DE19548509A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Position eines Steuerstabes einer Kernkraftanlage - Google Patents

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Position eines Steuerstabes einer Kernkraftanlage.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Bestimmung der Position eines entlang einer Hauptachse verschieblichen Steuerstabes einer Kernkraftanlage.

Bei einer Kernkraftanlage mit einem Reaktorkern, welcher zur Erzeugung thermischer Energie eine Mehrzahl von Brennelemen­ ten mit spaltbarem Material, wie Uran 235 oder Thorium 239 enthält, ist zur Regelung der thermischen Leistung des Reak­ torkerns eine Mehrzahl von Steuerstäben vorgesehen. Ein je­ weiliger Steuerstab enthält hierbei neutronenabsorbierendes Material, wie beispielsweise Cadmium, und ist zur Regelung oder vollständigen Unterbindung einer nuklearen Kettenreak­ tion zwischen einander benachbarte Brennelemente einfahrbar. Ein Brennelement ist hierbei entlang einer Hauptachse gerich­ tet, wobei der Steuerstab ebenfalls entlang der Hauptachse gerichtet und verschiebbar ist. Aus sicherheitstechnischen Gründen ist es wünschenswert, die Position jedes Steuerstabes möglichst genau, insbesondere mehrfach auf voneinander unab­ hängiger Art und Weise, zu bestimmen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Bestimmung der Position eines entlang einer Hauptachse verschieblichen Steuerstabes einer Kernkraftanlage anzugeben. Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine Vorrichtung zur Bestimmung der Position des Steuerstabes anzugeben.

Erfindungsgemäß wird die auf ein Verfahren gerichtete Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Erregersignal-Einrichtung und eine erste Meßsignal-Einrichtung entlang der Hauptachse so ange­ ordnet sind, daß durch den Steuerstab in der Meßsignal-Ein­ richtung ein erstes Meßsignal erzeugt wird, wobei der Steu­ erstab entlang der Hauptachse in diskreten Verschiebungs­ schritten jeweils mit einer vorgebbaren Schrittweite verscho­ ben wird und in einer Auswerte-Einrichtung die Position des Steuerstabes derart ermittelt wird, daß über eine Änderung des Meßsignals jeder ausgeführte Verschiebungsschritt nach Schrittweite und Richtung erfaßt wird und die Anzahl der er­ faßten Verschiebungsschritte als Grundlage für die Bestimmung der Position des Steuerstabes dient.

Bei einer Verschiebung des Steuerstabes um eine vorgegebene Schrittweite ΔH erfolgt eine Änderung des ersten Meßsignales der ersten Meßsignal-Einrichtung. Aus dieser Änderung des Meßsignals ist über entsprechende Signalfiltermethode, bei­ spielsweise durch Differenzierung, eindeutig ermittelbar, wann, in welche Richtung und mit welcher Schrittweite der Verschiebungsschritt des Steuerstabes tatsächlich ausgeführt wird. Die Erregersignal-Einrichtung und die erste Meßsignal- Einrichtung weisen hierzu vorzugsweise elektrische Komponen­ ten mit zumindest einer Induktivität oder einer Kapazität auf, so daß durch das Vorhandensein des Steuerstabes sowie durch eine Verschiebung des Steuerstabes eine Beeinflussung eines elektrischen oder magnetischen Feldes zwischen der Erregersignal-Einrichtung und der ersten Meßsignal-Einrich­ tung erfolgt. Hierdurch wird das Meßsignal der ersten Meß­ signal-Einrichtung durch den Steuerstab eindeutig beeinflußt. In der Auswerte-Einrichtung erfolgt vorzugsweise eine Aufsum­ mierung der mit dem ersten Meßsignal erfaßten Verschiebungs­ schritte, wodurch exakt die Verschiebung des Steuerstabes von einer vorgegebenen Ausgangsposition erfaßt und dadurch die aktuelle Position des Steuerstabes bestimmt ist. Das Verfah­ ren wird vorzugsweise für jeden Steuerstab einer Kernkraft­ anlage angewandt, so daß zu jeder Zeit während des Betriebes der Kernkraftanlage die Position sämtlicher Steuerstäbe be­ kannt ist. Bei einer Abschaltung, insbesondere Notabschal­ tung, der Kernkraftanlage ist somit für jeden Steuerstab individuell bestimmbar, wie seine Position bei der Abschal­ tung vorzugsweise zu verändern ist.

