JPS6385493A - 制御棒引き抜き阻止装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は沸騰水型原子カプラントにおける制御棒引き抜
き操作を監視する制御棒引き抜き阻止装置に関する。

（従来の技術） 沸騰水型原子カプラントの出力運転中に炉心から誤って
制御棒が連続的に引き抜かれた場合、炉心内の局部出力
上昇により燃料が損傷する恐れがある。このような制御
棒の引き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、制御棒引き抜き阻止信号を出力するように
制御棒引き抜き阻ｌ−装ＭＬ　（Ｒｏ、ｄ　Ｂｌｏｃｋ
　Ｍｏｎ１ｔｏｒ　：　ＲＢ　Ｍ　）が設置されている
。以下に従来の制御棒引き抜き阻止装置について説明す
る。

第２図に炉心の約１７４の断面図の一例を示す。

炉心には、燃ｆｌ集合体１が装荷されており、燃料集合
体４体に１本の割合で制御棒２が挿入され、この燃料集
合体１の間隙には、中性子計装管３が設置されている。

中性子計装管３には第３国に示ずように軸方向に４個の
局部出力領域モニタ（ＬＰＲＭ）４が設置されている。

また中性子計装管には走行型中性子検出器（ＴＩＰ）５
のための案内管が設置されており、この走行型中性子検
出器５により炉心の軸方向の出力分布を連続的に得るこ
とができ、さらに局部出力領域モニタの校正を行なうこ
とができる。

第４図は制御棒引き抜き阻止装置の構成を示す図である
。ある制御棒が操作制御棒として選択されると、選択制
御棒信号１１が制御棒制御装置から局部出力領域モニタ
選択７トリツクス回路１２に送られてくる。局部出力領
域モニタ選択マトリックス回路１２は、全局部出力領域
モニタ測定信号の中から選択制御棒周辺の中性子計装管
に設置されている　４個の局部出力領域モニタ１８号１
３を選択する。制御棒引き抜き阻止装置は独立した２系
統から構成されており、中性子計装管３内に設置された
４個の局部出力領域モニタ４の下部から１番目と　３番
目の局部出力領域モニタからの信号か１系統にまとめて
送られ、２番目と　４番目の信号が他系統にまとめて送
られる。両系統は同じ信号処理手順を実行するので１系
統の信号処理手順について以下に説明する。

選択マＩ・リックス回路１２で選択された局部出力領域
モニタ信号１３はまず入力１〜リップ回１￥８１４、平
均回路１５に送られる。入力ドリップ回路１４では故障
局部出力領域モニタを除外するため局部出力領域モニタ
信号１３を予め定められた設定値と比較し、局部出力領
域モニタ信号１３がこの設定値より大なら平均回路１５
の入力として使用し、設定値以下であれば平均回路１５
から除外するという動作をする。平均回路１５では入力
された局部出力領域モニタ信号１３を平均化する。

入力モニタ回路１６では、平均回路１５の入力として使
用する局部出力領域モニタ個数を監視し、予め定められ
た最小必要局部出力領域モニタ個数未満の場合に動作不
良信号を出カドリップ回路１７に送り、制御棒引き抜き
を阻止する。平均回路１５で平均化された信号はゲイン
調整回路１８に入力される。このゲイン調整回路１８で
は平均化された信号を平均出力領域モニタ（ＡＰＲＭ）
信号１９と比較し、ゲイン調整回路１８の出力信号が平
均出力領域モニタ信号１９以上になるようにゲインを信
号と比較し、ゲイン調整回路１８の出力信号が平均出力
領域モニタ信号１９以］二になるようにゲインを自動的
に調整する。調整された出力信号（局部出力領域モニタ
信号）は、出力ドリップ回路１７に入力され、予め定め
られた制限値２０と比較される。局部出力領域モニタ信
号１３が制限値２０を越える場合には制御棒引き抜き信
号２１が図示しない制御棒制御装置に送られ、制御棒引
き抜きが阻止される。制限値２０は第５図に示すように
原子炉の再循環流量の関数として設定されている。

