JPH043517B2 - - 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をす
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、原子炉制御棒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、ムーバルブグリツパコイル（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例
示接片を動作させる。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、下げら
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を開放する〔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ラツチ７
で指示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−ハの状態〕 (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
は引抜き操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３群の各々の負荷は全て同一レベルの直流
シケー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ケーンスは前述の如く、
各制御棒駆動機構の３種類のコイルに順次通電す
ることにより行われる。

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制御信号源
の制御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４０から
の第３出力は線路４９からそれぞれ線路５６，５
８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へ三相電力が供給され
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
の制御棒駆動機能の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３
０の第１群の負荷（リフトコイル）３２を所定の
直流シケー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、各電力ユニツトから３つのレベル
すなわち零電流値（コイルを消磁しておく小電流
値）、低限電流値（制御棒保持に必要な中電流
値）、及び全電流値（制御棒を最初に駆動すると
きのみ必要な大電流値）の直流電流を出力させる
ための、例えばサイリスタの導通角を制御する制
御信号を所定シーケンスで発生する周知の制御信
号源であり、この制御信号源６２から供給される
各制御信号に応じて各電力ユニツトから種々の負
荷へ上述した各種の電流値の直流が供給される。
制御信号源６２は線路６４により、第１制御信号
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制御信号が使用される。第１電力ユニ
ツト４２からの直流出力が、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、制御信号源６２からの第２制御信号
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、
制御信号源６２からの第２制御信号に応じて第１
群、第２群及び第３群の負荷２２，２４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。

制御信号源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制御信号信号を供給する。これら３つの電
力ユニツトへ別々の第３制御信号が供給されてい
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、第２
及び第３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、制御棒駆動軸を保持する事が出来
ず、制御棒は落下し、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SGコイルの主電力
ユニツトによる励磁機能が喪失した場合、故障検
出部、補助電力ユニツト、並びに第１及び第２補
助切替回路により、SGコイルとMGコイルの選
択励磁を同時に行い制御棒を保持することができ
る装置を提供することを目的としている。即ち、
SGコイル及びMGコイルの例示機能を二重化し、
信頼性の高い装置としている。

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、ステーシヨナリグリツパコ
イル、ムーバブルグリツパコイル及びリフトコイ
ルの３種のコイルを持つ制御棒駆動機構、並びに
これら３種のコイルを励磁する電流を供給する制
御棒制御装置を備えた原子炉制御棒制御装置にお
いて、前記ステーシヨナリグリツパコイルに供給
される電流の異常を検出する故障検出部、及びこ
の故障検出部によつて前記異常が検出されたとき
に、前記ステーシヨナリグリツパコイル及び前記
ムーバルブグリツパコイルを励磁する電流を供給
する補助電力ユニツトをさらに備えた構成を有し
ている。

以下、添付図面第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、故障検
出部９０、補助電力ユニツト４１、第１補助切替
回路９１、及び第２補助切替回路１００、を設け
た点である。故障検出部９０は第３電力ユニツト
５０，５２及び５４の出力線９２，９４及び９６
からの出力電流を入力するように接続されてい
る。故障検出部９０は、更に、三相電源４０に接
続された補助電力ユニツト４１及びこれらといず
れかの群のSGコイル負荷との間に接続された第
１補助切替回路９１に接続されているとともに、
補助電力ユニツト４１といずれかの群のMGコイ
ル負荷との間に接続された第２補助切替回路１０
０にも接続されている。故障検出回路９０は、第
３電力ユニツト５０，５２及び５４のいずれかの
出力電流値に異常、例えば電流が流れない故障時
を検出すると、補助電力ユニツト４１を起動する
と同時に、第１補助切替回路９１及び第２補助切
替回路１００に、第３電力ユニツト５０，５２、
及び５４の内どの出力電流が異常であるのかを知
らせ、これにより第１補助切替回路９１は補助電
力ユニツト４１の出力点９８を、当該故障電力ユ
ニツト５０，５２、又は５４に対応した群のSG
コイル負荷１２，１４、又は１６に切替接続する
とともに、第２補助切替回路１００は補助電力ユ
ニツト４１の出力点９８を、当該故障電力ユニツ
ト５０，５２、又は５４に対応した群と同一群の
MGコイル負荷２２，２４、又は２６に切替接続
する。尚、補助電力ユニツト４１としては、第３
電力ユニツトのバツクアツプ用として設けられた
サイリスタ式のものを用いることができ、第３電
力ユニツトと機能的にはぼぼ同一であるが定電流
制御回路構成より簡素な定電圧制御回路構成を有
しており、制御信号源６２からの制御信号は用い
られていない。また、第１及び第２補助切替回路
９１及び１００も第１及び第２切替回路と同様、
サイリスタ式のスイツチ装置として構成してもよ
い。

