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発明の名称 制御棒操作監視装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2003−177195(P2003−177195A)
公開日 平成15年6月27日(2003.6.27)
出願番号 特願2002−321097(P2002−321097)
出願日 平成8年11月27日(1996.11.27)
代理人 【識別番号】100083231
【弁理士】
【氏名又は名称】紋田 誠
【テーマコード(参考)】
2G075
【Fターム(参考)】
2G075 BA17 CA25 FC05 GA15 GA27 
発明者 羽生田 武二 / 加藤 秋夫 / 大塚 正樹 / 長谷川 和久
要約 課題
本装置の試験工程に合わせて一方的にモードSW位置を変更できるようにする。

解決手段
制御棒操作コントローラ8Bは、制御盤から操作された制御棒選択SW情報から対応する制御棒アドレスを算出する通常制御棒選択部8a、算出された制御棒アドレスから駆動指令信号を生成する駆動指令出力部8c、挿入又は引抜きSW信号および操作許可信号の入力によって挿入又は引抜き指令信号を生成する挿入/引抜きインタロック部8b、原子炉モード信号を挿入/引抜きインタロック部8bへ出力する一方、原子炉モード信号が燃料交換モードでかつ許可信号がONのときにのみ原子炉モード信号から模擬原子炉モード信号へ切替えて挿入/引抜きインタロック部8bへ出力するように切替える切替手段23とを設ける。
特許請求の範囲
【請求項1】 制御盤から操作された制御棒選択SW情報から操作する制御棒を特定する制御棒アドレスを算出すると共に、操作対象となる制御棒の挿入または引抜き信号と原子炉の状態を表す原子炉モード信号とから操作対象の制御棒を駆動させるための駆動指令信号を出力する制御棒操作コントローラと、前記駆動指令信号によって制御弁を駆動させ水圧によって前記操作対象の制御棒を挿入または引抜きさせる水圧駆動機構を作動させる現場駆動部と、各制御棒の各位置検出器から位置を特定する接点信号を入力する各制御棒に対応して設ける位置検出基板とこの位置検出基板によって各接点信号を各位置信号に変換して伝送する伝送部とを有する現場位置検出部と、前記各位置信号を受信して各制御棒位置情報へ変換して前記制御盤へ出力する位置監視コントローラとを具備する制御棒操作監視装置において、前記制御棒操作コントローラは、制御盤から操作された制御棒選択SW情報から対応する制御棒アドレスを算出する通常制御棒選択部と、前記算出された制御棒アドレスから前記駆動指令信号を生成する駆動指令出力部と、挿入または引抜きSW信号および操作許可信号の入力によって挿入または引抜き指令信号を生成する挿入/引抜きインタロック部と、前記原子炉モード信号を前記挿入/引抜きインタロック部へ出力する一方、前記原子炉モード信号が燃料交換モードで、かつ、許可信号がONのときにのみ前記原子炉モード信号から模擬原子炉モード信号へ切替えて前記挿入/引抜きインタロック部へ出力するように切替える切替手段とを備えることを特徴とする制御棒操作監視装置。
【請求項2】 制御盤から操作された制御棒選択SW情報から操作する制御棒を特定する制御棒アドレスを算出すると共に、操作対象となる制御棒の挿入または引抜き信号と原子炉の状態を表す原子炉モード信号とから操作対象の制御棒を駆動させるための駆動指令信号を出力する制御棒操作コントローラと、前記駆動指令信号によって制御弁を駆動させ水圧によって前記操作対象の制御棒を挿入または引抜きさせる水圧駆動機構を作動させる現場駆動部と、各制御棒の各位置検出器から位置を特定する接点信号を入力する各制御棒に対応して設ける位置検出基板とこの位置検出基板によって各接点信号を各位置信号に変換して伝送する伝送部とを有する現場位置検出部と、前記各位置信号を受信して各制御棒位置情報へ変換して前記制御盤へ出力する位置監視コントローラとを具備する制御棒操作監視装置において、前記現場位置検出部の各制御棒に対応する位置検出基板の健全性を確認するための接点信号により構成される制御棒模擬位置信号を出力する模擬制御棒位置発生部と、各制御棒の位置を接点によって特定する実際の制御棒の接点信号を入力して前記現場位置検出部の各位置検出基板へ出力する一方、模擬時に前記制御棒模擬位置信号へ切替えて前記現場位置検出部の対応する位置検出基板へ出力する切替部とを備えることを特徴とする制御棒操作監視装置。
【請求項3】 前記模擬制御棒位置発生部は、各制御棒のアドレス情報と該当する模擬位置接点信号とを前記制御棒模擬位置信号として出力する手段と、前記アドレス情報を含む同期信号を所定のタイミングで順次発生する手段とを有する一方、前記切替部は、前記各位置検出基板に対応してそれぞれ切替手段と自己と同じアドレス情報が入力したことを認識して自己の切替手段を模擬側へ切り替える前記切替手段毎にアドレス認識部とを有して、前記同期信号を入力すると該当する切替手段を順次切替えて前記制御棒模擬信号を対応する位置検出基板へ順次出力する手段を備えることを特徴とする請求項2記載の制御棒操作監視装置。
【請求項4】 故障発生時の発生事象情報に対応した調査項目を記述した調査項目データベースと、前記制御棒操作コントローラおよび前記位置監視コントローラに関連する故障情報や運転情報に基づいて、発生事象指定情報を作成し、前記調査項目データベースを参照して該当する調査項目リストを抽出して、抽出された調査項目リストから故障要因を推定して外部へ出力する故障要因推定部とを有する保守コントローラを設ける請求項1乃至請求項3記載のいずれかの制御棒操作監視装置。
