JPH0545490A - Monitoring device for reactor power - Google Patents
Monitoring device for reactor powerInfo
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- JPH0545490A JPH0545490A JP3209270A JP20927091A JPH0545490A JP H0545490 A JPH0545490 A JP H0545490A JP 3209270 A JP3209270 A JP 3209270A JP 20927091 A JP20927091 A JP 20927091A JP H0545490 A JPH0545490 A JP H0545490A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】平均出力領域モニタ(APRM)では検出し難
い局所的な振動または位相差の生ずる振動を検出し、振
動を抑制することにより安全な運転に寄与する。
【構成】原子炉炉心1内に配置された中性子検出器2か
らのLPRM信号3を入力する加算器4及びA/D変換
器5を設置する。A/D変換器5で変換されたディジタ
ル信号を入力する統計演算器6を接続する。この統計演
算器6で演算された基準信号を入力する第1及び第2の
メモリ7,10を設置する。第1のメモリ7の信号を重み
乗算器8に入力し、重み乗算器8の出力信号を入力する
第1の平均化器9を接続し、第1の新APRM信号を発
信させる。第2のメモリ10の信号を時間遅れが設定され
た時間内で逐次更新し、第2の平均化器12を設けて第2
の新APRM信号を発信させる。加算器4から現在のA
PRM信号と第1及び第2の新APRM信号とを比較す
る出力変動モード判定器16を設置して出力変動モードを
推定する。
(57) [Summary] [Purpose] Detects local vibrations or vibrations that cause a phase difference that are difficult to detect with an average output range monitor (APRM), and contributes to safe driving by suppressing vibrations. [Constitution] An adder 4 and an A / D converter 5 for inputting an LPRM signal 3 from a neutron detector 2 arranged in a nuclear reactor core 1 are installed. A statistical calculator 6 for inputting the digital signal converted by the A / D converter 5 is connected. First and second memories 7 and 10 for inputting the reference signal calculated by the statistical calculator 6 are installed. The signal of the first memory 7 is input to the weight multiplier 8 and the first averaging device 9 to which the output signal of the weight multiplier 8 is input is connected to transmit the first new APRM signal. The signal of the second memory 10 is sequentially updated within the time set by the time delay, and the second averaging device 12 is provided to
The new APRM signal of is transmitted. Current A from adder 4
An output fluctuation mode determiner 16 that compares the PRM signal with the first and second new APRM signals is installed to estimate the output fluctuation mode.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、沸騰水型原子炉の出力
監視に利用される原子炉出力監視装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reactor power monitoring device used for power monitoring of a boiling water reactor.
【0002】[0002]
【従来の技術】沸騰水型原子炉(以下、BWRと記す)
の炉心には燃料集合体16体に1本程度中性子束検出装置
が配置され、それぞれ1本の中性子束検出装置には鉛直
方向に4個の中性子検出器が配置されている。これらの
中性子検出器を局所出力領域モニタ(以下、LPRMと
記す)と呼び、例えば1100MW級BWR炉心では43本×
4= 172個の検出器がある。さらに、これらの検出器信
号をそれぞれ20個ほどで平均化し、それを平均出力領域
モニタ(以下、APRMと記す)と呼ぶ。1100MW級B
WRでは8チャンネルのAPRM信号があり、それらは
全てアナログ信号である。通常、これらのAPRM信号
を監視し、その信号がある設定点以上になったときスク
ラム信号等のトリップ信号を発し、原子炉が危険な状態
で運転されることを回避している。2. Description of the Related Art Boiling water reactor (hereinafter referred to as BWR)
About 16 neutron flux detectors are arranged for 16 fuel assemblies in the core, and four neutron detectors are vertically arranged for each one neutron flux detector. These neutron detectors are called local power range monitors (hereinafter referred to as LPRMs), and for example, 1100 MW class BWR core has 43 x
4 = 172 detectors. Further, each of these detector signals is averaged by about 20 signals, which is called an average output area monitor (hereinafter referred to as APRM). 1100MW class B
In WR there are 8 channels of APRM signals, all of which are analog signals. Normally, these APRM signals are monitored, and trip signals such as a scrum signal are issued when the signals exceed a certain set point to prevent the reactor from operating in a dangerous state.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】APRM信号はLPR
M信号を均等に平均化するため、炉心全体の出力が変動
する場合は検出が可能であるが、炉心局所で変動する場
合や、空間的に位相差をもって変動する場合は平均化に
より変動量がなまされてしまうため、検出が困難になる
可能性がある。炉心局所で変動する例としては、熱水力
的に厳しい燃料集合体が密度波振動と呼ばれる振動現象
を発生させる、所謂チャンネル発振と呼ばれる現象が考
えられ、それが中性子束振動により拡散されるとして
も、比較的狭い範囲でのみ変動する可能性がある。ま
た、空間的に位相差をもった変動としては、炉心内で互
いに対象位置で 180度の位相差をもって振動する領域振
動と呼ばれる発振現象があり、実際に幾つかの国外プラ
ントで観測されている。例えば、イタリアのCAORS
Oプラントで観測された領域振動では、APRMの最大
振幅は高々10%程度であったのに対し、最も振幅の大き
なLPRMでは60%に及ぶ振幅が観測されている。これ
は丁度炉心の半々で互いに 180度の位相差で振動してい
るため、LPRMの最大値と最小値が同時に平均化され
てしまい、その間にキャンセリングが生じるためであ
る。The APRM signal is an LPR signal.
