JPH0943382A - 定検時炉心作業監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 原子炉の定期検査時に既存のインタロックを
バイパスすることなく安全かつ短期間で燃料移動作業お
よび制御棒操作を行えるようにする。 【解決手段】 プロセス入出力手段９を介して燃料交換
制御装置５から得られる炉心内の燃料装荷状態を示すデ
ータを記憶する燃料移動情報記憶手段１１と、この燃料
装荷状態データを基に、１本の制御棒の周りにある４本
の燃料が全て取り出された状態のいわゆる空セルを検知
し、操作員の要求により制御棒操作監視装置７内の監視
対象炉心領域から当該空セルを除外するセルマスク指令
を制御棒操作監視装置７へ出力するセルマスク判定手段
１３と、操作員の要求を入力する入力操作手段１５と、
燃料装荷状態およびセルマスク情報を基に図形情報を作
成する表示制御手段１７と、作成された図形情報を表示
する表示装置１９とで構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、沸騰水型原子炉の
定期検査時において、プラントプロセス量を基に燃料移
動および制御棒操作を監視するとともに、これら操作の
進行を管理する定検時炉心作業監視装置に関する。

【０００２】

【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年ごとに定期検査が実施される。この定期検査
では、燃料集合体の交換あるいはシャフリングといった
燃料の移動、制御棒駆動機構（以下ＣＲＤという）の分
解点検、制御棒の取り替え等が行われる。

【０００３】定期検査工程では、燃料の取り替え作業お
よびＣＲＤ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わ
れるよう計画、実施されている。

【０００４】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本でも引き抜かれてい
る場合には、燃料の移動および制御棒の引き抜きを禁止
するインタロックが設置されており、例えば、制御棒の
引き抜きを必要とするＣＲＤの点検は１本ずつ行う必要
があり、当該ＣＲＤの点検作業中は他の燃料の移動はで
きないことから、作業効率が悪く、結果として定期検査
期間が長くなるという問題があった。

【０００５】このように、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させる上で重要である
が、現在のインタロックでは実施できない。このため、
特公平６−６４１７３号は、新しいインタロックを設置
して、安全かつ短期間で燃料移動作業を行うことができ
る燃料移動時炉心監視装置を開示している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この先行技
術では、既存の燃料移動および制御棒引き抜き阻止イン
タロックとは全く別のインタロックを監視装置内に設け
ているため、既存のインタロックを完全にバイパスする
必要が発生する。しかしながら、この既存のインタロッ
クは原子力発電所の設置許可申請書の中で規定されてい
る項目でもあり、これをバイパスないしは削除すること
は非常に困難である。さらに、このような監視装置はま
ず既設の原子力発電所に対して導入されていくことが考
えられるが、そのためには既存の機器、設備および内部
のインタロック等を極力改造しないで導入することが望
まれる。

【０００７】また、前述の通りＣＲＤの点検は、従来の
インタロックの関係上同時に複数のＣＲＤに対して実施
することができないため、燃料交換制御装置のように予
め燃料交換のスケジュールを作成し、順次自動的に交換
作業を実施することができず、点検対象ＣＲＤに対応す
る制御棒が完全に引き抜き完了したことを操作員が確認
した後、ＣＲＤ交換装置を使用して１本ずつその交換作
業を実施している。このため、操作員は燃料の移動状況
および制御棒の引き抜き状況を常に監視している必要が
あり、操作員の負担が増大するという問題があった。

【０００８】本発明は、かかる問題に対処するためにな
されたものであり、原子炉の定期検査時の燃料移動およ
び制御棒操作中に、制御棒の引き抜き、挿入、燃料の取
り出し、装荷の各作業を監視するとともにこれら操作の
進行を管理し、既存のインタロックをバイパスすること
なく安全かつ短期間で燃料移動作業および制御棒操作を
行うことのできる定検時炉心作業監視装置を得ることを
目的としている。

【０００９】また本発明は、ＣＲＤの点検と、燃料移動
および制御棒操作を並行して自動的に進行管理する定検
時炉心作業監視装置を得ることを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】すなわち、請求項１の発
明の定検時炉心作業監視装置は、沸騰水型原子炉の定期
検査時の燃料移動および制御棒操作中に、１本の制御棒
の周りにある４本の燃料が全て取り出された状態のセル
を検知し、当該セルの制御棒の引き抜きを可能にするた
めに、制御棒引き抜き阻止インタロックを有する制御棒
操作監視装置内の監視対象炉心領域から当該セルを除外
することを特徴とする。

