JPS5999289A - 原子炉制御棒制御装置 - 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】 本発明は、原子炉制御棒制御装置に関し、特に、原子炉
の熱出力の制御及び原子炉の停止に使用する制御棒な、
原子炉内に挿入又は引抜きするために用いられる制御棒
駆動機構の制御装置に関するものである。

第１図は、原子炉制御の磁気ジヤツキ式駆動機構の構造
を簡略化して示すものである。図において、原子炉圧力
容器外に取り付けられたリフトコイル／、ムーバブルグ
リッパコイル（以下、ＭＧコイルという）コ、及びステ
ーショナリグリツパコイル（以下、ＳＧコイルという）
３．０３つのコイルは原子炉圧力容器内に収納されてい
る励磁接片を動作させる。即ち、ムーパプルグリツパア
ーマチュアクトステーショナリグリツパアーマチュアは
、それぞれＭＧコイル２及びＳＧコイル３が励磁された
とき、制御棒駆動機構の谷部すなわち溝６ａとかみ合う
ラツチク及びｇを作動する。

ステーショナリラツチざはある位置で制御棒駆動軸６を
保持するために用いられる。ムーバブルラッチ７は、リ
フトコイルｌが励磁されたとき、リフトアーマチュアデ
によって上げ、下げされるもので、制御棒駆動軸６を上
げ（引抜方向への移動）、下げ（挿入方向への移動）す
るために使用される。

尚、／ａはリフト磁極、３ａはステーショナリグリツバ
磁極、Ｓはステーショナリグリツパアーマチュア、７ａ
はムーバブルラッチリンク、にａは（３） ステーショナリラッチリンクである。

第２図は上記制御棒駆動機構の動作シーケンスを示すも
のである。第２図において、第１図中の相当箇所は同一
符号で表わされているが、ムーバブルラッチ７及びステ
ーショナリラッチｇは簡略化して表示されている。

以下、第１図及び第２図を用いて制御棒の引抜きシーケ
ンスと挿入シーケンスについて説明する。

Ａ：引抜きシーケンス （イ）待機状態では、Ｓ（）コイル３が励磁され、ステ
ーショナリラツチｇは閉じていて、制御棒駆動軸を保持
している。〔第２図（ａｔ−（イ）の状態〕（ロ）　　
ＭＧコイルコを励磁してムーバブルラッチクを閉じる。

〔第２図（ａｌ　−（ロ）の状態〕Ｈ８Ｇコイル３を消
磁してステーショナリラッチｇを解放する。〔第２図（
ａ）−（ハ）の状態〕に）　リフトコイル／を励磁して
リフトアーマチュア９を動作させムーバブルグリッパア
ーマチュアｔを上昇させる。これによりムーバブルラッ
チクで支持された制御棒駆動軸Ａを制御棒駆動軸の溝６
ａの１つ分だけ矢印方向に上昇させる。

〔第一図ｆａｌ−に）の状態〕

（ホ）　ＳＧコイル３を励磁しステーショナリラッチ、
　　ｔを閉じる。〔第２図（ａ）−（ホ）の状態〕（へ
）　Ｍ（）コイル２を消磁してムーバブルラッチクを解
放する。〔第一図（ａ）−（へ）の状態〕（ト）　　リ
フトコイル／を消磁してリフトアーマチュアデを矢印方
向に下降させる。〔第一図（ａ）　−（））の状態〕 ｆ７＋（ロ）から（ト）の動作を繰り返す。

Ｂ：挿入シーケンス （イ）待機状態では、ＳＧコイル３が励磁され、ステー
ショナリラツチｇは閉じていて、制御棒駆動軸６を保持
している。〔第２図（ｂ）　−（イ）の状態〕仲）　リ
フトコイルｌを励磁して、リフトアーマチュアデを矢印
方向に上昇させる。〔第２図（ｂｌ　−（ロ）の状態〕 （ハ）ＭＧコイルコを励磁して、ムーバブルラッチクを
閉じる。〔第２図（ｂ）　−ｒ→の状態〕に）　ＳＧコ
イル３を消磁して、ステーショナリラ（４’） ツチｇを解放する。〔第２図（ｂ）−に）の状態〕（川
　リフトコイル／を消磁してリフトアーマチュア９を下
降させ、ムーバブルグリッパアーマチュアｑを下げる。