【請求項5】 点検毎に各回路の特性を測定した点検に対する測定データを格納する測定データ格納エリアと、前記測定データに対する良否を判定する判定値データを格納する判定値データベースと、測定データの点検周期を格納する点検周期データベースと、対話処理によって所望の点検項目を抽出する点検項目抽出部と、抽出された点検項目について前記測定データ格納エリアから測定データを取り込み前記判定値データベースから判定データを取込み測定データの評価を実行して評価結果を外部へ出力する評価部とを有する保守コントローラを設けることを特徴とする請求項1乃至請求項3記載のいずれかの制御棒操作監視装置。
【請求項6】 定期的に交換を要する部品を記述する定期交換部品データベースと、前記部品の交換実績データを格納する交換実績データ格納エリアと、稼働時間を計測する時間計測部と、前記定期点検データベースの各部品について前記交換実績データ格納エリアの該当する部品の交換実績データと時間計測部の稼働時間とに基づいて交換の要否を判定して、交換要のときメッセージを出力する判定部とを有する保守コントローラを設けることを特徴とする請求項1乃至請求項3記載の制御棒操作監視装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、原子炉内の制御棒位置を制御して原子炉出力を調整する機能と、制御棒の位置を検出して表示する機能と各機能を保守する機能を有する制御棒操作監視装置に関する。
【0002】
【従来の技術】原子炉内には多数(約200本)の制御棒が配置されており、この制御棒を挿入または引抜き操作して原子炉出力を上昇または下降させる。また、各制御棒の位置により炉心状態を常時監視して炉内の健全性を確認しながら運転をする。
【0003】この種の制御棒操作および制御棒位置監視を行う従来の制御棒操作監視装置をBWR(沸騰水型)原子力発電所を例に取り図9乃至図11を参照しながら説明する。
【0004】図9において、原子炉1内には、複数の制御棒2が配置されており、各制御棒2に対応してCRD(Control Rod Drive)水圧駆動機構3が配管上に設置されている。CRD水圧駆動機構3は、1制御棒当たり4つの方向制御弁4a〜4dを適宜開閉動作することにより、制御棒2を挿入方向または引抜き方向に操作し、原子炉内の反応度を制御する。かかる方向制御弁4a〜4dは、制御棒操作監視装置100の現場駆動部9からの指令信号によって制御される。
【0005】制御棒操作監視装置100は、大別して制御棒操作コントローラ8と現場駆動部9と現場位置検出部11と位置監視コントローラ12とからなっている。
【0006】ここで、制御棒操作コントローラ8は、原子炉制御盤5に接続すると共に、監視装置14に接続しており、現場駆動部9は各CRD水圧駆動機構3を駆動する各方向制御弁4a〜4dに接続している。また、現場位置検出部11は、位置検出器10に接続し、位置監視コントローラ12は原子炉制御盤5へ接続している。
【0007】具体的に説明すると、原子炉制御盤5上の制御棒選択SW6および挿入/引抜きSW7から操作員が操作すると、制御棒選択SW6からの制御棒選択SW信号oは通常制御棒選択部8aへ入力されて、選択制御棒アドレスa11が算出される。また、制御棒挿入/引抜きSW信号pが挿入/引抜きインタロック部8bが入力される一方、原子炉1内の反応度を監視する監視装置14からの引抜き許可信号lおよび原子炉制御盤5上の原子炉モードSW13からの原子炉モード信号M(m1,m2,m3)が挿入/引抜きインタロック部8bへ入力されて、挿入指令信号a2または引抜き指令信号a3が生成される。
【0008】原子炉モード信号MはモードSW位置により、燃料交換モードはm1=1、起動モード時はm2=1、運転モード時はm3=1となる信号である。また、制御棒アドレス信号a1と挿入指令信号a2または引抜き指令信号a3が駆動指令出力部8cから駆動指令信号A(a1,a2,a3)として現場駆動部9へ出力される。
【0009】ここで、駆動指令信号Aを(a11,1,0)とすると、現場駆動部9内の選択制御棒アドレスa11に対応した基板9aiから挿入指令信号a2が1、すなわち、挿入方向に制御棒2を制御するように、4弁ある方向制御弁の内4b,4cを励磁して開操作し、CRD水圧駆動機構3を押し上げる方向、すなわち、制御棒2を挿入する側に駆動する。
【0010】一方、CRD水圧駆動機構3の位置に応じて、図10に示すように位置検出器10内に一定間隔に設置された接点S00,S01・・・のうちの1つが動作することによって制御棒2の位置が検出できるように接点信号Bが出力される。
【0011】すなわち、図11に示すように位置検出器10内の複数の接点からの接点信号B(H1,H2,H4,H8,H16,V1,V2,V4,V8,V16,V32)は、水平軸(H軸)5ビット、垂直軸(V軸)6ビット計11ビットのマトリクスで構成されてる11芯のケーブルで入力され、1つの接点が動作すると、11芯のケーブルの内でH軸とV軸が各1ビットがONし、制御棒操作監視装置100の位置監視側の各制御機器により位置が表示される。すなわち、各位置検出器10からの接点信号Bが、現場位置検出部11内の各制御棒2に対応する各位置検出基板11aiに入力され、伝送部11bを経由して中操の位置監視コントローラ12の伝送部12aへ送信され、信号変換部12bにて操作員またはプロセス計算機等が判断できる制御棒位置情報nに変換されて、原子炉制御盤5上の表示装置およびプロセス計算機等の他装置へ出力される。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図9乃至図11で説明した従来の制御棒操作監視装置100は、次のように保守性の面で解決すべき問題がある。
