JPH0575359B2 - - Google Patents

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JPH0575359B2
JPH0575359B2 JP24547487A JP24547487A JPH0575359B2 JP H0575359 B2 JPH0575359 B2 JP H0575359B2 JP 24547487 A JP24547487 A JP 24547487A JP 24547487 A JP24547487 A JP 24547487A JP H0575359 B2 JPH0575359 B2 JP H0575359B2
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Japan
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mean square
root mean
reactor
campbell
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Toshibumi Sato
Toshiki Fukushima
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Toshiba Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、BWR(沸騰水型)発電プラントに
おける原子炉の運転起動時において原子炉運転状
態の監視および制御を行ない安全性を維持するた
めに、1つの中性子検出器より中性子源領域から
中間出力領域までの原子炉出力(約10桁)を監視
する広域中性子監視装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is for monitoring and controlling the reactor operating status to maintain safety at the start-up of a nuclear reactor in a BWR (boiling water) power plant. The present invention relates to a wide-area neutron monitoring device that monitors reactor power (approximately 10 digits) from a neutron source region to an intermediate power region using a single neutron detector.

(従来の技術) 原子炉の起動運転時に原子炉出力を監視するモ
ニタ装置としては、従来、中性子束レベルが低い
中性子源領域で中性子源監視装置(以下SRMと
略称る)が使用され、中性子束レベルが高い中間
領域監視装置(以下IRMと略称する)が使用さ
れるのが一般的であつた。
(Prior art) Conventionally, a neutron source monitoring device (hereinafter referred to as SRM) has been used as a monitor device to monitor the reactor output during startup operation of a nuclear reactor in the neutron source region where the neutron flux level is low. It was common to use a high-level intermediate area monitoring device (hereinafter abbreviated as IRM).

第8図は従来のパルス計数法によるSRMのブ
ロツ構成図である。同図において1は電離箱形の
中性子検出器、2は検出器用のバイアス電源、3
は検出器1からの微少電流信号を電圧信号に変換
する前置増幅器、4は前置増幅器3らの電圧信号
を増幅する増幅器、5は増幅器4の出力信号から
所定レベル以上のエネルギーを有するパルス信号
を取出ことにより、低エネルギーのα線、γ線等
によつて生じたパルスを除去し、中性子によるパ
ルスのみを抽出する波高弁別回路、6は波高弁別
回路5から出力されるパルス数の時間的割合いわ
ゆる計数率を測定して電圧に変換するダイオード
ポンプ、7はダイオードポンプ6からの電圧信号
を処理して原子炉出力としてメータあるいはレコ
ーダなどの外部機器へ出力する信号処理回路であ
る。すなわち、SRMは中性子検出器1からのパ
ルス信号の計数率から入射中性子数を計測して原
子炉出力と対応させることにより監視を行なうも
のであり、このSRMにおけるレコーダ出力の一
例を第10図に示す。
FIG. 8 is a block diagram of an SRM using the conventional pulse counting method. In the figure, 1 is an ionization chamber-type neutron detector, 2 is a bias power supply for the detector, and 3
is a preamplifier that converts the minute current signal from the detector 1 into a voltage signal, 4 is an amplifier that amplifies the voltage signal from the preamplifier 3, and 5 is a pulse having energy of a predetermined level or higher from the output signal of the amplifier 4. A pulse height discrimination circuit removes pulses caused by low-energy alpha rays, gamma rays, etc. by extracting signals, and extracts only pulses caused by neutrons. 6 is the time of the number of pulses output from the pulse height discrimination circuit 5. 7 is a signal processing circuit that processes the voltage signal from the diode pump 6 and outputs it as reactor output to an external device such as a meter or recorder. In other words, SRM performs monitoring by measuring the number of incident neutrons from the count rate of the pulse signal from the neutron detector 1 and correlating it with the reactor output. An example of the recorder output in this SRM is shown in Figure 10. show.

第9図は従来のキヤンベル法によるIRMのブ
ロツク構成図である。同図において1は電離箱形
の中性子検出器、2は検出器用のバイアス電源、
3は前置増幅器、8は前置増幅器3からの電圧信
号を利得切換器9により手動で切換選択される利
得に応じて増幅する増幅器、10は増幅器8の出
力出力の二乗平均(以下MSVと略称する)値を
測定して電圧に変換するMSV回路、11はMSV
回路10から電圧信号を処理して原子炉出力とし
てメータあるいはレコーダなどの外部機器へ出力
する信号処理回路である。すなわち、URMは
“中性子検出信号における脈動成分のMSV値が中
性子束に比例する”というキヤンベル法に基い
て、中性子検出器1からの出力信号の脈動成分か
ら入射中性子数を計測して原子炉出力と対応させ
ることにより監視を行なうものであり、この
IRMにおけるレコーダ出力の一例を第11図に
示す。
FIG. 9 is a block diagram of an IRM using the conventional Campbell method. In the figure, 1 is an ionization box-type neutron detector, 2 is a bias power supply for the detector,
3 is a preamplifier, 8 is an amplifier that amplifies the voltage signal from the preamplifier 3 according to the gain that is manually selected by a gain switcher 9, and 10 is the root mean square of the output of the amplifier 8 (hereinafter referred to as MSV). 11 is MSV circuit that measures a value (abbreviated) and converts it to voltage.
This is a signal processing circuit that processes the voltage signal from the circuit 10 and outputs it as reactor output to an external device such as a meter or recorder. In other words, URM calculates the reactor output by measuring the number of incident neutrons from the pulsating component of the output signal from neutron detector 1, based on the Campbell method in which the MSV value of the pulsating component in the neutron detection signal is proportional to the neutron flux. Monitoring is carried out by matching the
FIG. 11 shows an example of recorder output in IRM.