平均出力領域モニタ信号１９は炉心の平均熱出力相当の
信号が得られるように、炉内に配置された多数の局部出
力領域モニタ４の測定信号を平均化し、この平均化した
信号を図示を省略した増幅器に入力し、定格熱出力で出
力信号が１００％となるように増幅器のゲインを調整し
た信号である。

この増幅器のゲイン調整は原子炉の出力運転中、定期的
に行なわれる。

局部出力領域モニタ信号１３は局部出力領域モニタ４に
隣接する４本のコーナー燃料棒平均の熱流束相当信号が
得られるように、局部出力領域モニタ検出器４個に接続
された増幅器のゲインを運転限界においての熱流束が１
００％となるように調整された信号である。この増幅器
のゲイン調整は原子炉の出力運転中定期的に走行型中性
子検出器５を走行することによって行なわれる。

定格熱出力運転における平均出力領域モニタの出力信−
りは１００％であり、局部出力領域モニタ信号の平均値
はおよそ５０％となる。

原子炉の出力運転中に局所的な出力が平均出力の２倍以
上となることはほとんどない。従って制御棒引き抜き阻
止装置ゲイン調整回路１８の調整されたゲインは通常１
．０以上であり、平均的にはおよそ２．０となる。すな
わち、局所的な出力が極端に高くない限り制御棒引き抜
き阻止信号は平均出力領域モニタ信号とほぼ同じ値を示
すことになり、制御棒引き抜き阻止信号による局所的な
信号の大小の判別を付けることはできない。

〈発明が解決しようとする問題点） ところで従来の原子カプラントの運転は、再循環流量に
対して比較的原子炉出力が低い領域で行なわれており、
従って制御棒引き抜き阻止信号は制限値に比べて充分低
く、制御棒引き抜き阻止装置が原子カプラントの運転性
を悪化させるようなことはなかったが、将来原子炉の急
速な出力」−昇等高度な運転を行なうなめに、再循環流
量に対して比較的原子炉出力が高い領域での運転を行な
おうとすると、上述した制御棒引き抜き阻止装置では、
選択した制御棒周辺の局部出力領域モニタ信号を平均化
し、平均出力領域モニタ信号量」二となるように増幅器
のゲインを調整しているなめ、選択した制御棒周辺の局
部出力が充分低く、制御棒を引き抜いて燃料損傷の恐れ
がない場合でも、平均出力領域モニタ信号が制限値より
大きな値であると、制御棒が引き抜けなくなるという問
題があり、高度な運転を行なおうとすると制御棒引き抜
き阻止装置が原子炉の運転性を悪くするという結果を招
く恐れかある。

本発明は上述した問題点を解決するためのもので、選択
した制御棒周辺の局所出力相当の信号を演算することに
よって、局所出力が充分低く制御棒を引き抜いても燃料
損傷の恐れかない場合には、炉心平均の出力を示す平均
出力領域モニタ信号が制御棒引き抜き阻止装置の制限値
を越えている場合でも制御棒を引き抜くことができ、再
循環流量に対して原子炉出力か比較的高い領域でも制御
棒の引き抜きが可能な制御棒引き抜き阻止装置を提供す
ることを［（的とする。

「発明の構成」 （問題点を解決するための手段） 本発明によれば、炉心内に配置された多数の局部出力領
域モニタと、局部出力領域モニタからの信号を平均化す
る第１の信号平均化手段と、引き抜かれる制御棒近傍に
配置された局部出力領域モニタからの信号を平均化する
第２の信号平均化手段と、第１の信号平均化手段からの
信号を増幅して平均出力領域モニタ信号を作成する第１
の信号増幅手段と、第２の信す゛平均化手段からの信号
を第１の信号増幅手段と同等のゲインで入力信号の増幅
をして引き抜かれる制御棒近傍の局所出力相当信号を演
算し出力する第２の信号増幅手段と、局所出力相当信号
が予め設定された制限値を超えた場合に引き抜かれる制
御棒の引き抜き阻止信号を出力する制御棒引き抜き阻止
信号出力手段とを備えたことを特徴とする制御棒引き抜
き阻止装置が得られる。

