JPH0220959B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は原子炉制御機を電動機によつて駆動制
御するようにした制御棒駆動制御装置に係り、特
に制御棒の位置決め手段の改良に関する。

発明の技術的背景 従来のこの種の制御棒駆動制御装置は、一般に
第１図に示す如く構成されている。すなわち端子
１に駆動距離指令を与えると、駆動時間設定器２
は上記距離指令に応じた電動機駆動時間をタイマ
ー３にセツトする。タイマー３は上記セツトされ
た時間だけ電動機駆動回路４に動作指令信号を与
える。

電動機駆動回路４は上記動作指令信号を与えら
れている期間、挿入または引抜操作指令に基いて
電動機５を正回転または逆回転させる。上記電動
機５の回転力は、動力変換器６を介して制御棒７
に伝達される。かくして制御棒７の挿入または引
抜きが行なわれる。

背景技術の問題点 上記構成の従来の制御棒駆動制御装置には次の
ような問題がある。すなわち一般に制御棒７を挿
入する場合に必要な電動機出力トルクと、制御棒
７を引抜く場合に必要な電動機出力トルクとは、
制御棒７の荷重成分の影響により異なる。したが
つて駆動時間設定器２によつて設定された一定時
間だけ電動機５を回転させるようにした上記構成
の装置では、上記トルクの違いにより制御棒挿入
時と、制御棒引抜時とで駆動速度に差を生じる。
このため、一般には制御棒７の最終駆動距離は引
抜時の方が大きくなる。

第２図はそのもようを示す図である。第２図か
ら明らかなように、一定時間Ｔだけ電動機５に通
電して回転させると、挿入時においては曲線Ａで
示す如く最終駆動距離がL₁となり、引抜時にお
いては曲線Ｂで示す如く最終駆動距離がL₂とな
る。このため駆動距離にL₂−L₁＝Ｅなる誤差を
生じる。上記誤差Ｅは駆動時間Ｔの絶対値が大き
いほど大きくなる。また電動機５をステツプ動作
させる駆動方式を採用した場合には、上記誤差が
累積加算されることになる。かくして従来の装置
では原子炉の出力制御を正確に行ない難い問題が
あつた。

なお、上記誤差を除去すべく、電動機５の回転
角（位置）を検出し、その検出信号を電動機駆動
制御部にフイードバツクして電動機５の回転量を
制御するようにした装置が考えられる。しかし上
記の如くにすると、フイードバツク制御系の構成
が著しく複雑化し高価格なものになるばかりでな
く、何らかの原因により上記フイードバツク信号
がなくなると、制御棒７の逸走という事態を招く
ことになり、安全管理上問題がある。したがつて
上記のようなフイードバツク制御による誤差除去
手段は採用できなかつた。

発明の目的 本発明の目的は、タイマーを使用した簡易な構
成の装置であり乍ら、制御棒の挿入および引抜き
位置が常に所要位置となり、原子炉の出力制御を
正確に行なえると共に、たとえフイードバツク系
が故障したような場合でも制御棒の逸走といつた
事態を招くおそれがなく極めて安全性が高い上、
低コストで製作可能な制御棒駆動制御装置を提供
することにある。

発明の概要 本発明は上記目的を達成すべく次の如く構成し
たことを特徴としている。すなわち駆動距離指令
信号により与えられる制御棒の駆動距離と制御棒
挿入時の駆動速度から電動機の駆動時間を算出し
て設定するための駆動時間設定信号をタイマーに
与えて同タイマーの動作期間を設定する。そして
上記タイマーの出力を与えられている期間だけ電
動機駆動回路を作動させ、制御棒の挿入または引
抜き指令に応じた電動機駆動用電力を送出させ
る。そしてこの電力を電動機に供給することによ
り電動機を正回転または逆回転させ、その回転力
を操作機構を介して原子炉制御機に伝達する。か
くして上記制御棒の挿入または引抜きを行わせ
る。一方、位置検出器によつて前記制御棒の位置
を検出し、その検出位置が指定された駆動位置に
達したとき停止信号発生器から停止信号を送出し
て駆動停止ゲートをオフにし、前記タイマーから
電動機駆動回路に与えていたタイマー出力を断つ
ようにする。かくすることにより、電動機はタイ
マー出力と制御棒の位置とによつて制御されるこ
とになり、制御棒の挿入位置および引抜き位置が
電動機の速度変化等の影響を受けないものとな
る。

発明の実施例 第３図は本発明の一実施例の構成を示すブロツ
ク図である。図において駆動時間設定器１１は原
子炉制御機の駆動位置に応じた電動機の最長駆動
時間を設定するための駆動時間設定信号を送出す
る。すなわち上記駆動時間設定器１１は端子TA
から操作指令信号S₁が与えられ、端子TBから駆
動距離指令信号S₂が与えられると上記指令信号S₂
により与えられる距離を、電動機１５の最も遅い
速度すなわち制御棒挿入時の速度で制御棒を移動
させる場合に要する時間を算出し、これを駆動時
間設定信号S₃としてタイマー１２へ出力する。

