JPH03255395A - 制御棒位置信号出力装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、加圧木型原子炉プラントに適用される制御棒
位置信号出力装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来一般に、加圧水型原子炉で用いられている制御棒の
位置指示の検出は、コイルスタックによる方法と、制御
棒の挿入又は引抜動作のステップ信号をカウントする方
法とで行われている。前者のコイルスタックによる方法
は、制御棒駆動機構の圧力ハウジング外に取り付けられ
たコイルを流れる電流値から制御棒の位置を直接検出す
るものである。また、後者は、制御棒駆動機構に接続さ
れた制御装置から発せられる制御棒動作指令信号をカウ
ントする方法である。

［発明が解決しようとする課題］ コイルスタックによる方法は制御棒の絶対値の位置を検
出することができるが、精度に欠けるという問題点があ
る。一般に、制御棒の全挿入から全引抜までの２２８ス
テツプに対して、±６ステツプの誤差が生ずる。

一方、制御棒動作指令信号をカウントする方法は、デジ
タルステップ信号をカウントするため、制御棒が正常に
動作する場合には正確な位置を示す、しかしながら、制
御棒又は制御棒駆動機構等に故障が発生し制御棒が不動
作等の場合には、実際の位置を検出していないため、指
示位置と実際の位置との間にずれが生じてしまう。

従って、従来では、コイルスタックからの信号及び制御
棒動作指令信号のいずれに基づいて制御棒の位置を検出
するかについては、運転員がプラントから得られる中性
子束指示や横方向の出力偏差であるティルト等の情報か
ら判断しなければならず、制御棒位置検出を自動制御系
に適用することができなかった。

本発明の目的は上記課題を解決することにある。

［課題を解決するための手段］ そこで、本発明は、（ａ）制御棒動作指令を指示する制
御棒動作ステップ信号と、制御棒が挿入中であることを
指示する制御棒挿入信号と、制御棒が引抜中であること
を指示する制御棒引抜信号とを入力し、これらの信号に
基づいて演算を行い制御棒位置演算値信号を出力する演
算手段、（ｂ）前記制御棒動作ステップ信号と、前記制
御棒挿入信号と、前記制御棒引抜信号と、制御棒位置検
出器からの制御棒アナログ位置信号と、前記ｌｖＪ御棒
位置演算値信号と、原子炉がトリップ状態であることを
指示する原子炉トリップ信号とを入力し、これらの信号
に基づき制御棒及び原子炉が正常に動作していることを
判定し、その判定信号を出力する判定手段、及び（ｃ）
前記制御棒アナログ位置信号と、前記制御棒位置演算値
信号と、前記判定信号とを入力し、前記判定信号が正常
を指示した場合に、前記制御棒位置演算値信号を制御棒
位置信号として出力し、前記判定信号が異常を指示した
場合に、前記制御棒アナログ位置信号を制御棒位置信号
として出力する選択手段、を備えた制御棒位置信号出力
装置を特徴としている。

［作用］ このような構成では、判定手段において、従来から用い
られてきた制御棒アナログ位置信号、制御棒動作ステッ
プ信号等に加え、更に原子炉トリップ信号を取り入れて
制御棒が正常に動作しているか否かが判定される。この
判定結果に基づき、制御棒動作ステップ信号をカウント
して得られた１１１６１１棒位置演算値信号を制御棒位
１信号とするが、制御棒アナログ位置信号を制御棒位置
信号とするかが自動的に選択され出力される。

［実施例］ 以下、図面と共に本発明の好適な実施例について詳細に
説明する。

本発明による制御棒位置信号出力装置の全体構成を第１
図に示す、この制御棒位置信号出力装置は、図示の如く
、制御棒駆動機構の動作を制御する制御装置（図示しな
い）から発せられる制御棒動作指令を指示する制御棒動
作ステップ信号２０１と、制御棒の動作が挿入中である
ことを指示する制御棒挿入信号２０２と、引抜中である
ことを指示する制御棒引抜信号２０３と、コイルスタッ
ク等の制御棒位置検出器（図示しない）からの制御棒ア
ナログ位置信号２０４と、更に原子炉がトリップである
が否かを指示する原子炉トリップ信号２０５とに基づき
、信頼できる制御棒位置信号２３０を取り出すものであ
る。制御棒位置信号出力装置の構成は、概略的に述べる
ならば、制御棒が正常に動作していることを判定するた
めの判定手段１０１と、制御棒動作ステップ信号２０１
等から制御棒の位１を演算し、その演算値信号２１０を
発する演算手段１０２と、前記判定手段１０１からの判
定信号２２０に基づいて制御棒アナログ位置信号２０４
及び前記演算値信号２１０のいずれを制御棒位置信号と
して出力するがを選択する選択手段１０３とから構成さ
れている。

