JP4104025B2 - 原子炉制御棒の自由落下時間を測定する装置及び方法 - Google Patents

Description

発明の背景
発明の分野
本発明は一般的に原子炉制御棒位置指示システムに関し、さらに詳細には、原子炉制御棒の自由落下時間をモニターできる２つのかかるシステムに関する。
背景情報
原子炉では、炉内における制御棒の挿入度を知ることが重要である。炉心のエネルギー出力は制御棒の挿入度に直接関連がある。用語「制御棒」は、本明細書において、原子炉の反応度を変化させる原子炉内の任意の部材を含むものとして使用する。従って、これには通常の制御用以外の目的を有する棒も含まれる。用語「棒」、「要素」及び「制御要素」は、本発明の目的のためには「制御棒」と同義である。
制御棒が炉心に完全に挿入されると、核分裂物質よりなる原子燃料要素の近くに来るが、一般的に、炉心内の中性子の数が多ければ多いほど、燃料原子の分裂数が多くなり、従って、放出エネルギーの量が多くなる。熱としてのエネルギーは、反応領域から熱交換器へ流入する原子炉冷却材により取り出される。熱交換器は冷却材からの熱により蒸気を発生させ、この蒸気がタービンを駆動させて熱エネルギーを電気エネルギーに変える。原子炉のエネルギー出力を減少するために、中性子吸収材料で製造した制御棒を、一般的に炉心として知られた反応領域内に挿入する。制御棒の数が多ければ多いほど、そして反応領域内への制御棒の挿入度が高ければ高いほど、吸収される中性子の数が多くなり、従って原子炉のエネルギー出力が減少する。逆に、原子炉のエネルギー出力を増加させるには、原子炉の制御棒を反応領域から引き抜く。従って、吸収される中性子の数が減少し、核分裂の数が増加して、原子炉のエネルギー出力が増加する。加圧水型原子炉では、各制御棒の正確な位置を知ることが重要である。隣接する棒間の距離に１５インチ以上の差があると、燃料管理に悪い影響が出る。さらに、棒の位置に対する熱エネルギー出力の関係から、原子炉の状態、従って燃料燃焼度を知ることができる。従って、原子炉を安全且つ確実に継続運転するには、信頼性が極めて高い制御棒駆動システム及び制御棒位置監視システムを用いる必要がある。最も常用されている種類の制御棒駆動機構の１つに、磁気ジャッキと呼ぶものがある。このタイプの機構によると、各々が制御棒を増分距離だけ即ちステップ状に不連続移動させる一連の運動により、制御棒が炉心内へ押し下げられ、また炉心から押し上げられるため、かかる運動は普通「制御棒のステップ移動」と呼ばれる。制御棒の完全引き抜き位置と完全挿入位置との間には、通常２３１個のステップがある。例えば、０ステップは完全挿入位置を示し、２３１ステップは完全引き抜き位置である。このタイプの機構は、本発明の譲受人へ譲渡された米国特許第３，１５８，７６６号（Ｆｒｉｓｃｈ）及び３，９９２，２５５号（Ｄｅｗｅｓｓｅ）に図示説明されている。
この磁気ジャッキ型制御棒駆動機構は、３つの電気式磁気コイルとアーマチュアまたはプランジャとを有し、これらが作動されると、普通は「クラスタ」として知られる複数の制御棒に固定接続されて制御棒クラスタ組立体の移動を制御する駆動棒シャフトが上下方向に移動する。これら３つのコイルは、原子炉容器から上方に延びて駆動棒の移動経路を気密封止する圧力ハウジングの外周面に取り付けられている。これらのコイルのうちの２つは、ハウジングに収容された可動グリッパ及び固定グリッパのそれぞれのプランジャを作動させる。第３のコイルは可動グリッパに接続されたリフトプランジャを作動させる。可動プランジャ及び固定プランジャが作動されると、軸方向に離隔した多数の周溝を有する駆動棒シャフトを把持する円周方向に離隔した複数組のラッチが作動される。固定グリッパのラッチは、作動されると駆動シャフトを所望の軸方向位置で保持する。可動グリッパのラッチは、作動されると駆動棒シャフトを上下に移動させる。制御棒駆動機構のジャッキングまたはステップ移動の各段階で、駆動棒シャフトは８分の５インチ（１．５８ｃｍ）だけ移動する。このように、軸方向に離隔配置された３組の電磁コイルを作動させ、関連の固定、可動及びリフトプランジャを作動させて各機構の制御棒駆動シャフトを順次把持、移動及び解放することにより、ジャッキングまたはステップ移動が得られる。加圧水型原子炉の制御棒位置を指示するものとして３つの機構がある。即ち、ステップカウンタ、可動式炉心内磁束マッピングシステム、及び制御棒位置指示システムである。
