JPH08122475A - 制御棒駆動機構の駆動装置 - Google Patents

制御棒駆動機構の駆動装置

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JPH08122475A
JPH08122475A JP6253468A JP25346894A JPH08122475A JP H08122475 A JPH08122475 A JP H08122475A JP 6253468 A JP6253468 A JP 6253468A JP 25346894 A JP25346894 A JP 25346894A JP H08122475 A JPH08122475 A JP H08122475A
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JP
Japan
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control rod
power supply
drive
control
drive mechanism
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JP6253468A
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English (en)
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Takeshi Hasegawa
健 長谷川
Kazuhiko Tanaka
一彦 田中
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】多数の制御棒駆動機構を選択して1台または数
台の電源設備により駆動して電源設備数を削減すると共
に、予備電源設備を備えて前記電源設備の故障時、およ
び全制御棒駆動時に予備電源設備への切替え、または併
用する制御棒駆動機構の駆動装置を提供する。 【構成】請求項1記載の発明に係る制御棒駆動機構の駆
動装置は、原子力発電プラントの電動機駆動による制御
棒駆動機構の駆動装置において、制御棒駆動機構1の全
設置数より少ない台数の電源設備10および予備電源設備
11と、制御棒駆動機構1を駆動するための供給電力を切
替える制御棒切替装置12と、前記制御棒切替装置12を制
御する制御装置9と、前記制御装置9と運転員とのイン
ターフェイスであるマンマシン装置5とからなることを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、原子力発電プラントに
おける電動機駆動の制御棒駆動機構の駆動装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】原子力プラントにおける制御棒駆動機構
は近年の制御技術進歩により、水圧駆動により制御棒の
挿入および引抜き操作をする制御棒駆動機構から、高機
能で構造が簡素化されている電動機駆動により制御棒の
挿入および引抜き操作をすると共に、その駆動電動機の
回転角度により制御棒の位置を制御する電動機駆動の制
御棒駆動機構が採用されるようになってきた。
【0003】従来の電動機駆動の制御棒駆動機構を制御
する駆動装置は、図3の系統構成図および図4の制御ブ
ロック図に示すように、一般に 205基の電動機駆動によ
る制御棒駆動機構1(以下、単に制御棒駆動機構と呼
ぶ)に対して、これと同数である 205台のインバータ電
源2と、このインバータ電源2のそれぞれに 205台のイ
ンバータ制御器3を接続する。
【0004】さらに、このインバータ制御器3は一括し
て1台の制御装置4により制御するが、この制御装置4
はマンマシン装置5を介して運転員が操作を行うように
構成されている。
【0005】前記マンマシン装置5において運転員は、
選択制御棒No.と、制御棒駆動モード(ステップ、ノ
ッチ、連続)、および制御棒挿入,引抜モード等を情報
として入力するが、これらの指令は制御棒駆動信号S1
として制御装置4へ出力される。
【0006】制御装置4では、マンマシン装置5からの
制御棒駆動信号S1 と、各制御棒駆動機構1からの制御
