JP2011064548A - Driving control system of control rod driving mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、原子炉の制御棒駆動水圧系設備に係り、特に、水圧駆動式の制御棒駆動機構を駆動制御する制御棒駆動機構の駆動制御システムに関する。 The present invention relates to a control rod drive hydraulic system facility for a nuclear reactor, and more particularly to a drive control system for a control rod drive mechanism that controls the drive of a hydraulic drive control rod drive mechanism.
沸騰水型原子力発電プラント(以下、BWRという。)においては、特許文献1に示すように、水圧駆動式の多数の制御棒駆動機構(以下、CRDという。)を制御棒駆動水圧系、水圧制御ユニット(HCU)群からなる制御棒駆動水圧系統設備1にて駆動制御するものである(例えば、特許文献1参照)。
In a boiling water nuclear power plant (hereinafter referred to as BWR), as shown in
BWRプラントの制御棒駆動水圧系統設備1では、図8に示すように、水圧駆動式のCRD2により、原子炉炉心に制御棒2aを挿入あるいは引抜き操作させ、原子炉の出力運転が制御される。CRD2へ流入する駆動水あるいはCRD2から排出される排水は、水圧制御ユニット3に備えられた選択弁装置4の方向制御弁4a〜4dの流路の切換えが開閉操作にて選択的に行なわれる。
In the control rod drive
選択弁装置4は、4個の方向制御弁4a〜4dを組み合せて構成され、挿入時には、方向制御弁4bおよび4dが開となり、また、引抜き時には、方向制御弁4aおよび4cが開となり、CRD2の駆動水および排水の流れ方向を制御している。他の方向制御弁は閉じている。
The selection valve device 4 is configured by combining four
HCV3の選択弁装置4に備えられた4個の方向制御弁4a〜4dのうち、2個の方向制御弁4a,4dに手動式の流量調整弁5a,5bがそれぞれ直列接続されて組み込まれる。この手動式の流量制御弁5a,5bの弁開度調整によって、駆動水ライン6を通じて流れる駆動水流量や排水ライン7を通じて流れる排水流量が調整され、制御棒2aの挿入・引抜き時間が制御される。
Of the four
また、CRD2の駆動による制御棒2aの挿入・引抜き時間は、手動式の流量制御弁5a,5bの弁開度調整により、CRD2による制御棒2aの挿入・引抜き時間が目標時間内に収まるように調整される。
The insertion / extraction time of the control rod 2a by driving the
BWRプラントでは、多数のCRD2が設けられる。各CRD2の駆動時間調整は、CRD2に対応してそれぞれ設けられた選択弁装置4の流量調整弁5a,5bの弁開度調整を手動操作で個別に行なって、目標時間内に収まるようにしている。
In the BWR plant, a large number of
しかし、流量調整弁5a,5bの開度調整は、多数の流量調整弁を個別に個々作用しなければならず、制御棒2aの挿入・引抜き時間の調整作業に多大の労力と時間を要している。しかも、CRD2は、ピストン式の駆動構造であり、ドライブピストン2bのシール部にシールリング(図示せず)が使用される。CRD2の駆動中にドライブピストン2bのシール状態が変化し、ピストン駆動速度が変化する可能性がある。
However, the opening adjustments of the flow
一方、CRD2の駆動時間調整は、BWRプラントの定期検査期間中に実施される。BWRプラントにおいて、CRD2の駆動時間が目標時間を外れていることが判明した場合には、定期検査期間中に各CRD2の駆動時間が、目標時間内に入るように、流量調整弁の個別操作で個々に調整される。
On the other hand, the adjustment of the driving time of the
原子炉の制御棒駆動水圧系統設備1では、各CRD2にそれぞれ対応するHCU3の選択弁装置4の2個の流量調整弁5a,5bの弁開度を手動操作により個別に調整するCRD2の駆動時間調整作業を実施しており、これにより、制御棒2aの挿入・引抜き時間を目標時間内に定めている。
In the control rod drive
CRD2の駆動時間調整作業には、多数の各CRD2毎に「測定→調整→測定」を繰り返す作業が必要となり、多くの労力と作業時間を必要としている。しかも、各CRD2の駆動時間調整作業は、BWRプラントの定期検査期間中に実施する必要がある。BWRプラントでは、定期検査期間短縮の観点から、CRD2の駆動時間調整作業の短縮化が強く望まれている。
The drive time adjustment work of the
一方、BWRプラントでは、CRD2の駆動中に、ドライブピストン2bのシール状態が変化し、ドライブピストン2bの駆動速度が変化する可能性がある。このドライブピストン2bの駆動時間変動を解消したり、なくすためには制御棒駆動水圧系統設備1を如何に構成したらよいか問題になっている。
On the other hand, in the BWR plant, while the
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、定期検査期間中にCRDの駆動時間調整作業を不要とし、BWRプラント運転中にもCRDの駆動時間が目標時間内に収まるように制御できる制御棒駆動機構の駆動制御システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and eliminates the need for CRD drive time adjustment work during the periodical inspection period, and controls the CRD drive time to be within the target time even during BWR plant operation. An object of the present invention is to provide a drive control system for a control rod drive mechanism.
