JPH0664173B2 - 燃料移動時炉心監視装置 - Google Patents

燃料移動時炉心監視装置

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JPH0664173B2
JPH0664173B2 JP62269223A JP26922387A JPH0664173B2 JP H0664173 B2 JPH0664173 B2 JP H0664173B2 JP 62269223 A JP62269223 A JP 62269223A JP 26922387 A JP26922387 A JP 26922387A JP H0664173 B2 JPH0664173 B2 JP H0664173B2
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勇 豊吉
敏郎 斉藤
大二郎 池田
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    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は沸騰水型原子力発電プラントの炉心内燃料移動
中に炉心の状態を監視、制御する燃料移動時炉心監視装
置に関する。
(従来の技術) 一般に、沸騰水型原子力発電プラントでは、約1カ年毎
に定期検査が実施される。
この定期検査では、各種系統設備の点検が主に行われる
が、原子炉の反応度に影響する点検作業として燃料集合
体の取替えあるいはシャフリングといった燃料(燃料集
合体)の移動、制御棒駆動機構の分解点検、制御棒の取
替え等が行なわれる。これらの点検取替え対象本数は運
転サイクルによって異なるが、制御棒駆動機構の分解点
検は普通1回につき全体の1/4が行なわれる。
定期検査工程では、燃料の取替え作業および制御棒駆動
機構の分解点検作業等の炉内構造物に関連する作業は工
程上のクリティカルパスとなっており、定期検査期間短
縮の観点から各作業が一定の範囲内で連続して行なわれ
るよう計画、実施されている。
ところが現状では、原子炉の未臨界性を確保するため炉
心内の制御棒が1本でも引抜かれている場合には、燃料
の移動を禁止するインターロックが設置されているた
め、例えば制御棒の引抜を必要とする制御棒駆動機構の
点検は1本ずつ行なう必要があり、当該制御棒まわり
の燃料の取出し(ブレードガイドの移動を含む)→当
該制御棒の引抜→制御棒駆動機構の分解・点検→当
該制御棒の挿入→制御棒まわりへの燃料の装荷といっ
た手順を点検が必要なものの数だけ繰返さな
ければならなかった。この作業の期間中は他の燃料の移
動はできないので、全体の作業期間が延び、定期検査期
間が長くなるという問題があった。
定期検査期間を短縮することは原子力プラントの稼動率
を向上する上で重要であるが、燃料移動作業の面でこれ
を実現するために、イ複数の制御棒駆動機構の点検を同
時に実施する、ロ制御棒駆動機構の点検と燃料移動を並
行して行なうといった方策が考えられる。ところがこの
ような作業方法は現在のインターロックでは実施でき
ず、これを行なうには新しいインターロックが必要であ
る。
さらにこうした作業は、安全性の観点から原子炉を未臨
界に保ちつつ行なうことが重要である。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明はこのような事情を考慮してなされたものであ
り、原子炉の燃料移動中に、制御棒の引抜、挿入、燃料
の取出し、装荷作業を監視、制御し、安全にかつ短期間
で燃料移動作業を行なうことのできる燃料移動時炉心監
視装置を得ることを目的としている。
尚、このような炉心監視装置の有効性は、特願昭59-215
127号にも述べられているが、本発明は特に制御棒の引
抜や燃料の装荷を原子炉の未臨界性確保の観点から制御
するところに特徴がある。
〔発明の構成〕
(問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するために本発明の燃料移動時炉心監視
装置は、沸騰水型原子炉の定期検査時燃料移動中に制御
棒まわりに1体でも燃料が装荷されている際は当該制御
棒の引抜を許可せず、制御棒が引き抜かれた位置に隣接
する位置には燃料の装荷を許可しないインターロックを
有することを特徴とする。また、沸騰水型原子炉の定期
検査時燃料移動中において、制御棒まわりに1体でも燃
料が装荷されている際に制御棒の引抜操作を行う場合、
および制御棒が引き抜かれた位置に隣接する位置に燃料
を装荷する場合に、表示装置あるいは警報器に警報信号
を出力して成ることを特徴とする。
(作用) 本発明の燃料移動時炉心監視装置により、燃料及び制御
