JPH0441315B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、１つの中性子束検出器で原子炉の中
性子源領域から中間領域までの約10桁の中性子束
レベルを測定するワイドレンジモニタ装置の改良
に関する。

〔発明の技術的背景〕

従来、ふつとう水形核計装システム（BWR）
においては、２つの中性子束検出器を用いて中性
子束レベルを測定し、その原子炉の制御を行なつ
ていた。つまり、中性子束検出器からの検出信号
に基づいて中性子源領域における中性子束ベレル
は中性子源領域モニタ（以下SRMと呼ぶ）で中
間領域における中性子束レベルは中間領域モニタ
（以下IRMと呼ぶ）で測定していた。

第１図はSRM系の構成図を示し、このSRM１
０は、対数計数法に基づくものであつて、中性子
束を検出するSRM用中性子束検出器D1からプリ
アンプA1で増幅された検出信号をデイスクリミ
ネータ１１を通して対数計数率測定回路１２へ送
り、この対数計数率測定回路１２で対数指示のた
めのパルス計数率の対数計数信号に変換して外部
へ出力するとともに、ペリオド計１３で中性子束
レベルの上昇速度を求めてそのペリオド信号を出
力し、トリツプ部１４で対数計数信号のレベル変
化を監視しながら、異常動作時にそのSRMトリ
ツプ信号を出力するものである。

一方、第２図はIRM系の構成図を示し、この
IRM２０は、キャンベル測定法に基づいて測定
するものであつて、具体的にはレンジ切換を行な
うリニアレンジ切換方式を採用してIRM用中性
子束検出器D2からプリアンプA2を介して送られ
てくる検出信号を増幅・減衰回路２１でそのレベ
ルに応じて増幅あるいは減衰して自乗平均回路２
２へ送り、この自乗平均回路２２によつて自乗平
均した信号を外部へ出力するとともにトリツプ部
２３で自乗平均回路２２からの信号のレベルを監
視しながら異常動作時にそのIRMトリツプ信号
を出力するものである。ここで、プリアンプA2
および増幅・減衰回路部２１のゲインは、オペレ
ータがレンジ切換スイツチ２４を操作することに
より切換えられ、このレンジに対応するゲイン切
換信号がゲイン切換ロジツク回路２５からプリア
ンプA2および増幅・減衰回路２１へ出力されて、
そのレンジごとに変るものとなつている。なお、
IRM２０は中性子束レベルの測定により原子炉
の出力レベルを測定する機能の他に原子炉の立上
りスピードが過大とならないように保護する機能
をもつている。

ところで従来、上記したようなSRM系および
IRM系の機能を１つの装置に組込み、１個の中
性子束検出器で中性子束レベルを監視するワイド
レンジモニタ装置WRMがあり、このワイドレン
ジモニタ装置WRMには、上記した対数計数法お
よびキヤンベル法を組合せたものと対数キヤンベ
ル測定法を両領域にわたつて併用したものとがあ
る。

〔背景技術の問題点〕

上記した如く構成されたWRMにおいて、特に
リニアレンジ切換方法を採用したIRM系は、各
レンジごとにトリツプ回路が設けられており、レ
ンジの切換の場合、オペレータの切換操作が中性
子束レベルの上昇速度に追従しない場合には、炉
停止（スクラム）信号を出力する構成となつてい
る。このため、精度高く原子炉の出力レベルを測
定できる反面、原子炉の出力レベルに追従して行
なうレンジの切換作業が難かしく、オペレータが
不慣れな場合には原子炉を停止してしまう恐れが
ある。

また、対数キヤンベル測定法に基づいて測定を
行なう場合、原子炉の出力レベルの上昇スピード
を監視するためにペリオド計が用いられる。この
ような対数キヤンベル測定法では、炉の出力レベ
ルを単一出力として取扱える上、レンジ切換が不
要となる反面、リニアキヤンベル法と比較して出
力レベルの変化を細かく測定する上においてその
精度が劣つていた。

