JPS61252982A

JPS61252982A - スクラム電磁弁

Info

Publication number: JPS61252982A
Application number: JP9367785A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Kano; 加野　一郎
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-05-02
Filing date: 1985-05-02
Publication date: 1986-11-10

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、原子炉の制御棒駆動用水圧を制御するスクラ
ム電磁弁にかかり、独立したＮ系統からの制御信号を用
いて２アウトオブＮ論理を遂行して、弁を作動させるの
に、好適なスクラム電磁弁に関する。

〔発明の背景〕

従来の原子炉に使用する、制御棒駆動用水圧を制御する
スクラム電磁弁においては、弁の開閉を制御するソレノ
イドを２個有し、両ソレノイドの同時非励磁のみにより
弁を開く構造を有していた。

この方式では、スクラム電磁弁の制御論理として、２ア
ウトオブ４又は、２アウトオブ５以上を採用する場合、
弁の開閉を制御する系統数と、スクラム電磁弁のソレノ
イド数とが、一致しないため、電源と、ソレノイドの間
で電源しゃ断器を複雑に組み合わせなければならないと
いう欠点があった。

従って、電流しゃ断器と、スクラム電磁弁のソレノイド
との間では、系統分離が、困難であるという欠点があっ
た。

また、２アウトオブ４又は２アウトオブ５以上の論理を
採用した場合、ソレノイド２個を有するスクラム電磁弁
を制御するためには、電源系統を一系統とする方法と二
系統以上を同期化して使用する方法とが、考えられる。

電源系統を一系統とする方法は、スクラム電磁弁が、電
源系統の故障により、容易に開となるという欠点、及び
、２アウトオブ４又は２アウトオビ５以上の論理を採用
したことにより、従来より信頼性が低下するという欠点
がある。

一方、二系統以上を同期化して使用する方法は。

系統数の増加に従い、電源系統も増加させることができ
るが、それと同時に同期化回路が複雑となり、同期化回
路追加による故障モードの増゛加を考慮すると、電源系
統の信頼性の低下又は、電源系統の°部品点数増加によ
る価格増加を招くとう欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、原子炉安全保護系で、原子炉の緊急停
止に用いられる制御棒駆動機構の作動論理として、２ア
ウトオブ４，２は２アウトオブ５以上を採用する場合に
、独立した系統数増加に伴う系統分離の複雑化を排除し
各検出器から、スクラム電磁弁のソレノイドまで一貫し
、かつ、系統分離の単純な構成を可能とするスクラム電
磁弁を提供するにある。

〔発明の概要〕

本発明は、４個又は５個以上の制御信号間における２ア
ウトオブ４又は、２アウトオブ５以上の論理を遂行する
ことが、スクラム電磁弁のソレノイドを流れる電流の加
算回路又は、ソレノイド電流による電圧の加算回路、或
いはソレノイドのうち励磁されているソレノイド又は励
磁されていないソレノイドの数の計数回路を用い、所定
の設定値との比較を行なうことにより、容易に可能であ
るというアナツク又はデジタル回路技術を実験により確
認し、従来の、ソレノイドを２個有するスクラム電磁弁
に、２アウトオブ４又は２アウトオブ５以上の論理を適
用することに伴い電源とスクラム電磁弁のソレノイド間
に生ずる電源しゃ断量の系統分離上の困難を排除する手
段として、原子炉の制御棒駆動用水圧を制御するスクラ
ム電磁弁で、弁の開閉を制御するソレノイドの個数を４
個ないしは％５個以上にして、２個以上が非励磁の時に
弁を開く構造としたものである。

〔発明の実施例〕

第１図は１発明の実施例の断面図、第２図は、発明の実
施例の外形図を示す。

原子炉の制御用駆動機構に使用するスクラム電磁弁は、
三方弁であり、配管に垂直に取付けられた、弁作動部ｌ
と弁４から成っている。

弁作動部には、内部にコア２を含み、上部に４個のソレ
ノイド３を設けている。

４個のソレノイドは、独立した４系統のそれぞれに対応
している。また、４個のソレノイドの励磁・非励磁に従
ってコア２が作動する。第　図で示すように、コア２は
、各系統に対応して２個ずつ、計８個あり、その中心を
上方から下方へ抜ける空気導管５が配置されている。

第１図で示すように、各４個のソレノイド３には、各コ
ア２が接続され、ソレノイド３の励磁・非励磁によって
空気導管５の空気流を通過し・しゃ断する。即ち第３図
で示すよういにコア２には。

バネ７が、結合され、コア２を固定している電磁石の電
流がしゃ断されると、コア゛２を押し出して。

空気導管５の空気通過用穴をふさぎ、空気流をしゃ断す
る。

空気流、コア２の挿入によってしゃ断されると。

弁４は、開き、配管６を通っている空気が、右側から、
左側へ流れる。これにより制御棒駆動機構のスクラム弁
を開き、制御棒か原子炉に挿入させる。

第１図から、わかるように、コア２の挿入と、空気流の
しゃ断は、２アウトオブ４論理に従っている。第４図は
、空気流による制御棒駆動機構を示す。

本発明の実施例によれば、２アウトオブ４論理の遂行手
段として、空気を用いた機械的機構を採用しているため
、材質の経年変化や、長期にわたる、炉心付近の放射線
照射による機能劣化の影響を受けることなく、長期間、
安定に作動するという効果がある。

また、２アウトオブ４論理を演算する独立した４系統に
一対一対応するソレノイドを有しているため、従来のコ
ンタクタを用いた電流しゃ断による原子炉制御棒挿入機
構に比べて系統分離が、物理的および電気的に容易であ
るという効果がある。

さらに、スクラム電磁弁の構造として、１電気信号によ
る論理演算がないため、強固な構造とすることができ、
耐震性が強く、かつ、配管火災などの際の耐火性が卓れ
ているという効果がある。

