(57)【要約】【課題】制御棒位置監視装置の信号伝達系あるいは構成要素に異常が発生し、現場から離れた場所に設けられている原子炉制御盤等で制御棒位置表示が不能となった場合でも、他の故障の影響を受けにくい部位に新たに設置した表示手段により制御棒位置情報及び異常情報を表示することができるようにする。【解決手段】原子炉に設けられた複数の制御棒位置検出器１０から出力された制御棒位置を特定する接点信号ｂを入力し、制御棒位置情報ｎに変換する変換手段２２、前記接点信号を入力し、その異常を検出して異常情報を得る異常検出手段２３および前記制御棒位置情報ｎおよび異常情報ｅを伝送路３０に出力する手段２４〜１１ｃを備えた現場位置検出装置１１−Ａと、伝送路３０から制御棒位置情報ｎおよび異常情報ｅを入力し、運転監視用制御棒位置表示手段１２ｃに表示出力する位置監視コントローラ１２−Ａと、から構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉に設けられた複数の制御棒位置検出器から出力された制御棒位置を特定する接点信号を制御棒位置情報に変換する変換手段と、前記接点信号の異常を検出して異常情報を得る異常検出手段と、前記制御棒位置情報および異常情報を伝送路に出力する手段とを備えた現場位置検出装置と、
前記伝送路から前記制御棒位置情報および異常情報を入力し、制御棒位置表示手段に表示出力する位置監視コントローラと、
から構成したことを特徴とする制御棒位置監視装置。
【請求項２】
前記現場位置検出装置は、前記接点信号を入力し前記変換手段および異常検出手段に出力する入力処理部と、前記変換手段および異常検出手段から出力された前記制御棒位置情報および異常情報を入力し出力処理する出力処理部とを備えた複数個の位置検出部と、
この複数個の位置検出部の出力を入力し前記伝送路の伝送方式に従ったプロトコルに変換して出力する伝送部と、
から構成したことを特徴とする請求項１記載の制御棒位置監視装置。
【請求項３】
前記伝送部は、前記各位置検出部から入力した複数対の制御棒位置情報および異常情報のうちの１対を選択する信号切替部と、この信号切替部で選択された１対の制御棒位置情報および異常情報を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする請求項２記載の制御棒位置監視装置。
【請求項４】
前記位置検出部は、入力処理部から出力された接点信号の状態を表示する表示部を備えたことを特徴とする請求項２記載の制御棒位置監視装置。
【請求項５】
前記位置検出部は、前記異常検出手段で検出された異常情報を表示する異常表示部を備えたことを特徴とする請求項２記載の制御棒位置監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子炉の制御棒の位置を検出して表示する機能を有する原子力発電プラントの制御棒位置監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電プラントにおいては、原子炉に多数（約２００本）の制御棒を配置しており、この制御棒を挿入または引抜操作をして、原子炉出力を上昇または下降及び出力分布の調整を行っている。そして、各制御棒の位置を監視することにより、炉心状態を常時監視して炉内の健全性を確認しながら運転するようにしている（例えば、特許文献１、２参照）。
これら特許文献に記載の制御棒位置監視装置の例を、図７ないし図９を参照して説明する。
【０００３】
図７は制御棒位置監視装置１００を中心に描いた図であり、原子炉１内に配置された複数の制御棒２の位置を位置検出器１０で検出し、この位置検出器１０から出力される接点信号ｂを伝送回路３を介して制御棒位置監視装置１００に入力している。この制御棒位置監視装置１００は、現場に設けてある現場位置検出装置１１と、現場から離れている中央制御室（中操）等に設けた位置監視コントローラ１２とから構成されている。
