(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御棒に動作可能に連結された駆動棒であって、前記制御棒が炉心から取り出されること、および前記炉心に挿入されることのいずれをも行うように構成された駆動棒と、
前記駆動棒の移動経路に沿って配列された複数の検出デバイスであって、前記駆動棒の端部が前記炉心に対する前記制御棒の移動に応じて前記複数の検出デバイスの１つ以上を通過し、前記複数の検出デバイスが複数の検出デバイス群に配列され、各検出デバイス群が、互いに電気的に接続された前記検出デバイスの２つ以上を含む、複数の検出デバイスと、
引き回し線によって各検出デバイス群に電気的に接続された制御棒監視デバイスと
を備え、
前記炉心が、格納容器内に収容された原子炉圧力容器に収容され、前記検出デバイス群が、前記原子炉圧力容器と前記格納容器との間に形成された格納領域内に配置されている、
棒位置指示器システム。
【請求項２】
前記駆動棒および前記検出デバイス群がすべて格納構造体内部に配置され、前記制御棒監視デバイスが、前記格納構造体の外側に配置されており、前記格納構造体から引き回される前記検出デバイス群と関連付けられた引き回し線の総数が、前記検出デバイスの数の半分未満である、請求項１に記載の棒位置指示器システム。
【請求項３】
前記検出デバイス群に電気的に接続された１つ以上のバスを更に備え、
前記制御棒監視デバイスが、１つ以上のバス引き回し線によって１つ以上のバスに更に電気的に接続され、前記１つ以上のバスが、前記格納構造体とともに配置され、前記１つ以上のバス引き回し線が、前記検出デバイス群と関連付けられた前記引き回し線とともに前記格納構造体から引き回されている、請求項２に記載の棒位置指示器システム。
【請求項４】
制御棒に動作可能に連結された駆動棒であって、前記制御棒が炉心から取り出されること、および前記炉心に挿入されることのいずれをも行うように構成された駆動棒と、
前記駆動棒の移動経路に沿って配列された複数の検出デバイスであって、前記駆動棒の端部が前記炉心に対する前記制御棒の移動に応じて前記複数の検出デバイスの１つ以上を通過し、前記複数の検出デバイスが複数の検出デバイス群に配列され、各検出デバイス群が、互いに電気的に接続された前記検出デバイスの２つ以上を含む、複数の検出デバイスと、
引き回し線によって各検出デバイス群に電気的に接続された制御棒監視デバイスと
を備え、
前記検出デバイス群が、検出コイルを直列に電気的に接続する第１の端子および第２の端子で構成された前記検出コイルを備え、第１の検出コイルの第１の端子が、前記引き回し線を介して前記制御棒監視デバイスに電気的に接続され、前記第１の検出コイルの第２の端子が、第２の検出コイルの第１の端子に電気的に接続され、前記第２の検出コイルの第２の端子が、第３の検出コイルの第１の端子に電気的に接続されている、棒位置指示器システム。
【請求項５】
１つ以上のバスを更に備え、
前記第３の検出コイルの第２の端子が、前記１つ以上のバスの少なくとも１つに電気的に接続され、前記制御棒監視デバイスに引き回される前記検出デバイス群と関連付けられた引き回し線の総数が、前記検出デバイスの数の３分の１である、請求項４に記載の棒位置指示器システム。
【請求項６】
制御棒に動作可能に連結された駆動棒であって、前記制御棒が炉心から取り出されること、および前記炉心に挿入されることのいずれをも行うように構成された駆動棒と、
前記駆動棒の移動経路に沿って配列された複数の検出デバイスであって、前記駆動棒の端部が前記炉心に対する前記制御棒の移動に応じて前記複数の検出デバイスの１つ以上を通過し、前記複数の検出デバイスが複数の検出デバイス群に配列され、各検出デバイス群が、互いに電気的に接続された前記検出デバイスの２つ以上を含む、複数の検出デバイスと、
引き回し線によって各検出デバイス群に電気的に接続された制御棒監視デバイスと
を備え、
前記制御棒監視デバイスが、
直列に第３の検出デバイスに電気的に接続された第１の検出デバイスを備える第１の検出デバイス群に電気的に接続された第１の回路部品と、
直列に第４の検出デバイスに電気的に接続された第２の検出デバイスを備える第２の検出デバイス群に電気的に接続された第２の回路部品と、
前記第１の回路部品と関連付けられた第１の電気的特性を前記第２の回路部品と関連付けられた第２の電気的特性と比較して、前記複数の検出デバイスに対する前記駆動棒の位置を決定するように構成された比較器と
を備える、棒位置指示器システム。
【請求項７】
前記第２の検出デバイス群における前記第２の検出デバイスが、前記第１の検出デバイス群における前記第１の検出デバイスと前記第３の検出デバイスとの間に直線状に配列され、前記第１の検出デバイス群における前記第３の検出デバイスが、前記第２の検出デバイス群における前記第２の検出デバイスと前記第４の検出デバイスとの間に直線状に配列されている、請求項６に記載の棒位置指示器システム。
【請求項８】
前記第１の回路部品が第１の抵抗器を備え、前記第２の回路部品が第２の抵抗器を備え、前記第１の抵抗器および前記第２の抵抗器が直列に電気的に接続されている、請求項６に記載の棒位置指示器システム。
【請求項９】
前記比較器が、前記第１の電気的特性および前記第２の電気的特性の二乗平均平方根（ＲＭＳ）の値を決定するように構成されたエンコーダを備える、請求項６に記載の棒位置指示器システム。
【請求項１０】
制御棒の位置を決定する方法であって、
炉心に対して前記制御棒を移動させるステップであって、前記制御棒が制御棒駆動機構の駆動棒に動作可能に連結され、前記駆動棒が前記制御棒の取り出しに応じて棒位置指示器（ＲＰＩ）装置と関連付けられた複数の検出デバイスに対して移動するように構成される、ステップと、
第１の検出デバイスの近傍に配置された前記駆動棒の端部に少なくとも一部が基づく前記第１の検出デバイスの電気的特性の変化を検出するステップであって、前記第１の検出デバイスは、直列に電気的に接続された複数の検出デバイスからなる第１の検出デバイス群と関連付けられる、ステップと、
前記ＲＰＩ装置にて、前記第１の検出デバイスの電気的特性の前記変化と関連付けられた第１の信号を受信するステップと、
第２の検出デバイスの近傍に配置された前記駆動棒の前記端部に少なくとも一部が基づく前記第２の検出デバイスの電気的特性の変化を検出するステップであって、前記第２の検出デバイスが、直列に電気的に接続された複数の検出デバイスからなる第２の検出デバイス群と関連付けられる、ステップと、
前記ＲＰＩ装置にて、前記第２の検出デバイスの電気的特性の前記変化と関連付けられた第２の信号を受信するステップと、
前記第１の信号を前記第２の信号と比較して、前記複数の検出デバイスに対する前記駆動棒の位置を決定するステップと
を含む、方法。
【請求項１１】
前記複数の検出デバイスが、前記駆動棒の移動経路に沿って配列され、前記複数の検出デバイスが複数の検出デバイス群に配列され、各検出デバイス群が、直列に電気的に接続された２つ以上の検出デバイスを備え、前記ＲＰＩ装置が、別個の引き回し線によって各検出デバイス群に電気的に接続される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
制御棒監視デバイスが、直列に第３の検出デバイスに電気的に接続された第１の検出デバイスを含む第１の検出デバイス群に、電気的に接続された第１の回路部品を備え、前記第１の信号が、前記第１の回路部品から受信され、前記制御棒監視デバイスが、直列に第４の検出デバイスに電気的に接続された第２の検出デバイスを含む第２の検出デバイス群に、電気的に接続された第２の回路部品を更に備え、前記第２の信号が、前記第２の回路部品から受信される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第２の検出デバイス群における前記第２の検出デバイスが、前記第１の検出デバイス群における前記第１の検出デバイスと前記第３の検出デバイスとの間に直線状に配列され、前記第１の検出デバイス群における前記第３の検出デバイスが、前記第２の検出デバイス群における前記第２の検出デバイスと前記第４の検出デバイスとの間に直線状に配列される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の回路部品が第１の抵抗器を備え、前記第２の回路部品が第２の抵抗器を備え、前記第１の信号を前記第２の信号と比較するステップが、前記第１の抵抗器を通る第１の電流を前記第２の抵抗器を通る第２の電流と比較するステップを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の信号を前記第２の信号と比較するステップが、前記第１の回路部品と関連付けられた二乗平均平方根（ＲＭＳ）の電圧値を前記第２の回路部品と関連付けられたＲＭＳ電圧値と比較するステップを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記駆動棒および前記第１の検出デバイス群および第２の検出デバイス群がすべて格納構造体とともに配置され、制御棒監視デバイスが、前記格納構造体の外側に配置され、前記制御棒監視デバイスが、単一の引き回し線によって前記第１の検出デバイス群および第２の検出デバイス群の各々に電気的に接続され、前記格納構造体から引き回される前記第１の検出デバイス群および第２の検出デバイス群と関連付けられた引き回し線の総数が、前記検出デバイスの数の半分未満である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
炉心に対して制御棒を移動させるように構成された制御棒駆動機構であって、前記制御棒が前記制御棒駆動機構の駆動棒に動作可能に連結され、前記駆動棒が前記制御棒の取り出しに応じて棒位置指示器（ＲＰＩ）装置と関連付けられた複数の検出デバイスに対して移動するように構成されている、制御棒駆動機構と、
