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発明の名称 制御棒駆動時間測定装置およびその校正方法、診断方法および補正方法
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2007−121144(P2007−121144A)
公開日 平成19年5月17日(2007.5.17)
出願番号 特願2005−314687(P2005−314687)
出願日 平成17年10月28日(2005.10.28)
代理人 【識別番号】100087332
【弁理士】
【氏名又は名称】猪股 祥晃
発明者 江浦 和義 / 加藤 秋夫 / 古川 智昭 / 田原 卓兒 / 上路 達哉
要約 課題
制御棒の駆動動作を作業性良く正確に測定し検証できる制御棒駆動時間測定装置およびその校正方法、診断方法および補正方法を提供する。

解決手段
測定すべき制御棒を指定する制御棒操作モジュール2と、駆動開始指令および駆動時間測定開始指令を出力する測定開始信号発生器1と、制御棒位置検出器10と、制御棒位置検出器10からストローク信号を入力し、ストローク信号に時間情報を付加し、ストローク信号と時間情報に基づいて状変時間データを生成する時間タグ付PIO回路20と、状変時間データを入力し制御棒毎の計測時間を監視するコントローラ30と、スクラム時間データの編集を行うホスト計算機140と、スクラム時間情報を表示する表示装置50と、制御棒駆動にかかわる基準パルス信号、測定開始模擬信号およびストローク模擬信号を出力する制御棒駆動基準パルス発生器160と、信号切替器110とを備える。
特許請求の範囲
【請求項1】
駆動時間を測定すべき制御棒を指定する制御棒操作モジュールと、前記指定された制御棒の駆動開始指令および駆動時間測定開始指令を出力する測定開始信号発生器と、制御棒の位置を検出しストローク信号を出力する制御棒位置検出器と、前記制御棒位置検出器からストローク信号を入力し、ストローク信号に時間情報を付加し、ストローク信号と時間情報に基づいて状変時間データを生成すると共に蓄える時間タグ付PIO回路と、前記時間タグ付PIO回路から状変時間データを入力し制御棒ごとの計測時間を監視するコントローラと、前記コントローラから計測時間データを入力しスクラム時間データの編集を行うホスト計算機と、前記ホスト計算機からのスクラム時間情報を表示する表示装置と、制御棒駆動にかかわる基準パルス信号、測定開始模擬信号およびストローク模擬信号を出力する制御棒駆動基準パルス発生器と、前記測定開始信号発生器および前記制御棒位置検出器からの信号と前記制御棒駆動基準パルス発生器からの信号を切替える信号切替器とを備えていることを特徴とする制御棒駆動時間測定装置。
【請求項2】
前記状変時間データが前記時間タグ付きPIO回路内のメモリに正常に記憶され或いは前記コントローラから読み出しされているか否かを診断する診断手段と、前記診断手段によりデータ異常が発見された場合にその旨を通知する異常通知手段と、前記コントローラから前記ホスト計算機へのデータ伝送において伝送データに診断用パケットを付加する診断用パケット付加手段と、前記ホスト計算機内で伝送データを確認して応答用パケットを折り返しの伝送データに付加する応答用パケット付加手段と、前記診断用パケットと応答用パケットを照合して伝送の健全性を検証する検証手段と、異常が検出された際に再伝送を試み、異常が所定の時間継続した場合に所定のメッセージを表示する表示手段とを備えていることを特徴とする請求項1記載の制御棒駆動時間測定装置。
【請求項3】
前記表示装置から前記制御棒駆動基準パルス発生器にて発生する測定開始模擬信号およびストローク模擬信号の設定値の設定を行う表示装置操作手段と、前記設定値を保存するパルス発生器テーブルと、前記測定開始模擬信号およびストローク模擬信号による計測値と前記設定値から制御棒駆動時間の補正値を求める演算手段と、前記補正値を保存する補正値テーブルとを備えていることを特徴とする請求項1記載の制御棒駆動時間測定装置。
【請求項4】
前記基準パルス信号によって前記測定開始模擬信号およびストローク模擬信号を校正し、前記校正された測定開始模擬信号およびストローク模擬信号によって制御棒駆動時間測定装置を校正することを特徴とする請求項1記載の制御棒駆動時間測定装置の校正方法。
【請求項5】
前記状変時間データが前記時間タグ付きPIO回路内のメモリに正常に記憶され或いは前記コントローラから読み出しされているか否かを診断し、データ異常が発見された場合にはその旨を通知し、前記コントローラから前記ホスト計算機へのデータ伝送において伝送データに診断用パケットを付加し、前記ホスト計算機内で伝送データを確認して応答用パケットを折り返しの伝送データに付加し、前記診断用パケットと応答用パケットを照合して伝送の健全性を検証し、異常が検出された際に再伝送を試み、異常が所定の時間継続した場合に所定のメッセージを表示することを特徴とする請求項1記載の制御棒駆動時間測定装置の診断方法。
