JPH01214795A - 原子炉の制御棒クラスターの制御システムを改修する方法及び該方法によって改修された制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、制御棒クラスターを備えた原子炉の制御棒ク
ラスター制御システムを改修する方法及びこの方法の実
施によって改修された制御システムに係わる。

発電に使用される加圧軽水型原子炉は複数の中性子吸収
棒からなる制御棒クラスターを複数個備える。中性子吸
収棒は炉心内部への侵入度に応じて原子炉から供給され
るエルネギ−を変化させる役割を果たす。各制御棒クラ
スターは、原子炉容器上に配置されて当該クラスターを
前記容器に対し垂直に移動させる操作機構を有する。各
クラスターに対応する操作機構はアクチュエータ型であ
り、クラスターを１ピツチずつ移動させることができる
。この操作Ｍｌ構は３つの電磁コイルがらなり、これら
のコイルは電力ブリッジと称する同数の給電ブリッジを
介して選択的に給電される。前記ブリッジは複数の静止
電力アセンブリ内にまとめて配置され、これらの静止電
力アセンブリはその中に配置された論理インタフェース
を介して給電ブリッジに作用する論理制御回路を通して
コンソールから制御される。これらの諸装置、特に静止
電力アセンブリは安全性のために互いに独立したユニッ
トとして構成される。

現在使用されている成る種の発電用原子炉では、論理制
御回路及び論理インタフェースが配線型構造（ｈａｒｄ
−ｗｉｒｅｄ　ｆｏｒｍ）を有するが、より近代的な原
子炉では前記論理制御回路及び論理インタフェースがプ
ログラム型構造（ｐｒｏｇｒ機構ｍｅｄ　ｆｏｒｍ）を
有する。

配線型論理回路は、操作方法の改変が必要になった場合
にプログラム型論理回路のような柔軟性を示さない。即
ち、配線型論理回路の改変、保守又は修理を行うために
は、その場で手動操作ができるように関連装置の作動を
停止させる必要がある。

この手動繰作の時間は、プログラム型論理回路の同様の
処理で必要であり得る回路カード交換の時間とは比較に
ならないほど長い。

これは、停止時間及び停止回数をできるだけ減らすこと
が望ましい発電用原子炉では特に重要な問題である。

従って、予め予定された原子炉の不可避的停止期間の間
に最小限の時間で必要な処理を行う方法が必要とされる
。

そこで本発明は、制御棒クラスターを備えた原子炉の制
御棒クラスター制御システムであって、制御棒クラスタ
ーが電力ブリッジを介して給電されるコイルを含む電磁
機構によって操作され、前記電力ブリッジが該制御シス
テムを介してコンソールから制御され、この制御システ
ムがコンソールに接続され且つ複数の配線論理インタフ
ェースを制御する配線論理制御回路を含み、前記論理イ
ンタフェースの各々が同時に操作できる所定数のクラス
ターの電磁操作機構からなる少なくとも１つのサブグル
ープに接続される制御システムの改修方法を提供する。

本発明の特徴の１つは、１つの配線論理インタフェース
と該インターフェースに接続された少なくと６１つのサ
ブグループの電力ブリッジとを含む各静止電力アセンブ
リを、１つのコンピュータと該コンピュータに制御され
る１つのサブグループの電力ブリッジとを含む少なくと
も１つの電子制御アセンブリと連続的に且つ独立して交
換し、前記コンピュータを配線論理インタフェースのよ
うに、周辺回路を介して、電力ブリッジと配線論理制御
回路とに接続することにある。

本発明は、前述のごとき方法を実施することによって得
られる原子炉用制御棒クラスターの１ｌｉｌ制御システ
ムにも係わる。

本発明の別の特徴として、この制御システムは、各々が
１つの配線論理インタフェースと該インタフェースに対
応する電力ブリッジとを含む複数の静止電力アセンブリ
、並びに各々が１つのコンピュータと１つのサブグルー
プの電力ブリッジとを含む複数の電子制御アセンブリを
同時に含み、各電子制御アセンブリのコンピュータが配
線論理インタフェースのように、周辺回路を介して、電
力ブリッジと配線論理制御回路とに接続され、その結果
原子炉が、静止電力アセンブリを電子制御アセンブリに
取替える操作を行うことができる停止期間を除いて、前
記制御システムの改修が行われている間も正常に機能す
る。

以下、添付図面に基づき非限定的具体例を挙げて本発明
の特徴及び利点をより明らかにする。

第１図に示した加圧軽水型原子炉用制御棒クラスター制
御システムは、現在使用されている原子炉に一般的に見
られるタイプのものである。被制御装置の詳細について
は、例えばＴＥＣ■旧ＱＵＥＳ　ＤＥし°ＩＮＧＥ旧Ｅ
ｔｌＲシリーズの１つとしテ１９７７年４：１ｍＭ、Ｐ
。

