• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2001.07d
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• pp.2163-2165
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• 2001

화력 발전소 드럼수위의 제어는 보일러 시스템의 효율적인 운용을 위해 중요한 위치를 차지하고 있다. 드럼수위의 제어 목적은 드럼수위를 외란에 관계없이 항상 설정치로 유지하는 것이다. 정상 운전중에는 드럼의 중앙이하 부분에는 물이 차 있고, 상부에는 증기가 차 있으나 만일 수위가 너무 높아지면 carry over 현상이 발생하며 반대로 너무 낮으면 드럼 하부의 과열 및 튜브의 손상을 초래하여 대사고를 유발하게 되므로 드럼수위는 항상 정상으로 유지해야 한다. 드럼수위 제어루프는 처음에는 드림수위만을 제어입력으로 취하는 PI 제어기에 의해 이루어지다가, 주증기량이 일정량 이상 유지되면 드럼수위가 일정한 설정치를 유지하도록 급수량, 드럼수위, 주증기량에 의한 PI-PI 캐스케이드 형태의 제어로 절환되어 제어가 이루어진다. 또한 드럼 수위는 차압검출기에 의해서 측정되어지는데, 드럼의 압력에 따라 물과 증기의 밀도가 변하기 때문에 차압검출기에 의한 드럼수위 지시치는 드럼압력에 의한 보상도 요구되어진다. 본 논문에서는 중용량 화력발전소를 대상으로 드럼수위 보상과 드럼수위 제어기를 구현하고, 적용하여 실제 발전출력 증발시의 드럼수위 제어결과를 보임으로서 구현한 드럼수위 제어기의 효용성을 보인다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1997.10a
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• pp.401-406
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• 1997

발전소 기동 및 저출력 운전시 원자력발전소(PWR) 터빈운전원(T/O)들은 증기발생기 수위제어를 위해 배전반(MCR)에 증기발생기 수위제어 관련 경험이 있는 운전원 3명 이상이 좁은 보드앞에서 각자 S/G A, B, C의 주요 파라미터들을 감시하며 수동운전하게 된다. 이렇게 운전원들이 많은 위험부담을 안고 수동운전하는 이유는 증기발생기 수위제어는 증기발생기 내부의 광역수위 측정범위가 약 14.2(m)이고, 주요 제어변수를 측정하는 협역수위는 약 3.2(m)로 매우 적어서 물의 Swell, Shrink 현상과 급수온도의 영향으로 제어하기 매우 어렵기 때문이다. 그러나 DCS(Distributed Control System)내의 한 부분인 공정감시제어를 위한 MMI(Man Machine Interface) Software를 사용하면 한사람이 증기발생기 수위제어 전 계통의 감시 및 제어가 가능하게 된다. 또한 과거나 현재의 변화 추이 및 문제점 분석은 물론, 계통의 결함 발생시 경보가 발생하여 경보발생 화면을 선택할 경우 어느 부분에서 결함이 발생했는지를 보여준다. 만약 이 화면을 운전원이 아닌 현장 Engineer가 보았을 경우는 결함부분의 확인 및 결함카드 보수가 가능하여 운전원들의 작업부담 감소와 이로 인한 다른 계통 점검 시간을 충분히 확보할 수 있다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2001.07d
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• pp.2150-2152
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• 2001

본 논문에서는 원전 증기 발생기의 간이 수위 제어기를 제안하고 이를 검증하였다. 제안한 수위 제어 시스템은 범용의 I/O 인터페이스를 내장하고 있으며 임의의 제어 알고리즘의 적용이 가능하도록 설계하였다. 수위 제어 시스템의 성능을 검증하기 위하여 제어기와 동일한 구조의 H/W를 이용하여 원전 증기 발생기를 모사하고 설계한 수위 제어 시스템의 성능을 검증하였다.

