(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉の炉心部に制御棒の挿入あるいは引抜きを行なう多数の制御棒駆動機構と、
これらの各制御棒駆動機構の制御棒位置を検出する位置指示装置と、
前記各制御棒駆動機構に給排水される駆動水の流れ方向を選択的に制御する選択弁装置ならびに前記制御棒を急速挿入させるアキュムレータ装置およびスクラム弁を備えた水圧制御ユニットと、
この水圧制御ユニットに水源から駆動水を供給する制御棒駆動水ポンプとを有する制御棒駆動機構の駆動制御システムにおいて、
前記水圧制御ユニットは、前記制御棒駆動機構に給排水される流量を調整する流量調整弁に駆動装置を設け、この駆動装置により、前記制御棒駆動機構の駆動中に前記流量調整弁を通る流量を自動的に逐次調節制御し、
前記駆動装置は、前記制御棒駆動機構の駆動水流量およびその排水流量の信号から少なくとも１つの信号および前記位置指示装置の制御棒位置信号に基づき、前記制御棒駆動機構の駆動時間が目標時間内に収まるように、流量調整弁の開度が自動制御されることを特徴とする制御棒駆動機構の駆動制御システム。
【請求項２】
前記水圧制御ユニットは、４個の方向制御弁をブリッジ状に接続して組み立てられた選択弁装置を備え、
前記選択弁装置は、前記制御棒駆動機構の挿入ラインに接続される２個の方向制御弁に駆動装置付き流量調整弁をそれぞれ設置し、
前記駆動装置により前記流量調整弁を通る流量を調節制御した請求項１に記載の制御棒駆動機構の駆動制御システム。
【請求項３】
前記水圧制御ユニットは、前記水源からの駆動水が供給される駆動水ラインと、前記駆動水が排水される排水ラインとを備え、
前記駆動水ラインおよび排水ラインに駆動装置付き流量調整弁をそれぞれ設置し、
前記駆動装置付き流量調整弁により前記駆動水ラインを流れる駆動水流量および前記排水ラインを流れる排水流量を調節制御した請求項１に記載の制御棒駆動機構の駆動制御システム。
【請求項４】
前記水圧制御ユニットは、制御棒駆動機構に接続される挿入ラインおよび引抜きラインを備え、
前記挿入ラインに駆動装置付き流量調整弁を設置し、
前記駆動装置付き流量調整弁により、制御棒挿入時に挿入ラインを通じて前記制御棒駆動機構に供給される駆動水の流量および制御棒引抜き時に挿入ラインを通じて前記制御棒駆動機構から排出される流量を調節制御した請求項１に記載の制御棒駆動機構の駆動制御システム。
【請求項５】
前記制御棒駆動水ポンプは、水源からの水をマスタコントローラを経由して前記水圧制御ユニットに供給するように構成され、
前記マスタコントローラから駆動水ヘッダの間に駆動装置付き流量調整弁を設置し、
前記駆動装置付き流量調整弁により、前記水圧制御ユニットを経由して前記制御棒駆動機構に供給される駆動水の流量を調節制御した請求項１に記載の制御棒駆動機構の駆動制御システム。
【請求項６】
前記駆動装置は、中央制御室のコントローラからの遠隔操作により流量調整弁を調節制御し、
前記制御棒駆動機構の駆動時間が目標時間内に収まるように、前記流量調整弁の開度が手動制御される請求項１ないし５のいずれか１項に記載の制御棒駆動機構の駆動制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子炉の制御棒駆動水圧系設備に係り、特に、水圧駆動式の制御棒駆動機構を駆動制御する制御棒駆動機構の駆動制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
沸騰水型原子力発電プラント（以下、ＢＷＲという。）においては、特許文献１に示すように、水圧駆動式の多数の制御棒駆動機構（以下、ＣＲＤという。）を制御棒駆動水圧系、水圧制御ユニット（ＨＣＵ）群からなる制御棒駆動水圧系統設備１にて駆動制御するものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ＢＷＲプラントの制御棒駆動水圧系統設備１では、図８に示すように、水圧駆動式のＣＲＤ２により、原子炉炉心に制御棒２ａを挿入あるいは引抜き操作させ、原子炉の出力運転が制御される。ＣＲＤ２へ流入する駆動水あるいはＣＲＤ２から排出される排水は、水圧制御ユニット３に備えられた選択弁装置４の方向制御弁４ａ〜４ｄの流路の切換えが開閉操作にて選択的に行なわれる。
【０００４】
選択弁装置４は、４個の方向制御弁４ａ〜４ｄを組み合せて構成され、挿入時には、方向制御弁４ｂおよび４ｄが開となり、また、引抜き時には、方向制御弁４ａおよび４ｃが開となり、ＣＲＤ２の駆動水および排水の流れ方向を制御している。他の方向制御弁は閉じている。
【０００５】