本発明の他の目的は、BWRプラントの運転中に、各CRDの駆動時間が目標時間内に収まるように自動的にかつ逐次調整でき、BWRプラントの定期検査期間を短縮させ、かつ作業員の被曝量を低減させることができる制御棒駆動機構の駆動制御システムを提供することにある。 Another object of the present invention is that during operation of the BWR plant, the drive time of each CRD can be adjusted automatically and sequentially so that it falls within the target time, shortening the periodic inspection period of the BWR plant, and An object of the present invention is to provide a drive control system for a control rod drive mechanism that can reduce the exposure dose.
本発明に係る制御棒駆動機構の駆動制御システムは、上述した課題を解決するために、原子炉の炉心部に制御棒の挿入あるいは引抜きを行なう多数の制御棒駆動機構と、これらの各制御棒駆動機構の制御棒位置を検出する位置指示装置と、前記各制御棒駆動機構に給排水される駆動水の流れ方向を選択的に制御する選択弁装置ならびに前記制御棒を急速挿入させるアキュムレータ装置およびスクラム弁を備えた水圧制御ユニットと、この水圧制御ユニットに水源から駆動水を供給する制御棒駆動水ポンプとを有する制御棒駆動機構の駆動制御システムにおいて、前記水圧制御ユニットは、前記制御棒駆動機構に給排水される流量を調整する流量調整弁に駆動装置を設け、この駆動装置により、前記制御棒駆動機構の駆動中に前記流量調整弁を通る流量を自動的に逐次調節制御したことを特徴とするものである。 In order to solve the above-described problems, a drive control system for a control rod drive mechanism according to the present invention includes a large number of control rod drive mechanisms for inserting or withdrawing control rods into and from the reactor core, and each of these control rods. Position indicating device for detecting control rod position of drive mechanism, selection valve device for selectively controlling flow direction of drive water supplied to and drained from each control rod drive mechanism, accumulator device and scram for rapidly inserting control rod In a drive control system of a control rod drive mechanism having a water pressure control unit having a valve and a control rod drive water pump for supplying drive water from a water source to the water pressure control unit, the water pressure control unit includes the control rod drive mechanism A drive device is provided in the flow rate adjustment valve that adjusts the flow rate of water supplied to and discharged from the pump. That is characterized in that the flow rate was automatically sequentially adjusting control.
本発明に係る制御棒駆動機構の駆動制御システムにおいては、制御棒駆動機構の挿入・引抜きの駆動時間を自動的に定められた目標時間に収めることができ、定期検査期間中に各制御棒駆動機構の駆動時間を調整する作業が不要となり、定期検査期間を短縮することができる。 In the drive control system of the control rod drive mechanism according to the present invention, the drive time of insertion / extraction of the control rod drive mechanism can be automatically set to a predetermined target time, and each control rod drive can be driven during the periodic inspection period. The work for adjusting the drive time of the mechanism becomes unnecessary, and the periodical inspection period can be shortened.
また、制御棒駆動機構に給排水される流量を自動的に調節制御できるので、シール状態に変化が生じた場合にも、制御棒駆動機構の挿入・引抜きの駆動時間を常に安定させ、目標時間内に収めることができ、BWRプラントの定期検査期間に制御棒駆動機構の駆動時間を調整する場合にも、中央制御室等の遠隔地からの手動操作によって放射線管理区域への入域が不要となり、作業員の被曝低減を図ることができる。 In addition, the flow rate of water supplied to and discharged from the control rod drive mechanism can be automatically adjusted and controlled, so that even when the seal state changes, the drive time for insertion and extraction of the control rod drive mechanism is always stable and within the target time. Even when adjusting the drive time of the control rod drive mechanism during the periodic inspection period of the BWR plant, it is not necessary to enter the radiation control area by manual operation from a remote location such as the central control room, It is possible to reduce the exposure of workers.
本発明に係る制御棒駆動機構の駆動制御システムの実施の形態について添付図面を参照して説明する。 An embodiment of a drive control system for a control rod drive mechanism according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[第1の実施形態]
沸騰水型原子力プラント(以下、BWRプラントという。)では、原子炉格納容器10内に多数の原子炉圧力容器(以下、RPVという。)11が収納され、RPV11の下鏡部に林立状態あるいは垂設状態で多数の水圧駆動式制御駆動機構(以下、CRDという。)12が設けられる。各CRD12は、対応する制御棒駆動水圧系統設備13により駆動制御されて制御棒12aが原子炉炉心部に出し入れされ、原子炉出力が調節制御される。
