JPS6275292A - 原子炉出力制御装置 - 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］ 本発明は、原子炉の制御棒を操作することによりその出
力を制御する原子炉出力制御装置に関する。

［発明の技術的背景とその問題点コ 以下、ＢＷＲ＊子力発電力発電所て、水圧駆動機構によ
り制御棒を操作する場合を例にとり説明するが、本発明
はこれに限定されるものではない。

ＢＷＲ原子力発電所において原子炉出力を制御するため
、従来より行なわれている制御棒の操作方法を第２図を
参照して説明する。

原子炉１には多数の制御棒２が配置されるが、この制御
棒２を操作して原子炉出力を上昇させる場合、先ず、運
転員は図示せぬ操作パネルより操作すべき制御棒を選択
し、引抜／挿入ボタンを押す。

すると、それらの情報が制御棒駆動指示信号ｆ（ｘ。

ｙ）として制御棒駆動制御装置３に入力される。制御棒
駆動制御装置３はその信号ｆ（ｘ、ｙ）に従い、引抜／
挿入のタイミングを算出し、そのタイミングで引抜／挿
入信号を制御棒駆動制御信号ｇ（ｚ）として、制御棒駆
動機構４に出力する。

この制御棒駆動機構４は、第３図に示すように。

４方向切換電磁弁４Ａ１〜４Ａ４を備え、制御信号すに
応じて水の流れ方向を切り換える部分４Ａと、その結果
１作動する水圧ピストン４Ｂ１、位置決め用ノツチ付駆
動軸４Ｂ２および位置決め爪４Ｂ３を備え、実際に制御
棒２の挿入、引き抜きを行なう部分４Ｂとから成る。そ
の軸４８２のノツチは全部で例えば４８段あり、従って
、制御棒２はそのノツチと爪４Ｂ３との係合状態に応じ
て、４８段階に位置決めされる。

制御棒駆動ｆｉ１４では、前記制御棒駆動制御信号ｇ（
ｚ）を受けると、それに従って制御棒駆動機構の４つの
方向制御電磁弁４Ａ１〜／ＩＡ４を開閉し、制御棒に引
抜／挿入に対応した水圧を供給し、制御棒２を動かす。

制御棒２の位置は、４Ｂ部に内蔵されている位置検出器
によって検出され、変換され、表示される。′Ｍ転員は
、操作スイッチを押しながらその表示を見て、所定の位
置で止める。このような操作を運転員は繰り返し実施し
、出力を変化させる。

以上が従来実施されている方法であるが、この方法によ
ると、制御棒操作を行なう間（例えば、原子炉をｃｏｌ
ｄの状態から、定格出力に上昇させる場合は制御棒操作
時間は７〜９時間にも及ぶ間）、運転員は、操作制御棒
の確認と、操作中の位置の確認注意力を集中しなければ
ならず、運転具にとって大きな負担となっていた。

［発明の目的］ 本発明は、運転員に負担をかけることな（出力制御が可
能な原子炉出力制御装置を提供することを目的とする。

［発明の概要］ このため本発明は、出力制御を行なう際の原子炉出力レ
ベルに予め複数のブレークポイントを定めておき、現在
のプラント状態と次のブレークポイントにおける目標プ
ラント状態とを比較しながら１次のブレークポイントに
達するまで自動的に制御棒を操作することによりブレー
クポイント間の出力制御を自動的に行なうと共に、その
ときの操作状況を運転員に告知するようにしたことを特
徴としている。

［発明の実施例］ 以下、本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る原子炉出力制御装置の
ブロック図を示したものである。図中。

第２図と同一符号は同一部分を示し、更に、５は運転員
からの後述する操作シーケンス信号に従い。

原子炉のプロセス量とブレークポイントの目標プロセス
量とを比較し、そのプロセス量がブレークポイントに達
するまで、被操作制御棒と、その目標操作位置を決定し
、制御棒駆動指示信号ｆ（ｘ。

