JP2010133894A - 制御棒操作監視装置 - Google Patents

Abstract

【課題】誘導電動機を有する制御棒駆動機構を動作制御する高信頼性の制御棒操作監視装置を提供する。
【解決手段】電磁ブレーキ１１付の誘導電動機９を用いた制御棒駆動機構１０は、制御棒操作監視装置１１０により制御される。制御棒操作監視装置１１０は、運転員の入力を受付け、操作指令Ｃ１を出力する制御棒操作監視盤２０と、制御棒駆動機構１０ごとに設けられ、操作指令Ｃ１と制御棒位置検出器１５の信号とにもとづき駆動目標位置を算出し、挿入／引抜指令Ｃ２を出力する制御棒位置伝送補助盤３０と、制御棒駆動機構１０ごとに設けられ、挿入／引抜指令Ｃ２に応じて誘導電動機９の回転方向を切り替え、電力供給をオン・オフ制御する制御棒駆動補助盤４０を含んでいる。電流値測定器４４は誘導電動機９の負荷電流を測定し、電流値判定部３５が前記負荷電流値と誘導電動機９の定格電流値とを比較して、制御棒駆動状態の異常低速駆動状態を検出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、沸騰水型原子炉の制御棒操作監視装置に係り、特に制御棒駆動機構に誘導電動機を採用し、制御棒を挿入／引抜操作することにより原子炉出力を制御する制御棒操作監視装置に関する。

改良型沸騰水型原子炉（ＡＢＷＲ）では、制御棒の駆動により原子炉出力を制御している。制御棒の駆動には制御棒駆動機構と、それを制御監視する制御棒操作監視装置が用いられる。制御棒操作監視装置は、インバータ、インバータ制御装置、ブレーキ励磁装置、位置検出器、制御棒操作監視盤、制御棒位置制御装置（本発明の実施形態における制御棒位置伝送補助盤に対応する）などから構成される。

制御棒駆動機構は、ステップモータ、ステップモータに連結されたボールねじ、ボールねじと噛み合うボールナット、およびボールナットに取り付けられて軸方向に伸びる連結棒を備え、ステップモータの正転または逆転により、制御棒が炉心に向かう挿入駆動、挿入方向とは逆方向に駆動する引抜き駆動が可能となっている。また制御棒駆動機構は、制御棒の位置検出用にステップモータの回転角度に対応した電圧信号を出力する回転機である位置検出器、およびステップモータの回転軸に連結された電磁ブレーキを有する。

制御棒の操作は、制御棒操作監視盤からの駆動操作指令により、制御棒操作手順に従い行われる。駆動操作指令はブレーキ励磁装置とインバータに送信され、ブレーキ励磁装置は、制御棒駆動装置の電磁ブレーキを励磁することによりブレーキを解除し、インバータはパルス電流をステップモータに印加しステップモータを回転させる。

制御棒位置制御装置は、位置検出器から入力される電圧により位置を検出し、位置信号をインバータに出力する。インバータは制御棒の駆動目標位置の手前から出力周波数を低下させ回転数を下げる。ブレーキ励磁装置は、ステップモータが完全に停止した後に電磁ブレーキの励磁を止めブレーキを動作させる。電磁ブレーキは制御棒駆動中および停止制御時に一切動作せず、ステップモータの停止後に制御棒の自重で制御棒が移動することを防止する。

ステップモータによる制御棒操作は制御棒位置制御を精度よく行える。しかし、ステップモータの回転を制御するためのインバータおよびインバータ制御装置がステップモータと同数分必要となり、設備が複雑かつ高価になる。このため、設備の簡略化を目的として、制御棒の電動駆動源に誘導電動機を用いることが検討されている。この誘導電動機をオン・オフ制御して制御棒を駆動すると、ステップモータの場合に必要であったインバータおよびインバータ制御装置が不要となり、設備を簡略化でき、コンパクトに構成することで保守性が向上し、かつ安価な設備を提供できる。誘導電動機を用いた制御棒駆動に関する技術としては、例えば、特許文献１などに記載されているものがある。
特開２００１−２２８２７８号公報

誘導電動機を用いた制御棒駆動の場合、制御棒操作監視装置からの駆動操作指令により誘導電動機への電力供給を開始することで誘導電動機は回転を開始し、同時に制御棒は挿入／引抜駆動を開始する。駆動開始後、誘導電動機は定格速度に達する。その後、誘導電動機は定格速度で回転し、制御棒はこの定格速度に応じた速度で定速駆動される。制御棒位置が制御棒停止の駆動目標位置の所定距離手前の位置に達したとき、制御棒操作監視装置からの指令により誘導電動機への電力供給を停止する。電力供給停止後、制御棒の自重による制御棒位置の下降を阻止するために、電磁ブレーキをかけ、誘導電動機の回転を確実に停止させ、制御棒位置を保持する。

以上のように制御棒駆動源に誘導電動機を用いてオン・オフ制御する場合には、周波数制御によって回転数を制御できない。また、誘導電動機の製作による個体差、および、原子炉圧力容器底部に接続された制御棒駆動機構ハウジング下端部において、誘導電動機の回転軸の周囲に配された回転軸を水密に軸封するパッキンによる摩擦の個体差に起因する負荷トルクは制御棒ごとに異なる。その結果、各々の制御棒の駆動速度も異なる。さらに、各制御棒の駆動源である電源電圧および周波数の変動によっても駆動速度が異なることが考えられる。

制御棒がそれぞれ異なる速度で駆動されると、制御棒の位置に偏差が生じる。各制御棒の位置に偏差が生じると、原子炉内の出力分布の対称性が崩れ、燃料に熱的なストレスを与える可能性がある。前記した特許文献１に記載されている従来技術は、複数の制御棒を誘導電動機で駆動してグループ操作（ギャング操作）する際に、各制御棒の駆動速度偏差から制御棒位置偏差を予測し、ギャング操作される複数の制御棒の駆動と停止を判定している。しかし、この方法はあくまでギャング操作に特化したものであり、制御棒を単独操作（単一操作）する際に、制御棒の駆動速度を監視するのには有効でない。

前記したように誘導電動機の特性から製作個体差、負荷トルク差が存在するのは明らかであるが、誘導電動機の起動停止時を除く動作時において定格速度より遅い速度で駆動する場合は、誘導電動機などの故障が考えられる。特許文献１に記載されている従来技術により、制御棒の駆動速度偏差、位置偏差の監視は行われているが、短距離の制御棒駆動を繰り返すと、制御棒間の位置偏差が広がらず、誘導電動機などの故障を見逃す可能性がある。そのため、制御棒の低速駆動状態を制御棒間の駆動速度偏差や位置偏差によらずに制御棒ごとに監視することが必要である。

本発明の目的は、誘導電動機を有する制御棒駆動機構を用いて、単一あるいはギャング操作される制御棒の低速駆動状態を監視し、故障診断を行うことで、誘導電動機などの故障に対する早期発見を促し、高信頼性の制御棒操作監視装置を提供することにある。