これで制御棒駆動軸６を、その溝６ａの１つ分だけ矢印
方向に下降させる。

〔第２図（ｂ）−（ホ）の状態〕 （へ）８Ｇコイル３を励磁して、ステーショナリラツチ
ｔを閉じる。〔第２図（１））−（へ）の状態〕（））
Ｍ（）コイル２を消磁して、ムーバブルグリツパラツチ
クを解放する。〔第２図（ｂ）　−（））の状態〕（ホ
）（ロ）から（ト）の動作を繰り返す。

上述の如く、制御棒の原子炉内への挿入あるいは引抜き
動作は制御棒駆動機構の８Ｇコイル、ＭＧコイル、及び
リフトコイルの３種類のコイルに順次、直流電流を供給
することにより行われ、また制御棒を駆動しないときは
、ＳＧコイルを励磁し続けることＫより、一定位置で保
持される。ここで、制御棒を駆動しないとき〔第一図（
ａ）及び（ｂ）−（イ）〕は、８Ｇコイルを励磁しなけ
れば制御棒は原子炉の内に落下してしまうことに注目す
ることが重要である。

制御棒駆動機構の３柿類のコイルに対する直流電流の供
給は制御棒制御装置により行われる。従来、この神の装
置として第３図に示すものがあった。同図に於て、負荷
１０．．２０及び３０は、それぞれ前述の制御棒駆動機
構の３種類のコイルに相当する。即ち、負荷１０は複数
個の制御棒駆動機構のＢＧコイルに相当し、負荷コ０は
複数個の制御棒駆動機構のＭＧコイルに相当し、負荷３
０は複数個の制御棒駆動機構のリフトコイルに相当する
。各負荷は３群の負荷から成る。即ち、第１組の負荷Ｉ
Ｏは、第１群／コ、第コ群／’Ｉ及び第３群ｌ乙のＳＧ
コイルから成る。これら３群／、２゜／４（、及び／乙
の負荷は、全部同一レベル（ＳＧコイルを励磁して制御
棒を保持する場合）の直流シーケンスを必要とし、群別
に順次制御棒を駆動するが、制御棒を駆動させない期間
でも制御棒な一定位置に保持するために、全ての制御棒
駆動機構のＳＧコイルに通電しておく必要があるため、
第２組及び第３組の負荷のように切替動作されな℃１゜ 第２組の負荷２０も同様に、第１群コ２、第λ群コ１１
及び第３群２６のＭＧコイルから成る。

これら３群の各々の負荷は全て同一レベルの直流シーケ
ンスをやはり必要とするがその励磁期間は異なる。

即ち、３群の制御棒の全部が駆動されるが、その駆動時
間が違う。従って第１群の制御棒は、第１群の８Ｇコイ
ル、第１群のＭＧコイル、及び第１群のリフトコイルを
備えた第１群の制御棒駆動機構によって駆動される。第
２群の制御棒は第２群の８Ｇコイル、ＭＧコイル及びリ
フトコイルを備えた第２群の制御棒駆動機構によって駆
動される。同様に、第３群の制御棒は、第３群の制御棒
駆動機構によって駆動される。

各群の制御棒の駆動シーケンスは前述の如く、各制御棒
駆動機構の３種類のコイルに順次通電することより行わ
れる。

三相電力は三相電源ｌＩＯによって複数個の電カニニッ
トｔＩ２．グ６．Ｓθ、Ｓ２及び５４（へ供給（ワ　） される。この′亀カニニットは後述する基準電流源の基
準電流信号に基づき予定の多レベル（通常は３つのレベ
ル）値で直流出力を供給する。第７電力ユニツ）４ｔコ
は単一の線路ｐ＋として図示された線路を通して三相電
源ａＯから三相電力を受ける。第１電力ユニツ）４（，
２は複数個の制御棒駆動機構ノリフトコイルへ直流シー
ケンスを提供するための電カニニットである。三相電源
ｑｏかもの第コの出力は線路ｐｇを通して第コ電カニニ
ットｑ６へ供給される。第、２電力ユニツトグ６は複数
個の制御棒駆動機構のＭＧコイルに直流電流を提供する
ための電カニニットである。三相電源１６からの第３出
力ｌＩ９からそれぞれ線路、ｔＡ　、、！ｔ＃及び６θ
を介してそれぞれ３つの別々の電カニニット５θ、Ｓ２
及びｓｑへ三相電源が供給される。