【００１１】請求項２の発明の定検時炉心作業監視装置
は、沸騰水型原子炉の定期検査時の燃料交換制御装置か
らのプロセス信号に基づいて炉心内の燃料装荷状態を記
憶する燃料移動情報記憶手段と、操作員からの要求を入
力する入力操作手段と、燃料移動情報記憶手段に記憶さ
れている燃料装荷状態に基づいて、１本の制御棒の周り
にある４本の燃料が全て取り出された状態の空セルを検
知し、入力操作手段を介して入力される操作員からの当
該セルの制御棒引き抜き許可要求により、制御棒引き抜
き阻止インタロックを有する制御棒操作監視装置に対し
てインタロックの監視対象炉心領域から当該セルを除外
するようセルマスク指令を出力するセルマスク判定手段
とを備えたことを特徴とする。

【００１２】請求項３の発明は、請求項２記載の定検時
炉心作業監視装置において、燃料移動情報記憶手段に記
憶された燃料装荷状態およびセルマスク判定手段によっ
て検知された空セルの情報を基に、炉心内の燃料装荷状
態を図形情報に作成する表示制御手段と、この表示制御
手段によって作成された図形情報を表示する表示装置と
を備えたことを特徴とする。

【００１３】請求項４の発明は、請求項２または３記載
の定検時炉心作業監視装置において、セルマスク判定手
段によってセルマスク指令が出力されたセルの情報を記
憶するセルマスク情報格納手段をさらに備えたことを特
徴とする。

【００１４】上記請求項１〜４の発明の定検時炉心作業
監視装置は、既存のインタロックの監視対象となる炉心
領域を変化させて、燃料が１本でも存在するセルのみを
監視対象とするよう指示するものであり、制御棒操作監
視装置内のロジックを一部改造するのみで既存のインタ
ロックをバイパスすることなく制御することができ、事
実上、全ての燃料が取り出されたセル（いわゆる空セ
ル）内の制御棒を複数本並行して引き抜き操作すること
が可能となる。

【００１５】また、請求項５の発明の定検時炉心作業監
視装置は、沸騰水型原子炉の定期検査時の燃料移動およ
び制御棒操作中に、セル内の制御棒が全引き抜き状態と
なっているものを検出し、この制御棒を駆動するＣＲＤ
が点検予定の対象であるとき、このＣＲＤの交換開始を
許可する指令をＣＲＤ交換制御装置へ出力することを特
徴とする。

【００１６】請求項６の発明の定検時炉心作業監視装置
は、沸騰水型原子炉の定期検査時の制御棒操作監視装置
からのプロセス信号に基づいて炉心内の全制御棒の挿入
／引抜状態を記憶する制御棒操作状態記憶手段と、点検
を予定しているＣＲＤの情報を予め記憶している点検対
象ＣＲＤ情報格納手段と、制御棒操作状態記憶手段に記
憶されている全制御棒挿入／引抜状態および点検対象Ｃ
ＲＤ情報格納手段に記憶された点検対象ＣＲＤの情報に
基づいて、点検対象のＣＲＤに対応する制御棒が全引き
抜き状態となったものについて、当該ＣＲＤの交換開始
を許可する指令をＣＲＤ交換制御装置へ出力するＣＲＤ
交換操作判定手段とを備えたことを特徴とする。

【００１７】上記請求項５および６の発明の定検時炉心
作業監視装置は、ＣＲＤの分解点検と、燃料移動および
制御棒操作を並行して自動的に進行管理し、点検対象と
なるＣＲＤの点検を行うタイミング、すなわち対応する
制御棒が完全に引き抜き完了した時点で操作員に通知す
るか、またはインタロックによって当該点検作業を自動
的に開始されるようにすることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を説明する。

【００１９】図１は、請求項１〜４の発明の一実施例で
ある定検時炉心作業監視装置１Ａを示すものであり、こ
の定検時炉心作業監視装置１Ａは、燃料交換機３を制御
する燃料交換制御装置５から炉心内の燃料装荷状態を示
すプロセス信号を入力し、制御棒操作監視装置７にこの
装置内のインタロックにかかわりなく制御棒引き抜き操
作を可能とするためのセルマスク指令信号を出力する。

【００２０】ここで、燃料交換機３は炉心と燃料プール
間を移動し、主に燃料およびブレードガイドをつかみ移
動するものである。また、燃料交換制御装置５は、予め
全ての燃料移動ステップを記憶しており、このプログラ
ムステップに従って燃料交換機３を制御する。この燃料
交換制御装置５は、燃料移動中における全ての燃料およ
びブレードガイドの位置を把握しており、そのデータを
定検時炉心作業監視装置１Ａに出力する。

