KR101376915B1 - 발전용 원자로의 제어봉 제어 장치 및 방법 - Google Patents

발전용 원자로의 제어봉 제어 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101376915B1
KR101376915B1 KR1020120074862A KR20120074862A KR101376915B1 KR 101376915 B1 KR101376915 B1 KR 101376915B1 KR 1020120074862 A KR1020120074862 A KR 1020120074862A KR 20120074862 A KR20120074862 A KR 20120074862A KR 101376915 B1 KR101376915 B1 KR 101376915B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
control rod
control
groove
stopper
rod
Prior art date
Application number
KR1020120074862A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140008006A (ko
Inventor
방대인
박재윤
김영기
이종복
Original Assignee
한국원자력연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국원자력연구원 filed Critical 한국원자력연구원
Priority to KR1020120074862A priority Critical patent/KR101376915B1/ko
Priority to US13/786,281 priority patent/US9589682B2/en
Publication of KR20140008006A publication Critical patent/KR20140008006A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101376915B1 publication Critical patent/KR101376915B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C7/00—Control of nuclear reaction
    • G21C7/06—Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section
    • G21C7/08—Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section by displacement of solid control elements, e.g. control rods
    • G21C7/12—Means for moving control elements to desired position
    • G21C7/14—Mechanical drive arrangements
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C7/00—Control of nuclear reaction
    • G21C7/06—Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section
    • G21C7/08—Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section by displacement of solid control elements, e.g. control rods
    • G21C7/10—Construction of control elements
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C7/00—Control of nuclear reaction
    • G21C7/06—Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section
    • G21C7/08—Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section by displacement of solid control elements, e.g. control rods
    • G21C7/18—Means for obtaining differential movement of control elements
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C7/00—Control of nuclear reaction
    • G21C7/36—Control circuits
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

본 발명은 발전용 원자로의 제어봉 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 발전용 원자로의 제어봉을 안전하게 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 발전용 원자로 제어봉 제어 장치는 상기 제어봉의 삽입 또는 인출 신호를 출력하는 제1제어부, 상기 제어봉 상단에 이동작용부가 구비되며, 상기 이동작용부와 전자기적인 상호작용에 의하여 상기 제어봉을 구속시킬 수 있는 스톱 래치(Stop Latch), 상기 이동작용부와 전자기적으로 상호작용에 의하여 상기 제어봉을 구속하여 상기 제어봉을 이동시킬 수 있는 이동 래치(Moving Latch) 및 상기 이동작용부에 고정된 상기 이동 래치를 승강 또는 하강시켜 상기 제어봉의 삽입 또는 인출시킬 수 있는 리프트 코일(Lift Coil)을 포함하고, 상기 제1제어부의 출력신호에 따라 상기 제어봉의 삽입 또는 인출을 수행하는 기구부, 상기 기구부에 의해 상기 제어봉이 삽입 또는 인출 시 상기 제어봉의 위치 또는 속도를 검출하는 검출부 및 상기 제어봉이 제어의도와 상관없이 상기 제어봉이 인출될 경우 상기 제어봉을 강제로 정지시키는 제동부를 포함한다.

