JP2006208037A - 制御棒位置検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機械的に精度良く調整を行わなくても校正ができ、その校正に要する時間が短縮される制御棒位置検出装置を提供する。
【解決手段】制御棒位置検出装置１は、制御棒位置検出器７の交流出力信号を制御棒の位置を示すアナログ信号に変換する位置信号変換部８、制御棒が２つの基準の位置に位置合わせされているときのデジタル値を基準値として送信する保守ツール９が備えられ、位置信号変換部８は、制御棒の位置を示すステップ番号に対応するデジタル値が記憶されている補正テーブル２４、基準値に基づいて補正テーブルを校正するテーブル校正部２６、交流出力信号を直流信号に変換する全波整流回路２０、直流信号の電圧をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器２１、補正テーブルをデジタル値により検索することにより対応するステップ番号を求める信号補正部２２、ステップ番号を制御棒の位置を示すアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器２３を有する。
【選択図】図１

Description

この発明は、加圧水型原子炉の制御棒の位置を検出して中央制御盤の指示計に表示する制御棒位置検出装置に関する。

従来、加圧水型原子炉において燃料棒集合体内に出入りされることにより原子炉内の核反応を制御する制御棒の位置は、制御棒位置検出器により検出されている。制御棒の先端に磁性体棒が連結されており、制御棒位置検出器は、移動する磁性体棒の移動路に沿って入力巻線と検出巻線を配し、磁性体棒が上昇もしくは下降すると両巻線間の磁気結合度が変化し検出巻線の誘起電圧が増加もしくは減少すること利用して磁性体棒の位置を間接的に検出する。また、磁性体棒の透磁率が変動したとき、その検出精度に与える影響を大幅に低減するために、検出巻線に中間タップが設けられ、磁性体棒の移動に従ってタップ切り替えを行っている（例えば、特許文献１参照）。

実開昭５７−８６４０６号公報 マイクロフィルム

しかし、従来の制御棒位置検出器は、アナログ信号として処理するオペアンプを主体として構成されるアナログ電子回路が備えられている。そして、点検時に制御棒を実際に全挿入の位置と全引抜の位置との間を移動させて、制御棒位置検出器からの出力信号を校正するとき、制御棒位置検出器の電子回路が搭載されているカードに計測器を接続し、カードに搭載されている可変抵抗器の抵抗を可変して、オペアンプの零点およびゲインを調整する必要があるので、精度良く校正を行うためには時間が掛かってしまうという問題がある。
また、検出巻線に中間タップが設けられているので、校正時に調整が必要な可変抵抗器の数が増えるため、校正に要する時間がより長くなってしまうという問題がある。
また、制御棒位置検出器が異常になったとき、アナログ電子回路の状態を詳細に調査するために、カードに延長基板を接続し、多数の計測器をアナログ電子回路に接続するので、異常の要因の分析に要する時間が長くなってしまうという問題がある。
また、カードから出力されている出力電圧を確認するとき、計測器を準備し、テストポイントにテストプローブを当てなければならないので、誤りなくテストポイントにテストプローブを当てるために十分に注意をしなければならず、また、計測器の準備に手間が掛かるという問題がある。
また、制御棒位置検出器は指示計が設置されている中央制御室とは離れた場所にあるので、制御棒位置検出器の出力電圧を現地で計測し、指示計に表示されている制御棒の位置と出力電圧とを対比するために、その都度試験員と連絡を取りながら試験を進めなければならず、手間が掛かってしまうという問題がある。
また、検出巻線からの誘起電圧の変化は、制御棒の位置の変化に対して直線関係がないので、オペアンプで誘起電圧を直線的に変換するだけでは、制御棒の位置に因っては実際の位置と指示計に表示されている制御棒の位置との間にずれができてしまうという問題がある。

この発明の目的は、機械的に精度良く調整を行わなくても校正ができ、その校正に要する時間が短縮される制御棒位置検出装置を提供することである。

この発明に係わる制御棒位置検出装置は、制御棒位置検出器の検出巻線の両端の端子間から出力されている交流出力信号を中央制御盤の指示計に表示される制御棒の位置を示すアナログ信号に変換する位置信号変換部が備えられている制御棒位置検出装置において、上記制御棒が２つの基準の位置に位置合わせされているときのデジタル値を基準値として上記位置信号変換部に送信する保守ツールが備えられ、上記位置信号変換部は、制御棒の位置を示すステップ番号に対応する上記デジタル値が記憶されている補正テーブルと、上記基準値に基づいて上記補正テーブルの上記ステップ番号に対応する上記デジタル値を校正するテーブル校正部と、上記交流出力信号を直流信号に変換する全波整流回路と、上記直流信号の電圧を上記デジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器と、上記補正テーブルを上記デジタル値により検索することにより対応する上記ステップ番号を求める信号補正部と、上記ステップ番号を上記制御棒の位置を示すアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、を有する。

この発明に係わる制御棒位置検出装置の効果は、制御棒の位置と制御棒の位置を示すアナログ信号との関係を校正するとき、ゼロ調整点として０ステップ基準値、スパン調整点として２３０ステップ基準値を保守ツールから設定し、それに基づいて制御棒の位置と制御棒の位置を示すアナログ信号との関係を直線で近似して、制御棒位置検出器の出力を補正する補正テーブルを校正するので、従来のような可変抵抗器を機械的に調整することが不要になり、校正に要する時間が短縮することができる。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係わる制御棒位置検出装置のブロック図である。図２は、実施の形態１に係わる補正テーブルのデータ構造を示す図である。図３は、実施の形態１に係わる位置／電圧テーブルのデータ構造を示す図である。図４は、実施の形態１に係わる保守ツールの機能ブロック図である。図５は、保守ツールの表示モニタの画面である。