【０００４】
現場位置検出装置１１は各位置検出器１０に対応してそれぞれ接点信号ｂを入力する位置検出装置１１ａ１、１１ａ２、・・・１１ａｎと、各位置検出部１１ａｉの出力信号を位置監視コントローラ１２の伝送部１２ａへ送信する伝送部１１ｂとから構成されている。各位置検出部１１ａｉは入力した接点信号ｂをディジタル回路で取り扱うのに適した大きさの信号に変換するとともに、パラレル信号をシリアル信号に変換して出力する入力処理部２１と、この入力処理部２１の出力信号を受けて伝送部１１ｂに送信するための信号に処理する出力処理部２４とから構成されている。
【０００５】
一方、位置監視コントローラ１２は現場位置検出装置１１内の伝送部１１ｂからの送出信号を受信する伝送部１２ａと、この伝送部１２ａで受信した信号を操作員またはプロセス計算機等が容易に認識できるような制御棒位置情報ｎに変換して出力する信号変換部１２ｂと、この制御棒位置情報ｎを入力して制御棒の位置や状態を監視する位置監視部１２ｃとから構成されている。
【０００６】
なお、制御棒位置情報ｎは、位置監視部１２ｃで監視されるほか、制御棒位置監視装置１００の上位の原子炉制御盤５に設けてある表示装置及びプロセス計算機等の他装置へも出力されるようになっている。
【０００７】
図８は、位置検出器１０の概念構成を示す図であり、位置検出器１０内部に一定間隔に接点Ｓ００，Ｓ０１・・・Ｓ４８を配置しており、これらの接点のうちの１つが動作することによって制御棒２の位置を検出し、接点信号ｂを出力するように構成されている。位置検出器１０内の複数の接点信号ｂは、実際には図９に示すように水平軸（Ｈ軸）５ビット（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ４，Ｈ８，Ｈ１６）と、垂直軸（Ｖ軸）６ビット（Ｖ１，Ｖ２，Ｖ４，Ｖ８，Ｖ１６，Ｖ３２）の合計１１ビットのマトリクスで構成されている。これら接点信号ｂは、１１芯のケーブルで入力され、１つの接点が動作すると、１１芯のケーブルのうちでＨ軸とＶ軸との各１ビットがＯＮし、現場位置検出装置１１及び位置監視コントローラ１２の各制御機器により位置が表示されるようになっている。
【特許文献１】特開２００２−１３９５９１号公報
【特許文献２】特開２００３−２０７５９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した制御棒位置監視装置１００の場合、現場位置検出装置１１から制御棒の位置監視を行う原子炉制御盤５の表示部までの間の信号伝達系あるいは位置監視コントローラ内の構成部品に何らかの故障もしくは異常が発生すると、制御棒位置の監視に影響がでて、制御棒の一部もしくは全ての位置監視が不能となる惧れがあった。万一、制御棒の位置監視が不能となった場合には、制御棒の操作も不可となるので、安全確保のために原子力プラントを停止せざるを得なくなる可能性があった。
【０００９】
また、接点信号ｂの異常診断および検出は、接点信号ｂを制御棒位置情報へ変換するのと同様に、位置監視コントローラ内で行われているため、現場位置検出装置１１から原子炉の位置検出部１１ａｉまでの間で生じた何らかの故障や異常があった場合、接点信号の異常診断も不能となっていた。
【００１０】