【請求項6】
前記表示装置から前記制御棒駆動基準パルス発生器にて発生する測定開始模擬信号およびストローク模擬信号の設定値を設定し、前記測定開始模擬信号およびストローク模擬信号による計測値と前記設定値から制御棒駆動時間の補正値を求めることを特徴とする請求項1記載の制御棒駆動時間測定装置の補正方法。

発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、原子炉に備えられる制御棒駆動機構の健全性を検証するために設けられる制御棒駆動時間測定装置およびその校正方法、診断方法および補正方法に関する。
【背景技術】
【0002】
原子力発電に供される原子炉においては制御棒駆動機構の健全性を検証するために制御棒駆動時間を計測する制御棒駆動時間測定装置が設けられている(特許文献1)。そして原子炉の運転中に万一スクラム事象が発生した場合に対処するため、制御棒挿入速度のスクラム時間測定、或いは、点検中の制御棒毎の操作であるシングルスクラム・挿入/引抜の時間測定が行われる。シングルスクラムの時間測定は、原子炉プラント立上げ直前に実施されるクリティカルパス作業である。万一、制御棒駆動時間測定装置で正常な測定値が得られない場合はプラント立上げが延期される。
【0003】
図13は、従来の沸騰水型原子炉向けのシングルスクラム時間測定機能を有する制御棒駆動時間測定装置の構成図である。すなわち、図13に示す制御棒駆動時間測定装置は、測定開始信号発生器1と、制御棒操作モジュール2と、制御棒位置検出器10と制御棒駆動時間測定装置本体100からなり、制御棒駆動時間測定装置本体100は、リレー26と、時間タグ付PIO(プロセス入出力)回路20と、コントローラ30と、ホスト計算機40と、CRT(表示装置)50を備えている。原子炉NVには、原子炉の出力調整を行う複数の制御棒L1〜L185が設置されている。なお、制御棒本数は原子炉の出力によって異なってくるが、ここでは185本で説明する。
【0004】
制御棒L1〜L185は、測定開始信号発生器1から出力されるスクラム信号により制御棒駆動装置D1〜D185により駆動される。スクラム信号とは、原子炉NVを緊急停止するために全ての制御棒L1〜L185を全挿入位置に挿入させるイベントトリガ信号であり、測定開始信号SKとして図15に示す。制御棒駆動装置D1〜D185は、各制御棒L1〜L185の全長引抜き位置からの相対位置、すなわち各制御棒L1〜L185の駆動量に応じたパルス状のストローク信号を制御棒位置検出器10に出力する。
【0005】
制御棒位置検出器10は、図15に示すように入力信号であるストローク信号SRをパルス状の波形から状変データに変換して出力する。ストローク信号とは、スクラム信号である測定開始信号SKが発せられてから各制御棒L1〜L185が炉心上部に向かって挿入される移動距離を示す信号である。全ストロークの所要時間は約2秒であるが、この時間を制御棒駆動時間測定装置本体100にてスクラム時間として計測する。
【0006】
このような構成の従来の制御棒駆動時間測定装置の動作を図14のフローチャートを用いて説明する。
まず制御棒本数分の時間タグ付PIO回路20を初期化し(ステップ61)、シングルスクラムトリガである測定開始信号SKを待ち受ける。このとき、コントローラ30の計測時間監視部32も同じく測定開始信号SKを待ち受ける。
【0007】
次にシングルスクラム信号の発生有無をチェックし(ステップ62)、有りの場合にはスクラム時間データの表示のリアルタイム性を確保するために制御棒操作モジュール2から制御棒No.を入力する(ステップ63)。更にコントローラ30の計測時間監視部32が計測監視のタイマー32aをスタートさせる(ステップ64)。
【0008】
このスタートにて計測時間監視部32は時間タグ付PIO回路20のメモリ24に記憶動作の開始を要求し、メモリ24に測定開始信号SKからのストローク信号SRである状変時間データJが蓄えられる。ここで、複数の基板で構成される時間タグ付PIO回路20の入力前段にシングルスクラム等の測定開始信号を分岐入力させるためのリレー26が接続されているが、このリレー26の動作時間が例えば10m秒程度あるので時間データは短めに計測される。
【0009】
計測時間監視部32の計測監視がスクラム計測期間(例えば10秒)になるまで、ストローク信号SRの状変がある度に時間タグ付PIO回路20のメモリ24のトップから逐次、時系列的に蓄えられる(状変時間データの蓄積)。タイマー32aによって計時されている計測時間監視部32の計測監視がスタートから10秒に到達後(ステップ65)、計測時間監視部32から時間タグ付PIO回路20に対して計測の停止を指令する(ステップ66)。
【0010】
その後、コントローラ30の計測データ処理部33はメモリ24に蓄えられた状変時間データをPIOI/F(プロセス入出力インターフェース)25,31を介して入力する。
更にコントローラ30の計測データ処理部33は状変時間デ−タJを伝送I/F35,41を介してホスト計算機40に伝送する(ステップ67)。
