KR970003174B1 - 불필요한 제어봉 낙하 방지장치 - Google Patents

Abstract

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Description

불필요한 제어봉 낙하 방지장치

제1도는 정지권선 전류 제어계통 개략도.

제2도는 전류제어 실패를 감지하는 고장감지회로.

제3도는 제어봉 전력함 내의 그룹 구분.

제4도는 정지권선 전류 명령과 실제 흐르는 전류궤환 값을 비교하여 그 편차값을 제공하는 차동증폭기 회로.

제5도는 불필요한 제어봉 낙하방지를 위한 블록도.

제6도는 불필요한 제어봉 낙하방지를 위한 전자회로기판의 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 조절카드 2,11 : 감지부

3 : 기억부 4 : 그룹선택 구동부

5 : 신호처리카드 6 : 긴급경보신호 제공부

7 : 경보카드 8 : 이동권선 조절카드

10,20 : 조절카드 30 : 신호처리카드

31 : 이동감자부

본 발명은 원자력 발전소 제어봉의 제어계통에 관한 것으로, 특히 정지권선 전류공급회로의 단일 구성품의 고장이나 전류 제어관련 전자회로기판의 고장에 의한 불필요한 제어봉의 낙하를 방지하기 위한 장치에 관한 것이다.

원자력 발전소에 있어서, 제어봉의 제어계통은 발전소 기동 및 출력 운전중, 원자로 운전원의 수동제어신호와 원자로 냉각제 평균온드 제어계통의 자동제어 명령에 따라 중성자 흡수체인 제어봉을 삽입 또는 인출하여 원자로의 출력을 제어하는 역할과 원자로 보호계롱의 원자로 정지신호에 따라 모든 제어봉을 원자로 심내에 자유낙하시켜 원자로를 안전하게 정지시키는 역할을 수행한다.

가압경수로(PWR, pressurited water reactor)형 원자력 발전소에서의 제어봉의 제어계통은 전기적 신호에 따라 해당 제어봉의 정지, 이동 및 올림권선에 직류전류를 미리 정해전 순서에 따라 공급하여 이로인해 유기된 자계를 이용하여 기계적 구동장치를 구동시켜 제어봉을 삽입 또는 인출하는 방법을 사용하고 있다. 발전소 출력운전중에는 대부분의 제어봉은 정지 여유도를 확보하기 위해 최대 인출위치에 정지된 상태로 위치되며, 이것은 정지권선에 반감전류 직류 4. 4암페어를 공급하므로써 이루어진다. 즉, 제어봉이 이동하고 있지 않을때에는 정지권선 전류에 의해 관련 제어봉이 정지상태로 있게된다.

위와 같이 제어봉의 제어계통중 정지권선 관련 전류제어계통은 노심 1주기동안 항상 동작중이므로 고장 발생율이 높고, 때때로 고장이 발생하여 원자로의 안전운전 및 발전소 출력운전에 지대한 영향을 미치고 있다.

제1도는 정지권선 전류제어계통을 예시하는 것으로서, 이를 참조하면, 이 정지권선 전류제어계통중 단일 구성품이라 일컬어지는 권선보호용 휴즈, 전류 차단시 전류궤환을 방지하는 차단 다이오우드, 전류감지용 저항등이 불시에 용단 또는 고장이 발생하거나, 전류제어관련 전자회로기판의 내부구성품 불량, 접촉불량 등의 전자회로기판의 불시고장이 발생하면, 정지권선에 흐르고 있던 전류가 차단되어 관련제어봉 1개 또는 제어봉 4개로 구성된 한 그룹이 자유낙하하여 원자로 노심내에 완전삽입되게 된다.

원자력 발전소 정상 출력운전중 제어봉 1개 이상이 낙하하게 되면, 노심내의 출력분포가 변하게 되고, 제어봉이 낙하된 부분의 출력손실을 보상하기 위해 노심내의 다른지역의 원자로 출력이 상승하게 되어 출력 상승부분의 핵연료 손상을 가져올 수 있다.