【００２１】炉心内制御棒の操作は制御棒操作監視装置
７の手動スイッチにより行われるが、この制御棒操作監
視装置７の内部には制御棒引き抜き阻止回路が内蔵され
ており、制御棒の操作が定期操作から外れている場合
に、操作員による制御棒操作を電気的に阻止する機能を
有している。

【００２２】一方、本実施例の定検時炉心作業監視装置
１Ａは、プラントとの間でプロセス信号の入出力を行う
プロセス入出力手段９と、プロセス入出力手段９を介し
て燃料交換制御装置５から入力した炉心内の燃料装荷状
態を示すデータを記憶する燃料移動情報記憶手段１１
と、燃料移動情報記憶手段１１の中の燃料装荷状態デー
タを基に、１本の制御棒の周りにある４本の燃料が全て
取り出された状態のいわゆる空セルを検知し、制御棒操
作監視装置７内の監視対象炉心領域から当該空セルを除
外するセルマスク指令信号を制御棒操作監視装置７へ出
力するセルマスク判定手段１３と、セルマスク判定手段
１３によって検知された空セルの情報に対して操作員が
当該空セル内の制御棒を操作する必要性を判断し、操作
要である場合にその判定結果に対して最終確認を行うた
めの入力操作手段１５と、燃料移動情報記憶手段１１に
収納された燃料装荷状態およびセルマスク判定手段１３
によって判定された空セルのセルマスク情報を基に、炉
心内全燃料集合体の各燃料装荷状態を図形情報として作
成する表示制御手段１７と、表示制御手段１７によって
作成された図形情報を表示するＣＲＴ等の表示装置１９
とから構成されている。

【００２３】図２は、炉心の一部の燃料２０と制御棒２
１との配置を示すもので、制御棒２１を中心に配置され
る制御棒とその周辺の燃料４本をセルという。この図の
上部の列の各セルは燃料２０が全て装荷の状態にある
が、中央列の左から右へ、さらに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。

【００２４】制御棒２１はそのセル内に燃料２０あるい
はブレードガイド２２が対角方向に２体ない限り炉心内
で自立することができない構造のため、ＣＲＤの点検を
行う場合など制御棒２１を全引き抜きとする必要のある
時は、図２に示すように、まず対角線上の２体の燃料２
０を取り出し、代わりにブレードガイド２２を挿入し、
続いて残りの２体の燃料２０を取り出す。

【００２５】ところがここで、原子炉の未臨界性を確保
するために、炉心内に引き抜こうとする制御棒２１以外
の制御棒２１が仮に１本でも引き抜かれている場合に
は、当該制御棒２１の引き抜きを禁止するような制御棒
操作監視装置７内のインタロックがはたらいて、このま
までは制御棒２１の引き抜き操作ができなくなる。

【００２６】そのために、定検時炉心作業監視装置１Ａ
は、セルマスク判定手段１３において、前述のような制
御棒２１の周りにある４本の燃料が全て取り出された状
態のセル（空セル）２３を検知し、かつ操作員が当該空
セル２３内の制御棒を操作する必要があると判断した場
合に、当該セルに対するセルマスク指令信号を制御棒操
作監視装置７へ出力する。

【００２７】制御棒操作監視装置７は、このセルマスク
指令信号を受けて当該セルに対して前記制御棒引き抜き
阻止インタロックの監視対象となる炉心領域から当該セ
ルを除外するセルマスク２４をかけることにより、２本
目の制御棒の引き抜きを行うことができる。

【００２８】以上のようなステップを繰り返すことによ
り、２本目以降の制御棒についても順次並行して引き抜
き操作を行うことが可能となる。

【００２９】図３は、セルマスク判定手段１３が行うセ
ルマスク判定処理について示すもので、セルマスク判定
手段１３は、（イ）燃料移動情報記憶手段１１の中の燃
料装荷状態テーブル３１を基に、１本の制御棒の周りに
ある４本の燃料が全て取り出された状態のいわゆる空セ
ルを検知し、（ロ）この空セルの情報に対して操作員が
当該空セル内の制御棒を操作する必要性があると判断し
た場合には入力操作手段１５によりその制御棒の操作許
可要求を示す信号が入力され、この操作員からの要求に
より、当該空セルを制御棒引き抜き阻止インタロックの
監視対象炉心領域から除外するようセルマスク指令出力
処理を行う。

