制御棒引抜き監視方法
【課題】原子炉の運転上の制約を少なくし、定格出力付近での制御棒の誤引き抜きによる熱的余裕の変化幅をさらに低減できる制御棒引抜き監視方法を提供する。
【解決手段】連続引抜する選択制御棒の引抜き選択時点での原子炉出力Ｐが設定原子炉出力Ｐ０以下であり（Ｓ３）、（Ｐ＋γ（出力上昇制限幅））がＰ０以下である（Ｓ５）とき、（Ｐ＋γ）を原子炉出力上昇上限値（ＲＢＬ´値）に設定する（Ｓ６）。原子炉出力（Ｐ１＋γ）が原子炉出力Ｐ２であるので、ＲＢＬ´値として原子炉出力Ｐ２が設定される。Ｓ５が「Ｎｏ」のとき、Ｐ０をＲＢＬ´値に設定する（Ｓ７）。Ｓ３が「Ｙｅｓ」のとき、（Ｐ＋α（出力上昇制限幅））をＲＢＬ´値に設定する（Ｓ４）。γ及びαはγ＞αの関係にある。選択制御棒は、ＲＢＬ´≦ＲＢＭ（制御棒引抜き監視出力）を満足しないときに連続引抜きが継続され、ＲＢＬ´≦ＲＢＭのときに連続引抜が阻止される。
【解決手段】連続引抜する選択制御棒の引抜き選択時点での原子炉出力Ｐが設定原子炉出力Ｐ０以下であり（Ｓ３）、（Ｐ＋γ（出力上昇制限幅））がＰ０以下である（Ｓ５）とき、（Ｐ＋γ）を原子炉出力上昇上限値（ＲＢＬ´値）に設定する（Ｓ６）。原子炉出力（Ｐ１＋γ）が原子炉出力Ｐ２であるので、ＲＢＬ´値として原子炉出力Ｐ２が設定される。Ｓ５が「Ｎｏ」のとき、Ｐ０をＲＢＬ´値に設定する（Ｓ７）。Ｓ３が「Ｙｅｓ」のとき、（Ｐ＋α（出力上昇制限幅））をＲＢＬ´値に設定する（Ｓ４）。γ及びαはγ＞αの関係にある。選択制御棒は、ＲＢＬ´≦ＲＢＭ（制御棒引抜き監視出力）を満足しないときに連続引抜きが継続され、ＲＢＬ´≦ＲＢＭのときに連続引抜が阻止される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御棒引抜き監視方法に係り、特に、沸騰水型原子炉に適用するのに好適な制御棒引抜き監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の制御棒引抜き監視システムは、制御棒引抜き監視装置及び制御棒操作監視装置を有する。制御棒引抜き監視装置は、選択した制御棒の過剰な引抜によって当該制御棒付近の出力が上昇し、燃料棒の熱的余裕、すなわち、最小限界出力比（ＭＣＰＲ）が安全限界値を下回ることがないように、炉心内に均等に配置されている複数の局部出力領域モニタ（以下「ＬＰＲＭ」と称する）でそれぞれ検出された炉心内の中性子束に関する、中性子検出信号であるＬＰＲＭ信号、原子炉内に設置される炉心流量検出器からの炉心流量信号、及び制御棒操作監視装置（以下、ＲＣ＆ＩＳ又はＲＭＣＳと称する。本明細書では、ＲＣ＆ＩＳのみ記載）から出力される操作対象の制御棒の位置信号を入力し、制御棒の引抜操作の監視を行う。
【０００３】
制御棒引抜き監視装置は、操作する制御棒が選択されると、ＲＣ＆ＩＳから選択制御棒の位置信号を入力して、選択制御棒の周囲のＬＰＲＭ信号を制御棒引抜き監視の為に選択する。制御棒引抜き監視装置は、選択したＬＰＲＭ信号に基づいて制御棒引抜き監視に用いる原子炉出力である制御棒引抜き監視出力（以下、ＲＢＭ値と称する）を求める。また、制御棒引抜き監視装置は、炉心流量検出器の出力である炉心流量信号を入力し、この信号に基づいた炉心流量を関数とした制御棒引抜き阻止設定出力（以下、ＲＢＬ値と称する）を求める。制御棒引抜き監視装置は、算出したＲＢＭ値とＲＢＬ値を比較器で比較し、オペレータの誤操作による制御棒の過剰な引抜によりＲＢＭ値が上昇し、ＲＢＬ値に到達した場合は、ＲＣ＆ＩＳへ制御棒引抜き阻止信号を出力する。ＲＣ＆ＩＳは、制御棒引抜き阻止信号を入力したとき、制御棒駆動装置による制御棒の引抜き操作を停止させる。制御棒の引抜き操作が停止されることによって、過剰な制御棒の引抜きが阻止されるので、燃料棒の健全性を保つことができる。制御棒引抜き監視装置は、複数のＲＢＬ値（通常は３つ）を有しており、オペレータの要求または制御棒引抜き監視装置が有するＲＢＬ値のセットアップ機能によりＲＢＬ値を上位レベルに変更し、制御棒引抜き阻止を除外する機能を有する。
【０００４】
特開昭５７−１３６１９７号公報及び特開２０００−１６２３５６号公報は、上記した制御棒引抜き監視装置について説明している。
【０００５】
従来の制御棒引抜き監視装置は、炉心流量を変数としたＲＢＬ値を複数（通常は３つ）有している。これらＲＢＬ値は、原子炉の定格出力付近に設定され、オペレータによる変更要求が無い限り固定された値である。従来の制御棒引抜き監視装置ではＲＢＬ値が定格出力近傍に設定されているので、仮に、原子炉出力が低出力である状態で、オペレータの誤操作等による過剰な制御棒の引抜き操作が発生した場合、ＲＢＭ値に余裕があったとしても、炉心内の燃料集合体の状態によって熱的余裕の変化が大きくなる。このため、一部の燃料棒が熱的に厳しい状態になることも考えられる。
【０００６】
特開２００８−２５６５４８号公報は、このような問題点を解消するために、炉心からの制御棒の引抜き時における最小限界出力比が最小限界出力比設定値以下であるときに生成される引抜き阻止信号、及びに配置された局部出力領域モニタから出力される中性子検出信号に基づいて生成される引抜き阻止信号のいずれか一方の引抜き阻止信号に基づいて制御棒の引抜きを停止させる制御棒引抜き監視システムを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５７−１３６１９７号公報
【特許文献２】特開２０００−１６２３５６号公報
【特許文献３】特開２００８−２５６５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特開２００８−２５６５４８号公報に記載された制御棒引抜き監視システムも、炉心流量を変数としたＲＢＬ値を複数（通常は３つ）有している。これらＲＢＬ値は、原子炉の定格出力付近に設定され、オペレータによる変更要求が無い限り固定値である。その制御棒引抜き監視システムは、このＲＢＬ値の幅の内側であれば制御棒の連続引抜が可能である。しかしながら、炉心に装荷された燃料集合体に含まれる燃料棒を保護する観点から、定格出力付近で制御棒の引抜き量をより小さい幅に制限し、熱的余裕の変化をより小さくしたいという要求があった。特開２００８−２５６５４８号公報では、原子炉出力が出力設定値（例えば、９５％出力）以上になったとき、制御棒の連続引抜きを停止し、ノッチ操作またはステップ操作で制御棒の引き抜きを行っている。
【０００９】
上記の要求に対処するために、そのＲＢＬ値の幅を従来の設定幅よりも小さい固定値（後述の図６のレベルＡ，Ｂ及びＣの相互間の間隔を狭める固定値）にした場合には、原子炉運転上の制約が大きくなるという新たな問題が生じることを、発明者らが見出した。このため、発明者らは、原子炉運転上の制約及び熱的余裕の変化を小さくできる制御棒の連続引抜きを可能にする制御棒引抜き監視システムを実現することが必要であるとの認識を持った。
【００１０】
本発明の目的は、原子炉の運転上の制約を少なくし、定格出力付近での制御棒の誤引き抜きによる熱的余裕の変化幅をさらに低減できる制御棒引抜き監視方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記した目的を達成する本発明の特徴は、原子炉の定格出力よりも低い原子炉出力である設定原子炉出力以下の出力領域では、原子炉の炉心からの制御棒の連続引抜きによって上昇する原子炉出力が、この制御棒の引抜き開始時点における原子炉出力及び第１出力上昇制限幅に基づいて設定された第１原子炉出力上限以下であるとき、制御棒の連続引抜きを継続し、
設定原子炉出力を超える出力領域では、炉心からの制御棒の連続引抜きによって上昇する原子炉出力が、この制御棒の引抜き開始時点における原子炉出力、及び第１出力上昇制限幅よりも狭い第２出力上昇制限幅に基づいて設定された第２原子炉出力上限を超えるとき、制御棒の連続引抜きを阻止することにある。
【００１２】
設定原子炉出力を超える出力領域では、炉心からの制御棒の連続引抜きによって上昇する原子炉出力が、この制御棒の引抜き開始時点における原子炉出力、及び第１出力上昇制限幅よりも狭い第２出力上昇制限幅に基づいて設定された第２原子炉出力上限を超えるとき、制御棒の連続引抜きが阻止されるので、設定原子炉出力を超える出力領域における制御棒の連続引抜きによる原子炉出力の上昇幅が、設定原子炉出力以下の出力領域における制御棒の連続引抜きによる原子炉出力の上昇幅よりも小さくすることができる。このため、設定原子炉出力を超える出力領域で制御棒の連続引抜による原子炉出力の上昇が可能になり、原子炉の運転上の制約を低減することができる。また、設定原子炉出力を超える出力領域における制御棒の連続引抜きによる原子炉出力の上昇幅を小さくすることができるので、原子炉の定格出力付近での制御棒の誤引抜きによる熱的余裕の変化幅をさらに低減することができる。
【００１３】
好ましくは、制御棒の引抜き開始時点における原子炉出力を基点として第１出力上昇制限幅で設定された第１原子炉出力上限以下で原子炉出力を上昇させる制御棒の連続引抜きによって、上昇する原子炉出力が、設定原子炉出力に到達したとき、制御棒の連続引き抜きを阻止し、設定原子炉出力を超える出力領域では、連続引抜きが停止された制御棒の連続引抜きの再開によって上昇する原子炉出力が、制御棒の連続引き抜き再開時の原子炉出力及び第２出力上昇制限幅に基づいて設定された第２原子炉出力上限を超えるとき、連続引抜きを再開した制御棒の連続引抜きを阻止することが望ましい。
【００１４】
制御棒の引抜き開始時点における原子炉出力を基点として第１出力上昇制限幅で設定された第１原子炉出力上限以下で原子炉出力を上昇させる制御棒の連続引抜きによって、上昇する原子炉出力が、設定原子炉出力に到達したとき、制御棒の連続引き抜きを阻止するので、原子炉出力が設定原子炉出力未満で設定原子炉出力付近の原子炉出力（例えば、設定原子炉出力よりも僅かに低い原子炉出力）になっている状態で制御棒の連続引抜きを行った場合でも、原子炉出力が設定原子炉出力になったときにその制御棒の連続引抜が阻止される。また、原子炉出力が設定原子炉出力を超える領域では、原子炉出力が、設定原子炉出力を基点とする、第１出力上昇制限幅よりも小さい第２出力上昇制限幅に到達するまではその制御棒の連続引抜きが許容される。しかしながら、原子炉出力が設定原子炉出力を基点とする第２出力上昇制限幅を超えるとき、その制御棒の連続引抜きが再度阻止され、設定原子炉出力を基点とする第２出力上昇制限幅を超える原子炉出力の上昇を阻止することができる。このため、設定原子炉出力を超える高出力領域での熱的余裕の変化幅をさらに低減することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、原子炉の運転上の制約を少なくし、定格出力付近での制御棒の誤引き抜きによる熱的余裕の変化幅をさらに低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の好適な一実施例である実施例１の制御棒引抜き監視方法に用いられる制御棒引抜き監視システムの構成図である。
【図２】図１に示す制御棒引抜き監視補助装置で実行される処理を中心とした、実施例１における選択制御棒の引抜き時における制御棒引抜き監視システムでの処理を示すフローチャートである。
【図３】実施例１の制御棒引抜き監視方法におけるＢＷＲの運転領域を示す説明図である。
【図４】実施例１の制御棒引抜き監視方法において設定原子炉出力Ｐ０を超えた出力領域における原子炉出力上昇制限幅αを示す説明図である。
【図５】実施例１の制御棒引抜き監視方法において設定原子炉出力Ｐ０以下の出力領域及び設定原子炉出力Ｐ０を超えた出力領域での選択制御棒の引抜き操作を示す説明図である。
【図６】従来例及び実施例１における選択制御棒の連続引抜き操作を示す説明図である。
【図７】本発明の他の実施例である実施例２の制御棒引抜き監視方法に用いられる制御棒引抜き監視システムの構成図である。
【図８】図２に示す制御棒引抜き監視補助装置で実行される処理を中心とした、実施例２における選択制御棒の引抜き時における制御棒引抜き監視システムでの処理を示すフローチャートである。
【図９】実施例２の制御棒引抜き監視方法におけるＢＷＲの運転領域を示す説明図である。
【図１０】実施例２の制御棒引抜き監視方法において設定原子炉出力Ｐ０を超えた出力領域における原子炉出力上昇制限比βを示す説明図である。
【図１１】実施例２の制御棒引抜き監視方法において設定原子炉出力Ｐ０以下の出力領域及び設定原子炉出力Ｐ０を超えた出力領域での選択制御棒の引抜き操作を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施例を、以下に説明する。
【実施例１】
【００１８】
本発明の好適な一実施例である実施例１の制御棒引抜き監視方法を、図１及び図２を用いて説明する。
【００１９】
まず、制御棒引抜き監視システム１が適用される沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）の概要を説明する。原子炉１６は、原子炉圧力容器１７、複数の燃料集合体１８が装荷された炉心（図示せず）及び複数の制御棒１９を備えている。１本の制御棒１９の周りを４体の燃料集合体１８が取り囲んでいる。炉心は原子炉圧力容器１７内に配置され、制御棒１９が、炉心に装荷された隣り合う燃料集合体１８の相互間に挿入される。それぞれの制御棒１９は、別々に制御棒駆動機構（以下、ＣＲＤという）１２に連結される。ＣＲＤ１２は、原子炉圧力容器１７の底部に取り付けられた制御棒駆動機構ハウジング（図示せず）内に設置され、制御棒１９の炉心への挿入操作及び制御棒１９の炉心からの引抜操作を行う。炉心の軸方向に配置された４つの局部出力領域モニタ（以下、ＬＰＲＭという）２１を含む複数のＬＰＲＭ集合体２２が、炉心内で燃料集合体１８の相互間で制御棒１９の操作に支障にならない位置に配置される。ＬＰＲＭ２１は中性子検出器である。これらのＬＰＲＭ集合体２２は、炉心内で１／４回転対象になる位置に配置されている。炉心流量検出器２０が原子炉圧力容器１７に設置される。
【００２０】
本実施例の制御棒引抜き監視方法に用いられる制御棒引抜き監視システム１は、図１に示すように、制御棒引抜き監視装置（以下、ＲＢＭという）２、制御棒引抜き監視補助装置３、制御棒操作監視装置（以下、ＲＣ＆ＩＳという）１０及び制御棒駆動補助盤１１を有する。
【００２１】
各ＬＰＲＭ２１に１本ずつ接続された配線２３−１〜２３−ｎは、ＲＢＭ２及び平均出力領域モニタ（以下、ＡＰＲＭという）１３に接続される。炉心流量検出器２０が配線３６によってＲＢＭ２に接続される。制御棒引抜き監視補助装置３が、配線３８によってＲＢＭ２に接続され、さらに、配線４１によってＲＣ＆ＩＳ１０に接続される。表示装置１５を有する操作盤１４が配線４０によって制御棒引抜き監視補助装置３に接続される。ＲＣ＆ＩＳ１０が配線４４，４６によっても操作盤１４に接続される。制御棒駆動補助盤１１が、配線４２によってＲＣ＆ＩＳ１０に接続され、配線４３によってＣＲＤ１２に接続される。
【００２２】
制御棒引抜き監視システム１を用いて行われる本実施例の制御棒引抜き監視方法を以下に説明する。
【００２３】
