JPH0353593B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、原子炉制御棒制御装置に関し、特
に、原子炉の熱出力の制御及び原子炉の停止に使
用する制御棒を、原子炉内に挿入又は引抜きする
ために用いられる制御棒駆動機構の制御装置に関
するものである。

第１図は、原子炉制御の磁気ジヤツキ式駆動機
構の構造を簡略化して示すものである。図におい
て、原子炉圧力容器外に取り付けられたリフトコ
イル１、ムーバブルグリツパコイル（以下、MG
コイルという）２、及びステーシヨナリグリツパ
コイル（以下、SGコイルという）３、の３つの
コイルは原子炉圧力容器内に収納されている励磁
接片を動作させる。即ち、ムーバブルグリツパア
ーマチユア４とステーシヨナリグリツパアーマチ
ユアは、それぞれMGコイル２及びSGコイル３
が励磁されたとき、制御棒駆動軸６の谷部すなわ
ち溝６ａとかみ合うラツチ７及び８を作動する。
ステーシヨナリラツチ８はある位置で制御棒駆動
軸６を保持するために用いられる。ムーバブルラ
ツチ７は、リフトコイル１が励磁されたとき、リ
フトアーマチユア９によつて上げ、下げされるも
ので、制御棒駆動軸６を上げ（引抜方向への移
動）、下げ（挿入方向への移動）するために使用
される。尚、１ａはリフト磁極、３ａはステーシ
ヨナリグリツパ磁極、５はステーシヨナリグリツ
パアーマチユア、７ａはムーバブルラツチリン
ク、８ａはステーシヨナリラツチリンクである。

第２図は上記制御棒駆動機構の動作シーケンス
を示すものである。第２図において、第１図中の
相当箇所は同一符号で表わされているが、ムーバ
ブルラツチ７及びステーシヨナリラツチ８は簡略
化して表示されている。

以下、第１図及び第２図を用いて制御棒の引抜
きシーケンスと挿入シーケンスについて説明す
る。

Ａ：引抜きシーケンス (イ) 待機状態では、SGコイル３が励磁され、ス
テーシヨナリラツチ８は閉じていて、制御棒駆
動軸を保持している。〔第２図ａ−イの状態〕 (ロ) MGコイル２を励磁してムーバブルラツチ７
を閉じる。〔第２図ａ−ロの状態〕 (ハ) SGコイル３を消磁してステーシヨナリラツ
チ８を解放する。〔第２図ａ−ハの状態〕 (ニ) リフトコイル１を励磁してリフトアーマチユ
ア９を動作させムーバブルグリツパアーマチユ
ア４を上昇させる。これによりムーバブルブラ
ツチ７で支持された制御棒駆動軸６を制御棒駆
動軸の溝６ａの１つ分だけ矢印方向に上昇させ
る。〔第２図ａ−ニの状態〕 (ホ) SGコイル３を励磁しステーシヨナリラツチ
８を閉じる。〔第２図ａ−ホの状態〕 (ヘ) MGコイル２を消磁してムーバブルラツチ７
を解放する。〔第２図ａ−ヘの状態〕 (ト) リフトコイル１を消磁してリフトアーマチユ
ア９を矢印方向に下降させる。〔第２図ａ−ト
の状態〕 (チ) ロからトの動作を繰り返す。

Ｂ：挿入シーケンス (イ) 待機状態では、SGコイル３が励磁され、ス
テーシヨナリラツチ８は閉じていて、制御棒駆
動軸６を保持している。〔第２図ｂ−イの状態〕 (ロ) リフトコイル１を励磁して、リフトアーマチ
ユア９を矢印方向に上昇させる。〔第２図ｂ−
ロの状態〕 (ハ) MGコイル２を励磁して、ムーバブルラツチ
７を閉じる。〔第２図ｂ−ハの状態〕 (ニ) SGコイル３を消磁して、ステーシヨナリラ
ツチ８を解放する。〔第２図ｂ−ニの状態〕 (ホ) リフトコイル１を消磁してリフトアーマチユ
ア９を下降させ、ムーバブルグリツパアーマチ
ユア４を下げる。これで制御棒駆動軸６を、そ
の溝６ａの１つ分だけ矢印方向に下降させる。
〔第２図ｂ−ホの状態〕 (ヘ) SGコイル３を励磁して、ステーシヨナリラ
ツチ８を閉じる。〔第２図ｂ−ヘの状態〕 (ト) MGコイル２を消磁して、ムーバブルグリツ
パラツチ７を解放する。〔第２図ｂ−トの状態〕 (チ) ロからトの動作を繰り返す。

