JPH0784087A - 炉心監視方法とその装置 - Google Patents

炉心監視方法とその装置

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JPH0784087A
JPH0784087A JP5225406A JP22540693A JPH0784087A JP H0784087 A JPH0784087 A JP H0784087A JP 5225406 A JP5225406 A JP 5225406A JP 22540693 A JP22540693 A JP 22540693A JP H0784087 A JPH0784087 A JP H0784087A
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control rod
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友己 佐藤
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    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】定期検査時の炉心において燃料を取出したセル
を順次マスキングにより燃料交換モードインターロック
から除外し、制御棒や制御棒駆動機構等の取替え、点検
作業を安全で効率的に行う炉心監視方法とその装置を提
供する。 【構成】炉心監視方法は、燃料取出しと制御棒を引抜い
たセルを順次マスキングして、段階的に形成される炉心
を全炉心に対して漸次縮小化して部分炉心状態における
燃料交換モードインターロック機能を維持することを特
徴とする。炉心監視装置9は、燃料位置信号8と制御棒
位置信号14を入力して炉心状態信号15を出力する炉心状
態把握手段10と、炉心状態信号15を入力して制御棒位置
指示系13に制御棒2の全挿入信号模擬信号16を出力する
と共に、炉心状態情報19を出力する選択セルマスキング
手段11と、炉心状態情報19を表示する炉心状態表示手段
12からなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は原子力発電所の原子炉で
定期検査時における燃料集合体、および制御棒等の取扱
いによる炉心変更作業を行う際の安全性の高い炉心監視
方法とその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】原子力発電所においては、定期的に各種
検査が実施されるが、その際に原子炉の燃料である燃料
集合体の交換、シャッフリングの他に、制御棒(Contro
l Rod,CR)の取替えと、制御棒駆動機構(Control Rod
Drive,CRD )の点検、取替え、および中性子検出器(L0
cal Power Range Monitoring System,LPRM)の取替え等
の炉心作業が行われている。
【0003】これら炉心における各種取替え、点検作業
に際しては、その対象機器周辺の燃料集合体を取出さな
ければならず、また、制御棒は炉心内で自立することが
できないため、当該制御棒に隣接する4体の燃料集合体
を取出す際には全引抜を実施する等、燃料集合体の取扱
(移動)と関連して制御棒操作等の複雑な作業が行われ
ている。
【0004】特に、燃料集合体の取扱と、これに伴う制
御棒の操作については、制御棒の引抜き状態によって燃
料が臨界となることを防止する見地から、当該制御棒以
外の制御棒の操作を規制する燃料交換モードインターロ
ックによって制御されており、従って、定期検査時にお
ける制御棒と中性子検出器の取替え、および制御棒駆動
機構の点検、取替え作業は、この臨界防止のために制御
棒引抜きを1本に制限して実施している。
【0005】この機能は、前記燃料交換モードインター
ロックを有している制御棒手動制御系と制御棒位置指示
系により構築され、制御棒位置指示系の制御棒全挿入信
号を利用して、炉心全体での制御棒全挿入状態を監視し
ている。
【0006】図6の炉心配置図は1100MWeクラスの原
子炉の炉心で、定期点検開始時の状態を示し、(a)は
炉心全体を、(b)は1セルを拡大して示す。この図6
(a)にあるように炉心1については、 185本の制御棒
2と 764体の燃料集合体3で構成され、図6(b)に示
すように1本の制御棒2を中心に4体の燃料集合体3が
取り囲んでいる部分をセルと称している。
【0007】図7の工程図は従来の定期点検における作
業工程を示し、通常の燃料取出し5に際しては、交換す
る燃料集合体3の他に、制御棒取替えと中性子検出器の
