JPH0365875B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、原子炉内の漂遊体検出装置に関し、
特に１次回路の外壁には接続されていない炉の部
分によつて支持された機械的な衝撃値を表す信号
を出力する衝撃センサを有する原子炉内の漂遊体
検出装置に関する。 原子炉内の漂遊体は原子炉内に長時間存在する
と、原子炉の構造体に衝突して重大な損傷を引起
す場合がある。これらの漂遊体を検出するための
１つの方法として、衝撃センサ（一般には加速度
計）を原子炉の一次回路の外壁に接触させて配置
し、このセンサによつて供給される信号を定期的
に例えば毎日、受信及び測定する方法がある。 しかしながら、上記方法は、受信頻度を上げな
いと漂遊体の検出が遅れて、重大な損傷が発生し
てしまう恐れがあり、また漂遊体の衝撃以外に
も、蒸気漏れの存在及び危険の無い擾乱現象によ
る衝突によつても引起され得るノイズの原因を特
定することが難しいという欠点を有していた。 従つて、本発明の目的は、漂遊体の検出の遅れ
がなく、且つ危険の無い正常ノイズと漂遊体によ
る衝撃ノイズとを連続的に弁別することが可能な
装置を提供することである。 上記目的は、本発明によれば、炉内の１次回路
の外壁には接続されていない炉の部分によつて支
持されており、部分における機械的な衝撃値を表
す第１の信号を出力するセンサの複数と、センサ
に夫々接続されており第１の信号のピーク値を検
出する複数のピーク検出器と、センサに夫々接続
されており、第１の信号の実効値を表す第２の信
号を出力する複数の実効値出力手段と、ピーク検
出器と実効値出力手段とに夫々接続されており、
ピーク値と実効値の比が所定のレベルを超えたと
きにパルス信号を出力する複数のパルス出力手段
と、パルス信号の少なくとも２つの一致を検出す
る検出手段と、検出手段に接続されており一致の
割合を決定する割合決定手段と、割合が所定のし
きい値を越えたときに警報を発生する警報発生手
段とを具備してなる原子炉内の漂遊体検出装置に
よつて達成される。 上記構成の装置においては、一次回路の外壁に
対する漂遊体の衝撃は、原子炉に浸漬した装置に
よつて担持されており、且つ一次回路の外壁に接
続されていない複数のセンサによつて検出され得
るという事実及びバツクグラウンドノイズと漂遊
体の衝撃ノイズとはセンサの出力信号のピーク値
と同じくセンサの出力信号の実効値との比（ピー
ク係数）を用いることにより十分に識別可能であ
るという事実が利用される。一次回路の外壁に対
する漂遊体の衝撃が複数のセンサによつて感知さ
れるのは、一次回路の外壁に対する漂遊体の衝撃
が擾乱を引起し、この擾乱によつて種々のセンサ
に衝撃が伝搬されることに起因する。これに対
し、センサを担持する構造体の発振又は振動によ
る衝撃は複数のセンサに信号を発生させない。ま
たバツクグラウンドノイズと漂遊体の衝撃ノイズ
との識別は衝撃が存在しない場合、振動性のバツ
クグラウンドノイズは偶然性を有しており、ピー
ク係数は４〜５を超えないのに対し、衝撃ノイズ
はこれを上回る十分に大きなピーク係数を有する
ことに基づく。バツクグラウンドノイズは実効値
の約４倍であるから、衝撃ノイズを十分に弁別す
るためにはピーク係数のしきい値を12程度とすれ
ばよい。 上記構成においては、夫々のセンサから出力さ
れた第１の信号は、ピーク検出器によつてピーク
値が検出される一方、実効値出力手段に入力され
る。実効値出力手段からはこれに応じて第１の信
号の実効値を表す第２の信号が出力される。バツ
クグランドノイズを除去するため、ピーク値と実
効値がパルス出力手段に受け渡され、パルス出力
手段は、ピーク値と実効値の比が所定のレベル、
例えば１２を超えたらパルスを出力する。各１つ
ずつのセンサ、ピーク検出器、実効値出力手段、
及びパルス出力手段が一組の衝撃検出チヤネルを
構成する。複数のチヤネルで衝撃が検出されたこ
とを検出するため、各チヤネルからのパルス信号
は、検出手段に入力され、検出手段において、少
なくとも２つのパルス信号の一致が検出される。
偶然の一致を除去するため、更に割合決定手段に
よつてこの一致の割合が決定され、この割合があ
るしきい値を超えたときに警報が発生される。 上記構成の漂遊体検出装置によれば、漂遊体の
検出の遅れがなく、且つ危険の無い正常ノイズと
漂遊体による衝撃ノイズとを連続的に弁別するこ
とが可能となる。 上述したしきい値は偶然の一致による不適時な
警報が阻止されるように選択されていることが望
ましく、また上述の所定のレベルはパルス信号が
変動性バツクグラウンドノイズから分離されるよ
うに選択されていることが望ましい。このバツク
グラウンドノイズは、原子炉の作動状態に従つて
変動し、特に一次回路又は二次回路での蒸気漏れ
