JPH10512051A - 不安定状態で原子炉を作動させるための方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 沸騰水型原子炉の過渡的な不安定状態を減衰させるように、振動する中性子束が測定され、また多数の振動周期を越えての第１の限界値の超過後に振動の振幅増大レートが決定される。振幅増大レートに関係して振動する中性子束に対する別の（特に振幅増大レートに関係する）限界値の超過後に、スクラムが必要になる以前に振動を早期に減衰させる種々の安定化ストラテジーからの選択が行われる。安定化措置のハイアラーキ：制御部での出力上昇の阻止、制御された徐々の出力減少“部分的スクラム”による急速な出力減少が可能となる。不安定な状態の監視は、炉心にわたって配分されており、冗長性をもってそれぞれ１つの範囲内の中性子束を測定するセンサのシステムにより行われる。センサはその際に冗長性をもって動作する多数のシステムに作用し、その際に各センサの信号はそれぞれこれらの冗長性をもつシステムのただ１つにおいてのみ有効である。

Description

【発明の詳細な説明】 不安定状態で原子炉を作動させるための方法および装置 本発明は、物理的量（特に出力またはそれと結び付けられる中性子束）の局部 的発振により不安定状態にある沸騰水型原子炉を作動させるための方法に関する 。さらに本発明はこの方法を実施するための装置ならびにこの不安定な炉状態を 監視するための方法および装置に関する。 原子炉の出力を決定する核分裂は、吸収材要素が中性子束を減衰させるために 炉心に入れられることにより制御される。その際に、実際状態を検出するため、 炉心にわたって熱中性子束に対するセンサを有する測定ランスが分配配置されて いる。その際に所望の作動状態に調節するため、同時に減速材としての役割をす る冷却水の流量率もそのつどの状態に適合させなければならない。 この冷却水は液体として下から炉心に流入し、燃料要素を通って流れ、そのな かで部分的に蒸発し、また蒸気／液体混合物として炉心から流出し、それによっ て燃料／減速材比が燃料要素の種々の部分で変化する。しかし同時に流れ条件、 特に液体状の冷却材が燃料要素に流入する一相の流れが液体／蒸気混合物の二相 の流れに移行する個所が変化する。その際高い出力および低い冷却材流量率の際 には不安定な状態が観察され、この相限界が発振運動に陥り、このことが冷却能 力および相限界の運動に反作用を及ぼす減速材密度および出力の脈動を惹起する 。その際燃料要素には著しいピーク値を有する周期的な温度変動が生じ得る。 燃料要素の許容最高出力は主として燃料要素に使用される材料の耐熱性により 制限されている。温度上限を超過するとこれらの材料はその機械的、化学的およ び物理的特性を喪失し、また燃料要素の交換を余儀なくされる不可逆的な変化を 受けるおそれがある。従って、炉内でこの熱‐流体的な出力上限（従ってまた中 性子束の熱‐流体的な限界値Ａ_th）が超過されないように注意しなければならな い。従って炉の運転許可は、限界値を超過する場合に、非常時プログラムに従っ て迅速にすべての制御棒が挿入され相応の冷却能力に調整される炉の緊急停止（ いわゆる“スクラム”）が行われることを予定している。 このようなスクラムの後に炉は運転開始プログラムに従って再び始動しなけれ ばならないので、炉運転のかなりの擾乱が存在する。さらに熱‐流体的な限界値 を何回もまたはより長時間にわたり超過するときには、安全上の理由から燃料要 素を交換しなければならない。 従って、このような不安定な状態をできるだけ早期に検出し、またこれらの出 力脈動が熱‐流体的な限界値の付近に達する前に減衰させるように努められる。 これらの脈動は常に約０．３と０．７Ｈｚとの間の周波数範囲内で生じ、また 極めて一定な周波数を有することが判明している。それに基づいて、ヨーロッパ 特許出願公開第0496551 号明細書に記載されている原子炉の出力変動幅を監視す るための方法が構成されている。 その際に、中性子束が物理的量の局部的振動により惹起される不安定な状態に 対する測定量として使用され、またこの中性子束測定のために前記の測定ランス （“局部的パワー‐レンジ‐モニタ‐ストリングス”＝ＬＰＲＭストリングス） が利用される。このようなランスはそれぞれ通常４つのセンサを含んでおり、そ れらの信号がいずれにせよ出力制御のために観察され、爾後処理され、かつ文書 化される。 その際にこれらの４つのセンサの各々は各々の測定ランスにおいて使用され、 その際に２つのセンサは第１の監視システムに、残りの２つの両センサは冗長な 第２の監視システムに対応付けられている。その際に各々の監視システムは２つ の監視チャネルを含んでおり、その際に１つの測定ランスのセンサ信号は他の監 視チャネルに対応付けられている。その際にシステムの両監視チャネルは個々の 範囲（“監視セル”）への原子炉の相い異なる分割に基礎をおいており、その際 に各々のセルは相応の範囲信号を形成するため４つの測定ランスにより制限され ている。炉心内の測定ランスの位置（炉心の内部または炉心の縁部）に応じて各 々の監視チャネルにおいて１つのセンサ信号が２つ、３つまたは４つのセルに属 する。センサ信号のこの多重使用により、実際上各個の燃料要素の状態が個々の セルのセンサ信号に与えるその影響により監視かつ識別されるようにしなけれな ければならない。そのために、システムにおいて、両監視チャネルが反応すると きにのみ警報が発せられるように構成されている。警報のためには、それが両シ ステムの１つから発せられれば確かに十分であるが、それによりただ１つの簡単 な冗長性が与えられている。 別の欠点は、１つの測定ランスの誤測定または完全な故障に実質上すべての監 視チャネルが関係し、その際にたとえば測定ランスの縁位置において同時に多数 のセルがもはや正常に監視されない事態に至り得ることにある。 個々のセル（範囲）の状態は、先ずプローシビリティコントロールにおいて、 個々のセンサ信号が特定の下限値を上回りかつ正常に動作するかどうかが監視さ れることにより監視される。センサに欠陥があるとこのセルに属する信号は以後 評価されない。１つの範囲のすべてのセンサ信号の加算により、現在の範囲信号 が形成されるが、この信号は（たとえば誤測定により）プローシビリティ監視が 、範囲信号が予め定められた最小値に達しないことを明らかにするときには、抑 制される。範囲信号は次いでフィルタされ、また振動の周期よりも大きい時定数 を有する時間的平均値に関係付けられ、こうして、その範囲の現在の出力が平均 値の上下何パーセントに位置するかを示す相対的な現在の範囲信号が生ずる。 この現在の値が出力限界（たとえば１２０％）を上回ると、たとえば振動を生 ずることなしに制御により定められる新しい作動状熊への非周期的な過渡的移行 のみを表す一回の移行状態（いわゆる“過渡状態”）であるかどうかが検査され る。この場合には、それは０．３と０．７Ｈｚとの間の周波数帯域内の臨界的な 振動ではなく、従って、熱‐流体的な限界値Ａ_thの付近に位置する限界値Ａ_max に到達していないかぎり、介入は行われない。 臨界的な振動を検出するためには、むしろこの臨界的な周波数帯域に相応する 時間間隔で限界値Ａ_oを上回った後に振動の生起に対して必要な相応の限界値（ たとえば８０％）を下回ったかどうかも検査される。このようにして振動に相応 して、中性子束の上側極値に下側極値が続くことが確認されると、さらに、この 下側極値に再び上側極値が続くかどうか、またこの後続の上側極値が予め定めら れた係数（たとえば１．３）だけ最初に検出された極値の上にある警報値を上回 るかどうかが検査される。この場合には、既にこの振動周期の後に、Ａ_thを上回 りそうな増大する振動が推定され、まだ値Ａ_maxが到達される前にスクラムが開 始される。 本発明に関して既にここで指摘しておきたいことは、従来の技術では、予め定 められた係数（ここでは１．