[First Embodiment]
In a boiling water nuclear power plant (hereinafter referred to as a BWR plant), a large number of reactor pressure vessels (hereinafter referred to as RPVs) 11 are accommodated in a
原子炉の制御棒駆動加圧系統設備13は、本発明に係る制御棒駆動機構(CRD)12の駆動制御システムを構成している。制御棒駆動水圧系統設備13は、CRD12に流入する駆動水量やCRD12から排出される排水量をコントロールする水圧制御ユニット(以下、HCUという。)15を有する。
The reactor control rod drive
HCU15は、挿入ライン16aおよび引抜きライン16bを介してCRD12に接続される一方、制御棒駆動水圧系統設備13は、水源に接続された制御棒駆動水ポンプ18と、このポンプ18の吐出側に設けられたマスタコントロール19と、このマスタコントロール19と駆動水ライン20aの配管により接続されて駆動水や排水の流路の切換および駆動水・排水の流量制御を行なう水圧制御ユニット(HCU)15とを備える。
The HCU 15 is connected to the
マスタコントロール19には、流量調整弁22aと圧力調整弁22bとが直列に接続されており、さらに、圧力調整弁22bをバイパスするように安定化弁23が備えられる。流量調整弁22aの上流側は、充填水ヘッダ25に接続され、その下流側は、駆動水ヘッダ26および駆動水ライン20aに接続される。また、圧力調整弁22bの下流側は冷却水ヘッダ27および排出水ヘッダ28にそれぞれ接続される。この排出水ヘッダ28にHCU15からの排水ライン20bが接続される。
The
また、水圧制御ユニット(HCU)15は、CRD12に対応して複数個設置される。このHCU15には、アキュムレータ30および窒素容器31を備えたアキュムレータ装置32と、駆動水および排水の流れ方向を流路切換可能に制御する選択弁装置33とを有する。選択弁装置33は、4個の方向制御弁34a,34b,34c,34dを略ブリッジ状に接続して備え、4個の方向制御弁34a,34b,34c,34dのうち、2個の方向制御弁34a,34dには、駆動装置付き流量調整弁35a,35bがそれぞれ直列接続状態で付加される。
A plurality of water pressure control units (HCUs) 15 are installed corresponding to the
選択弁装置33の方向制御弁34cと34daの間に駆動水ライン20aが接続される一方、方向制御弁34aと34bの間から延びる排水ライン20bが排出水ヘッダ27に接続される。また、方向制御弁34aと34dの間から延びる挿入ライン16aはCRD12のドライブピストン12b下側に接続され、ドライブピストン12bの上側から延びる引抜きライン16bは、選択弁装置33の方向制御弁34bと34cの間に接続される。
The driving
なお、符号37は常閉のスクラム入口弁、符号38は常閉のスクラム出口弁、符号39はスクラム排出ヘッダである。また、符号40はアキュムレータ充填ライン41に接続された逆止弁であり、符号42はHCU15の圧力バウンダリを構成する各仕切弁である。
また、制御棒駆動機構(CRD)12は、図2および図3に簡略的に示すように、水圧駆動されるピストン式の駆動構造であり、CRDハウジング45内にドライブピストン12bが昇降自在に収納される。ドライブピストン12bから上方に延びる駆動チューブ(インデックスチューブ)12cに制御棒12aが着脱自在に設けられ、ドライブピストン12bの昇降により、制御棒12aはRPV11の炉心部に出し入れ自在に設けられる。ドライブピストン12bのシール部にはシールリング46が用いられる。CRD12は、ドライブピストン12bの昇降駆動により、シール状態が変化し、ピストン駆動速度が変化する可能性がある。
2 and 3, the control rod drive mechanism (CRD) 12 is a piston-type drive structure that is hydraulically driven, and the
このため、CRD12には、位置指示装置48が備えられる。位置指示装置48は、CRDハウジング45内に固定され、ドライブピストン12aおよび駆動チューブ12c内を軸方向に延びる位置指示チューブ50が挿入して設けられ、この位置指示チューブ50内に複数のリードスイッチ51が整列状態で列状に等ピッチで収納される。一方、ドライブピストン12bにはマグネット52が内蔵されており、ドライブピストン12bの昇降駆動に対応してリードスイッチ51にON作動し、ドライブピストン12bの現在昇降位置を検出することができる。これにより、CRD12は制御棒12aの駆動速度を検出することができる。
For this reason, the
CRD12は、位置指示装置48の各リードスイッチ51からの検出信号Sが駆動装置付き流量調整弁35a,35bに送られる。この駆動装置36a,36bにより、流量調整弁35a,35bの弁開度が自動的に調整され、CRD12は、ドライブピストン12bが図2に示される制御棒12aの全引抜き位置から図3に示される制御棒12aの全挿入位置に、所要の目標時間、例えば40秒〜60秒、好ましくは、50秒程度となるように自動的に調整される。なお、原子炉の炉心部はほぼ4m程度の高さを有し、図2および図3に示すドライブピストン12bの全引抜き位置と全挿入位置は、炉心部の高さに相当する昇降ストロークを有する。
In the
各CRD12の駆動速度は、BWRプラントの運転中に、駆動装置付流量調整弁35a,35bと位置指示装置48とを連係させ、位置指示装置48によりCRD12の駆動速度を常時監視して、HCU15内に設けられる流量調整弁35a,35bを駆動装置36a,36bにより自動的に弁開度調整を行なうことができる。
The driving speed of each
次に、制御棒駆動水圧系統設備13による制御棒駆動機構(CRD)12の挿入および引抜き動作について説明する。
Next, the insertion and extraction operations of the control rod drive mechanism (CRD) 12 by the control rod drive
BWRプラントの運転中や定期検査期間時に、CRD12を駆動させて制御棒12aを挿入するときは、図示しない中央制御室からの応答信号に応答してHCU15の選択弁装置33内の方向制御弁34b,34dを開く。他の方向制御弁34a,34cは閉じた状態を保つ。この選択弁装置33の開閉状態で制御棒駆動水ポンプ18を駆動させると、このポンプ18からの駆動水が流量調整弁22a、駆動水ヘッダ26を通って水圧制御ユニット15内に入り、さらに、選択弁装置33の方向制御弁34d、流量調整弁35bを通って挿入ライン16aに入り、CRD12のドライブピストン12b下部に供給され、ドライブピストン12bおよび駆動チューブ12cを押し上げる。
When the
一方、CRD12のドライブピストン12b上方の水は、引抜きライン16bを介して方向制御弁34bから排出ヘッダ27に送られ、制御棒12aの挿入動作が行なわれる。
On the other hand, the water above the
また、制御棒12aを引き抜く時には、まずHCU15の選択弁装置33内の方向制御弁34a,34cが開かれる。すると、駆動水は、選択弁装置33の引抜きライン16bを通ってCRD12のドライブピストン12bの上側に作用しドライブピストン12bを押し下げるように働く。これにより、ドライブピストン12bの下面の水は挿入ライン16aを介して方向制御弁34aから排出ヘッダ27に送られ、これにより、制御棒12aの引抜き動作が概略的に行なわれる。
When the
次に、緊急停止(スクラム)時の動作を説明する。 Next, the operation at the time of emergency stop (scrum) will be described.