本発明は、単一または複数の制御棒に対して駆動操作指令を出力する制御棒操作部と、制御棒駆動機構ごとに設けられ、制御棒操作部から入力された駆動操作指令と、制御棒駆動機構に設けられた制御棒位置検出器の信号にもとづき駆動目標位置を算出し、挿入／引抜指令を出力する駆動目標位置出力部と、制御棒駆動機構ごとに設けられ、挿入／引抜指令の指示する制御棒の挿入／引抜操作方向によって誘導電動機の回転方向を切り替える回転方向切替部と、挿入／引抜指令にもとづいて誘導電動機と電磁ブレーキへの電力供給をオン・オフ制御するスイッチ部と、を有する電動機駆動部と、誘導電動機の負荷電流を測定する電流値測定器と、電流値測定器により測定された誘導電動機の負荷電流値と誘導電動機の定格電流値とを比較して、制御棒の駆動状態の異常低速駆動状態を検出する電流値判定部と、電流値判定部による制御棒の異常低速駆動状態の検出結果を受信したとき、運転員に異常低速駆動状態を通知する故障診断部と、を備えることを特徴とする。

特に、駆動目標位置出力部は、制御棒位置検出器からの信号にもとづき制御棒の現在位置を判定する制御棒位置判定部と、タイマと、駆動操作指令と制御棒位置判定部からの制御棒の現在位置とにもとづいて駆動目標位置、駆動目標距離を算出し、駆動目標距離と誘導電動機の定格速度にもとづいて駆動時間を算出し、挿入／引抜指令を出力開始するとともに、タイマの計時をスタートさせ、算出された駆動時間内に、制御棒が駆動目標位置に達したか否かを判定する駆動目標位置判定部と、を有し、駆動目標位置判定部は、駆動時間内に制御棒が駆動目標位置の所定距離手前に達した場合には、電動機駆動部への前記挿入／引抜指令の出力を停止し、駆動時間内に駆動目標位置に達していない場合には、故障診断部へ制御棒挿入／引抜＿未完信号を出力するとともに、電流値判定部が検出した制御棒の異常低速駆動状態の検出結果を出力する構成とすると良い。

本発明によれば、単に制御棒の駆動開始前の現在位置から駆動目標位置を算出して、駆動目標位置に達したか否かで、制御棒駆動の異常を検知するだけでなく、制御棒駆動時の誘導電動機の負荷電流値を定格電流値と比較して、制御棒の駆動状態の異常低速駆動状態を検出し、故障診断部が運転員に表示するので、単一操作およびギャング操作のいずれでも制御棒駆動機構の故障などの原因が早期に発見しやすくなる。

特に、駆動目標位置出力部はタイマと、駆動時間内に制御棒が駆動目標位置に達したか否かを判定する駆動目標位置判定部を有し、駆動目標位置判定部が、駆動時間内に駆動目標位置に達していないと判定したときに、故障診断部へ制御棒挿入／引抜＿未完信号を出力するとともに、電流値判定部が検出した制御棒の異常低速駆動状態の検出結果を出力する構成としているので、一時的に誘導電動機の負荷が大きくなっても、所定の駆動時間内に制御棒が駆動目標位置に達した場合は、制御棒の異常低速駆動状態を運転員に表示出力しないので、誤検出を防止できる。
また、例えば、「ステップ」モードの操作、「連続」モードの操作の場合にも、駆動時間に応じて的確に制御棒の異常低速駆動状態を判定して運転員に表示出力できる。

本発明により、誘導電動機を有する制御棒駆動機構を用いて、単一あるいはギャング操作される制御棒の低速駆動状態を監視し、故障診断を行うことで、誘導電動機などの故障に対する早期発見を促し、高信頼性の制御棒操作監視装置を提供できる。

次に、本発明の好適な実施形態である制御操作監視装置について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
《原子炉の概略》
図１は、本発明の実施形態に係る制御棒操作監視装置と、それを適用した改良型沸騰水型原子炉の概略構成図である。
図１に示すように、改良型沸騰水型原子炉（以下、「ＡＢＷＲ」と称する）１００の原子炉圧力容器５内には、冷却水１９に浸された状態で複数の燃料集合体２が林立設置されて炉心1を構成している。そして、複数本の横断面形状が十字形の制御棒３が、４体の燃料集合体２間に挿入、引き抜き自在に設置されている（図１では、代表的に１本の制御棒３とそれに対応した１体の制御棒駆動機構１０のみが表示されている）。各制御棒３は、連結棒４（中空ピストンとも称する）と、例えば、バイオネットカップリングで連結され、連結棒４が下方に延び、原子炉圧力容器５の底部に溶接固定された長尺管状の制御棒駆動機構ハウジング８内に収納された制御棒駆動機構１０と接続されている。
この制御棒駆動機構１０は、制御棒３ごとに個別に設けられている。１３０万ｋＷ級ＡＢＷＲ１００の場合、制御棒３は２０５本ある。
ちなみに、図１では、原子炉のみを表示し、再循環系や、蒸気タービンによって発電する主蒸気系、給水系などは省略してある。

（制御棒駆動機構）
制御棒駆動機構１０は、図１に示すように下方側から制御棒駆動機構ハウジング８の下端に取り付けられた誘導電動機９と、誘導電動機９の回転軸と連結器１２を介して接続されたボールねじ１３、ボールねじ１３と噛み合うボールナット１４、ボールナット１４の上面に自重で着座した前記連結棒４を含んで構成されている。誘導電動機９は、電磁ブレーキ１１を有しており、誘導電動機９の回転軸は、制御棒駆動機構ハウジング８下端部においてパッキン８ａにより水密に軸封されている。そして、誘導電動機９を正転／逆転させることにより、制御棒３を炉心１内に挿入／引抜の操作が可能となっている。
また、制御棒駆動機構１０は、誘導電動機９の回転軸に連結された制御棒位置検出器１５を有する。制御棒位置検出器１５としては、具体的例として、例えば、レゾルバが考えられる。
ちなみに、連結棒４は、中空管形状であり、制御棒３が下方に引き抜かれるとき、その中空部分に前記したボールねじ１３が挿入される構造となっている。

《制御棒操作監視装置》
次に、制御棒駆動機構１０を動作制御する制御棒操作監視装置１１０について説明する。制御棒操作監視装置１１０は、ＡＢＷＲ１００の中央制御室内に設置され、運転員が制御棒３の挿入／引抜を操作したり、制御棒３の炉心１内への挿入位置を監視したりするための制御棒操作監視盤２０と、制御棒操作監視盤２０と通信し、制御棒操作監視盤２０の後記する制御棒操作部２１からの操作指令Ｃ１（駆動目標位置、動作モード、挿入／引抜）の内容と現在の制御棒位置を比較し、制御棒操作が必要な場合に後記する制御棒駆動補助盤（電動機駆動部）４０に挿入／引抜指令Ｃ２を出力する制御棒位置伝送補助盤（駆動目標位置出力部）３０と、誘導電動機９および電磁ブレーキ１１の動作を制御するための機器を有する制御棒駆動補助盤４０と、を含んで構成されている。
ここで、操作指令Ｃ１が請求項に記載の「駆動操作指令」に対応する。
ちなみに、制御棒位置伝送補助盤３０および制御棒駆動補助盤４０は、図１では省略して１つだけを代表的に表示してあるが、これらは制御棒駆動機構１０ごとに設けられ、ユニット化して筺体の中にまとめて格納されている。