の場合には大きくなる。センサの夫々は加速度セ
ンサであり、少なくとも、減速材及び冷却材とし
て水を用いる原子炉の場合は、センサの夫々が原
子炉容器の壁を貫通する案内管に支持されること
が望ましい。これによつて、漂遊体による衝撃
と、原子炉の内用のグローブの指が燃料集合体の
基部に衝突して生じた衝撃とを区別し得る。グロ
ーブの指による衝撃は案内管を介して容器の下部
まで伝わるが、別の案内管によつて担持されたセ
ンサによつて感知されることはない。また、実効
値は時間間隔の離れたパルスの存在が前記実効値
を実質的に変化させないような時定数によつて決
定されることが望ましい。 以下、添付図面に基づき、本発明の好適な実施
例を詳述する。 第１図に基本概略図として示された装置は、漂
遊体の存在と別の種類の正常ノイズの存在との双
方を検出し得る。装置は、複数個の等しいチヤネ
ルと１つの共有部分とを有する。３つのチヤネル
が符号１０ａ，１０ｂ，１０ｃで示されている。
各チヤネルの入力手段は、加速度計として想定さ
れた衝撃センサ１２ａ，１２ｂ又は１２ｃから成
る。各加速度計は別々の案内管１４に取付けられ
ている。各チヤネル１０ａ，１０ｂ又は１０ｃで
加速度計の出力信号は電荷増幅器１６に与えられ
る。図示の具体例で増幅器１６は、別々の２つの
回路を励起する。一部が実効値出力手段として機
能する第１回路１８は信号の実効値を処理しこれ
をしきい値と比較する。しきい値は、調整ポテン
シヨメータ２０を備えた内部ソース又は外部ソー
ス２２のいずれから供給されてもよい。信号の実
効値が、例えば高い繰返し率をもつパルスの検出
（これは例えば複数の漂遊体が存在する場合に生
じる）又は高いバツクグラウンドノイズの検出
（これは蒸気漏れの場合に生じる）によつて所定
しきい値を上回ると、回路１８がアラーム２４を
作動させる。このしきい値は衝撃が存在しないと
きの実効値の約３倍が望ましい。回路１８はま
た、孤立パルスの存在を検出すべく機能する第二
回路２６に実効値を示す電圧を供給する。この回
路２６は、ピークデテクタとパルス出力手段とを
含む。パルス出力手段はピーク値と調整ポテンシ
ヨメータ２８を介して回路１８から受信した実効
値とを比較する。従つてこのポテンシヨメータ
は、ピーク係数のしきい値を設定しており、この
しきい値を超えると回路２６から出力パルスが発
信される。一般に案内管に配置された加速度計の
場合にはピーク係数として10〜15が選択される。
各回路２６の出力に警告灯３０を配置し得る。警
告灯３０は注意を惹起するに十分な持続時間の維
持システムを備える。記録計３１に接続される補
助出力を配備してもよい。 図示の装置は更に、第３回路３２を含む。回路
３２は、警報発生の場合に信号の包絡線を示す信
号を同時に記録する包絡線検出回路である。 全部のチヤネル１０ａ，１０ｂ，１０ｃの出力
は、漂遊体を検出するための共有モジユール３４
を励起する。図示の具体例で該モジユールは、３
つのチヤネルから得た信号間の一致を決定するよ
うに構成されている。しかし乍らまた、３つのチ
ヤネルのうちの２つのチヤネル間の一致又はｎ個
のチヤネルのうちのｍ個のチヤネル間の一致（ｎ
はチヤネルの総数でｍはｎ以下の整数）を全て検
出するようにモジユール３４を構成してもよい。
図示の場合各チヤネルの出力信号は衝撃点から各
センサへの衝撃の到達時間の差を吸収するための
タイミング回路３６を励起する。回路３６は例え
ば複数の単安定素子から成りその出力は検出手段
としてのANDゲート３８の入力の１つに接続さ
れている。このゲートの出力は単安定素子の強制
帰零入力に接続されており各単安定素子の維持時
間は、衝撃点から全部のセンサまでの音波の伝搬
時間の差の最大値に実質的に等しい値に選択され
る。ANDゲート３８の出力は、しきい値回路に
組込まれた割合決定手段としての一致率カウンタ
４０を励起する。必要ならばカウンタ４０はポテ
ンシヨメータ４２によつて調整できる。一致率
が、偶然の一致による一致率の最大値より高い値
に選択されたしきい値を上回ると回路４０がアラ
ーム４４を作動させる。 装置は更に（容器の底部又は蒸気発生器の水ボ
ツクスの底部のセンサが制御棒ノイズに対する良
好は感度をもたないため）監視を完全にするため
に、一次回路の壁に配置されたセンサに接続され
たチヤネルを含み得る。 本実施例の装置は、原子炉の作動状態に適応し
得る。 原子炉が一定出力（ゼロでもよい）で安定して
いるが高圧高温の正常運転状態では、単一の漂遊
体が容器に与える（少なくとも50ミリ秒間隔の）
断続的衝撃が全部の加速度計１２ａ，１２ｂ，１
２ｃを励起する。各チヤネルでこれらの衝撃のピ
ーク係数が所定しきい値を上回ると、チヤネルは
単安定素子３６の維持時間より短い時間遅れをも
つパルス信号を発信する。しきい値は各原子炉の