前記ＲＰＩ装置の第１の検出デバイスの電気的特性の変化を検出する手段であって、前記第１の検出デバイスが、直列に電気的に接続された複数の検出デバイスからなる第１の検出デバイス群と関連付けられている、手段と、
前記第１の検出デバイスの電気的特性の前記変化と関連付けられた第１の信号を受信する手段と、
前記ＲＰＩ装置の第２の検出デバイスの電気的特性の変化を検出する手段であって、前記第２の検出デバイスが、直列に電気的に接続された複数の検出デバイスからなる第２の検出デバイス群と関連付けられている、手段と、
前記第２の検出デバイスの電気的特性の前記変化と関連付けられた第２の信号を受信する手段と、
前記第１の信号を前記第２の信号と比較して、前記複数の検出デバイスに対する前記駆動棒の位置を決定する手段と
を備える、装置。
【請求項１８】
前記第１の信号を受信する前記手段、前記第２の信号を受信する前記手段、および比較する前記手段がすべて、制御棒監視デバイス内に収容され、前記制御棒監視デバイスが、単一の引き回し線によって各検出デバイス群に電気的に接続されている、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記駆動棒および前記検出デバイス群がすべて格納構造体とともに配置され、前記制御棒監視デバイスが、前記格納構造体の外側に配置され、前記格納構造体から引き回される前記検出デバイス群と関連付けられた引き回し線の総数が、前記検出デバイスの数の半分未満である、請求項１８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【政府の利益】
【０００１】
米国エネルギー省による契約番号第ＤＥ−ＮＥ００００６３３号に基づく政府支援により本発明を行った。米国政府は、本発明において一定の権利を有する。
【技術分野】
【０００２】
本開示は一般に、発電用原子炉のための制御棒位置指示器システムに関連するシステム、デバイス、構造体および方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
多くの種類の加圧水型原子炉（ＰＷＲ）および沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）では、炉心は、高さ数メートルの多数の燃料棒を収容することができる。炉心は、原子炉容器内に含まれる水に囲まれる。加えて、原子炉は、１つ以上の制御棒駆動機構（ＣＲＤＭ）集合体を収容し、この集合体は炉心に対して出し入れされて総電力レベルを制御することができる複数の制御棒集合体を含む。
【０００４】
ＣＲＤＭ集合体は、制御棒集合体を昇降させるように動作可能な複数の磁気コイルを含むことができる。例えば、磁気コイルは、段階的に制御棒集合体を炉心から移動させるために使用することができる。多くのＣＲＤＭ集合体は、原子炉トリップまたはスクラムと称されるものにおいて、電源喪失によって、磁気コイルが制御棒集合体を炉心内に自動的に挿入するように設計されている。
【０００５】
ＣＲＤＭ集合体は、制御棒の運動方向に沿って整列される検出コイルを更に含んでおり、これは作動すると、制御棒が移動されるときに制御棒は検出コイルの中心を通過することができる。既知のＣＲＤＭ集合体では、検出コイルは、制御棒位置指示器（ＲＰＩ）集合体と関連付けることができる。ＲＰＩ集合体は、多数の検出コイルを含むことができる。各検出コイルは、２つの端子を含むか、または２つの端子と関連付けられている。７８個の検出コイルを含むＲＰＩ集合体の例では、制御棒の各々と関連付けられた１５６個の端子および／または１５６本のワイヤがあると考えられる。加えて、ＣＲＤＭ集合体は、数十の制御棒と関連付けることができ、これはＲＰＩ集合体におけるワイヤの総数を同様に増加させる効果がある。
【０００６】
いくつかの既知のＲＰＩ集合体は、原子炉容器を収容する格納構造体内に配置されることができる。ＲＰＩ集合体と関連付けられたワイヤは、原子炉容器の上部またはその近くに取り付けられた一方の端部、ならびに格納構造体を通過して外部の処理デバイスおよび／またはモニタに情報を伝えるもう一方の端部を有することができる。したがって、格納構造体を通るいくつかの貫通部は、ＲＰＩ集合体の多数のワイヤと関連付けることができる。
【０００７】
加えて、既知のＲＰＩ集合体は、２つの別個の電源を含むか、またはそれと関連付けることができる。電源の各々は、検出コイルの半数に電圧を供給するように構成することができる。２つの電源を利用することは、電源の１つが遮断され、または別の方法で動作不能になる場合、検出コイルがより低い分解能で動作し続けることを可能にするように構成される。
【０００８】
いくつかのＲＰＩ集合体は、二重化共通バス電源を利用することができる。二重化共通バス電源に対応する検出コイルの各々は、バスに接続されたこのコイルの２つの対応する末端の１つを有することができる。他の末端は、処理のために格納構造体から別々に取り出されことができる。格納構造体を通過する末端の数は２つの電源と関連付けられたＲＰＩ集合体と比較して約半分もの数であってもよいが、７８個の検出コイルを有する上で述べた例示的なＲＰＩ集合体の格納構造体を貫通させる必要がある７８本以上のワイヤが依然としてあり得る。
【０００９】
したがって、既知のＲＰＩ集合体と関連付けられた多数のワイヤは、ワイヤを格納構造体に通すことが要求される貫通部の数および／またはサイズにより、密閉された格納構造体を維持するのに重大な課題をもたらしている。加えて、多数のワイヤは、原子炉モジュールの製造、設置、維持、操作、および／または廃炉の間にワイヤにラベルを付け、それを接続、分離、引き回し、または別の方法で扱うのに著しい複雑さおよび対応時間を引き起こしている。
【００１０】
本出願は、これらの課題および他の課題に対処する。
【発明の概要】
【００１１】
炉心から取り出されること、該炉心に挿入されることのいずれをも行うように構成された制御棒に動作可能に連結された駆動棒を含む、棒位置指示（制御棒位置指示）システムを本明細書に開示する。複数の検出デバイスは、駆動棒の移動経路に沿って直線状に配列されることができ、駆動棒の端部は、炉心に対する制御棒の移動に応じて、検出デバイスの１つ以上の近傍を通り、または検出デバイスの１つ以上内を通り抜けるように構成されることができる。検出デバイスは、複数の群（検出デバイス群）に配列することができ、各群がともに電気的に接続された検出デバイスの２つ以上を含むことができる。いくつかの例では、検出デバイスの２つ以上は、ともに直列に電気的に接続されることができる。棒位置指示システムは、別個の引き回し線によって各検出デバイス群に電気的に接続された制御棒監視デバイスを更に含むことができる。
【００１２】
また、本明細書では、炉心に対して制御棒を移動させることを含む、制御棒の位置を決定する方法を開示する。制御棒は、制御棒駆動機構の駆動棒に動作可能に連結されることができ、駆動棒は、制御棒を取り出すことに応じて棒位置指示（ＲＰＩ）装置と関連付けられた複数の検出デバイスに対して移動するように構成することができる。第１の検出デバイスの電気的特性の変化は、少なくとも一部、第１の検出デバイスに近接して配置された駆動棒の端部に基づいて検出することができる。第１の検出デバイスは、電気的に接続された複数の検出デバイスからなる第１の検出デバイス群と関連付けることができる。
【００１３】
本方法は、ＲＰＩ装置で、第１の検出デバイスの電気的特性の変化と関連付けられた第１の信号を受信することを更に含むことができる。加えて、第２の検出デバイスの電気的特性の変化は、少なくとも一部、第２の検出デバイスに近接して配置された駆動棒の端部に基づいて検出することができる。第２の検出デバイスは、電気的に接続された複数の検出デバイスからなる第２の検出デバイス群と関連付けることができる。いくつかの例では、第１の検出デバイス群および第２の検出デバイス群の一方または両方は、直列に別々に接続され得る。ＲＰＩ装置は、第２の検出デバイスの電気的特性の変化と関連付けられた第２の信号を受信するように構成することができる。第１の信号は、第２の信号と比較して、複数の検出デバイスに対する駆動棒の位置を決定することができる。
【００１４】
原子炉内の制御棒の位置を決定する方法を行うための装置もまた本明細書に開示する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一体型の原子炉圧力容器を含む例示的なシステムの断面図を示す。
【図２】原子炉モジュールおよび例示的な制御棒駆動機構集合体の上部断面図を示す。
【図３Ａ】例示的な原子炉圧力容器および制御棒駆動機構集合体を示す。
【図３Ｂ】部分的に分解した図３Ａの例示的な原子炉圧力容器を示す。
【図４】例示的な制御棒駆動機構集合体を示す。
【図５】制御棒駆動分離システムを含む例示的な制御棒駆動機構集合体の断面図を示す。
【図６】例示的な棒位置指示システムを示す。
【図７】二重化共通バス電源を有する例示的な棒位置指示システムの簡略化した概略図を示す。
【図８】複数のグループ化したコイル配列を有する例示的な棒位置指示システムのブロック図を示す。
【図９】例示的な棒位置指示システムを示す。
【図１０】別の例示的な棒位置指示システムを示す。
【図１１】例示的な棒位置指示システムの簡略化した概略図を示す。
【図１２】別の棒位置指示監視デバイスの簡略化した概略図を示す。
【図１３】制御棒位置を指示するための例示的な工程を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、原子炉圧力容器５２を含む例示的な原子炉モジュール４０の断面図を示す。原子炉圧力容器５２は、原子炉圧力容器５２の下部ヘッド５５の近くに配置される炉心６を収容することができる。ライザ部２４は、炉心６の上方に配置される。冷却材が炉心６を超えて循環して高温冷却材ＴＨになり、次いでライザ部２４まで流れ、そこでアニュラス部に戻るよう導かれ、熱交換器によって冷却されて低温冷却材ＴＣになる。複数の駆動軸２０に動作可能に連結された制御棒駆動機構（ＣＲＤＭ）１０は、炉心６に位置する複数の制御棒駆動集合体と連動するように構成されることができる。