ところが、SRMおよびIRMは別個の装置であ
るため、メータやレコーダなどへの出力が各装置
で異なる上、調整が校正、トリツプ時のアラーム
設定等も装置毎に行なう必要があり、実用する上
で大変煩雑であつた。また、各装置毎に高価な中
性子検出器や特殊ケーブルが必要となり、コスト
高を招いていた。さらに、IRMでは原子炉出力
に応じて監視員が増幅器8の利得を手動で切換え
る必要があり、面倒であつた。
However, since SRM and IRM are separate devices, the output to meters and recorders differs for each device, and adjustments, calibrations, and trip alarm settings must be made for each device, making them difficult to put into practical use. It was very complicated. Furthermore, each device requires an expensive neutron detector and special cable, leading to high costs. Furthermore, IRM requires the supervisor to manually switch the gain of the amplifier 8 according to the reactor output, which is troublesome.

そこで、これらの問題を解決したモニタ装置と
して、SRMで用いたパルス計数法とIRMで用い
たキヤンベル法とを組合わせて単一出力を取出す
ようにすることにより、1個の中性子検出器で中
性子源領域から中間出力領域までの広域にわたつ
て約10桁の原子炉出力を監視する広域中性子監視
装置(特公昭48−18436号公報)がある。この装
置のブロツク構成を第12図に示し、レコーダ出
力の一例を第13図に示す。第12図において、
中性子検出器1の検出信号は前置増幅器3により
電圧信号に変換された後、パルス計数系の増幅器
4とキヤンベル系の増幅器12に与えられて増幅
される。ここで、中性子束レベルの低い中性子源
領域では自動切換回路13によりパルス計数系出
力手段が選択されており、増幅器4の出力信号が
波高弁別回路5によりパルス信号に変換され、ダ
イオードポンプ6によりパルス計数率に対応する
電圧信号が出力されて自動切換回路13を介して
信号処理回路14に与えられ、原子炉出力とな
る。これに対し、パルス計数率が所定値以上とな
りパルス計数法での測定が困難になると(中間出
力領域)、自動切換回路13が切換わつてキヤン
ベル系出力手段が選択される。そうすると、増幅
器12の出力信号のMSV値がMSV回路10によ
り求められ、さらに対数変換回路15により対数
変換された後、電圧信号として自動切換回路13
を介して信号処理回路14に与えられ、原子炉出
力となる。
Therefore, as a monitoring device that solves these problems, a single neutron detector can detect neutrons by combining the pulse counting method used in SRM and the Campbell method used in IRM to obtain a single output. There is a wide-area neutron monitoring device (Japanese Patent Publication No. 18436/1983) that monitors reactor power over a wide area of about 10 digits from the source region to the intermediate power region. The block configuration of this device is shown in FIG. 12, and an example of the recorder output is shown in FIG. 13. In Figure 12,
A detection signal from the neutron detector 1 is converted into a voltage signal by a preamplifier 3, and then applied to a pulse counting system amplifier 4 and a Campbell system amplifier 12 for amplification. Here, in the neutron source region where the neutron flux level is low, the pulse counting system output means is selected by the automatic switching circuit 13, and the output signal of the amplifier 4 is converted into a pulse signal by the pulse height discrimination circuit 5, and the pulse counting system is converted by the diode pump 6. A voltage signal corresponding to the counting rate is output and given to the signal processing circuit 14 via the automatic switching circuit 13, and becomes the reactor output. On the other hand, when the pulse counting rate exceeds a predetermined value and measurement by the pulse counting method becomes difficult (intermediate output region), the automatic switching circuit 13 switches to select the Campbell system output means. Then, the MSV value of the output signal of the amplifier 12 is obtained by the MSV circuit 10, further logarithmically converted by the logarithmic conversion circuit 15, and then converted into a voltage signal by the automatic switching circuit 13.
The signal is applied to the signal processing circuit 14 via the signal processing circuit 14, and becomes the reactor output.

ところで、前述したように従来のIRMにおい
ては、MSV回路10への入力電圧が一定範囲に
保持されその精度を十分に発揮できるように、オ
ペレータが原子炉出力を確認しながら手動で利得
切換器9を操作して増幅器8の利得を切換える必
要があつた。そこで、従来の広域中性子監視装置
においては、信号処理回路14にて得られた原子
炉出力に基いてキヤンベル系増幅器12の利得を
切換える自動利得切換回路15を設け、この機能
の自動化をはかつている。但しこの場合、MSV
回路10の出力に基いて増幅器12の利得を切換
えるか否かを判定していることになるので、利得
を切換えたことによつてMSV回路自身の出力が
変化するため不安定になり易く、特に従来の
IRMの場合のように12段もの利得に対応させる
ことは技術的に困難であつた。このため、上記広
域中性子監視装置においては増幅器12の利得を
高/低の2段について切換可能な自動利得切換回
路15を設け、MSV出力の対数変換をとること
により出力の精度を確保していた。
By the way, as mentioned above, in the conventional IRM, the operator manually switches the gain switch 9 while checking the reactor output so that the input voltage to the MSV circuit 10 can be maintained within a certain range and its accuracy can be fully demonstrated. It was necessary to switch the gain of the amplifier 8 by operating the . Therefore, in conventional wide-area neutron monitoring equipment, an automatic gain switching circuit 15 is provided to switch the gain of the Campbell system amplifier 12 based on the reactor output obtained by the signal processing circuit 14, and this function is automated. . However, in this case, MSV
Since it is determined whether or not to switch the gain of the amplifier 12 based on the output of the circuit 10, switching the gain changes the output of the MSV circuit itself, which tends to become unstable, especially when Traditional
It was technically difficult to accommodate as many as 12 stages of gain as in the case of IRM. For this reason, the above-mentioned wide-area neutron monitoring device is equipped with an automatic gain switching circuit 15 that can switch the gain of the amplifier 12 between high and low stages, and logarithmically transforms the MSV output to ensure output accuracy. .