Since the M signal is averaged evenly, it is possible to detect when the output of the entire core fluctuates, but when it fluctuates locally in the core or when it fluctuates with a spatial phase difference, the fluctuation amount is averaged. It may be difficult to detect because it is fooled. As an example of fluctuating locally in the core, a phenomenon called so-called channel oscillation, in which a fuel assembly that is severe in terms of thermo-hydraulic force generates an oscillation phenomenon called density wave oscillation, is considered to be diffused by neutron flux oscillation. May vary only within a relatively narrow range. In addition, as a variation with a spatial phase difference, there is an oscillation phenomenon called a regional vibration that vibrates with a phase difference of 180 degrees at target positions in the core, and it is actually observed in some overseas plants. .. For example, CAORS from Italy
In the regional vibration observed in the O plant, the maximum amplitude of the APRM was at most about 10%, while the maximum amplitude of the LPRM was up to 60%. This is because the half and half of the core are oscillating with a phase difference of 180 degrees, so the maximum and minimum values of LPRM are averaged at the same time, and canceling occurs between them.
【0004】このように、APRMだけを監視していた
のでは検出が困難であるような出力変動現象が存在し、
また、LPRMを全て監視してトリップ信号と連動させ
るのは信頼性上の問題点がある。つまり、APRMはL
PRMを全炉心について均一に平均化するため、局所的
な出力振動または位相差の生じる出力振動を検出するこ
とが困難になる課題がある。As described above, there is an output fluctuation phenomenon that is difficult to detect if only the APRM is monitored.
In addition, monitoring all LPRMs and linking them with the trip signal poses a reliability problem. That is, APRM is L
Since the PRMs are uniformly averaged over the entire core, there is a problem that it becomes difficult to detect a local output vibration or an output vibration that causes a phase difference.
【0005】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、従来の信号を監視しただけでは見落とす可能
性のある出力変動を、従来通りの信号を用いて検出する
ことが可能であり、安全性と稼働率の向上を図ることの
できる原子炉出力監視装置を提供しようとするものであ
る。The present invention has been made to solve the above problems, and it is possible to detect an output fluctuation that may be overlooked by simply monitoring a conventional signal, using a conventional signal, It is intended to provide a reactor output monitoring device capable of improving safety and operating rate.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は原子炉炉心内に
配置された多数の局所出力領域モニタと、これらの局所
出力領域モニタからのアナログ信号をデジタル変換する
A/D変換器と、このA/D変換器で変換されたデジタ
ル信号を入力する統計演算器と、この統計演算器で演算
された基準信号を記憶する第1のメモリ及び第2のメモ
リと、前記第1のメモリに接続された前記基準信号を入
力する重み乗算器と、この重み乗算器に接続され平均化
された第1の新平均出力領域モニタ信号を出力する第1
の平均化器と、前記第2のメモリからのラグタイムを入
力し平均化された第2の新平均出力領域モニタ信号を出
力する第2の平均化器と、前記局所出力領域モニタから
のアナログ信号を入力する加算器と、この加算器から現
在の平均出力領域モニタ信号を入力する出力変動モード
判定器とを具備したことを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a number of local power range monitors located within a nuclear reactor core, an A / D converter for digitally converting the analog signals from these local power range monitors, and A statistical arithmetic unit for inputting the digital signal converted by the A / D converter, a first memory and a second memory for storing the reference signal calculated by the statistical arithmetic unit, and a connection to the first memory A weight multiplier for inputting the reference signal thus converted, and a first new average output area monitor signal connected to the weight multiplier for averaging
And an analog from the local output area monitor, and a second averager that inputs the lag time from the second memory and outputs an averaged second new average output area monitor signal. It is characterized by comprising an adder for inputting a signal and an output fluctuation mode judging device for inputting a current average output area monitor signal from the adder.
