JPS6033085A - 原子炉制御棒制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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ｌ、ムーバブル
グリッパコイル（以下、ＭＧコイルという）コ、及びス
テーショナリグリッパコイル（以下、ＳＧコイルという
）３０３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、ムーバプルグリッパア
ーマチュアグとステーショナリグリッパアーマチュアは
、それぞれＭＧコイルλ及びＳＧコイル３が励磁された
とき、制御棒駆動軸ｔの谷部すなわち溝Ｘａとかみ合う
ラッチ７及びｇを作動する。ステーショナリラッチｇは
ある位置で制御棒駆動軸ルを保持するために用いられる
。ムーバブルラッチ７は、リフトコイルｌが励磁された
とぎ、リフトアーマチュア９によって上げ、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、／ａはリフト磁極、３ａはステーショナリグリツパ
磁極、５はステーショナリグリッパアーマチュア、？ｆ
ｉはムーバブルラッチリンク、Ａ’ａはステーショナリ
ラッチリンクである〇 第コ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。第二図において、第１図中の相当箇所は同一
符号で表わされているが、ムーバブルラッチ？及びステ
ーショナリラッチｇ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Ｊが励磁され、ステー
ショナリラッチｇ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〕（口ｌ　ＭＧコ
イルコを励磁してムーバブルラッチ７を閉じる〔第２図
（ａ）−ｆ口）の状態〕（／→　ＳＧコイＡ１．７を消
磁してステーショナリンッチｇを解放する〔第２図（ａ
）　−ｒ→の状態〕に）　リフトコイルｌを励磁してリ
フトアーマチュアを動作させムーバブルグリッパアーマ
チュアダを上昇させるこれによりムーバブルラッチ７で
支持された制御棒駆動軸ｔを制御棒駆動軸の溝６ａの７
つ分だけ矢印方向に上昇させる〔第２図（ａｌ−に）の
状態〕 （ホ）　ＳＧコイル３を励磁しステーショナリラッチｇ
を閉じる〔第２図（ａｌ　−（（ホ）の状態〕（へ）　
ＭＧコイルλを消磁してムーバブルラッチ７を解放する
〔第２図（ａ）−（へ）の状態〕（））！Ｊｙ）コイル
ｌを消磁してリントアーマデユア９を矢印方向に下降さ
せる〔第２図（ａ）　−（ト）の状態〕 （ト）（ロ）から（ト）の動作を繰り返す。

Ｂ：挿入シーケンス ｊイ）待機状態では、ＳＧコイル３が励磁され、ステー
ショナリラッチｇは閉じていて、制御棒駆動機構を保持
している〔第２図（ｂ）　−＋イ）の状態〕（ロ）　リ
フトコイル／を励磁して、リフトアーマチュアｔを矢印
方向に上昇させるし第２図（ｂ）　−ｉ口）の状態〕 （ハ）　ＭＧコイＡ／２を励磁して、ムーバブ／Ｌ＝７
ツチ７を閉じる〔第２図（ｂ）−（ハ）の状態〕に）　
ＳＧコイル３を消磁して、ステーショナリラツチＳを解
放する（第２図（ｂ）−に）の状態〕（羽　リフトコイ
ルｌを消磁してリフトアーマチュアｔを下降させ、ムー
バブルグリッツくアーマチュアぴを下げる。これで制御
棒駆動軸６を、その溝６ａの７つ分だけ矢印方向に下降
させる〔第２図（ｂ）　−（７１１の状態〕 （へ）　ＳＧコイル３を励磁して、ステーショナリラツ
チｇで閉じる〔第２図（ｂ）−（へ）の状態〕（）ＩＭ
（）コイル２を消磁して、ムーバブルグリッパラッチ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、ＭＯ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ぎは、
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
ｌ及び（ｂ）　−（イ）〕は、ＳＧコイルを励磁しノ、
ｃ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図に示すものがあった。同図に於て、負荷
ｌθ、２０及び３０は、それぞれ前述の制御棒駆動機構
の３棟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、負萄ユＯは複
数（Ｒｒｌ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ＩＯは、第１群１２．第２群／４’及び第３群／６の
ＳＧコイルから成る。これら３群／２゜／り及び／６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かあるため、第
２組及び第３組の負荷のよ５に切替動作されない。

第２組の負荷−〇も同様に、第１群ココ、第２群２Ｑ、
及び第３群２乙の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。従って第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って駆動される。

第一群の制御棒は第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って
駆動される。同様に、第３群の制御棒は、第３群の制御
棒駆動機構によって駆動される。