ステップカウンタは、棒制御システムにより指令される機械的ステップ移動の数を電気的にカウントすることにより間接的な測定を行う。間接測定システムであるため、このカウンタは、機械的な故障により棒が指令に応答して移動しない場合、この故障を検出できない。
可動式炉心内磁束マッピングシステムは、対象となる制御棒が近くのシンブル内を移動する際、その位置を直接測定する。しかしながら、継続使用による機械的磨耗及びオペレータとの相互作用の問題により、このシステムはこの目的のためにはバックアップシステムとしてのみ使用される。かくして、制御棒位置指示システムは制御棒位置を直接測定する主要な手段である。
上述したように、圧力容器内を移動する制御棒は、上記したＦｒｉｓｃｈ特許に記載された磁気ジャッキ機構のような駆動機構により上下方向に増分移動可能な駆動棒に固着されている。一般的に、単一の駆動棒には「クラスタ」または「スパイダ」として知られる複数の制御棒が接続されている。従って、単一のクラスタに関連する全ての制御棒が一斉に移動する。最も一般的な制御方式によると、幾つかのクラスタが「バンク」として知られるように一斉に移動するように指令される。各クラスタの駆動棒は、制御棒の移動アクセス方向に沿って圧力容器内を縦方向に、棒移動ハウジングの加圧封止環境内に延びる。加圧容器内の封止環境の維持は非常に重要であるため、内部の加圧環境が失われる可能性を減少させるために機械的貫通箇所を極力少なくする。従って、原子炉の炉心内における制御棒の相対位置を検知する目的では、いかなる機械的貫通も許されない。制御棒そのものの位置を検知するのは非常に困難であるため、それらに固定的に連結された駆動棒の位置を検出し、駆動棒の位置を原子炉容器の炉心内の制御棒位置に変換することが行われている。
これまで、駆動棒位置測定用として多種類の検出器が使用されている。かかる検出器の１つであるアナログセンサーは、複数の成層巻回コイルが、スタック状に配置され、非磁性材製の棒移動用ハウジング上に嵌着された非磁性ステンレス鋼製の環状副構造体により支持されたものである。これらのコイルは交互に配置された一次及び二次コイルより成り、一次コイルは全て直列に、また二次コイルも全て直列に接続されている。これらのコイルは事実上、棒移動用ハウジングの高さ全体に亘って分布させた長い線形電圧変成器を形成するため、一次コイルと二次のコイルの結合度が磁性駆動棒がコイルスタックを貫く程度により左右される。棒の位置は、一次コイルに一定の正弦波励起電流を流して二次コイルに誘導される電圧を測定することにより求める。誘導される二次電圧の大きさが棒の位置に対応する。
米国特許第３，８４６，７７１号；３，８９３，０９０号；及び３，８５８，１９１号はそれぞれ、上述のアナログ型検知器よりもさらに精度の高いデジタル式検知器を開示している。この種類のシステムを構成する基本的なセンサーは、制御棒駆動シャフトの移動軸に沿って縦方向に延びる棒移動用ハウジングの周りに各々が縦続的に巻回された複数の個別コイルよりなる。それぞれのコイルに、棒移動用ハウジングを磁束が貫通できるように充分低い周波数の交流電流を流す。制御棒駆動シャフトが個々のコイルの中心を通過する際のそのコイルのインピーダンスの変化をモニターする。このインピーダンスの変化を、原子炉の炉心内の制御棒の相対位置を示す別個の電気出力に変換する。一実施例では、それぞれのコイルを関連の抵抗に直列に接続し、隣接するコイル−抵抗直列接続体の対応共通ノードを差動増幅器の入力に接続して、対応ノード間の電圧差を表わす出力を発生させる。この差動増幅器の出力を制御棒位置のデジタル表示に変換する。
