JPH0749399A

JPH0749399A - 原子炉安全保護装置

Info

Publication number: JPH0749399A
Application number: JP6006781A
Authority: JP
Inventors: Setsuo Arita; 節男有田; Shunsuke Utena; 俊介臺; Fumio Murata; 扶美男村田; Atomi Noguchi; 跡見野口; Shigeru Izumi; 滋出海; Satoru Suzuki; 知鈴木; Fumiyasu Okido; 文康大木戸
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-01-26
Filing date: 1994-01-26
Publication date: 1995-02-21
Anticipated expiration: 2011-05-29
Also published as: JP2501178B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的は、２つの操作手段の作動時に行
う保護動作を信頼性高く行える原子炉安全保護装置を提
供することにある。【構成】原子炉の同一の状態量を検出する４台のセンサ
の状態量信号のうち２つ以上が所定値を越えているとき
にトリップ信号を出力するように２アウトオブ４論理演
算を行い、４つの信号処理系統の対応する信号処理系統
のトリップ信号により開操作される複数のスイッチと２
つの操作手段とで２アウトオブ４論理演算を行うように
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は原子炉の同一の状態量を
４台のセンサで検出して異常の判断を行い、２つの操作
手段の作動時に保護動作を行う原子炉安全保護装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】原子力プラントにおいては、原子炉の安
全性を確保するために、異常な過渡状態等が発生する可
能性のある場合に、これを防止するために安全保護装置
を設けている。例えば、特開昭61−118801号公報は、四
重化されたセンサ及びチャネル・セット信号プロセッサ
（信号処理手段）が直列にそれぞれ接続され、４つのチ
ャネル・セット信号プロセッサの各出力信号を入力する
２つの論理回路を有する原子炉安全保護装置を示してい
る。各々の論理回路は、２アウトオブ４の論理回路を構
成している。一方の論理回路は保護装置付勢信号を出力
し、制御棒制御装置のコイルに電力を供給するブレーカ
ーを開いて原子炉をスクラムさせる。また、他方の論理
回路から出力される保護装置付勢信号は、非常用ほう酸
噴射装置，格納容器内のスプレーの作動を促す。

【０００３】なお、「原子力ハンドブック」(オーム社
発行)昭和５１年，ｐ２６３〜２６７、特にｐ２６４の
表９・６に２アウトオブ４の論理回路が示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】特開昭61−118801号公
報は、加圧水型原子炉の原子炉安全保護装置を示してい
る。この原子炉安全保護装置は、１つの２アウトオブ４
論理回路で制御棒制御装置の１つのコイルを動作させて
いる。しかし、従来の沸騰水型原子炉の原子炉安全保護
装置の対象となっている制御棒駆動装置制御ユニットを
操作するスクラム用電磁弁は、２つの励磁コイルを有し
ている。このため、特開昭61−118801号公報の記載に基
づけば、各々の励磁コイルに対して２アウトオブ４論理
回路を１ずつ設ける必要がある。しかも、これらの２ア
ウトオブ４論理回路は、前述の原子力ハンドブック，ｐ
２６４の表９・６に示された２アウトオブ４論理回路の
適用が考えられる。

【０００５】このように１つの制御対象装置の操作手段
として独立した２つの操作手段が設けられている場合
（例えば、沸騰水型原子炉のように２つの独立した励磁
コイルが設けられている場合）は、各々の操作手段を動
作させるべく個々の操作手段に２アウトオブ４論理回路
を設けることは、スイッチの数が多くなり保護装置の構
造が複雑化して信頼性を低下させることになる。

【０００６】本発明の目的は、２つの操作手段の作動時
に行う保護動作を信頼性高く行える原子炉安全保護装置
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は原子炉の同一の
状態量を検出する４台のセンサの状態量信号のうち２つ
以上が所定値を越えているときにトリップ信号を出力す
るように４つの信号処理系統においてそれぞれ２アウト
オブ４論理演算を行い、４つの信号処理系統の対応する
信号処理系統のトリップ信号により開操作される複数の
スイッチと２つの操作手段とで２アウトオブ４論理演算
を行うようにし、２つの操作手段の作動時に１つの制御
対象装置を操作するようにする。

【０００８】

【作用】４重化された信号処理系統において４重化され
たセンサの状態量信号の２アウトオブ４論理を行いトリ
ップ信号を発生するようにし、また２つの操作手段をス
イッチによる２アウトオブ４論理演算に用いているので
開閉装置のスイッチ数を低減でき信頼性を高めることが
できる。