取替え、および制御棒駆動機構の点検、取替えのための
周辺燃料も炉心1から取出す作業を行っている。
【0008】しかし、この制御棒取替えと中性子検出器
の取替え、および制御棒駆動機構の点検等の数量は極め
て多数であるため、1本(または1体)ずつ実施するこ
とは作業の進捗管理が大変であると同時に作業効率が大
幅に低下する。従って、燃料交換モードインターロック
の全制御棒全挿入信号を模擬(バイパス)することによ
り同時に複数本の制御棒を引抜いて作業を行っている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、複数本
の制御棒2の同時引抜きを許可することは、極めて確率
は低いが、条件によっては臨界超過に至る可能性も考え
られることから、制御棒取替えや中性子検出器の取替
え、および制御棒駆動機構の点検、取替えのための燃料
取出しと制御棒操作は、一旦、炉心1の燃料集合体3が
千鳥格子状となるように適宜取出した後に、燃料交換モ
ードインターロックの全制御棒全挿入信号を模擬してか
ら所望の制御棒2の引抜き操作を行っている。
【0010】これは図7の工程図に示すように、燃料取
出し5の前半(斜線部分)が燃料集合体3を千鳥格子状
にするための工程で、その作業日数としては4日程度を
要している。なお、燃料装荷やシャッフリング6の時は
この逆で、制御棒2や中性子検出器の取替え、および制
御棒駆動機構の点検、取替えが終了した後に、当該セル
の制御棒2を全挿入にして炉心1における燃料集合体3
の千鳥格子状を復旧してから燃料装荷やシャッフリング
を行っていた。
【0011】図8の炉心配置図は、制御棒2や中性子検
出器の取替え、および制御棒駆動機構の点検、取替え作
業前に、予め千鳥格子状に燃料取出しを行った炉心1の
状態を示し、ここでは、炉心全体の約半数の燃料集合体
3が取出されて、制御棒2は全数全挿入状態となってい
る。なお、炉心1の円周方向の中間で4ケ所(点線円
内)に燃料集合体3が隣接して残っているのは、反応度
監視のための起動領域中性子検出器の配置近傍の燃料集
合体3である。
【0012】この図8に示す炉心状態では、制御棒2を
隣接して複数本引抜いても未臨界であることは炉心設計
の段階で計算されており、従って、この段階で燃料交換
モードインターロックの全制御棒全挿入信号を模擬し、
引続いての制御棒と中性子検出器の取替え、および制御
棒駆動機構点検のための燃料取出しを行っている。
【0013】なお、当該セル4における制御棒引抜き
は、4体の燃料取出し後に行っているが、一般に、燃料
集合体3を複数取出す際には制御棒2を支える図示しな
いブレードガイドと入替える等して制御棒の保持を行
う。また、図9の炉心配置図は、燃料取出しが完了した
状態を示す炉心マップ例である。
【0014】このように従来は、燃料交換とシャッフリ
ング、および制御棒2と中性子検出器の取替え、さらに
制御棒駆動機構の点検、取替えを行う際にも、燃料の臨
界を防止するために、取替え、点検作業に直接関係のな
い燃料までも取出さなければならないことから、この燃
料取出しや、燃料装荷およびシャッフリングの作業工程
が長期になるという支障があった。また、燃料交換モー
ドインターロックにより全制御棒全挿入信号を模擬する
ために、選択した制御棒2以外の制御棒2の自然落下の
検出が困難であった。
【0015】本発明の目的とするところは、原子力発電
所における原子炉の定期検査時で炉心の燃料を取出した
セルを順次マスキングにより燃料交換モードインターロ
ックから除外して、制御棒や制御棒駆動機構等の取替
え、点検作業を安全で効率的に行う炉心監視方法とその
装置を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項1に係る発明の炉心監視方法は、原子炉の定期検
査時に燃料集合体の取出しと制御棒を引抜いたセルを順
次マスキングすると共に、段階的に形成される炉心を全
炉心に対して漸次縮小化して部分炉心状態における燃料
交換モードインターロック機能を維持することを特徴と
する。
【0017】また請求項2に係る発明の炉心監視装置
は、燃料位置信号と制御棒位置指示系からの制御棒位置
信号を入力して炉心状態信号を出力する炉心状態把握手
段と、この炉心状態把握手段からの炉心状態信号を入力
して前記制御棒位置指示系に制御棒の全挿入信号模擬信
号を出力すると共に炉心状態情報を出力する選択セルマ
スキング手段と、この選択セルマスキング手段からの炉
心状態情報を表示する炉心状態表示手段からなることを
特徴とする。
【0018】
【作用】請求項1記載の発明は、燃料取出しと制御棒を
引抜いて空になったセルに対して順次マスキングを行