(発明が解決しようとする問題点) しかし、このようにしても利得の自動切換によ
つてMSV回路出力が変化するので不安定になる
ことは否めず、また、キヤンベル系とパルス計数
系との切換点で出力にずれが生じることもあり、
監視装置として精度が悪く信頼性に乏しかつた。
(Problem to be solved by the invention) However, even with this method, it is undeniable that the MSV circuit output changes due to automatic gain switching, resulting in instability. Output deviations may occur at the switching point,
As a monitoring device, it had poor accuracy and reliability.

そこで本発明は、原子炉の起動運転時における
監視を1個の中性子検出器により広域にわたつて
自動的に行なえるものにおいて、原子炉出力に対
する精度向上をはかり得、信頼性をより高め得る
広域中性子監視装置を提供することを目的とす
る。
Therefore, the present invention is capable of automatically performing monitoring over a wide area using a single neutron detector during start-up operation of a nuclear reactor. The purpose is to provide a neutron monitoring device.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(問題点を解決するための手段) 本願第1の発明は、中性子検出器の出力信号か
らパルス信号を取出して単位時間ごとのパルス数
を計数することにより中性子源領域における原子
炉出力を得るパルス系出力手段と、中性子検出器
の出力信号における脈動成分の二乗平均値を測定
することにより中間出力領域における原子炉出力
を得るキヤンベル系出力手段と、これら両出力手
段により得られた原子炉出力のいずれか一方を自
動選択する系出力選択手段とからなり、前記キヤ
ンベル系出力手段として、中性子検出器の出力信
号をそれぞれ異なる利得で増幅する複数の増幅器
と、これら増幅器により増幅された各出力信号の
脈動成分の二乗平均値をそれぞれ測定する複数に
二乗平均回路と、これら二乗平均回路の出力から
いずれか1つを自動選択してキヤンベル系出力と
する二乗平均値選択手段とを備えたものである。
(Means for solving the problem) The first invention of the present application provides a pulse signal for obtaining a nuclear reactor output in a neutron source region by extracting a pulse signal from an output signal of a neutron detector and counting the number of pulses per unit time. A system output means, a Campbell system output means that obtains the reactor power in the intermediate power region by measuring the root mean square value of the pulsation component in the output signal of the neutron detector, and a reactor power output obtained by both of these output means. The system output selection means automatically selects one of the output signals. This device is equipped with a plurality of root mean square circuits for measuring the root mean square values of the pulsating components, and a root mean square value selection means for automatically selecting one of the outputs of these root mean square circuits as a Campbell system output. .

本願第2の発明は、上記第1の発明に加えて、
系出力選択手段として、原子炉出力上昇による系
切換点ではキヤンベル系出力に、下降による系切
換点でパルス計数系出力にそれぞれ所定の係数を
乗算する補正手段を備えたものである。
The second invention of the present application, in addition to the first invention,
As the system output selection means, a correction means is provided which multiplies the Campbell system output by a predetermined coefficient at a system switching point due to an increase in the reactor output, and the pulse counting system output at a system switching point due to a decrease.

(作 用) 第1の発明を講じた広域中性子監視装置であれ
ば、それぞれ異なる利得で増幅された中性子検出
器出力信号の脈動成分に対するMSV値のなかか
らいずれか1つが選択されてキヤンベル系出力と
なるので、利得の自動切換によつてMSV回路の
出力が変化して原子炉出力が不安定となることは
ない。
(Function) In the wide-area neutron monitoring device according to the first invention, one of the MSV values for the pulsating components of the neutron detector output signal amplified with different gains is selected to output the Campbell system. Therefore, automatic gain switching will not change the output of the MSV circuit and cause the reactor output to become unstable.

さらに、第2の発明を講じた広域中性子監視装
置であれば、原子炉出力上昇時の系切換点におい
てはキヤンベル系出力がパルス計数系出力に一致
するように補正され、下降時の系切換点において
はパルス計数系出力がキヤンベル系出力に一致す
るように補正されて切換点でのずれがなくなり、
なめらかな単一出力が得られる。
Furthermore, with the wide-area neutron monitoring system adopting the second invention, the Campbell system output is corrected to match the pulse counting system output at the system switching point when the reactor power increases, and the system switching point when the reactor power decreases. In this case, the pulse counting system output is corrected to match the Campbell system output, eliminating deviation at the switching point.
A smooth single output is obtained.