また、同時に温度変化や、電磁波による誤動作も、ない
という効果がある。

最後に、従来のソレノイド２個を有するスクラム電磁弁
においては、電源と、ソレノイドとの結線に系統分離は
、適用されておらず、電流しゃ所用コンタクタまでしか
含まれていなかったが本発明の実施例によれば、４系統
の独立な電源があれば、容易に、電源系統から、スクラ
ム電磁弁のソレノイドまでを、系統分離に含ませること
ができ、システムが一貫するという効果があり、かつ同
時に、原子炉緊急停止系層制御盤を、４系統同一の構造
として、標準化できるという効果がある。

従って、システム全体の価格が低下するという効果があ
る。

第５図は、本発明の他の実施例を示すもので、第　図と
異なるのは、４個のソレノイドの励磁が非励磁かに対応
して、０が１のデジタル量として論理ゲートに入力され
、その出力としては、入力信号のうち、２個以上が、非
励磁の時、オフとなるような機能を有する電気的素子を
、４個のツレ′イドと・弁の制御機構の中間に挿入した
ことである。

この実施例によれば、２アウトオブ４論理を遂行する手
段として、電気的素子を使用しているため、スクラム電
磁弁の機械的構造が単純となるという効果がある。

また、スクラム電磁弁の弁駆動機構の占有する空間が、
電気的素子の使用により小さくでき、従って、スクラム
電磁弁の寸法を小型化できるという効果がある。

さらに、電気的素子の信頼性を上げるために、複数個の
電気的素子を並列して結線することなどにより、４個の
ソレノイドをスクラム電磁弁の開閉制御に使用する際の
、設計上の自由度を上げるという効果がある。

そのうえ、ソレノイド付属の２７ウトオブ４論理実行用
の電気的素子を交換することにより、入力信号点数、言
い換えると、ソレノイドの個数をＮ個に拡張した場合で
も、容易に２７ウトオブＮ′論理による開閉機構を有す
るスクラム電磁弁を構成することができ、従ってスクラ
ム電磁弁を、２アウトオブＮ論理の下で標準化し、かつ
、２アウトオブＮ論理遂行部の拡張性を上げることが可
能となるという効果がある。

第６図は、本発明の他の実施例を示すもので、第５図と
異なるのは、４個のソレノイドを流れる電流に着目し４
個の電流の和が、あらかじめ設定された比較器の電流値
より小さい時、又は、４個の電圧の和が、あらかじめ設
定された比較器の電圧値より小さい時に、スクラム電磁
弁の開閉を制御している電源をしゃ断しスクラム電磁弁
を開くような構造を有することである。

また、スクラム電磁弁の弁駆動機構の占有する空間が、
電気的アナログ素子の使用により小さくでき、従って、
スクラム電磁弁の寸法を小型化できるという効果がある
。

マタ、電気的アナログ素子を使用しているため耐放射線
性が強く、原子炉炉心下部のような耐放射線線量が強い
場所で長時間使用しても、材質変化による抵抗値変化が
少なく、２アウトオブ４論理を、高い信頼性で遂行でき
るという効果がある。

さらに、２アウトオブ４論理遂行の信頼性を上げ、緊急
時に必ずスクラム電磁弁を開とすることができるよう電
気的アナログ素子を２個使用し、両者を直列にして、ス
クラム電磁弁の開閉制御を行うことにより、スクラム電
磁弁作動の信頼性を、上げることができるという効果が
ある。

そのうえ、デジタル素子と異なり、アナログ素子の電流
又は、電圧の加算による方式は、誤パルスや、過電圧に
よる素子の故障が、起こりにくいため、抵抗の精度さえ
正しく配置すれば、２アウトオブ４論理が確実に遂行で
きるという、信頼性増大の効果がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、スクラム電磁弁の制御論理として、２
アウトオブ４又は、２アウトオブ５以上を採用する場合
、弁の開閉を制御する系統数と、スクラム電磁弁のソレ
ノイド数とが一致するため。

電源とソレノイドの間に、電流しゃ断器を複雑に組み合
わせて結線する必要がないという効果がある。

従って、各系統毎の検出器から、スクラム電磁弁のソレ
ノイドまで、各系統毎に一貫して分離することができ、
電気的及び、物理的系統分離が容易で、単純であるとい
う効果がある。

また、電気的に系統分離が容易なために、スクラム電磁
弁の開閉制御論理として、２アウトオブ４又は、２アウ
トオブ５以上を採用した場合でも、各系統を流れる電流
の電源系統から系統分離が可能であり、電源系統の信頼
性を容易に上げることができるという効果がある。

また、同時に、電源系統の系統分離を含めた、多重系の
スクラム電磁弁制御が、スクラム電磁弁の構造を、変更
するだけで、容易に可能であるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の４ソレノイドスクラム電磁
弁の断面図、第２図は、４ソレノイドスクラム電磁弁の
外形図、第３図は空気しゃ新機構の説明図、第４図は、
原子炉停止系の制御棒駆動機構の説明図、第５図は、電
気的素子を使用した４ソレノイドスクラム電磁弁の構成
図、第６図は、アナログ素子と比較器を使用した４ソレ
ノイドスクラム電磁弁の構成図である。１・・・弁作動部、２・・・コア　３・・・ソレノイド
数４・・・弁可動部、５・・・空気導管、９・・・電磁
石、１２・・・比較器６

Claims

【特許請求の範囲】

１、原子炉の制御棒駆動用水圧を制御するスクラム電磁
弁において、弁の開閉を制御するソレノイドを４個有し
、その４個のソレノイドのうち、２個以上が非励磁とな
った時に弁を開く構造を有することを特徴とするスクラ
ム電磁弁。