Description

발전용 원자로의 제어봉 제어 장치 및 방법{Apparatus for control rods of nuclear reactors for nuclear power plant and method thereof}
본 발명은 발전용 원자로의 제어봉 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 발전용 원자로의 제어봉을 안전하게 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 원자로 제어봉을 제어하는 제어 장치는 원자로에서 발생하는 중성자 출력 또는 열 출력을 사용자가 원하는 요구 출력(power demand)으로 수렴시키기 위해, 자동 알고리즘을 사용하여 제어봉의 위치, 속도 등을 제어하였다. 상기 원자로의 제어봉을 제어하는 장치는 한국 특허 출원 번호 10-2002-0047040 및 일본 공개 특허 번호 JP 2004150928에 개시된다.
발전용 원자로에서는 원자로 출력제어를 위해 중성자 흡수체로 구성된 제어봉의 속도를 제어함으로써 노(reactor) 내 출력을 제어하게 된다. 하지만 제어 과정에서 소프트웨어 또는 하드웨어적인 고장이 발생하여 제어 장치의 제어가 역순으로 일어나거나, 혹은 제어 장치는 정상이나 노(reactor) 내 유속의 급격한 변화, 원자로의 파손에 의한 기구적인 외력에 의해 제어봉 혹은 제어봉 집합체가 순간 인출되는 경우가 발생할 수 있다. 상기 제어봉 집합체가 제어의도와는 달리 인출되면 제어봉의 중성자 흡수기능이 부분 상실되어 원자로 출력이 상승하고 결국에는 큰 안전문제를 야기할 수 있다. 따라서, 원자력 업계의 안전설계 개념에 입각하여 이러한 사고상황에 대응하기 위해, 상기 사고가 발생하였을 때 이를 감지하고, 더 이상의 사고확산을 막기 위해 기구적으로 제어봉 인출을 방지하는 장치가 필요하다.
본 발명의 실시예들에 따르면 발전용 원자로의 제어봉을 제어하는데 있어서 제어 하고자 하는 의도와 관계없이 제어봉이 인출되면 원자로의 출력 상승을 야기하기 때문에 제어봉의 인출을 기구적으로 정지시킴으로써 원자로를 보다 안전하게 제어하는 발전용 원자로 제어봉 제어 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
상술한 본 발명의 일 실시예들에 따른 제어봉이 노(reactor) 내로 삽입 또는 인출하는 발전용 원자로 제어봉 제어 장치는 상기 제어봉의 삽입 또는 인출 신호를 출력하는 제1제어부, 상기 제어봉 상단에 이동작용부가 구비되며, 상기 이동작용부와 전자기적인 상호작용에 의하여 상기 제어봉을 구속시킬 수 있는 스톱 래치(Stop Latch), 상기 이동작용부와 전자기적으로 상호작용에 의하여 상기 제어봉을 구속하여 상기 제어봉을 이동시킬 수 있는 이동 래치(Moving Latch) 및 상기 이동작용부에 고정된 상기 이동 래치를 승강 또는 하강시켜 상기 제어봉의 삽입 또는 인출시킬 수 있는 리프트 코일(Lift Coil)을 포함하고, 상기 제1제어부의 출력신호에 따라 상기 제어봉의 삽입 또는 인출을 수행하는 기구부, 상기 기구부에 의해 상기 제어봉이 삽입 또는 인출 시 상기 제어봉의 위치 또는 속도를 검출하는 검출부 및 상기 제어봉이 제어의도와 상관없이 상기 제어봉이 인출될 경우 상기 제어봉을 강제로 정지시키는 제동부를 포함한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 발전용 원자로 제어봉 제어 방법은 발전용 원자로의 제어봉 제어 장치의 오작동으로 제어의도와 관계없이 제어봉이 인출되는 단계, 상기 제어봉의 위치 또는 속도의 데이터 값을 검출부에서 검출하는 단계, 상기 검출된 값이 제2제어부로 전송되는 단계, 상기 제2제어부로 전송된 값에 의해 제동부를 작동 명령을 전송하는 단계 및 상기 전송된 명령에 의해 상기 제동부가 상기 제어봉의 이상 인출을 강제적으로 급제동 시키는 단계를 포함한다.
이와 같은 구성 및 방법으로 발전용 원자로의 제어봉을 제어하는데 있어서 제어 하고자 하는 의도와 관계없이 제어봉이 인출되면 원자로의 출력 상승을 야기하기 때문에 제어봉의 인출을 기구적으로 정지시킴으로써 원자로를 보다 안전하게 제어할 수 있다.
이상에서 본 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 발전용 원자로 제어봉 제어 장치 및 방법은 발전용 원자로의 제어봉을 제어하는데 있어서 제어 하고자 하는 의도와 관계없이 제어봉이 인출되면 원자로의 출력 상승을 야기하기 때문에 제어봉의 인출을 기구적으로 정지시킴으로써 원자로를 보다 안전하게 제어할 수 있다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전용 원자로 제어봉 제어 장치를 설명하기 위한 원자로 출력 제어 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도2는 본 발명은 일 실시예에 따른 발전용 원자로 제어봉 제어 장치의 구성을 도시한 구성도이다.
