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発明の名称 原子炉システム及び制御棒制御方法
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2007−225512(P2007−225512A)
公開日 平成19年9月6日(2007.9.6)
出願番号 特願2006−48874(P2006−48874)
出願日 平成18年2月24日(2006.2.24)
代理人 【識別番号】100122884
【弁理士】
【氏名又は名称】角田 芳末
発明者 笹本 崇史 / 小原 公平
要約 課題
制御棒駆動機構と制御装置との間の伝送回路及び調整回路の交換時に0調値復旧作業に伴う時間を短縮する。

解決手段
原子炉システムは、駆動指令33を伝送する伝送装置35と、伝送装置35を介して伝送される駆動指令33に基づいて、制御棒3の個別の駆動制御を行う制御棒個別制御装置36と、制御棒個別制御装置36からの駆動制御信号により、制御棒3の個別の駆動を行い、制御棒3の個別の上下動の位置決めをする制御棒駆動装置8とを備えている。そして、制御棒個別制御装置36及び伝送装置35は、制御棒駆動装置8からの位置決め信号43に基づいた制御棒3の上下動のメカ的下限値である0調値42、42aを記憶して保持する0調値保持回路41、41aを有している。
特許請求の範囲
【請求項1】
原子炉圧力容器の内部に複数の燃料棒に対して上下動可能に複数の制御棒を配置する原子炉システムにおいて、
前記制御棒を駆動させるための駆動指令を発する制御棒操作監視部と、
前記駆動指令を伝送する伝送部と、
前記伝送部を介して伝送される前記駆動指令に基づいて、前記制御棒の個別の駆動制御を行う制御棒制御部と、
前記制御棒制御部からの駆動制御信号により、前記制御棒の個別の駆動を行い、前記制御棒の個別の上下動の位置決めをする制御棒駆動部と、
を備え、
前記制御棒制御部及び前記伝送部は、前記制御棒駆動部からの位置決め信号に基づいた前記制御棒の上下動のメカ的下限値である0調値を記憶して保持する0調値保持部を有し、
前記制御棒制御部は、前記制御棒駆動部からの位置決め信号を検出して前記0調値として前記0調値保持部に記憶させるための指令を前記制御棒制御部に出す0調値保持指令スイッチを有する
ことを特徴とする原子炉システム。
【請求項2】
前記0調値保持部は、前記制御棒制御部及び前記伝送部の他に、前記制御棒操作監視部にも有する
ことを特徴とする請求項1に記載の原子炉システム。
【請求項3】
前記制御棒制御部の交換時に、前記伝送部の前記0調値保持部に保持されている前記0調値を前記交換後の前記制御棒制御部の前記0調値保持部に記憶させるように制御する制御部を、前記制御棒制御部に備える
ことを特徴とする請求項1に記載の原子炉の原子炉システム。
【請求項4】
前記伝送部の交換時に、前記制御棒制御部の前記0調値保持部に保持されている前記0調値を前記交換後の前記伝送部の前記0調値保持部に記憶させるように制御する制御部を、前記制御棒制御部に備える
ことを特徴とする請求項1に記載の原子炉システム。
【請求項5】
前記制御棒制御部及び前記伝送部は、冗長系のA系統及びB系統の構成を有し、前記0調値保持部は、前記制御棒制御部及び前記伝送部の全ての冗長系に有し、
前記制御棒制御部のA系統及びB系統は、前記制御棒駆動部からの位置決め信号を検出して前記0調値として前記0調値保持部に記憶させるための指令を、前記制御棒制御部のA系統及びB系統に出す0調値保持指令スイッチを有する
ことを特徴とする請求項1に記載の原子炉システム。
【請求項6】
前記0調値保持部は、前記制御棒制御部及び前記伝送部のA系統及びB系統の他に、
前記制御棒操作監視部もA系統及びB系統を有しているとき、前記制御棒操作監視部のA系統及びB系統にも有する
ことを特徴とする請求項5に記載の原子炉システム。
【請求項7】
前記制御棒制御装置部のA系統又はB系統の交換時に、前記制御棒制御部のB系統又はA系統の前記0調値保持部に保持されている前記0調値を前記交換後の前記制御棒制御部のA系統又はB系統の前記0調値保持部に記憶させるように制御する制御部を、前記制御棒制御部のA系統又はB系統に備える
ことを特徴とする請求項5に記載の原子炉の原子炉システム。
【請求項8】
前記伝送部のA系統又はB系統の交換時に、前記伝送部のB系統又はA系統の前記0調値保持部に保持されている前記0調値を前記交換後の前記伝送部のA系統又はB系統の前記0調値保持部に記憶させるように制御する制御部を、前記制御棒制御部のA系統又はB系統に備えることを特徴とする請求項5に記載の原子炉システム。
【請求項9】
前記制御棒制御部は、前記制御棒制御部の交換時に、前記伝送部から送信される前記0調値を前記0調値保持部に記憶して復元させるための信号を、前記制御部に出す0調値復元スイッチを有する
ことを特徴とする請求項3に記載の原子炉システム。
【請求項10】