電カニニットｓｏ、ｓｓ及びｓｌＩはそれぞれ複数個の
制御棒駆動機構の８（）コイルに所定シーケンスで直流
を提供するための電カニニットである。

各負荷／、２　、　／４（及び１６のそれぞれに別々の
電カニニット５θ、３２及びｓｑを設けている理由Ｃｇ
） は、制御棒駆動装置の動作中、一群の制御棒が挿入また
は引抜きされるとき、残りの制御棒群の制御棒駆動機構
のＳＧコイルを附勢して、これらの制御棒を一定位置に
保持することが必要なためである。例えば、もし第１群
の制御棒駆動機構が附勢されるべきである場合、即ち、
第１組ｉｏの第１群の負荷（８（）コイル）ｌコ、第コ
組：ＬＯの第１群の負荷（ＭＧコイル）２コ及び第３組
３０の第１群の負荷（リフトコイル）３コを所定の直流
シーケンスに従い１１次附勢する場合、第１組１０の第
２群及び第３群の負荷／４’及び１６を附勢して、これ
らの制御棒駆動機構により駆動される制御棒が原子炉の
中へ落下することを防止することが必要なためである。

６２は通常、３つのレベルすなわち零電流値（コイルを
消磁しておく電流値）、低限電流値（制御棒保持に必要
な電流値）、及び全電流値（制御棒を最初に駆動すると
きのみ必要な電流値）を有する基準電流信号を所定シー
ケンスで発生する周知の基準電流源であり、基準電流源
６コから供給される各基準電流信号に応じて各ｍカニニ
ットから欅々の負荷へ直流が供給される。基準電流源６
２は線路６１により、第１基準電流信号を第１′醒カニ
ニツト４１２へ供給する。第１電カニニツトｌＩ２、即
ち、制御棒駆動機構のリフトコイル用の電カニニットか
らの直流出力を調整するために、第１基準電流信号が使
用される。第１電カニニツト４！コからの直流出力が、
第１群、第一群及び第３群の負荷３２、．７＋及び３６
の内のいずれか１つへそれぞれ線路ｔｇ、ｔｏ及びｇ、
２を介して送られるように、第１電カニニツトグーから
の出力は第１切替回路６６（例えば外部のバンク選択回
路によって制御されるもの）によって選択される。

同様に、基準電流源６．２からの第一基準電流信号は、
複数個の制御棒駆動機構のＭＧコイル用電電カニニット
ある第３電力ユニツトグ６へ線路クダを介して供給され
る。この第１電カニニツト４！コからの直流出力は第一
切替回路７６へ供給され、基準電流源６．２からの第２
基準電流信号に応じて第１群、第２群及び第３群の負荷
、２２、．２１及び２乙の内のいずれか１つへ、それぞ
れ線路６ｔ。

７θ及びクコを介して直流を供給する。

基準電流源６２は線路ｇ’ｌ、ｇＡ及びｔｒｔｒにより
、それぞれＳＧコイル用電電カニニットある第３電力ユ
ニツ）５（１７，５，２及び、１＋へ３つの別々の第３
基準電流信号群を供給する（但し、全群とも保持状態に
おいては同一の直流レベルの基準電流信号が供給される
）。これら３つの電カニニットへ別々の第３基準電流信
号群が供給されている理由は一群の制御群が挿入または
引抜きされるとき、残りの制御棒群の制御棒駆動機構の
ＳＧコイルを附勢して、これらの制御棒を一定位置に保
持することが必要なためである。尚、第１及び第２電カ
ニニツトはサイリスク式コンバータとして構成してもよ
くまた第１及び第一切替回路もサイリスク式スイッチ装
置として構成してもよい。