도3은 본 발명은 일 실시예에 따른 발전용 원자로 제어봉 제어 장치 중 제동부를 도시한 구성도이다.
도4는 도3에서 스토퍼에 구비된 롤러를 설명하기 위해 도시한 구성도이다.
도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제동부의 스토퍼를 도시한 구성도이다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 발전용 원자로 출력 제어 시스템에 대해 자세히 설명한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전용 원자로 제어봉 제어 장치를 설명하기 위한 원자로 출력 제어 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도1을 참고하면, 원자력 출력 제어 시스템(100)은 원자로에서 발생하는 열 출력 또는 중성자 출력을 감지하는 감지부(110)와 미리 설정된 요구출력에 대한 상기 감지된 열 출력 또는 중성자 출력의 오차를 산출하고, 상기 오차를 근거로 제어 압력을 산출하는 산출부(120)와 상기 제어 압력을 근거로 상기 제어봉(10)의 위치 제어를 수행하는 출력 제어부(130)를 포함한다.
상기 원자로 출력 제어 시스템(100)은 제어봉(10)의 위치 제어를 이용하여 원자로의 출력 제어를 수행하도록 형성된다. 원자로의 출력은 열 출력 또는 중성자 출력이 될 수 있으며, 이를 이용하는 원자력 발전소는 상기 원자로에서 상기 제어봉(10)이 인출(상승)하게 되면 상기 열 출력 또는 중성자 출력을 증가시키게 된다.
상기 감지부(110)는 상기 원자로에서 발생하는 열 출력 또는 중성자 출력을 감지하고, 상기 감지된 열 출력 또는 중성자 출력을 상기 산출부(120)에 출력한다.
상기 산출부(120)는 상기 설정된 요구출력에 대한 상기 감지된 열 출력 또는 중성자 출력의 오차를 산출하고, 상기 오차를 이용하여 제어 압력을 산출하고, 그 산출된 제어 압력을 상기 출력 제어부(130)에 출력한다. 상기 제어 압력은 상기 제어봉(10)의 이동 속도가 될 수 있다.
상기 출력 제어부(130)는 상기 제어 압력을 근거로 상기 제어봉(10)의 위치 제어를 수행한다.
상기 산출부(120)는 기설정된 출력 제어 알고리즘에 의하여, 상기 제어 압력을 검출하도록 형성될 수 있다. 상기 출력 제어 알고리즘은 제어 출력의 요구치 보다 현재 출력이 낮으면 제어봉(10)을 인출(상승)시켜 출력을 증가시키고, 현재 출력이 높으면 제어봉(10)을 삽입(하강)시켜 출력을 감소시키는 방법을 사용할 수 있다.
이하, 도2 내지 도4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 발전용 원자로 제어봉 제어 장치에 대해 자세히 설명한다.
도2는 본 발명은 일 실시예에 따른 발전용 원자로 제어봉 제어 장치의 구성을 도시한 구성도이다.
도2를 참고하면, 제어봉(10)이 노(reactor) 내로 삽입 또는 인출하는 발전용 원자로 제어봉 제어 장치는 상기 제어봉(10)의 삽입 또는 인출 신호를 출력하는 제1제어부(200), 상기 제어봉(10) 상단에 이동작용부(20)가 구비되며, 상기 이동작용부(20)와 전자기적인 상호작용에 의하여 상기 제어봉(10)을 구속시킬 수 있는 스톱 래치(310)(Stop Latch), 상기 이동작용부(20)와 전자기적으로 상호작용에 의하여 상기 제어봉(10)을 구속하여 상기 제어봉(10)을 이동시킬 수 있는 이동 래치(320)(Moving Latch) 및 상기 이동작용부(20)에 고정된 상기 이동 래치(320)를 승강 또는 하강시켜 상기 제어봉(10)의 삽입 또는 인출시킬 수 있는 리프트 코일(330)(Lift Coil)을 포함하고, 상기 제1제어부(200)의 출력신호에 따라 상기 제어봉(10)의 삽입 또는 인출을 수행하는 기구부(300), 상기 기구부(300)에 의해 상기 제어봉(10)이 삽입 또는 인출 시 상기 제어봉(10)의 위치 또는 속도를 검출하는 검출부 및 상기 제어봉(10)이 제어의도와 상관없이 상기 제어봉(10)이 인출될 경우 상기 제어봉(10)을 강제로 정지시키는 제동부(500)를 포함한다. 여기서, 상기 검출부(400)로부터 제동신호를 전달받아 상기 제동부(500)를 작동시키는 제2제어부(600)를 더 포함한다.
상기 제1제어부(200)는 상기 제어봉(10)의 삽입 또는 인출에 관련된 데이터를 기반으로 상기 제어봉(10)의 위치 또는 속도를 제어하고, 상기 제어봉(10)을 제어함으로써 원자로에서 원하는 출력을 얻을 수 있다.
또한, 상기 제1제어부(200)에서 출력된 제어 값은 상기 기구부(300)로 전달되어 상기 제어 값에 의해 상기 기구부(300)가 작동하게 되며, 상기 기구부(300)에 의해 상기 제어봉(10)이 삽입 또는 인출될 수 있다.
즉, 상기 제1제어부(200)는 데이터 출력 값을 이용하여 상기 발전용 원자로 내에서 상기 제어봉(10)의 삽입 또는 인출을 제어할 수 있다.