따라서, 이와 같은 비정상적인 현상을 방지하기 위해 핵계측 계통은 원자로 출력을 항상 감시하여 원자로 출력이 일정시간동안 정해진 출력이상 감소하게 되면, 원자로 보호계통에 원자로 정지신호를 제공하여 나머지 제어봉을 모두 자유낙하시켜 원자로를 안전하게 정지시킨다. 한편, 원자로가 정지되면 발전기는 더 이상 전력을 생산할 수 없게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 원자력 발전소 정상 출력운전중 불필요한 제어봉 낙하가 발생하게 되면, 원자로 안전에 지대한 영향을 줄뿐만 아니라 전력생산도 중단되어 커다란 경제적 손실을 가져오게 되므로 불필요한 제어봉 낙하를 방지하는 기술 및 장치가 절대적으로 요구되는 것이다.

따라서, 기존 제어봉 제어계통의 전력함에는 위와 같은 불필요한 제어봉의 낙하를 방지하고 제어봉 구동권선을 보호하기 위해 고장감지 전자회로를 채용하고, 긴급경보를 마련하여 고장이 감지되면 정지권선 및 이동권선에 반감전류를 공급하고 올림권선에는 전류차단명령을 보내 제어봉의 이동을 금지시키고, 경보창에 제어봉 제어계통 긴급경보신호를 내보내게 된다.

이러한 긴급경보를 발생시키는 고장을 유형별로 살펴보면, 전류제어실패, 상 제어실패, 논리오차 발생, 그룹선택 실패, 제어카드 1개 이상 인출등으로 나타낼 수 있다. 전류제어실패는 제어봉 이동명령이 있을때 첫째, 제어봉 권선에 공급하는 최대전류 명령값이 불필요하게 오랫동안 지속되면 제어봉 구동권선 보호를 위해 긴급경보를 발생시키고, 둘째, 전류명령값과 전류궤한값의 차이인 전류편차 값이 양 또는 음의 최대값으로 정해진 시간이상 지속될 때 제어봉 구동권선 보호를 위해 긴급경보를 발생시킨다.

제2도는 전류제어실패를 감지하는 고장감자회로이며, 트랜지스터(1과 2)는 각각 최대전류 명령값 감지시와 전류편차 감지기이다. 트랜지스터의 에미터는 직류8.2블트에 연결되어 있어 트랜지스터의 베이스 전위가 직류8.8볼트 이상 되지 않으면 도통되지 않는다. 각각의 트랜지스터의 입력부인 베이스에 연결된 저항 1과 2, 캐패시터 1과 2는 저항-캐패시터를 이용한 시간지연회로로써 각각의 캐패시터에 충전되는 전압이 직류 8.8볼트가 되기까지는 트랜지스터 1 또는 2가 도통되면, 트랜지스터 2는 약 240밀리초가 소요된다. 트랜지스터 1 또는 2가 도통되면, 트랜지스터 3이 도통되어 경보 전자기판에 긴급경보신호를 제공하게 된다. 즉, 최대 전류 명령 값이 1.6초 이상 지속되거나 전류편차가 최대값으로 240밀리초 이상 지속되면, 전류 제어가 불가능하므로 긴급경보를 발생시키게 된다. 한편, 이와 같은 시간지연은 계통운전 특성상 꼭 필요하다. 예를들면, 제어봉을 정지위치에서 한 스텝 인출하게되면 순간적으로 전류명령값이 최대값인 8암페어가 되고, 이 최대전류명령값은 최소한 0.5초 이상 지속되어야 제어봉이 인출 가능하며, 전류 편차값은 순간적으로 약 200밀리초 동안 최대값을 갖게 된다. 만약, 고장감지회로에 이와 같은 시간지연을 두지 않으면 제어봉은 항상 긴급경보가 발생하여 이동 불가능하게 된다.

상 제어실패는 제어봉 구동권선에 공급되는 직류전류의 맥동율을 감시하여 직류전류의 맥동율이 규정치 이상이면, 권선 보호를 위해 긴급 경보를 발생시킨다. 상 제어실괘를 발생시킬 수 있는 원인으로는 3상 교류전력중 1이상이 휴즈의 용단등으로 상실될 경우, 교류의 전류를 위해 마련된 제어 정류기의 고장 또는 실리콘 제어정류기의 점화신호 상실등이 있으며, 이 고장감지기는 단지 권선보호를 위해 마련되었으며, 실세로 3상 교류전력중 1상이 상실되더라도 제어봉이 낙하하지 않는다.

