JPH0119116B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、原子力発電所の原子炉出力制御装置
に関する。

一般に原子炉の出力調整は、多数の制御棒を炉
心に一本づつ挿入あるいは引き抜き操作すること
によつて行われる。

この操作は、通常運転員が制御棒位置を確認し
ながら行うので、制御棒位置指示系統に異常が生
じたとき、その操作を禁止しないとめくら運転も
同然とになり安全面に問題が生じる。

そこで従来は、制御棒が１本でもその位置が不
明になれば、全ての制御棒の操作を禁止すること
により、原子炉の安全性を確保していた。

しかしながら、この方式では、原子炉の安全性
は確保されるものの、その不明制御棒が他の制御
操作に与える影響を全く無視できる位置にあつて
も、例えば前回の操作から全引き抜き位置にある
ことが確実に判つている制御棒の位置が不明にな
つた場合でも、他の制御棒の操作が禁止されてし
まい、原子炉の出力調整が一切不能になる不具合
があつた。

本発明は、このような不具合を除き、原子炉の
安全性は確保した上で、制御棒位置が不明になつ
た場合でも、条件によつては他の制御棒の操作を
許容し原子炉の出力調整を可能とした原子炉出力
制御装置を提供することを目的とする。

以下、本発明をBWR型原子炉に適用した場合
を例にとり、図の実施例を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る原子炉出力制
御装置のブロツク構成図を示したもので、１は制
御棒駆動制御部、２は制御棒駆動機構、３は原子
炉、４は制御棒、５は制御棒位置読込処理部、６
は制御棒操作判断部、７は制御棒位置指示系イン
ターロツクゲート部である。

制御棒を操作する場合、その要求内容は制御棒
操作要求信号ａとして制御棒駆動制御部１に入力
される。この信号ａは、 ａ＝ａ（a₁，a₂，a₃，a₄，a₅〜a₈，a₉〜a₁₂）
……(1) と表わすことができ、a₁は連続引抜状態、a₂は引
抜状態、a₃は挿入状態、a₄は緊急挿入状態、a₅〜
a₈は操作要求制御棒のｘ座標、a₉〜a₁₂は操作要
求制御棒のｙ座標を示す12ビツトで構成される。
例えば、ｘ＝11，ｙ＝12の制御棒を引き抜くと仮
定すると、ａ＝ａ（０，１，０，０，1011，1100）
となる。

制御棒駆動制御部１は、他系統から入力される
制御棒操作インターロツク信号ｂ例えば現在操作
しようとする制御棒が予め決められた操作手順に
合致したものであるか否かあるいは駆動機構が正
常であるか否か等を表わす信号と、後述するよう
に、制御棒位置指示系インターロツクゲート部７
から出力される制御棒位置指示系インターロツク
ゲート信号ｆとから、制御棒の操作の可否を判断
し、操作可能であれば、信号ａに対応する制御棒
駆動電気信号ｃを信号ａで指定される制御棒の制
御棒駆動機構２に出力する。その信号ｃは、 ｃ＝ｃ（c₁，c₂，c₃，c₄） ……(2) と表わすことができ、c₁は引抜供給弁駆動状態、
c₂は引抜排出弁駆動状態、c₃は挿入供給弁駆動状
態、c₄は挿入排出弁駆動状態を示す４ビツトで構
成される。例えば、引抜の場合はｃ＝ｃ（１，１，
00）となる。

制御棒駆動機構２は、この信号ｃを受けとり、
制御棒を駆動するための水圧信号ｄに変換し、制
御棒４を駆動する。

一方、制御棒位置は、各制御棒４に内蔵されて
いるリードスイツチにより、制御棒位置信号ｅと
して原子炉３に入力される。この信号ｅは、 ｅ＝ｅ（Ｐ，Ｘ，Ｙ） ……(3) と表わすことができる。ここで、Ｐ＝Ｐ（P₁〜
P₁₁）で、11ビツトで制御棒の挿入あるいは引抜
位置を表わし、Ｘ＝Ｘ（x₁〜x₄）で、４ビツトで
制御棒のｘ座標を表わし、Ｙ＝Ｙ（y₁〜y₄）で、
４ビツトで制御棒のｙ座標を表わす。

制御棒位置読込処理部５は、原子炉３に装荷さ
れている全ての制御棒４からの制御棒位置信号ｅ
を読み込み、各信号が正規の制御棒位置データを
有するか否か判断する。これは、例えば、本来あ
るべきビツト位置にデータが入つているか否か、
予め決められた条件を満足しないビツトが存在し
ないか否か等から判断することができる。この結
果、信号ｅに１つでも正規でないものが存在すれ
ば、制御棒位置指示系統異常として、制御棒４の
操作を禁止するため、制御棒位置指示系統インタ
ーロツク信号f₁＝０を出力する。この場合、信号
ｅが全て正規の信号であればf₁＝１となる。