【0011】
ホスト計算機40は伝送I/F41にて伝送された状変時間データJを編集し、スクラム時間を求める。このスクラム時間に補正値テーブル42bの補正値を加算する。その後、現在時刻タイマー42Cの値を付加してデータベース42aに更新すると共に画面入出力部43を介してデータ処理を行いCRT50にスクラム時刻、スクラム時間の表示を行う(ステップ68)。CRT50の表示内容を図16に示す。
【特許文献1】特開2005−233707号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
上述の従来の制御棒駆動時間測定装置は下記のような解決すべき課題を有している。
すなわち、まず制御棒の実動作による検証作業であることである(課題1)。制御棒実動によるスクラム時間データ採取とその時間データの精度評価作業は原子炉プラント立上げ直前に実施されるクリティカルパス作業である。万一、本装置で正しく計測出来ない場合はプラント立上げが延期される。これは運転員に対して精神的なストレスとなる。更には、前述の精度評価作業では校正済みの電磁オシロの準備も必要である。
【0013】
次に装置の異常通知が無いことである(課題2)。従来の制御棒駆動時間測定装置では異常通知手段が備えられていない。例えば、測定操作を実施した場合にも計測欠け或いはデータ化けが考えられる。スクラム時刻が更新されていないか或いはデータ値が大幅に相違すれば運転員は装置の異常に気がつくが、装置内での入力基板或いは伝送でデータ欠損が生じても運転員は装置の異常個所を特定することができない。これにより装置の復旧時間を長引かせ、装置稼働率が低下する原因となる。データ化けについては、近似値であれば誤測定のままのスクラム時間データでの運用が懸念される。
【0014】
次にスクラム信号発生回路に使用されるリレー動作補正値の設定作業が必要であることである(課題3)。前述した従来技術で、スクラム信号発生を時間タグ付PIO回路に分配入力するリレーがある。このリレーの実動作時間はスクラム時間を短めに表示してしまう。従来は、このリレーの実動作時間を電磁オシロ等で試行回数平均算出し、装置にスクラム時間の補正値として人手で設定している。この作業を装置導入時或いは毎点検時に実施するのは作業員への負担となっている。
【0015】
そこで本発明は、制御棒の駆動動作を作業性良くかつ正確に測定し検証することのできる制御棒駆動時間測定装置およびその校正方法、診断方法および補正方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0016】
上記課題を解決するために、本発明の制御棒駆動時間測定装置は、駆動時間を測定すべき制御棒を指定する制御棒操作モジュールと、前記指定された制御棒の駆動開始指令および駆動時間測定開始指令を出力する測定開始信号発生器と、制御棒の位置を検出しストローク信号を出力する制御棒位置検出器と、前記制御棒位置検出器からストローク信号を入力し、ストローク信号に時間情報を付加し、ストローク信号と時間情報に基づいて状変時間データを生成すると共に蓄える時間タグ付PIO回路と、前記時間タグ付PIO回路から状変時間データを入力し制御棒ごとの計測時間を監視するコントローラと、前記コントローラから計測時間データを入力しスクラム時間データの編集を行うホスト計算機と、前記ホスト計算機からのスクラム時間情報を表示する表示装置と、制御棒駆動にかかわる基準パルス信号、測定開始模擬信号およびストローク模擬信号を出力する制御棒駆動基準パルス発生器と、前記測定開始信号発生器および前記制御棒位置検出器からの信号と前記制御棒駆動基準パルス発生器からの信号を切替える信号切替器とを備えている構成とする。
【0017】
本発明の制御棒駆動時間測定装置の校正方法は、前記基準パルス信号によって前記測定開始模擬信号およびストローク模擬信号を校正し、前記校正された測定開始模擬信号およびストローク模擬信号によって制御棒駆動時間測定装置を校正する方法とする。
【0018】
本発明の制御棒駆動時間測定装置の診断方法は、前記状変時間データが前記時間タグ付きPIO回路内のメモリに正常に記憶され或いは前記コントローラから読み出しされているか否かを診断し、データ異常が発見された場合にはその旨を通知し、前記コントローラから前記ホスト計算機へのデータ伝送において伝送データに診断用パケットを付加し、前記ホスト計算機内で伝送データを確認して応答用パケットを折り返しの伝送データに付加し、前記診断用パケットと応答用パケットを照合して伝送の健全性を検証し、異常が検出された際に再伝送を試み、異常が所定の時間継続した場合に所定のメッセージを表示する方法とする。
【0019】