各群の制御棒の駆動シーケンスは前述の如（、各制御棒
駆動機構の３種類のコイルに順次通電する、二とにより
行われる。

三相電力は三相電源ｌｌｏによって複数個の電力ユニツ
）＃、２．グ６．りθ、タコ及びｓダへ供給される。こ
の電カニニットは後述する基準電流源の基準電流信号に
基づき予定の多レベル（通常は３りのレベル）値で直流
出力を供給する。第１　’Ｅｉカニニットｌ１２は単一
の線路＋＋とじて図示された線路を通して三相電源グθ
から三相電力を受ける。第１電カニニツト４ｔコは複数
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
提供するための電カニニットである。三相電源ｌθかも
の第λの出力は線路１１．ｇを通して第、２電カニニツ
トｌＩ６へ供給される。第コ電力ユニットクＡ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
めの電カニニットである。三相電源ｑ６からの第３出力
グ９からそれぞれ線路ｓｔ、、ｓｇ及び６θを介してそ
れぞれ３つの別々の′屯カニニット３０．３２及びタダ
ヘ三相電がか供給される。

′亀カニニット５θ１５．２及び３’ｌはそれぞれ複数
個の制御棒駆動機構のＳＯコイルに所定シーケンスで直
流を提供するための゛屯カニニットである。

各負荷ｌユ、／４１’及びｌ乙のそれぞれに別ｈ　Ｏ）
　’ｌｌＪ。

カニニットＳθ、５２及びｓｙを設けている理由は、制
御棒駆動装置の動作中、一群の制御棒が挿大または引抜
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
ｌθの第１群の負荷（ＳＧコイル）１２、第λ組−〇の
第１群の負荷（ＭＣ）コイル）２２及び第３組３θ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ｌθの第２群及び第
３群の負荷／４’及び／乙を附勢して、これらの制御棒
駆動機構忙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。

６．２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）を有する基準電流信号を所定シ
ーケンスで発生する周知の基準電流源であり、基準電流
源６２から供給される各基準電流信号に応じて各電カニ
ニットから種々の負荷へ直流が供給される。基準電流６
９．　ｔ、コは線路Ａ４’により、第１基準電流信号を
第１電カニニット４１−．２へ供給する。第１電力ユニ
ツトダコ、即ち、制御棒駆動機構のリフトコイル用の電
カニニットからの直流出力を調整するために、第１基準
電流信号が使用される。第７電力ユニツトグコからの直
流出力が、第１群、第、ｌ君Ｔ及び第３群の負荷３．２
　、　、？　ｌｌ及び３６の内のいずれか／　−’：）
へそれぞれ線路ｑｇ　、ｇｏ及びｇ、２を介して送らね
るように、第１電カニニツトｌＩ２からの出力は第１切
替回路Ａ６（例えば外部のバンク選択回路によって制御
されるもの）によって選択される。

同様に、基準電流信号２からの第２基準′ｔｌＣ流化号
は、複数個の制御棒駆動機構のＭ、　Ｇコイル用Ｔ１５
゜カニニットである第、２電カニニツト？Ａへ線路７４
’を介して供給される。この第２屯カニニツトｌｌ乙か
らの直流出力は第コ切替回路７６へ供給され、基準電流
源６．２からの第２基準電流信号に応じて第１群、第２
群及び第３群の負荷２２．．２’ｌ及び２６の内のいず
れか１つへ、それぞれ線路６ｇ。

７０及びｔ２を介して直流を供給する。

基準電流源６２は線路ｇｉｌ、ｇｔ及びｇｇにより、そ
れぞれＳ（）コイル相定カニニットである第３電カニニ
ット！；０，３２及び５グへ３つの男ｕ々の第３基準電
流信号群を供給する（但し、全群とも保持状態において
は同一の直流レベルの基準電流信号が供給される）。こ
れら３つの電ブＪユニットへ別々の第３基準電流信号群
が供給されて℃・る理由は一群の制御棒が挿入またをま
弓１抜きさＪするとき、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
電カニニツトはサイリスタ式コンノく一夕として構成し
てもよく、また第１及び第２切替回路もサイリスタ式ス
イッチ装置として構成してもよ〜・。

従来の装置は以上のように構成されて（・るので制御棒
待機状態においてＳＣ）コイルの励磁機能力ζ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、場合によっては原子炉停止に至るという欠点があ
った。