本発明は上述した課題を解決するためになされたもので、制御棒位置監視装置の信号伝達系等に異常が発生し、現場から離れた場所に設けられている原子炉制御盤等で制御棒位置表示が不能となった場合でも、他の表示手段により制御棒位置情報及び異常情報を表示することのできる制御棒位置監視装置を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、原子炉に設けられた複数の制御棒位置検出器から出力された制御棒位置を特定する接点信号を制御棒位置情報に変換する変換手段と、前記接点信号の異常を検出して異常情報を得る異常検出手段と、前記制御棒位置情報および異常情報を伝送路に出力する手段とを備えた現場位置検出装置と、前記伝送路から前記制御棒位置情報および異常情報を入力し、制御棒位置表示手段に表示出力する位置監視コントローラと、から構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、位置監視コントローラもしくは原子炉制御盤の表示装置が機能喪失に至る事象が発生した場合でも、伝送路に接続される受信端末では特定の変換処理を行うことなく複数個の制御棒の位置情報と異常情報とを表示し、確認することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る制御棒位置監視装置の実施例について、図面を参照して説明する。なお、各図を通して共通する構成要素については同一符号もしくは添字を付けることにより、適宜説明を省略する。
【００１４】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１に係る制御棒位置監視装置１００の構成図である。
図１において、１１−Ａは、図７の現場位置検出装置１１に対応する現場位置検出装置であって、原子炉に比較的近い現場建屋に設置されており、各制御棒に対応して設けられた複数個の位置検出装置１１ａ１、１１ａ２・・・１１ａｎと、共通の伝送部１１ｃとから構成されている。位置検出部１１ａｉは位置検出器１０から出力された接点信号ｂを入力し、ディジタル回路での取り扱いに適した大きさの信号に変換するとともに、パラレル信号をシリアル信号に変換して出力する入力処理部２１と、この入力処理部２１から出力されたシリアル信号の接点信号ｂを制御棒位置情報ｎに変換して出力する制御棒位置信号変換部２２と、入力処理部２１から出力されたシリアル信号を入力し、接点信号ｂに異常が発生している場合異常検出処理を行う異常検出部２３と、これら制御棒位置信号変換部２２および異常検出部２３から出力された制御棒位置情報ｎおよび異常情報ｅを入力し、伝送部１１ｃへ送るための出力処理を行う出力処理部２４とから構成されている。
【００１５】
伝送部１１ｃは各位置検出部１１ａｉから入力された制御棒位置情報ｎと異常情報ｅとをまとめて、伝送路３０の伝送方式に従ったプロトコルに変換し、伝送路３０へ出力する。なお、この伝送路３０は表示装置４０として用いられるパーソナルコンピュータ等の受信端末が接続可能で、かつ長距離の信号伝送が可能なように、例えばイーサネット（登録商標）のような標準規格の伝送プロトコルを採用している。なお、図１では伝送路３０を単一回線としているが、故障による機能喪失を避けるために多重化してもよい。
【００１６】
伝送路３０に接続される位置監視コントローラ１２は、従来装置における信号変換部１２ｂを省いて構成されており、伝送路３０に接続されて信号を送受信する伝送部１２ｄと、制御棒の位置や状態を監視する位置監視部１２ｃとから構成されている。この位置監視部１２ｃから出力された制御棒位置情報ｎは、原子炉制御盤５に設けられた表示装置や他の装置へ入力されるようになっている。
【００１７】
次に、図２を参照しては前述の制御棒位置信号変換部２２および異常検出部２３について説明する。
図２は入力処理部２１から出力された１１ビットの接点信号ｂを制御棒位置情報ｎに変換する様子を示す概念図である。入力処理部２１から出力された接点信号ｂの０・・・１５のうち、接点信号５（Ｈ１）、６（Ｈ２）、・・・９（Ｈ１６）、１０（Ｖ１）、１１（ｖ２）、・・・１５（Ｖ３２）までのＰＩＰリードＳＷ信号（１１ビット）は、図３で示す変換テーブル２２０によって、１の位（１２，１３，１４，１５）および１０の位（８，９，１０，１１）を表す制御棒位置（バイナリコード）情報ｎに変換される。
【００１８】