制御棒位置検出装置１は、図１に示すように、図示しない制御棒の端部に連結された磁性体棒２、磁性体棒２の移動路３に沿って入力巻線４と検出巻線５とが配され、入力巻線４に交流電源６から定電圧の交流が入力される制御棒位置検出器７、制御棒位置検出器７から出力される検出巻線５に誘起される誘起電圧を制御棒位置信号に変換する位置信号変換部８、制御棒位置検出装置１を校正するための校正データを位置信号変換部８に送る保守ツール９が備えられている。
そして、この制御棒位置検出装置１から制御棒の位置に係わる電圧が出力されて、中央制御盤指示計１２に制御棒の位置が表示される。さらに、図示しない原子炉の運転に関するパラメータを収集するプラント計算機１３にも、この制御棒の位置に係わる電圧が入力される。

制御棒は、全引抜の状態と全挿入の状態の間を２３０ステップで移動され、制御棒の実際の位置は、図示しない制御棒制御装置により正確に位置制御される。制御棒制御装置は、入力された制御棒位置電圧に基づき、制御棒の位置を０ステップと２３０ステップの間で制御する。

位置信号変換部８は、検出巻線５で誘起された交流を直流に整流する全波整流回路２０、全波整流回路２０の出力である直流の電圧をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器２１、Ａ／Ｄ変換器２１の出力であるデジタル値を補正テーブル２４に基づいて制御棒の位置に係わるステップ番号に変換する信号補正部２２、制御棒位置に対応するステップ番号を位置／電圧テーブル２５に基づき出力電圧に変換して出力するＤ／Ａ変換器２３、デジタル値と制御棒の位置に係わるステップ番号との関係が格納されている補正テーブル２４、制御棒の位置に係わるステップ番号と出力電圧との関係が格納されている位置／電圧テーブル２５、補正テーブル２４と位置／電圧テーブル２５とを校正するテーブル校正部２６、保守ツール９との間で情報の授受を行うインターフェース２７からなる。そして、位置信号変換部８は、カードに実装されている。また、Ａ／Ｄ変換器２１、信号補正部２２、Ｄ／Ａ変換器２３、補正テーブル２４、位置／電圧テーブル２５、テーブル校正部２６は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インターフェース回路を有するコンピュータから構成されている。

インターフェース２７は、Ａ／Ｄ変換器２１からデジタル値、Ｄ／Ａ変換器２３から出力電圧を受信して、保守ツール９に送信する。また、保守ツール９から送られてくるデータをテーブル校正部２６に送信する。

補正テーブル２４は、図２に示すように、電圧Ｖ_Ｉｉ（ｉ＝０〜２３０）とステップ番号０〜２３０とが対で一覧表として格納されている。そして、信号補正部２２は、Ａ／Ｄ変換器２１の出力であるデジタル値に最も近い補正テーブル２４上の電圧を検索し、その電圧に対応するステップ番号を読み出す。
位置／電圧テーブル２５は、図３に示すように、ステップ番号０〜２３０と電圧Ｖ_Ｏｉ（ｉ＝０〜２３０）とが対で一覧表として格納されている。そして、Ｄ／Ａ変換器２３は、信号補正部２２の出力であるステップ番号に対応する電圧Ｖ_Ｏｉを出力する。

テーブル校正部２６は、保守ツール９から入力される基準値に基づき、補正テーブル２４を校正する。基準値として、０ステップ基準値ａ_０と２３０ステップ基準値ａ_２３０とが入力される。
０ステップ基準値ａ_０は、制御棒が制御棒制御装置により０ステップに位置合わせされたときにＡ／Ｄ変換器２１から出力されるデジタル値である。
２３０ステップ基準値ａ_２３０は、制御棒が制御棒制御装置により２３０ステップに位置合わせされたときにＡ／Ｄ変換器２１から出力されるデジタル信号である。
そして、テーブル校正部２６は、１ステップから２２９ステップの基準値ａ_ｉ（ｉ＝１〜２２９）を式（１）により求める。

ａ_ｉ＝（ａ_２３０−ａ_０）×ｉ／２３０ （１）

そして、補正テーブル２４の該当するステップ番号の電圧の欄に求めた基準値ａ_ｉを代入する。

また、テーブル校正部２６は、保守ツール９から入力される設定出力電圧に基づき、位置／電圧テーブル２５を校正する。設定出力電圧として、０ステップ設定出力電圧Ｖ_Ｓ０と２３０ステップ設定出力電圧Ｖ_Ｓ２３０とが入力される。
そして、テーブル校正部２６は、１ステップから２２９ステップの設定出力電圧Ｖ_Ｓｉ（ｉ＝１〜２２９）を式（２）により求める。

Ｖ_Ｓｉ＝（Ｖ_Ｓ２３０−Ｖ_Ｓ０）×ｉ／２３０ （２）

そして、位置／電圧テーブル２５の該当するステップ番号の電圧の欄に求めた設定出力電圧Ｖ_Ｓｉを代入する。

次に、保守ツール９について図４、図５を参照して説明する。
保守ツール９は、図４に示すように、Ａ／Ｄ変換器２１のデジタル値とＤ／Ａ変換器２３の出力電圧を読み込む電圧読込部３０、読み込まれたデジタル値をステップ番号と対比してテーブル校正部２６に送る基準値送信部３１、保守に必要な情報が表示される表示モニタ３２、表示モニタ３２を制御する表示制御部３３、表示モニタ３２に表示されている表示を選択して保守ツール９を制御するマウス３４、設定値を入力するキーボード３５が備えられている。