【0007】[0007]
【作用】本発明はLPRMからAPRMを算出するに際
して、現在のアナログ信号をA/D変換器でAD変換
し、統計演算器,重み乗算器及び平均化器で算出して平
均化したAPRM信号に加え、ディジタル化されたLP
RM信号から異なった2種類の算出法によりAPRMを
算出する。まず、ディジタル化されたLPRM信号から
高周波雑音を除くためローパスフィルタを掛け、それぞ
れの信号毎に分散を求める。分散を求めるに際しては、
ある設定された短時間毎に更新し、過去の履歴はある期
間にわたって第1及び第2のメモリに保存される。分散
値はその信号の重要度の判定と、検出器の故障判定に使
われる。分散値が平均的に大きな信号を基準信号とし、
その信号と他の信号との相互相関関数を計算する。この
相互相関関数も分散同様、ある設定された短時間毎に更
新される。According to the present invention, when the APRM is calculated from the LPRM, the current analog signal is AD-converted by the A / D converter, and the averaged APRM signal is calculated by the statistical calculator, the weight multiplier and the averaging device. In addition, digitized LP
The APRM is calculated from the RM signal by two different calculation methods. First, a low pass filter is applied to remove high frequency noise from the digitized LPRM signal, and the variance is obtained for each signal. When calculating the variance,
The history is updated every certain set short time, and the past history is stored in the first and second memories for a certain period. The variance value is used to judge the importance of the signal and to judge the detector failure. A signal whose variance is large on average is the reference signal,
Compute the cross-correlation function of that signal with other signals. Like the variance, this cross-correlation function is updated every set short time.
【0008】ここで正弦波振動を考えると、振幅は分散
の平方根、すなわち標準偏差に比例するので、各信号の
標準偏差をその信号のAPRMに対する重要度を表すと
考えられるから、全信号の平均標準偏差に対する個々の
信号の標準偏差の比をAPRMを算出する際の重みとす
る。また、基準信号との相互相関関数が最大となる遅れ
時間(ラグタイム)は両信号間の位相差に対応すると考
えられる。Considering the sine wave oscillation, since the amplitude is proportional to the square root of the variance, that is, the standard deviation, it is considered that the standard deviation of each signal represents the importance of the signal to the APRM. The ratio of the standard deviation of each signal to the standard deviation is used as a weight when calculating the APRM. Further, the delay time (lag time) at which the cross-correlation function with the reference signal becomes maximum is considered to correspond to the phase difference between both signals.
【0009】第1のAPRM信号はこの重みを個々のL
PRM信号に掛けて平均化して求め、第2のAPRM信
号はそれぞれ基準信号からの遅れ時間に相当する時間の
信号(あるいはこれに重みを掛けてもよい)を用いて平
均化する。このようにして求まった2種類のAPRMと
現在のAPRM信号はそれぞれ最も検出しやすい出力変
動のタイプが異なるため、3種類の信号を比較すること
により、出力変動の種類についても判定が可能となる。The first APRM signal assigns this weight to each L
The PRM signal is multiplied and averaged, and the second APRM signal is averaged using a signal of a time corresponding to the delay time from the reference signal (or this may be weighted). Since the two types of APRMs thus obtained and the current APRM signal have different types of output fluctuations that are most easily detected, it is possible to determine the type of output fluctuations by comparing the three types of signals. ..
【0010】また、メモリに保存された分散値の変化の
履歴から中性子検出器の故障を検知することが可能であ
る。例えば分散値が殆ど0であれば信号が入ってきてお
らず、中性子検出器が故障したり断線したことが考えら
れるので、警報を出すと同時にその信号をAPRM算出
信号から除くことによって、より信頼性の高いAPRM
信号が得られる。また、分散が異常に変動した場合、す
なわち短時間で急激に大きくなったりした場合も、実際
に局所的に出力が大きく変動していること以外に、中性
子検出器が不調であることも考えられるので、変動率の
基準を予め設定し、その基準を越え、また同じ軸上にあ
る他の3中性子検出器、あるいは近くの中性子検出器の
分散値より異常に大きい場合は中性子検出器が不調であ
ると見做して、先程と同様の措置をとる。このような措
置により常に信頼性の高いAPRM信号が得られる。Further, it is possible to detect the failure of the neutron detector from the history of changes in the dispersion value stored in the memory. For example, if the dispersion value is almost 0, it means that the signal has not come in and the neutron detector has failed or has been broken. Therefore, by issuing the alarm and removing the signal from the APRM calculation signal, it is possible to obtain more reliability. Highly adaptive APRM
The signal is obtained. In addition, if the dispersion fluctuates abnormally, that is, even if it suddenly increases in a short time, it is also possible that the neutron detector is malfunctioning, in addition to the fact that the output locally fluctuates greatly. Therefore, if the standard of the fluctuation rate is set in advance, and it exceeds the standard, and is abnormally larger than the dispersion value of the other 3 neutron detectors on the same axis, or the nearby neutron detectors, the neutron detector is malfunctioning. Given that there is, take the same measures as before. By such a measure, a reliable APRM signal can always be obtained.
