JPS5999292A - 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を、
原子炉内に挿入又は引抜穴するために用いらねる制御棒
部１＃Ｊ機構の制御装置に関するものである。

第１図は、原子炉制御棒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ｌ、ムーバブル
グリッパコイル（以下、ＭＧコイルという）２、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、の３つのコイルは原子炉圧力容器内に収納さねて
いる励磁接片を動作させろ。即ち、ムーバプルグリツパ
アーマチュアグとステーショナリグリツパアーマチュア
は、それぞれＭ（）コイル２及びＳＧコイル３が励磁さ
れたとき、制御棒駆動軸ｔの谷部すなわち溝６ａとかみ
合うラッチ７及びｇを作動する。

ステイショナリラツチｔ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。ムーバブルラッチクは、リ
フトコイルｌが励磁されたとき、リフトアーマチュアタ
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、／ｆｉはリフト磁極、３ａはステーショナリグリツ
パ磁極、Ｓはステーショナリグリツパアーマチュア、７
ａはムーバブルラッチリンク、ｆｆａはステーショナリ
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
テーショナリラツチｔは簡略化して表示されている。

（３） 以下、８７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、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を保持して
いる。〔第２図（ａｔ　−（イ）の状態〕（０１ＭＧコ
イルコを励磁してムーバブルラッチ７を閉じる。〔第２
図（ａ）　−（ロ）の状態〕ヒ→　ＳＧコイル３を消磁
してステーショナリラツチざを解放する。〔第２図（ａ
）　−Ｃ→の状態〕に）　リフトコイル／を励磁してリ
フトアーマチュアデを動作させムーバブルグリツパアー
マチュアダを上昇させる。これにより制御棒駆動軸６を
制御棒駆動軸の溝６ａの１つ分だけ矢印方向に上昇させ
る。〔第コ図＋ａ）−（勾の状態〕（＠１３ＧコイルＪ
を励磁しステーショナリラツチざを閉じる。〔第２図（
ａ）　−（羽の状態〕（ハ）　ＭＧコイルコを消磁して
ムーバブルラッチ７を解放する。〔第一図（ａ）　−Ｐ
→の状態〕（’Ｉ） （ト）　　リフトコイルｌを消磁してリフトアーマチュ
アタを矢印方向に下降させる。〔第２図（ａ）　−（ト
）の状態〕 （ブう　（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８Ｇ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〕（ロ）　リ
フトコイルｌを励磁してリフトアーマチュア？を矢印方
向に上昇させる。〔第一図（ｂｌ　−（ロ）の状態〕 ｅ→　ＭＧコイルλを励磁してムーバブルラッチ７を閉
じる。〔第２図（ｂｌ　−Ｐｉの状態〕に）　ＳＧコイ
ル３を消磁して、ステーショナリラツチｇを解放する。

〔第２図（ｂ）−に）の状態〕（（ホ）　リフトコイル
ｌを消磁してリフトアーマチュアデを下降させ、ムーバ
ブルグリツパアーマチュアダを下げる。これで制御棒駆
動軸６を、その溝６−ａの１つ分だけ矢印方向に下降さ
せる。〔第２図（ｂ）　−（利の状態〕 （へ）　ＳＧコイル３を励磁して、ステーショナリラツ
チざを閉じる。〔第２図（ｂ）−（へ）の状態〕（トＩ
Ｍ（）コイルλヲ消磁して、ムーバブルグリッパラッチ
７を解放するー（第２図（ｂ）　−（ト）の状態〕（例
　（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
操作は制御棒駆動機構のＳＧ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
すること九より行われ、また制御棒を駆動しないときは
、ＳＧコイルを励磁し続ケルコとにより、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２図（
ａ）及び（ｂ）　−（イ））は、Ｓａミコイル励磁しな
けれは制御棒は原子炉の内に落下してしまりことに注目
することが重要である。

制御棒駆動機構の３種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、この種の装
置として第３図に示すものがあった。同図に於て、負荷
１０．２θ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Ｓａミコイル相当し、負荷コθは複
数個の制御棒駆動機構のＭＧコイルに相当し、負荷３θ
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１０
は、第７群／２．第λ群ｌグ及び第３群／乙のＳＧコイ
ルから成る。これら３群ｌコ。