BWRプラントの各CRD12を緊急動作させてスクラムさせる場合には、水圧制御ユニット(HCU)15のスクラム入口弁37およびスクラム出口弁38を開放させる。このとき、選択弁装置33の各方向制御弁34a〜34dは閉塞状態に保たれる。
When each
一方、HCU15のアキュムレータ装置33は、アキュムレータ30が窒素容器31に接続されており、窒素容器31に封入された高圧の窒素ガスはアキュムレータ30内のピストン下方に作用している。アキュムレータ30のピストン上方は、制御棒駆動水ポンプ18の吐出側と逆止弁40を介して接続されており、高圧の充填水がピストンを押し下げた状態で蓄積されている。
On the other hand, in the
スクラム時には、スクラム信号に応答してスクラム入口弁37およびスクラム出口弁38を急速に開弁させる。これにより、アキュムレータ30内の高圧水が、スクラム入口弁37を介して挿入ライン16aからCRD12に流入し、ドライブピストン12bを急速に押し上げる。ドライブピストン12b上方の水は、引抜きライン16bおよびスクラム出口弁38を介し、スクラム排出ヘッダ39へ排出することによってスクラム動作が行なわれる。
At the time of scrum, the
また、制御弁12aの挿入・引抜きおよびスクラム動作が行なわれないBWRプラントの通常運転時には、常時、マスタコントローラ19から冷却水ヘッダ26の冷却水ライン43およびHCU15の挿入ライン16aを介してCRD12へ冷却水が供給される。このときは、CRD12は駆動されず、ドライブピストン12bは昇降駆動されない。
Further, during normal operation of the BWR plant in which the
なお、充填水ヘッダ25、駆動水ヘッダ26、冷却水ヘッダ27および排出水ヘッダ28の各ヘッダは、図示しない他の複数の水圧制御ユニットにもそれぞれ接続されている。
In addition, each header of the filling
ところで、BWRプラントの原子炉出力は、原子炉の炉心に制御棒12aを挿入あるいは引抜き動作させることによって制御される。CRD12の駆動は、各CRD12に対応して設けられたHCU15によって制御される。
By the way, the reactor power of the BWR plant is controlled by inserting or extracting the
CRD12に流れる駆動水、またCRD12から排出される排水は、HCU15の選択弁装置33の4個の方向制御弁34a〜34dのうち、方向制御弁34bおよび34dを開とすることにより、制御棒12aの挿入動作が行なわれ、また、方向制御弁34aおよび34cを閉とすることにより、制御棒12aの引抜き動作が行なわれ、CRD12の駆動水・排水の流れを制御している。
The driving water flowing to the
制御棒12aの挿入・引抜き時間は、選択弁装置33の4個の方向制御棒34a〜34dに設置された流量調整弁35a,35bの弁開度調整が、位置指示装置48からの検出信号Sによる駆動装置369a,36bの作動制御により、自動的に実施される。駆動装置付きの流量調整弁35a,35bを自動的に弁開度制御することにより、CRD12へ駆動水ライン20aを通じて流れる駆動水流量および排水ライン20bを通じて流れる流量20aが調整される。
The insertion / extraction time of the
CRD12の駆動時間は、位置制御装置(PIP)48の位置制御チューブ50内部に設置された複数の各リードスイッチ51へドライブピストン12bのマグネット52が順次接近することにより、位置検出信号Sを取得し、ドライブピストン12bの駆動速度を算出することができる。昇降駆動されるドライブピストン12bに備えられたマグネット52は各リードスイッチ51を順次通ることにより、各リードスイッチ51からの位置検出信号Sを次々に取得し、位置検出装置48が、全挿入信号、全引抜き信号を得ることができる。
The drive time of the
これにより、CRD12の駆動時間、すなわち制御棒12aの挿入・引抜き時間が、目標時間、具体的には、40秒から60秒の範囲、一例として50秒の範囲に収まるように、BWRプラントの運転中に、CRD12の駆動時間が自動的に調整される。
Accordingly, the operation of the BWR plant is performed so that the driving time of the
本発明の制御棒駆動機構12の駆動制御システムは、CRD12の挿入・引抜きの駆動時間を、自動的に定められた目標時間内に調整される。具体的には、位置検出装置48により作動制御される駆動装置36a,36bによって流量調整弁35a,35bの弁開度が自動的に調整される。したがって、CRD12の制御棒12aの挿入・引抜きの駆動時間を、自動的に定められた目標時間に収めることができ、事前調整作業が不要となって、BWRプラントの運転中にも、CRD12の駆動時間が目標時間を外れることがないように設定できる。
In the drive control system of the control
この制御棒駆動機構12の駆動制御システムは、HCU15の選択弁装置33の流量調整弁35aおよび35bに駆動装置36aおよび36bをそれぞれ付加し、位置指示装置48により得られた検出信号Sを基に算出された制御棒12aの駆動速度を入力信号として駆動装置36aおよび36bを制御する。駆動装置36aおよび36bによる流量調整弁35aおよび35bの弁開度制御により、CRD12の駆動中の速度を自動的にかつ逐次調整することができ、CRD12の駆動時間が、常に目標時間内に収まるように自動的に調整できる。したがって、BWRプラント運転中に、CRD12の事前の調整作業が不要で、各CRD12の駆動時間が、目標時間を外れることがないように、自動的に設定される。
The drive control system of the control