【0013】第1に、CRD水圧駆動機構3および方向制御弁4a〜4dの設備点検を実施した場合、CRDエアベント操作と称する制御棒2の挿入/引抜き操作を各制御棒2毎に複数回実施する必要がある。これは、点検の作業のために水圧駆動水配管内の水圧を一度減圧するので、水圧駆動水配管内に空気が残留していることがある。水圧駆動水配管内に空気が残留していると、空気が圧縮されて水圧の伝搬速度が遅くなり、制御棒を駆動する時間が安定しなので、挿入/引抜き操作を繰り返して駆動水内の残留空気を排出する必要がある。この場合、従来装置では制御棒を1本しか操作できないインタロックとなっており、約200本の制御棒に対応したCRD水圧駆動機構3のエアベント操作を順次1本ずつ実施していた。ところが、制御棒のフルストローク挿入および引抜き操作の所要時間が約2分要し、エアが完全に排出されるまで数回実施する必要があるので、所要時間は10時間以上にも及んでいた。この間、操作員が挿入/引抜きSW7を継続して操作する負担も大変で、しかも、定検期間の短縮の障害となっていた。
【0014】第2に、挿入/引抜きインタロック部8bは、原子炉モード信号Mに応じてインタロックがされるようになっているので、定検時にインタロックの健全性を確認する場合には、原子炉モードSW13を他の位置に切替える必要がある。しかしながら、原子炉モードSW13は各モード毎に多数の接点を有しており、複数の制御装置に接続されていることから、本装置の試験工程に合わせて一方的にモードSW位置を変更することができず、他の制御装置の試験工程との調整が必要である。他の制御装置の試験工程上、モードSW位置の変更が直ちにできない場合待ち時間が発生する。点検期間を短縮するという近年の要求を実現するためには、このような待ち時間を無くする必要がある。
【0015】第3に、点検期間中に制御棒操作監視装置100の位置検出基板11aiの健全性を確認する場合、従来は可搬式の模擬制御棒位置発生部を準備して、位置入力基板への位置検出器からの入力ケーブルを外し、模擬位置発生装置からのケーブルに順次つなぎ替えて位置信号を位置入力基板へ入力し、模擬位置と位置監視コントローラ12からの出力を照合することによって健全性を確認していた。この入力ケーブルの順次つなぎ替え作業のための所要時間は、制御棒1本当たり10分程度必要とし、約200本の制御棒では30時間以上も要し、定検時間の短縮の障害となっていた。
【0016】第4に、制御棒操作監視装置100は、故障発生時に早期に復旧するためには、故障原因と故障発生箇所とを特定する必要があるが、専門技術者が常時待機している訳ではないので、故障発生から故障原因を推定するまである程度の時間を要してしまい、この間に状況が変化したり、操作員の記憶が薄れて操作状況が正確に把握できない場合があった。
【0017】第5に、定検時、制御棒操作監視装置100内の設備機器の健全性を確認する場合には、測定データを整理し、判定値や前回データとの照合を行うが、制御棒操作監視装置100には多数の基板や電源装置があるため、データ整理、照合作業にかなりの時間を要する。また、過去の測定データから機器の劣化状況を推定し、故障発生を未然に防止するための機器交換情報を提供することも重要であるが従来は、このような点検短縮のための点検項目抽出やデータの整理・評価を行う測定データや管理ツールがなかったため、一律に定検時毎に点検していたため、測定データ量が多く、また、データ整理・評価に時間を要していた。
【0018】第6に、原子力発電プラントの場合、ベースロード運用とされ、点検後一年間は継続して運転されるケースが多い。電解コンデンサやバッテリ等のように一定期間使用されると特性が劣化するため定期的な交換を要する電気品については、納入時期と交換周期を目安として装置単位に計画的に交換を実施している。しかしながら、交換予定前の定検中に装置の複数の電源装置の内の1台の電源において、電解コンデンサが劣化したことによる出力電圧リップル値の増加が判明し、直ちに交換が必要と判断されても、定検期間中には部品納期が間に合わずに次回定検時に交換とせざるを得ない可能性がある。また、これらの定期交換部品は定期交換部品リストにより管理されているが、プラント全体では多数の設備機器があり、定検期間や各設備の重要度等からの優先順位により計画されるので、当該設備にとって適切な時期に交換が実施できない場合がある。
【0019】以上述べたように、近年、原子力発電プラント設備の稼働率を向上させて、プラントトータルのランニングコストを低減させる目的で、点検のための運転中止期間を短縮する必要が高まっているが現状はこの停止期間が最低でも約2か月程度必要である。特に、従来の制御棒操作監視装置は、制御棒の本数に対応して現場駆動部および現場位置検出部内に多数の基板等を有しており、検査物量が多いために、定検期間短縮による経済性の向上を図るためには本装置の点検時間を短縮させる必要がある。また、プラント出力の安定維持を実現するためには、本装置の故障発生時に、多数の構成要素の中から故障箇所を迅速に特定し、予備品と交換する等の必要な処置がとられるようにすることは勿論のこと、特性劣化等により機器故障が発生することを防止できるように、定検時採取した機器特性データの適切な管理が必要であるが、従来の保守機能だけではこれらの要求に対して充分な対応ができないという問題がある。
【0020】そこで、本発明は、信頼性を維持しつつ、近年の要求である定検時の点検期間および故障発生時の復旧時間の時間短縮を可能とする制御棒操作監視装置を提供することを目的とする。
