JPS60105916A - 移動物体検出装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 この発明は移動物体検出装置に関するものであり、例え
ば原子炉における制御棒の落下を検出する移動物体検出
装置に関するものである。

〔従来技術〕

従来、この亀の装置として、第１図および第２図に示す
ような制御棒の位置を検出するためのものがあった。第
１１図において、原子炉の炉心部を収納する高圧密閉容
器（１）内には、その上部突出部（１０１）に互いに、
並列接続された巻線素子（１ａ）〜（１ｅ）が巻回され
ている。突出部（１０１）の内部では御棒駆動軸（２）
の下方には移動物体すなわち制御奉（図示せず）が取付
けられている。第２図は、第１図に示された巻線素子（
１ａ）〜（１ｅ）からの信号によって制御棒の位置を検
出する回路の一例を示す。

第２図において、（３）は交流電源、（４ａ）〜（４ｄ
）は隣接する巻線素子（１ａ）〜（１ｅ）のインダクタ
ンスの差を検出するインダクタンス差検出回路、（５）
は制御棒駆動軸（２）の位置を表示する表示器であって
、それぞれインダクタンス差検出回路（４ａ）〜（４ｄ
）に接続される表示素子（５ａ）〜（５ｄ）を備えてい
る。抵抗（６ａ）〜（６ｅ）は巻線素子（１ａ）〜（１
ｅ）とインダクタンス差検出回路（４ａ）〜（４ｅ）の
入力間において一端が接続されたものである。

次に動作について説明する。いま、強磁性体である制御
棒駆動軸（２）が巻線素子（１ａ）に挿入されると、巻
線素子（１ａ）の自己インダクタンスが増加し、インダ
クタンス差検出回路（４ａ）に出力が発生して表示素子
（５ａ）が点灯する。次に、制御棒駆動軸（２）が巻線
素子（１ａ）と（１１−＋）に挿入されると、巻線素子
（１ａ）および（１ｂ）の双方の自己インダクタンスが
増加し、インダクタンス差検出回路（４ａ）の出力が消
滅して表示素子（５ａ）は消灯する。それと同時にイン
ダクタンス差検出回路（４ｂ）の出力が発生して、表示
≦に子（６ｂ）が点灯する。以下同様に巻線素子（ＩＣ
）から（１ｄ）に制御棒駆動軸（２）が順次挿入される
と、インダクタンス差検出回路（４ｃ）から（４ｄ）’
の出力が発生し、表示素子（５Ｃ）および（５ｄ）が順
次点灯。

消灯する。また制御棒駆動軸（２）が逆に巻線素子（１
ｄ）から（１ａ）に引抜かれる時も、挿入時と同じ態様
で、インダクタンス差検出回路（４ｄ）から（４ａ）の
出力が順次発生し、表示素子は（５ｄ）から（５ａ）へ
順次点灯、消灯する。

一般に原子炉では、複数の制御棒が設けられ、かつその
制御棒の各々に対応して第２図に示されるような制御棒
の位置検出が設けられて、以上説明したような正常状態
における制御棒の定常位置を検出している。

しかしながら、第２図に示された装置は正常状態におけ
る制御棒の位置検出は行うが、異常な、制御棒落下によ
る異常原因の解析を可能とするような機能は有していな
かった。原子炉で異常が発生すると、強制的にトリップ
信号を発生させて、全制御棒を炉内に落下させるように
しているが、もし落下状態を検出して記録することがで
きれば、異常原因の解析を行う上で好ましい。

〔発明の概要〕

この：′Ｉ目明は、以上の点に鑑みて為されたもので、
異常時の移動物体、すなわち制御棒の落下状態として各
制御棒の落下順序、落下速度等を検出し、それを記録す
る手段を設けることにより、原子炉、特に７戦士力ｈｍ
プラントの異常発生原因を即座に解析できるようにした
移動物体落下検出装置を提供することを目的としている
。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図に基づいて説明する。

第８図において、増巾器（７）の入力は、交流電源（３
）から巻線素子（１ａ）〜（１ｅ）への電源供給用接続
線ａ３の両端（第８図中Ｘ点及びＹ点）に接続されてい
る。低域浦波器（８）は増巾器（７）の出力信号から直
流成分のみを抽出するものである。Ａ／Ｄ変換器（９）
は低域濾波器（８）の出力をＡ／Ｄｉ換した後、記ｔｉ
器（１０に入力するものである。記憶器αＱはｎ個の制
御棒の他のそれぞれに対応したＡ／Ｄ変換器（図示せず
）の出力（９ｂ）〜（９ｎ）も受けている。制御回路Ｑ
ηはその入力である原子炉トリップ信号（ｌｌａ）によ
って記憶器００を制御するものである。

