JPH02201192A

JPH02201192A - 制御棒・燃料監視制御装置

Info

Publication number: JPH02201192A
Application number: JP1020557A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Ohashi; 秀昭大橋
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-01-30
Filing date: 1989-01-30
Publication date: 1990-08-09
Anticipated expiration: 2013-01-26
Also published as: JP2703972B2

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】［発明の目的〕（産業上の利用分野）原子力発電プラントにおける燃料や制御棒の交換作業に
際し、燃料交換及び制御棒操作を安全に行わせるための
原子炉の制御棒及び燃料の監視制御装置に関する。

（従来の技術）原子力発電プラントにおいては、定期点検時（以下定検
時と略称する。）に炉内の燃料及び制御棒の交換作業を
行う。この際に作業と原子炉の安全性を維持するため、
不要な炉心の反応を防止する観点から燃料装荷及び制御
棒引抜きに際して、従来は燃料交換機制御装置に対し、
制御棒が１本以上引抜かれている場合には「炉心上での
燃料の移動を阻止」する燃料交換阻止のインターロック
を備えており、また制御棒操作監視装置に対しては、原
子炉モードスイッチが“燃料交換モード″の状態にある
時には、「制御棒は２本以上引抜きできない」という制
御棒引抜き阻止のインターロックを設けていて、これ等
のインターロックに従い定検時の燃料交換作業を安全に
行っていた。即ち燃料の装荷作業に際しては、制御棒の
全数が全挿入されてなければ燃料交換機は作動せず、か
つ−旦原子炉モードスイッチを“燃料交換モード“とし
た場合には、燃料装荷対象の燃料セルにおける１本の制
御棒以外は引抜きをできなくしている。

しかしながらこの燃料装荷作業は監視作業員の十分な監
視の下に実施しているが、他には特別のインターロック
は設けられていなかった。

（発明が解決しようとする課題）通常定検時には、１００体以上の燃料についての交換あ
るいは位置変更を行い、また制御棒についても２０乃至
５０本の分解点検あるいは交換が行われる。これらの作
業を従来のインターロックに従って実施すると、常に制
御棒は１本しか引抜き操作ができず、作業時間が長くな
り、定検に極めて長期間を要する問題があった。また燃
料の交換作業は、作業員の十分な管理の下で行われてい
るが、万一誤操作、誤判断により制御棒が全挿入されて
いない燃料セル（領域）に燃料が装荷された場合には、
この領域における反応度が高くなるような問題も想定し
得る。

本発明は上記に鑑みてなされたもので、その目的とする
ところは、制御棒操作監視装置からの制御棒位置情報と
、燃料交換機制御装置からの燃料の状態の情報及び原子
炉モードスイッチの状態や起動領域モニタよりの中性子
束情報を入力して、燃料、制御棒交換及び制御棒操作作
業を自動的で安全かつ効率的に実施でき、定検期間の短
縮が可能なインターロックを備えた制御棒・燃料監視制
御装置を提供することにある。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）制御棒操作監視装置及び燃料交換機制御装置に対し、原
子炉運転のモードスイッチの状態情報と起動領域モニタ
からの中性子束情報及び制御棒位置情報と燃料の状態情
報等を入力処理する入力処理回路と、制御棒位置情報の
制御棒位置記憶回路と、燃料の状態情報の燃料状態記憶
回路と、これ等の情報で制御棒位置から燃料交換機の操
作を監視する燃料交換機操作監視回路と、燃料の状態と
原子炉モードスイッチの状態及び起動領域モニタ等より
の情報から制御棒操作を監視する制御棒操作監視回路と
、前記燃料交換機操作監視回路及び制御棒操作監視回路
からの信号を入力して前記制御棒操作監視装置及び燃料
交換機制御装置へ運転組上等の信号を出力する出力回路
と、制御棒及び燃料等の状況を表示する表示装置を具備
する。

（作　用）前記制御棒操作監視装置及び燃料交換機制御装置に対し
て、下記の監視インターロックにより、その相互作動に
より安全かつ効率良く燃料の交換や制御棒操作の作業を
行う。