【０００９】

【実施例】まず、本発明の理解を容易にするため本発明
の基本的な考え方を図１，図２に基づいて説明する。

【００１０】図１に示す原子炉安全保護装置は、１つの
信号処理装置、１つの切換回路及び１つの診断装置（例
えば、信号処理装置２，切換回路１９Ａ及び異常診断装
置２２Ａ）からなる４系統の信号処理系統２５Ａ〜２５
Ｄを有している。各信号処理系統において、信号処理装
置１〜４は、センサＡ₁〜Ａ₄，…，Ｎ₁〜Ｎ₄に、信号処
理装置２はセンサＡ₂〜Ｎ₂に、信号処理装置３はセンサ
Ａ₃〜Ｎ₃に、及び信号処理装置４はセンサＡ₄〜Ｎ₄に接
続されている。ここで同じアルファベットで示された４
つのセンサ（例えば、Ａ₁，Ａ₂，Ａ₃，Ａ₄）は近接して
配置されており、原子力プラントの同じ状態量（以下、
同種類の状態量という）を測定する。異なるアルファベ
ットを付したセンサは、互いに異なる状態量または同じ
状態量であっても異なる場所の状態量（以下、異なる種
類の状態量という）を測定するものである。本実施例で
は１つの状態量に対して上述の如く４つのセンサを設け
たが、１つのセンサを設けてこのセンサの出力信号を、
各信号処理系統の信号処理装置１〜４にそれぞれ入力し
てもよい。信号処理装置１，２，３及び４は、冗長化さ
れたセンサＡ₁〜Ｎ₁，Ａ₂〜Ｎ₂，Ａ₃〜Ｎ₃及びＡ₄〜Ｎ₄
から出力された信号をそれぞれ取込んで演算処理を行
い、その処理結果が規定値を越える場合にはプラントを
スクラムさせるためのトリップ信号ａ〜ｄをそれぞれ出
力する。

【００１１】切換回路１９Ａは、一例として図２に示す
ように切換スイッチ２０及び電源２１を有している。切
換スイッチ２０は、固定接点２０Ａ及び２０Ｂ，固定端
子２０Ｃ及び固定端子２０Ｃに常時接続された可動接点
２０Ｄを有している。電源２１は、固定接点２０Ｂに接
続される。切換回路１９Ｂ〜１９Ｄも、切換回路１９Ａ
と同じ構造を有している。切換回路１９Ａ〜１９Ｄの各
固定接点２０Ａは、信号処理装置１〜４の出力端にそれ
ぞれ接続される。各々の信号処理装置１〜４が正常に機
能している状態では、各々の切換回路１９Ａ〜１９Ｄの
可動接点２０Ｄは固定接点２０Ａに接続されている。

【００１２】パワー回路（開閉装置）５は、並列に配置
された２つの開閉器部（第１開閉装置）５Ａ及び開閉器
部（第２開閉装置）５Ｂを有している。各々の開閉器部
５Ａ及び５Ｂは、それぞれ４つのリレー（またはコンタ
クタ）によって構成される。開閉器部５Ａは、リレー８
とリレー９とを直列に接続し、並列に配置したリレー１
０及び１１をリレー９に直列に接続している。リレー８
は、電源６に接続される。開閉器部５Ｂは、リレー１２
とリレー１３とを直列に接続し、並列に配置したリレー
１４及び１５をリレー１３に直列に接続している。電源
７が、リレー１２に接続される。リレー８〜１５は、可
動接点８Ａ〜１５Ａ及び固定接点８Ｂ〜１５Ｂをそれぞ
れ有している。

【００１３】リレー８及び１４は、リレーを作動させる
信号であるトリップ信号ａを入力するために信号切換回
路１９Ａの固定端子２０Ｃに接続されている。同様に、
リレー９及び１５は、作動信号であるトリップ信号ｂを
入力するために信号切換回路１９Ｂの固定端子２０Ｃに
接続され、リレー１０及び１２は、作動信号のトリップ
信号Ｃを入力するために信号切換回路１９Ｃの固定端子
２０Ｃに接続され、及びリレー１１及び１３は作動信号
であるトリップ信号ｄを入力するために信号切換回路１
９Ｄの固定端子２０Ｃに接続されている。原子力プラン
トの通常運転時には、可動接点８Ａ〜１５Ａは閉状態に
なっており、可動接点８Ａ〜１５Ａが固定接点８Ｂ〜１
５Ｂにそれぞれ接触している。

