JPH0577277B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は１本の中性子検出器からのパルス計数
値とキヤンベル法による平均値の廻りの自乗平均
値（MSV）を測定することにより、中性子源領
域から中間領域までの10桁以上にわたる原子炉中
性子束を監視する広域中性子監視装置（以下、ワ
イドレンジモニタ装置と称する）に関する。

（従来の技術） 従来から、原子炉の起動運転時に使用される起
動系原子炉出力を監視する装置の一つとして、１
本の中性子検出器からのパルス計数値とキヤンベ
ル法による平均値の廻りの自乗平均値を測定する
ことにより、中性子源領域から中間領域までの10
桁以上にわたる原子炉中性子束を監視するワイド
レンジモニタ装置がある。この種のワイドレンジ
モニタ装置としては、例えば特公昭48−18436号
（ランダムパルス監視装置）等があり、これとは
方式の異なるワイドレンジモニタ装置がいくつか
提案されている。しかし、この種のワイドレンジ
モニタ装置は、アナログ信号処理回路のみの構成
であるため調整が非常に複雑となる。

そこで最近では、パルス計数系とキヤンベル系
の結合部の円滑な接続等を自動的に行えるように
するために、アナロゲ信号処理回路からのパルス
カウント値、およびキヤンベル測定系からの自乗
平均値をアナログ／デジタル変換し、デジタルデ
ータとしてマイクロプロセツサによるデジタル演
算処理を行なう方式のデジタルワイドレンジモニ
タ装置が提案されてきている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上述した装置ではいずれの場合
も、中性子検出器からの微少な電流信号を最適な
電気信号に変換するため、原子炉建屋内の現場に
特殊な前置増幅器を設け、パルス信号とキヤンベ
ル信号の混在した電気信号をメタルケーブルを介
して、中央制御所に設けられた監視ユニツトの信
号処理部に伝送する方式を採用している。このた
め、プラントのノイズの影響を受け易く、特殊な
高価なケーブルをコンジツトに入れて布設しなけ
ればならないとか、あるいは中性子検出器や前置
増幅器と、中央制御所の監視ユニツト間のコモン
ラインの電気的導通状態等に特別な配慮を行なつ
ても、プラントのノイズの影響を完全には防止で
きないという問題があつた。また、複数の中性子
検出器からの信号を処理する上でも、各々の中性
子検出器に独立に前置増幅器および各チヤネル毎
に複数のケーブルを布設しなければならなかつ
た。

さらに、現場にアナログ式の前置増幅器を設け
る方式のものでは、回路ループの健全性を確認す
るために中性子検出器入力段に校正信号を入力す
る場合等には、保守要員が現場まで出向いて中性
器検出器入力ケーブルを外して模擬信号源を接続
し、中央制御所の監視ユニツトの指示値を確認校
正する等の複雑な作業を行なわなければならなか
つた。そして、これらの回路ループの健全性の確
認を容易に行えない場合には、中性子検出器の特
性劣化によるデジタル演算処理の際の補正パラメ
ータの変更等に支障を来たし、高精度の測定・監
視を行なう上で問題があつた。

また、従来考えられてきているデジタル演算型
ワイドレンジモニタ装置は、その構成回路の主要
部が中央制御所の監視ユニツトに設置される必要
があり、また回路実装上の制約により、１チヤネ
ルの検出器信号を処理するために１台の監視ユニ
ツトを設ける必要があることから、中央制御所機
器の集約化、コンパクト化、多チヤネル信号集中
監視等を行なうことが困難であつた。

