(57)【要約】制御棒駆動装置は、全デジタル監視、電力供給、および駆動装置を動作させるための制御システムを含む。各制御システムは、駆動毎に複数の位置センサから報告された制御棒駆動位置情報を独立して監視および処理する別個のマイクロプロセッサ駆動チャネルを含む。制御システムは、原子力プラント運営者の他のプラントシステムと接続された最上位ハードウェアを備えたロッド制御および情報システムとして機能します。トップレベルのハードウェアは、オペレーターの指示を受け取り、制御棒の位置を報告し、複数のセンサーからの冗長データを使用して検出されたエラーを報告することができます。各ドライブから受信した位置データは、複数の冗長チャンネルに多重化され、独立した位置データを使用したシステムの検証と、単一のチャンネルまたは検出器が故障した場合のシステムの動作を可能にします。【選択図】図３
2020510205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子力発電所の制御棒駆動装置を操作するためのデジタルシステムにおいて 、 
制御棒駆動装置における第1制御棒駆動装置位置センサからデジタル位置情報を受信するように構成された第１チャネル制御部と、
制御棒駆動装置における第2制御棒駆動装置位置センサからデジタル位置情報を受信するように構成された第２チャネル制御部を備え、
前記第１チャネル制御部及び前記第2チャネル制御部は、前記第１および第２制御棒駆動位置から受信したデジタル位置情報に基づいて、制御棒の位置を通知するように構成され、デジタルアナログ変換器を含まない、原子力発電所の制御棒駆動装置を操作するためのデジタルシステム。
【請求項２】
前記第1チャネル制御部は、第1チャネルと、第1メインRC＆IS チャネル制御部を含み、
前記第２チャネル制御部は、第２チャネルと、第２メインRC＆IS チャネル制御部を含む、請求項1に記載のシステム。             
【請求項３】
第1および第2のチャネルが、前記第1および前記第2のメインRC＆ISチャネル制御部のすべてにデジタル接続されるように、前記第1および前記第2のメインRC＆ISチャネル制御部に第1および第2のチャネルを多重化する、リモート接続部をさらに備える、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記リモート接続部は、光ファイバケーブルである請求項3に記載のシステム。             
【請求項５】
前記第１および前記第２のメインＲＣ＆ＩＳチャネル制御部はそれぞれ２つのスイッチを含み、
前記第１および前記第２のチャネルはそれぞれ、前記第１および前記第２のメインRC＆ISチャネル制御部の２つのスイッチのすべてにリモート接続により接続される入力出力スイッチを含む、請求項３に記載のシステム。 
【請求項６】
前記第１及び第２チャネルは、前記制御棒駆動装置から、前記原子力発電所における前記第１及び前記第２メインRC＆チャネル制御部ISから離れたキャビネット内にある、請求項2に記載のシステム。
【請求項７】
前記第1及び前記第2メインRC＆ISチャネル制御部は、原子力発電所の制御室から操作可能であり、原子力発電所の他のシステムから情報を受信する請求項6に記載のシステム。             
【請求項８】
前記第1チャネル制御部及び前記第2のチャネル制御部は、さらに、前記制御棒駆動装置に動作信号を送信するように構成される請求項1に記載のシステム。             
【請求項９】
前記制御棒駆動装置は、垂直方向に3 ミリメートルずつ移動するサーボモータを有する改良型制御棒駆動装置をさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記第1制御棒駆動装置位置センサと前記第2の制御棒駆動装置位置センサは、モータと対になっており、モータの回転位置を測定するデジタルトランスデューサである請求項9に記載のシステム。          
【請求項１１】
前記制御棒駆動装置と前記第1および前記第2のチャネルコントローラの間をつなぐファインモーションモータコントローラを備える請求項9に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第1チャネル制御部及び前記第2のチャネル制御部は、制御棒駆動装置に動作信号を送信するようにさらに構成され、前記ファインモーションモータコントローラは、送信された操作信号に基づいてモータに電力を送達する請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第１および前記第２のチャネル制御部は、複数の前記制御棒装置に結合された複数の前記第１の制御棒装置位置センサおよび前記第２の制御棒装置位置センサからデジタル位置情報を受信するようにさらに構成される、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