ＢＷＲの起動時には、制御棒１９が、ＣＲＤ１２の操作により、炉心から引抜かれて未臨界状態から臨界状態になる。その後、制御棒１９がさらに引抜かれる昇温昇圧過程を経て、原子炉出力が定格出力まで上昇される。このような制御棒１９の引抜きに際して、制御棒引抜きシーケンスの制御棒引抜き情報が、順次、操作盤１４の表示装置１５に表示される。引抜き対象の制御棒（以下、選択制御棒という）１９に関する制御棒引抜き情報は、選択制御棒１９の炉心横断面における位置情報及び設定引抜き量の情報を含んでいる。オペレータは、表示装置１５に表示された制御棒引抜き情報に基づいて、次に引抜く選択制御棒１９の炉心横断面での位置情報及び設定引抜き量情報を操作盤１４から入力する（ステップＳ１（図２参照））。これらの情報を入力することによって、操作盤１４から、該当する選択制御棒１９を操作するＣＲＤ１２に対する制御棒引抜き指令５３が出力される。制御棒引抜き指令５３は、選択制御棒１９の上記位置情報及び設定引抜き量情報を含んでいる。制御棒引抜き指令５３が、配線４０を経て制御棒引抜き監視補助装置３に入力され、配線４４によりＲＣ＆ＩＳ１０に入力される。
【００２４】
制御棒引抜き指令５３を入力したＲＣ＆ＩＳ１０は、選択制御棒１９に対する制御棒連続引抜き要求信号５８を制御棒駆動補助盤１１に出力する（ステップＳ１３（図２参照））。制御棒連続引抜き要求信号５８に基づいて制御棒駆動補助盤１１から出力された制御棒連続引抜き信号６１が、上記位置情報で指定された選択制御棒１９を操作するＣＲＤ１２を駆動させる。これによって、選択制御棒１９が設定引抜き量だけ炉心から引抜かれる。選択制御棒１９の引抜き量は、ＣＲＤ１２に設けられた制御棒位置検出器２４で検出された、炉心軸方向における制御棒の位置に基づいて把握することができる。制御棒位置検出器２４で検出された制御棒１９の炉心軸方向の位置が、ＲＣ＆ＩＳ１０に入力される。
【００２５】
原子炉出力の上昇過程では、選択制御棒１９の引抜きによって、原子炉出力が上昇する。特に、選択制御棒１９に隣接する４体の燃料集合体１８で出力が増大する。
【００２６】
ＢＷＲの運転中、炉心には冷却水が供給され、燃料集合体１８に含まれる各燃料棒を冷却する。炉心に供給される冷却水流量は、再循環ポンプ（図示せず）（またはインターナルポンプ）によって制御され、炉心流量検出器２０によって検出される。その冷却水流量を検出した炉心流量検出器２０は、炉心流量信号５１を配線３６に出力する。この炉心流量信号５１がＲＢＭ２に入力される。各燃料棒に含まれた核燃料物質の核分裂で発生した熱によってその冷却水が加熱され、冷却水の一部が蒸気になる。この蒸気は、原子炉圧力容器２７に接続された主蒸気配管（図示せず）によりタービン（図示せず）に導かれる。
【００２７】
炉心内に配置された各ＬＰＲＭ集合体２２に設けられたそれぞれのＬＰＲＭ２１は、ＢＷＲの起動後において、選択制御棒１９の炉心からの引抜きにより、燃料集合体１８に含まれる核燃料物質の核分裂によって発生した中性子束を検出し、この中性子束の検出信号（以下、ＬＰＲＭ信号という）を出力する。それぞれのＬＰＲＭ２１から出力されたＬＰＲＭ信号（中性子検出信号）５０−１〜５０−ｎは、配線２３−１〜２３−ｎを通ってＲＢＭ２に入力され、配線２３−１〜２３−ｎ及び配線３７を通ってＡＰＲＭ１３に入力される。ＡＰＲＭ１３はＬＰＲＭ信号５０−１〜５０−ｎを平均して原子炉出力を求める。
【００２８】
ＲＢＭ２は、オペレータの操作盤１４での誤操作等により、選択制御棒１９の過剰引抜が発生し、選択制御棒１９の周りに位置する燃料集合体１８における出力の増加幅が大きくなる場合にその燃料集合体１８の熱的余裕を確保するために、その選択制御棒１９の引抜きを阻止する機能を有する。このため、ＲＢＭ２は、配線２３−１〜２３−ｎによってＬＰＲＭ信号５０−１〜５０−ｎを、及び配線３６によって炉心流量信号５１を入力する。ＲＢＭ２は、選択制御棒１９の引抜きを監視するために、選択制御棒１９の周囲に位置するＬＰＲＭ集合体２２内に存在する各ＬＰＲＭ２１から出力された各ＬＰＲＭ信号のうち、該当するＬＰＲＭ信号を用いてＲＢＭ値を算出する（ステップＳ１４（図２参照））。
【００２９】
具体的には、ＲＢＭ２のＬＰＲＭ信号選択部（図示せず）は、選択制御棒１９が炉心の中央部に位置している場合には、その選択制御棒１９に隣接している４つのＬＰＲＭ集合体２２内に存在する合計１６個のＬＰＲＭ２１から出力されたＬＰＲＭ信号５０を、選択制御棒１９が炉心の周辺部に位置している場合には、その選択制御棒１９に隣接している３つまたは２つのＬＰＲＭ集合体２２内に存在する全てのＬＰＲＭ２１から出力されたＬＰＲＭ信号５０を、ＬＰＲＭ信号５０−１〜５０−ｎから選択する。そして、ＬＰＲＭ信号選択部は、入力した炉心流量信号３６及び選択した全てのＬＰＲＭ信号５０を用いてＲＢＭ値を算出する。このＲＢＭ値の算出はＬＰＲＭ信号選択部の演算周期ごとに行われ、ＲＢＭ値は新たに算出されたＲＢＭ値によって更新される。
【００３０】
選択制御棒１９の引抜き操作によりＲＢＭ値がＲＢＬ値に到達したとき、ＲＢＭ２は、配線３８を通して、ロッドブロックのための制御棒引抜き阻止信号５５を制御棒引き抜監視補助装置３に出力する。この制御棒引抜き阻止信号５５は、制御棒引抜き監視補助装置３、ＲＣ＆ＩＳ１０及び制御棒駆動補助盤１１を経て該当するＣＲＤ１２に伝えられる。該当するＣＲＤ１２は選択制御棒１９の引抜きを阻止する。
【００３１】
ＲＢＭ２は、複数のＲＢＬ値（通常は３つ）を有している。すなわち、これらは、３つの制御棒引抜阻止設定ライン（ＲＢライン）、具体的には、正ＲＢラインＡ、中間ＲＢラインＢ及び低ＲＢラインＣの３つのライン、及び炉心流量で定まるそれぞれのＲＢＬ値である。オペレータが、操作盤１４に設けられたマンマシンインターフェイス（以下、ＭＭＩと称する）から入力したＲＢＬ値セットアップ要求により、ＲＢＬ値を上位のＲＢＬ値に変更する機能を有する。このため、ＲＢＭ値がＲＢＬ値に到達し、選択制御棒１９の引抜き阻止が発生した時は、セットアップ要求によって、上位のＲＢＬ値にセットアップし（例えば、中間ＲＢラインＢを正ＲＢラインＡにセットアップする）、選択制御棒１９の引抜き阻止を除外させる。但し、最上位のＲＢＭ値（正ＲＢラインＡのＲＢＭ値）はセットアップすることができない。このＲＢＬセットアップ機能は、ＲＢＭ２の拡張機能である。ＲＢＭ２のＬＰＲＭ信号処理部がＲＢＭ値及び炉心流量信号５１を監視することによって、ＲＢＭ２が、オペレータのＭＭＩからの操作を介さずに、ＲＢＬセットアップを自ら行うこともできる。また、制御棒１９を炉心に挿入する原子炉出力の降下時では、ＲＢＭ２は、ＲＢＭ値及び炉心流量信号５１を監視し、ＲＢＬ値のセットダウンを自ら行い、ＲＢＬ値を低位ＲＢＬ値に変更する（例えば、中間ＲＢラインＢを低ＲＢラインＣに変更する）ことができる。
【００３２】
本実施例におけるＢＷＲの運転領域の一例を、炉心流量と原子炉出力の関係で示すと、図３のようになる。図３において、設定原子炉出力Ｐ０は、定格出力よりも低く、選択制御棒１９の連続引抜きを停止させる原子炉出力の閾値である。すなわち、選択制御棒１９の連続引抜き操作中に、ＡＰＲＭ１３で求められた原子炉出力が設定原子炉出力Ｐ０を超える場合には、その原子炉出力が設定原子炉出力Ｐ０になったとき、選択制御棒１９の連続引抜きを停止させる。
【００３３】
α％及びγ％は原子炉出力の上昇制限幅を示しており、α＜γの関係にある。原子炉出力上昇制限幅γ％は、制御棒引抜きシーケンスで設定されている各選択制御棒１９の引抜き量のうち最大の引抜き量で上昇する原子炉出力の上昇幅以上に設定されている。本実施例では、原子炉出力上昇制限幅γ％は、その最大の引抜き量で上昇する原子炉出力の上昇幅に設定されている。本実施例では、原子炉出力上昇制限幅α％は、５％であり、図４に示すように、設定原子炉出力Ｐ０を超える原子炉出力領域での、選択制御棒１９の連続引抜きによる出力上昇に対して適用される。ちなみに、設定原子炉出力Ｐ０以下の原子炉出力領域での、選択制御棒１９の連続引抜きによる出力上昇に対しては、原子炉出力上昇制限幅γ％が適用される。本実施例における設定原子炉出力Ｐ０は、例えば、９５％である。
【００３４】
前述したように、ＲＣ＆ＩＳ１０から出力された、選択制御棒１９に対する制御棒連続引抜き要求信号５８に基づいて、選択制御棒１９が炉心から引抜かれることにより、原子炉出力が上昇する。各ＬＰＲＭ集合体２２に含まれるＬＰＲＭ２１からそれぞれ出力されたＬＰＲＭ信号５０−１〜５０−ｎがＡＰＲＭ１３に入力される。ＡＰＲＭ１３は、ＬＰＲＭ信号５０−１〜５０−ｎを平均して原子炉出力を求め、この原子炉出力を配線３９に出力する。ＡＰＲＭ１３から出力された原子炉出力が、制御棒引抜き監視補助装置３に入力される。ＡＰＲＭ１３は、常時、ＬＰＲＭ信号５０−１〜５０−ｎを入力して原子炉出力を求めている。
【００３５】
制御棒シーケンスで設定された選択制御棒１９の一部が、例えば、図５に示された、原子炉出力Ｐ１を原子炉出力Ｐ２まで上昇させる設定引抜き量が設定された選択制御棒１９Ａ、原子炉出力Ｐ２を原子炉出力Ｐ３まで上昇させる設定引抜き量が設定された選択制御棒１９Ｂ、及び原子炉出力Ｐ３を原子炉出力１００％まで上昇させる設定引抜き量が設定された選択制御棒１９Ｃであると想定する。
【００３６】
本実施例の制御棒引抜き監視システム１に用いられた制御棒引抜き監視補助装置３の機能を、図５に示された出力上昇を例にして、図２を用いて説明する。制御棒引抜き監視補助装置３は、図２において一点差線で囲んだステップＳ２〜Ｓ９の各処理を実行する。図２に示されたステップＳ１０〜Ｓ１３の各処理は、ＲＣ＆ＩＳ１０で実行される。
【００３７】
操作盤１４から出力された選択制御棒１９Ａに対する制御棒引抜き指令５３が、制御棒引抜き監視補助装置３及びＲＣ＆ＩＳ１０に入力される。ＲＣ＆ＩＳ１０が選択制御棒１９Ａに関する制御棒連続引抜き要求信号５８を制御棒駆動補助盤１１に出力する（ステップＳ１３）。制御棒連続引抜き要求信号５８の出力により、選択制御棒１９Ａを操作するＣＲＤ１２が駆動され、選択制御棒１９Ａが炉心から連続的に引抜かれる。
【００３８】
引抜き制御棒選択時における原子炉出力Ｐを入力する（ステップＳ２）。選択制御棒１９Ａに対する制御棒引抜き指令５３が制御棒引抜き監視補助装置３に入力された時点（制御棒の引抜き開始時点）においてＡＰＲＭ１３から入力した原子炉出力Ｐ１を、引抜き制御棒選択時における原子炉出力Ｐとする。原子炉出力Ｐが設定原子炉出力Ｐ０以下であるかを判定する（ステップＳ３）。原子炉出力Ｐ１が設定原子炉出力Ｐ０以下である（図５参照）ので、ステップＳ３の判定は「Ｎｏ」になる。このため、原子炉出力（Ｐ＋γ）が設定原子炉出力Ｐ０以下であるかを判定する（ステップＳ５）。図５に示すように、原子炉出力（Ｐ１＋γ）である原子炉出力Ｐ２が設定原子炉出力Ｐ０以下であるので、ステップＳ５の判定が「Ｙｅｓ」になる。次に、原子炉出力（Ｐ＋γ）を原子炉出力上昇上限値（原子炉出力上限）（以下、ＲＢＬ´値という）に設定する（ステップＳ６）。原子炉出力（Ｐ１＋γ）が原子炉出力Ｐ２であるので、ＲＢＬ´値として原子炉出力Ｐ２が設定される。
【００３９】
ＲＢＭ値がＲＢＬ´値以上であるかを判定する（ステップＳ８）。選択制御棒１９Ａが連続引抜きされているときにＲＢＭ２で求められたＲＢＭ値が、ＲＢＭ信号として配線３８により制御棒引抜き監視補助装置３に入力される。このＲＢＭ値は、前述したように、ＲＢＭ２において、選択制御棒１９Ａの周囲に位置するＬＰＲＭ集合体２２内に存在する各ＬＰＲＭ２１から出力された各ＬＰＲＭ信号のうち、該当するＬＰＲＭ信号を用いて求められる（ステップＳ１４）。選択制御棒１９Ａの引抜きに伴って、この選択制御棒１９Ａの周囲に存在する燃料集合体１８を中心に出力が上昇し、ＲＢＭ２で求められるＲＢＭ値も増大する。しかしながら、選択制御棒１９Ａが、制御棒引抜きシーケンスで設定された引抜き量まで引抜かれるまでの期間では、ＲＢＭ２で求められたＲＢＭ値がＲＢＬ´値である原子炉出力Ｐ２よりも低い。このため、ステップＳ８の判定が「Ｎｏ」になる。
【００４０】
ステップＳ８の判定が「Ｎｏ」である場合、制御棒引抜き監視補助装置３は、この判定結果に対しては何もしなく、今までの状態を継続する。制御棒引抜き監視補助装置３は、ステップＳ８の判定に対しては、「Ｙｅｓ」のときだけ、後述するような選択制御棒の連続引抜き阻止信号５６を出力する。図２において、ステップＳ８の判定に対して「Ｎｏ」を記入したのは、ＢＷＲの運転に関する説明を分かりやすくするためである。また、ステップＳ１２の判定に対して「Ｎｏ」を記入したのも、同じ理由である。
【００４１】
ステップＳ８の判定が「Ｎｏ」の場合には、換言すれば、ステップＳ８の判定が「Ｙｅｓ」にならない場合には、選択制御棒１９Ａが連続的に引抜かれている。ＣＲＤ１２に設けられた制御棒位置検出器２４で、時々刻々、検出された、炉心軸方向における選択制御棒１９Ａの位置信号６６が配線４７によりＲＣ＆ＩＳ１０に入力される。ＲＣ＆ＩＳ１０が、選択制御棒の引抜きが完了したかを判定する（ステップＳ１２）。入力した選択制御棒１９Ａの位置信号６６に基づいて、選択制御棒１９Ａの引抜き量が、選択制御棒１９Ａに対する制御棒引抜き指令５３に含まれた設定引抜き量になったかを判定する。選択制御棒１９Ａの引抜き量が、設定引抜き量になっていない場合には、ステップＳ１２の判定は「Ｎｏ」である。ステップＳ１２の判定が「Ｎｏ」であるとき、ＲＣ＆ＩＳ１０はこの判定結果に対しては何もしなく、今までの状態を継続する。すなわち、選択制御棒１９Ａの連続引抜き及びステップＳ８の判定が継続して行われる。
【００４２】
選択制御棒１９Ａの引抜き操作が継続されると、やがて、ステップＳ１２の判定が「Ｙｅｓ」になる。ステップＳ１２の判定が「Ｙｅｓ」になったとき、ＲＣ＆ＩＳ１０は、引抜き停止要求信号５９を制御棒駆動補助盤１１に出力する。引抜き停止要求信号５９を入力した制御棒駆動補助盤１１は、選択制御棒１９Ａを操作するＣＲＤ１２に対して引抜き停止信号６２を出力する。選択制御棒１９Ａを操作するＣＲＤ１２は、引抜き停止信号６２に基づいて選択制御棒１９Ａの引抜きを中止する。このとき、選択制御棒１９Ａは設定引抜き量だけ炉心から引抜かれている。ステップＳ１２の判定が「Ｙｅｓ」になったとき、ＲＣ＆ＩＳ１０から操作盤１２に配線４５を通して「選択制御棒１９Ａの引抜き完了」を示す引抜き完了信号が出力される。この引抜き完了信号が表示装置１５に表示される。選択制御棒１９Ａが設定引抜き量だけ引抜かれたとき、原子炉出力が原子炉出力Ｐ２まで上昇する。
【００４３】
選択制御棒１９Ａの引抜き完了信号の表示を見たオペレータは、表示装置１５に表示された制御棒引抜き情報に基づいて、次に引抜く選択制御棒１９Ｂの炉心横断面での位置情報及び設定引抜き量情報を操作盤１４から入力する。操作盤１４から出力された選択制御棒１９Ｂに対する制御棒引抜き指令５３が、選択制御棒１９Ａの場合と同様に、制御棒引抜き監視補助装置３及びＲＣ＆ＩＳ１０に入力される。ＲＣ＆ＩＳ１０が選択制御棒１９Ｂに関する制御棒連続引抜き要求信号５８を制御棒駆動補助盤１１に出力する（ステップＳ１３）ので、選択制御棒１９Ｂを操作するＣＲＤ１２が駆動され、選択制御棒１９Ｂが炉心から連続的に引抜かれる。
【００４４】
ステップＳ２では、選択制御棒１９Ｂに対する制御棒引抜き指令５３が制御棒引抜き監視補助装置３に入力された時点においてＡＰＲＭ１３から入力した原子炉出力Ｐ２を、引抜き制御棒選択時における原子炉出力Ｐとする。原子炉出力Ｐ２が設定原子炉出力Ｐ０以下である（図５参照）ので、ステップＳ３の判定が「Ｎｏ」になり、ステップＳ５の判定が行われる。原子炉出力（Ｐ２＋γ）が原子炉出力Ｐ３であって設定原子炉出力Ｐ０を超える（図５参照）ので、ステップＳ５の判定が「Ｎｏ」になる。このため、設定原子炉出力Ｐ０をＲＢＬ´値に設定する（ステップＳ７）。原子炉出力Ｐ２が設定原子炉出力Ｐ０以下であってステップＳ５の判定が「Ｎｏ」になることは、選択制御棒１９Ｂの引抜きの途中で、原子炉出力が設定原子炉出力Ｐ０に到達する可能性があることを示している。