【0011】また、2種類の平均化は炉心全体の出力が
均一に変動する現象に対して、現在のAPRM信号とほ
ぼ同じ応答を与えるので、これらの事象に対して設定し
ていたトップレベル等を変更する必要がない利便性があ
る。Further, the two types of averaging give almost the same response as the current APRM signal to the phenomenon that the output of the entire core fluctuates uniformly. There is no need to change the convenience.
【0012】[0012]
【実施例】図面を参照しながら本発明に係る原子炉出力
監視装置の一実施例を説明する。図1中、符号1は沸騰
水型原子炉の原子炉圧力容器内に配置された原子炉炉心
を示しており、この原子炉炉心1内には燃料集合体16体
に1本程度中性子束検出装置が配置されている。それぞ
れ1本の中性子束検出装置には鉛直方向に4本の中性子
検出器2が配置されている。中性子検出器2からのLP
RM信号3を信号線により入力する加算器4とA/D変
換器5が設置されている。A/D変換器5の出力側には
変換されたディジタル信号を入力する統計演算器6が接
続されている。この統計演算器6の出力側には演算され
た基準信号を入力する第1のメモリ7及び第2のメモリ
10が設置されている。第1のメモリ7の出力側には重み
乗算器8及び第1の平均化器9が直列接続されており、
第1の平均化器9からは第1の新APRM信号14が出力
される。一方、第2のメモリ10の出力側はラグタイム11
を入力する第2の平均化器12が接続され、第2の平均化
器12からは第2の新APRM信号15が出力される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a reactor power monitoring device according to the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, reference numeral 1 indicates a reactor core arranged in a reactor pressure vessel of a boiling water reactor. In this reactor core 1, about 16 neutron fluxes are detected in 16 fuel assemblies. The device is located. Four neutron detectors 2 are arranged vertically in each one neutron flux detection device. LP from neutron detector 2
An adder 4 for inputting the RM signal 3 via a signal line and an A / D converter 5 are installed. A statistical calculator 6 for inputting the converted digital signal is connected to the output side of the A / D converter 5. A first memory 7 and a second memory for inputting the calculated reference signal to the output side of the statistical calculator 6
10 are installed. A weight multiplier 8 and a first averager 9 are connected in series on the output side of the first memory 7.
The first averager 9 outputs the first new APRM signal 14. On the other hand, the output side of the second memory 10 has a lag time of 11
Is connected to the second averaging device 12, and the second averaging device 12 outputs a second new APRM signal 15.
【0013】また、加算器4の出力側からは現在のAP
RM信号13が出力され、このAPRM信号13は出力変動
モード判定器16に入力され、この判定器16は第1及び第
2の新APRM信号14,15が入力されて比較検討する信
号線が接続されている。なお、統計演算器6の出力側は
重み乗算器8及びラグタイム11の入力側に接続されてい
る。From the output side of the adder 4, the current AP
The RM signal 13 is output, and this APRM signal 13 is input to the output fluctuation mode determination unit 16, and this determination unit 16 is connected to the signal lines for comparison and examination with the first and second new APRM signals 14 and 15 input. Has been done. The output side of the statistical calculator 6 is connected to the weight multiplier 8 and the input side of the lag time 11.
【0014】次に、上記構成の原子炉出力監視装置によ
って原子炉の出力監視方法を説明する。図1において、
炉心1の中には多数本の中性子検出器2が存在してお
り、これらの中性子検出器2から各LPRM信号3がア
ナログ信号として取り出される。それらのLPRM信号
3は加算器4に集められ、約20信号毎に均等に平均化さ
れAPRM信号13となる。このAPRM信号13は常に監
視され、ある設定レベルを越えるとスクラム等のトリッ
プ信号が出される。ここまでが、従来例による方法で、
現在のAPRM信号13と称し、APRM信号13は出力変
動モード判定器16に入力される。Next, a method of monitoring the output of the nuclear reactor by the nuclear reactor output monitoring device having the above configuration will be described. In FIG.
A large number of neutron detectors 2 are present in the core 1, and each LPRM signal 3 is extracted from these neutron detectors 2 as an analog signal. The LPRM signals 3 are collected by the adder 4 and are evenly averaged every 20 signals to become the APRM signal 13. The APRM signal 13 is constantly monitored, and when a certain set level is exceeded, a trip signal such as scrum is issued. Up to here, the method according to the conventional example,
The current APRM signal 13 is referred to, and the APRM signal 13 is input to the output fluctuation mode determiner 16.
