(57)【要約】【課題】制御棒グループの動作順序、バンク選択信号を一元管理し、動作順序のずれを生じさせることのない制御棒駆動機構の制御装置を得る。【解決手段】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対して挿入または引抜するために用いられる制御棒駆動機構の制御装置において、制御棒の挿入または引抜に対応した制御棒バンク・グループごとの動作命令積算カウント値に基づき同一バンクの制御棒グループの駆動順序を決める駆動順序決定用ロジック回路を備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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対して挿入または引抜するために用いられる制御棒駆動機構の制御装置において、
制御棒の挿入または引抜に対応した制御棒バンク・グループごとの動作命令積算カウント値に基づき同一バンクの制御棒グループの駆動順序を決める駆動順序決定用ロジック回路を備えた
ことを特徴とする制御棒駆動機構の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の制御棒駆動機構の制御装置において、
制御棒バンク・グループ単位の動作命令積算カウント値に基づきオーバラップ動作時のバンク選択信号を生成するバンク選択信号生成用ロジック回路を備えた
ことを特徴とする制御棒駆動機構の制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の制御棒駆動機構の制御装置において、
動作ステップ回数要求値まで制御棒を動作させるための挿入または引抜ラッチ信号を出力するラッチ信号用ロジック回路を備えた
ことを特徴とする制御棒駆動機構の制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の制御棒駆動機構の制御装置において、
前記ラッチ信号用ロジック回路は、制御棒バンク・グループ単位の動作命令積算カウント値に基づき制御棒の挿入下限または引抜上限に達した時点で動作を禁じる
ことを特徴とする制御棒駆動機構の制御装置。
【請求項５】
請求項２に記載の制御棒駆動機構の制御装置において、
前記バンク選択信号生成用ロジック回路における制御棒バンク・グループ単位の動作命令積算カウント値を表示する表示部を有し、制御棒の操作・各種パラメータを設定する保守設定ツールを備えた
ことを特徴とする制御棒駆動機構の制御装置。
【請求項６】
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制御装置において、
制御棒挿入命令発信時は引抜命令を禁止すると共に、引抜命令発信時は挿入命令を禁止する反転命令禁止回路を備えた
ことを特徴とする制御棒駆動機構の制御装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の制御棒駆動機構の制御装置において、
リフトコイルの通電回路を切り離すリフト切り離しスイッチの全ての論理和に基づいてリフト切り離しスイッチが１つでも切り離し状態となっている場合に報知する報知回路を備えた
ことを特徴とする制御棒駆動機構の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、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対して挿入または引抜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。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の原子炉制御棒制御装置として、制御棒待機状態において、原子炉圧力容器外に取り付けられたステーショナリグリッパコイルの励磁機能が喪失した場合に、制御棒の落下を防止するために、ステーショナリグリッパコイルとムーバルブグリッパコイルの選択励磁を同時に行い、制御棒を保持するものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特公平４−３５１７号公報（第４頁）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の制御棒駆動制御ロジックは、電子回路による論理回路で実現しており、制御棒バンク・グループ単位の動作命令の積算カウントを外部装置で行う構成としているため、内部の制御カウンタと外部装置との積算カウントとのずれが生じ、制御棒グループの動作順序が逆になる、バンクオーバラップを開始するステップ値がずれるという問題点がある。