また、制御棒位置伝送補助盤３０をユニット化して収めた筺体は、中央制御室に配置された各種の操作盤の背面スペースまたはその階下の部屋に配置され、制御棒駆動補助盤４０をユニット化して収めた筺体は、現場盤として、原子炉建屋の原子炉格納容器の外側の部屋に配置されている。

（制御棒操作監視盤）
制御棒操作監視盤２０は、運転員が操作する図示省略の入出力機器、制御棒操作部２１、制御棒動作手順記憶部２２、駆動監視部２３、故障診断部２４を有する。

前記した入出力機器には、操作対象の制御棒３を選択する制御棒座標選択ボタン、制御棒の動作モードを選択するモード選択ボタン、および駆動方向を選択する挿入／引抜ボタン、駆動監視部２３および故障診断部２４から出力され制御棒の炉心への挿入状態などを表示する図示しない操作モニタ表示画面、状態表示パネル２５が含まれる。運転員はこれらの入出力機器より制御棒３の操作を行い、制御棒３の炉心への挿入状態の監視を行い、また、制御棒駆動時における故障を認知する。

制御棒の動作モードの選択ボタンとしては、「自動」／「手動」モードのモード切替ボタン、「手動」モードにおいて複数の制御棒を同時に操作する「ギャング操作」モードか、または、単一の制御棒を操作する「単一操作」モードを選択する選択ボタン、「手動」モードにおいて、制御棒ストローク約３６５８ｍｍを１００ステップに等分割した１ステップごとに制御棒３を移動させる「ステップ」モードと、複数ステップを連続的に移動させる「連続」モードを選択する選択ボタンが用意されている。
ちなみに、制御棒ストローク一杯の挿入状態は「０（ゼロ）」ステップで表わされ、制御棒ストローク一杯の引抜状態は「１００」ステップで表わされる。
状態表示パネル２５は、例えば、中央制御室の中央壁面部に設けられた大型の表示装置で、原子炉監視のパラメータの一つとして制御棒３の炉心１への挿入状態を常時表示する。

制御棒操作部２１は、運転員が操作する前記入力機器からの挿入／引抜指令を制御棒位置伝送補助盤３０に出力する機能を有する。
そして、制御棒操作部２１は、「ステップ」モードで制御棒３の駆動を行うときは、後記する制御棒位置判定部３１からの制御棒位置の信号を駆動監視部２３経由で取得して、現在の制御棒位置よりも１ステップ分、挿入／引抜側に加算した駆動目標位置を発生させて操作指令Ｃ１の駆動目標位置として自動的に駆動目標位置を制御棒位置伝送補助盤３０の後記する駆動目標位置判定部３２に対して出力する。「連続」モードで制御棒３の駆動を行うときは、後記する制御棒位置判定部３１からの制御棒位置の信号を駆動監視部２３経由で取得して、現在の制御棒位置よりも２ステップ分、挿入／引抜側に加算した駆動目標位置を発生させて操作指令Ｃ１の駆動目標位置として自動的に駆動目標位置を制御棒位置伝送補助盤３０の後記する駆動目標位置判定部３２に対して出力する。

制御棒動作手順記憶部２２は、単一あるいは複数の制御棒３の挿入／引抜手順、および動作量（引抜量または挿入量）が予め定められた制御棒動作手順を記憶している。
ちなみに、制御棒操作部２１は、制御棒動作手順記憶部２２に記憶された制御棒動作手順と、駆動監視部２３を介して取得した制御棒３の炉心１への挿入状態や挿入／引抜動作をチェックして、制御棒動作手順と矛盾したとき、制御棒位置伝送補助盤３０を介して制御棒駆動補助盤４０に挿入／引抜操作を停止させる。

駆動監視部２３は、全ての制御棒３の駆動を統括して監視し、前記した操作モニタ表示画面や状態表示パネル２５に制御棒３の炉心１への挿入位置や挿入／引抜動作状態を表示する。
故障診断部２４は、制御棒駆動時における故障を診断したり監視したりし、故障情報や診断結果を、前記した操作モニタ表示画面や状態表示パネル２５表示させる。また、故障診断部２４は、前記した操作モニタ表示画面や状態表示パネル２５に、制御棒挿入／引抜＿未完の表示信号や制御棒低速駆動の表示信号Ｃ６を出力する。

（制御棒位置伝送補助盤）
制御棒位置伝送補助盤３０は、制御棒位置判定部３１、駆動目標位置判定部３２、駆動目標位置記憶部３３、タイマ３４、電流値判定部３５を有する。制御棒位置判定部３１は、制御棒位置検出器１５からの信号により現在の制御棒位置を判定し、駆動目標位置判定部３２に判定された制御棒位置を出力するとともに、前記した制御棒操作監視盤２０の駆動監視部２３にも出力する。

駆動目標位置判定部３２では、制御棒操作監視盤２０の制御棒操作部２１からの操作指令Ｃ１を受けたとき、駆動目標位置記憶部３３にその操作指令Ｃ１に含まれる駆動目標位置を記憶させ、駆動目標位置判定部３２が制御棒動作の挿入／引抜指令Ｃ２を後記する電動機制御部４１へ出力している間保持させるとともに、制御棒位置検出器１５からの位置信号にもとづいて制御棒位置判定部３１が判定した制御棒位置が、駆動目標位置に達する所定距離よりもさらに手前の場合、挿入／引抜指令Ｃ２を、制御棒駆動補助盤４０の後記する電動機制御部４１へ継続して出力し、駆動目標位置の所定距離手前に達した場合、挿入／引抜指令Ｃ２の出力を停止する。

また、駆動目標位置判定部３２は、挿入／引抜指令Ｃ２の出力開始時に、タイマ３４を起動し、その計時により所定時間以上経過しても駆動目標位置の所定距離手前に達しない場合は、制御棒操作監視盤２０の故障診断部２４に制御棒挿入／引抜＿未完信号Ｃ３を出力したりする。
また、駆動目標位置判定部３２は、タイマ３４の計時により、挿入／引抜指令Ｃ２の出力開始後所定時間経過後の、例えば、誘導電動機９が通常時定格回転近くに達する時点以降後記する電流値測定器４４からの負荷電流値が異常低速駆動状態か否かを電流値判定部３５に判定させ、その判定結果に応じて（異常負荷電流値を示す信号Ｃ５を受けて）、異常低速駆動状態信号Ｃ４を故障診断部２４に出力する。
駆動目標位置判定部３２の前記した各機能については、改めて図２から図４のフローチャートの説明の中で詳細に後記する。

制御棒駆動補助盤４０は、電動機制御部（スイッチ部、回転方向切替部）４１、半導体スイッチング素子（スイッチ部）４２、相回転切替部（回転方向切替部）４３、電流値測定器４４を有している。
電動機制御部４１は、駆動目標位置判定部３２からの制御棒３の挿入／引抜指令Ｃ２を受けているとき、半導体スイッチング素子４２をオンし、挿入／引抜指令Ｃ２がないとき、半導体スイッチング素子４２をオフするオン・オフ制御を行うとともに、挿入／引抜指令Ｃ２にもとづき誘導電動機９の回転方向の設定信号を相回転切替部４３に出力する。
半導体スイッチング素子４２は、一般商用交流電源のオン・オフ制御をするものであり、トランジスタ、サイリスタなどが用いられる。半導体スイッチング素子４２でオン・オフ制御される交流電源は、誘導電動機９および電磁ブレーキ１１に供給される。つまり、誘導電動機９と電磁ブレーキ１１とは半導体スイッチング素子４２により同時にオンされ同時にオフされる。
電流値測定器４４は、誘導電動機９の負荷電流を測定し、測定した負荷電流値を電流値判定部３５に出力する。