논리오차 발생은, 정지권선 전류명령값과 이동권선 전류명령값이 동시에 상실될 경우 긴급경보를 발생시켜 불필요한 제어봉 낙하를 방지한다. 3개의 정지권선 전류명령값중 1개 이상이 영전압이 되고, 동시에 이동권선 전류명령값도 영전압이라면 제어봉을 정지시킬 수 있는 전류가 모두 없는 것이 되므로 제어봉이 낙하하게 된다. 따라서, 이와 같은 현상이 감지되면 긴급경보를 발생시켜 정지권선과 이동권선에 반감전류명령을 보내어제어봉이 낙하하지 않도록 한다. 이러한 고장의 원인으로는 대개 논리함의 전류명령에 문제가 있는 경우이다.

그룹선택실패는 선택되지 않은 이동권선 또는 올림권선에 전류가 공급될 경우 제어봉의 이동이 불가능하게 되므로 긴급경보를 발생시킨다.

제3도는 제어봉의 이동이 그룹구분에 대해 나타나 있는데, 정지권선의 경우에는 각 그룹별로 전류제어 전자회로기판과 실리콘 제어 정류 소자가 마련되어 있는 반면, 이동권선과 올림권선온 한조의 전류제어 전자회로기판과 실리콘 제어 정류소자가 마련되어 있고, 여기에서 정류된 직류전류를 그룹선택신호에 따라 새그룹중 한 그룹에만 공급하도록 설계되어 있다. 만일 첫 번째 그룹의 제어봉 4개를 삽입 또는 인출한다면 논리함으로부터의 전류명령을 정지권선 첫 번째 전류제어 전자회로기판, 이동권선 전류제어 전자회로기판 및 올림권선 전자회로기판에 공급되어 각각의 해당실리콘 제어 정류소자에 의해 교류전류가 직류로 변환되어 해당권선에 공급되게 된다.

이때, 이동권선과 올림권선 전류 공급 경로에는 그룹선택 소자가 마련되어 있어 첫 번째 그룹에만 전류가 공급된다.

그러나, 그룹선택 관련 계전기, 전자회로기판 또는 그룹선택 소자의 고장에 의해 이동권선 전류 또는 올림권선 전류가 선택되지 않는 다른 그룹에 공급된다면 원하는 제어봉의 이동을 할 수 없으므로, 이를 감지하여 긴급경보를 발생시킨다. 1개의 전력함에는 전류제어 전자회로기판, 고장감지 전자회로기판, 경보 전자회로기판 등 20장의 전자회로기판이 설치되어 있고, 이중 1개 이상의 전자회로기판이 인출되면 원하는 제어봉의 이동을 할 수 없으므로 긴급경보를 발생시킨다.

이상에서와 같이 기존 전력함에는 불필요한 제어봉 낙하 방자와 제어봉 구동권선의 보호를 위해 긴급경보가 마련되어 있으나, 그 고장감지 기능을 살펴본 바와 같이 권선보호 측면으로는 기능을 수행하지만 정지권선전류공급회로의 단일 구성품 고장이나, 전류제어 전자회로기판 고장으로 정지권선 전류가 불시에 차단되면 불필요하게 제어봉이 낙하된다.

제4도는 정지권선 전류명령과 실제 흐르는 전류 궤환값을 비교하여 그 편차값을 제공하는 차동증폭기 회로이다. 이 회로에서 다이오우드 1,2,3,4는 최대값 선택 다이오우드로써, 한 그룹내의 제어봉 4개중 가장 많은 전류가 흐르는 권선의 전류 궤환값을 선택하여 명령값과 비교하는데, 이렇게 하는 이유는 가장 많은 전류가 흐르는 권선을 전류 궤환값으로 하여야 권선에 흐르는 전류를 기준치 이내로 유지할 수 있기 때문이다. 즉 권선을 보호하기 위한 것이다. 만일, 가장적은 전류값을 궤환값으로 이용한다고 하면, 이 값을 기준으로 하기 때문에 같은 그룹내의 다른 제어봉의 정지권선에 더 많은 전류가 공급되어 정지권선이 소손되거나 권선보호용 휴즈가 용단될 수 있다. 그러나 이러한 설계개념은 불필요한 제어봉 낙하방지 측면에서 본다면 절대적인 단점이 되는데, 그것은 같은 그룹내의 4개의 제어봉중 1개 이상 3개 이하의 정지권선 전류가 단일 구성품의 불시 고장에 의해 차단되어 관련 제어봉이 낙하하더라도 긴급경보가 발생하지 않는다는 것이다.