／り、及び１６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を一定位置妊保持するために
、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％ｚ０ 第２組の負荷−〇も同様に、第１群、２コ、第λ群、２
４’、及び第３群コロの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。

（７） 即ち、３群の制御棒の全部が駆動されるが、その駆動時
間が違る。従って第１群の制御棒は、第７群のＳＧ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ねる。第
２群の制御棒は第２群のＳＧコイル、ＭＧコイル及びリ
フトコイルを備えた第一群の制御棒駆動機構によって駆
動される。同様忙、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ねる。

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により行
われる。

三相電力は三相電源ｌｌ０Ｋよって複数個の電カニニッ
ト４ｔコ、グＡ、！０．左コ及び夕ｑへ供給される。こ
の電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１電力ユニツトダコは単一の線路’
Ｊ４として図示された線路を通して三相電源ｌθから三
相電力を受ける。第１電カニニツトクコは複数個の制御
棒駆動（ざ　） 機構の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ｌＩｏからの第２の出力
は線路グざを通して第２’ｆｔカユニツトダ６へ供給さ
れる。第１電力ユニツトダコ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ｌＩ６からの第３出力ダ？からそれぞれ線路３
４　、ｋｇ　、及び６０を介してそれぞれ３つの別々の
電カニニットｒＯ，３２、及びｓｌＩへ三相電源が供給
される。電カニニット５θ、５２゜及びＳａはそれぞれ
複数個の制御棒駆動機構のＳＧ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　、　／Ｑ　、及びｌ乙のそれぞれ忙別々の電カニニ
ット３０．１２及びタダを設けている理由は、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ｉｍｔθの
第１群の負荷（ＳＧコイル）１２、第λ組コθの第１群
の負荷（ＭＧコイル）、２２及び第３組３θの第１群の
負荷（リフトコイル）３コを予定の直流シーケンスに従
い順次附勢する場合、第１組１０の第２群及び第３群の
負荷／’Ｊ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に落下すること
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
６２から供給される各基準電流信号に応じて各電カニニ
ットから種々の負荷へ直流が供給される。基準電流源６
２は線路６ｔにより、第１基準電流信号を第１電カニニ
ツト弘コへ供給スる。第１電力ユニツｈｌ１２、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電力ユニツトダコからの直流出力が、第１群
、第２群及び第３群の負荷、？　２　、　Ｊ　９及び３
６の内のいずれか１つへそれぞれ線路ｑｇ　、ｇｏ　、
及びｇコを介して送られるよ５に、第１電カニニツトｌ
Ｉ２からの出力は第１切替回路１，１．（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ユからの第一基準電流信号は、複
数個の制御棒駆動機構のＭＣ）コイル用事カニニットで
ある第１電力ユニツトダコへ線路７弘を介して供給され
る。この第２電カニニツトクロからの直流出力は第２切
替回路７６へ供給され、基準電流源６ユからの第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λコ
、２り及び２６の内のいずれか１つへ、それぞれ線路４
Ｉｒ。

７０及び７２を介して直流を供給する。

基準電流源６２は線路ｆｆ１Ｉ、ざ６及びｇｇＫより、
それぞれＳＧコイル用電電カニニットある第３電カニニ
ットｓｏ、ｒコ及びタダへ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（ｌ／） 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押出は２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。尚、？ｊ
４　／及び第２電カニニツトはサイリスタ式コンバータ
として構成してもよく、またｆ１４　／　Ｅび第２切替
回路もサイリスタ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ハているので制御棒待
機状態においてＳＧコイルの励磁機能が喪失した場合、
制御棒駆動軸を保持することが出来ず、制御棒は落下し
、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ＳＧコイルの主型カニニットによる
励磁機能が喪失した場合、故障検出部、補助型カニニッ
ト、及び補助切替回路によりＳＧコイルの選択励磁を行
い制御棒を保持する（／コ） 事ができる装置を提供することを目的としている。