図３は、変換テーブル２２０の一例を示す図である。変換テーブル２２０は、ＰＩＰリードＳＷ入力テーブル２２０ａと、ＰＤＩ出力（ＤＩレジスタ）２２０ｂとから構成されており、この変換テーブル２２０は、制御棒位置信号変換部２２の機能だけではなく、異常検出部２３の機能も併せて備えている。
【００１９】
入力処理部２１から出力されたＰＩＰ信号は、原則として水平軸（Ｈ軸）の接点信号（Ｈ１、Ｈ２、・・・、Ｈ１６）および垂直軸（Ｖ軸）の接点信号（Ｖ１、Ｖ２、・・・、Ｖ３２）の２ビットの組合せであり、ＰＩＰリードＳＷ入力テーブル２２０ａで示すように、予め想定したＨ軸、Ｖ軸の組合せに対応する制御棒位置をバイナリコードで定義してある。すなわち、ＰＩＰリードＳＷ入力テーブル２２０ａは、ＯＮしたリードスイッチ００、０２、０４、・・・４６、４８に対応するＨ軸の接点信号（Ｈ１、Ｈ２、・・・、Ｈ１６）とＶ軸の接点信号（Ｖ１、Ｖ２、・・・、Ｖ３２）とが１ビットづつの想定した組合せ、例えば、リードスイッチ００であればＨＩとＶ３２が共に“１”、リードスイッチ０２であればＨ２とＶ１６が共に“１”となるように定義してある。
【００２０】
ＰＤＩ出力（ＤＩレジスタ）２２０ｂは、ＰＩＰリードＳＷ入力テーブル２２０ａの各ビット信号を入力し、制御棒位置１２から１５までの１の位、８から１１までの１０の位を入力ビットが反転したバイナリコードとして出力するとともに、表示信号（前面ＬＥＤ表示信号；００、０２、０４、・・・４８）についても出力するようになっている。
【００２１】
そして、ＰＤＩ出力（ＤＩレジスタ）２２０ｂは、異常検出部２３の機能として接点信号ｂの内容を診断し、通常の制御棒操作時にはあり得ないビットパターン、例えばリードＳＷが同時に３点ＯＮしたような場合は異常と判断し、前面ＬＥＤ表示信号；ＦＦ、異常情報ｅを出力する。出力処理部２４は以上のようにして求められた制御棒位置情報ｎと異常情報ｅとを伝送部１１ｃに出力するようになっている。
【００２２】
次に、本実施例１の作用について説明する。
各位置検出器１０で検出された接点信号ｂは、現場位置検出装置１１−Ａの位置検出部１１ａｉの入力処理部２１に入力され、制御棒位置信号変換部２２および異常検出部２３へ送られる。制御棒位置信号変換部２２および異常検出部２３では、図３で示すように、図１１ビットの接点信号ｂを操作員またはプロセス計算機等が容易に認識できる制御棒位置情報ｎに変換し、併せて異常検出も行う。そして制御棒位置情報ｎおよび異常情報ｅを出力処理部２４に送る。出力処理部２４は、制御棒位置情報ｎおよび異常情報ｅを伝送部１１ｃに送る。伝送部１１ｃでは各位置検出部１１ａｉから入力された制御棒位置情報ｎと異常情報ｅをまとめて、伝送路３０の伝送方式に従ったプロトコルに変換し、伝送路３０へ伝送出力する。
【００２３】
伝送路３０に出力された制御棒位置情報ｎおよび異常情報ｅは、中繰に設置されている位置監視コントローラ１２−Ａの伝送部１２ｄによって受信され、位置監視部１２ｃにて原子炉制御盤５の表示装置などへ出力される。このとき伝送路３０上の制御棒位置情報ｎと異常情報ｅの伝送先を位置監視コントローラ１２−Ａの伝送部１２ｄのみに限定しない設定とすることで、伝送路３０に接続する他のデバイス、例えば表示装置４０としての受信端末でも受信可能となるように設定する。なお、表示装置４０は伝送路３０に常時接続してもよいが、必要とするときに接続するようにしてもよい。また、表示装置４０の台数は１台に限定されず、必要とする台数接続するようにしてもよい。
【００２４】
（効果）