安全規制により、制御棒を重力の作用下にその完全引き抜き位置から炉心内に挿入できる速度を定期的にテストすることにより、原子炉の緊急停止が必要な、実際は起こりそうもない事態が発生した場合でも、制御棒を何の障害もなく迅速に挿入できることを確認しなければならない。一般的に、これらのテストは燃料交換サイクルの後に行う必要がある。制御棒落下時間の測定方法には一般的に２種類ある。第１の方法は、解放された制御棒が底部に到達したときに発生するノイズを音響変換器により聞き取る方法である。この方法は単一の棒クラスタにのみ利用可能であって、ほとんどの目的について実用的でない。第２の方法は、電気的手段により棒の落下時間を測定するものである。この第２の方法は数本の棒（全ての棒を含む）を一度に測定する場合に利用可能であり、テスト時間をかなり節約できるため、経済的に有利な選択となり得る。棒位置指示システムは原子炉の通常運転時に作動するように構成されているため制御棒が磁気ジャッキ機構の速度で移動する際の制御棒位置をモニターできるが、この位置指示システムは応答時間が遅すぎるため、棒が重力の作用下で落下する際の棒位置を測定することは不可能である。時間に関する棒位置を正確に測定すると、原子炉の迅速な運転停止を行う上で何等かの障害があるか否かを確認できるため、安全上非常に重要なことである。
従来の方法では、棒位置指示システムのコイルを付勢する電源を切ることにより、このシステムを用いて棒落下時間を測定している。駆動棒がコイルを通って落下する際コイルに誘導される電流を、システムの共通電流路にかかる電圧の関数としてモニターした。アナログ式棒位置指示システムに適用されるかかるシステムの一例は、本願の譲受人に譲渡され１９９５年４月１８日発行された米国特許第５，４０８，５０８号に記載されている。上記特許から明らかなように、このシステムは全ての制御棒を同時にテスト可能である。幾つかの棒が一度に落下する際の棒位置の時間変化を正確に測定できるが、かなりの数の棒（全ての棒ではない）が同時に落下する場合に歪みが導入されることが最近分かっている。この歪みは出力の分析を非常に困難にする。従って、全てではないがほとんどの棒が一度に落下する場合の制御棒落下テスト時において時間に関する制御棒位置の変化をより正確に測定できる改良型棒落下測定システムが要望されている。
発明の概要
本発明は、複数の制御棒クラスタが重力の作用下に原子炉の炉心に落下する際の自由落下時間を測定する改良型方法及び装置に関する。この装置及び方法は、制御棒の移動を司る駆動棒を囲むハウジングに沿って縦続的に設けた既存の制御棒位置指示装置を利用する。本発明の装置は、各コイルの付勢に用いる共通変成器の一次巻線に接続可能な分路手段を含む。制御棒の落下テスト時、電源を共通変成器から切り離すが、一次巻線がこの分路手段により短絡されるため、従来技術の問題点である出力波形の歪みの原因となる二次巻線のインダクタンスが最小限に抑えられる。好ましい実施例では、変成器の一次巻線を電源から切り離すために用いるリレーに、この一次巻線を同時に短絡する別の接点が設けられている。従って、本発明の改良型棒落下テスト方法及び装置では、たとえ全ての制御棒が同時に落下する場合でも制御棒位置の真の時間変化を測定することが可能である。
【図面の簡単な説明】
本発明の完全な理解は、好ましい実施例の以下の説明を添付図面を参照して読めば得られるであろう。
図１は、本発明を利用できる好ましい構成を示す原子炉、その制御棒駆動装置及び棒位置指示装置の立面図である。
図２は、原子炉制御棒とその関連の駆動棒及び棒移動用ハウジングの立面図であり、本発明が利用する、駆動棒を移動させるための磁気ジャッキ機構と、棒センサーとを示す。
図３は、図１及び２に示すコイルをさらに詳細に示す棒位置指示装置の斜視図である。
図４は、図１、２及び３のコイルのための典型的なデジタル式棒位置指示回路の概略図である。
図５は、４つの制御棒クラスタが同時に落下する場合図４の回路から得られる電圧記録の典型的な波形を示すグラフである。
図６は、全ての棒が原子炉の炉心に同時に落下した場合に図４の回路から得られる典型的な電圧波形のグラフを示す。
図７は、本発明により必要とされる改造部分を組み込んだ好ましい実施例に用いるリレーの概略的な回路図である。
好ましい実施例の説明