３）の上にある速度で振動が増大するかどうかは確 かに監視されるが、極値の増大（“振動増大レート”）自体は測定されないこと である。またこの係数（１．３）は、最初に検出された極値に関するかぎりは確 かに相対的であるが、この係数は振動増大レートには無関係である。 さらに、検出された極値の時間的間隔が０．３と０．７Ｈｚとの間の臨界的な 周波数帯域に相応するかどうかは確かに検査されるが、実際に先に検出された上 側の極値（Ａ_n-1、時点Ｔ_n-1）およびいま検出された下側の極値（Ａ_n、時点Ｔ_n ）により与えられている等しい時間間隔ＤＴ_nでこの時点Ｔ_nの後に実際にすぐ次 の極値Ａ_n+1が続くかどうかは検査されないことが指摘される。原子炉の制御お よび監視に携わる当業者はセンサ信号を監視しかつ文書化するための通常の技術 を知っており、従って容易に極値Ａ_n-1、Ａ_n、Ａ_n+1、…を検出するだけでなく 、これらの極値が生起する時点Ｔ_n-1、Ｔ_n、Ｔ_n+1、…をも検出する立場にあろ う。従って、容易に、時間間隔ＤＴ_n＝Ｔ_n−Ｔ_n-1が著しく（たとえば０．１秒 ）時間間隔ＤＴ_n+1＝Ｔ_n+1−Ｔ_nから偏差するならば、相応の範囲信号が抑制さ れ得よう。しかしヨーロッパ特許出願公開第 0496551号明細書はこれに関してな んらの指摘も含んでいない。 それ故この従来の技術では、（測定されない）振動増大レートが設定された係 数（１．３）の下にある振動の際には、とりあえず注意を払われず、むしろその 極値が限界値Ａ_maxを上回るときに初めて原子炉運転への介入に通ずる。迅速に 増大する振動だけが、この特に臨界的な状態が既に早期に検出され、また適切な 措置が講じられることに通ずる。明らかに、ゆっくり増大する振動が自ずから再 び減衰し、また通常はスクラムを必要としないことを前提としている。 すなわち、対策としてこの従来の技術は単に、振動を実際上すべての制御棒の 急速な挿入（全スクラム）により減衰させるという措置を講じるものである。す なわち、このストラテジーはスクラムのほかに振動を減衰させるための別の措置 が講じられておらず、また炉運転へのかなりの介入となるスクラムの確率を減じ もしない。むしろ強く増大する振動が存在する場合には、減衰が早期にのみ（す なわちＡ_maxの下で）行われる。それにより燃料要素の熱的負荷のみが減ぜられ る。 しかし、本発明の課題は、このような振動を一層良好に検出し、また振動をで きるだけ減衰させ、スクラムがもはや開始されなくてよいように、すなわち炉運 転への干渉なしに、またはできるだけ擾乱のわずかな干渉で間に合うようにする ことにある。その際に、臨界的状態の適当なできるだけ擾乱に対して確実な監視 も本発明の課題に属する。 本発明によれば、炉心の複数の範囲内の物理的量（すなわち前記の熱‐流体的 に条件付けられる振動が対象であるかぎり中性子束）の測定により、そのつどの 範囲に対応付けられている局部的な測定値が形成される。付属の監視規範を有す る警報段のハイアラーキのもとに、測定値の監視により現在の警報段、すなわち その監視規範が予め定められた最小数の範囲で測定値により満たされている最高 の警報段が形成される。（その際に監視規範は多くの個々の条件、たとえば振幅 および極値の振幅増大レートに対する特別の限界値を上回ることから成っていて もよい。）現在の警報段に相応して次いで安定化ストラテジーが開始される。低 い階層の警報段に属する安定化ストラテジーとして、原子炉の作動中の制御およ び調節に、原子炉出力の作動上の上昇の際に予定されているような制御棒の除去 を阻止するようにのみ干渉するように計画されている。原子炉のオペレータによ り次いで原子炉の出力が高められずに、むしろ不変のまたは減少する出力への原 子炉の制御に相応するような制御命令のみが原子炉制御に有効になる。少なくと も１つのより高い階層の警報段では安定化ストラテジーとして、より多くの制御 棒を原子炉出力の減少の意味で炉心に挿入すること（警報段Ｉ）が予定されてい る。少なくとも２つのより高い階層の警報段（警報段IIおよび警報段III）が予 定されており、その際に警報段IIでは全数の一部分に相応する複数個の制御棒の みがゆっくりと、また出力の作動上の減少に相応するように炉心に挿入される（ すなわちたといたとえばそれ自体はより高い出力の消費がより高い原子炉出力を 要求し、またオペレータが原子炉出力を高めたいとしても、原子炉制御は出力作 動上の減少を行う）。第２のより高い階層の警報段（警報段III）では、原子炉 のトータルな緊急停止（トータルスクラム）の際と類似して、制御棒が急速に挿 入されるが、同様に制御棒は全部ではなく一部分のみが挿入される（部分スクラ ム）。 トータルスクラムはその場合もはや必要でないが、オプションとして、スクラム を開始させる警報段IVを予定することができる。 特に測定値の監視の際には、たとい既に振動の徴候が現れるとしても原子炉が とりあえず不変に引き続いて作動させられるように、振動の少なくとも２つの周 期が評価される。 炉心に生じている物理的量の振動により不安定である原子炉を作動させるため の方法では、さらに、物理的量の測定により振動の振幅増大レートを表す測定値 が（場合によっては他の測定値とともに）形成される。この測定値に関係して、 不安定を減衰させるために安定化ストラテジーが開始されるか、または原子炉が 作動中に入力された測定値に従ってとりあえず引き続いて作動させられるかどう かの決定が行われる。特にその際に原子炉は少なくとも２つの振動周期にわたる 振幅増大レートの測定の間は、測定値がトータルスクラムの開始のために予定さ れている限界値に達しないかぎり、原子炉制御に干渉されることなしに、引き続 いて作動させられる。こうしてたとえば、振動振幅に対する限界値Ａ_maxを上回 る際にスクラムが、前記の警報段IVに相応して、高い振幅増大レートの際だけは 開始されるが、低い振幅増大レートの際には、このように弱く増大する振幅の際 には、後になって初めて開始されるスクラム（振動がその後になお自ずから減衰 しない場合）が、Ａ_thの到達前に有効になるためになお十分な時間を有するので 、原子炉がなおより高い振幅で作動させられることが達成される。 この方法において、振動する物理的量の極値に対して振幅増大レートに関係す るしきい値が予め定められ、また極値がこのしきい値を上回るときに安定化スト ラテジーが開始されることは好ましい。しかし、振幅増大レートに対してしきい 値が予め定められてもよく、その際には振幅増大レートがこのしきい値を上回る ときに安定化ストラテジーが開始される。類似の変形例では、振幅増大レートに 関係する振動周期の数が、物理的量の振動がこれらの振動周期の継続時間を越え て持続するときに初めて安定化ストラテジーを開始するために予め定められる。 その際に多くの安定化ストラテジーが用意され、そのなかで開始すべき安定化 ストラテジーが振幅増大レートに関係して選ばれるようにすると有利である。 原子炉の不安定な状態を監視するため、本発明によれば、原子炉の複数の範囲 にそれぞれ物理的量を測定するための多数のセンサを配置することができ、その 際にセンサの出力信号は数Ｍ_pの範囲チャネルにまとめられており、また各範囲 チャネルにそれぞれ１つの範囲およびそのなかに配置されているセンサが範囲信 号を発生するために対応付けられている。範囲信号は次いで数Ｐのシステムチャ ネルにまとめられており、その際にそれぞれ多数の範囲チャネルが、システム信 号を発生するシステムチャネルに対応付けられている。システム信号は最後に、 最終信号を発生する最終チャネルに対応付けられている。その際監視段および選 択段によって多数の振動周期にわたって少なくとも予め定められた数Ｎ_pのシス テムチャネルにおいて、一層詳細にはこのシステムの範囲チャネルの間の最小数 Ｎ_mpで監視規範が満たされているならば直ちに、警報信号が最終信号にセットさ れる。