JPS62165183A - 原子炉保護装置 - 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〕 木光明は、原子炉の安全性を損う虞れのある過渡状態や
誤動作が生じた場合、あるいは、そのような事態の発生
が予測される場合に原子炉を安全に緊急停止（以下、緊
急停止をスクラムという）させる原子炉保護装置に関す
る。

（発明の技術的背頭とその問題点〕 原子力発電所においては、原子炉の安全性を確保するシ
ステムとしてＲＰ　Ｓ　（ＲｅａｃｔｏｒＰｒｏｔｅｃ
ｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ　）と称される原子炉緊急停止
系が設けられている。この原子炉緊急停止系は原子炉の
安全性を１（１う事態の発生が予想された場合に所定の
条件にて原子炉を安全にスクラムさゼるものである。

ここで、所定の条ｆｔとしては、例えば、原子炉内の圧
力が設定値を越えるといった原子炉の状態変化に基づく
ものが挙げられる。

一方、原子炉緊急停止系は単−別器の故障による機能の
喪失あるいは共通の原因にＪ、る機能の喪失を防止づ゛
るため、複数の独立したトリップ系で偶成され、各トリ
ップ系は相互の影習でスクラム失敗や誤スクラムしない
ように物理的に分離されている。

沸騰水形原子炉の保Ｉ装置は４個の１〜リップ回路を備
え、通常はこのトリップ回路を二つずつ２グループに分
け、両グループの１個以上が有意信号を出力したときに
制御弁駆動機構を動作させる、いわゆる、二重１ｏｕｔ
２方式を採用している。

第２図はこの秤の従来の保護装置のうち、特に、制御棒
駆動系統を示したもので、図示省略の制御棒はシリンダ
１ａおよびピストン１ｂでなる制御弁駆動機構１により
上方に押し上げられて炉心に挿入される。この制御棒駆
動機構１はアキュムレータ２の水圧で作動するようにな
っており、ピストン１ｂの下面に圧力を加える作動水供
給経路にスクラム弁３ａが、ピストン１ｂの上面を大気
圧にダンプさせるべく作動水排出系統にスクラム弁３ｂ
がそれぞれ設けられている。このスクラム弁３ａ、３ｂ
は制御空気によって開閉制御されるもので、常時は制御
２Ｉｌ空気で閉じられ、制御空気が喪失したときに間放
して制御棒駆動機構１を作動させる、いわゆる、フェイ
ルオーブン形になっている。

次に、スクラム弁３ａ、３ｂに制御空気を供給する系統
には、スクラムソレノイド弁４ａ、４ｔ）が設けられて
いる。このスクラムツレイド弁４ａ。

４ｂの入口は制御空気を送る配管に共通接続され、この
うち、スクラムソレノイド弁４ａの一方の出口はスクラ
ム弁３ａ、３ｂに接続されており、他方の出口はスクラ
ムソレノイド弁４ｂの一方の出口に接続されている。ま
た、これらのスクラムソレノイド弁４ａ、／ｌｂは常時
励磁され、この状態で制御空気をスクラム弁３ａ、３ｂ
に供給し、スクラムを要する非常時に非励磁状態となっ
てスクラム弁３ａ、３ｂの制御空気を逃がすＪ：うにな
っている。

一方、制御ＩＩ２′気を送る配管上にはバックアップス
クラムソレノイド弁（以下バックアップ弁と言う＞５８
．５ｂが直列に配設されでいる。これらのバックアップ
弁５ａ、５ｂは常時、非励磁状態で間放し、これによっ
て制御２Ｉｌ空気をスクラムソレノイド弁４ａ、４．ｂ
に供給する他、別のグループの制御棒駆動系統にも供給
している。そして、口のバックアップ弁５ａ、５ｂのい
ずれか一方を励磁したときに圧力空気の送給を停止する
構成になっている。

上記構成において、バックアップ弁５ａ、５ｂは常時、
非励磁状態に保持され、スクラムソレノイド弁４ａ、４
ｂは常時、励磁状態に保持されているので、スクラムプ
’ｉ３ａ、３ｂへ制御空気が送給されている。したがっ
て、ピストン１ｂは下がった位置にあり、制御棒は引１
友かれている。

次に、スクラムソレノイド弁４ａ、４ｂの両方が励磁さ
れるべきとぎに、いずれか一方が非励磁になったとして
もスクラム弁３ａ、３ｂに対して制り１１２気が送給さ
れる構成になっているので、制御３１Ｉ俸駆ＷＪＪ別横
１は依然として上記の状態を維持するが、スクラムソレ
ノイド弁４ａ、４．ｂの両方が非励磁になると、スクラ
ム弁３ａ、３ｂの制ｉｔ＋ｙ気がなくなり、これによっ
てアキュームレータ２の水圧がピストン１ｂの下面に作
用してこれを押し上げるため制御棒が挿入される。

