JPS58182592A - 広域中性子束監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は広い測定レンジの中性子束を測定し監視する広
域中性子束監視装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

周知の如く原子炉の中性子束レベルは広い測定レンジを
持っている。例えば沸騰水型原子炉の場合、１１桁の測
定レンジを持っている．し九がって一つの測定手段で測
定することは技術的に困雛である。そこで、一般に＃ｉ
次に示すような三つの測定手段を組合せた測定系によ秒
測定している。■その一つは低中性子東しン・ゾ（起動
系領域）による測定手段である。この場合は炉出力が計
数率に比例するので、低レンゾ６桁を用いて・ヤルス計
数による計数率を求めて中性子束レベルを測定する手段
である。■その二つ目は中間中性子束レンジ（中間系領
域）Ｋよる測定手段である。この測定手段は炉出力が中
間系領域にある場合は自乗平均値に比例することに着目
し、キャンペル法金用いて測定するものである。つまり
検出器の出力信号の交流成分の実効値または自乗平均値
を用いてキャンベルの＠２理論によって測定するもので
ある。■その三つ目は高中性子束レンツ（出力系領域）
による測定手段である。この測定手段は炉出力が出力系
領域にある場合は直流に比例することに着目し、検出器
からのｉｌｌ流電流を測定するものである。

前記■の起動測定系は第１図に示すようにノ平ルス検出
器２とパルス用プリアンｆ４との間を同軸ケーブルＣで
接続し、／４ルス用プリアンプＣからの・中ルス出力を
波高判別回路Ｉへ入力して信号・ダルスとノイズとを判
別するようにし、波高判別回路８からの整形・ｆルス信
号を・々シスカウンタ１０九入力して／臂ルス数をカウ
ントするようにし、・々ルヌカウンタ１０からの出力を
表示器１１へ入力して表示するようにしたものである。

そして前記■の中間測定系の場合は、・中ルヌの計数で
はなく入力電流の交流成分の実効値を測定するものであ
り、信号レベルが非常に小さいため低ノイズ測定とする
必要がある。そして第２図に示す如くその測定系は中間
測定系構出５１４の出力＠に同軸ケーブル６を接続し、
ケーブルＣの他端ＩＩＩは高入力インピーダンス形低ノ
イズのキャンベル用プリアンプ１６を接続し、＋−？ｙ
ベル用プリアプリアンプ１６を帯域アンプ１８に入力し
て一定帯域のみを増幅するようくし、帯域アンプ１８の
出力をレンジ切換回路２０を介して２乗平均回路１２に
入力し２乗平均した後表示器２４へ入力するようＫした
ものである。

壜九帥記■の出力測定系は１ｆ！３図に示すように電流
測定糸用検出９２ｇの出力１１１に同軸ケーブルーを接
続し、ケーブル６の他端糊に低ノイズの直流電流アンプ
２８を接続し、直流電流アンプ２＃の出力を表示器３２
へ入力するようにしたものである。

かくして一般には各検出！Ｉをそれぞれ別個九使用して
いる。そこで原子炉に使用される検出器の設置数につい
てみると従来の沸騰水型原子炉では起動系検出１１４個
、中間系検出器８個、出力系検出器１００〜２００個を
それぞれ炉心内に設置している。