• Proceedings of the Korea Society for Simulation Conference
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• 1999.10a
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• pp.235-235
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• 1999

화력 발전소의 드럼형 보일러 제어 프로세스에 있어 드럼 수위(Drum Level)의 정확한 측정은 매우 중요하다. 만약 드럼 수위가 불안정하게 되면 급수 유량 제어가 불안정하여 증기 온도 제어를 불안정하게 하고, 증기 온도의 변화는 보일러 출구 증기 압력을 변화시켜 연소 제어 계통을 불안정하게 한다. 결국 드럼 수위의 불안정은 발전소 전체 프로세스를 불안정하게 한다. 또한 드럼 수위의 오지시로 인해 수위가 과도하게 높아져 물이 터빈에 유입되면 터빈 날개의 파손을 가져오고, 반대로 수위가 너무 낮으면 과열로 인한 보일러 튜브의 파열을 초래하기도 한다. 특히, 보일러의 기동시 또는 과도상태일 때는 드럼 압력의 변화에 따른 water 및 steam의 밀도 변화로 인한 오차가 크며, 압력 대 밀도(비중)의 관계가 비선형 함수이므로 별도의 압력검출기에 의해 드럼 압력을 측정하여 압력 변화에 따른 오차를 보정해주어야 하는데 아날로그 시스템의 경우에는 이러한 압력 수위 보정을 기준 압력에 대해서만 하므로 기동시 또는 과도상태에서의 수위 제어에 많은 문제점이 있다. 본고에서는 이러한 보일러 드럼 수위 압력 보정의 유.무에 따라 드럼 수위 변화에 대해 시뮬레이션을 하여 압력 보정이 드럼 수위에 미치는 영향을 고찰하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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• 2002.12a
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• pp.135-138
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• 2002

본 논문에서는 비최소위상 시스템으로 표현되는 화력발전소 드럼의 수위제어를 위한 퍼지 제어기를 제안한다. 제안된 방법은 T. Takagi와 M. Sugeno의 퍼지모델을 기반으로 수행된다. 그리고 기존의 PID 및 LQ 제어기법을 적용한 방식과 비교하여 제안된 방법의 개선된 특성을 시뮬레이션 결과로부터 검증하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 1998.07b
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• pp.801-803
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• 1998

가압경수형 원전에서 증기발생기의 수위제어가 저출력하에서 유체거동이 부정확하고 비정상적이어서 기존의 PI제어기 만으로는 파라메타 설정이 곤란하여 효과적인 제어가 어렵다. 이러한 문제점을 개선하고자 인공지능기법의 일종인 신경회로망을 이용한 수위제어 알고리즘의 적용을 연구하였다. 저출력시에는 증기발생기내에서의 물리적인 현상이 상당히 복잡하여 정확한 수학적 모델링이 어렵기 때문에 기존의 PI제어기와는 별도로 입출력신호패턴에 근거한 수위변동의 경향인식으로 요구되는 수위레벨을 과도현상없이 안정적으로 제어 할 수 있었다. 이 연구결과에 기초하여 저출력시에 한하여 신경회로망을 적용한 컴퓨터로써 병렬운전을 수행한다면 효과적인 현장적용성을 높일 수가 있다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 1997.07b
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• pp.547-549
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• 1997

원자력 발전소용 증기발생기의 수위제어에 기존의 경우 주로 PI 제어기를 이용하는데 반해 본 논문에서는 주급 수유량에 대한 주증기 유량의 변화를 신경망을 이용해 학습함으로서 PI제어기의 각 파라메터를 뉴닝하는 문제를 연구하였다. 적용하여 고찰한 결과 기존의 PI 제어기에 비해 수위변화에 대한 추종성능이 우수함을 나타내었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• v.27 no.3
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• pp.317-326
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• 1995