その際に各センサの出力信号は最大で範囲信号に影響し、また各範囲信号 は最大でシステム信号に影響する。システムチャネルの範囲信号はそれぞれ、こ のような範囲に隣接する範囲が、出力信号を他のシステムチャネルの範囲チャネ ルに対応付けられているセンサを含んでいるように炉心の断面にわたり分配され ている範囲に位置しているセンサの出力信号から形成される。 多重評価および範囲オーバーラップのこの省略により確かにもはや各個の燃料 要素はヨーロッパ特許出願公開第 0496551号明細書によるように正確に監視され ないが、不安定な状態を有する経験およびモデル計算により、原子炉の常により 大きな部分、しかし絶縁されていない燃料要素が振動に入ること、すなわち測定 値検出の細分解が必要でないことが示されている。さらに測定値検出の擾乱安定 性が高まる。 局部的な振動により不安定な原子炉の状態を監視するため、または原子炉を相 応に作動させるため、本発明によれば、システム選択段と、数Ｐの範囲選択段と 、各範囲選択段に対して数Ｍ_pの範囲監視段と、各範囲監視段に対して、炉心の 範囲に配置されており、この範囲監視段に対応付けられている多数のセンサを有 するセンサ段とを含んでいる装置が用いられる。その際にこの装置はそれぞれ範 囲監視段に対応付けられているセンサが範囲信号にまとめられている物理的量に 対する測定信号を供給し、また各範囲信号がセンサに対応付けられている範囲監 視段で監視規範に従って監視され、その際に各範囲監視段が範囲監視信号を含ん で いる範囲信号を供給するように構成されている。各範囲監視信号は少なくとも１ つの範囲選択段に与えられており、この範囲選択段が予め定められた最小数の範 囲監視信号からシステム監視信号を形成する。各システム監視信号は次いでシス テム選択段に供給されている。このシステム選択段が予め定められた最小数のシ ステム監視段によって最終監視信号を供給する。 その際に本発明は、局部的な振動により不安定な原子炉の状態を監視するため の装置であって、炉心の多数の範囲にそれぞれ物理的量を測定するための多数の センサが配置されており、また１つの範囲の多数のセンサの出力信号がそれぞれ 対応付けられている範囲信号にまとめられている装置を含んでいる。各範囲信号 に評価段が対応付けられており、この評価段が範囲信号で（特に多数の振動周期 を越えての）物理的量の極値の生起を検出し、また一定の周波数および相応の継 続時間の振動の際にこの範囲内の極値の振幅増大レートを求める。評価段に少な くとも１つの監視段が対応付けられており、この監視段が、少なくとも予め定め られた数の範囲で極値が求められた振幅増大レートに関係する局部的な監視規範 を満たすと直ちに、警報信号をセットする。 用意された安定化規範を顧慮して、局部的な振動を監視するための装置は、炉 心の多数の範囲に配置されている物理的量の測定のためのセンサを含んでおり、 またその際に１つの範囲の多数のセンサの出力信号は対応付けられている範囲信 号にまとめられている。各範囲信号に次いで評価段が対応付けられており、この 評価段が範囲信号で一定の周波数の振動の生起を検出する。評価段に最終監視段 が対応付けられており、この最終監視段が警報段のハイアラーキから、少なくと も予め定められた数の範囲信号で検出された振動に対する予め定められた監視規 範に従って警報段を選ぶ。最終監視段はその際に選ばれた警報段に相応して、警 報段に相応する安定化ストラテジーを開始するための緊急命令が発せられる時点 （または少なくともこの時点に対する規範）を定める。この時点はたとえば、安 定化措置の開始前に待たれる振動周期の数により予め定められる。しかしそれは 、目下の実際値（たとえば振幅増大レートの実際値）に関係して、監視される実 際値（たとえば振幅）が次いでこの予め定められた限界値を上回るその後の時点 で安定化措置の開始に通ずる限界値（たとえば振幅に対する限界値）が定められ る ことによっても定めることができる。 本発明の実施例における上記および他の特別な特徴は独立および従属請求項に 記載されており、その際に方法と関連して説明される特徴の多くは装置にも当て はまる（およびその逆）。 以下、１１の図面および多数の実施例により本発明を一層詳細に説明する。 図１は沸騰水型原子炉の炉心に配置されている燃料要素および測定ランス、な らびに監視範囲および監視システムへのそれらの対応付けの概要、 図２は１つの範囲を監視するための４つのセンサを有する測定ランスおよびこ の範囲に対応付けられている範囲チャネル内のこれらのセンサに対応付けられて いるセンサ段、 図３はこの範囲チャネル内の評価ユニットおよび監視ユニット、 図４は種々の範囲および範囲チャネルで発生される範囲信号のシステム内の分 配、各システムに存在する範囲選択段ならびに警報最終信号を発生するためのシ ステム選択段、 図５は中性子束の測定値内の臨界的な振動およびスクラムの際のその減衰、 図６はそれぞれ、熱‐流体的限界値Ａ_thに到達するまでの、他の振幅増大レー トにより減衰されずに増大する中性子束の振幅値、 図７は振幅増大レートＤＡと許容最高値Ａ_maxの到達までに利用できる振動周 期との間の関連、 図８は安定化ストラテジーにより不十分に減衰された振動の場合の種々の振幅 増大レートにおいて生ずる振幅、 図９は本発明の好ましい実施例に従って比較的弱く生ずる振動を有する原子炉 の作動の際の極値（振幅）の経過、 図１０は速く生ずる振動の際の相応の経過、 図１１は好ましい実施例における範囲監視段を示す図である。 図１は正方形の燃料要素２が碁盤目状に密に並び合って立っている炉心１の横 断面の概要を示す。周辺範囲を例外として、それぞれ４つのこのような燃料要素 が正方形を形成しており、それぞれ単一のコーナーにのみ符号（１）、（２）… （２８）を付されている測定ランスの１つが配置されている。このような測定ラ ンスは通常、それぞれ４つの燃料要素から成る４つの互いに隣接している正方形 の共通のコーナーに配置されている。これらの測定ランスの信号を評価するため 、同様に周辺範囲を例外としてそれぞれ４つのこのような正方形が１つの“範囲 ”（たとえば相い異なるハッチングを施されている隣接する範囲２′、２′′） にまとめられており、こうして碁盤目状に炉心のほぼすべての範囲を包括してい る。各測定ランス（図２中の位置３）はそれぞれジャケット管内に重なり合って 配置されている４つのセンサ４ａ、４ｂ、４ｃおよび４ｄを含んでいるので、測 定ランス（１）…（２８）の相応の測定導管６を介してそれぞれ４つのセンサ信 号が炉心を監視するためのすべての装置に供給される。これらの測定導管６の各 々はこうして１つの範囲に対応付けられているセンサ信号を導く。 図１中でそれぞれ１つの範囲に対応付けられている個々の測定ランスは文字Ａ 、Ｂ、ＣおよびＤの１つを付されており、その際にこれらの文字は全体でｐの監 視システム（ここではｐ＝４）のうちの１つのシステムへの相応の測定ランスお よびそれらのセンサ信号の対応付けを示す。これらの監視システムは冗長性をも って動作し、またそれぞれ固有の監視信号および場合によっては警報信号を供給 し、その際にこれらの信号はシステム選択において初めて最終監視信号または最 終警報信号に処理される。 炉心を監視する相応のモニタは、それぞれ互いに独立しているシステムのみを 含んでおり（センサ信号は２つ以上のシステムでは処理されない）、またそれら により監視される範囲は重なっていない。測定ランスの故障の際には１６の燃料 要素から成る範囲全体は確かにもはや監視されないが、それにより冗長性をもっ て動作するシステムのみが影響され、他のシステムはこの故障により阻害されな い。隣接する範囲のセンサはその際に常に相い異なるシステムに対応付けられて いる。これらの原理は炉心の他の構成（たとえばより大きい炉心）および測定ラ ンスの他の構成（たとえば２８の代わりに３４の測定ランス）の際にも維持され ている。 