【００１４】リレー１０及び１１の出力端（開閉器部５
Ａの出力端）は、スクラム用電磁石１８の励磁コイル１
６に接続される。リレー１４及び１５の出力端（開閉器
部５Ｂの出力端）は、スクラム用電磁石１８の励磁コイ
ル７に接続される。スクラム用電磁石１８は、スクラム
用電磁弁１９に設けられている。

【００１５】２２Ａ〜２２Ｄは、信号処理装置１〜４の
各々について異常の有無を診断する異常診断装置であ
る。

【００１６】図１の原子炉安全保護装置においては、パ
ワー回路５内のリレー８〜１５及び励磁コイル１６及び
１７によって２アウトオブ４の論理回路を構成してい
る。換言すれば、開閉器部５Ａ、これに接続される励磁
コイル１６，開閉器部５Ａ及び励磁コイル１７によっ
て、２アウトオブ４の論理回路を構成していると言え
る。ここで、各々の信号処理装置１〜４が正常に機能し
ている状態でそれぞれの信号処理装置１〜４がトリップ
信号ａ〜ｄが出力されると(プラントの異常状態)、可動
接点８Ａ及び１４Ａはトリップ信号ａにより、可動接点
９Ａ及び１５Ａはトリップ信号ｂにより、可動接点１０
Ａ及び１２Ａはトリップ信号Ｃにより可動接点１１Ａ及
び１５Ａはトリップ信号ｄにより、それぞれ開されて励
磁コイル１６及び１７がいずれも無励磁状態となる。こ
のように励磁コイル１６及び１７の両者が無励磁状態に
なると、スクラム用電磁石１８が動作してスクラム用電
磁弁１９が開く。これにより、制御棒駆動装置（図示せ
ず）が制御棒を炉心内に急速挿入し、原子炉がスクラム
される。

【００１７】なお、図１においては“０”レベルを優先
する２アウトオブ４の論理構成になっている。

【００１８】また、スクラム用電磁弁１９は１個の場合
を示しているが、スクラム用電磁弁１９を複数個設け、
これに対応してパワー回路５を各々のスクラム用電磁弁
１９にそれぞれ接続し、これらのパワー回路に、切換回
路１９Ａ〜１９Ｄの出力信号をそれぞれ並列時に印加し
てスクラム動作を行わしめることもできる。

【００１９】さて、励磁コイル１６は、開閉器部５Ａに
よって励磁，無励磁が制御され、励磁コイル１７は、開
閉器部５Ｂによって励磁，無励磁が制御される。励磁コ
イル１６を無励磁状態にする動作信号をＡとし、励磁コ
イル１７を無励磁状態にする動作信号をＢとすると、こ
れらの動作信号Ａ及びＢは次式のようになる。

【００２０】

【数１】Ａ＝ａｂ(ｃ＋ｄ）

【００２１】

【数２】Ｂ＝ｃｄ(ａ＋ｂ）ここで、スクラム用電磁弁１９に印加されるスクラム信
号をＺとすると、スクラム信号Ｚは次式で表わされる。

【００２２】

【数３】Ｚ＝Ａ＋Ｂ（数３）式に（数１)〜（数２)式を代入すると次式を得
る。

【００２３】

【数４】Ｚ＝ａｂｃ＋ｂｃｄ＋ｃｄａ＋ｄａｂ（数４）式は、トリップ信号ａ，ｂ，ｃ及びｄのうち、
いずれか２つのトリップ信号が論理“０”であれば、そ
の他のトリップ信号が論理“１”であってもＺ＝“０”
となる。つまり、論理“０”を優先する２アウトオブ４
の論理構成による原子炉安全保護装置が実現できること
が分かる。

【００２４】次に、このように構成される原子炉安全保
護装置において、１つの信号処理装置が故障したり、保
守のために１つの信号処理を切離しても残りの３つの信
号処理装置で２アウトオブ３論理が構成できることにつ
いて述べる。