【００１７】
原子炉圧力容器のバッフル板４５は、冷却材（冷却材流２６として示す）を原子炉圧力容器５２の下部ヘッド５５に方向付けるように構成することができる。原子炉圧力容器のバッフル板４５の表面は、ライザ部２４から出る冷却材と直接接触し、その冷却材を偏向させることができる。いくつかの例では、原子炉圧力容器のバッフル板４５は、ステンレス鋼もしくは他の材料で作製されてもよく、かつ／または楕円形状の表面に形成されてもよい。
【００１８】
原子炉圧力容器５２の下部ヘッド５５は、楕円、ドーム型、凹形、または半球部５５Ａを含むことができる。楕円部５５Ａは、冷却材（冷却材流２８として示す）を炉心６に方向付けるように構成することができる。楕円部５５Ａは、流量を増加させ、炉心６を通る冷却材の自然循環を促進することができる。
【００１９】
原子炉圧力容器のバッフル板４５は、ライザ部２４の上部と原子炉圧力容器５２の上部ヘッド５６内に配置される加圧器領域１５との間に配置されると示されている。加圧器領域１５は、上部ヘッド５６内で圧力を制御するか、または蒸気ドームを維持するように構成された１つ以上の加熱器および噴射ノズルを含むと示されている。原子炉圧力容器のバッフル板４５の下方に位置する冷却材は、温度ＴＳＵＢで比較的サブクールした冷却材を含むことができるが、原子炉圧力容器５２の上部ヘッド５６における加圧器領域１５内の冷却材は温度ＴＳＡＴで略飽和冷却材を含むことができる。冷却材の液面は、原子炉圧力容器のバッフル板４５の上、かつ加圧器領域１５内であると示されており、その結果、原子炉圧力容器のバッフル板４５と原子炉圧力容器５２の下部ヘッド５５との間の全体積はシステム４０の通常動作中、冷却材で満ちたものとなり得る。
【００２０】
下部ライザ２２は、１つ以上の制御棒案内管または計装構造体を支持することができる。１つ以上の制御棒案内管または計装構造体は、ライザ部２４に取り付けられてもよく、炉心６に対して出し入れされる制御棒集合体を案内するか、または原子炉圧力容器５２の内側に配置された計装デバイスを支持するのに役立つ。いくつかの例では、制御棒駆動軸は、炉心６に対する制御棒集合体の位置を制御するために、原子炉圧力容器のバッフル板４５およびライザ部２４を通過することができる。
【００２１】
原子炉圧力容器５２は、フランジを含むことができ、これにより下部ヘッド５５は原子炉圧力容器５２の容器本体６０に着脱自在に取り付けることができる。いくつかの例では、燃料補給作業など、下部ヘッド５５が容器本体６０から分離されるとき、ライザ部２４、バッフル板４５、および他の内部構造物は、容器本体６０内に保持されてもよいが、炉心６は、下部ヘッド５５内に保持されてもよい。加えて、容器本体６０は、格納容器７０内に収容されてもよい。
【００２２】
図２は、原子炉モジュール２００および例示的な制御棒駆動機構（ＣＲＤＭ）集合体２２５の上部断面図を示す。原子炉モジュール２００は、ＣＲＤＭ集合体２２５の少なくとも一部を収容する上部格納容器２５０を含むことができる。例えば、複数の駆動軸ハウジング２４０は、上部格納容器２５０内に配置されてもよい。加えて、ＣＲＤＭ集合体２２５と関連付けられた複数の駆動軸２７５は、主格納容器２２０に収容される原子炉圧力容器２１０に配置されてもよい。駆動軸ハウジング２４０は、原子炉モジュール２００の動作中に駆動軸２７５の少なくとも一部分を収容するように構成されてもよい。いくつかの例では、本質的にＣＲＤＭ集合体２２５のすべてが主格納容器２２０内に収容されてもよい。
【００２３】
上部格納容器２５０は、主格納容器２２０に着脱自在に取り付けられてもよい。上部格納容器２５０を取り外すことにより、原子炉モジュール２００の全体のサイズおよび／または体積は縮小し、ピークの格納容器圧力および／または水位に影響を与え得る。原子炉モジュール２００の全体の高さを縮小することに加えて、主格納容器２２０から上部格納容器２５０を取り外すことは、原子炉モジュール２００の重量および輸送高さを更に低減することができる。いくつかの例示的な原子炉モジュールでは、原子炉モジュール２００の全体の高さが縮小する各脚部に対して数トンの重量が減じられ得る。
【００２４】
原子炉圧力容器２１０および／または主格納容器２２０は、１つ以上の鋼製格納容器を含むことができる。加えて、主格納容器２２０は、フランジ８０（図１）と類似の１つ以上のフランジを含んでもよく、これにより主格納容器２２０の頂部ヘッドまたは底部ヘッドが燃料補給作業などの間、格納容器本体から取り外されてもよい。
【００２５】
燃料補給中に、原子炉モジュール２００は、操作区画から燃料補給区画に移されてもよく、一連の分解ステップは原子炉モジュール２００で行われてもよい。操作区画は、水によって燃料補給区画に接続されてもよく、その結果、原子炉モジュール２００は水中で移送される。主格納容器２２０は分解されてもよく、例えば、頂部または底部ヘッドはＣＲＤＭ集合体２２５および／または原子炉圧力容器２１０にアクセスするために格納容器本体から分離されてもよい。燃料補給のこの段階では、原子炉圧力容器２１０は、燃料補給区画内の周囲の水に対して完全に密閉されたままであってもよい。いくつかの例では、複数の駆動軸ハウジング２４０など、ＣＲＤＭ集合体２２５の上部は、乾燥した環境でＣＲＤＭ集合体２２５へのアクセスを促進するように水の上方に配置されてもよい。他の例では、ＣＲＤＭ集合体２２５全体が燃料補給区画内の水プールに浸漬されたものもある。
【００２６】
ＣＲＤＭ集合体２２５は、取付構造体２３０によって原子炉圧力容器２１０の上部ヘッドに取り付けられてもよい。取付構造体２３０は、主格納容器２２０が燃料補給作業中に部分的または完全に分解されるときにＣＲＤＭ集合体２２５を支持するように構成されてもよい。加えて、ＣＲＤＭ集合体２２５は、原子炉圧力容器２１０内の駆動軸２７５の位置を支持および／または制御するように構成されてもよい。
【００２７】
原子炉圧力容器２１０は、原子炉圧力容器５２（図１）と類似の略カプセル形状の容器を含むことができる。いくつかの例では、原子炉圧力容器２１０は、高さ約２０メートルであってもよい。駆動軸２７５は、原子炉圧力容器２１０の上部ヘッドに配置されるＣＲＤＭ集合体２２５から原子炉圧力容器２１０の下部ヘッドに延在することができ、その結果、この駆動軸は炉心に挿入される制御棒集合体に接続することができる。したがって、原子炉圧力容器２１０の上部ヘッドから炉心６（図１）などの炉心までの距離は、原子炉圧力容器２１０の全体の高さ未満である間、駆動軸２７５の長さが約２０メートルの長さ、いくつかの例では、多少、原子炉圧力容器２１０の高さ未満であるという結果になり得る。
【００２８】
主格納容器２２０および／または上部格納容器２５０は、貫通部２８０などの１つ以上の貫通部を含むことができる。１つ以上の貫通部は、格納壁を通過する計装配線またはワイヤに貫通孔を提供することができる。例えば、格納容器の内側に位置する棒位置指示器システムの配線など、ＣＲＤ集合体２２５と関連付けられた配線は、貫通部を通過してＣＲＤ集合体２２５を格納容器の外側に位置するプロセッサまたはモニタに動作可能に結合することができる。貫通部は、この環境に対して密閉されることができ、その結果、格納容器の外側に位置するあらゆる空気または水は貫通部を通って格納容器に入ることができない。いくつかの例では、貫通部２８０は、ワイヤコネクタと関連付けられ、格納容器に封止された円板として構成されてもよく、この貫通部は複数のワイヤを引き回すために使用されてもよい。
【００２９】
図３Ａは、例示的な原子炉圧力容器３００およびＣＲＤＭ集合体３２５の断面図を示す。ＣＲＤＭ集合体３２５は、原子炉圧力容器３００の上部ヘッド３２０に取り付けられ、かつ複数の駆動軸３７５を支持するように構成されてもよく、この駆動軸は原子炉圧力容器３００の下部ヘッド３１５に配置された炉心３６０に向かって原子炉圧力容器３００の容器本体３１０の長さを通って延在する。いくつかの例では、下部ヘッド３１５は、複数のボルトなど、フランジ３９０で容器本体３１０に着脱自在に取り付けられてもよい。
【００３０】
多数の燃料棒を収容することに加えて、炉心３６０は、複数の制御棒集合体３６５を受容するように構成されてもよく、この集合体は炉心３６０の動力出力を制御する燃料棒の間に移動自在に挿入され得る。炉心３６０が発電しているとき、駆動軸３７５の下端３７０は、制御棒集合体３６５に接続されている。加えて、ＣＲＤＭ集合体３２５は、駆動軸３７５を原子炉圧力容器３００内で上下のどちらかに移動させることによって、炉心３６０内の制御棒集合体３６５の位置を制御するように構成することができる。
【００３１】
駆動軸３７５の上端３８０は、制御棒集合体３６５が炉心３６０から取り外されるときなど、原子炉圧力容器３００の上部ヘッド３２０の上方に配置されるＣＲＤＭハウジング３４０に収容することができる。いくつかの例では、ＣＲＤＭハウジング３４０は、駆動軸３７５の上端３８０を収容するように構成された単一の格納構造体を含むことができる。他の例では、ＣＲＤＭハウジング３４０は、駆動軸３７５の各々に対する個々のハウジングを含むことができる。
【００３２】
炉心３６５の燃料補給作業と関連付けられ得るなど、制御棒集合体３６５から分離された駆動軸３７５の下端３７０が示される。燃料補給作業の初期段階では、下部ヘッド３１５は、駆動軸３７５が制御棒集合体３６５から分離される間、容器本体３１０に取り付けられたままであってもよい。原子炉圧力容器３１０は、周囲の環境に対して完全に密閉されたままであってもよく、これはいくつかの例では、燃料補給作業の初期段階で原子炉圧力容器３１０を少なくとも部分的に囲む水プールを含むことができる。
【００３３】
ＣＲＤＭ集合体３２５は、遠隔分離機構を含むことができ、これにより駆動軸３７５は原子炉圧力容器３００を開口または別の方法で分解せずに制御棒集合体３６５から分離することができる。いくつかの例では、原子炉圧力容器３００は、密閉された格納領域３０５を形成することができ、この領域は炉心３６０、制御棒集合体３６５、および駆動軸３７５の下端３７０を囲む。駆動軸３７５を遠隔で分離することによって、制御棒集合体３６５は、駆動軸３７５が少なくとも部分的にＣＲＤＭハウジング３４０内に引き込まれるとき、炉心３６０内にとどまることができる。