上述の如く、制御棒の原子炉内への挿入あるい
は引抜き動作は制御棒駆動機構のSGコイル、
MGコイル、及びリフトコイルの３種類のコイル
に順次、直流電流を供給することにより行われ、
また制御棒を駆動しないときは、SGコイルを励
磁し続けることにより、一定位置で保持される。
ここで、制御棒を駆動しないとき〔第２図ａ及び
ｂ−イ〕は、SGコイルを励磁しなければ制御棒
は原子炉の内に落下してしまうことに注目するこ
とが重要である。

制御棒駆動機構の３種類のコイルに対する直流
電流の供給は制御棒制御装置により行われる。従
来、この種の装置として第３図に示すものがあつ
た。同図に於て、負荷１０，２０及び３０は、そ
れぞれ前述の制御棒駆動機構の３種類のコイルに
相当する。即ち、負荷１０は複数個の制御棒駆動
機構のSGコイルに相当し、負荷２０は複数個の
制御棒駆動機構のMGコイルに相当し、負荷３０
は複数個の制御棒駆動機構のリフトコイルに相当
する。各負荷は３群の負荷から成る。即ち、第１
組の負荷１０は、第１群１２、第２群１４及び第
３群１６のSGコイルから成る。これら３群１２，
１４，及び１６の負荷は、全部同一レベル（SG
コイルを励磁して制御棒を保持する場合）の直流
シーケンスを必要とし、群別に順次制御棒を駆動
するが、制御棒を駆動させない期間でも制御棒を
一定位置に保持するために、全ての制御棒駆動機
構のSGコイルに通電しておく必要があるため、
第２組及び第３組の負荷のように切替動作されな
い。

第２組の負荷２０も同様に、第１群２２、第２
群２４、及び第３群２６のMGコイルから成る。
これらの３群の各々の負荷は全て同一レベルの直
流シーケンスをやはり必要とするがその励磁期間
は異なる。

即ち、３群の制御棒の全部が駆動されるが、そ
の駆動時間が違う。従つて第１群の制御棒は、第
１群のSGコイル、第１群のMGコイル、及び第
１群のリフトコイルを備えた第１群の制御棒駆動
機構によつて駆動される。第２群の制御棒は第２
群のSGコイル、MGコイル及びリフトコイルを
備えた第２群の制御棒駆動機構によつて駆動され
る。同様に、第３群の制御棒は、第３群の制御棒
駆動機構によつて駆動される。