【００４５】
選択制御棒１９Ｂの引抜き操作によって原子炉出力が上昇する。ＲＢＭ２で求められた新たなＲＢＭ値が制御棒引抜き監視補助装置３に入力される。ステップＳ８では、ＲＢＭ値がＲＢＬ´値である設定原子炉出力Ｐ０よりも低いため、ステップＳ８の判定が「Ｎｏ」になる。ＲＣ＆ＩＳ１０で実行されるステップＳ１２の判定も「Ｎｏ」であるので、選択制御棒１９Ａと同様に、選択制御棒１９Ｂの連続引抜きが継続して行われる。選択制御棒１９Ｂの引抜きにより原子炉出力がさらに上昇してＲＢＭ２で求められたＲＢＭ値が設定原子炉出力Ｐ０になったとき、ステップＳ８の判定が「Ｙｅｓ」になる。
【００４６】
選択制御棒の連続引抜きが阻止される（ステップＳ９）。ステップＳ８の判定が「Ｙｅｓ」であるので、制御棒引抜き監視補助装置３が、選択制御棒１９Ｂの連続引抜き阻止信号５６をＲＣ＆ＩＳ１０に出力する。ＲＣ＆ＩＳ１０は連続引抜き阻止信号５６に基づいて連続引抜き阻止要求信号６０を出力する。連続引抜き阻止要求信号６０を入力し制御棒駆動補助盤１１は、選択制御棒１９Ｂを操作するＣＲＤ１２に対して連続引抜き引抜き停止信号６３を出力する。選択制御棒１９Ｂを操作するＣＲＤ１２は、連続引抜き引抜き停止信号６３に基づいて選択制御棒１９Ｂの引抜きを阻止する。
【００４７】
連続引抜き阻止信号５６を入力したＲＣ＆ＩＳ１０は、選択制御棒の引抜きが完了したかを判定する（ステップＳ１０）。入力した選択制御棒１９Ｂの位置信号６６に基づいて、選択制御棒１９Ｂの引抜き量が、選択制御棒１９Ｂに対する制御棒引抜き指令５３に含まれた設定引抜き量になったかを判定する。選択制御棒１９Ａの引抜き量が、設定引抜き量になっていない場合には、ステップＳ１０の判定は「Ｎｏ」である。もし、ステップＳ１０の判定が「Ｙｅｓ」である場合には、ＲＣ＆ＩＳ１０が操作盤１４に「選択制御棒１９Ｂの引抜き完了」を示す引抜き完了信号が出力される。この引抜き完了信号が表示装置１５に表示される。
【００４８】
ステップＳ１０の判定は「Ｎｏ」であるので、ＲＣ＆ＩＳ１０はステップＳ１１の、連続引抜き中止情報及び選択制御棒引抜き未完了を示す情報を配線４６により操作盤１４に出力する。ステップＳ１０の判定が「Ｎｏ」であるとき、ＲＣ＆ＩＳ１０は、該当する選択制御棒の連続引抜きが中止された時点におけるこの選択制御棒の位置信号６６を用いて、この選択制御棒に対する設定引抜き量のうち、引抜かれずに残っている引抜き量（以下、引抜き残量という）を算出する。具体的には、選択制御棒１９Ｂに対する引抜き残量が求められる。ＲＣ＆ＩＳ１０は、選択制御棒引抜き未完了を示す情報に引抜き残量を含めて出力する。操作盤１４に伝えられた、選択制御棒１９Ｂに関する連続引抜き中止情報、及び引抜き残量を含む選択制御棒引抜き未完了を示す情報が表示装置１５に表示される。
【００４９】
オペレータは、表示装置１５に表示されたこれらの情報を見て、選択制御棒１９Ｂの連続引抜きが阻止されたこと、及び選択制御棒１９Ｂが引抜き途中であることを認識する。このため、オペレータは、操作盤１４に、選択制御棒１９Ｂの位置情報、及び引抜き量である引抜き残量を入力する。操作盤１４から、選択制御棒１９Ｂに対する位置情報及び引抜き残量を含む制御棒引抜き指令５３が、制御棒引抜き監視補助装置３及びＲＣ＆ＩＳ１０にそれぞれ入力される。
【００５０】
ＲＣ＆ＩＳ１０は、その制御棒引抜き指令５３に基づいて選択制御棒１９Ｂに対する制御棒連続引抜き要求信号５８を制御棒駆動補助盤１１に出力する（ステップＳ１３）。このため、選択制御棒１９Ｂの引抜きが再開される。選択制御棒１９Ｂに対する制御棒引抜き指令５３が制御棒引抜き監視補助装置３に、再度、入力された時点においてＡＰＲＭ１３から入力した原子炉出力Ｐ０を、引抜き制御棒選択時における原子炉出力Ｐとする（ステップＳ２）。原子炉出力Ｐが原子炉出力Ｐ０であるので、ステップＳ３の判定が「Ｙｅｓ」になる。次に、（Ｐ＋α）％をＲＢＬ´値に設定する（ステップＳ４）。ステップＳ４では、（Ｐ０＋α）％がＲＢＬ´値に設定される。ここでは、原子炉出力上昇制限幅α％を、例えば、５％とする。（Ｐ０＋α）％をＲＢＬ´値としたステップＳ８の判定が行われる。このとき、ＲＢＭ２から入力するＲＢＭ値は（Ｐ０＋α）％よりも小さいので、ステップＳ８の判定が「Ｎｏ」となり、制御棒引抜き監視補助装置３から連続引抜き阻止信号５６が出力されない。この結果、選択制御棒１９Ｂの連続引抜きが継続して行われる。
【００５１】
選択制御棒１９Ｂの連続引抜きが行われている間、ＲＣ＆ＩＳ１０では、ステップＳ１２の処理が行われる。入力した選択制御棒１９Ｂの位置信号６６に基づいて、選択制御棒１９Ｂの引抜き残量が引抜かれたかが判定される。ステップＳ１２の判定が「Ｙｅｓ」になったとき、選択制御棒１９Ｂが引抜き残量だけ引抜かれたことになる。原子炉出力は原子炉出力Ｐ３まで上昇する（図５参照）。
【００５２】
ステップＳ１２の判定が「Ｙｅｓ」になったとき、ＲＣ＆ＩＳ１０は、引抜き停止要求信号５９を制御棒駆動補助盤１１に出力する。この結果、選択制御棒１９Ｂを操作するＣＲＤ１２の駆動が停止され、選択制御棒１９Ｂの引抜きが中止される。ステップＳ１２の判定が「Ｙｅｓ」になったとき、ＲＣ＆ＩＳ１０から操作盤１２に「選択制御棒１９Ｂの引抜き完了」を示す引抜き完了信号が出力され、この引抜き完了信号が表示装置１５に表示される。
【００５３】
選択制御棒１９Ｂの引抜き完了信号の表示を見たオペレータは、表示装置１５に表示された制御棒引抜き情報に基づいて、次に引抜く選択制御棒１９Ｃの炉心横断面での位置情報及び設定引抜き量情報を操作盤１４から入力する。この設定引抜き量情報は、原子炉出力を、原子炉出力Ｐ３を定格出力１００％まで上昇させるための選択制御棒１９Ｃの引抜き量である。操作盤１４から出力された選択制御棒１９Ｃに対する制御棒引抜き指令５３が、選択制御棒１９Ａの場合と同様に、制御棒引抜き監視補助装置３及びＲＣ＆ＩＳ１０に入力される。ＲＣ＆ＩＳ１０が選択制御棒１９Ｃに関する制御棒連続引抜き要求信号５８を制御棒駆動補助盤１１に出力する（ステップＳ１３）ので、選択制御棒１９Ｃを操作するＣＲＤ１２が駆動され、選択制御棒１９Ｃが炉心から引抜かれる。
【００５４】
ステップＳ２では、選択制御棒１９Ｃに対する制御棒引抜き指令５３が制御棒引抜き監視補助装置３に入力された時点においてＡＰＲＭ１３から入力した原子炉出力Ｐ３を、引抜き制御棒選択時における原子炉出力Ｐとする。原子炉出力Ｐ３が設定原子炉出力Ｐ０を超えている（図５参照）ので、ステップＳ３の判定が「Ｙｅｓ」になり、ステップＳ４で（Ｐ３＋α）％がＲＢＬ´値に設定される。（Ｐ３＋α）％をＲＢＬ´値としたステップＳ８の判定が行われる。このとき、ＲＢＭ２から入力するＲＢＭ値は（Ｐ３＋α）％よりも小さいので、ステップＳ８の判定が「Ｎｏ」となり、制御棒引抜き監視補助装置３から連続引抜き阻止信号５６が出力されない。この結果、選択制御棒１９Ｂの連続引抜きが継続して行われる。
【００５５】
ＲＣ＆ＩＳ１０では、ステップＳ１２の処理が行われる。入力した選択制御棒１９Ｃの位置信号６６に基づいて、選択制御棒１９Ｃに対する設定引抜き量が引抜かれたかが判定される。ステップＳ１２の判定が「Ｙｅｓ」になったとき、選択制御棒１９Ｃが設定引抜き量だけ引抜かれたことになる。原子炉出力は定格出力１００％まで上昇する。
【００５６】
ステップＳ１２の判定が「Ｙｅｓ」になったとき、ＲＣ＆ＩＳ１０は、引抜き停止要求信号５９を制御棒駆動補助盤１１に出力する。この結果、選択制御棒１９Ｃを操作するＣＲＤ１２の駆動が停止され、選択制御棒１９Ｂの引抜きが中止される。ステップＳ１２の判定が「Ｙｅｓ」になったとき、ＲＣ＆ＩＳ１０から操作盤１２に「選択制御棒１９Ｃの引抜き完了」を示す引抜き完了信号が出力され、この引抜き完了信号が表示装置１５に表示される。
【００５７】
以上の選択制御棒の引抜き操作により、ＢＷＲは定格出力１００％で運転される。
【００５８】
もし、オペレータが、間違えて、選択制御棒１９Ｃの設定引抜き量を、原子炉出力が（Ｐ３＋α）％を超えるＰ４になるような引抜量に設定したとする。このときには、ステップＳ８の判定が「Ｙｅｓ」になるので、制御棒引抜き監視補助装置３から連続引抜き阻止信号５６が出力され、選択制御棒１９Ｃの連続引抜きが阻止される。
【００５９】
本実施例の制御棒引抜き監視方法における選択制御棒の連続引抜きの要点を、図６を用いて説明する。従来例における選択制御棒の操作では、図６の左側に示したように、原子炉出力に関係なく選択制御棒の連続引抜きが可能である。本実施例の制御棒引抜き監視方法では、選択制御棒を選択した時点、すなわち、操作盤１４から選択制御棒に対する制御棒引抜き指令５３が出力された時点での原子炉出力（以下、選択制御棒選択時の原子炉出力という）Ｐが、選択制御棒の連続引抜きを停止させる原子炉出力の閾値である設定原子炉出力Ｐ０以下の原子炉出力か、設定原子炉出力Ｐ０を超える原子炉出力かによって、選択制御棒の操作の仕方が異なっている。
【００６０】
選択制御棒選択時の原子炉出力Ｐが設定原子炉出力Ｐ０以下である場合、例えば、選択制御棒選択時の原子炉出力Ｐが図６に示されたレベルＣの原子力出力である場合には、原子炉出力を原子力出力Ｐから（Ｐ＋γ）％まで上昇させる際に、（Ｐ＋γ）％が設定原子炉出力Ｐ０を超えない範囲で、選択制御棒の連続引抜きを許可する。選択制御棒選択時の原子炉出力Ｐが設定原子炉出力Ｐ０を超えている場合、例えば、選択制御棒選択時の原子炉出力Ｐが図６に示されたレベルＢの原子力出力である場合には、原子炉出力を原子力出力Ｐから（Ｐ＋α）％までの範囲で、選択制御棒の連続引抜きを許可する。選択制御棒の引抜きによって原子炉出力が設定原子炉出力Ｐ０を超えて上昇する場合には、原子炉出力が設定原子炉出力Ｐ０になった時点で、その選択制御棒の連続引き抜きを停止する。この選択制御棒に対する残りの引抜き量だけこの選択制御棒を引抜いて原子炉出力を上昇させる場合は、選択制御棒の連続引き抜きが設定原子炉出力Ｐ０で停止された後、設定原子炉出力Ｐ０から（Ｐ＋α）％までの範囲内であれば、選択制御棒の連続引き抜きを許可する。
【００６１】
本実施例は、設定原子炉出力Ｐ０を超える出力領域では、炉心からの選択制御棒１９の連続引抜きによって上昇する原子炉出力が、この選択制御棒１９Ａに対する制御棒引抜き指令５３が制御棒引抜き監視補助装置３に入力された時点（選択制御棒１９の引抜き開始時点）における原子炉出力Ｐ、及び原子炉出力上昇制限幅γ（第１出力上昇制限幅）よりも狭い原子炉出力上昇制限幅α（第２出力上昇制限幅）に基づいて設定されたＲＢＬ´値を超えるとき、選択制御棒１９の連続引抜きが阻止されるので、設定原子炉出力Ｐ０を超える出力領域における選択制御棒１９の連続引抜きによる原子炉出力の上昇幅が、設定原子炉出力Ｐ０以下の出力領域における選択制御棒１９の連続引抜きによる原子炉出力の上昇幅よりも小さくすることができる。このため、設定原子炉出力Ｐ０を超える出力領域で選択制御棒１９の連続引抜による原子炉出力の上昇が可能になり、原子炉の運転上の制約を低減することができる。また、設定原子炉出力Ｐ０を超える出力領域における選択制御棒１９の連続引抜きによる原子炉出力の上昇幅を小さくすることができるので、原子炉１６の定格出力（１００％出力）付近での選択制御棒１９の誤引抜きによる熱的余裕の変化幅をさらに低減することができる。
【００６２】
本実施例では、制御棒引抜き指令５３が制御棒引抜き監視補助装置３に入力された時点（制御棒の引抜き開始時点）における原子炉出力Ｐが設定原子炉出力Ｐ０以下であっても（Ｐ＋α）％が設定原子炉出力Ｐ０を超える場合には、設定原子炉出力Ｐ０をＲＢＬ´値に設定するので、もし、原子炉出力Ｐが設定原子炉出力Ｐ０未満で設定原子炉出力Ｐ０付近の原子炉出力になっている状態で選択制御棒１９の連続引抜きを行った場合でも、この選択制御棒１９の連続引き抜き開始時点の原子炉出力Ｐから原子炉出力上昇制限幅γ％の原子炉出力の上昇を阻止することができる。このため、設定原子炉出力Ｐ０を超える高出力領域（例えば、原子炉１６の定格出力付近）での熱的余裕の変化幅をさらに低減することができる。
【００６３】
本実施例では、制御棒引抜き指令５３が制御棒引抜き監視補助装置３に入力された時点における原子炉出力Ｐが設定原子炉出力Ｐ０以下である状態で、選択制御棒１９の連続引抜きを行ったときに（Ｐ＋γ）％が設定原子炉出力Ｐ０を超える場合には、その選択制御棒１９の連続引抜きにより上昇する原子炉出力が設定原子炉出力Ｐ０になったとき、選択制御棒１９の連続引抜きが阻止される。この連続引抜きが阻止された選択制御棒１９の引抜き残量が、制御棒位置検出器２４から出力される位置信号に基づいて求められ、表示装置１５に表示される。このため、オペレータが、連続引抜が停止された選択制御棒１９を引抜き残量だけ引抜くために、この選択制御棒１９の上記位置情報及び設定引抜き量（引抜き残量）の操作盤１４への入力を容易に行うことができる。
【００６４】
特開２００８−２５６５４８号公報では、設定原子炉出力（例えば９５％）出力以上において十分な熱的余裕が確保されている炉心状態であっても、制御棒の連続引抜きがその設定原子炉出力で停止される。そして、設定原子炉出力を超える原子炉出力の上昇は、制御棒のノッチ操作またはステップ操作によって行われる。これに対し、本実施例では、設定原子炉出力Ｐ０を超える原子炉出力の上昇においても、熱的余裕が確保される範囲で予め設定した出力上昇制限幅内での制御棒１９の連続引抜きが可能であり、高出力領域における制御棒操作の運用性が優れている。
【００６５】
こので、制御棒の連続引抜きとは、制御棒引抜きを制御するＲＣ＆ＩＳ１０にて制御棒引抜きモードを「連続引抜き」に設定された状態で行われる制御棒引抜き操作である。具体的には、この連続引抜きモードでは、オペレータが操作盤１４に設けられた制御棒引抜きボタンを押している間、ＲＣ＆ＩＳ１０から制御棒連続引抜き信号５８が出力され、制御棒１９が炉心から連続的に引抜かれる。制御棒のノッチ操作（またはステップ操作）は、操作盤１４からオペレータによって設定され、ＲＣ＆ＩＳ１０にて制御棒引抜きモードを「ノッチ操作（またはステップ操作）」に設定された状態で行う制御棒引抜き操作である。この場合、制御棒を炉心から１ノッチ（または１ステップ）引抜くたびに、オペレータは操作盤１４に設けられた制御棒引抜きボタンを押す必要がある。なお、燃料集合体１８に含まれる燃料棒の熱的余裕への影響は、制御棒１９の引抜きが（短時間に）連続的に行われる場合に顕著に現れる。ノッチ操作（またはステップ操作）は、操作盤１４に設けられたボタンの操作ごとにオペレータによる判断及び操作が介在することから、熱的余裕への影響はない操作であるとし、本実施例では、この二つを制御棒操作を使い分けている。
【００６６】
設定原子炉出力Ｐ０としては任意の出力レベルを設定することが可能であり、設定原子炉出力Ｐ０に応じた出力上昇制限幅αを設定することによって、上記の実施例と同等の効果が期待できる。
【実施例２】
【００６７】
本発明の他の実施例である実施例２の制御棒引抜き監視方法を、図７及び図８を用いて説明する。
【００６８】