ｙ）として出力すると共に、＠在のブレークポイントと
１次のブレークポイントと、前記プロセス量、操作制御
棒１ｇ標操作位置と、制御棒駆動指示信号ｆ（ｘ、ｙ）
とから構成されるオペレーションブナランス信号ｊ（ｓ
）を出力する制御棒シーケンス制御装置である。また、
６は、制御棒シーケンス制御装置５から出力されるオペ
レーションアナウンス信号ｊ（ｓ）に従い、オペレーシ
ョンアナウンス情報Ｓをオペレータにアナウンスするオ
ペレーションアナウンス制御装置である。

以上の構成で、今、ブレークポイントにおける目標プロ
セス量を原子炉圧力にとり、そのブレークポイントｉ＋
１における原子炉圧力を４０ｋｇ／ｃｉ、とじ、現在の
ブレークポイントｊから次のブレークポイントｉ＋１ま
で原子炉出力を上昇する場合の動作について説明する。

原子炉出力を上昇させる場合、制御棒の引抜シーケンス
は予め決められている。即ち、原子炉内に配置される多
数の制御棒は全てその引き抜く順番と引抜長さがシーケ
ンスステップ毎に決められている。また、原子炉の出力
状態は各制御棒の引き抜く長さのトータルで決められる
。従って、運転員が原子炉出力レベルから各ブレークポ
イントをａ型設定すれば、対応する制御棒の操作シーケ
ンスステップ数と目標プロセス量が計算により自動的に
求まることになる。

先ず、運転員は、原子炉出力をブレークポイントｉから
ｉ＋１まで上昇させるとき、ブレークポイントｉ＋１が
所定の原子炉圧力４０ｋｇ／ｅｕｆｇに設定されていな
い場合は、ブレークポイントｉ＋１の設定値４０ｋｇ／
ｃ＋Ｊｇを制御棒シーケンス制御装置５に設定する。次
に、ブレークポイントｉ＋１が原子炉圧力４０ｋｇ／ｃ
＋ａｇと設定されたら、出力を上昇するため。

ブレークポイントｉとブレークポイントｊ＋１までの所
要時間へＴを設定し、ＧＯの要求ボタンを押す。

それらの情報は制御棒シーケンス制御装置５にはＶとし
て与えられる。この場合、 シＩニブレークポイントｉ＋１ ｖ２：要求時間６丁 Ｖ３：ＧＯサイン になる。

制御棒シーケンス制御装置５は前記情報Ｖを受けとると
、Ｖの判断を行ない、先ず、現在のブレークポイントｉ
から目標ブレークポイントｉ＋１までの制御棒操作のシ
ーケンスステップ数Ｎ（ｉ＋１）を計算する。

本実施例では、各ブレークポイントに対応する制御棒の
操作シーケンス数は全て計算してテーブルに記憶してお
り、ブレークポイントが設定されると対応するそのステ
ップ数をテーブルより取り出すことになる。その結果、
ブレークポイントｉまでのシーケンスステップ数を６０
ステツプ、ブレークポイントｉ＋１までのシーケンスス
テップ数を７０とすると、ブレークポイントｉとｉ＋１
の間のシーケンスステップ数は１０ステツプとなり、１
ステップ所要時間は△Ｔ／１０（以後、この値をΔＬと
呼ぶ）となる。

この単位ステップ当りの所要時間ΔＬは予め決められて
いる最小時間Δｊｍｉｎと比較される。その結果。

Δし≧Δｔ、ｍｉｎ　　　　　　　　　　　　　　　　
　　・・・・・・（２）であれば、制御棒操作は異常な
〈実施筒であるとみなし、制御棒の操作を許可する。

ΔしくΔｔ、ｍｉｎ　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　・・・・・・（３）であれば、制御棒操作不可
と判断し、６丁の再設定を運転員に要求する。

今、ΔＬ≧ΔＬ■ｉｎであると仮定して、ブレークポイ
ントｉとｉ＋１の間の１０ステツプを各々５１〜Ｓｘｏ
とする。各ステップに対応させて予め制御棒シーケンス
制御装！２！５内に設定されているデータ群の内からス
テップＳｌに対応する被操作制御棒情報ｂ＋を取り出す
、この情報ｂ＋は。