判定手段１０１のロジックを第２図に沿って説明する。

第２図において、符号３０１．３０２．３０３．３０４
はＡＮＤ回路であり、複数の入力信号が全て成立である
場合に出力信号を成立とする機能を有する。

また、符号３０５．３０６はＮＯＴ回路であり、入力信
号が不成立の場合にのみ出力信号を成立とする。

符号３０７はＯＲ回路であり、複数の入力信号のうちい
ずれか１つが成立である場合に出力信号を成立とする。

尚、信号の“成立”、“不成立”は“１”“０”或は“
オン”、“オフ”等で表現されることもある。

第２図の信号４０１は制御棒挿入信号２０２であり、信
号４０２は、制御棒位置検出器からの制御棒アナログ位
置信号２０４の変動幅（挿入時、この信号はマイナス側
に振れる）が演算手段１０２がらの制御棒位置演算値信
号２１０の変動幅に予め定めたゆとりを加算した値Ｅ１
よりも小さい場合に成立する信号である。信号４０２が
成立するということは、制御棒が実際に挿入されたこと
を示すものである。

また、信号４０３は制御棒引抜信号２０３であり、信号
４０４は、制御棒アナログ位置信号２０４の変動幅（引
抜時、この信号はプラス側に振れる）が制御棒位置演算
値信号２１０の変動幅に予め定めたゆとりを差し引いた
値Ｅ２よりも大きい場合に成立する信号である。この信
号４０４が成立した場合、制御棒が実際に引き上げられ
たことになる。信号４０５は制御棒動作ステップ信号２
０１のカウント値が１回以上であれば成立する信号であ
り、信号４０６は、制御棒が動作していないことを示す
場合、即ち制御棒アナログ位置信号２０４の変化幅の絶
対値が予め定めたゆとりＥ３よりも小さい場合に成立す
る。

信号４０７はＮＯＴ回路３０６を介して原子炉トリップ
信号２０５の成立と不成立を反転させたものであり、ト
リップ時にはこの信号４０７は不成立となる。

ＡＮＤ回路３０１には信号４０１、信号４０２及び信号
４０５が入力され、これらの信号が全て成立している場
合にＡＮＤ回路３０１の出力信号４０８は成立となる。

即ち、制御棒挿入指令を発した場合には、制御棒挿入信
号４０１が成立し、ステップ信号が１回以上カウントさ
れて信号４０５も成立するので、信号４０２の成立によ
り実際に制御棒が挿入中であることが判断されたならば
、成立状態の信号４０８が出力される。一方、何等かの
理由により制御棒が動作しなかった場合には、信号４０
２が不成立となり、ＡＮＤ回路３０１からの出力信号４
０８も不成立となって異常を指示する。

また、ＡＮＤ回路３０２には信号４０３、信号４０４及
び信号４０５が入力される。ＡＮＤ回路３０２からの出
力信号４０９は、上記ＡＮＤ回路３０１がらの出力信号
４０８と同様、制御棒引抜信号４０３及びステップ信号
カウント有無の信号４０５が成立し、且つ制御棒が実際
に動作していることを示す信号４０４が成立した場合に
成立する。

信号４１０は、信号４０５の成立、不成立をＮＯＴ回路
３０５により反転させた信号と、信号４０６とをＡＮＤ
回路３０３に介した出力である。ＮＯＴ回路３０５がら
の信号が成立している場合は、制御棒に対して動作指令
が発せられていない状態であり、この状態で制御棒アナ
ログ位置信号２０４の変動幅が所定値Ｅ３よりも小さく
制御棒が誤動作を起こしていない場合（信号４０６は成
立状態）、信号４１０は成立となる。これに対して、制
御棒に動作指令がないにも拘わらず、制御棒が動作して
いる場合には、信号４１０は不成立となり、異常を指示
する。

前述の信号４０８、信号４０９及び信号４１０はＯＲ回
路３０７に入力され、これらの入力信号のいずれか１つ
が成立しているならば、ＯＲ回路３０７からの出力信号
４１１は成立となる。これは、制御棒が正常に動作して
いることを示すものである。一方、制御棒の動作に異常
があると、信号４０８．４０９．４１０の全てが不成立
となり、従って信号４１１は不成立となる。