〔発明の目的〕

本発明は上記実情に基づいてなされたもので、
IRM系におけるレンジの切換えを行なつても操
作ミスなどを起こすことがない上、さらにこのレ
ンジ切換を自動モードおよび手動モードで行ない
得、かつ中性子束レベルの測定をキヤンベル法と
対数キヤンベル測定法との両測定法に基づいて行
ない得るワイドレンジモニタ装置を提供すること
を目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、原子炉の中性子源領域から中間領域
までの中性子束レベルを中性子源領域モニタ部、
中間領域モニタ部及びワイドレンジモニタ部で測
定し、ワイドレンジモニタ装置としての出力は中
性子源領域モニタ部とワイドレンジモニタ部の出
力を切換出力する切換出力手段と、前記中間領域
モニタ部で測定する中間領域を複数に分割したレ
ンジとし、このレンジを切換えるレンジ切換信号
を出力するレンジ制御手段と、手動モード及び自
動モードの切換手段を設け、前記中間領域モニタ
部における中性子束レベルに対応したレンジの切
換を手動モードとする場合は切換手段により前記
ワイドレンジモニタ部におけるトリツプ監視機能
をパイパスし、自動モードとする場合は前記中間
領域モニタ部におけるトリツプ監視機能をパイパ
スして中性子束レベルを測定するワイドレンジモ
ニタ装置である。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例について第３図ないし
第５図を参照して説明する。第３図は本発明に係
るワイドレンジモニタ装置の構成図である。第３
図においてWRM用中性子束検出器Detは、原子
炉（不図示）の中性子源領域から中間領域までの
中性子束を検出し、その検出信号をプリアンプＡ
を介してWRM３０の中性子源モニタ部４０、中
間領域モニタ部５０および対数キヤンベル部６０
へ出力するものである。

中性子源モニタ部４０は第１図に示すSRM系
としての機能を持つもので、デイスクリミネータ
４１、対数計率測定回路４２、トリツプ部４３か
ら構成されている。

中間領域モニタ部５０は第２図に示すIRM系
としての機能を持つもので、増幅・減衰部５１、
自乗平均回路５２、トリツプ回路５３、レンジ切
換スイツチ５４およびゲイン切換ロジツク回路５
５から構成されている。

対数キヤンベル部６０は、対数キヤンベル測定
法に基づく測定回路であつて、具体的には、
WRM用中性子束検出器Detからの検出信号をそ
の帯域別に増幅するバンドパスアンプ６１とこの
バンドパスアンプ６１で増幅された検出信号を実
効値を示す信号に変換してから対数変換し、その
対数キヤンベル信号を出力部７０へ出力する対数
実効値演算部６２とから構成されている。

また、出力部７０は中性子源領域モニタ部４０
および対数キヤンベル部６０からの対数計数信号
および対数キヤンベル信号を切換えて出力するこ
とにより中性子源領域から中間領域の中性子束レ
ベルの測定をカバーするもので対数キヤンベル部
６０とともにワイドレンジモニタ部を構成する。
そして、この出力部７０は、信号選択回路７１、
ペリオド計７２およびトリツプ部７３から構成さ
れており、信号選択部７１はレンジ制御部８０か
らの出力切換信号P1により中性子源領域モニタ
部４０および対数キヤンベル部６０からの対数計
数信号および対数キヤンベル信号を切換えてワイ
ドレンジモニタ部３０の出力信号W_putとして外部
へ出力するとともにペリオド計７２およびトリツ
プ部７３へ出力するものである。ペリオド計７２
は中性子束レベルの上昇速度を求め、そのペリオ
ド信号を出力するものであり、トリツプ部７３は
ペリオド計７２および信号選択部７１からの信号
を監視し異常動作時にそのWRMトリツプ信号を
出力するものである。

さらに本装置には、切換手段として前記レンジ
制御部８０、自動モードあるいは手動モードに切
換えるモード切換スイツチ８１、このモード切換
スイツチ８１と連動するスイツチ８２，８３が設
けられている。モード切換スイツチ８１はM1端
に切換えるとプリアンプＡおよび増幅・減衰部５
１のゲインの切換をオペレータにより行なう手動
モードとなり、M2端に切換えるとレンジ制御部
８０からのレンジ切換信号P2によつてプリアン
プＡのゲインを可変する自動モードとなる。スイ
ツチ８２は自動モードとなつた場合にトリツプ部
５３へINHIBIT信号を送るものであり、スイツ
チ８３は手動モードとなつた場合にトリツプ部７
３へINHIBIT信号を送るものである。

