制御棒駆動装置用電源装置
【課題】容量を小さくできる制御棒駆動装置用電源装置を得る。
【解決手段】制御棒駆動装置６が必要とする電力の５０％を供給可能な無停電電源装置３を２台有する第１の駆動用電源装置と、無停電電源装置３を１台有する第２の駆動用電源装置２とを並列に接続して、制御棒駆動装置６に電力を供給する。３台で１５０％の供給能力を有するので、１台が故障しても必要とする電力を供給可能であり、装置の信頼性を確保できる。無停電電源装置２台で構成した場合は、１台が故障した場合にも必要電力を供給可能とするためには、２台ともに１００％の容量を持たせる必要があり、全体としては２００％の容量が必要になるが、３台構成で容量１５０％とした場合は、２台構成に比べて７５％の容量で対応可能であり、装置の容量を小さくすることができる。
【解決手段】制御棒駆動装置６が必要とする電力の５０％を供給可能な無停電電源装置３を２台有する第１の駆動用電源装置と、無停電電源装置３を１台有する第２の駆動用電源装置２とを並列に接続して、制御棒駆動装置６に電力を供給する。３台で１５０％の供給能力を有するので、１台が故障しても必要とする電力を供給可能であり、装置の信頼性を確保できる。無停電電源装置２台で構成した場合は、１台が故障した場合にも必要電力を供給可能とするためには、２台ともに１００％の容量を持たせる必要があり、全体としては２００％の容量が必要になるが、３台構成で容量１５０％とした場合は、２台構成に比べて７５％の容量で対応可能であり、装置の容量を小さくすることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御棒駆動装置用電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の原子力発電で運用されている制御棒駆動装置用電源装置としての原子炉制御棒制御装置においては、電動機と発電機を組合せて発電機から電源を制御棒駆動装置に供給しているが、その改良版として無停電電源装置を適用して電源を供給しているものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−５０２９０号公報（特に、段落番号００１７、図３及び図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の制御棒駆動装置用電源装置は以上のように構成され、改良版として無停電電源装置を適用している。無停電電源装置を適用する場合、通常、当該無停電電源装置の故障に備えて同じ容量の無停電電源装置をもう１台設けて、計２台の無停電電源装置で構成することが必要である。このため、容量が２倍必要であり、容量が大きくなるという問題点があった。
【０００５】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、容量を小さくできる制御棒駆動装置用電源装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る制御棒駆動装置用電源装置においては、
原子炉の制御棒駆動装置に電力を供給する制御棒駆動装置用電源装置であって、第１及び第２の駆動用電源装置を有し、
前記第１の駆動用電源装置は、同じ出力容量の第１の無停電電源装置を複数台有し、
前記第１の無停電電源装置は、交流入力を直流に変換するコンバータと、前記直流を平滑するためのコンデンサと、前記直流を交流に変換して出力するインバータと、前記交流入力が停電したときに前記インバータに直流を供給する蓄電池とを有し、
前記複数台の第１の無停電電源装置にて前記制御棒駆動装置に要する電力を供給しうるようにされたものであり、
前記第２の駆動用電源装置は、前記第１の無停電電源装置と同じ出力容量を有する第２の無停電電源装置を１台有するものであり、
前記第１の駆動用電源装置と前記第２の駆動用電源装置とを並列接続して前記制御棒駆動装置に電力を供給するものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係る制御棒駆動装置用電源装置においては、
原子炉の制御棒駆動装置に電力を供給する制御棒駆動装置用電源装置であって、第１及び第２の駆動用電源装置を有し、
前記第１の駆動用電源装置は、同じ出力容量の第１の無停電電源装置を複数台有し、
前記第１の無停電電源装置は、交流入力を直流に変換するコンバータと、前記直流を平滑するためのコンデンサと、前記直流を交流に変換して出力するインバータと、前記交流入力が停電したときに前記インバータに直流を供給する蓄電池とを有し、
前記複数台の第１の無停電電源装置にて前記制御棒駆動装置に要する電力を供給しうるようにされたものであり、
前記第２の駆動用電源装置は、前記第１の無停電電源装置と同じ出力容量を有する第２の無停電電源装置を１台有するものであり、