記録計（２）は記憶器αＱの出力側に接続され、記憶器
Ｑ０の記憶内容が記録されるものである。接続線（２）
は交流電源（３）と巻線素子（１ａ）〜（１ｅ）間を接
続するものである。

以上の構成において、１つの制御棒駆動軸（２）につい
て説明ずれは、制御棒が落下を始めた場合には、制御棒
駆動軸（２）は磁性体であるため、残留磁束により、巻
線素子（１ａ）〜（１ｅ）に起電力を誘起する。この起
電力は抵抗（６ａ）〜（６ｅ）を経由して交流電源（３
）から接続線（鴫を流れる。接続線曹は固有の導体抵抗
を有しているため、その両端（第８図中続線α葎には、
制御棒が落下していない正常な状態においても、交流電
源（３）から巻線素子（１ａ）〜（１ｅ）に流れる電流
により、交流の電圧降下を生じている。低域浦波器（８
）は、この交流電圧降下と、７ｆｉｉ述の制御棒落下時
の直流電圧降下を分離し、制御棒落下により発生する直
流電圧降下のみを抽出するために用いられる。

低域濾波ｆｌ−（８）の出力は、Ａ／Ｄ変換器（９）に
よりその出力値の大きさに対応したディジタル信号に変
換される。記憶器（１０は制御回路０υの制御のも・と
に、入力信号を時刻との関係で記憶し、かつ一定時間（
１）ごとに記憶を更新する。制御回路（ロ）はその入力
である原子炉トリップ信号（ｌｌａ）により記憶器α０
の記憶の更新を停止させ、それまでの記憶内容を凍結さ
せることができる。

Ａ／Ｄ変換器（９）の出力（９ａ）は、記憶器α０によ
り制御回路０υが決定する時間間隔毎に刻々と記憶され
ていく。記憶器０Ｑには上記Ａ／Ｄ変換器（９）以外に
、複数個ある他の制御棒に対応して設けられているＡ　
／　Ｄ変換器（図示せず）からの入力（９ｂ）〜（９ｎ
）が入力されており、これらの入力についても前述と同
様に一定時間間隔毎に刻々と記憶されていく。

制御回路９１）が決定する一定の時間間隔ｔは、制御棒
が原子炉上部から炉底まで落下するのに費す時間よりも
十分小さく、かつ複数個ある制御棒相互間の落下の順序
が判別可能な程度の時間間隔にあらかじめ設定されてい
る。本発明の実施例では、制御棒の落下時間約２秒に対
し、時間間隔ｔ０は約１０ミリ秒程度に設定されている
。

原子炉の制御棒において、制御棒が落下した場合、それ
が引き金となって原子炉トリップ信号が発生して、全制
御棒を強制的に落下させる場合や、制御棒の落下そのも
のが第１原因ではなく、別の原因によって原子炉トリッ
プ信号が発生し、全制御棒を強制的に落下させる場合が
ある。原子炉トリップ事故の原因を解析する上で、上記
のいずれが第１原因であるかを知ることは、解析の第１
歩であり、非常に重要ではあるが、残念ながら原子炉が
トリップしたあとでは、制御棒はそれが第１原因であろ
うがなかろうが、全て落下してしまっているのである。

さて、いずれの場合も原子炉トリップ時は、原子炉トリ
ップ信号が原子炉保護装置から発生される故、この原子
炉トリップ信号制御回路０ηに与えておく。

制御回路αυは、原子炉トリップ信号（ｌｌａ）が人力
されると、入力されてからある一定時間ｔ２経過後に、
記憶器０りの記憶の更新を停止させ、それまでの記憶内
容を凍結する。この一定時間ｔ２は、あらかじめ制御棒
が原子炉上部から原子炉々底まで落下するのに費す時間
よりも多少長めに設定される。本発明の実施例では約６
秒に設定された。

μ上の結果、記・臆器（１６には、原子炉トリップ信号
（ｌｌａ）が制御回路０υに入力される時刻の前後の、
記憶器（【０への入力（９ａ）〜（９ｎ）と経過時間と
の関係が記憶されることになる。