Vorzugsweise erfolgt eine Bestimmung der Position des Steuer­ stabes zusätzlich unmittelbar aus dem ersten Meßsignal S₁, wobei ausgenutzt wird, daß die jeweilige Position des Steuer­ stabes in Abhängigkeit der Erregersignal-Einrichtung ein ein­ deutiges Meßsignal in der Meßsignal-Einrichtung erzeugt. Der eindeutige Zusammenhang zwischen der Position des Steuersta­ bes und dem ersten Meßsignal ist anhand physikalischer Ge­ setzmäßigkeiten bekannt, insbesondere durch die Material­ eigenschaften des Steuerstabes, wie magnetische Suszeptibili­ tät, Dielektrizitätszahl, sowie der vorherrschenden Tempera­ tur gegeben. Die Position kann auch durch Vergleich mit ent­ sprechenden Referenz- oder Eichwerten in der Auswerte-Ein­ richtung ermittelt werden. Diese Bestimmung der Position un­ mittelbar aus dem aktuellen Wert des Meßsignals ist unabhän­ gig von der Anzahl, der Schrittweite und der Richtung der jeweils durchgeführten Verschiebungsschritte und bildet somit eine zusätzliche, diversitäre Methode zur Bestimmung der Position des Steuerstabes.

Eine weitere zusätzliche und diversitäre Bestimmung der Posi­ tion des Steuerstabes erfolgt über eine Aufsummierung der Verschiebungsschritte des Steuerstabes, welche von einer Steuereinrichtung durch einen jeweiligen Fahrbefehl an einen Antrieb des Steuerstabes abgegeben werden. Hierdurch wird die Position des Steuerstabes bestimmt, in welcher sich der Steu­ erstab befinden müßte, falls sämtliche Fahrbefehle durch den Antrieb des Steuerstabes richtig ausgeführt worden sind. Die­ se an sich fiktive Position des Steuerstabes wird in der Aus­ werte-Einrichtung bestimmt und vorzugsweise mit der unmittel­ bar über das Meßsignal bestimmten physikalischen Position und/oder der durch die tatsächlich erfaßten Verschiebungs­ schritte verglichen. Durch einen solchen Vergleich ist zudem eine Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Antriebes des Steuerstabes möglich.

Eine weitere diversitäre Bestimmung der Position des Steuer­ stabes erfolgt über eine zweite Meßsignal-Einrichtung, die entlang der Hauptachse angeordnet ist. Diese zweite Meß­ signal-Einrichtung kann in Wechselwirkung mit der Erreger- Signal-Einrichtung oder einer eigenen zweiten Erregersignal- Einrichtung stehen. Auf jeden Fall wird in der zweiten Meß­ signal-Einrichtung ein zweites Meßsignal erzeugt, welches bei einer Verschiebung des Steuerstabes eine charakteristische Änderung erfährt. Anhand dieser charakteristischen Änderung des zweiten Meßsignals sind Anzahl, Richtung und Schrittweite eines Verschiebungsschrittes des Steuerstabes erfaßbar. Durch Aufsummierung der erfaßten Verschiebungsschritte des Steuer­ stabes in der Auswerte-Einrichtung erfolgt unabhängig von der ersten Meßsignal-Einrichtung eine Ermittlung der gesamten Verschiebung des Steuerstabes aus einer vorgegebenen Aus­ gangsposition heraus. Die zweite Meßsignal-Einrichtung kann hierbei eine Einrichtung sein, die der Erfassung einer maxi­ mal zulässigen Position des Steuerstabes dient. Eine maximal zulässige Position des Steuerstabes ist beispielsweise die sogenannte obere Entstellung des Steuerstabes, die die geodä­ tisch höchste Position angibt, in die der Steuerstab aus den Brennelementen herausgezogen wird. Eine weitere maximal zu­ lässige Position des Steuerstabes ist die sogenannte untere Endstellung, die die geodätisch tiefste Position angibt, in die der Steuerstab bewegt wird.