【0015】各LPRM信号3からA/D変換器5を用
いて、それぞれのアナログ信号をディジタル化する。デ
ィジタル化されたLPRM信号は統計演算器6におい
て、まず適当な前処理、すなわちローパスフィルタによ
る雑音除去,トレンド成分の検定等を施された後に、あ
る設定時間(数分程度)内で分散が計算される。ここ
で、k番目の信号の分散σ2 (k)は下記 (1)式のよう
に定義される。The respective analog signals are digitized from the respective LPRM signals 3 using the A / D converter 5. In the statistical calculator 6, the digitized LPRM signal is first subjected to appropriate preprocessing, that is, noise removal by a low-pass filter, a trend component test, etc., and then the variance is calculated within a certain set time (a few minutes). To be done. Here, the variance σ 2 (k) of the k-th signal is defined by the following equation (1).
【0016】[0016]
【数1】 [Equation 1]
【0017】ここで、計算された分散値は第1のメモリ
7に分散を計算した区間よりは十分長いある期間内保存
される。各信号の分散値から、その平方根である標準偏
差σ(k)を求め、さらに各APRM算出に必要な信号
についてその平均標準偏差値との比を求めて、それを重
み係数とする。その重み係数を各信号に重み乗算器8で
掛け、第1の平均化器9で平均化されて、第1の新AP
RM信号14となる。Here, the calculated variance value is stored in the first memory 7 for a certain period which is sufficiently longer than the interval for which the variance is calculated. From the variance value of each signal, the standard deviation σ (k), which is the square root of the signal, is calculated, and the ratio of the signal required for each APRM calculation to the average standard deviation value is calculated and used as the weighting coefficient. Each signal is multiplied by the weighting coefficient by the weighting multiplier 8 and averaged by the first averaging device 9 to obtain the first new AP.
It becomes the RM signal 14.
【0018】また、統計演算器6では計算された分散値
に基づく信号の重要度から、基準信号を選定し、この基
準信号とそれ以外の信号との相互相関関数が計算され
る。ここで、k番目の信号の相互相関関数Ck (m)は
一般には次の (2)式で定義される。Further, the statistical calculator 6 selects a reference signal from the importance of the signal based on the calculated variance value, and calculates the cross-correlation function between this reference signal and other signals. Here, the cross-correlation function C k (m) of the k-th signal is generally defined by the following equation (2).
【0019】[0019]
【数2】 [Equation 2]
【0020】ここで、y(t)は基準信号、Mは相互相
関関数計算に使われる時間内,分散計算と同程度でサン
プリングされた信号の個数、mは遅れ時間(ラグタイム
11)に相当するサンプリング回数であり、Lはその最大
値で、振動の基本周期以内,約2秒程度に相当するサン
プリング回数である。この相互相関関数の値が最大にな
る遅れ時間が基準信号との位相差に相当する。すなわ
ち、遅れ時間が0なら両者に位相差はないが、遅れ時間
が振動周期の半分であれば、位相差は 180度、すなわち
全くの逆相である。ここで求められたラグタイム11は第
2のメモリ10に保存される。そして、ラグタイム11から
参照される時系列データを第2のメモリ10から引き出
し、それらの信号から第2の平均化器12で平均され、第
2の新APRM信号15が求められる。Here, y (t) is a reference signal, M is the number of signals sampled in the time used for the cross-correlation function calculation, at the same level as the variance calculation, and m is the delay time (lag time).
11) is the number of sampling times, and L is the maximum value thereof, which is the number of sampling times within the basic cycle of vibration and about 2 seconds. The delay time at which the value of this cross-correlation function becomes maximum corresponds to the phase difference from the reference signal. That is, if the delay time is 0, there is no phase difference between the two, but if the delay time is half of the vibration period, the phase difference is 180 degrees, that is, a completely opposite phase. The lag time 11 obtained here is stored in the second memory 10. Then, the time-series data referenced from the lag time 11 is extracted from the second memory 10, and the signals are averaged by the second averaging device 12 to obtain the second new APRM signal 15.
【0021】以上で3種類のAPRM信号13,14,15が
算出されたことになる。現在のAPRM信号13は従来通
りトリップ信号として用いられるが、第1及び第2の新
APRM信号14,15も同様に用いることができる。その
際に、3種類の信号を出力変動モード判定器16で比較
し、より信頼の高い判定を行う。Thus, three types of APRM signals 13, 14 and 15 have been calculated. The current APRM signal 13 is used as a trip signal as before, but the first and second new APRM signals 14, 15 can be used as well. At that time, the output fluctuation mode determiner 16 compares the three types of signals to make a more reliable determination.
