JP3152247B2 - 原子炉出力モニタリング方法及び装置 - Google Patents

原子炉出力モニタリング方法及び装置

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JP3152247B2
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    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
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    • G21C17/10Structural combination of fuel element, control rod, reactor core, or moderator structure with sensitive instruments, e.g. for measuring radioactivity, strain
    • G21C17/108Measuring reactor flux
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の分野】本発明は、低周波イベントのモニタリン
グに関し、特に、中性子活動により発生される個々の検
出器パルスを計数することによって、低レベルでの原子
炉出力をモニタリングすることに関するものである。
【0002】
【先行技術の説明】一般的に、原子炉出力は最低限、全
出力の10-10〜10-5%のレベルまでモニタリングされ、
その範囲の最も低い部分においては、中性子計数率が原
子炉出力の測定のために用いられる。
【0003】例えば原子炉計装において、平均中性子計
数率を表示するための従来一般の技術はアナログ式であ
り、一連のチャージポンプ及び一次遅れフィルタを用
い、平均中性子計数率の対数に近似した示度を示すもの
である。本来、この技術によって表示される計数率の精
度は低いが、熟練オペレータが中性子源の出力レベルに
ついては良好であるとの感触を得る程度の表示は得られ
る。
【0004】最近、より高い精度が得られるデジタル技
術が提案されている。この技術は、可変幅の矩形窓法F
IRフィルタを用いており、米国特許第4,670,891号に
開示されている。しかし、この技術では、低計数率にお
いての応答が非常に遅い。更に、このデジタル技術は、
原子炉起動中に乱れのある示度を発生する場合があり、
従来のアナログ技術で見られるような円滑な応答は得ら
れない。
【0005】この従来提案されたデジタル技術は、中性
子計数率が用いられる範囲の上部部分において特に有効
であり、また、計数率が比較的に低速で変化する場合に
有効である。しかし、低計数率範囲で生ずる計数率変化
は、誤差のある示度を生ずることがある。一般的に、計
数率変化をオペレータに知らせることは、特に原子炉起
動時に重要であるため、示度に誤差が生じることは望ま
しくない。
【0006】
【発明の概要】本発明の目的は、デジタル技術を用いて
中性子計数率の正確な示度を得ることにある。
【0007】本発明の他の目的は、例えばノイズ等によ
る偽変動を最小とする態様で、計数率変動に応答するこ
とである。
【0008】更に、本発明の別の目的は、別の検出装置
を更に必要とすることなく、モニタリングされる実際の
状態に密接に対応する出力レベルの大きさ及び率変化の
示度を得ることである。
【0009】上記及び他の目的は、本発明に従った低出
力範囲での原子炉出力をモニタリングする方法により達
成される。この方法は、原子炉により発生される中性子
を検出すると共に、連続的な等しい測定時間間隔の各々
の終了時に、当該測定時間間隔の終了時前の時間中に検
出された中性子の数の表示を形成する工程、及び、先行
の測定時間間隔に関連される出力レベルの示度の値を現
時点の測定時間間隔についての前記検出段階中に形成さ
れた表示の関数に従って変換するデジタル処理によっ
て、各測定時間間隔に関連される値を有する出力レベル
の示度を形成する工程から成る。
【0010】この方法によって、出力レベルの示度は各
測定時間間隔の終了時に更新され得る。しかしながら、
低出力レベルで発生して実際の出力レベルには一致しな
い中性子発生率における大きな変動は、出力示度が実際
の出力レベルのより正確な表示となるように、効果的に
フィルタ処理されて除去される。
【0011】更に、この方法は、各測定時間間隔中に、
現時点の測定時間間隔に関連される出力レベルの示度の
値と、先行の測定時間間隔に関連される出力レベルの示
度の値との差の関数である値を有する出力レベル変化の
表示を求めると共に、現時点の測定時間間隔に関連され
る出力レベル変化の表示の値の関数に従って先行の測定