ＨＣＶ３の選択弁装置４に備えられた４個の方向制御弁４ａ〜４ｄのうち、２個の方向制御弁４ａ，４ｄに手動式の流量調整弁５ａ，５ｂがそれぞれ直列接続されて組み込まれる。この手動式の流量制御弁５ａ，５ｂの弁開度調整によって、駆動水ライン６を通じて流れる駆動水流量や排水ライン７を通じて流れる排水流量が調整され、制御棒２ａの挿入・引抜き時間が制御される。
【０００６】
また、ＣＲＤ２の駆動による制御棒２ａの挿入・引抜き時間は、手動式の流量制御弁５ａ，５ｂの弁開度調整により、ＣＲＤ２による制御棒２ａの挿入・引抜き時間が目標時間内に収まるように調整される。
【０００７】
ＢＷＲプラントでは、多数のＣＲＤ２が設けられる。各ＣＲＤ２の駆動時間調整は、ＣＲＤ２に対応してそれぞれ設けられた選択弁装置４の流量調整弁５ａ，５ｂの弁開度調整を手動操作で個別に行なって、目標時間内に収まるようにしている。
【０００８】
しかし、流量調整弁５ａ，５ｂの開度調整は、多数の流量調整弁を個別に個々作用しなければならず、制御棒２ａの挿入・引抜き時間の調整作業に多大の労力と時間を要している。しかも、ＣＲＤ２は、ピストン式の駆動構造であり、ドライブピストン２ｂのシール部にシールリング（図示せず）が使用される。ＣＲＤ２の駆動中にドライブピストン２ｂのシール状態が変化し、ピストン駆動速度が変化する可能性がある。
【０００９】
一方、ＣＲＤ２の駆動時間調整は、ＢＷＲプラントの定期検査期間中に実施される。ＢＷＲプラントにおいて、ＣＲＤ２の駆動時間が目標時間を外れていることが判明した場合には、定期検査期間中に各ＣＲＤ２の駆動時間が、目標時間内に入るように、流量調整弁の個別操作で個々に調整される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−３３７１９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
原子炉の制御棒駆動水圧系統設備１では、各ＣＲＤ２にそれぞれ対応するＨＣＵ３の選択弁装置４の２個の流量調整弁５ａ，５ｂの弁開度を手動操作により個別に調整するＣＲＤ２の駆動時間調整作業を実施しており、これにより、制御棒２ａの挿入・引抜き時間を目標時間内に定めている。
【００１２】
ＣＲＤ２の駆動時間調整作業には、多数の各ＣＲＤ２毎に「測定→調整→測定」を繰り返す作業が必要となり、多くの労力と作業時間を必要としている。しかも、各ＣＲＤ２の駆動時間調整作業は、ＢＷＲプラントの定期検査期間中に実施する必要がある。ＢＷＲプラントでは、定期検査期間短縮の観点から、ＣＲＤ２の駆動時間調整作業の短縮化が強く望まれている。
【００１３】
一方、ＢＷＲプラントでは、ＣＲＤ２の駆動中に、ドライブピストン２ｂのシール状態が変化し、ドライブピストン２ｂの駆動速度が変化する可能性がある。このドライブピストン２ｂの駆動時間変動を解消したり、なくすためには制御棒駆動水圧系統設備１を如何に構成したらよいか問題になっている。
【００１４】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、定期検査期間中にＣＲＤの駆動時間調整作業を不要とし、ＢＷＲプラント運転中にもＣＲＤの駆動時間が目標時間内に収まるように制御できる制御棒駆動機構の駆動制御システムを提供することを目的とする。
【００１５】
本発明の他の目的は、ＢＷＲプラントの運転中に、各ＣＲＤの駆動時間が目標時間内に収まるように自動的にかつ逐次調整でき、ＢＷＲプラントの定期検査期間を短縮させ、かつ作業員の被曝量を低減させることができる制御棒駆動機構の駆動制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る制御棒駆動機構の駆動制御システムは、上述した課題を解決するために、原子炉の炉心部に制御棒の挿入あるいは引抜きを行なう多数の制御棒駆動機構と、これらの各制御棒駆動機構の制御棒位置を検出する位置指示装置と、前記各制御棒駆動機構に給排水される駆動水の流れ方向を選択的に制御する選択弁装置ならびに前記制御棒を急速挿入させるアキュムレータ装置およびスクラム弁を備えた水圧制御ユニットと、この水圧制御ユニットに水源から駆動水を供給する制御棒駆動水ポンプとを有する制御棒駆動機構の駆動制御システムにおいて、前記水圧制御ユニットは、前記制御棒駆動機構に給排水される流量を調整する流量調整弁に駆動装置を設け、この駆動装置により、前記制御棒駆動機構の駆動中に前記流量調整弁を通る流量を自動的に逐次調節制御し、前記駆動装置は、前記制御棒駆動機構の駆動水流量およびその排水流量の信号から少なくとも１つの信号および前記位置指示装置の制御棒位置信号に基づき、前記制御棒駆動機構の駆動時間が目標時間内に収まるように、流量調整弁の開度が自動制御されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る制御棒駆動機構の駆動制御システムにおいては、制御棒駆動機構の挿入・引抜きの駆動時間を自動的に定められた目標時間に収めることができ、定期検査期間中に各制御棒駆動機構の駆動時間を調整する作業が不要となり、定期検査期間を短縮することができる。