本実施例の制御棒引抜き監視方法に用いられる制御棒引抜き監視システム１Ａは、図７に示すように、実施例１に用いられる制御棒引抜き監視システム１において制御棒引抜き監視補助装置３を制御棒引抜き監視補助装置３Ａに替えた構成を有する。制御棒引抜き監視システム１Ａの他の構成は制御棒引抜き監視システム１と同じである。制御棒引抜き監視補助装置３Ａは、図８に示す一点差線で囲まれた範囲の各処理を実行する。制御棒引抜き監視補助装置３Ａで実行される処理は、制御棒引抜き監視補助装置３で実行される処理のうちステップＳ４、Ｓ５，Ｓ６の各処理をステップＳ４Ａ，Ｓ５Ａ，Ｓ６Ａの各処理に替えた処理である。制御棒引抜き監視補助装置３Ａで実行されるステップＳ４Ａ，Ｓ５Ａ，Ｓ６Ａ以外の処理は、制御棒引抜き監視補助装置３で実行されるステップＳ４、Ｓ５，Ｓ６以外の処理と同じである。
【００６９】
本実施例におけるＢＷＲの運転領域の一例を、炉心流量と原子炉出力の関係で示すと、図９のようになる。実施例１と同様に、原子炉出力が設定原子炉出力Ｐ０になったとき、選択制御棒の連続引き抜きが停止される。本実施例では、原子炉出力上昇制限幅α％及びγ％の替りに、原子炉出力上昇制限比β及びδを用いる。β及びδはβ＜δの関係にある。原子炉出力上昇制限比βは、例えば、１．０５であり、図１０に示すように、設定原子炉出力Ｐ０を超える原子炉出力領域での、選択制御棒の連続引抜きによる出力上昇に対して適用される。ちなみに、設定原子炉出力Ｐ０以下の原子炉出力領域での、選択制御棒の連続引抜きによる出力上昇に対しては、原子炉出力上昇制限比δが適用される。原子炉出力上昇制限比δは、選択制御棒選択時の原子炉出力Ｐにδ％を掛けて得られる原子炉出力が、制御棒引抜きシーケンスで設定されている各選択制御棒１９の引抜き量のうち最大の引抜き量で上昇した後における原子炉出力以上になるように設定される。本実施例では、原子炉出力上昇制限比δは、例えば、選択制御棒選択時の原子炉出力Ｐにδ％を掛けて得られる原子炉出力が、制御棒引抜きシーケンスで設定されている各選択制御棒１９の引抜き量のうち最大の引抜き量で上昇した後における原子炉出力になるように設定される。本実施例における設定原子炉出力Ｐ０は、例えば、９５％である。
【００７０】
本実施例の制御棒引抜き監視方法を、実施例１のそれと異なる部分について、図８及び図１１を用いて説明する。選択制御棒として、選択制御棒１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃが用いられる。
【００７１】
選択制御棒１９Ａに対する制御棒引抜き指令５３が、操作盤１４から制御棒引抜き監視補助装置３Ａ及びＲＣ＆ＩＳ１０に入力される。ＲＣ＆ＩＳ１０から出力された、選択制御棒１９Ａに対する制御棒連続引抜き要求信号５８により、選択制御棒１９Ａを操作するＣＲＤ１２が駆動される。これにより、選択制御棒１９Ａが炉心から引抜かれる。
【００７２】
原子炉出力Ｐ１が原子炉出力Ｐとなり、ステップＳ３の判定が「Ｎｏ」になる。（Ｐ１×δ）が設定原子炉出力Ｐ０以下であるので、ステップＳ５Ａの判定が「Ｙｅｓ」となる。このため、（Ｐ１×δ）％がＲＢＬ´値に設定される（ステップＳ６Ａ）。（Ｐ１×δ）をＲＢＬ´値としてステップＳ８の判定が行われる。ステップＳ８の判定が「Ｎｏ」であるので、制御棒引抜き監視補助装置３Ａが選択制御棒１９Ａの連続引抜き阻止信号５６を出力せず、選択制御棒１９Ａの連続引抜きが継続して行われる。ステップＳ１２の判定が「Ｙｅｓ」になったとき、選択制御棒１９Ａの引抜きが停止される。
【００７３】
その後、選択制御棒１９Ｂに対する制御棒引抜き指令５３が、操作盤１４から制御棒引抜き監視補助装置３Ａ及びＲＣ＆ＩＳ１０に入力される。そして、選択制御棒１９Ｂが引抜かれる。制御棒引抜き監視補助装置３Ａでは、選択制御棒１９Ｂに対する制御棒引抜き指令５３を入力した時点での原子炉出力Ｐ２が、引抜き制御棒選択時における原子炉出力Ｐとされる（ステップＳ２）。ステップＳ３，Ｓ５Ａの各判定が「Ｎｏ」になり、設定原子炉出力Ｐ０がＲＢＬ´値に設定される（ステップＳ７）。設定原子炉出力Ｐ０をＲＢＬ´値としてステップＳ８の判定が行われる。ステップＳ８の判定が「Ｎｏ」であるので、制御棒引抜き監視補助装置３Ａが選択制御棒１９Ａの連続引抜き阻止信号５６を出力せず、選択制御棒１９Ａの連続引抜きが継続して行われる。やがて、実施例１と同様に、ステップＳ１２の判定が「Ｙｅｓ」になる。このため、制御棒引抜き監視補助装置３Ａから選択制御棒１９Ａの連続引抜き阻止信号５６が出力され（ステップＳ９）、選択制御棒１９Ｂの連続引抜きが停止される。
【００７４】
選択制御棒１９Ｂは、設定引抜き量まで引抜かれていないので、選択制御棒１９Ｂの連続引抜きが停止された後、再度、操作盤１４から、選択制御棒１９Ｂに対する制御棒引抜き指令５３が、操作盤１４から制御棒引抜き監視補助装置３Ａ及びＲＣ＆ＩＳ１０に、再度、入力される。このため、選択制御棒１９Ｂは、原子炉出力が（Ｐ０＋β）％に上昇するまで連続引抜きされる。
【００７５】
選択制御棒１９Ｂに対する制御棒引抜き指令５３が制御棒引抜き監視補助装置３に、再度、入力された時点でＡＰＲＭ１３から入力した原子炉出力Ｐ０を、引抜き制御棒選択時における原子炉出力Ｐとする（ステップＳ２）。ステップＳ３の判定が「Ｙｅｓ」となるので、（Ｐ０×β）％がＲＢＬ´値に設定される（ステップＳ４Ａ）。（Ｐ０×β）をＲＢＬ´値としてステップＳ８の判定が行われる。ステップＳ８の判定が「Ｎｏ」であるので、制御棒引抜き監視補助装置３Ａが選択制御棒１９Ｂの連続引抜き阻止信号５６を出力せず、選択制御棒１９Ｂの連続引抜きが継続して行われる。やがて、実施例１と同様に、選択制御棒１９Ｂが引抜き量の残量だけ引抜かれたとき、ステップＳ１２の判定が「Ｙｅｓ」になる。このため、選択制御棒１９Ｂの引抜きが停止される。
【００７６】
操作盤１４から、選択制御棒１９Ｃに対する制御棒引抜き指令５３が、操作盤１４から制御棒引抜き監視補助装置３Ａ及びＲＣ＆ＩＳ１０に入力される。このため、選択制御棒１９Ｃは、実施例１と同様に、原子炉出力が定格出力（１００％出力）に上昇するまで連続引抜きされる。
【００７７】
選択制御棒１９Ｃに対する制御棒引抜き指令５３が制御棒引抜き監視補助装置３に入力された時点でＡＰＲＭ１３から入力した原子炉出力Ｐ３を、引抜き制御棒選択時における原子炉出力Ｐとする（ステップＳ２）。ステップＳ３の判定が「Ｙｅｓ」となるので、（Ｐ３×β）％がＲＢＬ´値に設定される（ステップＳ４Ａ）。（Ｐ３×β）をＲＢＬ´値としてステップＳ８の判定が行われる。ステップＳ８の判定が「Ｎｏ」であるので、制御棒引抜き監視補助装置３Ａが選択制御棒１９Ｃの連続引抜き阻止信号５６を出力せず、選択制御棒１９Ｃの連続引抜きが継続して行われる。やがて、実施例１と同様に、選択制御棒１９Ｃが引抜き量の残量だけ引抜かれたとき、ステップＳ１２の判定が「Ｙｅｓ」になる。このため、選択制御棒１９Ｃの引抜きが停止される。
【００７８】
本実施例は、実施例１で生じる各効果を得ることができる
【符号の説明】
【００７９】
１，１Ａ…制御棒引抜き監視システム、２…制御棒引抜き監視装置（ＲＢＭ）、３，３Ａ…制御棒引抜き監視補助装置、１０…制御棒操作監視装置（ＲＣ＆ＩＳ）、１１…制御棒駆動補助盤、１２…制御棒駆動機構（ＣＲＤ）、１３…平均出力領域モニタ（ＡＰＲＭ）、１４…操作盤、１５…表示装置、１６…原子炉、１７…原子炉圧力容器、１８…燃料集尾具体、１９…制御棒、２０…炉心流量検出器、２１…局部出力領域モニタ（ＬＰＲＭ）、２４…位置検出器。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御棒引抜き監視方法に係り、特に、沸騰水型原子炉に適用するのに好適な制御棒引抜き監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の制御棒引抜き監視システムは、制御棒引抜き監視装置及び制御棒操作監視装置を有する。制御棒引抜き監視装置は、選択した制御棒の過剰な引抜によって当該制御棒付近の出力が上昇し、燃料棒の熱的余裕、すなわち、最小限界出力比（ＭＣＰＲ）が安全限界値を下回ることがないように、炉心内に均等に配置されている複数の局部出力領域モニタ（以下「ＬＰＲＭ」と称する）でそれぞれ検出された炉心内の中性子束に関する、中性子検出信号であるＬＰＲＭ信号、原子炉内に設置される炉心流量検出器からの炉心流量信号、及び制御棒操作監視装置（以下、ＲＣ＆ＩＳ又はＲＭＣＳと称する。本明細書では、ＲＣ＆ＩＳのみ記載）から出力される操作対象の制御棒の位置信号を入力し、制御棒の引抜操作の監視を行う。
【０００３】
制御棒引抜き監視装置は、操作する制御棒が選択されると、ＲＣ＆ＩＳから選択制御棒の位置信号を入力して、選択制御棒の周囲のＬＰＲＭ信号を制御棒引抜き監視の為に選択する。制御棒引抜き監視装置は、選択したＬＰＲＭ信号に基づいて制御棒引抜き監視に用いる原子炉出力である制御棒引抜き監視出力（以下、ＲＢＭ値と称する）を求める。また、制御棒引抜き監視装置は、炉心流量検出器の出力である炉心流量信号を入力し、この信号に基づいた炉心流量を関数とした制御棒引抜き阻止設定出力（以下、ＲＢＬ値と称する）を求める。制御棒引抜き監視装置は、算出したＲＢＭ値とＲＢＬ値を比較器で比較し、オペレータの誤操作による制御棒の過剰な引抜によりＲＢＭ値が上昇し、ＲＢＬ値に到達した場合は、ＲＣ＆ＩＳへ制御棒引抜き阻止信号を出力する。ＲＣ＆ＩＳは、制御棒引抜き阻止信号を入力したとき、制御棒駆動装置による制御棒の引抜き操作を停止させる。制御棒の引抜き操作が停止されることによって、過剰な制御棒の引抜きが阻止されるので、燃料棒の健全性を保つことができる。制御棒引抜き監視装置は、複数のＲＢＬ値（通常は３つ）を有しており、オペレータの要求または制御棒引抜き監視装置が有するＲＢＬ値のセットアップ機能によりＲＢＬ値を上位レベルに変更し、制御棒引抜き阻止を除外する機能を有する。
【０００４】
特開昭５７−１３６１９７号公報及び特開２０００−１６２３５６号公報は、上記した制御棒引抜き監視装置について説明している。
【０００５】
従来の制御棒引抜き監視装置は、炉心流量を変数としたＲＢＬ値を複数（通常は３つ）有している。これらＲＢＬ値は、原子炉の定格出力付近に設定され、オペレータによる変更要求が無い限り固定された値である。従来の制御棒引抜き監視装置ではＲＢＬ値が定格出力近傍に設定されているので、仮に、原子炉出力が低出力である状態で、オペレータの誤操作等による過剰な制御棒の引抜き操作が発生した場合、ＲＢＭ値に余裕があったとしても、炉心内の燃料集合体の状態によって熱的余裕の変化が大きくなる。このため、一部の燃料棒が熱的に厳しい状態になることも考えられる。
【０００６】
特開２００８−２５６５４８号公報は、このような問題点を解消するために、炉心からの制御棒の引抜き時における最小限界出力比が最小限界出力比設定値以下であるときに生成される引抜き阻止信号、及びに配置された局部出力領域モニタから出力される中性子検出信号に基づいて生成される引抜き阻止信号のいずれか一方の引抜き阻止信号に基づいて制御棒の引抜きを停止させる制御棒引抜き監視システムを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５７−１３６１９７号公報
【特許文献２】特開２０００−１６２３５６号公報
【特許文献３】特開２００８−２５６５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特開２００８−２５６５４８号公報に記載された制御棒引抜き監視システムも、炉心流量を変数としたＲＢＬ値を複数（通常は３つ）有している。これらＲＢＬ値は、原子炉の定格出力付近に設定され、オペレータによる変更要求が無い限り固定値である。その制御棒引抜き監視システムは、このＲＢＬ値の幅の内側であれば制御棒の連続引抜が可能である。しかしながら、炉心に装荷された燃料集合体に含まれる燃料棒を保護する観点から、定格出力付近で制御棒の引抜き量をより小さい幅に制限し、熱的余裕の変化をより小さくしたいという要求があった。特開２００８−２５６５４８号公報では、原子炉出力が出力設定値（例えば、９５％出力）以上になったとき、制御棒の連続引抜きを停止し、ノッチ操作またはステップ操作で制御棒の引き抜きを行っている。
【０００９】
上記の要求に対処するために、そのＲＢＬ値の幅を従来の設定幅よりも小さい固定値（後述の図６のレベルＡ，Ｂ及びＣの相互間の間隔を狭める固定値）にした場合には、原子炉運転上の制約が大きくなるという新たな問題が生じることを、発明者らが見出した。このため、発明者らは、原子炉運転上の制約及び熱的余裕の変化を小さくできる制御棒の連続引抜きを可能にする制御棒引抜き監視システムを実現することが必要であるとの認識を持った。
【００１０】
本発明の目的は、原子炉の運転上の制約を少なくし、定格出力付近での制御棒の誤引き抜きによる熱的余裕の変化幅をさらに低減できる制御棒引抜き監視方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記した目的を達成する本発明の特徴は、原子炉の定格出力よりも低い原子炉出力である設定原子炉出力以下の出力領域では、原子炉の炉心からの制御棒の連続引抜きによって上昇する原子炉出力が、この制御棒の引抜き開始時点における原子炉出力及び第１出力上昇制限幅に基づいて設定された第１原子炉出力上限以下であるとき、制御棒の連続引抜きを継続し、
設定原子炉出力を超える出力領域では、炉心からの制御棒の連続引抜きによって上昇する原子炉出力が、この制御棒の引抜き開始時点における原子炉出力、及び第１出力上昇制限幅よりも狭い第２出力上昇制限幅に基づいて設定された第２原子炉出力上限を超えるとき、制御棒の連続引抜きを阻止することにある。
【００１２】
設定原子炉出力を超える出力領域では、炉心からの制御棒の連続引抜きによって上昇する原子炉出力が、この制御棒の引抜き開始時点における原子炉出力、及び第１出力上昇制限幅よりも狭い第２出力上昇制限幅に基づいて設定された第２原子炉出力上限を超えるとき、制御棒の連続引抜きが阻止されるので、設定原子炉出力を超える出力領域における制御棒の連続引抜きによる原子炉出力の上昇幅が、設定原子炉出力以下の出力領域における制御棒の連続引抜きによる原子炉出力の上昇幅よりも小さくすることができる。このため、設定原子炉出力を超える出力領域で制御棒の連続引抜による原子炉出力の上昇が可能になり、原子炉の運転上の制約を低減することができる。また、設定原子炉出力を超える出力領域における制御棒の連続引抜きによる原子炉出力の上昇幅を小さくすることができるので、原子炉の定格出力付近での制御棒の誤引抜きによる熱的余裕の変化幅をさらに低減することができる。
【００１３】
好ましくは、制御棒の引抜き開始時点における原子炉出力を基点として第１出力上昇制限幅で設定された第１原子炉出力上限以下で原子炉出力を上昇させる制御棒の連続引抜きによって、上昇する原子炉出力が、設定原子炉出力に到達したとき、制御棒の連続引き抜きを阻止し、設定原子炉出力を超える出力領域では、連続引抜きが停止された制御棒の連続引抜きの再開によって上昇する原子炉出力が、制御棒の連続引き抜き再開時の原子炉出力及び第２出力上昇制限幅に基づいて設定された第２原子炉出力上限を超えるとき、連続引抜きを再開した制御棒の連続引抜きを阻止することが望ましい。
【００１４】
