JPS607236B2 - 原子炉制御棒の駆動制御方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は原子炉制御榛の駆動制御方式に係り、とくに
制御樺操作回路の動作が正常であるかどうかを常時監視
できる多重化原子炉制御榛駆動制御方式に関する。

従来の多重化原子炉制御棒の駆動制御方式を第１図に従
って説明する。

この図において、制御榛操作回路１は、複数の押ボタン
スイッチ２と、これらのうちから選択された押ボタンス
イッチに対応して所定のデシマル量（実際には押ボタン
は何百個とあるので、複数個の単位デシマル出力の組合
せとなる。

）を出力する操作検出回路３と、デシマル量をバィナリ
量に変換するデシマルーバィナリ変換回路４と、ハラレ
ル信号のバィナリ量をシリーズ信号によるバィナリ量に
変換するパラレルーシリーズ変換回路５と、シリーズ信
号をパラレル信号に変換するシリーズーパラレル変換回
路６と、バィナリ量をデシマル量に変換するバィナリー
デシマル変換回路７と、そのデシマル量を受けるランプ
表示回路８と、ランプ９とから成る。ここで、デシマル
ーバィナリ変換回路４の構成を具体的にいえば、例えば
、発振器と、これにより歩進されるバィナリカウンタと
、カゥン夕出力をデシマル量に変換するデコーダとによ
り成っている。そして、発振器によりパイプリカウンタ
を走らせ、このバイナリ出力をデコーダでデシマル量に
変換し、このデシマル量と、前記操作検出回路３からの
デシマル量とを比較し、一致したときのタイミングでそ
のバィナリ量を、シフトレジスタで構成されるパラレル
ーシリーズ変換回路５にセットすることにより、タデシ
マルーバイナリ変換を実行している。一方、原子炉の各
制御榛個々に設けられたバルブ制御回路１０及び制御榛
駆動機構１１等を制御するマスターコントローラ１２が
設けられており、これに対して前記パラレルーシリーズ
変換回路５よりの選択符号Ｓ，が加えられるようになっ
ている。以上の様な構成において、まず運転員により、
多数の押ボタン２のうちのいずれかが押圧されると、操
作検出回路３はこの選択された押ボタン２に対応するデ
シマル量を、デシマルーバィナリ変換回路４に加える。
デシマルーバィナリ変換回路４は前述の動作に従って、
そのデシマル量をバィナリ量に変換する。このバィナリ
量はパラレル信号であるので、パラレルーシリーズ変換
回路５によりシリーズ信号のバィナリ量に変換された後
「選択符号Ｓ，としてマスターコントローラ１２及びシ
リーズーパラレル変換回路６に供給される。シリ，ーズ
ーパラレル変換回路６からのパラレル信号のバィナリ量
はバィナリーデシマル変換回路７により元のデシマル量
に変換され、このデシマル量に対応したランプ９がラン
プ表示回路８により点灯される。このランプ９の点灯に
より、運転員に制御榛操作回路１が正常に動作している
ことを確認させている。一方、マスターコントローラ１
２に送られた選択符号操作指令符号Ｓ，は、ここで一時
記憶されるとともに、この選択符号Ｓ，に対応した制御
榛を駆動させるための命令語Ｓ２として、各々のバルブ
制御回路１０１こ供給する。

この命令語Ｓ２を受けた各バルブ制御回路１川ま、各自
互いに異なった固定の比較用／ゞィナリ設定器を有して
おり、このバィナリ設定器の設定値と、命令語Ｓ２の内
容とを比較し、一致したバルブ制御回路１０のみ、制御
榛駆動機構１１を作動させる。このようにして、押ボタ
ン２で指定した制御棒の駆動が実行される。また、制御
棒が制御榛駆動機構１１により作動されたかどうかを判
別するために、各々のバルフ制御回路１０は、検出回路
を有している。そしてこの検出回路の出力は、ロジック
信号として各々のバルブ制御回路固有のバィナリ−符号
に追加され、バィナリ−符号とともに応答語Ｓ３として
マスターコントローラ１２に送出される。マスターコン
トローラ１２は、先に一時記憶した選択符号Ｓ，と応答
語Ｓ３とを比較し、一致したときは命令語Ｓ２を送り続
け、一致しないときは送るのを止め、故障とみなして何
らかの処置を自動的にとるようにしている。さらに、マ
スターコントローラ１２は、上記敷作の他に模擬騒動符
号（以下テスト符号という）Ｓ４を作成し、これを各バ
ルブ制御回路１川こ送り出し、バルブが実際動作しえな
いような短い時間だけ制御榛駆動機構１１等を駆動して
、これらが正常に動作するかどうかをテストしている。