本発明の制御棒駆動時間測定装置の補正方法は、前記表示装置から前記制御棒駆動基準パルス発生器にて発生する測定開始模擬信号およびストローク模擬信号の設定値を設定し、前記測定開始模擬信号およびストローク模擬信号による計測値と前記設定値から制御棒駆動時間の補正値を求める方法とする。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、制御棒の駆動動作を作業性良くかつ正確に測定し検証することのできる制御棒駆動時間測定装置およびその校正方法、診断方法および補正方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0021】
(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態を図1〜図4を参照して説明する。本実施の形態は前記課題1に対応するものであり、制御棒駆動時間測定装置本体200内の現場設置部分に測定開始模擬信号とストローク模擬信号を発生する制御棒駆動基準パルス発生器160を具備する。この制御棒駆動基準パルス発生器160は時間タグ付PIO回路20の前段である入力部に信号切替器110を介して常時接続で制御棒駆動時間測定装置本体200内に設置する。また、この制御棒駆動基準パルス発生器160は基準パルス発生回路163を具備する。
【0022】
すなわち本実施の形態の制御棒駆動時間測定装置は、図1に示すように、測定開始信号発生器1と、制御棒操作モジュール2と、制御棒位置検出器10と、計測器70と、制御棒駆動時間測定装置本体200を備え、制御棒駆動時間測定装置本体200は、信号切替器110と、リレー26と、制御棒駆動基準パルス発生器160と、時間タグ付PIO回路20と、コントローラ30と、ホスト計算機140と、CRT50を備えている。
【0023】
制御棒駆動基準パルス発生器160は、図2に示すように、基準パルス発生回路163と、基準パルス用タイマー163aと、パルス発生回路161と、パルス発生用タイマー161aと、メモリ162を備えている。信号切替器110は測定開始信号切替器111とストローク信号切替器112を備えている。
【0024】
制御棒駆動時間測定装置本体200の時間タグ付PIO回路20は、複数の基板上に構成されストローク信号SRの状変時間データの検出時間を蓄える。基板1枚当り制御棒複数本分の入力信号を処理し蓄える機能を有するように各種の部品を実装してある。例えば、基板1枚当り制御棒4本分の入力信号を処理し、蓄える機能を持たせるように構成しており、全制御棒の数を185本とした場合、185本分の入力信号を約47枚の基板によって分散して処理し蓄える。
【0025】
このため、制御棒位置検出器10から出力される全制御棒185本分のストローク信号SRを制御棒4本分毎にそれぞれ分散して入力するディジタル入力部(図中、DIと表記)21と、このディジタル入力部21に入力されたストローク信号SRを測定開始信号SKの発生に基づいてスキャン(走査)して状変の都度タイマー22の値を付加し(以降、これを状変時間と称す)時系列に並べて出力するスキャンドライバ23と、このスキャンドライバ23の出力データを記憶する不揮発性のメモリ(以下、単にメモリという)24と、メモリ24に蓄えられたデータを後段に設けたコントローラ30からの要求にて送信するプロセス入出力インターフェース(図中、PIO I/Fと表記)25とから構成されている。
【0026】
コントローラ30は、磁気ディスクを使用しておらず、このため冷却ファンも必要としない構成になっている。すなわち、プロセス入出力インターフェース25と同様のプロセス入出力インターフェース31と、測定開始信号発生器1から出力される測定開始信号SKを入力し、制御棒動作の計測時間を監視し始め、時間タグ付PIO回路20内のメモリ24の記憶動作開始・停止を制御する計測時間監視部32と、この計測時間監視部32からメモリ24が記憶動作開始指令を受けた時点から計時を開始し、その計時開始時点から所定の時間が経過した時にメモリ24の記憶動作を停止させる計測時間監視用のタイマー32aと、メモリ24に蓄えられている状変時間データをプロセス入出力インターフェース25および31を介して入力する計測データ処理部33と、後段のホスト計算機140にデータ伝送する伝送インターフェース(図中、I/Fと表記)35とから構成されている。
【0027】
ホスト計算機140は、高速演算のニーズを必要としないプロセッサであって、コントローラ30で算出した各制御棒L1〜L185のスクラムストローク時間を入力する伝送インターフェース41と、この伝送インターフェース41から入力した各制御棒L1〜L185のスクラムストローク時間を画面入出力部43を介してCRT50に出力すると共に、データベース42aに出力する編集部42と、補正値テーブル42bとから構成されている。
【0028】
制御棒駆動基準パルス発生器160と信号切替器110の動作を図3を用いて説明する。制御棒駆動基準パルス発生器160の運転員が操作するスイッチは基準パルス発生スイッチ165、切替スイッチ166およびストローク模擬信号発生スイッチ164であり、これらスイッチによる動作の流れは下記の通りである。
【0029】
<基準パルス発生スイッチ165>