【００１８】
また、制御棒駆動機構に給排水される流量を自動的に調節制御できるので、シール状態に変化が生じた場合にも、制御棒駆動機構の挿入・引抜きの駆動時間を常に安定させ、目標時間内に収めることができ、ＢＷＲプラントの定期検査期間に制御棒駆動機構の駆動時間を調整する場合にも、中央制御室等の遠隔地からの手動操作によって放射線管理区域への入域が不要となり、作業員の被曝低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る制御棒駆動機構の駆動制御システムの第１実施形態を示す概略系統図。
【図２】図１の駆動制御システムにおける制御棒駆動機構および位置指示装置の全引抜き状態を示す概略図。
【図３】図１の駆動制御システムにおける制御棒駆動機構および位置指示装置の全引抜き状態を示す概略図。
【図４】本発明に係る制御棒駆動機構の駆動制御システムの第２実施形態を示す概略系統図。
【図５】本発明に係る制御棒駆動機構の駆動制御システムの第３実施形態を示す概略系統図。
【図６】本発明に係る制御棒駆動機構の駆動制御システムの第４実施形態を示す概略系統図。
【図７】本発明に係る制御棒駆動機構の駆動制御システムの第５実施形態を示す概略系統図。
【図８】従来の制御棒駆動機構の駆動制御システムを示す概略系統図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明に係る制御棒駆動機構の駆動制御システムの実施の形態について添付図面を参照して説明する。
【００２１】
［第１の実施形態］
沸騰水型原子力プラント（以下、ＢＷＲプラントという。）では、原子炉格納容器１０内に多数の原子炉圧力容器（以下、ＲＰＶという。）１１が収納され、ＲＰＶ１１の下鏡部に林立状態あるいは垂設状態で多数の水圧駆動式制御駆動機構（以下、ＣＲＤという。）１２が設けられる。各ＣＲＤ１２は、対応する制御棒駆動水圧系統設備１３により駆動制御されて制御棒１２ａが原子炉炉心部に出し入れされ、原子炉出力が調節制御される。
【００２２】
原子炉の制御棒駆動加圧系統設備１３は、本発明に係る制御棒駆動機構（ＣＲＤ）１２の駆動制御システムを構成している。制御棒駆動水圧系統設備１３は、ＣＲＤ１２に流入する駆動水量やＣＲＤ１２から排出される排水量をコントロールする水圧制御ユニット（以下、ＨＣＵという。）１５を有する。
【００２３】
ＨＣＵ１５は、挿入ライン１６ａおよび引抜きライン１６ｂを介してＣＲＤ１２に接続される一方、制御棒駆動水圧系統設備１３は、水源に接続された制御棒駆動水ポンプ１８と、このポンプ１８の吐出側に設けられたマスタコントロール１９と、このマスタコントロール１９と駆動水ライン２０ａの配管により接続されて駆動水や排水の流路の切換および駆動水・排水の流量制御を行なう水圧制御ユニット（ＨＣＵ）１５とを備える。
【００２４】
マスタコントロール１９には、流量調整弁２２ａと圧力調整弁２２ｂとが直列に接続されており、さらに、圧力調整弁２２ｂをバイパスするように安定化弁２３が備えられる。流量調整弁２２ａの上流側は、充填水ヘッダ２５に接続され、その下流側は、駆動水ヘッダ２６および駆動水ライン２０ａに接続される。また、圧力調整弁２２ｂの下流側は冷却水ヘッダ２７および排出水ヘッダ２８にそれぞれ接続される。この排出水ヘッダ２８にＨＣＵ１５からの排水ライン２０ｂが接続される。
【００２５】
また、水圧制御ユニット（ＨＣＵ）１５は、ＣＲＤ１２に対応して複数個設置される。このＨＣＵ１５には、アキュムレータ３０および窒素容器３１を備えたアキュムレータ装置３２と、駆動水および排水の流れ方向を流路切換可能に制御する選択弁装置３３とを有する。選択弁装置３３は、４個の方向制御弁３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄを略ブリッジ状に接続して備え、４個の方向制御弁３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄのうち、２個の方向制御弁３４ａ，３４ｄには、駆動装置付き流量調整弁３５ａ，３５ｂがそれぞれ直列接続状態で付加される。
【００２６】
選択弁装置３３の方向制御弁３４ｃと３４ｄの間に駆動水ライン２０ａが接続される一方、方向制御弁３４ａと３４ｂの間から延びる排水ライン２０ｂが排出水ヘッダ２７に接続される。また、方向制御弁３４ａと３４ｄの間から延びる挿入ライン１６ａはＣＲＤ１２のドライブピストン１２ｂ下側に接続され、ドライブピストン１２ｂの上側から延びる引抜きライン１６ｂは、選択弁装置３３の方向制御弁３４ｂと３４ｃの間に接続される。