棒の操作は誤まった場合にも警報によって操作員に知ら
されるか、またはインターロックによって動作させない
ようにしたため、常に反応度減少(未臨界方向)にな
り、安全な定期検査となる。
(実施例) 第1図は本発明の一実施例の燃料移動時炉心監視装置を
示すもので、原子炉圧力容器1内に炉心2が収容されて
いる。原子炉圧力容器1の上部には燃料交換機3が配置
されており、炉心2の下方には炉心2内に制御棒4を挿
入する制御棒駆動機構5が配置されている。燃料交換機
3は原子炉建屋最上層に形成されるオペレーテイングフ
ロア6に配置され、炉心2と燃料プール間を移動し、主
に燃料20および第2図に示すブレードガイド21を掴み移
動する。この燃料交換機3は燃料交換機用計算機7によ
り制御される。
すなわち、燃料交換機用計算機7には予めすべての燃料
移動ステップが記憶されており、このプログラムステッ
プに従って燃料交換機3を制御している。なお、各ステ
ップの進行にあたっては制御棒4の操作も入るため、各
ステップ毎に運転員による確認が行なわれる。
この燃料交換機用計算機7は燃料移動中におけるすべて
の燃料20およびブレードガイド21の位置を把握してお
り、そのデータを燃料移動時炉心監視装置8に出力す
る。
制御棒水圧駆動ユニット9(HCU)は制御棒駆動機構5
の駆動ピストン(図示せず)を駆動する。この制御棒水
圧駆動ユニット9は配管、弁、電磁弁および計器等で構
成され、ユニット化されており、制御棒4の本数と同じ
本数設けられている。
すなわち、制御棒4を駆動する時には制御棒水圧駆動ユ
ニット9の手動隔離弁(図示せず)が開いている状態で
電磁弁(図示せず)が励磁され、水圧が制御棒水圧駆動
ユニット9から制御棒駆動機構5に供給される。この制
御棒水圧駆動ユニット9は対応制御棒4周辺の燃料2aが
取り出されている時には、制御棒4の誤挿入による転倒
防止のため隔離弁が閉じられ、制御棒駆動機構5が駆動
することのないよう隔離している。
また、制御棒駆動機構5の分解点検、制御棒水圧駆動ユ
ニット9の点検を行なう際にも隔離される。この制御棒
水圧駆動ユニット9の隔離弁の開閉状態はリミットスイ
ッチ(図示せず)により検出され、燃料移動時炉心監視
装置8の入力回路に出力される。なお、この制御棒水圧
駆動ユニット9の電磁弁は原子炉手動制御系10により制
御される。
すなわち、制御棒4の操作は原子炉手動制御系10の手動
スイッチ(図示せず)により行われるが、この原子炉手
動制御系10の内部には制御棒引抜き阻止回路(図示せ
ず)が内蔵されており、制御棒4の操作が定期操作から
外れている場合に運転員の制御棒4操作を電気的に阻止
する機能を有している。
制御棒位置指示系盤11は制御棒駆動機構5内のリードス
イッチ(図示せず)により検出される制御棒駆動機構位
置信号S1をデジタル処理し、すべての制御棒駆動機構位
置を監視している。この制御棒位置指示系盤11は運転員
に制御棒駆動機構5位置を表示し、またプロセス計算機
(図示せず)にも各種情報を出力しているが、さらに燃
料移動時炉心監視装置8に制御棒駆動機構5の位置を示
す信号S2を出力する。
燃料移動時炉心監視装置8は前述したような各種信号を
入力し、制御棒4及び燃料交換機3の動作を制御する。
第2図は炉心2の一部の燃料20と制御棒4との配置を示
すもので、制御棒4を中心に配置される制御棒とその周
辺の燃料4体をセルという。
図の上部の列は燃料20が装荷状態であるが、中央列の左
から右へ下部列の左から右までは順に燃料20を炉外へ取
り出す時のステップを示している。制御棒4はそのセル
内に燃料20が対角方向に2体あるいはブレードガイド21
が存在しない限り、炉心2内で自立することができない
構造となっている。また、ブレードガイド21は一プラン
トに少数体しか使用していないため、セル内の燃料20が
すべて取り出され制御棒4が引抜かれた後、他のセルに
移動される。
制御棒駆動機構5の点検を行なう際は、制御棒4を全引
抜とする必要があるので、第2図に示すような燃料の移
動、ブレードガイド21の移動、制御棒4の操作といった
ステップが繰返されることになる。
第3図は本発明にかかるインターロックの原理を示す説
明図である。炉心2の反応度を変化させる操作として、
制御棒4の引抜、挿入、燃料交換機3による燃料の装
荷、取出しがある。符号(A),(B),(C)は制御棒4と制
御棒セル内の4体の燃料の状態を示している。すなわち
符号(A)は制御棒全挿入かつ燃料20が4体とも存在する
状態、符号(B)は制御棒全引抜(又は制御棒取り出し)
かつ燃料20が4体とも取り出された状態、符号(C)は制
御棒全引抜かつ燃料20が4体とも存在する状態を示して
いる。
制御棒4の引抜は、炉心2への反応度投入となるが、こ
の時周りの4体の燃料が取出されていれば(符号(B)の