制御棒の引抜き開始時点における原子炉出力を基点として第１出力上昇制限幅で設定された第１原子炉出力上限以下で原子炉出力を上昇させる制御棒の連続引抜きによって、上昇する原子炉出力が、設定原子炉出力に到達したとき、制御棒の連続引き抜きを阻止するので、原子炉出力が設定原子炉出力未満で設定原子炉出力付近の原子炉出力（例えば、設定原子炉出力よりも僅かに低い原子炉出力）になっている状態で制御棒の連続引抜きを行った場合でも、原子炉出力が設定原子炉出力になったときにその制御棒の連続引抜が阻止される。また、原子炉出力が設定原子炉出力を超える領域では、原子炉出力が、設定原子炉出力を基点とする、第１出力上昇制限幅よりも小さい第２出力上昇制限幅に到達するまではその制御棒の連続引抜きが許容される。しかしながら、原子炉出力が設定原子炉出力を基点とする第２出力上昇制限幅を超えるとき、その制御棒の連続引抜きが再度阻止され、設定原子炉出力を基点とする第２出力上昇制限幅を超える原子炉出力の上昇を阻止することができる。このため、設定原子炉出力を超える高出力領域での熱的余裕の変化幅をさらに低減することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、原子炉の運転上の制約を少なくし、定格出力付近での制御棒の誤引き抜きによる熱的余裕の変化幅をさらに低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の好適な一実施例である実施例１の制御棒引抜き監視方法に用いられる制御棒引抜き監視システムの構成図である。
【図２】図１に示す制御棒引抜き監視補助装置で実行される処理を中心とした、実施例１における選択制御棒の引抜き時における制御棒引抜き監視システムでの処理を示すフローチャートである。
【図３】実施例１の制御棒引抜き監視方法におけるＢＷＲの運転領域を示す説明図である。
【図４】実施例１の制御棒引抜き監視方法において設定原子炉出力Ｐ０を超えた出力領域における原子炉出力上昇制限幅αを示す説明図である。
【図５】実施例１の制御棒引抜き監視方法において設定原子炉出力Ｐ０以下の出力領域及び設定原子炉出力Ｐ０を超えた出力領域での選択制御棒の引抜き操作を示す説明図である。
【図６】従来例及び実施例１における選択制御棒の連続引抜き操作を示す説明図である。
【図７】本発明の他の実施例である実施例２の制御棒引抜き監視方法に用いられる制御棒引抜き監視システムの構成図である。
【図８】図２に示す制御棒引抜き監視補助装置で実行される処理を中心とした、実施例２における選択制御棒の引抜き時における制御棒引抜き監視システムでの処理を示すフローチャートである。
【図９】実施例２の制御棒引抜き監視方法におけるＢＷＲの運転領域を示す説明図である。
【図１０】実施例２の制御棒引抜き監視方法において設定原子炉出力Ｐ０を超えた出力領域における原子炉出力上昇制限比βを示す説明図である。
【図１１】実施例２の制御棒引抜き監視方法において設定原子炉出力Ｐ０以下の出力領域及び設定原子炉出力Ｐ０を超えた出力領域での選択制御棒の引抜き操作を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施例を、以下に説明する。
【実施例１】
【００１８】
本発明の好適な一実施例である実施例１の制御棒引抜き監視方法を、図１及び図２を用いて説明する。
【００１９】
まず、制御棒引抜き監視システム１が適用される沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）の概要を説明する。原子炉１６は、原子炉圧力容器１７、複数の燃料集合体１８が装荷された炉心（図示せず）及び複数の制御棒１９を備えている。１本の制御棒１９の周りを４体の燃料集合体１８が取り囲んでいる。炉心は原子炉圧力容器１７内に配置され、制御棒１９が、炉心に装荷された隣り合う燃料集合体１８の相互間に挿入される。それぞれの制御棒１９は、別々に制御棒駆動機構（以下、ＣＲＤという）１２に連結される。ＣＲＤ１２は、原子炉圧力容器１７の底部に取り付けられた制御棒駆動機構ハウジング（図示せず）内に設置され、制御棒１９の炉心への挿入操作及び制御棒１９の炉心からの引抜操作を行う。炉心の軸方向に配置された４つの局部出力領域モニタ（以下、ＬＰＲＭという）２１を含む複数のＬＰＲＭ集合体２２が、炉心内で燃料集合体１８の相互間で制御棒１９の操作に支障にならない位置に配置される。ＬＰＲＭ２１は中性子検出器である。これらのＬＰＲＭ集合体２２は、炉心内で１／４回転対象になる位置に配置されている。炉心流量検出器２０が原子炉圧力容器１７に設置される。
【００２０】
本実施例の制御棒引抜き監視方法に用いられる制御棒引抜き監視システム１は、図１に示すように、制御棒引抜き監視装置（以下、ＲＢＭという）２、制御棒引抜き監視補助装置３、制御棒操作監視装置（以下、ＲＣ＆ＩＳという）１０及び制御棒駆動補助盤１１を有する。
【００２１】
各ＬＰＲＭ２１に１本ずつ接続された配線２３−１〜２３−ｎは、ＲＢＭ２及び平均出力領域モニタ（以下、ＡＰＲＭという）１３に接続される。炉心流量検出器２０が配線３６によってＲＢＭ２に接続される。制御棒引抜き監視補助装置３が、配線３８によってＲＢＭ２に接続され、さらに、配線４１によってＲＣ＆ＩＳ１０に接続される。表示装置１５を有する操作盤１４が配線４０によって制御棒引抜き監視補助装置３に接続される。ＲＣ＆ＩＳ１０が配線４４，４６によっても操作盤１４に接続される。制御棒駆動補助盤１１が、配線４２によってＲＣ＆ＩＳ１０に接続され、配線４３によってＣＲＤ１２に接続される。
【００２２】
制御棒引抜き監視システム１を用いて行われる本実施例の制御棒引抜き監視方法を以下に説明する。
【００２３】
ＢＷＲの起動時には、制御棒１９が、ＣＲＤ１２の操作により、炉心から引抜かれて未臨界状態から臨界状態になる。その後、制御棒１９がさらに引抜かれる昇温昇圧過程を経て、原子炉出力が定格出力まで上昇される。このような制御棒１９の引抜きに際して、制御棒引抜きシーケンスの制御棒引抜き情報が、順次、操作盤１４の表示装置１５に表示される。引抜き対象の制御棒（以下、選択制御棒という）１９に関する制御棒引抜き情報は、選択制御棒１９の炉心横断面における位置情報及び設定引抜き量の情報を含んでいる。オペレータは、表示装置１５に表示された制御棒引抜き情報に基づいて、次に引抜く選択制御棒１９の炉心横断面での位置情報及び設定引抜き量情報を操作盤１４から入力する（ステップＳ１（図２参照））。これらの情報を入力することによって、操作盤１４から、該当する選択制御棒１９を操作するＣＲＤ１２に対する制御棒引抜き指令５３が出力される。制御棒引抜き指令５３は、選択制御棒１９の上記位置情報及び設定引抜き量情報を含んでいる。制御棒引抜き指令５３が、配線４０を経て制御棒引抜き監視補助装置３に入力され、配線４４によりＲＣ＆ＩＳ１０に入力される。
【００２４】
制御棒引抜き指令５３を入力したＲＣ＆ＩＳ１０は、選択制御棒１９に対する制御棒連続引抜き要求信号５８を制御棒駆動補助盤１１に出力する（ステップＳ１３（図２参照））。制御棒連続引抜き要求信号５８に基づいて制御棒駆動補助盤１１から出力された制御棒連続引抜き信号６１が、上記位置情報で指定された選択制御棒１９を操作するＣＲＤ１２を駆動させる。これによって、選択制御棒１９が設定引抜き量だけ炉心から引抜かれる。選択制御棒１９の引抜き量は、ＣＲＤ１２に設けられた制御棒位置検出器２４で検出された、炉心軸方向における制御棒の位置に基づいて把握することができる。制御棒位置検出器２４で検出された制御棒１９の炉心軸方向の位置が、ＲＣ＆ＩＳ１０に入力される。
【００２５】
原子炉出力の上昇過程では、選択制御棒１９の引抜きによって、原子炉出力が上昇する。特に、選択制御棒１９に隣接する４体の燃料集合体１８で出力が増大する。
【００２６】
ＢＷＲの運転中、炉心には冷却水が供給され、燃料集合体１８に含まれる各燃料棒を冷却する。炉心に供給される冷却水流量は、再循環ポンプ（図示せず）（またはインターナルポンプ）によって制御され、炉心流量検出器２０によって検出される。その冷却水流量を検出した炉心流量検出器２０は、炉心流量信号５１を配線３６に出力する。この炉心流量信号５１がＲＢＭ２に入力される。各燃料棒に含まれた核燃料物質の核分裂で発生した熱によってその冷却水が加熱され、冷却水の一部が蒸気になる。この蒸気は、原子炉圧力容器２７に接続された主蒸気配管（図示せず）によりタービン（図示せず）に導かれる。
【００２７】
炉心内に配置された各ＬＰＲＭ集合体２２に設けられたそれぞれのＬＰＲＭ２１は、ＢＷＲの起動後において、選択制御棒１９の炉心からの引抜きにより、燃料集合体１８に含まれる核燃料物質の核分裂によって発生した中性子束を検出し、この中性子束の検出信号（以下、ＬＰＲＭ信号という）を出力する。それぞれのＬＰＲＭ２１から出力されたＬＰＲＭ信号（中性子検出信号）５０−１〜５０−ｎは、配線２３−１〜２３−ｎを通ってＲＢＭ２に入力され、配線２３−１〜２３−ｎ及び配線３７を通ってＡＰＲＭ１３に入力される。ＡＰＲＭ１３はＬＰＲＭ信号５０−１〜５０−ｎを平均して原子炉出力を求める。
【００２８】
ＲＢＭ２は、オペレータの操作盤１４での誤操作等により、選択制御棒１９の過剰引抜が発生し、選択制御棒１９の周りに位置する燃料集合体１８における出力の増加幅が大きくなる場合にその燃料集合体１８の熱的余裕を確保するために、その選択制御棒１９の引抜きを阻止する機能を有する。このため、ＲＢＭ２は、配線２３−１〜２３−ｎによってＬＰＲＭ信号５０−１〜５０−ｎを、及び配線３６によって炉心流量信号５１を入力する。ＲＢＭ２は、選択制御棒１９の引抜きを監視するために、選択制御棒１９の周囲に位置するＬＰＲＭ集合体２２内に存在する各ＬＰＲＭ２１から出力された各ＬＰＲＭ信号のうち、該当するＬＰＲＭ信号を用いてＲＢＭ値を算出する（ステップＳ１４（図２参照））。
【００２９】
具体的には、ＲＢＭ２のＬＰＲＭ信号選択部（図示せず）は、選択制御棒１９が炉心の中央部に位置している場合には、その選択制御棒１９に隣接している４つのＬＰＲＭ集合体２２内に存在する合計１６個のＬＰＲＭ２１から出力されたＬＰＲＭ信号５０を、選択制御棒１９が炉心の周辺部に位置している場合には、その選択制御棒１９に隣接している３つまたは２つのＬＰＲＭ集合体２２内に存在する全てのＬＰＲＭ２１から出力されたＬＰＲＭ信号５０を、ＬＰＲＭ信号５０−１〜５０−ｎから選択する。そして、ＬＰＲＭ信号選択部は、入力した炉心流量信号３６及び選択した全てのＬＰＲＭ信号５０を用いてＲＢＭ値を算出する。このＲＢＭ値の算出はＬＰＲＭ信号選択部の演算周期ごとに行われ、ＲＢＭ値は新たに算出されたＲＢＭ値によって更新される。
【００３０】
選択制御棒１９の引抜き操作によりＲＢＭ値がＲＢＬ値に到達したとき、ＲＢＭ２は、配線３８を通して、ロッドブロックのための制御棒引抜き阻止信号５５を制御棒引き抜監視補助装置３に出力する。この制御棒引抜き阻止信号５５は、制御棒引抜き監視補助装置３、ＲＣ＆ＩＳ１０及び制御棒駆動補助盤１１を経て該当するＣＲＤ１２に伝えられる。該当するＣＲＤ１２は選択制御棒１９の引抜きを阻止する。
【００３１】
ＲＢＭ２は、複数のＲＢＬ値（通常は３つ）を有している。すなわち、これらは、３つの制御棒引抜阻止設定ライン（ＲＢライン）、具体的には、正ＲＢラインＡ、中間ＲＢラインＢ及び低ＲＢラインＣの３つのライン、及び炉心流量で定まるそれぞれのＲＢＬ値である。オペレータが、操作盤１４に設けられたマンマシンインターフェイス（以下、ＭＭＩと称する）から入力したＲＢＬ値セットアップ要求により、ＲＢＬ値を上位のＲＢＬ値に変更する機能を有する。このため、ＲＢＭ値がＲＢＬ値に到達し、選択制御棒１９の引抜き阻止が発生した時は、セットアップ要求によって、上位のＲＢＬ値にセットアップし（例えば、中間ＲＢラインＢを正ＲＢラインＡにセットアップする）、選択制御棒１９の引抜き阻止を除外させる。但し、最上位のＲＢＭ値（正ＲＢラインＡのＲＢＭ値）はセットアップすることができない。このＲＢＬセットアップ機能は、ＲＢＭ２の拡張機能である。ＲＢＭ２のＬＰＲＭ信号処理部がＲＢＭ値及び炉心流量信号５１を監視することによって、ＲＢＭ２が、オペレータのＭＭＩからの操作を介さずに、ＲＢＬセットアップを自ら行うこともできる。また、制御棒１９を炉心に挿入する原子炉出力の降下時では、ＲＢＭ２は、ＲＢＭ値及び炉心流量信号５１を監視し、ＲＢＬ値のセットダウンを自ら行い、ＲＢＬ値を低位ＲＢＬ値に変更する（例えば、中間ＲＢラインＢを低ＲＢラインＣに変更する）ことができる。
【００３２】
本実施例におけるＢＷＲの運転領域の一例を、炉心流量と原子炉出力の関係で示すと、図３のようになる。図３において、設定原子炉出力Ｐ０は、定格出力よりも低く、選択制御棒１９の連続引抜きを停止させる原子炉出力の閾値である。すなわち、選択制御棒１９の連続引抜き操作中に、ＡＰＲＭ１３で求められた原子炉出力が設定原子炉出力Ｐ０を超える場合には、その原子炉出力が設定原子炉出力Ｐ０になったとき、選択制御棒１９の連続引抜きを停止させる。
【００３３】
α％及びγ％は原子炉出力の上昇制限幅を示しており、α＜γの関係にある。原子炉出力上昇制限幅γ％は、制御棒引抜きシーケンスで設定されている各選択制御棒１９の引抜き量のうち最大の引抜き量で上昇する原子炉出力の上昇幅以上に設定されている。本実施例では、原子炉出力上昇制限幅γ％は、その最大の引抜き量で上昇する原子炉出力の上昇幅に設定されている。本実施例では、原子炉出力上昇制限幅α％は、５％であり、図４に示すように、設定原子炉出力Ｐ０を超える原子炉出力領域での、選択制御棒１９の連続引抜きによる出力上昇に対して適用される。ちなみに、設定原子炉出力Ｐ０以下の原子炉出力領域での、選択制御棒１９の連続引抜きによる出力上昇に対しては、原子炉出力上昇制限幅γ％が適用される。本実施例における設定原子炉出力Ｐ０は、例えば、９５％である。
【００３４】
前述したように、ＲＣ＆ＩＳ１０から出力された、選択制御棒１９に対する制御棒連続引抜き要求信号５８に基づいて、選択制御棒１９が炉心から引抜かれることにより、原子炉出力が上昇する。各ＬＰＲＭ集合体２２に含まれるＬＰＲＭ２１からそれぞれ出力されたＬＰＲＭ信号５０−１〜５０−ｎがＡＰＲＭ１３に入力される。ＡＰＲＭ１３は、ＬＰＲＭ信号５０−１〜５０−ｎを平均して原子炉出力を求め、この原子炉出力を配線３９に出力する。ＡＰＲＭ１３から出力された原子炉出力が、制御棒引抜き監視補助装置３に入力される。ＡＰＲＭ１３は、常時、ＬＰＲＭ信号５０−１〜５０−ｎを入力して原子炉出力を求めている。
【００３５】
制御棒シーケンスで設定された選択制御棒１９の一部が、例えば、図５に示された、原子炉出力Ｐ１を原子炉出力Ｐ２まで上昇させる設定引抜き量が設定された選択制御棒１９Ａ、原子炉出力Ｐ２を原子炉出力Ｐ３まで上昇させる設定引抜き量が設定された選択制御棒１９Ｂ、及び原子炉出力Ｐ３を原子炉出力１００％まで上昇させる設定引抜き量が設定された選択制御棒１９Ｃであると想定する。
【００３６】
本実施例の制御棒引抜き監視システム１に用いられた制御棒引抜き監視補助装置３の機能を、図５に示された出力上昇を例にして、図２を用いて説明する。制御棒引抜き監視補助装置３は、図２において一点差線で囲んだステップＳ２〜Ｓ９の各処理を実行する。図２に示されたステップＳ１０〜Ｓ１３の各処理は、ＲＣ＆ＩＳ１０で実行される。
【００３７】
操作盤１４から出力された選択制御棒１９Ａに対する制御棒引抜き指令５３が、制御棒引抜き監視補助装置３及びＲＣ＆ＩＳ１０に入力される。ＲＣ＆ＩＳ１０が選択制御棒１９Ａに関する制御棒連続引抜き要求信号５８を制御棒駆動補助盤１１に出力する（ステップＳ１３）。制御棒連続引抜き要求信号５８の出力により、選択制御棒１９Ａを操作するＣＲＤ１２が駆動され、選択制御棒１９Ａが炉心から連続的に引抜かれる。
