A Core Protection Calculator System(CPCS) is a digital computer based safety system generating trip signals based on the calculation of Departure from Nucleate Boiling Ratio(DNBR) and Local Power Density(LPD). Currently, CPCS uses ex-core detector signals for core power calculation and it has some uncertainties.
In this study, In-core detector signals which directly measure inside flux of core are applied to CPCS to get more accurate power distribution profile, DNBR and LPD. In order to improve axial power distribution calculation, piecewise cubic spline method is applied: From the 40 nodes of expanded signals, more accurate and detailed core information can be provided. Simulation is carried out to verify its applicability to power distribution calculation. Simulation result shows that the improved method reduces the calculational uncertainties significantly and it allows larger operational margin. It is also expected that no power reduction is required while Core Operating Limit Supervisory System(COLSS) is out-of-service due to reduced uncertainties when the improved method is applied. In this study, a quantitative economic benefit assessment of using in-core neutron detector signals is also carried out.
노심보호계산기계통은 디지탈컴퓨터를 기반으로 하는 안전계통으로서, 핵비등이탈율과 국부출력밀도를 계산하여 발전소정지신호를 생성하는 계통이다. 현재의 노심보호계산기계통은 노심출력을 계산하는데 노외 핵계측기 신호를 사용하고 있으므로 약간의 부정확한 면을 지니고 있다.
본 연구에서는 노내 핵계측기의 신호를 노심보호계산기계통에 적용하여 더욱 정확한 출력분포도와 핵비등이탈율 및 국부출력밀도를 구하였다. 노내 핵계측기 신호는 노심내부의 중성자속을 직접 측정하기 때문에 노심내부의 상태를 더 정확하게 보여줄 수 있다. 축방향의 출력밀도를 구하기 위해 Cubic Spline합성법을 사용하였으며, 40 개의 확장된 신호로부터 더 정확하고 자세한 노심의 정보를 얻을 수 있었다. 개선된 알고리즘의 적용성을 검사하기 위해서 두가지 유형의 시뮬레이션을 수행하였으며, 그 중 하나는 영광 3호기 100% 정상출력시의 데이타를 가지고 하였고, 또 다른 것은 발전소묘사코드인 ROCS로부터 생성한 발전소 연소도별 출력분포도를 가지고 수행하였다. 비교결과, 노내계측기 신호를 사용함으로써 더 정확하고 자세한 노심내의 정보를 얻을 수 있었고, uncertainty의 감소에 따른 열적여유도와 운전 융통성의 중대를 발견할 수 있었다.
또한, uncertainty의 감소로 인해서 노심운전제한감시계통의 고장시에도 85%로의 출력감소가 필요치 않다는 제안을 낼 수 있었으며, 이는 노심보호계통에 노내계측기 신호를 적용하였을 경우 더 정확한 출력분포 값을 낼 수 있었기 때문에 가능하였다고 판단된다. 특히 이 사항은 발전소의 경제적인 측면에서의 장점, 즉 발전소 전체기간중에 얻을 수 있는 발전단가의 감소효과를 가져오는 것으로 판단된다.
