JPH01206293A

JPH01206293A - 振動ノイズ補償型中性子計測装置

Info

Publication number: JPH01206293A
Application number: JP63030807A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Ito; 敏明伊藤; Satoru Yamaga; 悟山賀
Original assignee: Toshiba Engineering Corp; Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Engineering Corp; Toshiba Corp
Priority date: 1988-02-15
Filing date: 1988-02-15
Publication date: 1989-08-18

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、原子炉の中間出力領域における炉内中性子を
計測する中性子計測装置に係わり、特に炉内中性子を計
測する際に炉内振動によるノイズの排除を図った振動ノ
イズ補償型中性子計測装置に関する。

（従来の技術）一般に原子カプラントでは炉心内に原子炉の出力を監視
するために中性子計測装置を設けている。

この中性子計測装置は、定格１００％出力までの約９桁
に及ぶ極めて広範囲（約１０−’％〜１００％）を監視
する必要があるため、中性子源領域、中間領域及び出力
領域の３つの計測装置を互いにオーバーラツプさせるこ
とにより広い監視範囲をカバーしている。

このうち、中間領域計測装置は、中性子源領域から出力
領域の間の中性子束レベルを監視するもので、炉心に対
して挿入・引抜き可能な中性子検出器を採用している。

なお、この中性領域計測装置は、通常不活性ガスを封入
し、電極を設けた検出器で陰極面にコーティングされた
核分裂物質（”ｓＵ）が中性子照射時の核分裂により検
出器内部の不活性ガスを１’ｔｔ離させ、この電離信号
の交流成分をある周波数帯域のみ前置増幅器で取り出し
て増幅し、（低周波分８　ｋＨｚ〜１６ｋＨｚ、高周波
分３００ｋｌｌｚ〜６００ｋＨｚ）帯域増幅および２乗
平均した後指示計で指示させる。なお５桁に及ぶ監視範
囲（約１０−４％〜１０％）をＩＯレンジに分は監視可
能な設計となっており、原子炉起動時の制御棒の引抜き
に伴う異常な反応度付加による燃料損傷に対する保護と
して原子炉起動時による原子炉スクラムといった原子炉
保護機能を有している。又中間領域計測装置は一般に６
乃至８の多チャンネルで、検出器は炉心内に均等に割り
振られて配置されている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、このような従来の中間領域計測装置では
、高速スクラム時等の炉内流体の振動等に対して、この
振動に起因するノイズが中性子信号に混入する恐れがあ
った。すなわち、中間領域計測装置は、検出器電離信号
の交流成分を２乗平均しており、計測時に検出器やこの
信号を伝達するＭＩケーブルが振動すると、検出器及び
ＭＩケーブルの保有する静電容量に変化が起り、これが
ノイズとなるため、このノイズによるゆらぎを中性子信
号として信号処理され、このためスクラム信号とし誤認
されてしまう恐れがあった。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、
その目的は原子炉出力を炉内流体振動等によるノイズを
排除して、正確な原子炉出力を測定して、安定した運転
のできる振動ノイズ補償型中性子計測装置を提供するこ
とにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明は、原子炉の中間出力領域における中性子束を計
測する中性子検出器と、これに隣接して設けた炉心内の
振動を検出する振動検出器と、これらに接続して信号を
炉外に伝送するＭＩケーブルと、中性子検出器及び振動
検出器の信号を増幅変換する増幅変換装置と、伝送され
た増幅変換装置の信号を入力して真の中性子束信号を演
算処理しかつ表示をする演算処理装置を設ける。

（作　　用）中性子検出器にてＨ目ＩＩＩされる中性子検出器信号に
は原子炉の中間出力領域における中性子束信号と、高速
スクラム時等の流体振動に起因する振動ノイズ成分が含
まれている。一方、この中性子検出器と隣接して配置さ
れた振動検出器は、前記中性子検出器と同構造の検出器
であるが内部に核分裂物質を含んでいないため、この出
力信号には・、中性子束成分は存在せず、振動によるノ
イズ成分だけが出力される。

この中性子検出器信号と振動検出器信号を夫々増幅変換
装置において増幅変換し、演算処理装置に伝送して中性
子検出信号から振動検出器の信号である振動によるノイ
ズ成分を差引き演算して真の中性子束信号を得る。