特性値の関数として選択され得る。しかし乍ら、
バツクグラウンドノイズのピーク係数は一般に約
４であるから正常信号のピーク値の３倍に相当す
る感度を得るためにはしきい値として約12が適当
であることが確認された。実際には一般に、実効
値の５倍から20倍の範囲でしきい値を調整できる
ように構成すればよい。 回路１８の存在は特に、多数の漂遊体が存在す
るときに警報を発生するために重要である。この
場合、衝撃ノイズがほぼ連続的になり、モジユー
ル３４は信号を受信しない実効値がアラーム２４
の起動しきい値まで増加する。 これに対して、原子炉が低温の停止状態で圧力
が一般に100バール未満のとき、バツクグラウン
ドノイズのレベルはかなり増加する（一般に５か
ら10倍）。衝撃によるピーク係数が減少し漂遊体
が検出されない虞れが生じる。しかし乍ら回路１
８は逆に励起される。アラーム２４の不適時な起
動を阻止するために外部標準２２を配設し得る。
外部標準２２は、一次回路の圧力降下に応答して
高い値にスイツチングされる。誤つた警報を阻止
するための別の方法を使用し得ることも明らかで
あろう。 既知のピーク係数Ｆの周期的信号を入力に注入
するシミユレーシヨンによつて各チヤネル１０
ａ，１０ｂ，１０ｃの起動しきい値を調整し得
る。 Ｆの値が20に達する程にしきい値の調整範囲を
広くしたいときは、周期Ｔで調整自在なサイクル
比ａ＝τ／Ｔを有する周期的矩形信号（第２図）
を使用するのが有利である。信号の振幅をＡで示
すと、 Ｆ＝Ａ／√²・＝１／√ 従つて、周波数100Hzに対応して次表に示す如
き極めて多様な値が容易に得られる

【表】 パルスの周期と幅とが上記範囲内で調整自在な
パルス発生器は、市販のものを利用してもよく、
又は特別に製造することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は加圧水型原子炉で使用し得る本発明に
てなる漂遊体検出装置一例を示す基本的概略図、
第２図は第１図の装置で標準として使用し得る調
整自在なピーク係数を有する信号発生モードの具
体例の説明図である。 １０ａ，１０ｂ，１０ｃ……チヤネル、１２
ａ，１２ｂ，１２ｃ……センサ、１４……案内
管、１６……増幅器、１８……第１回路、２０…
…ポテンシヨメータ、２２……外部標準、２４…
…アラーム、２６……第２回路、２８……ポテン
シヨメータ、３０……警告灯、３２……第３回
路、３４……モジユール、３６……タイミング回
路、３８……ANDゲート、４０……一致率カウ
ンタ、４２……ポテンシヨメータ、４４……アラ
ーム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 炉内の１次回路の外壁には接続されていない
   前記炉の部分によつて支持されており、前記部分
   における機械的な衝撃値を表す第１の信号を出力
   するセンサの複数と、前記センサに夫々接続され
   ており前記第１の信号のピーク値を検出する複数
   のピーク検出器と、前記センサに夫々接続されて
   おり、前記第１の信号の実効値を表す第２の信号
   を出力する複数の実効値出力手段と、前記ピーク
   検出器と前記実効値出力手段とに夫々接続されて
   おり、前記ピーク値と前記実効値の比が所定のレ
   ベルを超えたときにパルス信号を出力する複数の
   パルス出力手段と、前記パルス信号の少なくとも
   ２つの一致を検出する検出手段と、前記検出手段
   に接続されており、、前記一致の割合を決定する
   割合決定手段と、前記割合が所定のしきい値を越
   えたときに警報を発生する警報発生手段とを具備
   してなる原子炉内の漂遊体検出装置。 ２ 前記しきい値は偶然の一致による不適時な警
   報が阻止されるように選択されている特許請求の
   範囲第１項に記載の装置。 ３ 前記所定のレベルは前記パルス信号が変動性
   バツクグラウンドノイズから分離されるように選
   択されている特許請求の範囲第１項又は第２項に
   記載の装置。 ４ 前記センサの夫々が加速度センサである特許
   請求の範囲第１項から第３項のいずれか一項に記
   載の装置。 ５ 前記実効値は時間間隔の離れたパルスの存在
   が前記実効値を実質的に変化させないような時定
   数によつて決定されている特許請求の範囲第１項
   から第４項のいずれか一項に記載の装置。 ６ 前記センサは３個以上設けられており、前記
   センサの少なくとも２つに於いて前記割合が決定
   される特許請求の範囲第１項から第５項のいずれ
   か一項に記載の装置。 ７ 前記センサの夫々が原子炉容器の壁を貫通す
   る案内管に支持される特許請求の範囲第１項から
   第６項のいずれか一項に記載の装置。