前記第１の駆動用電源装置と前記第２の駆動用電源装置とを並列接続して前記制御棒駆動装置に電力を供給するものであるので、
容量を小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１である制御棒駆動装置用電源装置の構成を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、この発明を実施するための実施の形態１である制御棒駆動装置用電源装置の構成を示す構成図である。図１において、制御棒駆動装置用電源装置は、第１の駆動用電源装置１と第２の駆動用電源装置２とを有する。第１の駆動用電源装置１は、２台の同一仕様つまり同じ出力容量の第１の無停電電源装置としての無停電電源装置３を有する。第２の駆動用電源装置２は１台の第２の無停電電源装置としての同一仕様の無停電電源装置３を有する。無停電電源装置３は、コンバータ３１、インバータ３２、蓄電池３３、コンデンサ３４を有する。コンバータ３１は、交流側が交流母線に接続され、直流側がインバータ３２に接続されている。蓄電池３３はインバータ３２の直流側に接続されている。コンデンサ３４は、インバータ３２の直流側に接続されている。無停電電源装置３は１台で後述の制御棒駆動装置６が要する電力の５０％を供給できる容量を有する。制御棒駆動装置用電源装置は、以上のように構成され、第１の駆動用電源装置１と第２の駆動用電源装置２とが並列に接続され、その交流出力側が原子炉トリップ遮断器５を介して原子炉の制御棒駆動装置６に接続されている。
【００１０】
なお、原子炉トリップ遮断器５は、主遮断器５１、バイパス遮断器５２、変流器５３、変流器５４を有する。制御棒駆動装置６は、三相全波整流回路６１、スイッチング素子６２、ダイオード６３、ヒューズ６４、制御棒駆動コイル６５、抵抗６６、制御回路６７、ロジック盤６８を有する。三相全波整流回路６１は、交流側が並列接続された３台の無停電電源装置３の交流出力側に原子炉トリップ遮断器５を介して接続され、直流側がスイッチング素子６２、ダイオード６３、ヒューズ６４を介して各制御棒駆動コイル６５に接続されている。４個の制御棒駆動コイル６５のそれぞれは、ヒューズ６４と直列接続され、ダイオード６３を介して並列に接続されている。また、各制御棒駆動コイル６５にはその電流を検出するための抵抗６６が設けられている。また、制御回路６７、ロジック盤６８を有する。
【００１１】
次に動作について説明する。並列接続された３台の無停電電源装置３において、それぞれのコンバータ３１は交流側に供給される交流電力を直流に変換してインバータ３２に出力する。このとき、コンデンサ３４によりコンバータ３１の直流出力を平滑する。インバータ３２はコンバータ３１の直流出力を交流出力に変換して原子炉トリップ遮断器５を介して制御棒駆動装置６に供給する。また、蓄電池３３は、コンバータ３１の直流出力に瞬時停電が発生したときにインバータ３２に直流電力を供給し、無停電電源装置３からの交流出力の停電を防止する。
【００１２】
原子炉トリップ遮断器５は、運転中は通常主遮断器５１が閉じられ、バイパス遮断器５２は開放されている。主遮断器５１は、図示しない原子炉に異常が生じたときは開放して、制御棒駆動装置６への電力供給を遮断することにより原子炉を停止させる。また、運転中に主遮断器５１を開放する試験を行えるようにバイパス遮断器５２が設けられており、主遮断器５１の開放試験を行うときはバイパス遮断器５２を閉路し主遮断器５１とバイパス遮断器５２とを並列接続し、変流器５４にてバイパス遮断器５２の閉路状態を確認し、次いで主遮断器５１を開放し変流器５３にて電流が零であることを確認し主遮断器５１が確実に開放されたことを確認できるようにされている。
【００１３】
３台の無停電電源装置３から原子炉トリップ遮断器５を介して供給された交流電力は、制御棒駆動装置６の三相全波整流回路６１にて直流電力に変換され、スイッチング素子６２、ダイオード６３を介して制御棒駆動コイル６５に供給される。抵抗６６にて制御棒駆動コイル６５に流れる電流を検出し、制御回路６７がスイッチング素子６２を開閉制御して制御棒駆動コイル６５の電流を与えられた電流指令値になるように制御する。なお、ロジック盤６８は、制御回路６７に対して電流指令値を与える。
【００１４】
並列接続された３台の無停電電源装置３により制御棒駆動装置６へ必要な電力を供給しているので、そのうちの１台が故障しても電力の供給能力は１００％分あるので、支障なく運転を継続することができる。
【００１５】