【0022】以下、3種類の出力振動現象について、本
発明の効果を説明する。まず、第1の新APRM信号14
は特に局所的な振動現象の検出に優れている。例えば20
信号を平均するとして、そのうち1信号は振幅50%で、
残りの19信号は5%であるとする。これを従来通り単純
に平均化するとAPRM信号の振幅は (19×5 + 1×50)/20=7.25% であるのに対し、本発明の重みを用いれば、 (19×( 5/7.25)×5 + 1×(50/7.25)×50)/20= 20.52% となり、従来例の3倍近い感度が得られることがわか
る。実際に炉心を詳細に模擬し、全てのLPRM信号を
計算できる3次元動特性解析コードを用いて、ある特定
の1本の燃料集合体が振動源となって、局所的に出力が
振動している状態を模擬し、従来例のAPRMと本発明
の重みを用いて求めたAPRM信号とを図2に比較して
示す。従来例のAPRMの振幅が約9%であるのに対
し、本発明によるAPRMの振幅は約39%と4倍以上の
感度が得られており、本発明がこのような局所的出力変
動に対して非常に有効であることがわかる。The effects of the present invention will be described below with respect to three types of output vibration phenomena. First, the first new APRM signal 14
Is particularly excellent in detecting local vibration phenomena. Eg 20
If we average the signals, one of them has an amplitude of 50%,
The remaining 19 signals are 5%. If this is simply averaged as before, the amplitude of the APRM signal is (19 × 5 + 1 × 50) /20=7.25%, whereas if the weighting of the present invention is used, (19 × (5 / 7.25) X5 + 1 x (50 / 7.25) x 50) / 20 = 20.52%, which shows that the sensitivity is nearly three times that of the conventional example. Using a three-dimensional dynamic characteristic analysis code that can actually simulate the core in detail and calculate all LPRM signals, one specific fuel assembly serves as a vibration source and the output locally vibrates. FIG. 2 shows a comparison between the APRM of the conventional example and the APRM signal obtained by using the weight of the present invention by simulating the existing state. While the amplitude of the APRM of the conventional example is about 9%, the amplitude of the APRM of the present invention is about 39%, which is four times or more of the sensitivity, and the present invention can cope with such a local output fluctuation. It turns out that it is very effective.
【0023】次に、第2の新APRM信号15は炉心内で
空間的に位相差をもって変動するような事象の検出に優
れている。このような例として、領域振動と呼ばれる現
象があり、実際に幾つかの国外プラントでも観測されて
いる。ここでも同じく3次元動特性解析コードを用い
て、領域振動現象を模擬して従来例と比較してみる。ま
ず、図3に模擬した結果から求めた相関関数を示す。基
準信号は振動源に最も近い、振幅の最も大きな信号を選
んだ。この図から、相互相関関数が最大となる時間遅れ
は約1.05秒であり、これは振動周期の 1/2に相当するか
ら、両信号は互いに完全に逆相で振動していることがわ
かる。従って、これを単純に平均化すると振動の山と谷
が重なってキャンセリングしてしまい、振幅がなまされ
てしまうことがわかる。また、この場合は互いに逆相で
はあっても、分散はほぼ同じであるから、上述した重み
を掛けても改善されない。そこで、この時間遅れを考慮
して平均化してやれば位相が揃い、振動の山と山、谷と
谷が一致してキャンセリングされないことがわかる。図
4に従来例と本発明で求めたAPRM信号を比較して示
すが、従来例の振幅が約4%であるのに対し、本発明の
振幅は約19%であり、約5倍近く改善されていることが
わかる。Next, the second new APRM signal 15 is excellent in detecting an event that spatially fluctuates with a phase difference in the core. An example of this is the phenomenon called regional vibration, which is actually observed in some overseas plants. Here again, a three-dimensional dynamic characteristic analysis code is used to simulate the regional vibration phenomenon and compare it with the conventional example. First, FIG. 3 shows a correlation function obtained from the simulated result. As the reference signal, the signal having the largest amplitude and closest to the vibration source was selected. From this figure, the time delay at which the cross-correlation function becomes maximum is about 1.05 seconds, which corresponds to 1/2 of the oscillation period, indicating that both signals oscillate in completely opposite phases. Therefore, if this is simply averaged, it can be seen that the peaks and troughs of the vibrations overlap and cancel, and the amplitude is damped. Further, in this case, even though the phases are opposite to each other, the variances are almost the same, and therefore the above-mentioned weighting does not improve. Therefore, it can be seen that if the averaging is performed in consideration of this time delay, the phases are aligned, and the peaks and peaks of the vibrations and the valleys and valleys of the vibrations match and canceling is not performed. FIG. 4 shows a comparison between the conventional example and the APRM signal obtained by the present invention. The amplitude of the conventional example is about 4%, whereas the amplitude of the present invention is about 19%, an improvement of about 5 times. You can see that it is done.