本実施の形態１によれば、従来、位置監視コントローラ１２−Ａで行っていた接点信号ｂから制御棒位置情報ｎへの変換処理及び異常検出処理を、現場位置検出装置１１−Ａ内で行い、しかも、制御棒位置情報ｎと異常情報ｅとをイーサネットのような標準規格の伝送プロトコルを採用した伝送路３０に送出しているため、伝送路３０に接続される表示装置としての受信端末は、特別な変換処理を行うことなく制御棒の位置情報ｎと異常情報ｅとを確認することができる。特に、位置監視コントローラ１２−Ａもしくは原子炉制御盤５の表示装置が機能喪失に至る事象が発生した場合でも、伝送路３０にパーソナルコンピュータで構成した表示装置４０を接続することで、制御棒の位置情報ｎおよび異常情報ｅを確認することが可能となり、原子力発電プラントの状態把握、安全確保に貢献することができる。
【００２５】
また、制御棒位置変換及び異常検出処理を位置検出部１１ａｉで行うようにしたので、位置監視コントローラ１２−Ａの演算負荷が大幅に減少して高速処理が可能となり、例えば表示応答性の向上を見込むことができる。また、位置監視コントローラ１２−Ａにおいてマイコンの適用が必須では無くなるため、システム設計の自由度が向上する。
【００２６】
（実施例２）
次に図４を参照して実施例２について説明する。
（構成）
本実施例２は、実施例１の伝送部１１ｃに一部構成および機能を追加したものである。すなわち、現場位置検出装置１１−Ｂ内の伝送部１１ｃには、各位置検出部１１ａｉから入力された制御棒位置情報ｎと異常情報ｅをまとめて、伝送路３０の伝送方式に従ったプロトコルに変換し、伝送路３０へ伝送出力するという機能に加えて、新たに各位置検出部１１ａｉから入力した複数対の制御棒位置情報ｎおよび異常情報ｅのうち１対を選択する信号切替部４１と、この信号切替部４１で選択した１対の制御棒位置情報ｎおよび異常情報ｅを表示する表示手段４２とを備えたものである。これ以外の現場位置検出装置１１−Ｂ、位置監視コントローラ１２、原子炉制御盤５、伝送路３０、表示装置４０等の構成は図１の実施例１の場合と同様であるので説明を省略する。
【００２７】
（作用）
各位置検出器１０からの接点信号ｂは各位置検出部１１ａｉの入力処理部２１に入力され、制御棒位置信号変換部２２と異常検出部２３へ送られる。制御棒位置信号変換部２２では、１１ビットの接点信号ｂを操作員またはプロセス計算機等が容易に認識できる制御棒位置情報ｎに変換し、これを出力処理部２４に送る。異常検出部２３では、接点信号ｂの内容を診断し異常と判断されるビットパターンを検出し、異常情報ｅを出力処理部２４に出力する。出力処理部２４は制御棒位置ｎと異常情報ｅを伝送部１１ｃに出力する。
【００２８】
伝送部１１ｃでは、実施例１同様、各位置検出部１１ａｉから入力された制御棒位置情報ｎと異常情報ｅをまとめて、伝送路３０の伝送方式に従ったプロトコルに変換し、伝送路３０へ伝送出力する。伝送路上の制御棒位置情報ｎと異常情報ｅは、位置監視コントローラ１２の伝送部１２ｄによって受信され、位置監視部１２ｃにて原子炉制御盤５の表示装置などへ出力される。
【００２９】
本実施例２では、さらに、伝送部１１ｃに設けた信号切替部４１が各位置検出部１１ａｉから入力された複数対の制御棒位置情報ｎと異常情報ｅのうち、任意に１対の制御棒位置情報ｎおよび異常情報ｅを選択して表示部４２に送る。表示部４２は選択された制御棒位置情報ｎ及び異常情報ｅをＬＥＤ点灯、または７セグメント表示器などにより表示し、現場において操作員に対して制御棒の位置情報および異常情報を提供する。
【００３０】
（効果）
本実施例２によれば、実施例１に示した効果に加えて、現場位置検出装置１１−Ｂにて制御棒位置情報及び異常情報が確認可能となるので、位置監視コントローラ１２や原子炉制御盤５の表示装置、さらには伝送路３０が機能喪失に至る事象が例え発生した場合でも、プラントの状態把握、安全確保に貢献することができる。
【００３１】
（実施例３）
次に図５を参照して実施例３について説明する。
（構成）
本実施例３は、実施例１における現場位置検出装置１１−Ａの位置検出部１１ａｉに、ＬＥＤなどの発光素子で構成した異常表示部２７および位置表示部２８を付加したものであり、その他の構成については、実施例１と同じなので説明を省略する。
【００３２】