【００３８】
引抜き制御棒選択時における原子炉出力Ｐを入力する（ステップＳ２）。選択制御棒１９Ａに対する制御棒引抜き指令５３が制御棒引抜き監視補助装置３に入力された時点（制御棒の引抜き開始時点）においてＡＰＲＭ１３から入力した原子炉出力Ｐ１を、引抜き制御棒選択時における原子炉出力Ｐとする。原子炉出力Ｐが設定原子炉出力Ｐ０以下であるかを判定する（ステップＳ３）。原子炉出力Ｐ１が設定原子炉出力Ｐ０以下である（図５参照）ので、ステップＳ３の判定は「Ｎｏ」になる。このため、原子炉出力（Ｐ＋γ）が設定原子炉出力Ｐ０以下であるかを判定する（ステップＳ５）。図５に示すように、原子炉出力（Ｐ１＋γ）である原子炉出力Ｐ２が設定原子炉出力Ｐ０以下であるので、ステップＳ５の判定が「Ｙｅｓ」になる。次に、原子炉出力（Ｐ＋γ）を原子炉出力上昇上限値（原子炉出力上限）（以下、ＲＢＬ´値という）に設定する（ステップＳ６）。原子炉出力（Ｐ１＋γ）が原子炉出力Ｐ２であるので、ＲＢＬ´値として原子炉出力Ｐ２が設定される。
【００３９】
ＲＢＭ値がＲＢＬ´値以上であるかを判定する（ステップＳ８）。選択制御棒１９Ａが連続引抜きされているときにＲＢＭ２で求められたＲＢＭ値が、ＲＢＭ信号として配線３８により制御棒引抜き監視補助装置３に入力される。このＲＢＭ値は、前述したように、ＲＢＭ２において、選択制御棒１９Ａの周囲に位置するＬＰＲＭ集合体２２内に存在する各ＬＰＲＭ２１から出力された各ＬＰＲＭ信号のうち、該当するＬＰＲＭ信号を用いて求められる（ステップＳ１４）。選択制御棒１９Ａの引抜きに伴って、この選択制御棒１９Ａの周囲に存在する燃料集合体１８を中心に出力が上昇し、ＲＢＭ２で求められるＲＢＭ値も増大する。しかしながら、選択制御棒１９Ａが、制御棒引抜きシーケンスで設定された引抜き量まで引抜かれるまでの期間では、ＲＢＭ２で求められたＲＢＭ値がＲＢＬ´値である原子炉出力Ｐ２よりも低い。このため、ステップＳ８の判定が「Ｎｏ」になる。
【００４０】
ステップＳ８の判定が「Ｎｏ」である場合、制御棒引抜き監視補助装置３は、この判定結果に対しては何もしなく、今までの状態を継続する。制御棒引抜き監視補助装置３は、ステップＳ８の判定に対しては、「Ｙｅｓ」のときだけ、後述するような選択制御棒の連続引抜き阻止信号５６を出力する。図２において、ステップＳ８の判定に対して「Ｎｏ」を記入したのは、ＢＷＲの運転に関する説明を分かりやすくするためである。また、ステップＳ１２の判定に対して「Ｎｏ」を記入したのも、同じ理由である。
【００４１】
ステップＳ８の判定が「Ｎｏ」の場合には、換言すれば、ステップＳ８の判定が「Ｙｅｓ」にならない場合には、選択制御棒１９Ａが連続的に引抜かれている。ＣＲＤ１２に設けられた制御棒位置検出器２４で、時々刻々、検出された、炉心軸方向における選択制御棒１９Ａの位置信号６６が配線４７によりＲＣ＆ＩＳ１０に入力される。ＲＣ＆ＩＳ１０が、選択制御棒の引抜きが完了したかを判定する（ステップＳ１２）。入力した選択制御棒１９Ａの位置信号６６に基づいて、選択制御棒１９Ａの引抜き量が、選択制御棒１９Ａに対する制御棒引抜き指令５３に含まれた設定引抜き量になったかを判定する。選択制御棒１９Ａの引抜き量が、設定引抜き量になっていない場合には、ステップＳ１２の判定は「Ｎｏ」である。ステップＳ１２の判定が「Ｎｏ」であるとき、ＲＣ＆ＩＳ１０はこの判定結果に対しては何もしなく、今までの状態を継続する。すなわち、選択制御棒１９Ａの連続引抜き及びステップＳ８の判定が継続して行われる。
【００４２】
選択制御棒１９Ａの引抜き操作が継続されると、やがて、ステップＳ１２の判定が「Ｙｅｓ」になる。ステップＳ１２の判定が「Ｙｅｓ」になったとき、ＲＣ＆ＩＳ１０は、引抜き停止要求信号５９を制御棒駆動補助盤１１に出力する。引抜き停止要求信号５９を入力した制御棒駆動補助盤１１は、選択制御棒１９Ａを操作するＣＲＤ１２に対して引抜き停止信号６２を出力する。選択制御棒１９Ａを操作するＣＲＤ１２は、引抜き停止信号６２に基づいて選択制御棒１９Ａの引抜きを中止する。このとき、選択制御棒１９Ａは設定引抜き量だけ炉心から引抜かれている。ステップＳ１２の判定が「Ｙｅｓ」になったとき、ＲＣ＆ＩＳ１０から操作盤１２に配線４５を通して「選択制御棒１９Ａの引抜き完了」を示す引抜き完了信号が出力される。この引抜き完了信号が表示装置１５に表示される。選択制御棒１９Ａが設定引抜き量だけ引抜かれたとき、原子炉出力が原子炉出力Ｐ２まで上昇する。
【００４３】
選択制御棒１９Ａの引抜き完了信号の表示を見たオペレータは、表示装置１５に表示された制御棒引抜き情報に基づいて、次に引抜く選択制御棒１９Ｂの炉心横断面での位置情報及び設定引抜き量情報を操作盤１４から入力する。操作盤１４から出力された選択制御棒１９Ｂに対する制御棒引抜き指令５３が、選択制御棒１９Ａの場合と同様に、制御棒引抜き監視補助装置３及びＲＣ＆ＩＳ１０に入力される。ＲＣ＆ＩＳ１０が選択制御棒１９Ｂに関する制御棒連続引抜き要求信号５８を制御棒駆動補助盤１１に出力する（ステップＳ１３）ので、選択制御棒１９Ｂを操作するＣＲＤ１２が駆動され、選択制御棒１９Ｂが炉心から連続的に引抜かれる。
【００４４】
ステップＳ２では、選択制御棒１９Ｂに対する制御棒引抜き指令５３が制御棒引抜き監視補助装置３に入力された時点においてＡＰＲＭ１３から入力した原子炉出力Ｐ２を、引抜き制御棒選択時における原子炉出力Ｐとする。原子炉出力Ｐ２が設定原子炉出力Ｐ０以下である（図５参照）ので、ステップＳ３の判定が「Ｎｏ」になり、ステップＳ５の判定が行われる。原子炉出力（Ｐ２＋γ）が原子炉出力Ｐ３であって設定原子炉出力Ｐ０を超える（図５参照）ので、ステップＳ５の判定が「Ｎｏ」になる。このため、設定原子炉出力Ｐ０をＲＢＬ´値に設定する（ステップＳ７）。原子炉出力Ｐ２が設定原子炉出力Ｐ０以下であってステップＳ５の判定が「Ｎｏ」になることは、選択制御棒１９Ｂの引抜きの途中で、原子炉出力が設定原子炉出力Ｐ０に到達する可能性があることを示している。
【００４５】
選択制御棒１９Ｂの引抜き操作によって原子炉出力が上昇する。ＲＢＭ２で求められた新たなＲＢＭ値が制御棒引抜き監視補助装置３に入力される。ステップＳ８では、ＲＢＭ値がＲＢＬ´値である設定原子炉出力Ｐ０よりも低いため、ステップＳ８の判定が「Ｎｏ」になる。ＲＣ＆ＩＳ１０で実行されるステップＳ１２の判定も「Ｎｏ」であるので、選択制御棒１９Ａと同様に、選択制御棒１９Ｂの連続引抜きが継続して行われる。選択制御棒１９Ｂの引抜きにより原子炉出力がさらに上昇してＲＢＭ２で求められたＲＢＭ値が設定原子炉出力Ｐ０になったとき、ステップＳ８の判定が「Ｙｅｓ」になる。
【００４６】
選択制御棒の連続引抜きが阻止される（ステップＳ９）。ステップＳ８の判定が「Ｙｅｓ」であるので、制御棒引抜き監視補助装置３が、選択制御棒１９Ｂの連続引抜き阻止信号５６をＲＣ＆ＩＳ１０に出力する。ＲＣ＆ＩＳ１０は連続引抜き阻止信号５６に基づいて連続引抜き阻止要求信号６０を出力する。連続引抜き阻止要求信号６０を入力し制御棒駆動補助盤１１は、選択制御棒１９Ｂを操作するＣＲＤ１２に対して連続引抜き引抜き停止信号６３を出力する。選択制御棒１９Ｂを操作するＣＲＤ１２は、連続引抜き引抜き停止信号６３に基づいて選択制御棒１９Ｂの引抜きを阻止する。
【００４７】
連続引抜き阻止信号５６を入力したＲＣ＆ＩＳ１０は、選択制御棒の引抜きが完了したかを判定する（ステップＳ１０）。入力した選択制御棒１９Ｂの位置信号６６に基づいて、選択制御棒１９Ｂの引抜き量が、選択制御棒１９Ｂに対する制御棒引抜き指令５３に含まれた設定引抜き量になったかを判定する。選択制御棒１９Ａの引抜き量が、設定引抜き量になっていない場合には、ステップＳ１０の判定は「Ｎｏ」である。もし、ステップＳ１０の判定が「Ｙｅｓ」である場合には、ＲＣ＆ＩＳ１０が操作盤１４に「選択制御棒１９Ｂの引抜き完了」を示す引抜き完了信号が出力される。この引抜き完了信号が表示装置１５に表示される。
【００４８】
ステップＳ１０の判定は「Ｎｏ」であるので、ＲＣ＆ＩＳ１０はステップＳ１１の、連続引抜き中止情報及び選択制御棒引抜き未完了を示す情報を配線４６により操作盤１４に出力する。ステップＳ１０の判定が「Ｎｏ」であるとき、ＲＣ＆ＩＳ１０は、該当する選択制御棒の連続引抜きが中止された時点におけるこの選択制御棒の位置信号６６を用いて、この選択制御棒に対する設定引抜き量のうち、引抜かれずに残っている引抜き量（以下、引抜き残量という）を算出する。具体的には、選択制御棒１９Ｂに対する引抜き残量が求められる。ＲＣ＆ＩＳ１０は、選択制御棒引抜き未完了を示す情報に引抜き残量を含めて出力する。操作盤１４に伝えられた、選択制御棒１９Ｂに関する連続引抜き中止情報、及び引抜き残量を含む選択制御棒引抜き未完了を示す情報が表示装置１５に表示される。
【００４９】
オペレータは、表示装置１５に表示されたこれらの情報を見て、選択制御棒１９Ｂの連続引抜きが阻止されたこと、及び選択制御棒１９Ｂが引抜き途中であることを認識する。このため、オペレータは、操作盤１４に、選択制御棒１９Ｂの位置情報、及び引抜き量である引抜き残量を入力する。操作盤１４から、選択制御棒１９Ｂに対する位置情報及び引抜き残量を含む制御棒引抜き指令５３が、制御棒引抜き監視補助装置３及びＲＣ＆ＩＳ１０にそれぞれ入力される。
【００５０】
ＲＣ＆ＩＳ１０は、その制御棒引抜き指令５３に基づいて選択制御棒１９Ｂに対する制御棒連続引抜き要求信号５８を制御棒駆動補助盤１１に出力する（ステップＳ１３）。このため、選択制御棒１９Ｂの引抜きが再開される。選択制御棒１９Ｂに対する制御棒引抜き指令５３が制御棒引抜き監視補助装置３に、再度、入力された時点においてＡＰＲＭ１３から入力した原子炉出力Ｐ０を、引抜き制御棒選択時における原子炉出力Ｐとする（ステップＳ２）。原子炉出力Ｐが原子炉出力Ｐ０であるので、ステップＳ３の判定が「Ｙｅｓ」になる。次に、（Ｐ＋α）％をＲＢＬ´値に設定する（ステップＳ４）。ステップＳ４では、（Ｐ０＋α）％がＲＢＬ´値に設定される。ここでは、原子炉出力上昇制限幅α％を、例えば、５％とする。（Ｐ０＋α）％をＲＢＬ´値としたステップＳ８の判定が行われる。このとき、ＲＢＭ２から入力するＲＢＭ値は（Ｐ０＋α）％よりも小さいので、ステップＳ８の判定が「Ｎｏ」となり、制御棒引抜き監視補助装置３から連続引抜き阻止信号５６が出力されない。この結果、選択制御棒１９Ｂの連続引抜きが継続して行われる。
【００５１】
選択制御棒１９Ｂの連続引抜きが行われている間、ＲＣ＆ＩＳ１０では、ステップＳ１２の処理が行われる。入力した選択制御棒１９Ｂの位置信号６６に基づいて、選択制御棒１９Ｂの引抜き残量が引抜かれたかが判定される。ステップＳ１２の判定が「Ｙｅｓ」になったとき、選択制御棒１９Ｂが引抜き残量だけ引抜かれたことになる。原子炉出力は原子炉出力Ｐ３まで上昇する（図５参照）。
【００５２】
ステップＳ１２の判定が「Ｙｅｓ」になったとき、ＲＣ＆ＩＳ１０は、引抜き停止要求信号５９を制御棒駆動補助盤１１に出力する。この結果、選択制御棒１９Ｂを操作するＣＲＤ１２の駆動が停止され、選択制御棒１９Ｂの引抜きが中止される。ステップＳ１２の判定が「Ｙｅｓ」になったとき、ＲＣ＆ＩＳ１０から操作盤１２に「選択制御棒１９Ｂの引抜き完了」を示す引抜き完了信号が出力され、この引抜き完了信号が表示装置１５に表示される。
【００５３】
選択制御棒１９Ｂの引抜き完了信号の表示を見たオペレータは、表示装置１５に表示された制御棒引抜き情報に基づいて、次に引抜く選択制御棒１９Ｃの炉心横断面での位置情報及び設定引抜き量情報を操作盤１４から入力する。この設定引抜き量情報は、原子炉出力を、原子炉出力Ｐ３を定格出力１００％まで上昇させるための選択制御棒１９Ｃの引抜き量である。操作盤１４から出力された選択制御棒１９Ｃに対する制御棒引抜き指令５３が、選択制御棒１９Ａの場合と同様に、制御棒引抜き監視補助装置３及びＲＣ＆ＩＳ１０に入力される。ＲＣ＆ＩＳ１０が選択制御棒１９Ｃに関する制御棒連続引抜き要求信号５８を制御棒駆動補助盤１１に出力する（ステップＳ１３）ので、選択制御棒１９Ｃを操作するＣＲＤ１２が駆動され、選択制御棒１９Ｃが炉心から引抜かれる。
【００５４】
ステップＳ２では、選択制御棒１９Ｃに対する制御棒引抜き指令５３が制御棒引抜き監視補助装置３に入力された時点においてＡＰＲＭ１３から入力した原子炉出力Ｐ３を、引抜き制御棒選択時における原子炉出力Ｐとする。原子炉出力Ｐ３が設定原子炉出力Ｐ０を超えている（図５参照）ので、ステップＳ３の判定が「Ｙｅｓ」になり、ステップＳ４で（Ｐ３＋α）％がＲＢＬ´値に設定される。（Ｐ３＋α）％をＲＢＬ´値としたステップＳ８の判定が行われる。このとき、ＲＢＭ２から入力するＲＢＭ値は（Ｐ３＋α）％よりも小さいので、ステップＳ８の判定が「Ｎｏ」となり、制御棒引抜き監視補助装置３から連続引抜き阻止信号５６が出力されない。この結果、選択制御棒１９Ｂの連続引抜きが継続して行われる。
【００５５】
ＲＣ＆ＩＳ１０では、ステップＳ１２の処理が行われる。入力した選択制御棒１９Ｃの位置信号６６に基づいて、選択制御棒１９Ｃに対する設定引抜き量が引抜かれたかが判定される。ステップＳ１２の判定が「Ｙｅｓ」になったとき、選択制御棒１９Ｃが設定引抜き量だけ引抜かれたことになる。原子炉出力は定格出力１００％まで上昇する。
【００５６】
ステップＳ１２の判定が「Ｙｅｓ」になったとき、ＲＣ＆ＩＳ１０は、引抜き停止要求信号５９を制御棒駆動補助盤１１に出力する。この結果、選択制御棒１９Ｃを操作するＣＲＤ１２の駆動が停止され、選択制御棒１９Ｂの引抜きが中止される。ステップＳ１２の判定が「Ｙｅｓ」になったとき、ＲＣ＆ＩＳ１０から操作盤１２に「選択制御棒１９Ｃの引抜き完了」を示す引抜き完了信号が出力され、この引抜き完了信号が表示装置１５に表示される。
【００５７】
以上の選択制御棒の引抜き操作により、ＢＷＲは定格出力１００％で運転される。
【００５８】
もし、オペレータが、間違えて、選択制御棒１９Ｃの設定引抜き量を、原子炉出力が（Ｐ３＋α）％を超えるＰ４になるような引抜量に設定したとする。このときには、ステップＳ８の判定が「Ｙｅｓ」になるので、制御棒引抜き監視補助装置３から連続引抜き阻止信号５６が出力され、選択制御棒１９Ｃの連続引抜きが阻止される。
【００５９】
本実施例の制御棒引抜き監視方法における選択制御棒の連続引抜きの要点を、図６を用いて説明する。従来例における選択制御棒の操作では、図６の左側に示したように、原子炉出力に関係なく選択制御棒の連続引抜きが可能である。本実施例の制御棒引抜き監視方法では、選択制御棒を選択した時点、すなわち、操作盤１４から選択制御棒に対する制御棒引抜き指令５３が出力された時点での原子炉出力（以下、選択制御棒選択時の原子炉出力という）Ｐが、選択制御棒の連続引抜きを停止させる原子炉出力の閾値である設定原子炉出力Ｐ０以下の原子炉出力か、設定原子炉出力Ｐ０を超える原子炉出力かによって、選択制御棒の操作の仕方が異なっている。
【００６０】
