JP2907930B2 - 原子力プラントの安全保護装置 - Google Patents

原子力プラントの安全保護装置

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    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Safety Devices In Control Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は原子力プラントの安全保護装置に関する。
〔従来の技術〕
原子力プラントでは、原子炉の安全性を確保するため
に、異常な過渡状態等が発生する可能性がある場合に、
これを防止するための安全保護装置が設けてある。例え
ば、日本原子力学会「昭和62年秋の大会」予稿No.B41
「新型原子保護システムの基本構成」に記載されてお
り、このシステムは、高信頼性の観点から、四系統のシ
ステム構成としているが、そのうちの一系統が示されて
いる。この構成は第2図のようになつている。第2図で
は、四系統のうち一系統のみを示している。この図にお
いて、冗長化したセンサA1〜N1からの出力信号を信号処
理回路1で取り込み、各センサの出力信号が規定値を越
えているか否かをトリツプモジユール(TM1)1A11
〜1AN4により判断する。これらのトリツプモジユール1A
11〜1AN4は、出力信号が規定値を越えている場合に、制
御対象(スクラム電磁弁)9を動作させるべくトリツプ
指令信号応を作成し、2out of4多数決手段1B1〜1BNに出
力する。この2out of4多数決手段1B1〜1BNの出力は、1o
ut ofN手段1C及びバイパススイツチ1Eを介してパワー回
路5に出力され、制御対象9を制御する。
この場合、トリツプモジユールが、センサの数の四倍
だけ各々の信号処理回路毎に必要となる。そこで、この
トリツプモジユールの数を減らすために、第3図のよう
に構成することも可能である。
また、第3図のトリツプモジユールの部分を、第4図
に示す様に、危険分散の観点から信号処理回路から分離
して、独立に構成することも可能である。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来技術によると、次の問題が発生する。
まず、第2図では、例えば、センサA1を保守あるいは
診断すると、信号処理回路1のトリツプモジユール1A11
の出力信号は、保守,診断の状況にもよるが、理論“0"
(制御対象動作側の信号出力)になつたり、論理“1"に
なつたりする。このようなときに、センサA1に相当する
二系統目のセンサが故障し、このセンサに接続されてい
るトリツプモジユール1A12が論理“0"を出力するように
なつたとする。この場合には、トリツプモジユール1A11
と1A12の出力が論理“0"になる場合があり、この結果、
2out of4多数決手段1B1は四入力のうち二入力が論理
“0"となるため、この出力は論理“0"となる。この結果
は、1out ofN手段1C,バイパススイツチ1Eを介してパワ
ー回路5にトリツプ信号5として出力される。また、他
系統の信号処理回路でも、1A11と1A12に相当する二つの
トリツプモジユールの出力信号が論理“0"となるため、
上述の場合と同様にトリツプ信号b,c,dがパワー回路5
に出力され、このパワー回路5が動作して、制御対象9
を駆動してしまうことになる。
また、第3図では、上記の場合の外に、信号処理回路
の保守,診断でも、同様に制御対象9を駆動させてしま
うことがある。第3図の場合の全体の構成は、第5図の
ようになる。ここで、信号処理回路1を保守、あるい
は、診断すると、トリツプモジユールの出力が論理“0"
あるいは論理“1"になる。この信号は、他系の信号処理
回路2〜4の2out of4多数決手段2B,3B,4Bに入力され
る。このとき、例えば、二系統目のセンサA2あるいは、
トリツプモジユール2A1が故障し、トリツプモジユール2
A1の出力信号が論理“0"になると、各々の信号処理回路
の2out of4多数決手段の四入力のうち二入力が論理“0"
となり、前記の場合と同様にこの結果、制御対象9,10,1
1,12を駆動させてしまうことになる。
第4図でも、トリツプ演算回路の保守,診断時等に、
他系のトリツプ演算回路の故障、あるいは、センサの故
障により、前述の場合と同様に、制御対象を誤つて動作
させてしまうことがある。
本発明の目的は、システム全体として誤動作すること
がなく、かつ本当に動作すべきときにはシステムが動作
し、しかもシステム全体の信頼性を向上できる原子力プ
