JP3268078B2 - Ｐｉｐリードスイッチ診断装置 - Google Patents
Ｐｉｐリードスイッチ診断装置Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、原子力発電所における
制御棒の位置検出用ＰＩＰリードスイッチの診断装置に
関する。
制御棒の位置検出用ＰＩＰリードスイッチの診断装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術について、図３〜図５を参照
して説明する。
して説明する。
【０００３】図３は、制御棒位置指示装置の構成を示す
もので、同図において１は制御棒を示している。制御棒
１は、原子炉内に約 200本近く設置され、これらの制御
棒１が挿入又は引抜駆動されることにより、原子炉の出
力制御が行われる。これらの制御棒１の位置は、制御棒
１の本体に内蔵され、制御棒１の炉内挿入位置に対応し
て取り付けられている53個または54個のリードスイッチ
により検出される。
もので、同図において１は制御棒を示している。制御棒
１は、原子炉内に約 200本近く設置され、これらの制御
棒１が挿入又は引抜駆動されることにより、原子炉の出
力制御が行われる。これらの制御棒１の位置は、制御棒
１の本体に内蔵され、制御棒１の炉内挿入位置に対応し
て取り付けられている53個または54個のリードスイッチ
により検出される。
【０００４】これらのリードスイッチは、各制御棒１毎
に設けられている制御棒検出器２を構成するマトリック
ス回路（図４に示す。）の各交点に配置される。制御棒
位置を表すデータＰは、 Ｐ＝｛Ｐi （P1 P2 P3 P4 P5，P6 P7 P8 P9 P10 P11
）｝ ｉ＝１〜ｎ（ｎ；制御棒の本数） の形（以後、これらを制御棒位置データと言う。）で、
制御棒位置入力装置３に入力される。
に設けられている制御棒検出器２を構成するマトリック
ス回路（図４に示す。）の各交点に配置される。制御棒
位置を表すデータＰは、 Ｐ＝｛Ｐi （P1 P2 P3 P4 P5，P6 P7 P8 P9 P10 P11
）｝ ｉ＝１〜ｎ（ｎ；制御棒の本数） の形（以後、これらを制御棒位置データと言う。）で、
制御棒位置入力装置３に入力される。
【０００５】例えば、第１番目の制御棒の位置が“０
０”の位置にあれば、図４に示すマトリックス回路のリ
ードスイッチ“００”が閉じ、P1とP6とが互いに接続さ
れて、制御棒位置入力装置３内の図５に示すスイッチン
グ回路によってP1，P6の信号状態が“１”になり、位置
データＰは、Ｐ＝P1（１００００、１０００００）とな
る。
０”の位置にあれば、図４に示すマトリックス回路のリ
ードスイッチ“００”が閉じ、P1とP6とが互いに接続さ
れて、制御棒位置入力装置３内の図５に示すスイッチン
グ回路によってP1，P6の信号状態が“１”になり、位置
データＰは、Ｐ＝P1（１００００、１０００００）とな
る。
【０００６】このデータＰは、内部処理用データ［Ｐ］
（［Ｐ］はデータＰの変換後のデータを示す。）に変換
され、制御棒位置判断装置４に入力される。制御棒位置
判断装置４は、入力データ［Ｐ］が正常であるか否かを
判断する。正常状態であれば、P1〜P5のうち１つだけが
“１”、かつP6〜P11 までの１つだけが“１”になり、
それ以外の組合わせは異常データになる。
（［Ｐ］はデータＰの変換後のデータを示す。）に変換
され、制御棒位置判断装置４に入力される。制御棒位置
判断装置４は、入力データ［Ｐ］が正常であるか否かを
判断する。正常状態であれば、P1〜P5のうち１つだけが
“１”、かつP6〜P11 までの１つだけが“１”になり、
それ以外の組合わせは異常データになる。
【０００７】データ［Ｐ］にこの条件を満足しないもの
がｉ＝１〜ｎ（ｎ；制御棒本数）のうち１つでもあれ
ば、制御棒位置判断装置４は、制御棒位置装置異常信号
ｅを出力し、制御棒の操作を不可とする。また、データ
［Ｐ］は、制御棒位置記憶／出力装置５に入力され、記
憶されると共に外部に制御棒位置出力データＢの形で出
力される。
がｉ＝１〜ｎ（ｎ；制御棒本数）のうち１つでもあれ
ば、制御棒位置判断装置４は、制御棒位置装置異常信号
ｅを出力し、制御棒の操作を不可とする。また、データ
［Ｐ］は、制御棒位置記憶／出力装置５に入力され、記
憶されると共に外部に制御棒位置出力データＢの形で出
力される。
【０００８】図５に上記スイッチング回路の第１番目の
制御棒のリードスイッチ“００”入力部分の一例を示
す。同図に示すスイッチング回路は、トランジスタＱ
６、抵抗Ｒ１〜Ｒ３、コンデンサＣ１等から構成されて
いる。また、同図において、１０はP1〜P5入力用ＴＴ
Ｌ、１１はP6〜P11 入力用ＴＴＬである。
制御棒のリードスイッチ“００”入力部分の一例を示
す。同図に示すスイッチング回路は、トランジスタＱ
６、抵抗Ｒ１〜Ｒ３、コンデンサＣ１等から構成されて
いる。また、同図において、１０はP1〜P5入力用ＴＴ
Ｌ、１１はP6〜P11 入力用ＴＴＬである。
【０００９】このようなスイッチング回路において、リ
ードスイッチ“００”が開の時は、トランジスタＱ６の
ベース電圧ＶQ6B が0 ［Ｖ］であり、トランジスタはカ
ットオフの為、P6の入力電圧ＶB1＝ＶC すなわち“Ｈ”
レベルとなる。同様にP1の入力電圧ＶA1＝ＶC すなわち
“Ｈ”レベルとなり、この場合の制御棒位置データＰの
P1、P6は共に“０”（開）となる。