【００２５】これは、図１に示すように１つの信号処理
系統を信号処理装置，切換回路及び異常診断装置にて構
成することによって達成できる。すなわち、例えば、信
号処理装置１の状態信号を入力している異常診断装置２
２Ａが、その入力信号に基づいて信号処理装置１の異常
を判断した場合には、異常診断装置２２Ａは、切換回路
１９Ａの切換スイッチ２０の可動接点２０Ｄを固定接点
２０Ａから切離して固定接点２０Ｂに接続する。電源２
１は、直流電源であり論理“１”の信号を出力する。こ
のように異常状態にある信号処理装置に接続された切換
回路の切換え操作により論理“１”の信号を出力するこ
とによって正常な他の３つの信号処理装置で２アウトオ
ブ３論理が構成できる。切換回路１９Ａの切換スイッチ
２０は、この切換回路が接続されている信号処理装置が
正常である可動接点２０Ｄが固定接点２０Ａに接触して
いる。切換回路は、該当する信号処理装置から出力され
たトリップ信号をパワー回路５に伝える異常な信号処理
装置を切離す場合には可動接点２０Ｄを固定接点２０Ｂ
に接続させて、論理“１”なる信号をパワー回路５に強
制的に伝えるようになっている。切換スイッチ２０の制
御はオペレータの操作（図示せず）によって行ったり、
または前述の如く異常診断装置からの命令によって行っ
てもよい。異常診断装置２２Ａ〜２２Ｄは種々の手段に
よって実現できる（例えば、特開昭59−51393 号公
報）。

【００２６】例として、信号処理装置１を切離す場合に
ついて説明する。信号処理装置１が異常状態になると診
断装置２２Ａは、指令信号を出して切換回路１９Ａの切
換スイッチ２０の可動接点２０Ｄの接続を固定接点２０
Ａから固定接点２０Ｂに切換える。固定接点２０Ａから
固定接点２０Ｂに可動接点２０Ｄの接続を切換える瞬間
に、切換スイッチ２０はチャッタリングを発生して、固
定端子２０Ｃからの出力信号が論理“０”になったり
“１”になったり変動する。しかし、パワー回路５及び
励磁コイル１６及び１７で２アウトオブ４の論理構成と
しているので、チャッタリングによって誤って原子炉を
スクラムさせることはない。可動接点20Ｃが固定接点２
０Ｂに接続される電源２１の電圧値が出力される。この
電圧値は論理信号としては“１”となる値である。つま
り、切換回路１９Ａから出力される信号ａが論理“１”
となる。この信号ａの値を（数４）式に代入すると、ス
クラム信号は次式となる。

【００２７】

【数５】Ｚ＝ｂｃ＋ｃｄ＋ｄｂ（数５）式から明らかなように、信号処理装置１を切離
す場合に、信号処理系統２５Ａの切換回路１９Ａの出力
信号を強制的に論理“１”にすることにより、残りの信
号処理装置２〜４からの出力信号で２アウトオブ３論理
が組めるようになる。この結果、１つの信号処理装置を
切換回路にて切離している場合、残りの３つの正常な信
号処理装置のうち１つが故障したとしても、原子炉プラ
ント正常時に誤って原子炉をスクラムしたり、原子炉プ
ラントの異常時でスクラムを要するときにスクラムがで
きないという状態を回避できる。また、上記の場合では
残りの３つの信号処理装置の故障について述べたが、こ
れら信号処理装置に接続されている切換回路が故障して
も同様である。また、これらの切換回路に接続されてい
るリレーが故障しても同様である。つまり、１つの信号
処理装置を切離しても、誤スクラムの防止及び単一故障
基準（他の装置のうち１つがいかなる故障をしてもスク
ラム機能が保たれていること）を満足することができ
る。

【００２８】上述の例では信号処理装置１を切離す場合
について述べたが、他の信号処理装置２，３，４を切離
す場合も同様である。信号処理装置２を切離す場合に
は、ｂ＝１となるように切換回路１９Ｂを制御すると
（数４）式からスクラム信号Ｚは次のようになる。

【００２９】

【数６】Ｚ＝ａｃ＋ｃｄ＋ｄａ次に、信号処理装置３を切離す場合には、ｃ＝１となる
ように切換回路１９Ｃを制御すると、（数４）式からス
クラム信号Ｚは次のようになる。

【００３０】

【数７】Ｚ＝ａｂ＋ｂｄ＋ｄａさらに、信号処理装置４を切離す場合には、ｄ＝１とな
るように切換回路19Ｄを制御すると、（数４）式からス
クラム信号Ｚは次のようになる。

【００３１】

【数８】Ｚ＝ａｂ＋ｂｃ＋ｃａつまり、いずれの場合にも、１つの信号処理装置を切離
すときには、その信号処理系統の出力信号を切換回路に
より強制的に論理“１”とすることにより、２アウトオ
ブ３の論理構成が実現でき、原子炉安全保護装置の信頼
性をより一層高くすることができる。

