표제지
제출문
첨단 계측제어 기술 개발 과제 구성표
요약문
SUMMARY
Contents
목차
제1장 서론 32
제1절 자동기동기술개발 34
제2절 다이나믹 경보기술 개발 37
1. 연구개발의 목적 37
2. 연구개발의 필요성 39
3. 연구개발의 범위 및 원전 적용성 검토 41
제2장 국내외 기술개발 현황 46
제1절 자동기동기술개발 48
1. 일본 PWR의 자동기동 및 정지시스템 개발 48
제2절 다이나믹 경보 기술개발 58
1. 국내 원자력발전소 경보계통 현황 58
2. 국내 컴퓨터 기반 경보기술 개발현황 67
3. 국외 컴퓨터 기반 경보기술 개발현황 73
4. 연구결과가 기술개발현황에서 차지하는 위치 83
제3장 연구개발 수행 내용 및 결과 88
제1절 자동기동기술개발 90
1. 종합운전절차서 분석 90
2. 자동기동시스템의 개발전략 101
3. 자동기동시스템의 제어규칙 104
4. 자동기동시스템의 구성 117
5. 실험 결과 및 고찰 161
6. 결론 169
제2절 다이나믹 경보기술 개발 170
1. 경보처리 방법 170
2. 경보 지식기반 설정 182
3. 경보 및 진단 시스템(ADIOS) 개발 214
4. 경보 및 진단계통의 성능평가 240
5. 진단기술 개발 277
제4장 연구개발 목표 달성도 및 대외 기여도 284
제1절 자동기술 개발 286
1. 개발전략 286
2. 제어알고리즘 개발 287
3. 감독자 시스템 개발 288
4. 시스템종합 및 시험 288
제2절 다이나믹 경보기술 개발 290
1. 연구목표 달성도 290
2. 연구개발의 타당성 294
3. 기술발전에 대한 기여도 296
제5장 연구개발 결과의 활용계획 298
제1절 자동기동기술개발 300
제2절 다이나믹 경보기술개발 301
1. ADIOS의 원전 적용성 고찰 301
2. 추가 연구의 필요성 306
3. 타 사업에의 연구 및 적용 307
제6장 참고문헌 310
부록 318
부록 1. 자동기동기술 개발 320
A. Anallog Signal List 320
B. Digital Signal List 326
C. Signal List of Distributed Control System 332
부록 2. 다이나믹 경보기술 개발 : ADIOS의 원전 적용을 위한 제안서 342
서지정보양식 347
BIBLIOGRAPHIC INFORMATION SHEET 348
표 2.1.1.1. 가열운전시 각 운전모드에 따른 자동제어 수단과 제어대상 54
표 2.1.1.2. 냉각운전시 각 운전모드에 따른 자동제어 수단과 제어대상 55
표 2.2.1.1. 국내 원전의 경보계통 설계 현황 66
표 2.2.2.1. 제어봉 삽입 사고에 의한 경보 증상 분석표 70
표 2.2.2.2. 경보처리를 위한 메타 규칙 71
표 2.2.4.1. 국외 경보처리시스템과 ADIOS에 적용된 기술을 비교 84
표 3.1.1.1. 가열모드에 따른 주요운전, 제어대상 및 제어변수 101
표 3.1.4.1. 원자로의 상세 정보표 126
표 3.1.4.2. 가열 모드 I의 제어기 구성 155
표 3.1.4.3. 가열 모드 II의 제어기 구성 156
표 3.1.5.1. 개발한 프로그램의 실행된 상태 167
표 3.1.5.2. 운전원에 의해 계산된 예상임계값 168
표 3.1.5.3. 개발한 프로그램에 의해 계산한값 168
표 3.2.2.1. 영광 3호기의 경보반 구성 및 경보수 185
표 3.2.2.2. 화학 및 체적제어계통 경보 분석표 190
표 3.2.2.3. 경보 특성에 따른 경보 분류 193
표 3.2.2.4. 분류된 경보에 적용된 경보처리 기술 194
표 3.2.2.5. ADIOS에서 정의된 비정상상태 목록(영광 3호기) 207
표 3.2.2.6. P2.R-PRESS-HI 경보객체의 속성 구성 212
표 3.2.3.1. ADIOS의 경보처리 특성 220