ードスイッチ“００”が開の時は、トランジスタＱ６の
ベース電圧ＶQ6B が0 ［Ｖ］であり、トランジスタはカ
ットオフの為、P6の入力電圧ＶB1＝ＶC すなわち“Ｈ”
レベルとなる。同様にP1の入力電圧ＶA1＝ＶC すなわち
“Ｈ”レベルとなり、この場合の制御棒位置データＰの
P1、P6は共に“０”（開）となる。
【００１０】次に、リードスイッチ“００”が閉の時の
作用について説明する。トランジスタのベース〜エミッ
タ間電圧ＶBEは、通常0.5 〜0.8 ［Ｖ］であり、トラン
ジスタのベースに0.8 ［Ｖ］以上の電圧が印加される
と、トランジスタはオンすると同時に、ＶBEが略0.8
［Ｖ］に固定される。
作用について説明する。トランジスタのベース〜エミッ
タ間電圧ＶBEは、通常0.5 〜0.8 ［Ｖ］であり、トラン
ジスタのベースに0.8 ［Ｖ］以上の電圧が印加される
と、トランジスタはオンすると同時に、ＶBEが略0.8
［Ｖ］に固定される。
【００１１】リードスイッチ“００”が閉じた時のトラ
ンジスタＱ６のベース電圧ＶQ6B はリードスイッチ“０
０”の接触抵抗Ｒ00を無視すると、 ＶQ6B ＝｛Ｒ３／（Ｒ１＋Ｒ３）｝×ＶC …（１） である。
ンジスタＱ６のベース電圧ＶQ6B はリードスイッチ“０
０”の接触抵抗Ｒ00を無視すると、 ＶQ6B ＝｛Ｒ３／（Ｒ１＋Ｒ３）｝×ＶC …（１） である。
【００１２】リードスイッチ“００”が開から閉とな
り、トランジスタＱ６がオンするための電圧条件は、Ｖ
Q6B ≧0.8 ［Ｖ］であるが、（１）式において、Ｒ１＝
Ｒ３＝Ｒと置くと ＶQ6B （＝ＶA1）＝（１／２）×ＶC ≧0.8 ［Ｖ］ …（２） となるので、トランジスタＱ６がオンし、ＶBEが略0.8
［Ｖ］に固定されるのでＶA1も0.5 〜0.8 ［Ｖ］とな
る。
り、トランジスタＱ６がオンするための電圧条件は、Ｖ
Q6B ≧0.8 ［Ｖ］であるが、（１）式において、Ｒ１＝
Ｒ３＝Ｒと置くと ＶQ6B （＝ＶA1）＝（１／２）×ＶC ≧0.8 ［Ｖ］ …（２） となるので、トランジスタＱ６がオンし、ＶBEが略0.8
［Ｖ］に固定されるのでＶA1も0.5 〜0.8 ［Ｖ］とな
る。
【００１３】トランジスタＱ６がオンし、スイッチング
動作が行われると、トランジスタのコレクタ−エミッタ
間電圧ＶCEが略0 ［Ｖ］となるため、P6の入力電圧ＶB1
は0［Ｖ］すなわち“Ｌ”レベルとなる。
動作が行われると、トランジスタのコレクタ−エミッタ
間電圧ＶCEが略0 ［Ｖ］となるため、P6の入力電圧ＶB1
は0［Ｖ］すなわち“Ｌ”レベルとなる。
【００１４】P1の入力電圧ＶA1もＶC から0.5 〜0.8
［Ｖ］一定となり、P1〜P6入力用ＴＴＬ１１のＨ／Ｌス
レシホールド電圧ＶSH以下であるためP1も“Ｌ”レベル
となる。この場合制御棒位置データＰのP1、P6は共に
“１”（閉）となる。
［Ｖ］一定となり、P1〜P6入力用ＴＴＬ１１のＨ／Ｌス
レシホールド電圧ＶSH以下であるためP1も“Ｌ”レベル
となる。この場合制御棒位置データＰのP1、P6は共に
“１”（閉）となる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】以上は、リードスイッ
チの接触抵抗が充分小さく無視できる場合の作用につい
て説明したが、リードスイッチ“００”が経年劣化し、
接点の接触抵抗Ｒ00が無視できない値となり、接点が閉
となってもＲ00の抵抗が接続されているの等価となった
場合の作用について、図６を参照して説明する。
チの接触抵抗が充分小さく無視できる場合の作用につい
て説明したが、リードスイッチ“００”が経年劣化し、
接点の接触抵抗Ｒ00が無視できない値となり、接点が閉
となってもＲ00の抵抗が接続されているの等価となった
場合の作用について、図６を参照して説明する。
【００１６】前述した（１）式に対応するリードスイッ
チ“００”が閉じた時のトランジスタＱ６のベース電圧
ＶQ6B は、リードスイッチの接触抵抗をＲ00とすると、 ＶQ6B ＝｛Ｒ3 ／（Ｒ1 ＋Ｒ00＋Ｒ3 ）｝×ＶC …（３） となる。
チ“００”が閉じた時のトランジスタＱ６のベース電圧
ＶQ6B は、リードスイッチの接触抵抗をＲ00とすると、 ＶQ6B ＝｛Ｒ3 ／（Ｒ1 ＋Ｒ00＋Ｒ3 ）｝×ＶC …（３） となる。
【００１７】ここで、Ｒ00＞＞Ｒ1 ，Ｒ3 と置くと、Ｖ
Q6B は略 0［Ｖ］となり、ＶBE（略0.8 ［Ｖ］）より小
さいため、リードスイッチ“００”が開から閉となって
も、トランジスタＱ６はオンしなくなる。
Q6B は略 0［Ｖ］となり、ＶBE（略0.8 ［Ｖ］）より小
さいため、リードスイッチ“００”が開から閉となって
も、トランジスタＱ６はオンしなくなる。
【００１８】一方、リードスイッチ“００”が閉じ、ト
ランジスタＱ６がオフの時のP1の入力電圧ＶA1も、リー
ドスイッチの接触抵抗Ｒ00を考慮すると ＶA1＝｛（Ｒ3 ＋Ｒ00）／（Ｒ1 ＋Ｒ00＋Ｒ3 ）｝×ＶC …（４） と表されるが、（３）式同様Ｒ00＞＞Ｒ1 ，Ｒ3 と置く
と、ＶA1は、略ＶC と等しくなり、“Ｈ”レベルとなる
ので、P1は“０”（開）となる。同様にP6の入力電圧Ｖ
B1もトランジスタＱ６がオンしないため、ＶB1＝ＶC
［Ｖ］すなわち“Ｈ”レベルとなるので、P6も“０”
（開）となる。
ランジスタＱ６がオフの時のP1の入力電圧ＶA1も、リー
ドスイッチの接触抵抗Ｒ00を考慮すると ＶA1＝｛（Ｒ3 ＋Ｒ00）／（Ｒ1 ＋Ｒ00＋Ｒ3 ）｝×ＶC …（４） と表されるが、（３）式同様Ｒ00＞＞Ｒ1 ，Ｒ3 と置く