各群の制御棒の駆動シーケンスは前述の如く、
各制御棒駆動機構の３種類のコイルに順次通電す
ることより行われる。

三相電力は三相電源４０によつて複数個の電力
ユニツト４２，４６，５０，５２及び５４へ供給
される。この電力ユニツトは後述する電流基準信
号源の電流基準信号に基づき予定の多レベル（通
常は３つのレベル）値で直流出力を供給する。第
１電力ユニツト４２は単一の線路４４として図示
された線路を通して三相電源４０から三相電力を
受ける。第１電力ユニツト４２は複数個の制御棒
駆動機構のリフトコイルへ直流シーケンスを提供
するための電力ユニツトである。三相電源４０か
らの第２の出力は線路４８を通して第２電力ユニ
ツト４６へ供給される。第２電力ユニツト４６は
複数個の制御棒駆動機構のMGコイルに直流電流
を提供するための電力ユニツトである。三相電源
４６からの第３出力４９からそれぞれ線路５６，
５８及び６０を介してそれぞれ３つの別々の電力
ユニツト５０，５２及び５４へ三相電源が供給さ
れる。電力ユニツト５０，５２及び５４はそれぞ
れ複数個の制御棒駆動機構のSGコイルに所定シ
ーケンスで直流を提供するための電力ユニツトで
ある。各負荷１２，１４及び１６のそれぞれに
別々の電力ユニツト５０，５２及び５４を設けて
いる理由は、制御棒駆動装置の動作中、一群の制
御棒が挿入または引抜きされるとき、残りの制御
棒群の制御棒駆動機構のSGコイルを附勢して、
これらの制御棒を一定位置に保持することが必要
なためである。例えば、もし第１群の制御棒駆動
機構が附勢されるべきである場合、即ち、第１組
１０の第１群の負荷（SGコイル）１２、第２組
２０の第１群の負荷（MGコイル）２２及び第３
組３０の第１群の負荷（リフトコイル）３２を所
定の直流シーケンスに従い順次附勢する場合、第
１組１０の第２群及び第３群の負荷１４及び１６
を附勢して、これらの制御棒駆動機構により駆動
される制御棒が原子炉の中へ落下することを防止
することが必要なためである。

６２は通常、３つのレベルすなわち零電流値
（コイルを消磁しておく電流値）、低限電流値（制
御棒保持に必要な電流値）、及び全電流値（制御
棒を最初に駆動するときのみ必要な電流値）を有
する電流基準信号を所定シーケンスで発生する周
知の電流基準信号源であり、電流基準信号源６２
から供給される電流基準信号に応じて各電力ユニ
ツトから種々の負荷へ直流が供給される。電流基
準信号源６２は線路６４により、第１電流基準信
号を第１電力ユニツト４２へ供給する。第１電力
ユニツト４２、即ち、制御棒駆動機構のリフトコ
イル用の電力ユニツトからの直流出力を調整する
ために、第１電流基準信号が使用される。第１電
力ユニツト４２から直流出力が、第１群、第２群
及び第３群の負荷３２，３４及び３６の内のいず
れか１つへそれぞれ線路７８，８０及び８２を介
して送られるように、第１電力ユニツト４２から
の出力は第１切替回路６６（例えば外部のバンク
選択回路によつて制御されるもの）によつて選択
される。

同様に、電流基準信号源６２からの第２電流基
準信号は、複数個の制御棒駆動機構のMGコイル
用電力ユニツトである第２電力ユニツト４６へ線
路７４を介して供給される。この第２電力ユニツ
ト４６からの直流出力は第２切替回路７６へ供給
され、電流基準信号源６２からの第２電流基準信
号に応じて第１群、第２群及び第３群の負荷２
２，２４及び２６の内のいずれか１つへ、それぞ
れ線路６８，７０及び７２を介して直流を供給す
る。

電流基準信号６２は線路８４，８６及び８８に
より、それぞれSGコイル用電力ユニツトである
第３電力ユニツト５０，５２及び５４へ３つの
別々の第３電流基準信号１００−１、第３電流基
準信号１００−２及び第３電流基準信号１００−
３を夫々供給する（但し、同信号１００−１〜１
００−３とも保持状態においては同一の直流レベ
ルの電流基準信号が供給される）。これら３つの
電力ユニツトへ前記第３電流基準信号１００−１
〜１００−３が夫々が供給されている理由は一群
の制御棒が挿入または引抜きされるとき、残りの
制御棒群の制御棒駆動機構のSGコイルを附勢し
て、これらの制御棒を一定位置に保持することが
必要なためである。尚、第１及び第２電力ユニツ
トはサイリスタ式コンバータとして構成してもよ
くまた第１及び第２切替回路もサイリスタ式スイ
ツチ装置として構成してもよい。

従来の装置は以上のように構成されているの
で、制御棒待機状態においてSGコイルの励磁機
能が喪失した場合、ステーシヨナリラツチが開い
て制御棒駆動軸を保持することができず制御棒が
原子炉の炉心に落下し、場合によつては原子炉停
止に至るという欠点があつた。