また、制御棒駆動機構12の駆動制御システムでは、CRD12の挿入・引抜きの駆動時間を自動的に定められた目標時間に収めることができ、事前調整作業が不要となり、BWRプラント運転中にも目標時間を外れることがない。したがって、CRD12は制御棒12aの挿入・引抜き操作が繰り返されることにより、ドライブピストン12b(のシールリング46)のシール状態が変化するが、ドライブピストン12bの駆動速度は、位置指示装置48により検出され、CRD12の挿入・引抜きの駆動時間は目標時間に収まるように自動的に常時調整される。このため、定期検査期間中に制御棒12aの挿入・引抜き時間を個別に調整する作業は不要となり、定期検査期間の短縮化が図れる。
Further, in the drive control system of the control
第1実施形態では、制御棒駆動水圧系統設備13における駆動装置36a,36bの作動制御を位置指示装置48からの検出信号Sにより行なうようにした例を説明したが、駆動装置36a,36bの作動制御は、位置指示装置48からの検出信号だけでなく、駆動水ライン20aからの駆動水流量または排水ライン20bからの排水流量を検出する検出信号のいずれか1つまたは複数の検出信号により実施されるようにしてもよい。この場合、駆動水ライン20aおよび排水ライン20bに流量検出器などが設けられ、流量検出器からの流量信号と位置指示装置48からの位置検出信号とで信号間の整合性がとられる。
In the first embodiment, the example in which the operation control of the
また、制御棒駆動水圧系統設備13における駆動装置35a,35bの作動制御は、中央制御室のコントローラ(図示せず)からの遠隔制御により行なわれるようにしてもよい。この場合、中央制御室のコントローラにも、位置指示装置48からの検出信号が入力され、この検出信号より駆動制御されるコントローラにより、駆動装置35a,35bを作動制御させるようにしてもよい。そして、駆動装置36a,36bにより、流量調整弁35a,35bの弁開度が調整され、CRD12の駆動時間が目標時間内に収まるように設置される。
Further, the operation control of the
[第2の実施形態]
図4は、本発明に係る制御棒駆動機構の駆動制御システムの第2の実施形態を示す概略的な系統図である。
[Second Embodiment]
FIG. 4 is a schematic system diagram showing a second embodiment of the drive control system for the control rod drive mechanism according to the present invention.
第2実施形態に示される制御棒駆動機構の駆動制御システムは、原子炉の制御棒駆動水圧系統設備13Aとして構成される。この設備13Aは駆動位置付き流量調整弁55a,55bを駆動水ライン20aおよび排水ライン20bに設けた構成が、第1実施形態に示される駆動装置付き流量調整弁35a,35bと異なる。さらに、HCU33の方向制御弁34aおよび34bには、手動式の流量調整弁56a,56bが備えられた点が第1実施形態に示された構成と異なり、他の構成および作用は第1実施形態に示された制御棒駆動機構の駆動制御システムと異ならないので、同じ構成および作用には、同一符号を付して説明を省略あるいは簡略化する。
The drive control system of the control rod drive mechanism shown in the second embodiment is configured as a control rod drive
第2実施形態の制御棒駆動機構の駆動制御システムは、制御棒駆動水圧系統設備13の水圧制御ユニット(HCU)15に接続された駆動水ライン20aおよび排水ライン20bに駆動装置付き流量調整弁55a,55bがそれぞれ設けられる。この流量調整弁55a,55bに付加された駆動装置56a,56bにより、流量調整弁55a,55bの弁開度が自動的に調節制御される。
The drive control system of the control rod drive mechanism of the second embodiment includes a flow rate regulating valve 55a with a drive device on the
駆動装置56aおよび56bは、位置指示装置48からの検出信号Sにより作動制御される。具体的には、位置指示装置48からの検出信号Sを基に駆動装置56a,56bは作動制御され、流量調整弁55a,55bの弁開度を自動的に調節制御している。駆動装置56a,56bは、流量調整弁55a,55bの弁開度を調節制御し、CRD12の駆動時間が目標時間、例えば制御棒12aの挿入・引抜き時間が40分〜60分内に収まるように、制御棒12aの駆動速度が調整される。
The
このように、駆動装置36aおよび36bは、流量調整弁35a,35bの弁開度を自動的に調節制御し、第1実施形態で示された駆動装置付きの流量調整弁35a,35b同様、CRD12への駆動水量およびCRD12からの排水流量が調整される。
In this way, the
この駆動装置付き流量調整弁55aおよび55bにより駆動水ライン20aを通じて流れる駆動水流量および排水ライン20bを通じて流れる排水流量が調整され、CRD12の駆動時間が常に目標時間内に収まるようにBWRプラント運転中に自動的に調整できる。したがって、BWRプラント運転中に、CRD12の事前調整作業が不要となり、各CRD12の駆動時間、すなわち、制御棒12aの挿入・引抜き時間が、第1実施形態に示されたCRD12の駆動時間と同様、目標時間を外れることがないように自動的に調整される。
The drive water flow rate flowing through the
[第3の実施形態]
図5は、本発明に係る制御棒駆動機構の駆動制御システムの第3の実施形態を示す概略的な系統図である。
[Third Embodiment]
FIG. 5 is a schematic system diagram showing a third embodiment of the drive control system for the control rod drive mechanism according to the present invention.
