JPS61228386A

JPS61228386A - 原子炉緊急停止系作動装置

Info

Publication number: JPS61228386A
Application number: JP60068445A
Authority: JP
Inventors: 大二郎池田; 博奈良
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-04-02
Filing date: 1985-04-02
Publication date: 1986-10-11

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〕本発明は、沸騰水型原子力発電所において、原子炉制御
棒駆動機構の制御を行なうために設置している原子炉緊
急停止系作動装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

原子力発電プラントにおいては、手動制御信号に応じて
炉心内の制御棒の位置を変えることで炉心反応度の粗調
整を行なうため、並びに緊急時に手動又は自動信号に応
答し、引抜かれた制御棒を炉心内に急速挿入することに
より原子炉を急速停止させるため、原子炉制御棒駆動機
構が設置されている。

原子炉を急速停止させるために各制御棒駆動機構には、
スクラム弁が設けられており、スクラム弁が開すること
によって制御棒が急速挿入される。

通常時はスクラムパイロット弁のソレノイドが励磁状態
にあることによってスクラム弁が閉しているが、原子炉
を急速停止させる時には、スクラムパイロット弁のソレ
ノイドを無励磁にすることによってスクラム弁が開する
。

なお、誤って原子炉を急速停止させることが無いよう、
各スクラムパイロット弁には２個のソレノイドを設ける
ことがあるが、ここでは説明を省略する。

スクラムパイロット弁のソレノイドを常時励磁状態にし
ておき、原子炉の異常時に、検出器の動作によってソレ
ノイドの励磁を切る回路を原子炉緊急停止系の作動回路
と称している。前記検出器は、原子炉の水位低、原子炉
圧カ高、原子炉中性子束高等、各種あるが、検出器が一
個でも動作したらソレノイドを無励磁とし、かつ無励磁
状態を維持する回路としている。

全ての検出器が正常に復帰している状態で、かつリセッ
トスイッチを閉することにより、無励磁状態にあるソレ
ノイドを元の励磁状態に戻すことが出来る。

従来の原子炉緊急停止系の作動回路では、リセットスイ
ッチが１個内至２個であり、スクラムパイロット弁のソ
レノイドが無励磁の状態で、リセットスイッチを閉とす
るとその回路のソレノイドが全て同時に励磁されること
になる。最近の１１０万ｋｔｚ級沸騰水型原子力発電所
では、制御棒が１８５本あり、各々にスクラムパイロッ
ト弁のソレノイドが設けられる。したがってリセットス
イッチが１個の場合１８５個のソレノイドが同時に励磁
されることになる。

ソレノイドを励磁した瞬時には、残留磁束と投入瞬時の
電圧に依存した励磁突入電流が流れる。

実測によると数十ミリ秒の間、２倍がら５倍程度の励磁
突入電流が流れる。

従来の原子炉緊急停止系作動回路の電源装置は、フライ
ホイールを有するＭ−Ｇセットを用いていたため、数十
ミリ秒程度の過電流に対しては、回転体のエネルギーが
あるため特に問題とならなかった・しかし最近では、原子炉緊急停止系の作動回路の電源装
置として、静止形インバータを用いることが計画されて
いる。静止形インバータを用いる場合、数十ミリ秒間で
も励磁突入電流が流れるとサイリスタ素子が損傷する恐
れがあるため、この励磁突入電流を考慮して大きい定格
のサイリスタ素子を用いる必要があり、実質的には静止
形インバータの容量が大きいものとなる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、全体のソレノイドの励磁突入電流を小
さく抑えて、静止形インバータを電源装置に用いる場合
においても合理的な設計とすることが可能な原子炉緊急
停止系作動装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明による原子炉緊急停止系作動装置は、スクラムパ
イロット弁ソレノイドをいくつかのグループに分割し、
リセットするためにソレノイドを励磁する際、リセット
スイッチを閉すると、各グループ毎に一定時限間隔で順
次ソレノイドが励磁される作動回路を有することを特徴
とするものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明を図面に示す一実施例について説明する。図
面は本発明による原子炉緊急停止系作動装置の一例の作
動回路図を示す。同図において、制御母線ＲとＴとの間
には、原子炉に異常の無い時に閉する各種検出器の接点
１ａ、　ｌｂ、・・・、１ｎとこれらの接点１ａ、　ｌ
ｂ、・・・、Ｉｎが閉じることで励磁される補助継電器
２ａ、　２ｂ、・・・、２ｎとが直列になって接続され
ている。