先ず制御棒操作監視装置に対して、（１）燃料交換機が炉心上にあり、かつ燃料加重状態の
場合は、制御棒の引抜阻止。

（２）原子炉運転モードスイッチが“燃料交換モード′
で、当該燃料セルに燃料が存在する場合は、制御棒の引
抜阻止。

（３）起動領域モニタの中性子束レベルが設定値より高
／低の時は、制御棒の引抜阻止。

（４）当該燃料セルに燃料が無く、かつ燃料サポートが
挿入されている場合以外は、制御棒の引抜阻止。

（５）制御棒・燃料監視制御装置が故障の場合は、制御
棒の引抜阻止。

次に燃料交換機制御装置に対して、（６）原子炉運転モードスイッチが“燃料交換モード″
で、制御棒１本引抜中は、燃料交換機移動阻止。

（７）制御棒操作中は、燃料装荷阻止。

（８）当該燃料セルの制御棒が全挿入位置にない場合に
は、燃料装荷阻止。

（９）起動領域モニタの中性子束レベルが設定値より高
／低の時は、燃料装荷阻止。

（１０）制御棒監視系の指示信号無しの時は、燃料装荷
用１ｌ−０（１１）制御棒・燃料監視制御装置が故障の場合は、燃
料装荷阻止。

（実施例）本発明の一実施例を図面を２照して説明する。

第１図は全体ブロック構成図で、制御棒・燃料監視制御
装置１と、制御棒操作監視装置４０及び燃料交換作業機
制御装置５０を示す。本発明のＩｌｌ　ｌ捧・燃料？：
ｉ規制規制差装置原子炉モートスインチ８０の状態情報
と起動領域モニタ６１からの中性子束情報及び前記制御
棒操作監視２置４０と燃１）交換機制御装置５０等から
の情報を入力処理する入力処理回路２と、これに順次接
続された燃料の状態情報を記憶する燃料状態記憶回路３
及び制御棒操作監視２置４と、制御棒の位置情報を記憶
する１υ制御棒位置記憶回路５及び燃料交換機操作監視
回路６、さらにこの燃料交換機操作監視回路６と前記＄
制御棒操作瞥視回路４の出力を入力して前記制御棒操作
監視装置４０と燃料交換機制御装置５０へ阻止信号を出
力する出力回路７及びこれ等の出力を表示するＣＲＴ等
からなる表示装置８から構成されている。

なお前記１り御棒操作監視装置４ｏの構成は第１図に示
すように、制御棒操作盤４１から順次接続された選択回
路４２、制御棒制御回路４３と図示しない制御棒を駆動
するための電磁弁４８をｉｊ制御する電磁弁駆動回路４
４からなる制御棒１；！ｊ御部と、制御棒位置センサ４
９よりｉ制御棒の位置情報を入力して制御棒の位置検出
をする位置検出回路４５と状態処理回路４Ｇ及び出力表
示装置４７を前記制御棒操作盤４１に順次接続し、てな
るｉ制御棒監視部とで構成されている。

また燃料交換機制御装置５ｏは燃料交換操作卓５１に順
次接続された制御ロジック部５２及び図示しない燃料交
換機のマスト用モータ５６を駆動する信号を出力するレ
オナード制御部５３、さらに燃碍交換機の燃料位置セン
サ５７より燃料の位置情報を入力する燃料位置検出回路
５４及び伝送回路５５が前記制御ロジック部５２に順次
接続されて（１・ｉ成されている。

制御棒・燃料監視制御装置１においては、原子炉モード
スイッチ６０及び起動領域モニタ６１からの情報入力及
び制御棒操作監視装置４０と燃料交換機制御装置５０と
の相互で情報の授受を行こなう。制御棒操作監視装置４
０からは、制御棒の位置を制御棒位置センサ４９の出力
として位置検出回路４５で受けて制御棒操作盤４１に表
示すると共に、出力される制御棒の位置指示信号Ｓ４５
を、入力処理回路２に入力して情報処理し、制御棒位置
記憶回路５に制御棒１本毎の位置状態を記憶する。この
制御棒の状態は座標（Ｘ−Ｙ）で示された制御棒の番号
と挿入位置（ノツチ位置）で表示されており、表示装置
８への表示の際には座標で制御棒番号を指定すれば確認
できる。この制御棒位置記憶回路５の情報や原子炉モー
ドスイッチ６０の状態、起動領域モニタ６１の中性子束
情報及び制御棒操作監視装置４０の制御棒の選択回路４
２から出力される制御棒操作信号５４２等を入力する燃
料交換機操作監視回路６には、安全に燃料交換作業が可
能となる監視インターロックが構築されている。

この燃料交換機操作監視回路６は第２図のロジック＋１
４成図に示すように、１つのＡＮＤ回路１ｏと１つのＮ
ＯＴ回路１１及びＯＲ回路１２から構成され、その監視
インターロックは、原子炉モードスイッチＧＯの状態が
“燃料交換モード２０“で、かつ“制御棒引抜き操作中
２１”である場合は、″燃料交換機移動阻止２２′信号
を出力する。さらに燃料を装荷しようとしている″当該
燃料セルの制御棒が全挿入状態２３°でない場合、また
は″起動領域モニタのレベルが設定値より高／低２４′
の信号発生の時、または″制御棒操作中２５′の時、ま
たは゛制御棒位置信号無し２６″、または″制御棒・燃
料監視制御装置が故障２７″の場合には、″燃料装荷阻
止２８゛信号を出力する。

