JPH09236687A

JPH09236687A - 固定式原子炉内計装装置

Info

Publication number: JPH09236687A
Application number: JP8044809A
Authority: JP
Inventors: Yorimasa Endo; 順政遠藤; Yasuhiko Haren; 康彦波連; Tadayoshi Oda; 直敬小田; Hitoshi Ito; 仁伊藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-03-01
Filing date: 1996-03-01
Publication date: 1997-09-09
Anticipated expiration: 2016-03-01
Also published as: JP3881399B2

Abstract

(57)【要約】【課題】操作の簡素化及びスペースファクターの向上を
実現すると共に、原子炉建屋内の保守性の向上、原子炉
建屋内の機器の信頼性の向上を図ること。【解決手段】中性子束レベルを検出する検出器と共に原
子炉内に固定した複数の固定式センサ１０により放射線
吸収による発熱を測定し、固定式センサ１０から出力さ
れる測定信号を使用して中性子束分布測定及び感度校正
を行う固定式原子炉内計装装置であり、複数の固定式セ
ンサ１０から出力された測定信号を選択的に取り込んで
所定形式の伝送データに変換する複数のマルチプレクサ
処理部１３と、固定式センサ１０の校正のために原子炉
内に設置した複数のヒータ１０の温度制御を行う複数の
ヒータ制御部３０とを原子炉建屋２内に設け、マルチプ
レクサ処理部１３から伝送データを受け取り固定式セン
サ１０の測定信号を監視する信号処理部４０を原子炉建
屋外の中操側に設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原子炉内に設置し
た中性子検出器の出力に基づいて原子炉出力を計測する
原子炉内出力計測装置に係り、特に検出器を校正するの
にガンマサーモメータ等の固定式センサの出力を使用す
る固定式原子炉内計装装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１６は、従来より有る原子炉内出力計
測装置の一つである可動式炉内計測装置（ＴＩＰ：Trav
ersing Incore Probe System）の構成例を示している。
同図は、原子炉圧力容器１が原子炉建屋の原子炉格納容
器２内に設置されている状態を示している。ＴＩＰ検出
器３が牽引機構４により駆動可能になっている。索引機
構４をペネ５及びバルブ（玉形弁、切断弁、パージ弁）
６等を介してＴＩＰ駆動機構７から制御することにより
ＴＩＰ検出器３を炉心内へ挿入して上下方向に移動させ
ることができる。ＴＩＰ駆動機構７は中操（中央操作
室）にケーブルを介して接続されており、中操の計算機
に対して測定データを伝送したり、中操の計算機から各
種の指令を受信する。中操の計算機は、ＴＩＰ検出器３
による原子炉の上下方向の中性子分布の測定データを現
場から収集し、収集データを炉心内の中性子分布測定や
局部出力領域モニタ（ＬＰＲＭ：Local Power RangeMon
itoring System ）の感度校正に使用している。

【０００３】ところで、上記した可動式炉内計測装置で
は、ＴＩＰ検出器３を炉心平面のある位置へ挿入して上
下方向に移動させることにより１チャンネルの中性子分
布データを取得することができる。原子炉全体をモニタ
するためには、原子炉圧力容器１の下部においてチャン
ネルを切換えて他の炉心平面位置について同様の測定動
作を繰り返すことになる。即ち、炉心平面について走査
する必要がある。

【０００４】しかしながら、上記した可動式炉内計測装
置は、ＴＩＰ検出器をチャンネル切換え及び上下移動す
るための駆動部分（索引機構４、ＴＩＰ駆動機構７、索
引ケーブル）に関する操作が複雑であり、操作が複雑な
分だけ中操のマンマシン・インターフェイスを簡単なも
のに改善しなければならなかった。

【０００５】また、ＴＩＰ検出器３を駆動するための装
置（索引機構４、バルブ６、ＴＩＰ駆動機構７等）を現
場に設置しなければならないので原子炉建屋内にこれら
の装置を収納するためのスペースを確保する必要があっ
た。

【０００６】さらに、ＴＩＰ検出器出力で原子炉内の中
性子束分布を測定するためにはＴＩＰ検出器による炉心
平面方向の走査が必要であり、原子炉内での実際の測定
時間以外にチャンネル切換えによる走査時間に時間を費
やしていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の可
動式炉内計測装置は、ＬＰＲＭの感度校正等のために可
動式検出器を使用しているので、ＴＩＰ検出器の操作が
複雑、チャンネル切換えによる走査時間が長い、駆動装
置用のスペースを原子炉建屋内に確保する必要がある、
といった解決すべき課題があった。

【０００８】本発明は、以上のような実情に鑑みてなさ
れたもので、操作の簡素化及びスペースファクターの向
上を実現すると共に、原子炉建屋内の保守性の向上が図
られ、原子炉建屋内の機器の信頼性の向上を図り得る固
定式原子炉内計装装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために以下のような手段を講じた。本発明は、中
性子束レベルを検出する検出器と共に原子炉内に固定し
た複数の固定式センサにより放射線吸収による発熱を測
定し、前記固定式センサから出力される測定信号を使用
して原子炉内の中性子束分布測定及び前記検出器の感度
校正を行う固定式原子炉内計装装置であり、複数の固定
式センサから出力された測定信号を選択的に取り込んで
所定形式の伝送データに変換する複数のマルチプレクサ
処理部と、前記固定式センサの校正のために前記原子炉
内に設置した複数のヒータの温度制御を行う複数のヒー
タ制御部とを原子炉建屋内に設け、前記マルチプレクサ
処理部から伝送データを受け取り前記固定式センサの測
定信号を監視する信号処理部を前記原子炉建屋外の中操
側に設けた構成をしている。