ＢＯＩＲＯＨにより出版されたＧＥＮＩＥ　ＮＵＣＬ＾
ＩＲＥ／ＴＥＣＩＩＮＯ−ＬＯＧＩＥ　ＤＥ　Ｃ０Ｎ５
ＴＲＵＣＴＩＯＮ／ＥＱＵＩＰＥＭＥＮＴ　ＤＯＣ０Ｅ
ｌｊＲを９照されたい。

この種の発電所は公知のように、多数の吸収材バーを複
数の独立したクラスターの形感にまとめて使用する。

クラスターはいずれも電磁操作機構１を１つずつ備え、
この機構がクラスターをその下に位置する原子炉容器に
対し垂直に移動させて、クラスターの吸収材バーを前記
原子炉容器に出入りさせる。

各電磁操作機構１はステッパ型であり、電磁石５．６．
７によって作動するツメ３．４の制御下で原子炉容器に
対して垂直に並進移動するう・ンク２を含む。

ツメは２つのタイプに分かれ、ツメ３は固定軸を中心に
傾動し、ツメ４は傾動するだけでなく鉛直方向で並進移
動もする。

固定軸をもつツメ３は通常、可動ツメ４の水平レベルよ
り下の同一水平レベルで互いに１２０”の間隔をおきな
がらラック２を囲むようにして配置される。第１図には
ラック２を一部分だけ示し、ツメ３及びツメ４６１つず
つしか示さなかった。電磁石５に電流が流れるとツメ３
がう・ンク２の切欠きの底部に押付けられ、ラックの並
進移動が阻止される。

電磁石５への給電が不十分であると固定ツメ３を押付け
る力が緩んでツメ３が引張りバネ８の作用で引っ込み位
置に戻り、ラックの歯が固定状態から解放されるため、
ラック２が・並進移動できるようになる。電磁石６は、
電磁石５が固定ツメ３に作用するように可動ツメ４に作
用する。

電磁石７は、特に可動ツメ４がラックの切欠けの底部に
押付けられている場合に該ツメに鉛直方向で作用し、電
磁石６と同時に適当な給電を受けた時に前記可動ツメを
上方に動かし、それによってラックと該ラックに固定さ
れたクラスターへを上方に移動させる。このツメが上方
位置でラック２の切欠けの底部に配置されている時に電
磁石フの作用力を緩めれば、ラックは１ピツチ下降する
。

従ってラック２の制御には、ラックに固定されたクラス
ターの上昇又は下降のいずれが要求されるかによって異
なる所与のサイクルに応じた電磁石５．６．７の遭択的
給電が関与する。

この先行技術の具体例では、制御棒クラスターに１つず
つ対応する４つの機構１を夫々含む３つのサブグループ
１０を制御するように構成された静止電力アセンブリと
称する。ユニット９を介して４つの電磁機構１が同時に
制御される。

コンソール１１は前記複数の操作機構１の電磁石５．６
．７の給電を手動で及び／又は自動的に制御するのに使
用される。そのためにコンソール１１は、当該原子炉の
複数の電磁ｖ１構１の給電を分担する複数の静止電力ア
センブリ９に接続された配線論理制御回路１２に接続さ
れる。第ｉＵＡには静止電力アセンブリ９と、該アセン
ブリによって給電されるｎ横とを１つずつしか示さなか
った。

静止電力アセンブリ９は主として、 −当該アセンブリに制御される操作機構１の電磁石５．
６．７に対応する給電ブリッジ又は電力ブリッジ３１．
３２．３３と、 −１つのサブグループのクラスターの吸収材バーを上昇
又は下降させるべく、電磁石に一定時間給電するシーケ
ンスを組織するシーケンサ１４と、−当該静止電力アセ
ンブリと前記配線論理制御回路との間の制御情報及び報
告情報の伝送を行う配線論理制御インタフェース１５と
、 −配線論理インタフェース１５と電力ブリッジ３１．３
２．３３との間で必要な信号変換を行う電力インタフェ
ース１６ とを含む。

電力ブリッジはこれらブリッジによって給電を受ける電
磁石の役割に応じて幾つかのグループに分けられる。

第１のグループは３つの電力ブリッジ３１からなり、当
該静止電力アセンブリ９に制御される３つのサブグルー
プ１０の固定ツメ３を作動させる電磁石５への給電を行
う。第２及び第３のグループは夫々３つの電力ブリッジ
３２及び３３からなり、前記３つのサブグループの可動
ツメ４を作動させる電磁石６及びこれら可動ツメ４を移
動させる電磁石７への給電を夫々実施する。