これを防ぐために、内部の制御カウンタと外部装置の積算カウントとの整合を制御棒操作の都度確認しずれが生じた場合、調整する作業が必要であるという問題点がある。
【０００５】
また、制御棒の操作はレバースイッチにより行い、積算ステップ値を監視しながら停止させるカウントになった時点でレバースイッチを停止位置とするものであるため、制御棒の動作ステップ目標値で停止させることが困難であるという問題点がある。
【０００６】
また、定期検査時に制御棒駆動制御ロジックの機能点検を行う際、外部装置と接続している外部配線を解線し、模擬入力装置を接続することが必要であるため、点検時の作業量が多いという問題点がある。
【０００７】
また、任意の制御棒を選択して動作させるためのリフトコイル切り離しスイッチに接触不良が生ずる、あるいは、点検時切り離し状態としたまま復旧する操作を忘れた場合、制御棒が動作しないといった問題点がある。
【０００８】
また、挿入信号と引抜信号の信号線が短絡し両方の信号が同時に発信した場合、制御棒駆動シーケンスが異常となり、制御棒異常動作に至るといった問題点がある。
【０００９】
この発明は上述した点に鑑みてなされたもので、制御棒グループの動作順序、バンク選択信号を一元管理し、動作順序のずれを生じさせることのない制御棒駆動機構の制御装置を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る制御棒駆動機構の制御装置は、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対して挿入または引抜するために用いられる制御棒駆動機構の制御装置において、制御棒の挿入または引抜に対応した制御棒バンク・グループごとの動作命令積算カウント値に基づき同一バンクの制御棒グループの駆動順序を決める駆動順序決定用ロジック回路を備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図に基づいて説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る制御棒駆動機構の制御装置が備える制御棒駆動制御ロジック回路を示す回路図である。図１に示すロジック回路は、制御棒の挿入または引抜に対応した制御棒バンク・グループごとの動作命令積算カウント値に基づき同一バンクの制御棒グループの駆動順序を決める駆動順序決定用ロジック回路であり、図１（ａ）は２グループ構成の場合、図１（ｂ）は３グループ構成の場合を示している。
【００１２】
図１（ａ）に示す駆動順序決定用ロジック回路は、上位計算機からの制御棒バンク・グループ毎の動作命令積算カウント値として与えられるグループ１のステップカウントからグループ２のステップカウントを減じた差を求める加算器１１と、この加算器１１の出力が１以上の時は論理レベル１を出力し、１未満の時は論理レベル０を出力するバイステーブル２１と、ＮＯＴ回路３１ａ−３１ｄとＡＮＤ回路４１ａ−４１ｄ及びＯＲ回路５１ａ，５１ｂとを有し、バイステーブル２１の出力とオペレータからの個別バンク選択信号及び引抜信号に基づいて同一バンクの制御棒グループの駆動順序を決めるグループ１と２の動作順序ビット３を出力する論理回路とを備えている。
【００１３】
そして、ロジック回路の出力としては、グループ１の動作順序ビット３として、グループ１の動作を１／２周期遅らせるフラグが出力され、グループ２の動作順序ビット３として、グループ２の動作を１／２周期遅らせるフラグが出力される。
【００１４】