《異常低速駆動状態の診断の制御の流れ》
次に、図２から図４を参照しながら制御棒操作監視装置１１０における異常低速駆動状態の診断の制御の流れについて説明する。図２から図４は制御棒操作監視装置における異常低速駆動状態の判定の制御の流れのフローチャートである。この処理は、主に制御棒位置伝送補助盤３０の駆動目標位置判定部３２で行われる。
ＡＢＷＲ１００の炉心１の起動は、全本数の制御棒３が制御棒ストローク一杯まで炉心１に挿入された状態（制御棒位置「０」ステップの状態）から始まり、制御棒３の引抜操作を行うことでＡＢＷＲ１００の出力を上昇させる。制御棒３の駆動モードには、前記したように「ステップ」モードと「連続」モードの２種類があり、運転員は操作ガイドに従い、制御棒操作監視盤２０の入出力機器にて、操作する制御棒３を制御棒座標選択ボタンで選択し、制御棒動作モードを選択し、駆動目標距離を設定する。そして、制御棒３を駆動させるため、引抜ボタンを押下する。

運転員の操作を受け、制御棒操作監視盤２０の制御棒操作部２１は、選択された制御棒３に対して、ステップＳ１１において制御棒動作モード選択が「ステップ」または「連続」のいずれかを判定する（「制御棒動作モード選択 ステップ／連続？」）。「ステップ」のモードが選択されている場合（ステップ）は、ステップＳ１２へ進み、「連続」のモードが選択されている場合（連続）は、結合子（Ａ）に従って、図３のステップＳ３１へ進む。

（「ステップ」モードの場合）
まず、「ステップ」モードの場合について説明する。
ステップＳ１２では、制御棒操作部２１が、挿入／引抜ボタンが押下されたか否かを判定する。挿入／引抜ボタンが押下されたことを検出した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１３へ進み、まだ押下されていない場合はステップＳ１２を繰り返す。

ステップＳ１３では、制御棒操作部２１が、異常低速駆動状態検出フラグを初期化し、移動ステップ数Ｎ＝１と初期化する（ＩＦＬＡＧ＝０，Ｎ＝１）。
ステップＳ１４では、制御棒操作部２１が、操作対象に選択された制御棒３の現在位置Ｌｎを駆動監視部２３から読み込み、ステップＳ１５で、駆動目標位置Ｌ_Tを算出し、駆動目標位置Ｌ_Tを含む操作指令Ｃ１を制御棒位置伝送補助盤３０の駆動目標位置判定部３２に出力する。この操作指令Ｃ１の信号としては、「ステップ」モードの動作指令を示す信号、挿入または引抜の操作方向を示す信号、駆動目標位置Ｌ_Tを示す駆動目標位置信号、の他に異常低速駆動状態検出のための初期化情報ＩＦＬＡＧ＝０やＮ＝１の信号も含まれる。

ちなみに、引抜操作の場合の駆動目標位置Ｌ_Tは、ステップＳ１４で読み込まれた現在位置Ｌｎに１ステップ当たりの移動距離（以下、「１ステップ距離」と称する）ΔＬ_Sを加算することで求まり（Ｌ_T＝Ｌｎ＋ΔＬ_S）、挿入操作の場合の駆動目標位置Ｌ_Tは、ステップＳ１４で読み込まれた現在位置Ｌｎから１ステップ距離ΔＬ_Sを減算することで求まる（Ｌ_T＝Ｌｎ−ΔＬ_S）。
もちろん、現在位置が制御棒全ストローク挿入の状態の場合に、運転員から挿入指示の入力があった場合は、その指示をキャンセルしたり、現在位置が制御棒全ストローク引抜の状態の場合に、運転員から引抜指示の入力があった場合は、その指示をキャンセルしたりするのは、当然である。
ただし、特別の試験、例えば、制御棒３の連結棒４がボールナット１４上に着座しているか否かの判定試験の場合には、追加の条件操作をして、制御棒全ストローク引抜の状態からさらに下方に引抜操作をすることが許されている。

ステップＳ１６では、制御棒位置伝送補助盤３０の駆動目標位置判定部３２が、ステップＳ１５において制御棒操作監視盤２０の制御棒操作部２１から送信された操作指令Ｃ１を受信して、駆動目標位置記憶部３３に駆動目標位置Ｌ_Tを記憶させる。そして、ステップＳ１７では、駆動目標位置判定部３２が、操作指令Ｃ１に含まれる「ステップ」モードを示す信号にもとづいて、１ステップ距離ΔＬ_Sを移動するに要する通常の平均的な時間である駆動時間ｔ_nominalを算出する｛「駆動時間ｔ_nominal算出 ｔ_nominal＝（１ステップ距離ΔＬ_S）／（定格速度）」｝。
ここで、誘導電動機９の定格速度は、予め実験により求められた複数の誘導電動機９の誤差含む平均速度である。

ステップＳ１８では、駆動目標位置判定部３２が、挿入／引抜指令Ｃ２を制御棒駆動補助盤４０の電動機制御部４１に出力し、ステップＳ１９ではタイマｔをスタートさせる。
挿入／引抜指令Ｃ２は、挿入方向の動作指令または引抜方向の動作指令をまとめて表記したものである。この挿入／引抜指令Ｃ２を電動機制御部４１が受けると、電動機制御部４１は、挿入／引抜指令Ｃ２を駆動目標位置判定部３２から受信している間、相回転切替部４３に誘導電動機９の回転方向を挿入または引抜に対応した正転または逆転に設定させ、半導体スイッチング素子４２をオンとする。これにより制御棒が挿入または引抜の駆動をする。

ステップＳ２０では、電流値判定部３５が、タイマｔが所定時間経過して、電流値測定器４４が検出した誘導電動機９の負荷電流値が定格電流範囲に入っているか否かをチェックする。誘導電動機９は、起動時には通常大きな負荷電流が流れるが、最大トルクを通り越して同期速度に近い定格回転速度に近づくと電流値は下がってくる。従って、誘導電動機９の電源（半導体スイッチング素子４２を含む）や、誘導電動機９そのものが健全で、負荷が通常の範囲であれば、負荷電流は事前に試験で求め予め電流値判定部３５に設定された範囲（定格電流範囲）内の負荷電流値を示す。もし、誘導電動機９の負荷が高い、例えば、前記したパッキン８ａ（図１参照）との摺動抵抗が大きいとか、制御棒挿入動作のときに制御棒３の周囲の燃料集合体２（図１参照）との接触抵抗が大きいときには、通常よりも大きな負荷電流値が検出されることになる。