【0021】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、制御盤から操作された制御棒選択SW情報から操作する制御棒を特定する制御棒アドレスを算出すると共に、操作対象となる制御棒の挿入または引抜き信号と原子炉の状態を表す原子炉モード信号とから操作対象の制御棒を駆動させるための駆動指令信号を出力する制御棒操作コントローラと、駆動指令信号によって制御弁を駆動させ水圧によって操作対象の制御棒を挿入または引抜きさせる水圧駆動機構を作動させる現場駆動部と、各制御棒の各位置検出器から位置を特定する接点信号を入力する各制御棒に対応して設ける位置検出基板とこの位置検出基板によって各接点信号を各位置信号に変換して伝送する伝送部とを有する現場位置検出部と、各位置信号を受信して各制御棒位置情報へ変換して制御盤へ出力する位置監視コントローラとを具備する制御棒操作監視装置において、制御棒操作コントローラは、制御盤から操作された制御棒選択SW情報から対応する制御棒アドレスを算出する通常制御棒選択部と、算出された制御棒アドレスから駆動指令信号を生成する駆動指令出力部と、挿入または引抜きSW信号および操作許可信号の入力によって挿入または引抜き指令信号を生成する挿入/引抜きインタロック部と、原子炉モード信号を挿入/引抜きインタロック部へ出力する一方、原子炉モード信号が燃料交換モードで、かつ、許可信号がONのときにのみ原子炉モード信号から模擬原子炉モード信号へ切替えて挿入/引抜きインタロック部へ出力するように切替える切替手段とを設けるようにしたものである。この手段によれば、原子炉モード信号を挿入/引抜きインタロック部へ出力する一方、原子炉モード信号が燃料交換モードで、かつ、許可信号がONのときにのみ原子炉モード信号から模擬原子炉モード信号へ切替えて挿入/引抜きインタロック部へ出力するようにしたので、他の制御装置の試験状況により原子炉モードの位置が変更できるようになるまでの待ち時間が無くなる。また、プラント運転中に誤って模擬原子炉モード信号が選択されるおそれが解消することができる。
【0022】請求項2の発明は、制御盤から操作された制御棒選択SW情報から操作する制御棒を特定する制御棒アドレスを算出すると共に、操作対象となる制御棒の挿入または引抜き信号と原子炉の状態を表す原子炉モード信号とから操作対象の制御棒を駆動させるための駆動指令信号を出力する制御棒操作コントローラと、駆動指令信号によって制御弁を駆動させ水圧によって操作対象の制御棒を挿入または引抜きさせる水圧駆動機構を作動させる現場駆動部と、各制御棒の各位置検出器から位置を特定する接点信号を入力する各制御棒に対応して設ける位置検出基板とこの位置検出基板によって各接点信号を各位置信号に変換して伝送する伝送部とを有する現場位置検出部と、各位置信号を受信して各制御棒位置情報へ変換して制御盤へ出力する位置監視コントローラとを具備する制御棒操作監視装置において、現場位置検出部の各制御棒に対応する位置検出基板の健全性を確認するための接点信号により構成される制御棒模擬位置信号を出力する模擬制御棒位置発生部と、各制御棒の位置を接点によって特定する実際の制御棒の接点信号を入力して現場位置検出部の各位置検出基板へ出力する一方、模擬時に制御棒模擬位置信号へ切替えて現場位置検出部の対応する位置検出基板へ出力する切替部を設けるようにしたものである。この手段によれば、模擬時に制御棒模擬位置信号へ切替えて現場位置検出部の対応する位置検出基板へ出力するようにしたので、プラント運転中であっても、位置検出基板へコネクタのつなぎ替え等をすることなく、基板の健全性の確認でき、所要時間が短縮できる。
【0023】請求項3の発明は、請求項2記載の制御棒操作監視装置において、模擬制御棒位置発生部は、各制御棒のアドレス情報と該当する模擬位置接点信号とを制御棒模擬位置信号として出力する手段と、アドレス情報を含む同期信号を所定のタイミングで順次発生する手段とを有する一方、切替部は、各位置検出基板に対応してそれぞれ切替手段と自己と同じアドレス情報が入力したことを認識して自己の切替手段を模擬側へ切り替える切替手段毎にアドレス認識部を有して、同期信号を入力すると該当する切替手段を順次切替えて制御棒模擬信号を対応する位置検出基板へ順次出力する手段を設けるようにしたものである。この手段によれば、切替手段毎にアドレス認識部を有して、アドレスを含む同期信号を入力して自己のアドレスのとき該当する位置検出基板へ制御棒模擬信号が入力するように切り替えるので、人手を介することなく順次切り替えがされ、基板の健全性確認のための所要時間が更に短縮できる。
【0024】請求項4の発明は、請求項1乃至請求項3記載のいずれかの制御棒操作監視装置において、故障発生時の発生事象情報に対応した調査項目を記述した調査項目データベースと、制御棒操作コントローラおよび位置監視コントローラに関連する故障情報や運転情報に基づいて、発生事象指定情報を作成し、調査項目データベースを参照して該当する調査項目リストを抽出して、抽出された調査項目リストから故障要因を推定して外部へ出力する故障要因推定部とを有する保守コントローラを設けるようにしたものである。この手段によれば、装置故障発生時に、発生事象に対応した調査項目が表示されるので、必要な調査が即座に実施できるので、故障原因の特定と復旧までの時間が短縮できる。
【0025】請求項5の発明は、請求項1乃至請求項3記載のいずれかの制御棒操作監視装置において、点検毎に各回路の特性を測定した点検に対する測定データを格納する測定データ格納エリアと、測定データに対する良否を判定する判定値データを格納する判定値データベースと、測定データの点検周期を格納する点検周期データベースと、対話処理によって所望の点検項目を抽出する点検項目抽出部と、抽出された点検項目について測定データ格納エリアから測定データを取り込み判定値データベースから判定データを取込み測定データの評価を実行して評価結果を外部へ出力する評価部とを有する保守コントローラを設けるようにしたものである。この手段によれば、対話入力に応じた点検項目に対して、測定データから監視のために必要な点検項目が付加されて表示されるので、必要な点検項目が漏れなく抽出できると同時に、保守点検計画が早急に立案できる。
【0026】請求項6の発明は、請求項1乃至請求項3記載の制御棒操作監視装置において、定期的に交換を要する部品を記述する定期交換部品データベースと、部品の交換実績データを格納する交換実績データ格納エリアと、稼働時間を計測する時間計測部と、定期点検データベースの各部品について交換実績データ格納エリアの該当する部品の交換実績データと時間計測部の稼働時間とに基づいて交換の要否を判定して、交換要のときメッセージを出力する判定部とを有する保守コントローラを設けるようにしたものである。この手段によれば、定期的に交換が必要な電気部品の交換が、交換時期を過ぎても実施されない場合、表示装置の画面に警報表示するようにしたことで交換されないまま放置されることはない。