また、図１（ｂ）に示す駆動順序決定用制御ロジック回路は、グループ１のステップカウントからグループ２のステップカウントを減じた差を求める加算器１１ａと、グループ２のステップカウントからグループ３のステップカウントを減じた差を求める加算器１１ｂと、加算器１１ａの出力が１以上の時に論理レベル１を出力するバイステーブル２１ａと、加算器１１ｂの出力が１以上の時に論理レベル１を出力するバイステーブル２１ｂと、ＮＯＴ回路３１ａ−３１ｇとＡＮＤ回路４１ａ−４１ｌ及びＯＲ回路５１ａ−５１ｃとを有し、バイステーブル２１ａ，２１ｂの出力とオペレータからの個別バンク選択信号及び引抜信号に基づいて同一バンクの制御棒グループの駆動順序を決めるグループ１−３の動作順序ビット２，４を出力する論理回路とを備えている。
【００１５】
そして、このロジック回路の出力としては、グループ１の動作順序ビット２として、グループ１の動作を１／３周期遅らせるフラグが出力され、グループ１の動作順序ビット４として、グループ１の動作を２／３周期遅らせるフラグが出力され、グループ２の動作順序ビット２として、グループ２の動作を１／３周期遅らせるフラグが出力され、グループ２の動作順序ビット４として、グループ２の動作を２／３周期遅らせるフラグが出力され、グループ３の動作順序ビット２として、グループ３の動作を１／３周期遅らせるフラグが出力され、グループ３の動作順序ビット４として、グループ３の動作を２／３周期遅らせるフラグが出力される。
【００１６】
従って、実施の形態１によれば、ステップカウントのグループ間の差と引抜信号との関連により、各グループの動作を遅らせる周期を決めるため、図１（ａ）に示す２グループ構成のとき、引抜時はグループ１、２の順で、挿入時はグループ２、１の順で１／２周期ずれて動作することが確実に保証される。また、図１（ｂ）に示す３グループ構成のとき、引抜時はグループ１、２、３の順で、挿入時はグループ３、２、１の順で１／３周期ずつずれて動作することが確実に保証される。
【００１７】
すなわち、実施の形態１によれば、制御棒のバンク・グループ単位の積算カウント値で、制御棒グループの動作順序、バンク選択信号を一元管理するため、動作順序のずれが起きないため、従来は必要であった内部制御カウントと外部ステップ積算値調整が不要となる。
【００１８】
実施の形態２．
図２は、この発明の実施の形態２に係る制御棒駆動機構の制御装置が備える制御棒駆動制御ロジック回路を示す回路図である。図２に示す制御棒駆動制御ロジック回路は、制御棒バンク・グループ単位の動作命令積算カウント値に基づきオーバラップ動作時のバンク選択信号を生成するバンク選択信号生成用ロジック回路を示し、加算器１２ａ−１２ｊと、バイステーブル２２ａ−２２ｍと、ＮＯＴ回路３２ａ−３２ｌと、ＡＮＤ回路４２ａ−４２ｌと、ＯＲ回路５２ａ−５２ｅとを有する。
【００１９】
このロジック回路は、個別バンク選択信号、パワーキャビネット緊急警報、引抜信号、グループ３のＣＢＡ（制御用バンクＡ）ステップカウントと設定値Ｓ２、グループ１のＣＢＢ（制御用バンクＢ）ステップカウントと設定値（Ｓ２−Ｓ１）、設定値Ｓ１、グループ３のＣＢＢ（制御用バンクＢ）ステップカウントと設定値Ｓ４、グループ１のＣＢＣ（制御用バンクＣ）ステップカウントと設定値（Ｓ２−Ｓ１）、設定値Ｓ３、グループ３のＣＢＣ（制御用バンクＣ）ステップカウントと設定値Ｓ６、グループ１のＣＢＤ（制御用バンクＤ）ステップカウントと設定値（Ｓ６−Ｓ５）、グループ１のＣＢＣ（制御用バンクＣ）ステップカウント、グループ３のＣＢＣ（制御用バンクＣ）ステップカウントと設定値Ｓ５及びグループ１のＣＢＣ（制御用バンクＣ）ステップカウントと設定値Ｓ５に基づいてＣＡ（制御用バンクＡ）選択信号、ＣＢ（制御用バンクＢ）選択信号、ＣＣ（制御用バンクＣ）選択信号及びＣＤ（制御用バンクＤ）選択信号を出力する。
【００２０】
ここで、設定値Ｓ２は、制御用バンクＡの引抜ステップカウント上限値であり、設定値（Ｓ２−Ｓ１）は、グループ１のＣＢＢ（制御用バンクＢ）ステップカウントと挿入時に制御用バンクＡが制御用バンクＢとオーバラップ動作する開始設定ステップカウント値であり、その他の設定値も対象バンクが異なるのみで同様である。
【００２１】
従って、実施の形態２によれば、バンク・グループのステップカウントからバンク選択信号を生成するため、設定したバンクオーパラップシーケンス通りにバンク選択信号が生成されることが保証されるため、制御棒動作時の確認・調整が不要である。