【００３２】このように、図１に示す原子炉安全保護装
置は以下のような効果を得ることができる。すなわち、
制御対象装置であるスクラム用電磁弁を操作する独立し
て設けられた励磁コイル１６（第１操作手段）及び励磁
コイル１７（第２操作手段）とこれらの励磁コイルを動
作させる開閉装置であるパワー回路５とともに２アウト
オブ４の論理回路が構成できるので、開閉装置の構成が
著しく単純化され、この単純化により原子炉安全保護装
置の信頼性が向上する。また、原子力プラントにおい
て、２つの励磁コイルを有する電磁弁あるいは１つの励
磁コイルを有する電磁弁の構成をそのままにして２アウ
トオブ４論理のシステムが構成でき、なおかつ、４系統
の信号処理装置のうち１つの信号処理装置が故障した
り、保守のために、１つの信号処理装置を切離しても誤
ってシステムが動作したり、動作しなかったりすること
のない２アウトオブ３の論理構成が組めるため、信頼性
がより一層向上したり原子炉安全保護装置を実現するこ
とが可能である。

【００３３】さて、本発明は図１に示す原子炉安全保護
装置において信号処理系統２５を図５に示すように構成
したものである。

【００３４】図５において図１と異なるところはセンサ
Ａ₁〜Ａ₄，…，Ｎ₁〜Ｎ₄の各出力を信号処理装置１Ａ，
２Ａ，３Ａ及び４Ａのすべてに入力するようにしてい
る。切換回路１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ及び１９Ｄの各出
力を入力するパワー回路５の構成は図１と同一であり、
スクラム用電磁弁１９の電磁石１８に設けられた励磁コ
イル１６及び１７にスクラム信号を印加する。

【００３５】信号処理装置１Ａは、センサＡ₁〜Ａ₄，
…，Ｎ₁〜Ｎ₄にそれぞれ接続されたディジタル・トリッ
プ・モジュールＤＴＭ−Ａ１〜ＤＴＭ−Ａ２，…，ＤＴ
Ｍ−Ｎ１〜ＤＴＭ−Ｎ４を有している。ディジタル・ト
リップ・モジュールＤＴＭ−Ａ１〜ＤＴＭ−Ａ４は、同
種類の状態量を測定するセンサＡ₁〜Ａ₄に、またディジ
タル・トリップ・モジュールＤＴＭ−Ｎ１〜ＤＴＭ−Ｎ
４は同種類の状態量を測定するセンサＮ₁〜Ｎ₄にそれぞ
れ接続する。同じ状態量を入力する４つのディジタル・
トリップ・モジュール毎（例えばＤＴＭ−Ａ１〜ＤＴＭ
−Ａ２）に１つのグループを作る。このグループの数
は、異なる種類の状態量の種類の数（ｎ）だけ存在す
る。この１つのグループ毎に２アウトオブ４論理回路を
設け、１つのグループに属する４つのディジタル・トリ
ップ・モジュールの出力端を１つの２アウトオブ４論理
回路に接続する。すなわち、ディジタル・トリップ・モ
ジュールＤＴＭ−Ａ１〜ＤＴＭ−Ａ４は２アウトオブ４
論理回路２９Ａに、…，ディジタル・トリップ・モジュ
ールＤＴＭ−Ｎ１〜ＤＴＭ−Ｎ４は２アウトオブ４論理
回路２９Ｎにそれぞれ接続される。信号処理装置内の２
アウトオブ４論理回路の数は、ｎ個である。ｎ個の２ア
ウトオブ４論理回路２９Ａ，…，２９Ｎは、１アウトオ
ブｎ論理回路３０に接続される。他の信号処理装置２
Ａ，３Ａ及び４Ａも、信号処理装置１Ａと同じ構成を有
している。信号処理装置１Ａ，２Ａ，３Ａ及び４Ａの各
１アウトオブｎ論理回路３０は、対応する各切換回路１
９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ及び１９Ｄにそれぞれ接続され
る。本実施例における各切換回路１９Ａ，１９Ｂ，１９
Ｃ及び１９Ｄは、図１と同様にパワー回路の各リレーに
接続されている。

【００３６】信号処理装置の各ディジタル・トリップ・
モジュールは、対応するセンサが出力した状態量信号を
入力してこの状態量信号が規定値を越えている場合にト
リップ信号を出力する。信号処理装置の各２アウトオブ
４論理回路は、各グループの４つのディジタル・トリッ
プ・モジュールのうち少なくとも２つのディジタル・ト
リップ・モジュールがトリップ信号を出力した場合にト
リツプ信号を出力する。１アウトオブｎ論理回路は、ｎ
個の２アウトオブ４論理回路２６Ａ〜２６Ｎのうち少な
くとも１個の２アウトオブ４論理回路からトリップ信号
が出力された時にトリップ信号ａ（もしくはトリップ信
号ｂ，ｃまたはｄ）を出力する。これらのトリップ信号
ａ，ｂ，ｃ及びｄは、図１と同様にパワー回路の各リレ
ーを開操作させ、励磁コイル１６及び１７を無励互状態
にする。これにより電磁石１８が動作してスクラム用電
磁弁１９が開き、原子炉がスクラムさせる。

