JPS6093997A

JPS6093997A - 制御棒引抜監視装置

Info

Publication number: JPS6093997A
Application number: JP58202210A
Authority: JP
Inventors: 篠原　薫
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1983-10-28
Filing date: 1983-10-28
Publication date: 1985-05-25

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】〔発明の利用分野〕本発明は沸騰水型原子カプラントにおける制御棒引抜き
操作を監視する制御棒引抜監視装置に関する。

〔発明の背景〕

沸騰水型原子カプラントにおいて、原子炉の出力運転中
に、炉心から誤って制御棒が連続的に引抜かれた場合、
炉心内の局部的な出力上昇によ多燃料損傷が発生する恐
れがある。このような制御棒誤引抜きによる燃料損傷を
防止するため、従来のプラントでは、制御棒引抜阻止信
号を出すように制御棒引抜監視装置（ロンドブロックモ
ニタ、以下、ａＢＭと略す）が設置されている。

Φ−普− Ｒ，ＢＭは、局所的な出力変動を監視するもので、運転
員が制御棒を引抜くために選択操作した制御棒周辺の中
性子束分布変化を次のように監視する。

中性子束分布の監視は、炉心内に設けられた局部出力領
域モニタ（以下、ＬＰＲ，Ｍと略す）によって行われる
。これは炉心内に均等に分散して配置され、制御棒の挿
入、引抜によシ生じる中性子束分布について半径方向だ
けでなく軸方向の変化をも検知するためひとつのストリ
ング内の軸方向で４個所に検出器が取付けられている。

一般に１１００ＭＷｅ級の沸騰水型原子カプラントでは
、４３ストリング有る。従って、合計４３Ｘ４＝１７２
個のＬＰａＭが中性子束分布を監視している。

このＬＩＭの信号は、炉心全体の出力を監視する平均出
力領域モニタ（以下、ＡｐＨ，Ｍと略す）と、局所的な
出力分布を監視するＲＢＭに用いられる。

本発明はとのＲＢＭに関するものである。

第１図は制御棒引抜監視装置のブロック図である。制御
棒選択信号１け、運転員が操作しようとした制御棒の周
辺のＬＰＲ，Ｍの信号変化をＲＢＭに監視させるだめの
ものである。全ＬＰ　ａＭ信号２のうち選択された制御
棒の周辺に隣接する最大４本のＬＰＲＭ集合体のＬＰｆ
ｔＭ信号がＬＰａＭ選択マトリックス６によって選択さ
れ、ＲＢＭの平均回路７の入力となる。このＲ，ＢＭの
出力は制御棒が選択されるごとに、ＡＰＲ，Ｍ信号４と
比較され、もしｆｔ８Ｍ出力が入ＰＲＭ出力よシ小さい
時は、［’ＬＢＭ出力がＡＰａＭ出力以上になるまでゲ
イン調整回路９で自動的に調整される。このゲイン調整
回路９はヌルシーケンス回路８と呼ばれる回路で制御さ
れる。このように中性子束レベルの低い位置の制御棒が
選択された時、ゲインを増加する理由は、制御棒を引抜
く齢に［’ｔ、ＢＭ出力を持ち上げ、本来的には引抜可
能量の大きな制御棒の引抜可能量を減少させるためであ
る。

予め定められる制御棒引抜阻止レベルは、再循環流量に
従って設定しなおされる。このために低値優先回路１０
が２つの再循環流量信号３Ａと３Ｂから低い方を選択す
る。制御棒引抜阻止トリップ基準回路１１がトリップ基
準値を決めると、制御棒引抜阻止トリップ回路１２でＲ
ＢＭ出力とトリップ基準値を比較する。もし、ＲＢＭ出
力がトリップ基準値を越えれば、制御棒引抜阻止信号５
を出力し、制御棒の引抜きを防止する。

以上述べたａＢＭは、操作しようとする制御棒が１本の
場合の監視装置であシ、複数本の制御棒を同時に操作し
、駆動するような場合には適用できない。

制御棒を同時に複数本駆動することをギヤング駆動と呼
ぶ。最近のプラントでは、この操作が可能な設計のもの
がある。このようなプラントでは、前述の几ＢＭとは全
く異なった方法で制御棒の鎮引抜きを監視している。す
なわち、ある出力条件下で、どの制御棒を引抜いても、
熱的に問題のない最大許容引抜量を統計学的手法でめ、
これ以上誤まって引抜いた場合、直ちに制御棒引抜阻止
信号を出力する監視装置を設けることで対処している。