【００１０】本発明の固定式原子炉内計装装置によれ
ば、中性子束レベルを検出する検出器と共に原子炉内に
固定した複数の固定式センサにより放射線吸収による発
熱を測定し、中性子束分布測定及び検出器の感度校正を
行うので、従来システムで必要であったＴＩＰ検出器の
駆動部分を除去できる。

【００１１】従って、運転員を駆動部分の複雑な操作か
ら解放でき、また原子炉建屋内のスペースファクターを
改善でき、保守性の改善も図ることができる。また、固
定式センサからの測定データを収集するだけで良いた
め、従来システムで行われていたＴＩＰ検出器の走査動
作が不要となり走査時間を削減できる。

【００１２】さらに、アナログ回路が低減したので部品
点数が低減され、信頼性の向上を図ることができる。ま
た、信号処理部とヒータ制御部とが分離されたことから
ノイズの低減による信頼性の向上を図ることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１に実施の形態に係る原子炉内計装装置
のシステム構成を示す。この原子炉内計装装置は、原子
炉内に所定間隔で配置している中性子束レベルを検出す
る検出器に対応して、差動型熱電対で構成される固定式
センサのガンマサーモメータを設置し、ガンマサーモメ
ータで原子炉内の中性子束をガンマヒーティングによる
電圧信号として測定するように構成している。

【００１４】原子炉平面に対して均等に配置されたＬＰ
ＲＭストリングスに中性子束レベルを検出する検出器が
上下方向に複数設置され、各ＬＰＲＭストリングスに複
数のガンマサーモメータ１０が上下方向に配列して設置
されている。例えば１３５０ＭＷｅ級のプラントでは、
５２本のＬＰＲＭストリングスがあり、一つのＬＰＲＭ
ストリングスについて９個または８個のガンマサーモメ
ータ１０が設置されることになる。ＬＰＲＭストリング
スには感度校正時にガンマサーモメータ１０の基準とな
るヒータ１１が設置される。１本のヒータ１１が１本の
ストリングスに含まれる複数個のガンマサーモメータ１
０を制御する構成となっている。

【００１５】複数本のストリングスの中から測定対象と
すべきストリングスをマルチピンコネクタ１２で選択す
る。マルチピンコネクタ１２で選択されたストリングス
中に含まれるガンマサーモメータ１０から出力されたガ
ンマヒーティングによる電圧信号が、原子炉格納容器２
に設けられた測定用ケーブル・ペネ５−１を通した測定
用信号ケーブル２０を通って原子炉建屋内に設置したマ
ルチプレクサ処理部１３に入力される。

【００１６】ここで、この実施の形態では３台のマルチ
プレクサ処理部１３を装備しているが、１本のストリン
グスに含まれる全てのガンマサーモメータ１０の出力は
１台のマルチプレクサ処理部１３で処理する。

【００１７】図２はマルチプレクサ処理部１３の内部構
成を示す図である。マルチプレクサ処理部１３は、１０
枚のガンマ線信号処理モジュール１４と１枚のアナログ
信号処理モジュール１５とを備えている。ガンマ線信号
処理モジュール１４は、少なくとも１ストリングスに含
まれるガンマサーモメータ数に対応した数の熱電対信号
処理回路１６を備えている。これら熱電対信号処理回路
１６の出力信号であるガンマ線測定信号をマルチプレク
サ１７で切換えることにより、マルチピンコネクタ１２
で選択したストリングス中の全てのガンマサーモメータ
１０のガンマ線測定信号を後段のアナログ信号処理モジ
ュール１５へ入力する。

【００１８】アナログ信号処理モジュール１５は、複数
のガンマ線信号処理モジュール１４の出力をマルチプレ
クスするマルチプレクサ１８、マルチプレクサ１８で選
択したガンマ線測定信号をＡ／Ｄ変換してデジタル信号
に変換するＡ／Ｄ変換器１９、Ａ／Ｄ変換器１９の出力
に対してデジタルフィルタリング処理を施すＤＳＰ２
１、デジタル信号処理が施されたガンマ線測定データを
記憶するメモリ２２を備えている。ＤＳＰ２１及びメモ
リ２２がシステムバス２３を介してメインＣＰＵ２４に
接続されている。メインＣＰＵ２４は、中操との間で光
伝送を行う電気／光変換回路（Ｅ／Ｏ）２５、所定の情
報を表示する表示部２６、制御プログラムが格納された
メモリ２７がシステムバス２３を介して接続されてい
る。また、メインＣＰＵ２４がメモリ２７の所定のプロ
グラムを実行することによりセンサ劣化診断機能、ノイ
ズ解析機能を実現している。