このシステムでは、制御棒の挿入・引抜き機能
については従来システムと何ら変わりはないが、
制御棒を保持しているSGコイルの励磁機能が喪
失した場合、これを検知して補助電力ユニツト４
１により当該同一群に属するSGコイル及びMG
コイルを励磁することにより制御棒を落下させな
いという特有の機能を有する。

例えば、第３電力ユニツト５０が故障し、第１
組１０の第１群のSGコイル負荷１２に対し、制
御棒保持に必要な電流が供給されなくなつた場
合、この電力の異常、すなわち不存在を故障検出
部９０が出力線９２から検出し、故障検出部９０
は、線路４５を介して三相電源４０から供給され
る電源により、当該故障電力ユニツトに対応した
第１群のSGコイル負荷１２及びMGコイル負荷
２２がそれぞれ励磁されるように三相電源を補助
電力ユニツト４１で整流し且つそれぞれ第１及び
第２補助切替回路９１及び１００により補助電力
ユニツト４１の出力線９８を出力線９２及び出力
線６８に切替接続するよう指令する。従つて、第
３電力ユニツト５０が故障してステーシヨナリラ
ツチ８（第１図）が開こうとしても補助電力ユニ
ツト４１が第３電力ユニツト５０に代つて第１組
１０及び第２組２０の第１群の負荷であるSGコ
イル１２及びMGコイル２２に対し制御棒保持に
必要な電流を供給するため制御棒は落下せず一定
位置に保持される。

第３電力ユニツト５２或いは５４で故障が発生
しても上記と同様にそれぞれ第２群及び第３群の
制御棒を第２図ａ及びｂ−イの状態を保持するこ
とができることは言うまでもない。

以上のように、本発明によれば、第１組のSG
コイル負荷１０へ供給される電流の異常状態を監
視し、異常があれば補助電力ユニツト４１が第１
組の負荷１０並びに第２組の負荷２０へ励磁電流
を供給するように構成したので、不必要な制御棒
の落下を防ぎ、計画外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図は従来の制御棒制御
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は第２電力ユニツト、５
０，５２、及び５４は第３電力ユニツト、６２は
制御信号源、６６は第１切替回路、７６は第２切
替回路、１２，２２、及び３２は第１群負荷、１
４，２４、及び３４は第２群負荷、１６，２６、
及び３６は第３群負荷、４１は補助電力ユニツ
ト、９０は故障検出部、９１は第１補助切替回
路、１００は第２補助切替回路である。尚、図
中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ステーシヨナリグリツパコイル、ムーバブル
   グリツパコイル及びリフトコイルの３種のコイル
   を持つ制御棒駆動機構、並びにこれら３種のコイ
   ルを励磁する電流を供給する制御棒制御装置を備
   えた原子炉制御棒制御装置において、 前記ステーシヨナリグリツパコイルに供給され
   る電流の異常を検出する故障検出部、 及び この故障検出部によつて前記異常が検出された
   ときに、前記ステーシヨナリグリツパコイル及び
   前記ムーバブルグリツパコイルを励磁する電流を
   供給する補助電力ユニツト をさらに備えたことを特徴とする原子炉制御棒制
   御装置。