時間間隔に関連される原子炉出力レベル変化率の示度の
値を変形することにより、各測定時間間隔に関連される
値を有する原子炉出力レベル変化率の示度を形成するこ
とから、各測定時間間隔に関連される値を有する原子炉
出力レベル変化率の示度を発生することも含んでいる。
【0012】尚、本発明は、規模に応じた割合で低周波
パルスを形成することのできる他の状況をモニタリング
するためにも適用できる。
【0013】
【好適な実施例の説明】図1に示されるシステムは原子
炉2を含み、その炉心は中性子検出器4を包含してい
る。検出器4は、原子炉出力に比例する中性子活動のレ
ベルに相当する割合で一連のパルス(パルス列)を形成
することにより、炉心内の中性子活動に応答するように
なっている。
【0014】検出器4からのパルス列はカウンタ6に送
られる。このカウンタ6は、連続的な一定の時間間隔T
中にパルス数を計数し、各時間間隔Tの終了時に、その
時間間隔時に得られた計数の表示を出力する。
【0015】カウンタ6により形成される連続的な表示
はコンピュータユニット8に送られ、このユニット8に
おいて、出力レベル及び変化率の示度が導き出される。
これらの示度は、帯記録紙のような記録装置10、ダイヤ
ルゲージ12,14、デジタルディスプレー16,18、及び、
過度の計数率が検出された場合に原子炉2を停止するた
めに設けられた防護回路20に出力される。
【0016】本発明によれば、原子炉出力レベルの示度
を提示する計数率信号は、一次遅れ無限インパルス応答
デジタルフィルタの形態をとる。より詳細には、図2に
示すように、各時間間隔iの終了時にカウンタ6から出
力される信号は、機能ブロック30により提供されるが、
次式の如くなる。
【0017】
【数1】
【0018】ここで、j=niであり、iは正の整数で
ある。
【0019】カウンタ6は、米国特許第4,670,891号明
細書に開示されているような装置により構成されてお
り、実際には、可変窓を有するカウンタである。この米
国特許明細書に開示された装置において、CRについて
の値は各時間間隔iの終了時に更新されるが、CRの値
は先行するni(=j)時間間隔中に現れる全カウント数
により決定される。
【0020】コンピュータユニット8による出力レベル
の示度は次式により表される。
【0021】
【数2】
【0022】式中、CRifは、デジタルフィルタ処理に
より得られた計数率、CR(i-1)fは、先行の時間間隔中
に得られるフィルタ処理された計数率、Fは、CRの変
化に対する応答を制御する任意のフィルタ係数である。
【0023】CRifは、機能ブロック32においてCR
(i-1)fからCRiを減じ、その差にFを掛け(機能ブロ
ック34)、その結果をCR(i-1)fに加える(機能ブロッ
ク36)ことで得られる。ブロック36からの出力はCRif
を表し、この出力は機能ブロック38によりTだけ遅延さ
れて、CR(i-1)fについての新しい値を提示する。この
時間Tは時間間隔iの長さに一致する。
【0024】フィルタ係数Fは次のようにフィルタの時
定数γに関連される。
【0025】
【数3】
【0026】一般に、Tは0.1秒のオーダーであるが、
0.025秒〜0.25秒の間の値としても良い。また、γは固
定及び可変のいずれでも良い。
【0027】好ましくはγは可変であり、現時点での計
数率に対して逆数の関係となる。このようにして、高い
計数率で迅速な応答を可能とすると共に、低い計数率で
生じる高ノイズレベルをフィルタ処理して除去すること
ができる。
【0028】従って、γは次のような形とするのが良
い。
【0029】
【数4】
【0030】γは0.2秒〜8秒の間で変化されるのが好
ましい。定数Kについての値は、γとCRとの間の所望
の関係を確立するように選ばれる。
【0031】図2に示すように、機能ブロック40におい
て、CRi及びCR(i-1)f、更に、別個に入力された
T、Kについての値に基づいて、Fが求められる。
【0032】本発明によれば、更に出力変化率の示度が
フィルタ処理された計数率値CRfから導き出される。
この示度は原子炉起動中に特に価値がある。
【0033】出力変化率は起動時に大きな範囲で変化す
るので、その示度はCRf値の対数に基づく。即ち、ま
ず、各時間間隔の終了時に、起動時変化率値SURi
して知られている初期変化率値が次式で計算される。
【0034】
【数5】
【0035】ここで、60という係数はdecades(10進)
/分という単位の値を作り出す。
【0036】この後、前述と同様にしてSURiを1つ
以上のフィルタ処理することによって、フィルタ処理さ
れた起動時変化率の示度が得られる。より詳細には、第
1のフィルタ処理は次式の通りである。
【0037】
【数6】
【0038】ここで、Fは前述の値である。また、次の