【００３０】このセルマスク判定手段１３によって検知
されセルマスク指令出力処理された空セルの情報はセル
マスク情報３２としてセルマスク情報格納部３３に記憶
される。これによって、炉心内全セルのセルマスク状態
が常時記憶されるとともに、前述の表示制御手段１７に
よって図形情報３４に変換され、表示装置１９に表示さ
れる。

【００３１】以上の処理を行うことにより、操作員の判
断により随時指定されたセルマスク情報の履歴、および
制御棒操作監視装置７内の制御棒引き抜き阻止インタロ
ックに関わる炉心内監視対象領域を常時確認することが
できるとともに、この定検時炉心作業監視装置１Ａが何
らかの異常によって停止し、再起動した後もそれまでに
設定されていたセルマスク情報を再度運転員が設定し直
すことなく速やかに復旧することが可能となる。

【００３２】図４は、請求項５および６の発明の一実施
例である定検時炉心作業監視装置１Ｂを示すもので、本
実施例の定検時炉心作業監視装置１Ｂは制御棒操作監視
装置７から炉心内の制御棒操作状態を示すプロセス信号
を入力し、ＣＲＤ交換制御装置４１へＣＲＤ交換許可指
令を出力する。ＣＲＤ交換機４３は原子炉建屋の下部に
位置し、ＣＲＤ交換制御装置４１によって制御される。

【００３３】すなわち、定検時炉心作業監視装置１Ｂ
は、プラントとの間でプロセス信号の入出力を行うプロ
セス入出力手段９と、プロセス入出力手段９を介して制
御棒操作監視装置７より得られる全制御棒の挿入／引抜
の操作状態を示すデータを記憶する制御棒操作状態記憶
手段４５と、今回定検期間中に点検を予定しているＣＲ
Ｄの情報を予め記憶している点検対象ＣＲＤ情報格納部
４７と、制御棒操作状態記憶手段４５に記憶されている
全制御棒挿入／引抜状態のデータを基に、各セル内の制
御棒が全引き抜き状態となっているものを検索し、点検
対象ＣＲＤ情報格納部４７に記憶された点検対象ＣＲＤ
の内、対応するセル内の制御棒が全引き抜き状態となっ
たものについて順次ＣＲＤ交換許可指令をＣＲＤ交換制
御装置４１へ出力するＣＲＤ交換操作判定手段４９から
構成されている。

【００３４】本実施例におけるＣＲＤ交換操作判定手段
４９の作用を図５に従って説明する。

【００３５】ＣＲＤ交換操作判定手段４９は、まず制御
棒操作状態記憶手段４５より順次制御棒の現在位置を入
力し（ステップ５１）、入力した制御棒の現在位置が全
引抜状態となっているかどうかを判断し（ステップ５
２）、ＮＯであればステップ５１に戻って次の制御棒に
移行する。ステップ５２でＹＥＳの場合は、点検対象Ｃ
ＲＤ情報格納部４７より今回定検期間中に点検を予定し
ているＣＲＤの情報を入力し（ステップ５３）、これら
点検対象ＣＲＤの中にステップ５２で全引抜状態と判断
した制御棒が対応するかどうか照合する（ステップ５
４）。その結果、ＮＯであればステップ５１に戻って次
の制御棒に移行し、ＹＥＳであれば対応するＣＲＤの点
検作業の開始許可指令をＣＲＤ交換制御装置４１へ出力
する（ステップ５５）。上記処理ステップは、制御棒操
作中にリアルタイムに繰り返される。

【００３６】ＣＲＤ交換制御装置４１は、この点検作業
の開始許可指令を入力することによって、ＣＲＤの点検
開始タイミングを自動的に認識することが可能となり、
運転員が点検対象ＣＲＤの情報をそのつどＣＲＤ交換制
御装置４１に入力する必要がなくなる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
空セルを随時検知して必要に応じてその制御棒の引き抜
きが必要か否かの確認を行った後、既存のインタロック
の監視対象炉心領域から当該空セルを除外するセルマス
ク処理を行うことにより、複数のＣＲＤを同時に点検し
たり、ＣＲＤの点検と燃料の移動を同時に行うことがで
きるので、作業効率が向上するとともに、定期検査工程
上のクリティカルパスとなっている燃料の取り替え作業
およびＣＲＤの分解点検作業等の炉内構造物に関連する
作業に要する期間を短縮し、プラントの可動率を向上さ
せることができる。

