JPH01112198A - 燃料移動時炉心監視装置 - Google Patents

燃料移動時炉心監視装置

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JPH01112198A
JPH01112198A JP62269223A JP26922387A JPH01112198A JP H01112198 A JPH01112198 A JP H01112198A JP 62269223 A JP62269223 A JP 62269223A JP 26922387 A JP26922387 A JP 26922387A JP H01112198 A JPH01112198 A JP H01112198A
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誠 八木
Isamu Toyokichi
勇 豊吉
Toshiro Saito
斉藤 敏郎
Daijiro Ikeda
大二郎 池田
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    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は沸騰水型原子力発電プラントの炉心内燃料移動
中に炉心の状態を監視、制御する燃料移動時炉心監視装
置に関する。
(従来の技術) 一般に、沸騰水型原子力発電プラントでは、約1カ年毎
に定期検査が実施される。
この定期検査では、各種系統設備の点検が主に行われる
が、原子炉の反応度に影響する点検作業として燃料集合
体の取替えあるいはシャフリングといった燃料(燃料集
合体)の移動、制御棒駆動機構の分解点検、制御棒の取
替え等が行なわれる。
これらの点検取替え対象本数は運転サイクルによって異
なるが、制御棒駆動機構の分解点検は普通1回につき全
体の1/4が行なわれる。
定期検査工程では、燃料の取替え作業および制御棒駆動
機構の分解点検作業等の炉内構造物に関連する作業は工
程上のクリティカルパスとなっており、定期検査期間短
縮の観点から各作業が一定の範囲内で連続して行なわれ
るよう計画、実施されている。
ところが現状では、原子炉の未臨界性を確保するため炉
心内の制御棒が1本でも引抜かれている場合には、燃料
の移動を禁止するインターロックが設置されているため
、例えば制御棒の引抜を必要とする制御棒駆動機構の点
検は1本ずつ行なう必要があり、■当該制御棒まわりの
燃料の取出しくブレードガイドの移動を含む)→■当該
制御捧の引抜→■制制御馳駆動機構分解・点検→■当該
制御棒の挿入→■制制御まわりへの燃料の装荷といった
手順■■■■■を点検が必要なものの数だけ繰返さなけ
ればならなかった。この作業の期間中は他の燃料の移動
はできないので、全体の作業期間が延び、定期検査期間
が長くなるという問題があった。
定期検査期間を短縮することは原子カプラントの稼動率
を向上する上で重要であるが、燃料移動作業の面でこれ
を実現するために、■複数の制御棒駆動機構の点検を同
時に実施する、◎制御棒駆動機構の点検と燃料移動を並
行して行なうといった方策が考えられる。ところがこの
ような作業方法は現在のインターロックでは実施できず
、これを行なうには新しいインターロックが必要である
さらにこうした作業は、安全性の観点から原子炉を未臨
界を保ちつつ行なうことが重要である。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり
、原子炉の燃料移動中に、制御棒の引抜、挿入、燃料の
取出し、装荷作業を監視、制御し、安全にかつ短期間で
燃料移動作業を行なうことのできる燃料移動時炉心監視
装置を得ることを目的としている。
尚、このような炉心監視装置の有効性は、特願昭59−
215127号にも述べられているが、本発明は特に制
御棒の引抜や燃料の装荷を原子炉の未臨界性確保の観点
から制御するところに特徴がある。
〔発明の構成〕
(問題点を解決するための手段) 本発明は、定期検査時における制御棒の状態に関する各
種信号を入力し、これらの信号に基づいて前記制御棒を
駆動すると異常事態が発生すると判断した時に原子炉手
動制御系に制御棒駆動阻止信号を出力する制御棒監視手
段と、定期検査時における燃料集合体の状態に関する各
種信号を入力し、これらの信号に基づいて燃料交換を行
なうと異常事態が発生すると判断した時に燃料交換機用
計算機に燃料交換機機能停止信号を出力する燃料交換機
監視手段とを備えたことを特徴とする燃料移動時炉心監
視装置である。
(作  用) 本発明の燃料移動時炉心監視装置により、燃料及び制御
棒の操作は常に反応度減少(未臨界方向)になり、安全
な定期検査となる。
(実 施 例) 第1図は本発明の一実施例の燃料移動時炉心監視装置を
示すもので、原子炉圧力容器1内に炉心2が収容されて