原子力発電所の完全にデジタル化された制御棒駆動装置であって、
回転により制御棒を垂直に駆動するように構成されたサーボモータと、
前記サーボモータに結合された第1のデジタル位置トランスデューサと、
前記サーボモータに結合された第2のデジタル位置トランスデューサを備え、
前記第1および前記第2のデジタル位置トランスデューサは、約36分の1 ミリメートルに対応するサーボモータの回転の360分の1を測定し、ここで、前記第１および前記第２のデジタル位置トランスデューサは、独立して前記サーボモータのデジタル回転情報を送信する制御棒駆動装置。
【請求項１５】
前記RC & ISは、デジタル回転情報を受信するために前記第1および前記第2のデジタル位置トランスデューサに通信可能に接続され、前記RC & ISは、制御棒位置を報告し、プラントおよびオペレータ入力を受信するようにさらに構成される請求項14に記載の制御棒駆動装置。
【請求項１６】
さらに、前記制御棒駆動装置と前記第1および前記第2のチャネル制御装置との間に接続され、前記サーボモータへの電力接続部を含む、ファインモータ制御装置である請求項15に記載の制御棒駆動装置。
【請求項１７】
前記RC & ISは、第1のチャネル制御部および第2のチャネル制御部を含む、請求項15に記載の制御棒駆動装置。
【請求項１８】
前記第1のチャネル制御部は、第1のチャネルおよび第1のメインRC & ISチャネル制御部を含み、前記第2のチャネル制御部は、第2のチャネルおよび第2のメインRC & ISチャネル制御部を含む、請求項15に記載の制御棒駆動装置。
【請求項１９】
前記第1および前記第2のチャネルが前記第1および前記第2のメインRC＆ISチャネル制御部のすべてにデジタル接続されるように、前記第1および前記第2のメインRC＆ISチャネル制御部に第1および第2のチャネルを多重化するリモート接続を更に備えた請求項18に記載の制御棒駆動装置。
【請求項２０】
前記駆動装置は、いかなるデジタルアナログ変換器にも通信可能に接続されていない請求項１４に記載の制御棒駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
原子炉の高精度制御のためのデジタルシステム及び方法
【背景技術】
【０００２】
図１は、原子炉で使用可能な関連技術の制御棒駆動装置１０の断面図である。例えば、関連技術の制御棒駆動装置１０は、ＥＳＢＷＲのような次世代のＢＷＲで使用される改良型制御棒駆動装置（ＦＭＣＲＤ）であってもよい。図１に示すように、制御棒駆動装置は、原子炉圧力容器１の外部などに収容される。駆動装置１０は、バヨネット（bayonet）継手１５を介して取り付けられた制御ブレード（図示せず）などの制御要素を挿入または引き抜く。 
【０００３】
中空ピストン１６は、バヨネットカップリング１５に接続し、ドライブ１０の外側チューブの内側で垂直に移動可能である。ドライブ１０は、ボールピストン１１を含み、ボールピストン１２は、ボールピストン１１を含む。そして、それに取り付けられた制御要素は、原子炉の炉心内の所望の位置に正確に配置することができる。スクラム中、中空ピストン16は、外側チューブの油圧によりボールナット12から持ち上げられ、制御要素の迅速な移動と挿入を可能にする。磁気カップリング17は、内部と外部の磁石を組み合わせて、圧力障壁18 を横切ってボールねじ11 を回転させ、モーターおよびブレーキ19は、磁気カップリング17を所望の位置に駆動および停止させる。
【０００４】
電力及び制御は、棒制御・情報システム（RC＆IS）によって制御棒駆動装置に提供される。棒制御・情報システム（RC＆IS）は、変化する従来の設計において、モータ及びブレーキ19に結合された、リゾルバとシンクロとエンコーダ、および任意の必要なアナログ・デジタル変換器を含む、アナログシステム及びデジタルトランスデューサの混合を使用することにより、位置検出、制御、電源をそこに提供する。
【０００５】
いくつかの既存のアナログおよびデジタル混合システムは、関連する制御要素の位置を検出し、より粗い位置制御で数センチメートルに分解することができる。ドライブ10およびFMCRDテクノロジーの関連説明は、GE-Hitachi Nuclear Energy、「The ESBWR Plant General Description」、第3章原子力蒸気供給システム、制御棒駆動システム、2011年6月1日に記載される。 