い、燃料交換モードインターロックの監視対象から自動
的に除外する。これにより、燃料装荷セルによる部分炉
心状態において燃料交換モードインターロック本来の全
制御棒全挿入信号監視機能を維持して、常時1本だけの
制御棒引抜きを許可して燃料の臨界を防止する。
【0019】請求項2記載の発明は、燃料位置信号と制
御棒位置指示系からの制御棒位置信号により炉心内の燃
料取出し状況を炉心監視装置に伝送し、炉心監視装置に
おいて炉心を各セル毎に監視する。炉心監視装置は炉心
の各セルから燃料を取出し、さらに制御棒が全引抜きさ
れた場合には、制御棒位置指示系内の全制御棒全挿入検
出回路に制御棒全挿入信号(マスキング信号)を伝送し
て当該セルをマスキングする。
【0020】これにより、燃料装荷セルのみにて構成さ
れた部分炉心に対し、制御棒位置指示系を介して全制御
棒全挿入状態の燃料交換モードインターロックが機能し
て、1本だけの制御棒引抜が許可される。
【0021】
【実施例】本発明の一実施例について図面を参照して説
明する。なお、上記した従来技術と同じ構成部分につい
ては同一符号を付して詳細な説明を省略する。定期検査
時の燃料集合体3の移動作業は運転員の指令で図示しな
い燃料交換機により行われ、この燃料交換機は図1のブ
ロック構成図に示す専用の計算機である燃料交換機用計
算機7から制御される。
【0022】この燃料交換機用計算機7は炉心1におけ
る全燃料集合体3の位置を常に記憶しており、この燃料
位置信号8は信号ケーブルにより炉心監視装置9に伝送
される。なお、本発明の炉心監視装置9は炉心状態把握
手段10と、選択セルマスキング手段11、およびCRT等
による炉心状態表示手段12で構成されている。
【0023】炉心監視装置9には、制御棒位置指示系13
から信号ケーブルを介して制御棒位置信号14が伝送さ
れ、前記燃料位置信号8と共に、炉心状態把握手段10に
入力される。これにより炉心状態把握手段10では、炉心
1における各セル4の単位で制御棒2の位置と周辺の燃
料集合体3の装荷状態を監視する。
【0024】ここで当該セル4の燃料集合体3(4体)
が取出され、且つ、制御棒2が全引抜き(位置が48ポジ
ション(Posi))となった場合に炉心状態把握手段10
は、選択セルマスキング手段11に炉心状態信号15を伝達
し、選択セルマスキング手段11は当該制御棒2の全挿入
信号を模擬する全挿入信号模擬(マスキング)信号16を
前記制御棒位置指示系13に伝達する。
【0025】制御棒位置指示系13においては全挿入信号
模擬信号16を入力して、全制御棒全挿入信号17を原子炉
手動制御系18に伝達する。また、この全制御棒全挿入信
号17は前述の燃料集合体3の取出し後に、当該制御棒2
の引抜操作開始と同時に信号がなくなり、当該制御棒2
の全挿入信号模擬信号16で復帰する。なお、選択セルマ
スキング手段11における炉心状態情報19は炉心状態表示
部12において表示される。
【0026】図2の回路図は制御棒位置指示系13におけ
る全制御棒全挿入検出回路(AND回路)を示す。この
全制御棒全挿入検出回路は、炉心監視装置9から全挿入
信号模擬信号16を受けて制御棒位置指示系13を介して各
制御棒2の全挿入を模擬(マスキング)する。なお、こ
の全制御棒全挿入検出回路は炉心監視装置9内に設けて
も良い。
【0027】次に上記構成による作用について説明す
る。図3は本発明による機能フロー図で、制御棒2の取
替えと中性子検出器の取替え、および制御棒駆動機構の
取替え、点検作業のために、燃料集合体3が4体共に取
出されたセル4における制御棒2は引抜操作を行って全
引抜きとするが、この時の全引抜信号と全引抜位置の48
ポジション信号のAND条件により、当該セル4の全挿
入信号模擬(マスキング)信号16を発信させる。
【0028】これにより制御棒位置指示系13から出力さ
れる全制御棒全挿入信号17により、この部分炉心状態に
おける燃料交換モードインターロックが機能することか
ら、1つのセル4における制御棒2の取替えと中性子検
出器の取替え、および制御棒駆動機構の点検、取替え作
業が燃料を臨界にすることなく安全に実施できる。
【0029】炉心作業終了後における制御棒2の挿入
は、当該セル4の制御棒2の挿入操作で全挿入とする
が、この全挿入信号と全挿入位置の00ポジション信号の
AND条件で前記全挿入信号模擬信号16を解除し、次い
で当該セル4に対しての燃料集合体3の装荷を行う。こ
の作業は、引き続き複数のセル4について逐次連続して
実施できる。
【0030】図4の炉心配置図は燃料取出しを行った後
を示す炉心マップの例で、炉心1における燃料の配置状
態は前記図9の従来例と似ているが、燃料交換モードイ