【００１９】原子炉建屋内には、マルチプレクサ処理部
１３と同数のヒータ制御部３０が設置されている。ヒー
タ制御部３０は、校正用信号ケーブル３１を介して原子
炉格納容器に設けられた校正用ケーブル・ペネ５−２に
接続されている。測定用信号ケーブル２０と校正用信号
ケーブル３１とでケーブル・ペネを分離して使い分けて
いる。校正用信号ケーブル３１はマルチピンコネクタ１
２で選択されたストリングスに設置されたヒータ１１に
接続されるものとなる。

【００２０】ヒータ制御部２７の内部は、メインＣＰＵ
３２、別置きの電源３３から入力される電圧の出力先ス
トリングス（ヒータ）を切替える切替えスイッチ３４、
メインＣＰＵ３２からの指令で出力電圧を制御する電圧
制御部３５、ノイズ低減のためのフィルタ処理を行うフ
ィルタ部３６等から構成されている。１台のヒータ制御
部３０で複数本のヒータを制御するようにしており、そ
れぞれのヒータ制御部３０は独立して動作できるように
している。また、ヒータ制御部３０は同時に複数本のヒ
ータを制御可能に構成されている。

【００２１】マルチプレクサ処理部１３に光ケーブル３
７を介して接続される中操に信号処理部４０が設置され
ている。信号処理部４０は、メインＣＰＵ４１にシステ
ムバス４２を介してメモリ４３、光／電気変換回路（Ｏ
／Ｅ）４４、表示部４５及び外部インターフェース４６
が接続されている。外部インターフェース４６を介して
プロセス計算機４７が接続される。

【００２２】なお、マルチプレクサ処理部１３から出力
された炉心内中性子束分布データは、例えばＦＤＤＩ
（Fiber Distributed Data Interface）等の光伝送で中
操内の信号処理部４０へ送られる。

【００２３】図３に信号処理部４０の機能ブロックを示
している。信号処理部４０は、システム運用監視及び警
報出力のための処理を行う信号処理部４８、ヒータ制御
部３０に指令を与えてヒータの制御を行うヒータ制御部
４９、保守ツールを制御する保守ツール制御部５０を備
える。これらの機能はメインＣＰＵ４１がプログラムを
実行することにより実現される。また、信号処理部４０
と同一の盤内に保守ツールを収納している。

【００２４】図４、図５はこの実施の形態のシステム構
成を概念的に示している。図４に示すように、原子炉格
納容器の内部と外部とをつなぐケーブル・ペネが測定用
信号ケーブル２０を通すための測定用ケーブルペネ５−
１と、校正用信号ケーブル３１を通すための校正用ケー
ブルペネ５−２とに分離されている。またケーブルペネ
は他の測定系とも分離させている。このようにケーブル
ペネを測定系別及び測定用と校正用とで分離することに
より耐ノイズ性を向上することができる。

【００２５】図５は従来のＴＩＰシステムと本実施の形
態に係る固定式炉内計装装置との機器配置を比較して示
す図である。同図に示すように、従来システムは中操に
ＴＩＰ制御盤が配置され現場の原子炉建屋内にその駆動
装置部分が配置されるのに対して、実施の形態に係る固
定式炉内計装装置は中操に信号処理部４０を備えた中央
制御盤が設置され、現場の原子炉建屋内にマルチプレク
サ処理部１３を備えた現場制御盤とヒータ制御部３０等
を備えたヒータ制御盤が配置されている。すなわち、現
場の原子炉建屋内に従来システムで配置されていた駆動
装置部分に相当する機器が排除されている。また、マル
チプレクサ処理部１３とヒータ制御部３０とが物理的に
分離されている。

【００２６】以上のように構成された実施の形態におけ
るデータの処理内容について以下に説明する。原子炉内
に固定配置された各ガンマサーモメータ１０は、原子炉
内の中性子束をガンマヒーティングによる電圧信号とし
て測定している。マルチプレクサ処理部１３は、複数本
のストリングスの中から所定の順番でストリングスを選
択するようにマルチピンコネクタ１２を制御する。選択
された１本のストリングスに含まれる全てのガンマサー
モメータ１０の電圧信号はそれぞれの測定用信号ケーブ
ル２０を通り、測定用ケーブルペネ５−１を介して一つ
のガンマ信号処理モジュール１４に入力される。

【００２７】図６に示すように、ガンマ信号処理モジュ
ール１４はコネクタ５０を介して複数本の測定用ケーブ
ル２０の端部に接続される信号処理基板５１を備えてい
る。１枚のガンマ信号処理モジュール１４に１本または
複数本のストリングスが割り振られ、１枚の信号処理基
板５１には１本のストリングスに含まれる全てのガンマ
サーモメータ１０が接続される。信号処理基板５１は１
ストリングスに含まれる全ガンマサーモメータ１０の冷
接点（Ｃｏｌｄ）をコモンとしている。１本のストリン
グスに含まれるガンマサーモメータ１０は同一のヒータ
１１で制御されることから冷接点（Ｃｏｌｄ）をコモン
とすることができる。冷接点をコモンにすることにより
基板を簡素化できる利点がある。