상기 기구부(300)는 스톱 래치(310), 이동 래치(320), 리프트 코일(330)로 구성되며, 3쌍 혹은 그 이상의 래치 및 코일들이 순차적인 이동 및 해체에 의해 작동될 수 있다.
상기 스톱 래치(310)는 상기 제어봉(10) 의 상부에 구비된 이동작용부(20) 홈에 삽입되어 상기 제어봉(10)을 정지시킬 수 있다.
예를 들면, 상기 제1제어부(200)의 제어알고리즘 의해 상기 기구부(300)의 스톱 래치(310)는 전자석과 같이 전기적 상호작용에 의해 상기 제어봉(10)의 상부에 구비된 이동작용부(20) 홈에 삽입 또는 인출되며 제어 의도에 따라 상기 제어봉(10)을 정지시킬 수 있다.
상기 이동 래치(320)는 상기 제어봉(10)의 상부에 구비된 이동작용부(20) 홈에 삽입하여 상기 제어봉(10)의 이동을 제어할 수 있다.
예를 들면, 상기 제1제어부(200)의 제어알고리즘 의해 상기 기구부(300)의 이동 래치(320)는 전자석과 같이 전기적 상호작용에 의해 상기 제어봉(10)의 상부에 구비된 이동작용부(20) 홈에 삽입 또는 인출되며 제어 의도에 따라 상기 제어봉(10)을 이동시킬 수 있다.
또한, 상기 리프트 코일(330)와 연계되어 상기 리프트 코일(330)에 의해 상기 이동 래치(320)가 승강 또는 하강할 수 있다.
상기 리프트 코일(330)는 인양코일로써, 상기 이동 래치(320)를 승강 또는 하강시키며, 상기 제어봉(10)을 삽입 또는 인출시키는 주 동력원이다. 또한, 상기 리프트 코일(330)는 상기 제어봉(10)의 삽입 또는 인출의 속도 또는 위치를 제어할 수 있다.
즉, 상기 제 1제어부(200)의 제어신호에 의해 상기 리프트 코일(330)는 상기 제어봉(10)의 삽입 또는 인출의 속도 또는 위치를 제어할 수 있다.
상기 검출부(400)는 선형 엔코더를 사용할 수 있으며, 상기 제어봉(10)의 선형 위치 정보를 검출하고, 상기 검출한 선형 위치를 근거로 상기 제어봉(10)의 속도를 계산하고, 상기 계산한 속도가 설정된 기준 값 이상이면 상기 제1제어부(200) 또는 제2제어부(600)에 출력 신호를 전달할 수 있다.
예를 들면, 상기 선형 엔코더인 상기 검출부(400)는 상기 제어봉(10)의 위치를 인식하여 상기 제어봉(10)의 삽입 또는 인출을 인식하며, 위치 정보를 통해 상기 제어봉(10)의 속도 정보를 추출하여 제어 의도에 따라 상기 제어봉(10)을 제어할 수 있다. 또한, 상기 검출부(400)는 상기 기구부(300)와 연결된 차단부(미도시)에 차단 신호를 인가함으로써 상기 기구부(300)에 인가되는 전원을 차단할 수 있다.
상기 제동부(500)는 상기 발전용 원자로의 전기적 또는 기계적 오작동에 의해 상기 제어봉(10)이 제어의도와 다르게 인출될 경우 기계적으로 상기 제어봉(10)을 정지시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 제동부(500)는 상기 제1제어부(200)의 제어회로의 오류와 같이 제어의도와 상관없이 상기 제어봉(10)이 인출되거나 상기 발전용 원자로 파손, 유속의 변화 등 예기치 못한 상황에 의해 상기 제어봉(10)의 제어 장치의 결속이 무력화되어 상기 제어봉(10)이 인출될 경우 기계적으로 상기 제어봉(10)을 정지시켜 더 이상 상기 제어봉(10)이 인출되는 것을 방지함으로써, 상기 발전용 원자로의 출력이 상승하는 것을 방지할 수 있다.
상기 제2제어부(600)는 상기 검출부(400)에 검출되는 결과값을 바탕으로 상기 제동부(500)에 전기적 신호를 출력하여 상기 제동부(500)를 제어할 수 있다.
즉, 상기 제2제어부(600)는 상기 검출부(400)에서 상기 제어봉(10)의 위치 또는 속도에 대해 검출한 데이터 값과 설정된 제어 값을 비교하여 상이할 경우 사고상황으로 판단하여 상기 제동부(500)에 제동명령을 출력하여 상기 제어봉(10)을 강제적으로 정지시킬 수 있다.
도3은 본 발명은 일 실시예에 따른 발전용 원자로 제어봉 제어 장치 중 제동부를 도시한 구성도이다.
도3을 참고하면, 상기 제동부(500)는 상기 발전용 원자로 제어봉(10) 제어 장치로써, 상기 제어봉(10) 일측에 일정한 간격으로 구비되는 제1홈(510), 상기 제1홈(510)과 대응되는 외벽에 구비되는 제2홈(520) 및 상기 제2홈(520) 내부에 구비되며, 상기 제1홈(510)에 삽입됨으로써 상기 제어봉(10)의 인출을 강제로 정지시키는 스토퍼(530)(Stopper)를 포함하여 구성된다.
상기 제1홈(510)은 제1벽(511), 제2벽(512) 및 제3벽(513)에 의해 형성되며, 상기 제어봉(10) 외면에 일정한 간격으로 복수개가 구비된다.
또한, 상기 제1홈(510)의 모양과 크기는 도3에 의해 고정되는 것이 아니며, 상기 제어봉(10)의 구조에 따라 변경될 수 있다.
상기 제2홈(520)은 제1벽(521), 제2벽(522) 및 제3벽(523)에 의해 형성되며, 상기 제어봉(10)에 대응되는 외벽에 구비되며, 상기 스토퍼(530)가 설치되기 충분한 공간을 형성할 수 있다.