記録計（２）は、記憶器（ＩＱの記憶内容全体を記録紙
に再現するものであり、その−例を第４図に示す。

尚、記録計（２）の入力信号は前述の如く、Ａ／Ｄ変換
器ノのディジタル信号出力であるが、記録計（２）は、
これをアナログ信号に変換して記録するものである。

さて、第４ｍに於て、記録された波形ＷＴは、原子炉ト
リップ信号（ｌｌａ）であり、波形Ｗ１〜Ｗｎ　はそれ
ぞれｎ個の制御棒の落下状態を表わしているので、これ
らの波形から原子炉トリップ信号（ｌｌａ）と、制御棒
落下の時間的関係や、制御棒相互間の落下の時間的関係
を知ることが可能となる。例えば記録波形が第４図（ａ
）の様な場合は、制御棒Ａ２（波形Ｗ２）が最初に落下
し、これが原因となって原子炉トリップ信号（ｌｌａ）
が発生し、その結果として全制御棒が強制的に落下させ
られた場合である。従って、原子炉トリップ小数解析と
して、制御棒７６２が落下した原因を究明すればよい。

記録波形が第４図（ｂ）の様な場合は、原子炉トリップ
信号（ｌｌａ）が最初に発生し、その結果として全制御
棒が強制的に落下させられたものである。従って原子炉
トリップ事故の原因は、制御棒の落下以外にめることに
なる。

この様に、制御棒の落下が原因であるのか否か、制御棒
の落下が原因である場合は、複数個の制御棒の内のどの
制御棒が最初に落下したのかが解かる訳である。また、
１つの制御棒について言えば、例えば第４図（ａ）の波
形Ｗ□について言えば、その落工時間（ｔａ２−　ｔａ
ｌ　）がわかるため、制御棒が正常に落下しているか、
あるいは、落下の途中で原子炉圧力容器内で、ひっかか
る等のために落下時間が長くなっている等の異常もわか
る。

原子炉の異常には、制御棒駆動系の故障による制御棒の
落下や、原子炉出力分布の異常等、種々のものがあげら
れるが、いずれの場合にもトリップ４６号が発生して全
制御棒を強制的に落下させる、ことになる。従って、一
般的には事故が発生して金側９ｉ４１棒が落下した後に
、その事故原因を解明するのが難かしく時間のかかる仕
事である。一方、本発明によれば、制御棒落下順序等の
落下状態を記録するように講成したので、制御棒落下事
故による原子力発電プラント停止の原因解析時間の短縮
ができ、早期復旧ができ、従って原子力発電プラントの
稼動率が向上する。

なお、以上の実倫例では制御棒の落下を検出するものを
示したが、この発明は、一般に複数個の物体のヲ動を監
視するものに適用可能である。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、物体移動め原因を短時
間に解析でき、ｍ頼度が向上する効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な原子炉の高圧密閉容器の一部を示す断
面図、第２図は従来の移動物体検出装置の回路構成図、
第８図はこの発明の移動物体検出装置の一実施例を示す
回路構成図、第４図（ａ）、　（ｂ）は第８図の動作を
説明するための波形図である。 図において、（１ａ）〜（１ｅ）は巻線素子、（２）は
制御棒駆動軸、（３）は交流電源、（４ａ）〜（４ｄ）
はインダクタンス差検出回路、（５）は表示器、（６ａ
）〜（６ｅ）は抵抗、（７）は増幅器、（８）は低域浦
波器、（９）はＡ／Ｄ変換器、ａＯは記憶器、θηは制
御回路、（財）は記録計である。なお各図中同一符号は
同一部分を示す。 代理人　弁理士　大　岩　増　雄 第１図 ン 第２図 第３図 第４図（Ｇ） 経過時間ｔ−チ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）移動物体の移動経路に沿って設置され交流電源に
   接続された複数個の巻線素子、前記移動物体の移動に伴
   う前記複数個の巻線素子のインダクタンスの変化を検出
   する検出装置、前記交流電源と前記複数個の巻線間を接
   続する接続線の電圧降下を増幅する増幅器、前記増幅器
   の出力の直流成分のみを取出す低域浦波器、前記低域浦
   波器のアナログ信号の出力をディジタル信号に変換する
   Ａ／Ｄ変換器、前記Ａ／Ｄ変換器の出力信号を一定時間
   毎に記憶する記憶器、及び前記記憶器の記憶更新を異常
   事態発生時に停止させる制御回路を備え、異常事態発生
   時に前とする移動物体検出装置。
2. （２）記憶器の記憶内容は、記録計によって記録される
   ことを特徴とする移動物体検出装置。