前記３つのサブグループ１０の電磁石５．６．７に供給
される電流の通電、任意的調整及び切断は電力インタフ
ェース１６を介して選択的に実施される。

そのために前記電力インタフェースは、種々の操作の順
序を決めるシーケンサ１４から送られる命令を受信する
。

シーケンサ１４及び前記電力インタフェースは配線論理
インタフェース１５を介して配線論理制御回路１２に制
御される。前記配線論理インタフェースは特に、これを
含む静止電力アセンブリ９の論理部分及びエネルギ部分
に関する欠陥の処理にあたり、欠陥指示信号をリンク１
７を介して配線論理制御回路１２方向に伝送する。配線
論理制御回路１２にはまたリンク１７を介して、静止電
力アセンブリ９に関する表示指示信号が配線論理インタ
フェース１５から送られ、該回路１２はこの表示指示信
号を原子炉の制御室０内で該配線論理回路１２及びコン
ソール１１に接続されたデイスプレィ装置１８に送る。

配線論理制御回路１２はコンソール１１から発信された
命令を、多線リンク２０を介して、インタフェース■５
のような配線論理インタフェースに伝送する。

そのために前記論理回路は多線リンク２１を介してコン
ソール１１に接続される。サブグループ遷択操作は、給
電ブリッジ３１．３２．３３レベルに集められた情報に
基づいてデイスプレィ装置での表示を実施せしめる配線
論理制御回路１２によって行われる。制ｇｌｌ棒ｌをリ
セットする操作は、電磁石５．６．７に作用する給電ブ
リッジにリンク２２を介して直接ｔｐ用するコンソール
によって実施される。

前述のごとく、配線論理制御回路及び配線論理インタフ
ェースは通常は、原子炉の停止期間以外の期間に改修す
ることはできない。

改修を原子炉のプログラムされた停止期間の間に実施す
ることができれば、そのなめに原子炉を停止させる必要
はなくなる。この先行技術具体例では、必要な操作を行
う時間の間に原子炉のクラスターの制御システムを単一
ステップで完全に更改することはできない。

そこで本発明では、原子炉のクラスターの制御システム
を第２図に示すように改修することを考えた。

即ち、サブグループ１０を制御する静止電力アセンブリ
９に代えて、電子制御アセンブリ２３を各サブグループ
１０と配線論理制御回路１２との間に連続的に挿入する
のである。

本発明の好ましい具体例の１つでは、それまで使用され
ていた静止電力アセンブリ９の収容キャビネット（図示
せず）を、このキャビネットとそれまで静止電力アセン
ブリに制御されていたサブグループ１０との間の接続及
び配線論理制御回路１２との間の接続を変えずに、原子
炉のプログラムされた停止期間の間に空にする。次いで
、前記キャビネット内に残された自由空間に３つの電子
電力アセンブリ２３を配置し、これらの電子アセンブリ
を配線論理制御回路１２に接続された配線リンク１７及
び２０に接続すると共に、静止電力アセンブリ９に制御
されていたサブグループ１０の１つに夫々接続する。

従って、クラスター制御システム改修中の原子炉の停止
期間に挟まれた作動期間には、クラスター制御システム
が電子制御アセンブリ２３を介して配線論理制御回路１
２に制御されるサブグループと、静止電力アセンブリ９
を介して制御されるサブグループとを含むことになる。

この具体例では第３図に示すように、電子制御アセンブ
リ２３がコンピュータ２４と、これをサブグループ１０
の給電ブリッジと当該原子炉に具備された制御用配線型
論理回路１２との間のインタフェースとして機能せしめ
る周辺回路との周りに配置される。

必要な電力ブリッジ３１゛、３２°、３３°は電力ブリ
ッジ３１．３２．３３と同じか又は好ましくはこれらを
改良したものであり、電磁石５．６．７の同じコイルに
関して前記と同じ操作を行う。

コンピュータ２４は通常どおり、一般的なプロセッサ２
５と、これにバス２７を介して接続されたリードオンリ
ーメモリ及び書込み／読取りメモリのアセンブリ２６と
を含む。マイクロプロセッサ２５は出力インタフェース
カード２８及び入力インタフェースカード２９を介して
バス２７により給電ブリッジ３１′、３２°、３３゛と
連通し、且つ表示インタフェースカード３０、出力イン
タフェースカード２８及び論理インタフェースカード３
５を介してバス２７により配線論理制御回路１２にも連
通ずる。