棒位置信号S2 を入力して、所定の制御棒駆動機構1の
インバータ電源2を制御するインバータ制御器3に、駆
動インバータ選択信号S3 を出力する。
【0007】これにより前記インバータ制御器3は、イ
ンバータ電源2にインバータ駆動信号S4 を出力し、イ
ンバータ電源2は当該制御棒駆動機構1に図示しない駆
動電動機を駆動する電力を供給することで、当該制御棒
駆動機構1に連結された図示しない制御棒の挿入および
引抜き操作を行う。
【0008】また、図4に示すように制御装置4におい
ては、制御棒駆動機構1からの制御棒位置信号S2 と、
マンマシン装置5から入力された制御棒駆動信号S1
制御棒挿入,引抜信号S5 、および制御棒駆動モード信
号S6 により、目標位置算出部6にて制御棒を駆動する
際の目標位置を算出する。
【0009】この目標位置算出部6から出力された目標
位置信号S7 と、制御棒駆動機構1からの制御棒位置信
号S2 により、駆動信号作成部7は制御棒位置信号S2
が目標位置信号S7 に到達するまで、インバータ電源2
を駆動させる信号である駆動インバータ選択信号S3
出力する。
【0010】この前記駆動信号作成部7から出力された
駆動インバータ選択信号S3 は、インバータ制御器3へ
出力されるが、この駆動インバータ選択信号S3 の出力
先であるインバータ制御器3は、マンマシン装置5から
出力される制御棒駆動信号S1 の選択制御棒No.信号
8 により、駆動インバータ判定部8にて判定されたイ
ンバータ制御器選択信号S9 により決定される。
【0011】すなわち、インバータ制御器選択信号S9
により、駆動される制御棒駆動機構1が選択されること
になる。
【0012】制御装置4からのインバータ制御器選択信
号S9 により選択されたインバータ制御器3において
は、駆動インバータ選択信号S3 を入力して、インバー
タを駆動するスイッチング動作信号であるインバータ駆
動信号S4 を作成してインバータ電源2へ出力する。
【0013】これによりインバータ電源2は、インバー
タ制御器3からのインバータ駆動信号S4 で駆動されて
制御棒駆動機構1に目標位置への駆動電力を供給する。
なお、全制御棒全挿入信号S10は、必要により前記目標
位置算出部6と駆動インバータ判定部9に伝達されて、
全制御棒駆動機構1は、それぞれのインバータ電源2よ
り供給された駆動電力により全挿入操作を行う。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】上記のように電動機駆
動による制御棒駆動機構1を備えた原子力発電プラント
において、駆動装置は制御棒駆動機構1の1基に1台の
インバータ電源2を設けているため、このインバータ電
源2の台数が 205台と膨大な数となっている。
【0015】しかしながら、原子力発電プラントにおい
て通常運転時で制御棒の駆動制御に際し、計算機による
制御棒自動制御時においても、一度に多数の電動機駆動
の制御棒駆動機構を駆動することはなく、ギャンググル
ープとした26体の制御棒を同時に操作することが最大で
ある。
【0016】また、緊急挿入時には水圧ユニットの水圧
駆動で制御棒が挿入されるため、駆動電動機による全制
御棒駆動機構1を緊急、かつ同時に動作させることの必
要性はない。しかし、緊急挿入時以外で全制御棒を駆動
する場合に、インバータ電源2の容量が不足すると操作
速度が低下することになる。
【0017】以上のことからも各制御棒駆動機構1に1
台当てのインバータ電源2を有することは、インバータ
電源2の台数が多くなり、またインバータ電源2から発
生するノイズが多くなる支障が生じ易い。また、駆動装
置全体の構成が複雑になり保全のための工数が膨大とな
り、システムの価格も高価になるという問題があった。
【0018】本発明の目的とするところは、多数の制御
棒駆動機構を選択して1台または数台の電源設備により
駆動して電源設備数を削減すると共に、予備電源設備を
備えて前記電源設備の故障時、および全制御棒駆動時に
予備電源設備への切替え、または併用する制御棒駆動機
構の駆動装置を提供することにある。
【0019】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項1記載の発明に係る制御棒駆動機構の駆動装置