と、ＶA1は、略ＶC と等しくなり、“Ｈ”レベルとなる
ので、P1は“０”（開）となる。同様にP6の入力電圧Ｖ
B1もトランジスタＱ６がオンしないため、ＶB1＝ＶC
［Ｖ］すなわち“Ｈ”レベルとなるので、P6も“０”
（開）となる。
【００１９】すなわち、リードスイッチの接触抵抗Ｒ00
が大きくなると、リードスイッチの接点が閉となって
も、制御棒の位置データＰとしては“０”（開）となっ
てしまい、制御棒の位置が検出できない箇所が発生する
ことになる。
が大きくなると、リードスイッチの接点が閉となって
も、制御棒の位置データＰとしては“０”（開）となっ
てしまい、制御棒の位置が検出できない箇所が発生する
ことになる。
【００２０】一方、原子力発電所は、一般にベースロー
ドとして運用されることから、一度起動されると、次の
燃料交換のための停止までの期間は、ほぼ定格負荷で運
転される。これを制御棒位置の観点から見ると、通常定
格負荷運転中は、過半数の制御棒が全引抜位置（“４
８”リードスイッチ閉）で運転されており、全挿入位置
（“００”リードスイッチ閉）から、全引抜位置までの
中間に位置する各リードスイッチが動作する機会は、プ
ラントの起動または停止過程のごく限られた機会しかな
い。
ドとして運用されることから、一度起動されると、次の
燃料交換のための停止までの期間は、ほぼ定格負荷で運
転される。これを制御棒位置の観点から見ると、通常定
格負荷運転中は、過半数の制御棒が全引抜位置（“４
８”リードスイッチ閉）で運転されており、全挿入位置
（“００”リードスイッチ閉）から、全引抜位置までの
中間に位置する各リードスイッチが動作する機会は、プ
ラントの起動または停止過程のごく限られた機会しかな
い。
【００２１】この過程で、前述のように、特定のリード
スイッチの接触抵抗が増加し、制御棒位置が不明となる
箇所が発生しても、通常運転中にその制御棒位置まで戻
して確認することは困難である。というのは、制御棒の
挿入／引抜は、原子炉内の出力分布が均等となるよう
に、予め定められた順序で行われているので、特定の制
御棒のみをリードスイッチの健全性確認のために任意の
位置へ動かすことができないためである。
スイッチの接触抵抗が増加し、制御棒位置が不明となる
箇所が発生しても、通常運転中にその制御棒位置まで戻
して確認することは困難である。というのは、制御棒の
挿入／引抜は、原子炉内の出力分布が均等となるよう
に、予め定められた順序で行われているので、特定の制
御棒のみをリードスイッチの健全性確認のために任意の
位置へ動かすことができないためである。
【００２２】そこで従来は、図３に示すように、プラン
ト停止中にテスタ等の抵抗測定装置６を用いてリードス
イッチの健全性の確認を行っている。すなわち、劣化が
考えられるリードスイッチが閉動作する位置まで、制御
棒１を動かし、その状態でワイヤケーブル間の当該リー
ドスイッチ間の抵抗を測定するという確認を作業員の手
作業により行っている。
ト停止中にテスタ等の抵抗測定装置６を用いてリードス
イッチの健全性の確認を行っている。すなわち、劣化が
考えられるリードスイッチが閉動作する位置まで、制御
棒１を動かし、その状態でワイヤケーブル間の当該リー
ドスイッチ間の抵抗を測定するという確認を作業員の手
作業により行っている。
【００２３】また、リードスイッチの劣化により、接触
抵抗が徐々に増加した場合、スイッチの閉状態を検出で
きないレベルに到達して、初めて異常が判明することに
なるが、原子炉内の出力分布や反応度は、制御棒の位置
により算出し監視しており、原子力発電所の運転上極め
て重要な監視パラメータの１つでもあるので、予防保全
の観点からもリードスイッチの劣化が進行して制御棒位
置が不明となる状態に至る前に、リードスイッチの健全
性を確認することが望まれている。
抵抗が徐々に増加した場合、スイッチの閉状態を検出で
きないレベルに到達して、初めて異常が判明することに
なるが、原子炉内の出力分布や反応度は、制御棒の位置
により算出し監視しており、原子力発電所の運転上極め
て重要な監視パラメータの１つでもあるので、予防保全
の観点からもリードスイッチの劣化が進行して制御棒位
置が不明となる状態に至る前に、リードスイッチの健全
性を確認することが望まれている。
【００２４】本発明は、かかる従来の事情に鑑みてなさ
れたもので、プラントの起動／停止過程を含む運転中に
リードスイッチの健全性の確認を行うことができるとと
もに、制御棒の位置が不明となる事態に至る前に劣化傾
向にあるリードスイッチを検出することができ、制御棒
位置検出の信頼性および保守性の向上を図ることのでき
るＰＩＰリードスイッチ診断装置を提供することを目的
とする。
れたもので、プラントの起動／停止過程を含む運転中に
リードスイッチの健全性の確認を行うことができるとと
もに、制御棒の位置が不明となる事態に至る前に劣化傾
向にあるリードスイッチを検出することができ、制御棒
位置検出の信頼性および保守性の向上を図ることのでき
るＰＩＰリードスイッチ診断装置を提供することを目的
とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】すなわち、請求項１記載
のＰＩＰリードスイッチ診断装置は、原子炉内に配置さ
れる制御棒の挿入／引抜位置を検出するリードスイッチ
群と、前記リードスイッチ群からの制御棒位置データを