配線論理制御回路１２を介してコンソール１１から送ら
れた命令は多線リンク２０及びバス２７により論理イン
タフェースカード３５をを介してコンピュータ２４に伝
送される。論理インタフェースカード３５は、配線論理
回路がコンピュータに受信され得るデジタル信号を発生
できるように必要な信号整合を行う。表示インタフェー
スカードはリンク１７を介して配線論理制御回路１２方
向に送られる信号を逆に整合し、出力カード２８もリン
ク１７を介して論理回路１２に送られる信号、特に欠陥
指示信号を同様に整合する。コンピュータ２４はシーケ
ンサ１４に代わって電力ブリッジ３１゛、３２′、３３
′による給電の順序を決定する。

そのために、コンピュータ２４は配線論理制御回路１２
を介して伝えられるコンソール１１がらの命令に応じて
デジタル制御信号を発生し、これを出力インタフェース
カード２８に送る。このインタフェースカードは前記信
号を二進信号に変換し、リンク３８を介して電力ブリッ
ジ３１′、３２”、３３”に送る。

これらの電力ブリッジは電磁石のコイルに流れる電流に
関する指示信号をアナログ形態でリンク３７を介して送
出する。これらの指示信号は入力インタフェースカード
２９に送られ、そこでデジタル信号に変換されてコンピ
ュータ２４及び／又は配線論理制御回路１２に送られ、
処理及び考慮にかけられる。

入力インタフェースカード２９はオン／オフ型指示信号
も受信し、特に欠陥がある場合又はテストの場合にはこ
れらの信号を電力ブリッジを介して送出する。尚、これ
らの信号は該具体例ではリンク３６によって伝送される
。

表示カード３０はこれを含む電子制御アセンブリ２３に
より配線論理制御回路工２とコンソールに含まれた表示
ｆｉｆｆＩ（図示せず）とを介して情報をオペレータに
伝える。

【図面の簡単な説明】

第１図は先行技術の原子炉用制御棒クラスター制御シス
テムの説明図、第２図は本発明の方法によって改修され
ている最中の訓御棒りラスター制御シスデムの該略図、
第３図は本発明の方法によって改修された原子炉用制御
棒クラスター制御システムの説明図である。 ９・・・・・・静止電力アセンブリ、１０・・・・・・
サブグループ、１１・・・・・・コンソール、１２・・
・・・・配線論理制御回路、２３・・・・・・電子制御
アセンブリ。 １！ｉ源尖人　　７ラマトＬ−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電磁機構によって操作される制御棒クラスターを
   備えた原子炉の制御棒クラスターを制御する制御システ
   ムの改修方法であり、但し前記電磁機構のコイルの給電
   は前記制御システムを介してコンソールから制御される
   電力ブリッジによって行われ、前記制御システムはコン
   ソールに接続され且つ複数の配線論理インタフェースを
   制御する配線論理制御回路を含み、前記論理インタフェ
   ースの各々が所定数の同時に操作できるクラスターの電
   磁操作機構からなる少なくとも１つのサブグループに接
   続されるようなシステムであり、当該改修方法は、１つ
   の配線論理インタフェースと該インターフェースに接続
   された少なくとも１つのサブグループの電力ブリッジと
   を含む各静止電力アセンブリを、１つのコンピュータと
   該コンピュータに制御される１つのサブグループの電力
   ブリッジとを含む少なくとも１つの電子制御アセンブリ
   と連続的に且つ独立して交換し、前記コンピュータを配
   線論理インタフェースのように、周辺回路を介して前記
   電力ブリッジ及び前記配線論理制御回路に接続すること
   からなることを特徴とする方法。
2. （２）電磁機構によって操作される制御棒クラスターを
   備えた原子炉の制御棒クラスターを制御する制御システ
   ムであって、前記電磁機構のコイルの給電がコンソール
   に接続され且つ複数の配線論理インタフェースを制御す
   る配線論理制御回路を介してコンソールから制御される
   電力ブリッジによって行われ、前記配線論理インタフェ
   ースの各々が所定数の同時に操作できるクラスターから
   なる少なくとも１のサブグループに接続され、当該制御
   システムは、各々が１つの配線論理インタフェースと該
   インタフェースに接続する電力ブリッジとを含む複数の
   静止電力アセンブリ、並びに各々が１つのコンピュータ
   と１つのサブグループの電力ブリッジとを含む複数の電
   子制御アセンブリを同時に含み、各電子制御アセンブリ
   のコンピュータが配線論理インタフェースのように、周
   辺回路を介して前記電力ブリッジ及び前記配線論理制御
   回路に接続され、そのため原子炉が、静止電力アセンブ
   リを電子制御アセンブリに取替える操作を行うことがで
   きる停止期間を除いて、前記制御システムの改修が行わ
   れている間も正常に機能できることを特徴とする制御シ
   ステム。