JPH04178598A - 炉心中性子計測装置 - Google Patents

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） この発明は沸騰水型原子力発電所に好適な炉心中性子計
測装置に係り、特に、可動中性子束モニタ系（以下ＴＩ
Ｐという）検出器の校正方法を改良した炉心中性子計測
装置に関する。

（従来の技術） 一般に、原子カプラントにおいては炉心中性子束計測装
置を設けているが、これは原子炉出力が中性子束に比例
するので、中性子束を測定することにより、原子炉の出
力を表示することと、燃料の燃焼度を評価することと、
炉出力の変動に対する応答が速いので、過大出力時の原
子炉保護の検知手段として使用するためである。

従来の炉心中性子計測装置は原子炉の炉心に、例えば４
３本のＬＰＲ〜１（局所領域中性子束モニタ系）ストリ
ングをほぼ均等に配置し、各ＬＰＲＭストリングには、
その軸方向に、燃料有効長を例えばほぼ４等分する各位
置に、４台のＬＰＲＭ検出器をそれぞれ内蔵固定すると
共に、ＴＩＰ（可動中性子束モニタ系）検出器を上下動
自在に案内する案内管を内蔵し、ＬＰＲＭ検出器を定常
モニタ用に、ＴＩＰ検出器をＬＰＲＩＶｉ検出器の校正
用として使用している。

これは、中性子検出器として核分裂電離箱を用いた場合
には、ＬＰＲＭ検出器は常時炉心内に配置されているた
めに、初期感度低下があり、そのために定期的な校正が
必要となるためである。

つまり、ＬＰＲＭはそのＬＰＲＭ検出器からの検出値に
基づいて炉心性能計算を行ない、その計算結果から炉心
平均出力、局部最大出力等を計算する。

一方、ＴＩＰ検出器はＬＰＲＭ検出器の校正時に、所定
のＬＰＲＭストリングの前記案内管内に上下動自在に挿
入され、各Ｌ　Ｐ　ＲＭス）・りングの各Ｌ　Ｐ　ＲＭ
検出器の設置箇所において、中性子束レベルをそれぞれ
検出し、ＬＰＲＭ検出器検校器するデータを得る。

一方、ＬＰＲＭは炉内中性子束レベルの絶対値を計算に
より求めているので、その絶対値にＴＩＰ検出器の絶対
値か一致するようにＴＩＰ検出器のゲインを調整するこ
とにより、ＴＩＰ検出器の検圧値を校正している。

（発明が解決しようとする課題） しかしなから、このような従来の炉心中性子計測装置で
は、各ＬＰＲＭストリングの４台のしＰＲＭ検出器から
の各検出値に基づいて、手計算によりＴＩＰ検圧器のゲ
イン、つまり校正係数を求め、そのゲインを手操作で計
算機に人力しており、これら手計算や手入力はＴＩＰ検
出器の台数、例えば５台分必要であり、この校正作業が
煩雑であるという課題がある。

また、ＴＩＰ検出器の軸方向（走査）位置はＴＩＰ信号
処理装置の出力装置であるプロッタの出力結果から求め
ている。

つまり、ＴＩＰ検出器は、燃料集合体の燃料スペーサと
同一位置の挿入位置では中性子束レベルの低下による最
小値を検出するので、まず、この燃料スペーサ位置を求
め、次にその燃料スペーサ位置に基づいてＴＩＰ検出器
の軸方向位置を手計算により求めている。

また、ＴＩＰ検′出器吊器方向位置がＬＰＲＭ検出器の
固定位置からずれている場合には、そのＴＩＰ検出器の
位置を調整する調整値を計算機に手動で入力している。

しかも、これらの手計算や入力操作は４３本の全ＬＰＲ
Ｍストリングについて行なう必要があるから、最低４３
回の操作が必要となり、煩雑であるという課題がある。

そこで、この発明は前記事情を考慮してなされたもので
、その目的はＴＩＰ検出器の校正係数および軸方向挿入
位置を自動的に求めることができる炉心中性子計測装置
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） この発明は、前記課題を解決するために次のように構成
される。