フィルタ処理はSURiをSURifに置換することで同
じ関係式を用いている。
【0039】SURiは本質的にノイズを有する性質が
あるので、このような2つのフィルタ処理が用いられる
のが好ましい。一方のフィルタ処理は固定時定数を用い
て実行され、他方は、出力レベル示度を得るために用い
られたのと同じ値を有する可変時定数で実行されると良
い。これらの処理は図2の機能ブロック42で実行され、
ブロック42は、各フィルタ処理に対してブロック32〜38
に相当する1群のブロックを含んでいる。
【0040】以上、本発明の特定の実施例について説明
したが、本発明の精神から逸脱することなく多数の変形
がなされ得ることは理解されよう。特許請求の範囲は、
本発明の真の範囲及び精神に含まれるような変形を包含
するものである。
【0041】従って、前述した実施例は全ての点で例示
として考えるべきであり、限定的なものではなく、本発
明の範囲は上記説明ではなく特許請求の範囲により定め
られるべきものである。従って、特許請求の範囲の均等
範囲内にある全ての変更は本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるモニタリング装置を用いたシステ
ムのブロック図である。
【図2】本発明による出力レベル及び変化率の示度を形
成する方法を示す流れ図である。
【符号の説明】
2 原子炉 4 中性子検出器 6 カウンタ 8 コンピュータユニット 10 記録装置 12,14 ダイヤルゲージ 16,18 デジタルディスプレー 20 防護回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G21C 17/108 G21C 17/00 G21C 17/10

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 低出力範囲での原子炉出力をモニタリン
    グするための原子炉出力モニタリング方法であって、 原子炉により発生される中性子を検出すると共に、連続
    的な等しい測定時間間隔の各々の終了時に、当該測定時
    間間隔の終了時前の時間中に検出された中性子の数の表
    示を形成する工程及び デジタル処理によって、各測定
    時間間隔に関連される値を有する出力レベルの示度を形
    成する工程 から成り前記出力レベルの示度を形成する工程は、現時点の測定
    時間間隔に形成される表示値と先行する測定時間間隔に
    関連する出力レベル示度値との差を測定し、単位値より
    も小さい値を有する選択された乗算係数を供給し、前記
    測定工程において測定された前記差の出力値と前記選択
    された乗算係数の積を示す表示値を生成し、現時点の測
    定時間間隔に関連する出力レベル示度値を形成するため
    に先行する測定時間間隔に関連する出力レベル示度値に
    前記積の表示値を加えることからなる 原子炉出力モニタ
    リング方法。
  2. 【請求項2】 低出力範囲での原子炉出力をモニタリン
    グするための原子炉出力モニタリング装置であって、 原子炉により発生される中性子を検出すると共に、連続
    的な等しい測定時間間隔の各々の終了時に、当該測定時
    間間隔の終了時前の時間中に検出された中性子の数の表
    示を形成する検出手段と、デジタル処理によって、各測定時間間隔に関連される値
    を有する出力レベルの示度を形成するように接続された
    デジタル手段と から成り前記デジタル手段は、現時点の測定時間間隔に形成され
    る表示値と先行する測定時間間隔に関連する出力レベル
    示度値との差を測定する測定手段、単位値よりも小さい
    値を有する選択された乗算係数を供給するように接続さ
    れた係数生成手段、前記測定手段において測定された前
    記差の出力値と前記選択された乗算係数 の積を示す表示
    値を生成するように接続された表示値生成手段、及び、
    現時点の測定時間間隔に関連する出力レベル示度値を形
    成するために先行する測定時間間隔に関連する出力レベ
    ル示度値に前記積の表示値を加えるように接続された加
    算手段からなる 原子炉出力モニタリング装置。
JP15037391A 1990-06-21 1991-06-21 原子炉出力モニタリング方法及び装置 Expired - Lifetime JP3152247B2 (ja)

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JPH04232500A JPH04232500A (ja) 1992-08-20
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