ここで、ステップＳ２０における電流値測定器４４が検出した誘導電動機９の負荷電流値が定格電流範囲に入っているか否かをチェックすることは、請求項に記載の「前記電流値測定器により測定された前記誘導電動機の負荷電流値と前記誘導電動機の定格電流値とを比較して、前記制御棒の駆動状態の異常低速駆動状態を検出する」に対応する。
なお、前記した定格電流範囲は、制御棒挿入時の方が制御棒からの垂直荷重に抗して上方に制御棒を移動させるので制御棒引抜時よりも電流値が高い方にシフトする傾向があるので、その差を考慮して制御棒挿入時と制御棒引抜時とで値の範囲を使い分けても良い。

ステップＳ２０において、定格電流範囲に入っている場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２２へ進み、入っていない場合（Ｎｏ）はステップＳ２１へ進む。ステップＳ２１では、電流値判定部３５が、異常負荷電流値を示すＩＦＬＡＧを立て、駆動目標位置判定部３２に異常負荷電流値を示す信号Ｃ５であるＩＦＬＡＧ＝１を出力する（「ＩＦＬＡＧ＝１」）。
ここで、駆動目標位置判定部３２が、ステップＳ２１における異常負荷電流値を示す信号Ｃ５（ＩＦＬＡＧ＝１）を受信したとき、その時点の現在位置Ｌｎを制御棒位置判定部３１から読み込み、一次記憶するようにしておくと良い。その後、ステップＳ２２へ進む。

ステップＳ２２では、駆動目標位置判定部３２が、制御棒位置判定部３１からの現在位置Ｌｎを示す信号にもとづいて制御棒３は駆動目標位置Ｌ_Tの所定距離ΔＬ_D手前に達したか否かをチェックする。駆動目標位置Ｌ_Tの所定距離ΔＬ_D手前に達した場合（Ｙｅｓ）は、結合子（Ｂ）に従って図４のステップＳ２４へ進む。まだ、駆動目標位置Ｌ_Tの所定距離ΔＬ_D手前に達していない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ２３へ進む。
駆動目標位置Ｌ_Tの所定距離ΔＬ_D手前に達したか否かをチェックするのは、誘導電動機９による制御棒駆動では、ステップモータのように回転角を精確に制御することができないので、誘導電動機９やボールねじ１３（図１参照）の慣性や電磁ブレーキ１１の制動特性などを考慮して、駆動目標位置Ｌ_Tの所定距離ΔＬ_D手前で半導体スイッチング素子４２をオフし、誘導電動機９やボールねじ１３の回転が停止した時点で駆動目標位置Ｌ_Tになるように制御するためである。
なお、この所定距離ΔＬ_Dは、挿入動作時と引抜動作時で異なる値、ΔＬ_DI，ΔＬ_DWとし、挿入動作時の所定距離ΔＬ_DIは、引抜動作時の所定距離ΔＬ_DWよりも短くして設定すると良い。

ステップＳ２３では、駆動目標位置判定部３２が、タイマｔがステップＳ１７で算出された駆動時間ｔ_nominalを経過したか否かをチェックする。経過した場合（Ｙｅｓ）は、結合子（Ｃ）に従って、図４のステップＳ４９へ進み、経過していない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ２０へ戻り、ステップＳ２０からステップ２２を繰り返す。

ステップＳ２２でＹｅｓの場合は、結合子（Ｂ）に従って、図４のステップＳ２４へ進み、駆動目標位置判定部３２が、電動機制御部４１への挿入／引抜指令Ｃ２を停止する。それを受けて、電動機制御部４１は、半導体スイッチング素子４２をオフとし、誘導電動機９および電磁ブレーキ１１への給電が停止され、制御棒駆動が停止する。その後、ステップＳ２５では、駆動目標位置判定部３２が、タイマ３４を停止してリセットする（「タイマｔ停止、リセット））。

図２のステップＳ２３から結合子（Ｃ）に従って、図４のステップＳ４９へ進んだ場合は、駆動目標位置判定部３２が、制御棒挿入／引抜＿未完信号Ｃ３を制御棒操作監視盤２０の故障診断部２４（図１参照）へ出力する。そして、ステップＳ５０では、駆動目標位置判定部３２が、フラグＩＦＬＡＧが立っている否かをチェックする（「ＩＦＬＡＧ＞０？」）。ＩＦＬＡＧ＝１とフラグが立っている場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ５１へ進み、ＩＦＬＡＧ＝０とフラグが立っていない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ５３へ進む。
ステップＳ５１では、駆動目標位置判定部３２が、制御棒低速駆動検出と判定し、故障診断部２４へ異常低速駆動状態信号Ｃ４を出力する。ステップ５２では、故障診断部２４が、異常低速駆動状態信号Ｃ４を受信して、当該座標の制御棒３が異常低速駆動状態であることを操作モニタ表示画面や状態表示パネル２５に表示出力する（「制御棒低速駆動表示」）。
ステップ５３では、故障診断部２４が、操作モニタ表示画面や状態表示パネル２５に制御棒挿入／引抜＿未完表示を表示出力する。

その後、ステップＳ５４では、駆動目標位置判定部３２が、タイマｔが駆動時間（ｔ_nominal＋Ｎ・Δｔ）に達したか否かをチェックする。タイマｔが駆動時間（ｔ_nominal＋Ｎ・Δｔ）に達した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２４へ進み、そうでない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ５４を繰り返す。つまり、ステップＳ５４からステップＳ２４へ進むまでの間、駆動目標位置判定部３２から電動機制御部４１への挿入／引抜指令Ｃ２は出力され続けている。
ここで、Δｔは、軽度のトラブルにより１ステップ距離ΔＬ_S当たりの移動に余計に時間が掛かる場合を想定して設定する時間である。今は「ステップ」モードの制御棒操作であるのでステップＳ１３においてＮ＝１としており、タイマｔが駆動時間（ｔ_nominal＋Δｔ）に達した場合、異常状態であると判定して、制御棒３が駆動目標位置Ｌ_Tの所定距離ΔＬ_D手前に達していない場合でも、ステップＳ２４へ移行させ、強制的に誘導電動機９への給電を停止するものである。
これにより、誘導電動機９のコイルの焼損などを防止できる。

（「連続」モードの場合）
次に、「連続」モードの場合について説明する。ここでは、「手動」モードでの「連続」モードの制御棒操作を例に、「連続」モードを選択する連続モードボタンを押下し、その後、挿入ボタンまたは引抜ボタンのいずれかを押下し続ける間、選択された制御棒が連続的に挿入または引抜され、挿入ボタンまたは引抜ボタンの押下を止めると制御棒の移動が停止される制御棒制御について説明する。
図２のステップＳ１１において「連続」モードの選択が検出され、結合子（Ａ）に従って、図３のステップＳ３１へ進むと、制御棒操作部２１が、挿入／引抜ボタンが押下されたか否かを判定する。挿入／引抜ボタンが押下されたことを検出した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ３２へ進み、まだ押下されていない場合はステップＳ３１を繰り返す。