選択制御棒選択時の原子炉出力Ｐが設定原子炉出力Ｐ０以下である場合、例えば、選択制御棒選択時の原子炉出力Ｐが図６に示されたレベルＣの原子力出力である場合には、原子炉出力を原子力出力Ｐから（Ｐ＋γ）％まで上昇させる際に、（Ｐ＋γ）％が設定原子炉出力Ｐ０を超えない範囲で、選択制御棒の連続引抜きを許可する。選択制御棒選択時の原子炉出力Ｐが設定原子炉出力Ｐ０を超えている場合、例えば、選択制御棒選択時の原子炉出力Ｐが図６に示されたレベルＢの原子力出力である場合には、原子炉出力を原子力出力Ｐから（Ｐ＋α）％までの範囲で、選択制御棒の連続引抜きを許可する。選択制御棒の引抜きによって原子炉出力が設定原子炉出力Ｐ０を超えて上昇する場合には、原子炉出力が設定原子炉出力Ｐ０になった時点で、その選択制御棒の連続引き抜きを停止する。この選択制御棒に対する残りの引抜き量だけこの選択制御棒を引抜いて原子炉出力を上昇させる場合は、選択制御棒の連続引き抜きが設定原子炉出力Ｐ０で停止された後、設定原子炉出力Ｐ０から（Ｐ＋α）％までの範囲内であれば、選択制御棒の連続引き抜きを許可する。
【００６１】
本実施例は、設定原子炉出力Ｐ０を超える出力領域では、炉心からの選択制御棒１９の連続引抜きによって上昇する原子炉出力が、この選択制御棒１９Ａに対する制御棒引抜き指令５３が制御棒引抜き監視補助装置３に入力された時点（選択制御棒１９の引抜き開始時点）における原子炉出力Ｐ、及び原子炉出力上昇制限幅γ（第１出力上昇制限幅）よりも狭い原子炉出力上昇制限幅α（第２出力上昇制限幅）に基づいて設定されたＲＢＬ´値を超えるとき、選択制御棒１９の連続引抜きが阻止されるので、設定原子炉出力Ｐ０を超える出力領域における選択制御棒１９の連続引抜きによる原子炉出力の上昇幅が、設定原子炉出力Ｐ０以下の出力領域における選択制御棒１９の連続引抜きによる原子炉出力の上昇幅よりも小さくすることができる。このため、設定原子炉出力Ｐ０を超える出力領域で選択制御棒１９の連続引抜による原子炉出力の上昇が可能になり、原子炉の運転上の制約を低減することができる。また、設定原子炉出力Ｐ０を超える出力領域における選択制御棒１９の連続引抜きによる原子炉出力の上昇幅を小さくすることができるので、原子炉１６の定格出力（１００％出力）付近での選択制御棒１９の誤引抜きによる熱的余裕の変化幅をさらに低減することができる。
【００６２】
本実施例では、制御棒引抜き指令５３が制御棒引抜き監視補助装置３に入力された時点（制御棒の引抜き開始時点）における原子炉出力Ｐが設定原子炉出力Ｐ０以下であっても（Ｐ＋α）％が設定原子炉出力Ｐ０を超える場合には、設定原子炉出力Ｐ０をＲＢＬ´値に設定するので、もし、原子炉出力Ｐが設定原子炉出力Ｐ０未満で設定原子炉出力Ｐ０付近の原子炉出力になっている状態で選択制御棒１９の連続引抜きを行った場合でも、この選択制御棒１９の連続引き抜き開始時点の原子炉出力Ｐから原子炉出力上昇制限幅γ％の原子炉出力の上昇を阻止することができる。このため、設定原子炉出力Ｐ０を超える高出力領域（例えば、原子炉１６の定格出力付近）での熱的余裕の変化幅をさらに低減することができる。
【００６３】
本実施例では、制御棒引抜き指令５３が制御棒引抜き監視補助装置３に入力された時点における原子炉出力Ｐが設定原子炉出力Ｐ０以下である状態で、選択制御棒１９の連続引抜きを行ったときに（Ｐ＋γ）％が設定原子炉出力Ｐ０を超える場合には、その選択制御棒１９の連続引抜きにより上昇する原子炉出力が設定原子炉出力Ｐ０になったとき、選択制御棒１９の連続引抜きが阻止される。この連続引抜きが阻止された選択制御棒１９の引抜き残量が、制御棒位置検出器２４から出力される位置信号に基づいて求められ、表示装置１５に表示される。このため、オペレータが、連続引抜が停止された選択制御棒１９を引抜き残量だけ引抜くために、この選択制御棒１９の上記位置情報及び設定引抜き量（引抜き残量）の操作盤１４への入力を容易に行うことができる。
【００６４】
特開２００８−２５６５４８号公報では、設定原子炉出力（例えば９５％）出力以上において十分な熱的余裕が確保されている炉心状態であっても、制御棒の連続引抜きがその設定原子炉出力で停止される。そして、設定原子炉出力を超える原子炉出力の上昇は、制御棒のノッチ操作またはステップ操作によって行われる。これに対し、本実施例では、設定原子炉出力Ｐ０を超える原子炉出力の上昇においても、熱的余裕が確保される範囲で予め設定した出力上昇制限幅内での制御棒１９の連続引抜きが可能であり、高出力領域における制御棒操作の運用性が優れている。
【００６５】
こので、制御棒の連続引抜きとは、制御棒引抜きを制御するＲＣ＆ＩＳ１０にて制御棒引抜きモードを「連続引抜き」に設定された状態で行われる制御棒引抜き操作である。具体的には、この連続引抜きモードでは、オペレータが操作盤１４に設けられた制御棒引抜きボタンを押している間、ＲＣ＆ＩＳ１０から制御棒連続引抜き信号５８が出力され、制御棒１９が炉心から連続的に引抜かれる。制御棒のノッチ操作（またはステップ操作）は、操作盤１４からオペレータによって設定され、ＲＣ＆ＩＳ１０にて制御棒引抜きモードを「ノッチ操作（またはステップ操作）」に設定された状態で行う制御棒引抜き操作である。この場合、制御棒を炉心から１ノッチ（または１ステップ）引抜くたびに、オペレータは操作盤１４に設けられた制御棒引抜きボタンを押す必要がある。なお、燃料集合体１８に含まれる燃料棒の熱的余裕への影響は、制御棒１９の引抜きが（短時間に）連続的に行われる場合に顕著に現れる。ノッチ操作（またはステップ操作）は、操作盤１４に設けられたボタンの操作ごとにオペレータによる判断及び操作が介在することから、熱的余裕への影響はない操作であるとし、本実施例では、この二つを制御棒操作を使い分けている。
【００６６】
設定原子炉出力Ｐ０としては任意の出力レベルを設定することが可能であり、設定原子炉出力Ｐ０に応じた出力上昇制限幅αを設定することによって、上記の実施例と同等の効果が期待できる。
【実施例２】
【００６７】
本発明の他の実施例である実施例２の制御棒引抜き監視方法を、図７及び図８を用いて説明する。
【００６８】
本実施例の制御棒引抜き監視方法に用いられる制御棒引抜き監視システム１Ａは、図７に示すように、実施例１に用いられる制御棒引抜き監視システム１において制御棒引抜き監視補助装置３を制御棒引抜き監視補助装置３Ａに替えた構成を有する。制御棒引抜き監視システム１Ａの他の構成は制御棒引抜き監視システム１と同じである。制御棒引抜き監視補助装置３Ａは、図８に示す一点差線で囲まれた範囲の各処理を実行する。制御棒引抜き監視補助装置３Ａで実行される処理は、制御棒引抜き監視補助装置３で実行される処理のうちステップＳ４、Ｓ５，Ｓ６の各処理をステップＳ４Ａ，Ｓ５Ａ，Ｓ６Ａの各処理に替えた処理である。制御棒引抜き監視補助装置３Ａで実行されるステップＳ４Ａ，Ｓ５Ａ，Ｓ６Ａ以外の処理は、制御棒引抜き監視補助装置３で実行されるステップＳ４、Ｓ５，Ｓ６以外の処理と同じである。
【００６９】
本実施例におけるＢＷＲの運転領域の一例を、炉心流量と原子炉出力の関係で示すと、図９のようになる。実施例１と同様に、原子炉出力が設定原子炉出力Ｐ０になったとき、選択制御棒の連続引き抜きが停止される。本実施例では、原子炉出力上昇制限幅α％及びγ％の替りに、原子炉出力上昇制限比β及びδを用いる。β及びδはβ＜δの関係にある。原子炉出力上昇制限比βは、例えば、１．０５であり、図１０に示すように、設定原子炉出力Ｐ０を超える原子炉出力領域での、選択制御棒の連続引抜きによる出力上昇に対して適用される。ちなみに、設定原子炉出力Ｐ０以下の原子炉出力領域での、選択制御棒の連続引抜きによる出力上昇に対しては、原子炉出力上昇制限比δが適用される。原子炉出力上昇制限比δは、選択制御棒選択時の原子炉出力Ｐにδ％を掛けて得られる原子炉出力が、制御棒引抜きシーケンスで設定されている各選択制御棒１９の引抜き量のうち最大の引抜き量で上昇した後における原子炉出力以上になるように設定される。本実施例では、原子炉出力上昇制限比δは、例えば、選択制御棒選択時の原子炉出力Ｐにδ％を掛けて得られる原子炉出力が、制御棒引抜きシーケンスで設定されている各選択制御棒１９の引抜き量のうち最大の引抜き量で上昇した後における原子炉出力になるように設定される。本実施例における設定原子炉出力Ｐ０は、例えば、９５％である。
【００７０】
本実施例の制御棒引抜き監視方法を、実施例１のそれと異なる部分について、図８及び図１１を用いて説明する。選択制御棒として、選択制御棒１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃが用いられる。
【００７１】
選択制御棒１９Ａに対する制御棒引抜き指令５３が、操作盤１４から制御棒引抜き監視補助装置３Ａ及びＲＣ＆ＩＳ１０に入力される。ＲＣ＆ＩＳ１０から出力された、選択制御棒１９Ａに対する制御棒連続引抜き要求信号５８により、選択制御棒１９Ａを操作するＣＲＤ１２が駆動される。これにより、選択制御棒１９Ａが炉心から引抜かれる。
【００７２】
原子炉出力Ｐ１が原子炉出力Ｐとなり、ステップＳ３の判定が「Ｎｏ」になる。（Ｐ１×δ）が設定原子炉出力Ｐ０以下であるので、ステップＳ５Ａの判定が「Ｙｅｓ」となる。このため、（Ｐ１×δ）％がＲＢＬ´値に設定される（ステップＳ６Ａ）。（Ｐ１×δ）をＲＢＬ´値としてステップＳ８の判定が行われる。ステップＳ８の判定が「Ｎｏ」であるので、制御棒引抜き監視補助装置３Ａが選択制御棒１９Ａの連続引抜き阻止信号５６を出力せず、選択制御棒１９Ａの連続引抜きが継続して行われる。ステップＳ１２の判定が「Ｙｅｓ」になったとき、選択制御棒１９Ａの引抜きが停止される。
【００７３】
その後、選択制御棒１９Ｂに対する制御棒引抜き指令５３が、操作盤１４から制御棒引抜き監視補助装置３Ａ及びＲＣ＆ＩＳ１０に入力される。そして、選択制御棒１９Ｂが引抜かれる。制御棒引抜き監視補助装置３Ａでは、選択制御棒１９Ｂに対する制御棒引抜き指令５３を入力した時点での原子炉出力Ｐ２が、引抜き制御棒選択時における原子炉出力Ｐとされる（ステップＳ２）。ステップＳ３，Ｓ５Ａの各判定が「Ｎｏ」になり、設定原子炉出力Ｐ０がＲＢＬ´値に設定される（ステップＳ７）。設定原子炉出力Ｐ０をＲＢＬ´値としてステップＳ８の判定が行われる。ステップＳ８の判定が「Ｎｏ」であるので、制御棒引抜き監視補助装置３Ａが選択制御棒１９Ａの連続引抜き阻止信号５６を出力せず、選択制御棒１９Ａの連続引抜きが継続して行われる。やがて、実施例１と同様に、ステップＳ１２の判定が「Ｙｅｓ」になる。このため、制御棒引抜き監視補助装置３Ａから選択制御棒１９Ａの連続引抜き阻止信号５６が出力され（ステップＳ９）、選択制御棒１９Ｂの連続引抜きが停止される。
【００７４】
選択制御棒１９Ｂは、設定引抜き量まで引抜かれていないので、選択制御棒１９Ｂの連続引抜きが停止された後、再度、操作盤１４から、選択制御棒１９Ｂに対する制御棒引抜き指令５３が、操作盤１４から制御棒引抜き監視補助装置３Ａ及びＲＣ＆ＩＳ１０に、再度、入力される。このため、選択制御棒１９Ｂは、原子炉出力が（Ｐ０＋β）％に上昇するまで連続引抜きされる。
【００７５】
選択制御棒１９Ｂに対する制御棒引抜き指令５３が制御棒引抜き監視補助装置３に、再度、入力された時点でＡＰＲＭ１３から入力した原子炉出力Ｐ０を、引抜き制御棒選択時における原子炉出力Ｐとする（ステップＳ２）。ステップＳ３の判定が「Ｙｅｓ」となるので、（Ｐ０×β）％がＲＢＬ´値に設定される（ステップＳ４Ａ）。（Ｐ０×β）をＲＢＬ´値としてステップＳ８の判定が行われる。ステップＳ８の判定が「Ｎｏ」であるので、制御棒引抜き監視補助装置３Ａが選択制御棒１９Ｂの連続引抜き阻止信号５６を出力せず、選択制御棒１９Ｂの連続引抜きが継続して行われる。やがて、実施例１と同様に、選択制御棒１９Ｂが引抜き量の残量だけ引抜かれたとき、ステップＳ１２の判定が「Ｙｅｓ」になる。このため、選択制御棒１９Ｂの引抜きが停止される。
【００７６】
操作盤１４から、選択制御棒１９Ｃに対する制御棒引抜き指令５３が、操作盤１４から制御棒引抜き監視補助装置３Ａ及びＲＣ＆ＩＳ１０に入力される。このため、選択制御棒１９Ｃは、実施例１と同様に、原子炉出力が定格出力（１００％出力）に上昇するまで連続引抜きされる。
【００７７】
選択制御棒１９Ｃに対する制御棒引抜き指令５３が制御棒引抜き監視補助装置３に入力された時点でＡＰＲＭ１３から入力した原子炉出力Ｐ３を、引抜き制御棒選択時における原子炉出力Ｐとする（ステップＳ２）。ステップＳ３の判定が「Ｙｅｓ」となるので、（Ｐ３×β）％がＲＢＬ´値に設定される（ステップＳ４Ａ）。（Ｐ３×β）をＲＢＬ´値としてステップＳ８の判定が行われる。ステップＳ８の判定が「Ｎｏ」であるので、制御棒引抜き監視補助装置３Ａが選択制御棒１９Ｃの連続引抜き阻止信号５６を出力せず、選択制御棒１９Ｃの連続引抜きが継続して行われる。やがて、実施例１と同様に、選択制御棒１９Ｃが引抜き量の残量だけ引抜かれたとき、ステップＳ１２の判定が「Ｙｅｓ」になる。このため、選択制御棒１９Ｃの引抜きが停止される。
【００７８】
本実施例は、実施例１で生じる各効果を得ることができる
【符号の説明】
【００７９】
１，１Ａ…制御棒引抜き監視システム、２…制御棒引抜き監視装置（ＲＢＭ）、３，３Ａ…制御棒引抜き監視補助装置、１０…制御棒操作監視装置（ＲＣ＆ＩＳ）、１１…制御棒駆動補助盤、１２…制御棒駆動機構（ＣＲＤ）、１３…平均出力領域モニタ（ＡＰＲＭ）、１４…操作盤、１５…表示装置、１６…原子炉、１７…原子炉圧力容器、１８…燃料集尾具体、１９…制御棒、２０…炉心流量検出器、２１…局部出力領域モニタ（ＬＰＲＭ）、２４…位置検出器。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉の定格出力よりも低い原子炉出力である設定原子炉出力以下の出力領域では、前記原子炉の炉心からの制御棒の連続引抜きによって上昇する原子炉出力が、この制御棒の引抜き開始時点における原子炉出力を基点として第１出力上昇制限幅で設定された第１原子炉出力上限以下であるとき、前記制御棒の前記連続引抜きを継続し、
前記設定原子炉出力を超える出力領域では、前記炉心からの制御棒の連続引抜きによって上昇する原子炉出力が、この制御棒の引抜き開始時点における原子炉出力を基点として、前記第１出力上昇制限幅よりも狭い第２出力上昇制限幅で設定された第２原子炉出力上限を超えるとき、前記制御棒の連続引抜きを阻止することを特徴とする制御棒引抜き監視方法。
【請求項２】
前記制御棒の引抜き開始時点における前記原子炉出力を基点として前記第１出力上昇制限幅で設定された前記第１原子炉出力上限以下で原子炉出力を上昇させる前記制御棒の連続引抜きによって、上昇する前記原子炉出力が、前記設定原子炉出力に到達したとき、前記制御棒の連続引き抜きを阻止し、
前記設定原子炉出力を超える出力領域では、前記連続引抜きが停止された制御棒の連続引抜きの再開によって上昇する前記原子炉出力が、前記制御棒の連続引き抜き再開時の原子炉出力及び前記第２出力上昇制限幅に基づいて設定された前記第２原子炉出力上限を超えるとき、前記連続引抜きを再開した制御棒の連続引抜きを阻止する請求項１に記載の制御棒引抜き監視方法。
【請求項３】
原子炉の炉心に配置された中性子検出器から出力された中性子検出信号に基づいて、制御棒引抜き監視装置において、前記炉心に配置されて前記炉心から引抜かれる制御棒の引抜き阻止の判定に用いる原子炉出力である制御棒引抜き監視出力を求め、
前記炉心から連続引抜きされる前記制御棒の引抜き開始時点における原子炉出力が前記原子炉の定格出力よりも低い原子炉出力である設定原子炉出力以下であるとき、前記連続引抜きされる制御棒の前記引抜き開始時点における原子炉出力、及び第１出力上昇制限幅に基づいて得られた原子炉出力を、第１原子炉出力上限に設定し、
前記設定原子炉出力以下の出力領域で前記制御棒の連続引抜きが行われているときに制御棒引抜き監視装置で求められた第１の前記制御棒引抜き監視出力が、前記第１原子炉出力上限未満であるとき、前記制御棒の連続引抜きを継続し、