【００２８】ガンマ信号処理モジュール１４に入力した
ガンマサーモメータ１０の電圧信号はマルチプレクサ１
７で順に選択されて全ガンマサーモメータ１０の電圧信
号がアナログ信号処理部１５へ入力される。アナログ信
号処理部１５は、他のガンマ信号処理モジュール１４か
ら入力するガンマサーモメータ１０の電圧信号と合わせ
てマルチプレクサ１８で順に選択して取り込み、デジタ
ル信号に変換してからＤＳＰ２１へ供給してデジタルフ
ィルタ処理を行う。ＤＳＰ２１でのデジタルフィルタ処
理により測定データに外部機器から混入するノイズを除
去することになる。ＤＳＰ２１でデジタルフィルタ処理
された測定データはメモリ２２に格納される。

【００２９】ここで、マルチプレクサ処理部１３のノイ
ズ解析機能、センサ劣化診断機能について説明する。図
７は、マルチプレクサ処理部１３におけるノイズ解析の
ためのフローチャートを示している。マルチプレクサ処
理部１３のメインＣＰＵ２４はノイズ解析処理の実行開
始のための条件が成立すると、メモリ２２から測定デー
タを読出し、ノイズ検知のための所定のデータ処理を測
定データに加えて測定データに混入しているノイズを検
出する。

【００３０】メインＣＰＵ２４は、このノイズ検出処理
でノイズ発生を検知したならば、メモリ２７に予め保存
しているフィルタリング周波数データを読出して表示部
２６に表示させる。予め、メモリ２７に各種のノイズ成
分に対応した複数のフィルタ周波数データを格納してい
る。操作員は、表示部２６に表示されたフィルタ周波数
データが現在発生しているノイズを除去するのに適した
フィルタ周波数であるか否か判断する。このとき、発生
したノイズの種類を解析し、その解析結果を表示部２６
に同時に表示させることにより、現在発生しているノイ
ズを除去するのに適したフィルタ周波数を容易に選択す
ることがでる。フィルタ周波数データは操作員からの次
候補要求によって順次周波数の異なるフィルタ周波数デ
ータが表示されることになる。

【００３１】メインＣＰＵ２４は、操作員が表示部２６
の表示画面上で選択したフィルタ周波数をＤＳＰ２１に
設定する。これにより現在発生しているノイズを測定デ
ータから除去することができるようになる。

【００３２】図８は、マルチプレクサ処理部１３におけ
るセンサ劣化診断のためのフローチャートを示してい
る。マルチプレクサ処理部１３のメインＣＰＵ２４は、
センサ劣化診断を実行するためのトリガとなる一定の条
件が成立すると、全ストリングスの中から対称位置に配
置された一対または複数対のストリングスを指定して、
それらストリングスに収納されたセンサの感度データの
取り込みを実施する。対称ストリングスの同一高さ位置
に設置されたガンマサーモメータ１０の測定値は一般的
に互いに等しくなるので、これらの測定値を感度データ
として使用する。

【００３３】対称ストリングスに含まれたガンマサーモ
メータ１０の感度データがメモリ２２に記憶されたなら
ば、その中から上下方向の同一位置に配置されたそれぞ
れのガンマサーモメータ１０の測定値を感度データとし
て読出して表示部２６に表示させる。

【００３４】操作員は、対称ストリングスの同一高さ位
置に設置されたガンマサーモメータ１０の測定値は互い
に等しいであろうという前提の下で比較して、センサ劣
化を判断する。例えば、３個のガンマサーモメータ１０
を比較したとすれば、その中の一つだけ他の２つから所
定値以上離れていれば、その一つのガンマサーモメータ
１０の感度が劣化していると判断できる。ここでは、定
格運転中のプラント特性に応じた特定の値（例えば２
％）以上の突変に対するセンサ機能の劣化具合を診断す
るものとする。なお、ノイズの影響による誤診断を防止
するため同様の処理を複数回繰り返す。

【００３５】メインＣＰＵ２４は、マルチプレクサ処理
部１３のメモリ２２に記憶した測定データを周期的に読
出してガンマサーモメータ１０によって測定した中性子
束分布データとして信号処理部４０へ伝送する。このと
き、メインＣＰＵ２４は伝送信号に故障診断機能を持た
せるために故障診断情報を該伝送信号に付加して伝送す
るようにしている。Ｅ／Ｏ変換回路２５は故障診断情報
が付加された伝送信号を光パルスに変換して光ケーブル
３７に送出する。

【００３６】原子炉内に固定配置したガンマサーモメー
タ１０に対する感度校正を実施する場合は、ヒータ制御
部３０からガンマサーモメータ１０の基準となるヒータ
１１にヒータ電流が流される。

【００３７】ヒータ制御部３０は、校正対象となるスト
リングスに対応した校正用ケーブル３１を切替えスイッ
チ３４で選択する。同時にマルチピンコネクタ１２で校
正対象のストリングに切換えを行う。切替えスイッチ３
４で選択されたストリングスに対応するチャンネルの校
正用ケーブル３１に電源３３から電源電圧が供給され、
その校正用ケーブル３１を介して接続されたヒータ１１
に印加電圧に応じた大きさのヒータ電流が流れる。

【００３８】ここで、感度校正を複数の校正点で行う場
合は、図９に示すように段階的に電流値（校正点）の異
なる電流がヒータ１１に流れるようにヒータ制御部３０
からヒータ１１を制御する。電源制御部３５が電源３３
から供給される電源電圧を調整することによりヒータ１
１に流れる電流値を段階的に変化させている。