Die Erreger-Einrichtung sowie die erste Meßsignal-Einrichtung und/oder die zweite Meßsignal-Einrichtung weisen jeweils vor­ zugsweise eine Induktivität auf, so daß eine galvanische Kopplung zwischen der Erreger-Einrichtung und der jeweiligen Meßsignal-Einrichtung vorhanden ist. Die Induktivität ist hierbei vorzugsweise eine Spule, die sich entlang der Haupt­ achse erstreckt. Erreger-Einrichtung und erste Meßsignal- Einrichtung bilden vorzugsweise einen Transformator, in den der Steuerstab einführbar ist. Der Steuerstab bildet somit einen Transformatorkern, durch den eine in der Meßsignal-Ein­ richtung induzierte Spannung in eindeutiger Weise veränderbar ist. Es versteht sich, daß an den Steuerstab, ein in Richtung der Hauptachse gerichtetes Element befestigt sein kann, wel­ ches als Transformator- bzw. Spulenkern dient. Ein solches Element kann beispielsweise eine an dem Steuerstab befestigte metallische Stange oder ein metallisches Rohr sein. Es ist ebenfalls möglich, daß die Erreger-Einrichtung und die Meß­ signal-Einrichtung über ein kapazitives Element gekoppelt sind. Hierbei kann durch eine Veränderung der Dielektrizi­ tätszahl innerhalb des kapazitiven Elementes eine Beeinflus­ sung des Meßsignals durch den Steuerstab erreicht werden. Als Meßsignal kann hierbei die Kapazität eines Kondensators die­ nen, welcher entlang der Hauptachse gestreckt ist und in den der Steuerstab bzw. ein entsprechendes an den Steuerstab ge­ koppeltes dielektrisches Element einfahrbar ist.

Die auf eine Vorrichtung zur Bestimmung der Position eines Steuerstabes einer Kernkraftanlage gerichtete Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gelöst, welche eine Erregersignal- Einrichtung und eine erste Meßsignal-Einrichtung aufweist, welche entlang der Hauptachse so anordenbar sind, daß durch die Position des Steuerstabes sowie bei einer Verschiebung des Steuerstabes entlang der Hauptachse ein erstes Meßsignal in der ersten Meßsignal-Einrichtung erzeugbar ist, und welche Vorrichtung zusätzlich eine Auswerte-Einrichtung aufweist, in der über eine Änderung des ersten Meßsignals eine Erfassung jeder Verschiebung des Steuerstabes nach Richtung und Schrittweite sowie daraus eine Bestimmung der aktuellen Posi­ tion des Steuerstabes erfolgt. Durch eine Erfassung der tat­ sächlich durchgeführten Verschiebungsschritte, insbesondere Verschiebungsschritte jeweils vorgegebener Schrittweite, ist eine genaue Bestimmung der Position des Steuerstabes gewähr­ leistet. Durch Aufsummieren der Verschiebungsschritte in der Auswerteeinheit wird die tatsächliche Verschiebung des Steu­ erstabes von einer vorgegebenen Ausgangsposition ermittelt. Die Schrittweiten können jeweils eine unterschiedliche Größe haben, vorzugsweise sind sie einander gleich.

In der Auswerteeinrichtung ist vorzugsweise ein Vergleich der tatsächlich erfaßten Verschiebungsschritte mit denen Ver­ schiebungsschritte durchführbar, welche von einer Steuerein­ richtung durch entsprechende Fahrbefehle an den Antrieb des Steuerstabes übertragen werden. Hierdurch ist eine Überprü­ fung möglich, ob sämtliche Fahrbefehle von dem Antrieb vor­ schriftsmäßig ausgeführt werden und der Antrieb einwandfrei funktioniert.

Weiterhin erfolgt vorzugsweise in der Auswerteeinrichtung eine Bestimmung der jeweils aktuellen tatsächlichen Position des Steuerstabes unmittelbar aus dem Wert des Meßsignals. Da dieser Wert eindeutig durch die Position des Steuerstabes ge­ geben ist, ist die Position im Rahmen der Meßgenauigkeit un­ mittelbar aus dem Meßsignal bekannt. Die Position des Steuer­ stabes kann hierbei durch Vergleich des Meßsignals mit bei identischen äußeren physikalischen Bedingungen gewonnenen Referenzwerten erfolgen.

Die Erreger-Einrichtung sowie die erste Meßsignal-Einrichtung weisen jeweils eine Induktivität, insbesondere eine entlang der Hauptachse gerichtete Spule, auf, die galvanisch mitein­ ander gekoppelt sind. Die galvanische Kopplung der Spulen wird wie bei einem Transformator durch das Ein- und Ausfahren eines Transformatorkerns, in diesem Fall des Steuerstabes, eindeutig beeinflußt. Die sich hierdurch ergebende Abhängig­ keit des Meßsignals von dem Steuerstab dient der Ermittlung der tatsächlich durchgeführten Verschiebungsschritte des Steuerstabes und dadurch seiner genauen Position.