以上のように、この実施の形態によれば、並列接続された２台の無停電電源装置３を有する第１の駆動用電源装置１により制御棒駆動装置６へ必要な電力を供給しうるようにするとともに、１台の無停電電源装置３を有する第２の駆動用電源装置２を第１の駆動用電源装置１に並列に接続して予備装置的な性格を持たせ、それぞれの無停電電源装置３が必要とされる負荷容量をそれぞれ３分の１ずつ分担するように構成されている。１台の無停電電源装置３の容量を必要負荷容量の５０％にしておくことにより、３台では必要負荷容量に対して１５０％の容量を持つことになり、３台の無停電電源装置３のうち１台が故障した場合においても、残りの健全な２台で必要電力をまかなうことができ、信頼性の高い制御棒駆動装置用電源装置とすることができる。なお、従来のように無停電電源装置２台で構成した場合は、１台が故障しても必要電力を供給可能とするためには、２台ともに１００％の容量を持たせる必要があり、全体としては２００％の容量が必要になるが、本実施の形態のように３台構成で全体の容量を１５０％にした場合は、２台構成に比べて７５％の容量で対応可能であり、制御棒駆動装置用電源装置の容量を小さくすることができ、安価な制装置を実現できる。また、同じ仕様の３台の無停電電源装置３で構成しているので、構成が簡易となる。
【００１６】
なお、上記実施の形態では、第１の駆動用電源装置１が必要電力の５０％の供給能力を有する２台の無停電電源装置３にて構成されている例を示したが、これに限られるものではなく、第１の駆動用電源装置を３３．３％の供給能力を有する３台の無停電電源装置を有するものとし第２の駆動用電源装置を３３．３％の供給能力を有する１台の無停電電源装置を有するものとし計４台の無停電電源装置で構成することもできる。また、第１の駆動用電源装置を４台以上の無停電電源装置を有するものとしてもよい。なお、制御棒駆動装置の構成は、図１に示したものに限られるものではない。
さらに、本発明は、その発明の範囲内において、上述した実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００１７】
１ 第１の駆動用電源装置、２ 第２の駆動用電源装置、３ 無停電電源装置、
３１ コンバータ、３２ インバータ、３３ 蓄電池、６ 制御棒駆動装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御棒駆動装置用電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の原子力発電で運用されている制御棒駆動装置用電源装置としての原子炉制御棒制御装置においては、電動機と発電機を組合せて発電機から電源を制御棒駆動装置に供給しているが、その改良版として無停電電源装置を適用して電源を供給しているものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−５０２９０号公報（特に、段落番号００１７、図３及び図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の制御棒駆動装置用電源装置は以上のように構成され、改良版として無停電電源装置を適用している。無停電電源装置を適用する場合、通常、当該無停電電源装置の故障に備えて同じ容量の無停電電源装置をもう１台設けて、計２台の無停電電源装置で構成することが必要である。このため、容量が２倍必要であり、容量が大きくなるという問題点があった。
【０００５】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、容量を小さくできる制御棒駆動装置用電源装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る制御棒駆動装置用電源装置においては、
原子炉の制御棒駆動装置に電力を供給する制御棒駆動装置用電源装置であって、第１及び第２の駆動用電源装置を有し、
前記第１の駆動用電源装置は、同じ出力容量の第１の無停電電源装置を複数台有し、
前記第１の無停電電源装置は、交流入力を直流に変換するコンバータと、前記直流を平滑するためのコンデンサと、前記直流を交流に変換して出力するインバータと、前記交流入力が停電したときに前記インバータに直流を供給する蓄電池とを有し、
前記複数台の第１の無停電電源装置にて前記制御棒駆動装置に要する電力を供給しうるようにされたものであり、
前記第２の駆動用電源装置は、前記第１の無停電電源装置と同じ出力容量を有する第２の無停電電源装置を１台有するものであり、
前記第１の駆動用電源装置と前記第２の駆動用電源装置とを並列接続して前記制御棒駆動装置に電力を供給するものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係る制御棒駆動装置用電源装置においては、
原子炉の制御棒駆動装置に電力を供給する制御棒駆動装置用電源装置であって、第１及び第２の駆動用電源装置を有し、
前記第１の駆動用電源装置は、同じ出力容量の第１の無停電電源装置を複数台有し、
前記第１の無停電電源装置は、交流入力を直流に変換するコンバータと、前記直流を平滑するためのコンデンサと、前記直流を交流に変換して出力するインバータと、前記交流入力が停電したときに前記インバータに直流を供給する蓄電池とを有し、