レンジ制御部８０は、信号選択部７１からの出
力信号W_putのレベルと予め定められた複数の基準
レベルとを比較してワイドレンジモニタ部７０と
しての出力信号W_putが所定の基準レベル以上とな
つた場合に対数計数信号から対数キヤンベル信号
に切換えるための出力切換信号P1を信号選択部
７１へ出力するとともに、プリアンプＡのゲイン
を切換るためのゲイン切換信号P2をモード切換
スイツチ８１へ出力するもので、具体的には第４
図に示す如く複数の比較器８０ａ−１〜８０ａ−
ｎ、レンジロジツク回路８０ｂ、抵抗R₁〜R_o+1
からなる抵抗列８０ｃから構成されている。これ
ら比較器８０ａ−１〜８０ａ−ｎには、出力信号
Woutとともに抵抗列８０ｃからの基準レベル信
号とが入力され、これら比較器８０ａ−１〜８０
ａ−ｎは、第５図に示す如く出力信号Woutのレ
ベルが基準レベル以上となつた場合に各レンジ
L1〜L6ごとのレンジ切換信号P2をレンジロジツ
ク回路８０ｂを通して出力するもので、レンジ切
換時のレンジのバタツキ等をなくすためヒステリ
シスをもつ比較器例えばシユミツトトリガ回路等
で構成されている。そして、このレンジ切換信号
P2はモード切換スイツチ８１が自動モードM2と
なつている場合、このモード切換スイツチ８１を
介してプリアンプＡに送られてプリアンプＡのゲ
インを変化させるものとなる。

次に上記の如く構成された装置の動作について
説明する。まず、モード切換スイツチ８１を手動
モードに設定した場合について説明する。原子炉
が臨界状態となり中性子源領域にあるとする。こ
の状態における中性子束はWRM用中性子束検出
器Detにより検出され、その検出信号がWRM３
０へ送られる。この検出信号はデイスクリミネー
タ４１を通つて対数計数率測定回路４２へ送ら
れ、この対数計数率測定回路４２で対数指示のた
めのパルス計数率の対数計数信号に変換されて中
性子源領域モニタ部４０の出力信号S_putとなると
ともにトリツプ部４３へ出力される。このトリツ
プ部４３は対数計数信号のレベル変化を監視しな
がら、異常動作時にそのSRMトリツプ信号を出
力する。

その対数計数信号は選択回路７１を介してワイ
ドレンジモニタ部の出力信号W_putとなる。すなわ
ち、この対数計数信号はレンジ制御部８０により
予め定められた基準レベルと比較されるが未だそ
のレベルが低いため、信号選択部７１は、中性子
源領域モニタ部４０からの対数計数信号を選択し
出力する。そして、この対数計数信号に基づいて
ペリオド計７２により中性子束レベルの上昇速度
が求められ、そのペリオド信号が出力される。

ここで、トリツプ部７３へは手動モードである
ため、スイツチ８３を介してINHIBIT信号INH
が入力され、このトリツプ部７３はWRMトリツ
プ信号を出力しないものとなつている。

原子炉の中性子束レベルが上昇し、中間領域に
なると、その測定は中間領域モニタ部５０および
対数キヤンベル部６０により行なわれる。そこ
で、中間領域モニタ部５０においては、オペレー
タが中性子束レベルの上昇に順応してレンジ切換
スイツチ５４の切換スイツチを順次操作してい
く。これにより、プリアンプＡおよび増幅・減衰
部５１のゲインが中性子束レベルに対応して変化
する。これらプリアンプＡおよび増幅・減衰部５
１を通つてきた検出信号は、自乗平均回路５２へ
入力する。この自乗平均回路５２は検出信号を自
乗平均して中間領域モニタ部５０の出力信号I_put
とするとともにトリツプ部５３へ出力する。そし
て、トリツプ部５３は自乗平均回路５２からの信
号のレベル変化を監視し、異常動作時にIRMト
リツプ信号を出力する。

一方、対数キヤンベル部６０においては、
WRM用中性子束検出器Detからの検出信号がバ
ンドパスアンプ６１を通つて対数実行値演算部６
２へ送られ、この対数実効値演算部６２で実効値
を示す信号に変換し、さらにこの信号を対数変換
して対数キヤンベル信号として信号選択部７１へ
出力する。