前記制御棒制御部のA系統及びB系統は、前記制御棒制御部のA系統及びB系統の交換時に、前記制御棒制御部のB系統及びA系統から送信される前記0調値を前記0調値保持部に記憶して復元させるための信号を、前記制御部に出す0調値復元スイッチを有する
ことを特徴とする請求項7に記載の原子炉システム。
【請求項11】
原子炉圧力容器の内部で複数の燃料棒に対して上下動可能に複数の制御棒を制御する制御棒制御方法において、
前記制御棒を駆動させるための駆動指令を発するステップと、
前記駆動指令を伝送するステップと、
伝送される前記駆動指令に基づいて、前記制御棒の個別の駆動制御を行うステップと、
前記駆動制御により、前記制御棒の個別の上下動の位置決めをするために、前記制御棒の個別の駆動を行うステップと、
を有し、
前記制御棒の個別の駆動制御を行うステップ及び前記駆動指令を伝送するステップでは、前記位置決めの信号に基づいた前記制御棒の上下動のメカ的下限値である0調値を記憶して保持するステップを含む
ことを特徴とする制御棒制御方法。
【請求項12】
前記0調値を記憶して保持するステップは、前記位置決めの信号を検出して前記0調値として記憶させるための指令があったときに実行され、
前記位置決めの信号を検出して前記0調値として記憶させるための指令がなかったときで、前記0調値を復元させるための信号があったときに、
前記制御棒の個別の駆動制御を行うステップ又は前記駆動指令を伝送するステップで保持されている前記0調値に基づいて、前記駆動指令を伝送するステップ又は前記制御棒の個別の駆動制御を行うステップで保持される0調値の復元が実行される
こと特徴とする請求項11に記載の制御棒制御方法。
【請求項13】
前記制御棒の個別の駆動制御を行うステップ及び前記駆動指令を伝送するステップは、それぞれ故障時のバックアップのためにA系統及びB系統の処理を有し、
前記制御棒の個別の駆動制御を行うステップ及び前記駆動指令を伝送するステップのA系統及びB系統の処理で前記0調値の保持を行う
こと特徴とする請求項11に記載の制御棒制御方法。
【請求項14】
前記制御棒を駆動させるための駆動指令を発するステップもA系統及びB系統の処理を有し、
前記制御棒を駆動させるための駆動指令を発するステップもA系統及びB系統の処理でも前記0調値の保持を行う
こと特徴とする請求項13に記載の制御棒制御方法。
【請求項15】
前記0調値を記憶して保持するステップは、前記位置決めの信号を検出して前記0調値として記憶させるための指令があったときに実行され、
前記位置決めの信号を検出して前記0調値として記憶させるための指令がなかったときで、前記0調値を復元させるための信号があったときに、
前記制御棒の個別の駆動制御を行うステップのA系統及びB系統の処理で保持されている前記0調値に基づいて、前記制御棒の個別の駆動制御を行うステップのB系統及びA系統の処理で保持される0調値の復元が実行される
こと特徴とする請求項13に記載の制御棒制御方法。
【請求項16】
前記0調値を記憶して保持するステップは、前記位置決めの信号を検出して前記0調値として記憶させるための指令があったときに実行され、
前記位置決めの信号を検出して前記0調値として記憶させるための指令がなかったときで、前記駆動指令を伝送するステップのA系統及びB系統の処理が回復したときに、
前記駆動指令を伝送するステップのB系統及びA系統の処理で保持されている前記0調値に基づいて、前記駆動指令を伝送するステップのA系統及びB系統の処理で保持される0調値の復元が実行される
こと特徴とする請求項13に記載の制御棒制御方法。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば、冷却材を自然循環によって循環させる自然循環型沸騰水型原子炉の原子炉システム及び制御棒制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、自然循環型原子炉では、原子炉圧力容器の内部で複数の燃料棒が配置されていて、この複数の燃料棒に対して複数の制御棒を上下動させるように制御する制御棒制御系が設けられていた。
【0003】
このような自然循環型原子炉では、複数の燃料棒に対向するように複数の制御棒を上位置に移動させたとき、原子炉出力が下降制御され、逆に、複数の燃料棒に対向しないように複数の制御棒を下位置に移動させたとき、原子炉出力が上昇制御されるようになされていた。
【0004】
ここで、制御棒の上下動のメカ的下限値である0調値を記憶して保持するシンクロ基準値保存部のほかに消失を防止するために補助記憶装置を制御棒位置信号調整回路に設けるようにした制御棒操作監視制御系が提案されている(例えば、特許文献1参照。)この制御棒位置信号調整回路系は、制御棒駆動機構及び0調値の位置信号生成のためのシンクロ変換器と、0調値の位置信号が出力されるディジタル制御装置との間に設けられるものである。
【0005】
