82)는 연장축(20)에 설치되는 코어(30)와 동일한 구조일 수 있다. 상한솔레노이드(70)와 하한솔레노이드(80) 역시 다른 솔레노이드(40)와 동일한 구조일 수 있다.The upper limit core 72 and the lower limit core 82 may have the same structure as the core 30 installed on the extension shaft 20 . The upper limit solenoid 70 and the lower limit solenoid 80 may also have the same structure as the other solenoids 40 .

이에, 상한솔레노이드(70)와 하한솔레노이드(80)로부터 출력되는 인덕턴스의 상한값과 하한값을 다른 솔레노이드(40)의 인덕턴스에 대한 레퍼런스로 이용할 수 있다.Accordingly, the upper and lower limit values of the inductance output from the upper limit solenoid 70 and the lower limit solenoid 80 may be used as references for the inductance of the other solenoid 40 .

도 5를 참조하여, 코어(30) 이동에 의한 솔레노이드(40)의 인덕턴스 변화량을 온도에 따라 보정하는 작용에 대해 설명한다.Referring to FIG. 5, an operation of correcting the amount of change in inductance of the solenoid 40 due to the movement of the core 30 according to temperature will be described.

솔레노이드(40) 내부에 위치한 코어(30)의 투자율(permeability)은 온도에 영향을 받는다. 따라서, 제어봉이 동일 위치에 있더라도 솔레노이드(40) 위치의 온도가 변하게 되면 인덕턴스 값이 달라져 잘못된 위치를 출력할 수 있다.The permeability of the core 30 located inside the solenoid 40 is affected by temperature. Therefore, even if the control rod is at the same position, if the temperature at the position of the solenoid 40 changes, the inductance value may change and an incorrect position may be output.

본 실시예는, 변화량 보정부를 통해 기존 선형그래프(G)를 변화된 실제 솔레노이드(40) 온도에 따라 보정하고, 보정된 선형그래프(L)로부터 실제 코어(30) 위치를 구할 수 있다. 그리고 이로부터 온도에 의한 오차를 보정한 실제 제어봉 위치를 정확히 지시할 수 있게 된다.In this embodiment, the existing linear graph (G) is corrected according to the changed actual temperature of the solenoid 40 through the variation correction unit, and the actual core 30 position can be obtained from the corrected linear graph (L). From this, it is possible to accurately indicate the actual position of the control rod after correcting the error due to the temperature.

상한코어(72)와 하한코어(82)는 위치가 고정되어 있으므로 상한솔레노이드(70)와 하한솔레노이드(80)의 인덕턴스는 온도에 의해서만 변한다. 이에, 실제 솔레노이드(40) 온도 조건에 따라 솔레노이드(40)의 인덕턴스 상한값과 하한값을 구해, 이 값으로부터 선형그래프(G)를 보정할 수 있다.Since the positions of the upper limit core 72 and the lower limit core 82 are fixed, the inductance of the upper limit solenoid 70 and the lower limit solenoid 80 changes only with temperature. Accordingly, the upper limit value and the lower limit value of the inductance of the solenoid 40 may be obtained according to the actual temperature condition of the solenoid 40, and the linear graph G may be corrected from these values.

도 5에서 도시된 바와 같이, 실제 온도 하에서 상한솔레노이드(70)로부터 검출된 인덕턴스 상한값과 하한솔레노이드(80)로부터 검출된 인덕턴스 하한값을 직선으로 연결하여 기존 선형그래프(G)를 새롭게 보정할 수 있다. 도 5에서 점선은 기존 선형그래프(G)를 나타내고 있으며, 실선은 보정된 선형그래프(L)를 나타내고 있다. 온도에 따라 인덕턴스의 상한값과 하한값이 달라져 실제 온도 하에서 실선과 같은 선형그래프(L)로 인덕턴스 변형량이 보정된 것이다.As shown in FIG. 5 , the existing linear graph G can be newly corrected by connecting the upper limit value of inductance detected from the upper limit solenoid 70 and the lower limit value of inductance detected from the lower limit solenoid 80 with a straight line under an actual temperature. In FIG. 5, the dotted line represents the existing linear graph (G), and the solid line represents the corrected linear graph (L). The upper and lower limits of inductance change depending on the temperature, and the inductance deformation amount is corrected with a linear graph (L) like a solid line under the actual temperature.

이에, 솔레노이드(40)로부터 검출된 인덕턴스를 보정된 선형그래프(L)에 대입하여 실제 코어(30)의 위치를 정확히 확인할 수 있다.Accordingly, the position of the actual core 30 can be accurately confirmed by substituting the inductance detected from the solenoid 40 into the corrected linear graph L.