ここで、レンジ制御部８０は、出力信号W_putの
レベルが所定の基準レベル以上となつたので信号
選択部７１へ切換信号P1を出力する。これによ
り、信号選択部７１は対数キヤンベル部６０から
の対数キヤンベル信号に切換えて出力する。そし
て、ペリオド計７２は対数キヤンベル信号に基づ
いて中性子束レベルの上昇速度を求める。

次に、モード切換スイツチ８１を自動モードに
設定した場合について説明する。原子炉が中性子
源領域にあると、WRM用中性子束検出器Detか
らの検出信号は中性子源領域モニタ部４０におい
て上記した動作と同様に対数計数信号となつて信
号選択部７１へ出力される。そして、この対数計
数信号が出力信号W_putとなり、またペリオド計７
２において中性子束レベルの上昇速度が求められ
る。

次に中性子束レベルが上昇し、原子炉が中間領
域になつたとする。すると、レンジ制御部８０
は、信号選択部７１へ信号切換信号を出力し、こ
れにより信号選択部７１は対数キヤンベル信号を
通すことになる。さらに、レンジ制御部８０は、
出力信号W_putのレベルと基準レベルとの比較を行
なう。すなわち、出力信号W_putと抵抗列８０ｃか
らの各レンジごとの基準レベル信号とが各比較器
８０ａ−１〜８０ａ−ｎに入力する。そして、こ
れら比較器８０ａ−１〜８０ａ−ｎから第５図に
示す如く出力信号W_putのレベルが上昇するごとに
レンジ切換信号P2がレンジロジツク回路８０ｂ
を介して出力される。しかして、このレンジ切換
信号P2は、モード切換スイツチ８１を介してプ
リアンプＡに送られる。これによりプリアンプＡ
のゲインは中性子束レベルの上昇に伴なつて順次
設定される。

この結果、中間領域においては、レンジ制御部
８０からのレンジ切換信号P2によりプリアンプ
Ａのゲインが変化し、このプリアンプＡを通つて
くる検出信号に基づいて中性子束レベルの測定が
行なわれる。つまり、検出信号はプリアンプＡを
通つて対数キヤンベル部６０へ送られ、この対数
キヤンベル部６０において上記した動作と同様に
対数キヤンベル信号となつて信号選択部７１へ送
られる。しかして、ペリオド計７２により中性子
束レベルの上昇速度が求められ、トリツプ部７３
により対数キヤンベル信号のレベル変化が監視さ
れる。

ここで、トリツプ部５３は自動モードのためス
イツチ８２を介してINHIBIT信号INHが入力さ
れ、IRMトリツプ信号は出力しないものとなる。

このように本装置においては、手動モードおよ
び自動モード切換スイツチ８１を設け、手動モー
ドの場合、トリツプ部７３からのWRMトリツプ
信号の出力を禁止し、自動モードの場合レンジ制
御部８０からのレンジ切換信号P2によりプリア
ンプＡのゲインを切換えて設定し、かつトリツプ
部５３からのIRMトリツプ信号の出力を禁止し
て中性子束レベルを測定するので、手動モードと
することにより従来におけるSRM系およびIRM
系としての機能で動作させることができ、またワ
イドレンジモニタ部として出力信号W_putを単一出
力として出力させることにより中性子源領域から
中間領域までの領域にわたつてペリオド計７２に
よりペリオド測定を行なうことができる。また、
手動モードの場合には、ワイドレンジモニタ部の
トリツプ部７３およびペリオド計７２による原子
炉システムへのスクラム監視出力等は不要となる
ので、INHIBIT信号を送つてそのトリツプ信号
の出力を禁止、自動モードの場合には、手動モー
ドの場合と同様なことにより中間領域モニタ部５
０のトリツプ部５３のトリツプ信号の出力を禁止
している。これによつて、装置の運転操作上およ
び原子炉の出力の安全監視上において、従来の機
能と同一となる手動モードと自動モードとの両モ
ードで操作、監視することができる。

また、自動モードに切換えることにより、自動
でプリアンプＡのゲインを変えることができ、こ
れにより原子炉の出力を自動で監視することがで
き、オペレータによる切変ミスや中性子束レベル
の上昇速度にレンジの切換が追順できないという
ことがなくなり、運転時における操作ミスを防止
することができる。レンジ制御部８０は予め定め
られた基準レベルと信号選択部７１からの信号の
レベルとを比較して切換信号を出力するので、プ
リアンプＡのゲインを最適なものに設定すること
ができ、これにより精度の良い測定を行なうこと
ができる。