만일, 4개의 제어봉 정지권선 전류중 1개가 차단다이오드 고장에 의해 차단되면, 전류궤환선호는 가장 큰 값을 선택하기 때문에 나머지 3개의 제어봉 전류신호증 가장 큰 것을 선택하여 전류제어신호로 사용한다.

즉, 전류제어 회로적으로는 아무런 이상이 발생하지 않기 때문에 긴급경보는 발생하지 않고 관련된 제어봉 1개는 자유낙하하여 중성자속 고감소율 신호를 발생시켜 원자로는 불시정지 되게 된다.

마찬가지로 3개의 정지권선 전류가 차단되더라도 나머지 한개의 전류궤환 신호에 의해 전류제어는 아무 이상이 없이 제어되므로 긴급경보는 발생하지 않게 되는 것이다.

전류제어관련 전자회로기판은 조절, 상 제어, 점화회로기판으로 구성되는데, 이러한 전자회로기판의 내부구성품 고장, 소자불량등으로 그 기능이 상실되면 실리콘 제어정류소자로의 점화 신호가 상실되어 그룹전체의 제어봉에 전류가 차단된다.

이러한 경우 전류명령값과 궤환값의 차이가 커지게 되어 최대 전류편차 신호에 의해 긴급경보는 발생하지만 제2도에서 본 바와 같이 240밀리초 후에 발생하므로 관련제어봉 4개는 12스텝 이상 낙하하여 마찬가지로 중성자속 고가모율 원자로 보호신호에 의해 원자로는 불시정지 하게 된다.

제어관련 전자회로기판의 고장의 경우 선택된 그룹이외의 정지권선 고장의 경우에는 긴급경보가 발생하더라도 이동권선의 반감전류가 고장이 발생한 그룹에는 공급되지 않고 선택된 그룹에만 공급되어 불필요한 제어봉 낙하를 전혀 방지하지 못한다.

만일 그룹선택은 첫번째 그룹으로 되어 있고, 두번쩨 그룹의 정지권선전류가 전자회로기판 고장에 의해 차단되었다면, 긴급경보가 240밀리초 후에 두번째 그룹 정지권선전류편차 신호에 의해 발생되고, 따라서 이동권선에 반감전류가 공급될 것이다.

그러나 그룹선택이 첫번째 그룹으로 되어 있기 때문에 반감전류는 첫번째 이동권선에 공급되어 실제로 고장이 발생한 두번째 그룹의 이동권선에는 아무런 영향을 미치지 못하므로 두번째 그룹의 제어봉은 모두 자유낙하 하게 되어 원자로는 불시정지하게 된다.

한편, 이와 같은 불필요한 제어봉 낙하위험은 긴급경보가 발생되어 고장이 발생한 그룹의 이동권선이 여자되어 있더라도 존재하게 된다.

즉, 이동권선에 의해 고장이 발생한 제어봉 그룹을 정지시키고 있을때 그룹선택 스위치를 조작하게 되면 이동권선의 그룹선택이 변환되어 다른 그룹에 전류가 분배되어 결국 고장발생한 그룹의 제어봉은 낙하하게 된다.

따라서, 불필요한 제어봉의 낙하를 방지하기 위한 새로운 기술 및 장치가 절대적으로 필요하다.

기준의 고장강지 기능은 제어봉 구동권선의 보호 역할은 만족할만하게 수행하고 있으므로, 여기에 지금까지 서술한 단점을 완벽하게 보완하는 고장감지 기능을 추가하여 불필요한 제어봉의 낙하를 방지하여야 한다.