【0027】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0028】図1は、本発明の第1実施の形態を示す制御棒操作コントローラの構成図であって、制御棒操作監視装置100の全体構成は、図9とほぼ同様である。
【0029】図1において、従来例を示す図9と同一符号は、同一部分または相当部分を示し、図1は図9の制御棒操作コントローラ8A内に複数制御棒選択部8dと複数駆動指令出力部8eと切替手段20と論理積演算手段21と許可信号入切手段22とを追設し、原子炉モード信号Mが燃料交換モードで、かつ、許可信号入切手段22から許可信号が入力しているときに、1本の制御棒を操作可能とする駆動指令信号Aから駆動指令信号Dへ切替えて4本の制御棒に対応する各CRD水圧駆動機構3を駆動可能としたことに特徴を有する。
【0030】ここで、複数制御棒選択部8dは、制御棒選択SW情報から当該選択された制御棒を含む複数制御棒を選択する複数選択情報を生成する。複数駆動指令出力部8eは、複数選択情報と制御棒の挿入または引抜き信号とから複数駆動指令信号を出力する。論理積演算手段21は、原子炉モード信号Mが燃料モードで、かつ、許可信号が入力すると切替手段20を他方側20aへ切替える。許可信号入切手段22は、入操作によって許可信号を論理積演算手段21へ入力する。
【0031】次に、本発明の第1実施の形態の作用を説明する。
【0032】次に、プラントが停止中で、原子炉モードSWが燃料交換モードの位置あり、CRDエアベントのための制御棒操作を実施する場合について説明する。
【0033】まず、操作員が原子炉制御盤5上の制御棒選択SW6の内、任意の1本の制御棒を選択すると、制御棒選択SW信号oが制御棒操作コントローラ8A内に入力される。制御棒操作コントローラ8A内では、制御棒選択SW信号oが通常制御棒選択部8aおよび複数制御棒選択部8dへ入力されて、各々制御棒アドレスa11および制御棒アドレスcを生成する。ここで、制御棒アドレスcは、選択された制御棒アドレスa11を含む4本の制御棒グループの制御棒アドレスが指定された信号であり、制御棒アドレス(a11,a12,a13,a14)で表わされる。
【0034】続いて、制御棒アドレスa11が駆動指令出力部8cへ入力され、駆動指令信号Aが生成され、制御棒アドレスc(a11,a12,a13,a14)が、複数駆動指令出力部8eへ入力され、複数駆動指令信号Dが生成される。そして、駆動指令信号Aが切替手段20の一方側20aへ入力され、複数駆動指令信号Dが切替手段20の他方側20bへ入力され、切替手段20によって、いずれか一方へ切替えられ駆動指令信号A’が出力される。
【0035】切替手段20は、常時、駆動指令信号Aを選択する構成としているが、CRDエアベント時、許可信号入切手段22を入操作し、原子炉モード信号Mがm=1、すなわち、燃料交換モードのときには、論理積演算手段21によって論理積条件が成立して、切替手段20が他方側20bへ切替えられ、複数駆動指令信号Dが制御棒操作コントローラ8Aからの駆動指令信号A’として現場駆動部9へ出力する。
【0036】現場駆動部9内では、駆動指令信号A’(a11,a12,a13,a14,a2,a3)である制御棒アドレス信号a11から制御棒アドレス信号a14の4本の制御棒2に対応する基板9a1から基板9a14から各制御棒に対応する方向制御弁4a〜4dを励磁する。このとき駆動指令信号a2が1のときには制御棒2を挿入側、駆動指令信号a3が1のときには制御棒2を引抜き側へ駆動させる。これによって、通常1本の制御棒2のみ操作可能のものが定検後のCRD水圧駆動機構3の保守のとき、同時に4本の制御棒2が操作可能となる。
【0037】次に、プラント運転中、原子炉モードSW13の位置が運転位置である場合について説明する。
【0038】操作員が制御棒選択SW6により任意の制御棒を選択して挿入または引抜き駆動を行う場合、前述のように、制御棒操作コントローラ8A内では、駆動指令信号Aと複数駆動指令信号Dとが生成される。この場合、原子炉モード信号Mがm=3、すなわち、運転モードのとき、許可信号入切手段22をONとして許可側へ切替えても論理積演算手段21によって、論理積条件が成立しない。このため切替手段20は駆動指令信号A側を選択する。従って、現場駆動部9では、駆動指令信号Aの制御棒アドレス信号a11に対応する基板9a11から対応する制御棒1本の方向制御弁4a〜4dを励磁して駆動する。
【0039】このように本発明の第1実施の形態によれば、定検時のCRDエアベントで、同時に4本の制御棒の操作が可能となるので、制御棒操作時間を短縮することができる。また、原子炉モードSW13の位置が燃料交換モードのときで、かつ、切替許可が入力しているときに、同時に4本の制御棒を駆動可能な構成としたので、プラント運転中、原子炉モードSW13が起動または運転モード時に誤って複数の制御棒を同時駆動することが無いので、原子炉出力を安全に制御することができる。
【0040】図2は、本発明の第2実施の形態を示す制御棒操作コントローラの構成図であって、他の構成は、図9とほぼ同様である。
【0041】図2において、従来技術を示す図9の制御棒操作監視装置100の制御棒操作コントローラ8と同一符号は、同一部分または相当部分を示し、制御棒操作コントローラ8Bは、切替手段23と論理積演算手段24とを追設し、外部に模擬モード信号発生部15と許可信号入切手段25とを接続して、原子炉モード信号が燃料交換モードで、かつ、許可信号入切手段25からの許可信号がONのときにのみ原子炉モード信号Mから模擬モード信号M1へ切替えて挿入/引抜きインタロック部8bへ出力して挿入/引抜きインタロック部8bのインタロックの確認ができるようにした点に特徴を有する。