状態)、一般に炉心2の反応度は初期の制御棒全挿入で
かつ燃料4体が装荷されている符号(A)の状態よりも低
下し、より未臨界の方向となる。一方、燃料と取出さず
に制御棒を引抜いた符号(C)の状態では、初期状態(A)よ
りも臨界に近い方向となり、臨界超過の可能性もある。
従って各制御棒セルを符号(A)もしくは符号(B)の状態と
なるようにし、符号(C)の状態を禁止することにより炉
心2の未臨界性を確保することができる。
このような原理に基づき燃料移動時炉心監視装置8は、
制御棒水圧、駆動ユニット9(HCU)からの信号を入力
し、燃料交換機用計算機7からの信号に基づいて第4図
に示すようなフローチャートにより制御棒4の引抜き操
作を監視し、操作が正しい場合には制御棒引抜許可信号
を原子炉手動制御系10に出力する。操作が誤っている場
合にはCRT22、あるいは警報器23に警報信号を出力す
る。また、第5図に示すようなフローチャートにより制
御棒4の挿入操作を監視し、操作が正しい場合には原子
炉手動制御系10に制御棒挿入許可信号を出力する。一
方、誤っている場合にはCRT22あるいは警報器23に警報
信号を出力する。
さらに、この燃料移動時炉心監視装置8は、燃料交換機
用計算機7からの信号を入力し、第6図に示すようなフ
ローチャートにより燃料集合体の取り出し操作を監視す
る。取り出し操作が正しい場合には燃料交換機用計算機
7に燃料集合体取り出し許可信号を出力し、誤っている
時にはCRT22あるいは警報器23に警報信号を出力する。
また、第7図に示すようなフローチャートにより燃料集
合体の装荷操作を監視し、正しい時には燃料交換機用計
算機7に装荷許可信号を出力し、誤っている時にはCRT2
2あるいは警報器23に警報信号を出力する。
また、燃料移動時炉心監視装置8は、燃料交換機用計算
機7および制御棒水圧駆動ユニット9からの信号を基
に、燃料交換機3が炉心2上で動作中の際は、原子炉手
動制御系10に制御棒引抜不許可信号を出力する。逆に、
制御棒4が引抜き中の際は、燃料交換機用計算機7に信
号を送信し、燃料交換機3が炉心2上で動作することを
不許可とする。
〔発明の効果〕
以上のような燃料移動時炉心監視装置8の機能により、
第3図の符号(A),(B)以外の状態になるのが防止され
る。また、反応度投入につながる制御棒4の引抜と燃料
交換機3の炉心2上での動作が同時に行なわれることが
防止される。このため、原子炉に一度に大きな反応度が
加わることがなく、常に未臨界性を確保しつつ安全に作
業を行なうことができる。また、複数の制御棒駆動機構
を同時に点検したり、制御棒駆動機構の点検と燃料の移
動を同時に行なうことができるので、定期検査期間を短
縮しプラントの稼動率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかる燃料移動時炉心監視装置を示す
ブロック図、第2図は本発明にかかる燃料交換方法を示
す図、第3図は本発明にかかる燃料と制御棒の状態に原
子炉の反応度投入量を示す図、第4図は本発明にかかる
制御棒の引抜き操作を監視するためのフローチャート、
第5図は本発明にかかる制御棒の挿入操作を監視するた
めのフローチャート、第6図は本発明にかかる燃料の取
出し操作を監視するためのフローチャート、第7図は本
発明にかかる燃料の装荷操作を監視するためのフローチ
ャートである。 3……燃料交換機、4……制御棒 7……燃料交換機用計算機 8……燃料移動時炉心監視装置 10……原子炉手動制御棒 11……制御棒位置指示系盤 20……燃料、21……ブレードガイド

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】沸騰水型原子炉の定期検査時燃料移動中に
    制御棒まわりに1体でも燃料が装荷されている際は当該
    制御棒の引抜を許可せず、制御棒が引き抜かれた位置に
    隣接する位置には燃料の装荷を許可しないインターロッ
    クを有することを特徴とする燃料移動時炉心監視装置。
  2. 【請求項2】沸騰水型原子炉の定期検査時燃料移動中に
    おいて、制御棒まわりに1体でも燃料が装荷されている
    際に制御棒の引抜操作を行う場合、および制御棒が引き
    抜かれた位置に隣接する位置に燃料を装荷する場合に、
    表示装置あるいは警報器に警報信号を出力して成ること
    を特徴とする燃料移動時炉心監視装置。
JP62269223A 1987-10-27 1987-10-27 燃料移動時炉心監視装置 Expired - Lifetime JPH0664173B2 (ja)

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