このテストを具体的に説明すると、マスターコントロー
ラ１２内のバイナリカウンタを１カウントずつ進めて、
この世力であるバィナリ符号をシリーズ転送し、このバ
ィナリ符号に対応するバルブ制御回路１川こ前記テスト
符号Ｓ４を送出し、これに対するバルブ制御回路１０か
らの応答語Ｓ３と、マスターコントローラ１２で一時記
憶していたテスト符号Ｓ４とが一致しているか杏かによ
り動作の正否を判別するようにしている。このテスト動
作は高速にて実行されるから、全てのバルブ制御回路１
０がテストされるのに殆んど時間はかからない。このよ
うに、多重化原子炉制御榛駆動制御方式にあっては、運
転員が制御棒を操作していないときでも、上記のごとく
バルブ制御回路や周辺回路の動作チェックをして、故障
時には自動的にシステムのシャツトダウンを行う等、安
全処置をすみやかに行えるようになっている。しかしな
がら、従来の多重化原子炉制御榛駆動制御方式にあって
は、常時テストされ、監視されている箇所は、マスター
コントローラ１２より後の部分、すなわちバルブ制御回
路１０及びその周辺回路のみであり、制御榛操作回路１
については常時監視を行っていないため、制御榛操作回
路１が故障したときは、誤った選択符号Ｓ，が送出され
てしまうという問題が生じる。

これを防ぐために、制御榛操作回路１の部分を完全に２
重化し、２重化回路からの２つの選択符号をマスターコ
ントローラで比較チェックする方法がとられている。こ
うすることにより、謀まった選択符号でバルブ制御回路
１０を動作させてしまう危険性はなくなるが、故障の発
見は、運転員が操作して初めて行なわれるという欠点が
ある。また２重化回路からの選択符号は、両者互に同期
がとれていないため、比較チェックの方法が複雑になり
、さらに選択符号とテスト符号とを交互にバルブ制御回
路に送り出すシーケンスの処理も複雑となる欠点も生ず
る。この発明は上記の欠点を除去し、制御樟操作回路を
常時監視することにより信頼性の向上を図つた原子炉制
御樺駆動制御方式を提供しようとするものである。

この目的を達成するため、本発明は、複数本の制御棒の
それぞれに操作指令を与えるスイッチを有しこの操作指
令を符号化して選択符号（操作指令符号）を作りこの符
号を表示回路に与えて前記スイッチの作動状態を表示す
る制御榛操作回路と、テスト符号を作成する回路を有し
このテスト符号を前記制御榛操作回路に同期的に送出し
て該制御榛操作回路を模擬的に駆動テストさせると共に
前記制御樟操作回路から与えられる前記操作指令符号を
取り出すマスターコントローラと、このマスターコント
ローラから取り出された操作指令符号に基づいて前記各
制御榛を駆動するための制御信号を出力するバルブ制御
回路とを備え、前記マスターコントローラにより前記制
御榛操作回路から与えられる操作指令符号を記憶し該操
作指令を所定のタイミングで取り出して前記テスト符号
に重畳し、前記制御榛操作回路に転送して前記表示回路
により駆動テスト状態と操作指令の対象であるスイッチ
の作動状態とを表示させるようにしたことを特徴とする
。