基準パルス発生スイッチ165を運転員が押すことにより、基準パルス信号SPを発生する基準パルス発生回路163に動作指令が入力される。基準パルス発生回路163では基準パルス発生スイッチ165が押されている間、基準パルス用タイマー163aの計時に従って図3に示すように一定間隔の基準パルス信号SPを出力する。この基準パルス信号SPは基準パルス計測器用ジャック168にも出力される。
【0030】
<切替スイッチ166>
切替スイッチ166を運転員が押すことにより、切替スイッチ166に内蔵のランプが点灯する(制御棒駆動基準パルス発生器160への切替中の表示)。その後、切替信号CHの”入”が測定開始信号切替器111とストローク信号切替器112に出力され、測定開始信号切替器111とストローク信号切替器112内の接点が制御棒駆動基準パルス発生器160側に切り替わる。
【0031】
切替スイッチ166は、制御棒駆動基準パルス発生器160内の測定開始模擬信号SK2とストローク模擬信号SR2を出力可能状態するようなインターロックを有する。運転員が再度、切替スイッチ166を押すことにより、切替スイッチ166に内蔵のランプが消灯する(制御棒駆動基準パルス発生器160の切り離し表示)。その後、切替信号CHの”切”が測定開始信号切替器111とストローク信号切替器112に出力され、測定開始信号切替器111とストローク信号切替器112内の接点が測定開始信号発生器1と制御棒位置検出器10側の入力に切り替わる。
【0032】
<ストローク模擬信号発生スイッチ164>
ストローク模擬信号発生スイッチ164を運転員が押すことにより、測定開始模擬信号SK2とストローク模擬信号SR2を発生させるパルス発生回路161に動作指令が入力される。パルス発生回路161では、ストローク模擬信号発生スイッチ164を押した時、まず測定開始模擬信号SK2を発生させパルス発生用タイマー161aをスタートさせる。その後、メモリ162に収納されているチャネルCH1〜CHnの状変時間データに示される値がタイマー161aと照合し一致したならば、図3に示すような状変信号である状変1を発生させる。そしてメモリ162の状変時間データとパルス発生用タイマー161aを繰り返し照合しながら、状変信号データを状変48までを発生させる。これにより、何回やっても常に一定のパルス信号が可能となる。これら、測定開始模擬信号SK2とストローク模擬信号SR2は計測器用ジャック167にも出力される。
【0033】
次に制御棒駆動基準パルス発生器160と制御棒駆動時間測定装置本体200の校正のフローについて図4を使用して説明する。
まず、制御棒駆動基準パルス発生器160の校正について説明する。制御棒駆動基準パルス発生器160に計測器70を運転員が接続する(ステップ11)。次に、基準パルス発生スイッチ165を押すことにより基準パルス信号SPを基準パルス発生回路163より発生し、ストローク模擬信号SR2と、測定開始模擬信号SK2をパルス発生回路161より出力して(ステップ12)、計測器70にて上記3信号を記録する(ステップ13)。3信号の記録例を図3に示す。この記録の基準パルス信号SPに基づき、測定開始模擬信号SK2およびストローク模擬信号SR2のパルス幅およびパルス間隔の精度が基準値内にあるか否か確認する(ステップ14)。測定開始模擬信号SK2およびストローク模擬信号SR2の精度が基準値内である場合、制御棒駆動基準パルス発生器160の校正を完了し、精度が基準値外の場合は、制御棒駆動基準パルス発生器160の調整を行う(ステップ15)。
【0034】
次に、制御棒駆動時間測定装置本体200の校正について説明する。制御棒駆動時間測定装置本体200内に設置された制御棒駆動基準パルス発生器160の切替スイッチ166を押して信号切替器110の入力元を制御棒駆動基準パルス発生器160側に切り替える(ステップ16)。次にストローク模擬信号発生スイッチ164を押して、ストローク模擬信号SR2と測定開始模擬信号SK2をパルス発生回路161より出力する(ステップ17)。制御棒駆動時間測定装置本体200ではストローク模擬信号SR2と測定開始模擬信号SK2に基づいて制御棒駆動時間を測定する(ステップ18)。制御棒駆動時間測定装置本体200の計測結果とストローク模擬信号SR2の動作時間とを比較して計測結果の精度が基準値内にあるか確認する(ステップ19)。制御棒駆動時間測定装置本体200の計測結果である制御棒駆動時間の精度が基準値内である場合、制御棒駆動時間測定装置本体200の校正を完了し、精度が基準値外の場合は、制御棒駆動時間測定装置本体200の調整を行う(ステップ20)。
このようにして制御棒駆動時間測定装置本体200を校正したのちに、[背景技術]において図14を用いて説明した動作とほぼ同じ動作によって制御棒駆動時間を測定する。
【0035】
本実施の形態の制御棒駆動時間測定装置によれば、実際の制御棒駆動機構の駆動時間を測定する前に模擬信号SK2,SR2によって制御棒駆動時間測定装置本体200を校正し調整することができるので、制御棒の駆動動作を作業性良く正確に測定し検証することができる。制御棒駆動時間測定装置の点検期間中に装置の計測精度と健全性を確認することができるので、プラント立上げでのクリティカルパス作業項目ではなくなり、運転員の精神的な負担を緩和することができる。