【0024】通常、中性子検出器のノイズレベルは10%
程度になることから、以上2つの例は従来例のAPRM
では検出できないか、あるいはぎりぎりのレベルである
が、本発明によればいずれも検出可能であることがわか
る。The noise level of a neutron detector is usually 10%
The above two examples are the APRM of the conventional example.
However, according to the present invention, it is possible to detect any of them.
【0025】逆に、従来例でも十分検出可能な炉心全体
で一様に変動する事象について、従来例と本発明による
手法を比較してみる。図5に炉心全体で一様に振動して
いる現象を、従来例によるAPRM13,本発明による第
1の新APRM14及び第2の新APRM15の3信号を比
較して示す。振幅はいずれもほとんど同じである。この
ことから、従来例のAPRM信号を用いて判定していた
トリップ信号のレベル等は変更しなくてもよいことがわ
かる。そこで、この3種類の信号を比較することによ
り、出力変動のモードが判定できる。この判定を図1の
出力変動モード判定器16が行っている。すなわち、以上
説明した3種類の例から、 従来例のAPRM,第1の新APRM,第2の新APR
Mがほぼ同じ応答 →炉心一様変動 第1の新APRMが他より有意に大きく変動 →炉心局所変動 第2の新APRMが他より有意に大きく変動 →空間的に位相差のある変動 と、大きく3種類の異なったモードを判定できる。出力
変動モードが特定できれば、それぞれの変動に最適なト
リップレベル,対処法が設定できる。例えば、炉心局所
変動は炉心一様変動に比べて、局所的に安全余裕の面で
厳しくなっており、トリップレベルは炉心一様変動のそ
れに比べて低く設定しておく必要があるが、低い設定レ
ベルで炉心一様変動がトリップ信号を出さないようにす
るためには、出力変動モード判定器16でまずモードを判
定しておけば、回避することができる。On the contrary, the conventional method and the method according to the present invention will be compared with respect to an event that can be detected sufficiently even in the conventional example and uniformly fluctuates in the whole core. FIG. 5 shows a phenomenon in which the whole core is vibrating uniformly by comparing three signals of the conventional APRM 13, the first new APRM 14 and the second new APRM 15 according to the present invention. The amplitudes are almost the same. From this, it is understood that the level of the trip signal determined using the APRM signal of the conventional example does not need to be changed. Therefore, the mode of output fluctuation can be determined by comparing these three types of signals. This determination is performed by the output fluctuation mode determiner 16 in FIG. That is, from the three types of examples described above, the APRM of the conventional example, the first new APRM, and the second new APR
M is almost the same response → Core uniform fluctuation 1st new APRM changes significantly larger than others → Core local fluctuation 2nd new APRM changes significantly larger than others → Large fluctuations with spatially phase difference It can determine 3 different modes. If the output fluctuation mode can be specified, the optimum trip level and countermeasure can be set for each fluctuation. For example, the local core fluctuation is locally stricter than the uniform core fluctuation in terms of safety margin, and the trip level needs to be set lower than that of the uniform core fluctuation, but it is set low. In order to prevent the core uniform variation from outputting a trip signal at the level, it can be avoided by first determining the mode by the power variation mode determiner 16.
【0026】また、以上で述べた出力変動モードは個々
のLPRM信号をそのまま監視しても可能であるが、検
出器信号の数が非常に多くなるため、判定に関しての信
頼性の面で本発明に比べて問題がある。Further, although the output fluctuation mode described above can be monitored by monitoring the individual LPRM signals as they are, the number of detector signals becomes very large, and therefore the present invention is reliable in terms of determination. There is a problem compared to.
【0027】すなわち、この実施例の原子炉出力監視装
置では、現在のそのままアナログ信号を平均化するAP
RM信号に比べてより正確に、また、従来信号では検出
困難な出力変動も含めて検出,判定が可能であり、安全
性の向上と稼働率の向上を図ることができる。That is, in the reactor output monitoring apparatus of this embodiment, the AP for averaging the analog signal as it is at present
Compared to the RM signal, it is possible to perform detection and determination more accurately, including output fluctuations that are difficult to detect with conventional signals, and it is possible to improve safety and improve the operating rate.
【0028】[0028]
【発明の効果】本発明によれば、従来に比べてより正確
に原子炉出力変動を監視することが可能となり、安全性
の向上と稼働率の向上を図ることができる。As described above, according to the present invention, it becomes possible to monitor the reactor output fluctuation more accurately than in the conventional case, and it is possible to improve the safety and the operation rate.