본 발명은 상기의 사정을 고려하여 연구된 것으로 그 목적은 원자력 발전소 제어봉의 제어계통에서 정지권선 전류공급회로의 단일 구성품 고장이나, 전류제어 전자회로기판의 고장등으로 정지권선전류가 불시에 차단되면 불필요하게 제어봉이 낙하되는 것을 방지할 수 있는 제어봉 낙하 방지장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제어봉낙하 방지장치는 원자력 발전소의 불필요한 제어봉낙하 방지장치에 있어서, 각각의 정지권선 조절카드와 연결되어 있고, 정지권선전류를 기준전류와 비교 감시하여 전류차단 감시신호를 제공하는 감지부와; 신호치리카드와 연결되어 있고, 상기 신호처리카드에서 제공하는 제어봉 이동중 신호를 감시하는 이동감지부와; 상기 감지부 및 이동 감지부에 연결되고, 제어봉 인출 또는 삽입에 의한 전류차단 감지신호이면 감지신호를 차단하고, 이외의 상황시에는 전류차단 감지신호를 이용하여 해당 그룹선택 및 긴급경보를 발생하는 기억부와; 신호처리카드와 연결되어 있고, 상기 기억부로부터 받은 그룹선택신호 발생에 의해 해당그룹을 선택하는 그룹선택구동부와; 경보카드 및 이동권선 조절카드에 연결되어 있으며, 상기 기억부에서 받은 긴급 경보선호를 상기 경보카드에 제공하는 긴급경보신호 제공부로 구성되는 것을 특징으로 하는 불필요한 제어봉낙하 방지장치.

이하 본 발명에 대한 제어봉낙하 방지장치의 1실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제5도를 참조하면, 본 발명의 불필요한 제어봉낙하 방지장치의 개략적인 계통도를 예시하고 있으며, 그 구성을 살펴보면, 제1감자부(2)는 정지권선 A 조절카드(l) 및 기억부(3)에 연결되어 있고, 상기 정지권선 A 조절카드(1)의 정지권선전류를 기준전류와 비교감시하여 전류차단 감지신호를 제공한다.

제2 및 제3감지부(11,2l)는 각기 정지권선 B 및 C 조절카드(10,20)에 연결되어 있는 동시에, 상기 기억부(3)에도 각기 연결되어 있으며, 상기 정지권선 B 및 C 조절카드(l0,20)에서 감시되는 각각의 정지권선전류를 기준전류와 비교감시하여 전류차단 감지신호를 기억부(3)에 제공한다.

이동 감지부(31)는 신호처리카드(30) 및 상기 기억부(3)에 연결되어 있고, 상기 신호처리카드(30)의 제어봉 이동중 신호를 감시하고, 고장검출된 제어봉을 표시하고, 그 신호를 상기 기억부(3)에 제공한다.

상기 기억부(3)는 상기 각각의 감지부(2.11.21.31)와, 그룹선택구동부(4) 및 긴급경보신호 제공부(6)에 연결 되었으며, 상기 각각의 감지부(2,11.21.31)에서 받은 신호가 제어봉 인출 또는 삽입에 의한 전류차단 감지신호이면 감지신호를 차단하고, 이외의 상황시 전류차단 감지신호를 이용하여 해당그룹의 선택 그동부(4) 및 긴급경보신호 제공부(6)에 각기 명령신호를 제공한다.

그룹선택구동부(4)는 상기 기억부(3)와 신호처리카드(5)에 연결되어 있고, 상기 기억부(3)에서 받은 그룹선택신호를 신호처리카드(5)에 제공한다.

상기 그룹선택구동부(4)에서 그룹선택신호를 받은 상기 신호처리카드(5)는 선택된 이동권선 또는 올림권선에 전류를 공급한다.

긴급경보 신호제공부(6)는 상기 기억부(3)와, 경보카드(7) 및 이동권선 조절카드(8)에 연결되어 있으며, 상기 기억부(3)에서 받은 긴급경보신호를 경보카드(7)에 제공하는 동시에 이동권선 조절카드(8)에도 신호를 제공하므로서 이동권선에 반감전류를 공급하고 올림권선에는 전류차단 명령을 보내 제어봉의 이동을 금지시킨다.

상기와 같이 각 전력함별로 정지권선 전류감지기를 별도로 설치하여, 정지권선 전류가 비정상적으로 차단되면 이를 감시하여 긴급경보 신호를 제공하고 고장이 발생한 그룹으로 그룹선택을 하여 긴급경보에 의한 이동권선 반감전류가 고장이 발생한 그룹의 이동권선에 공급되어 여자되므로써 불필요한 제어봉 낙하를 방지하는 것이다. 이 새로운 고장감지 전자회로기판은 기존의 전자회로기판에 병렬로 실치되어 기존의 단점을 모두 보완하여 불필요한 제어봉 낙하를 방지할 수 있다.