このように従来は各測定範囲ごとにそれぞれ異なる測定
系を用いて中性子束を測定するものであみ、したがって
検出器数はもとより検出器案内管、ケーブル等が多数必
要であつ九、この点を改善する手段として、いわゆる広
竣監ｐＡ装置がある。従来の広域監視装置は第４図に示
すように構成されている。すな′わち図中４０は起動時
および中間領域時用の検出器であって例えば核分裂計数
管を用いる。この検出器４０の出力ＩＩＫは同軸ケーブ
ル６を介して広域用プリアンｆ４１が接続される。この
広域用プリアンプ４１Ｊｄ、、８５図に示すように入力
抵抗ＲＨ，結合コンデンサＣ４からなる低入力インピー
ダンス回路と、入力抵抗ＲＨ，結合コンデンｆｃｌから
なる高入力インピーダンス回路とを有し、低入力インピ
ーダンス回路側に低入力インピーダンス型高周波帯域増
幅可能な・臂ルスアンデ４４を接続し、他方の高入力イ
ンピーダンス回路側に高入力インピーダンス型低ノイズ
中間周波帯域増幅可能なキャンベルアンプ４６を接続し
た構成である。そして、広域用グリアンプ４ｊ以下は前
記第１図および第２図の構成と同様である・ 而して、以上のような装置によれば、検出器４０から出
力された中性子束信号は同軸ケーブル５を介して所定場
所に伝送されｔ後、同軸ケーブルＣ端部に接続される広
域用グリアンプ４２によって周波数帯域を分ける。そし
て、・マルス測定系では、高周波信号成分のみ・平ルス
アンデ４４により低インピーダンスで受けて増幅し、キ
ャンペル測定系では、中間周波数帯成分のみキャンペル
アンｆ４ｇＫより高入力インピーダンスで受けて増幅す
ると、い比を上げて中性子束を測定できる。

なお、アンプ４４．４６は具体的には＠６図のような特
性を有するものとする。同図においてｆｃｏはキャンペ
ル信号中心周波数、ｆＣＬおよびｆＰｏは・マルス信号
中心周波数、／ＰＯおよび／ＰＩは・中ルス信号の下限
および上限周波数である。

従って、例えば広域用！リアンプ４２の結合コンデンサ
Ｃ４は、／量ルス信号の帯域に合せて第信号を十分通過
させうる＠　Ｒ４＃′ｉ＝ルスアン！４４の入力抵抗で
ある。この時、中間周波数帯のキャンペル信号は十分小
さいので、・タルス波高判別により十分除去できる。

また、キャンペルアンプ４１１はキャンペル信号に適し
九高入力インピーダンス形中間周波数帯域アンプであシ
、その入力抵抗Ｒ１は、Ｒ謳冨□ ２’７ｅｏＣ４ により決めれば、キャンペル信号は高インピーダンス入
力でい比よく検出器キャンペル成分を分離できる。・々
ルスアンｆＩＩからのノイズの影響は、結合コンデンサ
Ｃ４ｍキャンペルアンｆａｔｔの周波数特性によ〕十分
除去できる。

ところが、このような従来の広域中性子束監視装置では
起動時用の表示器１２と中間領域用の表示器２４とを用
いて中性子束を表示するものであった。したがって、原
子炉設備の起動時および中間領域時においては２つの測
定系の表示器１１．１４ｔ−目視して炉出力を上昇・下
降させる操作を行なわなければならなかった。

そして、各県の測定範囲のオーバラップ範囲では２つの
測定部すなわち起動測定部と中間測定部のそれぞれの測
定値を比較しなければならなかった。

また、個別の測定部の測定範囲内でも測定精度を陶土さ
せ為ためにレンジの切換等の調整作業を必要とし、その
作業は繁雑となっていた。

〔発明の目的〕

本発明の目的とするところは、原子炉設備の起動から中
間領域までの広域中性子束ｔ１つの表示器で連続的に監
視でき、原子炉設備の出力制御を容ＡｔＣＬ、測定精度
を維持するための調整作業を自動化して作業員の負担を
軽減することができる広域中性子束監視装置を提供する
ことにある。