入力して、制御棒位置により検出動作しているリードス
イッチの位置を検出し、該リードスイッチの位置に応じ
たアドレス信号を出力する検出回路と、前記アドレス信
号に応じて、動作中のリードスイッチの電圧信号を抽出
する電圧選択回路と、前記電圧選択回路によって抽出し
た電圧信号の値を所定の基準電圧値と比較して、前記電
圧信号が前記基準電圧値よりも小さければ正常とし、前
記電圧信号が前記基準電圧値以上であれば異常として結
果を出力する比較回路と、前記比較回路による比較結果
を記憶する記憶手段とを具備したことを特徴とする。
のＰＩＰリードスイッチ診断装置は、原子炉内に配置さ
れる制御棒の挿入／引抜位置を検出するリードスイッチ
群と、前記リードスイッチ群からの制御棒位置データを
入力して、制御棒位置により検出動作しているリードス
イッチの位置を検出し、該リードスイッチの位置に応じ
たアドレス信号を出力する検出回路と、前記アドレス信
号に応じて、動作中のリードスイッチの電圧信号を抽出
する電圧選択回路と、前記電圧選択回路によって抽出し
た電圧信号の値を所定の基準電圧値と比較して、前記電
圧信号が前記基準電圧値よりも小さければ正常とし、前
記電圧信号が前記基準電圧値以上であれば異常として結
果を出力する比較回路と、前記比較回路による比較結果
を記憶する記憶手段とを具備したことを特徴とする。
【００２６】
【００２７】さらに、請求項２記載のＰＩＰリードスイ
ッチ診断装置は、原子炉内に配置される制御棒の挿入／
引抜位置を検出するリードスイッチ群と、前記リードス
イッチ群からの制御棒位置データを入力して、制御棒位
置により検出動作しているリードスイッチの位置を検出
し、該リードスイッチの位置に応じたアドレス信号を出
力する検出回路と、前記アドレス信号に応じて、動作中
のリードスイッチの電圧信号を抽出する電圧選択回路
と、前記電圧選択回路によって抽出した電圧信号の値を
所定の基準電圧値と比較して、前記電圧信号が前記基準
電圧値よりも小さければ正常とし、前記電圧信号が前記
基準電圧値以上であれば異常として結果を出力する比較
回路と、前記比較回路による比較結果を記憶する第１の
記憶手段と、前記比較回路による比較結果に応じて、前
記電圧選択回路から抽出した電圧信号を導くゲート回路
と、前記ゲート回路から導出された電圧信号の値を前記
アドレス信号と共に格納する第２の記憶装置と、を具備
したことを特徴とする。
ッチ診断装置は、原子炉内に配置される制御棒の挿入／
引抜位置を検出するリードスイッチ群と、前記リードス
イッチ群からの制御棒位置データを入力して、制御棒位
置により検出動作しているリードスイッチの位置を検出
し、該リードスイッチの位置に応じたアドレス信号を出
力する検出回路と、前記アドレス信号に応じて、動作中
のリードスイッチの電圧信号を抽出する電圧選択回路
と、前記電圧選択回路によって抽出した電圧信号の値を
所定の基準電圧値と比較して、前記電圧信号が前記基準
電圧値よりも小さければ正常とし、前記電圧信号が前記
基準電圧値以上であれば異常として結果を出力する比較
回路と、前記比較回路による比較結果を記憶する第１の
記憶手段と、前記比較回路による比較結果に応じて、前
記電圧選択回路から抽出した電圧信号を導くゲート回路
と、前記ゲート回路から導出された電圧信号の値を前記
アドレス信号と共に格納する第２の記憶装置と、を具備
したことを特徴とする。
【００２８】
【作用】本発明のＰＩＰリードスイッチ診断装置では、
制御棒位置入力装置へ入力されている11ワイヤーマトリ
ックスによって構成される各制御棒からの位置信号入力
を、分岐して取り込む。
制御棒位置入力装置へ入力されている11ワイヤーマトリ
ックスによって構成される各制御棒からの位置信号入力
を、分岐して取り込む。
【００２９】そして、検出回路によって、検出動作して
いるリードスイッチの位置を検出しこのリードスイッチ
の位置に応じたアドレス信号を発生させ、このアドレス
信号に基づいて、入力したリードスイッチの電圧信号の
記憶および判定を行う。
いるリードスイッチの位置を検出しこのリードスイッチ
の位置に応じたアドレス信号を発生させ、このアドレス
信号に基づいて、入力したリードスイッチの電圧信号の
記憶および判定を行う。
【００３０】これによって、プラントの起動／停止過程
を含む運転中にリードスイッチの健全性の確認を行うこ
とができるとともに、制御棒の位置が不明となる事態に
至る前に劣化傾向にあるリードスイッチを検出すること
ができ、制御棒位置検出の信頼性および保守性の向上を
図ることができる。
を含む運転中にリードスイッチの健全性の確認を行うこ
とができるとともに、制御棒の位置が不明となる事態に
至る前に劣化傾向にあるリードスイッチを検出すること
ができ、制御棒位置検出の信頼性および保守性の向上を
図ることができる。
【００３１】
【実施例】以下、本発明のＰＩＰリードスイッチ診断装
置の詳細を一実施例について図面を参照して説明する。
置の詳細を一実施例について図面を参照して説明する。
【００３２】図１において、１００は、本実施例のＰＩ
Ｐリードスイッチ診断装置であり、このＰＩＰリードス
イッチ診断装置１００には、各制御棒１の位置を検出す
る制御棒位置検出器２から制御棒位置入力装置３に入力
されるマトリックス信号が、分岐して入力されるように
構成されている。すなわち、図２に示すように、P1は図
５に示したＶA1、P6はＶQ6B と同電位になるよう以下同
様にして電気的に接続されている。