一方、バックアップ弁５ａ、５ｂは制御空気を送る配管
上に直列に配置されていることから、いずれか一方が励
磁されるだけでスクラム弁３ａ。

３ｂへの制御空気が断たれ、これによっても制御棒が挿
入される。

かくして、第２図に示した制御棒駆動系統は、スクラム
ソレノイド弁４ａ、４ｂが同時に非励磁になったとき、
バックアップ弁５ａが励磁されたとき、および、バック
アップ弁５ｂが励磁されたときのいずれかでスクラムが
達成される。

ところで、この１ｉｌ制御棒駆りｊ系統を構成するスク
ラムソレノイド弁４ａ、４ｔ）Ｊ５よびバックアップ弁
５ａ、５ｂは前述した二重１　　ｏｕｔｏｒ　　２ｂ式
の論理条件で作動するが、その−例を第３図を用いて説
明する。

第３図において、トリップ回路１１〜１４は原子炉の異
常を検知する多数のセンサの信号を入力し、所定の論理
に従って原子炉を緊急停止するだめの信号を出力するし
ので、１〜■ｖの４つに区分され、相互に独立している
。これらのトリップ回路１１〜１４の出力は、第３図（
ａ）に示すように、１１１１　ｆ１１捧の１番目のグル
ープＧ１を制御する信号選択回路２０と、第３図（１）
）に示すように、バックアップ弁５ａを制御する信号選
択回路２０ａと、第３図＜Ｃ＞に示すように、バックア
ップ弁５ｂを制御する信号選択回路２０ｂにそれぞれ取
込まれる。

このうち、信号選択回路２０はトリップ回路１１とトリ
ップ回路１３の出力の論理和をとるＯＲ回路２１と、ト
リップ回路１２とトリップ回路１４の出力の論理和をと
るＯＲ回路２２と、これら二つの論理和出力の論１ｍ積
をとるＡＮＤ回路２７とで構成されている。また、信号
選択回路２０ａはトリップ回路１１とトリップ回路１３
の出力の論理和をとるＯＲ回路２３と、１−リップ回路
１２とトリップ回路１４の出力の論理和をとるＯＲ回路
２４と、これら二つの論理和出力の論理積をとるＡＮＤ
回路２８とでｈ１成されている。さらにまた、信号選択
回路２０ｔ）はトリップ回路１１とトリップ回路１３の
出力の論理和をとるＯＲ回路２５と、１〜リップ回路１
２とトリップ回路１４の出力の論理和をとるＯＲ回路２
６と、これら二つの論理和出力の論理積をとるＡＮＤ回
路２９とで構成されている。

なお、ここに示した信号選択回路２０，２０ａ。

２０ｂはリレーに限らず、流体を１１１１■するソレノ
イド弁でも同様な論理回路を構成し１９、例えば、トリ
ップ回路１１〜１４がマイクロプロセッサでなるとき、
ＯＲ回路２１〜２６をリレーで構成し、ＡＮＤ回路２７
〜２９をソレノイド弁で構成することもできる。第２図
に示したスクラムソレノイド弁４ａ、４ｂはＡＮＤ回路
２７を構成している。

第３図において、トリップ回路１１〜１４のうち、いず
れか１個が故障した場合、他の３個が健全であれば信号
選択回路２０．２０ａ、２０ｂの全てが論理“１″のス
クラム信号を出力し１９るのでスクラムが達成される。

次に、トリップ回路１１〜１４のうち、例えば、トリッ
プ回路１１と１２が同時故障した場合でも、残りのトリ
ップ回路１３．１４が健全であればＯＲ回路２１〜２６
の全てが論理“１″になるので同じくスクラムが達成さ
れる。

一方、トリップ回路１１〜１４のうち、例えば、トリッ
プ回路１１と１３とが同時故障した場合にはＯＲ回路２
２．２４．２６の出力は論理１１１　Ｔ１になるものＯ
Ｒ回路２１．２３．２５の出力は論理°“０″である。

したがって、信号選択回路２０゜２０ａ、２０ｂのいず
れからもスクラム信号が出力されないので論理上スクラ
ムは達成されない。

もちろん、各トリップ系は互いに分離されており、これ
らが同時故障する可能性は極めて少ないりれども、例え
ば一つの１−リップ系の故障中に、これど１　　ｏｕｔ
　ｏｆ　２の論理を構成するもう一つのトリップ系が故
障することを考慮すると、保守上らかなりの注意を必要
としていた。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、２つのト
リップ系が同ａｈに故障したり、あるいは、故障と同じ
状態に陥ったとしても確実にスクラムを達成し得る原子
炉保護装置の提供を目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、原子炉の異常を検知する多数のセンサの信号
を入力し、所定の論理に従ってトリップ信号を出力する
４個のトリップ回路と、これらのトリップ回路の出力を
入力し、相互に組合わせを変えた二重１　　ｏｕｔ　ｏ
ｆ　２方式の論理に従ってスクラム信号を出力する３個
の信号選択回路とを備え、これらの信号選択回路の少な
くとも１つがスクラム信号を出力したとぎ原子炉をスク
ラムさせることをＩＦｊ　ｍとするものである。

