JPS61172094A - 制御棒価値監視装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 この発明は原子力発電所の運転制御に用いられる制御棒
の制御棒価値を監視する制御棒価値監視装置に関する。

〔発明の技術的背景のその問題点〕

原子力発電所における運転出力の制御方法の基本的なも
のの一つは、燃料集合体の間に配置されている制御棒の
位置を操作することにより核反応に寄与する中性子の量
を制御することで原子炉反応度を変える方法である。こ
の核反応に寄与する中性子数の増減は実効増倍率Ｋｅｆ
ｆと呼ばれる値によって表現される。そこで、制御棒操
作によって運転出力を制御する場合の制御棒の効果は当
該制御棒を操作することによるに＠ｆｆ　　の変化量−
制御棒価値（ΔＫ）と呼ぶで表わされている。この制御
棒価値は、原子炉出力レベル、制御棒の炉心内位置、引
き抜き度などによって変化し制御棒毎に異なるのである
が、一本の制御棒価値があまり大きくなり過ぎると若し
るの制御棒が抜は落ちた場合、炉心に加わる反応度が大
きくなり、安全上望ましくない。

そこで、この制御棒価値の最大値には制限値が設けられ
ており、原子炉運転制御時にはこの制限値以下であるこ
とが必要である。

従来、この制御棒価値監視装置としては、原子炉の起動
、停止、及び低出力運転時に運転員の制御棒操作が予め
定めである制御棒操作手順にのっとって行なわれる様に
監視するものであった。

第３図にこのような従来の制御棒価値監視装置のブロッ
ク図を示す。図に於て、原子炉１内の制御棒位置は制御
棒位置指示系２によって検出され、プロセス入出力装置
（ＰＩｌｏ）３を介して制御棒操作手順監視部４へ送ら
れる。制御棒操作手順監視部４では予め定められた制御
棒操作手順を記憶した制御棒操作シーケンステーブル５
と制御棒位置及び運転員がオペレータパネル６を介して
制御棒駆動装置？へ与える制御棒操作指示の内容を比較
し、制御棒の脱落等の異常を検出したり、誤操作の阻止
を行なったりする。

尚、一般に炉心内で最大の制御棒価値をもっＣ／Ｒは既
に引抜かれている制御棒に隣接する制御棒である。従っ
て、反応度が局所的に急激に変化することがない様に一
つの制御棒とこれに隣接する制御棒はお互いに他のグル
ープと、なる様にグループ分けし、このグループ単位で
操作手順を定めれば、１つのグループ内の制御棒・操作
手順については、それ程厳しい規制を設けなくとも、炉
心内で平均的に操作してゆくことに留意する程度でよい
。そこで前述の如く制御棒操作手順監視部４では、制御
棒シーケンステーブル５に基づいてこのグループ単位で
の制御棒操作監視が行なわれ、各グループ内での制御棒
操作手順については運法員の判断に委ねられている。

第４図に制御棒グループの例を、第５図に制御棒シーケ
ンステーブル５の例を示す。第４図に於て、原子炉内の
制御棒は１から２１までの番号（以降、制御棒グループ
番号と呼ぶ）で識別される２１個の制御棒グループに分
けられ、口は制御棒を、口内の数字は当該制御棒の属す
る制御棒グループ番号を示す。

第５図（ａ）の表内の数字は第４図で示した制御棒グル
ープについての操作の順序を示し、第５図（ｂ）の表内
の数字は第５図（、）の各操作段階において制御棒をど
こまで引き抜くかを示した制御棒ノツチ位置を示す。

さて、このように従来の装置は、制御棒操作手順が予め
定められた手順（この制御棒操作手順は制御棒価値がな
るべく低く抑えられる様に考慮して定めたもの）に則っ
ているか否かをチェックしているだけのものである。

従って、実際に制御棒操作を進めていく過程で、現在の
制御棒価値がどの程度のものであるかが全く不明である
ため、例えば制御棒の脱落などの制御棒に関する不測の
事故の生じた場合や臨界近傍にて連続引抜き運転を行な
った場合に過剰な付加反応度を与える危険性もあった。

〔発明の目的〕

この発明の目的は、炉心の起動、停止及び低出力時に予
め定められた制御棒操作手順に従って制御棒操作を行な
うに際して、従来の制御棒操作手順のチェック機能の他
に制御棒価値の概値を求め、この監視を行なう機能も有
した制御棒価値監視装置を提供することにあり、これに
より炉心ｉ全件の監視機能の強化、運転員の負担軽減を
はかることにある。

〔発明の概要〕

この目的を達成するため、この発明は従来の制御棒操作
手順判定機能の他に、制御棒価値の算出及び判定を行な
い、その結果、反応度価値が制限値を超えるときには制
御棒引抜き阻止信号を発するような機能を有することを
特徴とする０ 〔発明の実施例〕 以下、この発明を第１図に示す一実施例について説明す
る。第３図と同一符号は同−又は相当部分を示す。第３
図と異なる点は、制御棒価値テーブル８．８字カーブテ
ーブル９１価値判定部１０を備えた制御棒価値監視部１
１．及びこの薊御棒価値監視部１１からの情報を運転員
に表示するための表示制御装置１２及び表示装置１３を
設けた点である。さて１．制御棒操作手順については第
３図で示した従来装置と同じく制御棒操作手順監視部４
にて監視が行なわれる。