(実施例) 以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説
明する。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例を示すブロツク構成
図であつて、本実施例が第12図に示す従来装置
と異なる点はキヤンベル系出力手段の構成と、パ
ルス計数系出力手段とキヤンベル系出力手段とを
切換える系出力切換手段として自動切換補正回路
20を用いた点であり、それ以外は第12図のも
のと同様であるので、同一符号を付して詳しい説
明は省略する。
FIG. 1 is a block configuration diagram showing an embodiment of the present invention. This embodiment differs from the conventional device shown in FIG. The automatic switching correction circuit 20 is used as the system output switching means for switching between the output means and the output means, and the other parts are the same as those in FIG. 12, so the same reference numerals are given and detailed explanation will be omitted.

先ず、パルス計数系出力手段では、前置増幅器
3にて電圧信号に変換された中性子検出器1の検
出器信号を増幅器4にて増幅後、波高弁別回路5
により所定値以上のエネルギーをもつパルスを取
出し、パルス計率C(cps)をダイオードポンプ6
により求めて電圧信号VCとして出力する。この
とき、原子炉出力P(%)は中性子束に比例する
ので P∝C が成立ち、また、 VC=k1×C (k1は比例定数) となるので、パルス計数系出力手段において原子
炉出力PC(%)は次の(1)式で求められる。
First, in the pulse counting system output means, the detector signal of the neutron detector 1, which has been converted into a voltage signal by the preamplifier 3, is amplified by the amplifier 4, and then the pulse height discrimination circuit 5
extracts pulses with energy above a predetermined value, and calculates the pulse counting rate C (cps) using the diode pump
It is determined by and output as a voltage signal V C. At this time, the reactor power P (%) is proportional to the neutron flux, so P∝C holds true, and V C = k 1 × C (k 1 is a proportionality constant), so in the pulse counting system output means, The reactor power P C (%) can be calculated using the following equation (1).

PC=kC×VC (kCは比例定数) ……(1) 一方、キヤンベル系出力手段は、前置増幅器3
にて電圧信号に変換された中性子検出器1の出力
信号をそれぞれ異なる利得で増幅する3個の増幅
器21,22,23と、これら増幅器21,2
2,23にそれぞれ対応して設けられたMSV回
路24,25,26と、各MSV回路24,25,
26にて求められたMSV値に対応する電圧を比
較して最適なMSV値を選択する電圧比較選択回
路27とから構成されている。また、各増幅器2
1,22,23の利得G1,G2,G3の間に次
の関係が成立しているものとする。
P C =k C ×V C (k C is a proportionality constant) ...(1) On the other hand, the Campbell system output means is the preamplifier 3
three amplifiers 21, 22, 23 that amplify the output signal of the neutron detector 1, which is converted into a voltage signal by the
MSV circuits 24, 25, 26 provided corresponding to MSV circuits 2, 23, and MSV circuits 24, 25, 26, respectively.
The voltage comparison and selection circuit 27 compares the voltages corresponding to the MSV values obtained in step 26 and selects the optimum MSV value. In addition, each amplifier 2
It is assumed that the following relationship holds between gains G1, G2, and G3 of 1, 22, and 23.

G1:G2=1:R2 G2:G3=1:R3 そして、第2図に示す如く、前置増幅器3の出
力信号VIrmsを各利得G1,G2,G3で増幅し
た信号V1rms,V2rms,V3rmsのMSV値を
それぞれV1D,V2DV,3Dとした場合、電圧
比較選択回路27では次の(2)〜(4)式にしたがつて
最適なMSV値VIを選択する。
G1:G2=1:R2 G2:G3=1: R3 As shown in FIG. When the MSV values of are V1 D , V2 D V, and 3 D , respectively, the voltage comparison and selection circuit 27 selects the optimal MSV value V I according to the following equations (2) to (4).

V1D≧vmax/R2 ならば VI=V1D/G1 ……(2) V1D<Vmax/R2、 V2D≧Vmax/R3 ならば VI=V2D/G2 ……(3) V2D<Vmax/R3 ならば VI=V3D/G3 ……(4) ただし、Vmaxは各MSV回路24,25,2
6の精度を保てる最大振幅(rms)が入力したと
きのMSV回路出力電圧(V)である。
If V1 D ≧vmax/R2, then V I = V1 D /G1 …(2) V1 D <Vmax/R2, If V2 D ≧Vmax/R3, then V I = V2 D /G2 …(3) V2 D < If Vmax/R3, then V I = V3 D /G3...(4) However, Vmax is for each MSV circuit 24, 25, 2
This is the MSV circuit output voltage (V) when the maximum amplitude (rms) that can maintain the accuracy of 6 is input.

このとき、原子炉出力P(%)はキヤンベル法
により P∝(VI/RI・GP2 が成立し、これにより P=kMVI 2 (kMは定数) となるので、キヤンベル系出力手段において原子
炉出力PMは次の(5)〜(7)式により求められる。す
なわち、MVD回路出力が(2)式の場合には PM=kM(V1D/G1)2 ……(5) となり、(3)式の場合には PM=kM(V2D/G2)2 ……(6) となり、(4)式の場合には PM=kM(V3D/G3)2 ……(7) となる。なお、前記RIは前置増幅器3の入力イ
ンピーダンス、GPは前置増幅器3の利得をして
いる。
At this time, the reactor power P (%) is determined by Campbell's method as follows: P∝(V I /R I・G P ) 2 holds true, and as a result, P=k M V I 2 (k M is a constant), In the Campbell system output means, the reactor power P M is determined by the following equations (5) to (7). In other words, when the MVD circuit output is expressed by equation (2), P M =k M (V1 D /G1) 2 ...(5), and when the MVD circuit output is expressed by equation (3), P M =k M (V2 D /G1). G2) 2 ...(6), and in the case of equation (4), P M =k M (V3 D /G3) 2 ...(7). Note that R I is the input impedance of the preamplifier 3, and G P is the gain of the preamplifier 3.

