(57)【要約】【課題】高速な定型処理が必要な演算処理と、可変なパラメータを含む処理とを別々のディジタル制御構成により行うことにより全ての演算処理をソフトウェアにて実現可能とし、装置の物量が減少し、省スペース化が可能であり、自己診断機能による故障の早期発見を可能にする原子炉の制御棒制御装置を得る。【解決手段】外部装置からの制御棒駆動条件に基づいて制御棒の駆動に関する動作信号、インターロック信号、制御棒駆動速度信号、バンク選択信号を演算処理してデータ伝送するＣＰＵ１４と、パワーキャビネット毎に備えられて、ＣＰＵからのデータ伝送に基づいて原子炉の熱出力の制御及び停止に必要な制御棒を原子炉内に対して挿入または引抜するための制御棒駆動コイルに対する電流命令信号を生成する電流命令信号生成専用プロセッサ１１を内蔵した複数の入出力カード１０とを備えたる。【選択図】　　　　図１
2004037300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部装置からの制御棒駆動条件に基づいて制御棒の駆動に関する動作信号、インターロック信号、制御棒駆動速度信号、バンク選択信号を演算処理してデータ伝送するＣＰＵと、
パワーキャビネット毎に備えられて、前記ＣＰＵからのデータ伝送に基づいて原子炉の熱出力の制御及び停止に必要な制御棒を原子炉内に対して挿入または引抜するための制御棒駆動コイルに対する電流命令信号を生成する電流命令信号生成専用プロセッサを内蔵した複数の入出力カードと
を備えた原子炉の制御棒制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の原子炉の制御棒制御装置において、
前記電流命令信号生成用専用プロセッサに、制御棒駆動コイルの電流シーケンス信号の設定を行う設定ツールを接続し、
前記設定ツールからの設定に基づいて前記電流命令信号生成用専用プロセッサによる制御棒駆動シーケンスの変更を行う
ことを特徴とする原子炉の制御棒制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の原子炉の制御棒制御装置において、
前記ＣＰＵに、前記電流命令信号生成用専用プロセッサからの信号に基づいて制御棒の動作命令回数を積算するステップカウントロジックを内蔵して他設備にデータ伝送する
ことを特徴とする原子炉の制御棒制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の原子炉の制御棒制御装置において、
前記電流命令信号生成用専用プロセッサに、外部に送信する、制御棒駆動コイルに対する電流命令信号を連続的に保存するメモリを備えた
ことを特徴とする原子炉の制御棒制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、原子炉の制御棒制御装置に関し、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に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の装置として図５に示すものがあった。図５において、１は、制御棒駆動コイル用電力整流回路としてのパワーキャビネット単位に備えられて、パワーキャビネットに対する電流命令信号をシーケンシャルに変化させるスレーブサイクラ、２はスレーブサイクラ１を駆動する固定周波数発振器、３はスレーブサイクラ１を動作させるためのパルス信号を発生するマスタサイクラ、４は原子炉制御系からの制御棒駆動速度信号に応じてマスタサイクラ３の駆動速度を制御する可変周波数発振器、５は中央盤操作器からの信号に基づいて動作させる制御棒バンクを選択するバンク選択回路である。
【０００３】
また、６は制御棒が動作開始するとき可動つかみコイルを消磁または停止するとき励磁する信号を生成する可動つかみコイル停止動作切替回路、７は原子炉制御系、中央盤操作器や原子炉保護系から制御棒動作禁止信号を受信したときに外部信号を排除するインターロック回路、８はスレーブサイクラ１が１シーケンス動作した信号を制御棒のバンク・グループに振り分けるデータロギング回路、１５はバンク単位で１シーケンス動作した信号を積算し電圧信号に変換するパルスアナログ変換回路、１６はグループ単位で１シーケンス動作した信号を引抜・挿入に応じて加算・減算するステップカウンタ回路である。
【０００４】
次に動作について説明する。スレーブサイクラ１は、マスタサイクラ３からの動作パルス信号を受けると、固定周波数発振器２のパルスの計数を開始し、計数値が設定値になると、固定つかみコイル、可動つかみコイル、上げ磁極コイルヘのそれぞれの電流命令信号を変化させる。マスタサイクラ３は、可変周波数発振器４のパルスを計数し、計数値が設定値になった時、スレーブサイクラ１に動作パルス信号を供給する。
【０００５】
バンク選択回路５は、マスタサイクラ３の動作パルス信号を計数し、計数値の範囲によって動作させるバンクの選択信号を生成する。可動つかみコイル停止動作切替回路６は、外部装置からの制御棒動作要求信号を受信した際は、可動つかみコイルを消磁して２重ラッチ状態を解除し、制御棒停止信号を受信した際は、可動つかみコイルを励磁して２重ラッチ状態に復旧する。インターロック回路７は、他装置から制御棒引抜阻止信号の受信時に引抜信号排除を行うと共に、自動モード時に手動モード信号排除を行う。