さらに制御母４！Ｒ，，Ｔの間にこれらの補助継電器２
ａ、　２ｂ、・・・、２ｎが励磁されると閉する接点３
ａ、　３ｂ。

・・・、３ｎの直列回路と、手動リセットスイッチの接
点４ａ、・・・、４ｍおよび限時補助継電器５ａ２．・
・・、５ｍ２の直並列回路とを直列に接続している。ま
た各限時補助継電器５ａ２．・・・、５ｍ２にそれぞれ
補助継電器５ａ１．・・・。

５１１１１　を並列に接続し、さらにこの補助継電器５
ａ１゜・・・、５ｍ０の接点６ａ、・・・、６ｍを手動
リセットスイッチの接点４ａ、・・・、４ｍに並列に接
続して自己保持回路を作っている。

したがって、補助継電器２ａ、　２ｂ、・・・、２ｎの
接点３ａ。

３ｂ、・・、３ｎが全て閉であるとき、手動リセットス
イッチの接点４ａ、・・・、４ｍを手動で閉とすると補
助継電器５ａ１．・・、５ｍ、及び限時補助継電器５ｄ
２．・・・、５ｍ２が励磁される。補助継電器５ａ１．
・・、５ｍ１が励磁されると接点６ａ、・・・、６ｍが
閉するので、リセットスイッチを元に戻し、接点４ａ、
・・、４ｍが開しても、自己保持回路が形成されていて
、補助継電器５ａ１．・・・、　５ｍ１及び限時補助継
電器５ａ２．・・・、５ｍ２は励磁されたままである。

一方、限時補助継電器５ａ２．・・・、５ｍ２の限時接
点７ａ。

・・、７ｍは、補助継電器５ａ２．・・・、５ｍ２が励
磁された後、一定時間の間隔を経た後閉する接点であり
、例えば７ａが瞬時に閉すると、７ｂは１００ミリ秒後
に閉し、以降順次１００ミリ秒の間隔で閉しているよう
時限を設定している。

図示しない多数のスクラムパイロット弁のソレノイド７
ａ１．７ａ２．−　、７ａｋと＋　１ｍＬ　Ｔ　７ｆｉ
１２１　”’　ｔ　７ＩＩｌｌとの８群〜ｍ群の各グル
ープ毎に区別し、さらに例えばａのグループにはに個の
ソレノイドが、またｍのグループには１個のソレノイド
を付属させたものである。しかして前記限時補助継電器
５ａ２．・・・、５ｍ。

の限時接点７ａ、・・・、７ｍとスクラムパイロット弁
の各グループのソレノイド７ａ１１７ａ２１　”’　ｌ
　７ａｋおよび７ｍ１゜７ｍ２．・・・、７ｍ１の並列
回路とを直列に接続し、これを制御母線Ｒ，Ｔの間に接
続している。したがって、限時補助継電器５ａ２．・・
・、５１１ｚの限時接点７ａ、・・・、７ｍが閉すると
、各グループ毎のスクラムパイロット弁のソレノイドが
励磁されることになる。

なお、全てのスクラムパイロット弁のソレノイドが励磁
している通常の運転状態において、原子炉に異常が発生
すると、検出器の接点１ａ、　ｌｂ、・・・。

１ｎのいずれかが開となる。そしてこの検出器の接点に
対応した、補助継電器２ａ、　２ｂ、・・・、２ｎのい
ずれかが無励磁となり、この補助継電器の接点３ａ、　
３ｂ。

・・・、３ｎのいずれかが開となるため、補助継電器５
ａ１゜・・・、５ｍ１及び限時補助継電器５ａ２．・・
、５ｍ２は全て無励磁となる。

このため、限時補助継電器５ａ２．・・・、５ｍ２は時
限動作、速時復帰型であるためその接点７ａ、・・・、
７ｍは瞬時に開となり、全てのスクラムパイロット弁の
ソレノイド７ａ、　、　７ａ２．−　、７ａｋおよび、
　７ｍ、、７ｍ２．−．７Ｉ１１１が瞬時に無励磁とな
ることにより、制御棒が炉心内に急速挿入され、原子炉
が急速停止する。

この状態で１例え原子炉の異常を検出する検出器が復帰
し、補助継電器の接点３ａ、　３ｂ、・・・、３ｎが全
て閉したとしても２自己保持回路を形成している補助継
電器の接点６ａ、・・・、６ｍが開となっているため、
スクラムパイロット弁のソレノイドが励磁されることは
無い。