Ｐリードスイッチ診断装置であり、このＰＩＰリードス
イッチ診断装置１００には、各制御棒１の位置を検出す
る制御棒位置検出器２から制御棒位置入力装置３に入力
されるマトリックス信号が、分岐して入力されるように
構成されている。すなわち、図２に示すように、P1は図
５に示したＶA1、P6はＶQ6B と同電位になるよう以下同
様にして電気的に接続されている。
【００３３】図２は、上記ＰＩＰリードスイッチ診断装
置１００の概略構成を示すもので、同図に示すように、
本実施例のＰＩＰリードスイッチ診断装置１００は、ス
イッチ番号検出回路１０１と、選択回路１０２と、電圧
比較回路１０３と、ゲート回路１０４と、記憶装置１０
５、１０６と、表示装置１０７とからその主要部が構成
されている。
置１００の概略構成を示すもので、同図に示すように、
本実施例のＰＩＰリードスイッチ診断装置１００は、ス
イッチ番号検出回路１０１と、選択回路１０２と、電圧
比較回路１０３と、ゲート回路１０４と、記憶装置１０
５、１０６と、表示装置１０７とからその主要部が構成
されている。
【００３４】上記スイッチ番号検出回路１０１は、各制
御棒の位置データＰによって、どのリードスイッチが動
作したかを検出し、制御棒番号ｉとリードスイッチ番号
とを組合せたアドレス信号Ｃi を出力する。
御棒の位置データＰによって、どのリードスイッチが動
作したかを検出し、制御棒番号ｉとリードスイッチ番号
とを組合せたアドレス信号Ｃi を出力する。
【００３５】上記選択回路１０２は、制御棒位置データ
ＰのうちP1〜P5、すなわち図５に示したP1〜P5の入力電
圧ＶA1〜ＶA5を入力して、スイッチ番号検出回路１０１
からのアドレス信号Ｃi により、これらのP1〜P5のうち
の１つの電圧信号を選択し、選択後の電圧ＶAk（k ＝1
〜5 ）を出力する。
ＰのうちP1〜P5、すなわち図５に示したP1〜P5の入力電
圧ＶA1〜ＶA5を入力して、スイッチ番号検出回路１０１
からのアドレス信号Ｃi により、これらのP1〜P5のうち
の１つの電圧信号を選択し、選択後の電圧ＶAk（k ＝1
〜5 ）を出力する。
【００３６】上記電圧比較回路１０３は、選択回路１０
２の出力である選択後の電圧ＶAkと、予め設定されてい
る基準電圧ＶS とを入力し、これらを比較して、比較結
果としての良否信号ｂi を出力する。ここで、基準電圧
ＶS は、以下のように設定する。すなわち、前述したよ
うに、図５のスイッチング回路において、リードスイッ
チ“００”が開から閉動作するためのトランジスタＱ６
のベース電圧ＶQ6B は、ＶBE（略0.8 ［Ｖ］）以上であ
るが、トランジスタＱ６がオンした時には、ベース電圧
ＶQ6B は、0.8 ［Ｖ］に固定されるため、0.8 ［Ｖ］以
上の印加電圧分は、トランジスタへ流入するベース電流
として置き換えられる。このトランジスタＱ６へのベー
ス電流は、印加されるベース電圧ＶQ6B に比例して大き
くなる。一方（３）式に示すようにリードスイッチの接
触抵抗Ｒ00を考慮した時のＶQ6BはＲ00に反比例するた
め、Ｒ00が大きくなるほど、トランジスタＱ６へ流入す
るベース電流は小さくなる。また、トランジスタのコレ
クタ〜エミッタ間電圧ＶCEは、トランジスタＱ６へ流入
するベース電流が大きいほど、0 ［Ｖ］に近くなり、ベ
ース電流が小さくなると大きくなる（通常ＶCEの飽和電
圧は0.5 〜1.0 ［Ｖ］）。したがって、トランジスタＱ
６がオン動作しても、リードスイッチの接触抵抗Ｒ00が
徐々に増加すると、トランジスタＱ６へ流入するベース
電流が減少し、コレクタ〜エミッタ間の電圧ＶCEが0 〜
1.0 ［Ｖ］の間で変化するため、結果として、P1の入力
電圧ＶA1に0 〜1.0 ［Ｖ］の変化として現れる。したが
って、基準電圧ＶS は、リードスイッチの接触抵抗が充
分小さい正常範囲では、ＶAkが0 ［Ｖ］に近いため、こ
れにより大きな値に設定し、リードスイッチの接触抵抗
が徐々に増加して、トランジスタがオンしなくなる直前
の値（ＶCE飽和電圧＝1.0 ［Ｖ］）より小さい値に設定
し、トランジスタのスイッチ動作が行われなくなる以前
に、リードスイッチの劣化傾向が検出できるようにす
る。
２の出力である選択後の電圧ＶAkと、予め設定されてい
る基準電圧ＶS とを入力し、これらを比較して、比較結
果としての良否信号ｂi を出力する。ここで、基準電圧
ＶS は、以下のように設定する。すなわち、前述したよ
うに、図５のスイッチング回路において、リードスイッ
チ“００”が開から閉動作するためのトランジスタＱ６
のベース電圧ＶQ6B は、ＶBE（略0.8 ［Ｖ］）以上であ
るが、トランジスタＱ６がオンした時には、ベース電圧
ＶQ6B は、0.8 ［Ｖ］に固定されるため、0.8 ［Ｖ］以
上の印加電圧分は、トランジスタへ流入するベース電流
として置き換えられる。このトランジスタＱ６へのベー
ス電流は、印加されるベース電圧ＶQ6B に比例して大き
くなる。一方（３）式に示すようにリードスイッチの接
触抵抗Ｒ00を考慮した時のＶQ6BはＲ00に反比例するた
め、Ｒ00が大きくなるほど、トランジスタＱ６へ流入す
るベース電流は小さくなる。また、トランジスタのコレ
クタ〜エミッタ間電圧ＶCEは、トランジスタＱ６へ流入
するベース電流が大きいほど、0 ［Ｖ］に近くなり、ベ
ース電流が小さくなると大きくなる（通常ＶCEの飽和電
圧は0.5 〜1.0 ［Ｖ］）。したがって、トランジスタＱ