本発明の目的は、特殊で高価なメタルケーブル
を使用することなくプラントのノイズの影響を確
実に防止でき、また回路ループの健全性の確認を
容易なものとして高精度の測定・監視を行なうこ
とができ、しかも中央制御所機器の集約化、コン
パクト化、多チヤネル信号の集中監視を容易に行
なうことが可能なデジタルワイドレンジモニタ装
置を提供することにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するために本発明では、 中性子検出器からのパルス信号およびキヤンベ
ル信号をそれぞれ電圧信号に変換して出力するア
ナログ信号処理回路と、このアナログ信号処理回
路からのパルス信号をカウントしてパルス計数値
を出力するパルスカウンタ回路と、アナログ信号
処理回路からのキヤンベル信号を基に自乗平均値
を演算して出力する自乗平均値回路と、中性子検
出器からの直流電流値を測定し電圧信号に変換し
て出力する検出器用高圧電源回路と、アナログ信
号処理回路および検出器用高圧電源回路の入力部
に、回路系の健全性を確認するための校正信号を
必要に応じて発生する校正信号回路と、パルスカ
ウンタ回路、自乗平均値回路および検出器用高圧
電源回路からの各アナログ出力値をデジタルデー
タに変換して出力する第１のデジタルデータ処理
回路と、このデジタルデータ処理回路からの各デ
ジタルデータを一定周期にて順次サンプリング
し、かつ光データに変換して光伝送路を介して中
央制御所側へ自走式に伝送出力する多重化データ
処理部と、後記監視ユニツトからのデジタルデー
タ設定値により校正信号回路における校正信号設
定値を制御する第２のデジタルデータ処理回路と
を備えた光多重化処理ユニツト、 光多重化処理ユニツトから自走式に更新して伝
送されてくる光データを再び電気データに変換し
て格納する記憶部と、この記憶部に格納されたパ
ルス計数値に関わるデジタルデータ、および自乗
平均値に関わるデジタルデータに基づいて原子炉
出力を演算し、かつ当該原子炉出力の時々刻々の
出力値を基にその時点から一定時間後までに許容
される原子炉出力の上昇許容値を演算してトリツ
プ判定を行なう演算処理部と、デジタルデータ設
定値を光データに変換して光伝送路を介して光多
重化処理ユニツトへ伝送出力する設定データ出力
回路とを備えてなり、中央制御所側に設けられた
監視ユニツトから構成している。

（作用） 従つて、本発明のデジタルワイドレンジモニタ
装置においては、中性子検出器からのパルス信号
およびキヤンベル信号は、光多重化処理ユニツト
のアナログ信号処理回路でそれぞれ電圧信号に変
換して出力される。そして、このパルス信号をパ
ルスカウンタ回路でカウントしてパルス計数値が
得られ、またキヤンベル信号を自乗平均値回路で
演算して自乗平均値が得られる。さらに、中性子
検出器からの直流電流値が検出器用高圧電源回路
で測定されて電圧信号に変換される。一方、パル
スカウンタ回路、自乗平均値回路および検出器用
高圧電源回路からの各アナログ出力値は、第１の
デジタルデータ処理回路でデジタルデータに変換
される。そして、デジタルデータ処理回路からの
各デジタルデータは、多重化データ処理部により
一定周期にて順次サンプリングされ、光データに
変換し光伝送路を介して中央制御所の監視ユニツ
トへ自走式に伝送出力される。一方、光多重化処
理ユニツトから自走式に更新して伝送されてくる
光データは、電気データに変換されて監視ユニツ
トの記憶部へ格納される。そして、この格納され
たパルス計数値、および自乗平均値にそれぞれ関
わるデジタルデータに基づいて原子炉出力が演算
され、さらにこの得られた原子炉出力の時々刻々
の出力値に基づいて、その時点から一定時間後ま
でに許容される原子炉出力の上昇許容値を演算し
てトリツプ判定が行なわれる。

一方、回路ループの健全性の確認を行なう場合
には、設定データ出力回路からデジタルデータ設
定値を光多重化処理ユニツトの第２のデジタルデ
ータ処理回路へ伝送出力することにより、校正信
号回路における校正信号設定値が制御され、アナ
ログ信号処理回路および検出器用高圧電源回路の
入力部に、回路系の健全性を確認するための校正
信号を発生して確認を行なうことが可能となる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照し
て説明する。

第１図は、本発明によるデジタルワイドレンジ
モニタ装置の構成例を示すブロツク図である。な
お図では、３チヤネルの中性子検出器を設けた場
合について示している。第１図に示すように、本
実施例のデジタルワイドレンジモニタ装置は、３
チヤネルの中性子検出器１，２，３からの出力信
号を入力とし、現場に設けられた光多重化処理ユ
ニツト４と、監視画面５を備え、中央制御所に設
けられた監視ユニツト６と、光多重化処理ユニツ
ト４と監視ユニツト６相互間で光データの送受を
行なうための一対の光伝送路７とから構成してい
る。