또한, 상기 제2홈(520)의 모양과 크기는 도3에 의해 고정되는 것이 아니며, 상기 제어봉(10)의 구조에 따라 변경될 수 있다.
상기 스토퍼(530)는 일단에 스프링(532) 또는 유압장치(532)가 구비되고, 타단에는 롤러(531)가 구비될 수 있다.
또한, 상기 스토퍼(530)는 상기 제어봉(10)이 정상 작동 할 때 상기 제2홈(520) 내에서 상기 스프링(532) 또는 유압장치(532)가 압축된 상태로 고정되고, 상기 제어봉(10)이 오작동으로 인해 인출될 때에는 상기 스프링(532) 또는 유압장치(532)의 압력이 해체되면서, 상기 스토퍼(530)가 수직으로 회동하여 상기 스토퍼(530)의 일측면이 상기 제2홈(520)의 제1벽(521)에 접하고, 상기 스토퍼(530)의 타측면이 상기 제1홈(510)의 제1벽(511)에 접할 수 있다.
예를 들면, 상기 스토퍼(530)는 상기 제어봉(10)이 정상 운전 시 상기 제2홈(520) 내부에서 상기 스프링(532) 또는 유압장치(532) 같은 기구에 의해 압축된 상태에서 정지되어 있으며, 상기 제어봉(10)이 오작동으로 인출될 시 상기 제2제어부(600)에서 제동 신호를 상기 제동부(500)에 전송하여 상기 스프링(532) 또는 유압장치(532)의 압력이 해체되면서 상기 스토퍼(530)가 수직으로 회동하여 상기 스토퍼(530)의 일측면이 상기 제2홈(520)의 제1벽(521)에 접하고, 상기 스토퍼(530)의 타측면이 상기 제1홈(510)의 제1벽(511)에 접할 수 있다. 따라서, 상기 스토퍼(530)의 일부가 상기 제1홈(510)에 삽입됨으로써 오작동으로 인한 상기 제어봉(10)의 인출되는 것을 방지할 수 있다.
도4는 도3에서 스토퍼에 구비된 롤러를 설명하기 위해 도시한 구성도이다.
도4를 참고하면, 상기 제동부(500)는 상기 제어봉(10) 일측에 일정한 간격으로 구비되는 제1홈(510), 상기 제1홈(510)과 대응되는 외벽에 구비되는 제2홈(520) 및 상기 제2홈(520) 내부에 구비되며, 상기 제1홈(510)에 삽입됨으로써 상기 제어봉(10)의 인출을 강제로 정지시키는 스토퍼(530)(Stopper)를 포함한다.
여기서, 상기 제1홈(510)은 제1벽(511), 제2벽(512) 및 제3벽(513)에 의해 형성되고, 상기 제2홈(520)은 제1벽(521), 제2벽(522) 및 제3벽(523)에 의해 형성된다.
상기 스토퍼(530)의 롤러(531)는 상기 제어봉(10)의 오작동으로 인해 상기 스토퍼(530)가 회동할 때 상기 제어봉(10)의 제1홈(510)이 아닌 돌출부(미도시)에 걸리는 경우 상기 돌출부(미도시)를 슬라이딩하여 마찰 또는 외력에 의해 상기 스토퍼(530)의 파손을 방지할 수 있다. 또한, 상기 롤러(531)가 상기 돌출부(미도시)를 슬라이딩하면서 상기 롤러(531)가 상기 제1홈(510)의 제1벽(511)에 접합되므로 상기 제어봉(10)을 강제적으로 정지시킬 수 있다.
또한, 상기 제어봉(10)이 삽입(하강)될 때 상기 스토퍼(530)는 상기 제어봉(10)에 의해 상기 스토퍼(530)의 롤러(531)가 상기 제어봉(10)의 삽입 방향으로 밀려 내려오며, 전자기적인 상호작용에 의해 상기 제2홈(520) 내에 고정될 수 있다.
예를 들면, 상기 제어봉(10)이 삽입될 때, 상기 스토퍼(530)는 상기 스토퍼(530)의 롤러(531)가 상기 제어봉(10)의 돌출부(미도시)에 의해 아래 방향으로 밀리면서 제2홈(520) 내로 밀려 들어가 전자기적인 상호작용에 의해 제2홈(520) 내에 고정된다. 따라서, 상기 스토퍼(530)는 상기 제어봉(10)이 삽입될 때 상기 제어봉(10)의 돌출부(미도시)에 밀려 상기 제2홈(520)에 고정되기 때문에 상기 스토퍼(530)는 제동 역할을 하지 않으므로 원자로의 안전성에는 저해하지 않는다.
여기서, 상기 스토퍼(530)의 롤러(531)는 압축식 롤러가 사용될 수 있다.
이하, 도 5을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 발전용 원자로 제어봉제어 장치에 대해 자세히 설명한다.
도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제동부의 스토퍼를 도시한 구성도이다.
도5를 참고하면, 상기 제동부(500)는 상기 제어봉(10) 일측에 일정한 간격으로 구비되는 제1홈(510), 상기 제1홈(510)과 대응되는 외벽에 구비되는 제2홈(520) 및 상기 제2홈(520) 내부에 구비되며, 상기 제1홈(510)에 삽입됨으로써 상기 제어봉(10)의 인출을 강제로 정지시키는 스토퍼(530)(Stopper)를 포함한다.
여기서, 상기 제1홈(510)은 제1벽(511), 제2벽(512) 및 제3벽(513)에 의해 형성되고, 상기 제2홈(520)은 제1벽(521), 제2벽(522) 및 제3벽(523)에 의해 형성된다.