以下、この発明に係る原子炉制御榛駆動制御方式の実施
例を図面に従って説明する。

第２図は実施例のブロック図である。

この図において、制御榛操作回路ＩＡは、複数の押ボタ
ンスイッチ２と、これらのうちから選択された押ボタン
スイッチに対応して所定のデシマル量を出力する操作検
出及び切替回路３Ａと、その出力を受けるディジタルコ
ンパレータ２０と、シリーズ−パラレル変換回路６と、
バィナリーデシマル変換回路７と、ランプ表示回路８と
、ランプ９と、ディジタルコンパレータ２０及びシリー
ズーパラレル変換回路６の出力を受けるゲート回路２１
とから成る。一方、従来と同様に、原子炉の制御榛個々
に設けられたバルブ制御回路１０及び制御榛駆動機構１
１等を制御するマスターコントローフ１２が設けられて
いる。第３図は、上記ブロックのうち、制御榛操作回路
ＩＡとマスターコントローラ１２とをさらに詳細に示す
ものである。

ここで、説明を簡単にするため、バルブ制御回路１川ま
全部で１６あり、従ってこれに対応する押ボタン２も全
部で１６であるとし説明する。この図において、１釘固
の押ボタンスイツチ２は、４行、４列に配列され、各々
操作検出及び切替回路３Ａを構成するトランジスタ３０
，３１の対応するベース回路に抵抗器３２，３３を介し
て接続される。これらトランジスタ３０，３１の出力電
圧は、ディジタルコンパレータ２０Ａ，２０８に各々印
加される。一方、マスターコントローラ１２の選択テス
ト符号Ｓ，。が、制御榛操作回路ＩＡ内のシリーズパラ
レル変換回路６を構成するシフトレジス夕６Ａ，６Ｂに
入力される。そしてシフトレジスタ６８の出力はバイナ
リーデシマル変換回路７としてのデコーダ７Ａ，７Ｂに
印加される。ここで、これらの論理回路のタイミング等
を制御するロジックシーケンス回路３４が設けられてお
り、シフトレジスタ６Ｂが情報をセットしおわらないと
きに、デコーダ７Ａ，７Ｂが不用な動作をしないように
信号Ｓ，．をこれらに印力０している。デコーダ７Ａ，
７Ｂの出力は、デイジタルコンパレー夕２０Ａ，２０Ｂ
に加えられるとともに、ランプ表示回路８を構成するト
ランジスタ３５，３６に加えられる。ここでランプ表示
回路８は、各行にプラス電圧を印加する前記トランジス
タ３５と、各列をコモンに導通させる前記トランジスタ
３６と、これらトランジスタ３５，３６との間に各々接
続されるランプ９としての発光ダイオード３７及びフオ
トカツプラ３８とを有している。そして、フオトカツプ
ラ３８は、前記操作検出及び切替回路３Ａの抵抗器３２
，３３に接続される。一方、ディジタルコンパレータ２
０Ａ，２０Ｂの比較出力は、アンド回路３９に入力され
、このアンド回路３９の出力はアンド回路４０１こ印放
される。このアンド回路４０には、前記ロジックシーケ
ンス回路３４からのタイミング信号Ｓ，２も加えられる
。従ってアンド回路４０１ま、適当なタイミングでメモ
リー回路４１をセットし、アンド回路４２を介して、マ
スターコントローラ１２へ選択テスト符号Ｓ，３を送出
する。なお、ロジックシーケンス回路３４のタイミング
信号Ｓ，４は、アンド回路４３を介して、前記シフトレ
ジスタ６Ａに加えられ、またロット回路４４、トランジ
スタ４５を介して、前記トランジスタ３５に加えられる
とともに、トランジスタ４６を介して各押ボタン２に加
えられる。一方「マスターコントローラ１２には、テス
ト符号発生用／ゞィナリカゥンタ５０が設けられており
、このカウンタ５０の出力は、パラレル信号をシリーズ
信号として送るためのシフトレジスタ５１に加えられる
。