【００３４】
図３Ｂは、部分的に分解した図３Ａの例示的な原子炉圧力容器３００を示す。燃料補給作業中に、下部ヘッド３１５は、原子炉圧力容器３００の容器本体３１０から分離することができる。いくつかの例では、下部ヘッド３１５は、燃料補給所で静止状態に保持することができるが、容器本体３１０はクレーンによって持ち上げられ、下部ヘッド３１５から離れて炉心３６０へのアクセスを容易にする。
【００３５】
駆動軸３７５は、下端３７０が容器本体３１０および／またはＣＲＤＭハウジング３４０内に完全に保持され得るように、格納位置または退避位置に示される。例えば、ＣＲＤＭ集合体３２５は、下部ヘッド３１５の上部フランジ３９２とともに容器本体３９４を取り付けるために使用される下部フランジ３９４の上に駆動軸３７５の下端３７０を持ち上げるように構成されてもよい。駆動軸３７５の下端３７０を容器本体３１０内に引き込むことは、燃料補給作業中に下部フランジ３９４と上部フランジ３９２との間に更なる隙間を形成することができ、更に、駆動軸３７５が外部の物体と接触し、または容器本体３１０の運搬および／または貯蔵中に破損するのを防ぐことができる。加えて、駆動軸３７５の上端３８０は同様に、駆動軸３７５が格納位置または退避位置にあるとき、ＣＲＤＭハウジング３４０によって収容および／または保護することができる。
【００３６】
上述したように、制御棒集合体３６５は、燃料補給作業のいくつかまたはすべての間、炉心３６０に完全に挿入されたままであってもよい。いくつかの例では、炉心３６０内に制御棒集合体３６５の挿入を維持することは、原子力規制および／または安全性を考慮して決めることができる。
【００３７】
図４は、例示的な制御棒駆動機構（ＣＲＤＭ）集合体４００のブロック図を示す。ＣＲＤＭ集合体４００は、駆動軸４７５を昇降させるように構成された駆動機構４１０を含むことができる。駆動軸４７５は、相対的長さが駆動機構４１０と炉心に収容された制御棒集合体との間の距離（例えば、数フィート〜２０メートル以上）によって異なり得ることを示すように破線で示される。駆動軸４７５の下端は、連結機構４２５を含むことができる。連結機構４２５は、駆動軸４７５を制御棒集合体の上部に着脱自在に連結するように構成されてもよい。
【００３８】
加えて、ＣＲＤＭ集合体４００は、圧力ハウジング４２０、ラッチ集合体４３０、駆動軸ハウジング４４０、および棒位置指示（ＲＰＩ）システム４５０を含むことができる。ＣＲＤＭ集合体４００は、原子炉圧力容器に取り付けられてもよい。圧力ハウジング４２０は、原子炉圧力容器を通って貫通点で駆動軸４７５の周囲に圧力バウンダリーを形成するように構成されてもよい。いくつかの例では、圧力ハウジング４２０は、上部ヘッド３２０（図３）などの原子炉圧力容器の上部ヘッドに挿入および／またはそれに溶接されてもよい。駆動軸ハウジング４４０は、駆動軸４７５が炉心から持ち上げられるとき、この駆動軸の上端を収容するように構成されてもよい。加えて、ＲＰＩシステム４５０は、駆動軸４７５が炉心に対して出し入れされるとき、この駆動軸の位置を決定するように構成され得る。
【００３９】
図５は、制御棒駆動分離システムを含む例示的なＣＲＤＭ集合体５００を示す。駆動機構５１０は、圧力ハウジング５２０および／またはラッチ集合体５３０を通る駆動軸５２５を昇降させるように構成することができる。いくつかの例では、ラッチ集合体５３０は、圧力ハウジング５２０内に収容されてもよい。
【００４０】
ラッチ集合体５３０は、第１の磁気コイル集合体５１１、第２の磁気コイル集合体５１２、および第３の磁気コイル集合体５１３などの複数の電磁石コイル配列と相互作用するように構成された複数のラッチおよび／または磁気プランジャを含むことができる。ラッチ集合体５３０は、この複数の磁気コイル集合体５１１、５１２、５１３の１つ以上を励磁または別の方法で作動することによって駆動軸５７５の位置を漸増的または連続的に変化させるように構成することができる。いくつかの例では、磁気コイル集合体５１１、５１２、５１３の１つ以上は、静止したグリッパコイル、可動なグリッパコイル、およびリフトコイルそれぞれを含むことができ、かつ／またはそのようなコイルと称され得る。
【００４１】
加えて、磁気コイル５５５と、より多くの磁束リング５５２の１つと、１つ以上の磁極５５６とを含む第４の磁気コイル集合体５１４は、ラッチ集合体５５０と相互作用するように構成され得る。磁気コイル集合体５１４およびラッチ集合体５５０は、駆動軸５７５に対してＣＲＤ分離装置５８０の位置を移動させ、かつ／または別の方法で制御するように構成することができる。いくつかの例では、ラッチ集合体５５０は、ラッチ集合体ハウジング５３０内に収容されてもよく、磁気コイル５５５は、ラッチ集合体ハウジング５３０の外側に配置されてもよい。
【００４２】
ＣＲＤ分離装置５８０は、駆動軸５７５内に少なくとも部分的に収容された分離棒５２５に動作可能に連結される。加えて、ＣＲＤ分離装置５８０は、駆動軸５７５に対して分離棒５２５を移動させ、かつ／またはその移動を可能にするように構成されてもよい。例えば、制御棒駆動分離システムは、比較的定位置で駆動軸５７５を保持し、かつ静止した駆動軸５７５内で分離棒５２５を移動させるように構成されてもよい。別の例では、制御棒駆動分離システムは、比較的定位置で分離棒５２５を保持し、かつ駆動軸５７５を移動させるように構成されてもよい。
【００４３】
ＣＲＤＭ集合体５００は、原子炉圧力容器内に少なくとも部分的に配置される駆動軸５７５を制御可能に位置決めするように構成されてもよい。駆動軸５７５の上端は、原子炉圧力容器の外側に配置されてもよい。磁気コイル配列５１１、５１２、５１３と関連付けられた複数のラッチデバイスの１つ以上は、駆動軸５７５の上端と係合し、それを保持し、かつ／またはそれを移動させるように構成されてもよい。
【００４４】
駆動軸５７５の下端は、原子炉圧力容器の密閉された格納領域内で制御棒集合体に動作可能に連結されてもよい。ラッチ集合体５５０および／またはＣＲＤ分離装置５８０は、分離棒５２５と係合するように構成されてもよい。駆動軸５７５の下端が密閉された格納領域内にとどまる間、ＣＲＤ分離装置５８０の作動に応答して、駆動軸５７５の下端は、分離棒５２５と駆動軸５７５との相対運動により、制御棒集合体から分離され得る。原子炉圧力容器は、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、容器本体に着脱自在に取り付けられた下部ヘッドを含むことができる。ＣＲＤ分離装置５８０は、下部ヘッドが容器本体に取り付けられたままである間に作動することができる。
【００４５】
いくつかの例では、磁気コイル集合体５１４、ラッチ集合体５５０およびＣＲＤ分離装置５８０を参照して述べた制御棒駆動分離システムは、ＣＲＤＭコイルスタックとともに使用される部品ならびに／または他の部品と類似の電磁石コイル、磁気プランジャ、および１つ以上のグリッパおよび／もしくはラッチを含んでもよく、この他の部品は磁気コイル集合体５１１、５１２、５１３の１つ以上など、駆動軸５７５の全体の位置を制御するために使用されてもよい。
【００４６】
図６は、例示的な棒位置指示器（ＲＰＩ）システム６００を示す。ＲＰＩシステム６００は、第１の検出コイル６１０、第２の検出コイル６２０、第３の検出コイル６３０、および第４の検出コイル６４０、ならびに検出コイル６８０や下部検出コイル６９０のような１つ以上の追加の検出コイルなどの、複数の検出コイルを含むことができる。複数の検出コイルは、ＲＰＩセンサハウジング６５０に収容され得る。加えて、制御棒に接続した駆動棒６７５または駆動軸は、原子炉の１つ以上の操作中に検出コイルを通って上下に移動させるように構成することができる。
【００４７】
検出コイルの各々は、２本のワイヤおよび／または端子と関連付けられてもよい。例えば、第１の検出コイル６１０は、第１の端子６０５に接続した第１のワイヤ６１２と関連付けられ、かつ第２の端子６１５に接続した第２のワイヤ６１４と関連付けられてもよい。同様に、第２の検出コイル６２０は、第２の検出コイル６２０の対応する端子に接続したワイヤ６２２、６２４と関連付けられてもよい。加えて、第３の検出コイル６３０は、ワイヤ６３２、６３４と関連付けられてもよく、第４の検出コイル６４０は、ワイヤ６４２、６４４と関連付けられてもよい。検出コイル６８０および下部検出コイル６９０などの１つ以上の追加の検出コイルもまた、追加の検出コイルの対応する端子にそれぞれ接続したワイヤ６８２、６８４、およびワイヤ６９２、６９４などの２本のワイヤと関連付けられてもよい。
【００４８】
電流がコイルの１つ以上に流されると、磁場が生成され得る。駆動棒６７５が各コイルを通過すると、コイルのインダクタンスが変更され得る。制御棒が炉心に挿入されるとき、駆動棒６７５は、上部コイル６１０、６２０、６３０および／または６４０のいくつかまたはすべてに延在することができず、それ故に上部コイルは比較的低いインダクタンスを有する。制御棒が炉心から後退すると、駆動棒６７５は、最終的に上部コイル６１０、６２０、６３０、６４０の１つ以上に延在し、これらのコイルは上部コイルのインダクタンスを増加させる。
【００４９】
いくつかの例では、制御棒の位置は、隣り合ったコイル間の出力電圧の差から判定ないしは決定されてもよい。コイルのいずれか１つと関連付けられた出力電圧は、各コイルの端子に動作可能に接続される１本のワイヤまたは両ワイヤから測定および／または別の方法で決定することができる。前述のように、特定のコイルのインダクタンスは、検出コイル６３０など、コイルに入る駆動棒６７５の端部に応じて増加することができる。コイルのインダクタンスの増加は同様に、検出コイル６２０など、駆動棒６７５が挿入されなかったコイルと比較して、コイルのインピーダンスを増加させ、コイルの出力電圧を下げることができる。