さて、このようなキヤンベル系出力手段におい
て、各増幅器21,22,23の利得比G1:G
2:G3を小さくすると各MSV回路24,25,
26の出力電圧範囲が狭くなるので精度を向上で
きるが、この場合、測定可能な原子炉出力PM
(%)のレンジからも狭くなつてしまう。例えば、
G1:G2:G3=1:2:4とし、Vmax=10
(V)とすると、前記(2)〜(4)式により各MSV回路2
4,25,26の出力電圧範囲は5〜10(V)となつ
て精度良く測定できるが、前記(5)〜(7)式により各
MSV回路24,25,26でカバーできるレン
ジがそれぞれ0.6桁と狭く、約6桁をカバーする
必要のあるキヤンベル系には実用的でない。
Now, in such a Campbell system output means, the gain ratio G1:G of each amplifier 21, 22, 23 is
2: When G3 is made small, each MSV circuit 24, 25,
Since the output voltage range of 26 becomes narrower, accuracy can be improved, but in this case, the measurable reactor power P M
(%) range becomes narrower. for example,
G1:G2:G3=1:2:4, Vmax=10
(V), each MSV circuit 2
The output voltage range of 4, 25, and 26 is 5 to 10 (V) and can be measured with high accuracy, but each
The range that can be covered by the MSV circuits 24, 25, and 26 is as narrow as 0.6 digits each, making it impractical for a Campbell system that needs to cover approximately 6 digits.

これに対し、利得比G1:G2:G3を1:
10:1000と大きくすると、各MSV回路24,2
5,26でカバーできるレンジがそれぞれ4桁に
なる出力電圧範囲が0.1〜10(V)となり、0.1(V)の小
さい出力では測定精度の劣化が避けられない。ま
た、前記(2)〜(7)式から明らかなように、原子炉出
力を求めるにはGおよびG2の割算が必要となる
ため、Gが10の倍数であると都合がよい。したが
つて、以上の理由からG1:G2:G3=1:10:
100とすることがMSV回路24,2526にとつ
て最適であり、この場合、1つのMSV回路で2
桁の原子炉出力領域をカバーできるので6桁をカ
バーするためには3個の増幅器とMSV回路を用
いればよく、実用的である。
On the other hand, the gain ratio G1:G2:G3 is 1:
If the ratio is increased to 10:1000, each MSV circuit 24, 2
The output voltage range that can be covered by 5 and 26 is 4 digits, respectively, is 0.1 to 10 (V), and with a small output of 0.1 (V), deterioration in measurement accuracy is unavoidable. Furthermore, as is clear from the above equations (2) to (7), it is convenient for G to be a multiple of 10, since it is necessary to divide G and G2 to obtain the reactor output. Therefore, for the above reasons, G1:G2:G3=1:10:
100 is optimal for MSV circuits 24 and 2526, and in this case, one MSV circuit can handle 2
Since it is possible to cover a reactor power range of several orders of magnitude, it is practical to use three amplifiers and an MSV circuit to cover six orders of magnitude.

第3図に増幅器21,22,23の利得を
G1:G2:G3=1:10:100とした場合のMSV回
路出力に対応する原子炉出力PM(%)の一例を示
す。同図においてHは利得G3(大)の増幅器2
3に対応するMSV回路26の出力であり、Mは
利得G2(中)の増幅器22に対応するMSV回
路25の出力であり、Lは利得G1(小)の増幅
器21に対応するMSV回路24の出力である。
同図から明らかなように各MSV回路の出力は1
〜10(V)の範囲内であり、測定精度の点でも十分実
用的な範囲に収まつている。
Figure 3 shows the gains of amplifiers 21, 22, and 23.
An example of the reactor output P M (%) corresponding to the MSV circuit output when G1:G2:G3=1:10:100 is shown. In the same figure, H is amplifier 2 with a gain of G3 (large).
3, M is the output of the MSV circuit 25 corresponding to the amplifier 22 with a gain of G2 (medium), and L is the output of the MSV circuit 24 corresponding to the amplifier 21 with a gain of G1 (small). This is the output.
As is clear from the figure, the output of each MSV circuit is 1
~10 (V), which is well within the practical range in terms of measurement accuracy.

次に、系出力切換手段としての自動切換補正回
路20について第4図を参照しながら説明する。
第4図において、Aはパルス計数系出力によつて
原子炉出力P(%)をカバーする領域を示し、H
はキヤンベル系出力である利得G3の増幅器23
に対応するMSV回路出力によつて原子炉出力P
(%)をカバーする領域を示し、Mは利得G2の
増幅器22に対応するMSV回路出力によつて原
子炉出力P(%)をカバーする領を示し、L利得
G1の増幅器21に対応するMSV回路出力によ
つて原子炉出力P(%)をカバーする領域を示し
ている。同図に示すように、パルス計数系出力に
よりカバーする領域とキヤンベル系出力である
MSV回路26の出力によりカバーする領域とは
約1桁のオーバーラツプが存在しており、その中
心の計数率をCC(=5×105cps)とする。
Next, the automatic switching correction circuit 20 as a system output switching means will be explained with reference to FIG.
In Fig. 4, A indicates the area covered by the reactor power P (%) by the pulse counting system output, and H
is an amplifier 23 with a gain of G3, which is a Campbell system output.
The reactor power P is determined by the MSV circuit output corresponding to
(%), M indicates the area covered by the reactor power P (%) by the MSV circuit output corresponding to the amplifier 22 with gain G2, and M indicates the area covered by the reactor power P (%) corresponding to the amplifier 21 with L gain G1. It shows the area covered by the reactor output P (%) by the circuit output. As shown in the figure, the area covered by the pulse counting system output and the Campbell system output are
There is an overlap of about one order of magnitude with the area covered by the output of the MSV circuit 26, and the counting rate at the center is assumed to be C C (=5×10 5 cps).