【特許文献1】特開平11−287887号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上述した特許文献1に記載のシンクロ基準値保存部及び補助記憶装置は同じ制御棒位置信号調整回路に設けられているため、制御棒位置信号調整回路の故障時にこれを新たな制御棒位置信号調整回路に交換したときは、シンクロ基準値保存部及び補助記憶装置に記憶した0調値を取り出すための作業が必要となる。このため、0調値の保存のための復旧作業に伴う時間が余計にかかるという問題が生じる。
【0007】
本発明は、上述の問題点を解決するためのものであり、制御棒駆動機構と制御装置との間の伝送回路及び調整回路の交換時に0調値復旧作業に伴う時間を短縮することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決し本発明の目的を達成するため、本発明の原子炉システムは、制御棒を駆動させるための駆動指令を発する制御棒操作監視部と、駆動指令を伝送する伝送部と、伝送部を介して伝送される駆動指令に基づいて、制御棒の個別の駆動制御を行う制御棒制御部と、制御棒制御部からの駆動制御信号により、制御棒の個別の駆動を行い、制御棒の個別の上下動の位置決めをする制御棒駆動部とを備えている。そして、制御棒制御部及び伝送部は、制御棒駆動部からの位置決め信号に基づいた制御棒の上下動のメカ的下限値である0調値を記憶して保持する0調値保持部を有し、制御棒制御部は、制御棒駆動部からの位置決め信号を検出して0調値として0調値保持部に記憶させるための指令を制御棒制御部に出す0調値保持指令スイッチを有している。
【0009】
このように、本発明の原子炉システムにおいては、制御棒制御部及び伝送部は、制御棒駆動部からの位置決め信号に基づいた制御棒の上下動のメカ的下限値である0調値を記憶して保持する0調値保持部を有しているため、制御棒制御部又は伝送部の交換時に、伝送部又は制御棒制御部の0調値保持部に記憶された0調値を制御棒制御部又は伝送部の0調値保持部に記憶させることにより、0調値復旧作業に伴う時間を短縮することができる。
【0010】
また、本発明の原子炉システムは、制御棒制御部のA系統又はB系統の交換時に、制御棒制御部のB系統又はA系統の0調値保持部に保持されている0調値を交換後の制御棒制御部のA系統又はB系統の0調値保持部に記憶させるように制御する制御部を制御棒制御部のA系統又はB系統に備えている。
【0011】
このように、制御棒制御部の一方のA系統又はB系統の交換時に、制御棒制御部の他方のB系統又はA系統の0調値保持部に保持されている0調値を用いることにより、0調値復旧作業に伴う時間を短縮することができる。
【0012】
また、本発明の原子炉システムは、伝送部のA系統又はB系統の交換時に、伝送部のB系統又はA系統の0調値保持部に保持されている0調値を交換後の伝送部のA系統又はB系統の0調値保持部に記憶させるように制御する制御部を制御棒制御部のA系統又はB系統に備えている。
【0013】
このように、伝送部の一方のA系統又はB系統の交換時に、伝送部の他方のB系統又はA系統の0調値保持部に保持されている0調値を用いることにより、0調値復旧作業に伴う時間を短縮することができる。
【0014】
また、本発明の制御棒制御方法においては、制御棒を駆動させるための駆動指令を発するステップと、駆動指令を伝送するステップと、伝送される駆動指令に基づいて、制御棒の個別の駆動制御を行うステップと、駆動制御により、制御棒の個別の上下動の位置決めをするために、制御棒の個別の駆動を行うステップとを有している。そして、制御棒の個別の駆動制御を行うステップ及び駆動指令を伝送するステップでは、位置決めの信号に基づいた制御棒の上下動のメカ的下限値である0調値を記憶して保持するステップを含むようにしている。
【0015】
本発明の制御棒制御方法によれば、制御棒の個別の駆動制御を行うステップ及び駆動指令を伝送するステップでは、位置決めの信号に基づいた制御棒の上下動のメカ的下限値である0調値を記憶して保持するステップを含むようにしているため、制御棒の個別の駆動制御を行うステップ又は駆動指令を伝送するステップで保持されている0調値に基づいて、駆動指令を伝送するステップ又は制御棒の個別の駆動制御を行うステップで保持される0調値の復元を実行することができる。
【0016】
また、本発明の制御棒制御方法においては、制御棒の個別の駆動制御を行うステップのA系統及びB系統の処理で保持されている0調値に基づいて、制御棒の個別の駆動制御を行うステップのB系統及びA系統の処理で保持される0調値の復元が実行される。
【0017】
このように、制御棒の個別の駆動制御を行うステップのA系統及びB系統の処理で保持されている0調値保持部に保持されている0調値を用いることにより、0調値復旧作業に伴う時間を短縮することができる。
【0018】
また、本発明の制御棒制御方法においては、駆動指令を伝送するステップのA系統及びB系統の処理で保持されている0調値に基づいて、駆動指令を伝送するステップのB系統及びA系統の処理で保持される0調値の復元が実行される。