制御棒動作の異常は原子炉トリップ時にも生ずるため、
原子炉トリップ信号２０５も判定手段１０１において判
断要素の１つとされている。従って、原子炉トリップ信
号をＮＯＴ回路３０６により反転させた信号４０７と、
前記ＯＲ回路３０７がらの信号４１１とがＡＮＤ回路３
０４に入力される。このＡＮＤ回路３０４から出力され
た信号は判定手段１０１の判定信号２２０となる。この
ような判定手段１０１から出力される判定信号２２０が
成立しているならば、制御棒の動作は正常であり、逆に
不成立の場合には、原子炉トリップや制御棒駆動機構等
の故障により制御棒動作に異常が発生していることにな
る。

演算手段１０２は、制御棒動作ステップ信号２０１、制
御棒挿入信号２０２及び制御棒引抜信号２０３が入力さ
れ、制御棒動作指令信号のカウントを行う。即ち、制御
棒挿入指令時、ｉ！ｉｌＪ御棒挿入信号２０２が成立し
且つ制御棒動作ステップ信号２０１が成立している場合
、入力された制御棒動作ステップ信号２０１をマイナス
側にカウントし、予め得られている制御棒位置に加算す
ることで挿入後の制御棒位置を算出する。制御棒の引抜
きの場合には、制御棒引抜信号２０３が成立し制御棒動
作ステップ信号２０１が成立しているならば、このステ
ップ信号２０１をマイナス側にカウントして引抜き前の
制御棒位置に加算する。このようにして得られた制御棒
位置演算値は制御棒位置演算値信号２１０どして、選択
手段１０３と、前述したように判定手段１０１に出力さ
れる。

選択手段１０３には前記制御棒位置演算値信号２１０の
他に、制御棒アナログ位置信号２０４及び判定手段１０
１からの判定信号２２０が入力される。制御棒が正常に
動作している場合には、制御棒動作指令信号をカウント
して得た制御棒位置指示が実際の制御棒の位置を極めて
正確に指示することは前述した通りである。従って、選
択手段１０３は、制御棒動作が正常であることを示す成
立状態の判定信号２２０に基づき、制御棒位置演算値信
号２１０を制御棒位置信号２３０として出力する。また
、制御棒が誤動作を起こしている場合には、制御棒動作
指令信号から得た制御棒位１指示よりもコイルスタック
からの制御棒位置指示の方が信頼性が高いため、選択手
段１０３は判定手段１０１からの不成立の判定信号２２
Ｇによって制御棒アナログ位置信号２０４を制御棒位置
信号２３０として出力する。

選択手段１０３から出力された選択棒位置信号は適宜な
制御系に入力され、位置表示等がなされる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、従来運転員の判断に頼
っていた様々な状況下における制御棒位置の検出を自動
的に行うことができ、従来では精度上の面、又はトリッ
プ時や故障時の信頼性の面から不可能であった制御棒位
置検出の自動制御系への使用が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による制御棒位置信号出力装置の構成を
概略的に示すブロック図、第２図は第１図の制御棒位置
信号出力装置における判定手段のロッジクを示すブロッ
ク図である０図中、１０１・・・判定手段　　　　１０
２・・・演算手段１０３・・・選択手段 ２０１・・・制御棒動作ステップ信号 ２０２・・・制御棒挿入信号 ２０３・・・制御棒引抜信号 ２０４・・・制御棒アナログ位置信号 ２０５・・・原子炉トリップ信号 ２１０・・・制御棒位置演算値信号 ２２０・・・判定信号　　　　２３０・・・制御棒位置
信号第１図 ↓ ＩＩＩ　ｆｆＰ　＃　イＯ！イＨｇｎ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ａ）制御棒動作指令を指示する制御棒動作ステップ信
   号と、制御棒が挿入中であることを指示する制御棒挿入
   信号と、制御棒が引抜中であることを指示する制御棒引
   抜信号とを入力し、これらの信号に基づいて演算を行い
   、制御棒位置演算値信号を出力する演算手段と、 （ｂ）前記制御棒動作ステップ信号と、前記制御棒挿入
   信号と、前記制御棒引抜信号と、制御棒位置検出器から
   の制御棒アナログ位置信号と、前記制御棒位置演算値信
   号と、原子炉がトリップ状態であることを指示する原子
   炉トリップ信号とを入力し、これらの信号に基づき制御
   棒及び原子炉が正常に動作していることを判定し、その
   判定信号を出力する判定手段と、 （ｃ）前記制御棒アナログ位置信号と、前記制御棒位置
   演算値信号と、前記判定信号とを入力し、前記判定信号
   が正常を指示した場合に、前記制御棒位置演算値信号を
   制御棒位置信号として出力し、前記判定信号が異常を指
   示した場合に、前記制御棒アナログ位置信号を制御棒位
   置信号として出力する選択手段と、 を備えている制御棒位置信号出力装置。