なおこの燃料交換機操作監視回路６からの燃料交換機移
動阻止２２及び燃料装荷阻止２ｇの信号は、出力回路７
において適切な信号レベルに調整されて、阻止信号Ｓ７
ａとして燃料交換機制御装置５０の制御ロジック部５２
に入力される。

一方炉心内の燃料の位置情報は、燃料を把持した燃料交
換機のマストの燃料位置センサ５７より燃木１交換機制
御装置５０の燃料位置検出回路５４に入力されて伝送回
路５５を介し信号Ｓ５５として、本発明の制御棒・燃料
監視制御装置１の入力処理回路２に入力される。同様に
燃料交換操作卓５１での交換燃料の位置設定信号も前記
入力処理回路２に入力され、燃料の状態情報と共に燃１
１状態記憶回路３に記憶される。また燃料の代わりに一
時挿入される燃ｐｇボートの位置情報についても、燃料
とは区別して記憶される。即ち燃料及び燃料サポートに
ついても炉心の番地とその位置に装荷されている燃料Ｎ
Ｏ５または燃料サポートＮＯ１の有無により表示する。

この燃料及び燃料サポートの状態は前記表示装置８によ
り容易に確認が可能である。

なおこの燃料状態記憶回路３の情報や前記原子炉モート
スイッチ６０の状態、起動領域モニタ６１よりの中性子
束及び燃料交換機制御装置５０からの燃料把持状態（加
重状態）等の情報を入力する制御棒操作監視回路４には
、安全に制御棒操作が可能な監視インターロックが構築
されている。

この制御棒操作監視回路４は第３図のロジック構成図に
示すように、３つのＡＮＤ回路１３．１４１５と１つの
ＮＯＴ回路１６及びＯＲ回路１７からなり、この監視イ
ンターロックは、″燃料交換機が炉心上に有り３０″、
かつ“燃料加重状態３１”の場合、または原子炉モード
スイッチ６０が“燃ｔ１交換モト３２″で、かつ“当該
燃料セル内に燃料が有る３２′の場合、または″起動領
域モニタの中性子束レベルが設定値より高／低３４“の
信号発生の時、または″当該（引き抜こうとする制御棒
の）燃料セル内に燃料が無い３５″、かつ″燃料サポー
トが有る３Ｂ“の場合以外、または“制御棒・燃１監規
制御装置が故障３７″の信号により“制御棒引抜阻止３
８″信号を出力する。なおここで”当該燃料セル内に燃
料が有る３３″と゛当該燃料セル内に燃料が無い３５″
及び“燃料サポートがａる３６゛の信号は、前記燃料状
態記憶回路３から出力される。

またこの制御棒操作監視回路４からの制御棒引抜阻止３
８の信号は、出力回路７において適切な信号レベルに変
換されて、信号Ｓ７ｂとして制御棒操作監視装置４０の
制御棒制御回路４３に入力される。

次に上記構成による作用について説明する。原子炉モー
ドスイッチ６０の状態情報と起動領域モニタ６１の中性
子束情報が入力処理回路２に入力される。また制御棒の
位置情報は、制御棒位置センサ４９より前記制御棒操作
監視装置４０の位置検出回路４５に入力され、信号Ｓ４
５として制御棒・燃料監視制御装置１の入力処理回路２
に入力されて、全制御棒の位置状性が制御棒位置記憶回
路５に記憶される。さらに炉心内における燃料及び燃料
サポートの配置情報は、前記燃料交換機制御装置５０の
燃料位置検出回路５４に燃料交換機の燃料位置センサ５
７より入力され、伝送回路５５を介して信号Ｓ５５とし
て制御棒・燃料監視制御装置１の入力処理回路２に入力
されて、燃料状態記憶回路３に記憶される。なおこの情
報は前記制御棒位置記憶回路５に記憶された情報と共に
、制御棒操作及び燃料交換のたびに随時新たなデータに
更新される。

燃料装荷作業時は、先ず燃料交換機操作卓５１にて装荷
する燃［１の位置を指定する。指定された位置信号を受
けた制御棒・燃料監視制御装置１では、その燃料装荷位
置に該当する燃す一１セルの制御棒の状況を制御棒位置
記憶回路５よりチｚ　’ｙりし、燃料交換機１・ψ作監
視回路６にて、起動領域モニタ８１の情報、制御棒の操
作状態より、燃料交換機操作が可能か否かを判断する。

ここで燃料交換機操作監視回路６の監視インターロック
に抵触する条件では、燃料交換機移動阻止２２、または
燃料装荷阻止２８の信号が出力されて、燃料交換機制御
装置５゜の制御ロジック部５２において操作の禁止がな
され、レオナード制御回路５３を介して、燃料交換機の
マスト用モータ５Ｇの運転を阻止する。