６がオン動作しても、リードスイッチの接触抵抗Ｒ00が
徐々に増加すると、トランジスタＱ６へ流入するベース
電流が減少し、コレクタ〜エミッタ間の電圧ＶCEが0 〜
1.0 ［Ｖ］の間で変化するため、結果として、P1の入力
電圧ＶA1に0 〜1.0 ［Ｖ］の変化として現れる。したが
って、基準電圧ＶS は、リードスイッチの接触抵抗が充
分小さい正常範囲では、ＶAkが0 ［Ｖ］に近いため、こ
れにより大きな値に設定し、リードスイッチの接触抵抗
が徐々に増加して、トランジスタがオンしなくなる直前
の値（ＶCE飽和電圧＝1.0 ［Ｖ］）より小さい値に設定
し、トランジスタのスイッチ動作が行われなくなる以前
に、リードスイッチの劣化傾向が検出できるようにす
る。
【００３７】上記のように設定された基準電圧ＶS と、
前記選択後の電圧ＶAkとを電圧比較回路１０３内で比較
し、その比較の結果、電圧比較回路１０３は、ＶAk＜Ｖ
S の時、良否信号ｂi ＝0 （正常）、ＶAk≧ＶS の時、
良否信号ｂi ＝1 （異常）を出力する。なお、プラント
起動／停止過程で各リードスイッチが閉する時間は、最
短で10ミリ秒程度の極めて短い時間であるが、電圧の単
純比較によって良否判定を行えば、短時間で診断を行う
ことができる。
前記選択後の電圧ＶAkとを電圧比較回路１０３内で比較
し、その比較の結果、電圧比較回路１０３は、ＶAk＜Ｖ
S の時、良否信号ｂi ＝0 （正常）、ＶAk≧ＶS の時、
良否信号ｂi ＝1 （異常）を出力する。なお、プラント
起動／停止過程で各リードスイッチが閉する時間は、最
短で10ミリ秒程度の極めて短い時間であるが、電圧の単
純比較によって良否判定を行えば、短時間で診断を行う
ことができる。
【００３８】記憶装置１０５は、ＰＩＰリードスイッチ
の良否信号ｂi を入力し、アドレス信号Ｃi に対応する
場所へ格納する。また良否信号ｂi ＝1 （異常）の場
合、ゲート回路１０４を介して選択後の電圧ＶAkを劣化
傾向にあるリードスイッチの電圧信号ｄi として、記憶
装置１０６へ導き、この電圧信号ｄi をアドレス信号Ｃ
i と共に記憶する。
の良否信号ｂi を入力し、アドレス信号Ｃi に対応する
場所へ格納する。また良否信号ｂi ＝1 （異常）の場
合、ゲート回路１０４を介して選択後の電圧ＶAkを劣化
傾向にあるリードスイッチの電圧信号ｄi として、記憶
装置１０６へ導き、この電圧信号ｄi をアドレス信号Ｃ
i と共に記憶する。
【００３９】表示装置１０７は、記憶装置１０５に格納
された全制御棒の各リードスイッチの良否判定結果デー
タ［Ｃｉ］＝｛Ｃi （ｂ0 ，ｂ1 ，ｂ2 ，ｂ3 ，…ｂj
）｝，（ｊ＝“００”〜“５３”，ｊ；リードスイッ
チ番号，ｉ＝1 〜ｍ，ｍ；制御棒番号）を入力し、異常
（ｂj ＝1 ）のあったリードスイッチ番号と制御棒番号
を表示出力する。また、表示装置１０７は、記憶装置１
０６に格納された異常が認められたリードスイッチの電
圧信号［Ｄｉ］＝｛Ｄi （ｄj Ｃi ）｝，（ｄj＝ｊ番
目のリードスイッチの電圧、Ｃi ＝制御棒番号とリード
スイッチ番号で組合わせたアドレス信号）を入力し、電
圧信号ｄi を接触抵抗に換算して表示出力する。
された全制御棒の各リードスイッチの良否判定結果デー
タ［Ｃｉ］＝｛Ｃi （ｂ0 ，ｂ1 ，ｂ2 ，ｂ3 ，…ｂj
）｝，（ｊ＝“００”〜“５３”，ｊ；リードスイッ
チ番号，ｉ＝1 〜ｍ，ｍ；制御棒番号）を入力し、異常
（ｂj ＝1 ）のあったリードスイッチ番号と制御棒番号
を表示出力する。また、表示装置１０７は、記憶装置１
０６に格納された異常が認められたリードスイッチの電
圧信号［Ｄｉ］＝｛Ｄi （ｄj Ｃi ）｝，（ｄj＝ｊ番
目のリードスイッチの電圧、Ｃi ＝制御棒番号とリード
スイッチ番号で組合わせたアドレス信号）を入力し、電
圧信号ｄi を接触抵抗に換算して表示出力する。
【００４０】次に、上記構成の本実施例装置の動作につ
いて説明する。なお、以下の説明では、説明を簡単にす
るために、１番目の制御棒の制御棒位置データＰ＝｛Ｐ
1（P1 P2 P3 P4 P5，P6 P7 P8 P9 P10 P11 ）｝のリー
ドスイッチ“００”（閉動作した場合、P1とP6が接続さ
れ１となる）を例にとって説明する。
いて説明する。なお、以下の説明では、説明を簡単にす
るために、１番目の制御棒の制御棒位置データＰ＝｛Ｐ
1（P1 P2 P3 P4 P5，P6 P7 P8 P9 P10 P11 ）｝のリー
ドスイッチ“００”（閉動作した場合、P1とP6が接続さ
れ１となる）を例にとって説明する。
【００４１】リードスイッチ“００”が閉動作した場
合、図５に示したスイッチ回路動作により、ＶA1および
ＶQ6B の電圧が変化するので（ＶA1は、ＶC →0
［Ｖ］，ＶQ6B は、０→0.8 ［Ｖ］）、スイッチ番号検
出回路１０１では、P1とP6の電圧変化により、スイッチ
番号“００”が閉動作したことを認識し、制御棒番号と
リードスイッチ番号とを組合わせたアドレス信号Ｃ1 を
出力する。
合、図５に示したスイッチ回路動作により、ＶA1および
ＶQ6B の電圧が変化するので（ＶA1は、ＶC →0
［Ｖ］，ＶQ6B は、０→0.8 ［Ｖ］）、スイッチ番号検
出回路１０１では、P1とP6の電圧変化により、スイッチ
番号“００”が閉動作したことを認識し、制御棒番号と
リードスイッチ番号とを組合わせたアドレス信号Ｃ1 を
出力する。
【００４２】選択回路１０２では、アドレス信号Ｃ1 を