このとき制御棒を操作する度、すなわち、制御棒の引抜
き位置が変化する度に各制御棒の制御棒価値が変化する
。そこで、予め定められた制御棒操作手順の各ステップ
の操作完了時点における制御棒パターン、炉心状態から
次の操作段階で操作する予定の制御棒グループの制御棒
のうち中の制御棒を一本、最後まで引き抜いた（全引抜
き）と仮定したときの、各制御棒の制御棒価値を、制御
棒操作を開始する以前に予め計算しておき、これを制御
棒価値テーブル８に、記憶しておく。

尚、このとき一つの制御棒グループのどの制御棒を操作
するかによって各制御棒の価値は通常具なる。そこで、
制御棒価値はそれらの異った値の中で最も大きい値をそ
の制御棒価値として採用するものとする。さて一つのグ
ループの最初の制御棒は、その引抜きによって周辺から
の中性子の流入がム激に増加するため、制御棒価値は急
激に大きくなるが、以下、制御棒を順次引抜いてゆくと
制御棒価値は次第に下っていくことが知られているので
、上記の如く作成され九制御棒価値テーブル８は正常な
操作手順に従って運転が行なわれる場合の各操作ステッ
プ完了時点における制御棒価値の考える最大の罐を示す
ことになる〇 一方、第２図に示す如く制御棒価値はその引き抜き度及
び全引き抜き状態での制御棒価値に依存して変化する（
８字カーブと呼ばれる）ことが知られている０イ２口、
・−は全引抜時の制御棒価値ｚｓ、ｔｓ、ｏ、ｓｓであ
る。そこで、制御棒価値テーブル８に於る制御棒価値の
値のいくつか代表的な値について上記８字カーブを予め
算出しておき、これを例えば折れ線近似などの形で８字
カーブテーブル９に記憶させておく。

いま、ある制御棒が脱落したとすると、制御棒操作手屓
監視部４では、現在予め定められた操作手順のどの段階
まで完了しているのか、そして更に今回、どの制御棒が
どこの引き抜き位置まで脱落したかという情報を制御棒
価値監視部１１に送る。制御棒価値監視部１１では価値
判定部ＩＯが制御棒価値テーブル８から当該制御棒を全
引き抜きしたときの制御棒価値を参照し、更に８字カー
ブテーブル９におけるこの制御棒価値に該当する８字カ
ーブを求め、当該引き抜き位置における制御棒相対価値
を求め、下式に従って制御棒価値を算出する。

（制御棒価値）＝（全引き抜き時の制御棒価値）×（制
御棒相対価値） このとき、当該制御棒の全引き抜き時の制御棒、価値に
対する８字カーブが８字カーブテーブル９に存在し々い
場合には、この価値と前後する最も近い価値に対する８
字カーブから内挿（又は外挿）することにより当該引抜
き位置における制御棒価値を求めることができる。価値
判定部１０は上記で求めた制御棒価値を表示制御装置１
２を介して表示装置１３に表示し、運転員に知らせる。

上記の例では、制御棒の脱落を想定したが、例えば通常
の運転員による制御棒引き抜き操作後の当該制御棒の価
値の算出、確認及び引き抜き操作指示時点で当該制御棒
の制御棒価値の予測を行なうことも上記の手順と全く同
様にして行なえる。このとき、操作指示時点で当該制御
棒価値予測結果が制限値を超過する場合には、制御棒価
値監視部１１は当該制御棒価値を阻止する信号をプロセ
ス入出力装置３を介してオペレータパネル６及び制御棒
駆動装置７へ送ることＫより、当該操作の阻止が可能と
なる。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、原子炉の起動、停止及
び低出力運転時における正常な運転手順の途中で操作制
御棒の制御棒価値を確認できる他、制御棒の脱落などの
不測事態の発生時に、当該制御棒価値を運転員に即座に
知らせることが可能である。又、従来原子炉起動時など
に行なわれる連続制御棒操作（制御棒を指定位置まで一
度に引抜くこと）時に反応度が制限値を超える事態が生
じることがあったが、こうした事態に対してもこの発明
によれば、運転員からの操作指示に対して制御棒価値計
算を行なうことにより、反応度が制限値を超えると判定
された場合には当該操作を阻止することも可能となる。

上記の如くこの発明によれば、運転員による適格な状況
把握及び当該事態への対処の迅速化。

更に原子炉の安全運転の強化がはかれる。

【図面の簡単な説明】

第［図はこの発明の一実施例を示す制御棒価値監視装置
のブロック図、第２図はＳ字曲線の一例を示す特性図、
第３図は従来の制御棒価値監視装置のブロック図、第４
図は制御棒グループの一例を示す平面図、第５図は制御
棒操作手順表の一例を示す平面図である。 １・・・原子炉、２・・・制御棒位置指示系、３・・・
プロセス入出力装置（ＰＩｌｏ）、４・・・制御棒操作
手順監視部、５・・・制御棒操作シーケンステーブル、
６・・・オペレータパネル、７・・・制御棒駆動装置、
８・・・制御棒価値テーブル、９・・・８字カーブテー
ブル、１０・・・価値判定部、１１・・・制御棒価値監
視部、１２・・・表示制御装置、１３・・・表示装置。 代理人　弁理士　　則　近　憲　佑 （ほか１名） 第１図 第２図 イ （喧ソ串入）　　　　　　　　（全ダＩき抜５２第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 制御棒操作手順を記憶した制御棒操作手順監視部と制御
   棒操作により原子炉に印加される反応度である制御棒価
   値を算出する制御棒価値判定部とからなり、制御棒操作
   にあたり操作手順の監視とともに制御棒反応度価値の制
   限値に対する余裕を監視することにより、制御棒操作を
   安全ならしめたことを特徴とする制御棒価値監視装置。