【００３７】このような本発明の実施例においては、図
１に示す原子炉安全保護装置と同じ効果を奏することが
でき、その上信号処理装置１Ａ〜４Ａに２アウトオブ４
論理回路を用いているので、信号処理装置の高信頼化が
図れる。これにより原子炉安全保護装置の信頼性が一段
と向上する。

【００３８】図３，図４にそれぞれパワー回路５の変形
例を示す。

【００３９】図３においては、リレー９及び１５がトリ
ップ信号ｃを入力するために切換回路１９Ｃの固定端子
２０Ｃに接続されており、リレー１０及び１２がトリッ
プ信号ｂを入力するために切換回路１９Ｂの固定端子２
０Ｃに接続されている。従って、開閉器部５Ａのリレー
８はトリップ信号ａでリレー９はトリップ信号ｃで、リ
レー１０はトリップ信号ｂで、リレー１１はトリップ信
号ｄでそれぞれ動作する。一方、開閉器部５Ｂのリレー
１２はトリップ信号ｂで、リレー１３はトリップ信号ｄ
で、リレー１４はトリップ信号ａで、リレー１５はトリ
ップ信号ｃでそれぞれ動作される。励磁コイル１６は、
開閉器部５Ａによって励磁，無励磁が制御され、励磁コ
イル１７は開閉器部５Ｂによって励磁，無励磁が制御さ
れる。この結果、スクラム用電磁弁１９に印加されるス
クラム信号Ｚは次式のようになる。

【００４０】

【数９】Ｚ＝ａｃ(ｂ＋ｄ)＋ｂｄ(ａ＋ｃ)

【００４１】

【数１０】Ｚ＝ａｂｃ＋ｂｃｄ＋ｃｄａ＋ｄａｂ（数１０）式から明らかなように、図３に示すパワー回
路５と励磁コイル１６，１７によるスクラム信号Ｚは
（数４）式と同じ２アウトオブ４論理構成になってい
る。

【００４２】次に、図４に示すパワー回路５は、リレー
８及び１４がトリップ信号ｂを入力するために切換回路
１９Ｂの固定端子２０Ｃに接続されており、リレー１０
及び１２がトリップ信号ａを入力するために切換回路１
９Ａの固定端子２０Ｃに接続されている。従って、開閉
器部５Ａのリレー８はトリップ信号ｂで、リレー９はト
リップ信号ｃで、リレー１０はトリップ信号ａで、リレ
ー１１はトリップ信号ｄでそれぞれ動作される。一方、
開閉器部５Ｂのリレー１２はトリップ信号ａで、リレー
１３はトリップ信号ｄで、リレー１４はトリップ信号ｂ
で、リレー１５はトリップ信号ｃでそれぞれ動作され
る。従って、励磁コイル１６の励磁，無励磁は、開閉器
部５Ａによって制御される。また励磁コイル１７の励
磁，無励磁は、開閉器部５Ｂによって制御される。この
結果、スクラム用電磁弁１９に印加されるスクラム信号
Ｚは次式のようになる。

【００４３】

【数１１】Ｚ＝ｂｃ(ａ＋ｄ)＋ａｄ(ｂ＋ｃ)

【００４４】

【数１２】Ｚ＝ａｂｃ＋ｂｃｄ＋ｃｄａ＋ｄａｂ（数１２）式から明らかなように、スクラム信号Ｚは
（数４）式と同じ２アウトオブ４論理構成になってい
る。

【００４５】図６にパワー回路の他の例を示す。

【００４６】図６におけるパワー回路５Ｃは、図１に示
すパワー回路５を構成する開閉器部５Ａにリレー３１及
び３２を付加した開閉器部５Ｄと、開閉器部５Ｂにリレ
ー３３及び３４を付加した開閉器部５Ｅとから構成され
ている。すなわち並列に配置されたリレー３１及び３２
の入力端は、接続された状態で、並列に配置されて互い
に接続されているリレー１０及び１１の出力端に連絡さ
れている。リレー１３及び３２の出力端が、励磁コイル
１６に接続される。リレー３３及び３４の入力端は、互
いに接続されている。またリレー１４及び１５の出力端
も互いに接続されている。このように互いに接続されて
いるリレー１４及び１５の出力端は、互いに接続されて
いるリレー３３及び３４の入力端に接続される。リレー
３３及び３４の出力端は、励磁コイル１７に接続され
る。