【0036】
(第2の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態を図5〜図8を参照して説明する。
本実施の形態は前記課題2に対応して、制御棒駆動時間測定装置本体201内の時間データ算出を司る機能箇所および汎用プロトコルの採用により透明性の低い機能箇所に診断チェック機能を設ける。時間データ算出を司る機能箇所としては、現場設置部分の時間タグ付PIO回路121内に回路診断結果付加回路を設け、データ編集を行うホスト計算機141に回路診断結果チェック回路を設ける。汎用プロトコルの採用により透明性の低い機能箇所としては、中央操作室設置のコントローラ131〜ホスト計算機141間の伝送回路に伝送診断回路を設ける。
【0037】
すなわち本実施の形態の制御棒駆動時間測定装置は、図5に示すように、測定開始信号発生器1と、制御棒操作モジュール2と、制御棒位置検出器10と、制御棒駆動時間測定装置本体201を備え、制御棒駆動時間測定装置本体201は、信号切替器110と、リレー26と、制御棒駆動基準パルス発生器160と、時間タグ付PIO回路121と、コントローラ131と、ホスト計算機141と、CRT50およびCRT138を備えている。
【0038】
時間タグ付PIO回路121は、ディジタル入力部21と、スキャンドライバ23と、タイマー22と、メモリ24と、回路診断部127と、プロセス入出力インターフェース25を備えている。コントローラ131は、プロセス入出力インターフェース31と、計測時間監視部32と、タイマー32aと、計測データ処理部33と、伝送診断部136と、画面出力部137と、伝送インターフェース35を備えている。ホスト計算機141は、伝送インターフェース41と、伝送診断部144と、編集部42と、データベース42aと、補正値テーブル42bと、診断表示編集部146と、回路診断部145と、画面入出力部43を備えている。信号切替器110と制御棒駆動基準パルス発生器160の構成は図2に示したところと同じである。
【0039】
回路診断は下記のように行う。すなわち図6に示すように、まず回路診断部127では時間タグ付PIO回路121のディジタル入力(DI)異常、タイマー異常、メモリパリティ発生の検出を行う。スキャンドライバ23ではストローク信号SRを入力しディジタルのON/OFF状態の信号に変換するディジタル入力部21の回路に異常が検出されたならば、診断データKにDI異常指標をセットして回路診断部127に通知する(ステップ21)。次に、ディジタル入力異常が検出されていなければ、スキャンドライバ23で状変時間算出のベースである時間データを入力するためにタイマー22を参照する。この時、タイマー22に異常が検出されたならば、診断データKにタイマー異常指標をセットして回路診断部127に通知する(ステップ22)。その後、ディジタル入力異常でなければ、タイマー値に対してパリティコードを付加してメモリ24に蓄える。例えば、奇数パリティの場合はタイマー22の2進ビット列に対して、全体が奇数となるようにパリティビットを付加する。以上のディジタル入力〜パリティコード付加の動作ステップをディジタル入力信号の状変がある度に一連で進行させる(ステップ23)。
【0040】
コントローラ131で監視している計測期間に到達後、メモリ24を入力後にパリティコードのチェックを行う。例えば、奇数パリティの場合はタイマー22の2進ビット列に対して、全体が奇数となるようにパリティビットをチェックする。チェック後、パリティビットに整合性がなければパリティ発生として診断データKにパリティ発生指標をセットして回路診断部127に通知する。
【0041】
ホスト計算機141では前記、回路診断部127からの診断データKを、コントローラ131を経由して入力し、回路診断部145にて診断データKをデータベース42aに更新する(ステップ24)。このデータベース42aを診断表示編集部146にて参照し、診断データKで異常がセットされていれば画面入出力部43を介してCRT50に異常メッセージを出力する。この時、スクラム時刻を更新するが、スクラム時間については異常データ表示であるコード表示を行う。
【0042】
次に装置内の伝送健全性の検証に係わる伝送診断について図7に示すフローと図8を用いて説明する。図8は、装置内のコントローラ131とホスト計算機141間におけるシングルスクラム計測時の伝送プロトコルの流れを示している。
【0043】
コントローラ131は状変時間データJをホスト計算機141へ伝送するに当たり、まずイベント種別を含む初回診断パケットを出力する。その際に、伝送診断部136において診断パケットを付加し、伝送インターフェース35を介しホスト計算機141に対して伝送出力する(ステップ31〜32)。
【0044】
