JP4197486B2 - 原子炉制御棒駆動用コイルの電流制御回路 - Google Patents
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Description
図1はこの発明の実施の形態1による原子炉制御棒駆動用コイルの電流制御回路の構成を示す図である。図1において、3相全波整流器100は外部からの交流電力である3相交流(電力)入力を直流に変換し、これの出力側の正極ライン1と負極ライン2の間には、電圧可逆チョッパ回路を構成する絶縁ゲート型トランジスタ104と逆流防止用のダイオード114との直列回路と、逆流防止用のダイオード115と絶縁ゲート型トランジスタ105との直列回路、およびエネルギー吸収コンデンサ106とがそれぞれ接続されている。絶縁ゲート型トランジスタ104は制御棒駆動用コイル101の通電電流をスイッチング制御し、絶縁ゲート型トランジスタ105はコイル通電電流を遮断するとき、制御棒駆動用コイル101の蓄積エネルギー放出を正極ライン1側へ切り替える。エネルギー吸収コンデンサ106は制御棒駆動用コイル101の通電電流を遮断するときにコイルに蓄積されたエネルギーを吸収する。
図2はこの発明の実施の形態2による原子炉制御棒駆動用コイルの電流制御回路の構成を示す図である。図2において、上記実施の形態と同一もしくは相当部分は同一符号で示し説明を省略する(以下同様)。この実施の形態では、制御棒駆動用コイル101(固定つかみ又は可動つかみ駆動コイル)の通電電流を検出するためにホール素子203を設けた。このように、ホール効果を利用した電流検出器を使用しているため、制御棒駆動用コイル101の通電電流を導電部と非接触で検出することができる。
図3はこの発明の実施の形態3による原子炉制御棒駆動用コイルの電流制御回路の構成を示す図である。図3の電流制御回路は、固定つかみ駆動コイル、可動つかみ駆動コイルおよび昇降磁極コイルからなる制御棒駆動用コイルのうち制御棒を昇降駆動させる昇降磁極コイルのための回路であり、昇降磁極コイル301、302、303を個々に制御できるように電圧可逆チョッパ回路部分においてそれぞれの昇降磁極コイル301、302、303に対する絶縁ゲート型トランジスタ(305、306、607)と逆流防止用のダイオード(315、316、317)との直列回路が設けられている。電流検出用のホール素子203はそれぞれの昇降磁極コイル301、302、303で共用している。
図4はこの発明の実施の形態4による原子炉制御棒駆動用コイルの電流制御回路の構成を示す図である。図4の電流制御回路は図2の回路に以下の点が追加されている。リレー410は外部電源である3相交流入力の遮断を検出する。抵抗407はエネルギー吸収コンデンサ106に蓄積されたエネルギーを消費するもので、絶縁ゲート型トランジスタ408は抵抗407をエネルギー吸収コンデンサ106に接続するためのものである。ゲートインターフェイス回路108は上記実施の形態と同様に電流制御用信号生成部107で生成したスイッチング信号を電気的に絶縁して絶縁ゲート型トランジスタ104のゲートにゲート信号を与えるとともに、リレー410が3相交流入力において外部電源遮断を検出したときに遮断検出信号として絶縁ゲート型トランジスタ408を閉とするゲート信号を与える。絶縁ゲート型トランジスタ408が閉じることによりエネルギー吸収コンデンサ106に抵抗407が接続され、これに蓄積されたエネルギーを消費する。