電圧読込部３０は、制御棒が制御棒制御装置により０ステップに位置合わされているとき、図５に示すように、読み込んだデータを表示するカラムをマウス３４を用いて選択し、それから表示モニタ３２の読込カラムにカーソルを合わせて右クリックすることにより、Ａ／Ｄ変換器２１およびＤ／Ａ変換器２３から出力されるデジタル値と出力電圧を読み込み、デジタル値を０ステップ基準値ａ_０として記憶するとともに、表示モニタ３２の該当するカラムに表示する。
また、電圧読込部３０は、制御棒が制御棒制御装置により２３０ステップに位置合わされているとき、読み込んだデータを表示するカラムをマウス３４を用いて選択し、それから表示モニタ３２の読込カラムにカーソルを合わせて右クリックすることにより、Ａ／Ｄ変換器２１およびＤ／Ａ変換器２３から出力されるデジタル値と出力電圧を読み込み、デジタル値を２３０ステップ基準値ａ_２３０として記憶するとともに、表示モニタ３２の該当するカラムに表示する。

保守ツール９の表示モニタ３２には、制御棒位置設定カラムにそれぞれ０と２３０とが表示されているとき、設定出力電圧の初期値として０と３．４５とが表示されている。
そして、設定出力電圧を初期値から変更するときは、カーソルを該当するカラムに合わせてキーボード３５から所望の数字を入力する。

保守員が表示モニタ３２の該当するカラムに所望の値が表示されていることを確認し、マウス３４で表示モニタ３２の書込カラムにカーソルを合わせて右クリックするとき、基準値送信部３１は、０ステップ基準値ａ_０、２３０ステップ基準値ａ_２３０、０ステップ設定出力電圧Ｖ_Ｓ０、２３０ステップ設定出力電圧Ｖ_Ｓ２３０をテーブル校正部２６に送信する。
表示モニタ３２には、図５に示すように、データ表、読込カラム、書込カラムが表示されている。データ表には、入力電圧、出力電圧、設定出力電圧、制御棒位置設定が表示される。
そして、表示制御部３３は、マウス３４およびキーボード３５の操作により入力される信号に伴って、該当するカラムに入力された信号を表示するとともにカラムに表示されているデータを一旦記憶している。

次に、制御棒位置検出装置１における校正の手順について説明する。
原子炉が停止されているので、制御棒を全引抜の位置と全挿入の位置との間で移動することができる。そして、制御棒の位置は、機械的に精度良く位置合わせされている。ここでの校正は、制御棒位置検出器から中央制御盤指示計の入力までの間で起こる経年変化などにより制御棒の位置に対する出力電圧の関係が変化するので、この関係を校正することである。
保守員は、制御棒を制御棒制御装置を用いて０ステップの位置に合わせる。
次に、保守員は、保守ツール９の表示モニタ３２の０ステップに係わる列を選んで、読込カラムをマウスでダブルクリックする。そうすると、保守ツール９は、デジタル値と出力電圧とを読込み、デジタル値を０ステップ基準値ａ_０として記憶するとともに該当する列の行にデジタル値と出力電圧とを表示する。なお、この実施の形態１では、設定出力電圧は初期値０のままとしている。
次に、保守員は、制御棒を制御棒制御装置を用いて２３０ステップの位置に合わせる。
次に、保守員は、保守ツール９の表示モニタ３２の２３０ステップに係わる列を選んで、読込カラムをマウスでダブルクリックする。そうすると、保守ツール９は、デジタル値と出力電圧とを読込み、デジタル値を２３０ステップ基準値ａ_２３０として記憶するとともに該当する列の行にデジタル値と出力電圧とを表示する。なお、この実施の形態１では、設定出力電圧は初期値３．４５をそのまま採用している。
次に、保守員が保守ツール９の表示モニタ３２の書込カラムをマウスでダブルクリックすると、基準値送信部３１は、０ステップ基準値ａ_０、２３０ステップ基準値ａ_２３０、０ステップ設定出力電圧Ｖ_Ｓ０、２３０ステップ設定出力電圧Ｖ_Ｓ２３０をテーブル校正部２６に送信する。
次に、テーブル校正部２６は、０ステップ基準値ａ_０と２３０ステップ基準値ａ_２３０とを用いて１ステップから２９９ステップの基準値ａ_ｉを式（１）に従って求め、補正テーブル２４を校正する。
また、テーブル校正部２６は、０ステップ設定出力電圧Ｖ_Ｓ０と２３０ステップ設定出力電圧Ｖ_Ｓ２３０とを用いて１ステップから２９９ステップの設定出力電圧Ｖ_Ｓｉを式（２）に従って求め、位置／電圧テーブル２５を校正する。

このような制御棒位置検出装置は、制御棒の位置と出力電圧との関係を校正するとき、ゼロ調整点として０ステップ基準値ａ_０、スパン調整点として２３０ステップ基準値ａ_２３０を保守ツール９から設定し、それに基づいて制御棒の位置と出力電圧との関係を直線で近似して、制御棒位置検出器の出力を補正する補正テーブルを校正するので、従来のような可変抵抗器を機械的に調整することが不要になり、校正に要する時間が短縮することができる。
また、位置信号変換部８に保守ツール９からのケーブルを接続するだけで良いので、設置スペースも保守ツールのみのスペースがあれば校正作業を行うことができる。
また、保守ツール９が位置信号変換部８から読込カラムを選択するだけでデジタル値と出力電圧とを読み込めるので、校正に掛かる時間を短縮することができる。