Vorzugsweise weist die Vorrichtung eine zweite Meßsignal-Ein­ richtung auf, die ein zweites Meßsignal liefert, welches bei einer Verschiebung des Steuerstabes eine Änderung erfährt. Diese Änderung dient wiederum der Ermittlung der tatsächlich durchgeführten Verschiebungsschritte.

Die Vorrichtung ist vorzugsweise in einer Leichtwasser-Kern­ kraftanlage eingesetzt, insbesondere mit einem Siedewasser­ reaktor oder einem Druckwasserreaktor. Sie eignet sich auch im Rahmen der Nachrüstung für sämtliche Kernkraftanlagen, die zur Bestimmung der Position eines Steuerstabes entsprechende Meßspulen aufweist.

Anhand des in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiels werden das Verfahren sowie die Vorrichtung zur Bestimmung der Position eines Steuerstabes einer Kernkraftanlage näher be­ schrieben. Es zeigen in schematischer nicht maßstäblicher Darstellung

Fig. 1 und Fig. 2 jeweils einen Steuerstab einer Kernkraft­ anlage sowie eine Vorrichtung zur Bestim­ mung der Position des Steuerstabes.

In Fig. 1 ist schematisch ein sich entlang einer Hauptachse 2 erstreckender Steuerstab 1 einer Kernkraftanlage, insbesonde­ re einer Druckwasser-Kernkraftanlage dargestellt. Der Steuer­ stab 1 ist zur Verschiebung entlang der Hauptachse 2 mit ei­ nem Antrieb 7 verbunden. Entlang der Hauptachse 2 sind sich gegenüberliegend eine Erregersignal-Einrichtung 3 und eine erste Meßsignal-Einrichtung 4 schematisch dargestellt. Die Erregersignal-Einrichtung 4 weist eine sich entlang der Hauptachse 2 erstreckende Spule 15 auf, welche an eine Wech­ selspannungsquelle 12 angeschlossen ist. Die erste Meßsignal- Einrichtung 4 weist ebenfalls eine sich entlang der Haupt­ achse 2 erstreckende Spule 15 auf, welche an einen Gleich­ richter 11 angeschlossen ist. Der Gleichrichter 11 ist mit einer Auswerte-Einrichtung 5 verbunden, die eine Differen­ zier-Einheit 5a, eine Summier-Einheit 5b sowie eine Ausgabe- und Vergleichseinheit 5c aufweist. Es versteht sich, daß die Auswerte-Einrichtung 5 als gerätetechnische Einheit ausge­ führt sein kann und insbesondere einen Rechner mit einem oder mehreren Rechnerprogrammen aufweisen kann. Die Erregersignal- Einrichtung 3 und die erste Meßsignal-Einrichtung 4 bilden einen Transformator 9, in den der Steuerstab 1 ein- und aus­ fahrbar ist. Durch die Erregersignal-Einrichtung 3 wird in der ersten Meßsignal-Einrichtung 4 eine Spannung induziert. Bei einer konstanten Wechselspannung der Erregersignal-Ein­ richtung 3 ist die induzierte Spannung direkt durch den Steu­ erstab 1 beeinflußbar. Jede Verschiebung des Steuerstabes 1 verursacht eine Änderung der induzierten Spannung, die das erste Meßsignal S₁ darstellt. Diese Änderung der induzierten Spannung S₁ wird in der Differenzier-Einheit 5a in einen Spannungsimpuls vorgegebener Höhe und Breite umgesetzt. In der Summiereinheit 5b werden die Spannungsimpulse der Diffe­ renzier-Einheit 5a aufsummiert. In der Ausgabe und Ver­ gleichseinheit 5c wird aus den aufsummierten Signalen der Summiereinheit 5b die gesamte Verschiebung des Steuerstabes 1 bestimmt. Diese Verschiebung ergibt gerechnet von einer vor­ gegebenen Ausgangsposition die aktuelle Position des Steuer­ stabes 1. Jede weitere Verschiebung des Steuerstabes 1 führt zu einer erneuten Bestimmung der dann von dem Steuerstab 1 angenommenen Position. Da der Steuerstab 1 vorzugsweise um jeweils dieselbe vorgegebene Schrittweite ΔH verschoben wird, ist in der Auswerteeinrichtung 5 lediglich eine Erfassung der Verschiebungsschritte ohne gesonderte Bestimmung der Schritt­ weite erforderlich. Es ist durch eine entsprechende Auswer­ tung ebenfalls möglich, bei Verwendung unterschiedlicher vor­ gegebener Schrittweiten ΔH₁, ΔH₂ etc. bei einem Verschie­ bungsschritt die jeweils durchgeführte vorgegebene Schritt­ weite ΔH₁, ΔH₂ zu ermitteln.