従来の装置は以上のように構成されているので、制御棒
待機状態において８Ｇコイルの励磁機能が喪失した場合
、ステーショナリラッチが開いて制御４１駆動軸を保持
することができず制御棒が原子Ｌ／／ノ 炉の炉心に落下し、場合によっては原子炉停止に至ると
いう欠点があった。

この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、待機状態ではステーショナリラッ
チとムーバブルラッチの両方で制御棒を保持するように
して８Ｇコイルの励磁機能が喪失し、ステーショナリラ
ツチが開いても、ムーバブルラッチにより制御棒を保持
し原子炉の運転をつづける事ができる装置を提供するこ
とを目的としている。

斯かる目的を達成するため、本発明に係る原子炉制御棒
制御装置は、所定複数群のリフトコイル；該所定複数群
のうちの一群のリフトコイルを所定シーケンスで順次選
択する切替回路；三相電源を、複数の基準レベルを順次
発生する基準電流源の第１基準電流信号に基づくレベル
の直流電流に変換し、これを前記切替回路を介して一群
のリフトコイルへ供給する第１’ＦＩＥカニニット；前
記所定複数群と同数群のムーバブルグリッパコイル；該
所定複数群のムーバブルグリッパコイルにそれぞれ対（
／２　） 応して設けられ、前記三相電源を、前記基準電流源から
の前記所定シーケンスを有する各々別々な第２基準電流
信号群に基づくレベルの直流電流にそれぞれ変換し、こ
れを前記所定複数群のムーバブルグリッパコイルにそれ
ぞれ供給する第２電カニニット；及び、前記所定複数群
と同数群のステー７ヨナリグリツパコイル；該所定複数
群のステー７ヨナリグリツパコイルにそれぞれ対応して
設けられ、前記三相電源を、前記第２基準電流信号群に
それぞれ対応した各々別々な第３基準電流信号群に基づ
くレベルの直流電流にそれぞれ変換し、これを前記所定
複数群のステー７ヨナリグリツパコイルにそれぞれ供給
する第３電カニニット：を備え、前記第１．第一、及び
第３基準電流信号に基づき各前記型カニニットを介して
一群の制御棒の挿入・引抜操作を行なうとともに挿入・
引抜操作外の前記第一及び第３基準電流信号群が挿入・
引抜操作外の前記第一及び第３電カニニツトをそれぞれ
介して前記ムーバブルグリッパコイル及びステー７ヨナ
リグリツパコイルを附勢することな特徴とする構成を有
している。

以下、添附図面第グ図に示された実施例に沿って本発明
を説明する。

第９図において第３図と異なる点は、新たに別の第３電
カニニツト９０及びタコを設けた点であり、これらはそ
れぞれ第コ組コθの第２群コグ及び第３群２乙の負荷（
ＭＧコイル）Ｋ直流シーケンスを供給している。尚、こ
れらの第一電カニニットが三相電源ｙｏ及び基準電流源
６２にも接続されていることは第３電カニニツトの場合
と同様である。言い換えると、第３図の従来装置と異な
る点は、第３図の第ユ多重化器７６を除去し、第コ組−
〇のＭＧコイル負荷への直流シーケンスを切替えせずに
別々の第２電力ユニツ）ｌＩ４，９θ及び９コから直流
電流を第一組負荷２０へ供給する構成としたことである
。このため、第一電力ユニツ）＋４．９０及び？−へは
、ｍ３１１Ｌカニニツトの場合と同様、群同士の同期を
とるため所定シーケンスを有し各々別々の第−基準基準
信号群９９．９９及び９Ａがそれぞれ入力されている。

これらの第−基準信号群は第３基準信号群を弘。

ｇｔ及びにｇにそれぞれ対応している。

制御棒保持状態（例えば第２図（ａ）及び（１））−（
イ））において従来装置では、第１組１０の負荷（ＳＧ
コイル）だけに直流保持電流を供給していたが、本発明
装置では第一電力ユニツ）＋Ａ、９０及び９２の構成を
第３電力ユニットタθ、タコ及びタグと同じ構成にし、
従って同時に第λ組−〇の負荷（ＭＧコイル）にも直流
保持電流を供給し、制御棒駆動軸６（第１図）をステー
ショナリラツチｇ（第１図）とムーバブルラッチ？（第
１図）の両方で保持するようにしている。第３図の従来
装置の第３電カニニツトの構成で説明したのと同様Ｋ、
各負荷２λ、コダ及び２乙のそれぞれに別々の第一電力
ユニツ）ｉ％Ａ、ｑθ及び９２を設けている理由はＭ（
）コイルについても、制御棒駆動機構（第１図）の操作
中、一群の制御棒が挿入又は引抜きされるとぎ、残りの
群の制御棒駆動機構のＭ（）コイルを附勢したままにし
ておこうとする意図があるためである。

