계측제어(Instrumentation & Control)는 전기 전자, 기계, 항공, 조선, 화공 및 원자력 등의 모든 분야에 적용되면서 하나의 독자적 세부 분야로 자리잡고 있다. 또한 공학분야 이외에도 경제, 정치, 사회, 환경 및 의학 등 다양한 분야에서 그 학문적 적용 영역을 확대시켜 나아가고 있다. 그런데 계측제어가 그 적용되는 분야의 기술적 내용에 따라 고유한 특성을 가지고 있다. 본 기술논단에서는 원자력 분야의 계측제어의 고유한 특성에 대하여 기술하고자 한다.

본 기고에서는 현재까지 제시된 원전 안전관련 디지탈 계통설계의 개발현황과 각국의 규제동향 및 안전심사 내용 등을 소개하고자 한다.

본 기고에서는 원자력용 원격매니퓰레이터의 세계적인 개발 동향, 이들 매니퓰레이터의 원자력용으로서의 구비조건과 원자력 산업에의 적용 분야를 기술하였다.

이 글에서는 선진 각국의 개량형 계측제어계통에 대한 개발동향 및 시스템 특징에 대해서 기술하였다.

원자력발전소의 안전성 향상을 위해서는 새로 개발되는 각종 신기술들이 적극 활용되어야 하며, 이러한 노력의 일환으로 현재 로봇기술을 원자력분야에 접합시키려는 노력이 고조되고 있다. 한국원자력연구소에서는 작업자의 접근이 제한된 고방사선 구역에서의 효율적인 감시점검을 위한 원자력시설 감시점검용 이동형 로봇을 개발하였다. 환경감시 및 감시대상물의 이상상태의 점검 및 판단에 활용하기 위하여 열영상 감시장치, 방사선 준위 분포 관측장치 및 물체인식/추적장치가 탑재되도록 하였으며, 로봇의 주행 및 감시 점검 작업의 원활한 제어를 위하여 입체 영상장치, 가상현실 원격조작장치를 개발하였다. 이동형 로봇에 탑재되어 사용되는 센싱장치들은 로봇에의 탑재 및 분리 사용이 가능하도록 독립 시스템 형태로 설계되어 있기 때문에 이동 장치 없이도 단독적으로 사용이 가능하다. 또한 개발된 이동형 로봇은 원자력시설의 감시점검 뿐만 아니라 실제 사고 발생시의 비상사태에 대응하여 사태진압 및 사후처리 작업에 활용이 가능하며 아울러 비원자력 분야의 극한환경에서의 응용이 가능하다.

캐나다 원자력공사(AECL)에 의하여 1960년대 초에 개발되어 상업운전중이거나 건설중인 CANDU 6 발전소는 중앙집중제어방식을 채택하여 계통의 성능 및 신뢰성이 입증되었으나 경제성 및 유지보수의 어려움으로 인하여 현재 개발이 진행중인 CANDU3과 CANDU9 발전소에서는 프로그래머블 콘트롤러를 이용한 분산제어방식을 기반으로 하여 계측제어계통이 설계되고 있다. 분산제어계통은 우수한 확장성과 신뢰성으로 인하여 이미 일반 산업 분야에서 널리 활용되고 있으며 최근에는 원자력발전소에도 적용범위가 계속해서 확대되고 있다. 본 보고서는 최신의 계측제어기술을 적용하여 차세대 대용량 원자력발전소로 개발중인 CANDU9 발전소의 발전소 전제어계통과 핵연료취급제어계통 등 계측제어계통에 대한 주요 계통설계 방안과 분산제어계통의 설계개념을 소개하고 CANDU 발전소에 분산제어방식을 적용한 장점을 고찰하고자 한다.