なお、１ステップから２２９ステップの基準値を２つの基準値、すなわち０ステップ基準値ａ_０と２３０ステップ基準値ａ_２３０とを用いて直線近似して求めた例について説明したが、曲線近似して求めてもよい。

実施の形態２．
図６は、この発明の実施の形態２に係わる制御棒位置検出装置のブロック図である。図７は、実施の形態２に係わる全コイル補正テーブルのデータ構造を示す図である。図８は、実施の形態２に係わる中間タップ補正テーブルのデータ構造を示す図である。図９は、実施の形態２に係わる保守ツールの表示モニタの画面である。
実施の形態２に係わる制御棒位置検出装置１Ｂは、検出巻線５Ｂに中間タップが設けられ、位置信号変換部８Ｂに全コイルの交流出力信号としての全コイル信号と中間タップの交流出力信号としての中間タップ信号との２つの信号が入力されていることが実施の形態１に係わる制御棒位置検出装置１と異なっている。また、２つの信号が入力されることに関連して、位置信号変換部８Ｂは、全コイル全波整流回路２０と中間タップ全波整流回路２０Ｂ、全コイルＡ／Ｄ変換器２１と中間タップＡ／Ｄ変換器２１Ｂが１対備えられていることが、実施の形態１に係わる位置信号変換部８と異なっている。また、保守ツール９Ｂは、３つの制御棒の基準の位置に係わる基準値と設定出力電圧をテーブル校正部２６Ｂに設定することが、実施の形態１に係わる保守ツール９と異なっている。また、補正テーブルは２つ備えられている。

実施の形態２に係わる制御棒位置検出器７Ｂは、制御棒の位置が１５０ステップに該当する検出巻線５Ｂのところに中間タップが設けられ、中間タップから２３０ステップの間に磁性体棒２が挿入されているときに中間タップ信号として、中間タップ全波整流回路２０Ｂに入力され、整流されて直流に変換され、その直流の電圧が中間タップＡ／Ｄ変換器２１Ｂで中間タップデジタル値に変換されて、信号補正部２２Ｂに入力される。同時に、制御棒の位置が０ステップから２３０ステップの間に磁性体棒３が挿入されているときに全コイル信号として、全コイル全波整流回路２０に入力され、整流されて直流に変換され、その直流の電圧が全コイルＡ／Ｄ変換器２１で全コイルデジタル値に変換されて、信号補正部２２Ｂに入力される。

補正テーブル２４Ｂは、図７に示す全コイル補正テーブルと図８に示す中間タップ補正テーブルから構成されている。全コイル補正テーブルは、図７に示すように、電圧Ｖ_ＩＦｉ（ｉ＝０〜１５０）と全コイルステップ番号０〜１５０とが対で一覧表として格納されている。このうち、電圧Ｖ_{ＩＦ１５０}以上の欄が設けられ、全コイルステップ番号１５０が対応されている。
また、中間タップ補正テーブルは、図８に示すように、電圧Ｖ_ＩＭｉ（ｉ＝０〜８０）と中間タップステップ番号０〜８０とが対で一覧表として格納されている。このうち、電圧Ｖ_ＩＭ０以下の欄が設けられ、中間タップステップ番号０が対応されている。

そして、信号補正部２２Ｂは、全コイルＡ／Ｄ変換器２１の出力である全コイルデジタル値に最も近い電圧Ｖ_ＩＦｉを全コイル補正テーブルから検索し、その電圧Ｖ_ＩＦｉに対応する全コイルステップ番号を求める。
さらに、信号補正部２２Ｂは、中間タップＡ／Ｄ変換器２１Ｂの出力である中間タップデジタル値に最も近い電圧Ｖ_ＩＭｉを中間タップ補正テーブルから検索し、その電圧に対応する中間タップステップ番号を求める。
そして、信号補正部２２Ｂは、全コイルステップ番号と中間タップステップ番号とを加算してステップ番号を求めてＤ／Ａ変換器２３に入力する。

テーブル校正部２６Ｂは、保守ツール９Ｂから入力される基準値に基づき、補正テーブル２４Ｂを校正する。基準値として、第１の基準値としての全０ステップ基準値ａ_Ｆ０、第２の基準値としての全１５０ステップ基準値ａ_Ｆ１５０、第３の基準値としての中間０ステップ基準値ａ_Ｍ０、第４の基準値としての中間８０ステップ基準値ａ_Ｍ８０が入力される。
全０ステップ基準値ａ_Ｆ０は、制御棒が制御棒制御装置により第１の基準の位置としての０ステップに位置合わせされたときに全コイルＡ／Ｄ変換器２１から出力される全コイルデジタル値である。
全１５０ステップ基準値ａ_Ｆ１５０は、制御棒が制御棒制御装置により第２の基準の位置としての１５０ステップに位置合わせされたときに全コイルＡ／Ｄ変換器２１から出力される全コイルデジタル値である。
中間０ステップ基準値ａ_Ｍ０は、制御棒が制御棒制御装置により第２の基準の位置としての１５０ステップに位置合わせされたときに中間タップＡ／Ｄ変換器２１Ｂから出力される中間タップデジタル値である。
中間８０ステップ基準値ａ_Ｍ８０は、制御棒が制御棒制御装置により第３の基準の位置としての２３０ステップに位置合わせされたときに中間タップＡ／Ｄ変換器２１Ｂから出力される中間タップデジタル値である。

