JPS5857719B2 - 中性子計測装置の異常検定装置 - Google Patents
中性子計測装置の異常検定装置Info
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- JPS5857719B2 JPS5857719B2 JP51079653A JP7965376A JPS5857719B2 JP S5857719 B2 JPS5857719 B2 JP S5857719B2 JP 51079653 A JP51079653 A JP 51079653A JP 7965376 A JP7965376 A JP 7965376A JP S5857719 B2 JPS5857719 B2 JP S5857719B2
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- tested
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は原子炉の中性子束分布を測定するため炉心内に
立体的に配列された多数の中性子検出器から成る言−団
１１装置の異常検定装置に係り、特に沸騰水形原子炉（
以下ＢＷＲと略記する）の局部中性子検出器（以下ＬＰ
ＲＭと略記する）の異常検定に好適な装置に関する。
立体的に配列された多数の中性子検出器から成る言−団
１１装置の異常検定装置に係り、特に沸騰水形原子炉（
以下ＢＷＲと略記する）の局部中性子検出器（以下ＬＰ
ＲＭと略記する）の異常検定に好適な装置に関する。
従来、原子炉の中性子検出器の異常を検知するには、運
転員がその検出値を観察して、勘によって選別する第１
の方法、検出値の相対関係を自動的に監視する第２の方
法、理論計算結果と検出値を比較する第３の方法、ある
いは絶対更正手段を併用する第４の方法などがあるが、
第１、第２の方法は、中性子束の分布がなめらかで、検
出器の配列密度が高いとき以外は有効ではなく、また第
３の方法は３次元の拡散方程式を解かねばならないため
、時間的にも精度的にも問題がある。
転員がその検出値を観察して、勘によって選別する第１
の方法、検出値の相対関係を自動的に監視する第２の方
法、理論計算結果と検出値を比較する第３の方法、ある
いは絶対更正手段を併用する第４の方法などがあるが、
第１、第２の方法は、中性子束の分布がなめらかで、検
出器の配列密度が高いとき以外は有効ではなく、また第
３の方法は３次元の拡散方程式を解かねばならないため
、時間的にも精度的にも問題がある。
第４の方法は正確ではあるが一般に絶対更正手段は数が
少なく多数の検出器を全て検定するには多大の時間を要
する。
少なく多数の検出器を全て検定するには多大の時間を要
する。
たとえば、出力が４６０ ＭＷｅクラスのＢＷＲの炉心
中には第１図イに示すごとく、軸方向にＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄ
の４個のＬＰＲＭを配して１つのストリング４と成した
ものを、水平方向に２２本を一定間隔で配置１ルている
（第１図口）。
中には第１図イに示すごとく、軸方向にＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄ
の４個のＬＰＲＭを配して１つのストリング４と成した
ものを、水平方向に２２本を一定間隔で配置１ルている
（第１図口）。
そして常時このＬＰＲＭの指示値を監視し、炉心の安全
運転、性能評師に役立てＳいる。
運転、性能評師に役立てＳいる。
しかしＢＷＲにおいては炉内中性子分布が局所的にかな
り大きく変わるため、従来方法の第１、第２の方法によ
って初期の微弱な異常を検知することは難かしい。
り大きく変わるため、従来方法の第１、第２の方法によ
って初期の微弱な異常を検知することは難かしい。