上記の場合には２８の測定ランスが各７つの範囲を有するシステムに分配され ている（一般的には任意の範囲がｍを、またシステムｐの範囲の全数がＭ_pを付 されている。たとえばすべてのシステムに対してＭ_p＝７が当てはまる）。その 際にこの対応付けではすべての範囲がそれぞれ等しい数（すなわち４つ）のセン サ信号を包括し、他方において一般的な場合には個々の範囲に対してセンサ信号 の数が相い異なっていてもよい。このことはなかんずく、各センサが最大で１つ の個々のシステムに対応付けられている上記の“リニアな”対応付けが行われな いときに、考慮に入れることができる。 各センサ信号はその範囲チャネルでとりあえず選択段８によってプローシビリ ティコントロールを受け、その際にとりあえず前記のヨーロッパ特許出願公開第 0496551 号明細書でも行われているように、センサの正常な動作範囲外にあるセ ンサ信号が除去される。しかしこの公知の技術と異なって、正常に動作するセン サの残留する出力信号から最小数（ここでは２つ）の出力信号、一層詳細には一 般に利用される最下位のセンサの出力信号のみが選ばれる。すなわち一般的にリ ニアに重なり合って配置されているセンサの信号はわずかしか相い異なっておら ず、また特にこれらの信号は実際上位相ずれなしに、この範囲内の局部的な出力 脈動に帰すべき等しい時間的経過を示す。従って、センサは原理的に互いに交換 され得る。しかし、最下位のセンサ（図２中の４ａおよび４ａ）を顧慮すること はわずかな利点を与える。なぜならば、高い出力および低い冷却材流量の臨界的 範囲内で中性子束は燃料要素の下側範囲で上側範囲よりも際立った振動を行う、 すなわち振動の相応の極値（振幅）がより明らかに検出可能であるからである。 特に、センサ信号を供給されるこの選択段８の前にセンサ信号に対するアナロ グフィルタ９′を接続することができ、その際に爾後処理のためにレリーズされ る両センサ信号の選択は“２‐アウト‐オブ‐４”選択段１０により行われる。 これは同時にアナログ入力信号をディジタル出力信号に変換する役割もできるの で、前段に接続されているアナログフィルタ９′の代わりにディジタルフィルタ ９を後段に接続することもできる。さらに、このフィルタ９において、相応の範 囲内の中性子束に対する個々のセンサのばらつきを平均化した瞬時値を得るため に、選択段８の両出力信号の加算も行われる。これは前記ヨーロッパ特許出願公 開第 0496551号明細書の個々の“セル”内のセンサ信号の加算に相応するが、そ の際にこの公知の技術では相応の“信号セル”が他の範囲の監視の際および他の システムの中でも使用されるセンサ信号により形成される。 続いて正規化ユニットにおいてフィルタ９の出力端における現在の信号Ａ（ｔ ）から、たとえばこの範囲の平均信号レベルＡ^*に正規化され得る現在の測定値 Ａ（ｔ）−Ａ^*が形成される。この平均レベルは、従来技術で説明されているよ うに、積分器１０により、比較的長い積分時間にわたって検出された信号Ａ（ｔ ）が積分されることによって形成される。この正規化は交互に正および負の測定 値を与えるので、振動振幅が零点のまわりに対称に位置しており、また容易に検 出可能である。しかし、ディジタル信号処理は大きな費用なしに他の正規化また は非正規化信号Ｓにおいてもそれぞれ半周期の振幅を検出することを可能にし、 その際に限界値が相対値の代わりに絶対値として予め定められると有利である。 続いて、信号Ｓのその後の処理は、それが正常な信号ノイズに対する限界値Ａ_o の下に位置しており、従ってまた振動に対応付けられるであろう極値（“ピー ク”または“振幅”）の決定が可能でない間は、抑制される（しきい値要素１１ ）。 図３によれば、システムｐの範囲チャネルは評価段１２を含んでおり、先ず第 １の計算段で、最初に上昇してノイズ限界Ａ_oの上にある信号値Ｓが極値Ａ_nまで 上昇しまた再び低下する（正のピークの）時点Ｔ_nが記録される。代替的に、ま たは好ましくは追加的に、ピークＡ_nおよびその時点Ｔ_nとして負のピーク、すな わち信号Ｓの最初に低下し次いで上昇する（負の）値により形成されるノイズ限 界Ａ_oを越えて位置している極値も検出することができる。この極値検出段１３ の後に別のプローシビリティ監視段１４が接続されており、これはたとえば前記 ヨーロッパ特許出願公開第 0496551号明細書に記載されているように、また極値 検出段１３で検出可能な現在検出された時点Ｔ_nと先に検出された時点Ｔ_n-1との 間の時間間隔ＤＴ_nが０．３と０．７Ｈｚとの間の臨界的な周波数帯に位置して いる振動に相応し得るかどうかを検査するように構成されている。別の評価要素 １５は有利には追加的に、検出された時間間隔ＤＴ_nが先に検出された時間間隔 ＤＴ_n-1と実際上合致するか否かを検査する。この検査の結果が否であれば、検 出されたピークは、実際上減衰されておらずまた危険な極値まで増大し得るであ ろう振動の振幅ではない。最後に求められたピークＡ_nのその後の評価はその場 合に抑制される。それに対して、振動する量の振幅に対応付けられる値であれば 、相応の確認信号により後続の計算要素１６が能動化され、この計算要素が最 後に求められたピークからその“振幅増大レート”ＤＡ＝（｜Ａ_n｜−｜Ａ_n-1｜ ）／Ｔ_n−Ｔ_n-1を求める。そのつどの信号値Ｓが数学的に量Ｓ（ｔ）・ｃｏｓΩ Ｔにより記述できるならば、この振幅増大レートは微分比ｄＳ（ｔ）／ｄｔに相 応する。それはたとえば正および負の極値の評価の際にそれぞれ振動の半周期の 後の極値の増大を示す。 監視ユニット１７（“チェッキング”）でいま監視要素１８が予め定められた （後で一層詳細に説明される）監視規範に従って、たとえば状態“０”の２値信 号として監視規範に相応する危険な振動が存在しないことを示す信号を形成し、 他方において相応の監視信号の状態“１”は警報（ポジション１９）を発する。 この警報信号は、たとえば監視規範が応答した範囲を識別する他の情報と一緒に 指示ユニットに出力され、および／またはメモリに経過の文書化のために格納さ れる。 範囲チャネルｍのこの構成は有利には、図４中に左上にシステムｐ＝１の全数 Ｍ1 の範囲から成る各範囲に対する領域“システム１”内に、また右にシステム ｐ＝Ｐのすべての範囲（全数Ｍｐ）に対する領域“システムＰ”内に示されてい るように、各々の範囲チャネルで行われている。 （たとえば要素１９に入力される）リニアな警報範囲信号は範囲チャネルの数 Ｍｐに相応してＭｐ倍の２値信号を表し、それから範囲選択段２０内で、このシ ステムの少なくとも１つの数Ｎ_mpの範囲で警報に相応するビットがセットされた ことを指示するため、Ｎ_mp倍の２値信号が形成される。 図４では相応の警報‐範囲信号がいったん光学的警報段２１にまとめられ、そ の際にＮ_m＝１が選ばれている。すなわち、光学的警報段２１は、少なくとも１ つの範囲チャネルに警報に相応するビットがセットされていると直ちに、レリー ズされる。従って各システムはＮ_mp＝１が予め定められている選択要素、すなわ ちここでは“１‐アウト‐オブ‐７”選択段２２（たとえばディジタル評価の際 にはオア要素）を含んでおり、また光学的警報段２１をセットし、他方において 第２の選択要素２３にはＮ_mp＝２がセットされる。すなわち、それは“２‐アウ ト‐オブ‐７”選択段である。すなわち、処理エラーによる誤警報を排除するた め、システムの少なくとも２つの範囲内でそれぞれ監視規範が満たされていると きに初めて、相応の警報ビットが範囲信号にセットされるべきである。 最終段２４においていま、それぞれ全数Ｐのシステムから少なくとも１つの最 小数Ｎ_pのシステムがセットされた警報信号を含んでいるときに警報‐最終信号 をセットするシステム選択が行わる。