即ち、ＳＧコイルの励磁機能を二重化し、信頼性の高い
装置としている。

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２群のリフトコイルを所定シーケンスで順次選
択する第１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基準電流イ、１号に基づ
くレベルの直流電流に変換し、これを前記第１切替回路
を介して２群のリフトコイルへ供給する第１′屯カニニ
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ａ数群の５Ｆ−）一群のムーバブルグリッ
パコイルを前記所定シーケンスで順次選択する第一切替
回路：前記三相電源を、前記基準電流源の第一基準電流
信号に基づくレベルの直流電流に変換し、これを前記第
一切替回路を介して２群のムーバブルグリッパコイルへ
供給する第λ電カニニット；前記所定複数群と同数群の
ステーショナリグリツパコイル；及び、該所定複数群の
ステーシヨナリグリソバ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
定複斂群のステーショ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
２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３基準電流信号群が挿入・引抜操作
外の前記第３ｔカニニツトを介して前記ステーショナリ
グリツパコイルを附勢する原子炉制御棒制御装置におい
て； 前記三相電源に接続された補助電カニニット；該補助電
カニニットの出力端子といずれかの群の前記ステーショ
ナリグリッパコイルとの間に接続される補助切替回路；
及び、各前記第３電カニニツトの出力端子、前記補助電
カニニットの入力端子、及び前記補助切替回路の入力端
子に接続された故障検出部：を更に備え、前記故障検出
部は前記第３電カニニツトのいずれかから直流出力信号
が発生されない故障時に、これを検出して当該故障電カ
ニニットに対応する群の前記ステーショナリグリッパコ
イルが励磁されるように前記補助切替回路を選択制御す
ると同時に前記補助電カニニットから制御棒保持に必要
な直流電流が供給されるように制御するものであること
を特徴とする構成を有している。

以下、添付図面第ダ図に示された実施例に沿って本発明
を説明する。

第を図において、第３図と異なる点は、故障検出部７θ
、補助電カニニット４（／　、及び補助切替回路？ｌを
設けた点であり、故障検出部９０は第３電カニニツトｇ
ｏ　、ｊコ、及びタグの出力線９２゜９９、及びワ６か
らの電流値信号を入力するように接続されている。故障
検出部？θは、更に・、三相電源ｑｏｒ１ｃ接続された
補助電力ユニッ）９／及びこれといずれかの群のＳＧコ
イルとの間に接続された補助切替回路？／Ｉｃ接続され
ており第３電カニニット左θ、Ｓ２及びタグのいずれか
の出力（ｌＳ） 電流値に異常、例えば電流が流れないことを検知すると
、補助電力ユニツ）＋／を起動すると同時に補助切替回
路？／に、第３電カニニツトｓθ。

タコ、及びタグの内どの出力電流が異常であるのかを知
らせ、これにより補助切替回路ｑ／は補助電力ユニット
グｌの出力点９ｇを、当該故障電カニニットｓθ、、５
−ｕ、及び＆４ｉに対応した群のＳＧコイル負荷／Ｊ　
、　／ｌｌ、又は／６に切替接続する。

尚、補助電力ユニツ）４Ｚ／としては第３電カニニツト
のバックアップ用として設けられたサイリスタ式のもの
を用いることができ、第３電カニニツトと機能的にほぼ
同一であるが定電流制御回路構成より簡素な定電圧制御
回路構成を有しており、基準電流源６２からの基準電流
信号は用いられていない。また、補助切替回路９／も第
１及び第２切替回路と同様、サイリスタ式のスイッチ装
置として構成してもよい。

このシステムでは、制御棒の挿入・引抜き機能について
は従来システムと何ら変わりはないが、制御棒を保持し
ているＳａミコイル励磁機能が喪（１６） 失した場合、これを検知して、他の補助電カニニットに
より当該ＳＧコイルを励磁することにより制御棒を落下
させないという特有の機能を有する。

例えば、第３電カニニツトｓθが故障し、第１組ＩＱの
第１群のＳＧコイル負荷／Ｊに対し、制御棒保持に必要
な電流が供給されなくなった場合、こり電流の異常すな
わち不存在を出力点７．２で故障検出部９０が検出し、
故障検出部９０は、線路＋、１を介して三相電源ｑθか
ら供給される電源により、当該故障電カニニットに対応
した第１群のＳＧコイル負荷／２が励磁さｉするように
三相電源を補助電力ユニツ）ｌ／で整流し且つ補助切替
回路り／により出力点？ｆｆを出力点ｑλに切替接続す
るよう指令する。従って第３電カニニツトｚ。