前記複数台の第１の無停電電源装置にて前記制御棒駆動装置に要する電力を供給しうるようにされたものであり、
前記第２の駆動用電源装置は、前記第１の無停電電源装置と同じ出力容量を有する第２の無停電電源装置を１台有するものであり、
前記第１の駆動用電源装置と前記第２の駆動用電源装置とを並列接続して前記制御棒駆動装置に電力を供給するものであるので、
容量を小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１である制御棒駆動装置用電源装置の構成を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、この発明を実施するための実施の形態１である制御棒駆動装置用電源装置の構成を示す構成図である。図１において、制御棒駆動装置用電源装置は、第１の駆動用電源装置１と第２の駆動用電源装置２とを有する。第１の駆動用電源装置１は、２台の同一仕様つまり同じ出力容量の第１の無停電電源装置としての無停電電源装置３を有する。第２の駆動用電源装置２は１台の第２の無停電電源装置としての同一仕様の無停電電源装置３を有する。無停電電源装置３は、コンバータ３１、インバータ３２、蓄電池３３、コンデンサ３４を有する。コンバータ３１は、交流側が交流母線に接続され、直流側がインバータ３２に接続されている。蓄電池３３はインバータ３２の直流側に接続されている。コンデンサ３４は、インバータ３２の直流側に接続されている。無停電電源装置３は１台で後述の制御棒駆動装置６が要する電力の５０％を供給できる容量を有する。制御棒駆動装置用電源装置は、以上のように構成され、第１の駆動用電源装置１と第２の駆動用電源装置２とが並列に接続され、その交流出力側が原子炉トリップ遮断器５を介して原子炉の制御棒駆動装置６に接続されている。
【００１０】
なお、原子炉トリップ遮断器５は、主遮断器５１、バイパス遮断器５２、変流器５３、変流器５４を有する。制御棒駆動装置６は、三相全波整流回路６１、スイッチング素子６２、ダイオード６３、ヒューズ６４、制御棒駆動コイル６５、抵抗６６、制御回路６７、ロジック盤６８を有する。三相全波整流回路６１は、交流側が並列接続された３台の無停電電源装置３の交流出力側に原子炉トリップ遮断器５を介して接続され、直流側がスイッチング素子６２、ダイオード６３、ヒューズ６４を介して各制御棒駆動コイル６５に接続されている。４個の制御棒駆動コイル６５のそれぞれは、ヒューズ６４と直列接続され、ダイオード６３を介して並列に接続されている。また、各制御棒駆動コイル６５にはその電流を検出するための抵抗６６が設けられている。また、制御回路６７、ロジック盤６８を有する。
【００１１】
次に動作について説明する。並列接続された３台の無停電電源装置３において、それぞれのコンバータ３１は交流側に供給される交流電力を直流に変換してインバータ３２に出力する。このとき、コンデンサ３４によりコンバータ３１の直流出力を平滑する。インバータ３２はコンバータ３１の直流出力を交流出力に変換して原子炉トリップ遮断器５を介して制御棒駆動装置６に供給する。また、蓄電池３３は、コンバータ３１の直流出力に瞬時停電が発生したときにインバータ３２に直流電力を供給し、無停電電源装置３からの交流出力の停電を防止する。
【００１２】
原子炉トリップ遮断器５は、運転中は通常主遮断器５１が閉じられ、バイパス遮断器５２は開放されている。主遮断器５１は、図示しない原子炉に異常が生じたときは開放して、制御棒駆動装置６への電力供給を遮断することにより原子炉を停止させる。また、運転中に主遮断器５１を開放する試験を行えるようにバイパス遮断器５２が設けられており、主遮断器５１の開放試験を行うときはバイパス遮断器５２を閉路し主遮断器５１とバイパス遮断器５２とを並列接続し、変流器５４にてバイパス遮断器５２の閉路状態を確認し、次いで主遮断器５１を開放し変流器５３にて電流が零であることを確認し主遮断器５１が確実に開放されたことを確認できるようにされている。
【００１３】
３台の無停電電源装置３から原子炉トリップ遮断器５を介して供給された交流電力は、制御棒駆動装置６の三相全波整流回路６１にて直流電力に変換され、スイッチング素子６２、ダイオード６３を介して制御棒駆動コイル６５に供給される。抵抗６６にて制御棒駆動コイル６５に流れる電流を検出し、制御回路６７がスイッチング素子６２を開閉制御して制御棒駆動コイル６５の電流を与えられた電流指令値になるように制御する。なお、ロジック盤６８は、制御回路６７に対して電流指令値を与える。
【００１４】
並列接続された３台の無停電電源装置３により制御棒駆動装置６へ必要な電力を供給しているので、そのうちの１台が故障しても電力の供給能力は１００％分あるので、支障なく運転を継続することができる。
【００１５】