このように、駆動指令を伝送するステップのA系統及びB系統の処理で保持されている0調値を用いることにより、0調値復旧作業に伴う時間を短縮することができる。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、原子炉の制御棒の上下動のメカ的下限値である0調値を制御棒制御部及び伝送部の0調値保持部に記憶して保持するので、制御棒駆動機構と制御装置との間の伝送回路及び調整回路の交換時に0調値復旧作業に伴う時間を短縮することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
以下、本発明に係る原子炉システム及び制御棒制御方法の実施の形態例について、図面を参照して説明する。図1は、本発明に係る自然循環型沸騰水型原子炉に本発明の出力制御装置を適用した原子炉システムの全体構成図である。
【0021】
図1に示すように、自然循環型原子炉システムが有する自然循環型沸騰水型原子炉(以下、「自然循環型原子炉」という。)は、複数の燃料棒1の間隙に挿入される制御棒3を配置した炉心4を有している。
また、原子炉圧力容器6の下部には、炉心4内で制御棒3を上下方向に挿抜可能に駆動する制御棒駆動装置8が設けられている。そして、原子炉圧力容器6には、主蒸気管12と給水管13が接続されており、原子炉圧力容器6の内部には炉心4を囲むようにして円筒状のシュラウド5が配設されている。
【0022】
このシュラウド5の内側には、冷却材が図に示した矢印方向に上昇するための上昇流路が形成され、また、シュラウド5と原子炉圧力容器6との間隙には、冷却材が下降するための下降流路であるダウンカマ7が形成されている。また、シュラウド5の上部には、円筒状のチムニ9が配設され、さらに、チムニ9の上方には、気水分離器(セパレータ)10と蒸気乾燥機(ドライヤ)11が設けられている。
【0023】
この原子炉圧力容器6内のチムニ9の内側は、炉心4で沸騰した気液二相の冷却材が通過するが、この気液二相冷却材とダウンカマ7内を通過する液単相の冷却材との密度差によって、冷却材がダウンカマ7を下降した後に炉心4側に周り、炉心4を通過してチムニ9内を上昇する循環流路が形成される。そしてチムニ9内を上昇した冷却水と水蒸気の混合流が気水分離器10を通過すると、この気水分離器10で蒸気が分離される。気水分離器10分離された単相の冷却水は、再びダウンカマ7を下降して原子炉圧力容器6の下部を通ってシュラウド5内の炉心4に送り込まれる。
【0024】
また、気水分離器10で分離された蒸気は、さらに蒸気乾燥器11で微少な水滴が除去されて、主蒸気管12を介してタービン18に供給される。この蒸気の流力でタービン18とこれに接続された発電機21が回転し、発電が行われる。
【0025】
タービン18を回転させた蒸気は、抽気ライン22を介して復水器23に導入され、凝縮される。この復水器23で凝縮された冷却水(復水)は、給水ポンプ24により給水管13から原子炉圧力容器6内へ還流される。また、この給水管13には流量調整弁25が設けられており、この流量調整弁25によって原子炉圧力容器6内へ還流する冷却水流量を調整することで、原子炉圧力容器6内の原子炉水位を制御できる。さらに、給水管13には給水加熱器26が設けられており、この給水加熱器26において、タービン18の途中段から抽気した蒸気が復水器23から流入される冷却水が適当な温度まで昇温されて、原子炉圧力容器6内に注入される。
【0026】
また、主蒸気管12には、主蒸気隔離弁27及びタービン18に導入する蒸気量を調節するタービン蒸気流量加減弁28が設けられ、また、逃し管29及びバイパス管30が接続されている。タービン蒸気流量加減弁28を絞る際には、バイパス管30に設けられたタービンバイパス弁31を開き、蒸気の一部をタービン18に導入せずに、バイパス管30を介して直接復水器23に導入するようになっている。また、上記主蒸気隔離弁27を閉鎖する際には、上記逃し管29に設けられた安全弁32を開き、原子炉で発生した蒸気を格納容器内のサプレッションプール(図示せず)中に導いて蒸気を凝縮するようになっている。
【0027】
そして、本発明の実施の形態例においては、制御棒操作監視装置34は、制御棒3を駆動させるための駆動指令33を発する。伝送装置35は、制御棒操作監視装置34から送られた駆動指令33をシステム内に伝送する。制御棒個別制御装置36は、伝送装置35を介して伝送される駆動指令33に基づいて、制御棒3の個別の駆動制御を行う。
制御棒駆動装置8は、制御棒個別制御装置36からの駆動制御信号により、制御棒3の個別の駆動を行い、制御棒3の個別の上下動の位置決めをする。
【0028】
そして、ここで特に、制御棒個別制御装置36及び伝送装置35は、制御棒駆動装置8からの位置決め信号に基づいた制御棒3の上下動のメカ的下限値である0調値を記憶して保持する0調値保持部を有している。また、制御棒個別制御装置36及び伝送装置35のほかに、さらに制御棒操作監視装置34にも0調値保持部を設けるようにしてもよい。
【0029】
また、制御棒個別制御装置36及び伝送装置35、制御棒操作監視装置34は、確実な制御棒駆動を行う為、アンド回路63により演算結果のアンド論理が組めるようにA系統とB系統からなる二重化系統として冗長化し、0調値保持部を、制御棒制御装置36及び伝送装置35のA系統及びB系統に設けるようにしてもよい。