このソフトレジスタ５１の出力は、テスト符号と選択符
号とを切り替えるための切替回路５２に加えられる。こ
の切替動作は、マスターコントローラ１２内の各回路の
タイミング等を制御するロジックシーケンス回路５３か
らの切替信号Ｓ２ｏにより行なわれる。この切替回路５
２の出力が選択テスト符号Ｓ，。として制御棒線作回路
ＩＡに送出される。一方、制御榛操作回路ＩＡより送ら
れてくる選択テスト符号Ｓ，３を受けるために、シフト
レジスタ５４が設けられており、選択テスト符号を命令
語Ｓ２，としてバルブ制御回路１０、制御榛駆動機構１
１等の末端回路に送出するとともに、シリーズ信号をパ
ラレル信号に変換してメモリー回路５５に加える。また
、命令語Ｓ幻を一時記憶するメモリー回路５６及びチェ
ック回路５７が設けられており、このチェック回路５７
により、命令語Ｓ２，と末端回路よりの応答語Ｓ滋とを
照合している。なお、シフトレジスタ５４と、メモリー
回路５５との間には、アンド回路５８、メモリー回路５
９、タイマー回路６０が設けられており、さらにメモリ
ー回路５５からのパラレル信号をシリーズ信号に変換し
て切替回路５２に加えるためにシフトレジスタ６１が設
けられている。次に上記実施例の動作を第４図のタイム
チャートとともに説明する。

マスターコントローラ１２内にあるテスト符号発生用バ
ィナリカゥンタ５０１こよって発生されるテスト符号は
、シフトレジスタ５１１こより、第４図Ａに示すとうり
ＡＩ，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２の４ビットよりなるシリーズ信
号Ｓ２３に変換され、切替回路５２に出力される。

ここで、ＡＩ，Ａ２は押ボタンスイッチ２の位置をマト
リクス化して表わした時のたての列を表わし、Ｂ１，８
２は横の行を表わす。第４図Ａにおいて、これらＡＩ〜
Ｂ２の符号を送る前には、４ビット分のタイミングだけ
「１」となっており、その後１ビット分だけ「０」とな
っているのは、ロジックシーケンス回路３４，５３とシ
リーズ信号との同期をとるためである。さて、切替回路
５２はロジックシーケンス回路５３よりの第４図Ｂに示
すような出力Ｓ２ｏを受けて、テスト符号と、シフトレ
ジスタ６１よりの選択符号とを切り替えて交互に送出す
る。まず、テスト符号が第４図日に示すＳ，。として制
御榛操作回路ＩＡに送出された場合について述べる。テ
スト符号はまずシフトレジスタ６Ｂにセットされ、パラ
レル信号に変換される。そしてテスト符号ＡＩ，Ａ２は
デコーダ７８に、Ｂ１，Ｂ２はデコーダ７Ａに加えられ
て、各々デシマル符号に変換される。これらのデコーダ
７Ａ，７Ｂは、第４図Ｃに示すようなロジックシーケン
ス回路３４の出力Ｓ，．が「０」の期間のみランプ表示
回路８及びディジタルコンパレータ２０Ａ，２０Ｂに出
力する。ここでデコーダ７Ｂは、ＡＩ，Ａ２が「０」「
０」で出力端子１だけ「１」となり、「１」「０」のと
きは出力端子２だけ「１」，「０」「１」のときは出力
端子３だけ「１」，「１」「１」のときは出力端子４だ
け「１」となる。デコーダ７Ａも同様である。従って、
テスト符号に対応して、トランジスタ３５のいずれか１
つが作動され、かつ３６のいずれか１つが作動される。
仮りにＡＩ，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２が「０」「０」「０」「
０」であるとすると、第１行、第１列のトランジスタが
オンとなり、第１の発光ダイオード３７及びフオトカッ
プラ３８に電流が流れる。以上のようにしてテスト符号
が次々に送られてくると、ランプ表示回路８は、順次ほ
んの短い間だけ動作することになる。一方、前記フオト
カッブラ３８が作動すると、操作検出及び切替回路３Ａ
内の抵抗器３２，３３を介して対応する行、列のトラン
ジスタ３０，３１が作動され、これらの出力がディジタ
ルコンパレータ２０Ａ，２０Ｂに印加される。操作検出
及び切替回路３Ａ及びランプ表示回路８の動作が正常で
あれば、ディジタルコンパレータ２０Ａ，２０Ｂの比較
値は一致するから、これらは、一致出力をアンド回路３
９に出す。この結果、アンド回路３９の出力は「１」と
なり、第４図Ｅに示すＳ，２が「１」のときにアンド回
路４０を介してメモリー回路４１を「１」にセットする
。しかして、前記シフトレジスタ６Ｂに一時記憶されて
いたテスト符号が第４図ＦのＯＳ，３としてアンド回路
４２を介してマスターコントロ−ラ１２に返送される。
このようにして制御榛操作回路ＩＡのテストが実行され
る。バルブ制御回路１０、制御榛駆動機構１１等末端回
路のテストは、マスターコントローラ１２内のシフトレ
ジスタ５４からテスト符号を命令語Ｓ幻として送出し、
末端回路よりの応答語Ｓ２２と、その命令語Ｓ２，とを
チェック回路５７で照合することにより行う。次に、運
転員が押ボタン２のいずれかを押して操作指令を出した
場合の動作を説明する。