原子炉の制御棒位置を正確に知ることは、原子炉の安全且つ効率的な運転を保証する上で非常に重要である。図１を参照すると明らかなように、加圧水型原子炉の制御棒位置の感知は、原子炉の圧力容器１０を完全に封止する必要があるため特に困難である。制御棒１２及びこれらに構造的に結合された駆動棒１４は、圧力容器１０に完全に充填される水１６により取り囲まれている。通常の運転状態のもとでは、この水は高温であり、沸騰しないように加圧されている。
制御棒１２の位置は、圧力容器１０を位置測定の目的で機械的に貫通することが許されないため、圧力容器の外側に配置したセンサーの状態を測定して検出する必要がある。センサーを設置できる唯一の領域は棒移動用ハウジング２０に沿う領域である。駆動棒１４は、原子炉の蓋１８に縦方向上方に延びるように一体的に形成された封止環状部材である棒移動用ハウジング２０内を移動する。センサー３２は棒移動用ハウジング２０に沿って配置され、駆動棒１４の位置を感知できるに過ぎない。しかしながら、制御棒１２は関連の駆動棒１４へ確実に固着されているため、駆動棒１４と制御棒１２の変位は同一であると通常仮定される。図２を参照すると、各駆動棒１４は複数の制御棒１２と連結され、これらがクラスタ組立体を形成することがよく分かるであろう。駆動棒１４の移動は、上述した磁気ジャッキ、コイル、プランジャ及びグリッパ２２により得られる。ハウジング２０内の駆動棒１４の位置は、磁気ジャッキ機構２２の上方においてハウジングに沿って縦方向に延びる制御棒位置指示装置３０により検出される。この実施例の棒位置指示装置３０は上述したデジタル式であるが、本発明はアナログ式装置にも同様に利用可能であることを理解されたい。
棒位置指示装置を構成する基本的なセンサーは、棒移動用ハウジングの外周に駆動棒の移動軸に沿って配置したコイル３２である。これらのコイルに交流電流を流すと、交流磁束が発生してハウジングを貫通する。周波数が充分に低いと、表皮深さはハウジングの厚さよりも大きくなり、交流磁束はハウジングを完全に貫通する。６０ヘルツの通常の電力周波数はこの基準を容易に満たす。金属製の駆動棒が棒移動用ハウジングを通ってコイルにより囲まれる位置を通過すると、そのコイルのインピーダンスが変化する。駆動棒は強磁性材料で製造されているため、コイルのインピーダンスが増加する。このインピーダンスの増加は、強力な磁気ジャッキ機構のコイルにより誘導される棒の磁気的性質により増幅される。このインピーダンスの変化は多くの方法で検出可能である。
インピーダンスの変化を感知するには、各コイル３２に抵抗を接続し、隣接する抵抗の各対の間に差動増幅器の入力を接続する。増幅器からの出力に他のいずれよりも大きい１つの差動出力が常に存在し、これが棒１４の端部を間に挟む２つのコイルを指示する。図３を参照すると明らかなように、コイル３２のスタックは交互に配置した２つの群Ａ及びＢに分けられる。これら２つの群が棒位置指示センサーを形成する。各群のコイルから得られる信号は原子炉の格納容器内で別々に処理される。各群の信号は、システムの総合分解能の半分以下の精度で棒の位置を求めるために必要な情報を含んでいる。従って、１つの群が故障すると、システムの分解能は劣化するが、依然として棒の位置を知ることができる。
４ループの発電所にはほぼ６１本の駆動棒があり、図３に示すように、その各々にコイルのスタックと、各コイル出力信号を符号化して多重化装置に送るために原子炉格納容器内に設けた群Ａの符号化器３４及び群Ｂの符号化器３６とがある。各棒についてほぼ４２個のコイルが設けられている。
図４は、棒の落下時間測定に用いる典型的なデジタル式棒位置指示回路を示す。棒落下時間測定に関係のないデジタル式棒位置指示回路の詳細部分は省いたが、米国特許第３，８５８，１９１号を参照すれば分かるであろう。制御棒の駆動シャフトの延長部が通過する多数のコイルは、Ａ１、・・・、Ａ２４と表示してある。コイルの正確な数は特定のデジタル式棒位置指示装置のモデルにより決まるものであり、本発明にとって重要ではない。各コイルの一端は図４の左方で共通ワイヤ４２に接続されている。各コイルのもう一方の端部は、３つの抵抗Ｒ１，Ｒ２及びＲ３を通った後で図４の右方において共通接続されている。Ｒ１はコイル抵抗であり、通常は６オームのオーダである。Ｒ２はコイルからデジタル式棒位置指示キャビネット電子装置までのケーブルの抵抗であり、通常は１．５オームのオーダである。Ｒ３はデジタル式棒位置指示検出器／符号化器ボードに対する入力インピーダンスであり、通常は５オームのオーダである。