この発明は上記のような従来のものの欠点を除
去するためになされたもので、待機状態ではステ
ーシヨナリラツチとムーバブルラツチの両方で制
御棒を保持するようにしてSGコイルの励磁機能
が喪失し、ステーシヨナリラツチが開いても、ム
ーバブルラツチにより制御棒を保持し原子炉の運
転をつづける事ができる装置を提供することを目
的としている。

斯かる目的を達成するため、本発明に係る原子
炉制御棒制御装置は、所定複数群のリフトコイ
ル；該所定複数群のうちの一群のリフトコイルを
所定シーケンスで順次選択する切替回路；三相電
源を、複数の基準レベルを順次発生する電流基準
信号源の第１電流基準信号に基づくレベルの直流
電流に変換し、これを前記切替回路を介して一群
のリフトコイルへ供給する第１電力ユニツト；前
記所定複数群と同数群のムーバブルグリツパコイ
ル；該所定複数群のムーバブルグリツパコイルに
それぞれ対応して設けられ、前記三相電源を、前
記電流基準信号源からの前記所定のシーケンスを
有し、個別に夫々準備された第２電流基準信号９
８−１〜９８−３に基づくレベルの直流電流にそ
れぞれ変換し、これを前記所定複数群のムーバブ
ルグリツパコイルにそれぞれ供給する第２電力ユ
ニツト；及び、前記所定複数群と同数群のステー
シヨナリグリツパコイル；該所定複数群のステー
シヨナリグリツパコイルにそれぞれ対応して設け
られ、前記三相電源を、前記電流基準信号源から
前記所定のシーケンスを有し、個別に夫々準備さ
れた第３電流基準信号１００−１〜１００−３に
基づくレベルの直流電流にそれぞれ変換し、これ
を前記所定複数群のステーシヨナリグリツプコイ
ルにそれぞれ供給する第３電力ユニツト；を備
え、前記第１，第２，及び第３電流基準信号に基
づき各前記電力ユニツトを介して一群の制御棒の
挿入・引抜操作を行なうとともに挿入・引抜操作
外の前記第２及び第３電流基準信号群が挿入・引
抜操作外の前記第２及び第３電力ユニツトをそれ
ぞれ介して前記ムーバブルグリツパコイル及びス
テーシヨナリグリツパコイルを附勢することを特
徴とする構成を有している。

以下、添附図面第４図に示された実施例に沿つ
て本発明を説明する。

第４図において第３図と異なる点は、新たに別
の第２電力ユニツト９０及び９２を設けた点であ
り、これらはそれぞれ第２組２０の第２群２４及
びび第３群２６の負荷（MGコイル）に直流シー
ケンスを供給している。尚、これらの第２電力ユ
ニツトが三相電源４０及び電流基準信号源６２に
も接続されていることは第３電力ユニツトの場合
と同様である。言い換えると、第３図の従来装置
と異なる点は、第３図の第２多重化器７６を除去
し、第２組２０のMGコイル負荷への直流シーケ
ンスを切替えせずに別々の第２電力ユニツト４
６，９０及び９２から直流電流を第２組負荷２０
へ供給する構成としたことである。このため、第
２電力ユニツト４６，９０及び９２へは、第３電
力ユニツトの場合と同様、群同士の同期をとるた
め所定シーケンスを有し３つの第２電流基準信号
９８−１〜９８−３が夫々線路７４，９４，９６
により入力されている。