【図1】本発明に係る原子炉出力監視装置の一実施例を
示す系統図。FIG. 1 is a system diagram showing an embodiment of a reactor output monitoring device according to the present invention.
【図2】重みを用いたAPRM信号と従来例のAPRM
信号を局所出力変動事象について比較して示す特性図。FIG. 2 is a weighted APRM signal and a conventional APRM signal.
The characteristic diagram which shows a signal by comparing about a local output fluctuation event.
【図3】相互相関関数とラグタイムの関係を示す特性
図。FIG. 3 is a characteristic diagram showing a relationship between a cross correlation function and a lag time.
【図4】ラグタイムを用いたAPRM信号と従来例のA
PRM信号を空間的に位相差のある出力変動事象につい
て比較した図。FIG. 4 is an APRM signal using lag time and A of a conventional example.
The figure which compared the PRM signal about the output fluctuation event with a spatial phase difference.
【図5】炉心一様出力変動事象について、従来例のAP
RM信号と本発明による2種類の信号を比較して示す特
性図。FIG. 5: AP of a conventional example regarding a uniform core power fluctuation event
FIG. 6 is a characteristic diagram showing a comparison between an RM signal and two types of signals according to the present invention.
1…炉心、2…中性子検出器、3…LPRM信号、4…
加算器、5…A/D変換器、6…統計演算器、7…第1
のメモリ、8…重み乗算器、9…第1の平均化器、10…
第2のメモリ、11…ラグタイム、12…第2の平均化器、
13…現在のAPRM信号、14…第1の新APRM信号、
15…第2の新APRM信号、16…出力変動モード判定
器。1 ... Reactor core, 2 ... Neutron detector, 3 ... LPRM signal, 4 ...
Adder, 5 ... A / D converter, 6 ... Statistical calculator, 7 ... First
Memory, 8 ... Weight multiplier, 9 ... First averaging device, 10 ...
Second memory, 11 ... lag time, 12 ... second averaging device,
13 ... Current APRM signal, 14 ... First new APRM signal,
15 ... Second new APRM signal, 16 ... Output fluctuation mode determiner.
Claims (1)
力領域モニタと、これらの局所出力領域モニタからのア
ナログ信号をデジタル変換するA/D変換器と、このA
/D変換器で変換されたデジタル信号を入力する統計演
算器と、この統計演算器で演算された基準信号を記憶す
る第1のメモリ及び第2のメモリと、前記第1のメモリ
に接続された前記基準信号を入力する重み乗算器と、こ
の重み乗算器に接続され平均化された第1の新平均出力
領域モニタ信号を出力する第1の平均化器と、前記第2
のメモリからのラグタイムを入力し平均化された第2の
新平均出力領域モニタ信号を出力する第2の平均化器
と、前記局所出力領域モニタからのアナログ信号を入力
する加算器と、この加算器から現在の平均出力領域モニ
タ信号を入力する出力変動モード判定器とを具備したこ
とを特徴とする原子炉出力監視装置。1. A large number of local power range monitors arranged in a nuclear reactor core, an A / D converter for digitally converting analog signals from these local power range monitors, and the A / D converter.
Connected to the first memory, a statistical calculator for inputting the digital signal converted by the / D converter, a first memory and a second memory for storing the reference signal calculated by the statistical calculator A weight multiplier for inputting the reference signal, a first averaging device connected to the weight multiplier for outputting an averaged first new average output area monitor signal, and the second averaging device.
A second averager for inputting the lag time from the memory to output an averaged second new average output area monitor signal, and an adder for inputting the analog signal from the local output area monitor, A reactor output monitoring device, comprising: an output fluctuation mode determination device for inputting a current average output region monitor signal from an adder.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3209270A JPH0545490A (en) | 1991-08-21 | 1991-08-21 | Monitoring device for reactor power |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3209270A JPH0545490A (en) | 1991-08-21 | 1991-08-21 | Monitoring device for reactor power |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0545490A true JPH0545490A (en) | 1993-02-23 |
Family
ID=16570170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3209270A Pending JPH0545490A (en) | 1991-08-21 | 1991-08-21 | Monitoring device for reactor power |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0545490A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000056068A (en) * | 1998-04-06 | 2000-02-25 | Hitachi Ltd | Control rod pull-out monitoring device and control rod control device |
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| JP2012505392A (en) * | 2008-10-13 | 2012-03-01 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | Apparatus for on-line measurement of fast and epithermal neutron flows. |
| JP2012154631A (en) * | 2011-01-21 | 2012-08-16 | Toshiba Corp | Vibration region monitor and method of confirming soundness of the same |
-
1991
- 1991-08-21 JP JP3209270A patent/JPH0545490A/en active Pending
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