このシステム選択はこの場合にＮ_p＝１に 設定された“１‐アウト‐オブ‐４”回路２５から成っており、この回路は警報 信号（ポジション２６）を発し、この信号はディスプレイ２７に光学的に指示さ れ、またシステムの１つにおいて臨界的な振動が発見されたことを示す。Ｎ_p＝ ２に設定された“２‐アウト‐オブ‐４”選択段２８は警報（ポジション２７′ ）をセットし、この警報は一方ではディスプレイ２７に同じく指示され、また原 子炉の制御（ポジション２９）に作用し、またそこでメモリ２９′内に相応のプ ログラムとして格納されている安定化ストラテジーをレリーズする。 一般に各システムにおいで図２および図３に示されている範囲チャネルの処理 要素は固有の電圧供給、中央プロセッサユニット、３２のアナログ入力信号に対 する入力モジュールおよび３２のディジタル出力信号に対する相応の出力モジュ ールを有する中央計算機により実現され得る。中央計算機は３２ＭＨｚの動作周 波数において計算機の３２ビット入力に含まれている２８のセンサ信号の並列処 理により約５０％に負荷されている。入力信号に対する有利なサンプリングレー トは５０Ｈｚまたはそれ以上、しかし少なくとも２０Ｈｚである。センサ信号に 対する通常の処理要素はシステムのプロセッサユニットに対して十分な調節余地 を提供する。 これらのシステム‐プロセッサの出力信号は市販品のマイクロコンピュータに 接続することができ、そのなかで受信された範囲信号が処理かつ記憶される。こ のプロセッサは、システム選択を行い、また予め定められたストラテジーに従っ て、原子炉制御においてそのつどの安定化措置を実行するために必要な信号を供 給するために必要なプログラムをも含んでいる。接続線としては有利にはガラス ファイバが使用される。 安定化措置を説明するため、図５には、実際の状況に相応する尺度を考慮に入 れずに、相対的な範囲測定調節Ｓの経過が仮定されており、そのノイズ限界Ａ_o を越えている値から、この振動が限界値Ａ_limを上回るならば、振幅増大レート ＤＡが決定される。その際に、振幅の予め定められた最大値Ａ_maxを上回った後 にトータルスクラムが開始され、その十分な有効性までに数Ｎ′（ここではＮ′ ＝２）の振動周期が必要とされ、他方において、相対的な測定値Ｓの振幅がＡ_{li m} とＡ_maxとの間の範囲を通過するまでに、ただ１つの数Ｎ（説明のためにここで はＮ＝３が仮定されるが、実際にはＮはそれよりもはるかに大きい）の振動周期 が過ぎ去る極端な場合が仮定されている。 図５中に曲線３０により示されている極端な場合に図６の曲線３０が相応し、 その際にこの図６中には、振幅増大レートＤＡがそれぞれ係数１／２、１／３、 １／４および１／５だけ小さい別の曲線３４、３３、３２および３１が示されて いる。図６からわかるように、これらの振幅増大レートでは、限界値Ａ_maxを上 回る際にレリーズされたスクラムはまだ必要でなく、それどころかスクラムの有 効性に対して必要な時間または振動周期ＤＴの数Ｎ′が原子炉を曲線３２、３３ …と曲線Ｆ（Ａ４）との交点により与えられる特定の数Ｎの周期にわたって引き 続いて作動させることを許す。振幅が限界値Ａ_limを上回る際になお曲線３２よ りも弱く増大する振動に対しては、このような弱く振幅増大する過渡的な移行が ひとりでに振幅減少するので、原子炉作動に先の見通しとしては、相応の曲線と 限界曲線３５との交点から与えられる数Ｎの作動周期に対して干渉されなくてよ いことが仮定される。上限値Ａ４はその際に、不変に増大する振幅の際にもなお スクラムが開始されることを保証する。その有効性に対してなお数Ｎ′＝２の振 動周期が利用され得る。 図７中には、振幅増大レートＤＡと、限界値Ａ_maxを上回った後になお１つの スクラムの開始前に利用され得る周期継続Ｎとの間の、曲線Ｆ（Ａ４）により与 えられている関係が相応の限界曲線Ｆ（ＤＡ）として示されている。このような 曲線は、十分な安全余裕を考慮に入れて、過渡的な状態での原子炉の挙動に対す るモデル計算から、またこのようなモデル計算と実際に観測された原子炉状態と の比較から求められ、またたとえば特性曲線としてメモリに格納される。その場 合、相応の値Ｎ（曲線３１、３２、３３、３４に対する値、すなわちＮ１、Ｎ２ 、Ｎ３、Ｎ４）を取り出すために、限界値Ａ_limを上回る際にそれぞれ検出され た振幅増大レートを利用すれば十分である。振幅値Ａ_maxを上回る際には、各確 認 信号（図３）によりダウンカウントされるカウンタが相応の値Ｎにセットされる 。原子炉作動はその場合に、カウンタ状態が零にダウンカウントされていないか ぎり、トータルスクラムにより中断される必要はない。またその場合にトータル スクラムは、振幅限界値Ａ４が到達されているときに初めて開始される必要があ る。しかし通常はこの時間内で振動が自ずから既に減衰され、また再び振幅減少 し、このことは特に、限界値Ａ_maxを上回る際に、出力上昇に、従ってまたその 後の過渡的な振動の励起に通じ得るであろう作動状態の変更が制御において行わ れることを阻止する警報信号がセットされることにより確かめられる。すなわち 、この変形零では限界値Ａ_maxを上回る際にのみ、低い階層の警報段に相応し、 また、図７中に与えられている曲線および／または限界値Ａ４を上回ることによ りトータルスクラムを有する最高階層の警報段が存在しないかぎり、原子炉作動 の中断、特にスクラムを必要としない安定化ストラテジーのみがとり続けられる 。 しかし、各々の値ＤＡに対してスクラムの前になお利用可能な相応の時間（周 期数Ｎ）を求める特性曲線が省略され、その代わりに振幅増大レートＤＡが相応 の限界値報知器により、図７中にＤＡ１、ＤＡ２、ＤＡ３およびＤＡ４により示 されているように、特定の限界値の上回りに関して監視されてもよい。すなわち たとえば、限界値ＤＡ１の下側にある振幅増大レートが存在するならば、まだど んな種類の安全措置も必要とせずに、すなわち原子炉制御への特別な干渉を有す る安定化ストラテジーを必要とせずに、相応の周期数Ｎ１が待たれる。限界値Ｄ Ａ１とＤＡ２との間の半導体チップ内（警報段Ｉ）では、たとえば、原子炉作動 を数Ｎ２の振動周期の間は継続させるように計画されていてよく、その際に原子 炉が出力を高められた作動状態に制御されることを阻止すると有利である。警報 段IIでは、この原子炉作動の継続時間が数Ｎ３の原子炉周期に制限される。その 際に、減衰を改善するため、制御棒の一部を徐々に炉のなかに挿入するように計 画してもよく、このことは、原子炉により低い出力が要求されるときに作動中に 計画されているように、原子炉出力の低下に相応する。振幅増大レートに対する 限界値ＤＡ３およびＤＡ４は、原子炉がなお数Ｎ４の周期を引き続いて作動し得 る警報段IIIを決定し、その際にさらに、ここで吸収体棒の一部を迅速に挿入す る（“部分的スクラム”と呼ばれる）ように計画されていてよい。その場合、限 界 値ＤＡ４を上回る際に初めて最高階層の警報段でトータルスクラムが必要になる 。 本発明の別の変形例を図８ないし図１０により説明する。その際に図８には相 対的な範囲信号Ｓの振幅に対して、図６の曲線３２および３３に相応する振幅増 大レートが示されている。これらの振幅は、それらが限界値Ａ_limを上回る時点 で求められている。その際に、警報段IIが監視段により検出されたこと、また原 子炉出力が制御棒の徐々の挿入により安定化されるべき安定化ストラテジーが開 始されたことが仮定されている。曲線３３の場合には、これらの条件のもとで生 ずる振幅が実線で示されている。警報段IIに相応する安定化ストラテジーは、そ れが、Ａ３で示されている限界値の上にあり、また断続して記入されているピー クにより示されている振幅値の際にも持続された場合には、限界値Ａ４によりト ータルスクラムが開始されなければならないであろうことに通ずるであろう。し かし、このようなトータルスクラムは回避されなければならない。