【0030】
以下、図2に基づいて、伝送装置35、制御棒個別制御装置36及び制御棒駆動装置8の詳細構成について説明する。図2は、図1に示した伝送装置35、制御棒個別制御装置36及び制御棒駆動装置8をさらに詳細に示した図である。図1と共通する部分は同一符号を付している。既に図1で説明した装置部分の機能については、説明を省略する。
【0031】
本実施形態例によれば、制御棒個別制御装置36は、制御棒駆動装置8からの位置決め信号に基づいた0調値(制御棒3の上下動のメカ的下限値)を記憶して保持する0調値保持回路41と、駆動指令48に基づいて制御棒駆動装置8の個別制御を行う個別制御回路46と、0調値保持指令を個別制御回路46に入力する0調値保持指令スイッチ61と、0調値復元を個別制御回路46に入力する0調値復元スイッチ62を備えている。
【0032】
また、伝送装置35は、制御棒駆動装置8からの位置決め信号に基づいた0調値を記憶して保持する0調値保持回路41aと、駆動指令33に基づいて個別制御回路46に対する駆動指令48の分配を行う信号分配回路47を備えている。
【0033】
ここで、制御棒個別制御装置36の個別制御回路46は、制御棒個別制御装置36の交換時に、伝送装置35の0調値保持回路41aに保持されている0調値を交換後の制御棒個別制御装置36の0調値保持回路41に記憶させるように制御する機能を有している。
【0034】
また、制御棒個別制御装置36の個別制御回路46は、伝送装置35の交換時に、制御棒個別制御装置36の0調値保持回路41に保持されている0調値を交換後の伝送装置35の0調値保持回路41aに記憶させるように制御する機能を有している。
【0035】
さらに、制御棒個別制御装置36及び伝送装置35は、それぞれ故障時のバックアップのためにA系及びB系統を有し、0調値保持回路41及び0調値保持回路41aは、制御棒個別制御装置36及び伝送装置35のA系及びB系統に有するようにしてもよい。
【0036】
また、0調値保持回路41及び0調値保持回路41aは、制御棒個別制御装置36及び伝送装置35のA系統及びB系統の他に、制御棒操作監視装置34もA系及びB系統を有しているとき、制御棒操作監視装置34のA系及びB系統にも有するようにしてもよい。
【0037】
このとき、制御棒個別制御装置36のA系又はB系統に備える個別制御回路46は、制御棒個別制御装置36のA系又はB系統の交換時に、制御棒個別制御装置36のB系統又はA系の0調値保持回路41に保持されている0調値を交換後の制御棒個別制御装置36のA系又はB系統の0調値保持回路41に記憶させるように制御する機能を有している。
【0038】
また、制御棒個別制御装置36のA系又はB系統に備える個別制御回路46は、伝送装置35のA系統又はB系統の交換時に、伝送装置35のB系統又はA系統の0調値保持回路41aに保持されている0調値を交換後の伝送装置35のA系統又はB系統の0調値保持回路41aに記憶させるように制御する機能を有している。
【0039】
また、0調値保持指令スイッチ61は、制御棒駆動装置8からの位置決め信号43を検出して0調値として0調値保持回路41に記憶させるための指令を個別制御回路46に出す機能を有するものである。
【0040】
また、0調値復元スイッチ62は、制御棒個別制御装置36の交換時に、伝送装置35から送信される0調値を0調値保持回路41に記憶して復元させるための信号を個別制御回路46に出す機能を有するものである。
【0041】
さらに、0調値保持指令スイッチ61は、制御棒駆動装置8からの位置決め信号43を検出して0調値として0調値保持回路41に記憶させるための指令を制御棒個別制御装置36のA系又はB系統に出す機能を有するものである。
【0042】
また、0調値復元スイッチ62は、制御棒個別制御装置36のA系又はB系統の交換時に、制御棒個別制御装置36のA系又はB系統から送信される0調値を0調値保持回路41に記憶して復元させるための信号を個別制御回路46に出す機能を有するものである。
【0043】
まず、このように構成された制御棒個別御装置36の通常操作を以下に説明する。
制御棒個別制御装置36は制御棒3を制御対象としている。伝送装置35の信号分配回路47は、制御棒操作監視装置34における運転員の駆動指令33を駆動指令48として複数の制御棒個別制御装置36へ分配する。この駆動指令48には、制御棒3を個別に識別する信号及び駆動目標位置信号を含んでいる。
【0044】
制御棒個別制御装置36の個別制御回路46は、この駆動指令48に含まれる制御棒個別識別信号に従い制御棒駆動装置8を駆動すべきか否かを判断する。駆動対象であると判断した制御棒個別制御装置36は、制御棒駆動装置8の制御下で制御棒3を目標位置まで駆動させるためにオン/オフ信号49によりオン/オフ装置50をオンさせ、オンオフ装置50を介して交流電源fを制御棒駆動装置8の誘導電動機52に供給し、誘導電動機52を動作させる。
【0045】