제6도는 새로운 고장감지기판과 기존신호와의 상호 연결도이다.

기존의 전류궤환신호를 입력으로 하여 전력함당 최대 12개의 제어봉을 기준치와 비교하여 정지권선전류의 이상 발생 유무를 감지하는 것이다. 정지권선전류가 4.4암페어보다 적게되면 해당 비교기의 출력은 논리 '0'이 되어 해당 그룹 감지기 논리 낸드게이트에 입력되면, 논리 낸드게이트의 출력은 제어봉 이동중 감지기인 논리앤드 게이트의 한 입력이 된다. 이것은, 제어봉 이동중에 발생하는 정지권선 전류차단일 경우에는 불필요한 긴급경보를 발생시키지 않도록 하는 것이다.

이 제어봉 이동중 신호는 논리함으로부터 제공되어지며 본래에는 전력함의 제어봉 이동중 지시램프를 구동하는 기능을 가지고 있다.

이 제어봉 이동중 신호는 제어봉인 인출 또는 삽입되는 동안 약 780밀리초 동안 발생된다.

하지만 제어봉 이동중이 아닌 경우에 정지권선 전류가 차단된다는 것은 정지권선 전류가 고장등에 의해 상실되어 불필요한 제어봉 낙하가 발생한다는 것을 의미한다.

즉, 제어봉 이동중 감지기인 논리 앤드게이트의 출력은 해당그룹 계전기를 동작시키고, 이 계전기의 관련 접점은 해당기억소자인 알-에스 래치를 동작시킨다.

각 계전기의 또 하나의 출력은 일정한 시간지연을 거친 후에 약 15밀리초 후에 경보 전자회로기판에 긴급정보를 제공한다.

이와 같은 작용을 제6도를 참조해 예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다. 조절카드로부터 4개의 제어 정지권선 전류신호가 4개의 비교기(LN339)의 반전 입력단자(-)에 각각 입력되고, 그 비교기(LN339)의 비반전입력단자(+)에는 저향(33K와 1K, 250)에 의해 설정된 기준값(TP)이 입력된다.

만약, 정지권선전류가 차단되거나 고장이 발생하여 기준전류 4. 4암페어보다 적게되민 비교기(LN339)는 비반전입력이 반전입력보다 높게되어 논리 하이 "1"신호가 출력되고, 이는 스위치를 온시켜 낫게이트(인버터 게이트)(203)의 출력이 논리 '0'이 되고, 이에 따라 발광다이오드가 구동되고, 낸드게이트(MC14012)의 한 입력이 로우 "0"이 된다. 하나의 입력이 로우가 되면 낸드게이트(CM14012)는 다른 입력 즉, 다른 정지권선의 전류상태와 관계없이 하이 "1"신호가 제어봉 이동중 감지기인 논리 앤드게이트(MC14081)의 한 입력이 된다. 그 앤드게이트(MC14081)는 한 그룹의 정지권선 감지기인 낸드게이트(MC14012)의 출력이 하이 이므로 제어봉 이동감지신호(제6도의 21신호)가 이동중이 아닌 정지를 나타내는 하이신호이면, 다이오드(IN4148)가 오프상태로서 그 앤드게이트(MC14081)에 하이신호가 입력된다. 따라서, 그 앤드게이트(MC14081) 하이신호가 출력되고, 그 하이신호에 의해 릴레이(Relay)의 권선이 여자되어 릴레이 스위치가 전원(Vcc)단자에 연결되어 하이신호가 출력되고, 그 하이신호에 의해 R-S플립플롭(MC14043)에 A 그룹의 정지권선 전류 에러에 대한 데이터가 저장되어 출력(Q)이 하이 신호가 되고, 이에 따라 인버터 게이트(2023)의 출력이 로우가 되어 발광다이오드가 동작되면서 정지권선 에러를 표시한다.