は、原子力発電プラントの電動機駆動による制御棒駆動
機構の駆動装置において、制御棒駆動機構の全設置数よ
り少ない台数の電源設備および予備電源設備と、制御棒
駆動機構を駆動するための供給電力を切替える制御棒切
替装置と、前記制御棒切替装置を制御する制御装置と、
前記制御装置と運転員とのインターフェイスであるマン
マシン装置とからなることを特徴とする。
【0020】請求項2記載の発明に係る制御棒駆動機構
の駆動装置は、前記電動機駆動による制御棒駆動機構の
駆動装置において、電源設備の故障時に制御棒駆動機構
の電源を予備電源設備に切替えることを特徴とする。
【0021】請求項3記載の発明に係る制御棒駆動機構
の駆動装置は、前記電動機駆動による制御棒駆動機構の
駆動装置において、全制御棒の挿入時に前記電源設備と
予備電源設備を併用することを特徴とする。
【0022】請求項4記載の発明に係る制御棒駆動機構
の駆動装置は、前記電動機駆動による制御棒駆動機構の
駆動装置において、複数制御棒駆動機構の同時駆動に際
して前記電源設備と予備電源設備を併用することを特徴
とする。
【0023】
【作用】請求項1記載の発明は、原子炉の通常運転時で
は、マンマシン装置から情報指令にしたがい、制御装置
からの信号により例えば1台の電源設備が出力する駆動
電力を、同時操作する少数の制御棒駆動機構に対して、
それぞれ制御棒切替装置により選定して供給し、制御棒
を目標位置に移動させて、原子炉の運転制御を行う。
【0024】請求項2記載の発明は、前記原子炉の運転
中に電源設備が故障すると、電源設備からの電源故障信
号を入力した制御装置は、制御棒駆動機構への駆動電源
を予備電源設備に切替えて、原子炉の運転制御を支障な
く継続する。
【0025】請求項3記載の発明は、原子炉の停止に際
して全制御棒を全挿入する際は、全制御棒全挿入信号を
入力した制御装置は、予備電源設備も駆動させて、制御
棒駆動機構への駆動電源を前記電源設備と共に予備電源
設備を併用する、これにより、全制御棒駆動機構に十分
な駆動電源容量が確保されて、全制御棒の全挿入が迅速
に行える。
【0026】請求項4記載の発明は、原子炉の運転制御
に際して同時に駆動する制御棒駆動機構の数が前記電源
設の容量を上回る場合に制御装置は、この駆動する制御
棒駆動機構の数から予備電源設備を駆動させ、前記電源
設備と予備電源設備を併用することにより十分な駆動電
源容量を確保して、原子炉の運転制御を支障なく行う。
【0027】
【実施例】本発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。なお、上記した従来技術と同じ構成部分には同一符
号を付して詳細な説明を省略する。図1は系統構成図
で、図2に制御ブロック図を示す。本発明は多数の電動
機駆動による制御棒駆動機構1に対して1台のインバー
タによる電源設備を備え、この電源設備の出力を適宜切
替えて、選択した制御棒駆動機構1を駆動する。
【0028】また、1台の電源設備により電力を供給す
ることは、電源設備の故障等が稼働率および信頼性の低
下につながるため、予備電源設備を設けて前記電源設備
の故障時、あるいは全制御棒全挿入時等には制御棒駆動
機構1が同時に駆動する場合の負荷量増大に対応して、
予備電源設備を自動起動させて稼働率および信頼性を向
上すると共に、それぞれ電源設備および予備電源設備の
単機容量を低減して経済性の向上も計っている。
【0029】本発明の駆動装置は図1に示すように、た
とえば 205基の制御棒駆動機構1に対して、1台の制御
装置9と電源設備10、予備電源設備11および制御棒切替
装置12とマンマシン装置5で構成している。
【0030】マンマシン装置5は発電所の運転員により
選択制御棒No.と、制御棒駆動モード(ステップ、ノ
ッチ、連続)、および制御棒挿入,引抜モードと、全制
御棒全挿入指令等の情報が入力され、この各情報を制御
棒駆動信号S1 として制御装置9へ出力する。
【0031】制御装置9は図2に詳細を示すように、目
標位置算出部6と駆動信号作成部7、および切替信号判
定部13とインターロック回路14を備えていて、前記マン
マシン装置5からの制御棒駆動信号S1 である、制御棒