仮りに第１行、２列目の押ボタンが押された場合、第４
図Ｄに示す信号Ｓ，４によりトランジスタ４６がオンと
なると同時に、１行目のトランジスタ３０と２列目のト
ランジスタ３１が作動される。そしてこれらトランジス
タ３０，３１の出力は各々ディジタルコンパレータ２０
Ａ，２０Ｂに加えられる。従って、押された押ボタン２
の位置に対応したテスト符号「１」「０」「０」「０」
のみが到来したとき、アンド回路３９が「１」となる。
この出力はアンド回路４０１こ加えられるとともにアン
ド回路４３に加えられる。従って、アンド回路４３は、
前記Ｓ，４が「１」のとき、選択ビット（以下ＳＲビッ
トという。）をストアするよう割当てられたシフトレジ
スタ６Ａを「１」にセットし、しかる後、アンド回路４
２を介して他のテスト符号情報とともにマスターコント
ローラ１２に送出する。このようなＳＲビットを含んだ
テスト符号はマスターコントローラ１２内のシフトレジ
スタ５４にストアされ、パラレル信号に変換される。そ
してパラレル信号のうちＳＲビットはアンド回路５８に
加えられているので、アンド回路５８はＳＲビットが「
１」のときのみメモリー回路６５にテスト符号ＡＩ，Ａ
２，Ｂ２，Ｂ２をセットする。ここでメモリー回路５９
、タイマー回路６０により、制御榛が一連の動作を終え
るまでの期間、メモリー回路５５にテスト符号を保持し
、終了後、メモリー回路５５をリセットするようにして
いる。従って、メモリー回路５５は所定期間、シフトレ
ジスタ６１に同じテスト符号を印加し続ける。シフトレ
ジスタ６１の出力は選択符号Ｓ２４として前記信号Ｓ２
。が「１」のタイミングのときに制御樺操作回路ＩＡに
送出される。以後、この選択符号と、バィナリカウンタ
５０で発生されたテスト符号とが交互に制御榛操作回路
ＩＡに送られることになる。この選択符号は、テスト符
号とは異なり、ランプ９としての発光ダイオード３７が
点灯しているのを見分けることができる。以上説明した
ように、上記実施例によれば、マスターコントローラ１
２で作り出したテスト符号をまず制御捧操作回路ＩＡに
送り出し、運転員がそのテスト符号に対応する押ボタン
２を実際に押したかのような回路動作を作り出し、これ
によって作り出されたものをテスト符号とし、マスター
コントローラ１２を介してバルブ制御回路１０‘こ送り
出し、これの応答語と比較するという方式を用いる。こ
こで実際に制御棒を駆動するための選択符号は、従来の
ように制御棒線作回路で作り出しここに一時記憶させる
のではなく、マスターコントローラー２から順次送られ
てくるテスト符号を利用し、これに実際に押ボタンスイ
ッチ２が押されたかどうかの情報を加え、マスターコン
トローラ１２でこの情報の有無を判別し該マスターコン
トローラ１２に一時記憶させ、次に選択符号としてテス
ト符号と交互に制御榛操作回路ＩＡに送り出し、この選
択符号に対応した表示ランプ９を点灯し、運転員に操作
の確認をさせる一方、テスト符号と同様の径路を通りマ
スターコントローフ１２を介してバルブ制御回路１川こ
送られる。そして実際ドライバ回路を駆動させ制御榛を
動かすが、このときも従釆と同じように常に動作チェッ
クのために応答語をマスターコントローラ１２で受け、
先に一時記憶させた選択符号と比較するようにしている
。このようにすることにより、バルブ制御回路１０及び
その周辺の回路のみならず、制御榛操作回路ＩＡのテス
トも周期的に実行してその作動状態を常時監視できる。
しかも各回路間の情報の送受の形態は、各回路間をマス
ターコントローラー２を介して選択符号やテスト符号が
ぐるぐる回る形となって規則的となり、チェックや信号
作成のための回路が簡単になると共に、制御榛操作回路
ＩＡもデシマルーバイナリ変換回路等の複雑な動作をす
る回路が省略できる。さらに選択符号はマスターコント
ローラ１２内に一時記憶するだけで済むので、回路構成
が簡単で、外乱等の影響が少くなり、また操作確認のた
めのランプ表示はマスターコントローラ１２から送られ
てきた情報で行うので、より正しい確認が行なえる利点
がある。なお、発光ダイオード３７の明るさは、選択符
号がシフトレジスタ６Ｂにセットされている間の長さで
決まるが、このタイミングを長くできないときは、シフ
トレジスタ６Ｂとデコーダ７Ａ，７Ｂとの間にメモリー
回路を挿入することにより解決できる。