ラントの安全保護装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成する本発明の特徴は、複数の系統に分
けられて多重化された複数のセンサに対して系統毎に設
けられ、前記センサの出力信号が予め設定された規定値
を超えているときにトリップ信号を出力する多重化され
た複数のトリップ演算手段と、前記複数のトリップ演算
手段の出力信号の各々を入力し、前記複数のトリップ演
算手段の出力信号の多数決演算を行ってトリップ信号を
出力する多重化された複数の信号処理手段と、前記複数
の信号処理手段の出力信号の多数決演算を行って制御対
象を駆動するパワー回路と、前記信号処理手段における
多数決演算に用いる信号として前記トリップ演算手段の
出力信号に代えて非トリップ信号を与える第1の信号設
定手段と、前記パワー回路における多数決演算に用いる
信号として前記信号処理手段の出力信号に代えて非トリ
ップ信号を与える第2の信号設定手段とを備えることに
ある。
〔作用〕
本発明によれば、信号処理手段における多数決演算に
用いる信号としてトリップ演算手段の出力信号に代えて
非トリップ信号を与える第1の信号設定手段を備えるた
め、センサ或いはトリップ演算手段の保守、診断、校正
等を行う際に、そのトリップ演算手段の出力信号に代え
て非トリップ信号を信号処理手段の多数決演算に用いる
ことができ、残りのセンサ或いはトリップ演算手段に故
障が発生してもシステム全体として誤動作することがな
く、かつ本当に動作すべきときにはシステムが動作す
る。
また、パワー回路における多数決演算に用いる信号と
して信号処理手段の出力信号に代えて非トリップ信号を
与える第2の信号設定手段を備えるため、信号処理手段
の保守、診断、校正等を行う際に、その信号処理手段の
出力信号に代えて非トリップ信号をパワー回路の多数決
演算に用いることができ、残りの信号処理手段に故障が
発生してもシステム全体として誤動作することがなく、
かつ本当に動作すべきときはシステムが動作する。
更に、信号処理手段における多数決演算に用いる信号
としてトリップ演算手段の出力信号に代えて非トリップ
信号を与える第1の信号設定手段と、パワー回路におけ
る多数決演算に用いる信号として信号処理手段の出力信
号に代えて非トリップ信号を与える第2の信号設定手段
の2つの信号設定手段を備えることにより、センサ或い
はトリップ演算手段の保守、診断、校正等を行うとき
と、信号処理手段の保守、診断、校正等を行うときと
で、第1の信号設定手段と第2の信号設定手段とを使い
分けることができ、システム全体の信頼性が向上する。
〔実施例〕
以下、本発明による実施例を図面を用いて説明する。
第1図は、第2図に対応させた本発明の実施例であ
る。
第1図において、各々のセンサA1〜N1は、信号設定手
段1Fに接続している。つまり、各々のセンサからの出力
信号は、信号設定手段1Fを介して、信号処理回路1及び
他系の信号処理回路にも出力される。他系のセンサの出
力信号についても同様であり、信号設定手段を介して、
その系とは異なる系統の信号処理手段に出力する。
信号設定手段1Fは、固定信号発生手段1G1〜1GNと切換
スイツチ1H1〜1HNから構成しており、センサA1〜N1から
の出力信号と固定信号発生手段1G1〜1GNからの出力信号
を選択して、他系の信号処理回路に出力する。たとえ
ば、センサA1を保守,診断,校正、あるいは、系統から
の切離しの場合には、このセンサA1に接続されている切
換スイツチ1H1を固定信号設定手段1G1側に切換える。こ
の切換えは手動操作によつて行つたり、第6図に示すよ
うに、切換指令手段1Iから出力される切換指令1Iaによ
つて操作される。
第1図の場合、信号処理回路内の各々のトリツプモジ
ユールの出力信号が論理“0"で制御対象は動作するた
め、固定信号設定手段1G1〜1GNはトリツプモジユールの
出力信号が論理“0"とはならない信号を出力するよう
に、あらかじめ定められている。具体的には、該当する
トリツプモジユールの比較判定のための規準値に対応さ
せて、論理“1"がトリツプモジユールから出力されるべ
き信号としている。従つて、1G1側に切換わつた切換ス
イツチ1H1からは、制御対象が非動作側となる信号が出
力される。この出力信号は、信号処理回路1及び他系の
信号処理回路のトリツプモジユールに出力され、該当す
るトリツプモジユールの出力信号は論理“1"となる。従
つて、このような場合、他系のセンサが故障し、これに
対応するトリツプモジユールの出力が論理“0"となつた
ものとしても、残りのトリツプモジユールの出力が論理