挿入,引抜信号S5 と制御棒駆動モード信号S6 、およ
び選択制御棒No.信号S8 と、各制御棒駆動機構1か
らの制御棒位置信号S2 、および電源設備10からの電源
故障信号S11を入力して、電源駆動信号S12と予備電源
駆動信号S13、および制御棒切替信号S14を出力して、
それぞれ電源設備10と予備電源設備11、および制御棒切
替装置12を制御する。
【0032】電源設備10と予備電源設備11は、いずれも
インバータによる電源装置で、制御装置9からの電源駆
動信号S12および予備電源駆動信号S13により制御され
て、制御棒切替装置12に制御棒駆動機構1への駆動電力
を供給する。
【0033】しかしながら、いずれも単機では 205基の
全制御棒駆動機構1を同時に駆動する電源容量は保有せ
ず、通常の原子炉出力制御に際して実施する制御棒駆動
機構1の同時操作数を十分に満足する容量で、電源設備
10と予備電源設備11の併用により全制御棒駆動機構1の
同時駆動を可能とする容量にしている。
【0034】制御棒切替装置12は全制御棒駆動機構1に
対応するスイッチ等を備えていて、制御装置9からの制
御棒切替信号S14により、選択された当該スイッチのO
N,OFF等を行い、電源設備10および予備電源設備11
からの駆動電力を所定の制御棒駆動機構1に供給する。
【0035】また、制御棒駆動機構1は制御棒切替装置
12から供給される駆動電力により、結合された図示しな
い制御棒の炉心に対する、挿入または引抜き操作を行う
ように構成している。
【0036】次に上記構成による作用について説明す
る。通常の原子炉運転時には、図2に示すように制御装
置9において、マンマシン装置5から入力した制御棒駆
動信号S1 である制御棒挿入,引抜信号S5 、および制
御棒駆動モード信号S6 と、制御棒駆動機構1からの制
御棒位置信号S2 とにより、目標位置算出部6において
制御棒を駆動させるための目標位置を算出する。
【0037】目標位置算出部6から出力された目標位置
信号S7 と、制御棒駆動機構1からの制御棒位置信号S
2 により、駆動信号作成部7においては制御棒位置信号
2が目標位置信号S7 に到達するまで、電源設備10を
駆動させる電源駆動信号S12を作成する。また、駆動信
号作成部7からの電源駆動信号S12が、電源設備10に入
力されることにより電源設備10が駆動される。
【0038】さらに、制御装置9から制御棒切替装置12
へは、マンマシン装置5に入力された選択制御棒No.
信号S8 を、切替信号判定部13にて制御棒切替装置12内
にある各制御棒駆動機構1に対応するスイッチをONす
る信号である制御棒切替信号S14に変換して出力する。
【0039】これにより、それぞれ選択された制御棒の
制御棒駆動機構1へ、制御棒切替装置12を介して電源設
備10から所定の駆動電力が供給されて、制御棒駆動機構
1は制御棒を目標位置まで、所定の速度で挿入あるいは
引抜きをして原子炉の出力制御を行う。
【0040】なお、制御装置9のインターロック回路14
では、常に電源設備10の状態を監視しており、電源設備
10に異常が発生して電源故障信号S11が出力され、か
つ、マンマシン装置5から制御棒挿入,引抜信号S8
入力されている場合には、予備電源設備11に対して予備
電源駆動信号S13を出力し、予備電源設備11を作動させ
て制御棒駆動機構1の駆動による制御棒と原子炉の出力
制御を支障なく行う。
【0041】また、制御装置9にマンマシン装置5から
全制御棒全挿入信号S10が入力されると、切替判定部13
にて全制御棒駆動機構1に対して駆動電力を供給するよ
うに、制御棒切替装置12内の各制御棒に対するスイッチ
をONにする制御棒切替信号S14を作成し、インターロ
ック回路14から予備電源駆動信号S13を出力する。
【0042】これにより、電源設備10と予備電源設備11
の両方が駆動され、両電源設備の併用により全制御棒駆
動機構1の駆動に十分な電力が供給されるので、電動機
駆動による全制御棒駆動機構1の全制御棒の全挿入が高
速で実施されて、原子炉は安全に停止される。
【0043】また、通常の原子炉運転時においても、複
数制御棒駆動機構1の同時駆動で駆動数が特に多い場合
には、制御装置9から制御棒駆動機構1の駆動数に応じ