（発明の実加例〕 第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック回路図
で、図中第３図と同一の符号を付したものはそれぞれ同
一の要素を示している。そして、ＯＲ回路２１〜２６が
それぞれ組合わ１１の異る２個のトリップ回路の出力の
論理和をとるようにした点が第３図と異っている。ザな
わら、第３図に示した信号選択回路２０．２０ａ、２０
ｂが相ηに同じ紺合わせでドリップ回路１１〜１４の１
ｏｕｔ　ｏｆ’　２方式の論理出力を（Ｔ７　′Ｃいた
のに対して、第１図に示した信号選択回路３０，３０ａ
。

３０ｔ）は相互に組合わせを変えて二重］ｏｕｔｏｆ２
方式の論理出力を１９、これをスクラム信号とするもの
である。

上記の如く構成された本実施例の動作を以下に説明する
。

先ず、４つのトリップ回路１１〜１４のうちのどの１つ
が故障したとしても、信号選択回路３０゜３０ａ、３０
ｂは全てスクラム信号を発生すると共に、他のグループ
の制す１１俸に対応して設けられた図示しない信号選択
回路も同じようにスクラム信号を発生するので原子かを
確実にスクラムさせることかできる。

次に、トリップ回路１１とトリップ回路１３とが同時に
故障するが、あるいは、トリップ回路１１の保守、点検
中にトリップ回路１３が故障すると、信号選択回路３０
はスクラム信号を発生しないが、イ世の２個の信号選択
回路３０ａ、３０ｂの両方がスクラム信号を発生するの
で、バックアップ弁５ａ、５ｂの両方が励磁される。ま
た、このとき一方のバックアップ弁が励磁されない事態
が起きたとして一６他方が励磁されることでスクラムが
達成される。

また次に、トリップ回路１２と１−リップ回路１３とが
同時に故障状態に陥ったとすると、信号選択回路３０ｂ
はスクラム信号を出力しないが、他の信号選択回路３０
．３０ａの両方がスクラム信号を発生するので、スクラ
ムソレノイド弁４ａ。

４ｂが非励磁状態に、バックアップ弁５ａが励磁状態に
それぞれなるので、この場合す確実にスクラムさせるこ
とができる。

以下、同様にしてトリップ回路１１〜１４が、これ以外
の組合わせで２何回＋１５に故障した場合でも、信号選
択回路３０．３０ａ、３０ｂのうちの２ｇＡがスクラム
（３号を出力することになるので、略完全にスクラムが
達成される。

〔発明の効果〕

以上の説明によって明らかな如く、本発明によれば４つ
のトリップ系のうち、如何なる組合わばて２つのトリッ
プ系が同時故障しても、３つのスクラム手段のうち２つ
のスクラム手段が正常に動作することになり、さらに、
電源喪失などで一方のスクラム手段が動作不能に陥った
としても他のスクラム手段が動作すればよく、これによ
って略完全なスクラムが達成される。

また、３つの信号選択回路が互いに異る組合わせで二重
１ｏｕｔ　ｏｆ　２方式の論理出力を得るので、特定の
組合わせに注意を向けることな（保守、点検が可能にな
るという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック回路図
、第２図（Ｊ一般的原子炉保護装量の制陣棒駆勅系統を
示ず図、第３図は従来の原子炉保護装置のｈη成を示す
ブロック回路図である。 １・・・制（ａ１１棒駆動駆動、３ａ、３ｂ・・・スク
ラム弁、／ｌａ、４ｂ・・・スクラムソレノイド弁、５
ａ、５ｂ・・・バックアップスクラムソレノイド弁、１
１〜１４−１−リップ回路、３０．３０ａ、３０ｂ・・
・信８選択回路。 も　ｌ　図 ；　； ち　２　ｚ も３　口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原子炉の異常を検知する多数のセンサの信号を入力し、
   所定の論理に従つてトリップ信号を出力する４個のトリ
   ップ回路と、これらのトリップ回路の出力を入力し、相
   互に組合わせを変えた二重１　ｏｕｔ　ｏｆ　２方式の
   論理に従つて緊急停止信号を出力する３個の信号選択回
   路とを備え、これらの信号選択回路の少なくとも１つが
   緊急停止信号を出力したとき原子炉を緊急停止させるこ
   とを特徴とする原子炉保護装置。