次に制御棒個別制御装置36は、駆動目標位置と位置信号43を比較して駆動目標位置と位置信号43が等しくなった時点でオンオフ信号49をオフさせて制御棒駆動装置8による制御棒3の駆動を終了する。なお、オンオフ装置50は、サイリスタ50a、50b等により構成されている。また、誘導電動機52は、電磁ブレーキ51により制動制御される。
【0046】
ここで、制御棒3の位置の検出方法は以下の通りである。原子炉起動前に保守員が連結器53を外して制御棒3を人手により機械的下限位置まで駆動させる。次に0調値保持指令スイッチ61をオンする。個別制御回路46は、0調値保持指令スイッチ61のオンからオフへの変化(立ち上がり)を検出し、その時点で位置検出器54から入力している位置信号43を0調値保持回路41へ記録する。なお、原子炉容器6と連結棒55とはパッキン56で封止されている。
【0047】
その後に、0調値保持指令スイッチ61をオフする。そして、連結器53を締める。位置検出器54は例えばレゾルバ発信器を使用していて予め動作角度に対する制御棒3の動作距離として位置信号43が出力されるように構成されている。こうして制御棒3を駆動した場合は、0調値保持指令スイッチ61により個別制御回路46が0調値保持指令を実行したとき、制御棒3の位置(機械的下限位置)からの相対位置が個別制御回路46で0調値42と位置信号43を比較することにより算出可能となる。
【0048】
次に、本実施の形態による特有の0調値の冗長的記録について説明する。
0調値は制御棒3の位置算出には欠くことのできない重要な値であるが、原子炉起動後にこの0調値を再度記録するために、制御棒3を機械的下限位置に移動させる操作は非常に困難である。よって0調値は単一故障で喪失することがないように記録しておく必要があり、また0調値保持回路41を含む機器の故障時にも速やかに復元し、故障時間を短縮して稼働率の向上を図る必要がある。本実施の形態では0調値の記録回路を冗長化し、また自動的に復元する手段を備えている。
【0049】
0調値保持回路41を冗長化する具体的な手段は以下の通りである。
まず、制御棒個別制御装置36内の0調値保持指令スイッチ61をオンする。次に個別制御回路46は、0調保持指令スイッチ61のオンからオフへの変化(立ち上がり)を検出し、その時点で位置検出器54から入力している位置信号43を0調値保持回路41へ記録する。
【0050】
また、伝送装置35内にも、0調値保持回路41aを設けておき、信号分配回路47が0調値保持指令スイッチ61のオンからオフへの変化(立ち上がり)を検出したタイミング又は制御棒個別制御装置36が復電スタートしたタイミングで個別制御回路46の制御により0調値保持回路41から送信される0調値42aを0調値保持回路41aに記録する。
【0051】
また、自動的に0調値を復元する手段として、個別制御回路46は0調値保持回路41aから信号分配回路47を経由して0調値保持回路41へ0調値42cを常時入力しておくようにしてもよい。また個別制御回路46は0調値復元スイッチ62を備え、この0調値復元スイッチ62がオンからオフへの変化(立ち上がり)を検出した場合に限り、個別制御回路46は0調値42cの信号を0調値保持回路41へ記録するようにしてもよい。
【0052】
次に、図3〜図6のフローチャートを参照しながら具体的動作例について説明する。
例えば、制御棒個別制御装置36が故障し、0調値42が0調値保持回路41に記録されていない新たな制御棒個別制御装置36に置き換えた場合、0調値保持回路41に0調値42が記録されていないため、制御棒3の位置が不明となる。よって0調値保持回路41に0調値42を復元する必要がある。
【0053】
以下、0調値を回復して正しい制御棒3の位置を求める方法について制御棒個別制御装置交換時の個別制御回路46の0調値回復処理を示すフローチャートである図3を用いて説明する。
まず、前提として、制御棒個別制御装置36内の個別制御回路46は、0調値保持指令スイッチ61がオンされているか否かを判断する(ステップS1)。
【0054】
判断ステップS1で0調値保持指令スイッチ61がオンされているとき、個別制御回路46は、0調値保持指令スイッチ61のオンからオフへの変化(立ち上がり)を検出し、その時点で位置検出器54から入力している位置信号43を0調値保持回路41へ記録する(ステップS2)。
続いて、判断ステップS1で0調値保持指令スイッチ61がオフのとき、あるいはステップS2で新たな0調値が0調値保持回路41に記録されたとき、つまり、制御棒個別制御装置36を新たに交換した後の場合には、個別制御回路46が、0調値復元スイッチ62がオンされているか否かを判断する(ステップS3)。
【0055】
判断ステップS3で0調値復元スイッチ62がオフのとき、伝送装置35内にも0調値保持回路41aを設けているので、信号分配回路47が0調値保持指令スイッチ61のオンからオフへの変化(立ち上がり)を検出したタイミング又は制御棒個別制御装置36の復電スタートしたタイミングで個別制御回路46の制御により0調値保持回路41aから送信される0調値42aを0調値保持回路41に記録する(ステップS4)。