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８Ｇコイルの主電ブｊユニットによ
る励磁機能が喪失した場合、故障検出部、補助策カニニ
ット、並びに第１及び第コ＃ｉｌｉ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
を保持することカーできる装置を提供することを目的と
して℃・る。Ｅｌｊち、ＳＧコイル及びＭＧコイルの励
磁機能を二重イヒし、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ｌｉｔ仔−炉
制御棒制御装置は、所定複数群のりフトコイル；該所定
複数群のうちのりフトコイルを所定シルケンスで順次選
択する第１切替回路；三相電υ東を、複数の基準レベル
を順次発生する基準′電流源の與）／基準電流信号に基
づくレベルの直流′１杭流ζＣ俊］冥し、これを前記第
１切替回路を介して一群の１ノツトコイルへ供給する第
１電カニニット；前記所定複数群と同数群のムーノくプ
ルクリツノ（コイル；該所定複数群のうちの一群のムー
ノくブルグ１ノツノくコイルを前記所定シーケンスで順
次選択する第、２９Ｊ替回路；前記三和電源を、前記基
準電流源の第２基準電流信号に基づくレベルの直流電流
に変換し、これを前記第コ切替回路を介して一群のムー
バブルグリッパコイルへ供給する第２電カニニット：前
記所定複数群と同数群のステーショナリグリツパコイル
；及び該所定複数群のステーショナリグリツバコイルに
それぞれ対応して設けられ、前記三相電源を、前記基準
電流源からの前記所定シーケンスを有する各々別々な第
３基準電流信号群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ョナリグリン
パコイルにそれぞれ供給する第３電カニニット；を備え
、前記第１．第λ及び第３基準電流信号に基づき各前記
型カニニッ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３基準電流信
号群が挿入・引抜操作外の前記第３屯カニニツトを介し
て前記ステーショナリグリッパコイルを附勢する原子炉
制御棒制御装置において： 前記三相電源に接続された補助電カスニット：前記ステ
ーショナリグリツバコイルとの間に接続される第１補助
切替回路；前記補助車カニニットの出力端子といずれか
の群の前記ムーバブルグリッパコイルとの間に接続され
る第２補助切替回路；及び、各前記第３電カニニツトの
出力端子、前記補助車カニニットの入力端子、並びに前
記第１及び第１袖助切替回路の各入力端子に接続された
故障検出部；を更に箱え、前記故障検出部は前記第３篭
カニニツトのいずれかから直流出力信号が発生されない
故障時に、これを検出して当該故障面カニニットに対応
する群の前記ステーショナリグリツパコイルが励磁され
るように前記第１袖助ＬＪＪ替回路を選択制御するとと
もに当該故障′亀カニニットに対応する群の前記ムーバ
ブルグリッパコイルも励磁されるように前記第２補助切
替回路をスキ：択制御し、且つ同時に前記補助゛１ホカ
ユニットから制御棒保持に必要な直流′電流が供給され
るように制御するものであることを特徴とする構成を治
している。

以下、添旬図面第７図に示された実施例に沿って本発明
を説明する。

第７図において、第３図と異なる点は、故障検出部ｑｏ
、補助電力ユニットク／、第１補助切替回路ｑ／、及び
第２補助切替回路／θＯ１を設けた点である。故障検出
部９０は第３電カニニツト３０、！；２及びｓＱ−の出
力線ワ２．タダ及び９乙からの電流値信号を入力するよ
うに接続されている。故障検出部９０は、更に、三相電
源ｌｌｏに接続された補助車カニニット弘／及びこれと
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９ノに接続されているとともに、補助′１
）ｔカニニットＩ／／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／θθにも接続さ
れている。故障検出部９０は、第３電力ユニツ）５θ、
５．２及び１＋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知すると、補助′亀カユニッ
トク／を起動すると同時に、第１袖助切替回路９／及び
第１袖助切替回ｋｍ　／　／）　ｔｌ　Ｖ　会ｆ１？７
１１τ当ユニットぐｎ　ぐり　乃バＳ４ｔ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９／は補助電力ユニツ）＋／の出力点９ｇを、当
該故障型カニニットｇｏ　、　ｓ、；ｔ　、又はｓダに
対応した群のｓＧコイル負荷／２．／り、又は／６に切
替接続するとともに、第λ補助切替回路／θθは補助車
カニニット＋／の出力点９ｇを、当該故障亀カニニット
５θ。

Ｓ２．又は、１＋に対応した群と同一群のＭＧコイル負
荷２２．２４’、又はコロに切替接続する。尚、補助電
力ユニットク／としては、第３電カニニツトのバックア
ップ用として設けられたザイリスタ式のものを用いるこ
とができ、第３電カニニツトと機能的にはほぼ同一であ
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、基準電流源６ユからの基準電流信号は用
いられていない。また、第１及び第λ補助切替回路９／
及び１００も第１及び第コ切替回路と同様、勺イリスク
式のスイッ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
知して補助策カニニット４（／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電カニニツトｓｏが故障し、第１組ＩＯ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った場合、この電流の異常、す
なわち不存在を故障検出部１０が出力線９．２から検出
し、故障検出部ヂθは、線路ｑ５を介して三和電源夕Ｏ
から供給される電源により、当該故障ｔカニニットに対
応した第１群のＳＧコイル負荷／、２及びＭＧコイル負
荷２−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）＋／で整流し且つそれぞれ第１及び第ユ補助切
替回路？／及び１００により補助篭カユニットク／の出
力線９ｇを出力線９２及び出力１６ｆｆに切替接続する
よう指令する。従って、第３電カニニツトｇｏが故障し
てステーショナリラッチＳ（第１図）が開こうとしても
補助電力ユニットク／が第３電力ユニツ）５θに代って
第１組／θ及び第２組２０の第１群の負荷であるＳＯコ
イル／、２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名ＩＣ保
持される。