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】GE-Hitachi Nuclear Energy、「The ESBWR Plant General Description」、第3章原子力蒸気供給システム、制御棒駆動システム、2011年6月1日
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
例示的な実施形態は、監視、電力供給、および装置制御のための全デジタル制御棒駆動装置及び関連システムを含む。制御および情報システムは、独立した冗長制御棒駆動装置の監視および制御を行う各チャネルのスイッチとコントロールとの別個のチャネルに分割したものであってもよい。制御および情報システムは、プラントオペレータおよび他のプラントシステムからのトップレベルの入力に関連するメイン制御ロジック、メイン制御ロジックに送信するための多重化データ処理を含むリモートキャビネット機器、各制御棒装置に関連づけられたファインモーションコントローラ、および制御棒装置自体、にそれぞれ分割することができる。
【０００８】
これらのサブシステムのそれぞれは、複数の位置センサからの制御棒駆動位置情報をプラントオペレータおよび他のプラントシステムへ通過することができる。デジタル位置トランスデューサなどの個々のセンサーからの位置情報の各部分は、制御および情報システムの個別のチャネルの1つによって処理することができる。制御棒装置と制御及び情報システムを含むシステム全体は、コンピュータハードウェアプロセッサと関連するメモリ及びバス上のデジタル情報を取り扱うことができるので、いかなるデジタル・アナログ変換器は不要である。システム全体で各チャネルを接続および多重化することにより、各チャネルに関連付けられたコントローラは、他のチャネルのコントローラと位置情報の精度を認証することができ、1つのチャネルまたはセンサーに障害が発生しても、冗長なコマンドとデータを送受信することができる。                
【０００９】
例示的な実施形態で使用可能な制御棒駆動装置には、改良型制御棒駆動装置を含む。これは、サーボモータを回転させると同様に3ミリメーター刻みの増分などの、非常に細かい単位での制御要素の位置決め及び位置検出することが可能である。例としての制御棒駆動装置は、さらに、デジタルこれら細かい単位で制御棒駆動状態及び挿入位置を報告するいくつかの位置センサを含むことができる。単一の制御および情報システムは、複数の制御駆動システムから複数の位置センサー測定値を受信し、適切な電力供給および制御信号を使用してこれを制御して、所望の制御棒の位置決めを実現する。 
【００１０】
例示的な実施形態は、添付図面を詳細に説明することによってより明らかになるであろう。例示のために与えられている要素は同様の参照番号で表されている通りに過ぎず、したがって用語の内容を限定するものではない。                
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】関連技術の核制御棒駆動装置を示す。
【図２】微動制御棒駆動モーターとそのモーター制御キャビネットの概略図である。
【図３】例示的な実施形態のデジタル棒制御および情報システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
このため、特許文書であることを読み取るとき、構造の一般的な広い規則が適用されるべきです。本書で説明および示されているものはすべて、以下に添付されている特許請求の範囲に含まれる主題の例です。ここに開示されている特定の構造的および機能的な詳細は、例を作成および使用する方法を説明するためのものです。本明細書に具体的に開示されていないいくつかの異なる実施形態および方法は、特許請求の範囲に含まれ得る。そのようなものとして、特許請求の範囲は、多くの代替形態で具現化されてもよく、本明細書に記載された例のみに限定されると解釈されるべきではない。 
【００１３】
また、用語は第一、第二、等の様々な要素を説明するために使用することができるが、これらの要素はこれらの用語によって、任意の順序に限定されるべきではない、ということが理解されるであろう。これらの用語は、ある要素と別の要素を区別するためにのみ使用されます。「2番目」以上の序数がある場合、必ずしも多くの要素が存在する必要があり、必ずしも違いやその他の関係はありません。例えば、例示的な実施形態または方法の範囲から逸脱することなく、第１の要素を第２の要素と呼ぶことができ、同様に、第２の要素を第１の要素と呼ぶことができる。本明細書で使用される場合、「および／または」という用語は、関連するリストされたアイテムの１つまたは複数のすべての組み合わせを含む。「など」の使用は「et cetera」と定義され、前述のアイテムの同じグループに属する他のすべての要素を「および/または」組み合わせで含めることを示します。                