この監視装置では、最大許容引抜量が、安全性をみて全
体について一義的に決められてしまうから運転操作性の
制限が大きい。また、ギヤング駆動の本数を増やせば増
やすほど、１回の引抜可能量が小さくなシ、頻繁に操作
を〈シ返す必要があシ、ますます運転の融通性を損なう
ことになる欠点をもっている。

また、監視しているパラメータが制御棒の位置であシ、
実際の中性子束分布ではない。つまシ、いわゆる直接的
パラメータで引抜阻止をかけるのではなく、間接的パラ
メータで引抜阻止をかけるような監視装置となっている
。すなわら、実際の中性子束分布から演算すれば、まだ
数ミリあるいは数１０ミリ制御棒が引抜けるのに、予め
定められた最大許容引抜量に達したため、もはや、これ
以上引抜けなくなる。したがって、制御棒の１ステップ
当りの引抜量を小さくできるように設計されている微駆
動制御棒に対しては、この設計上の特徴が生かせず、数
ミリあるいは数１０ミリ、さらに引抜くことができない
ままに、制御棒操作が阻止されてしまう。

複数の制御棒を同時にギヤング駆動する設計となってい
る制御棒駆動系で、しかもその駆動する１ステツプの操
作量が極めて小さい微駆動制御方式の制御棒駆動系に対
しては、運転の融通性を損・　なうことなく、これらの
機能を最大限生かせるような制御棒引抜監視装置が必要
になる。この種監視装置としては運転操作性に対する制
限を可能なかぎシ排除するため、実際の中性子束分布の
変化を監視し、この変化量で引抜阻止のインターロツり
をかけるよう構成すべきどある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、複数個の制御棒を同時に操作するいわ
ゆるギヤング駆動時にも、唄って制御棒が連続的に引抜
かれた場合、炉心内の局部的な出力上昇による燃料損傷
を防止するだめの制御棒引抜監視装置を提供することで
ある。

〔発明の概要〕

本発明は、ギヤング駆動時に引抜かれる制御棒のうち、
最も大きな局部出力を有する制御棒を判別し、その制御
棒の局部出力だけを用いて、制御棒の引抜き量を監視し
、予め定められた規定値を越えるような課引抜きがあれ
ば、直ちに制御棒引抜阻止信号を出力し、引抜き操作を
阻止する装置としたものである。

〔発明の実施例〕

本発明のひとつの実施例を第２図によシ説明する。制御
棒を駆動する場合に監視の目安となる信号は、制御棒の
周辺に配置されているＬ　Ｐ　［１，Ｍの出力信号であ
る。一般に炉心周辺の制御棒を操作する場合を除き、炉
心の中央部では、制御棒周辺には必ず４組のＬＰＲＭが
配置されている。このＬＰＲＭを用いて出力分布を監視
することになる。また、軸方向の出力分布の監視のため
、１組のＬＰＲＭストリング内には、軸方向に４個所検
出器が組込まれている。これらのＬＰＲＭからの信号を
用いて、制御棒引抜阻止信号をつくる。

運転員が制御棒操作をする時に与える制御棒選択信号１
とギヤング駆動信号１４に従い、ＬＰＲＭ選択マ選択マ
トリック２ア路１７すべき制御棒周辺のＬＰ几Ｍ信号２
を演算回路１６に入力する。このＬ　ＰＲＭ選択選択マ
トリック２エ路１７複数個の制御棒の選択操作と同時に
、これに対応する制御棒の周辺のＬＰＲＭの組を自動的
に選ぶ。

選択されるのが最大４組で１組のス）ＩＪング当９４個
のＬＰＲＭが軸方向に配列されているので、選択される
ＬＰＲＭの数は４Ｘ４＝１６個ある。この１６個のうら
、半分の８個の信号を演算回路１６の入力信号とする。

ここで８個としたのは、この制御棒引抜阻止監視装置が
安全上重要な装置であるため、２重系の構成としなけれ
ばならないからである。残シの８個のＬＰＲＭ信号を同
じような監視装置の入力信号とした冗長設計にするため
である。

演算回路１６は、選択された複数個の制御棒に対応して
複数個設けられておシ、下記のような演算を行う。

号Ｖｌ　：選択されたＬＰＲＭの１番目のＬＰＲＭの出力
信号Ｎ　：演算回路１６の入力信号となるＬＰＲＭの個数Ｎは、最大で８となる。周辺の制御棒が選択された場合
や、故障したＬＰＲＭの信号をバイパスしている時など
は、８よシ小さい数となる。