1“1"であれば、2out of4多数決手段の4入力のうち1
入力のみが論理“0"であり、その他は論理“1"であるか
ら、2out of4多数決手段の出力は論理“1"となる。つま
り、制御対象を動作させることはないのである。また、
センサで測定している対象装置が異常になつたときに
は、そのセンサに接続されるトリツプモジユールの出力
が論理“0"となる。従つて、上記の場合でも、多数決手
段の4入力のうち、3入力が論理“0"となるため、シス
テム全体としては、正常に動作する。
信号処理回路1自体を保守,診断,校正、あるいは、
システムからの切離しの場合には、バイパススイツチ1E
を切り換えて、固定信号をパワー回路5に出力すること
になる。パワー回路5は、2out of4多数決手段1B1(〜1
BN)と同一の安全側論理優先(信号喪失で動作する)の
多数決論理であるため、固定信号は論理“1"となるが、
この多数決論理に従つてバイパススイツチの固定信号の
論理を決定しておく必要がある。第6図の場合には、切
換指令手段1Iから、遠隔的に信号設定手段1F及びバイパ
ススイツチ1Eを切換えることができるため、操作性が高
い。
第7図は、第3図に対する本発明の一実施例である。
第7図において、信号設定手段1Fは、信号処理回路1
内のトリツプモジユール1A1〜1ANから他系の信号処理か
ら、その出力信号を出力する部分に設けている。この構
成では、信号処理回路1を保守,診断,校正、あるい
は、システムから切離す場合、バイパススイツチ1Eを切
離えて固定信号を出力したり、各々のトリツプモジユー
ルの出力信号に代つて、信号設定手段1Fから固定信号を
出力するが、その具体的手段については、第6図の場合
と同一である。但し、この場合には、センサA1〜N1から
の出力信号が自系の信号処理回路1のみに入力されるた
め、センサの保守,診断,校正、あるいは、系統からの
切離しの場合にも、信号設定手段1Fとバイパススイツチ
1Eを制御して、各々から、あらかじめ定めた固定信号を
出力するようにして、たとえ、他系のセンサあるいは信
号処理ユニツトが故障しても、システムが誤動作するこ
とがない。
また、本実施例でも、信号設定手段1Fとバイパススイ
ツチ1Eの切換を、第8図に示すように、切換指令1Iによ
つて、遠隔的に操作することも可能である。
信号処理回路1自体が、その機能(トリツプモジユー
ル,2out of4多数決,1out ofN)をマイクロプロセツサの
ソフトウエアによつて実施させるような場合には、信号
処理回路1自体の一台のハードウエアになる。このた
め、切換スイツチ1H1〜1HNに対して、独立した切換指令
信号(1Ia)を、切換指令手段1Iから与えているが、こ
れらを一体化し、信号設定手段1F内で各各の切換スイツ
チ1H1〜1HNに分配してもよい。この場合には、切換指令
手段1Iの操作が容易になるばかりか、装置の小型化が図
れる。
第9図は、第4図に対する本発明の一実施例である。
第9図において、信号設定手段1Fは、トリツプモジユ
ール1A1〜1ANから成るトリツプ演算回路1Aの出力部に設
けている。この構成では、センサA1〜N1、あるいは、ト
リツプ演算回路1Aの保守,診断,校正、あるいは、系統
からの切り離しの場合に、各々のトリツプモジールに代
つて、信号設定手段1Fから固定信号を出力するが、その
具体的手段については、第6図の場合と同一である。そ
の他については、第6図及び第7図と同様である。ま
た、第10図に示すように、バイパススイツチ1E及び信号
設定手段1Fを切換指令手段1Iから遠隔的に操作すること
も可能である。
また、トリツプ演算回路1A自体の機能が、マイクロプ
ロセツサのソフトウエアによつて実現されるような場合
には、トリツプ演算回路1Aが一台のハードウエアにな
る。このため、切換スイツチ1H1〜1HNに対して、各々独
立した切換指令信号(1Ia)を与えているが、これらを
一本化し、信号設定手段1F内で各々の切換スイツチ1H1
〜1HNに分配してもよい。これについての効果は、第8
図の場合と同様である。
なお、第1図、第6図ないし第10図における信号設定
手段を、その信号の受信側である信号処理回路、あるい
は制御装置側の入力部にそれぞれ設けることにより、入
力される信号を予め定めた論理信号とみなして処理する
ことによって同様な効果が得られる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、原子力プラントの安全保護装置にお
いて、センサ、トリップ演算手段、或いは信号処理手段
の保守、診断、校正等を行うときに、残りのセンサ、ト
リップ演算手段、或いは信号処理手段に故障が発生して