が故障してステーショナリラッチＩｆ　（１′Ｌ／図）
が開こうとしても補助電力ユニットダｌが第３＠カニニ
ツトＳＯに代って３４　／組ｉｏの第１群の負荷（Ｓａ
ミコイル１２に対し制御棒保持に必要な電流を供給する
ため制御棒は落下せず一定位置に保持される。

第３電カニニツト５２あるいは５１１．で故障が発生し
ても、上記と同様にそれぞれ第コ群、及び第３群の制御
棒を第２図（ａ）及び（ｂ）　−（イ）の状態に保持す
る事ができることは営うまでもない。

以上のように、この発明によれば、第１組のＳ（）コイ
ル負荷ＩＱへ供給する電流の異常を監視し、異常があれ
ば補助電力ユニットリ／が第３市カニ＝ｙトｓｏ、ｓ、
２．又はｊ＜’に代−’：）テ第１組のＳＧコイル負負
荷ｌへ励磁電流を供給するように構成したので、不必要
な制御棒の落下を防ぎ、計画外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】

Ｐ、７図は見子炉における制御棒駆動機構の概略断面図
、第コ図ｆａ）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制御装置
のブロック図、そして第を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。 図において、ｌθは第１組負荷（ＳＧコイル）、コＯは
第２組負荷（Ｍ（）コイル）、３θは第３負荷（リフト
コイル）、グθは三相電源、グコは第１Ｑｌユニツト、
グ６は第一電カニニット１．ヤθ。 Ｓ２．及びＳダは第３電カニニツト、６ユは基準電流源
、乙６は第１切替回路５７６は第２切替回路、／２，２
２．及び３２は第１群負荷、／グ。 ２ｔ、及びＪ４’は第一群負荷、ｌ乙、、２Ａ、人び３
６は第３群負荷、１１．ｌは補助型カニニット、９θは
故障検出部、？ｌは補助切替回路である。 尚、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人　　葛　　野　　信　　− −５４・ 芹２図 （ａ） １０　　牙１銀や＄Ｉ （ＳＧコイＩり 親才２阻１街　視才３逼警術 （ＭＧコイＩＬ）（す７トコイ１シ）

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２群
   のリフトコイルを所定シーケンスで順次選択する第７切
   替回路；三相電源を、複数の基準レベルを１１直次発生
   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、これを前記第１切替回路を介して２群
   のリフトコイルへ供給する第１電力、：Ｌニット；前記
   所定複数群と同数群のムーバブグリツノクコイル；該所
   宇複数群のうちの２群のムーバブルグリッツぐコイルを
   前記所定シーケンスで順次選択するＮｆ、２切替回路；
   前記三相電源を、前記基準電流源の第１基準電流信号に
   基づくレベルの直流電流に変換し、これを前記第２切替
   回路を介して２群のムーノ（プルグリッツ−コイルへ供
   給する第２ｆＷカニニット；前記所宇複数群と同数群の
   ステーショナリグリツノ庁コイル：及び、該所定複数群
   のステーショナリグ＋１ツノぐ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３基準雷１流信
   号群に基づくレベルの直流電流にそねぞれ変換し、これ
   を前記所定複数群のステーショナリグリツノぐコイルに
   それぞれ供給する笛、？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２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３基準電流信号群が挿
   入・引抜操作外の前記第３電カニニツトを介して前記ス
   テーショナリグリツノぐコイルを附勢する原子炉制御棒
   制御装置において：前署己三相電源に接続された補助電
   カニニット；該補助電カニニットの出力端子といずねか
   の群の前記ステーショナリグリツノξコイルとの間に接
   続されろ補助切替回路；及び、各前記第コミカニニット
   の出力端子、前記補助型カニニットの入力端子、及び前
   記補助切替回路の入力端子に接続された故障検出部：を
   更に備え、前記故障検出部は前記第３雪カニニツトのい
   ずれかから直流出力信号が発生さＦ＋−ｔｒい故障時忙
   、これを検出して当該故障雫カニニットに対応する群の
   前記ステ−ショナ１１グリッツぐコイルが励磁されるよ
   うに前記補助切替回路を選択制制御すると同時に前記補
   助型カニニットから制御棒保持に必要な直流常流が供給
   されろように制御するものであることを特徴とする原子
   炉制御棒制御装置。