ｂ１！＝被操作制御棒座標 ｂ＋　２：目標位置 からなる。また、制御棒シーケンス制御装置５では、こ
のとき同時に選択制御棒情報Ｘを決定するにの情報Ｘは
、 ｘ＝ｂ＋＋　　　　　　　　　　　　　・・・・・・（
５）である。次に制御棒シーケンス制御装置ｌ！５では
。

制御棒の目標操作位置ｂ＋２と現在位置ＰＩ（第１図の
制御棒位＠信号ｄの内、制御ｎｂ１１の現在位置をＰ＋
とする）とを比較し、引き抜きか、挿入かを判断し、制
御棒操作情報ｙを決める。この情報ｙは。

ｙｌ：引抜ｂ＋２＞Ｐ＋のとき１ ｙｌ：挿入ｂ＋２＜Ｐ＋のとき１ ｙ３：停止ｂ＋２＝Ｐ＋のどきｌ である。

このようにして、被操作制御棒情報Ｘと、制御棒操作情
報ｙが決まると、制御棒シーケンス制御装ｒ！１５では
、それらの情報を制御棒駆動指示信号ｆ（ｘ、ｙ）とし
て制御棒駆動制御！＠３に出力する。

本実施例ではｂ＋：＋＞Ｐｌ−引抜操作と仮定して説明
する。情報ｙは となる。また、現在のブレークポイントｉと、次のブレ
ークポイントｉ＋１（即ち、原子炉出力４０ｋｇ／ｃｏ
Ｔｇ）とシーケンスステップＮα（即ち、Ｓ＋）と。

制御棒駆動指示信号ｆ（ｘ、ｙ）とをオペレーションア
ナウンス信％　ｊ　（ｓ　）として、オペレーションア
ナウンス制御装置６に出力する。ここで、オペレーショ
ンアナウンス情報Ｓは。

ＳｎニステップＮａ　　ｎ　＝　１〜ｍｍ＝ブレークポ
イントｉ　、　ｉ　＋　１間のシーケンスステップ数 オペレーションアナウンス制御装置６は、前記信号ｊ（
ｓ）を入力すると、オペレーションアナウンス情報Ｓを
オペレータにアナウンスし、聴覚を通し、操作の状況を
認識させる。例えば、「ブレークポイントｉからｉ＋１
に制御棒引き抜きます。ステップＳｒ、制御棒ｂｓ＋、
ポジションＰｌからｂ１２まで引抜」とアナウンスする
。

一方、制御棒駆動制御装置３は前記信号ｆ（ｘ、ｙ）を
受は取ると、入力情報ｙを判断し、制御駆動機構４の４
つの方向制御電磁弁の引抜操作に対応する開閉タイミン
グを算出する。また、入力情報Ｘから操作すべき制御棒
に対応する４方向制御電磁弁を選択し、前記開閉タイミ
ングで電磁弁の開閉信号ｇ（ｚ）を制御駆動機構４に出
力する。この情報Ｚは。

Ｚｌ：バルブ１の０Ｎ１０ＦＦ Ｚｌ：バルブ２の０Ｎ１０ＦＦ ｚ３：バルブ３の０Ｎ１０ＦＦ ｚ４：バルブ４の０Ｎ１０ＦＦ であり、第３図で説明したように、この信号ｇ（ｚ）に
基づき、制御棒駆動＋１！４の選択された４方向電磁弁
部分４Ａが開閉し、駆動水圧を機構部分４Ｂに供給し、
制御棒２を引き抜く。

このとき、制御棒２の位置は制御棒に内蔵されている検
出器で横比され、制御棒位置信号ｄとして制御棒シーケ
ンス制御装置５に入力される。制御棒シーケンス制御装
置５では、目標値ｂ＋２と入力された現在値Ｐ１を比較
し、ｂ＋ｚ＝Ｐ＋どなれば操作停止に対応するｆ　（ｘ
　、　ｙ　）を決定し、制御棒駆動制御装置３に出力し
、引抜操作を停止させ。