自動切換補正回路20は、原子炉立ち上げ時に
はパルス計数率がCc?cps)に達するまでパルス
系出力手段を選択し、これにより原子炉出力Pは
パルス系出力手段によつて出力される電圧信号
VCに対応する原子炉出力PC(=kCVC)となる。そ
の後、自動切換補正回路20はパルス計数率がCc
を越えるとキヤンベル系出力手段に切換える。こ
れにより原子炉出力Pは利得の最も大きい増幅器
23(G3=100)のMSV回路26から電圧信号
V3Dに対応する原子炉出力PM「=kM(V3D
100)2」となる。
The automatic switching correction circuit 20 determines whether the pulse count rate is C c at the time of reactor startup. cps), the reactor output P is the voltage signal output by the pulse system output means.
The reactor output power P C (=k C V C ) corresponding to V C is obtained. Thereafter, the automatic switching correction circuit 20 adjusts the pulse count rate to C c
When it exceeds 100 kHz, it switches to the camber type output means. As a result, the reactor power P corresponds to the voltage signal V3 D from the MSV circuit 26 of the amplifier 23 with the largest gain (G3 = 100 ) .
100) 2 ''.

ところで、パルス計数系もキヤンベル系も同一
の中性子束を測定しているので系の切換点では出
力が一致しなければならないが、定数kCおよび
kMは中性子検出器1の効率や劣化の程度、増幅
器の利得、バンド帯等から算出される値であり、
上述した系の自動切換によつて原子炉出力PC
PMとがずれを生じるおそれがある。そこで、本
自動切換補正回路20では、パルス計数率Cc付近
における両系の原子炉出力PCとPMとが一致する
ように、すなわち kCVC=kM′(V33D/100)2 kM′=αkMc ……(8) が成立するよう、定数kMに任意定数α(≒1) また、逆に原子炉出力が低下る場合には通常出
力の10%付近でMSV回路の校正を行なつてある
ので定数kMは正しいと判定できる。そこで、キ
ヤンベル系出力手段におけるMSV回路26の出
力が選択された状態で、この出力に対応する原子
炉出力PMが切換点付近となり、パルス計数率が
CCに達したときにキヤンベル系からパルス計数
系に切換えるが、このとき出力のずれをなくすた
めに、 kC′VC=kM(V3D/100)2 kC′=βkC ……(9) が成立するように定数kCに任意計数βを乗算して
前記(1)式を補正する。
By the way, since both the pulse counting system and the Campbell system measure the same neutron flux, the outputs must match at the switching point of the systems, but the constant k C and
k M is a value calculated from the efficiency and degree of deterioration of the neutron detector 1, the gain of the amplifier, the band, etc.
By the automatic switching of the system described above, the reactor output P C and
There is a risk of misalignment between PM and M. Therefore, in this automatic switching correction circuit 20, the reactor outputs P C and P M of both systems are made to match around the pulse count rate C c , that is, k C V C = k M ′ (V33D/100) 2 k M ′=αkMc ...(8) Set an arbitrary constant α (≒1) to the constant k M so that Since we have done this, we can determine that the constant k M is correct. Therefore, when the output of the MSV circuit 26 in the Campbell system output means is selected, the reactor output P M corresponding to this output becomes near the switching point, and the pulse count rate increases.
When C C is reached, the Campbell system is switched to the pulse counting system, but in order to eliminate output deviation at this time, k C ′V C =k M (V3 D /100) 2 k C ′=βk C …… The above equation (1) is corrected by multiplying the constant k C by an arbitrary count β so that (9) holds true.

このように、本実施例によれば、キヤンベル系
出力手段として利得比が10倍ずつの3個の増幅器
21,22,23と、これら増幅器に対応する3
個のMSV回路24,25,26とを設けて各パ
ルス24,25,26で2桁分の原子炉出力範囲
をカバーおあすることにより、MSV回路の出力
に影響を与える増幅器の自動利得切換を不要とし
たので、常に安定したキヤンベル系出力が得られ
る。また、パルス計数系により求めた原子炉出力
とキヤンベル系出力により求めた原子炉出力視装
置とが系切換点にてずれないように出力に補正を
加えている。したがつて、中性子源領域から中間
出力領域の広域にわたつて常になめらかな安定し
た単一出力が得られるので、精度の高い測定を高
信頼度で行なうことができる。
As described above, according to this embodiment, three amplifiers 21, 22, and 23 each having a gain ratio of 10 times and three amplifiers corresponding to these amplifiers are used as the Campbell system output means.
Automatic gain switching of the amplifier that affects the output of the MSV circuit is provided by providing multiple MSV circuits 24, 25, 26 and covering a two-digit reactor output range with each pulse 24, 25, 26. Since this eliminates the need for a camber system, stable output from the Campbell system can be obtained at all times. Further, the output is corrected so that the reactor output determined by the pulse counting system and the reactor power viewing device determined by the Campbell system output do not deviate at the system switching point. Therefore, a smooth and stable single output can always be obtained over a wide range from the neutron source region to the intermediate power region, making it possible to perform highly accurate measurements with high reliability.