そして、テーブル校正部２６Ｂは、１ステップから１４９ステップの全コイル基準値ｂ_ｉ（ｉ＝１〜１４９）を式（３）により求める。

ｂ_ｉ＝（ａ_Ｆ１５０−ａ_Ｆ０）×ｉ／１５０ （３）

そして、全コイル補正テーブルの該当する全コイルステップ番号の電圧の欄に求めた全コイル基準値ｂ_ｉを代入する。

また、テーブル校正部２６Ｂは、１ステップから７９ステップの中間タップ基準値ｃ_ｉ（ｉ＝１〜７９）を式（４）により求める。

ｃ_ｉ＝（ａ_Ｍ８０−ａ_Ｍ０）×ｉ／８０ （４）

そして、中間タップ補正テーブルの該当する中間タップステップ番号の電圧の欄に求めた中間タップ基準値ｃ_ｉを代入する。

次に、保守ツール９Ｂについて説明する。構成は実施の形態１に係わる保守ツール９と同様であるので、操作の異なる部分についてだけ説明し、同様な部分の説明は省略する。

電圧読込部３０は、制御棒が制御棒制御装置により０ステップに位置合わされているとき、図９に示すように、読み込んだデータを表示する２列目のカラムをマウス３４を用いて選択し、それから表示モニタ３２の読込カラムにカーソルを合わせて右クリックすることにより、全コイルＡ／Ｄ変換器２１、中間タップＡ／Ｄ変換器２１ＢおよびＤ／Ａ変換器２３から出力される全コイルデジタル値、中間タップデジタル値および出力電圧を読み込み、全コイルデジタル値を全０ステップ基準値ａ_Ｆ０として記憶するとともに、表示モニタ３２の該当するカラムに表示する。
さらに、電圧読込部３０は、制御棒が制御棒制御装置により１５０ステップに位置合わされているとき、図９に示すように、読み込んだデータを表示する３列目のカラムをマウス３４を用いて選択し、それから表示モニタ３２の読込カラムにカーソルを合わせて右クリックすることにより、全コイルＡ／Ｄ変換器２１、中間タップＡ／Ｄ変換器２１ＢおよびＤ／Ａ変換器２３から出力される全コイルデジタル値、中間タップデジタル値および出力電圧を読み込み、全コイルデジタル値を全１５０ステップ基準値ａ_Ｆ１５０、中間タップデジタル値を中間０ステップ基準値ａ_Ｍ０として記憶するとともに、表示モニタ３２の該当するカラムに表示する。
さらに、電圧読込部３０は、制御棒が制御棒制御装置により２３０ステップに位置合わされているとき、図９に示すように、読み込んだデータを表示する４列目のカラムをマウス３４を用いて選択し、それから表示モニタ３２の読込カラムにカーソルを合わせて右クリックすることにより、全コイルＡ／Ｄ変換器２１、中間タップＡ／Ｄ変換器２１ＢおよびＤ／Ａ変換器２３から出力される全コイルデジタル値、中間タップデジタル値および出力電圧を読み込み、中間タップデジタル値を中間８０ステップ基準値ａ_Ｍ８０として記憶するとともに、表示モニタ３２の該当するカラムに表示する。

保守ツール９Ｂの表示モニタ３２には、制御棒位置設定カラムにそれぞれ０、１５０および２３０が表示されているとき、設定出力電圧の初期値として０、２．２５および３．４５が表示されている。
そして、設定出力電圧を初期値から変更するときは、カーソルを該当するカラムに合わせてキーボード３５から所望の数字を入力する。

保守員が表示モニタ３２の該当するカラムに所望の値が表示されていることを確認し、マウス３４で表示モニタ３２の書込カラムにカーソルを合わせて右クリックするとき、基準値送信部３１は、全０ステップ基準値ａ_Ｆ０、全１５０ステップ基準値ａ_Ｆ１５０、中間０ステップ基準値ａ_Ｍ０、中間８０ステップ基準値ａ_Ｍ８０をテーブル校正部２６に送信する。
表示モニタ３２には、図９に示すように、データ表、読込カラム、書込カラムが表示されている。データ表には、全コイルデジタル値、中間タップデジタル値、出力電圧、設定出力電圧、制御棒位置設定が表示される。

このような制御棒位置検出装置は、より正確に補正ができるように中間タップが設けられていても、基準値の収集に２点から３点に増えるだけで済むので、簡便に補正テーブルの校正が行える。
また、保守ツール９Ｂが位置信号変換部８Ｂから読込カラムを選択するだけでデジタル値と出力電圧とを読み込めるので、校正に掛かる時間を短縮することができる。

実施の形態３．
図１０は、この発明の実施の形態３に係わる制御棒位置検出装置のブロック図である。
実施の形態３に係わる制御棒位置検出装置１Ｃは、Ａ／Ｄ変換器２１の入力としての直流電圧とＤ／Ａ変換器２３の入力としてのステップ番号とがインターフェース２７を経由して保守ツール９Ｃに送信されることが実施の形態１に係わる制御棒位置検出装置１と異なっており、その他は同様であるので、同様な部分は同じ符号を付記して説明を省略する。
そして、保守ツール９Ｃの表示モニタ３２には、図１１に示すように、Ａ／Ｄ変換とＤ／Ａ変換の状態が表示される。

このような制御棒位置検出装置１Ｃは、位置信号の変換に係わる一連のデータが保守ツール９Ｃに表示されるので、位置異常になったとき、保守員はそれを確認してどの部位の信号が異常になっているかを把握することができ、原因特定に要する時間を短縮することができる。

なお、実施の形態３において制御棒位置検出器７から１つの交流出力信号が出力されているが、実施の形態２に係わる制御棒位置検出器７Ｂのように２つの交流出力信号が出力されている場合でも同様に位置信号の変換に係わる一連のデータを読み込み、保守ツール９Ｃの表示モニタ３２に表示することができる。この場合、全コイル直流電圧、中間タップ直流電圧およびステップ番号がインターフェース２７を経由して保守ツール９Ｃに送信される。