も、システム全体として誤動作することがなく、かつ本
当に動作すべきときにはシステムが動作する。また、本
発明によれば、原子力プラントの安全保護装置におい
て、システム全体の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例を示すブロツク図、第2図
ないし第5図は従来例のブロツク図、第6図は第2図に
対応させた本発明の他の実施例のブロツク図、第7図及
び第8図は、第3図に対応させた本発明の他の実施例の
ブロツク図、第9図及び第10図は、第4図に対応させた
本発明の他の実施例のブロツク図である。 1F(1E〜4E)……信号設定手段、1G1〜1GN,1G〜3G……
固定信号発生手段、1H1〜1HN,1H〜3H……切換スイッ
チ、1I……切換指令発生手段、1Ia……切換指令信号。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 熊耳 昭二 茨城県日立市大みか町5丁目2番1号 株式会社日立製作所大みか工場内 (56)参考文献 特開 昭64−88169(JP,A) 特開 昭63−140305(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G21D 3/04 G21C 17/00 G21C 7/00 G05B 9/03

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の系統に分けられて多重化された複数
    のセンサに対して系統毎に設けられ、前記センサの出力
    信号が予め設定された規定値を超えているときにトリッ
    プ信号を出力する多重化された複数のトリップ演算手段
    と、前記複数のトリップ演算手段の出力信号の各々を入
    力し、前記複数のトリップ演算手段の出力信号の多数決
    演算を行ってトリップ信号を出力する多重化された複数
    の信号処理手段と、前記複数の信号処理手段の出力信号
    の多数決演算を行って制御対象を駆動するパワー回路
    と、前記信号処理手段における多数決演算に用いる信号
    として前記トリップ演算手段の出力信号に代えて非トリ
    ップ信号を与える第1の信号設定手段と、前記パワー回
    路における多数決演算に用いる信号として前記信号処理
    手段の出力信号に代えて非トリップ信号を与える第2の
    信号設定手段とを備えることを特徴とする原子力プラン
    トの安全保護装置。
  2. 【請求項2】4つの系統に分けられて4重化された複数
    のセンサに対して系統毎に設けられ、前記センサの出力
    信号が予め設定された規定値を超えているときにトリッ
    プ信号を出力する4重化された4台のトリップ演算手段
    と、前記4台のトリップ演算手段の出力信号の各々を入
    力し、前記4台のトリップ演算手段の出力信号の多数決
    演算を行ってトリップ信号を出力する4重化された4台
    の信号処理手段と、前記4台の信号処理手段の出力信号
    の多数決演算を行って制御対象を駆動するパワー回路
    と、前記信号処理手段における多数決演算に用いる信号
    として前記トリップ演算手段の出力信号に代えて非トリ
    ップ信号を与える第1の信号設定手段と、前記パワー回
    路における多数決演算に用いる信号として前記信号処理
    手段の出力信号に代えて非トリップ信号を与える第2の
    信号設定手段とを備えることを特徴とする原子力プラン
    トの安全保護装置。
  3. 【請求項3】前記複数のトリップ演算手段は、各々がマ
    イクロプロセッサで構成され、前記第1の信号設定手段
    は、1台のトリップ演算手段の全ての出力信号に代えて
    非トリップ信号を与えることを特徴とする請求項1記載
    の原子力プラントの安全保護装置。
  4. 【請求項4】前記4台のトリップ演算手段は、各々がマ
    イクロプロセッサで構成され、前記第1の信号設定手段
    は、1台のトリップ演算手段の全ての出力信号に代えて
    非トリップ信号を与えることを特徴とする請求項2記載
    の原子力プラントの安全保護装置。
  5. 【請求項5】前記信号処理手段が、前記第1の信号設定
    手段を有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれ
    かに記載の原子力プラントの安全保護装置。
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