つまりこの発明は、複数本の燃料棒を複数の燃料スペー
サにより結束してなる燃料集合体の複数を装荷する炉心
の軸方向にそれぞれ配設されて炉心内の中性子束レベル
をそれぞれ検出する複数の局所領域中性子束モニタ系検
出器と、前記炉心の軸方向に往復動して炉心内の中性子
束レベルをそれぞれ検出する可動中性子束モニタ系検出
器とを有する炉心中性子計測装置において、前記複数の
局所領域中性子束検出器によりそれぞれ検出される検出
値に基づいて前記可動中性子束モニタ系検出器の校正係
数を求めて表示手段に表示させる校正係数演算手段と、
前記可動中性子束モニタ系検出器により検出された前記
燃料スペーサによる中性子束レベルの最少位置を、予め
入力した前記燃料スペーサの位置と比較してこの可動中
性子束モニタ系検出器の軸方向位置を検出し表示手段に
表示させる位置演算手段とを設けたことを特徴とする。

（作用） ＬＰＲＭ（局所領域中性子束モニタ系）検出器により検
出された炉心中性子束レベルの検出値は、校正係数演算
手段に与えられ、ここでＴＩＰ（可動中性子束モニタ系
）検出器の校正係数が自動的に求められ、しかも、表示
手段に適宜表示される。

一方、ＴＩＰ検圧器はＬＰＲＭ検出器の校正の際に、炉
心内に軸方向移動自在に挿入され、各ＬＰＲＭの固定位
置において中性子束レベルをそれぞれ検出する。

このＴＩＰ検出器は燃料集合体の燃料スペーサのある位
置において、中性子束レベルの最小値を検出するので、
位置演算手段はこの最小値に基づいて燃料スペーサ位置
およびＴＩＰ検出器の軸方向位置を求める。

このＴＩＰ検出器の軸方向位置は表示手段に表示される
。

したがって、この発明によれば、ＴＩＰ検出器の校正係
数および挿入位置か自動的に求められるので、その校正
作業が簡単となる上に、これらを表示手段により確認す
ることができるので、その適否を運転員等により確認す
ることかでき、運転安全性および信頼性が高くなる。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を第１図〜第４図に基づいて
説明する。

第２図は例えば１１０万ｋｗ級沸騰水型原子炉の炉心平
面図であり、図において、炉心１は平面矩形の複数の燃
料集合体２，２・・・を正方格子状に配置し、各燃料集
合体２は図示しない複数本の燃料棒を、その軸方向に複
数段配設された複数の燃料スペーサにより束状に結束し
ている。

この炉心１には例えば４３本のＬＰＲＭ（局所領域中性
子束モニタ系）ストリング３，３・・・がほぼ均等に配
置されている。

各ＬＰＲＭストリング３は第３図（Ａ）、　　（Ｂ）に
示すように燃料集合体の燃料有効長を例えばほぼ４等分
する各位置において、中性子束レベルを検出する４台の
ＬＰＲＭ検出器４ａ、　　４ｂ、　　４ｃ。

４ｄを収納管３ａ内に内蔵して固定すると共に、第４図
で示すＴＩＰ　（可動中性子束モニタ系）検出器５を図
中上下方向に移動自在に案内する案内管６を収納管３ａ
内に内蔵している。

そして、炉心１の平面はぼ中央部にはＬＰＲＭ共通スト
リング３Ｘを配置しており、これは複数、例えば５台の
ＴＩ’Ｐ検出器５，５・・・を同時に挿入せしめる案内
管６を内蔵している。

各ＬＰＲＭストリング３の各ＬＰＲＭ検出器４ａ〜４ｄ
は第１図に示すように、ＬＰＲＭ信号処理装置７の信号
読取り部７ａに電気的に接続され、ここで読み込まれた
各ＬＰＲＭ信号は、さらにＬＰＲＭ演算プロセッサ部７
ｂに与えられ、ここで各中性子束レベルがそれぞれ演算
され、電気／光変換部７Ｃにより光信号に変換され、光
ケーブル８を介してＴＩＰ信号処理装置９の光／電気変
換部９ａに与えるようになっている。