入力し、P1〜P5の電圧信号のうち現在閉動作しているP1
の電圧信号を選択してＶA1を出力する。電圧比較回路１
０３では、選択後の電圧ＶA1と基準電圧ＶS とを入力し
て比較し、ＶA1＜ＶS であれば良否信号ｂ1 ＝0 （正
常）、ＶA1≧ＶS であれば良否信号ｂ1 ＝1 （異常）と
して出力する。
入力し、P1〜P5の電圧信号のうち現在閉動作しているP1
の電圧信号を選択してＶA1を出力する。電圧比較回路１
０３では、選択後の電圧ＶA1と基準電圧ＶS とを入力し
て比較し、ＶA1＜ＶS であれば良否信号ｂ1 ＝0 （正
常）、ＶA1≧ＶS であれば良否信号ｂ1 ＝1 （異常）と
して出力する。
【００４３】この良否信号ｂ1 は、記憶装置１０５へ入
力され、制御棒番号とリードスイッチ番号との組合わせ
によるアドレス信号Ｃ1 から対応する記憶場所を算出
し、良否信号ｂ1 を（ｂ0 ，ｂ1 ，ｂ2 …ｂj ）の順に
格納する。また、良否信号ｂ1＝1 （異常）の場合に
は、良否信号ｂ1 によってゲート回路１０４のゲートが
オンして、電圧ＶA1が、劣化傾向にある電圧信号ｄ1 と
して導かれ、記憶装置１０６へ入力される。記憶装置１
０６では、アドレス信号Ｃ1 と電圧信号ｄ1 とを入力し
て、（ｄ1 Ｃ1 ）として格納する。
力され、制御棒番号とリードスイッチ番号との組合わせ
によるアドレス信号Ｃ1 から対応する記憶場所を算出
し、良否信号ｂ1 を（ｂ0 ，ｂ1 ，ｂ2 …ｂj ）の順に
格納する。また、良否信号ｂ1＝1 （異常）の場合に
は、良否信号ｂ1 によってゲート回路１０４のゲートが
オンして、電圧ＶA1が、劣化傾向にある電圧信号ｄ1 と
して導かれ、記憶装置１０６へ入力される。記憶装置１
０６では、アドレス信号Ｃ1 と電圧信号ｄ1 とを入力し
て、（ｄ1 Ｃ1 ）として格納する。
【００４４】このような処理は、全制御棒の各リードス
イッチに対して同様に行われるため、記憶装置１０５に
は、全制御棒ｉ（ｉ＝１〜ｎ）の各リードスイッチの良
否判定結果データ［Ｃｉ］＝｛Ｃi （ｂ0 ，ｂ1 ，ｂ2
，ｂ3 ，…ｂj ）が格納される。また、同様に記憶装
置１０６には、劣化の認められたリードスイッチの閉動
作時のP1〜P5の電圧信号が、全てデータ［Ｄｉ］＝｛Ｄ
i （ｄj Ｃi ）｝として記憶される。表示装置１０７
は、これら２つの記憶装置１０５，１０６に格納された
データを順次引き出して、異常のあった制御棒番号とリ
ードスイッチのみ、または正常、異常を含めた全データ
を表示用データに変換して出力する。
イッチに対して同様に行われるため、記憶装置１０５に
は、全制御棒ｉ（ｉ＝１〜ｎ）の各リードスイッチの良
否判定結果データ［Ｃｉ］＝｛Ｃi （ｂ0 ，ｂ1 ，ｂ2
，ｂ3 ，…ｂj ）が格納される。また、同様に記憶装
置１０６には、劣化の認められたリードスイッチの閉動
作時のP1〜P5の電圧信号が、全てデータ［Ｄｉ］＝｛Ｄ
i （ｄj Ｃi ）｝として記憶される。表示装置１０７
は、これら２つの記憶装置１０５，１０６に格納された
データを順次引き出して、異常のあった制御棒番号とリ
ードスイッチのみ、または正常、異常を含めた全データ
を表示用データに変換して出力する。
【００４５】以上説明したように、本実施例によれば、
従来の制御棒位置入力装置とは全く独立の装置を付加す
ることにより、オンラインでリードスイッチの接触抵抗
の異常の有無の確認が可能となる。また、記憶装置１０
５，１０６に記憶されたデータをフロッピーティスク等
の媒体を介して抜き出し、別の場所へ移動してデータの
解析表示出力等も行うことができる。
従来の制御棒位置入力装置とは全く独立の装置を付加す
ることにより、オンラインでリードスイッチの接触抵抗
の異常の有無の確認が可能となる。また、記憶装置１０
５，１０６に記憶されたデータをフロッピーティスク等
の媒体を介して抜き出し、別の場所へ移動してデータの
解析表示出力等も行うことができる。
【００４６】なお、上記実施例では、２つの記憶装置１
０５，１０６を設け、劣化が認められたリードスイッチ
のみの閉動作時の回路電圧を記憶させるようにして、記
憶容量を少なくし、かつ、前回測定値との比較等による
劣化進行状況の確認等を行うことができるようした例に
ついて説明したが、本発明はかかる実施例に限定される
ものではなく、たとえば、記憶装置１０５，１０６は、
どちらか一方を省略してもよく、この場合、例えば、電
圧比較回路１０３による判定結果のみを記憶したり、あ
るいは、選択回路１０２によって選択された電圧値をそ
のまま記憶して、判定を別途行うように構成することも
できる。また、選択回路１０２によって選択された電圧
値をそのまま記憶するように構成した場合、多くの記憶
容量が必要となるが、電圧比較回路１０３およびゲート
回路１０４等の構成を省略することができる。
０５，１０６を設け、劣化が認められたリードスイッチ
のみの閉動作時の回路電圧を記憶させるようにして、記
憶容量を少なくし、かつ、前回測定値との比較等による
劣化進行状況の確認等を行うことができるようした例に
ついて説明したが、本発明はかかる実施例に限定される
ものではなく、たとえば、記憶装置１０５，１０６は、
どちらか一方を省略してもよく、この場合、例えば、電
圧比較回路１０３による判定結果のみを記憶したり、あ
るいは、選択回路１０２によって選択された電圧値をそ
のまま記憶して、判定を別途行うように構成することも
できる。また、選択回路１０２によって選択された電圧
値をそのまま記憶するように構成した場合、多くの記憶