タイマー１２は、駆動時間設定器１１から送出
される駆動時間設定信号S₃により動作期間を設定
される。すなわち、タイマー１２は駆動時間設定
器１１から駆動時間設定信号S₃が入力する。オン
状態となり、上記信号S₃により設定された動作期
間を経過するとオフ状態となる。

駆動停止ゲート１３はたとえばNAND回路に
て構成されており、通常はタイマー１２の出力S₄
を電動機駆動回路１４に与える。そして後述する
停止信号発生器１９から停止信号S₆を与えられる
と、オフとなり上記タイマー１２から駆動回路１
４に与えられているタイマー出力信号S₄を断つも
のとなつている。

電動機駆動回路１４は前記タイマー１２の出力
信号S₄を与えられている期間だけ、制御棒１７の
挿入または引抜き指令すなわち操作指令信号S₁の
内容に応じた電動機駆動用電力を送出する。この
駆動回路１４としてはたとえば一対のトランジス
タからなる電動機正回転制御用のスイツチング素
子および電動機逆回転制御用のスイツチング素子
を設け、これらのスイツチング素子のいずれか一
方を操作指令信号S₁により選択し、選択されたス
イツチング素子をタイマー１２の出力信号S₄によ
り所定期間オンとなし、制御棒挿入時には電動機
正回転駆動用電力を送出し、制御棒引抜時には電
動機逆回転駆動用電力を送出する如く構成したも
のを用いる。

電動機１５は前記駆動回路１４から供給される
電力により所定時間正回転または逆回転する可逆
転モータである。

操作機構１６は電動機１５の回転力を原子炉制
御機１７に伝達し上記制御棒１７の挿入または引
抜き操作を行なうものであり、具体的には回転運
動を直線運動に変換する動力変換器などで構成さ
れている。

位置検出器１８は、制御棒１７の位置を検出し
位置検出信号S₅を送出するものであつて、具体的
には電動機１５に結合されたパルス発生器、カウ
ンタ等により構成されている。

停止信号発生器１９は位置検出器１８で検出さ
れた制御棒１７の位置が、指定された駆動位置に
達したとき停止信号を送出するものであつて、た
とえば比較回路の一方の入力端に端子TBからの
距離指令信号S₂を与え、他方の入力端に位置検出
器１８からの位置信号S₅を与え、両信号の大きさ
が一致したとき停止信号S₆を駆動停止ゲート１３
に対し出力する如く構成されている。

次に上記の如く構成された本装置の作用効果の
説明を、動作説明を通して行なう。

先ず駆動時間設定器１１に端子TBから駆動距
離指令信号S₂が与えられた状態において、端子
TAから操作指令信号S₁が与えられると、駆動時
間設定器１１は第４図にＭ曲線で示す如く信号S₂
にて与えられた駆動距離Ｌを制御棒挿入時の速度
で駆動するのに必要な時間T₂を算出する。そし
てこの算出時間T₂に相当する駆動時間設定信号
S₃をタイマー１２に与えてこのタイマー１２の動
作期間を設定する。

上記タイマー１２の出力信号S₄は初期状態にお
いては停止信号S₆がないためにオンとなつている
駆動停止ゲート１３を介して電動機駆動回路１４
に与えられる。このとき上記電動機駆動回路１４
は操作指令信号S₁により挿入側に切換えられてい
るため、この駆動回路１４は電動機１５に正回転
駆動用電力を供給する。このため、電動機１５は
正回転をはじめる。したがつて操作機構１６を介
して制御棒１７は挿入操作される。このとき電動
機１５が必要とするトルクは制御棒の荷重成分の
影響により引抜時より大きい。したがつて駆動距
離は第４図のＭ曲線のように変化していき、時間
T₂を経過したところで指定された距離Ｌに達す
る。この時点でタイマー１２がリセツトされると
共に、制御棒駆動距離がＬに達したことから停止
信号発生器１９から停止信号S₆が送出され、駆動
停止ゲート１３はオフとなる。したがつて電動機
１５は回転を停止する。

制御棒引抜駆動の場合も上述した挿入駆動の場
合とほぼ同様に作動する。ただしこの場合は前述
した制御棒挿入時に比べて駆動に要するトルクが
小さいので、駆動距離は第４図のＮ曲線のように
変化していき、挿入時の場合より若干短い時間
T₁にて指定の駆動距離Ｌに達する。このときタ
イマー１２の設定時限には達していないが、位置
検出器１８から停止信号発生器１９に入力する位
置信号S₅の大きさが指定された駆動距離信号S₂の
大きさに等しくなるため、停止信号発生器１９か
ら停止信号S₆が送出される。このため駆動停止ゲ
ート１３はオフとなり、タイマー１２から電動機
駆動回路１４に与えられていたタイマー出力信号
S₄を断つ。したがつて駆動回路１４は作動を停止
し、電動機１５の回転も停止する。