（作　用） ずなわち本発明は局所出力相当信号として、選択した制
御棒周辺の４本の中性子計装管内の局部出力領域モニタ
信号を平均化した後、炉心内に配置された局部出力領域
モニタの平均化信−Ｊを平均出力領域モニタ信号に増幅
している増幅器と同一のゲインを持つ増幅器により増幅
することによって制御棒引き抜き阻止信号を作成し、制
御棒引き抜き阻止信号が予め定められた制限値を越えた
場合、制御棒引き抜きを阻止することができる６また故
障局部出力領域モニタの検出は、入力ドリップ回路、入
力モニタ回路により行ない、故障局部出力領域モニタが
検出された場合には、平均回路の入力から除外し、故障
局部出力領域モニタか検出され、最小必要局部出力領域
モニタ個数を満たさない場合には、選択制御棒を阻止す
る。

晟小必要局部出力領域モニタ個数を満たしても故障局部
出力領域モニタがある場合には、平均回路の出力信号を
平均出力領域モニタ信号以上になるまで増幅して制御棒
引き抜き阻止信号を作成する。制御棒引き抜き阻止信号
の制限値は、従来のものをそのまま使うことかできない
ので、制御棒引き抜き阻止信号の局所出力相当信号化に
伴い、再循環流星の関数として新たに設定し、故障局部
出力領域モニタがある場合の制限値については従来のも
のを使用する。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図を参照にしながら説
明する。

第１図は実施例の制御棒引き抜き阻止装置の構成を示す
図で、全局部出力領域モニタ信号１３は平均出力領域モ
ニタ信号を演算するための平均回路２２と、制御棒引き
抜き阻止信号を演算するための選択マトリックス回Ｒ１
１２へ送られる。平均出力領域モニタ側の平均回路２２
では、独立した複数系統の平均出力領域モニタ信号を演
算するために各系統に対して予め定められた位置の局部
出力領域モニタ信号１３を選択し、この信号を平均化し
て増幅器２３に送る。増幅器２３では、出力信号が炉心
熱出力の定格値に対する比（％）になるように定期的に
調整されたゲインで入力信号を増幅し、平均出力領域モ
ニタ信号１９を作成する。

制御棒引き抜き阻止装置側の選択マトリックス回路１２
では、制御棒制御装置からの選択制御棒信号１１に応じ
て選択制御棒周辺の局部出力領域モニタ信号１３を２系
統の平均回路１５、入力１〜リップ回路１４に送る。両
系統は入力される信号が異なるが、信号処理手順は同一
であるので１系統の信号処理手順について以下に説明す
る。

入力Ｉ・リップ回路１４では、故障局部出力領域モニタ
を除去するなめ、選択マトリックス回路１２より送られ
た局部出力領域モニタ信号１３の値を予め定められた設
定値と比較し、設定値以下の倍旧を平均回路１５の入力
から除外すると同時にこの除外した局部出力領域モニタ
信号数をカウントして入力モニタ回路１６へ送る。入力
モニタ回路１６では除外された局部出力領域モニタの個
数を予め定められた最小必要局部出力領域モニタ個数と
比較し、最小必要局部出力領域モニタ個数未満の場合、
出力ドリップ回路１７に動作不良信号を送り制御棒の引
き抜きを阻止する。また除外された局部出力領域モニタ
が存在する場合、ゲイン調整回路１８、信号切換器２４
、制限値発生回路２５にそれぞれ信号を送る。入力モニ
タ回路１６よりゲイン調整回路１８、信号切換器２４、
制限値発生回路２５に信号が送られない場合、すなわち
除外された局部出力領域モニタがない場合には平均回路
１５で平均化された信号は増幅器２６に送られる。増幅
器２６では平均出力領域モニタの増幅器２３と同一のゲ
インで入力信号を増幅して、局所出力相当の出力信号を
演算し、これを信号切換器２４に送る。信号切換器２４
では入力モニタ回路１６からの信号かないことを判断し
て増幅器２６からの信号を出力ドリップ回路１７に送る
。