（１５） 従って第３電カニニット５θ、タコ又は５ｔｉｔが故障
してステーショナリラツチざが開こうとしてもムーバブ
ルラッチクが閉じているため制御棒は落下しない。又、
第２電力ユニツ）ｆＡ　、　ｑθ又は９コが故障してム
ーバブルラッチが開こうとしても今度はステーショナリ
ラツチｇが閉じているため制御棒は落下しない。

以上のようにこの発明によれば、制御棒待機状態におい
ては、ＳＧコイルとＭＧコイルの両方を附勢して制御棒
をステーショナリラツチとムーバブルラッチの両方で保
持するようにしたので、不必要な制御棒の落下を防ぎ、
計画外の原子炉停止を防ぐことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は原子炉における制御棒駆動機構の概略断面図、
第２図ｔａ）及び（ｂ）は制御棒駆動機構の動作シーケ
ンスを示す図、第３図は従来の原子炉制御棒駆動装置の
ブロック図、そして第９図はこの発明の一実施例による
原子炉制御棒制御装置のブロック図、である。 （Ｉ６） 図において、ｌθは第１組負荷（ＳＧコイル）、２０は
第２組負荷（ＭＧコイル）、３θは第３組負荷（リフト
コイル）、ｙｏは三相電源、４１．２は第７電カニニツ
ト、ダ＆、ｑθ及びｑλは第一電カニニット、りＯ，Ｓ
：を及びＳｑは第３電カニニツト、６２は基準電流源、
６６は切替回路、Ｉ２゜２コ及び３コは第１群負荷、／
４’　、　、２４’及び３ダは第２群負荷、Ｉ６，２＆
及び３６は第３群負荷、である。 尚、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人　　葛　　野　　信　　− 焔１図 く　　　　　　　　　　山

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 所定複数群のリフトコイル；該所定複数群のうちの一群
   のリフトコイルを所定シーケンスで順次選択する切替回
   路シ三相電源を、複数の基準レベルを順次発生する基準
   電流源の第１基準電流信号に基づくレベルの直流電流に
   変換し、これを前記切替回路を介して一群のリフトコイ
   ルへ供給する第１電カニニット；前記所定複数群と同数
   群のムーバブルグリッパコイル；該所定複数群のムーバ
   ブルグリッパコイルにそれぞれ対応して設けられ、前記
   三相電源を、前記基準電流源からの前記所定シーケンス
   を有する各々別々な第２基準電流信号群に基づくレベル
   の直流電流にそれぞれ変換し、これを前記所定複数群の
   ムーバブルグリッパコイルにそれぞれ供給する第１電カ
   ニニツト；及び、前記所定複数群と同数群のステーショ
   ナリグリッパコイル；該所定複数群のステーショナリグ
   リッパコイルにそれぞれ対応して設けられ、前記三相電
   源を、前記第２基準電流信号群にそれぞれ対応した各々
   別々な第３基準電流信号群に基づくレベルの直流電流に
   それぞれ変換し、これを前記所定複数群のステーショナ
   リグリッパコイルにそれぞれ供給する第３電カニニット
   ；を備え、前記第１．第２゜及び第３基準電流信号に基
   づき各前記型カニニットを介して一群の制御棒の挿入・
   引抜操作を行なうとともに挿入・引抜操作外の前記第コ
   及び第３基準電流信号群が挿入・引抜操作外の前記第λ
   及び第３電カニニツトをそれぞれ介して前記ムーバブル
   グリッパコイル及びステーショナリグリッパコイルを附
   勢することを特徴とする原子炉制御棒制御装置。