【００５０】
コイルの各々は、第１のワイヤおよび／または端子によって電圧源に電気的に接続されてもよい。電圧源は、コイルの各々を通って交流電圧を供給するように構成されてもよい。加えて、コイルは、第２の中性かつ／または接地したワイヤによって電圧源に電気的に接続することができる。コイルの各々が２本のワイヤに電気的に接続される場合、コイルの数の２倍のワイヤがあってもよい。いくつかの例では、ワイヤは、ＲＰＩセンサハウジング６５０を貫通するか、またはそこから引き回されてもよい。加えて、ワイヤは、主格納容器２２０および／または上部格納容器２５０（図２）など、周囲の格納構造体を貫通するか、またはそこから引き回されてもよい。７８個の検出コイルがある例示的なＲＰＩシステムでは、１５６本のワイヤは、格納構造体を通って引き回されてもよい。
【００５１】
図７は、二重化共通バス電源を有する例示的なＲＰＩシステム７００の簡略化した概略図を示す。二重化共通バス電源は、第１のバス７７０および第２のバス７７５を含むことができる。第１のバス７７０は、検出コイル６１０、検出コイル６３０などの最初の半分のコイル、および検出コイル６８０などの１つ以上の追加のコイルに電圧源を提供するように構成することができる。第１のバス７７０は、ワイヤ６１２、６３２、６８２それぞれによってコイル６１０、６３０、６８０に電気的に接続することができる。同様に、第２のバス７７５は、検出コイル６２０、検出コイル６４０などの２番目となる半分のコイル、および検出コイル６９０などの１つ以上の追加のコイルに電圧源を提供するように構成することができる。第２のバス７７５は、ワイヤ６２４、６４４、６９４それぞれによってコイル６２０、６４０、６９０に電気的に接続することができる。
【００５２】
第１のバス７７０および第２のバス７７５は、２つの別個の電源と関連付けることができる。各電源は、２４ボルトまたはいくつかの他の値を供給するように構成されてもよい。いくつかの例では、検出コイルは、交流の構成でバスに電気的に接続されてもよい。検出コイル６１０などの第１のコイルは、第１のバス７７０に電気的に接続することができ、検出コイル６２０などの第２のコイルは、第２のバス７７５に電気的に接続することができる。同様に、検出コイル６３０などの第３のコイルは、第１のバス７７０に電気的に接続することができ、検出コイル６４０などの第４のコイルは、第２のバス７７５に電気的に接続することができる。ＲＰＩシステムの後続および／または連続的なコイルは、交流の態様でバスに同様に接続することができる。
【００５３】
いくつかの例では、交流コイルを有するＲＰＩシステムは、バスの１つと関連付けられた電源が動作不能になり、オフ状態となり、または別の方法で電圧信号の供給を停止する場合、より低い分解能で動作し続けるように構成され得る。例えば、ＲＰＩシステム７００は、第２のバス７７５によって検出コイル６２０に電圧が供給されないときに検出コイル６１０と検出コイル６３０との間など、第１のバス７７０に接続された任意の２つのコイルの間に駆動棒の端部が位置するときに検出するように構成されてもよい。
【００５４】
１つ以上のバスを使用することによって、主格納容器２２０および／または上部格納容器２５０（図２）など、周囲の格納構造体を通って引き回されるワイヤの数は減じられてもよい。例えば、コイルに電気的に接続されるワイヤの半数、そのようなワイヤ６１４、６２２、６３４、６４２、６８４、および６９２は、格納構造体を通って引き回されてもよいが、ワイヤ６１２、６２４、６３２、６４４、６８２、および６９４などの２番目の半分のワイヤは、コイルを１つ以上のバスに接続したまま格納構造体内に完全にとどまってもよい。７８個の検出コイルがあり得るＲＰＩシステムでは、バスが使用されない場合に１５６個の代わりに、７８本のワイヤのみが格納構造体を通って引き回されてもよい。いくつかの例では、格納構造体を通って引き回されるワイヤの半数に加えて、第１のバス７７０および／または第２のバス７７５もまた、格納構造体を通って引き回されてもよい。
【００５５】
ＲＰＩシステム７００は、検出コイル６２０および検出コイル６３０などの２つの隣り合ったコイルの間で電圧差が生じるときに検出するように構成されてもよく、電圧差に基づいて、駆動棒６７５の端部が検出コイル６３０内に位置し、かつ／または駆動棒６７５の端部が検出コイル６３０と、駆動棒６７５の端部の上方に位置する隣接のもしくは次の検出コイル６２０との間に位置することを判定ないしは決定することができる。いくつかの例では、コイルと関連付けられた電圧は、バスの反対側のコイルに電気的に接続される１つ以上のワイヤから測定または別の方法で決定されてもよい。例えば、検出コイル６２０と関連付けられた電圧は、ワイヤ６２２で測定されてもよく、検出コイル６３０と関連付けられた電圧は、ワイヤ６３４で測定されてもよい。
【００５６】
加えて、ＲＰＩシステム７００は、別の電圧差が２つの隣接したコイルの間で検出されるまで、駆動棒６７５の端部が検出コイル６３０に近接またはその上であることを決定するように構成することができる。例えば、検出コイル６２０と検出コイル６１０との間の後続の電圧差は、制御棒が炉心から取り出される工程にあることを示してもよいが、検出コイル６３０と検出コイル６４０との間の後続の電圧差は、制御棒が炉心に挿入される工程にあることを示してもよい。
【００５７】
図８は、複数のグループ化したコイル配列を有する例示的なＲＰＩシステム８００のブロック図を示す。第１のコイル群８１０は、コイル８１１、８１２、および８１３などの３つ以上のコイルを含むことができる。同様に、第２のコイル群８２０は、コイル８２１、８２２、８２３を含むことができ、第３のコイル群８３０は、コイル８３１、８３２、８３３を含むことができ、第４のコイル群８４０は、コイル８４１、８４２、８４３を含むことができ、以下同様である。
【００５８】
いくつかの例では、複数のコイル群の半分は、第１のバス８７０に電気的に接続することができ、これらのコイル群の後の半分は、第２のバス８７５に電気的に接続することができる。加えて、コイル群は、交互配列または千鳥配列でバスに接続することができる。例えば、第１のコイル群８１０および第３のコイル群８３０は、第１のバス８７０に電気的に接続されてもよく、第２のコイル群８２０および第４のコイル群８４０は、第２のバス８７５に電気的に接続されてもよい。
【００５９】
第１のコイル群８１０と関連付けられたコイルは、互いに直列に電気的に接続することができる。例えば、コイル８１１は、接続線８１４によってコイル８１２に接続することができ、コイル８１２は、更なる接続線８１６によってコイル８１３に接続することができる。加えて、コイル８１３は、バス接続線８１５によって第１のバス８７０に電気的に接続することができる。第２のコイル群８２０はまた、コイル８２１、８２２、および８２３を直列に接続する複数の接続線８２４および８２６を含むことができ、バス接続線８２５は、コイル８２３を第２のバス８７５に接続することができる。同様に、第３のコイル群８３０および第４のコイル群８４０は、ワイヤ８３４、８３６、８４４、および／または８４６などの１つ以上の接続線によって直列に接続した複数のコイルを含むことができ、１つ以上のバス接続線８３５、８４５は、各群における最後のコイルを第１のバス８７０および第２のバス８７５それぞれに接続することができる。コイル群は３つのコイルを含むと各々示されるが、より少なくまたはより多くのコイルが直列に接続されてもよい。
【００６０】
各コイル群もまた、引き回し線を含むことができる。例えば、第１のコイル群８１０は、引き回し線８１８を含むことができ、第２のコイル群８２０は、引き回し線８２８を含むことができ、第３のコイル群８３０は、引き回し線８３８を含むことができ、第４のコイル群８４０は、引き回し線８４８を含むことができる。いくつかの例では、引き回し線８１８、８２８、８３８、８４８の１つ以上は、主格納容器２２０および／または上部格納容器２５０（図２）など、周囲の格納構造体を通って引き回されるように構成されてもよい。加えて、バス引き回し線８７３および８７７などの１つ以上のバス引き回し線は、第１のバス８７０および第２のバス８７５それぞれと関連付けることができる。
【００６１】
第１のバス８７０および／または第２のバス８７５は、コイル群の１つ以上に電圧源を提供するように構成することができる。例えば、第１のバス８７０は、バス接続線８１５を通して第１のコイル群８１０に交流電圧を提供するように構成されてもよい。交流電圧は、コイル８１３の入力に提供されてもよい。第１のバス８７０は、２４ボルトまたはいくつかの他の値を供給するように構成されてもよい。いくつかの例では、バスの１つ以上によって提供される電圧は、任意の１つの群内に直列に接続した検出コイルの数に依存してもよい。例えば、直列に接続された３つの検出デバイスからなる群と関連付けられた各検出デバイスに２４ボルトを提供するために、バスは、７２ボルトの電源と関連付けること、すなわちデバイスごとの電圧の積およびその群における検出デバイスの数を取ることができる。
【００６２】
加えて、コイル８１３の出力は、接続線８１６を介してコイル８１２の入力に電気的に接続することができ、同様にコイル８１２の出力は、接続線８１４を介してコイル８１１の入力に電気的に接続することができる。第１のコイル群８１０と関連付けられた電圧は、引き回し線８１８を通してコイル８１０の出力から測定および／または別の方法で決定することができる。同様に、第２のコイル群８２０、第３のコイル群８３０、および／または第４のコイル群８４０と関連付けられた電圧は、引き回し線８２８、８３８、および８４８それぞれを通して測定および／または別の方法で決定することができる。
【００６３】