【００１４】
要素が別の要素に「接続」、「結合」、「嵌合」、「取り付け」、「固定」などと呼ばれる場合、他の要素に直接接続できることを理解されたい。要素、または介在要素が存在する場合があります。対照的に、ある要素が別の要素に「直接接続」、「直接結合」などと呼ばれる場合、介在する要素は存在しません。要素間の関係を説明するために使用される他の単語は、同様の方法で解釈する必要があります（たとえば、「間」対「直接」、「隣接」対「直接隣接」など）。同様に、「通信接続」などの用語には、無線で接続されているかどうかにかかわらず、中間デバイス、ネットワークなどを含む2つの電子デバイス間の情報交換およびルーティングのすべてのバリエーションが含まれます。                
【００１５】
本明細書で使用する場合、単数形「a」、「an」および「the」言語が明示的に示さない限り、単数及び複数形の両方を含むことが意図されています。本明細書で使用される場合、用語「含む」、「含む」、「含む」、および/または「含む」は、述べられた特徴、特性、ステップ、操作、要素、および/または構成要素の存在を指定することがさらに理解されよう、ただし、それ自体が、1つ以上の他の機能、特性、ステップ、操作、要素、コンポーネント、および/またはグループの存在または追加を排除するものではありません。                
【００１６】
以下で説明する構造および動作は、図に記載および／または記載された順序以外で発生する場合がある。たとえば、関連する機能/動作に応じて、連続して示される2つの操作および/または図は、実際には同時に実行される場合と、逆の順序で実行される場合があります。同様に、以下に説明する例示的な方法内の個々の操作は、以下に説明する単一の操作とは別にループまたは他の一連の操作を提供するために、繰り返し、個別にまたは順次実行され得る。以下に説明する特徴および機能を有する任意の実施形態または方法は、任意の実行可能な組み合わせで、例示的な実施形態の範囲内にあると推定されるべきである。 
【００１７】
発明者らは、既存のロッキングコレットピストンおよび磁気ジャッキタイプの制御ロッドが、6インチ以上の増分で移動することができる精度を欠いていることを認識した。典型的なESBRS及び他の大型の自然循環依存型反応器は、反応性制御のためにより高い精度を必要とする。ABWRなどの関連するFMCRDは、より高い精度を有しながら、同期及びサーボなどのアナログセンサを使用して動作し、これは、制御のためにアナログデジタル変換器を必要とする。アナログセンサの使用は、精度の低下をもたらす。さらに、FMCRDに対する制御は、核用途において非常に高い信頼性を有する必要があり、単一チャネルアナログ制御は、冗長性の欠如のための許容できない故障リスクを表す。以下に記載される例示的な実施形態は、例示的な実施形態によって可能にされる固有の解決策を本発明者らによって認識されるこれらおよび他の問題に対処する。
【００１８】
本発明は、制御棒駆動制御および情報システムである。本発明とは対照的に、以下に説明する少数の例示的な実施形態および例示的な方法は、本発明と一緒におよび/またはそれに関連して使用され得る様々な異なる構成の一部を例示するに過ぎない。
【００１９】
例示的な実施形態の制御棒駆動装置（CRD）制御および情報システムは、いくつかの異なるタイプのCRDSで使用可能である。例示的な実施形態は、FMCRDSを含む高精度CRDSで更に使用可能である。さらに、Morganらによる2016年7月23日に出願された同一出願第6,236 ,1628号および同第6 ,236,1604号（Morganらによる2016年7月13日出願）は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。これらの組み込まれたアプリケーションは、例示的な実施形態で使用可能な高精度CRDSを説明する；例えば、例示的な実施形態の制御システムは、組み込まれた用途において開示される制御棒駆動装置とインターフェースされ、制御することができる。
【００２０】
図2はFM CRD 10 の概要を示し、モータ19とFMCRDの出力が、例示的な実施形態システム100とのインタフェースとなる。図２に示されるように、モータ１９は、モータインターフェース２６を介してモータ制御キャビネット２１から電力および動作信号を受け取ることができる。