【００４７】詳細に図示されていないが、リレー８，３
１及び３３は、動作信号であるトリップ信号ａを入力す
るために信号処理系統２５Ａの切換回路１９Ａに接続さ
れている。リレー９，３２及び３４は、トリップ信号ｂ
を入力するために信号処理系統２５Ｂの切換回路１９Ｂ
に接続される。さらに、リレー１０，１２及び１４はト
リップ信号ｃを入力するために信号処理系統２５Ｃの切
換回路１９Ｃに、リレー１１，１３及び１５はトリップ
信号ｄを入力するために信号処理系統２５Ｄの切換回路
１９Ｄにそれぞれ接続される。

【００４８】ここでスクラム用電磁弁１９に印加される
スクラム信号をＺとすると、スクラム信号Ｚは次式で表
わされる。

【００４９】

【数１３】Ｚ＝ａｂ(ｃ＋ｄ)(ａ＋ｂ)＋ｃｄ(ｃ＋ｄ)(ａ＋ｂ) ＝ａｂ(ｃ＋ｄ)＋ｃｄ(ａ＋ｂ) ＝ａｂｃ＋ｂｃｄ＋ｃｄａ＋ｄａｂ（数１３）式から明らかなように、本構成は今まで述べ
てきた構成と同様に論理“０”を優先する２アウトオブ
４論理構成となっている。しかも、開閉器部５Ｄ及び５
Ｅの冗長化により、パワー回路５Ｃのより一層高信頼性
を図ることがで期る。例えば、リレー８，９が故障して
「閉」になりっぱなしになっても、リレー３０，３１が
正常であれな、励磁コイル１６は励磁が解除される。つ
まり、スクラム機能が保たれていることがわかる。

【００５０】信号処理装置の他の実施例を図７に基づい
て説明する。本実施例の信号処理装置３５はマイクロプ
ロセッサにて構成したものである。信号処理装置３５は
図７に示すようにデータ取込回路３５Ａ，バス３５Ｂ，
ＣＰＵ３５Ｃ，ＲＡＭ３５Ｄ，ＲＯＭ３５Ｅ及びデータ
出力回路３５Ｆからなっている。ｎ種類のセンサに接続
されるデータ取込回路３５は、バス３５Ｂに接続され
る。バス３５Ｂは、ＣＰＵ３５Ｃ，ＲＡＭ３５Ｄ，ＲＯ
Ｍ３５Ｅ及びデータ出力回路３５Ｆにそれぞれ接続され
ている。ＲＯＭ３５Ｅは、図８に示す処理手順を記憶し
ている。

【００５１】ＣＰＵ３５Ｃは、ＲＯＭ３５Ｅに記憶して
いる処理手順に基づいて演算処理を行う。ＲＡＭ３５Ｅ
は、データ取込回路３５Ａから入力したデータ及びＣＰ
Ｕ35Ｃにて得られたデータを記憶する。この信号処理装
置３５は、図１の信号処理装置１〜４の各々の代りに用
いられる。

【００５２】図７における処理は図８のフロー図のよう
に行われる。

【００５３】センサＡ₁〜Ａ₄，…，Ｎ₁〜Ｎ₄にて測定さ
れたデータ信号が、データ取込回路３５Ａを介してＲＡ
Ｍ３５Ｄに取込まれる。ＣＰＵ３５Ｃは、ＲＯＭ３５Ｅ
から図８に示す処理手順を読込む。まず、ステップ４８
において、センサＡ₁〜Ａ₄，…，Ｎ₁〜Ｎ₄の測定デー
タ、すなわち異なる全種類の測定された状態量信号を４
つずつ１つの信号処理装置３５に入力する。ステップ４
９で比較した同種類の４つの測定データのうち少なくと
も２つの測定データが規定値を越えているかを判定し
(２アウトオブ４論理の判定)、越えている場合にトリッ
プ信号(論理“０”)を出力する（ステップ５３）。ステ
ップ５３は、ｎ種類の異なる種類の測定データ毎に、少
なくとも２つの同種類の測定データが規定値を越えてい
るかを判定する。その後、ステップ５４の処理に移る。
ステップ５３における異なる種類の測定データの２アウ
トオブ４論理の判定結果のうち少なくとも１つの判定結
果が論理“０”になっているかいないかを判定する（ス
テップ５４）。ステップ５４で、論理“０”の判定結果
がない場合はステップ５１の処理が行われ、論理“０”
の判定結果が１つでもある場合にはステップ５２の処理
が行われる。