【0042】ここで、模擬モード信号発生部15は、模擬するための原子炉モード信号Mを出力する。切替手段23は、原子炉モード信号Mを挿入/引抜きインタロック部8bへ出力する一方、原子炉モード信号Mが燃料交換モードで、かつ、許可信号がONのときにのみ原子炉モード信号Mから模擬原子炉モード信号へ切替えて挿入/引抜きインタロック部8bへ出力するように切替える。論理積演算手段24は、許可信号と原子炉モード信号Mとの論理積条件の成立によって切替手段23を模擬側23bへ切替える信号を出力する。許可信号入切手段25は、入操作によって許可信号を出力する。
【0043】次に、プラントが停止中で、原子炉モード信号Mが燃料交換モードとして、制御棒操作コントローラ8Bのインタロック確認を実施する場合について説明する。
【0044】まず、原子炉制御盤5上の原子炉モードSW13は燃料交換位置である。このとき、他のモード位置でのインタロック確認を行う場合、試験員が許可信号入切手段25をONとすると、このON信号と原子炉モード信号Mはm=1、すなわち、燃料交換モードとが論理積演算手段24へ入力され論理積条件が成立される。これによって、切替手段23が運転側23aから模擬側23bへ切替えられ、許可信号入切手段25からの模擬するための原子炉モード信号M’が挿入/引抜きインタロック部8bへ入力される。
【0045】次に、プラントが運転中で、原子炉モードSW13の位置が運転位置である場合について説明する。
【0046】原子炉モードSW13の位置が運転位置にあるときには、原子炉モード信号Mがm3=1である。この場合に許可信号入切手段25をONとしても、原子炉モード信号Mの燃料交換モードはOFFであり、論理積演算手段24では、論理積条件が不成立で切替手段23では、運転側23aが選択された状態が維持される。
【0047】このように、本発明の第2実施の形態によれば、模擬モード信号発生部15からインタロック確認試験ができるように構成したので、他の制御装置の試験状況により原子炉モードSW13の位置が変更できるようになるまでの待ち時間が無くなる。また、許可信号入切手段25のON信号と燃料交換モードとの論理積条件の成立によって模擬モード信号発生部15からの模擬のための原子炉モード信号Mを使用するように構成したので、プラント運転中に誤って模擬モード信号発生部15からの原子炉モード信号Mが選択されるおそれはない。
【0048】図3は、本発明の第3実施の形態を示す制御棒操作監視装置の部分構成図である。
【0049】図3において、従来例を示す図9と同一符号は、同一部分または相当部分を示し、図3においては、現場位置検出部11と位置検出器10との間に切替部26を設けて、各位置検出器10からの接点信号Bと模擬制御棒位置発生部16からの模擬接点信号B’とを切替え位置検出基板11aiの健全性を確認できる点に特徴を有する。
【0050】ここで、切替部26は、各制御棒の位置を接点によって特定する実際の制御棒の接点信号を入力して現場位置検出部11の各位置検出基板へ出力する一方、模擬時に制御棒模擬位置信号へ切替えて現場位置検出部11の対応する位置検出基板へ出力する。模擬制御棒位置発生部16は、現場位置検出部11の各制御棒に対応する位置検出基板11aiの健全性を確認するための接点信号により構成される制御棒模擬位置信号を出力する。
【0051】次に、プラントが停止中で、制御棒が全挿入中に現場位置検出部11の位置検出基板11aiの健全性を確認するために、制御棒位置信号を変化させる場合について説明する。
【0052】まず、切替部26では、各切替手段27A,27B・・・・が運転側27Aa,27Ba・・・・となっている。ここで、例えば、切替手段27Aが模擬側27Abへ切替えられると位置検出器10からの接点信号Bから模擬制御棒位置発生部16からの模擬接点信号B’へ切替えられる。これによって、位置検出基板11a1へ模擬接点信号B’が入力され、位置検出基板11a1の健全性が確認できる。また、切替手段27Bが模擬側27Bbへ切替えられると位置検出器10からの接点信号Bから模擬制御棒位置発生部16からの模擬接点信号B’へ切替えられ、順次位置検出基板11aiの健全性が確認できる。
【0053】このように、本発明の第3実施の形態によれば、プラント運転中であっても、位置検出基板11aiの健全性を確認したい場合は、位置検出基板11aiに対応する切替部26の切替手段27をON操作すれば、模擬制御棒位置発生部16からの模擬接点信号B’を位置検出基板11aiへ入力することができ、模擬制御棒位置発生部16から位置検出基板11aiへコネクタのつなぎ替え等をすることなく、位置検出基板11aiへ入力し、基板の健全性を確認できるようにしたので、基板の健全性確認のための所要時間が短縮できる。
【0054】図4は、本発明の第4実施の形態を示す制御棒操作監視装置の部分構成図である。
【0055】図4において、第3実施の形態を示す図3と同一符号は、同一部分または相当部分を示し、図4においては、切替部26の代わりに切替部26Aを設け、模擬制御棒位置発生部16の代わりに模擬制御棒位置発生部16Aを設け、人手を介することなく、現場位置検出部11の位置検出基板11aiへの接点信号Bを模擬接点信号B’へ順次切替えて対応する位置検出基板11aiの健全性を確認するようにした点に特徴を有する。
【0056】ここで、切替部26Aは、各位置検出基板11aiに対応してそれぞれ切替手段31iと自己と同じアドレス情報が入力したことを認識して切替信号を出力する。模擬制御棒位置発生部16Aは、所定の順序で順次制御棒のアドレス情報と該当する模擬位置接点信号とを制御棒模擬位置信号として出力する手段とアドレス情報を含む同期信号をタイミングで発生するとを有する。
【0057】次に、現場位置検出部11の位置検出基板11a1への模擬制御棒位置発生部16Aから模擬接点信号B’を入力して健全性を確認する場合について説明する。
