DIGITAL 계측제어설비 고장유형 및 연계기기 영향 분석에 따른 신뢰성 향상 방안 개발

Abstract

본 논문은 원자력발전소에 디지털제어기술을 적용함에 있어, 디지털 제어설비의 고장 발생 시 그 영향을 최소화하여 발전소의 신뢰성 및 운전성을 향상시킬 수 있는 방안을 제시하고자 한다. 본 논문에서는 국내외의 원자력발전소 디지털제어설비 관련 규제요건을 분석하였으며, 국내 운전 중인 원자력 발전소에 적용된 계전기 제어회로, Solid State 제어회로, 디지털 제어회로 및 화력발전소에 적용된 디지털분산제어계통의 설계 적용 기술을 분석하였다. 또한, 2005년까지 10년간 발생한 원자력 발전소의 고장유형을 분석하고 디지털제어설비의 고장 사례를 수집하여 분석하였다. 신뢰성 향상 방안 도출을 위해서 울진 5,6호기의 발전소제어계통을 기준으로 제어형식별 고장 유형 및 기기 영향 분석을 통하여 통신설계 및 Non-Reversing Start Motor(NRS) 및 Solenoid Operated Valve(SOV) 제어 유형의 개선 필요성을 확인하였다. 상기 조사 자료의 검토 및 분석 결과를 토대로 각 계통의 흐름을 파악하여 디지털제어설비의 순간 고장 발생 시 연계 기기의 요구되는 상태를 분석하였다. 분석은 발전소의 정상운전 상태를 가정하여, 각 계통의 공정 흐름을 검토하고, 개별 NRS 형식의 제어기기와 SOV 형식의 제어기기의 운전 상태를 파악하여, 디지털제어설비의 순간 고장 발생 시 고장 전의 운전 상태를 유지하도록 설계하는 것이 발전소의 정상운전에 고장 영향을 최소화하고 발전소의 운전성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 방안으로 분석되었다. 따라서 디지털제어설비의 운전 신뢰성을 높이기 위해 전원설비의 이중화, 루프제어기의 이중화 및 통신설비의 이중화 등의 기존의 설계를 유지함과 동시에 디지털 제어설비의 제어기 및 통신모듈에 고장에 대비한 Default 값 설정 기능 추가 및 디지털제어설비의 고장 시 연계신호의 이전 값을 유지하는 설계 방안을 발전소 운전의 신뢰성 및 이용성을 향상을 높일 수 있는 방안으로 제안한다.