표 3.2.3.2. 경보 발아 상태의 경보객체 224
표 3.2.3.3. Causal Alarm을 가진 경보객체 227
표 3.2.4.1. TMI-II사고의 시간별 진행 사항 243
표 3.2.4.2. 경보지식기반내의 경보간의 인과관계 259
표 3.2.4.3. ADIOS 실험평가의 종속변수 263
표 3.2.4.4. ADIOS 평가실험의 실험계획 270
표 3.2.4.5. Error Rate 274
표 3.2.5.1. 경보처리계통과 고장진단계통과의 비교 278
표 3.2.5.2. 센서 고장 검출 모델 280
표 3.2.5.3. 주급수계통의 failure mode 282
표 3.2.5.4. 주급수계통의 압력 disturbance pattern 283
표 3.2.5.5. (PT32, low)-(PT39, low)-(PT40,low)의 failure mode 283
그림 2.1.1.1. 일본 Ohi 3&4호기의 가열(heat-up)자동운전 절차 52
그림 2.1.1.2. 일본 Ohi 3&4호기의 냉각(cool-down)자동운전 절차 53
그림 2.1.1.3. 일본 Ohi 3&4호기 자동운전시스템의 소프트웨어 로직 구조 56
그림 2.1.1.4. 일본 Ohi 3&4호기의 제어장비 구조 57
그림 2.2.1.1. 월성 1호기의 경보처리 및 표시 60
그림 2.2.1.2. 영광 3호기의 경보처리 및 표시 구성도 65
그림 2.2.2.1. 다중경보의 우선순위 결정 모형 68
그림 2.2.2.2. RCP 펌프와 관련된 경보들의 인과관계 69
그림 2.2.2.3. 경보처리 및 진단결과를 표시한 비정상상태 화면 72
그림 2.2.3.1. DIAS 경보창의 화면 구조 74
그림 2.2.3.2. 목적-수단 수목의 기능적 구조 76
그림 2.2.3.3. AWARE의 계층적 경보표시 구조 77
그림 2.2.3.4. CASH의 단계적 경보처리 흐름도 79
그림 2.2.3.5. CANDU 경보계통의 운전원 인터페이스 기능 82
그림 3.1.1.1. 자동화 대상 계통 103
그림 3.1.2.2. 자동기동시스템의 운전모드별 제어변수 104
그림 3.1.3.1. 임계 모드 운전절차와 임계점 계산 프로그램 흐름도 116
그림 3.1.4.1. 자동기동시스템 하드웨어 기능도 118
그림 3.1.4.2. 감독자시스템 운전절차화면 구성도 123
그림 3.1.4.3. 감독자시스템 정보감시화면 구성도 125
그림 3.1.4.4. 각 운전 모드의 경보 규칙의 처리과정 128
그림 3.1.4.5. 가열모드 I 원자로 냉각재 저압력 점검 룰 128
그림 3.1.4.6. 가열모드 I 원자로 냉각재 저압력 프로시져 129
그림 3.1.4.7. 가열모드 I의 제어기 초기값 설정규칙 프로시져의 예 131
그림 3.1.4.8. 가열모드 I의 온도 제어 룰 133
그림 3.1.4.9. 가열모드 I 운전절차 흐름도(I) 137
그림 3.1.4.10. 가열모드 I 운전절차 흐름도(II) 138
그림 3.1.4.11. 가열모드 II 운전절차 흐름도(I) 139
그림 3.1.4.12. 가열모드 II 운전절차 흐름도(II) 140
그림 3.1.4.13. 디지털 분산제어시스템 하드웨어 구성 143
그림 3.1.4.14. 분산제어시스템의 오브뷰 화면 구성도 144
그림 3.1.4.15. 제어봉 제어 오버레이 화면 145
그림 3.1.4.16. 가열모드 I 제어화면의 구성도 147
그림 3.1.4.17. 모드 I 제어화면의 오브레이 화면 149
그림 3.1.4.18. 가열모드 II 원자로 냉각재 계통 제어 화면의 구성도 150
그림 3.1.4.19. 2차측 제어화면의 구성도 151
그림 3.1.4.20. 주증기 격리밸브 오브레이 화면 152
그림 3.1.4.21. PID 제어기의 블록 선도 153
그림 3.1.4.22. 디지털 분산제어시스템 자동제어 대상시스템 154