【００３９】１つのストリングスについて（１チャンネ
ル）、ヒータ１１を使用した校正動作が終了したら、切
替えスイッチ３４によって校正対象を他のチャンネルと
なるストリングスに対応した校正用ケーブル３１に接続
切換えする。

【００４０】図１０はヒータ電流制御及びチャンネル切
換え処理に関するフローチャートを示している。ヒータ
制御部３０のメインＣＰＵ３２は、チャンネルを切り換
えると電源制御部３５に指示を与えて、図９に示す如く
階段状のヒータ電流が流れるようにヒータ１１の電流制
御を実施する。最後の校正点での校正動作が終了した
ら、当該ヒータ１１に対する印加電圧をヒータ電流が０
（Ａ）になるように印加電圧値を０Ｖまで戻す。そして
印加電圧値＝０Ｖの状態でチャンネル切換えを実施す
る。従って、最後の校正点が大きな電流（例えば２．８
Ａ）であれば、大電流が流れているときには切換えは行
われない。チャンネル切換え時のスイッチングによるノ
イズ発生を防止できる。

【００４１】しかも、実施の形態では、ヒータ制御部３
０の校正信号出力部に設けたフィルタ部３６においても
ノイズ低減のためのフィルタ処理を実施している。上記
したチャンネル切換えポイントの制御によってスイッチ
切換えの際のノイズは低減することができるが、校正信
号出力部のフィルタ部３６においてフィルタリング処理
することにより上記処理では除去しきれないノイズ成分
までも確実に除去することができるものとなる。また、
チャンネル切換えポイントの制御によるノイズ低減処理
を行わない場合には、フィルタ部３６にスイッチ切換え
の際に発生するノイズ成分に対応したフィルタ係数を設
定しておくことにより、同様なノイズ低減機能を実現で
きる。

【００４２】ヒータ１１に段階的にレベルの異なる電流
を流して感度校正を行うことは上記した通りであるが、
実際のヒータ温度が校正点として想定した温度に到達し
た後にガンマサーモメータの出力を収集する必要があ
る。

【００４３】この実施の形態では、図１１に示すフロー
チャートに基づいてヒータの電流制御及びデータ収集を
行う。図９に示す例では、あるチャンネルでの最初の校
正点が１．０Ａであり、最初の校正点（１．０Ａ）に対
応した電圧を印加してから時間Ｔ01経過後にヒータ電流
が最初の校正点（１．０Ａ）に到達している。ヒータ１
１に校正点（１．０Ａ）の電流が流れてからヒータ温度
が現実に校正電流に対応した目標温度になるまでの時間
はヒータ１１の温度時定数に依存している。従って、ヒ
ータ電流が最初の校正点に達したらヒータ１１の温度時
定数を考慮した一定時間が経過してからガンマ測定信号
のデータ収集を開始する。データ収集自体はマルチプレ
クサ処理部１３で行われるので、所定の手段でマルチプ
レクサ処理部１３に温度時定数を考慮したデータ収集開
始タイミングを知らせることになる。例えば、温度時定
数を考慮した一定時間が経過した時点でヒータ制御部３
０からマルチプレクサ処理部１３へデータ収集開始タイ
ミング信号を送ることにより知らせる。

【００４４】ヒータ制御部３０は、校正点を切換える度
に上記同様にして当該校正点でのデータ収集開始タイミ
ングをマルチプレクサ処理部１３へ通知して、マルチプ
レクサ処理部１３にヒータ１１の温度時定数を考慮した
データ収集タイミングを与える。

【００４５】データ収集の開始タイミングは時間条件だ
けで決定するのではなく、ヒータ電流の安定性も条件に
加えることができる。又は、ヒータ電流の安定性を監視
することにより、ヒータ電流の安定度に基づいてデータ
収集の開始タイミングを発生することができる。

【００４６】図１２に示すフローチャートはヒータ電流
が安定してからデータ収集を行うようにした例である。
このフローチャートによれば、ヒータ制御部３０で検出
したヒータ電流値を時間微分し、その微分値に基づいて
ヒータ電流の安定性を判断する。ヒータ電流が安定して
いないときは傾きが大きくなるので微分値が大きくな
る。そこで、微分値と所定値ｋとを比較し、微分値≦ｋ
の条件が成立していればヒータ電流が、図９のフラット
な部分（各校正点レベル）に安定したと判断してデータ
収集を開始させる。

【００４７】ヒータ電流が校正点で安定したならば、当
該チャンネルのヒータ１１に対応した各ガンマサーモメ
ータ１０から校正点でのγ線測定信号（校正結果）を収
集する。この校正結果は感度校正データの基準となるデ
ータであるので、種々の要因でガンマサーモメータ１０
の感度を正確に示していない校正結果が含まれていれば
正確な感度校正ができないので取り直しする必要があ
る。