実施の形態４．
図１２は、実施の形態４に係わる制御棒位置検出装置のブロック図である。図１３は、実施の形態４に係わるカード前面パネルの平面図である。
実施の形態４に係わる制御棒位置検出装置１Ｄは、実施の形態２に係わる制御棒位置検出装置１Ｂの保守ツール９Ｂの替わりにカード前面パネル１０が備えられており、その他は同様であるので、同様な部分の説明は省略する。

カード前面パネル１０は、位置信号変換部８Ｄが実装されている図示しないカードの前面に外部から操作できるように設けられている。そして、カード前面パネル１０には、図１３に示すように、位置信号変換部８Ｄからの信号を表示する表示器４１、表示器４１に表示する信号を選択する表示選択スイッチ４２、制御棒の位置に係わるステップ番号を設定するステップ番号調整スイッチ４３、ステップ番号を増減するステップ番号カウンタ４４、位置信号変換部８からの信号を一旦保管する信号レジスタ４５、表示器４１に表示されているデジタル値を信号レジスタ４５に保管する保管スイッチ４６、ステップ番号カウンタ４４のステップ番号と信号レジスタ４５に保管されているデジタル値とをテーブル校正部２６Ｂに送信する設定スイッチ４７が備えられている。

次に、カード前面パネル１０を操作して補正テーブル２４Ｂを校正する手順について説明する。
保守員は、制御棒が制御棒制御装置により０ステップに位置合わされているとき、表示選択スイッチ４２を全コイル電圧に合わせて全コイルデジタル値を表示し、保管スイッチ４６を入れて表示器４１に表示される全コイルデジタル値を全０ステップ基準値ａ_Ｆ０として信号レジスタ４５に記憶する。次に、表示選択スイッチ４２をステップ番号に合わせ、ステップ番号調整スイッチ４３を用いてステップ番号を０に設定する。次に、設定スイッチ４７を入れて、全０ステップ基準値ａ_Ｆ０とステップ番号０とをテーブル校正部２６Ｂに送る。

次に、制御棒が制御棒制御装置により１５０ステップに位置合わされているとき、表示選択スイッチ４２を全コイル電圧に合わせて全コイルデジタル値を表示し、保管スイッチ４６を入れて表示器４１に表示される全コイルデジタル値を全１５０ステップ基準値ａ_Ｆ１５０として信号レジスタ４５に記憶する。次に、表示選択スイッチ４２を中間タップ電圧に合わせて中間タップデジタル値を表示し、保管スイッチ４６を入れて表示器４１に表示される中間タップデジタル値を中間０ステップ基準値ａ_Ｍ０として信号レジスタ４５に記憶する。次に、表示選択スイッチ４２をステップ番号に合わせ、ステップ番号調整スイッチ４３を用いてステップ番号を１５０に設定する。次に、設定スイッチ４７を入れて、全１５０ステップ基準値ａ_Ｆ１５０、中間０ステップ基準値ａ_Ｍ０およびステップ番号１５０をテーブル校正部２６Ｂに送る。

次に、制御棒が制御棒制御装置により２３０ステップに位置合わされているとき、表示選択スイッチ４２を中間タップ電圧に合わせて中間タップデジタル値を表示し、保管スイッチ４６を入れて表示器４１に表示される中間タップデジタル値を全８０ステップ基準値ａ_Ｍ８０として信号レジスタ４５に記憶する。次に、表示選択スイッチ４２をステップ番号に合わせ、ステップ番号調整スイッチ４３を用いてステップ番号を２３０に設定する。次に、設定スイッチ４７を入れて、中間８０ステップ基準値ａ_Ｍ８０とステップ番号２３０をテーブル校正部２６Ｂに送る。
このようにして送られてきた基準値を用いてテーブル校正部２６Ｂは、実施の形態２と同様に補正テーブル２４Ｂを校正する。

このような制御棒位置検出装置１Ｄは、現場に校正操作を行うことのできるカード前面パネル１０が備えられているので、保守ツールを携行しなくてもよい。
また、カード前面パネル１０に位置信号変換部８Ｂの状態を示す電圧などが表示されているので、別に計測器を携行しなくてもよくなる。

なお、実施の形態４においては２つの交流出力信号が処理されているが、実施の形態１のように１つの交流出力信号を処理する場合でも同様にカード前面パネル１０から校正操作を行うことができるので、保守ツールを携行しなくてもよい。

実施の形態５．
図１４は、この発明の実施の形態５に係わるカード前面パネルの正面図である。
実施の形態５に係わる制御棒位置検出装置は、実施の形態４に係わる制御棒位置検出装置１Ｄのカード前面パネル１０が異なっており、その他は同様であるので、同様な部分の説明は省略する。
実施の形態５に係わるカード前面パネル１０Ｂは、図１４に示すように、表示選択スイッチ４２Ｂに信号補正部２２Ｂから出力されているステップ番号が入力されており、表示選択スイッチ４２Ｂで制御棒位置を選択すると表示器４１にステップ番号が表示される。

このような制御棒位置検出装置は、通常、制御棒制御装置に隣接しており、また、カード前面パネルで制御棒の位置を確認することができるので、制御棒制御装置から離れている中央制御盤指示計の確認のために出向かずにすむ。