入力モニタ回路１６よりゲイン調整器Ｒ１８、信号切換
器２４、制限値発生器１！３２５に信号が送られた場合
、すなわち除外された局部出力領域モニタがある場合に
は平均回路１５で平均化された信号はゲイン調整回路１
８に送られる。ゲイン調整器Ｆ＃１１８は、入力モニタ
回路１６の信号により動作され、平均回路１５で平均化
された信号を平均出力領域モニタ信号１９以」ユになる
までゲインを調整し、ゲイン調整された信号を信号切換
器２４に送る。信号切換器２４では入力モニタ回路１６
からの信号があるので、ゲイン調整器Ｗ１１８からの信
号を出力ドリップ回路１７に送る。出カドリップ回路１
７では、信号切換器２４により送られた信号が制限値発
生回路２５から送られた信号を越える場合には、制御棒
引き抜き阻止信号２１を−１３＝ 図示しない制御棒制御装置に送り、制御棒の引き抜きを
阻止する。なお、制限値発生回路２５では再循環流量の
関数としての制限値２０を発生ずる。

制限値２０は入力モニタ回路１６からの信号の有無によ
って異なったものを用いる。

このように除外された局部出力領域モニタの有無によっ
て制御棒引き抜き阻止装置の信号処理手順を換えるのは
、除外局部出力領域モニタがない場合、選択制御棒周辺
の局所出力相当の信号が容易に演算することができるか
らである。局所出力相当の信号を作ることによって平均
出力領域モニタ信号１９の値に依存することなく制御棒
の引き抜きの可否を制限値との比較によって判定するこ
とができる。除外局部出力領域モニタがある場合には、
局所出力相当の信号を容易に演算することができないた
め、従来と同一手段すなわち制御棒を選択した時の局所
出力の値に依存しない方法を用いる。

なお、制御棒引き抜き阻止装置の増幅器２６のゲインは
平均出力領域モニタの増幅器２３のゲインを定期的に調
整する際同時に行なう。

「発明の効果」 以上説明したように本発明の制御棒引き抜き阻止装置に
よれば、選択した制御棒周辺の局所出力相当信号を用い
て制御棒の引き抜きの可否を判定するため、炉心平均出
力を示す平均出力領域モニタ信号が制御棒引き抜き阻止
装置から決まる制限値を越えていても局部出力が充分低
く燃料損傷の恐れがない場合には制御棒の引き抜きがで
き、再循環流量に対して原子炉出力が比較的高い領域で
も制御棒の引き抜きが可能になるため、将来的な高度な
運転に対して対応することを可能とする効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による一実施例の制御棒引き抜き阻止装
置の構成を示す図、第２図は炉心の部分断面図、第３図
は中性子計装管の側面図、第４図は従来の制御棒引き抜
き阻止装置の構成を示す図、第５図は制御棒引き抜き阻
止装置の制限値の一例を示す図である。 ２・・・・・・制御棒 ３・・・・・・中性子計装管 ４・・・・・・局部出力領域モニタ １２・・・・・・選択マトリックス回路１５・・・・・
・平均回路 ２２・・・・・・平均回路 ２３・・・・・・増幅器 ２４・・・・・・信号切換器 ２５・−・・・・制限値発生回路 ２６・・・・・・増幅器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）炉心内に配置された多数の局部出力領域モニタと
   、前記局部出力領域モニタからの信号を平均化する第１
   の信号平均化手段と、引き抜かれる制御棒近傍に配置さ
   れた局部出力領域モニタからの信号を平均化する第２の
   信号平均化手段と、前記第２の信号平均化手段からの信
   号を増幅して平均出力領域モニタ信号を作成する第１の
   信号増幅手段と、前記第２の信号平均化手段からの信号
   を前記第１の信号増幅手段と同等のゲインで入力信号の
   増幅をして前記引き抜かれる制御棒近傍の局所出力相当
   信号を演算し出力する第２の信号増幅手段と、前記局所
   出力相当信号が予め設定された制限値を超えた場合に前
   記引き抜かれる制御棒の引き抜き阻止信号を出力する制
   御棒引き抜き阻止信号出力手段とを備えたことを特徴と
   する制御棒引き抜き阻止装置。