この回路はＲ４と変成器Ｔ１により完成される。Ｒ４は、コイルから格納容器内のデジタル式棒位置指示キャビネット電子装置へ廷びるケーブルの共通ワイヤのケーブルインピーダンスである。Ｒ４は通常０．１１８オームのオーダである。Ｔ１は通常運転時にデジタル式棒位置指示コイル３２を付勢する変成器であるが、この棒落下時間テストの間は給電されない。
上述したように、Ａコイルの間には第２の組のコイルＢ１、・・・、Ｂ２４が交互に配置されている。Ｂコイルの回路及び動作はＡコイルのものと同一である。デジタル式棒位置指示装置の通常動作時、２組のコイルは冗長であるが、それぞれ独立に棒位置を測定可能であり、信頼性が向上する。棒落下時間の測定では、２組のコイルの作用を組み合わせて、波形の「こぶ」を小さくする。これらのこぶは、図５及び６の波形を見ると分かるが、開放状態のコイルを駆動棒シャフトの先端が通過すると発生する。本発明の目的のためには、これら２組のコイルは同一の機能を果たす。
制御棒が完全引き抜き位置から完全挿入位置へ落下する際、駆動棒シャフトの先端部はコイルＡ２４からＡ２まで下方にコイルを次々に通過する（先端部はまたほとんどのＢコイルも通過する）。駆動棒シャフトは、デジタル式棒位置指示コイルの下方に位置する制御棒駆動用ジャック機構の大型コイルにより磁化される。駆動棒シャフトのこの永久磁気により、駆動棒シャフトがコイルを通って落下する際コイルＡ２４、・・・、Ａ１に電流が発生する。駆動棒シャフトの先端部からの磁束がコイルを切るため電流が発生する。コイルは事実上平行に配置されているため、コイルを流れる電流が事実上加算される。この電流は棒速度にほぼ比例する。加算された電流は変成器Ｔ１の二次巻線とＲ４を流れる。棒落下時間測定装置は、変成器Ｔ１の所の抵抗Ｒ４の電圧降下の関数としての共通ケーブル４２を流れる電流を測定する。この電圧は電流に比例するため棒速度にほぼ比例する。図５は、４本の棒クラスタが同時に落下する際の電圧記録の典型的な波形を示す。これらの棒は時間０で解放され、加速されて電圧が増加する。１０００ミリ秒を僅かに過ぎた所で、棒の先端部がダッシュポットに到達し、急速に減速するため、電圧が急に低下する。このダッシュポット効果は、棒が炉心内に押し込まれる際制御棒案内シンブルから冷却材を強制排除するために生じる。１０００秒のすぐ上の波形のコーナー部は、既知の棒位置（炉心の底部近傍）にあるダッシュポットに棒が到達する時間である。１５００ミリ秒の時点において、棒は停止ばねに到達するため、僅かな跳ね返りが観察される。図５は本発明により歪みの問題がなくなった場合通常予想される波形を示す。
図６は、従来方式による歪みが下方の曲線Ｂだけに存在する２つの棒落下曲線を示す。すべての制御棒が臨界通過時間を節約するため同時に落下される場合、図６の下方の曲線が得られる。曲線Ｂを見ると、約１０００ミリ秒の点で凹部が観察されるが、ダッシュポット侵入による突発的な電圧（棒速度）の減少が認められる約１１００ミリ秒まで再び増加する。１５００ミリ秒を過ぎると最終的な落下前に停止ばねの作用による上方変化が存在する。これらの歪みは、それらの付加的な特徴が制御棒落下速度の変動によるものでないため分析をさらに難しくする。１１００ミリ秒前の上方の曲線Ａと、１５００ミリ秒後の下方の曲線Ｂは通常の棒落下曲線である。全ての制御棒が同時に落下する際観察される歪みの原因は、共通の要素である変成器Ｔ１である。図４に示すように、制御棒デジタル式棒位置指示システムの全てのＡコイルは変成器Ｔ１により給電される。棒落下テストの間、Ｔ１は給電停止状態にあり、その１１５ボルトの一次巻線は前より開放回路のままになっている。歪みは全ての（通常は５０本またはそれ以上）の制御棒からの加算された棒落下電流によりＴ１の二次側に生じる電圧降下がその原因である。計算によると、Ｔ１を流れる全電流は約３０アンペアである。Ｔ１の電圧降下が開放状態の一次回路に起因するインダクタンスにより個々の棒落下信号に抵抗するため、図６に示す下方の棒落下曲線の歪みが生ずる。