図６は位置検出部１１ａｉの正面板２５を示す図であり、ＬＥＤ表示器２６は異常表示部２７および位置表示部２８を１つにまとめた状態に構成されている。なお、２９は位置検出部１１ａｉの入出力部となる配線用コネクタである。
上記以外の位置監視コントローラ１２、原子炉制御盤５、伝送路３０、表示装置４０などについては実施例１の場合と同様なので説明を省略する。
【００３３】
（作用）
各位置検出器１０からの接点信号ｂは各位置検出部１１ａｉの入力処理部２１に入力され、位置表示部２８、制御棒位置信号変換部２２及び異常検出部２３へ送られる。位置表示部２８では、１１ビットの接点信号ｂのＯＮ／ＯＦＦ状態をＬＥＤで表示する。このＬＥＤによる表示状態と、図９で示した位置検出器１０内の接点構成を照合することで制御棒の位置を判別することが可能となる。
【００３４】
制御棒位置信号変換部２２は実施例１同様、１１ビットの接点信号ｂを操作員またはプロセス計算機等が容易に認識できる制御棒位置情報ｎに変換し、これを出力処理部２４に送る。異常検出部２３は実施例１同様接点信号ｂの内容を診断し異常と判断されるビットパターンを検出する。そして異常情報ｅを出力処理部２４および異常表示部２７に出力する。出力処理部２４は実施例１同様制御棒位置ｎと異常情報ｅを伝送部１１ｃに出力する。異常表示部２７は異常情報ｅに基づき異常状態をＬＥＤ表示する。
【００３５】
（効果）
以上述べたように本実施例３によれば、実施例１、２に示した効果に加えて、位置監視コントローラ１２、原子炉制御盤５の表示装置、伝送路３０、さらに現場位置検出装置１１−Ｃの伝送部１１ｃが機能喪失に至る事象が発生した場合でも、現場位置検出装置の位置検出部１１ａｉにて制御棒位置情報及び異常情報が確認可能となり、原子力発電プラントの状態把握、安全確保に貢献する。
【００３６】
さらに、制御棒毎に異常表示部２７が設けてあるので、位置検出器１０から位置検出部１１ａｉ間の何らかの故障発生に伴う接点信号の異常についても、故障発生箇所の同定が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施例１の制御棒位置監視装置の構成図。
【図２】ＰＩＰ信号を制御棒位置情報に変換する様子を示す概念図。
【図３】変換テーブルの一例を示す図。
【図４】本発明の実施例２の制御棒位置監視装置の構成図。
【図５】本発明の実施例３の制御棒位置監視装置の構成図。
【図６】実施例３の位置検出部の正面板を示す図。
【図７】従来の制御棒位置監視装置の全体構成図。
【図８】位置検出器の説明図。
【図９】位置検出器内の接点構成説明図。
【符号の説明】
【００３８】
１…原子炉、２…制御棒、３…伝送回路、５…原子炉制御盤、１０…位置検出器、１１−Ａ〜１１−Ｃ…現場位置検出装置、１１ａｉ…位置検出部、１１ｃ…伝送部、１２…位置監視コントローラ、１２ｃ…位置監視部、１２ｄ…伝送部、２１…入力処理部、２２…制御棒位置信号変換部、２３…異常検出部、２４…出力処理部、２５…位置検出器正面板、２６…表示器、２７…異常表示部、２８…表示部、２９…配線用コネクタ、３０…伝送路、４０…表示装置、４１…信号切替部、４２…表示部、１００…制御棒位置監視装置、２２０…変換テーブル、２２０ａ…ＰＩＰリードＳＷ入力テーブル、２２０ｂ…ＰＤＩ出力（ＤＩレジスタ）、ｂ…接点信号、ｎ…制御棒位置情報、ｅ…異常情報。
【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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【図８】
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【図９】
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