ンターロックは動作状態であり、若しも図中のマスキン
グセル(白抜き)以外の制御棒2の1本を誤引抜きする
か、または自然落下が生じると、他の制御棒2について
は燃料交換モードインターロックによる選択ブロックが
作動して、引抜操作ができなくなるので燃料が臨界とな
ることが防止される。
【0031】また従来は、燃料が臨界となることを防止
するために、予め燃料の千鳥格子状取出しを実施してお
り、このために定期点検の工程が増して長期間を要して
いたが、この作業が不要となり、さらに、炉心監視装置
9の炉心状態表示手段12で炉心状態の把握が容易に行え
る。このために、制御棒駆動機構の点検と燃料シャッフ
リング作業を平行して実施(昼夜別)が可能となり、定
期点検の工程および期間が短縮できる。
【0032】図5の比較工程図は従来と本発明の定期点
検の工程比較を示した例であるが、従来に比べて1100M
Weクラスの原子炉において、約2週間の定期点検期間
の短縮が図れる。
【0033】
【発明の効果】以上本発明によれば、燃料集合体取出し
済を条件に複数のセルにおける制御棒取替えと、中性子
検出器取替え、および制御棒駆動機構の点検や取替え作
業に係る制御棒引抜きを連続で、燃料の臨界を防止して
安全に行うことができる。また、得られる炉心状態情報
と燃料交換モードインターロックにより当該制御棒以外
の位置での制御棒落下や誤操作の検出が容易となり、よ
り安全で効率的な定期検査が実施できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る一実施例の炉心監視装置のブロッ
ク構成図。
【図2】本発明に係る一実施例の制御棒位置指示系の全
制御棒全挿入検出回路図。
【図3】本発明に係る一実施例の機能フロー図。
【図4】本発明に係る一実施例の燃料取出完了時の炉心
配置図。
【図5】定期点検の比較工程図。
【図6】従来の定期点検開始時の炉心配置図で、(a)
は全体を、(b)は1セルを示す。
【図7】従来の定期点検工程図(千鳥格子状燃料取出し
方式)。
【図8】従来の千鳥格子状燃料取出し時の炉心配置図。
【図9】従来の燃料取出完了時の炉心配置図。
【符号の説明】
1…炉心、2…制御棒、3…燃料集合体、4…セル、5
…燃料取出し、6…燃料シャフリング、7…燃料交換機
用計算機、8…燃料位置信号、9…炉心監視装置、10…
炉心状態把握手段、11…選択セルマスキング手段、12…
炉心状態表示手段、13…制御棒位置指示系、14…制御棒
位置信号、15…炉心状態信号、16…全挿入信号模擬信
号、17…全制御棒全挿入信号、18…原子炉手動制御系、
19…炉心状態情報。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原子炉の定期検査時に燃料集合体の取出
    しと制御棒を引抜いたセルを順次マスキングすると共
    に、段階的に形成される炉心を全炉心に対して漸次縮小
    化して部分炉心状態における燃料交換モードインターロ
    ック機能を維持することを特徴とする炉心監視方法。
  2. 【請求項2】 燃料位置信号と制御棒位置指示系からの
    制御棒位置信号を入力して炉心状態信号を出力する炉心
    状態把握手段と、この炉心状態把握手段からの炉心状態
    信号を入力して前記制御棒位置指示系に制御棒の全挿入
    信号模擬信号を出力すると共に炉心状態情報を出力する
    選択セルマスキング手段と、この選択セルマスキング手
    段からの炉心状態情報を表示する炉心状態表示手段から
    なることを特徴とする炉心監視装置。
JP22540693A 1993-09-10 1993-09-10 炉心監視方法とその装置 Expired - Lifetime JP3319630B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2022118401A1 (ja) * 2020-12-02 2022-06-09 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 原子炉炉心設計支援システムおよび原子炉炉心設計支援方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022118401A1 (ja) * 2020-12-02 2022-06-09 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 原子炉炉心設計支援システムおよび原子炉炉心設計支援方法

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