【００２１】
例えば、モーターインターフェース26は、三相パルス幅変調d 電気信号などの電力、および/または運転中の原子炉環境などの困難な環境におけるモーター19への速度制御などの情報を供給する耐放射線性電力ケーブルであってもよい。ファインモータ制御装置２０は、メインプラント電気バス、ローカルバッテリ、非常用発電機、または他の任意の電源を含むプラント電源２５からそのような電力を受け取ることができる。                
【００２２】
モータ制御部 20は、非常に微細な間隔と非常に大きな電力ジャンプの両方のため、モータインターフェース26に電力を供給するように構成されている。このようにして、モータ19は、3ミリメートル垂直挿入または引き出しのような非常に正確な間隔でFMCRD 10に取り付けられた制御ブレードを動かして、シャットダウンのための迅速で大きな挿入ストロークを移動させることができる。例えば、モータ19は、自己制動可能で長期静的トルクを提供することができるFMCRD 10内のボールねじの1回転の1 / 4まで制御可能なサーボモータであってもよい。完全な回転は、12ミリメートルの垂直制御要素の移動に相当し得るので、数ミリメートルのオーダーでの位置決めが可能である。したがって、モータインターフェース26を通る正確な量の電力の供給は、所望の正確なモータ作動および制御要素の位置決めを達成することができる。
【００２３】
FMCRD 10内の制御要素の正確な位置を報告するために、ボールナット12および/または他の結合構造の正確な垂直位置を決定することができるような正確なデジタル変換器などの複数の位置検出器18a及び18bを含んでいてもよい一thirty-を6分の1 ミリ。位置検出器１８ａおよび１８ｂは、冗長であるか、または制御要素の位置決めの検証として関連構造の位置を測定し得る。
【００２４】
例えば、位置検出器１８ａおよび１８ｂとしての２つのデジタル変換器は、モータ１９の出力を制御し、モータ１９の位置を制御し、したがって要素の位置を制御するモータ１９のシャフトに直接結合され得る。位置検出器18aおよび18bはデジタル出力を与えることができるため、情報位置信号インターフェース27aおよび27bは、光ファイバーインターフェース、同軸ケーブル、無線信号など、モーターインターフェース26とは別個または組み合わされたものを含む、デジタル信号を搬送できる任意の接続であり得る。                
【００２５】
微動モータ制御装置２０は、位置信号インターフェース２７ａおよび２７ｂを介して検出器１８ａおよび１８ｂの関連する１つからデジタル位置情報を受信するようにそれぞれ構成された２つのチャネルインターフェース２８ａおよび２８ｂを含む。チャネルインターフェイス28aおよび28bは、個々の位置信号と制御入力を個別に処理して、冗長システムの整合性を維持し、両方の信号に影響を与えたり混合したりすることなく、異なる信号を互いに検証できるようにします。
【００２６】
細かい運動モータ制御キャビネット2 1 ハウジングのモータ制御装置20と各種インタフェースとコミュニケーション接続は、キャビネット20のすべてのコンポーネントがないアナログ・デジタル変換器とデジタルとすることができるので、キャビネット20は比較的小さくてもよいFMCRD 10から、ローカルまたはリモートであってもよいです稼働中の原子炉環境に対して強化されています。                
【００２７】
図３は、例示的な実施形態のデジタル棒制御および情報システム（ＲＣ＆ＩＳ）１００の概略図である。図３に示すように、例示的な実施形態のＲＣ＆ＩＳ１００は、リモートリンク３７ａおよび３７ｂを介してＦＭＣＲＤ１０および微動モータコントローラ２０（図２）とインターフェースする。RC＆IS 100は、収容室の外側でFMCRD 10およびそのモーター制御キャビネット21（図2）から離れて、オペレーターまたは制御室の近くに配置できます。
【００２８】
この場合、リモートリンク37aおよび37bは任意の種類のデジタルデータ接続です。より信頼性の高い光ファイバーケーブルまたはワイヤレス接続を含む。リモートリンク3 7a及び37bは一緒に、このような個々の制御要素の冗長位置決意するための位置検出器18a及び18bとによって生成されたデジタル位置データとしてFMCRDからデュアルチャネル位置データを、通信します。
【００２９】