なお、前記実施例において、電圧比較選択回炉
27と自動切換補正回路20とをマイクロコンピ
ユータ(以下マイコンと省略する)30によりソ
フトウエア的に処理るようにしてもよい。このマ
イコン30を用いた一実施例の構成を第5図に示
す。同図において、31は波高弁別回路5からの
パルス計数率を測定してデイジタル値に変換する
計数率測定カウンタ、32〜34は各MSV回路
24〜26の出力電圧をデイジタル値に変換する
アナログ・デイジタルコンバータ(以下A/Dの
略称する)である。
In the above embodiment, the voltage comparison and selection furnace 27 and the automatic switching correction circuit 20 may be processed by a microcomputer (hereinafter abbreviated as microcomputer) 30 using software. The configuration of an embodiment using this microcomputer 30 is shown in FIG. In the figure, numeral 31 is a counting rate measuring counter that measures the pulse counting rate from the pulse height discrimination circuit 5 and converts it into a digital value, and numerals 32 to 34 are analog counters that convert the output voltage of each MSV circuit 24 to 26 into digital values. It is a digital converter (hereinafter abbreviated as A/D).

しかして、マイコン30は第6図に示す流れ図
を実行するようにプログラム構成されている。す
なわち、まずステツプST1として計数率測定カ
ウンタ31から計数率を読込むとともにA/D3
2〜34から各MSV回路24〜26の出力電圧
を読込む。次いで、ST2として収集データに対
して前記実施例で説明した電圧比較選択回路27
と自動切換補正回路20とでそれぞれ行なわれる
演算処理と同様の演算を実行し、MSV回路出力
の選択処理およびパルス計数系とキヤンベル系と
の選択補正処理を行ない、ST3として原子炉出
力P(%)を選択する。その後、ST4として異常
判定、レコーダなどへの出力処理を行ない、その
後データ収集処理に戻る。
The microcomputer 30 is programmed to execute the flowchart shown in FIG. That is, first, in step ST1, the count rate is read from the count rate measurement counter 31, and the A/D3
The output voltage of each MSV circuit 24-26 is read from 2-34. Next, as ST2, the voltage comparison and selection circuit 27 described in the previous embodiment is applied to the collected data.
The calculations similar to those performed by the automatic switching correction circuit 20 and the automatic switching correction circuit 20 are executed, and the selection processing of the MSV circuit output and the selection correction processing of the pulse counting system and the Campbell system are performed, and as ST3, the reactor output P (% ). After that, in ST4, abnormality determination and output processing to a recorder etc. are performed, and then the process returns to data collection processing.

このようにマイコン30を用いた装置であれ
ば、レコーダ出力時にソフトウエア的にレベル判
定を行なつてレコーダのレンジを自動切換するこ
とにより、第7図に示す如く従来のIRMの場合
と同様のリニア出力が得られるようにすることが
可能となる。また、この場合、パルス計数系出力
と各キヤンベル系出力とを同時に取込んで処して
いるで、いずれか1つの系に異常が生じても充分
に対処できる。
In this way, if the device uses the microcomputer 30, the level will be determined by software at the time of output from the recorder and the range of the recorder will be automatically changed. It becomes possible to obtain a linear output. Further, in this case, since the output of the pulse counting system and the output of each Campbell system are taken in and processed at the same time, even if an abnormality occurs in any one system, it can be adequately dealt with.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上詳述したように、本願第1、第2の発明に
よれば、原子炉の起動運転時における監視を1個
の中性子検出器により広域にわたつて自動的に行
なえるものにおいて、原子炉出力に対する精度向
上をはかり得、信頼性をより高め得る広域中性子
監視装置を提供できる。
As described in detail above, according to the first and second inventions of the present application, in a system that can automatically perform monitoring during startup operation of a nuclear reactor over a wide area using one neutron detector, the reactor output It is possible to provide a wide-area neutron monitoring device that can improve accuracy and reliability.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図ないし第4図は本発明の一実施例を示す
図であつて、第1図は全体のブロツク構成図、第
2図はキヤンベル系出力手段の作用説明図、第3
図はキヤンベル系出力手段による原子炉出力の一
例を示す図、第4図は系出力自動切換手段の作用
説明図、第5図ないし第7図は本発明にマイコン
を適用した実施例を示す図、第5図はブロツク構
成図、第6図はマイコンの動作を示す流れ図、第
7図は一出力例を示す図、第8図ないし第13図
は従来例を示す図であつて、第8図はSRMのブ
ロツク構成図、第9図はIRMのブロツク構成図、
第10図はSRMにおける一出力例を示す図、第
11図はIRMにおける一出力例を示す図、第1
2図は従来の広域中性子監視装置のブロツク構成
図、第13図は従来装置の一出力例を示す図であ
る。 1……中性子検出器、3……前置増幅器、4,
21,22,23……増幅器、5……波高弁別回
路、6……ダイオードポンプ、20……自動切換
補正回路、24,25,26……MSV(二乗平
均)回路、27……電圧比較選択回路、30……
マイコン(マイクロコンピユータ)。
1 to 4 are diagrams showing one embodiment of the present invention, in which FIG. 1 is an overall block configuration diagram, FIG.
The figure shows an example of the reactor output by the Campbell system output means, FIG. 4 is an explanatory diagram of the operation of the system output automatic switching means, and FIGS. 5 to 7 are diagrams showing embodiments in which a microcomputer is applied to the present invention. , FIG. 5 is a block configuration diagram, FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the microcomputer, FIG. 7 is a diagram showing an example of output, and FIGS. 8 to 13 are diagrams showing conventional examples. The figure is a block diagram of SRM, Figure 9 is a block diagram of IRM,
Figure 10 is a diagram showing an example of output in SRM, Figure 11 is a diagram showing an example of output in IRM,
FIG. 2 is a block diagram of a conventional wide-area neutron monitoring device, and FIG. 13 is a diagram showing an example of the output of the conventional device. 1...neutron detector, 3...preamplifier, 4,
21, 22, 23... Amplifier, 5... Wave height discrimination circuit, 6... Diode pump, 20... Automatic switching correction circuit, 24, 25, 26... MSV (root mean square) circuit, 27... Voltage comparison selection Circuit, 30...
Microcomputer (microcomputer).