容量が必要となるが、電圧比較回路１０３およびゲート
回路１０４等の構成を省略することができる。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のＰＩＰリ
ードスイッチ診断装置によれば、プラント運転中に各リ
ードスイッチの良否判定を自動的に行うことができ、ま
た劣化傾向にあるリードスイッチを事前に把握できるの
で、制御棒位置入力に対する信頼性および保守性が格段
に向上する。
ードスイッチ診断装置によれば、プラント運転中に各リ
ードスイッチの良否判定を自動的に行うことができ、ま
た劣化傾向にあるリードスイッチを事前に把握できるの
で、制御棒位置入力に対する信頼性および保守性が格段
に向上する。
【図１】本発明の一実施例のＰＩＰリードスイッチ診断
装置の配置部分を示す図。
装置の配置部分を示す図。
【図２】図１のＰＩＰリードスイッチ診断装置の概略構
成を示す図。
成を示す図。
【図３】制御棒位置指示装置の構成を示す図。
【図４】制御棒挿入／引抜位置検出器のマトリックス回
路の構成を示す図。
路の構成を示す図。
【図５】制御棒位置入力装置のスイッチング回路の入力
部分の例を示す図。
部分の例を示す図。
【図６】リードスイッチの接触抵抗を考慮したスイッチ
ング回路の動作を説明するための図。
ング回路の動作を説明するための図。
１ 制御棒 ２ 制御棒位置検出器 ３ 制御棒位置入力装置 ４ 制御棒位置判断装置 ５ 制御棒位置記憶／出力装置 １００ ＰＩＰリードスイッチ診断装置
Claims (2)
- 【請求項１】 原子炉内に配置される制御棒の挿入／引
抜位置を検出するリードスイッチ群と、 前記リードスイッチ群からの制御棒位置データを入力し
て、制御棒位置により検出動作しているリードスイッチ
の位置を検出し、該リードスイッチの位置に応じたアド
レス信号を出力する検出回路と、 前記アドレス信号に応じて、動作中のリードスイッチの
電圧信号を抽出する電圧選択回路と、 前記電圧選択回路によって抽出した電圧信号の値を所定
の基準電圧値と比較して、前記電圧信号が前記基準電圧
値よりも小さければ正常とし、前記電圧信号が前記基準
電圧値以上であれば異常として結果を出力する比較回路
と、 前記比較回路による比較結果を記憶する記憶手段とを具
備したことを特徴とするＰＩＰリードスイッチ診断装
置。 - 【請求項２】 原子炉内に配置される制御棒の挿入／引
抜位置を検出するリードスイッチ群と、 前記リードスイッチ群からの制御棒位置データを入力し
て、制御棒位置により検出動作しているリードスイッチ
の位置を検出し、該リードスイッチの位置に応じたアド
レス信号を出力する検出回路と、 前記アドレス信号に応じて、動作中のリードスイッチの
電圧信号を抽出する電圧選択回路と、 前記電圧選択回路によって抽出した電圧信号の値を所定
の基準電圧値と比較して、前記電圧信号が前記基準電圧
値よりも小さければ正常とし、前記電圧信号が前記基準
電圧値以上であれば異常として結果を出力する比較回路
と、 前記比較回路による比較結果を記憶する第１の記憶手段
と、 前記比較回路による比較結果に応じて、前記電圧選択回
路から抽出した電圧信号を導くゲート回路と、 前記ゲート回路から導出された電圧信号の値を前記アド
レス信号と共に格納する第２の記憶装置と、 を具備したことを特徴とするＰＩＰリードスイッチ診断
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21974993A JP3268078B2 (ja) | 1993-09-03 | 1993-09-03 | Ｐｉｐリードスイッチ診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21974993A JP3268078B2 (ja) | 1993-09-03 | 1993-09-03 | Ｐｉｐリードスイッチ診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0772286A JPH0772286A (ja) | 1995-03-17 |
| JP3268078B2 true JP3268078B2 (ja) | 2002-03-25 |
Family
ID=16740396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21974993A Expired - Lifetime JP3268078B2 (ja) | 1993-09-03 | 1993-09-03 | Ｐｉｐリードスイッチ診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3268078B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5361197B2 (ja) * | 2008-01-29 | 2013-12-04 | 株式会社東芝 | 制御棒位置検出器診断装置及び方法 |
-
1993
- 1993-09-03 JP JP21974993A patent/JP3268078B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0772286A (ja) | 1995-03-17 |
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