【0056】
また、これに限らず、自動的に復元する処理として、個別制御回路46は0調値保持回路41aから信号分配回路47を経由して0調値保持回路41に0調値42cを常時入力しておいてもよい。また、0調値復元スイッチ62がオンからオフへの変化(立ち上がり)を検出した場合に限り、個別制御回路46が0調値42cの信号を0調値保持回路41へ記録するようにしてもよい。
【0057】
このようにして、個別制御回路46は、0調値復元スイッチ62をオンすると、判断ステップS1ではノーの分岐となっており、判断ステップS3ではイエスの分岐となり、ステップS4の処理で0調値保持回路41で記録される値が、伝送装置35から送信されている0調値42cとなる。0調値42cの値は原子炉起動前に制御棒3を機械的下限位置に合わせて行った0調値である。
【0058】
よって、その後、算出値A=「0調値保持回路41で記録される0調値42」−「位置信号43」の処理を行い(ステップS5)、さらに、ステップS5の算出値Aを元に0調値記録を実行した制御棒3の位置との相対的な現在の制御棒3の位置を算出することにより(ステップS6)、正しい制御棒3の位置が求められる。
【0059】
また、伝送装置35が故障し、新たな伝送装置35に交換した場合は、0調値保持回路41aに0調値42aを記録する必要がある。この場合は伝送装置35が復電したタイミングで0調値保持回路41aに0調値保持回路41からの0調値42aを個別制御回路46の制御により再記録する処理を伝送装置35に実行させればよい。
【0060】
図4は、伝送装置35交換時の個別制御回路46の0調値回復処理を示すフローチャートである。
まず、制御棒個別制御装置36内の個別制御回路46は、0調値保持指令スイッチ61がオンされているか否かを判断する(ステップS11)。
【0061】
判断ステップS11で0調値保持指令スイッチ61がオンされているとき、個別制御回路46は、0調値保持指令スイッチ61のオンからオフへの変化(立ち上がり)を検出し、その時点で位置検出器54から入力している位置信号43を0調値保持回路41へ記録する(ステップS12)。
判断ステップS11で0調値保持指令スイッチ61がオフになっていた場合、あるいはステップS12で新たな0長値が0調値保持回路41に記録されたとき、つまり、伝送装置35を新たに交換した後の場合には、個別制御回路46は、伝送装置35が復電されているか否かを判断する(ステップS13)。
【0062】
判断ステップS13で伝送装置35が復電されているとき、個別制御回路46は、制御棒個別制御装置36から0調値保持回路41で記録済みの0調値42aを伝送装置35内の0調値保持回路41aに送信する(ステップS14)。続いて、個別制御回路46は、信号分配回路47に対して伝送装置35の復電スタートしたタイミングで個別制御回路46の制御により送信された0調値42aを0調値保持回路41aに記録させる(ステップS15)。その後、図3と同様に、個別制御回路46はステップS5、6の処理を実行する。
【0063】
また、例えば、制御棒個別制御装置36のA系が故障し、A系の0調値42がA系の0調値保持回路41に記録されていない新たなA系の制御棒個別制御装置36に置き換えた場合、A系の0調値保持回路41にA系の0調値42が記録されていないため、制御棒3の位置が不明となる。よってA系の0調値保持回路41にA系の0調値42を復元する必要がある。
【0064】
以下、A系の0調値を回復して正しい制御棒3の位置を求める方法について制御棒個別制御装置のA系交換時のA系の個別制御回路46の0調値回復処理を示すフローチャートである図5を用いて説明する。
【0065】
まず、前提として、制御棒個別制御装置36のA系内のA系の個別制御回路46は、0調値保持指令スイッチ61がオンされているか否かを判断する(ステップS21)。
【0066】
判断ステップS21で0調値保持指令スイッチ61がオンされているとき、A系の個別制御回路46は、0調値保持指令スイッチ61のオンからオフへの変化(立ち上がり)を検出し、その時点で位置検出器54から入力している位置信号43をA系の0調値保持回路41へ記録しておく(ステップS22)。
【0067】
判断ステップS21で0調値保持指令スイッチ61がオフのとき、あるいはステップS22で新たな0調値がA系の0調値保持回路41に記録された場合、つまり制御棒個別制御装置36のA系を新たに交換した後の場合には、A系の個別制御回路46は、0調値復元スイッチ62がオンされているか否かを判断する(ステップS23)。
【0068】
判断ステップS23で0調値復元スイッチ62がオンされているとき、制御棒個別制御装置36のB系統内にもB系統の0調値保持回路41を設けているので、A系の個別制御回路46が0調値保持指令スイッチ61のオンからオフへの変化(立ち上がり)を検出したタイミング又は制御棒個別制御装置36のA系の復電スタートしたタイミングでA系の個別制御回路46の制御によりB系統の0調値保持回路41から送信される0調値42をA系の0調値保持回路41に記録する(ステップS24)。