（実　施　例）本発明の一実施例を第１図乃至第３図を参照して説明す
る。

第３図は１本発明の振動ノイズ補償型中性子計測装置の
構成説明図であり、原子炉圧力容器１内に炉心２を炉水
３中に浸漬させた状態で収容している。この原子炉の出
力を計測する中性子検出器４および炉心２内の流体振動
を計測する振動検出器５は、シャトルチューブ６に内包
され、さらにシャトルチューブ６は、ドライチューブ７
に内包されてこのドライチューブ７が炉水３とのバウン
ダリとなっている。このドライチューブ７は、インコア
案内管８と、インコアハウジング９で保護され、インコ
アフランジ１０で支持されている。シャトルチューブ６
は、インコアフランジ１０近傍でドライブチューブ１１
に接続される。ドライブチューブ１１は、チューブ外面
に切り欠きを有し、駆動機構１２内の歯車の回転により
上下方向に移動可能である。したがって、原子炉停止時
、原子炉起動特等中間領域計測装置による監視が必要な
場合に炉心２内に挿入し、出力運転時には炉心２内から
引抜かれる。

中性子検出器４と振動検出器５の出力信号は、ＭＩケー
ブル１３により引き出されコネクタ箱１４にてメタルケ
ーブル１５に接続され、原子炉−火路納容器１６の電気
ペネトレーション１７を介して増幅変換装置１８に伝送
される。

増幅変換装置１８からは光フアイバケーブル１９にて、
中央制御室の演算処理装置２０へ伝送される。

第２図は振動検出器５と中性子検出器４の構造断面図で
、中性子検出器４と振動検出器５とは構造上（寸法、材
質）はゾ同様のものである。すなわち両検出器とも中央
の陽極２１には、ＭＩケーブル１３の芯線１３ａとフォ
イル２２を通して高電圧が印加され、その周囲に配した
陰極２３はフォイル２４を通して、外周の検出器ケース
２５に接続されている。

また検出器ケース２５は中央制御室のアースに接続され
ている。

したがって、陽極２１と陰極２３との間には高電圧が加
わる。なお符号２６は絶縁物である。しかしながら、中
性子検出器４の陰極２３には核分裂物質２３ａ（例えば
２３５　ｕ　）を塗布しであるが、振動検出器５の陰極
２３には何ら塗布されていない点が相違している。

第１図は本発明の構成を示す回路図で、中性子検出器４
と振動検出器５は夫々別系のＭ１ケーブル１３に接続さ
れ、夫々のＭＩケーブル１３はコネクタ箱１４内のコネ
クタ５０とメタルケーブル１５及び原子炉一定格納容器
１６の電気ペネトレーション１７を経由して増幅変換装
置１８に接続される。増幅変換装置１８は振動検出器５
の信号を受ける前置増幅器５１とＡ／Ｄ変換器５２及び
中性子検出器４の信号を受ける並置した低レンジ用（レ
ンジ１〜６）の前置増幅器５３と高レンジ用（レンジ７
〜１２）の前置増幅器５４とＡ／ｂ変換器５５さらにこ
のＡ／Ｄ変換器５２と５５の出力を入力するマルチプレ
クサ５６とＥ１０変換器５７で構成される。なお符号５
８は検出器用の電源である。次いでこの増幅変換装置１
８より出力された光信号は光フアイバーケーブル１９を
介して演算処理装置２０に伝達される。演算処理装置２
０は光フアイバーケーブル１９で結ばれたＯ／Ｅ変換器
６０とインターフェース６１この出力を諸方へ伝えるバ
ス６２及びこれと連結されたＣＰＵ６３．メモリ６４゜
表示装置６５とプリンタ６７等で構成されている。

次に前記構成における作用を説明する。

炉心内に配設された。中性子検出器４と、振動検出器５
の陽極２１には１ＭＩケーブル１３の芯線１３ａとフォ
イル２２を通して高電圧が印加され、陰極２３はフォイ
ル２４を通して、検出器ケース２５に接続される。この
検出器ケース２５は中央制御室のアースに接続されてい
る。

したがって陽極２１と陰極２３との間には高電圧が加わ
る。しかしながら、中性子検出器４と振動検出器５とは
同一構成ではあるが中性子検出器４の陰極面には核分裂
物質（例えば”’Ｕ）　２３ａが塗布されているが、振
動検出器５陰極２３にはこれがない。このため、中性子
検出器４では、中性子の入射による核分裂物質２３ａの
核分裂で、中性子束の信号を発生すると共に炉内流体振
動によるノイズ信号も同時に検出して一緒に出力する。