いる。原子炉圧力容器1の上部には燃料交換機3が配置
されており、炉心2の下方には炉心2内に制御棒4を挿
入する制御棒駆動機構5が配置されている。燃料交換機
3は原子炉建屋最上層に形成されるオペレーティングフ
ロア6に配置され、炉心2と燃料プール間を移動し、主
に燃料謁および第2図に示すブレードガイド21を掴み
移動する。この燃料交換機3は燃料交換機用計算機7に
より制御される。
すなわち、燃料交換機用計算機7には予めすべての燃料
移動ステップが記憶されており、このプログラムステッ
プに従って燃料交換機3を制御している。なお、各ステ
ップの進行にあたっては制御#J4の操作も入るため、
各ステップ毎に運転員による確認が行なわれる。
この燃料交換機用計算機7は燃料移動中におけるすべて
の燃料20およびブレードガイド21の位置を把握して
おり、そのデータを燃料移動時炉心監視装置8に出力す
る。
制御棒水圧駆動ユニット9(HCU)は制御棒駆動機構
5の駆動ピストン(図示せず)を駆動する。この制御棒
水圧駆動ユニット9は配管、弁、電磁弁および計器等で
構成され、ユニット化されており、制御棒4の本数と同
じ本数設けられている。
すなわち、制御棒4を駆動する時には制御棒水圧駆動ユ
ニット9の手動隔離弁(図示せず)が開いている状態で
電磁弁(図示せず)が励磁され、水圧が制御棒水圧駆動
ユニット9から制御棒駆動機構5に供給される。この制
御棒水圧駆動ユニット9は対応制御棒4周辺の燃料2a
が取り出されている時には、制御棒4の誤挿入による転
倒防止のため隔離弁が閉じられ、制御棒駆動機構5が駆
動することのないよう隔離している。
また、制御棒駆動機構5の分解点検、制御棒水圧駆動ユ
ニッ1−9の点検を行なう際にも隔離される。この制御
棒水圧駆動ユニット9の隔離弁の開閉状態はリミットス
イッチ(図示せず)により検出され、燃料移動時炉心監
視装置8の入力回路に出力される。なお、この制御棒水
圧駆動ユニット9の電磁弁は原子炉手動制御系10によ
り制御される。
すなわち、制御棒4の操作は原子炉手動制御系10の手
動スイッチ(図示せず)により行われるが、この原子炉
手動制御系10の内部には制御棒引抜き阻止回路(図示
せず)が内蔵されており、制御棒4の操作が定期操作か
ら外れている場合に運転員の制御棒4操作を電気的に閉
止する機能を有している。
制御棒位置指示系盤11は制御棒駆動機構5内のリード
スイッチ(図示せず)により検出される制御棒駆動機構
位置信号S1をデジタル処理し、すべての制御棒駆動機
構位置を監視している。この制御棒位置指示系盤11は
運転員に制御棒駆動機構5伎置を表示し、またプロセス
計算機(図示せず)にも各種情報を出力しているが、さ
らに燃料移動時炉心監視装置8に制御棒駆動機構5の位
置を示す信号S2を出力する。
燃料移動時炉心監視装置8は前述したような各種信号を
入力し、制御棒4及び燃料交換機3の動作を制御する。
第2図は炉心2の一部の燃料20と制御棒4との配置を
示すもので、制御棒4を中心に配置される制御棒とその
周辺の燃料4体をセルという。
図の上部の列は燃料20が装荷状態であるが、中央列の
左から右へ下部列の左から右までは順に燃料20を炉外
へ取り出す時のステップを示している。
制御棒4はそのセル内に燃料20が対角方向に2体ある
いはブレードガイド21が存在しない限り、炉心2内で
自立することができない構造となっている。また、ブレ
ードガイド21は−プラントに少数体しか使用していな
いため、セル内の燃料20がすベて取り出され制御棒4
が引抜かれた後、他のセルに移動される。
制御棒駆動機構5の点検を行なう際は、制御棒4を全引
抜とする必要があるので、第2図に示すような燃料の移
動、ブレードガイド21の移動、制御棒4の操作といっ
たステップが繰返されることになる。
第3図は本発明にかかるインターロックの原理を示す説
明図である。炉心2の反応度を変化させる操作として、
制御棒4の引抜、挿入、燃料交換機3による燃料の装荷
、取出しがある。符号(A)。
(B)、(C)は制御棒4とその制御棒セル内の4体の
燃料の状態を示している。すなわち符号(A)は制御棒
全挿入かつ燃料20が4体とも存在する状態、符号CB
)は制御棒全引抜(又は制御棒取り出し)かつ燃料20
が4体とも取り出された状態、符号(C)は制御棒全引
抜かつ燃料20が4体とも存在する状態を示している。
制御棒4の引抜は、炉心2への反応度投入となるが、こ
の時周りの4体の燃料が取出されていれば(符号(B)
の状態)、一般に炉心2の反応度は初期の制御棒全挿入
でかつ燃料4体が装荷されている符号(A)の状態より
も低下し、より未臨界の方向となる。一方、燃料を取出
さずに制御棒を引抜いた符号(C)の状態では、初期状
態(A)よりも臨界に近い方向となり、臨界超過の可能
性もある。
従って各制御棒セルを符号(A)もしくは符号(B)の
状態となるようにし、符号(C)の状態を禁止すること