【0058】模擬制御棒位置発生部16Aは、まず、制御棒アドレスbiを制御棒アドレスb1に設定し、同期パルスg0を1パルスだけONした後、位置模擬接点をS00から順次S01,S02・・・・と1接点ずつONさせる。これによって、制御棒アドレス認識部30biの内、i=1、すなわち、制御棒アドレス認識部30b1が指定されたことが認識される。そして、同期パルスg0の立ち下がりが入力されると、切替手段31a1をONさせる。これにより、現場位置検出部11aへ模擬接点信号B’が入力される。
【0059】次に、現場位置検出部11の現場位置検出基板11a2へ模擬接点信号B’を入力する場合について説明すると、模擬制御棒位置発生部16Aは、現場位置検出基板11a1への入力において、模擬接点信号B’が最終の模擬接点信号S48まで1接点ずつONし終わると、制御棒アドレスbi=2とし同期パルスg0を発する。従って、同期信号Gは(g0,b2)となる。これによって、制御棒アドレス認識部30biの内で制御棒アドレス認識部30b1は、制御棒アドレスb1から制御棒アドレスb2と変化し自分のアドレスと不一致となると、切替手段31aをOFFとすると一方、制御棒アドレス認識部30b2は、自分のアドレスと一致する。これによって、同期パルスg0の立ち下がりを検出した時点で切替手段31bをONさせる。これにより、現場位置検出部11a2への模擬接点信号B’の入力が可能となる。
【0060】このように、本発明の第4実施の形態によれば、模擬制御棒位置発生部16Aからの模擬接点信号B’を入力するためのコネクタのつなぎ替えを不要とすると共に、模擬接点信号B’のON/OFF操作および各位置検出基板11ai毎に設けた切替手段31iのON/OFF操作を人手を介することなく順次実行するので、基板の健全性確認のための所要時間が更に短縮できる。
【0061】図5は、本発明の第5実施の形態を示す制御棒操作監視装置の構成図である。
【0062】図5において、従来例を示す図9と同一符号は、同一部分または相当部分を示し、図5においては、制御棒操作監視装置100に保守コントローラ17と表示装置18を追設し、故障発生時に故障原因の特定をする点に特徴を有する。
【0063】ここで、保守コントローラ17は、制御棒操作コントローラ8および位置監視コントローラ12に関連する故障情報や運転情報に基づいて、発生事象指定情報を作成し、調査項目データベース17aを参照して該当する調査項目リストを抽出して、抽出された調査項目リストから故障要因を推定して外部へ出力する故障要因推定部17bとを有する。表示装置18は、調査項目リストkに関する調査結果を表示する一方、操作員との対話入力gi入力する。
【0064】次に、本発明の第5実施の形態の作用を図6を参照しながら説明すると、制御棒操作コントローラ8関係の基板の故障事象が発生した場合、制御棒操作コントローラ8からの情報E(ei)が故障要因推定部17b内の発生事象指定部17cへ入力される。そして、発生事象指定部17cから発生事象指定jが調査項目データベース17aへ出力される。調査項目データベース17aは、発生事象指定jを受け取ると、発生事象に対応した調査項目リストkを調査項目入力部dへ出力する。
【0065】調査項目入力部17dは入力された調査項目リストkを表示装置18へ出力して表示すると同時に、調査項目リストkに関する調査結果を表示装置18から操作員との対話入力giによって入力する。同様に、制御棒位置監視コントローラ12関係の基板の故障fiが発生した場合、故障要因推定部17b内の発生事象指定部17cから発生事象指定jが調査項目データベース17aへ出力され、調査項目データベース17aから発生事象に対応した調査項目リストkが、調査項目入力部17dへ入力される。
【0066】このように本発明の第5実施の形態によれば、装置故障発生時に、発生事象に対応した調査項目が表示されるので、必要な調査が即座に実施できるので、故障原因の特定と復旧までの時間が短縮できる。
【0067】図7は、本発明の第6実施の形態を示す制御棒操作監視装置に備える保守コントローラの構成図である。
【0068】図7において、本発明の第5実施の形態を示す図5と同一符号は、同一部分または相当部分を示し、図7においては、保守コントローラ17A内に測定データ格納エリア17eと判定値データベース17fと点検周期データベース17gと第1評価部17jを有する点検項目抽出部17hと第2評価部17kとを設けて、点検項目についての測定データの評価をする点に特徴を有する。
【0069】ここで、測定データ格納エリア17eは定検毎の基板入出力特性等の測定データを格納する。判定値データベース17fは基板等の測定データの良否を判定するためのデータベースである。
【0070】点検周期データベース17gは基板等の点検周期を格納している。点検項目抽出部17hは対話入力giの要求により、測定データ格納エリア17eからの測定データuiと判定値データベース17fから測定データuiに対応した判定値viを第1評価部17jへ入力し、判定値viに対して測定データu1に余裕が少ない場合、点検周期データベース17gからの点検項目wに対して、点検項目を追加後、点検項目1として表示装置へ表示する。
【0071】第2評価部17kでは、前回、前々回の測定データuiを入力して、特性変化状況を調査すると共に、判定値データベース17fから長期的特性変化の判定値viを入力して、判定値に対して余裕が少ない場合には、点検周期に関係なく、点検項目wに追加する。第2評価部17kは、今回測定データu1と、測定項目に対応した判定値v1とを入力して、試験結果のデータ整理および評価を行い、その評価結果を評価データqとして表示装置18へ表示する。
【0072】次に、本発明の第6実施の形態の作用を説明すると、まず、今回点検時の点検を表示装置18に表示した点検項目1に従って実施し、測定データを表示装置18から対話入力giによって測定データ格納エリア17eに格納する。次回点検時の点検項目を抽出する必要があると、点検項目抽出部17hへ対話入力giが入力される。