도5 (a)는 상기 제어봉(10)이 정상 운전할 경우, 상기 제동부(500)의 스토퍼(530)가 제2홈(520) 내부에 고정되어 있는 상태를 도시한 것이고, 도5(b)는 상기 제어봉(10)이 오작동하여 상기 제어봉(10)이 인출될 경우, 상기 제동부(500)의 스토퍼(530)가 제1홈(510) 내부로 삽입되는 것을 도시한 것이다.
상기 스토퍼(530)는 상기 제1홈(510)에 대응하는 위치에 경사면이 구비되며, 일면이 스프링(532) 또는 유압장치(532)에 의해 상기 제2홈(520)에 고정되고, 하면은 롤러(531)가 구비될 수 있다.
또한, 상기 스토퍼(530)는 상기 제어봉(10)이 정상 작동 할 때 상기 제2홈(520) 내에서 상기 스프링(532) 또는 유압장치(532)가 압축된 상태로 고정되고, 상기 제어봉(10)이 오작동으로 인해 인출될 때에는 상기 스프링(532) 또는 유압장치(532)의 압력이 해체되면서, 상기 스토퍼(530)가 상기 제어봉(10) 방향으로 돌출하여 상기 스토퍼(530)의 하면 일부가 상기 제1홈(510)의 제1벽(511)과 접하게 되고, 상기 스토퍼(530)의 일부분은 상기 제2홈(520)에 고정될 수 있다. 따라서, 상기 스토퍼(530)의 일부가 상기 제1홈(510)에 삽입됨으로써 오작동으로 인한 상기 제어봉(10)의 인출되는 것을 방지할 수 있다.
여기서, 상기 스토퍼(530)의 롤러(531)는 압축식 롤러가 사용될 수 있다.
한편, 상기 스토퍼(530)의 롤러(531)는 상기 제어봉(10)의 오작동으로 인해 상기 스토퍼(530)가 상기 제어봉(10) 방향으로 돌출되어 상기 제어봉(10)의 제1홈(510)이 아닌 돌출부(미도시)에 걸리는 경우 상기 돌출부(미도시)를 슬라이딩하여 마찰 또는 외력에 의해 상기 스토퍼(530)의 파손을 방지할 수 있다. 또한, 상기 롤러(531)가 상기 돌출부(미도시)를 슬라이딩하면서 상기 롤러(531)가 상기 제1홈(510)의 제1벽(511)에 접합되므로 상기 제어봉(10)을 강제적으로 정지시킬 수 있다.
또한, 상기 제어봉(10)이 하강하면서 상기 스토퍼(530)의 경사면과 접촉하여 상기 제어봉(10)에 의해 상기 스토퍼(530)는 제2홈(520) 방향으로 밀려 들어가며, 전자기적인 상호작용에 의해 상기 제2홈(520) 내에 고정될 수 있다. 따라서, 상기 제어봉(10)이 하강(삽입)할 때 상기 스토퍼(530)의 경사면을 따라 슬라이딩하면서 상기 제어봉(10)이 아래 방향으로 하강하기 때문에 상기 스토퍼(530)는 제동 역할을 하지 않으므로 원자로의 안전성에는 저해되지 않는다.
한편, 상기 제어봉(10)의 제동 시간은 제어봉(10) 인출 속도와 제1홈(510)의 조밀도, 제어봉(10)과 외벽의 이격 거리 등에 의해 결정될 수 있다. 따라서, 상기 제어봉(10)의 제동시간은 상기 조건들을 조정하여 제동시간을 연장하거나 단축할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 발전용 원자로 제어봉 제어 방법에 대해 자세히 설명한다.
발전용 원자로 제어봉 제어방법은 발전용 원자로의 제어봉 제어 장치의 고장으로 인해 제어봉이 인출되는 단계, 상기 제어봉의 위치 또는 속도의 데이터 값을 검출부에서 검출하는 단계, 상기 검출된 값이 제2제어부로 전송되는 단계, 상기 제2제어부는 전송된 신호에 따라 제동부를 작동시키는 단계 및 상기 제동부의 스토퍼는 제1홈에 삽입되어 상기 제어봉의 이상 인출을 기계적으로 정지시키는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 제2제어부는 상기 검출부에서 검출된 값과 설정된 제어 값을 비교하여 상기 제어봉의 오작동을 판단하는 단계를 더 포함한다.
또한, 상기 제어봉의 삽입될 경우에는 상기 스토퍼가 작동하지 않거나 상기 스토퍼가 상기 제2홈 내부에 정지되어 있는 단계를 더 포함한다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 발전용 원자로 제어봉 제어 장치 및 방법은 상기 제어봉이 과속 또는 오작동에 의해 안전 사고의 문제가 발생할 때, 상기 제어봉을 기계적으로 제동시킴으로써 상기 제어봉의 과다 주입 시간을 최소화하고, 원자로의 출력이 상승하는 것을 방지할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것이다. 또한, 본 발명이 상술한 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 사상은 상술한 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10: 제어봉 330: 리프트 코일(Lift Coil)
20: 이동작용부 400: 검출부
100: 원자로 출력 제어 시스템 500: 제동부
110: 감지부 510: 제1홈
120: 산출부 520: 제2홈
130: 출력 제어부 530: 스토퍼(Stopper)
200: 제1제어부 531: 롤러
300: 기구부 532: 스프링(유압장치)
310: 스톱 래치(Stop Latch) 600: 제2제어부
320: 이동 래치(Moving Latch)