〔発明の概要〕

本発明による広域中性子束監視装置は、原子炉設備から
の低レベルおよび中レベルの広域中性子束を検出する検
出器を設け、仁の検出器からの電気信号を広域用グリア
ンプに入力して低レベルの中性子束からの信号を高周波
／４ルス信号として出力し中レベルの中性子束からの信
号を交Ｒ１１号として出力するよう和し、前記高周波・
々ルス信号の・中ルス数を起動測定部で計数して出力信
号を送出するようにし、前記交流信号を中間測定部で所
定時間にわたって２乗平均して出力信号を送出するよう
にし、これら両側足部からの出力信号を制御回路へ入力
して前記両市力信号の出力レベルを基準値以上に維持す
るフィード・（ツク信号を各測定部に送出し原子炉設備
の運転状ｍに適合する測定部を選択してその測定部から
の信号を出力して隼−の表示器で表示するようにし、前
記フィードバック信号のうち中間測定部にフィートノ々
ツクされるものは２乗平均する時間を制御して出力レベ
ルを制御するようにしたものである。

〔発明の実施例〕

第７図ないし第８図を参照して本発明の一実施例を説明
する。なお、図中従来と同一部分には同一符号を付して
説明する６図中４０は原子炉設備の起動時および中間領
域用の検出器であつて例えば核分裂針数管を用いる。検
出器４０からの出力は同軸ケーブル６を介して広域用グ
リアン！４２に入力される。この広域用プリアンｆａｊ
では帥紀起動時における低レベル中性子の検出信号と中
関領域時九おける中レベル中性子の検出信号とを分離し
てそれぞれ起動測定部１＃２．中間測定部１０４へ出力
するように構成されている。起動測定部１０２は波高判
別回路８とノ々ルスカウンタ１０とからなり、ノタルス
カウンタ１０の出力は制御回路としてのマイクロ・コン
ピュータ１０６に入力される。マイクロ・コンピュータ
１（ＩｇＦｉＡルスレートのゆらぎ率を一定値以下にし
て出力レベルを基準値以上に維持テる丸めに必要なサン
プリング時間を演算し、演算結果をフィードバック信号
として帥記Δルスカウンタ１０べ入力し）ｆシスカウン
タ１０のサンプリング時間を制御するように構成されて
いる。

そして、中間測定部１０４ｒｉｌｖ’ＤコンバータＪ６
１．２乗演算回路１１０．サンプリンダ・カウンタ１１
２とからなる。＃記のコンバータ１０ｇは広域用プリア
ンｆ４ｊからの出力をたとえば８ピツトのデシタル信号
にい変換するものである。のコン／ぐ一夕１０８からの
デシタル信号は２乗演算回路ＩＪ＃で２乗演算され、サ
ンプリング・カウンタ１１２で所定のサンプリング時間
にわたって積分され２乗平均値が算出されるように構成
されている。そして、サンプリング・カウンタ１１２か
ら０２乗平均値はマイクロ・コンピュータ１０ｅに入力
サレ、マイクロ・コンピュータ１０１１はサンプリング
・カウンタ１１２からの入力レベルを基準値以上に維持
するために必要なサンプリング時間を演算しその演算結
果をフィードバック信号としてサンプリング・カウンタ
ＩＩＩＫ出力してサンプリング時間を制御するように構
成されている。

そして、マイクロ・コンピュータ１０６では藺配両測定
部１０１．１０４からの出力信号のいずれかを選択して
その出力を表示器１１４へ送出するとと−に警報信号を
送出するが、その制御は第８図に示す流れ図にもとすい
て行なわれる。すなわち、起動測定部１０２と中間測定
＠ｘｏ４との測定範囲がオーバラップした範囲では起動
測定部１０２からの出力信号の変化率と中間測定部から
の出力信号の変化率とが一致した時点が起動測定部１０
２と中間測定部１０４相互の切換点であるので、−この
切換点を境界として両側足部１０２．１０４のいずれか
を選択する。そして、選択された測定部の上限設定値と
選択された測定部からの出力信号とを比較して、その出
力信号が上限設定値以上の時ＫＦｉ警報信号を送出し、
上＠設定値以内の時には前記出力信号を表示器１１４へ
出力するように構成されている。ｔた、選択された測定
部の出力信号変化率を算出し、その算出値が変化率の上
限設定値以上の時には警報信号を送出し、上限設定値以
内の時には前記変化率信号を表示Ｂ　１１４へ送出する
ように構成されている。