第3実施形態に示される制御棒駆動機構の駆動制御システムは、原子炉の制御棒駆動水圧系統設備13Bとして構成される。この設備13Bは、駆動装置付き流量調整弁58を、第1実施形態記載の選択弁装置33に設けたものと異なり、挿入ライン16aに設けたものであり、選択弁装置33に備えられる4個の方向制御弁34a〜34dには、流量調整弁は設けられていない。他の構成および作用は、第1実施形態に示された制御棒駆動機構の駆動制御システムと異ならないので、同じ構成には同一符号を付して説明を省略あるいは簡略化する。
The drive control system of the control rod drive mechanism shown in the third embodiment is configured as a control rod drive
第3実施形態に示された制御棒駆動機構の駆動制御システムは、HCU15の選択弁装置33からCRD12に至る挿入ライン16aに駆動装置付きの流量調整弁58を設けたものである。この流量調整弁58は、選択弁装置33とスクラム入口弁37の下流側との間の挿入ライン16aに設けられ、流量調整弁58は駆動装置59により弁開度が自動的に調節制御される。
In the drive control system for the control rod drive mechanism shown in the third embodiment, a flow
駆動装置58は、位置検出装置48からの検出信号Sにより作動制御され、流量調整弁59の弁開度を自動的に調節制御している。駆動装置58は、流量調節弁59の弁開度を自動的に調節制御して、CRD12の駆動時間が目標時間、例えば制御棒12aの挿入・引抜き時間が40分〜60分、好ましくは50分に収まるように、制御棒12aの駆動速度が調整される。
The
このように、駆動装置59は流量調整弁58の弁開度を自動的に調節制御し、第1実施形態で示された駆動装置付きの流量調整弁58と同様に、CRD12への駆動水量およびCRD12からの排水量が調節される。この場合、駆動装置付き流量調整弁58は1個設ければよく、第1実施形態で示したように2個設ける必要がない。
In this way, the
第3実施形態では、挿入ライン16aに設置された駆動装置付き流量調整弁58により、駆動水ライン20aから挿入ライン16aを通じて流れる駆動水流量、および挿入ライン16aから排水ライン20bを通じて流れる排水流量が調整され、CRD12の駆動時間を調整することができる。
In the third embodiment, the flow
これにより、BWRプラントにおいて、CRD12の駆動時間が常に目標時間内に収まるように自動的に調整される。したがって、CRD12の事前の調整作業が不要となり、各CRD12の駆動時間、すなわち、制御棒12aの挿入・引抜き時間を、第1実施形態に示されたCRD12の駆動時間と同様、目標時間を外れることがないように自動的に設定できる。
Thereby, in the BWR plant, the drive time of the
[第4の実施形態]
図6は、本発明に係る制御棒駆動機構の駆動制御システムの第4の実施形態を示す概略的な系統図である。
[Fourth Embodiment]
FIG. 6 is a schematic system diagram showing a fourth embodiment of the drive control system for the control rod drive mechanism according to the present invention.
第4実施形態に示される制御棒駆動機構の駆動制御システムは、原子炉の制御棒駆動水圧系統設備13Cとして構成される。この設備13Cは、駆動装置付き流量調整弁60を、第1実施形態記載の選択弁装置33に設けたものと異なり、駆動水ライン20aに設けたものであり、選択弁装置33に備えられる4個の方向制御弁34a〜34dには、流量調整弁は設けられていない。他の構成および作用は、第3実施形態に示された制御棒駆動機構の駆動制御システムと異ならないので、同じ構成には同一符号を付して説明を省略あるいは簡略化する。
The drive control system of the control rod drive mechanism shown in the fourth embodiment is configured as a control rod drive hydraulic system facility 13C for a nuclear reactor. This equipment 13C is provided with the drive valve 20 with a flow regulating valve 60 with a drive device, which is provided in the
第4実施形態に示された制御棒駆動機構の駆動制御システムは、マスタコントローラ19から駆動水ヘッダ26の間に駆動装置付きの流量調整弁60を設けたものである。この流量調整弁60は、制御棒駆動水ポンプ18からの流量調整弁23a下流側と駆動水ヘッダ26の間に設けられ、流量調整弁60は駆動装置61により弁開度が自動的に調節制御される。
In the drive control system for the control rod drive mechanism shown in the fourth embodiment, a flow rate adjusting valve 60 with a drive device is provided between the
駆動装置61は、位置検出装置48からの検出信号Sにより作動制御され、流量調整弁60の弁開度を自動的に調節制御している。駆動装置61は、流量調節弁60の弁開度を自動的に調節制御して、CRD12の駆動時間が目標時間、例えば制御棒12aの挿入・引抜き時間が40分〜60分、好ましくは50分に収まるように、制御棒12aの駆動速度が調整される。
The
このように、駆動装置61は流量調整弁60の弁開度を自動的に調節制御し、第3実施形態で示された駆動装置付きの流量調整弁60と同様に、CRD12への駆動水量およびCRD12からの排水量が調節される。この場合、駆動装置付き流量調整弁60は第3実施形態と同様に1個設ければよく、レイアウト構成が簡素化される。
Thus, the
第4実施形態では、駆動水ライン20aに設置された駆動装置付き流量調整弁60により、HCU15を経由してCRD12に流れる駆動水量が調整され、CRD12の駆動時間を調整することができる。
In the fourth embodiment, the amount of driving water flowing to the
これにより、BWRプラントにおいて、CRD12の駆動時間が常に目標時間内に収まるように自動的に調整される。したがって、CRD12の事前の調整作業が不要となり、各CRD12の駆動時間、すなわち、制御棒12aの挿入・引抜き時間を、第1実施形態に示されたCRD12の駆動時間と同様、目標時間を外れることがないように自動的に設定できる。
Thereby, in the BWR plant, the drive time of the
[第5の実施形態]
図7は、本発明に係る制御棒駆動機構の駆動制御システムの第5の実施形態を示す概略的な系統図である。
[Fifth Embodiment]
FIG. 7 is a schematic system diagram showing a fifth embodiment of the drive control system for the control rod drive mechanism according to the present invention.