図5はこの発明の実施の形態5による原子炉制御棒駆動用コイルの電流制御回路の構成を示す図である。図5の電流制御回路は図4の回路に以下の点が追加されている。制御棒駆動用コイル101の通電電流を遮断としたときにコイルに蓄積されたエネルギーを吸収するエネルギー吸収コンデンサ106には、コンデンサの電圧を検出するための抵抗508が並列に接続されており、電流制御用信号生成部107は上記実施の形態と同様な動作を行うと共に、抵抗508からの検出信号を受け、これが所定値を超えた場合にゲートインターフェイス回路108を介して絶縁ゲート型トランジスタ408を閉とするゲート信号を与える。絶縁ゲート型トランジスタ408が閉じることによりエネルギー吸収コンデンサ106に抵抗407が接続され、これの蓄積されたエネルギーを消費する。なお、リレー410がない場合でもこの実施の形態は実施可能である。
図6はこの発明の実施の形態6による電流制御回路の制御盤の構成を示す図である。ユニット601〜603は固定つかみ駆動コイル1グループ分の上記実施の形態の電流制御回路(例えば電圧可逆チョッパ回路、電流制御用信号発生部、ゲートインターフェイス回路、制御用の絶縁ゲート型トランジスタ、ダイオード等の部分)を収納した回路ユニットであり(SGはステーショナリグリッパの意味)、ユニット604〜606は同様に可動つかみ駆動コイル1グループ分の電流制御回路を収納した回路ユニット(MGとはムーバブルグリッパの意味)、ユニット607〜610は昇降磁極コイル3個分の電流制御回路を収納した回路ユニット(LIFTは昇降の意味)、またカードフレーム611はユニット共通で必要な信号を生成および処理する回路を収納したカードフレームユニットであり、ユニット612、613は制御回路を駆動する直流安定化電源装置を収納した電源ユニット、変圧器614〜616は上記ユニットの電力回路に電源を供給する変圧器(トランス)ユニットであり、これらが制御盤600の中に引き出し可能に収納(出し入れ可能の意味)されている。回路ユニット、カードフレームユニット、電源ユニット、変圧器ユニットと同種のものが同一形状の筐体(ケース)にそれぞれまとめられている。
図7はこの発明の実施の形態7による電流制御回路の制御盤の特に制御盤内のユニットの構成を示す図である。この実施の形態では、制御盤600に格納された1グループ分の制御棒駆動用コイルの電流制御回路を実装した回路ユニット620に、電流制御回路と制御棒駆動用コイル(図示せず)を接続するコネクタ703を設けた。模擬負荷体702は制御棒駆動用コイルの電気的パラメータを模擬する装置であり、どのようなもので構成されていてもよい。
図8はこの発明の実施の形態8による電流制御回路の制御盤の特に制御盤内のユニットの構成を示す図である。図8の(b)はこの実施の形態による回路ユニット621を示し、図8の(a)は回路ユニット621に設けられた手動スイッチ808の例えば図2の回路上での位置を示す。この実施の形態では図8の(a)に示すように、外部の電流命令信号生成装置からの入力を切離し通電命令固定とする手動スイッチ808を、図8の(b)に示すように回路ユニット801に外部から操作可能なように設けた。
図9はこの発明の実施の形態9による原子炉制御棒駆動用コイルの電流制御回路の構成を示す図である。図9において、電動機Mと発電機Gからなる電動発電機900は制御棒駆動用コイルの電源である。制御盤901は2台の電動発電機を同期運転する。トリップ遮断器902は制御棒駆動用コイルの電源を遮断とすることにより原子炉をトリップさせる。制御盤903は制御棒駆動用コイルの電流制御回路の回路ユニットを格納し、開閉器904は制御盤903中の固定つかみ駆動コイルの電流制御回路の回路ユニットへの電源供給の開閉を行い、開閉器905は同様に可動つかみ駆動コイルの電流制御回路の回路ユニットへの電源供給の開閉を行い、開閉器906は昇降磁極コイルの電流制御回路の回路ユニットへの電源供給の開閉を行い、これらの開閉器904〜906は分電盤907に格納されている。そして制御盤903内の各ユニットはケーブル908により電源供給を受けている。