前記構成のものは次のような作用効果を奏する。すなわ
ち、起動測定＊１ｏｚと中間測定部１０４とのオーツ４
ラツプ範囲では測測定部相互の切換点を検出し正確な測
定値を出力している測定部を選択して単一の表示器１１
４で表示することができる。シ九がって、原子炉設備の
起動＃および中間領域時の中性子束を単一の表示器１１
４を目視すること罠よプ監視でき、従来の如き２つの表
示器の表示値を比較する必要はなく、作業員は容易に中
性子束を監視することができる。

そして、個別の測定範囲内においても各測定部の潤定精
電を維持するように出力信号のレベルを基準値以上に維
持するための１１１整作業すなわちサンプリング時間の
調整はマイクロ・コンピュータ１０ｇＫより自動的にフ
ィードバックされるので、従来の如き作業員による調整
作業を要せず作業員の負担を軽減することができる。

また、選択された測定部の出力信号および出力信号の変
化率を監視し、それぞれの上限設定値を超過した時に警
報信号を送出し警報を発することができるのでさらに確
実に中性子束を監視す為ことができる。

なお、本発明は前記の一実施例１１Ｊｊ？されるもので
杜ない、たとえば、マイクロ・コンピュータ１０ｇで行
なう制御は外部の大形計算機を利用して行なうこともで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は従来の監視装置を示す図で、第１
図は起動測定系の構成図、第２図は中間測定系の構成図
、第一３図は出力測定系の構８ 施例を示す図で、第會図は構成図、第字図は本発明の一
実施例に含まれるマイクロ・コンピュータｉｏｎの動作
を示す流れ図である。 ４０・・・検出器、４２・・・広域用！リアツブ、１０
２・・・起動系測定部、８・・・波高判別回路、１−・
・・／母ルスカウンタ、１０４・・・中間沖］足部、１
０１・・・Ａ／Ｄコンバータ、１１０・・・２乗演算回
路、１１１・・・サンプリング・カウンタ、１＃Ｃ・・
・マイクし・コンピュータ（制御回路）％Ｊ７４・・・
表示器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １１）Ｍ子炉設備の運転状態にしたがって変化する中性
   子束のうち低レベルおよび中レベルの中性子束を検出し
   電気信号に変換する検出器と、この検出器で検出された
   前記低レベルの中性子束からの電気信号を高周波・中ル
   ス噂号として出力し前記中レイルの中性子束からの電気
   信号を交流信号として出力する広域用プリアンプと、こ
   の広域用プリアンプからの前記高周波・やルス信号の・
   々ルス数を計数して出力信号を送出する起動測定部と、
   前記広域用プリアンプからの交流信号を所定時間忙わた
   って２乗平均して出力信号を送出する中関祠足部と、こ
   れら両測定部からの出力信号が入力されこれら両川力信
   号の出力レベルを基準値以上ＫＭ持するフィード・臂ツ
   ク信号を各測定部に送出するとともに原子炉設備の運転
   状１ｌｌＶＣ適合する測定部ｔｌ−選択してその測定部
   からの信号を出力する制御回路と、この制御回路からの
   出力信号にもとすいて中性子束を表示する表示器とを具
   備し、前記フィードバック信号のうち繭記中間測足部忙
   送出されるものｔｉ２乗平均する時間を制御するもので
   あることをｌ！！＃微とする広域中性子束監視装置。 （２）前記制御回路は前記両測定部が重複して測定でき
   る範囲では両測定部の出力信号変化率が同一となる点を
   両測定部の切換点であるとして両測定部のいずれかを選
   択するマイクロ・コンぎユータであることを特徴とする
   特許請求の範囲第ｆｉ１項記載の広域中性子束監視装置
   。