次に上述のように構成した本発明の原子炉緊急停止系の
作動装置の作用について説明する。いま、図示しないス
タラムバイロツ１へ弁のソレノイド７ａ□、　７ａ２−
７ａｋ及び７ｍ、　、　７ｍ、　−７＋＋＋１が無励磁
の状態において、原子炉の異常を検出する検出器１ａｔ
　ｌｂ。

・・・、１ｎが全て正常になって閉した後、操作員が手
動でリセットスイッチ（図示せず）を操作することによ
り１手動リセットスイッチの接点４ａ、・・・、４０１
が閉となり、補助継電器５ａ１．・・・、５＋ｏ工及び
５ａ２．・・・。

５ｍ２が励磁される。補助継電器５ａ□、・・・、５ｍ
工の接点６ａ、・・・、６ｍが閉することにより補助継
電器５ａ１．・・・。

５ｍ１及び限時補助継電器５ａ２．・・・、　５ｍ、ｐ
の自己保持回路が形成される。

限時補助継電器５ａ２．・・、５ｍ２の限時接点７ａ、
・・・、７ｍは、事前に設定したグループ毎の一定時間
間隔で閉していくので、スクラムパイロット弁のソレノ
イドは７ａ１，７ａ２１・・・、　７ａｋが先ず励磁さ
れ、順次次のグループが励磁され、最後に７１１４　＋
　７１＋１ｚ　＋　”’　＋　７ｍｌが励磁される。こ
のソレノイドの各グループ毎の分割時限投入は、後述す
るように原子炉緊急停止系作動装置の電源装置に対する
ショックを緩和することになる。

ソレノイドの励磁突入電流は、残留磁束と投入瞬時の電
圧に依存するが、同一電源で同時に投入しゃ断を行なう
と残留磁束は同じ状態となるので、多数のソレノイドの
電源投入時、全てのソレノイドの励磁突入電流が最大と
なることがありうる。

従って、従来の原子炉緊急停止系作動回路では、スクラ
ムパイロット弁のソレノイドの定格容量が１０　ＫＶＡ
程度の場合でもソレノイドの励磁突入電流を５倍程度考
慮する必要があるので、静止形インバータ電源装置の容
量は５０　ＫＶＡ程度とする必要があった。

これに対して、本発明による原子炉緊急停止系作動装置
においては、スクラムパイロット弁のソレノイドを１０
個のグループに均等に分割して励磁突入電流が重ならな
いよう順次投入する場合、ソレノイドの定格容量が全て
で１０　ＫＶＡとすると、最終投入グループのソレノイ
ドを投入する際の必要容ｉｌｔ、ｌ０ＫＶＡＸ　−＋１
０ＫＶＡＸ　Ｌｘ　５　トナ’Ｊ、静止形インバータ電
源装置の容量は１４　ＫＶＡで良くなる。この電源８景
は、スクラムパイロット弁のソレノイドのグループ分け
を多くするほど小さくすることが出来る、７〔発明の効果〕以上のように本発明における原子炉緊急停止系作動装置
は、スクラムパイロット弁のソレノイドをいくつかのグ
ループに分けて励磁突入電流が重ならないよう順次励磁
するため、ソレノイドの励磁突入電流を全体として小さ
く抑えることができ。

原子炉緊急停止系の作動装置の電源装置として静止型イ
ンバータ電源装置を用いる場合にも合理的な設計とする
ことができる。更に、原子炉緊急停止系作動装置の本来
の目的である原子炉の急速停止については、従来と同一
の機能を維持できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明における原子炉緊急停止系作動装置の一実
施例を示す構成図である。］、ａ、　ｌｂ、・・、Ｉｎ　　　原子炉異常検出時に
関する検出器の接点２ａ、　２ｂ、−，２ｎ　　　補助
継電器３ａ、　３ｂ、・・・、３０　　　補助継電器の
接点４ａ、・・・、４ｍ　　　　リセットスイッチの接
点５ａ２．・・・、Ｓｍ、　　　　限時補助継電器７ａ
、・・・、７ｍ　　　　限時接点７ａい７ａ２．・・・、７ａｋ　　スクラムパイロット
弁のソレノイド（グループａ）７［Ｏｌ　、７ｍ、　ｌ・・・、　７＋ｎｌ　　スクラ
ムパイロット弁のソレノイド（グループｌ）

Claims

【特許請求の範囲】

複数台の原子炉制御棒駆動機構のスクラムパイロット弁
のソレノイドを複数グループに分割し、全ソレノイドを
励磁状態に戻す際に、各グループ毎にソレノイドを一定
時間間隔で順次励磁させる作動回路を設けたことを特徴
とする原子炉緊急停止系作動装置。