RC＆IS 100は、RC＆I S メイン制御ロジック111にネットワークされ、制御要素の動作と位置決めのためのオペレータと他のプラントシステムからの入力200を受け取るように構成された遠隔通信キャビネット機器110を含む。RC＆IS 100は完全にデジタルであり、マイクロプロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ、デジタル通信を使用して、信頼性を高め、スペースを節約します。キャビネット機器１１０はすべて、制御棒駆動装置から離れたまたはローカルの目立たない小さなキャビネットに保管することができる。
【００３０】
例えば、アナログ-デジタル変換器を欠くキャビネット機器110は、比較的小さなスペースに収まり、核心の4分の1の制御要素操作を処理する場合がある。さらに、全デジタルRC＆IS 100は、稼働中の原子力運転環境で見られるノイズや振動の影響を受けにくいため、原子力プラント内のどこにでも設置でき、自己テストおよびアラート機能を実行して、アナログ装置よりも低い故障率で所望の動作を維持できる。 
【００３１】
例示的な実施形態のRC & IS 100は、単一位置検出器が使用不能になった場合、または例示的な実施形態では1つのチャネルから信号が失われた場合など、単一チャネル故障の場合の動作を維持するために、FMCRDを扱い、制御するように構成される。図３に示すように、ＲＣ＆ＩＳ１００は、キャビネット装置１１０に２つの独立したチャネル１２０および１３０を含み、それぞれがリモートリンク３７ａおよび３７ｂなどの個々の位置データソースと通信する。単一セットのリモートリンク37aおよび37bとの通信について示されているが、複数のFMCRDおよび関連するモーター制御についても、コアクアドラント全体の制御ドライブを含むキャビネット機器110に入力および制御され得ることが理解される。 
【００３２】
各チャンネル120および130は、独立して別個のデジタル位置と操作信号を処理します。ただし、チャネル120と130も、相互に検証して潜在的に交換するために接続されています。チャネル１２０および１３０のすべての要素間のバス通信１１５は、内部コンピュータバス、マザーボード接続、有線接続、または無線接続を含む典型的なデジタル通信ラインであり得る。
【００３３】
各チャネル120および130は、多重化および冗長スイッチ121 、122 、124 、131 、132 、および134を含む。スイッチ122 、124 、132 、および134は、位置データを受信し、RC & IS 100に関連する制御棒駆動ごとにモータ指令信号ならびに他のデータを発行することができる。バス通信115によって示されるように、チャネル120に関連するスイッチ121および122は、他のチャネル130のスイッチ131および132への接続を含み得る。したがって、スイッチがいずれのチャネルにも故障した場合、または他のチャネル構成要素が動作不能になる場合、動作チャネルおよびスイッチ内のスイッチは、すべての制御情報を依然として受信し、送信し、そうでなければ扱うことができる。
【００３４】
各チャネル120および130は、それぞれコントローラ123およびコントローラ133を含む。コントローラ123及び133は、制御棒駆動動作データを受信し、バッファし、発行し、解釈してもよい。例えば、コントローラ123および133は、RC & IS制御チャネルコントローラ165および155からロッド移動コマンドを受信し得、そのようなコマンドは、リモートリンク37 Aおよび37 Bを介して解釈され、1つまたは複数のモータコントローラ20（図2）に送られ得る。次いで、モータコントローラ20（図2）は、モータインターフェース21（図2）を介してモータ19に動力伝達を提供して、検出器18 Aおよび18 B（図2）から所望の駆動、制動、および位置を達成し、オペレータ読出のために解釈される。
【００３５】
図3に示すように、コントローラ 123及び133もまた、RC&IS制御ロジックコントローラ155と165からのロッド動作のコマンドの比較を行うことができ、それにより
矛盾したロッド移動コマンドによって、ロッドの動きをもたらさないことを確実にしている。
【００３６】
スイッチ１２４および１３４は、各ＲＣ＆ＩＳ論理チャネルコントローラ１６５および１５５と、各リモートキャビネットコントローラ１２３および１３３との間に冗長データリンクを提供し得る。スイッチ122 、132 、121 、および131は、各コントローラ123および133と複数のモータコントローラ20（図2）との間に冗長データリンクを提供することができる。
【００３７】