【００２２】
実施の形態３．
図３は、この発明の実施の形態３に係る制御棒駆動機構の制御装置が備える制御棒駆動制御ロジック回路を示す回路図である。図３に示す制御ロジック回路は、動作ステップ回数要求値まで制御棒を動作させるための挿入または引抜ラッチ信号を出力するラッチ信号用ロジック回路を示し、図３（ａ）、（ｂ）は引抜操作時の回路図を示し、図３（ｃ）、（ｄ）は挿入動作時の回路図を示す。図３（ａ）に示す回路は、スイッチ６３ａ−６３ｈを備え、引抜操作時のステップカウントをバンク選択信号に基づいて選択した結果としてのステップカウント現在値１を出力する。
【００２３】
ここで、ＳＢＡ選択信号は停止用バンクＡを選択していることを示す信号、ＳＢＢ選択信号は停止用バンクＢを選択していることを示す信号、ＳＢＣ選択信号は停止用バンクＣを選択していることを示す信号、ＳＢＤ選択信号は停止用バンクＤを選択していることを示す信号、ＣＢＡ選択信号は制御用バンクＡを選択していることを示す信号、ＣＢＢ選択信号は制御用バンクＢを選択していることを示す信号、ＣＢＣ選択信号は制御用バンクＣを選択していることを示す信号、ＣＢＤ選択信号は制御用バンクＤを選択していることを示す信号を示している。また、ＳＢＡステップカウントは停止用バンクＡのステップカウント、ＳＢＢステップカウントは停止用バンクＢのステップカウント、ＳＢＣステップカウントは停止用バンクＣのステップカウント、ＳＢＤステップカウントは停止用バンクＤのステップカウント、ＣＢＡステップカウントは制御用バンクＡのステップカウント、ＣＢＢステップカウントは制御用バンクＢのステップカウント、ＣＢＣステップカウントは制御用バンクＣのテップカウント、ＣＢＤステップカウントは制御用バンクＤのステップカウントを示している。
【００２４】
また、図３（ｂ）に示す回路は、オペレータの手動引抜信号、図３（ａ）に示す回路からの出力としてのステップカウント現在値１、引抜ステップ数の目標値としての動作要求ステップ数に基づいて引抜ラッチ信号を出力する回路を示し、オペレータの手動引抜信号が１になると、その信号はフリップフロップ８３ａに記憶され、引抜ラッチ信号が生成される。また、引抜ラッチ信号が１になると、加算器１３ａによりステップカウント現在値１に動作要求ステップ数を加算した数値が信号選択器７３ａに入力されて保持される。ステップカウント現在値１は、引抜とともに加算され、保持されたステップ数との差が加算器１３ｂにより求められ、その差がＱになった時点でバイステーブル２３ａが１となりフリップフロップ８３ａがリセットされ引抜ラッチ信号が解除となる。なお、図３（ｃ）と（ｄ）に示す回路は、挿入動作に対応したものであり、動作は上述と同様である。
【００２５】
従って、実施の形態３によれば、動作命令信号をラッチして、動作要求回数までラッチするため、オペレータが動作させたいステップ数だけ確実に動作させることができ、操作性が向上する。
【００２６】
すなわち、動作ステップ要求値の入力を可能としたことで、動作させたいステップ数だけ動作させることが可能となるため、操作性が向上し、制御棒操作に要する時間を短縮できる。
【００２７】
実施の形態４．
図４は、この発明の実施の形態４に係る制御棒駆動機構の制御装置が備える制御棒駆動制御ロジック回路を示す回路図である。図４に示す制御ロジック回路は、図３に示す実施の形態３に係るロジック回路に対応して示すもので、図４（ｂ）と（ｄ）に示すように、信号選択器７３ａと加算器１３ｂの間に上限リミッタ９４ａを設けると共に、信号選択器７３ａと加算器１３ｄの間に下限リミッタ９４ｂをさらに備え、制御棒バンク・グループ単位の動作命令積算カウント値に基づき制御棒の挿入下限または引抜上限に達した時点で動作を禁じるようにしたラッチ信号用ロジック回路を示す。
【００２８】
従って、実施の形態４によれば、制御棒を過引抜、過挿入することがないため、制御棒駆動機構の動作信頼性が向上する。
【００２９】
実施の形態５．
図５は、この発明の実施の形態５に係る制御棒駆動機構の制御装置が備える保守操作ツールを示す図である。図５に示す保守操作ツール１００は、図２に示す実施の形態２におけるバンク選択信号生成用ロジック回路における制御棒バンク・グループ単位の動作命令積算カウント値を表示する表示部１００ａを有し、制御棒の操作・各種パラメータを設定するようになされている。表示部１００ａには、画面１００ｂが表示され、各種設定値を入力できるようにしている。