【００４８】実施の形態では、図１３に示すフローチャ
ートに従って信頼性の低い校正結果を除外してデータの
取り直しを実行する。すなわち、現在選択しているチャ
ンネルについて各ガンマサーモメータ１０から各校正点
でのγ線測定信号（校正結果）を収集したら、図１４に
示すように校正結果を表示出力する。例えば、マルチプ
レクサ処理部１３の表示部２６に接続された別置きの表
示器に判断基準のガイドと共に表示する。上限設定値レ
ベルと下限設定値レベルとで挟まれる範囲内に校正結果
が入っていなければデータの取り直しを行うものとす
る。校正結果を採用するか否かの判断は、ガイド（上限
設定値レベルと下限設定値レベル）を参照して人間系で
行うものとする。表示器に表示した校正結果を確認して
採用となれば、チャンネルを変えて校正対象ストリング
スを切り換える。

【００４９】また、ヒータ制御部４０では、校正時にマ
ルチプレクサ処理部１３からガンマサーモメータ１０の
感度校正データを取り込んでヒータの劣化診断に使用す
る。過去の複数回に渡って実施された感度校正における
感度校正データを記憶しておき、又は同様のデータを外
部記憶装置から取り出してきて、メインＣＰＵ３２が、
それらの時系列データに基づいて１本のストリングスに
収納された複数個のガンマサーモメータ１０の信号変化
を調べて、ヒータ１１の健全性を検査する。ガンマサー
モメータ１０の信号変化からヒータ１１の劣化具合を判
断することができる。

【００５０】一方、中操の信号処理部４０では、光ケー
ブル３７を通って送られてくる光信号をＯ／Ｅ変換回路
４４で光／電気変換して電気信号に変換しシステムバス
４２上に出す。信号処理部４０のメインＣＰＵ４１は、
システムバス４２を制御することにより受信データ（中
性子束分布測定データ又は感度校正データ）をメモリ４
３に保存すると共に、所定のデータに関しては外部イン
ターフェース４６を介してプロセス計算機４７へ伝送す
る。

【００５１】中操の信号処理部４０では、マルチプレク
サ処理部１３から受信した中性子束分布測定データ又は
感度校正データを使用して種々の処理を実行している。
信号処理部４０のメインＣＰＵ４１は、マルチプレクサ
処理部１３から伝送信号を受け取ると、該伝送信号に付
加されている故障診断情報を取り出してマルチプレクサ
処理部１３の故障診断を実施する。伝送信号に正常に故
障診断情報が設定されていればマルチプレクサ処理部１
３が正常であると判断し、伝送信号に正常な故障診断情
報が設定されていなければマルチプレクサ処理部１３に
異常が生じていると判断する。マルチプレクサ処理部１
３に異常が生じている場合は、その異常部を待機冗長系
に切り換える。なお、待機冗長系はマルチプレクサ処理
部１３に対して光ケーブル３７を介してスターカップラ
等の光分岐器により接続されている。

【００５２】メモリ４３にはガンマサーモメータ１０の
測定値が格納される。メインＣＰＵ４１は、図１５に示
すフローチャートに基づいてシステムの運用の可否を運
転員に知らせる処理を実行する。すなわち、メモリ４３
からガンマサーモメータ１０のガンマ線測定値を読出し
てガンマサーモメータ１０のガンマ出力値が安定してい
るかどうか判断する。ガンマ出力値が安定していればシ
ステムが運用可能な状態になっていると判断して「シス
テム運用可能」である旨の情報を運転員にアナウンスす
る。また、ガンマ出力値が安定していなければ、システ
ムが運用できないと判断して「システム運用不可」であ
る旨の情報を運転員にアナウンスする。この結果、運転
員はシステムの運用可否情報を取得することができ、シ
ステムが不安定な状態で測定を行うようなミスを防止で
きる。

【００５３】また、信号処理部４０において、メモリ４
３に記憶されたガンマサーモメータ１０の測定データか
らガンマサーモメータ１０及びマルチプレクサ処理部１
３の故障診断を実施して故障した部の切り離しを行う。
例えば、マルチプレクサ処理部１３に接続されているｊ
本の全ガンマサーモメータ１０のうち異常を示している
ガンマサーモメータがｋ本に達したならば、そのマルチ
プレクサ処理部１３を切り離す。又は、マルチプレクサ
処理部１３に接続されている全１０枚のガンマ線信号処
理モジュール１４のうちｎ枚が故障していることを検知
した場合にはそのマルチプレクサ処理部１３を切り離
す。