In Fig. 2 ist schematisch eine Vorrichtung 10 zur Bestimmung der Position eines Steuerstabes 1 dargestellt, die die be­ reits in Fig. 1 beschriebenen Einrichtungen 3, 4, 5, 7 sowie weitere Einrichtungen 5d, 6 aufweist. Insoweit wird in der nachfolgenden Darlegung auf die bereits beschriebenen Ein­ richtungen 3, 4, 5, 7 nicht weiter detailliert eingegangen. Geodätisch ober- und unterhalb der Spule 15 der ersten Meß­ signal-Einrichtung 4 ist jeweils eine sich ebenfalls entlang der Hauptachse 2 erstreckende Spule 15 einer Endstellungsan­ zeige 13a, 13b angeordnet. Die untere Endstellungsanzeige 13b sowie die zugeordnete Spule 15 sind Teil einer zweiten Meß­ signal-Einrichtung 8 zur Erzeugung eines zweiten Meßsignals S₂, welches unabhängig von dem ersten Meßsignal S₁ der ersten Meßsignal-Einrichtung 5 die Bestimmung der Position des Steuerteils 1 ermöglicht. Durch den Steuerstab 1 wird das Meßsignal S₂ jeder der Endstellungsanzeigen 13a, 13b beein­ flußt. Jede Spule 15 ist über einen Gleichrichter 11 mit der jeweiligen zugeordneten Endstellungsanzeige 13a, 13b verbun­ den. Die obere Endstellungsanzeige 13a gibt an, wenn der Steuerstab 1 seine geodätisch höchste Position erreicht hat, d. h. wenn er vollständig aus einem nichtdargestellten Brenn­ element herausgezogen ist. Die untere Endstellungsanzeige 13b dient der Anzeige der geodätisch tiefsten Position des Steu­ erstabes 1, d. h. wenn dieser vollständig in ein nichtdarge­ stelltes Brennelement eingefahren ist. Die untere Endstel­ lungsanzeige 13b ist mit der Auswerteeinrichtung 5 verbunden, welche für das zweite Meßsignal S₂ der unteren Endstellungs­ anzeige 13b eine entsprechende Differenzier-Einheit 5a und ein Summiereinheit 5b aufweist. Das zweite Meßsignal S₂ wird analog zu dem ersten Meßsignal S₁ der ersten Meßsignal-Ein­ richtung 4 in der Auswerte-Einrichtung 5 verarbeitet, so daß über das zweite Meßsignal S₂ ebenfalls die physikalisch tat­ sächlich von dem Steuerstab 1 eingenommene Position erfaßt wird. Das erste Meßsignal S₁ wird zudem einer Positionermitt­ lungseinheit 5d zugeleitet. Hierin wird aus dem aktuellen Wert des ersten Meßsignales S₁ unter Berücksichtigung der Temperatur der Erregersignal-Einrichtung 3 die aktuelle Posi­ tion des Steuerstabes 1 ermittelt. Die Position des Steuer­ stabs 1 ist somit zumindest dreifach diversitär bestimmbar. Die Auswerte-Einrichtung 5 liefert somit eine sichere Aussage über die Position des Steuerstabes 1.