ステップＳ３２では、制御棒操作部２１が、異常低速駆動状態検出フラグを初期化し、移動ステップ数Ｎ＝２と初期化する（ＩＦＬＡＧ＝０，Ｎ＝２）。
ステップＳ３３では、制御棒操作部２１が、操作対象に選択された制御棒３の現在位置Ｌｎを駆動監視部２３から読み込み、ステップＳ３４で、駆動目標位置Ｌ_Tを算出し、駆動目標位置Ｌ_Tを含む操作指令Ｃ１を制御棒位置伝送補助盤３０の駆動目標位置判定部３２に出力する。この操作指令Ｃ１の信号としては、「連続」モードの動作指令を示す信号、挿入または引抜の操作方向を示す信号、駆動目標位置Ｌ_Tを示す駆動目標位置信号、の他に異常低速駆動状態検出のための初期化情報であるＩＦＬＡＧ＝０やＮ＝２の信号も含まれる。

ちなみに、「連続」モードにおける引抜操作の場合の最初の駆動目標位置Ｌ_Tは、ステップＳ３３で読み込まれた現在位置Ｌｎに２ステップ距離（２・ΔＬ_S）を加算することで求まり（Ｌ_T＝Ｌｎ＋２・ΔＬ_S）、「連続」モードにおける挿入操作の場合の最初の駆動目標位置Ｌ_Tは、ステップＳ３３で読み込まれた現在位置Ｌｎから２ステップ距離（２・ΔＬ_S）を減算することで求まる（Ｌ_T＝Ｌｎ−２・ΔＬ_S）。

ステップＳ３５では、制御棒位置伝送補助盤３０の駆動目標位置判定部３２が、ステップＳ３４において制御棒操作監視盤２０の制御棒操作部２１から送信された操作指令Ｃ１を受信して、駆動目標位置記憶部３３に駆動目標位置Ｌ_Tを記憶させる。
そして、ステップＳ３６では、駆動目標位置判定部３２が、操作指令Ｃ１に含まれる「連続」モードを示す信号にもとづいて、２ステップ距離（２・ΔＬ_S）を移動するに要する通常の平均的な時間である駆動時間ｔ_nominalを算出する｛「駆動時間ｔ_nominal算出 ｔ_nominal＝（２ステップ距離（２・ΔＬ_S））／（定格速度）」｝。

ステップＳ３７では、駆動目標位置判定部３２が、挿入／引抜指令Ｃ２を制御棒駆動補助盤４０の電動機制御部４１に出力し、ステップＳ３８ではタイマｔをスタートさせる。
挿入／引抜指令Ｃ２は、挿入方向の動作指令または引抜方向の動作指令をまとめて表記したものである。この挿入／引抜指令Ｃ２を電動機制御部４１が受けると、電動機制御部４１は、挿入／引抜指令Ｃ２を駆動目標位置判定部３２から受信している間、相回転切替部４３に誘導電動機９の回転方向を挿入または引抜に対応した正転または逆転に設定させ、半導体スイッチング素子４２をオンとする。これにより制御棒が挿入または引抜の駆動をする。

ステップＳ３９では、電流値判定部３５が、タイマｔが所定時間経過して、電流値測定器４４が検出した誘導電動機９の負荷電流値が定格電流範囲に入っているか否かをチェックする。
ステップＳ３９において、定格電流範囲に入っている場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ４１へ進み、入っていない場合（Ｎｏ）はステップＳ４０へ進む。

ここで、ステップＳ３９における電流値測定器４４が検出した誘導電動機９の負荷電流値が定格電流範囲に入っているか否かをチェックすることは、請求項に記載の「前記電流値測定器により測定された前記誘導電動機の負荷電流値と前記誘導電動機の定格電流値とを比較して、前記制御棒の駆動状態の異常低速駆動状態を検出する」に対応する。
なお、前記した定格電流範囲は、制御棒挿入時の方が制御棒からの垂直荷重に抗して上方に制御棒を移動させるので制御棒引抜時よりも電流値が高い方にシフトする傾向があるので、その差を考慮して制御棒挿入時と制御棒引抜時とで、値の範囲を使い分けても良い。

ステップＳ４０では、電流値判定部３５が、異常負荷電流値を示すＩＦＬＡＧを立て、駆動目標位置判定部３２に出力する（「ＩＦＬＡＧ＝１」）。ここで、駆動目標位置判定部３２が、ステップＳ２１における異常負荷電流値を示すＩＦＬＡＧ＝１を受信したとき、その時点の現在位置Ｌｎを制御棒位置判定部３１から読み込み、一次記憶するようにしておくと良い。その後、ステップＳ４１へ進む。

ステップＳ４１では、駆動目標位置判定部３２が、制御棒位置判定部３１からの現在位置Ｌｎを示す信号にもとづいて制御棒３は駆動目標位置Ｌ_Tの一つ手前のステップに達したか否かをチェックする。駆動目標位置Ｌ_Tの一つ手前のステップに達した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ４２へ進む。まだ、駆動目標位置Ｌ_Tの一つ手前のステップに達していない場合（Ｎｏ）は、結合子（Ｅ）に従って図４のステップＳ４７へ進む。
ステップＳ４２では、駆動目標位置判定部３２が、挿入／引抜ボタン押下中か否かをチェックする。運転員が挿入／引抜ボタンを押下し続けている場合、操作指令Ｃ１が制御棒操作部２１から駆動目標位置判定部３２へ出力され続け、運転員が挿入／引抜ボタンの押下を止めると操作指令Ｃ１の出力が停止されるので、具体的には、制御棒操作部２１から操作指令Ｃ１を受信しているか否かをチェックすることに対応する。
挿入／引抜ボタンが押下中の場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ４３へ進み、押下中でない場合（Ｎｏ）は、結合子（Ｅ）に従って図４のステップＳ４７へ進む。

ステップＳ４３では、駆動目標位置判定部３２が、駆動目標位置Ｌ_Tを更新し、更新されたＬ_Tを駆動目標位置記憶部３３に記憶させる（「駆動目標位置Ｌ_T更新、記憶」）。駆動目標位置Ｌ_Tの更新は、具体的には、挿入動作の場合は、ステップＳ３５で駆動目標位置記憶部３３に記憶させた駆動目標位置Ｌ_Tから１ステップ距離ΔＬ_Sを減算して新たな駆動目標位置Ｌ_Tとし、引抜動作の場合は、ステップＳ３５で駆動目標位置記憶部３３に記憶させた駆動目標位置Ｌ_Tに１ステップ距離ΔＬ_Sを加算して新たな駆動目標位置Ｌ_Tとする。その後、結合子（Ｄ）に従って、図４のステップＳ４４へ進む。

ステップＳ４４では、駆動目標位置判定部３２が、新たな駆動時間ｔ_nominalを算出する｛ｔ_nominal＝ｔ_nominal＋（１ステップ距離ΔＬ_S）／（定格速度）｝。
ステップＳ４５では、駆動目標位置判定部３２が、Ｎ＝Ｎ＋１とする。そして、ステップＳ４６では、駆動目標位置判定部３２が、電動機制御部４１への挿入／引抜指令Ｃ２の出力を継続する。その結果、制御棒駆動が継続される。
ステップＳ４７では、駆動目標位置判定部３２が、制御棒３は駆動目標位置Ｌ_Tの所定距離ΔＬ_D手前に達したか否かをチェックする。駆動目標位置Ｌ_Tの所定距離ΔＬ_D手前に達した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２４へ進む。まだ、駆動目標位置Ｌ_Tの所定距離ΔＬ_D手前に達していない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ４８へ進む。