【００５４】以上のように構成された実施の形態によれ
ば、以下のような効果を奏することができる。（１）炉心内の中性子束の測定に固定式のガンマサーモ
メータ１０を使用したことにより、可動検出器を使用し
ている従来型システムで必要であった駆動部分を原子炉
建屋内から除去することができるので、原子炉建屋内の
保守性を改善でき、原子炉建屋内のスペースファクター
を向上でき、さらに原子炉建屋内に設置される機器の信
頼性を向上できる。（２）大量かつ高速にデータ伝送を行う必要があること
から伝送にＦＤＤＩ等の光伝送を適用し、かつ光信号の
分岐にスターカップラ等の光分岐器を使用したことによ
り、ノイズレスのケーブル接続を実現できる。また、マ
ルチプレクサ処理部から信号処理部への信号伝送に故障
診断機能を持たせることで、待機冗長系を適切に適用す
ることができ、これにより冗長系の数を低減し、システ
ムの信頼性と耐ノイズ性が向上する。（３）原子炉建屋内にマルチプレクサ処理部１３を設置
し、マルチプレクサ処理部１３に持たせたノイズ解析機
能によってノイズ発生検知時にメモリに記憶しておいた
フィルタ周波数データをフィルタの周波数の決定に使用
するようにしたのでシステムの信頼性を向上できる。ま
た、一つの炉内ストリングスに含まれるガンマサーモメ
ータから発するガンマヒーティングによる電圧信号を任
意の１台のマルチプレクサ処理部１３で処理することに
より、原子炉と原子炉建屋内の部との間のケーブルの分
岐数を削減することができ、ケーブル量を削減できる。（４）原子炉建屋内にヒータ制御部３０を設置し、ヒー
タ制御部３０にチャンネル切換えポイントの０電圧制御
機能、データ収集開始時期の検知機能、校正結果の確認
機能を持たせたことによりシステムの信頼性を向上する
ことができる。（５）ガンマヒーティングによる電圧信号をマルチプレ
クサ処理部でデジタル的に処理し、その処理データを光
アイソレータを通してデータ伝送するようにしたので、
配線の簡略化が図られ、保守点検の容易化を図ることが
できる。従来システムでは別置であった保守ツールを信
号処理部と同一盤内に収納することで保守性の向上が図
られている。（６）原子炉内の中性子束分布に固定式で交換不要なガ
ンマサーモメータを使用しているので、従来システムで
可動検出器の走査（差し替え）に要していた走査し時間
を削減することができる。

【００５５】なお、以上の説明ではＤＳＰ２１にノイズ
カットのためのフィルタリング機能を持たせる場合につ
いて説明したが、アナログフィルタで代替することもで
きる。本発明は上記実施形態に限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変形実施可
能である。

【００５６】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、操
作の簡素化及びスペースファクターの向上を実現すると
共に、原子炉建屋内の保守性の向上が図られ、原子炉建
屋内の機器の信頼性の向上を図り得る固定式原子炉内計
装装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る固定式原子炉内計装
装置の全体構成図である。