第２図は、第１図における光多重化処理ユニツ
ト４および監視ユニツト６の内部構成例を示すブ
ロツク図である。

第２図において、光多重化処理ユニツト４は、
中性子検出器１からのパルス信号およびキヤンベ
ル信号をそれぞれ電圧信号に変換して出力する前
置増幅器からなるアナログ信号処理回路８と、こ
のアナログ信号処理回路８からのパルス信号をカ
ウントしてパルス計数値を出力するパルスカウン
タ回路９と、アナログ信号処理回路８からのキヤ
ンベル信号を基に自乗平均値を演算して出力する
自乗平均値回路１０と、中性子検出器１からの直
流電流値を測定し電圧信号に変換して出力する検
出器用高圧電源回路１１とアナログ信号処理回路
８および検出器用高圧電源回路１１の入力部に、
回路系の健全性を確認するための校正信号を必要
に応じて発生する校正信号回路１２と、パルスカ
ウンタ回路９、自乗平均値回路１０および検出器
用高圧電源回路１１からの各アナログ出力値をデ
ジタルデータに変換して出力する３つの第１のデ
ジタルデータ処理回路１３，１４および１５と、
タイミング回路１６、パラレル／シリアル変換回
路１７、電気／光信号変換回路１８からなり、各
デジタルデータ処理回路１３，１４および１５か
らの各デジタルデータをタイミング回路１６の指
示周期にて順次サンプリングし、かつパラレル／
シリアル変換回路１７でパラレルデータをシリア
ルデータに変換し、電気／光信号変換回路１８で
光データに変換して光伝送路７を介して中央制御
所の監視ユニツト６へ自走式に伝送出力する多重
化データ処理部１９と、監視ユニツト６から光デ
ータとして伝送される後述するデジタルデータ設
定値を電気データに変換する光／電気信号変換回
路２０と、この光／電気信号変換回路２０からの
シリアルデータをパラレルデータに変換するシリ
アル／パラレル変換回路２１と、このシリアル／
パラレル変換回路２１からのデジタルデータ設定
値により、校正信号回路１２における校正信号設
定値を制御する第２のデジタルデータ処理回路２
２とから構成している。なおここで、第１のデジ
タルデータ処理回路１５は、シリアル／パラレル
変換回路２１からのデジタルデータ設定値によ
り、検出器用高圧電源回路１１における高圧設定
値を制御する機能も有する。

一方、監視ユニツト６は、光多重化処理ユニツ
ト４から自走式に更新して伝送されてくる光デー
タを再び電気データに変換する光／電気変換回路
２３と、この光／電気変換回路２３からの電気デ
ータを所定エリアに格納するバツフアメモリから
なる記憶部２４と、この記憶部２４に格納された
パルス計数値に関わるデジタルデータ、および自
乗平均値に関わるデジタルデータに基づいて原子
炉出力を演算し、かつ当該原子炉出力の時々刻々
の出力値を基にその時点から一定時間後までに許
容される原子炉出力の上昇許容値を演算してトリ
ツプ判定を行なう演算処理部２５と、高圧設定値
および校正信号設定値をデジタルデータ設定値と
してそれぞれ出力する設定データ出力回路２６
と、この設定データ出力回路２６からのデジタル
データ設定値を光データに変換し光伝送路７を介
して光多重化処理ユニツト４へ伝送出力する電
気／光変換回路２７とから構成している。

次に、以上のように構成したデジタルワイドレ
ンジモニタ装置の作用について説明する。

中性子検出器１からのパルス信号（約10^-1cps
〜約10⁶cps）、およびこれらの個別パルスの重畳
によつて発生するキヤンベル測定の対象となるゆ
らぎ成分（数百ＫHz帯の交流成分）はアナログ信
号処理回路８に、またこれらの電流信号の平均値
として直流電流信号は検出器用高圧電源回路１１
にそれぞれ入力される。アナログ信号処理回路８
では、パルス信号およびキヤンベル信号がそれぞ
れ電圧信号に変換して出力される。同様に検出器
用高圧電源回路１１では、直流電流信号が電圧信
号に変換して出力される。また、パルスカウンタ
回路９では、アナログ信号処理回路８から次々に
入力されるパルス信号をカウントしてパルス計数
値が出力される。自乗平均値回路１０では、アナ
ログ信号処理回路８からのキヤンベル信号を基に
自乗平均値が演算されて出力される。

一方、これらパルスカウンタ回路９、自乗平均
値回路１０および検出器用高圧電源回路１１から
の各アナログ出力値は、第１のデジタルデータ処
理回路１３，１４および１５に入力され、アナロ
グ／デジタル変換してデジタルデータとしてそれ
ぞれ出力される。そして、他チヤネルを含めたこ
れらデジタルデータ処理回路１３，１４および１
５からの各デジタルデータは、多重化データ処理
部１９でタイミング回路１６の指示周期に従つて
順次サンプリングされ、パラレル／シリアル変換
回路１７でパラレルデータがシリアルデータに変
換され、さらに電気／光信号変換回路１８で光デ
ータに変換し、光伝送路７を介して中央制御所の
監視ユニツト６へ自走式に伝送出力される。