このように本装置においては、制御棒１７の挿
入時には主としてタイマー１２によつて電動機の
駆動時間が制御され、制御棒１７の引抜時には主
として制御棒１７の実際の位置によつて電動機１
５の駆動時間が規制されることになる。したがつ
て制御棒挿入時と制御棒引抜時における駆動トル
クの違いにより駆動速度が異なつていても、制御
棒１７の駆動距離すなわち挿入位置は指令信号S₂
に従つたものとなる。そして特に本装置ではタイ
マー１２による駆動時間と、位置検出器１８によ
る駆動位置（距離）との両方で電動機１５を制御
しているので、いずれか一方の制御棒能が異常に
陥つても電動機１５の暴走による制御棒１５の逸
走といつた事態を回避できる。

また本装置においては基本的にはタイマー１２
を介して駆動時間の制御を行なう方式のものであ
り、複雑なフイードバツク制御回路を全く要さな
い。このため製作費が低廉ですむ利点がある。

なお本発明は上述した一実施例に限定されるも
のではない。たとえば前記実施例では位置検出器
１８を電動機１５に結合した場合を示したが、操
作機構１６あるいは制御棒１７に結合させてもよ
い。要は制御棒１７の位置を正確に検出できれば
よい。また前記実施例では駆動停止ゲート１３を
タイマー１２と電動機駆動回路１４との間に介在
させた場合を示したが、タイマー１２または電動
機駆動回路１４内に内蔵させてもよい。このほか
本発明の要旨を変えない範囲で種々変形実施でき
るのは勿論である。

発明の効果 本発明によれば、位置検出器によつて検出され
た制御棒の位置が、指定された駆動位置に達した
とき、停止信号発生器から停止信号を送出して駆
動停止ゲートをオフにし、電動機の最長駆動時間
を設定されたタイマーから電動機駆動回路に与え
られているタイマー出力をその時点で断つように
したので、電動機はタイマーが設定時限に達した
ときまたは制御棒位置が指定された位置に達した
ときのいずれかにおいて停止することになる。そ
の結果、制御棒の挿入位置および引抜位置は指定
された距離（位置）となり、電動機の速度変化等
の影響を受けないものとなる。かくしてタイマー
を使用した簡易な構成の装置であり乍ら、制御棒
の挿入位置および引抜位置が常に所要位置とな
り、原子炉の出力制御を正確に行なえる上、たと
え速度検出器の故障といつたフイードバツク系の
故障が生じても制御棒の逸走といつた事態を招く
おそれがなく極めて安全性が高い上、構成が簡単
で低コストで製作可能な制御棒駆動制御装置を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の制御棒駆動制御装置の一例を示
すブロツク図、第２図は上記従来装置における駆
動時間と駆動距離との関係を示す特性図、第３図
および第４図は本発明の制御棒駆動制御装置の一
実施例を示す図で、第３図は構成を示すブロツク
図、第４図は駆動時間と駆動距離の関係を示す特
性図である。 １１…駆動時間設定器、１２…タイマー、１３
…駆動停止ゲート、１４…電動機駆動回路、１５
…電動機、１６…操作機構、１７…制御棒、１８
…位置検出器、１９…停止信号発生器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 駆動距離指令信号により与えられる制御棒の
   駆動距離と制御棒挿入時の駆動速度から電動機の
   駆動時間を算出して設定する駆動時間設定器と、
   この駆動時間設定器から送出される駆動時間設定
   信号により動作期間を設定されるタイマーと、こ
   のタイマー出力を与えられている期間だけ制御棒
   挿入指令または制御棒引抜指令に応じた電動機駆
   動用電力を送出する電動機駆動回路と、この電動
   機駆動回路から供給される電力により所定時間正
   回転または逆回転駆動される電動機と、この電動
   機の回転力を原子炉制御棒に伝達し上記制御棒の
   挿入または引抜操作を行なう操作機構と、前記制
   御棒の位置を検出する位置検出器と、この位置検
   出器で検出された制御棒の位置が指定された駆動
   位置に達したとき停止信号を送出する停止信号発
   生器と、この停止信号発生器から送出される停止
   信号によりオフし前記タイマーから前記電動機駆
   動回路に与えられるタイマー出力を断つ駆動停止
   ゲートとを具備したことを特徴とする制御棒駆動
   制御装置。 ２ 位置検出器はパルス発生器とカウンタとで構
   成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の制御棒駆動制御装置。 ３ 停止信号発生器は制御棒駆動距離指令信号と
   制御棒位置検出信号とが一致したとき停止信号を
   出力する比較回路で構成されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の制御棒駆動制御
   装置。