그림 3.1.4.23. 각 시스템간의 신호연계 체계 157
그림 3.1.4.24. 감독자시스템과 시험검증설비간의 통신 구성도 158
그림 3.1.4.25. gsi-interface object 159
그림 3.1.4.26. gsi-variable object 160
그림 3.1.5.1. 프로토타입으로 구성한 자동기동시스템 161
그림 3.1.5.2. 가열모드 I의 온도 및 압력제어 실험 결과 164
그림 3.1.5.3. 가열모드 II의 온도 및 압력제어 실험 결과 166
그림 3.2.1.1. RCS Inventory 를 위한 System Status Tree 172
그림 3.2.1.2. 급수공급계통 고압예열기의 목표-수단 수목 173
그림 3.2.1.3. 논리도면으로 표현된 경보 상관관계수목 175
그림 3.2.2.1. 영광 3호기 CVCS 계통 경보반의 구성 187
그림 3.2.2.2. ADIOS 경보처리 모드 및 주요 변수의 추이 201
그림 3.2.2.3. ADIOS의 Alarm Class의 구성 210
그림 3.2.2.4. Level Alarm Class 211
그림 3.2.3.1. ADIOS의 구성도 214
그림 3.2.3.2. ADIOS의 경보처리 신호전송 체계 215
그림 3.2.3.3. ADIOS 경보처리 흐름도 217
그림 3.2.3.4. ADIOS 경보표시기기의 배치 219
그림 3.2.3.5. 경보 발아 및 소멸 규칙(Activation/Deactivation Rule) 222
그림 3.2.3.6. 공정경보의 발아 및 소멸 절차 223
그림 3.2.3.7. 기기상태 경보의 발아 및 소멸 절차 223
그림 3.2.3.8. Rx Trip 모드에서의 모드별 경보처리 절차 225
그림 3.2.3.9. PORV 오동작 경보 발생 규칙 226
그림 3.2.3.10. 원인-결과 및 다중설정치 처리 절차 226
그림 3.2.3.11. 영광 3호기 ADIOS의 Alarm Class 구성 229
그림 3.2.3.12. 공정대표경보의 상세경보 230
그림 3.2.3.13. ADIOS Primary Overview Schematic 화면 231
그림 3.2.3.14. ADIOS 격납용기 계통 System Schematic 화면 232
그림 3.2.3.15. 상세 기기관련 경보 233
그림 3.2.3.16. 1, 2차계통 경보창 구성 235
그림 3.2.3.17. ADIOS 2차계통 Overview Schematic 화면 236
그림 3.2.3.18. ADIOS의 Time Sequential Alarm List 237
그림 3.2.3.19. CCW System Level Schematic 화면 238
그림 3.2.4.1. 수동원자로 정지시 1차계통 화면 245
그림 3.2.4.2. 원자로 정지후 2차계통 Overview 화면 246
그림 3.2.4.3. 원자로정지시 시간별 경보 목록 246
그림 3.2.4.4. TMI-II 사고를 모의화한 경보목록 249
그림 3.2.4.5. TMI-II 사고를 모의화한 1차계통 overview 화면 250
그림 3.2.4.6. TMI-II 사고를 모의화한 2차계통 overview 화면 251
그림 3.2.4.7. 경보시스템 지식기반 확인 및 검증 절차 255
그림 3.2.4.8. G2내의 경보지식 프레임 256
그림 3.2.4.9. 정형화된 경보지식 257
그림 3.2.4.10. ADIOS 인간공학적 유용성 시험 광경(1) 260
그림 3.2.5.1. ADIOS 고장진단을 위한 단순화된 주급수계통 278
그림 3.2.5.2. 압력센서 고장 검출 흐름도 280
그림 3.2.5.3. Fault Propagation을 모델화한 Simplified Directed Graphs 281
그림 5.2.1.1. 안전관련 경보처리를 위한 구성도 305