一方、中央制御所に設けられた監視ユニツト６
の光／電気変換回路２３では、光多重化処理ユニ
ツト４から自走式に更新して一定周期で伝送され
てくる光シリアルデータが電気パラレルデータに
変換され、記憶部２４の所定エリアに格納され
る。そして演算処理部２５では、記憶部２４に格
納されたパルス計数値に関わるデジタルデータ、
および自乗平均値に関わるデジタルデータを合成
して原子炉出力が演算され、さらにこの原子炉出
力の時々刻々の出力値を基にその時点から一定時
間後までに許容される原子炉出力の上昇許容値を
演算してトリツプ判定が行なわれる。この演算処
理の結果は、監視ユニツト６の監視画面５に出力
表示される。

一方、中性子検出器特性の劣化、および回路ル
ープの健全性の確認を行なう場合には、監視ユニ
ツト６の設定データ出力回路２６から高圧設定値
および校正信号設定値がデジタルデータ設定値と
して、電気／光変換回路２７で光データに変換さ
れ、光伝送路７を介して光多重化処理ユニツト４
へ伝送出力される。そして、光多重化処理ユニツ
ト４の光／電気信号変換回路２０では、監視ユニ
ツト６から光シリアルデータとして伝送されてく
るデジタルデータ設定値が電気データに変換さ
れ、このシリアルデータがシリアル／パラレル変
換回路２１でパラレルデータに変換されて出力さ
れる。さらに、第２のデジタルデータ処理回路２
２では、シリアル／パラレル変換回路２１からの
デジタルデータ設定値により、検出器用高圧電源
回路１１における高圧設定値、および校正信号回
路１２における校正信号設定値をそれぞれ制御す
ることにより、検出器用高圧電源回路１１に高圧
設定値が設定されると共に、アナログ信号処理回
路８および検出器用高圧電源回路１１の入力部に
は校正信号が発生せられ、中性子検出器特性の劣
化、および回路系の健全性を確認することができ
る。

上述したように、本実施例のデジタルワイドレ
ンジモニタ装置では、前置増幅器からなるアナロ
グ信号処理回路８等が設けられる現場に光多重化
処理ユニツト４を設け、以後のデータ伝送は光デ
ジタルデータとして取扱うようにしているので、
現場と中央制御所間のプラント状態による電気ノ
イズの影響等をほとんど受けることなく、データ
処理を行なうことが可能となる。すなわち、従来
のように特殊で高価なメタルケーブルを使用する
ことなく、プラントのノイズの影響を確実に防止
することが可能となる。また、現場の光多重化処
理ユニツト４の内部に設けられる検出器用高圧電
源回路１１および校正信号回路１２における高圧
設定値および校正信号設定値の設定をデジタルデ
ータにより行なうようにしているので、中性子検
出器特性の劣化および回路ループの健全性の確
認、すなわち保守・点検を行なうに際しても、中
央制御所の監視ユニツト６より容易に行なうこと
ができ、もつて高精度の測定・監視を行なうこと
が可能となる。さらに、デジタルデータを一定周
期にて順次サンプリングして伝送出力するように
しているので、複数の中性子検出器についても、
マルチプレクスするチヤネル数を中性子検出器数
に応じて増加するのみで容易にデータ処理を行な
うことができ、もつて中央制御所機器の集約化、
コンパクト化、多チヤネル信号の集中監視を容易
に行なうことが可能となる。さらにまた、光多重
化処理ユニツト４から一定周期で更新されるパル
ス計数値および自乗平均値が全てデジタルデータ
であるので、監視ユニツト６における演算処理と
してはデータ変換のみを行ない、原子炉出力パー
セント等を高速に処理することが可能となる。

尚、本発明は上述した実施例に限定されるもの
ではなく、次のようにしても同様に実施すること
ができる。

(a) 上記実施例では、前置増幅器を含む全てのア
ナログ信号処理部およびデジタル信号処理部
を、３チヤネルの中性子検出器について設けた
場合を例として述べたが、１チヤネルの中性子
検出器のみで構成しても同様の作用効果が得ら
れるものである。

(b) 上記実施例の光多重化処理ユニツト４におけ
るアナログ信号処理部のうち前置増幅器部以外
と、デジタル信号処理部とを別ユニツトとし、
これを前置増幅器部と分離して設ける構成とす
ることにより、前置増幅器部のみを現場設置と
するようにすれば、既設プラントのリプレース
にも容易に対応することもできる。この場合に
も、全てのデータ処理をデジタル処理で行なう
ことが可能であり、多チヤネルの集中監視等の
メリツトを生かすことができる。