Claims (13)

  1. 제어봉이 노(reactor) 내로 삽입 또는 인출하는 발전용 원자로 제어봉 제어 장치에 있어서,
    상기 제어봉의 삽입 또는 인출 신호를 출력하는 제1제어부;
    상기 제어봉 상단에 이동작용부가 구비되며, 상기 이동작용부와 전자기적인 상호작용에 의하여 상기 제어봉을 구속시킬 수 있는 스톱 래치(Stop Latch), 상기 이동작용부와 전자기적으로 상호작용에 의하여 상기 제어봉을 구속하여 상기 제어봉을 이동시킬 수 있는 이동 래치(Moving Latch) 및 상기 이동작용부에 고정된 상기 이동 래치를 승강 또는 하강시켜 상기 제어봉의 삽입 또는 인출시킬 수 있는 리프트 코일(Lift Coil)을 포함하고, 상기 제1제어부의 출력신호에 따라 상기 제어봉의 삽입 또는 인출을 수행하는 기구부;
    상기 기구부에 의해 상기 제어봉이 삽입 또는 인출 시 상기 제어봉의 위치 또는 속도를 검출하는 검출부; 및
    상기 제어봉이 제어의도와 상관없이 상기 제어봉이 인출될 경우 상기 제어봉을 강제로 정지시키는 제동부;
    를 포함하고,
    상기 검출부로부터 제동신호를 전달받아 상기 제동부를 작동시키는 제2제어부를 더 포함하는 발전용 원자로 제어봉 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제동부는
    상기 제어봉 일측에 일정한 간격으로 구비되는 제1홈;
    상기 제1홈과 대응되는 외벽에 구비되는 제2홈; 및
    상기 제2홈 내부에 구비되며, 상기 제1홈에 삽입됨으로써 상기 제어봉의 인출을 강제로 정지시키는 스토퍼(Stopper);
    를 더 포함하는 발전용 원자로 제어봉 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 스토퍼는 일단에 스프링 또는 유압장치가 구비되고, 타단에는 롤러가 구비되어 있는 발전용 원자로 제어봉 제어 장치.
  4. 제2 항 또는 제3항에 있어서,
    상기 스토퍼는 상기 제2홈 내에서 상기 스프링 또는 유압장치가 압축된 상태로 고정되며, 상기 스프링 또는 유압장치의 압력이 해체되면, 상기 스토퍼는 회동하면서 일측면이 상기 제2홈의 일면에 접하고, 타측면이 상기 제1홈의 일면에 접하는 발전용 원자로 제어봉 제어 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 스토퍼는 상기 제어봉에 의해 상기 스토퍼의 롤러가 상기 제어봉의 삽입 방향으로 밀려 내려오며, 전자기적인 상호작용에 의해 상기 제2홈 내에 고정되는 발전용 원자로 제어봉 제어 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 스토퍼는 상기 제1홈에 대응하는 위치에 경사면이 구비되며, 일면이 스프링 또는 유압장치에 의해 상기 제2홈에 고정되고, 하면은 롤러가 구비되는 발전용 원자로 제어봉 제어 장치.
  7. 제2 항 또는 제6항에 있어서,
    상기 스토퍼는 상기 제2홈 내에서 상기 스프링 또는 유압장치가 압축된 상태로 고정되고, 상기 스프링 또는 유압장치의 압력이 해체되면, 상기 스토퍼가 상기 제어봉 방향으로 돌출되면서 상기 스토퍼의 하면이 상기 제1홈 일면과 접하는 발전용 원자로 제어봉 제어 장치.
  8. 제2 항 또는 제6항에 있어서,
    상기 스토퍼는 상기 제어봉이 하강하면서 상기 스토퍼의 경사면과 접촉하여 상기 제어봉에 의해 제2홈 방향으로 밀려 들어가며, 전자기적인 상호작용에 의해 상기 제2홈 내에 고정되는 발전용 원자로 제어봉 제어 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 제1홈은 상기 제어봉에 복수개가 형성되는 발전용 원자로 제어봉 제어 장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
KR1020120074862A 2012-07-10 2012-07-10 발전용 원자로의 제어봉 제어 장치 및 방법 KR101376915B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120074862A KR101376915B1 (ko) 2012-07-10 2012-07-10 발전용 원자로의 제어봉 제어 장치 및 방법
US13/786,281 US9589682B2 (en) 2012-07-10 2013-03-05 Apparatus and method for controlling control rod of nuclear reactor for nuclear power plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120074862A KR101376915B1 (ko) 2012-07-10 2012-07-10 발전용 원자로의 제어봉 제어 장치 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140008006A KR20140008006A (ko) 2014-01-21
KR101376915B1 true KR101376915B1 (ko) 2014-03-21