【００２７】
なお、符号３７は常閉のスクラム入口弁、符号３８は常閉のスクラム出口弁、符号３９はスクラム排出ヘッダである。また、符号４０はアキュムレータ充填ライン４１に接続された逆止弁であり、符号４２はＨＣＵ１５の圧力バウンダリを構成する各仕切弁である。
【００２８】
また、制御棒駆動機構（ＣＲＤ）１２は、図２および図３に簡略的に示すように、水圧駆動されるピストン式の駆動構造であり、ＣＲＤハウジング４５内にドライブピストン１２ｂが昇降自在に収納される。ドライブピストン１２ｂから上方に延びる駆動チューブ（インデックスチューブ）１２ｃに制御棒１２ａが着脱自在に設けられ、ドライブピストン１２ｂの昇降により、制御棒１２ａはＲＰＶ１１の炉心部に出し入れ自在に設けられる。ドライブピストン１２ｂのシール部にはシールリング４６が用いられる。ＣＲＤ１２は、ドライブピストン１２ｂの昇降駆動により、シール状態が変化し、ピストン駆動速度が変化する可能性がある。
【００２９】
このため、ＣＲＤ１２には、位置指示装置４８が備えられる。位置指示装置４８は、ＣＲＤハウジング４５内に固定され、ドライブピストン１２ａおよび駆動チューブ１２ｃ内を軸方向に延びる位置指示チューブ５０が挿入して設けられ、この位置指示チューブ５０内に複数のリードスイッチ５１が整列状態で列状に等ピッチで収納される。一方、ドライブピストン１２ｂにはマグネット５２が内蔵されており、ドライブピストン１２ｂの昇降駆動に対応してリードスイッチ５１にＯＮ作動し、ドライブピストン１２ｂの現在昇降位置を検出することができる。これにより、ＣＲＤ１２は制御棒１２ａの駆動速度を検出することができる。
【００３０】
ＣＲＤ１２は、位置指示装置４８の各リードスイッチ５１からの検出信号Ｓが駆動装置付き流量調整弁３５ａ，３５ｂに送られる。この駆動装置３６ａ，３６ｂにより、流量調整弁３５ａ，３５ｂの弁開度が自動的に調整され、ＣＲＤ１２は、ドライブピストン１２ｂが図２に示される制御棒１２ａの全引抜き位置から図３に示される制御棒１２ａの全挿入位置に、所要の目標時間、例えば４０秒〜６０秒、好ましくは、５０秒程度となるように自動的に調整される。なお、原子炉の炉心部はほぼ４ｍ程度の高さを有し、図２および図３に示すドライブピストン１２ｂの全引抜き位置と全挿入位置は、炉心部の高さに相当する昇降ストロークを有する。
【００３１】
各ＣＲＤ１２の駆動速度は、ＢＷＲプラントの運転中に、駆動装置付流量調整弁３５ａ，３５ｂと位置指示装置４８とを連係させ、位置指示装置４８によりＣＲＤ１２の駆動速度を常時監視して、ＨＣＵ１５内に設けられる流量調整弁３５ａ，３５ｂを駆動装置３６ａ，３６ｂにより自動的に弁開度調整を行なうことができる。
【００３２】
次に、制御棒駆動水圧系統設備１３による制御棒駆動機構（ＣＲＤ）１２の挿入および引抜き動作について説明する。
【００３３】
ＢＷＲプラントの運転中や定期検査期間時に、ＣＲＤ１２を駆動させて制御棒１２ａを挿入するときは、図示しない中央制御室からの応答信号に応答してＨＣＵ１５の選択弁装置３３内の方向制御弁３４ｂ，３４ｄを開く。他の方向制御弁３４ａ，３４ｃは閉じた状態を保つ。この選択弁装置３３の開閉状態で制御棒駆動水ポンプ１８を駆動させると、このポンプ１８からの駆動水が流量調整弁２２ａ、駆動水ヘッダ２６を通って水圧制御ユニット１５内に入り、さらに、選択弁装置３３の方向制御弁３４ｄ、流量調整弁３５ｂを通って挿入ライン１６ａに入り、ＣＲＤ１２のドライブピストン１２ｂ下部に供給され、ドライブピストン１２ｂおよび駆動チューブ１２ｃを押し上げる。
【００３４】
一方、ＣＲＤ１２のドライブピストン１２ｂ上方の水は、引抜きライン１６ｂを介して方向制御弁３４ｂから排出ヘッダ２７に送られ、制御棒１２ａの挿入動作が行なわれる。
【００３５】
また、制御棒１２ａを引き抜く時には、まずＨＣＵ１５の選択弁装置３３内の方向制御弁３４ａ，３４ｃが開かれる。すると、駆動水は、選択弁装置３３の引抜きライン１６ｂを通ってＣＲＤ１２のドライブピストン１２ｂの上側に作用しドライブピストン１２ｂを押し下げるように働く。これにより、ドライブピストン１２ｂの下面の水は挿入ライン１６ａを介して方向制御弁３４ａから排出ヘッダ２７に送られ、これにより、制御棒１２ａの引抜き動作が概略的に行なわれる。
【００３６】
次に、緊急停止（スクラム）時の動作を説明する。
【００３７】
ＢＷＲプラントの各ＣＲＤ１２を緊急動作させてスクラムさせる場合には、水圧制御ユニット（ＨＣＵ）１５のスクラム入口弁３７およびスクラム出口弁３８を開放させる。このとき、選択弁装置３３の各方向制御弁３４ａ〜３４ｄは閉塞状態に保たれる。
【００３８】