このようにして、複数個選択された制御棒の周辺の出力
分布がすべて演算される。ｋ番目の制御（９）棒の出力分布は、ｋ番目の演算回路１６で演算されその
出力信号ｖｋとなシ、高値選択回路１５の入力信号とな
る。

高値選択回路１５では下記の演算を行う。

ＲＢＭ＝ＭａＸ（Ｖｌ、・−・”Ｖｋ）　”・・（２）
ここで、ＲＢＭ：高値選択回路出力信号Ｖｋ　：に番目
の演算回路１６の出力信号すなわち、高値選択回路１５で、ギヤング駆動によって
操作される複数個の制御棒のうち、最も熱的に厳しい状
態にある制御棒周辺のＬＰＲＭ信号を抽出し、この制御
棒周辺のＬＰ几Ｍ信号を用いて、高値選択回路出力信号
である。ＦＬＢＭ信号１３を演算する。

几ＢＭ信号１３は、原子炉の平均出力を示すＡＰＲＭ信
号４と比較され、ゲイン調整回路９で、ＲＢＭ出力がＡ
ＰＲＭ出力以上になるまで自動的に調整される。

このゲイン調整の制御がフルシーケンス回路８で行なわ
れることは、従来の制御棒引抜監視装置（１０）と同じである。

また、予め定められる制御棒引抜用１１ニレベルは、再
循環流量に従い設定しなおすから、低値優先回路１０に
２つの再循環流量信号３Ａ、３１のうち低い方の再循環
流量信号を選択させる。低い方の再循環流量信号を選択
し、制御棒引火β■１市レベルを下げ、制御棒の引抜操
作可能量を減少させるためである。このようにして、低
い方の再循環流量信号に基づき制御棒引抜用土トリップ
基準回路１１が決めたトリップ基準値と几ＢＭ出力とを
制御棒引抜阻止トリップ回路１２で比較し、もし、ＲＢ
Ｍ出力がトリップ基準値を越えれば制御棒引抜阻止信号
５を出力し、制御棒の過次の引抜操作を防止する。

複数個選択され同時に駆動される制御棒の全数について
出力分布を演算することなく、その中の最も出力分布の
高い制御棒周辺のＬＰ几Ｍ信号のみを用いてＲＢＭ出力
僅号を演算し、トリップ基準値と比較するよう構成した
制御棒引抜監視装置である。

（１１）〔発明の効果〕本発明によれば、複数の制御棒を同時に操作しその駆動
量が微小な場合でも、制御棒の位置でなく、中性子束分
布を直接監視し、熱的に最も厳しい状態にある制御棒周
辺を選択するようにしているので、引抜可能量が大きい
ことになり、運転操作性を損なうことなく、マた安全性
も確保しながら、制御棒の誤引抜操作を防止できる。

更に、監視装置自体も比較的簡単な構成で、従来の監視
装置の一部をその一部ま流用できるから、経済的でもあ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の制御棒引抜監視装置、第２図は本発明の
制御棒引抜監視装置を示すブロック図である。１・・・制御棒選択信号、２・・・ＬＰ几Ｍ信号、３Ａ
。３Ｂ・・・再循環流量信号、４・・・ＡＰＲＭ信号、５
・・・制御棒引抜阻止信号、６・・・ＬＰ几Ｍ選択マト
リックス回路、７・・・平均回路、８・・・ヌルシーケ
ンス回路、９・・・ゲイン調整回路、１０・・・低値優
先回路、１１（１２）・・・制御棒引抜阻止トリップ基準回路、１２・・・制
御棒引抜阻止トリップ回路、１３・・・几１１Ｍ信号、
１４・・・ギヤング駆動信号、１５・・・高値選択回路
、１６・・・演算回路、１７・・・ＬＰｒＬＭ選択マト
リックス回路。代理人　弁理士　鵜沼辰之Ｃ１（）

Claims

【特許請求の範囲】

１、沸騰水型原子カプラントの同時に複数個駆動される
制御棒の引抜きを監視する制御棒引抜監視装置において
、複数個の制御棒を同時に駆動させる制御棒駆動信号に
基づいて制御棒周辺に配置された局部出力領域モニタの
信号を選択する選択マトリックス回路と、選択された局
部出力領域モニタ信号で中性子束分布を演算する膜数の
演算回路と、複数個演算された中性子束分布のうち最も
高い分布をもつ信号を選択する高値選択回路と、高値選
択回路の出力信号を予め定められた制御棒引抜阻止トリ
ップ基準信号と比較し基準値を超えると制御棒引抜阻止
信号を出す制御棒引抜阻止トリップ回路とからなること
を特徴とする制御棒引抜監視装置。