一方、ＴＩＰ検已器５は、所定数のグループに−分けら
れるＬＰＲＭストリング３，３のグループ数に応じて複
数台、例えば５台（５ｃ　ｈ）あり、これらは第１図お
よび第４図に示すように、先端部が５股に分岐した一本
のＴＩＰケーブル１０の分岐端部に電気的に接続され、
このＴＩＰケーブル１０をＴＩＰ駆動装置１１のモータ
Ｍ付き巻取り胴１１ａ等により巻き取り、または巻き戻
すことにより、各ＴＩＰ検出器５をＬＰＲＭストリング
３，３・・・の各グループ毎に案内管６内に挿入し、上
下動させる。

このＴＩＰ検出器５の上下動により炉心１内の中性子束
レベルをその軸方向に走査して、各ＬＰＲＭ検出器４ａ
〜４ｄと軸方向同一位置において、中性子束レベルを検
出するようになっている。

さらに、ＴＩＰケーブル１０は中央操作盤等に設けたＴ
ＩＰ信号処理装置９の信号読取り部９ｂに電気的に接続
され、ここで読み込まれた各ＴＩＰ検出器５からのＴＩ
Ｐ信号はさらにＴＩＰ演算プロセッサ部９Ｃに与えられ
る。

ＴＩＰ演算プロセッサ部９ｃはＴＩＰ検出器５の校正係
数、つまりＴＩＰゲインを求めると共に、その軸方向位
置を演算する機能を有するものてあり、このＴＩＰゲイ
ンおよび軸方向位置を求める場合は第１図で示す炉心１
の平面中心部にあるＬＰＲＭ共通ストリング３ｘ内に全
て、例えば５チヤンネルのＴＴＰ検出器５を同時に挿入
し、各ＬＰ　ＲＭ検出器４ａ〜４ｄの各軸方向位置と同
一位置において、中性子束レベルをそれぞれ検出させる
。

ＴＩＰ演算プロセッサ部９ｃはＬＰＲＭ信号処理装置９
の電気、／光変換部７ｃからの各ＬＰＲ，Ｍ検出器４ａ
〜４ｄのＬＰＲＭ信号Ｌａ〜Ｌｄを受けて、ＴＩＰゲイ
ンＧＴＩＰを次の（１）式により求めるものである。

検出器５により検６された中性子束レベルが減少する最
ｌＪ・値を、下方（負値側）に凸のピークさして、従来
公知のピークサーチ手法により求める一方、原子炉起動
前に確認してメモリ９ｄに蓄積した燃料集合体の燃料ス
ペーサの位置情報をメモリ９ｄから読み出し、前記ピー
ク位１買とを比較してＴＩＰ検出器５の軸方向（走査）
位置を求めると共に、その位置のずれを求め、最小位置
を燃料スペーサ位置としてＴＩＰ検出器５の軸方向位置
と共に、メモリ９ｄに与え、メモリ内容を更新させる。

そして、第４図に示すように、ＴＩＰ検出器５の軸方向
位置を各ＬＰＲＭ検出器４ａ〜４ｄの軸方向位置に一致
させる駆動要求信号をＴＩＰ駆動装置１１に与え、ＴＩ
Ｐ検出器５の軸方向位置を調整する。

このＴＩＰ検出器５の校正係数と軸方向位置はスイッチ
９ｅのスイッチ操作により、表示部９ｆに適宜表示され
、その適否が運転員等により確認するこ七ができる。

なお、第１図および第３図中、符号１２は原子炉圧力容
器、１３はこの原子炉圧力容器を格納する原子炉格納容
器である。

次に、この実施例の作用を説明する。

各ＬＰＲＭストリング３の各ＬＰＲＭ検出器４ａ〜４ｄ
により検出された各ＬＰＲＭ信号Ｌａ〜ＬｄはＬＰＲＭ
信号処理装置７の信号読取り部７ａで読み取られ、ＬＰ
ＲＭ演算プロセッサ部７ｂの演算により炉心１内の中性
子束レベルか検出される。

この中性子束レベルの電気信号は電気／′光変換部７Ｃ
により光信号に変換され、光ケーブル８を介してＴＩＰ
信号処理装置９の光／′電気変換部９ａに与えられる。

一方、全てのＴＩＰ検出器５は、ＬＰＲＭ検出器４ａ〜
４ｄの校正の際に、ＴＩＰ駆動装置１１の駆動により、
ＬＰＲＭ共通ストリング３Ｘの案内管６内に同時に挿入
され、各ＬＰＲＭ検出器４ａ〜４ｄの位置にて中性子束
レベルを検出する。