一方、ＨＣＵ１５のアキュムレータ装置３３は、アキュムレータ３０が窒素容器３１に接続されており、窒素容器３１に封入された高圧の窒素ガスはアキュムレータ３０内のピストン下方に作用している。アキュムレータ３０のピストン上方は、制御棒駆動水ポンプ１８の吐出側と逆止弁４０を介して接続されており、高圧の充填水がピストンを押し下げた状態で蓄積されている。
【００３９】
スクラム時には、スクラム信号に応答してスクラム入口弁３７およびスクラム出口弁３８を急速に開弁させる。これにより、アキュムレータ３０内の高圧水が、スクラム入口弁３７を介して挿入ライン１６ａからＣＲＤ１２に流入し、ドライブピストン１２ｂを急速に押し上げる。ドライブピストン１２ｂ上方の水は、引抜きライン１６ｂおよびスクラム出口弁３８を介し、スクラム排出ヘッダ３９へ排出することによってスクラム動作が行なわれる。
【００４０】
また、制御弁１２ａの挿入・引抜きおよびスクラム動作が行なわれないＢＷＲプラントの通常運転時には、常時、マスタコントローラ１９から冷却水ヘッダ２６の冷却水ライン４３およびＨＣＵ１５の挿入ライン１６ａを介してＣＲＤ１２へ冷却水が供給される。このときは、ＣＲＤ１２は駆動されず、ドライブピストン１２ｂは昇降駆動されない。
【００４１】
なお、充填水ヘッダ２５、駆動水ヘッダ２６、冷却水ヘッダ２７および排出水ヘッダ２８の各ヘッダは、図示しない他の複数の水圧制御ユニットにもそれぞれ接続されている。
【００４２】
ところで、ＢＷＲプラントの原子炉出力は、原子炉の炉心に制御棒１２ａを挿入あるいは引抜き動作させることによって制御される。ＣＲＤ１２の駆動は、各ＣＲＤ１２に対応して設けられたＨＣＵ１５によって制御される。
【００４３】
ＣＲＤ１２に流れる駆動水、またＣＲＤ１２から排出される排水は、ＨＣＵ１５の選択弁装置３３の４個の方向制御弁３４ａ〜３４ｄのうち、方向制御弁３４ｂおよび３４ｄを開とすることにより、制御棒１２ａの挿入動作が行なわれ、また、方向制御弁３４ａおよび３４ｃを閉とすることにより、制御棒１２ａの引抜き動作が行なわれ、ＣＲＤ１２の駆動水・排水の流れを制御している。
【００４４】
制御棒１２ａの挿入・引抜き時間は、選択弁装置３３の４個の方向制御棒３４ａ〜３４ｄに設置された流量調整弁３５ａ，３５ｂの弁開度調整が、位置指示装置４８からの検出信号Ｓによる駆動装置３６９ａ，３６ｂの作動制御により、自動的に実施される。駆動装置付きの流量調整弁３５ａ，３５ｂを自動的に弁開度制御することにより、ＣＲＤ１２へ駆動水ライン２０ａを通じて流れる駆動水流量および排水ライン２０ｂを通じて流れる流量２０ａが調整される。
【００４５】
ＣＲＤ１２の駆動時間は、位置制御装置（ＰＩＰ）４８の位置制御チューブ５０内部に設置された複数の各リードスイッチ５１へドライブピストン１２ｂのマグネット５２が順次接近することにより、位置検出信号Ｓを取得し、ドライブピストン１２ｂの駆動速度を算出することができる。昇降駆動されるドライブピストン１２ｂに備えられたマグネット５２は各リードスイッチ５１を順次通ることにより、各リードスイッチ５１からの位置検出信号Ｓを次々に取得し、位置検出装置４８が、全挿入信号、全引抜き信号を得ることができる。
【００４６】
これにより、ＣＲＤ１２の駆動時間、すなわち制御棒１２ａの挿入・引抜き時間が、目標時間、具体的には、４０秒から６０秒の範囲、一例として５０秒の範囲に収まるように、ＢＷＲプラントの運転中に、ＣＲＤ１２の駆動時間が自動的に調整される。
【００４７】
本発明の制御棒駆動機構１２の駆動制御システムは、ＣＲＤ１２の挿入・引抜きの駆動時間を、自動的に定められた目標時間内に調整される。具体的には、位置検出装置４８により作動制御される駆動装置３６ａ，３６ｂによって流量調整弁３５ａ，３５ｂの弁開度が自動的に調整される。したがって、ＣＲＤ１２の制御棒１２ａの挿入・引抜きの駆動時間を、自動的に定められた目標時間に収めることができ、事前調整作業が不要となって、ＢＷＲプラントの運転中にも、ＣＲＤ１２の駆動時間が目標時間を外れることがないように設定できる。
【００４８】
この制御棒駆動機構１２の駆動制御システムは、ＨＣＵ１５の選択弁装置３３の流量調整弁３５ａおよび３５ｂに駆動装置３６ａおよび３６ｂをそれぞれ付加し、位置指示装置４８により得られた検出信号Ｓを基に算出された制御棒１２ａの駆動速度を入力信号として駆動装置３６ａおよび３６ｂを制御する。駆動装置３６ａおよび３６ｂによる流量調整弁３５ａおよび３５ｂの弁開度制御により、ＣＲＤ１２の駆動中の速度を自動的にかつ逐次調整することができ、ＣＲＤ１２の駆動時間が、常に目標時間内に収まるように自動的に調整できる。したがって、ＢＷＲプラント運転中に、ＣＲＤ１２の事前の調整作業が不要で、各ＣＲＤ１２の駆動時間が、目標時間を外れることがないように、自動的に設定される。
【００４９】