【００５４】このように、図７においては各信号処理を
マイクロプロセッサにて構成しているので、装置がコン
パクトにできる。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は４重化さ
れたセンサの状態量信号に基づきトリップ信号を発生す
るのに２アウトオブ４論理演算を行い、また２つの操作
手段をスイッチによる２アウトオブ４論理演算に用いて
いるので開閉装置のスイッチ数を低減できるので原子炉
安全保護装置の信頼性を著しく高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本的考え方を説明するための構成図
である。

【図２】図１における切換回路の一例を示す詳細構成図
である。

【図３】パワー回路の変形例を示す構成図である。

【図４】パワー回路の他の変形例を示す構成図である。

【図５】本発明の一実施例の信号処理装置の構成図であ
る。

【図６】パワー回路の他の例を示す構成図である。

【図７】本発明の一実施例の他の信号処理装置の構成図
である。

【図８】図７の信号処理装置の動作説明用のフロー図で
ある。

【符号の説明】

１〜４，１Ａ〜４Ａ，３５…信号処理装置、５，５Ｃ，
５Ｆ，２６…パワー回路、５Ａ，５Ｂ，５Ｄ，５Ｅ，２
６Ａ，２６Ｂ…開閉器部、８〜１５，３１〜３４，４０
〜４７…リレー（またはコンタクタ）、１６，１７…励
磁コイル、１８…電磁石、１９…スクラム用電磁弁、１
９Ａ〜１９Ｄ…切換回路、２０…切換スイッチ、２５Ａ
〜２５Ｄ…信号処理系統。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ２１Ｃ 17/00 (72)発明者野口跡見茨城県日立市大みか町５丁目２番１号株式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者出海滋茨城県日立市森山町1168番地株式会社日立製作所エネルギー研究所内 (72)発明者鈴木知茨城県日立市森山町1168番地株式会社日立製作所エネルギー研究所内 (72)発明者大木戸文康茨城県日立市森山町1168番地株式会社日立製作所エネルギー研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原子炉の同一の状態量を検出する４台のセ
ンサと、前記４台のセンサで検出した状態量信号を入力
して、前記４台のセンサの状態量信号のうち２つ以上が
所定値を越えているときにトリップ信号を出力する第１
の２アウトオブ４論理手段をそれぞれに有する第１〜第
４信号処理系統と、２つの操作手段と、前記２つの両操
作手段の作動時に操作される１つの制御対象装置と、前
記第１，第２，第３及び第４信号処理系統のトリップ信
号を入力して対応する信号処理系統のトリップ信号によ
り開操作される複数のスイッチを有し、これら複数のス
イッチと前記２つの操作手段とで第２の２アウトオブ４
論理手段を構成する開閉装置とを具備した原子炉安全保
護装置。
【請求項２】請求項１において、前記開閉装置は、前記
第１信号処理系統のトリップ信号により開操作される第
１および第５スイッチ，前記第２信号処理系統のトリッ
プ信号により開操作される第２および第６スイッチ，前
記第３信号処理系統のトリップ信号により開操作される
第３および第７スイッチ，前記第４信号処理系統のトリ
ップ信号により開操作される第４および第８スイッチと
を有し、前記第３と第４スイッチを並列接続した並列回
路に前記第１スイッチと第２スイッチを直列接続して第
１の開閉回路を形成し、前記第５と第６スイッチを並列
接続した並列回路に前記第７スイッチと第８スイッチを
直列接続して第２の開閉回路を形成し、前記第１の開閉
回路の出力端に前記第１操作手段を接続し、前記第２の
開閉回路の出力端に前記第２操作手段を接続して成るこ
とを特徴とする原子炉安全保護装置。
【請求項３】請求項１において、前記第１及び第２操作
手段はそれぞれ励磁コイルであり、前記制御対象装置は
前記２つの励磁コイルを有する電磁石を備えた電磁弁で
あることを特徴とする原子炉安全保護装置。
【請求項４】請求項１において、前記４つの各信号処理
系統はトリップ信号によって開操作しようとする前記ス
イッチが閉状態を保持する論理信号を出力できることを
特徴とする原子炉安全保護装置。