【０００６】
データロギング回路８は、スレーブサイクラ１より１シーケンス動作完了毎に信号を受け取り、選択されているバンクのパルスアナログ変換回路１５に、また、マスタサイクラ３が動作パルス信号を発信したグループのステップカウンタ回路１６にそれぞれパルス信号を供給する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の原子炉の制御棒制御装置は、上述した演算処理をロジックＩＣによる論理回路で実現しているため、プリント基板の種類と枚数が多い、ロジックＩＣの世代交代に応じてプリント基板の設計見直しが必要となる、異常診断が困難である、といった問題点がある。また、原子力プラント向け標準のディジタル制御装置により同一機能を実現することは、例えば６．１ｍｓ以下の高速処理が必要となるため不可能であるという問題点がある。さらに、制御棒の駆動タイミングを変更する際プリント基板の改造が必要となる、制御棒動作命令パルスを受信側設備でカウントするためシステムの物量が多い、制御棒駆動系に異常が認められた場合、その原因が制御装置・機械装置のいずれにあるか切り分けが困難である、といった問題点がある。
【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、高速な定型処理が必要な演算処理と、可変なパラメータを含む処理とを別々のディジタル制御構成により行うことにより全ての演算処理をソフトウェアにて実現可能とし、装置の物量が減少し、省スペース化が可能であり、自己診断機能による故障の早期発見を可能にする原子炉の制御棒制御装置を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る原子炉の制御棒制御装置は、外部装置からの制御棒駆動条件に基づいて制御棒の駆動に関する動作信号、インターロック信号、制御棒駆動速度信号、バンク選択信号を演算処理してデータ伝送するＣＰＵと、パワーキャビネット毎に備えられて、前記ＣＰＵからのデータ伝送に基づいて原子炉の熱出力の制御及び停止に必要な制御棒を原子炉内に対して挿入または引抜するための制御棒駆動コイルに対する電流命令信号を生成する電流命令信号生成専用プロセッサを内蔵した複数の入出力カードとを備えたものである。
【００１０】
また、前記電流命令信号生成用専用プロセッサに、制御棒駆動コイルの電流シーケンス信号の設定を行う設定ツールを接続し、前記設定ツールからの設定に基づいて前記電流命令信号生成用専用プロセッサによる制御棒駆動シーケンスの変更を行うことを特徴とするものである。
【００１１】
また、前記ＣＰＵに、前記電流命令信号生成用専用プロセッサからの信号に基づいて制御棒の動作命令回数を積算するステップカウントロジックを内蔵して他設備にデータ伝送することを特徴とするものである。
【００１２】
さらに、前記電流命令信号生成用専用プロセッサに、外部に送信する、制御棒駆動コイルに対する電流命令信号を連続的に保存するメモリを備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る原子炉の制御棒制御装置の構成を示すブロック図である。図１において、１０はパワーキャビネットヘ信号をそれぞれ発信する入出力カード、１１は入出力カード１０の内部に設置した、制御棒駆動コイルに対する電流命令信号を生成する専用プロセッサ、１２は接点信号や入切信号などのディジタル信号について外部装置とインターフェイスするためのディジタル信号インターフェイス回路、１３は電圧信号などのアナログ信号について外部装置とインターフェイスするためのアナログ信号インターフェイス回路である。
【００１４】
また、１４は外部装置からの制御棒駆動条件に基づいて入出力カード１０に対する制御棒駆動に関する動作信号、インターロック信号、制御棒駆動速度信号、バンク選択信号を演算処理してデータ伝送するＣＰＵ、１５は専用プロセッサ１１のパルス信号をバンク単位で計数し電圧信号に変換するパルスアナログ変換回路、１６はパルス信号をグループ単位で計数し中央盤の表示器に積算値を表示するためのステップカウンタ回路である。
【００１５】
図１に示すシステムでは、制御棒の駆動に関わるインターロック信号、駆動速度信号、挿入・引抜信号、バンク選択信号の生成をＣＰＵ１４にて、また、制御棒駆動機構の動作シーケンス信号生成を専用プロセッサ１１にてソフトウェア演算することで、制御棒駆動コイルの通電電流制御信号および動作させる制御棒グループの選択信号をソフトウェア演算によって生成することができ、また、ハードウェアとソフトウェアを自己診断することができるため、早期に装置の異常を検知することが可能となる。
【００１６】
上述したように、実施の形態１によれば、高速な定型処理が必要な演算処理を入出力カード１０の専用プロセッサ１１に集約し、可変なパラメータを含む処理をＣＰＵ１４に持たせたディジタル制御構成を採用することにより、全ての演算処理をソフトウェアにて実現可能とし、装置の物量が減少し、省スペース化が可能となり、自己診断機能による故障の早期発見を可能にすることができる。
【００１７】
実施の形態２．