【0073】点検項目抽出部17hでは、対話入力giを受け取ると、点検周期データベース17gから、次回点検時の点検項目wを抽出すると同時に、測定データ格納エリア17eから今回測定データu1と、測定データu1に対応する判定値v1として点検今回の測定データu1とを入力する。そして、測定データu1が、判定v1に対して余裕が少ない場合には、点検周期に関係なく点検項目wに対して、監視を強化するための点検項目を追加後、点検項目1として、表示装置18へ表示する。
【0074】一方、今回測定データu1を整理し、判定値v1との比較により、良否判定した結果を評価データqとして、表示装置18へ表示する。
【0075】次に、同一機器に関する特性変化状況から点検項目を抽出する場合について説明する。
【0076】対話入力giからの要求を点検項目抽出部17hで受け取ると、測定データ格納エリア17eから、同一機器の過去の測定データuiを入力し、特性変化状況を調査する一方、判定値データベース17fから、特性変化に関する判定viを入力する。特性変化傾向が判定viに対して余裕が少ない場合、点検周期に関係なく、点検項目1として追加する。
【0077】このように本発明の第6実施の形態によれば、対話入力に応じた点検項目に対して、測定データから監視のために必要な点検項目が付加されて表示されるので、必要な点検項目が漏れなく抽出できると同時に、保守点検計画が早急に立案できる。
【0078】図8は、本発明の第7実施の形態を示す制御棒操作監視装置に備える保守コントローラの構成図である。
【0079】図8において、本発明の第5実施の形態を示す図5と同一符号は、同一部分または相当部分を示し、図8においては、保守コントローラ17B内に、交換実績データ格納エリア17mと定期点検データベース17nと時間計測部17pと判定部17qとを設けて、交換が必要な部品をメッセージで出力する点に特徴を有する。
【0080】ここで、交換実績データ格納エリア17mは、部品の交換実績データを格納する。定期点検データベース17nは、定期的に交換を要する部品を記述する。時間計測部17pは、稼働時間を計測する。判定部17qは、定期点検データベース17nの各部品について交換実績データ格納エリア17mの該当する部品の交換実績データと時間計測部17pの稼働時間とに基づいて交換の要否を判定して、交換要のときメッセージを出力する。
【0081】次に、定期的交換が必要な電気品が、定期的に交換実施される場合について説明する。
【0082】稼働開始時点では、各電気部品が交換を必要とするまでの稼働時間Tに対して、経過時間tは小さいため、判定部17qから警報信号sが出力されない。第1回目の交換時期となり、交換が実施された場合は実績が表示装置18からの対話入力giにより、交換実績データ格納エリア17mに格納される。この場合、交換がされた部品の経過時間tは、交換後を起点として算出する。従って、稼働時間Tより経過時間tが再び小さくなるので、判定部17qでは警報信号sを出力しない。
【0083】次に、交換時期に交換実施されていない場合または交換実績データを交換実績データ格納エリア17mへ格納するのを忘れた場合には、判定部17qにおいて、交換までの稼働時間Tに対して経過時間tの方が大きいことが検出される。この結果、警報信号sが表示装置18へ出力される。
【0084】表示装置18では、保守コントローラ17Bからの表示信号hi内に警報信号sがあると警報メッセージエリアに優先的に表示する。これにより、交換が必要であることが確認できる。
【0085】このように本発明の第7実施の形態によれば、定期的に交換が必要な電気部品の交換が、交換時期を過ぎても実施されない場合、表示装置の画面に警報表示するようにしたことで交換されないまま放置されることはない。
【0086】
【発明の効果】以上説明したように請求項1の発明によれば、原子炉モード信号を挿入/引抜きインタロック部へ出力する一方、原子炉モード信号が燃料交換モードで、かつ、許可信号がONのときにのみ原子炉モード信号から模擬原子炉モード信号へ切替えて挿入/引抜きインタロック部へ出力するようにしたので、他の制御装置の試験状況により原子炉モードの位置が変更できるようになるまでの待ち時間が無くなる。また、プラント運転中に誤って模擬原子炉モード信号が選択されるおそれを解消することができる。
【0087】請求項2の発明によれば、模擬時に制御棒模擬位置信号へ切替えて現場位置検出部の対応する位置検出基板へ出力するようにしたので、プラント運転中であっても、位置検出基板へコネクタのつなぎ替え等をすることなく、基板の健全性の確認でき、所要時間が短縮できる。
【0088】請求項3の発明によれば、切替手段毎にアドレス認識部を有して、アドレスを含む同期信号を入力して自己のアドレスのとき該当する位置検出基板へ制御棒模擬信号が入力するように切り替えるので、人手を介することなく順次切り替えがされ、基板の健全性確認のための所要時間が更に短縮できる。
【0089】請求項4の発明によれば、装置故障発生時に、発生事象に対応した調査項目が表示されるので、必要な調査が即座に実施でき、故障原因の特定と復旧までの時間が短縮できる。
【0090】請求項5の発明によれば、対話入力に応じた点検項目に対して、測定データから監視のために必要な点検項目が付加されて表示されるので、必要な点検項目が漏れなく抽出でき、保守点検計画が早急に立案できる。
【0091】請求項6の発明によれば、定期的に交換が必要な電気部品の交換が、交換時期を過ぎても実施されない場合、表示装置の画面に警報表示するようにしたことで交換されないまま放置されるおそれを解消できる。




 

 


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