第5実施形態に示される制御棒駆動機構の駆動制御システムは、原子炉の制御棒駆動水圧系統設備13Dとして構成される。この設備13Dは、第1実施形態で示された制御棒駆動水圧原動設備13と同様、選択弁装置33の方向制御弁35a,35bに駆動装置付き流量調整弁63a,63bが設けられる。流量調整弁63a,63bには、駆動装置64a,64bがそれぞれ付加される。駆動装置64a,64bは、位置指示装置48からの検出信号Sを制御器(図示せず)で変換して自動制御され、この駆動装置64a,64bにより流量調整弁63a,63bの弁開度を自動的に調整される。
The drive control system of the control rod drive mechanism shown in the fifth embodiment is configured as a control rod drive
この場合、制御器は、中央制御室あるいは駆動装置64a,64bに備えられ、位置指示装置48からの検出信号を変換して駆動装置64a,64bを自動制御している。また、中央制御室等に設置のコントローラにより、個々の駆動装置64a,64bを遠隔地より、CRD12の駆動時間、すなわち制御棒12aの挿入・引抜き時間が目標時間内に収まるように手動制御される。
In this case, the controller is provided in the central control room or the
他の構成および作用は、第1実施形態に示された制御棒駆動水圧系統設備13と異ならないので、同じ構成、作用には同一符号を付して説明を省略あるいは簡略化する。
Since other configurations and operations are not different from the control rod drive
その際、制御棒駆動水圧系統設備13DのHCU15に備えられる選択弁装置33の流量調整弁64a,64bは駆動装置65a,65bにより弁開度が調節制御される。駆動装置65a,65bの制御は、位置指示装置48からの検出信号により自動制御しても、また、中央制御室等設置のコントローラにより遠隔地から手動制御されるようにしてもよく、さらに、駆動装置65aと65bの自動制御と手動制御が同時あるいは並行的に行なわれるようにしてもよい。
At that time, the opening degree of the flow
これにより、BWRプラントの運転中において、CRD12の駆動時間が常に目標時間内に収まるように調整される。したがって、CRD12の事前の調整作業が不要となり、各CRD12の駆動時間、すなわち、制御棒12aの挿入・引抜き時間が、目標時間内に収まり、この目標時間を外れることがない、制御棒駆動水圧系統設備13Dを提供することができる。
Thereby, during the operation of the BWR plant, the drive time of the
また、BWRプラントの定期検査期間中にCRD12の駆動時間を調整する場合において、駆動水流量や排水流量を調整する流量調整弁63a,63bは、駆動装置64a,64bより自動制御、あるいは中央制御室等のコントローラにより手動制御されるので、作業員は放射線管理区域への入室が不要となり、被曝量を低減させることができる。
Further, when adjusting the driving time of the
10 原子炉格納容器
11 原子炉圧力容器(RPV)
12 制御棒駆動機構(CRD)
12a 制御棒
12b ドライブピストン
12c 駆動チューブ
13,13A,13B,13C,13D 制御棒駆動水圧系統設備
15 水圧制御ユニット(HCU)
16a 挿入ライン
16b 引抜きライン
18 制御棒駆動水ポンプ
19 マスタコントローラ
20a 駆動水ライン
20b 排水ライン
22a 流量調整弁
22b 圧力調整弁
23 安全化弁
25 充填水ヘッダ
26 駆動水ヘッダ
27 冷却水ヘッダ
28 排出水ヘッダ
30 アキュムレータ
31 窒素容器
32 アキュムレータ装置
33 選択弁装置
34a,34b,34c,34d 横制御弁
35a,35b 流量調整弁
36a,36b 駆動装置
37 スクラム入口弁
38 スクラム出口弁
39 スクラム排出ヘッダ
40 逆止弁
41 アキュムレータ充填ライン
42 逆止弁
43 冷却水ライン
45 CRDハウジング
46 シールリング
48 位置指示装置
50 位置指示チューブ
51 リードスイッチ
52 マグネット
55a,55b 流量調整弁
56a,56b 駆動装置
58,60 流量調整弁
59,61 駆動装置
63a,63b 流量調整弁
64a,64b 駆動装置
10
12 Control rod drive mechanism (CRD)
Claims (8)
これらの各制御棒駆動機構の制御棒位置を検出する位置指示装置と、
前記各制御棒駆動機構に給排水される駆動水の流れ方向を選択的に制御する選択弁装置ならびに前記制御棒を急速挿入させるアキュムレータ装置およびスクラム弁を備えた水圧制御ユニットと、
この水圧制御ユニットに水源から駆動水を供給する制御棒駆動水ポンプとを有する制御棒駆動機構の駆動制御システムにおいて、
前記水圧制御ユニットは、前記制御棒駆動機構に給排水される流量を調整する流量調整弁に駆動装置を設け、この駆動装置により、前記制御棒駆動機構の駆動中に前記流量調整弁を通る流量を自動的に逐次調節制御したことを特徴とする制御棒駆動機構の駆動制御システム。 A number of control rod drive mechanisms that insert or withdraw control rods into the core of the reactor,
A position indicating device for detecting the control rod position of each of these control rod drive mechanisms;
A selection valve device that selectively controls the flow direction of drive water supplied to and drained from each control rod drive mechanism, and a water pressure control unit that includes an accumulator device and a scram valve that rapidly inserts the control rod;
In a drive control system of a control rod drive mechanism having a control rod drive water pump for supplying drive water from a water source to the water pressure control unit,
The water pressure control unit is provided with a drive device for a flow rate adjustment valve that adjusts the flow rate of water supplied to and discharged from the control rod drive mechanism, and this drive device allows a flow rate that passes through the flow rate adjustment valve during driving of the control rod drive mechanism. A drive control system for a control rod drive mechanism, wherein automatic adjustment control is automatically performed.