伝送出力データは、ホスト計算機141の伝送インターフェース41を介して入力され伝送診断部144へ送られる。伝送診断部144では、イベント種別信号を確認し、付加されていた診断パケットのみを応答パケットとして折り返しコントローラ131に伝送出力する(ステップ33〜34)。
【0045】
コントローラ131に入力された応答パケットは、伝送診断部136にて初めに付加した初回診断パケットと照合する(ステップ36)。照合の結果が一致していればイベント種別信号の伝送成功(ステップ37〜38)とし、次の状変時間データの伝送ステージに移行する。照合の結果が不一致、もしくは所定の時間内に応答パケットの入力が無い場合(ステップ35)は伝送失敗とし、所定回数の伝送リトライを試みる(ステップ35a)。所定回数リトライ後も伝送失敗となる場合は、警報を出力または画面出力部137経由でCRT138にメッセージを出力する(ステップ46)。
【0046】
状変時間データJの伝送診断も同様の手順で行う。イベント種別信号伝送が成功したら、コントローラ131は伝送診断部136にて状変時間データJに診断パケットを付加し(ステップ39)、ホスト計算機141に伝送出力する(ステップ40)。
【0047】
ホスト計算機141の伝送診断部144において、入力した状変時間データJを確認の上データベース42aに格納し、診断パケットのみを応答パケットとして折り返しコントローラ131に伝送出力する(ステップ41〜42)。コントローラ131の伝送診断部136にて、入力した応答パケットと2回目診断パケットを照合し(ステップ44)、一致していれば状変時間データJの伝送成功(ステップ45)とし伝送完了となる。不一致、もしくは所定の時間内に応答パケットの入力が無い(ステップ43)場合は伝送失敗とし所定回数の伝送リトライする(ステップ43a)。所定回数リトライ後も伝送失敗となる場合は、警報を出力または画面出力部137経由でCRT138にメッセージを出力する(ステップ46)。
【0048】
本実施の形態の制御棒駆動時間測定装置によれば、実際の制御棒駆動機構の駆動時間を測定する前に制御棒駆動時間測定装置本体201の回路およびデータ伝送機能を診断することができるので、制御棒の駆動動作を作業性良く正確に測定し検証することができる。装置の計測不可箇所或いはスクラム時間のデータ欠損メッセージが出力されるので運転員に的確に通知される。ついては装置の復旧時間が短縮され稼働率が向上する。更には、パリティ付加コードの動作で保障されるので、表示されるスクラム時間データに対して疑う必要がなく、十分なる信頼性が確保される。
【0049】
(第3の実施の形態)
本発明の第3の実施の形態を図9〜図12を参照して説明する。
本実施の形態は前記課題3に対応するものであり、制御棒駆動基準パルス発生器160の出力波形であるスクラム時間は一定である。このスクラム時間を予めデータ編集するホスト計算機に運転員が設定可能なパルス発生器テーブル142Cを具備する。更に、制御棒駆動基準パルス発生器160を動作させ制御棒駆動時間測定装置本体200が算出したスクラム時間データと前述のパルス発生器テーブル142Cとの差異を求め、補正値テーブル42bに設定する回路を具備する。
【0050】
すなわち本実施の形態の制御棒駆動時間測定装置は、図9に示すように、測定開始信号発生器1と、制御棒操作モジュール2と、制御棒位置検出器10と、制御棒駆動時間測定装置本体202を備え、制御棒駆動時間測定装置本体202は、信号切替器110と、リレー26と、制御棒駆動基準パルス発生器160と、時間タグ付PIO回路20と、コントローラ30と、ホスト計算機142と、CRT50を備えている。
【0051】
制御棒駆動基準パルス発生器160は、図2に示したように、基準パルス発生回路163と、基準パルス用タイマー163aと、パルス発生回路161と、パルス発生用タイマー161aと、メモリ162を備えている。信号切替器110は測定開始信号切替器111とストローク信号切替器112を備えている。
【0052】
時間タグ付PIO回路20は、ディジタル入力部21と、スキャンドライバ23と、タイマー22と、メモリ24と、プロセス入出力インターフェース25を備えている。コントローラ30は、プロセス入出力インターフェース31と、計測時間監視部32と、タイマー32aと、計測データ処理部33と、伝送インターフェース35を備えている。ホスト計算機142は、伝送インターフェース41と、編集部42と、データベース42aと、補正値テーブル42bと、パルス発生器テーブル142Cと、画面入出力部43を備えている。
【0053】
本実施の形態の制御棒駆動時間測定装置の補正動作を図10のフローチャートを参照して説明する。文中での時間計測結果とはスクラム時刻・スクラム時間データを指す。また、制御棒駆動基準パルス発生器160のチャンネルCH1〜nの出力波形は全て同一とする。
【0054】
まず、CRT50より図11に示すような設定画面より運転員は制御棒駆動基準パルス発生器160で発生させるパルス波形の設定値を設定する(ステップ51)。設定された値は画面入出力部43を介して図12に示すように設定値をパルス発生器テーブル142cに格納する(ステップ52)。