図３に示されるように、チャネル１２０および１３０の各コントローラ１２３および１３３は、ＲＣ＆ＩＳメイン制御ロジック１１１のオペレータコントローラと動作データを送受信するための入出力スイッチ１２４および１３４とインターフェースする。システムおよびオペレータ制御の場合、制御ロジック111は通常、制御室または他のプラントオペレータステーション内またはその近くに配置されます。
【００３８】
入力/出力スイッチ124および134は、主論理インターフェース140を介した両方のチャネルからの制御コマンドおよび情報を主制御論理111に多重化する。例えば、主制御ロジックは、2つ以上のメインRC & ISチャネルコントローラ165及び155を含み、各々が2つのスイッチ161 、162 、151及び152を有する。
【００３９】
メイン論理インターフェース１４０を多重化して、デジタル情報および制御データをチャネル１２０および１３０の両方から各スイッチ１５１、１５２、１６１、および１６２に提供することができる。このように、メインＲＣ＆ＩＳチャネルコントローラ１５５および１５５。 165は、各制御棒駆動装置に関連する両方のチャネルにそれぞれアクセスできる冗長スイッチを備えていてもよい。                
【００４０】
メインRC & ISチャネルコントローラ155および165は、プラント定常状態情報またはトリップ警報などの他のプラントシステムからの入力200だけでなく、制御要素位置決めコマンドを含む、オペレータフィードバックおよび入力を受信し、実施する。各メインコントローラ155および165は、冗長制御およびコマンドデータを受信し、独立チャネル120および130に冗長コマンドを発行することができるので、他のコントローラおよび/またはチャネル機器または位置報告機器の故障にかかわらず、制御ドライブのすべての態様を報告および動作させることができる。
【００４１】
メインRC&ISチャネルコントローラ155及び165は、自身が内部バスまたは他のプラントコミュニケーション接続を介して接続されて通信することができるので、同様に、コントローラ155及び165は、位置および動作データを受信ならびにそれら自体の間でオペレータ入力を検証することができます。コントローラ１５５および１６５は、チャネル１２０および１３０のいずれかから受信された情報と、それらの両方によって受信された入力２００またはオペレータ制御との間の不一致を検出するように構成され得る。不一致が検出されると、オペレーターに通知されたり、チャネルがアウトオブサービスとして識別されたりします。
【００４２】
例えば、オペレータまたはプラント制御システムは、単一の制御ブレードに対して3 mmなどの非常に細かい制御要素の再配置を入力し、モータコントローラ20へのロッド移動コマンドおよびモータインターフェース26（図2）を介してモータコントローラ20からモータ19に送信される適切な電力および信号を入力し得る。位置検出器18 Aおよび18 B（図2）は、モータコントローラ20によって処理され、遠隔コントローラ123および133に送信され得るデジタルの正確なロッド再配置情報を報告し得、それは、ロッド再配置情報を解釈し、メインコントローラ165および155に送信し得る。
【００４３】
メインコントローラ１６５および１５５は、両方のチャネル、したがって検出器からのこの位置データを検証し、入力コマンドを反映することを保証することができる。チャネルコントローラ155および165自体がデジタルであるため、このような分析および不良チャネルデータの通知または無視は、コントローラ155および165のマイクロプロセッサでの単純なプログラミングまたはハードウェア構成として実装できます。
【００４４】
RC & ISコントローラ論理155および165の各チャネルは、各々が同じRC & IS論理計算を実行する3つの冗長マイクロプロセッサR 、S 、およびTなどの1つまたは複数のマイクロプロセッサを含み得、互いに非同期的に論理計算である。各RC & IS制御論理チャネル内の冗長マイクロプロセッサ165および155は、単一のマイクロプロセッサ故障の存在下でのロッド制御論理機能の検出可能性および連続性を保証することができる。
【００４５】
本実施形態に係るRC＆IS100は、エンドツーエンドのデジタルで、デジタル入力および出力から直接受信したデータ及びコマンドを処理します。このようなデジタル化により、フットプリントの縮小、分析とアクションの高速化、ノイズ、振動、熱、および放射線損傷の影響を受けにくくなり、モーターの制御と監視が細かくなり、制御棒駆動操作の冗長性と検証のためのマルチチャネルデータの処理が容易になります。さらに、内部接続115または潜在的に遠隔に位置するキャビネット110とメインロジック111との間の接続140 などによる様々なコンポーネント間の接続は、マザーボード上の内部バス、光ファイバーケーブルなどを含むシステム間の信頼できる通信接続であり得る。                