ＲＰＩシステムにおいて７８個のコイルがある例示的な構成では、コイル群の各々は、直列に接続した３つのコイルを含み、これらのコイルと関連付けられた２６本の引き回し線があってもよい。２６本の引き回し線の各々は、コイル群と関連付けられた電圧信号またはいくつかの他の種類の信号を測定および／または決定するために使用することができる。引き回し線の数は、コイル群の１つ以上の中に４つ以上のコイルを直列に接続することによって更に減少させることができる。コイル群は同数のコイルを含むと示されるが、いくつかの例では、異なる数のコイルがコイル群の１つ以上で直列に接続されてもよい。
【００６４】
図９は、駆動棒６７５に動作可能に連結された制御棒の位置を決定するように構成された例示的なＲＰＩシステム９００を示す。ＲＰＩシステム９００は、複数のグループ化したコイル配列を含むことができる。第１のコイル群は、コイル９１０、９３０、および９５０などの３つ以上のコイルを含むことができる。同様に、第２のコイル群は、コイル９２０、９４０、および９６０を含むことができる。１つ以上の追加のコイル群もまた、コイル９８０およびコイル９９０を含む３つ以上のコイルを各々含むことができる。
【００６５】
いくつかの例では、複数のコイル群のうちの半分は、第１のバス９７０に電気的に接続することができ、コイル群の後の半分は、第２のバス９７５に電気的に接続することができる。加えて、コイル群は、交互配列または千鳥配列でバスに接続することができる。例えば、第１のコイル群は、第１のバス９７０に電気的に接続されてもよく、第２のコイル群は、第２のバス９７５に電気的に接続されてもよい。
【００６６】
第１のコイル９１０の第１の端子９１５は、バス接続線９１２によって第１のバス９７０に電気的に接続することができる。同様に、第２のコイル９２０の第１の端子９２５は、バス接続線９２４によって第２のバス９７５に電気的に接続することができる。加えて、コイル９８０および９９０を含む追加のコイル群の１つ以上の端子９７６、９７８は、第１のバス９７０および第２のバス９７５それぞれに電気的に接続することができる。
【００６７】
第１のコイル群と関連付けられたコイルは、互いに直列に電気的に接続することができる。例えば、第１のコイル９１０の第２の端子９１８は、接続線９１６によってコイル９３０の第１の端子９３５に接続することができる。第３のコイル９３０の第２の端子９３８は、接続線９３６によって第５のコイル９５０の第１の端子９５８に接続することができる。同様に、第２のコイル群と関連付けられた１つ以上の端子９２８、９４５、９４８、９６５は、１つ以上のワイヤ９２６、９４６によって電気的に接続することができる。コイル群は３つのコイルを含むと各々示されるが、より少なくまたはより多くのコイルがともに接続されてもよい。
【００６８】
各コイル群もまた、引き回し線を含むことができる。例えば、第１のコイル群は、第５のコイル９５０の第２の端子９５８に電気的に接続された引き回し線９５２を含むことができ、第２のコイル群は、第６のコイル９６０の第２の端子９６８に電気的に接続された引き回し線９６４を含むことができる。同様に、１つ以上の追加のコイル群は、引き回し線９８２、９９４などの引き回し線と各々関連付けることができる。いくつかの例では、引き回し線９５２、９６４、９８２、９９４の１つ以上は、主格納容器２２０および／または上部格納容器２５０（図２）など、周囲の格納構造体を通って引き回されるように構成されてもよい。加えて、バス引き回し線９７３および９７７など、１つ以上のバス引き回し線は、第１のバス９７０および第２のバス９７５それぞれと関連付けることができる。
【００６９】
第１のバス９７０および／または第２のバス９７５は、コイル群の１つ以上に電圧源を提供するように構成することができる。例えば、第１のバス９７０は、バス接続線９１２を通して第１のコイル群に電圧を提供するように構成されてもよい。第１のコイル群と関連付けられた電圧は、引き回し線９５２を通して測定および／または別の方法で決定することができる。同様に、第２のバス９７５は、バス接続線９２４を通して第２のコイル群に電圧を提供するように構成することができ、第２のコイル群と関連付けられた電圧は、引き回し線９６４を通して測定および／または別の方法で決定することができる。
【００７０】
いくつかの例では、第１のバス９７０および／または第２のバス９７７の１つまたは両方は、各コイル群における第１のコイルに、例えば第１のコイル群におけるコイル９１０に、かつ第２のコイル群におけるコイル９２０に交流信号を供給するように構成することができる。交流信号は、バス電圧と関連付けられてもよい。いくつかの例では、バス電圧は、少なくとも一部、各コイル群におけるコイルの数に基づいて決定することができる。各コイルが２４ボルトなどの特定のコイル電圧と関連付けられる例では、バス電圧は、コイル電圧にコイル群におけるコイルの数を掛けることによって決定することができる。３つのコイルを含むコイル群では、バス電圧は、７２ボルトであってもよい。
【００７１】
加えて、バス電圧および／またはコイル電圧は、電圧信号の二乗平均平方根（ＲＭＳ）として測定、計算、または別の方法で決定することができる。したがって、第１のバス９７０および／または第２のバス９７５は、７２ボルトのＲＭＳ出力、またはいくつかの他の電圧出力を信号に提供および／または供給するように構成することができる。信号は符号化されてもよい。
【００７２】
任意の２つの隣接したコイルは、異なるコイル群と関連付けられてもよい。いくつかの例では、コイル群内の各コイルは、別のコイル群と関連付けられた少なくとも１つのコイルによって互いに分離されてもよい。加えて、各コイルは、隣り合うコイルとは異なるバスおよび／または電源に電気的に接続することができる。
【００７３】
例えば引き回し線９５２、９６４、９８２、９９４でコイル群からの電流を測定し、かつ同一地点で交流電圧との位相関係を計算することによって、更なる精度および感度が得られうる。位相角の差は、コイル群のインダクタンスの関数としてコイル群内の駆動棒の位置に対応する。
【００７４】
図１０は、駆動棒６７５に動作可能に連結された制御棒の位置を決定するように構成された別の例示的なＲＰＩシステム１０００を示す。ＲＰＩシステム１０００は、複数のコイル群で構成されたコイル１０１０、１０２０、１０３０、１０４０、１０５０、１０６０、１０８０、および１０９０などの複数のコイルを含むことができる。加えて、各コイル群は、複数のコイルと関連付けられてもよい。
【００７５】
ＲＰＩシステム１０００におけるコイルは、複数の部分として構成され、かつ／またはそれらの部分に概略的に配列されてもよい。この部分の数は、各コイル群と関連付けられたコイルの数に対応することができる。各コイル群と関連付けられた３つのコイルがある例では、ＲＰＩシステム１０００は、３つの部分に配列されたコイルを含むことができる。例えば、第１または上部コイル部は、コイル１０１０、１０２０、１０３０、１０４０などの複数のコイルと関連付けることができ、第２または中間コイル部は、コイル１０５０、１０６０などの複数のコイルと関連付けることができ、第３または下部コイル部は、コイル１０８０、１０９０などの複数のコイルと関連付けることができる。
【００７６】
第１のコイル群は、第１のコイル部から選択されるコイル１０１０などの第１のコイル、第２のコイル部から選択されるコイル１０５０などの第２のコイル、第３のコイル部から選択されるコイル１０８０などの第３のコイルを含むことができる。コイル１０１０の第１の端子１０１５は、バス接続線１０１２によって第１のバス１０７０に電気的に接続することができる。加えて、接続線１０１６は、コイル１０１０の第２の端子１０１８を介してコイル１０１０をコイル１０５０に電気的に接続することができる。コイル１０１０は、接続線１０１６によってコイル１０５０に、かつ接続線１０５６によってコイル１０８０にそれぞれ直列に電気的に接続することができる。
【００７７】
コイル１０２０、１０６０、１０９０を含む第２のコイル群はまた、ＲＰＩシステム１０００の第１、第２、および第３の部分から選択されてもよい。コイル１０２０の第１の端子１０２５は、バス接続線１０２４によって第２のバス１０７５に電気的に接続することができる。加えて、接続線１０２６は、コイル１０２０の第２の端子１０２８を介してコイル１０２０をコイル１０６０に電気的に接続することができる。コイル１０２０は、接続線１０２６によってコイル１０６０に、かつ接続線１０４６によってコイル１０９０にそれぞれ直列に電気的に接続することができる。
【００７８】
コイル１０３０および１０４０を含む群など、１つ以上の追加のコイル群は、第１のコイル群および／または第２のコイル群と同様に構成することができる。例えば、コイル１０３０と関連付けられた第３のコイル群は、コイル１０３０の第１の端子１０３５を介したバス接続線１０３２によって第１のバス１０７０に電気的に接続することができ、コイル１０４０と関連付けられた第４のコイル群は、コイル１０４０の第１の端子１０４５を介したバス接続線１０４４によって第２のバス１０７５に電気的に接続することができる。
【００７９】
任意の１つのコイル群と関連付けられたコイルのすべては、他のコイル群からの複数の介在コイル（ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｎｇ  ｃｏｉｌｓ）によって各々から分離することができる。例えば、第１のコイル群の第１のコイル１０１０は、少なくともコイル１０２０、１０３０、および１０４０によって第１のコイル群の第２のコイル１０５０から分離されてもよい。介在コイルの各々は、異なるコイル群と関連付けられてもよい。２６のコイル群に分けられた合計７８個のコイルと関連付けられた例示的なＲＰＩシステムでは、コイル１０１０とコイル１０５０との間に２５個の介在コイルがあってもよい。同様に、コイル１０５０とコイル１０８０との間に２５個の介在コイルがあってもよい。いくつかの例では、任意の２つの隣り合うコイルは、異なるバスおよび／または異なる電源に電気的に接続することができる。
【００８０】