以上のように、この実施の形態によれば、並列接続された２台の無停電電源装置３を有する第１の駆動用電源装置１により制御棒駆動装置６へ必要な電力を供給しうるようにするとともに、１台の無停電電源装置３を有する第２の駆動用電源装置２を第１の駆動用電源装置１に並列に接続して予備装置的な性格を持たせ、それぞれの無停電電源装置３が必要とされる負荷容量をそれぞれ３分の１ずつ分担するように構成されている。１台の無停電電源装置３の容量を必要負荷容量の５０％にしておくことにより、３台では必要負荷容量に対して１５０％の容量を持つことになり、３台の無停電電源装置３のうち１台が故障した場合においても、残りの健全な２台で必要電力をまかなうことができ、信頼性の高い制御棒駆動装置用電源装置とすることができる。なお、従来のように無停電電源装置２台で構成した場合は、１台が故障しても必要電力を供給可能とするためには、２台ともに１００％の容量を持たせる必要があり、全体としては２００％の容量が必要になるが、本実施の形態のように３台構成で全体の容量を１５０％にした場合は、２台構成に比べて７５％の容量で対応可能であり、制御棒駆動装置用電源装置の容量を小さくすることができ、安価な制装置を実現できる。また、同じ仕様の３台の無停電電源装置３で構成しているので、構成が簡易となる。
【００１６】
なお、上記実施の形態では、第１の駆動用電源装置１が必要電力の５０％の供給能力を有する２台の無停電電源装置３にて構成されている例を示したが、これに限られるものではなく、第１の駆動用電源装置を３３．３％の供給能力を有する３台の無停電電源装置を有するものとし第２の駆動用電源装置を３３．３％の供給能力を有する１台の無停電電源装置を有するものとし計４台の無停電電源装置で構成することもできる。また、第１の駆動用電源装置を４台以上の無停電電源装置を有するものとしてもよい。なお、制御棒駆動装置の構成は、図１に示したものに限られるものではない。
さらに、本発明は、その発明の範囲内において、上述した実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００１７】
１ 第１の駆動用電源装置、２ 第２の駆動用電源装置、３ 無停電電源装置、
３１ コンバータ、３２ インバータ、３３ 蓄電池、６ 制御棒駆動装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉の制御棒駆動装置に電力を供給する制御棒駆動装置用電源装置であって、第１及び第２の駆動用電源装置を有し、
前記第１の駆動用電源装置は、同じ出力容量の第１の無停電電源装置を複数台有し、
前記第１の無停電電源装置は、交流入力を直流に変換するコンバータと、前記直流を平滑するためのコンデンサと、前記直流を交流に変換して出力するインバータと、前記交流入力が停電したときに前記インバータに直流を供給する蓄電池とを有し、
前記複数台の第１の無停電電源装置にて前記制御棒駆動装置に要する電力を供給しうるようにされたものであり、
前記第２の駆動用電源装置は、前記第１の無停電電源装置と同じ出力容量を有する第２の無停電電源装置を１台有するものであり、
前記第１の駆動用電源装置と前記第２の駆動用電源装置とを並列接続して前記制御棒駆動装置に電力を供給する
制御棒駆動装置用電源装置。
【請求項２】
前記第１の駆動用電源装置は、前記第１の無停電電源装置を２台有するものである請求項１に記載の制御棒駆動装置用電源装置。
【請求項１】
原子炉の制御棒駆動装置に電力を供給する制御棒駆動装置用電源装置であって、第１及び第２の駆動用電源装置を有し、
前記第１の駆動用電源装置は、同じ出力容量の第１の無停電電源装置を複数台有し、
前記第１の無停電電源装置は、交流入力を直流に変換するコンバータと、前記直流を平滑するためのコンデンサと、前記直流を交流に変換して出力するインバータと、前記交流入力が停電したときに前記インバータに直流を供給する蓄電池とを有し、
前記複数台の第１の無停電電源装置にて前記制御棒駆動装置に要する電力を供給しうるようにされたものであり、
前記第２の駆動用電源装置は、前記第１の無停電電源装置と同じ出力容量を有する第２の無停電電源装置を１台有するものであり、
前記第１の駆動用電源装置と前記第２の駆動用電源装置とを並列接続して前記制御棒駆動装置に電力を供給する
制御棒駆動装置用電源装置。
【請求項２】
前記第１の駆動用電源装置は、前記第１の無停電電源装置を２台有するものである請求項１に記載の制御棒駆動装置用電源装置。
【図１】
【公開番号】特開２０１３−１０１０８７（Ｐ２０１３−１０１０８７Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４６０３７（Ｐ２０１１−２４６０３７）
【出願日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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