여기서, 상기 감지된 고장신호는 각 그룹별로 R-S플립플롭인 메모리에 저장되는데, 그 R-S플립플롭은 세트(S)신호 우선을 채용하여 고장신호가 존재하고 있는 동안에는 리세트신호가 입력된다 하더라도 고장신호가 유지되어 출력되게 하였다. 리세트신호는 카드에 장착된 리셋스위치 및 배전반 마스터 리셋스위치에 의해 제어되고, 적절한 정비가 완료되어 고장신호가 소멸되었을 때만 리셋 되도록 되어 있다.

상기 메모리인 플립플롭(MC14043)의 출력은 2개의 인버터를 통하여 그룹선택 구동부(4)의 N형 트랜지스터에 입력됨과 아울러 1개의 인버터를 통해서는 전원전압을 풀업 받아 다른 그룹의 제어를 받는 축의 P형 트랜지스터에 입력된다. 즉, 선택구동부(4)는 A그룹의 메모리신호에 의해 제어되는 N형 트랜지스터(2N1711)의 콜렉터와 B, C 그룹의 메모리신호에 의해 제어되는 2개의 P형 트랜지스터(2N3134)의 쿨렉터를 연결하고. 그 콜렉터 접속점신호를 제1그룹선택신호(23)로 신호처리카드(5)에 출력한다. 아울러 B그룹의 메모리신호에 의해 제어되는 N형 트랜지스터(2N4911)의 콜렉터와 A, C그룹의 메모리신호에 의해 제어되는 2개의 P형 트랜지스터(2N3134)의 콜렉터를 연결하고, 그 콜렉터 접속점신호를 제2그룹선택신호(24)로 신호처리카드(5)에 출력한다.

따라서, A그룹이 정지권선 에러시 메모리의 출력이 '하이'가 되어 N형 트랜지스터(2N1711)가 턴온되면, B. C그룹의 상태에 관계없이 제1그룹선택 신호(23)는 로우신호로 출력된다. 이때, A그룹 메모리의 출력 '하이'가 1개의 인버터를 통해 '로우' 신호로서 B그룹의 제어를 받는 N형 트랜지스터(2N4911)와 접속된 P형 트랜지스터(2N3134)에드 입력되어 그 P형 트랜지스터(2N3134)를 턴온시키므로, 만약 B그룹이 정상상태로서 N형트랜지스터(2N4911)가 턴오프 상태라면 제2그룹 선택신호(24)는 '하이'신호가 출력된다. 즉, A그룹이 에러이고, B. C그룹이 정상이면 제1. 제2그룹 선택신호(23,24)는 '0.1'가 되고, A. C그룹이 정상이고 B그룹이 에러이면, '1.0'가 되며, A,B그룹이 정상이고 C그룹이 에러이면, '1.1'이 된다.

이와 같이 제1, 제2선택신호(23.24)가A,B,C그룹중 어느 그룹에 에러가 발생했는지를 알릴 수 있게 되므로, 신호처리 카드(5)에서는 현재선택중인 그룹 이외에 에러가 발생된 그룹을 선택함 후 에러가 발생된 그룹의 이동권선에 전류를 공급하여 불필요한 제어봉 낙하를 방지하게 된다. 이때 제어봉 이동을 이동권선과 올림권선에 순차척인 전류 공급을 해야만 제어봉이 이동되므로 정지권선 고장으로 인해 이동권선에 전류를 공급한다고 하여 제어봉이 이동되지는 않는다.

한편, 상기 R-S플립플롭의 입력신호 즉, 각 그룹별 고장감지신호는 긴급경보 신호 제공부(6)에드 공급되어 오아게이트(MC14072)에 입력되고, 어느 하나라도 고장이 검출되면, 그 오아게이트의 출력신호가 '1'신호가 되어 메모리 즉, R-S플립플롭의 세트신호로 입력되며, 그 메모리의 출력이 '1'이 되고, 이에 따라 발광다이오드에 의해 이를 표시함과 아울러 긴급 경보 카드(7)에 경보제어신호 제어신호(27)를 출력함과 아울러 이동권선조절카드(8)에 이동권선 전류제어신호(20)를 출력하게 된다.