(c) 上記実施例における自乗平均値回路１０の構
成は、従来の線形アナログ回路と同程度の精度
にてデータ処理を行なうのに必要な、最も一般
的な12ビツト程度のADCを用いることを想定
した最もコストパフオーマンスの良い回路構成
の例であり、自乗平均値回路構成数を減らして
ADCの分解能を上げることも、あるいは逆に
自乗平均値回路構成数を増やしてADCの分解
能を下げた構成とすることも可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、特殊で高
価なメタルケーブルを使用することなくプラント
のノイズの影響を確実に防止でき、また回路ルー
プの健全性の確認を容易なものとして高精度の測
定・監視を行なうことができ、しかも中央制御所
機器の集約化、コンパクト化、多チヤネル信号の
集中監視を容易に行なうことが可能な信頼性の高
いデジタルワイドレンジモニタ装置が提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるデジタルワイドレンジモ
ニタ装置の一実施例を示すブロツク図、第２図は
同実施例における光多重化処理ユニツトおよび監
視ユニツトの内部構成例を示すブロツク図であ
る。 １，２，３……中性子検出器、４……光多重化
処理ユニツト、５……監視画面、６……監視ユニ
ツト、７……光伝送路、８……アナログ信号処理
回路、９……パルスカウンタ回路、１０……自乗
平均値回路、１１……検出器用高圧電源回路、１
２……校正信号回路、１３，１４，１５……第１
のデジタルデータ処理回路、１６……タイミング
回路、１７……パラレル／シリアル変換回路、１
８……電気／光信号変換回路、１９……多重化デ
ータ処理部、２０……光／電気信号変換回路、２
１……シリアル／パラレル変換回路、２２……第
２のデジタルデータ処理回路、２３……光／電気
変換回路、２４……記憶部、２５……演算処理
部、２６……設定データ出力回路、２７……電
気／光変換回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 中性子検出器からのパルス計数値とキヤンベ
   ル法による平均値の廻りの自乗平均値を測定する
   ことにより、中性子源領域から中間領域までの10
   桁以上にわたる原子炉中性子束を監視するワイド
   レンジモニタ装置において、 前記中性子検出器からのパルス信号およびキヤ
   ンベル信号をそれぞれ電圧信号に変換して出力す
   るアナログ信号処理回路と、このアナログ信号処
   理回路からのパルス信号をカウントしてパルス計
   数値を出力するパルスカウンタ回路と、前記アナ
   ログ信号処理回路からのキヤンベル信号を基に自
   乗平均値を演算して出力する自乗平均値回路と、
   前記中性子検出器からの直流電流値を測定し電圧
   信号に変換して出力する検出器用高圧電源回路
   と、前記アナログ信号処理回路および検出器用高
   圧電源回路の入力部に、回路系の健全性を確認す
   るための校正信号を必要に応じて発生する校正信
   号回路と、前記パルスカウンタ回路、自乗平均値
   回路および検出器用高圧電源回路からの各アナロ
   グ出力値をデジタルデータに変換して出力する第
   １のデジタルデータ処理回路と、このデジタルデ
   ータ処理回路からの各デジタルデータを一定周期
   にて順次サンプリングし、かつ光データに変換し
   て光伝送路を介して中央制御所側へ自走式に伝送
   出力する多重化データ処理部と、後記監視ユニツ
   トからのデジタルデータ設定値により前記校正信
   号回路における校正信号設定値を制御する第２の
   デジタルデータ処理回路とを備えた光多重化処理
   ユニツト、 前記光多重化処理ユニツトから自走式に更新し
   て伝送されてくる光データを再び電気データに変
   換して格納する記憶部と、この記憶部に格納され
   たパルス計数値に関わるデジタルデータ、および
   自乗平均値に関わるデジタルデータに基づいて原
   子炉出力を演算し、かつ当該原子炉出力の時々
   刻々の出力値を基にその時点から一定時間後まで
   に許容される原子炉出力の上昇許容値を演算して
   トリツプ判定を行なう演算処理部と、デジタルデ
   ータ設定値を光データに変換して前記光伝送路を
   介して前記光多重化処理ユニツトへ伝送出力する
   設定データ出力回路とを備えてなり、前記中央制
   御所側に設けられた監視ユニツト、 から構成したことを特徴とするデジタルワイドレ
   ンジモニタ装置。 ２ 複数の中性子検出器からのパルス信号および
   キヤンベル信号を処理するアナログ信号処理回路
   および第１のデジタルデータ処理回路を、各々の
   中性子検出器チヤネル毎に独立して設けたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のデジタル
   ワイドレンジモニタ装置。