Family

ID=49913988

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120074862A KR101376915B1 (ko) 2012-07-10 2012-07-10 발전용 원자로의 제어봉 제어 장치 및 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9589682B2 (ko)
KR (1) KR101376915B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101693785B1 (ko) * 2015-07-06 2017-01-06 한국전력기술 주식회사 링형 라쳇을 이용한 제어봉 구동장치
WO2018165353A3 (en) * 2017-03-08 2018-10-18 Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc Digital systems and methods for high precision control in nuclear reactors
RU2730170C2 (ru) * 2016-05-04 2020-08-19 Хайдромайн Ньюклеар Энерджи С.А.Р.Л. Ядерный реактор со стержнями управления и отключения, внешними относительно активной зоны и ее поддерживающих конструкций

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015219033A (ja) * 2014-05-14 2015-12-07 株式会社日立製作所 制御棒操作監視システムおよび制御棒個別制御部ならびに制御棒操作監視システムの試験方法
CN106409347B (zh) * 2016-10-31 2018-04-24 中国核动力研究设计院 一种摩擦锁紧型磁力提升器及其控制方法
CN107833643B (zh) * 2017-10-16 2019-05-24 中核核电运行管理有限公司 全数字化棒位测量装置及其方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100279104B1 (ko) * 1998-12-18 2001-01-15 장인순 제어봉 무단인출 방지장치
JP2002333494A (ja) * 2001-05-08 2002-11-22 Toshiba Corp 原子炉制御棒の誤動作防止装置
JP2006189314A (ja) * 2005-01-06 2006-07-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 制御棒駆動装置の状態計測装置及び健全性評価方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5102613A (en) * 1990-12-06 1992-04-07 General Electric Company Radial brake assembly for a control rod drive
KR100489989B1 (ko) 2002-08-09 2005-05-17 한국전기연구원 원자로의 제어봉 구동 시스템
JP2004150928A (ja) 2002-10-30 2004-05-27 Toshiba Corp 原子炉出力制御装置および原子炉出力制御方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100279104B1 (ko) * 1998-12-18 2001-01-15 장인순 제어봉 무단인출 방지장치
JP2002333494A (ja) * 2001-05-08 2002-11-22 Toshiba Corp 原子炉制御棒の誤動作防止装置
JP2006189314A (ja) * 2005-01-06 2006-07-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 制御棒駆動装置の状態計測装置及び健全性評価方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101693785B1 (ko) * 2015-07-06 2017-01-06 한국전력기술 주식회사 링형 라쳇을 이용한 제어봉 구동장치
RU2730170C2 (ru) * 2016-05-04 2020-08-19 Хайдромайн Ньюклеар Энерджи С.А.Р.Л. Ядерный реактор со стержнями управления и отключения, внешними относительно активной зоны и ее поддерживающих конструкций
WO2018165353A3 (en) * 2017-03-08 2018-10-18 Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc Digital systems and methods for high precision control in nuclear reactors
US10910115B2 (en) 2017-03-08 2021-02-02 Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc Digital systems and methods for high precision control in nuclear reactors

Also Published As

Publication number Publication date
US9589682B2 (en) 2017-03-07
KR20140008006A (ko) 2014-01-21
US20140016732A1 (en) 2014-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101376915B1 (ko) 발전용 원자로의 제어봉 제어 장치 및 방법
CN106395544B (zh) 电磁安全触发器
EP1739046B1 (en) Emergency stop system of elevator
EP1604935B1 (en) Elevator device, and emergency stop device for elevator
KR102276519B1 (ko) 엘리베이터 장치
JP6467358B2 (ja) 非接触給電装置及びエレベーター
EP3643666A1 (en) Elevator system
EP1817251A1 (en) Safety device for use in an elevator system
JP5419936B2 (ja) 災害対応型エレベータシステム
JP2012111591A (ja) エレベーター装置
JP4315839B2 (ja) エレベーターの保守作業用管制装置
JP2006341953A (ja) エレベーターの非常止め装置
CN110304517A (zh) 减少电梯***中安全制动器的误致动的方法和***
KR101769249B1 (ko) 터치센서
KR101234551B1 (ko) 원자로의 제어봉 제어 장치 및 그 방법
WO2005113401A1 (ja) エレベータ制御装置
CN106941014B (zh) 配备阻尼器的核反应堆的无源触发型安全装置
CN107068213B (zh) 用于冷却剂量异常减少时的核反应堆无源触发型安全装置
JP6697793B2 (ja) エレベータの釣合おもりの脱レール検出装置
US11866299B2 (en) Elevator apparatus
CN103112764A (zh) 电梯曳引机上抱闸臂位置的实时检测结构
CN111137797B (zh) 塔式起重机溜钩故障检测方法、***及存储介质
CN111502372B (zh) 一种应用于立体车库的平层防坠结构及方法
CN106315335A (zh) 一种限速器自动复位装置
JP5787531B2 (ja) ハイブリッド式プレス装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170111

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171207

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190104

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200102

Year of fee payment: 7