図２は、この発明の実施の形態２に係る原子炉の制御棒制御装置を示すブロック図である。図２において、図１に示す実施の形態１と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。新たな符号として、１７は、実施の形態１に示す電流命令信号生成プロセッサ１１に接続されて、プロセッサ１１が生成する制御棒駆動コイルの電流シーケンス信号の設定を設定ツールである。
【００１８】
図２に示すシステムでは、制御棒駆動機構の動作タイミングを変更する必要が生じたとき、設定ツール２７を接続し、設定ツール２７からソフトウェアの初期設定値を入力することにより、制御棒駆動コイルの通電電流シーケンスを変更して、電流命令信号生成用専用プロセッサ１１による制御棒駆動シーケンスの変更を容易に行うことができ、設定値変更に伴うハードウェアの改造が不要となり、保守性が向上する。
【００１９】
実施の形態３．
図３は、この発明の実施の形態３に係る原子炉の制御棒制御装置を示すブロック図である。図３において、図２に示す実施の形態２と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。新たな符号として、１８は、ＣＰＵ１４に備えられて、電流命令信号生成用専用プロセッサ１１からの信号に基づいて制御棒の動作命令回数を積算して他設備にデータ伝送するステップカウントロジックを示す。すなわち、実施の形態３に係るＣＰＵ１４は、実施の形態２に示すパルスアナログ変換回路１５とステップカウンタ回路１６の機能をソフトウェア演算するものである。
【００２０】
図３に示すシステムでは、制御棒の動作命令信号の計数をステップカウントロジック１８のソフトウェアにて積算するため、図２に示すパルスアナログ変換回路１５とステップカウント回路１６が不要となり、物量が低減するため、システムを安価にできる。
【００２１】
実施の形態４．
図４は、この発明の実施の形態４に係る原子炉の制御棒制御装置を示すブロック図である。図４において、図３に示す実施の形態３と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。新たな符号として、１９は、電流命令信号生成用専用プロセッサ１１に備えられて、制御棒駆動コイルに対する電流命令信号を連続的に保存するメモリであり、メモリ１９に保存された電流命令信号の過去値は電流命令信号生成プロセッサ１１から外部装置に送信される。
【００２２】
図４に示すシステムでは、制御棒駆動コイルヘの電流命令信号の過去値を一定期間メモリ１９に保存するので、制御棒駆動機構の動作が不良になった場合、電流命令信号生成専用プロセッサ１１内のメモリ１９の内部情報を保守ツールで確認することにより、原因が制御装置にあるか否かの判断が容易となり、異常直前の状態をモニタすることで、原因の特定に要する分析作業が容易となり、異常部位特定に要する時間を短縮でき、故障から復旧に至る時間が短縮する。
【００２３】
【発明の効果】
以下のように、この発明によれば、高速な定型処理が必要な演算処理を入出力カードの専用プロセッサに集約し、可変なパラメータを含む処理をＣＰＵに持たせたディジタル制御構成を採用することにより、制御棒の駆動に必要な信号処理をソフトウェア化することができ、装置の物量が減少し、省スペース化が可能である。また、異常診断機能を付加したので信頼性が向上する。
【００２４】
また、設定ツールから制御棒駆動シーケンスの設定値を変更できるようにしたので、設定値変更に伴うハードウェアの改造が不要となり、保守性が向上する。
【００２５】
また、制御棒の動作命令信号の計数をステップカウントロジックのソフトウェアにて積算するため、パルスを計数するハードウェアが不要となり、物量が低減するため、システムを安価にできる。
【００２６】
さらに、電流命令信号を生成するプロセッサの内部のメモリを利用して、制御棒の動作に異常が認められた場合、その直前の状態をモニタすることで、原因の特定に要する分析作業が容易となり、異常部位特定に要する時間を短縮でき、故障から復旧に至る時間が短縮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る原子炉の制御棒制御装置を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態２に係る原子炉の制御棒制御装置を示すブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態３に係る原子炉の制御棒制御装置を示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態４に係る原子炉の制御棒制御装置を示すブロック図である。
【図５】従来の原子炉の制御棒制御装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０　入出力カード、１１　電流命令信号生成専用プロセッサ、１２　ディジタル信号インターフェイス回路、１３　アナログ信号インターフェイス回路、１４　ＣＰＵ、１５　パルスアナログ変換回路、１６　ステップカウンタ回路、１７　設定ツール、１８　ステップカウンタロジック、１９　メモリ。
【図１】
2004037300.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2004037300.tif 000006
【図５】
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