により炉心2の未臨界性を確保することができる。
このような原理に基づき燃料移動時炉心監視装置8は、
制御棒水圧、駆動ユニット9(HCU)からの信号を入
力し、燃料交換機用計算機7からの信号に基づいて第4
図に示すようなフローチャートにより制御棒4の引抜き
操作を監視し、操作が正しい場合には制御棒引抜許可信
号を原子炉手動制御系10に出力する。操作が誤ってい
る場合にはCRT22、あるいは警報器23に警報信号
を出力する。また、第5図に示すようなフローチャー1
−により制御棒4の挿入操作を監視し、操作が正しい場
合には原子炉手動制御系]0に制御棒挿入許可信号を出
力する。一方、誤っている場合にはCRT22あるいは
警報器23に警報信号を出力する。
さらに、この燃料移動時炉心監視装置8は、燃料交換機
用計算機7からの信号を入力し、第6図に示すようなフ
ローチャートにより燃料集合体の取り出し操作を監視す
る。取り出し操作が正しい場合には燃料交換機用計算機
7に燃料集合体取り出し許可信号を出力し、誤っている
時にはCRT22あるいは警報器23に警報信号を出力
する。
また、第7図に示すようなフローチャートにより燃料集
合体の装荷操作を監視し、正しい時には燃料交換機用計
算機7に装荷許可信号を出力し、誤っている時にはCR
T22あるいは警報器23に警報信号を出力する。
また、燃料移動時炉心監視装置8は、燃料交換機用計算
機7および制御棒水圧駆動ユニット9からの信号を基に
、燃料交換機3が炉心2上で動作中の際は、原子炉手動
制御系10に制御棒引抜不許可信号を出力する。逆に、
制御棒4が引抜き中の際は、燃料交換機用計算機7に信
号を送信し、燃料交換機3が炉心2上で動作することを
不許可とする。
〔発明の効果〕 以上のような燃料移動時炉心監視装置8の機能により、
第3図の符号(A)、(B)以外の状態になるのが防止
される。また、反応度投入につながる制御棒4の引抜と
燃料交換機3の炉心2上での動作が同時に行なわれるこ
とが防止される。このため、原子炉に一度に大きな反応
度が加わることがなく、常に未臨界性を確保しつつ安全
に作業を行なうことができる。また、複数の制御棒駆動
機構を同時に点検したり、制御棒駆動機構の点検と燃料
の移動を同時に行なうことができるので、定期検査期間
を短縮しプラントの稼動率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかる燃料移動時炉心監視装置を示す
ブロック図、第2図は本発明にががる燃料交換方法を示
す図、第3図は本発明にかがる燃料と制御棒の状態に原
子炉の反応度投入量を示す図、第4図は本発明にかかる
制御棒の引抜き操作を監視するためのフローチャート、
第5図は本発明にかかる制御棒の挿入操作を監視するた
めのフローチャート、第6図は本発明にかかる燃料の取
出し操作を監視するためのフローチャー1・、第7図は
本発明にかかる燃料の装荷操作を監視するためのフロー
チャートである。 3・・・燃料交換機    4・・・制御棒7・・・燃
料交換機用計算機 8・・・燃料移動時炉心監視装置 lO・・・原子炉手動制御棒 11・・・制御棒位置指示系盤 20・・・燃料       21・・・ブレードガイ
ド代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同  第子丸 健 第2図 (A)      ζB)(C) 虎′料・ 卿目卯ルトの]丈′帖、 第3図 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 沸騰水型原子炉の定期検査時燃料移動中に制御棒まわり
    に1体でも燃料が装荷されている際は当該制御棒の引抜
    を許可せず、制御棒が挿入されていない位置には燃料の
    装荷を許可しないインターロックを有することを特徴と
    する燃料移動時炉心監視装置。
JP62269223A 1987-10-27 1987-10-27 燃料移動時炉心監視装置 Expired - Lifetime JPH0664173B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04148896A (ja) * 1990-10-12 1992-05-21 Toshiba Corp 原子炉監視装置
CN113192661A (zh) * 2021-04-27 2021-07-30 中国核电工程有限公司 棒位监测系统、棒栅平衡判断方法及设备、功率控制系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04148896A (ja) * 1990-10-12 1992-05-21 Toshiba Corp 原子炉監視装置
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