従って、限界 値Ａ３の到達の際には警報段IIとの関連で図７で説明した安定化ストラテジー（ 吸収体要素の徐々の挿入）からより高い階層の安定化ストラテジーを有するより 高い警報段、すなわち前記の“部分的スクラム”、に移行される。それによりい まや振動がより強く減衰されるので、振幅がそれ以上に増大せず、従って限界値 Ａ４が到達されず、またトータルスクラムが開始されない。 曲線３２は、この場合にもより低い振幅増大レートの際に限界値Ａ３がより高 い振幅増大レートの際よりも高くセットされることを示す。 すなわち、この変形例では、振幅減少レートは限界値を上回ることを監視され ず、それどころか目下検出される振幅減少レートが振幅値自体に対する限界値を 予め定めるために利用される。それに対して限界値と振幅減少レートとの関係は 再び図７に類似の較正曲線に従って求められるし、または振幅増大レート応答に 対し利用される範囲を個々の警報段に相応に分割することによっても相応の限界 値Ａ３を段階的に変更できる。 この変形例は、原子炉作動の間に限界値Ａ_limを上回った後にも生ずる振幅減 少レートの変化が特に考慮に入れられるという利点を有する。このことは、振動 が限界値Ａ_limを上回る際に、原子炉制御への干渉が必要でないように弱く増大 することが最初に仮定されている図８の曲線４０により示されている。しかし、 オペレータが時点ｔ_bで作動中の原子炉制御を介して出力の上昇を行なっており 、それにより過渡的に励起された振動がかなり増幅されることが仮定されている 。このことは、振幅増大レートがＡ_limを上回る際に最初は小さくまた警報をレ リーズしなかった振幅Ａがいまや曲線３３の値をとり、従っていま振幅Ａが限界 値Ａ３を上回るかが監視され、またこの場合に警報段IIIに相応する等しい安定 化ストラテジー（“部分的スクラム”）を開始する。それにより振幅増大する振 動がより強く減衰され、従ってこの場合にも限界値Ａ４が実際上もはや到達され ない、すなわちトータルスクラムが必要にならない。 部分的スクラムの開始に通ずる振幅Ａに対する限界値Ａ３に類似して、もちろ ん、低い階層の安定化ストラテジー（出力上昇の阻止、警報段Ｉ；または追加的 な吸収体要素の徐々の挿入、警報段II）に対しては相応の限界値Ａ１およびＡ２ が導入され得る。 このことは図９中に、比較的低い振幅増大レートにより振幅増大する振動によ り示されている。その際に振動の極値（振幅）は曲線４１の上にあり、またこれ らの振幅増大レートの際に利用される高い数Ｎの振動周期に相応して限界値Ａ_th またはＡ_maxの比較的近くに位置している限界値Ａ１、Ａ２、Ａ３が上回るかど うかを監視される。限界値Ａ１を上回ることにより第１の警報段がセットされ、 その安定化ストラテジーは出力上昇の阻止のみを行う。それにより確かに振幅増 大レートは下げられるが、振動はまだ十分に減衰されない。しかし、限界値Ａ３ を上回る際には原子炉の出力が下げられ、かつ振動が、限界値Ａ３、Ａ_maxおよ びＡ_thへのその後の増大がもはや生じないように減衰される。 図１０中に示されている曲線４２は比較的高い振幅増大レートＤＡを基礎とし ているので、限界値Ａ１、Ａ２およびＡ３はこの場合には、検出された振幅増大 レートＤＡに関係して、図９中よりも低くおかれている。従って、警報段II（限 界値Ａ２）が既に比較的早期に到達され、また限界値Ａ３を上回ることにより警 報段IIIで予定されている“部分的スクラム”がより早く行われる。このことは 振動の所望の減衰に通じ、また限界値Ａ_maxが上回ることを阻止する。それによ りトータル遮断自体がこの望ましくない場合に阻止される。 そのつどの警報段のリセットはたとえば、振幅が限界値Ａ_limを再び下回ると きに行われる。 図１１はシステム１の命令チャネルのなかの監視、範囲信号のなかでこの監視 によりセットされる警報信号に対する範囲選択段、および相応のシステムチャネ ルのなかの監視装置に対する実施例を示す。 その際に、それぞれ“領域１”と記入されている領域にチャネル１の第１の範 囲内の範囲監視が示されており、その際にこの第１の範囲に対応付けられている 範囲信号は限界値Ａ１に相応して限界値報知器に導かれ、この限界値報知器は、 範囲信号Ｓが限界値Ａ１を上回るときに、論理的警報信号“１”をセットする。 この限界値は特性曲線に対するメモリ５２から取り出される。記憶されている特 性曲線に従って、この限界値Ａ１は範囲チャネル１（ポジション１６、図３）で 求められた現在の振幅増大レートの値ＤＡに相応する。限界値報知器５１の論理 的出力信号により一方では指示および／またはメモリユニット５３が駆動され、 このユニットがいま第１の警報段および第１の範囲チャネルに対応付けられてい る監視信号ＡＡ１に対して、第１の警報段に対応付けられている警報‐範囲信号 ＡＡ１を形成する。同様にして、相対的な範囲信号Ｓが（詳細には示されていな い）評価ユニット５４内で限界値Ａ２に関して、また限界値報知器５５、特性曲 線メモリ５６および指示および／またはメモリユニット５７を含んでいる監視段 で限界値Ａ３および警報段IIIに関して行われる。信号Ｓが別の限界値報知器に より固定的に予め定められた限界値Ａ４を上回るかを監視されることは示されて いない。 相応の要素がシステムの各範囲信号に存在しており、また最後の範囲“領域Ｍ ｐ”に対して図１１の右部に符号５１′、５２′…５７′を付して示されている 。 限界値報知器５１、５１′により個々の範囲チャネルで形成された監視信号（ Ｍ_p＝７の場合には７ビット信号）は加算要素６０で加算される。この信号はこ うして、どれだけ多くの範囲チャネルで相応の限界値報知器５１が段Ｉの警報信 号をセットしているかを示す。この数が予め定められた数Ｎ_mpよりも大きいかそ れに等しいならば、相応の照会ユニット６１が相応の警報‐システム信号をセッ トする。この場合に照会ユニット６１はこの照会を２回行い、その際に第１の警 報‐システム信号ＡＡ１′に対しては最小数Ｎ_mpが１にセットされる。この信号 ＡＡ１′は次いで、相応のシステム選択（最も簡単な場合にはすべての冗長性を もって動作するシステムチャネルからのすべての信号ＡＡ１′に対する図示され ていない加算要素）を介してシステムが警報段Ｉを発生するかどうか、またどれ だけ多くのシステムが警報段Ｉを発生するかを指示するために使用される。 さらに、このシステム監視段６１でＮ_mp＝２もセットされる。すなわち少なく とも２つの範囲が段Ｉの警報を報知するときに、相応の信号ＡＡ１′′が出力さ れる。この信号はシステム選択において、冗長性をもって動作するシステムで発 生されているすべての警報信号から、原子炉の制御に干渉することができ、また そこで原子炉出力の作動中の上昇を阻止する警報信号を形成するための役割をし 得る。最も簡単な場合には、システム選択がただ１つの“１‐アウト‐オブ‐４ ”選択を形成すれば、すなわち４つのシステムの相応の信号ＡＡ１′′が“オア ”要素により一つにまとめられれば十分である。しかし、誤処理によりシステム の１つで発生され得るであろう原子炉作動の不必要な擾乱を確実に回避するため 、原子炉作動への干渉のために、警報段Ｉがセットされているシステム信号に対 して最小数Ｎ_pが予め定められると有利である。このことは、システムの論理的 信号ＡＡ１′′が加算され、またその和が２よりも大きいかそれに等しいときに のみ原子炉制御への干渉を発生することによって簡単な仕方で行われる。 同様にして加算要素６２、６４を介して警報段IIおよびIIIに対応付けられて いるシステムの個々の範囲の監視信号が、これらの段に対応付けられている警報 ‐システム信号ＡＡ３′およびＡＡ３′′を発生するために照会ユニット６５、 ６６に供給される相応の信号に処理され得る。