一方振動検出器５は核分裂物質２３ａが塗布されていな
いため中性子束信号は発生せず、中性子検出器４とはＭ
Ｉケーブル１３を含め全く同一の構造であり炉内におけ
る位置等が同条件にあることから、中性子検出器４の発
する振動ノイズ信号と全く同一の振動ノイズ信号が発生
する。

この両検出器の信号は夫々のＭＩケーブル１３コネクタ
５０、メタルケーブル１５と原子炉−火路納容器１６の
電気ペネトレーション１７を介して、夫々増幅変換装置
１８内の前置増幅器５３乃至５４と、振動検出器信号は
前置増幅器５１に入力される。

中性子検出器信号用の前置増幅器５３は低レンジ用（レ
ンジ１〜６）で、前置増幅器５４は高レンジ用（レンジ
７〜１２）である。なおこの前置増幅器５３と前記前置
増幅器５１は全く同一のものであり、低レンジ（レンジ
１〜６）の時だけ動作する。

すなわち、振動ノイズの発生は感度の高い低レンジにだ
け限られることが経験的に得られており、低レンジ時に
のみ前置増幅器５１と５３の前段の接点がＯＮＬ、て動
作する。高レンジには、振動ノイズの測定は行なわず、
前置増幅器５４のみ動作することとなる。このようにし
て、前置増幅器５１と５３に伝送された信号は夫々増幅
され、互にＡ／Ｄ変換器５２と５５にてデジタル信号に
変換されてマルチプレクサ５６にてシリアル信号に変換
される。この後Ｅ１０変換器５７にて光信号に変換され
、途中でノイズを拾いにくい光フアイバケーブル１９に
て、中央制御室にある演算処理装置２０に伝送される。

演算処理装置２０内では、Ｏ／Ｅ変換器６０で再び電気
信号に変換され、インタフェース６１を介してバス６２
に接続される。伝送された信号は、ＣＰＵ６３にて。

振動検出器５の信号と中性子検出器４の信号を差し引き
演算し、真の中性子信号を求める。これらのデータ（真
の中性子検出器信号、振動ノイズ信号）は、随時メモリ
６４に蓄えられ、連続的に表示装置６５に表示され−る
。又、インタフェース６１を介して連続してプリンタ６
６にもデータを打ち出すことが可能である。したがって
本発明によれば高速スクラム等による炉心内における流
体振動に起因する振動ノイズの影響を排除し、真の中性
子束の計測が容易で、当然振動ノイズに起因する中性子
束高誤スクラム等を回避することが可能である。

〔発明の効果〕

以上本発明によれば、中性子計測に際し、流体振動に起
因する振動ノイズの影響を排除できるため真の中性子束
の計測を行なうことが可能であり、その結果、原子カプ
ラントの安全性と信頼性の向上さらに稼動率を向上する
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る一実施例の回路構成図、第２図は
一実施例の中性子検出器と振動検出器の断面図、第３図
は全体概要構成図である。４・・・中性子検出器　　　５・・・振動検出器１３・
・・ＭＩケーブル１３ａ・・・ＭＩケーブル芯線１８・・・増幅変換装置１９・・・光フアイバケーブル２０・・・演算処理装置　　　２１・・・陽極２２、２
４・・・フォイル　　　２３・・・陰極２３ａ・・・核
分裂物質　　　２５・・・検出器ケース２６・・・絶縁
物５１・・・振動検出器用前置増幅器５３、５４・・・中性子検出器用前置増幅器５２、５５
・・・Ａ／Ｄ変換器

Claims

【特許請求の範囲】

　原子炉の中間出力領域における中性子束を計測する中
性子検出器と、これと隣接して設けた炉心内の振動を検
出する振動検出器と、前記両検出器の信号を炉外に伝送
するＭＩケーブルと、このＭＩケーブルよりの前記中性
子検出器と振動検出器の信号の増幅変換装置と、この増
幅変換装置の出力信号を入力して中性子検出器と振動検
出器の信号の偏差を演算処理する演算処理装置とからな
ることを特徴とする振動ノイズ補償型中性子計測装置。