実施の形態６．
図１５は、この発明の実施の形態６に係わる位置信号変換部のブロック図である。
実施の形態６に係わる制御棒位置検出装置は、実施の形態２に係わる制御棒位置検出装置１Ｂと位置信号変換部８Ｄと異なっており、その他は同様であるので同様な部分の説明は省略する。
そして、実施の形態６に係わる位置信号変換部８Ｅは、実施の形態２に係わる位置信号変換部８Ｂに信号補正部２２Ｂの後段にＤ／Ａ変換器２３の出力電圧をフィードバックすることを追加したことが異なっており、その他は同様であるので、同様な部分の説明は省略する。
位置信号変換部８Ｅは、図１５に示すように、Ｄ／Ａ変換器２３の出力電圧をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器５１、信号補正部２２Ｂの出力からＡ／Ｄ変換器５１の出力を減算してその差分を出力する減算器５２、その差分を比例積分制御するＰＩ制御部５３、信号補正部２２Ｂの出力とＰＩ制御部５３の出力を加算する加算器５４が備えられている。

Ｄ／Ａ変換器２３は、その出力にデジタル信号をアナログ信号に変換するときの変換誤差や温度ドリフトが含まれているが、この出力をフィードバックして信号補正部２２Ｂの出力との差分が小さくなるように制御されるので、中央制御盤指示計１２に精度よく制御棒の位置が表示される。

実施の形態７．
図１６は、この発明の実施の形態７に係わる制御棒位置検出装置のブロック図である。
実施の形態７に係わる制御棒位置検出装置１Ｅは、実施の形態４に係わる制御棒位置検出装置１Ｄに炉底位置検出部６１と出力回路６２とを追加したことが異なっており、その他は同様であるので、同様な部分の説明は省略する。
炉底位置検出部６１は、予め定められた炉底位置を意味するステップ番号より信号補正部２２Ｂから出力されているステップ番号が小さいとき、炉底警報を発信し、出力回路６２を経由して、中央制御盤表示灯６３が点灯される。

また、炉底位置を意味するステップ番号は、図１７に示すように、カード前面パネル１０Ｂから炉底位置検出部６１に入力することができる。表示選択スイッチ４２をステップ番号に合わせ、ステップ番号調整スイッチ４３により所望のステップ番号を設定し、設定スイッチ４７Ｂを炉底側に倒すと、ステップ番号カウンタ４４の数字が炉底位置検出部６１に送信される。

このような制御棒位置検出装置１Ｅは、制御棒炉底位置検出機能を合わせて有しているので、従来、２種のカードが必要であったが、１種のカードで実現することができ、物量の低減ができる。

実施の形態８．
図１８は、この発明の実施の形態８に係わる制御棒位置検出装置のブロック図である。
実施の形態８に係わる制御棒位置検出装置１Ｆは、実施の形態４に係わる制御棒位置検出装置１Ｄと位置信号変換部８Ｇが異なっており、その他は同様であるので、同様な部分の説明は省略する。
そして、実施の形態８に係わる位置信号変換部８Ｇは、実施の形態４に係わる位置信号変換部８Ｄに通信ポート６６を追加したことが異なっており、その他は同様であるので、同様な部分の説明は省略する。
通信ポート６６は、全コイルＡ／Ｄ変換器２１、中間タップＡ／Ｄ変換器２１Ｂからのデジタル値、Ｄ／Ａ変換器２３からの出力電圧、テーブル校正部２６Ｂに必要な基準値を通信回線６８を介してデジタル制御装置６７との間で情報の交換を行う。

このような制御棒位置検出装置１Ｆは、通信機能が備えられ、故障情報をデジタル制御装置６７に伝送可能なので、故障箇所の特定が遠隔地から行うことができる。
また、関連装置がデジタルの機器に更新されたとき、新たなインターフェース装置を増設する必要がないので、改造規模が小さくすることができる。

この発明の実施の形態１に係わる制御棒位置検出装置のブロック図である。 実施の形態１に係わる補正テーブルのデータ構造を示す図である。 実施の形態１に係わる位置／電圧テーブルのデータ構造を示す図である。 実施の形態１に係わる保守ツールの機能ブロック図である。 実施の形態１に係わる保守ツールの表示モニタの画面である。 この発明の実施の形態２に係わる制御棒位置検出装置のブロック図である。 実施の形態２に係わる全コイル補正テーブルのデータ構造を示す図である。 実施の形態２に係わる中間タップ補正テーブルのデータ構造を示す図である。 実施の形態２に係わる保守ツールの表示モニタの画面である。 この発明の実施の形態３に係わる制御棒位置検出装置のブロック図である。 実施の形態３に係わる保守ツールの表示モニタの画面である。 この発明の実施の形態４に係わる制御棒位置検出装置のブロック図である。 実施の形態４に係わるカード前面パネルの平面図である。 この発明の実施の形態５に係わるカード前面パネルの正面図である。 この発明の実施の形態６に係わる位置信号変換部のブロック図である。 この発明の実施の形態７に係わる制御棒位置検出装置のブロック図である。 実施の形態７に係わるカード前面パネルの平面図である。 この発明の実施の形態８に係わる制御棒位置検出装置のブロック図である。