制御棒保持状態（例えば第２図ａ及びｂ−イ）
において従来装置では、第１組１０の負荷（SG
コイル）だけに直流保持電流を供給していたが、
本発明装置では第２電力ユニツト４６，９０及び
９２の構成を第３電力ユニツト５０，５２及び５
４と同じ構成にし、従つて同時に第２組２０の負
荷（MGコイル）にも直流保持電流を供給し、制
御棒駆動軸６（第１図）をステーシヨナリラツチ
８（第１図）とムーバブルラツチ７（第１図）の
両方で保持するようにしている。第３図の従来装
置の第３電力ユニツトの構成で説明したのと同様
に、各負荷２２，２４及び２６のそれぞれに別々
の第２電力ユニツト４６，９０及び９２を設けて
いる理由はMGコイルについても、制御棒駆動機
構（第１図）の操作中、一群の制御棒が挿入又は
引抜きされるとき、残りの群の制御棒駆動機構の
MGコイルを附勢したままにしておこうとする意
図があるためである。

従つて第３電力ユニツト５０，５２又は５４が
故障してステーシヨナリラツチ８が開こうとして
もムーバブルラツチ７が閉じているため制御棒は
落下しない。又、第２電力ユニツト４６，９０又
は９２が故障してムーバブルラツチが開こうとし
ても今度はステーシヨナリラツチ８が閉じている
ため制御棒は落下しない。

以上のようにこの発明によれば、制御棒待機状
態においては、SGコイルとMGコイルの両方を
附勢して制御棒をステーシヨナリラツチとムーバ
ブルラツチの両方で保持するようにしたので、不
心要な制御棒の落下を防ぎ、計画外の原子炉停止
を防ぐことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は原子炉における制御棒駆動機構の概略
断面図、第２図ａ及びｂは制御棒駆動機構の動作
シーケンスを示す図、第３図は従来の原子炉制御
棒駆動装置のブロツク図、そして第４図はこの発
明の一実施例による原子炉制御棒制御装置のブロ
ツク図、である。 図において、１０は第１組負荷（SGコイル）、
２０は第２組負荷（MGコイル）、３０は第３組
負荷（リフトコイル）、４０は三相電源、４２は
第１電力ユニツト、４６，９０及び９２は第２電
力ユニツト、５０，５２及び５４は第３電力ユニ
ツト、６２は電流基準信号源、６６は切替回路、
１２，２２及び３２は第１群負荷、１４，２４及
び３４は第２群負荷、１６，２６及び３６は第３
群負荷、９８は第２電流基準信号、１００は第３
電流基準信号である。尚、図中、同一符号は同一
又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 所定複数群のリフトコイル；該所定複数群の
   うちの一群のリフトコイルを所定シーケンスで順
   次選択する切替回路；三相電源を、複数の基準レ
   ベルを順次発生する電流基準信号源の第１電流基
   準信号に基づくレベルの直流電流に変換し、これ
   を前記切替回路を介して一群のリフトコイルへ供
   給する第１電力ユニツト；前記所定複数群と同数
   群のムーバブルグリツパコイル；該所定複数群の
   ムーバブルグリツパコイルにそれぞれ対応して設
   けられ、前記三相電源を、前記電流基準信号源か
   らの前記所定シーケンスを有し、個別に夫々準備
   された第２電流基準信号に基づくレベルの直流電
   流にそれぞれ変換し、これを前記所定複数群のム
   ーバブルグリツパコイルにそれぞれ供給する第２
   電力ユニツト；及び、前記所定複数群と同数群の
   ステーシヨナリグリツパコイル；該所定複数群の
   ステーシヨナリグリツパコイルにそれぞれ対応し
   て設けられ、前記三相電源を、前記電源基準信号
   源からの前記所定のシーケンスを有し、個別に
   夫々準備された第３電流基準信号に基づくレベル
   の直流電流にそれぞれ変換し、これを前記所定複
   数群のステーシヨナリグリツパコイルにそれぞれ
   供給する第３電力ユニツト；を備え、前記第１，
   第２，及び第３電流基準信号に基づき各前記電力
   ユニツトを介して一群の制御棒の挿入・引抜操作
   を行うとともに挿入・引抜操作外の前記第２及び
   第３電流基準信号が挿入・引抜操作外の前記第２
   及び第３電力ユニツトをそれぞれ介して前記ムー
   バブルグリツパコイル及びステーシヨナリグリツ
   パコイルを附勢することを特徴とする原子炉制御
   棒制御装置。