て予備電源駆動信号を出力して予備電源設備11を駆動す
る。
【0044】これにより、制御棒駆動機構1の駆動電源
は電源設備10と予備電源設備11が併用されるので、十分
な駆動電力が確保されて多数の制御棒駆動機構1を支障
なく駆動することができる。
【0045】なお、上記一実施例では、多数の制御棒駆
動機構1に対して1台の電源設備10および予備電源設備
11を設けた構成について説明したが、電源設備10および
予備電源設備11の単機容量、あるいは設置場所等の効率
向上等のために、それぞれを数台として設置しても上記
一実施例と同様な作用と効果が得られることは勿論であ
る。
【0046】
【発明の効果】以上本発明によれば、電動機駆動による
制御棒駆動機構を備えた原子力発電プラントにおいて、
制御棒操作に係る制御棒駆動機構を駆動するインバータ
による電源設備の台数を削減すると共に、駆動装置の構
成が極めて簡素化される。
【0047】これにより、設備の設置場所の確保と保全
が容易となり、また、電源から発生するノイズの影響が
減少されて、原子力発電プラントの運転に際して信頼性
と安全性が向上し、さらに経済的にも優れた効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る一実施例の制御棒駆動機構の駆動
装置の系統構成図。
【図2】本発明に係る一実施例の制御ブロック図。
【図3】従来の制御棒駆動機構の駆動装置の系統構成
図。
【図4】従来の制御ブロック図。
【符号の説明】
1…電動機駆動による制御棒駆動機構、2…インバータ
電源、3…インバータ制御器、4,9…制御装置、5…
マンマシン装置、6…目標位置算出部、7…駆動信号作
成部、8…駆動インバータ判定部、10…電源設備、11…
予備電源設備、12…制御棒切替装置、13…切替信号判定
部、14…インターロック回路、S1 …制御棒駆動信号、
2 …制御棒位置信号、S3 …駆動インバータ選択信
号、S4 …インバータ駆動信号、S5 …制御棒挿入,引
抜信号、S6 …制御棒駆動モード信号、S7 …目標位置
信号、S8 …選択制御棒No.信号、S9 …インバータ
制御器選択信号、S10…全制御棒全挿入信号、S11…電
源故障信号、S12…電源駆動信号、S13…予備電源駆動
信号、S14…制御棒切替信号。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原子力発電プラントの電動機駆動による
    制御棒駆動機構の駆動装置において、制御棒駆動機構の
    全設置数より少ない台数の電源設備および予備電源設備
    と、制御棒駆動機構を駆動するための供給電力を切替え
    る制御棒切替装置と、前記制御棒切替装置を制御する制
    御装置と、前記制御装置と運転員とのインターフェイス
    であるマンマシン装置とからなることを特徴とする制御
    棒駆動機構の駆動装置。
  2. 【請求項2】 前記電動機駆動による制御棒駆動機構の
    駆動装置において、電源設備の故障時に制御棒駆動機構
    の電源を予備電源設備に切替えることを特徴とした請求
    項1記載の制御棒駆動機構の駆動装置。
  3. 【請求項3】 前記電動機駆動による制御棒駆動機構の
    駆動装置において、全制御棒の挿入時に前記電源設備と
    予備電源設備を併用することを特徴とする請求項1記載
    の制御棒駆動機構の駆動装置。
  4. 【請求項4】 前記電動機駆動による制御棒駆動機構の
    駆動装置において、複数制御棒駆動機構の同時駆動に際
    して前記電源設備と予備電源設備を併用することを特徴
    とする請求項3記載の制御棒駆動機構の駆動装置。
JP6253468A 1994-10-19 1994-10-19 制御棒駆動機構の駆動装置 Pending JPH08122475A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100489989B1 (ko) * 2002-08-09 2005-05-17 한국전기연구원 원자로의 제어봉 구동 시스템

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