【0069】
このようにして、A系の個別制御回路46は、0調値復元スイッチ62をオンすると、判断ステップS21ではノーの分岐となっており、判断ステップS23ではイエスの分岐となり、ステップS24の処理でA系の0調値保持回路41で記録される値が、B系統の0調値保持回路41から送信されている0調値42となる。0調値42の値は原子炉起動前に制御棒3を機械的下限位置に合わせて行った0調値である。
【0070】
よって、その後、算出値A=「0調値保持回路41で記録される0調値42」−「位置信号43」の処理を行い(ステップS25)、さらに、ステップS25の算出値aを元に0調値記録を実行した制御棒3の位置との相対的な現在の制御棒3の位置を算出することにより(ステップS26)、正しい制御棒3の位置が求められる。
【0071】
また、図6は、伝送装置35のA系交換時のA系の個別制御回路46の0調値回復処理を示すフローチャートである。
まず、前提として、制御棒個別制御装置36のA系内のA系の個別制御回路46は、0調値保持指令スイッチ61がオンされているか否かを判断する(ステップS31)。
【0072】
判断ステップS31で0調値保持指令スイッチ61がオンされているとき、A系の個別制御回路46は、0調値保持指令スイッチ61のオンからオフへの変化(立ち上がり)を検出し、その時点で位置検出器54から入力している位置信号43をA系の0調値保持回路41へ記録する(ステップS32)。
【0073】
判断ステップS31で0調値保持指令スイッチ61がオフのとき、あるいはステップS32で新たな0調値が0調値保持回路41に記録された場合、つまり、伝送装置35のA系を新たに交換した後などの場合には、A系の個別制御回路46は、伝送装置35のA系が復電されているか否かを判断する(ステップS33)。
【0074】
判断ステップS33で伝送装置35のA系が復電されているとき、A系の伝送装置35は、B系の伝送装置35からB系の0調値保持回路41aで記録済みのB系の0調値42aをA系の伝送装置35内のA系の0調値保持回路41aに送信する(ステップS34)。
【0075】
そして、A系の伝送装置35は、A系の信号分配回路47に対してA系の伝送装置35の復電スタートしたタイミングでA系の個別制御回路46の制御によりB系の伝送装置35送信されたB系の0調値42aをA系の0調値保持回路41aに記録させる(ステップS35)。その後、図5と同様に、個別制御回路46はステップS25、26の処理を実行する。
【0076】
なお、上述した例においては、A系の制御棒個別制御装置36及び伝送装置35交換時の動作について述べたが、これに限らず、B系の制御棒個別制御装置36及び伝送装置35交換時の動作についても、A系とB系とが入れ替わるだけで、上述と同様に行われる。
【0077】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、種々の実施形態を含むものであることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【0078】
【図1】本実施の形態の自然循環型原子炉を備えた原子炉システムの一実施形態の全体構成を表す模式図である。
【図2】伝送装置、制御棒個別制御装置及び制御棒駆動装置の詳細構成を示すブロック構成図である。
【図3】制御棒個別制御装置交換時の個別制御回路の0調値回復処理を示すフローチャートである。
【図4】伝送装置交換時の個別制御回路の0調値回復処理を示すフローチャートである。
【図5】制御棒個別制御装置のA系交換時のA系の個別制御回路の0調値回復処理を示すフローチャートであるである。
【図6】伝送装置のA系交換時のA系の個別制御回路の0調値回復処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【0079】
1・・燃料棒、3・・制御棒、4・・炉心、5・・シュラウド、6・・原子炉圧力容器、7・・ダウンカマ、8・・制御棒駆動装置、9・・チムニ、10・・気水分離器(セパレータ)、11・・蒸気乾燥機(ドライヤ)、12・・主蒸気管、13・・給水管、18・・タービン、21・・発電機、22・・抽気ライン、23・・復水器、24・・給水ポンプ、25・・流量調整弁、27・・蒸気隔離弁、28・・タービン蒸気流量加減弁、29・・逃し弁、30・・バイパス管、31・・タービンバイパス弁、32・・安全弁、33、48・・駆動指令、34・・制御棒操作監視装置、35・・伝送装置、36・・・制御棒個別制御装置、41、41a・・0調値保持回路、42、42a、42b、42c・・0調値、43・・位置信号、46・・個別制御回路、47・・信号分配回路、49・・オンオフ信号、50・・オンオフ装置、51・・電磁ブレーキ、53・・連結器、54・・位置検出器、55・・連結棒、56・・パッキン、61・・0調値保持指令スイッチ、62・・0調値復元スイッチ




 

 


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