また、制御棒駆動機構１２の駆動制御システムでは、ＣＲＤ１２の挿入・引抜きの駆動時間を自動的に定められた目標時間に収めることができ、事前調整作業が不要となり、ＢＷＲプラント運転中にも目標時間を外れることがない。したがって、ＣＲＤ１２は制御棒１２ａの挿入・引抜き操作が繰り返されることにより、ドライブピストン１２ｂ（のシールリング４６）のシール状態が変化するが、ドライブピストン１２ｂの駆動速度は、位置指示装置４８により検出され、ＣＲＤ１２の挿入・引抜きの駆動時間は目標時間に収まるように自動的に常時調整される。このため、定期検査期間中に制御棒１２ａの挿入・引抜き時間を個別に調整する作業は不要となり、定期検査期間の短縮化が図れる。
【００５０】
第１実施形態では、制御棒駆動水圧系統設備１３における駆動装置３６ａ，３６ｂの作動制御を位置指示装置４８からの検出信号Ｓにより行なうようにした例を説明したが、駆動装置３６ａ，３６ｂの作動制御は、位置指示装置４８からの検出信号だけでなく、駆動水ライン２０ａからの駆動水流量または排水ライン２０ｂからの排水流量を検出する検出信号のいずれか１つまたは複数の検出信号により実施されるようにしてもよい。この場合、駆動水ライン２０ａおよび排水ライン２０ｂに流量検出器などが設けられ、流量検出器からの流量信号と位置指示装置４８からの位置検出信号とで信号間の整合性がとられる。
【００５１】
また、制御棒駆動水圧系統設備１３における駆動装置３５ａ，３５ｂの作動制御は、中央制御室のコントローラ（図示せず）からの遠隔制御により行なわれるようにしてもよい。この場合、中央制御室のコントローラにも、位置指示装置４８からの検出信号が入力され、この検出信号より駆動制御されるコントローラにより、駆動装置３５ａ，３５ｂを作動制御させるようにしてもよい。そして、駆動装置３６ａ，３６ｂにより、流量調整弁３５ａ，３５ｂの弁開度が調整され、ＣＲＤ１２の駆動時間が目標時間内に収まるように設置される。
【００５２】
［第２の実施形態］
図４は、本発明に係る制御棒駆動機構の駆動制御システムの第２の実施形態を示す概略的な系統図である。
【００５３】
第２実施形態に示される制御棒駆動機構の駆動制御システムは、原子炉の制御棒駆動水圧系統設備１３Ａとして構成される。この設備１３Ａは駆動位置付き流量調整弁５５ａ，５５ｂを駆動水ライン２０ａおよび排水ライン２０ｂに設けた構成が、第１実施形態に示される駆動装置付き流量調整弁３５ａ，３５ｂと異なる。さらに、ＨＣＵ３３の方向制御弁３４ａおよび３４ｂには、手動式の流量調整弁５６ａ，５６ｂが備えられた点が第１実施形態に示された構成と異なり、他の構成および作用は第１実施形態に示された制御棒駆動機構の駆動制御システムと異ならないので、同じ構成および作用には、同一符号を付して説明を省略あるいは簡略化する。
【００５４】
第２実施形態の制御棒駆動機構の駆動制御システムは、制御棒駆動水圧系統設備１３の水圧制御ユニット（ＨＣＵ）１５に接続された駆動水ライン２０ａおよび排水ライン２０ｂに駆動装置付き流量調整弁５５ａ，５５ｂがそれぞれ設けられる。この流量調整弁５５ａ，５５ｂに付加された駆動装置５６ａ，５６ｂにより、流量調整弁５５ａ，５５ｂの弁開度が自動的に調節制御される。
【００５５】
駆動装置５６ａおよび５６ｂは、位置指示装置４８からの検出信号Ｓにより作動制御される。具体的には、位置指示装置４８からの検出信号Ｓを基に駆動装置５６ａ，５６ｂは作動制御され、流量調整弁５５ａ，５５ｂの弁開度を自動的に調節制御している。駆動装置５６ａ，５６ｂは、流量調整弁５５ａ，５５ｂの弁開度を調節制御し、ＣＲＤ１２の駆動時間が目標時間、例えば制御棒１２ａの挿入・引抜き時間が４０分〜６０分内に収まるように、制御棒１２ａの駆動速度が調整される。
【００５６】
このように、駆動装置３６ａおよび３６ｂは、流量調整弁３５ａ，３５ｂの弁開度を自動的に調節制御し、第１実施形態で示された駆動装置付きの流量調整弁３５ａ，３５ｂ同様、ＣＲＤ１２への駆動水量およびＣＲＤ１２からの排水流量が調整される。
【００５７】
この駆動装置付き流量調整弁５５ａおよび５５ｂにより駆動水ライン２０ａを通じて流れる駆動水流量および排水ライン２０ｂを通じて流れる排水流量が調整され、ＣＲＤ１２の駆動時間が常に目標時間内に収まるようにＢＷＲプラント運転中に自動的に調整できる。したがって、ＢＷＲプラント運転中に、ＣＲＤ１２の事前調整作業が不要となり、各ＣＲＤ１２の駆動時間、すなわち、制御棒１２ａの挿入・引抜き時間が、第１実施形態に示されたＣＲＤ１２の駆動時間と同様、目標時間を外れることがないように自動的に調整される。
【００５８】
［第３の実施形態］
図５は、本発明に係る制御棒駆動機構の駆動制御システムの第３の実施形態を示す概略的な系統図である。
【００５９】