また、操作検出及び切替回路３Ａとランプ表示回路８と
の結合をフオトカップラ３８で行ったが、他の手段によ
っても実現可能であり「押ボタンスイッチ２の入力とフ
オトカップラ３８からの入力との切替についても同様で
ある。さらに、制御棒操作回路ＩＡのチェックを表示回
路８と組合せて行なわず、直接操作検出部分の動作をチ
ェックするようにしてもよい。叙上の様に、この発明に
よれば、マスターコントローラにより制御棒線作回路か
ら与えられる操作指令符号を記憶し該操作指令を所定の
タイミングで取り出してテスト符号に重豊し、制御榛操
作回路に転送してその回路内の表示回路により駆動テス
ト状態と操作指令の対象であるスイッチの作動状態とを
表示させるようにしたので、制御棒に操作指令が与えら
れていない状態において制御榛操作回路の駆動テストが
行えるばかりか、制御綾に操作指令が与えられ該制御棒
が作動すれば、この作動状態をも制御榛操作回路により
表示できるため、簡易的欄こ制御淳操作回路及び制御棒
の作動状態をテストでき、したがって高信頼度の原子炉
制御榛駆動制御方式を得ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従釆の原子炉制御捧駆動制御方式を示すブロッ
ク図、第２図はこの発明に係る原子炉制御榛駆動制御方
式の実施例を示すブロック図、第３図はその回路図、第
４図は実施例の動作を示すタイムチャートである。 １・・・・・・制御榛操作回路、２・…・・押ボタンス
イッチ、４・・・・・・デシマルーバィナリ変換回路、
５，６・…．・パラレルーシリーズ変換回路、８・・・
・・・ランプ表示回路、９・・・・・・ランプ、１０・
・・・”バルブ制御回路、１１・・・・・様。 御榛操作機構、１２・・・・・・マスターコントローフ
ｏ多３図 多１図 多２図 図 寸 偽

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数本の制御棒のそれぞれに操作指令を与えるスイ
   ツチを有しこの操作指令を符号化して操作指令符号を作
   りこの符号を表示回路に与えて前記スイツチの作動状態
   を表示する制御棒操作回路と、テスト符号を作成する回
   路を有しこのテスト符号を前記制御棒操作回路に周期的
   に送出して該制御棒操作回路を模擬的に駆動テストさせ
   ると共に前記制御棒操作回路から与えられる前記操作指
   令符号を取り出すマスターコントローラと、このマスタ
   ーコントローラから取り出された操作指令符号に基づい
   て前記各制御棒を駆動するための制御信号を出力するバ
   ルブ制御回路とを備え、前記マスターコントローラによ
   り前記制御棒操作回路から与えられる操作指令符号を記
   憶し該操作指令を所定のタイミングで取り出して前記テ
   スト符号に重畳し、前記制御棒操作回路に転送して前記
   表示回路により駆動テスト状態と操作指令の対象である
   スイツチの作動状態とを表示させるようにしたことを特
   徴とする原子炉制御棒の駆動制御方式。