Claims (8)
- 外部からの3相交流電力を直流電力に変換する3相全波整流器と、
この3相全波整流器の出力側の正極ラインと負極ラインの間に接続され、制御棒駆動用コイルへの電流を制御する絶縁ゲート型トランジスタによる電圧可逆チョッパ回路と、
パルス幅変調方式により上記電圧可逆チョッパ回路の絶縁ゲート型トランジスタへゲート信号を供給する電流制御用信号発生手段と、
を備え、
複数の上記制御棒駆動用コイルに対して1つの上記電圧可逆チョッパ回路が接続された、上記制御棒駆動用コイルのうちの制御棒駆動機構のそれぞれ固定つかみラッチ又は可動つかみラッチを駆動する固定つかみ駆動コイル又は可動つかみ駆動コイルのための電流制御回路と、1つの上記制御棒駆動用コイルに対して1つの上記電圧可逆チョッパ回路が接続された制御棒駆動用コイルのうちの制御棒を昇降させるための昇降磁極コイルのための電流制御回路と、を備えたことを特徴とする原子炉制御棒駆動用コイルの電流制御回路。 - 上記制御棒駆動用コイルの電流をホール素子により非接触で検出する電流検出手段を備え、上記電流制御用信号発生手段が、上記電流検出手段からの検出信号および外部からの電流指令信号に従いパルス幅変調方式により上記電圧可逆チョッパ回路の絶縁ゲート型トランジスタへゲート信号を供給することを特徴とする請求項1に記載の原子炉制御棒駆動用コイルの電流制御回路。
- 上記3相全波整流器の出力側の正極ラインと負極ラインの間に接続され、上記制御棒駆動用コイルの通電電流を遮断するときのコイルに蓄積されていたエネルギーを吸収するエネルギー吸収コンデンサと、
上記3相全波整流器の出力側の正極ラインと負極ラインの間に接続され、上記エネルギー吸収コンデンサに蓄積されたエネルギーを消費する抵抗とスイッチからなる直列回路と、
上記3相交流電力の遮断を検出した時に検出信号を発生する手段と、
を備え、上記3相交流電力の遮断の検出信号により上記直列回路のスイッチが閉じることを特徴とする請求項1又は2に記載の原子炉制御棒駆動用コイルの電流制御回路。 - 上記エネルギー吸収コンデンサの電圧を検出する手段を備え、
上記電流制御用信号発生手段が、上記エネルギー吸収コンデンサの電圧が所定値を超えた時に上記直列回路のスイッチを閉じる信号を発生することを特徴とする請求項3に記載の原子炉制御棒駆動用コイルの電流制御回路。 - 上記電流制御回路を含む原子炉制御棒駆動用の回路が、制御盤に引き出し可能に設けられた複数のユニットに機能単位でそれぞれに標準化されて分散して実装されたことを特徴とする請求項1ないし4のいずれ1項に記載の原子炉制御棒駆動用コイルの電流制御回路。
- 上記制御棒駆動用コイルへの電流を制御する上記電圧可逆チョッパ回路を実装した上記ユニットが、原子炉制御棒駆動時に外部の上記制御棒駆動用コイルとの接続を行うと共に機能検査時に外部の模擬負荷コイルとの接続を行うコネクタを備えたことを特徴とする請求項5に記載の原子炉制御棒駆動用コイルの電流制御回路。
- 上記制御棒駆動用コイルへの電流を制御する上記電圧可逆チョッパ回路を実装した上記ユニットが、外部からの電流指令信号とは無関係に手動で通電状態を維持する手動スイッチを備えたことを特徴とする請求項5又は6に記載の原子炉制御棒駆動用コイルの電流制御回路。
- 上記制御盤とこれの電源との間に、固定つかみ駆動コイル、可動つかみ駆動コイルおよび昇降磁極コイルのための上記電流制御回路のためのぞれぞれの開閉器を格納した分電盤がケーブルにより接続されていることを特徴とする請求項5ないし7のいずれか1項に記載の原子炉制御棒駆動用コイルの電流制御回路。
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