第３実施形態に示される制御棒駆動機構の駆動制御システムは、原子炉の制御棒駆動水圧系統設備１３Ｂとして構成される。この設備１３Ｂは、駆動装置付き流量調整弁５８を、第１実施形態記載の選択弁装置３３に設けたものと異なり、挿入ライン１６ａに設けたものであり、選択弁装置３３に備えられる４個の方向制御弁３４ａ〜３４ｄには、流量調整弁は設けられていない。他の構成および作用は、第１実施形態に示された制御棒駆動機構の駆動制御システムと異ならないので、同じ構成には同一符号を付して説明を省略あるいは簡略化する。
【００６０】
第３実施形態に示された制御棒駆動機構の駆動制御システムは、ＨＣＵ１５の選択弁装置３３からＣＲＤ１２に至る挿入ライン１６ａに駆動装置付きの流量調整弁５８を設けたものである。この流量調整弁５８は、選択弁装置３３とスクラム入口弁３７の下流側との間の挿入ライン１６ａに設けられ、流量調整弁５８は駆動装置５９により弁開度が自動的に調節制御される。
【００６１】
駆動装置５８は、位置検出装置４８からの検出信号Ｓにより作動制御され、流量調整弁５９の弁開度を自動的に調節制御している。駆動装置５８は、流量調節弁５９の弁開度を自動的に調節制御して、ＣＲＤ１２の駆動時間が目標時間、例えば制御棒１２ａの挿入・引抜き時間が４０分〜６０分、好ましくは５０分に収まるように、制御棒１２ａの駆動速度が調整される。
【００６２】
このように、駆動装置５９は流量調整弁５８の弁開度を自動的に調節制御し、第１実施形態で示された駆動装置付きの流量調整弁５８と同様に、ＣＲＤ１２への駆動水量およびＣＲＤ１２からの排水量が調節される。この場合、駆動装置付き流量調整弁５８は１個設ければよく、第１実施形態で示したように２個設ける必要がない。
【００６３】
第３実施形態では、挿入ライン１６ａに設置された駆動装置付き流量調整弁５８により、駆動水ライン２０ａから挿入ライン１６ａを通じて流れる駆動水流量、および挿入ライン１６ａから排水ライン２０ｂを通じて流れる排水流量が調整され、ＣＲＤ１２の駆動時間を調整することができる。
【００６４】
これにより、ＢＷＲプラントにおいて、ＣＲＤ１２の駆動時間が常に目標時間内に収まるように自動的に調整される。したがって、ＣＲＤ１２の事前の調整作業が不要となり、各ＣＲＤ１２の駆動時間、すなわち、制御棒１２ａの挿入・引抜き時間を、第１実施形態に示されたＣＲＤ１２の駆動時間と同様、目標時間を外れることがないように自動的に設定できる。
【００６５】
［第４の実施形態］
図６は、本発明に係る制御棒駆動機構の駆動制御システムの第４の実施形態を示す概略的な系統図である。
【００６６】
第４実施形態に示される制御棒駆動機構の駆動制御システムは、原子炉の制御棒駆動水圧系統設備１３Ｃとして構成される。この設備１３Ｃは、駆動装置付き流量調整弁６０を、第１実施形態記載の選択弁装置３３に設けたものと異なり、駆動水ライン２０ａに設けたものであり、選択弁装置３３に備えられる４個の方向制御弁３４ａ〜３４ｄには、流量調整弁は設けられていない。他の構成および作用は、第３実施形態に示された制御棒駆動機構の駆動制御システムと異ならないので、同じ構成には同一符号を付して説明を省略あるいは簡略化する。
【００６７】
第４実施形態に示された制御棒駆動機構の駆動制御システムは、マスタコントローラ１９から駆動水ヘッダ２６の間に駆動装置付きの流量調整弁６０を設けたものである。この流量調整弁６０は、制御棒駆動水ポンプ１８からの流量調整弁２３ａ下流側と駆動水ヘッダ２６の間に設けられ、流量調整弁６０は駆動装置６１により弁開度が自動的に調節制御される。
【００６８】
駆動装置６１は、位置検出装置４８からの検出信号Ｓにより作動制御され、流量調整弁６０の弁開度を自動的に調節制御している。駆動装置６１は、流量調節弁６０の弁開度を自動的に調節制御して、ＣＲＤ１２の駆動時間が目標時間、例えば制御棒１２ａの挿入・引抜き時間が４０分〜６０分、好ましくは５０分に収まるように、制御棒１２ａの駆動速度が調整される。
【００６９】
このように、駆動装置６１は流量調整弁６０の弁開度を自動的に調節制御し、第３実施形態で示された駆動装置付きの流量調整弁６０と同様に、ＣＲＤ１２への駆動水量およびＣＲＤ１２からの排水量が調節される。この場合、駆動装置付き流量調整弁６０は第３実施形態と同様に１個設ければよく、レイアウト構成が簡素化される。
【００７０】
第４実施形態では、駆動水ライン２０ａに設置された駆動装置付き流量調整弁６０により、ＨＣＵ１５を経由してＣＲＤ１２に流れる駆動水量が調整され、ＣＲＤ１２の駆動時間を調整することができる。
【００７１】
これにより、ＢＷＲプラントにおいて、ＣＲＤ１２の駆動時間が常に目標時間内に収まるように自動的に調整される。したがって、ＣＲＤ１２の事前の調整作業が不要となり、各ＣＲＤ１２の駆動時間、すなわち、制御棒１２ａの挿入・引抜き時間を、第１実施形態に示されたＣＲＤ１２の駆動時間と同様、目標時間を外れることがないように自動的に設定できる。