ステップＳ４８では、駆動目標位置判定部３２が、タイマｔがステップＳ３６またはステップＳ４４で算出された駆動時間ｔ_nominalを経過したか否かをチェックする。経過した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ４９へ進み、経過していない場合（Ｎｏ）は、結合子（Ｆ）に従って図３のステップＳ３９へ戻り、ステップＳ３９からステップ４７を繰り返す。

ステップＳ４７からステップＳ２４へ進んだ場合は、駆動目標位置判定部３２が、電動機制御部４１への挿入／引抜指令Ｃ２を停止する。それを受けて、電動機制御部４１は、半導体スイッチング素子４２をオフとし、誘導電動機９および電磁ブレーキ１１への給電が停止され、制御棒駆動が停止する。その後、ステップＳ２５では、駆動目標位置判定部３２が、タイマ３４を停止してリセットする（「タイマｔ停止、リセット））。

ステップＳ４８からステップＳ４９へ進んだ場合は、駆動目標位置判定部３２が、制御棒挿入／引抜＿未完信号Ｃ３を制御棒操作監視盤２０の故障診断部２４（図１参照）へ出力する。そして、ステップＳ５０では、駆動目標位置判定部３２が、フラグＩＦＬＡＧが立っている否かをチェックする（「ＩＦＬＡＧ＞０？」）。ＩＦＬＡＧ＝１とフラグが立っている場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ５１へ進み、ＩＦＬＡＧ＝０とフラグが立っていない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ５３へ進む。
ステップＳ５１では、駆動目標位置判定部３２が、制御棒低速駆動検出と判定し、故障診断部２４へ異常低速駆動状態信号Ｃ４を出力する。このときステップＳ２１，Ｓ４０の説明で記載したように、駆動目標位置判定部３２が、ステップＳ２１，Ｓ４０における異常負荷電流値を示すＩＦＬＡＧ＝１を受信したとき、一次記憶した現在位置Ｌｎの情報も異常低速駆動状態信号Ｃ４に含ませて故障診断部２４へ出力すると良い。
ステップ５２では、故障診断部２４が、異常低速駆動状態信号Ｃ４を受信して、当該座標の制御棒３が異常低速駆動状態であることを前記した操作モニタ表示画面や状態表示パネル２５に表示出力する（「制御棒低速駆動表示」）。このとき、状態表示パネル２５に詳細なデータを表示可能とし、ステップＳ５１において出力された異常負荷電流値を示したときの現在位置Ｌｎも表示させると、「連続」モードにおいて駆動異常負荷電流値を示した制御棒ストロークにおける現在位置Ｌｎが複数個所存在した場合も、それを的確に表示できる。
ステップ５３では、故障診断部２４が、前記した操作モニタ表示画面や状態表示パネル２５に制御棒挿入／引抜＿未完表示を表示出力する。

その後、ステップＳ５４では、駆動目標位置判定部３２が、タイマｔが駆動時間（ｔ_nominal＋Ｎ・Δｔ）に達したか否かをチェックする。タイマｔが駆動時間（ｔ_nominal＋Ｎ・Δｔ）に達した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２４へ進み、そうでない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ５４を繰り返す。つまり、ステップＳ５４からステップＳ２４へ進むまでの間、駆動目標位置判定部３２から電動機制御部４１への挿入／引抜指令Ｃ２は出力され続けている。
ここで、Δｔは、軽度のトラブルにより１ステップ距離ΔＬ_S当たりの移動に余計に時間が掛かる場合を想定して設定する時間である。今は「連続」モードの制御棒操作であるのでステップＳ４５においてＮ＝Ｎ＋１と加算されており、タイマｔが駆動時間（ｔ_nominal＋Ｎ・Δｔ）に達した場合、異常状態であると判定して、制御棒３が駆動目標位置Ｌ_Tの所定距離ΔＬ_D手前に達していない場合であっても、ステップＳ２４へ移行させ、強制的に誘導電動機９への給電を停止するものである。
これにより、誘導電動機９のコイルの焼損などを防止できる。

以上説明した本実施形態によれば、制御棒挿入／引抜＿未完判定が行われる駆動目標位置判定部３２を有する制御棒位置伝送補助盤３０が、個々の制御棒３ごとに設けられているので、制御棒３の１本の操作（単一操作）だけでなく、ギャング操作された場合においても、異常低速駆動した制御棒３の特定が可能である。また、制御棒３の異常低速駆動状態を、特許文献１に示した従来技術のように駆動速度偏差、位置偏差により監視せず、各々の制御棒３の最初の位置から駆動目標位置Ｌ_Tまでの距離に応じた駆動時間ｔ_nominalで監視するため、短距離駆動を繰り返し、位置偏差が広がらなかった場合においても、異常低速駆動状態の見逃しを回避できる。

また、操作指令Ｃ１とともにタイマ３４が計時するタイマｔが所定の経過時間後に誘導電動機９の負荷電流を電流値判定部３５で監視し、定格電流値と比較することで、起動時の低速駆動状態の誤検出も回避できる。さらに、フローチャートのステップＳ５２に示すように、異常低速駆動状態を示す表示を状態表示パネル２５を介して運転員に表示するので、運転員に制御棒３の異常低速駆動状態を容易に把握させることができる。これにより、誘導電動機９などの故障に対する原因がつかみ易くなり対策が取りやすくなる。

ちなみに、図３、図４に示したフローチャートでは、「手動」モードにおける「連続」モードで、「連続」モードを選択する連続モードボタンを押下し、その後、挿入ボタンまたは引抜ボタンのいずれかを押下し続ける間、選択された制御棒が連続的に挿入または引抜され、挿入ボタンまたは引抜ボタンの押下を止めると制御棒の移動が停止される制御棒駆動制御について説明したが、本発明はそれに限定されるものではない。
制御棒操作監視盤２０に駆動目標位置を入力する駆動目標位置入力手段が設けられている場合、制御棒操作部２１が駆動目標位置入力手段を用いて運転員が入力した駆動目標位置のステップ番号を第２の駆動目標位置Ｌ_T2として操作指令Ｃ１に含めて駆動目標位置判定部３２に出力することにより、「連続」モードの制御をすることができる。

この場合、運転員が１度だけ最初に挿入／引抜ボタンを押下するだけで、その後、挿入／引抜ボタンから手を離しても連続の挿入／引抜の操作がなされる。
具体的には、図３、図４のフローチャートにおいて以下のような制御の変更をする。
ステップＳ３４において選択された制御棒に対して、駆動目標位置Ｌ_Tを算出し、駆動目標位置Ｌ_Tを含む操作指令Ｃ１を制御棒位置伝送補助盤３０の駆動目標位置判定部３２に出力する。この操作指令Ｃ１の信号としては、「連続」モードの動作指令を示す信号、挿入または引抜の操作方向を示す信号、駆動目標位置Ｌ_Tを示す駆動目標位置信号の他に異常低速駆動状態検出のための初期化情報であるＩＦＬＡＧ＝０やＮ＝２の信号、運転員が入力した第２の駆動目標位置Ｌ_T2も含まれている。