【００３８】また本発明によれば、セル内の制御棒が全
引き抜き状態となっているものを随時検出して、対応す
るＣＲＤが点検対象になっているか否かを判断し当該Ｃ
ＲＤの交換開始を許可する指令を出力することにより、
ＣＲＤ点検作業において燃料移動および制御棒操作の状
況を常時監視することなく自動的に作業開始のタイミン
グを得ることができ、操作員の負担を軽減することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の定検時炉心作業監視装置を
示すブロック図である。

【図２】燃料交換方法を説明する図である。

【図３】本発明にかかるセルマスク判定処理について示
す図である。

【図４】本発明の他の実施例の定検時炉心作業監視装置
を示すブロック図である。

【図５】本発明にかかるＣＲＤ交換操作判定手段４９の
作用を説明するフロー図である。

【符号の説明】

１Ａ、１Ｂ………定検時炉心作業監視装置 ３………燃料交換機 ５………燃料交換制御装置 ７………制御棒操作監視装置 ９………プロセス入出力手段 １１………燃料移動情報記憶手段 １３………セルマスク判定手段 １５………入力操作手段 １７………表示制御手段 １９………表示装置 ３１………燃料装荷状態テーブル ３３………セルマスク情報格納部 ４１………ＣＲＤ交換制御装置 ４３………ＣＲＤ交換機 ４５………制御棒操作状態記憶手段 ４７………点検対象ＣＲＤ情報格納部 ４９………ＣＲＤ交換操作判定手段

Claims (6)

【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の燃料移動
   および制御棒操作中に、１本の制御棒の周りにある４本
   の燃料が全て取り出された状態のセルを検知し、当該セ
   ルの制御棒の引き抜きを可能にするために、制御棒引き
   抜き阻止インタロックを有する制御棒操作監視装置内の
   監視対象炉心領域から当該セルを除外することを特徴と
   する定検時炉心作業監視装置。
2. 【請求項２】 沸騰水型原子炉の定期検査時の燃料交換
   制御装置からのプロセス信号に基づいて炉心内の燃料装
   荷状態を記憶する燃料移動情報記憶手段と、 操作員からの要求を入力する入力操作手段と、 前記燃料移動情報記憶手段に記憶されている燃料装荷状
   態に基づいて、１本の制御棒の周りにある４本の燃料が
   全て取り出された状態の空セルを検知し、前記入力操作
   手段を介して入力される操作員からの当該セルの制御棒
   引き抜き許可要求により、制御棒引き抜き阻止インタロ
   ックを有する制御棒操作監視装置に対して前記インタロ
   ックの監視対象炉心領域から当該セルを除外するようセ
   ルマスク指令を出力するセルマスク判定手段とを備えた
   ことを特徴とする定検時炉心作業監視装置。
3. 【請求項３】 前記燃料移動情報記憶手段に記憶された
   燃料装荷状態および前記セルマスク判定手段によって検
   知された空セルの情報を基に、炉心内の燃料装荷状態を
   図形情報に作成する表示制御手段と、 この表示制御手段によって作成された図形情報を表示す
   る表示装置とを備えたことを特徴とする請求項２記載の
   定検時炉心作業監視装置。
4. 【請求項４】 前記セルマスク判定手段によってセルマ
   スク指令が出力されたセルの情報を記憶するセルマスク
   情報格納手段をさらに備えたことを特徴とする請求項２
   または３記載の定検時炉心作業監視装置。
5. 【請求項５】 沸騰水型原子炉の定期検査時の燃料移動
   および制御棒操作中に、セル内の制御棒が全引き抜き状
   態となっているものを検出し、この制御棒を駆動する制
   御棒駆動機構が点検予定の対象であるとき、この制御棒
   駆動機構の交換開始を許可する指令を制御棒駆動機構交
   換制御装置へ出力することを特徴とする定検時炉心作業
   監視装置。
6. 【請求項６】 沸騰水型原子炉の定期検査時の制御棒操
   作監視装置からのプロセス信号に基づいて炉心内の全制
   御棒の挿入／引抜状態を記憶する制御棒操作状態記憶手
   段と、 点検を予定している制御棒駆動機構の情報を予め記憶し
   ている点検対象制御棒駆動機構情報格納手段と、 前記制御棒操作状態記憶手段に記憶されている全制御棒
   挿入／引抜状態および前記点検対象制御棒駆動機構情報
   格納手段に記憶された点検対象制御棒駆動機構の情報に
   基づいて、点検対象の制御棒駆動機構に対応する制御棒
   が全引き抜き状態となったものについて、当該制御棒駆
   動機構の交換開始を許可する指令を制御棒駆動機構交換
   制御装置へ出力する制御棒駆動機構交換操作判定手段と
   を備えたことを特徴とする定検時炉心作業監視装置。