【００３０】
従って、実施の形態５によれば、視覚的に設定値を入力できるため、設定時のヒューマンエラーを防止できる。保守設定ツールを常設することにより、点検時の模擬操作パネル取付、取外作業が不要となり、点検時の作業量が低減する。
【００３１】
実施の形態６．
図６は、この発明の実施の形態６に係る制御棒駆動機構の制御装置が備える反転命令禁止回路を示す図である。図６に示す反転命令禁止回路は、制御棒挿入命令発信時は引抜命令を禁止すると共に、引抜命令発信時は挿入命令を禁止する論理回路を示し、ＮＯＴ回路１６ａ−１６ｅと、ＡＮＤ回路４６ａ−４６ｈと、ＯＲ回路５６ａ−５６Ｃとを備え、手動、自動動作信号のＯＲとバンク選択信号、警報信号でゲートされた最終段の挿入信号（ＡＮＤ回路４６ｇの出力）の反転信号を引抜信号として、また、最終段の引抜信号（ＡＮＤ回路４６ｈの出力）の反転信号を挿入信号としてＡＮＤゲート４６ｉ及び４６ｊを通過させるようにしている。
【００３２】
従って、実施の形態６によれば、挿入信号と引抜信号が同時に生成されることはないため、制御棒の動作信頼性が向上する。また、挿入限界、引抜限界で挿入・引抜信号を禁止するため、制御棒の過挿入・過引抜を防止できるため、制御棒駆動機構の動作信頼性向上に寄与できる。
【００３３】
実施の形態７．
図７は、この発明の実施の形態７に係る制御棒駆動機構の制御装置が備える報知回路を示す図である。この報知回路は、ＯＲ回路５７ａを備え、リフトコイルの通電回路を切り離すリフト切り離しスイッチの全ての論理和に基づいてリフト切り離しスイッチが１つでも切り離し状態となっている場合に警報を発するようになされている。
【００３４】
従って、実施の形態７によれば、リフト切り離しスイッチの状態を常時監視するため、制御棒が動作しない故障率が低減し、制御棒動作信頼性が向上する。また、リフトコイル切り離しスイッチの診断を行うため、接点の接触不良の早期検出、点検時の復旧忘れ防止を図ることができ、動作信頼性向上に寄与できる。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、制御棒のバンク・グループ単位の積算カウント値で、制御棒グループの動作順序、バンク選択信号を一元管理するため、動作順序のずれを起こさなく、従来は必要であった内部制御カウントと外部ステップ積算値調整が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態２を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態３を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態４を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態５を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態６を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態７を示す図である。
【符号の説明】
１１，１１ａ，１１ｂ，１２ａ−１２ｊ，１３ａ−１３ｄ，１６ａ−１６ｅ  加算器、２１，２１ａ，２１ｂ，２２ａ−２２ｍ，２３ａ−２３ｂ  バイステーブル、３１ａ−３１ｇ，３２ａ−３２ｌ  ＮＯＴ回路、４１ａ−４１ｌ，４２ａ−４２ｌ，４６ａ−４６ｊ  ＡＮＤ回路、５１ａ−５１ｃ，５２ａ−５２ｅ，５６ａ−５６ｃ，５７ａ  ＯＲ回路、６３ａ−６３ｐ  スイッチ、７３ａ−７３ｂ信号選択器、８３ａ−８３ｂ  フリップフロップ、９４ａ  上限リミッタ、９４ｂ  下限リミッタ、１００  保守操作ツール、１００ａ  表示部、１００ｂ  画面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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