信号ｅに非正規信号が存在すれば、制御棒位置
読込処理部５は同時にこれら非正規信号制御棒の
正常時の位置データと、そのｘ座標、ｙ座標を非
正規制御棒データｇとして制御棒操作判断部６に
出力する。即ち、このデータｇは、 ｇ＝ｇ（P_j，X_j，Y_j） ……(4) と表わすことができ、P_j＝Ｐ（P_1j〜P_11j），ｊ＝１
〜ｍで、P_jは非正規信号の制御棒の正常時の位置
データを表わし、ｍは非正規信号の制御本数を表
わす。また、X_jはX_j＝Ｘ（x_1j，x_2j，x_3j，x_4j）で
その制御棒のｘ座標、Y_jはY_j＝Ｙ（y_1j，y_2j，y_3j，
y_4j）でその制御ｙ座標を表わす。つまり、制御
棒位置読込処理部５は前回操作時の各制御棒の位
置データを記憶しておき、制御棒位置指示系統が
異常になつたとき、その制御棒の異常になる以前
の正常な位置データを出力する。

制御棒操作判断部６は、第３図に示すように、
制御棒データ入力部６１、出力変動量演算部６
２、制御棒操作可否判断部６３から成り、制御棒
データ入力部６１は、非正規制御棒データｇと制
御棒操作要求信号ａとを基に制御棒データｉを出
力する。このデータｉは、 ｉ＝ｉ｛a₅〜a₈，a₉〜a₁₂〔ｇ〕｝ ……(5) と表わすことができる。ここでa₅〜a₈，a₉〜a₁₂
は前述した、これから行う制御棒のｘ座標、ｙ座
標を表わし、〔ｇ〕はｇと同一内容の変換データ
を表わす。つまり、制御棒データ入力部６１は非
正規制御棒データｇを出力変動量演算部６２で処
理可能なデータ〔ｇ〕に変換し、操作すべき制御
棒座標データと共に出力する。

出力変動量演算部６２は、その制御棒データｉ
と、他系統からの原子炉データｊとから、これか
ら操作しようとする制御棒を操作することによつ
て生じる原子炉出力変動量ｋを算出する。その原
子炉データｊは、原子炉内の出力分布、冷却材分
布等から成る原子炉の物理的現在状態を示すデー
タ群で構成される。

制御棒操作可否判断部６３は、その算出された
変動量ｋを、予め記憶している許容値k_pと比較
し、許容値内であれば制御棒操作許可ゲート信号
ｈ＝１を出力する。

このようにして、制御棒操作判断部６では、制
御棒の位置は不明になつたとき、不明になる前の
正常な位置データと、現在の炉心状態を基に、こ
れから操作しようとする制御棒を操作しても、原
子炉の安全性が確保されるか否か判断し、安全で
あれば信号ｈ＝１、その保証がなければ信号ｈ＝
０を出力する。

制御棒位置指示系インターロツクゲート部７
は、第４図に示すように、ORゲートで構成さ
れ、信号f₁とｈの論理和を制御棒位置指示系イン
ターロツク信号ｆとして制御棒駆動制御部１に出
力する。

これにより、制御棒位置指示系統に異常が生じ
ても、一律に制御棒操作が禁止されることなく、
原子炉の安全性が確保される場合は、他の制御棒
位置指示系統の正常な制御棒の操作は許容され、
原子炉の出力調整が可能となる。

尚、上記実施例では、制御棒駆動機構として水
圧駆動機構を用いた場合を例にとつて説明した
が、本発明は電動機駆動機構でも上記実施例同様
の作用効果が得られることは言う迄もない。ま
た、本発明はBWR型原子炉に限らず、FBR等他
の型の原子炉に対して適用し得ることも勿論のこ
とである。

以上のように本発明によれば、制御棒の位置に
不明なものが生じても、一定の条件下で制御棒操
作が可能となり、その原子力発電所を系統運用し
た場合に信頼性のある原子炉出力制御装置が得ら
れるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す原子炉出力制
御装置の構成図、第２図はその制御棒操作判断部
の構成図、第３図はその制御棒位置指示系インタ
ーロツクゲート部の構成図である。 １…制御棒駆動制御部、２…制御棒駆動機構、
３…原子炉、４…制御棒、５…制御棒位置読込処
理部、６…制御棒操作判断部、７…制御棒位置指
示系インターロツクゲート、６１…制御棒データ
入力部、６２…出力変動量演算部、６３…制御棒
操作可否判断部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 制御棒の座標と操作内容を表わす制御棒操作
   要求信号に基づき、駆動機構を介し、原子炉内の
   制御棒を駆動制御する制御棒駆動制御部と、各制
   御棒の位置を指示する制御棒位置指示系統を有す
   る原子力発電所の原子炉出力制御装置において、
   前記制御棒位置指示系統に異常が生じ制御棒位置
   が不明になつたとき、第１の信号を出力すると共
   にその不明になつた制御棒の座標および正常時の
   位置を表わす制御棒データを出力する制御棒位置
   読込処理部と、前記制御棒要求信号、前記制御棒
   データおよび原子炉の状態を表わす原子炉データ
   を基に制御棒の操作が可能か否か判断し、可能な
   とき、第２の信号を出力する制御棒操作判断部
   と、制御棒位置不明時、前記制御棒操作判断部か
   ら前記第２の信号が出力する場合は、その信号を
   前記制御棒駆動制御部に加えて制御棒の駆動を許
   容する一方、前記第２の信号が出力しない場合は
   前記第１の信号を前記制御棒駆動制御部に加えて
   制御棒の駆動を禁止する制御棒位置指示系インタ
   ーロツクゲート部とを備えて成ることを特徴とす
   る原子炉出力制御装置。