前記連続引抜きされる前記制御棒の引抜き開始時点における原子炉出力が前記設定原子炉出力を超えているときに、前記連続引抜きされる制御棒の前記引抜き開始時点における前記原子炉出力及び前記第１出力上昇制限幅よりも狭い第２出力上昇制限幅に基づいて得られた原子炉出力を、第２原子炉出力上限に設定し、
前記制御棒の連続引抜きにより上昇する前記原子炉出力が前記設定原子炉出力を超えているときに前記制御棒引抜き監視装置で求められた第２の前記制御棒引抜き監視出力が、前記第２原子炉出力上限を超えるとき、前記制御棒の連続引抜きを阻止することを特徴とする制御棒引抜き監視方法。
【請求項４】
前記設定原子炉出力以下の出力領域で連続引抜きされる前記制御棒の引抜き開始時点における前記原子炉出力及び前記第１出力上昇制限幅に基づいて得られる前記原子炉出力が前記設定原子炉出力を超えるとき、前記設定原子炉出力を前記第１原子炉出力上限に設定し、
前記第１の制御棒引抜き監視出力が、前記設定原子炉出力である前記第１原子炉出力上限になったとき、前記制御棒の連続引抜きを阻止し、
前記連続引抜きが停止された前記制御棒の連続引抜き再開後に上昇する前記原子炉出力が前記設定原子炉出力を超えているときに求められた前記第２の制御棒引抜き監視出力が、前記制御棒の連続引き抜き再開時の原子炉出力及び前記第２出力上昇制限幅に基づいて設定された前記第２原子炉出力上限を超えるとき、前記制御棒の連続引抜きを阻止する請求項３に記載の制御棒引抜き監視方法。
【請求項５】
原子炉の定格出力よりも低い原子炉出力である設定原子炉出力以下の出力領域では、前記原子炉の炉心からの制御棒の連続引抜きによって上昇する原子炉出力が、この制御棒の引抜き開始時点における原子炉出力及び第１出力上昇制限比に基づいて設定された第１原子炉出力上限以下であるとき、前記制御棒の前記連続引抜きを継続し、
前記設定原子炉出力を超える出力領域では、前記炉心からの制御棒の連続引抜きによって上昇する原子炉出力が、この制御棒の引抜き開始時点における原子炉出力、前記第１出力上昇制限比よりも小さい第２出力上昇制限比に基づいて設定された第２原子炉出力上限を超えるとき、前記制御棒の連続引抜きを阻止することを特徴とする制御棒引抜き監視方法。
【請求項６】
前記制御棒の引抜き開始時点における前記原子炉出力及び前記第１出力上昇制限比に基づいて設定された前記第１原子炉出力上限以下で原子炉出力を上昇させる前記制御棒の連続引抜きによって、上昇する前記原子炉出力が、前記設定原子炉出力に到達したとき、前記制御棒の連続引き抜きを阻止し、
前記設定原子炉出力を超える出力領域では、前記連続引抜きが停止された制御棒の連続引抜きの再開によって上昇する前記原子炉出力が、前記制御棒の連続引き抜き再開時の原子炉出力及び前記第２出力上昇制限比に基づいて設定された前記第２原子炉出力上限を超えるとき、前記連続引抜きを再開した制御棒の連続引抜きを阻止する請求項５に記載の制御棒引抜き監視方法。
【請求項７】
連続引抜きによって上昇する前記原子炉出力が前記設定原子炉出力になったときに連続引抜が阻止された前記制御棒の残りの引抜き量を、連続引抜が阻止された時点における、この制御棒の前記炉心の軸方向における位置に基づいて求め、求められた前記残りの引抜き量を表示装置に表示する請求項２または６に記載の制御棒引抜き監視方法。
【請求項８】
原子炉の炉心に配置された中性子検出器から出力された中性子検出信号に基づいて、制御棒引抜き監視装置において、前記炉心に配置されて前記炉心から引抜かれる制御棒の引抜き阻止の判定に用いる原子炉出力である制御棒引抜き監視出力を求め、
前記炉心から連続引抜きされる前記制御棒の引抜き開始時点における原子炉出力が前記原子炉の定格出力よりも低い原子炉出力である設定原子炉出力以下であるとき、前記連続引抜きされる制御棒の前記引抜き開始時点における原子炉出力、及び第１出力上昇制限比に基づいて得られた原子炉出力を、第１原子炉出力上限に設定し、
前記設定原子炉出力以下の出力領域で前記制御棒の連続引抜きが行われているときに制御棒引抜き監視装置で求められた第１の前記制御棒引抜き監視出力が、前記第１原子炉出力上限未満であるとき、前記制御棒の連続引抜きを継続し、
前記連続引抜きされる前記制御棒の引抜き開始時点における原子炉出力が前記設定原子炉出力を超えているときに、前記連続引抜きされる制御棒の前記引抜き開始時点における前記原子炉出力及び前記第１出力上昇制限比よりも小さい第２出力上昇制限比に基づいて得られた原子炉出力を、第２原子炉出力上限に設定し、
前記制御棒の連続引抜きにより上昇する前記原子炉出力が前記設定原子炉出力を超えているときに前記制御棒引抜き監視装置で求められた第２の前記制御棒引抜き監視出力が、前記第２原子炉出力上限を超えるとき、前記制御棒の連続引抜きを阻止することを特徴とする制御棒引抜き監視方法。
【請求項９】
前記設定原子炉出力以下の出力領域で連続引抜きされる前記制御棒の引抜き開始時点における前記原子炉出力及び前記第１出力上昇制限比に基づいて得られる前記原子炉出力が前記設定原子炉出力を超えるとき、前記設定原子炉出力を前記第１原子炉出力上限に設定し、
前記第１の制御棒引抜き監視出力が、前記設定原子炉出力である前記第１原子炉出力上限になったとき、前記制御棒の連続引抜きを阻止し、
前記連続引抜きが停止された前記制御棒の連続引抜き再開後に上昇する前記原子炉出力が前記設定原子炉出力を超えているときに求められた前記第２の制御棒引抜き監視出力が、前記制御棒の連続引き抜き再開時の原子炉出力及び前記第２出力上昇制限幅に基づいて設定された前記第２原子炉出力上限を超えるとき、前記制御棒の連続引抜きを阻止する請求項１０に記載の制御棒引抜き監視方法。
【請求項１０】
連続引抜きによって上昇する前記原子炉出力が前記第１原子炉出力上限になったときに連続引抜が阻止された前記制御棒の残りの引抜き量を、連続引抜が阻止された時点における、この制御棒の前記炉心の軸方向における位置に基づいて求め、求められた前記残りの引抜き量を表示装置に表示する請求項４または９に記載の制御棒引抜き監視方法。
【請求項１】
原子炉の定格出力よりも低い原子炉出力である設定原子炉出力以下の出力領域では、前記原子炉の炉心からの制御棒の連続引抜きによって上昇する原子炉出力が、この制御棒の引抜き開始時点における原子炉出力を基点として第１出力上昇制限幅で設定された第１原子炉出力上限以下であるとき、前記制御棒の前記連続引抜きを継続し、
前記設定原子炉出力を超える出力領域では、前記炉心からの制御棒の連続引抜きによって上昇する原子炉出力が、この制御棒の引抜き開始時点における原子炉出力を基点として、前記第１出力上昇制限幅よりも狭い第２出力上昇制限幅で設定された第２原子炉出力上限を超えるとき、前記制御棒の連続引抜きを阻止することを特徴とする制御棒引抜き監視方法。
【請求項２】
前記制御棒の引抜き開始時点における前記原子炉出力を基点として前記第１出力上昇制限幅で設定された前記第１原子炉出力上限以下で原子炉出力を上昇させる前記制御棒の連続引抜きによって、上昇する前記原子炉出力が、前記設定原子炉出力に到達したとき、前記制御棒の連続引き抜きを阻止し、
前記設定原子炉出力を超える出力領域では、前記連続引抜きが停止された制御棒の連続引抜きの再開によって上昇する前記原子炉出力が、前記制御棒の連続引き抜き再開時の原子炉出力及び前記第２出力上昇制限幅に基づいて設定された前記第２原子炉出力上限を超えるとき、前記連続引抜きを再開した制御棒の連続引抜きを阻止する請求項１に記載の制御棒引抜き監視方法。
【請求項３】
原子炉の炉心に配置された中性子検出器から出力された中性子検出信号に基づいて、制御棒引抜き監視装置において、前記炉心に配置されて前記炉心から引抜かれる制御棒の引抜き阻止の判定に用いる原子炉出力である制御棒引抜き監視出力を求め、
前記炉心から連続引抜きされる前記制御棒の引抜き開始時点における原子炉出力が前記原子炉の定格出力よりも低い原子炉出力である設定原子炉出力以下であるとき、前記連続引抜きされる制御棒の前記引抜き開始時点における原子炉出力、及び第１出力上昇制限幅に基づいて得られた原子炉出力を、第１原子炉出力上限に設定し、
前記設定原子炉出力以下の出力領域で前記制御棒の連続引抜きが行われているときに制御棒引抜き監視装置で求められた第１の前記制御棒引抜き監視出力が、前記第１原子炉出力上限未満であるとき、前記制御棒の連続引抜きを継続し、
前記連続引抜きされる前記制御棒の引抜き開始時点における原子炉出力が前記設定原子炉出力を超えているときに、前記連続引抜きされる制御棒の前記引抜き開始時点における前記原子炉出力及び前記第１出力上昇制限幅よりも狭い第２出力上昇制限幅に基づいて得られた原子炉出力を、第２原子炉出力上限に設定し、
前記制御棒の連続引抜きにより上昇する前記原子炉出力が前記設定原子炉出力を超えているときに前記制御棒引抜き監視装置で求められた第２の前記制御棒引抜き監視出力が、前記第２原子炉出力上限を超えるとき、前記制御棒の連続引抜きを阻止することを特徴とする制御棒引抜き監視方法。
【請求項４】
前記設定原子炉出力以下の出力領域で連続引抜きされる前記制御棒の引抜き開始時点における前記原子炉出力及び前記第１出力上昇制限幅に基づいて得られる前記原子炉出力が前記設定原子炉出力を超えるとき、前記設定原子炉出力を前記第１原子炉出力上限に設定し、
前記第１の制御棒引抜き監視出力が、前記設定原子炉出力である前記第１原子炉出力上限になったとき、前記制御棒の連続引抜きを阻止し、
前記連続引抜きが停止された前記制御棒の連続引抜き再開後に上昇する前記原子炉出力が前記設定原子炉出力を超えているときに求められた前記第２の制御棒引抜き監視出力が、前記制御棒の連続引き抜き再開時の原子炉出力及び前記第２出力上昇制限幅に基づいて設定された前記第２原子炉出力上限を超えるとき、前記制御棒の連続引抜きを阻止する請求項３に記載の制御棒引抜き監視方法。
【請求項５】
原子炉の定格出力よりも低い原子炉出力である設定原子炉出力以下の出力領域では、前記原子炉の炉心からの制御棒の連続引抜きによって上昇する原子炉出力が、この制御棒の引抜き開始時点における原子炉出力及び第１出力上昇制限比に基づいて設定された第１原子炉出力上限以下であるとき、前記制御棒の前記連続引抜きを継続し、
前記設定原子炉出力を超える出力領域では、前記炉心からの制御棒の連続引抜きによって上昇する原子炉出力が、この制御棒の引抜き開始時点における原子炉出力、前記第１出力上昇制限比よりも小さい第２出力上昇制限比に基づいて設定された第２原子炉出力上限を超えるとき、前記制御棒の連続引抜きを阻止することを特徴とする制御棒引抜き監視方法。
【請求項６】
前記制御棒の引抜き開始時点における前記原子炉出力及び前記第１出力上昇制限比に基づいて設定された前記第１原子炉出力上限以下で原子炉出力を上昇させる前記制御棒の連続引抜きによって、上昇する前記原子炉出力が、前記設定原子炉出力に到達したとき、前記制御棒の連続引き抜きを阻止し、
前記設定原子炉出力を超える出力領域では、前記連続引抜きが停止された制御棒の連続引抜きの再開によって上昇する前記原子炉出力が、前記制御棒の連続引き抜き再開時の原子炉出力及び前記第２出力上昇制限比に基づいて設定された前記第２原子炉出力上限を超えるとき、前記連続引抜きを再開した制御棒の連続引抜きを阻止する請求項５に記載の制御棒引抜き監視方法。
【請求項７】
連続引抜きによって上昇する前記原子炉出力が前記設定原子炉出力になったときに連続引抜が阻止された前記制御棒の残りの引抜き量を、連続引抜が阻止された時点における、この制御棒の前記炉心の軸方向における位置に基づいて求め、求められた前記残りの引抜き量を表示装置に表示する請求項２または６に記載の制御棒引抜き監視方法。
【請求項８】
原子炉の炉心に配置された中性子検出器から出力された中性子検出信号に基づいて、制御棒引抜き監視装置において、前記炉心に配置されて前記炉心から引抜かれる制御棒の引抜き阻止の判定に用いる原子炉出力である制御棒引抜き監視出力を求め、
前記炉心から連続引抜きされる前記制御棒の引抜き開始時点における原子炉出力が前記原子炉の定格出力よりも低い原子炉出力である設定原子炉出力以下であるとき、前記連続引抜きされる制御棒の前記引抜き開始時点における原子炉出力、及び第１出力上昇制限比に基づいて得られた原子炉出力を、第１原子炉出力上限に設定し、
前記設定原子炉出力以下の出力領域で前記制御棒の連続引抜きが行われているときに制御棒引抜き監視装置で求められた第１の前記制御棒引抜き監視出力が、前記第１原子炉出力上限未満であるとき、前記制御棒の連続引抜きを継続し、
前記連続引抜きされる前記制御棒の引抜き開始時点における原子炉出力が前記設定原子炉出力を超えているときに、前記連続引抜きされる制御棒の前記引抜き開始時点における前記原子炉出力及び前記第１出力上昇制限比よりも小さい第２出力上昇制限比に基づいて得られた原子炉出力を、第２原子炉出力上限に設定し、
前記制御棒の連続引抜きにより上昇する前記原子炉出力が前記設定原子炉出力を超えているときに前記制御棒引抜き監視装置で求められた第２の前記制御棒引抜き監視出力が、前記第２原子炉出力上限を超えるとき、前記制御棒の連続引抜きを阻止することを特徴とする制御棒引抜き監視方法。
【請求項９】
前記設定原子炉出力以下の出力領域で連続引抜きされる前記制御棒の引抜き開始時点における前記原子炉出力及び前記第１出力上昇制限比に基づいて得られる前記原子炉出力が前記設定原子炉出力を超えるとき、前記設定原子炉出力を前記第１原子炉出力上限に設定し、
前記第１の制御棒引抜き監視出力が、前記設定原子炉出力である前記第１原子炉出力上限になったとき、前記制御棒の連続引抜きを阻止し、
前記連続引抜きが停止された前記制御棒の連続引抜き再開後に上昇する前記原子炉出力が前記設定原子炉出力を超えているときに求められた前記第２の制御棒引抜き監視出力が、前記制御棒の連続引き抜き再開時の原子炉出力及び前記第２出力上昇制限幅に基づいて設定された前記第２原子炉出力上限を超えるとき、前記制御棒の連続引抜きを阻止する請求項１０に記載の制御棒引抜き監視方法。
【請求項１０】
連続引抜きによって上昇する前記原子炉出力が前記第１原子炉出力上限になったときに連続引抜が阻止された前記制御棒の残りの引抜き量を、連続引抜が阻止された時点における、この制御棒の前記炉心の軸方向における位置に基づいて求め、求められた前記残りの引抜き量を表示装置に表示する請求項４または９に記載の制御棒引抜き監視方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−２０８９６０（Ｐ２０１１−２０８９６０Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７４１４７（Ｐ２０１０−７４１４７）
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【出願人】（５０７２５０４２７）日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社 (858)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【出願人】（５０７２５０４２７）日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社 (858)
【Ｆターム（参考）】
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