本発明による改良は、棒落下回路からＴ１を取り除くものである。この目的を達成する１つの方法として、Ｔ１の二次巻線を低インピーダンスの短絡手段または分路手段により短絡する。この解決法をテストしたが、確かにこの方法はこの問題を解決し歪みを除去できることが分かっている。しかしながら、この分路手段を効果的にするためには、インピーダンスを非常に低い値（０．００１オーム）にしなければならない。リレーを用いてこの方法を遠隔操作により実行するのは、必要な低インピーダンスが得られないため、また電圧が非常に低い（ミリボルト）ため、実際的でない。
第２の方法は、棒落下テストの間Ｔ１の１１５ボルトの一次巻線を短絡することである。本質的に全ての歪みは変成器Ｔ１のインダクタンスによるものであり、二次巻線に表われる直流抵抗とは関連がないことが判明している。Ｔ１の一次巻線の短絡は、インピーダンスが格段に高いため非常に容易に実施できる。巻線比が約２０の場合、Ｔ１の１１５ボルト一次巻線の分路手段は、２０×２０×０．００１オーム、即ち約０．４オーム以下である必要がある。現在、リレーを用いて１１５ボルトの電源を変成器の一次巻線から切り離している。棒落下テストの間１１５ボルトの電源を切り離すとき、別設の接点５２により、Ｔ１の１１５ボルト一次巻線を短絡するのは容易である。リレー５０が非作動位置にあるとき、１１５ボルトの電源はＴ１の一次巻線に接続されているが、この一次巻線は短絡状態にない。これがデジタル式棒位置指示装置の通常の作動状態である。リレーが付勢されると、１１５ボルトの電源が切り離され、Ｔ１の一次巻線が短絡される。このリレーは、棒落下テストの間に限り棒落下テスト装置により付勢される。従って、変成器Ｔ１のインピーダンスはシステムから除去され、かくしてテスト装置の出力が向上する。
本発明の特定の実施例を詳細に説明したが、当業者にとっては、本願の記載全体に照らしてそれら詳細部分の種々の変形例及び設計変更が想到され得ることが明らかであろう。従って、図示説明した特定の構成は例示的な目的をもつのみで本発明の技術的範囲を限定するものでなく、この範囲は後記の請求の範囲及びその任意且つ全ての均等物の全幅を与えられるべきである。

Claims (8)

1. 各制御棒クラスタ（１２）に連結された駆動棒（１４）がクラスタを原子炉（１０）の炉心内へまた炉心から移動させるように作動し、各制御棒クラスタ（１２）には複数の位置センサー（３２）が各駆動棒（１４）の移動径路に沿って縦続的に配置され、縦続配置の各位置センサーが共通の変成器（Ｔ１）により付勢される、原子炉（１０）の炉心内における複数の制御棒クラスタ（１２）の自由落下時間を測定する装置であって、自由落下時間を測定中は変成器を短絡する分路手段（５０）を含むことを特徴とする自由落下測定装置。
2. 分路手段（５０）は、測定中変成器（Ｔ１）の一次巻線を短絡する請求項１の測定装置。
3. 変成器を付勢すると共に一次巻線を短絡するリレー（５０）を具備する請求項２の測定装置。
4. センサー（３０）はコイル（３２）を縦続的に配置したものである請求項１の測定装置。
5. コイル（３２）は並列接続されている請求項４の測定装置。
6. センサー（３２）は、原子炉の通常運転時、各制御棒クラスタ（１２）の位置を指示する不連続なデジタル出力を発生し、自由落下時間測定時は、アナログ出力を発生させる請求項１の測定装置。
7. 各制御棒クラスタ（１２）に連結された駆動棒（１４）がクラスタを原子炉（１０）の炉心内へまた炉心から移動させるように作動し、各制御棒クラスタ（１２）には複数の位置センサー（３２）が各駆動棒（１４）の移動径路に沿って縦続的に配置され、縦続配置の各位置センサーが共通の変成器（Ｔ１）により付勢される、原子炉（１０）の炉心内における複数の制御棒クラスタ（１２）の自由落下時間を測定する方法であって、
   変成器の一次巻線を電源から切り離すステップと、
   変成器を短絡するステップと、
   変成器の二次巻線を流れる電流を測定するステップとよりなる自由落下時間測定方法。
8. 変成器を短絡するステップは変成器の一次巻線を分路する請求項７の方法。

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