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 中性子検出器の出力信号からパルス信号を取
出して単位時間ごとのパルス数を計数することに
より中性子源領域におる原子炉出力を得るパルス
系出力手段と、前記中性子検出器の出力信号にお
ける脈動成分の二乗平均値を測定することにより
中間出力領域における原子炉出力を得るキヤンベ
ル系出力手段と、これら両出力手段により得られ
た原子炉出力のいずれか一方を自動選択する系出
力選択手段とを具備し、前記キヤンベル系出力手
段は、前記中性子検出器の出力信号をそれぞれ異
なる利得で増幅する複数の増幅器と、これら増幅
器により増幅された各出力信号の脈動成分の二乗
平均値をそれぞれ測定する複数に二乗平均回路
と、これら二乗平均回路の出力からいずれか1つ
を自動選択してキヤンベル系出力とする二乗平均
値選択手段とを備えたことを特徴とする広域中性
子監視装置。 2 前記複数の増幅器は、それぞれ利得比が10倍
ずつ異なるものであることを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載の広域中性子監視装置。 3 中性子検出器の出力信号からパルス信号を取
出して単位時間ごとのパルス数を計数することに
より中性子源領域における原子炉出力を得るパル
ス系出力手段と、前記中性子検出器の出力信号に
おける脈動成分の二乗平均値を測定することによ
り中間出力領域における原子炉出力を得るキヤン
ベル系出力手段と、これら両出力手段により得ら
れた原子炉出力のいずれか一方を自動選択する系
出力選択手段とを具備し、前記キヤンベル系出力
手段は、前記中性子検出器の出力信号をそれぞれ
異なる利得で増幅する複数の増幅器と、これら増
幅器により増幅された各出力信号の脈動成分の二
乗平均値をそれぞれ測定する複数に二乗平均回路
と、これら二乗平均回路の出力からいずれか1つ
を自動選択してキヤンベル系出力とする二乗平均
値選択手段とを備え、前記系出力選択手段は、原
子炉出力上昇による系切換点ではキヤンベル系出
力に、下降による系切換点ではパルス計数系出力
にそれぞれ所定の係数を乗算する補正手段を備え
たことを特徴とする広域中性子監視装置。
[Claims] 1. A pulse system output means for obtaining a reactor output in a neutron source region by extracting a pulse signal from an output signal of a neutron detector and counting the number of pulses per unit time, and the neutron detector a Campbell system output means that obtains the reactor output in the intermediate power range by measuring the root mean square value of the pulsation component in the output signal of the output signal, and a system that automatically selects one of the reactor outputs obtained by both of these output means. output selection means, and the Campbell system output means includes a plurality of amplifiers that amplify the output signals of the neutron detector with different gains, and a root mean square value of the pulsating components of the output signals amplified by these amplifiers. A wide-area neutron monitoring device comprising: a plurality of root mean square circuits for measuring each of the root mean square circuits; and root mean square value selection means for automatically selecting one of the outputs of the root mean square circuits as a Campbell system output. . 2. The wide-area neutron monitoring device according to claim 1, wherein each of the plurality of amplifiers has a gain ratio that differs by a factor of 10. 3 pulse system output means for obtaining the reactor output in the neutron source region by extracting a pulse signal from the output signal of the neutron detector and counting the number of pulses per unit time; It is equipped with a Campbell system output means for obtaining a reactor output in an intermediate power range by measuring the root mean square value, and a system output selection means for automatically selecting one of the reactor outputs obtained by both of these output means. , the Campbell system output means includes a plurality of amplifiers that amplify the output signals of the neutron detector with different gains, and a plurality of amplifiers that respectively measure the root mean square value of the pulsating components of the output signals amplified by these amplifiers. It is equipped with an average circuit and a root mean square value selection means for automatically selecting one of the outputs of these root mean square circuits as a Campbell system output, and the system output selection means is configured to automatically select one of the outputs of these root mean square circuits as a Campbell system output, and the system output selection means 1. A wide-area neutron monitoring device comprising a correction means for multiplying a Campbell system output and a pulse counting system output by a predetermined coefficient at a system switching point due to descent.
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