【0055】
運転員は制御棒駆動基準パルス発生器160より測定開始模擬信号SK2と制御棒駆動を模擬するパルス信号であるストローク模擬信号SR2を発生させ、制御棒駆動時間測定装置本体202にて時間を計測する(ステップ53)。
【0056】
制御棒駆動時間測定装置本体202にて計測された時間計測結果は時間タグ付PIO回路20およびコントローラ30を介して、ホスト計算機142に送られる。ここでホスト計算機142は時間計測が正しく行われたか否かを判断し(ステップ54)、異常が認められた場合は、異常によりチューニングが不可であることをCRT50を介して運転員に通知する(ステップ55)。計測が正しく行われていた場合は、図12に示すようなシングルスクラムの時間計測結果が送られ、時間計測結果は一旦編集部42によりデータベース42aに格納される。
【0057】
編集部42はデータベース42aに格納された制御棒駆動基準パルス発生器160からの模擬信号による計測値を採取し、平均値の演算を行う(ステップ56)。
さらに編集部42は、演算した計測値の平均値とパルス発生器テーブル142cに予め保存しておいた設定値を参照し、その差より補正値を求める(ステップ57)。演算された補正値は編集部42により図12に示すように補正値テーブル42bに格納する(ステップ58)。
【0058】
以上のステップ(51〜58)を制御棒駆動時間測定装置本体202に使用されている複数のリレー26に対して行う。
ここで制御棒駆動基準パルス発生器160のチャンネルCH1〜nの値が異なっているときは、パルス発生器設定値画面とパルス発生器テーブルを新たに設け、各CH毎の“パルス発生器テーブル−実測値=差異”を求める。この差異の平均値を算出する。その平均値が、その該当チャネルの補正値となる。
【0059】
本実施の形態の制御棒駆動時間測定装置によれば、補正値算出とその設定を自動チューニングすることにより、装置導入と点検時の補正値の設定作業が削減される。したがって制御棒の駆動動作を作業性良く正確に測定し検証することができる。
【0060】
以上においては原子力発電所でのクリティカルパス作業であったシングルスクラム測定で説明したが、運転中での万一の全数制御棒スクラム、或いは任意数のスクラム動作であるSRI(選択制御棒挿入)、定検作業の挿入/引抜きの時間測定についても同様な効果が期待できる。また以上においては高速型の制御棒駆動機構で説明したが、駆動機構タイプが異なる従来型、FMCRD型或いは加圧水型原子炉に対しても、本発明は十分に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【0061】
【図1】本発明の第1の実施の形態の制御棒駆動時間測定装置の構成を示す図。
【図2】本発明の第1の実施の形態の制御棒駆動時間測定装置に備えられる信号切替器と制御棒駆動基準パルス発生器の構成を示す図。
【図3】制御棒駆動基準パルス発生器の出力信号波形を示し、本発明の第1の実施の形態の制御棒駆動時間測定装置の動作を説明する図。
【図4】本発明の第1の実施の形態の制御棒駆動時間測定装置に備えられる制御棒駆動時間測定装置本体の校正のフローを示す図。
【図5】本発明の第2の実施の形態の制御棒駆動時間測定装置の構成を示す図。
【図6】本発明の第2の実施の形態の制御棒駆動時間測定装置の回路診断のフローを示す図。
【図7】本発明の第2の実施の形態の制御棒駆動時間測定装置の伝送診断のフローを示す図。
【図8】本発明の第2の実施の形態の制御棒駆動時間測定装置によるシングルスクラム伝送診断時のプロトコルの流れを示す図。
【図9】本発明の第3の実施の形態の制御棒駆動時間測定装置の構成を示す図。
【図10】本発明の第3の実施の形態の制御棒駆動時間測定装置の補正方法を示すフロー図。
【図11】本発明の第3の実施の形態の制御棒駆動時間測定装置の補正時に用いる設定画面を示す図。
【図12】本発明の第3の実施の形態の制御棒駆動時間測定装置の補正時に用いるテーブルを示す図。
【図13】従来の制御棒駆動時間測定装置の構成を示す図。
【図14】従来の制御棒駆動時間測定装置の動作を示すフロー図。
【図15】従来の制御棒駆動時間測定装置の制御棒駆動出力信号波形を示す図。
【図16】従来の制御棒駆動時間測定装置の対話画面を示す図。
【符号の説明】
【0062】
1…測定開始信号発生器、2…制御棒操作モジュール、10…制御棒位置検出器、20,121…時間タグ付PIO回路、26…リレー、30,131…コントローラ、40,140,141…ホスト計算機、50,138…CRT、70…計測器、100,200,201,202…制御棒駆動時間測定装置本体、110…信号切替器、160…制御棒駆動基準パルス発生器、D1〜D185…制御棒駆動装置、L1〜L185…制御棒、NV…原子炉。





 

 


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