【図２】図１に示す固定式原子炉内計装装置に備えたマ
ルチプレクサ処理部の構成図である。

【図３】図１に示す固定式原子炉内計装装置に備えた信
号処理部の機能構成を示す図である。

【図４】図１に示す固定式原子炉内計装装置の概略図で
ある。

【図５】従来システムと実施の形態との盤構成を示す図
である。

【図６】図１に示す固定式原子炉内計装装置に備えた信
号処理基板とガンマサーモメータの関係を示す図であ
る。

【図７】マルチプレクサ処理部におけるノイズ解析機能
を実現するフローチャートである。

【図８】マルチプレクサ処理部におけるセンサ劣化診断
機能を実現するフローチャートである。

【図９】階段状のヒータ電流値及びチャンネル切換えポ
イントを示す図である。

【図１０】図１に示す固定式原子炉内計装装置における
ヒータ電流値及びチャンネル切換えのフローチャートで
ある。

【図１１】図１に示す固定式原子炉内計装装置における
ヒータ電流制御及びデータ収集開始指示のフローチャー
トである。

【図１２】図１に示す固定式原子炉内計装装置における
ヒータ電流制御及びデータ収集開始指示の他のフローチ
ャートである。

【図１３】図１に示す固定式原子炉内計装装置における
校正データの更新処理のためのフローチャートである。

【図１４】校正データの更新処理時の表示画面の例を示
す図である。

【図１５】システム運用時におけるガンマ出力の監視処
理のフローチャートである。

【図１６】従来システムである可動式炉内計装装置の構
成図である。

【符号の説明】

１…原子炉圧力容器２…原子炉格納容器１０…ガンマサーモメータ１１…ヒータ１３…マルチプレクサ処理部１４…ガンマ線信号処理モジュール１５…アナログ信号処理モジュール２０…測定用ケーブル２１…ＤＳＰ２２…メモリ３０…ヒータ制御部３１…校正用ケーブル３３…電源４０…信号処理部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者伊藤仁東京都府中市東芝町１番地株式会社東芝府中工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中性子束レベルを検出する検出器と共に
原子炉内に固定した複数の固定式センサにより放射線吸
収による発熱を測定し、前記固定式センサから出力され
る測定信号を使用して原子炉内の中性子束分布測定及び
前記検出器の感度校正を行う固定式原子炉内計装装置で
あり、複数の固定式センサから出力された測定信号を選択的に
取り込んで所定形式の伝送データに変換する複数のマル
チプレクサ処理部と、前記固定式センサの校正のために
前記原子炉内に設置した複数のヒータの温度制御を行う
複数のヒータ制御部とを原子炉建屋内に設け、前記マルチプレクサ処理部から伝送データを受け取り前
記固定式センサの測定信号を監視する信号処理部を前記
原子炉建屋外の中操側に設けたことを特徴とする固定式
原子炉内計装装置。
【請求項２】請求項１記載の固定式原子炉内計装装置
において、複数の前記マルチプレクサ処理部を前記原子炉建屋内に
設置した現場制御盤に配置し、複数の前記ヒータ制御部及びヒータ電源を前記原子炉建
屋内に設置したヒータ制御盤に配置し、前記信号処理部を中操の中央制御盤に配置したことを特
徴とする固定式原子炉内計装装置。
【請求項３】請求項１記載の固定式原子炉内計装装置
において、前記マルチプレクサ処理部は、中性子束データを含む伝
送信号に故障診断情報を付加して前記信号処理部へ伝送
し、前記信号処理部は、前記マルチプレクサ処理部から受取
った伝送信号の故障診断情報をチェックして前記マルチ
プレクサ処理部の故障診断を行うことを特徴とする固定
式原子炉内計装装置。
【請求項４】請求項１記載の固定式原子炉内計装装置
において、前記マルチプレクサ処理部は、固定式センサから選択的
に取り込んだ測定信号をデジタル信号に変換した後、デ
ジタルフィルタ処理してノイズ成分を除去することを特
徴とする固定式原子炉内計装装置。
【請求項５】請求項１記載の固定式原子炉内計装装置
において、前記マルチプレクサ処理部は、原子炉内で対称位置に配
置されている固定式センサの感度データを対比させるこ
とにより当該固定式センサの劣化診断作業を支援するこ
とを固定式原子炉内計装装置。
【請求項６】請求項１記載の固定式原子炉内計装装置
において、前記固定式センサに熱電対を使用し各熱電対を前記検出
器が収納されたストリングス内に固定し、前記熱電対の検出信号を処理する複数の信号処理基板を
前記マルチプレクサ処理部に設け、前記熱電対の検出信
号をストリングス毎に同じ信号処理基板に振り分け、各
信号処理基板において熱電対の冷接点をコモンとしたこ
とを特徴とする固定式原子炉内計装装置。
【請求項７】請求項１記載の固定式原子炉内計装装置
において、前記固定式センサを前記検出器が収納されたストリング
ス内に固定し、１つのストリングスに含まれる全てのも
固定式センサは同一のマルチプレクサ処理部で処理する
ことを特徴とする固定式原子炉内計装装置。
【請求項８】請求項１記載の固定式原子炉内計装装置
において、前記固定式センサの測定信号を前記マルチプレクサ処理
部へ伝送するケーブルと前記ヒータ制御部から前記原子
炉内のヒータに校正信号を送るケーブルとを分離し、前
記測定信号のケーブルを通す測定用ケーブルペネと前記
校正信号のケーブルを通す校正用ケーブルペネとを原子
炉格納容器に別々に設けたことを特徴とする固定式原子
炉内計装装置。
【請求項９】請求項１記載の固定式原子炉内計装装置
において、前記ヒータ制御部は、前記ヒータの印加電圧を０Ｖまで
戻した後にヒータ制御チャンネルを切替えることを特徴
とする固定式原子炉内計装装置。
【請求項１０】請求項１記載の固定式原子炉内計装装
置において、前記ヒータ制御部がヒータ制御チャンネルを切替えてか
ら前記ヒータの温度時定数に基づいて定めた所定時間経
過後に前記固定式センサの測定信号を取り込むことを特
徴とする固定式原子炉内計装装置。
【請求項１１】請求項１記載の固定式原子炉内計装装
置において、前記ヒータ制御部がヒータ制御チャンネルを切替えたな
らば制御対象となる当該ヒータのヒータ電流の電流値が
安定してから前記固定式センサの測定信号を取り込むこ
とを特徴とする固定式原子炉内計装装置。
【請求項１２】請求項１記載の固定式原子炉内計装装
置において、前記ヒータ制御部がヒータ制御チャンネルについて校正
を行い校正結果が得られる度にその校正結果を表示し、
更新指示を受けてからヒータ制御チャンネルを更新する
ことを特徴とする固定式原子炉内計装装置。
【請求項１３】請求項１記載の固定式原子炉内計装装
置において、ストリングスに収納された１つのヒータを当該ストリン
グスに収納された複数の固定式センサの校正用に使用
し、これら複数の固定式センサからの測定信号を使用し
て当該ヒータの健全性を判断する機能を備えたことを特
徴とする固定式原子炉内計装装置。
【請求項１４】請求項１記載の固定式原子炉内計装装
置において、前記ヒータ制御部は、ｋ本のヒータを制御可能で、かつ
その中のｎ本（ｋ＞ｎ）のヒータを同時に制御可能なこ
とを特徴とする固定式原子炉内計装装置。
【請求項１５】請求項１記載の固定式原子炉内計装装
置において、前記ヒータ制御部は、校正信号を出力する出力部に制御
対象チャンネルを切替える際に発生するノイズを除去す
るためのフィルタを設けたことを特徴とする固定式原子
炉内計装装置。
【請求項１６】請求項１記載の固定式原子炉内計装装
置において、前記信号処理部は、前記マルチプレクサ処理部から伝送
されてきた測定データを格納するメモリと、このメモリ
から取り出した測定データに基づいて前記固定式センサ
の出力安定度を判断すると共に固定式センサの出力が安
定していなければシステム運用不可を運転員に知らせる
報知手段とを具備したことを特徴とする固定式原子炉内
計装装置。
【請求項１７】請求項１記載の固定式原子炉内計装装
置において、前記信号処理部は、前記マルチプレクサ処理部から伝送
されてきた測定データに基づいて前記マルチプレクサ処
理部の動作状態を監視し、当該マルチプレクサ処理部に
接続されている固定式センサ中の所定本数以上が異常し
たことを検知したときそのマルチプレクサ処理部を切り
離すことを特徴とする固定式原子炉内計装装置。