そして、図３のフローチャートにおいて、ステップＳ４２は削除され、ステップＳ４７は、「駆動目標位置判定部３２が、まず、ステップＳ４３において更新された駆動目標位置Ｌ_Tが操作指令Ｃ１に含まれた第２の駆動目標位置Ｌ_T2と一致するか否かをチェックし、一致した場合に、さらに、制御棒３は第２の駆動目標位置Ｌ_T2の所定距離ΔＬ_D手前に達したか否かをチェックする。」と変更する。
そして、駆動目標位置Ｌ_Tが第２の駆動目標位置Ｌ_T2と一致しない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ４８へ進む。駆動目標位置Ｌ_Tが第２の駆動目標位置Ｌ_T2と一致した上で、所定距離ΔＬ_D手前に達した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２４へ進む。駆動目標位置Ｌ_Tが第２の駆動目標位置Ｌ_T2と一致した上で、まだ、第２の駆動目標位置Ｌ_T2の所定距離ΔＬ_D手前に達していない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ４８へ進む。

このように変更することで、運転員が第２の駆動目標位置Ｌ_T2を入力して、「手動」モードで、「連続」モードの挿入／引抜操作をしても、入力された駆動目標位置Ｌ_T2の所定距離ΔＬ_D手前に達する前に、制御棒３の異常低速駆動状態が発生し、タイマｔが途中で更新される目標位置Ｌ_Tに対応した駆動時間ｔ_nominalを経過した場合も、ステップＳ５２，５３において、状態表示パネル２５に制御棒低速駆動表示と制御棒挿入／引抜＿未完表示をしてくれるので、早期に個々の制御棒３の異常低速駆動状態を運転員に知らせることができる。

なお、前記説明は「手動」モードを例に説明したが、「自動」モードにも適用できる。「自動」モードの場合は、図１に示してないが、別途用意された、例えば、プロセスコンピュータを含む制御棒自動操作装置が、制御棒操作監視盤２０の制御棒操作部２１、駆動監視部２３、故障診断部２４と通信し、制御棒操作部２１に対して制御棒動作手順記憶部２２に記憶された制御棒動作手順で許された制御操作の指示を出力し、駆動監視部２３からの全ての制御棒３の状態監視の情報を取得し、故障診断部２４から故障診断の情報を取得して、ＡＢＷＲ１００の自動臨界接近、高温待機状態への移行、所定の％の定格出力運転までの出力増加、その逆の出力運転状態から高温待機状態まで、高温待機状態から全制御棒挿入までなど、運転員の制御棒操作入力の負担軽減を図るものである。
しかし、制御棒操作監視装置１１０を介して制御棒３の自動操作を行うものであるので、前記した図２から図４のフローチャートの説明は本質的にそのまま適用可能である。

本発明の実施形態に係る制御棒操作監視装置と、それを適用した改良型沸騰水型原子炉の概略構成図である。 制御棒操作監視装置における制御棒駆動機構の動作制御と異常低速駆動状態の判定の制御の流れのフローチャートである。 制御棒操作監視装置における制御棒駆動機構の動作制御と異常低速駆動状態の判定の制御の流れのフローチャートである。 制御棒操作監視装置における制御棒駆動機構の動作制御と異常低速駆動状態の判定の制御の流れのフローチャートである。

符号の説明

１ 炉心
２ 燃料集合体
３ 制御棒
４ 連結棒
５ 原子炉圧力容器
８ 制御棒駆動機構ハウジング
８ａ パッキン
９ 誘導電動機
１０ 制御棒駆動機構
１１ 電磁ブレーキ
１２ 連結器
１３ ボールねじ
１４ ボールナット
１５ 制御棒位置検出器
１９ 冷却水
２０ 制御棒操作監視盤
２１ 制御棒操作部
２２ 制御棒動作手順記憶部
２３ 駆動監視部
２４ 故障診断部
２５ 状態表示パネル
３０ 制御棒位置伝送補助盤（駆動目標位置出力部）
３１ 制御棒位置判定部
３２ 駆動目標位置判定部
３３ 駆動目標位置記憶部
３４ タイマ
３５ 電流値判定部
４０ 制御棒駆動補助盤（電動機駆動部）
４１ 電動機制御部（スイッチ部、回転方向切替部）
４２ 半導体スイッチング素子（スイッチ部）
４３ 相回転切替部（回転方向切替部）
４４ 電流値測定器
１００ ＡＢＷＲ
１１０ 制御棒操作監視装置
Ｃ１ 操作指令（駆動操作指令）
Ｃ２ 挿入／引抜指令
Ｃ３ 制御棒挿入／引抜＿未完信号
Ｃ４ 異常低速駆動状態信号
Ｃ５ 異常負荷電流値を示す信号
Ｌｎ 現在位置
Ｌ_T 駆動目標位置
ｔ_nominal 駆動時間

Claims (2)

1. 制御棒に連結され、電磁ブレーキを有した誘導電動機を駆動源として前記制御棒の挿入／引抜駆動する制御棒駆動機構の動作制御をする制御棒操作監視装置において、
   単一または複数の前記制御棒に対して駆動操作指令を出力する制御棒操作部と、
   前記制御棒駆動機構ごとに設けられ、前記制御棒操作部から入力された駆動操作指令と、前記制御棒駆動機構に設けられた制御棒位置検出器の信号にもとづき駆動目標位置を算出し、挿入／引抜指令を出力する駆動目標位置出力部と、
   前記制御棒駆動機構ごとに設けられ、前記挿入／引抜指令の指示する制御棒の挿入／引抜操作方向によって前記誘導電動機の回転方向を切り替える回転方向切替部と、前記挿入／引抜指令にもとづいて前記誘導電動機と前記電磁ブレーキへの電力供給をオン・オフ制御するスイッチ部と、を有する電動機駆動部と、
   前記誘導電動機の負荷電流を測定する電流値測定器と、
   前記電流値測定器により測定された前記誘導電動機の負荷電流値と前記誘導電動機の定格電流値とを比較して、前記制御棒の駆動状態の異常低速駆動状態を検出する電流値判定部と、
   前記電流値判定部による前記制御棒の異常低速駆動状態の検出結果を受信したとき、運転員に異常低速駆動状態を通知する故障診断部と、
   を備えることを特徴とする制御棒操作監視装置。
2. 前記駆動目標位置出力部は、
   前記制御棒位置検出器からの信号にもとづき制御棒の現在位置を判定する制御棒位置判定部と、
   タイマと、
   前記駆動操作指令と前記制御棒位置判定部からの前記制御棒の現在位置とにもとづいて駆動目標位置、駆動目標距離を算出し、該駆動目標距離と前記誘導電動機の定格速度にもとづいて駆動時間を算出し、前記挿入／引抜指令を出力開始するとともに、前記タイマの計時をスタートさせ、前記算出された駆動時間内に、前記制御棒が駆動目標位置に達したか否かを判定する駆動目標位置判定部と、を有し、
   該駆動目標位置判定部は、
   前記駆動時間内に前記制御棒が前記駆動目標位置の所定距離手前に達した場合には、前記電動機駆動部への前記挿入／引抜指令の出力を停止し、
   前記駆動時間内に前記駆動目標位置に達していない場合には、前記故障診断部へ制御棒挿入／引抜＿未完信号を出力するとともに、前記電流値判定部が検出した前記制御棒の異常低速駆動状態の検出結果を出力することを特徴とする請求項１に記載の制御棒操作監視装置。

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