ＢＷＲには絶対更正手段として、走行形中性子検出器（
以下ＴＩＰと称する）が数本備えられており、検定を必
要とするＬＰＲＭの位置まで案内管を通してＴＩＰを炉
外より挿入し、厳密な検定が行なえるようになっている
。
以下ＴＩＰと称する）が数本備えられており、検定を必
要とするＬＰＲＭの位置まで案内管を通してＴＩＰを炉
外より挿入し、厳密な検定が行なえるようになっている
。
しかし全部のＬＰＲＭを検査するためには２〜６時間の
長時間を要し、またＴＩＰの構造物の摩耗の観点からプ
ラント寿命中に走行できる回数に制限があるため、むや
みに頻繁に走行させて検定することは出来ない。
長時間を要し、またＴＩＰの構造物の摩耗の観点からプ
ラント寿命中に走行できる回数に制限があるため、むや
みに頻繁に走行させて検定することは出来ない。
また、炉内の中性子束分布の形状は、核分裂によって生
ずるゼノン毒作用によって、出力変更後約５〜６時間の
時定数でゆっくりと変化し、また燃料の燃焼にともなう
核特性の変化のため、たとえ炉心流量を一定に保持して
いても中性子分布の形は変化するものである。
ずるゼノン毒作用によって、出力変更後約５〜６時間の
時定数でゆっくりと変化し、また燃料の燃焼にともなう
核特性の変化のため、たとえ炉心流量を一定に保持して
いても中性子分布の形は変化するものである。
以上のように従来技術は、検出器の異常を短時間に、簡
単に検出するという観点からは、その有効性、運用性の
面で問題があった。
単に検出するという観点からは、その有効性、運用性の
面で問題があった。
本発明の目的は、多数の中性子検出器の異常検定を短時
間にかつ簡単に行なわしめ、併わせで異常の原因をも判
定させる異常検定装置を提供することにある。
間にかつ簡単に行なわしめ、併わせで異常の原因をも判
定させる異常検定装置を提供することにある。
本発明は、中性子検出器の指示が異常になる原因を検出
器の感度異常と、検出器から指示器にいたる信号伝送用
配線を含めた絶線抵抗劣化の２つに分け、感度を検定す
るためには検出器の指示値の絶対値を問題にせずに、指
示値の時間的変化率を用いるようにしたものである。
器の感度異常と、検出器から指示器にいたる信号伝送用
配線を含めた絶線抵抗劣化の２つに分け、感度を検定す
るためには検出器の指示値の絶対値を問題にせずに、指
示値の時間的変化率を用いるようにしたものである。
特にＢＷＲにおいては、ゼノン毒作用の効果が表われな
いような短時間の炉心流量変化に対しては中性子の分布
形状が大きくは変化しないことを利用して、真の中性子
束の時間的変化率及び真の中性子束の変化の比を精度よ
く推定することによってＬＰＲＭの感度の異常を検定す
るようにしたものである。
いような短時間の炉心流量変化に対しては中性子の分布
形状が大きくは変化しないことを利用して、真の中性子
束の時間的変化率及び真の中性子束の変化の比を精度よ
く推定することによってＬＰＲＭの感度の異常を検定す
るようにしたものである。
本発明によるＬＰＲＭの異常検定の具体的な実施例を以
下詳細に説明する。
下詳細に説明する。
ＬＰＲＭは第２図に示す如く、電離箱１０と信号伝送用
同軸ケーブル２０、定電圧源３０、電流電圧変換増幅器
４０から成っている。
同軸ケーブル２０、定電圧源３０、電流電圧変換増幅器
４０から成っている。
１７はバイパス端子である。
電離箱１０は、アノード１１゜カソード１２、および支
持材１３、ガスシール材１４から成っており、ギャップ
１５にアルゴンガスが封入されている。
持材１３、ガスシール材１４から成っており、ギャップ
１５にアルゴンガスが封入されている。
また、カソード１２の内面にはＵ２３５等の核分裂物質
１６が塗布されており、炉内熱中性子によってカソード
内面で核分裂を起こす。
１６が塗布されており、炉内熱中性子によってカソード
内面で核分裂を起こす。