Der Antrieb 7 des Steuerstabes 1 ist mit einer Steuereinheit 6 verbunden, welche ihrerseits in das Regelsystem 14 der Kernkraftanlage eingebunden ist. Die Steuereinheit 6 ist mit der Auswerte-Einrichtung 5 verbunden. Die Steuereinheit 6 überträgt an den Antrieb 7 jeweils einen Fahrbefehl, welcher angibt, in welche Richtung und mit welcher Schrittweite ΔH der Steuerstab 1 zu verschieben ist. Ein durch den jeweiligen Fahrbefehl definierter Verschiebungsschritt wird ebenfalls der Auswerte-Einrichtung 5 zugeführt. Hierbei erfolgt in der Ausgabe- und Vergleichseinheit 5c eine Aufsummierung der Ver­ schiebungsschritte, durch welche die gesamte Verschiebung des Steuerstabes 1 bestimmt ist. Diese an sich fiktive Verschie­ bung stimmt mit der tatsächlichen Verschiebung dann überein, wenn von dem Antrieb 7 sämtliche Fahrbefehle vollständig und richtig ausgeführt werden. Mit der Auswerte-Einrichtung 5 ist somit auch eine Überprüfung der Funktionsfähigkeit des An­ triebes 7 gegeben. Die Steuereinheit 6 ist darüber hinaus mit der Differenzier-Einheit 5a, welcher das erste Meßsignal S₁ zugeführt wird, verbunden. Hierdurch ist unmittelbar über­ prüfbar, ob ein von der Steuereinheit 6 an den Antrieb 7 ab­ gegebener Fahrbefehl tatsächlich ausgeführt wird. Es läßt sich somit durch die Auswerte-Einrichtung 5 genau ermitteln und aufzeichnen, welche Fahrbefehle durch den Antrieb 7 rich­ tig ausgeführt werden. Die Steuereinheit 6 ist zudem mit der Positionsbestimmungs-Einheit 5d verbunden. Es versteht sich von selbst, daß die Auswerte-Einrichtung 5 mit dem Regel­ system 14 der Kernkraftanlage sowie weiteren Einrichtungen, wie Ausgabemedien (Drucker, Bildschirm) verbunden sein kann. Weiterhin versteht es sich von selbst, daß die Auswerte-Ein­ richtung 5 auf einem Rechnersystem als Rechnerprogramm in­ stalliert sein kann, als elektronische Bauteile sowie bei­ spielsweise aus sicherheitstechnischen Gründen in voneinander getrennten Einheiten vorliegen kann.

Die Erfindung zeichnet sich durch ein Verfahren zur Bestim­ mung der Position eines Steuerstabes einer Kernkraftanlage aus, in dem eine durch eine Verschiebung des Steuerstabes bewirkte Veränderung in einem Meßsignal zur Bestimmung der tatsächlich ausgeführten Verschiebungsschritte des Steuer­ stabes verwendet wird. Das Meßsignal wird vorzugsweise durch eine galvanische Kopplung zweier Spulen erzeugt, wobei diese Kopplung durch den Steuerstab in eindeutiger Weise beeinflußt wird. Durch Verwendung von zwei oder mehr Spulen zur Erzeu­ gung voneinander unabhängiger Meßsignale ist das Verfahren mehrfach redundant ausführbar. Das Verfahren ermöglicht zudem eine diversitäre Bestimmung der Position des Steuerstabes dadurch, daß unter Berücksichtigung der zugrundeliegenden physikalischen Gesetzmäßigkeiten eine eindeutige Beziehung zwischen dem Wert des Meßsignals und der Position des Steuer­ stabes hergestellt wird. Eine weitere diversitäre Bestimmung der Position des Steuerstabes erfolgt durch eine Aufsummie­ rung der Verschiebungsschritte, welche von einer Steuerein­ heit an einen Antrieb des Steuerstabes übertragen werden. Das Verfahren ist für Steuerstäbe von Druckwasserreaktoren und Siedewasserreaktoren sowohl im Rahmen von Neukonstruktionen als auch im Rahmen von Nachrüstungen einfach realisierbar.

Claims (12)