各コイル群もまた、引き回し線を含むことができる。例えば、第１のコイル群は、第１のコイル群の第３または最終のコイル１０８０に電気的に接続された引き回し線１０８２を含むことができ、第２のコイル群は、第２のコイル群の第３または最終のコイル１０９０に電気的に接続された引き回し線１０９４を含むことができる。第１のコイル群と関連付けられた電圧は、引き回し線１０８２を通して測定および／または別の方法で決定することができる。同様に、第２のコイル群と関連付けられた電圧は、引き回し線１０９４を通して測定および／または別の方法で決定することができる。同様に、１つ以上の追加のコイル群は、引き回し線１０５２、１０６４などの引き回し線と各々関連付けることができる。
【００８１】
いくつかの例では、引き回し線１０５２、１０６４、１０８２、１０９４の１つ以上は、主格納容器２２０および／または上部格納容器２５０（図２）など、周囲の格納構造体を通って引き回されるように構成されてもよい。加えて、バス引き回し線１０７３および１０７７などの１つ以上の引き回し線は、第１のバス１０７０および第２のバス１０７５それぞれと関連付けることができる。
【００８２】
コイルを複数の部分に配列し、コイル群に属する各部分から１つのコイルを選択することによって、ＲＰＩシステム１０００の単一の部分と関連付けられたコイルはすべて、１つ以上のバス１０７０、１０７５に直接接続することができる。例えば、コイル１０１０、１０２０、１０３０、１０４０などの第１または上部コイル部と関連付けられたコイルはすべて、１つ以上のバス１０７０、１０７５に直接接続されてもよい。加えて、コイル１０５０、１０６０、１０８０、１０９０などの中間および下部コイル部におけるすべてのコイルは、１つ以上のバス１０７０、１０７５に間接的に接続されてもよい。一方、コイル１０８０、１０９０などの下部コイル部と関連付けられたコイルはすべて、引き回し線１０８２、１０９４などの引き回し線に直接接続されてもよく、中間および上部コイル部におけるすべてのコイルは、引き回し線に間接的に接続されてもよい。
【００８３】
図６〜１０は、複数のコイル群としてコイルを電気的に接続するための様々な例示的な構成を示し、他のＲＰＩシステムは、異なるコイル配列および／またはグループ化で構成することができる。例えば、いくつかの隣り合ったコイルは、特定のコイル群におけるコイル間に点在する異なるコイル群からの介在コイルを有する代わりに、ともにグループ化されてもよい。加えて、特定のコイル群内の２つのコイルは、他のコイル群からの任意の数の介在コイルによって分けられてもよい。例えば、介在コイルの数は、７８個のコイルを有するＲＰＩシステムに対して１〜２５個のコイルに及んでもよい。いくつかの例では、検出コイル以外の検出デバイスは、ＲＰＩシステムで使用されてもよい。例えば、検出デバイスの１つ以上は、近接センサ、磁気センサ、ホール効果センサ、他の種類の検出デバイス、またはこれらの任意の組み合わせを含んでもよい。
【００８４】
図１１は、例示的なＲＰＩシステム１１００の簡略化した概略図を示す。ＲＰＩシステム１１００は、駆動棒に動作可能に連結された制御棒の位置を決定するように構成された複数の検出デバイスを含むことができる。制御棒は、交互に炉心に対して出し入れされるように構成することができる。複数の検出デバイスは、駆動棒の移動経路に沿って直線状に配列されることができる。駆動棒の端部は、炉心からの制御棒の取り出しに応じて検出デバイスの１つ以上の近傍を通り、またはその中を通り抜けることができる。
【００８５】
いくつかの例では、駆動棒は、検出デバイス１１１１、１１１２、１１１３、１１２１、１１２２、および１１２３などの複数の検出デバイスの１つ以上の中またはそれによって移動自在に挿入することができる。加えて、複数の検出デバイスは、複数の検出デバイス群に大まかに配列することができる。各群は、ともに直列に電気的に接続された検出デバイスの２つ以上を含むことができる。
【００８６】
第１の検出デバイス群１１１０は、検出デバイス１１１１、１１１２、および１１１３を含むことができ、第２の検出デバイス群１１２０は、検出デバイス１１２１、１１２２、および１１２３を含むことができる。いくつかの例では、検出デバイス１１１１、１１１２、および１１１３は、直列に電気的に接続される。加えて、検出デバイス１１２１、１１２２、および１１２３は、直列に電気的に接続することができる。
【００８７】
ＲＰＩシステム１１００は、図９に示した例示的なＲＰＩシステム９００と同様に構成することができる。例えば、第２の検出デバイス群１１２０の第１の検出デバイス１１２１は、第１の検出デバイス群１１１０の第１の検出デバイス１１１１と第２の検出デバイス１１１２との間に直線状に配列されてもよい。加えて、第１の検出デバイス群１１１０の第２の検出デバイス１１１２は、第２の検出デバイス群１１２０の第１の検出デバイス１１２１と第２の検出デバイス１１２２との間に直線状に配列されてもよい。このように、１つの検出デバイス群の検出デバイスは、１つ以上の他の検出デバイス群と関連付けられた介在検出デバイスによって交互配置され、および／または分離されることができる。更に他の例では、ＲＰＩシステム１１００は、図１０に示した例示的なＲＰＩシステム１０００と同様に構成することができる。
【００８８】
第１の検出デバイス群１１１０は、検出デバイス１１１３の端子１１１８を介して第１のバス１１７０などのバスに電気的に接続されてもよい。加えて、検出デバイス１１１１は、引き回し線１１０２に電気的に接続された端子１１１５を含むことができる。第２のコイル群１１２０は、検出デバイス１１２３の端子１１２８を介して第２のバス１１７５などのバスに電気的に接続することができ、検出デバイス１１２１は、引き回し線１１２４に電気的に接続された端子１１２５を含むことができる。加えて、第１のバス１１７０および第２のバス１１７５は、バス引き回し線１１７３および１１７７それぞれと関連付けることができる。
【００８９】
第１の検出デバイス群１１１０、第２の検出デバイス群１１２０、第１のバス１１７０、および第２のバス１１７５はすべて、格納構造体１１５０内に少なくとも部分的に収容することができる。格納構造体１１５０は、外部環境に対して密閉されるとよい。貫通部１１５１、１１５２、１１５３、および１１５７などの１つ以上の貫通部は、引き回し線１１０２、１１２４および／またはバス引き回し線１１７３、１１７７が格納構造体１１５０を通って引き回されることを可能にするように構成することができる。いくつかの例では、１つ以上の引き回し線は、同一の貫通部を通って引き回すことができる。
【００９０】
加えて、ＲＰＩシステム１１００は、ＲＰＩ監視デバイス１１９０を含むことができる。ＲＰＩ監視デバイス１１９０は、格納構造体１１５０の外側に配置されてもよい。引き回し線１１０２、１１２４および／またはバス引き回し線１１７３、１１７７の１つ以上は、ＲＰＩ監視デバイス１１９０へ、またはその中に引き回されてもよい。
【００９１】
ＲＰＩ監視デバイス１１９０は、引き回し線によって各検出デバイス群に電気的に接続することができる。ＲＰＩ監視デバイス１１９０は、原子力発電所の指令室または管理センタ内など、格納構造体１１５０から遠隔に配置されてもよい。加えて、炉心は、格納容器内に収容された原子炉圧力容器に収容することができ、その結果、検出デバイス群は原子炉圧力容器と格納容器との間に形成された格納領域に配置されることができる。
【００９２】
引き回し線１１１５および１１２４など、格納構造体１１５０から引き回される検出デバイス群と関連付けられた引き回し線の総数は、検出デバイスの数の半分未満とすることかできる。
【００９３】
検出デバイス群は、検出コイルを直列に電気的に接続する第１および第２の端子で構成された検出コイルを含むことができる。端子１１１５などの第１の検出コイルの第１の端子は、引き回し線１１１５などの引き回し線を介してＲＰＩ監視デバイス１１９０に電気的に接続されてもよい。同様に、端子などの第１の検出コイルの第２の端子は、第２の検出コイルの第１の端子に電気的に接続されてもよい。
【００９４】
加えて、第２の検出コイルの第２の端子は、第３の検出コイルの第１の端子に電気的に接続されてもよい。端子１１１８などの第３または最終の検出コイルの第２の端子は、第１のバス１１７０などの１つ以上のバスの少なくとも１つに電気的に接続されてもよい。いくつかの例では、ＲＰＩ監視デバイス１１９０に引き回される検出デバイス群と関連付けられた引き回し線の総数は、検出デバイスの数の約３分の１とすることができる。
【００９５】
ＲＰＩ監視デバイス１１９０は、引き回し線１１０２、１１２４および／またはバス引き回し線１１７３、１１７７で受信した１つ以上の信号に基づいて制御棒の位置を測定および／または別の方法で決定するように構成することができる。ＲＰＩ監視デバイス１１９０は、第１の回路部品１１３０および／または第２の回路部品１１３５などの１つ以上の回路部品を含むことができる。いくつかの例では、第１の回路部品１１３０および／または第２の回路部品１１３５は、電流検出抵抗器などの１つ以上の抵抗器を含むことができる。第１の回路部品１１３０は、引き回し線１１０２を介して第１の検出デバイス群１１１０に電気的に接続することができる。同様に、第２の回路部品１１３５は、引き回し線１１２４を介して第２の検出デバイス群１１２０に電気的に接続することができる。
【００９６】
ＲＰＩ監視デバイス１１９０は、第１の電源１１８０および／または第２の電源１１８５などの１つ以上の電源を更に含むことができる。第１のバス１１７０は、バス引き回し線１１７３を介して第１の電源１１８０に電気的に接続することができる。同様に、第２のバス１１７５は、バス引き回し線１１７７を介して第２の電源１１８５に電気的に接続することができる。第１の回路部品１１３０は、第１の電源１１８０に電気的に接続することができ、第２の回路部品１１３５は、第２の電源１１８５に電気的に接続することができる。加えて、第１の回路部品１１３０、第２の回路部品１１３５、第１の電源１１８０、および／または第２の電源１１８５は、格納構造体１１５０の外側に配置されてもよい。
【００９７】