ステップＳ！が終了する。同時に、操作停止に対応した
オペレーションアナウンス信号ｊ（ｓ）をオペレーショ
ンアナウンス制御装置６に出力する。

オペレーションアナウンス制御装置６はその信号ｊ（ｓ
）を入力すると、ステップＳ１の操作が終了したことを
オペレータにアナウンスする１例えば。

「ステップＳ＋、制御棒り＋＋、ポジションＰ＋からｂ
＋ｚまで引抜完了」とアナウンスする。

ステップＳＬが終了すると、制御棒シーケンス制御装置
５はブレークポイントｉ＋１の目標値と、現在の原子炉
圧力すとを比較し、ブレークポイント位置に達したか否
か判定し、達していれば制御棒操作を停止し、ブレーク
ポイントに達成した旨運転員に通知し待機状態となる。

一方、ブレークポイントが未だ達成されていない場合は
、ステップを１つ進め、Δし時間後ステップＳ２の操作
を実施する。同時に５２実施に関し、前述同様にしてオ
ペレーションアナウンス信号ｊ（ｓ）をオペレーション
アナウンス制御装ｒ１１６に出力し、オペレータにステ
ップＳ２操作の開始をアナウンスする。

このように順次ステップ５１〜Ｓｒθまで実施し。

その実施と終了をアナウンスする。ブレークポイントに
達成したら待機状態とし、運転員からの次のブレークポ
イントへの進行指示を待つ。

尚、上記実施例では、各ブレークポイントまでのステッ
プ数を予め決めてテーブルに保持するようにしたが、現
在のブレークポイントから次のブレークポイントまでの
出力予測を行ない、ブレークポイント設定時、ステップ
数と各ステップの被操作制御棒と、ｉ］標値とを決定す
るようにしても良い。

また、ブレークポイントは上記実施例では原子炉圧力と
したが、中性子モニタレベル、発電機出力、原子炉水等
各種プラント状態を採用し得る。

また、各運転状態に対応して、中性子モニタレベルから
原子炉圧力への切替等運転状態で異ならすことも可能で
ある。このことから、その都度、運転状態を判定し、そ
れに対応してブレークポイントのプロセス量を決定する
ようにしてもよい。

また、上記実施例ではブレークポイントの所要時間は運
転員からの設定としたが、ブレークポイン１−に対応さ
せて、予め設定しておいても良いし。

また、ブレークポイント間の最短時間を算出し、算出時
間のインターバルで制御棒操作を行なっても良い。また
、各ステップ間の最小時間△しｍｊｎは制御操作におい
て一定でも良いし、また、各ブレークポイント間あるい
は各ステップ間で可変にしても良い。

また、上記実施ではアナウンス内容を各ステップの制御
棒の操作の開始および終了としたが、ブレークポイント
の移動、各ステップ間の待ち時間、ブレークポイントの
待機等運転状態が推移するときにもその内容を逐一アナ
ウンスするようにしても良い。

また、上記実施例では、制御棒駆動機構を水圧駆動機構
としたが、モータ駆動、エア駆動等の他の駆動手段を採
用することもできる。

また、上記実施例ではｌｌｌ１ｌＲ型原子力発電所を例
にとって記述したが、　ｌ”ｔｉｌｌ、ＦＢＲ型原子力
発電所にも適用できることは言う迄もない。

［発明の効果コ 以上のように本発明によれば、運転員はブレークポイン
ト毎に確認操作を行なえば良いので、運転員の負担が大
巾に軽減され、その分、他の仕事をすることができ、運
転効率を大巾に向上させることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による制御棒を用いた原子炉出力制御′
！Ａ買のブロック構成図、第２図は従来の制御棒を用い
た原子炉出力制御装置概略構成図、第３図は制御棒駆動
機構の詳細説明図である。 ｌ・・・原子炉、２・・・制御棒、３・・・制御捧駆動
制御装誼、・１・・・制御駆動機構、５・・・制御棒シ
ーケンス制ａＩＩ装置、６　・・オペレーションアナウ
ンス制御装置。 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原子力発電所における原子炉出力を制御棒を用いて制御
   する原子炉出力制御装置において、原子炉出力レベルに
   複数のブレークポイントを設定すると共に、運転員の指
   示の下に現在のプラント状態と次のブレークポイントに
   おける目標プラント状態とを比較し、一致するまで制御
   棒を自動操作する手段と、そのときの操作内容を運転員
   に告知する手段とを設けたことを特徴とする原子炉出力
   制御装置。