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.
In der DE-OS 22 42 951 ist eine Vorrichtung sowie ein Verfah
ren zur Bestimmung der Position eines in einem Reaktordruck
behälter verschieblichen Steuerstabes einer Kernkraftanlage
beschrieben. Zu dieser Positionsbestimmung sind zwei parallel
zu einer Stabachse einander gegenüberliegend angeordnete Spu
len vorgesehen, bei denen eine erste Spule von einem Wechsel
strom niedriger Frequenz, insbesondere unter 20 Hz, durch
strömt wird. Hierdurch wird in der zweiten Spule eine induk
tive Spannung erzeugt, welche in einer Auswerteeinrichtung
gleichgerichtet wird und der Betätigung eines Endschalters
für die Bewegung des Steuerstabes dient. Die Zielsetzung der
DE-OS 22 42 951 liegt darin, die gängige Praxis der Bestim
mung der Position eines Steuerstabes, nämlich den absoluten
Wert der in der zweiten Spule erzeugten induktiven Spannung
als Maß für die Steuerstabstellung zu verwenden, zu verbes
sern. Es wird hierbei ausgenutzt, daß eine vorab bestimmte
eindeutige Relation zwischen der Verschiebung des Steuersta
bes und der Induktionsspannung besteht, wobei diese Relation
im wesentlichen linear und von einem Temperaturfehler überla
gert ist. Die Ausnutzung einer solchen Beziehung zwischen der
Induktivität einer Spule und der augenblicklichen Stellung
des Steuerstabes mit einer direkten Proportionalität zwischen
diesen beiden Größen, wird auch in der DE 31 05 256 A1 be
schrieben. Diese eindeutige Beziehung wird vor Durchführung
des Verfahrens zur Positionsbestimmung experimentell ermit
telt.
In der DE 36 19 730 A1 ist für einen gasgekühlten Hochtempe
ratur-Kugelhaufenreaktor ein Verfahren zur Ansteuerung der
einer Leistungsregelung dienenden Steuerstäbe beschrieben.
Über einen Steuerstabfahrrechner werden die jeweiligen An
triebe der Steuerstäbe angesteuert und hierdurch eine inkre
mentelle schrittweise Bewegung der Steuerstäbe veranlaßt. Vor
Abgabe der Steuerbefehle an die einzelnen Antriebe ist die
genaue Einfahrposition der Steuerstäbe zu ermitteln sowie de
ren jeweilige Einfahrtiefe. Wie dies geschehen soll, läßt die
DE 36 19 730 A1 völlig offen.
In dem Artikel "Integrated Circuit Control System for the Pe
wee Reactor" (von B. G. Strait, R. M. Lang in IEEE Transactions
on Nuclear Science, Vol. NS-Vb, H. 1, 1969) ist ein elektri
scher Zähler zur Zählung der Anzahl der elektrischen Pulse
beschrieben, mit denen ein Schrittmotor zur Verschiebung ei
nes Steuerstabes einer Kernkraftanlage angesteuert wird. Die
ser Zähler erlaubt eine vorzeichenrichtige Addition von
Signalen zur Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Steuersta
bes. Der Zähler gibt somit eine theoretische Steuerstabstel
lung an, die ausschließlich auf digitale Art und Weise aus
den Steuersignalen für den jeweiligen Schrittmotor eines
Steuerstabantriebes erfolgt. Weiterhin ist dem Artikel eine
zusätzliche Möglichkeit zur Bestimmung der Steuerstabstellung
entnehmbar, wobei der aktuelle Wert eines Potentiometers eine
Aussage über die aktuelle Position des Steuerstabes geben
soll.
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 angeordnet
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 die Änderung
des Meßsignals für jeden ausgeführten Verschiebungsschritt
erfaßt wird daraus die Anzahl und Richtung
der Verschiebungsschritte ermittelt werden und als Grundlage für die Bestimmung
der Position des Steuerstabes dienen.
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 Auswerte-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 Verschiebung
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.