比較器１１４０は、第１の回路部品１１３０および第２の回路部品１１３５の１つまたは両方と関連付けられた、電流または電圧などの電気的特性を比較するように構成されることができる。例えば、第１の回路部品１１３０は、第１の抵抗器を含むことができ、第２の回路部品１１３５は、第２の抵抗器を含むことができる。比較器１１４０は、第１の抵抗器を通る第１の電流を第２の抵抗器を通る第２の電流と比較するように構成されることができる。
【００９８】
電気的特性は、少なくとも一部、入力線１１４２および１１４４上で受信した入力に基づいて比較することができ、これらの入力線は第１の回路部品１１３０および第２の回路部品１１３５を比較器１１４０に接続する。加えて、比較器１１４０は、出力線１１４５に関する棒位置情報を出力するように構成されることができる。
【００９９】
ＲＰＩ監視デバイス１１９０は、２つ以上の検出デバイスならびに／または第１の検出デバイス群１１１０および第２の検出デバイス群１１２０などの検出デバイス群と関連付けられた信号間の差を決定するように構成することができる。いくつかの例では、ＲＰＩ監視デバイス１１９０は、少なくとも一部、入力線１１４２、１１４４上で送信した信号の電気的特性の差に基づいて、２つ以上の検出デバイス群の間の出力電圧の差１１６０を決定するように構成されることができる。
【０１００】
各群が３つ以上の検出デバイスを含む例示的なＲＰＩシステムでは、入力線１１４２および／または１１４４上で送信した信号は、検出デバイス群内でどの検出デバイスが駆動棒の端部に近位であるかを決定するために評価することができる。入力線１１４２上で送信した信号は、値の範囲と関連付けられてもよい。いくつかの例では、値の範囲は、ステップ値を含むことができる。第１の値は、第１の検出デバイス１１１１に近い駆動棒の位置と関連付けられてもよく、第２の値は、第２の検出デバイス１１１２に近い駆動棒の位置と関連付けられてもよく、第３の値は、第３の検出デバイス１１１３に近い駆動棒の位置と関連付けられてもよい。いくつかの例では、信号と関連付けられた値は、駆動棒が一般に２つの検出デバイス間に位置することを示すことができる。
【０１０１】
図１２は、別のＲＰＩ監視デバイス１２９０の簡略化した概略図を示す。ＲＰＩ監視デバイス１２９０は、入力線１１４２、１１４４など、検出デバイス群からの入力線の１つ以上に電気的に接続されたＲＰＩエンコーダ１２１０を含むことができる。ＲＰＩエンコーダ１２１０は、少なくとも一部、１つ以上の入力線１１４２、１１４４からの信号出力に基づいて、制御棒の位置を決定するように構成することができる。
【０１０２】
ＲＰＩエンコーダ１２１０は、入力線に存在する電気的特性を測定することができる。電気的特性は、入力線関連のコイル群のインダクタンスにより入力線信号に対して移相した交流電圧を含むことができる。第２の電気的特性は、入力線関連のコイル群のインダクタンスにより入力線信号に対して移相した交流電流を含むことができる。交流電圧信号と交流電流信号との位相の差の測定値は、駆動棒の位置と関連付けられた検出デバイスおよび／または検出デバイス群に対応するものとすることができる。ＲＰＩエンコーダ１２１０は、駆動棒の上端が少なくとも一部、電気的特性の測定値に基づいてどの検出デバイスに近いかを決定することができる。いくつかの例では、ＲＰＩエンコーダ１２１０は、測定値を合計することによるなど、ＲＰＩシステムにおける各入力線に対する電気的特性の測定値を組み合わせることができる。ＲＰＩエンコーダ１２１０は、駆動棒の上端が少なくとも一部、組み合わせられた測定値に基づいてＲＰＩシステムにおけるどのコイルに近いかを決定することができる。
【０１０３】
図１３は、制御棒の位置を指示するための例示的な工程１３００を示す。操作１３１０では、制御棒は、炉心から取り出され、かつ／またはそれに対して移動することができる。制御棒は、制御棒駆動機構の駆動棒に動作可能に連結されることができる。
【０１０４】
操作１３２０では、駆動棒は、制御棒の取り出しに応じて棒位置指示器（ＲＰＩ）装置と関連付けられた複数の検出デバイスに対して移動するように構成されることができる。この複数の検出デバイスは、駆動棒の移動経路に沿って配列することができる。いくつかの例では、この複数の検出デバイスは、駆動棒の移動経路に沿って直線状に配列されることができる。
【０１０５】
加えて、検出デバイスは、複数の群に配列することができ、その結果、各検出デバイス群がともに直列に電気的に接続された検出デバイスの２つ以上を含むことができる。いくつかの例では、各群は、ともに直列に接続された３つの検出デバイスからなるものとしてもよい。ＲＰＩ装置は、別個の引き回し線によって各検出デバイス群に電気的に接続することができる。
【０１０６】
操作１３３０では、第１の検出デバイスの電気的特性の変化は、少なくとも一部が、第１の検出デバイスの近傍に位置する駆動棒の端部に基づいて検出または別の方法で決定することができる。第１の検出デバイスは、ともに直列に電気的に接続された第１の検出デバイスおよび第３の検出デバイスを含む第１の検出デバイス群と関連付けることができる。
【０１０７】
操作１３４０では、第１の検出デバイスの電気的特性の変化と関連付けられた第１の信号は、ＲＰＩ装置で受信することができる。いくつかの例では、ＲＰＩ装置は、第１の検出デバイス群に電気的に接続された第１の回路部品を含むことができる。第１の信号は、第１の回路部品および／または第１の検出デバイス群から受信することができる。
【０１０８】
操作１３５０では、第２の検出デバイスの電気的特性の変化は、少なくとも一部が、第２の検出デバイスの近傍ら位置する駆動棒の端部に基づいて検出または別の方法で決定することができる。第２の検出デバイスは、ともに直列に電気的に接続された第２の検出デバイスおよび第４の検出デバイスを含む第２の検出デバイス群と関連付けることができる。
【０１０９】
操作１３６０では、第２の検出デバイスの電気的特性の変化と関連付けられた第２の信号は、ＲＰＩ装置で受信することができる。いくつかの例では、ＲＰＩ装置は、第２の検出デバイス群に電気的に接続された第２の回路部品を含むことができる。第２の信号は、第２の回路部品および／または第２の検出デバイス群から受信することができる。
【０１１０】
第２の検出デバイス群と関連付けられた第２の検出デバイスは、第１の検出デバイス群の第１の検出デバイスと第３の検出デバイスとの間に直線状に配列されてもよい。加えて、第１の検出デバイス群と関連付けられた第３の検出デバイスは、第２の検出デバイス群の第２の検出デバイスと第４の検出デバイスとの間に直線状に配列されてもよい。
【０１１１】
操作１３７０では、第１の信号は、第２の信号と比較することができる。いくつかの例では、第１の回路部品は、第１の抵抗器を含むことができ、第２の回路部品は、第２の抵抗器を含むことができる。第１の信号は、第１の抵抗器を通る第１の電流を含み、かつ／または別の方法でそれと関連付けることができる。同様に、第２の信号は、第２の抵抗器を通る第２の電流を含み、かつ／または別の方法でそれと関連付けることができる。更に他の例では、第１の回路部品と関連付けられたＲＭＳ電圧値は、第２の回路部品と関連付けられたＲＭＳ電圧値と比較することができる。
【０１１２】
操作１３８０では、この複数の検出デバイスに対する駆動棒の位置は、少なくとも一部、第１の信号を第２の信号と比較することに基づいて決定することができる。
【０１１３】
操作１３９０では、制御棒の位置は、駆動棒の相対位置を決定することに応じて指示することができる。
【０１１４】
駆動棒および検出デバイス群はすべて、格納構造体とともに配置され得る。ＲＰＩ装置は、格納構造体の外側に配置されることができる。いくつかの例では、ＲＰＩ装置は、単一の引き回し線によって各検出デバイス群に電気的に接続することができ、格納構造体から引き回される検出デバイス群と関連付けられた引き回し線の総数は、検出デバイスの数の半分未満であってもよい。いくつかの例では、格納構造体から引き回される検出デバイス群と関連付けられた引き回し線の総数は、検出デバイスの数の約３分の１であってもよい。
【０１１５】
本明細書に提供される例は、加圧水型原子炉および／または軽水炉を主に記載しているが、これらの例は他の種類の電力システムに適用され得ることが当業者に明らかなはずである。例えば、これらの例または変形もまた、沸騰水型原子炉、ナトリウム液体金属原子炉、ガス冷却炉、ペブルベッド型原子炉、および／または他の種類の原子炉設計で作動可能であってもよい。
【０１１６】
本明細書に提供される例のいくつかまたはすべては、ＣＲＤＭ集合体の１つ以上の種類に対する駆動棒の位置を測定するために使用されてもよく、この集合体は例えば、沸騰水型原子炉用などのリードスクリューおよびローラナット型の駆動または油圧駆動を含み得るＣＲＤＭ集合体を記載したものと異なってもよい。加えて、これらの例の１つ以上は、低減した電気的接続も利用し得る密閉容器内の他の種類の駆動棒の位置を測定するために使用されてもよい。例えば、これらの例の１つ以上は、油圧シリンダのピストンの位置を測定するために使用されてもよい。
【０１１７】
例は任意の特定の種類の原子炉冷却機構に限定されることなく、また核反応の範囲内またはそれと関連付けられた熱を生成するために用いられた任意の特定の種類の燃料にも限定されないことに留意されるべきである。本明細書に記載したあらゆる割合および値は、ほんの一例として提供されるものである。他の割合および値は、原子炉システムのフルスケールまたはスケーリングしたモデルの構築などの実験によって決定されてもよい。
【０１１８】
本明細書に様々な例を記載および例示したが、配列および詳細において他の例が変更され得ることが明らかなはずである。我々は以下の特許請求の範囲の趣旨および範囲内になるすべての変更および変形を請求する。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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