【００７２】
［第５の実施形態］
図７は、本発明に係る制御棒駆動機構の駆動制御システムの第５の実施形態を示す概略的な系統図である。
【００７３】
第５実施形態に示される制御棒駆動機構の駆動制御システムは、原子炉の制御棒駆動水圧系統設備１３Ｄとして構成される。この設備１３Ｄは、第１実施形態で示された制御棒駆動水圧原動設備１３と同様、選択弁装置３３の方向制御弁３５ａ，３５ｂに駆動装置付き流量調整弁６３ａ，６３ｂが設けられる。流量調整弁６３ａ，６３ｂには、駆動装置６４ａ，６４ｂがそれぞれ付加される。駆動装置６４ａ，６４ｂは、位置指示装置４８からの検出信号Ｓを制御器（図示せず）で変換して自動制御され、この駆動装置６４ａ，６４ｂにより流量調整弁６３ａ，６３ｂの弁開度を自動的に調整される。
【００７４】
この場合、制御器は、中央制御室あるいは駆動装置６４ａ，６４ｂに備えられ、位置指示装置４８からの検出信号を変換して駆動装置６４ａ，６４ｂを自動制御している。また、中央制御室等に設置のコントローラにより、個々の駆動装置６４ａ，６４ｂを遠隔地より、ＣＲＤ１２の駆動時間、すなわち制御棒１２ａの挿入・引抜き時間が目標時間内に収まるように手動制御される。
【００７５】
他の構成および作用は、第１実施形態に示された制御棒駆動水圧系統設備１３と異ならないので、同じ構成、作用には同一符号を付して説明を省略あるいは簡略化する。
【００７６】
その際、制御棒駆動水圧系統設備１３ＤのＨＣＵ１５に備えられる選択弁装置３３の流量調整弁６４ａ，６４ｂは駆動装置６５ａ，６５ｂにより弁開度が調節制御される。駆動装置６５ａ，６５ｂの制御は、位置指示装置４８からの検出信号により自動制御しても、また、中央制御室等設置のコントローラにより遠隔地から手動制御されるようにしてもよく、さらに、駆動装置６５ａと６５ｂの自動制御と手動制御が同時あるいは並行的に行なわれるようにしてもよい。
【００７７】
これにより、ＢＷＲプラントの運転中において、ＣＲＤ１２の駆動時間が常に目標時間内に収まるように調整される。したがって、ＣＲＤ１２の事前の調整作業が不要となり、各ＣＲＤ１２の駆動時間、すなわち、制御棒１２ａの挿入・引抜き時間が、目標時間内に収まり、この目標時間を外れることがない、制御棒駆動水圧系統設備１３Ｄを提供することができる。
【００７８】
また、ＢＷＲプラントの定期検査期間中にＣＲＤ１２の駆動時間を調整する場合において、駆動水流量や排水流量を調整する流量調整弁６３ａ，６３ｂは、駆動装置６４ａ，６４ｂより自動制御、あるいは中央制御室等のコントローラにより手動制御されるので、作業員は放射線管理区域への入室が不要となり、被曝量を低減させることができる。
【符号の説明】
【００７９】
１０  原子炉格納容器
１１  原子炉圧力容器（ＲＰＶ）
１２  制御棒駆動機構（ＣＲＤ）
１２ａ  制御棒
１２ｂ  ドライブピストン
１２ｃ  駆動チューブ
１３，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ  制御棒駆動水圧系統設備
１５  水圧制御ユニット（ＨＣＵ）
１６ａ  挿入ライン
１６ｂ  引抜きライン
１８  制御棒駆動水ポンプ
１９  マスタコントローラ
２０ａ  駆動水ライン
２０ｂ  排水ライン
２２ａ  流量調整弁
２２ｂ  圧力調整弁
２３  安全化弁
２５  充填水ヘッダ
２６  駆動水ヘッダ
２７  冷却水ヘッダ
２８  排出水ヘッダ
３０  アキュムレータ
３１  窒素容器
３２  アキュムレータ装置
３３  選択弁装置
３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ  横制御弁
３５ａ，３５ｂ  流量調整弁
３６ａ，３６ｂ  駆動装置
３７  スクラム入口弁
３８  スクラム出口弁
３９  スクラム排出ヘッダ
４０  逆止弁
４１  アキュムレータ充填ライン
４２  逆止弁
４３  冷却水ライン
４５  ＣＲＤハウジング
４６  シールリング
４８  位置指示装置
５０  位置指示チューブ
５１  リードスイッチ
５２  マグネット
５５ａ，５５ｂ  流量調整弁
５６ａ，５６ｂ  駆動装置
５８，６０  流量調整弁
５９，６１  駆動装置
６３ａ，６３ｂ  流量調整弁
６４ａ，６４ｂ  駆動装置
【図１】
0005558059.tif 000002
【図２】
0005558059.tif 000003
【図３】
0005558059.tif 000004
【図４】
0005558059.tif 000005
【図５】
0005558059.tif 000006
【図６】
0005558059.tif 000007
【図７】
0005558059.tif 000008
【図８】
0005558059.tif 000009