Monitoring signals in the control room of nuclear power plants come in through multiple channels and are displayed as graphs on the display devices. It is crucial to make correct and reliable decisions on the relationships among the displayed graphs, which are representations of signals from different channels, both by implemented algorithms and human decisions. Simplified schemes to compare signal envelopes using cross correlation and cross entropy are introduced. In this work, algorithms to curve-fit the signal envelope to a polynomial and envelope generation with interval means are also researched. When generating signal envelopes, using interval means instead of interval medians is safe enough and is not seriously influenced by possible outliers.
An effective use of eigenvalues for verification of the signal correlation is pursued in this work for a three channel case. Monitoring signals of the nuclear power plants are compared across the channels, or auto-correlation between recurring signals is analyzed to determine the signal closeness or to screen out false signals. Cross correlation of interval means from the bulk data is a better method than comparing the bulk data sets themselves. This is due to the smoothing effect of the signals when interval means are taken in place of the bulk data. A mathematical justification for the smoothing effect is tried using a newly defined smoothing function. The smoothing function shows a behavior that is similar to wavelet functions. The relative errors are also examined with an example from a reference.
The Loose Parts Monitoring System(LPMS) monitors the probable damages by traveling loose parts to the internal structures of the nuclear power plant. It involves a lengthy and complicated process to determine the parameters like size, mass, speed, or impact location of the loose part when the signals are collected and processed. In this work, a simple and efficient model for determining the impact location of the loose part using the least-sum-of-square-errors method combined with iteration has been developed based on the phase distortion of the impact signal envelopes. The technical staff in the power plant control room must be provided with advanced tools or devices that can present reliable information about the location and mass of loose parts. In automating the backend portion of the LPMS algorithm, interpolation was used for compensating the impact attenuation effect based on the distance between the sensor and impact location. And log-log regression was used in determining the impacting part size and impact velocity, and the result turned out to be well in line with the manual calculations. The automated algorithm is expected to improve the efficiency of the LPMS algorithm.
원자력발전소의 일차계통과 이차계통 구조물의 건전성을 감시하는 금속파편감시계통의 신호들을 분석하고 처리하는데 있어서 필요한 기술의 체계를 새로 수립하기 위하여 여러 개의 채널을 통해 감시계통으로 들어오는 다중신호들의 상호 연관관계를 규정하는 알고리듬에 대하여 연구하였으며, 원자력발전소의 운전원으로 하여금 올바른 의사결정을 할 수 있도록 도와주는 감시계통 다중 채널 신호들의 상호연관성을 판단하기 위하여 상관계수법과 상관 엔트로피, 자기상관 등의 수학적 통계적 방법론을 사용하고, 또한 신호의 상관성을 쉽게 판단하게 해주는 구간평균값에 의한 상관법을 고안하였다. 보다 용이한 신호의 상관성 파악을 위한 외투곡선 신호의 생성에 쓰이는 고차방정식을 이용한 곡선추출과 신호 스무딩 함수에 의한 신호 외투곡선 추출의 적합성 판단, 그리고 상관관계의 검증을 위하여 행렬특성치를 이용한 상관도 검증법에 대하여 고찰하였다.
발전소 운전원의 판단에 의존한 금속파편감시계통 신호판정으로 야기될 수 있는 인적오류에 의한 위험도를 감소시키기 위해서는 알고리듬의 자동화가 필수적이다. 본 연구에서는 영광3 및 울진 4호기 발전소의 시운전기간에 취득한 금속파편감시계통 신호자료와 미국에너지연구소와 국제원자력에너지기구의 기술자료 등을 분석, 종합하여 충격파편의 크기와 질량, 충격속도, 그리고 충격주파수 등의 정보를 추출하기 위해서 회귀분석을 비롯한 수학적 모델을 사용하여 계통의 소프트웨어를 자동화할 수 있는 방법론을 제시하였다. 본 연구의 결과를 활용하여 원자력발전소 금속파편감시계통의 자동화와 신뢰성 있는 운전정보의 제공에 기여할 수 있게 되었다.