【００４６】
例示的な実施形態および方法について説明したが、例示的な実施形態を変更することができることは、置換日常的な実験を通して、依然として以下の請求項の範囲内にしつつ、当業者によって理解されるであろう。例えば、例示的な実施形態システム１００に接続された１つのＦＭＣＲＤ１０のみが概略的に示されているが、複数の異なるＦＭＣＲＤ、ならびに様々な異なる原子炉サイズおよび構成のための他のタイプの制御棒駆動装置の使用は、例示的な実施形態および方法と単に互換性がある。例示的な実施形態の適切な寸法決定を通じて- および特許請求の範囲内に入る。そのような改変は特許請求の範囲からの逸脱と見なされるべきではない。
【図１】
2020510205.tif 000003
【図２】
2020510205.tif 000004
【図３】
2020510205.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】令和1年11月17日(2019.11.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子力発電所の制御棒駆動装置を操作するためのデジタルシステムにおいて 、 
制御棒駆動装置における第1制御棒駆動装置位置センサからデジタル位置情報を受信するように構成された第１チャネル制御部と、
制御棒駆動装置における第2制御棒駆動装置位置センサからデジタル位置情報を受信するように構成された第２チャネル制御部を備え、
前記第１チャネル制御部及び前記第2チャネル制御部は、前記第１および第２制御棒駆動位置から受信したデジタル位置情報に基づいて、制御棒の位置を通知するように構成され、デジタルアナログ変換器を含まない、原子力発電所の制御棒駆動装置を操作するためのデジタルシステム。
【請求項２】
前記第1チャネル制御部は、第1チャネルと、第1メインRC＆IS チャネル制御部を含み、
前記第２チャネル制御部は、第２チャネルと、第２メインRC＆IS チャネル制御部を含む、請求項1に記載のシステム。             
【請求項３】
第1および第2のチャネルが、前記第1および前記第2のメインRC＆ISチャネル制御部のすべてにデジタル接続されるように、前記第1および前記第2のメインRC＆ISチャネル制御部に第1および第2のチャネルを多重化する、リモート接続部をさらに備える、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記リモート接続部は、光ファイバケーブルである請求項3に記載のシステム。             
【請求項５】
前記第１および前記第２のメインＲＣ＆ＩＳチャネル制御部はそれぞれ２つのスイッチを含み、
前記第１および前記第２のチャネルはそれぞれ、前記第１および前記第２のメインRC＆ISチャネル制御部の２つのスイッチのすべてにリモート接続により接続される入力出力スイッチを含む、請求項３に記載のシステム。 
【請求項６】
前記第1チャネル制御部及び前記第2のチャネル制御部は、さらに、前記制御棒駆動装置に動作信号を送信するように構成される請求項1に記載のシステム。             
【請求項７】
前記制御棒駆動装置は、垂直方向に3 ミリメートルずつ移動するサーボモータを有する改良型制御棒駆動装置をさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記第1制御棒駆動装置位置センサと前記第2の制御棒駆動装置位置センサは、モータと対になっており、モータの回転位置を測定するデジタルトランスデューサである請求項７に記載のシステム。          
【請求項９】
前記制御棒駆動装置と前記第1および前記第2のチャネルコントローラの間をつなぐファインモーションモータコントローラを備える請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
前記第1チャネル制御部及び前記第2のチャネル制御部は、制御棒駆動装置に動作信号を送信するようにさらに構成され、前記ファインモーションモータコントローラは、送信された操作信号に基づいてモータに電力を送達し、
前記第１および前記第２のチャネル制御部は、複数の前記制御棒装置に結合された複数の前記第１の制御棒装置位置センサおよび前記第２の制御棒装置位置センサからデジタル位置情報を受信するようにさらに構成される、請求項９に記載のシステム。
【国際調査報告】
2020510205.tif 000006
2020510205.tif 000007