The oater level control system of the steam generator in a pressurized water reactor and its control Problems are analysed. In this work a stable control strategy Particularly during low Power operation based on the fuzzy control method is studied. The control strategy employs substitutional information using the bypass valve opening instead of incorrectly measured signal at the low How rate as the fuzzy variable of the flow rate during low power operation, and includes the flexible scale adjusting method for fast response at a large transient. A self-tuning algorithm based on the control performance and the descent method is also suggested for tuning the membership function scale. It gives a practical way to tune the controller under real operation. Simulation was carried out on the Compact Nuclear Simulator set up at Korea Atomic Energy Research Institute and its result showed the good performance of the controller and effectiveness of its tuning.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 1997.10a
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• pp.17-19
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• 1997

원자력 발전소용 증기발생기의 수위제어에 기존의 경우 주로 PI제어기를 이용하는데 반해 본 논문에서는 기타의 주급수유량에 대한 주증기 유량의 변화를 2-자유도 PID제어기를 이용해 제어하는 문제를 연구하였다. 2-자유도 PID제어기의 파라메터 .alpha..betha..gamma.를 외란에 대해 가인하도록 하고 설정치변화에 대해서는 기존의 PID 파라메터가 부담하도록 함으로서 외란 및 설정치 모두에 대해 고찰한 결과 기존의 PI제어기에 비해 성능이 우수함을 나타내었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.1916-1920
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• 2010

영상수위계는 카메라에 의해서 수위표를 촬영하여 촬영된 영상을 처리하여 수위값으로 변환하여 자동적으로 수위를 측정하는 장비이다. 이 수위계는 기존 수위측정 장비인 부자식, 압력식, 기포식, 초음파식, 레이다식과는 달리 수위표를 촬영한 영상으로부터 수위를 직접 눈으로 확인할 수 있는 장점이 있다. 이로 인해 영상자료로부터 측정된 수위를 검증할 수 있어 수위측정의 정확도를 향상시킬 수 있다. 그리고 수위표 영상과 더불어 관측지점 주변의 전체 영상을 동시에 촬영하여 실시간으로 전송하기 때문에 홍수시 하천 상황에 대한 모니터링 목적으로 사용될 수 있다. 영상수위계 시스템은 크게 메인제어기, 전원부, 서버부 및 카메라부로 구성되어 있다. 현재 운영되고 있는 시스템은 전원장치 리셋시 전 시스템을 리셋해야하고, 상전 단전시 전 시스템이 off된다. 그리고 별도의 통신모듈을 사용하여 장비간 통신이 이루어지고 있다. 또한 카메라부에는 렌즈와 팬/틸트를 제어하기 위한 별도의 장비가 포함되어 있고, 백색 LED 조명이 사용되어 야간에 수위인식주기마다 조명이 on/off 되고 있다. 위와 같은 전원장치의 운영으로 시스템을 안정적으로 운영할 수 없다. 그리고 수위 오인식을 최소화하기 위해서는 연속적인 수위 인식이 필요하지만, 백색 LED조명과 1초에 2프레임을 캡쳐하는 비디오 캡쳐방식에 의해 시스템을 상시로 운영하는 것이 곤란하다. 현재 운영 중인 영상수위계를 안정적으로 운영할 수 있도록 장비별로 제어가 가능하도록 전원 제어장치를 개발하였고, 상전 단전시 최소 30분 정도 전원을 유지할 수 있도록 무정전전원장치(UPS)를 설치하였으며, 측정자료의 저장장치를 하드디스크 타입에서 Flash SSD 메모리 타입으로 교체하였다. 또한 영상수위계 시스템을 상시 운영할 수 있도록 백색 LED조명을 적외선 LED조명으로 교체하였고, 1초에 1회 수위를 인식하도록 수위인식주기와 1초에 25프레임 캡쳐할 수 있도록 비디오 캡쳐방식을 개선하였다. 위와 같은 시스템의 개선으로 시스템을 안정적으로 운영할 수 있게 되어 시스템 고장에 의해 발생하는 수위 결측을 감소시킬 수 있고, 시스템의 상시 운영으로 수 위 오인식을 최소화시킬 수 있을 것으로 판단된다.