第３電カニニット！ｒ、２或いは５弘で故障が発生して
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
ａ図ｆａ）及び（ｂ）−（イ）の状態に保持することが
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Ｓ　（）コイ
ル負荷１０へ供給される電流の！４當状態を監視し、異
常があれは補助亀カユニツ）＋！／が第１組の負衛ｌＯ
並ひに第２組の負荷コθ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４１の落下を防ぎ、計画外原
子炉停止を防ぐことかできる効果がある。

【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制御装置の
ブロック図、そして第を図はこの発す」の一実施例によ
る原子炉制御棒制御装置のブロック図である。 図において、１０は第１組負荷（ＳＧコイル）、−〇は
第２組負荷（ＭＧコイル）、３０は第３組負荷（リフト
コイル）、ｑｏは三相電臨、ダコは第１電カニニツト、
ｌ／６は第２電カニニツト、Ｓθ、３２．及び５ケは第
３電カニニツト、６コは基準電流源、Ａ６は第１切替回
路、７６は第λ切替回路、／、２，２．２．及び３２は
第１群負荷、／ｌ、２弘、及び３グは第２群負荷、／ｌ
、、２６゜及び３６は第３群負荷、ｔ／は補助策カニニ
ット、９０は故障検出部、９１は第１補助切替回路、ｉ
ｏｏは第１補助切替回路である。 尚、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人　葛　野　信　− 焔１図 幣２図 （Ｑ） （庄１）（へ）（ト）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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第１切
   替回路；三相電源を、複数の基準レベルを順次発生する
   基準電流源の第１基準電流信号に基つ（レベルの直流電
   流に変換し、これを前記第１切替回路を介して一群のリ
   フトコイルへ供給する第１電カニニット；前記所定複数
   群と同数群のムーバブルグリッパコイル；該所定複数群
   のうちの一群のムーバブルグリッパコイルを前記所定シ
   ーケンスで順次選択する第コ切替回路；前記三相電諒を
   、前記基準電流源の第２基準電流信号に基づくレベルの
   直流電流に変換し、これを前記第コ切替回路を介して一
   群のムーバブルグリッパコイルへ供給する第２電カニニ
   ット；前記所定複数群と同数群のステーショナリグリツ
   パコイル；及び、該所定複数群のステーショナリグリツ
   パコイルにそれぞれ対応して設けられ、前記三相電源を
   、前記基準電流源からの前記所定シーケンスを有する各
   々別々な第３基準電流信号群に基づ（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ョ
   ナリグリツパコイルにそれぞれ供給する第３電カニニッ
   ト；を備え、前記第１、第２及び第３基準電流信号に基
   づき各前記市カニニッ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３
   基準電流信号群が挿入・引抜操作外の前記第、７１３カ
   ニニツトを介して前記ステーショナリグリッパコイルを
   附勢する原子炉制御棒制御装置において：前記三相電源
   に接続された補助亀カニニット；該補助電カニニットの
   出力端子といずれかの群の前記ステーショナリグリツパ
   コイルとの間に接続される第１補助切替回路；前記補助
   車カニニットの出力端子といずれかの群の前記ムーバブ
   ルグリッパコイルとの間に接続される第２補助切替回路
   ；及び、各前記第３電カニニツトの出力端子、前記補助
   車カニニットの入力端子、並びに前記第１及び第コ補助
   切替回路の各入力端子に接続された故障検出部：を更に
   備え、前記故障検出部は前記第３１にカニニットのいず
   れかから直流出力信号が発生されない故障時に、それを
   検出して当該故障型カニニットに対応する群の前記ステ
   ーショナリグリツバコイルが励磁されるように前記第１
   補助切替回路を選択制御するとともに尚該故障型カニニ
   ットに対応する群の前記ムーバブルグリッパコイルも励
   磁されるように前記第コ補助切替回路を選択制御し、且
   つ同時に前記補助型カニニットから制御棒保持に必要な
   直流電流が供給されるように制御するものであることを
   特徴とする原子炉制御棒制御装置。