예를 들어, 도 5에서 코어(30)의 이동에 따라 솔레노이드(40)에서 검출된 인덕턴스로부터 구해지는 코어(30)의 위치는 기존 선형그래프(G)를 통해 연산된 A 값에서 보정된 선형그래프(L)를 통해 연산된 B 값으로 보정될 수 있다.For example, in FIG. 5, the position of the core 30 obtained from the inductance detected by the solenoid 40 according to the movement of the core 30 is a linear graph corrected from the A value calculated through the existing linear graph G. It can be corrected with the B value calculated through (L).

따라서, 온도에 따라 보정된 B값으로부터 정확한 제어봉 위치를 지시할 수 있게 된다.Therefore, it is possible to accurately indicate the position of the control rod from the B value corrected according to the temperature.

이와 같이, 본 실시예에 의하면 솔레노이드의 실제 온도에 맞춰 선형그래프 실시간으로 보정하고, 이로부터 코어 위치를 정확히 확인함으로써 온도 변화에 관계없이 항상 제어봉의 위치를 정확히 지시할 수 있게 된다.As described above, according to the present embodiment, the line graph is corrected in real time according to the actual temperature of the solenoid, and the core position is accurately confirmed therefrom, so that the position of the control rod can always be accurately indicated regardless of temperature change.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.Although exemplary embodiments of the present invention have been shown and described as described above, various modifications and other embodiments may be made by those skilled in the art. All of these modifications and other embodiments are to be considered and included in the appended claims without departing from the true spirit and scope of the present invention.

10 : 지시장치 12 : 하우징
20 : 연장축 30 : 코어
40 : 솔레노이드 50 : 가이드부재
52 : 안내홀 60 : 차폐부재
70 : 상한솔레노이드 72 : 상한코어
80 : 하한솔레노이드 82 : 하한코어10: indicator 12: housing
20: extension shaft 30: core
40: solenoid 50: guide member
52: guide hole 60: shielding member
70: upper limit solenoid 72: upper limit core
80: lower limit solenoid 82: lower limit core

Claims

A reactor control rod position indicating device provided in a control rod driving device for inserting or withdrawing a control rod into the core of a nuclear reactor and indicating a position of the control rod in the core,
The position indicating device includes an extension shaft connected to the control rod in the axial direction from the front end, at least one solenoid installed at intervals in the circumferential direction on the outer circumference of the extension shaft, and installed on the extension shaft to protrude into each solenoid, A nuclear reactor control rod position indicating device having a structure including at least one core made of a magnetic material and varying an electric signal output from a solenoid, and indicating a position of a control rod from a change amount of an electric signal of the solenoid caused by movement of the core.

According to claim 1,
The solenoid extends in the axial direction in a single closed curve structure in which the cable is continuously wound and surrounds the movement area of the core, and the distance between the cables on both sides gradually increases along the movement direction of the core from the center line passing through the center of the solenoid. The nuclear reactor control rod position indicating device having a structure in which the electric signal output from the solenoid is linearly varied according to the movement of the core.

According to claim 2,
The nuclear reactor control rod position indicating device further comprising a shielding member disposed on a bottom side of the solenoid to shield a bottom side magnetic field.

According to claim 2,
Disposed on the outside of the extension shaft, a straight guide hole for guiding the core along the axial direction at a position corresponding to the core is cut on the front surface, further comprising a guide member for moving the core along the axial direction Reactor control rod position indicating device.

According to any one of claims 1 to 4,
Further comprising a change amount correction unit for correcting the change amount of the electrical signal of the solenoid according to temperature according to the movement of the core,
The variation compensator is provided on one side of the solenoid and is fixed to an upper limit solenoid for detecting an upper limit value of an electric signal output from the solenoid and a lower limit solenoid for detecting a lower limit value. A reactor control rod position indicating device comprising an upper limit core and a lower limit core fixed to an inner lower limit position of the lower limit solenoid.

A reactor control rod position indicating method for indicating the position of a control rod in the core when the control rod is inserted or withdrawn into the core of a nuclear reactor,
The instruction method includes the step of moving the core installed on the extension shaft of the control rod along the axial direction inside the solenoid according to the movement of the control rod;
Detecting the electric signal of the solenoid generated by the change in the distance between the cable and the core of the solenoid according to the movement of the core,
Detecting the position of the core with respect to the electrical signal of the solenoid detected from a graph of the change in electrical signal of the solenoid due to core movement, and
Step of calculating and indicating the position of the control rod from the detected core position
A method for indicating a position of a nuclear reactor control rod comprising:

According to claim 6,
Further comprising a change amount correction step for correcting the change graph of the electrical signal of the solenoid by the core movement according to temperature,
The change amount correction step includes detecting upper and lower limit values of the electrical signal of the solenoid according to temperature, and correcting the change amount of the electrical signal to the solenoid due to core movement using the detected upper and lower limit values.

According to claim 6,
In the step of detecting the electrical signal of the solenoid,
Wherein the electrical signal is a voltage induced by an induced electromotive force from a solenoid.