さらに、対数キヤンベル測定法では、精度の高
い測定が行なわれにいくが、リニアレンジ切換方
式を採用した中間領域モニタ部５０を設けてある
ので、その測定の要求に応じて炉出力レベルの変
化を細かく測定することができる。

また、モード切換スイツチ８１の切換えによ
り、測定の要求に応じて自動モードおよび手動モ
ードとすることができ、そのフレクシビリテイは
大きい。

なお、本発明は上記一実施例に限定されるもの
ではない。上記一実施例では、中間領域モニタ部
５０におけるレンジの切換えをレンジ制御部８０
により行なつているが、このようなレンジ制御部
９０を第６図に示す如く中間領域モニタ部５０内
に設け、このモニタ部５０の出力信号I_putのレベ
ルを監視して行なつてもよい。この場合、レンジ
制御部９０は出力信号I_putのレベルが予め定めら
れた一定レベルの範囲内になるようにプリアンプ
Ａのゲインを切換えるものとなる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、手動モードおよび自動モード
に切換えるモード切換スイツチを設け、手動モー
ドの場合はワイドレンジモニタ部のトリツプ監視
をバイパスし、自動モードの場合は中間領域モニ
タ部のトリツプ監視をバイパスさせるので、
IRMにおけるレンジ切換えを行なつても操作ミ
スなどを起こすことがない上、レンジ切換を自動
モードおよび手動モードで行ない得、かつキヤン
ベル法と対数キヤンベル測定法との両測定法に基
づいて中性子束レベルの測定を行ない得るワイド
レンジモニタ装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の中性子源領域モニタ構成図、第
２図は従来の中間領域モニタの構成図、第３図は
本発明に係るワイドレンジモニタ装置の一実施例
を示す構成図、第４図は本装置におけるレンジ制
御部の具体的な構成図、第５図は第４図に示すレ
ンジ制御部の動作を説明するための図、第６図は
本装置の変形例を示す構成図である。 ３０……ワイドレンジモニタ装置、４０……中
性子源領域モニタ部、５０……中間領域モニタ
部、５４……レンジ切換スイツチ、６０……対数
キヤンベル部、６１……バンドパスアンプ、６２
……対数実効値演算部、７１……信号選択部、７
２……ペリオド計、７３……トリツプ部、８０…
…レンジ制御部、８１……モード切換スイツチ、
８２，８３……スイツチ、Det……WRM用中性
子束検出器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 原子炉の中性子源領域から中間領域までの中
   性子束レベルを監視するワイドレンジモニタ装置
   において、中性子束検出器からの検出信号に基づ
   いて前記中性子源領域における中性子束レベルを
   測定する中性子源領域モニタ部と、前記中間領域
   を複数のレンジに分割し各レベルに応じて設定さ
   れるゲインで増幅された前記検出信号に基づいて
   中性子束レベルを測定する中間領域モニタ部と、
   対数キヤンベル法に基づいて前記検出信号から中
   性子束レベルを求める対数キヤンベル部及びこの
   対数キヤンベル部からの出力信号と前記中性子源
   領域モニタ部からの出力信号とを切換えて出力す
   る出力部から構成されるワイドレンジモニタ部
   と、前記中間領域モニタ部におけるゲインの切換
   えを自動モードか手動モードかに設定し、前記自
   動モードの場合は前記中間領域モニタ部における
   トリツプ監視機能をバイパスし、前記手動モード
   の場合は前記ワイドレンジモニタ部におけるトリ
   ツプ監視機能をバイパスする切換手段と、所定電
   圧の電源に直列に接続された複数の抵抗器により
   複数の基準電圧を発生させ、これらの基準電圧と
   前記ワイドレンジモニタ部の出力に基づき、前記
   ワイドレンジモニタ部の出力部から前記対数キヤ
   ンベル部と前記中性子源領域モニタ部の出力のい
   ずれかを前記ワイドレンジモニタ部から出力させ
   るかを指示する出力切換信号と、前記ゲインの切
   換設定を指示するゲイン切換信号を出力するレン
   ジ制御手段とを具備したことを特徴とするワイド
   レンジモニタ装置。