前記選択弁装置は、前記制御棒駆動機構の挿入ラインに接続される2個の方向制御弁に駆動装置付き流量調整弁をそれぞれ設置し、
前記駆動装置により前記流量調整弁を通る流量を調節制御した請求項1に記載の制御棒駆動機構の駆動制御システム。 The water pressure control unit includes a selection valve device assembled by connecting four directional control valves in a bridge shape,
The selection valve device is provided with a flow control valve with a drive device in each of two directional control valves connected to an insertion line of the control rod drive mechanism,
The drive control system for a control rod drive mechanism according to claim 1, wherein the flow rate through the flow rate adjustment valve is adjusted and controlled by the drive unit.
前記駆動水ラインおよび排水ラインに駆動装置付き流量調整弁をそれぞれ設置し、
前記駆動装置付き流量調整弁により前記駆動水ラインを流れる駆動水流量および前記排水ラインを流れる排水流量を調節制御した請求項1に記載の制御棒駆動機構の駆動制御システム。 The water pressure control unit includes a drive water line to which drive water from the water source is supplied, and a drain line from which the drive water is drained.
A flow control valve with a driving device is installed in each of the driving water line and the drainage line,
2. The drive control system for a control rod drive mechanism according to claim 1, wherein the drive water flow rate flowing through the drive water line and the drainage flow rate flowing through the drainage line are adjusted and controlled by the flow rate adjusting valve with the drive unit.
前記挿入ラインに駆動装置付き流量調整弁を設置し、
前記駆動装置付き流量調整弁により、制御棒挿入時に挿入ラインを通じて前記制御棒駆動機構に供給される駆動水の流量および制御棒引抜き時に挿入ラインを通じて前記制御棒駆動機構から排出される流量を調節制御した請求項1に記載の制御棒駆動機構の駆動制御システム。 The water pressure control unit includes an insertion line and a drawing line connected to a control rod drive mechanism,
A flow control valve with a driving device is installed in the insertion line,
The flow rate adjusting valve with the driving device adjusts and controls the flow rate of the driving water supplied to the control rod drive mechanism through the insertion line when the control rod is inserted and the flow rate discharged from the control rod drive mechanism through the insertion line when the control rod is pulled out. The drive control system of the control rod drive mechanism according to claim 1.
前記マスタコントローラから駆動水ヘッダの間に駆動装置付き流量調整弁を設置し、
前記駆動装置付き流量調整弁により、前記水圧制御ユニットを経由して前記制御棒駆動機構に供給される駆動水の流量を調節制御した請求項1に記載の制御棒駆動機構の駆動制御システム。 The control rod drive water pump is configured to supply water from a water source to the water pressure control unit via a master controller,
Install a flow control valve with a drive between the master controller and the drive water header,
2. The drive control system for a control rod drive mechanism according to claim 1, wherein a flow rate of drive water supplied to the control rod drive mechanism via the water pressure control unit is adjusted and controlled by the flow rate adjusting valve with the drive device.
前記制御棒駆動機構の駆動時間が目標時間内に収まるように、前記流量調整弁の開度が手動制御される請求項1ないし5のいずれか1項に記載の制御棒駆動機構の駆動制御システム。 The drive device adjusts and controls the flow rate adjustment valve by remote control from a controller in the central control room,
The drive control system for a control rod drive mechanism according to any one of claims 1 to 5, wherein the opening degree of the flow rate adjusting valve is manually controlled so that the drive time of the control rod drive mechanism falls within a target time. .
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