1. Verfahren zur Bestimmung der Position eines entlang einer Hauptachse (2) verschieblichen Steuerstabs (1) einer Kern­ kraftanlage, dadurch gekennzeichnet, daß eine Erregersignal-Einrichtung (3) und eine erste Meß­ signal-Einrichtung (4) entlang der Hauptachse (2) so angeord­ net sind, daß durch den Steuerstab (1) in der ersten Meß­ signal-Einrichtung (4) ein erstes Meßsignal (S₁) erzeugt wird, wobei der Steuerstab (1) entlang der Hauptachse (2) in diskreten Verschiebungsschritten jeweils mit einer vorgeb­ baren Schrittweite (ΔH) verschoben wird und in einer Aus­ werte-Einrichtung (5) die Position des Steuerstabes (1) derart ermittelt wird, daß für jeden ausgeführten Verschie­ bungsschritt eine Änderung des ersten Meßsignals (S₁) erfaßt wird und daraus die Anzahl und jeweilige Richtung der ausge­ führten Verfahrensschritte ermittelt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß unmittelbar aus dem ersten Meßsignal (S₁), insbesondere durch Vergleich mit Eich- oder Referenz­ werten, die Position des Steuerstabes (1) entlang der Haupt­ achse (2) zusätzlich bestimmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß von einer Steuereinrichtung (6) ein jeweiliger Fahrbefehl an einen Antrieb (7) des Steuer­ stabes (1) zur Ausführung eines Verschiebungsschrittes abge­ geben und in der Auswerte-Einrichtung (5) aus Anzahl, Rich­ tung und Schrittweite (ΔH) der abgegebenen Fahrbefehle die Position des Steuerstabes (1) zusätzlich bestimmt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß durch einen zeitlich korrelierten Ver­ gleich der Abgabe eines Fahrbefehls der Steuereinrichtung (6) und der Erfassung einer tatsächlich erfolgten Verschiebung des Steuerstabes (1) über eine entsprechende Änderung des ersten Meßsignals (S₁) die Ausführung des Fahrbefehls durch den Antrieb (7) überprüft wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß entlang der Hauptachse (2) eine zweite Meßsignal-Einrichtung (8) angeord­ net ist, in der durch den Steuerstab (1) ein zweites Meß­ signal (S₂) erzeugt wird, welches unabhängig von dem ersten Meßsignal (S₁) bei Verschiebung des Steuerstabes (1) eine Änderung erfährt, so daß aus diesem zweiten Meßsignal (S₂) Anzahl, Richtung und Schrittweite (ΔH) der Verschiebungs­ schritte des Steuerstabes (1) und daraus die Position des Steuerstabes (1) zusätzlich bestimmt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erreger­ signal-Einrichtung (3) und die Meßsignal-Einrichtung (4, 8) einen Transformator (9) bilden, so daß eine Induktionsspan­ nung als Meßsignal (S₁, S₂) erzeugt wird.

7, Vorrichtung (10) zur Bestimmung der Position eines entlang einer Hauptachse (2) verschieblichen Steuerstabes (1) einer Kernkraftanlage, mit einer Erregersignal-Einrichtung (3) und einer ersten Meßsignal-Einrichtung (4), die entlang der Hauptachse (2) so anordenbar sind, daß durch die Position des Steuerstabes (1) und bei einer Verschiebung des Steuerstabes (1) entlang der Hauptachse (2) ein erstes Meßsignal (S₁) in der ersten Meßsignal-Einrichtung (4) erzeugbar ist, und wei­ terhin mit einer Auswerte-Einrichtung (5) in der über eine Änderung des ersten Meßsignals (S₁) eine Erfassung jeder Ver­ schiebung des Steuerstabes (1) nach Schrittweite (ΔH) und Richtung sowie daraus eine Bestimmung der aktuellen Position des Steuerstabes (1) erfolgt.

8. Vorrichtung (10) nach Anspruch 7, mit einer Steuereinrich­ tung (6), durch die ein jeweiliger Fahrbefehl zur Durchfüh­ rung eines Verschiebungsschrittes des Steuerstabes (1) mit vorgebbarer Richtung und Schrittweite (ΔH) an einen Antrieb (7) des Steuerstabes (1) und mit zusätzlich an die Auswerte- Einrichtung (5) zur Ermittlung der Position des Steuerstabes (1) übertragbar ist.

9. Vorrichtung (10) nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in der Auswerte-Einrichtung (5) ein Vergleich zwischen den über die Steuereinrichtung (6) ab­ gegebenen und den durch das erste Meßsignal (S₁) erfaßten tatsächlichen Verschiebungsschritten erfolgt.

10. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Meßsignal-Einrichtung (4) und die Erregersignal-Einrichtung (3) einen Transformator (9) bilden.

11. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Meßsignal-Einrichtung (8) vorgesehen ist die so entlang der Hauptachse (2) anordenbar ist, daß in Abhängigkeit der Posi­ tion und der Verschiebung des Steuerstabes (1) über die Erre­ gersignal-Einrichtung (3) und/oder eine zweite Erregersignal- Einrichtung (3a) ein zweites Meßsignal (S₂) erzeugbar ist.

12. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, in einer Leichtwasser-Kernkraftanlage, insbesondere mit einem Siedewasserreaktor oder einem Druckwasserreaktor.