４つのシステム信号の警報信号Ａ Ａ２′′は信号ＡＡ１′′のところで説明した仕方と等しい仕方で爾後処理され （図示されていない）、またこの警報段IIに対応付けられている警報‐最終信号 を形成し、この警報‐最終信号は、原子炉出力の上昇を阻止するだけでなく、原 子炉出力を正常な原子炉作動に対して作成されているプログラムに従って低下さ せるように原子炉作動に干渉する。 第１の警報段の信号ＡＡ１′のところで説明した仕方と等しい仕方で、警報段 IIIに対応付けられている警報信号ＡＡ３′′も爾後処理され、またこの警報段I IIに対応付けられている警報最終信号を形成する。この警報最終信号はこの警報 段 に対応付けられている安定化ストラテジーに従って“部分的スクラム”をレリー ズする。 最後になお言及すべきこととして、固定的に設定された限界値Ａ４により形成 される警報信号は、緊急時に最高の警報段に相応するトータルスクラムをレリー ズするため、等しい仕方で爾後処理され得る。 すなわち、本発明は一方では、個々のセンサ、測定ランスまたは計算要素の故 障の際に不安定な状態に関する確実な報告を行い得るように、原子炉の不安定な 状態が十分な冗長性をもって監視されることを保証し、他方では不安定性を減衰 させるためにわずかな度合でのみ原子炉作動に干渉されることが達成される。ト ータルスクラムはその際にすべての経験および見積に従って実際上排除されてお り、従ってトータルスクラムをストラテジーとして予定している第４の警報段は 完全に余分とみなされ得る。限界値Ａ_maxの監視のために予定されている構成要 素およびこの最高の警報段に対応付けられている警報信号に対する伝達要素はオ プションとしてのみ記載されており、それらは省略することもできる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シユルツエ、ヨアヒム ドイツ連邦共和国 デー−60598 フラン クフルト ザクセンホイザー ラントウエ ールヴエーク 260

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．内部に生じている物理的量の振動により不安定な原子炉を作動させるための 方法において、少なくとも２つの振動周期の時間内での物理的量の測定により振 動の振幅増大レートに対する測定値（ＤＡ）が形成され、またこの測定値（ＤＡ ）に関係して、不安定性を減衰させるために安定化ストラテジーが開始されるか 、または原子炉が作動中に入力されたパラメータに従って先ず引き続いて作動さ せられるかの決定が行われることを特徴とする方法。 ２．極値（Ａ_n）に対するノイズ限界（Ａ_o）を上回った後に振幅増大レートに対 する測定値が形成され、また極値に対する別の限界値（Ａ１）を上回る際に初め で、原子炉の作動中の制御に干渉されるかどうかの決定が行われることを特徴と する請求項１記載の方法。 ３．振動する量の極値（Ａ_n）が振幅増大レートの測定値（ＤＡ）に関係して予 め定められたしきい値（Ａ２）を上回るときに、原子炉の作動中の制御に干渉す る安定化ストラテジーが開始されることを特徴とする請求項１または２記載の方 法。 ４．振幅増大レート（ＤＡ）に対するしきい値（ＤＡ１）が予め定められた、ま た振幅増大レート（ＤＡ）がこのしきい値（ＤＡ１）を上回るときに、安定化ス トラテジーが開始されることを特徴とする請求項１または２記載の方法。 ５．振幅増大レートに関係する振動周期の数（Ｎ）が予め定められ、また安定化 ストラテジーに相応して、物理的量の振動がこれらの振動周期の継続時間を越え て持続するときに、原子炉の制御に干渉されることを特徴とする請求項１または ２記載の方法。 ６．開始すべき安定化ストラテジーが振幅増大レート（ＤＡ）に関係して複数個 の予め定められた安定化ストラテジーの中から選ばれることを特徴とする請求項 １ないし５の１つに記載の方法。 ７．安定化ストラテジーとして低い階層の警報段において、出力の上昇が炉心か らの吸収体要素の除去により妨げられるように原子炉の制御に干渉されることを 特徴とする請求項６記載の方法。 ８．安定化ストラテジーとして第１のより高い階層の警報段において、出力が作 動中に炉心への吸収体要素の徐々の挿入により減ぜられるように原子炉制御に干 渉されることを特徴とする請求項６または７記載の方法。 ９．安定化ストラテジーとして第２のより高い階層の警報段において、多数の制 御棒が迅速に炉心に挿入されることを特徴とする請求項６ないし８の１つに記載 の方法。 １０．安定性ストラテジーとして最高階層の警報段において、原子炉の出力がで きるだけ迅速に零に向けて減ぜられることを特徴とする請求項６ないし９の１つ に記載の方法。 １１．炉心にわたって配分された多数の範囲が１つのシステムにまとめられ、ま たシステムの各範囲内でそれぞれ物理的量に対する局部的な測定値（Ｓ）および これらの量の振幅増大レートに対する測定値（ＤＡ）が形成され、また各範囲に 対するこれらの測定値を手がかりにして、安定化ストラテジーが開始されるべき かどうかの予決定が予め行われ、またこのことが少なくとも予め定められた最小 数の予決定で決定されているときに初めて安定化ストラテジーが開始されること を特徴とする請求項１ないし１０の１つに記載の方法。 １２．決定が炉心にわたって配分された範囲から成る多数の相い異なるシステム に対して冗長性をもって行われ、また、予め定められた最小数（Ｎ_p）のシステ ムで安定化ストラテジーにとって有利になるように決定されていないかぎり、妨 げられることを特徴とする請求項１１記載の方法。 １３．隣接する範囲が相い異なるシステムに、また各範囲が単一のシステムにの み属するように範囲がシステムに対応付けられていることを特徴とする請求項１ １記載の方法。 １４．各範囲内に測定値を形成するための多数のセンサが使用され、また各範囲 内でこれらのセンサのうちの予め定められた最小数のセンサのみが決定の形成の ために利用されることを特徴とする請求項１１ないし１３の１つに記載の方法。 １５．物理的量の局部的な振動により不安定な沸騰水型原子炉を作動させるため の方法において、 ａ）炉心の多数の範囲内での物理的量の測定によりそのつどの範囲に対応付けら れている局部的な測定値（Ｓ）が形成され、 ｂ）振動する物理的量の極値に相応する測定値（Ｓ）の振幅（Ａ_n）が予め定め られたノイズ限界（Ａ_o）を上回るときに、ハイアラーキをなす警報段（Ｉ、II 、III）の中から測定値の監視により現在の警報段として、その監視規範が予め 定められた最小数（Ｎ_mp）の範囲の測定値により満たされている最高の警報段が 選ばれ、また ｃ）最も早くてもノイズ限界の超過から多数の振動周期（Ｔ_n）の後に位置する 時点で安定化ストラテジーが開始され、その際に ｉ）低い階層の警報段（Ｉ）が安定化ストラテジーとして、原子炉出力の作 動中の上昇に相応する炉心からの吸収体要素の除去が妨げられるように原子炉制 御への干渉を行い、 ii）少なくともより高い階層の警報段（Ｉ）が安定化ストラテジーとして、 多数の吸収体要素が原子炉出力を作動中に減少させる意図で炉心に挿入されるよ うに原子炉制御への干渉を行う ことを特徴とする方法。 １６．安定化ストラテジーとして、第１のより高い階層の警報段内で多数の制御 棒が出力の作動中の減少に相応して徐々に挿入され、また第２のより高い階層の 警報段（III）内で多数の吸収体要素が迅速に挿入されることを特徴とする請求 項１５記載の方法。 １７．安定化ストラテジーとして最高階層の警報段（IV）内で原子炉の出力が原 子炉緊急停止（スクラム）の意図でできるだけ迅速に零に減ぜられることを特徴 とする請求項１５または１６記載の方法。 １８．監視規範により、原子炉が現在の警報段に相応する安定化ストラテジーの 開始前に正常に引き続いて作動させられる時点またはこの時点を決定するための パラメータが決定されることを特徴とする請求項１５ないし１７の１つに記載の 方法。 １９．振幅値（Ａ_n）がノイズ限界の上にある際には監視規範が、検出された振 幅値が予め定められた臨界的周波数帯に位置している周波数に相応する間のみ有 効になることを特徴とする請求項１５ないし１８の１つに記載の方法。 ２０．臨界的周波数帯として０．３ないし０．７Ｈｚが予め定められることを特 徴とする請求項１９記載の方法。 ２１．局部的な測定値（Ａ_(t)）が約２０Ｈｚ、好ましくは約５０Ｈｚ以上のサ ンプリング周波数で振幅値（Ａ_n）の生起および監視規範の満足に関して解析さ れることを特徴とずる請求項１９または２０の１つに記載の方法。 ２２．局部的な測定値から振幅の増大レート（ＤＡ）が決定され、また監視規範 が検出された振幅増大レート（ＤＡ）に関係することを特徴とする請求項１９な いし２１の１つに記載の方法。 ２３．各警報段に対して振幅増大レート（ＤＡ）から検出される振幅値に対する しきい値（Ａ１、Ａ２、Ａ３）が決定され、また現在の警報段に相応する安定化 ストラテジーが、このしきい値を上回るときに、初めて開始されることを特徴と する請求項２２記載の方法。 ２４．各警報段に対して検出された振幅から決定される振幅増大レート（ＤＡ） に対するしきい値（ＤＡ２）が決定され、また現在の警報段に相応する安定化ス トラテジーが、このしきい値の超過に関係して選ばれかつ開始されることを特徴 とする請求項２２記載の方法。 ２５．ステップａ）およびｂ）が多数のシステムから成る装置内で実行され、そ の際にシステムは冗長性をもって動作し、また各システムが全炉心にわたって分 配された多数の範囲の局部的な測定値を検出し、またそのつどの範囲に対応付け られている現在の警報段を形成し、個々のシステムの現在の警報段の中から１つ の警報段が選ばれ、またステップｃ）で選ばれた警報段に属する安定化ストラテ ジーが開始されることを特徴とする請求項１５ないし２４の１つに記載の方法。 ２６．各々の局部的な測定値が、それが等間隔の時間間隔で極値をとるかどうか に関して検査され、またこの局部的な測定値が、それがこれらの極値の等間隔の 列を有するときにのみ、現在の警報段を選ぶために利用されることを特徴とする 請求項１５ないし２５の１つに記載の方法。 ２７．物理的量の局部的な振動により不安定な沸騰水型原子炉を作動させるため の方法において、 ａ）炉心（Ｉ）の多数の範囲（２′、２′′）内にそれぞれ物理的量を測定する ための多数のセンサ（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）が配置されており、これらのセ ンサの出力信号が数Ｍ_pの範囲チャネルにまとめられており、また各範囲チャネ ル（４ないし１９）にそれぞれ１つの範囲（２′′）およびそのな かに配置されている１つの範囲信号（Ｓ、Ａ_n、Ｔ_n、ＤＡ）の発生のためのセン サ（４ａ…４ｄ）が対応付けられており、 ｂ）範囲チャネルが、それらがシステム信号を発生することによって、数Ｐのシ ステムチャネル（２０、２０′）にまとめられており、 ｃ）システム信号が、それらがシステム信号（“警報”）を発生することによっ て、最終チャネル（２４）に対応付けられており、 ｄ）各最終信号において監視段および選択段によって、少なくとも予め定められ た数Ｎ_pのシステムチャネル内でそれぞれ、最小数Ｎ_mpのそのつどのシステムチ ャネル（ｐ）内で多数の振動周期を越えて監視規範が満足されているかどうかが 検査されると直ちに、警報最終信号がセットされ、 ｅ）各センサ（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）の出力信号がたかだか単一の範囲信号 に、また各範囲信号がたかだか単一のシステム信号に影響し、また ｆ）１つのシステムチャネルの範囲信号がそれぞれ炉心の断面（１）にわたって それぞれこのような範囲に隣接する範囲が、その出力信号を他のシステムチャネ ルの範囲チャネルに対応付けられているセンサ、好ましくはこのようなセンサの みを含んでいるように分配された範囲内に位置しているセンサからの出力信号か ら形成される ことを特徴とする方法。 ２８．物理的量の局部的な振動により不安定な沸騰水型原子炉の炉心（１）内の 状態を監視するための装置であって、システム選択段（２４）と、数Ｐの範囲選 択段（２０、２０′）と、各範囲選択段に対して数Ｍ_pの範囲監視段と、各範囲 監視段（４、…、１９）に対して、炉心の範囲内に配置されており、この範囲監 視段に対応付けられている多数のセンサ（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）を有するセ ンサ段（４、１１）とを含んでいる装置において、 ａ）それぞれ範囲監視段（４、…、１９）に対応付けられているセンサ（４ａ、 ４ｂ、４c、４ｄ）が範囲信号（Ｓ）にまとめられる物理的量に対する測定信号 を供給し、各範囲信号（Ｓ）がセンサに対応付けられている範囲監視段（１７） 内で監視規範に従って監視され、また各範囲監視段が範囲監視信号 を含んでいる範囲信号を供給し、 ｂ）各範囲信号が範囲選択段（２０、２０′）の少なくとも１つに与えられ、こ の範囲選択段が予め定められた最小数（Ｎ_mp）の範囲監視信号からシステム監視 信号を形成し、また ｃ）各システム監視信号がシステム選択段（２４）に供給されており、このシス テム選択段が予め定められた最小数のシステム監視段（Ｎ_p＝２）によって最終 監視信号を供給する ことを特徴とする装置。 ２９．物理的量の局部的な振動により不安定な沸騰水型原子炉の炉心の状態を監 視するための装置において、 ａ）炉心（１）の多数の範囲（２′、２′′）内にそれぞれ物理的量を測定する ための多数のセンサ（４ａ、…、４ｄ）が配置されており、また１つの範囲（２ ′、２′′）の多数のセンサの出力信号がそれぞれ対応付けられている範囲信号 （Ｓ）にまとめられており、 ｂ）各範囲信号に評価段（１２）が対応付けられており、この評価段が範囲信号 で物理的量の極値（Ａ_n）の生起を検出し、また一定の周波数の振動の際にこの 範囲内の極値の振幅増大レート（ＤＡ）を求め、また ｃ）評価段（１２）に少なくとも１つの監視段（１７、２３）が対応付けられて おり、この監視段が、少なくとも予め定められた数（Ｎ_mp＝２）の範囲内で極値 が求められた振幅増大レート（ＤＡ）に関係する局部的な監視規範を満たすと直 ちに、警報信号をセットする ことを特徴とする装置。 ３０．物理的量の極値が求められた振幅増大レートに関係して予め定められた限 界値（Ａ１）を満たすときに、監視段（５１）が応答することを特徴とする請求 項２９記載の装置。 ３１．監視段が、求められた振幅増大レート（ＤＡ）に関係する多数の限界値（ Ａ１、Ａ２、Ａ３）を形成し、またセットされた警報信号が、識別された極値に より限界値のどれが上回るかを指示することを特徴とする請求項２９記載の装置 。 ３２．物理的量の局部的な振動により不安定な沸騰水型原子炉の炉心の状態を監 視するための装置において、 ａ）炉心（１）の多数の範囲（２′、２′′）内にそれぞれ物理的量を測定する ための多数のセンサ（４ａ、…、４ｄ）が配置されており、また１つの範囲（２ ′、２′′）の多数のセンサの出力信号がそれぞれ対応付けられている範囲信号 （Ｓ）にまとめられており、 ｂ）各範囲信号に評価段（１２）が対応付けられており、この評価段が範囲信号 （Ｓ）で一定の周波数の振動の生起を識別し、 ｃ）種々の範囲信号に対応付けられている評価段に監視手段（１７）が対応付け られており、この監視手段が警報段（Ｉ、II、III、IV）のハイアラーキから、 少なくとも予め定められた数（Ｎ_mp＝２）の範囲内で識別された振動に対する予 め定められた監視規範（限界値Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４）に従って警報段を選び 、また選ばれた警報段に相応して、警報段に相応する安定化ストラテジーを開始 するための緊急命令（“警報”）が発せられる時点を定めることを特徴とする装 置。