各ＴＩＰ検出器５からの各ＴＩＰ信号は、ＴＩＰ信号処
理装置９の信号読取り部９ｄで読み取られ、ＴｆＰ演算
プロセッサ部９ｃに与えられる。

ＴＩＰ演算プロセッサ部９ｃは光／電気変換部７ｃから
の各ＬＰＲＭ変換信号Ｌａ−Ｌｄを受けて前記（１）式
によりＴＩＰ検出器５の校正係数、つまり、ゲイン値Ｇ
ＴＩＰを求める。

また、ＴＩＰ演算プロセッサ部９Ｃは燃料スペーサ位置
で減少する中性子束レベルの最小値を、下方に凸のピー
クとしてピークサーチ手法により求め、これを燃料スペ
ーサ位置としてＴＩＰ検出器５の軸方向位置を求めると
共に、この燃料スペーサ位置を、ＴｒＰ検出器の軸方向
位置および校正係数をメモリ部９ｄに格納し、そのメモ
リ内容を更新する。

このＴＩＰ検出器５の校正係数および軸方向位置は、ス
イッチ９ｅのＯＮ操作により表示装置９ｆに適宜表示さ
れて、このＴＩＰ検出器５の校正係数および軸方向位置
の適否を運転員等が確認する機会を与えている。

したがってこの実施例によれば、全ＴＩＰ検出器５の校
正係数とその軸方向位置とをＴＩＰ演算プロセッサ部９
Ｃにより自動的に演算して求めるので、ＴＩＰ検出器５
の校正作業の簡単化を図ることができる上に、ＴＩＰ検
出器５の校正係数および軸方向位置を表示装置９ｆによ
り確認できるのて、原子炉運転の安全性および信頼性の
向上を図ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明は、可動中性子束モニタ
系検出器の校正係数と軸方向位置とを自動的に演算し求
めるので、可動中性子束モニタ系検出器の校正作業の簡
単化を図ることかできる。

また、可動中性子束モニタ系検出器の校正係数と軸方向
位置とを表示手段により表示するので、この適否を運転
員等が確認することができ、校正作業の信頼性の向上を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る炉心中性子計測装置の一実施例
の構成図、第２図は第１図で示す炉心の平面図、第３図
（Ａ）はＬＰＲＭストリングの構成図、第３図（Ｂ）は
同図（Ａ）の部分拡大図、第４図は第１図で示すＴ、Ｉ
Ｐの構成図である。 １・・・炉心、２・・・燃料集合体、３・・・ＬＰＲＭ
ストリング、３Ｘ・・・ＬＰＲＭ共通ストリング、４ａ
〜４ｄ・・・ＬＰＲＭ検出器、５・・・ＴＩＰ検出器、
６・・・案内管、７・・・ＬＰＲＭ信号処理装置、７ｂ
・・・演算プロセッサ部（校正係数演算手段）、９・・
・ＬＰＲＭ信号処理装置、９Ｃ・・・演算プロセッサ部
（位置演算手段）。 出願人代理人　　　波　多　野　　　久第２ｍ （Ａ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数本の燃料棒を複数の燃料スペーサにより結束してな
   る燃料集合体の複数を装荷する炉心の軸方向にそれぞれ
   配設されて炉心内の中性子束レベルをそれぞれ検出する
   複数の局所領域中性子束モニタ系検出器と、前記炉心の
   軸方向に往復動して炉心内の中性子束レベルをそれぞれ
   検出する可動中性子束モニタ系検出器とを有する炉心中
   性子計測装置において、前記複数の局所領域中性子束検
   出器によりそれぞれ検出される検出値に基づいて前記可
   動中性子束モニタ系検出器の校正係数を求めて表示手段
   に表示させる校正係数演算手段と、前記可動中性子束モ
   ニタ系検出器により検出された前記燃料スペーサによる
   中性子束レベルの最少位置を、予め入力した前記燃料ス
   ペーサの位置と比較してこの可動中性子束モニタ系検出
   器の軸方向位置を求めて表示手段に表示させる位置演算
   手段とを設けたことを特徴とする炉心中性子計測装置。