符号の説明

１、１Ｂ〜１Ｆ 制御棒位置検出装置、２ 磁性体棒、３ 移動路、４ 入力巻線、５、５Ｂ 検出巻線、６ 交流電源、７、７Ｂ 制御棒位置検出器、８、８Ｂ〜８Ｇ 位置信号変換部、９、９Ｂ、９Ｃ 保守ツール、１０、１０Ｂ カード前面パネル、１２ 中央制御盤指示計、１３ プラント計算機、２０、２０Ｂ 全波整流回路、２１、２１Ｂ、５１ Ａ／Ｄ変換器、２２、２２Ｂ 信号補正部、２３ Ｄ／Ａ変換器、２４、２４Ｂ 補正テーブル、２５ 位置／電圧テーブル、２６、２６Ｂ テーブル校正部、２７ インターフェース、３０ 電圧読込部、３１ 基準値送信部、３２ 表示モニタ、３３ 表示制御部、３４ マウス、３５ キーボード、４１ 表示器、４２、４２Ｂ 表示選択スイッチ、４３ ステップ番号調整スイッチ、４４ ステップ番号カウンタ、４５ 信号レジスタ、４６ 保管スイッチ、４７、４７Ｂ 設定スイッチ、５２ 減算器、５３ ＰＩ制御部、５４ 加算器、６１ 炉底位置検出部、６２ 出力回路、６３ 中央制御盤表示灯、６６ 通信ポート、６７ デジタル制御装置、６８ 通信回線。

Claims (9)

1. 制御棒位置検出器の検出巻線の両端の端子間から出力されている交流出力信号を中央制御盤の指示計に表示される制御棒の位置を示すアナログ信号に変換する位置信号変換部が備えられている制御棒位置検出装置において、
   上記制御棒が２つの基準の位置に位置合わせされているときのデジタル値を基準値として上記位置信号変換部に送信する保守ツールが備えられ、
   上記位置信号変換部は、
   制御棒の位置を示すステップ番号に対応する上記デジタル値が記憶されている補正テーブルと、
   上記基準値に基づいて上記補正テーブルの上記ステップ番号に対応する上記デジタル値を校正するテーブル校正部と、
   上記交流出力信号を直流信号に変換する全波整流回路と、
   上記直流信号の電圧を上記デジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器と、
   上記補正テーブルを上記デジタル値により検索することにより対応する上記ステップ番号を求める信号補正部と、
   上記求められたステップ番号を上記制御棒の位置を示すアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、
   を有することを特徴とする制御棒位置検出装置。
2. 制御棒位置検出器の検出巻線の両端の端子間から出力される全コイルの交流出力信号および上記検出巻線の中間に設けられた中間タップと上記一方端の端子との間から出力される中間タップの交流出力信号を処理して中央制御盤の指示計に表示される制御棒の位置を示すアナログ信号に変換する位置信号変換部が備えられている制御棒位置検出装置において、
   上記制御棒が第１と第２の基準の位置に位置合わせされているときの全コイルデジタル値を第１と第２の基準値とし、上記制御棒が第２と第３の基準の位置に位置合わせされているときの中間タップデジタル値を第３と第４の基準値として上記位置信号変換部に送信する保守ツールが備えられ、
   上記位置信号変換部は、
   上記全コイルの交流出力信号を全コイル直流信号に変換する全コイル全波整流回路と、
   上記中間タップの交流出力信号を中間タップ直流信号に変換する中間タップ全波整流回路と、
   上記全コイル直流信号の電圧を上記全コイルデジタル値に変換する全コイルＡ／Ｄ変換器と、
   上記中間タップ直流信号の電圧を上記中間タップデジタル値に変換する中間タップＡ／Ｄ変換器と、
   制御棒の位置に係わる全コイルステップ番号に対応する上記全コイルデジタル値が記憶されている全コイル補正テーブルと、
   制御棒の位置に係わる中間タップステップ番号に対応する上記中間タップデジタル値が記憶されている中間タップ補正テーブルと、
   上記第１と第２の基準値に基づいて上記全コイル補正テーブルの上記全コイルステップ番号に対応する上記全コイルデジタル値と上記第３と第４の基準値に基づいて上記中間タップ補正テーブルの上記中間タップステップ番号に対応する上記中間タップデジタル値とを校正するテーブル校正部と、
   上記全コイル補正テーブルを上記全コイルデジタル値により検索することにより求められる上記全コイルステップ番号と上記中間タップ補正テーブルを上記中間タップデジタル値により検索することにより求められる上記中間タップステップ番号とを加算してステップ番号を求める信号補正部と、
   上記ステップ番号を上記制御棒の位置を示すアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、
   を有することを特徴とする制御棒位置検出装置。
3. 上記保守ツールは、上記デジタル値または上記アナログ信号の少なくとも一方を読み込んで表示することを特徴とする請求項１に記載する制御棒位置検出装置。
4. 上記保守ツールは、上記全コイルデジタル値、上記中間タップデジタル値または上記アナログ値の少なくともいずれか１つを読み込んで表示することを特徴とする請求項２に記載する制御棒位置検出装置。
5. 上記位置信号変換部は、上記直流信号の電圧、上記デジタル値、上記ステップ番号または上記アナログ信号の少なくともいずれか１つが表示される表示器が備えられていることを特徴とする請求項１に記載する制御棒位置検出装置。
6. 上記位置信号変換部は、上記全コイル直流信号の電圧、上記中間タップ直流信号の電圧、上記全コイルデジタル値、上記中間タップデジタル値、上記全コイルステップ番号、上記中間タップステップ番号または上記アナログ信号の少なくともいずれか１つが表示される表示器が備えられていることを特徴とする請求項２に記載する制御棒位置検出装置。
7. 上記アナログ信号をフィードバック処理することを特徴とする請求項１または２に記載する制御棒位置検出装置。
8. 上記位置信号変換部は、上記信号補正部のステップ番号が予め定められた閾値より小さいとき、上記制御棒が全挿入されていると判断する炉底位置検出部を有することを特徴とする請求項１または２に記載する制御棒位置検出装置。
9. 上記位置信号変換部は、デジタル制御装置との間でデジタル通信を行う通信ポートが備えられていることを特徴とする請求項１または２に記載する制御棒位置検出装置。

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