이에 따라 긴급경보신호 제공부(6)에서 긴급 경보신호가 발생되면, 종래와 마찬가지로 경보카드(7) 및 이동권선 조절카드(8)에서 고장에 따른 경보제어를 함과 아울러 정지권선 및 이동권선에 반감전류를 공급하고 올림권선에는 전류차단 명령을 보내 제어봉의 이동을 금지시키는 작용을 하게 된다. 즉, 이동권선에 전류를 공급하는 방법은 별도의 회로를 채용하지 않고 종래의 긴급경보 카드 및 이동권선 조절칼드를 그대로 이용하여 고장발생시 이동권선 전류제어 SCR을 구동시키면, 고장이 발생된 그룹을 그룹선택 구동부[4)에서 해당 그룹을 선택하여 해당되는 그룹의 SCR을 구동시키게 되므로, 고장이 발생된 그룹의 이동권선에 전류가 공급되어 제어봉 낙하를 방지한다.

상기에서 명백한 바와 같이, 본 발명의 불필요한 제어봉 낙하 방지장치의 장점은; 첫째, 제어봉 정지권선이 1개 이상의 기준전류이하로 감소하거나 전류공급계통의 부품고장으로 전류가 불시에 차단되더라도 기존의 방법처럼 관련 제어봉이 노내로 자유낙하 하는 것이 아니라 긴급경보 신호를 제공하여 해당 이동권선을 여자시켜 불필요한 제어봉 낙하를 방지하며, 둘째, 선택된 그룹이외의 정지권선 전류가 차단되더라도 고장이 발생한 그룹으로 그룹선택을 인위적으로 제어하여 고장이 발생한 이동권선에 제어봉 낙하 방지전류가 공급되도록 하여 불필요한 제어봉 낙하를 방지하면, 셋째, 정지권선 전류제어 관련 전자회로기판의 고장이 발생하여 정지권선전류가 차단되더라도 그룹선택에 상관없이 고장발생관련 이동권선에 전류를 공급하여 불필요한 제어봉 낙하를 방지하며, 넷째, 고장발생시 고장발생 발광 지시기에 의해 고장원인을 손쉽게 파악하여 조치할 수 있도록 하는 것과 고장조치가 완벽하지 않아 정지권선전류가 기준치 이하일 경우에는 리셋이 않되므로 부실한 정비에 의한 제어봉 낙하를 방지하는 것이다.

따라서, 본 발명의 불필요한 제어봉 낙하 방지장치는 원자력 발전소에 있어서, 긴급경보설비개선시 전제조건을 충분히 갖춘 것으로서 원자력발전소의 제어봉 제어계통 고장으로 인한 발전불시정자 횟수도 현저히 낮아질 수 있을 것이다.

Claims (2)

1. 원자력 발전소의 불필요한 제어봉 낙하 방지장치에 있어서, 각각의 정지권선 조절카드와 연결되어 있고, 정지권선전류를 기준전류와 비교감시하여 전류차단 감지신호를 제공하는 감지부(2,11)와; 신호처리카드(30)와 연결되어 있고, 상기 신호처리카드(30)에서 제공하는 제어봉 이동중 신호를 감시하는 이동 감지부(31)와; 상기 감시부(2,11) 및 이동 감지부(31)에 연결되고, 제어봉 인출 또는 삽입에 의한 전류차단 감지신호이면 감지신호를 차단하고, 이외의 상황시에는 전류차단 감지신호를 이용하여 해당그룹선택 및 긴급경보를 발생하는 기억부(3)와; 신호처리카드(5)와 연결되어 있고, 상기 기억부(3)로부터 받은 그룹 고장신호에 의해 해당 그룹을 선택하는 그룹선택구동부(4)와; 상기 기억부(3)에서 받은 긴급경보신호를 긴급경보를 발생함과 아울러 이동권선 전류 제어를 하는 경보카드(7) 및 이동권선 조절카드(8)에 제공하는 긴급경보 신호 제어부(6)로 구성되는 것을 특징으로 하는 불필요한 제어봉 낙하 방지장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 기억부(3)는 보내어진 신호에 의해 래치되는 그룹선택용 R-S래치회로와 약 5밀리초의 시간지연을 갖는 긴급경보신호제공용 R-S래치회로를 포함하는 감지신호 기억부와, 외부신호에 의해 정상상태시에만 리셋되는 기능을 가지는 기억소거회로를 포함하는 것을 륵징으로 하는 불필요한 제어봉 낙하 방지장치.