なお炉心より燃料プールへの燃料取出作業時においても
、前記と同様の監視が燃料交換機操作監視回路６により
行なわれるが、制御棒引抜き中で燃料交換機移動阻止２
２の信号が発せられる以外は、作業が可能であるため燃
料取出作業が継続実施できる。

制御棒引抜き時には、制御棒操作監視装置４ｏの制御棒
操作盤４１にて対象制御棒を選択して引抜操作に入るが
、選択信号Ｓ４２を選択回路４２より制御棒・燃す一１
監視制御装置１の入力処理回路２に出力する。選択され
た燃料セルにおける燃料の状況を燃ｔ）状態記憶回路３
よりチエツクし、さらに制御棒操作監視回路４にて燃料
交換機の位置と燃料ＩＪ。

市状態、燃料サポート挿入の有゛無及び起動領域モニタ
６１の情報等より、制御棒引抜き操作が可能か否かを判
断する。制御棒操作監視回路４の監視インターロンクに
抵触する条件では、制御棒引抜阻止３８の信号が出力回
路７より信号Ｓ７ｂとして制御棒操作監視装置４０の制
御棒制御回路４３に出力され、ｉ１ｉ磁弁駆動回路４４
と制御棒駆動の制御電磁弁４８を介して制御棒の引抜操
作を阻止する。

なお制御棒操作監視回路４の阻止条件が成立しないよう
な場合、例えば当該制御棒の所属する燃料セルの燃料が
４本共、取出されていれば、この制御棒が周囲の他の燃
料の反応度に影響を与えることはないので、連続して制
御棒の引抜きが可能であり、複数本の制御棒の引抜きが
行なえる。

また制御棒・燃料監視制御装置１の表示装置８において
は、燃料、制御棒の交換及び制御棒の操作に際して、事
前に前記燃料交換機操作監視回路６及び制御ｆＩ操作監
視回路４の監視インターロックに抵触しないような状況
を確認することも可能である。

〔発明の効果〕

以↑−本発明によれば、従来は原子力発電プラントにお
いて、制御棒が１本以上引抜かれている場合には炉心上
での燃料の移動ができず、また燃料の交換時には制御棒
を２本以上引抜くことができなかったため、定期点検時
に実施される燃料交換、制御棒点検等の作業期間が長く
かかり、このため極めて長期の定期点検期間が必要であ
ったが、十分な安全を確保した」二での制御棒が引抜か
れた状態でも燃料の移動が可能となり、また制御棒も複
数の引抜きが可能なため、安全で効率の良い作業がしか
も自動的に実施できるので極めて大幅に定期点検期間の
短縮ができるａ益な効果がある。

また燃料の装荷作業管理が人的管理によらずに行われる
ため、誤操作、誤判断による燃料装荷から部分的に反応
度が高くなるというような問題の心配も生じず、管理を
含み作業者の負担を軽減する効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体ブロック構成図、第２
図は燃料交換機操作監視回路のロジック図、第３図は制
御棒操作監視回路のロジック図である。１・・・制御棒・燃料監視制御装置、２・・・入力回路、３・・・燃料状態記憶回路、４・・・制御棒操作監視回路、５・・・制御棒位置記憶回路、６・・・燃料交換ｆｉｌｅｄ作監視回路、７・・・出力
回路、８・・・表示装置、１０、１３．１４．１．５・・・ＡＮＤ回路、１１、１
６・・・Ｎ０７回路、１２、１７・・・ＯＲ回路、４０・・・制御棒操作監視装置、５０・・・燃料交換機制御装置、ＧＯ・・・原子炉モードスイッチ、６１・・・起動領域モニタ。代理人　弁理士　大　胡　典　夫

Claims

【特許請求の範囲】

原子力発電プラントの原子炉内の制御棒操作及び燃料交
換の監視制御装置において、原子炉運転のモードスイッ
チの状態情報と起動領域モニタからの中性子束情報及び
制御棒操作監視装置からの制御棒位置情報と燃料交換機
制御装置からの燃料の状態情報等を入力処理する入力処
理回路と、制御棒位置情報を入力して記憶する制御棒位
置記憶回路と、燃料の状態情報を入力して記憶する燃料
状態記憶回路と、これ等の情報で制御棒位置から燃料交
換機の操作を監視する燃料交換機操作監視回路と、燃料
の状態と原子炉モードスイッチの状態及び起動領域モニ
タ等よりの情報から制御棒操作を監視する制御棒操作監
視回路と、前記燃料交換機操作監視回路及び制御棒操作
監視回路からの信号を入力して前記制御棒操作監視装置
及び燃料交換機制御装置へ運転阻止等の信号を出力する
出力回路と、制御棒及び燃料等の状況を表示する表示装
置とからなることを特徴とする制御棒・燃料監視制御装
置。