そのとき発生する電荷を持つ核分裂片がアルゴンガス中
を飛ぶことにより、アルゴンガスを電離する。
を飛ぶことにより、アルゴンガスを電離する。
生じた電離イオンは電圧Ｖ。をかけたアノ−ドルカソー
ドで電離電流として取出される。
ドで電離電流として取出される。
電離電流は同軸ケーブル２０によって、炉外に導かれ、
電流電圧変換増幅器４０によって増幅された電圧信号り
となり、運転員に指示される。
電流電圧変換増幅器４０によって増幅された電圧信号り
となり、運転員に指示される。
このような装置において、出力レベル：ｎ）における場
所ｌ）のＬＰＲＭの特性は、（１）式によって表わされ
る。
所ｌ）のＬＰＲＭの特性は、（１）式によって表わされ
る。
Ｌ（ｎ 、 ｉ） −ＫＡ（ｉ） （Ｓ φ（ｉ） ・
φ（ｎ、 ｉ）＋Ｓγ（ｉ）・７−（ｉ） ＋ｔ（ｉ）
） ・・・・・・・・（１）ただし Ｌ（ｎ、ｉ）ｔＬＰＲＭの指示値 φ（ｎ、ｉ）を真の中性子束レベル γ（ｉ） ｉガンマ線強度 Ｓφ（１）１中性子束感度 Ｓγ（１）１ガンマ線感度 ｔ（ｉ） ′ｉ漏洩電流 ＫＡ（ｉ） 増幅器ゲイン ここで、炉内核分裂によって発生したガンマ線は、電離
箱１０を貫通するときアルゴンガスを直接電離し、しか
も出力変更にともなう時定数がきわめて長いため、（１
）式中の５ｒ（ｉ）・γ（ｉ）の項は一種の計測誤差と
なる。
φ（ｎ、 ｉ）＋Ｓγ（ｉ）・７−（ｉ） ＋ｔ（ｉ）
） ・・・・・・・・（１）ただし Ｌ（ｎ、ｉ）ｔＬＰＲＭの指示値 φ（ｎ、ｉ）を真の中性子束レベル γ（ｉ） ｉガンマ線強度 Ｓφ（１）１中性子束感度 Ｓγ（１）１ガンマ線感度 ｔ（ｉ） ′ｉ漏洩電流 ＫＡ（ｉ） 増幅器ゲイン ここで、炉内核分裂によって発生したガンマ線は、電離
箱１０を貫通するときアルゴンガスを直接電離し、しか
も出力変更にともなう時定数がきわめて長いため、（１
）式中の５ｒ（ｉ）・γ（ｉ）の項は一種の計測誤差と
なる。
しかし通常は、中性子束感度Ｓφがガンマ線感度Ｓ、に
較らべ十分大きい領域で用いるため問題とはならない。
較らべ十分大きい領域で用いるため問題とはならない。
ここで、前記ＬＰＲＭの中性子束に対する感度Ｓφは（
２式で表わされる。
２式で表わされる。
ただし ｔは時間
ＢＷＲは炉心流量によって出力を制御できるが、全出力
レベルカ４ｊＸ、）から（ｎ＋１）になるように炉心流
量をランプ状（直線的）にＪＴ（ｔｎ’＋１−ｔｎ）時
間かかつて増大させたとすると、原子炉内の各部の出力
も炉心流量に比例して増大するた六２）式の右辺第２項
の分子は として指示値より求まる。
レベルカ４ｊＸ、）から（ｎ＋１）になるように炉心流
量をランプ状（直線的）にＪＴ（ｔｎ’＋１−ｔｎ）時
間かかつて増大させたとすると、原子炉内の各部の出力
も炉心流量に比例して増大するた六２）式の右辺第２項
の分子は として指示値より求まる。
ところが、分母のａφ／ａｔは絶対更正手段を用いない
かぎり正確な値を知ることは出来ないので、本発明にお
いては次のようにしてこの値を推定する。
かぎり正確な値を知ることは出来ないので、本発明にお
いては次のようにしてこの値を推定する。
一般に、ＢＷＲにおいては、第３図に示す如く、炉心流
量の変化に対して中性子分布の形状は大きくは変化しな
いことが既知で、これを流量制御による分布相似則と呼
ぶことにする。
量の変化に対して中性子分布の形状は大きくは変化しな
いことが既知で、これを流量制御による分布相似則と呼
ぶことにする。
しかし、この流量側のによる分布相似則は完全には取立
せず、第４図でも分かるように、炉心流量変化にともな
うＬＰＲＭの指示値の変化の傾きｇｉ（ｊ＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ
，Ｄ）は同じではなく、各ストリング毎に異なり、又同
一ストリングの軸方向位置（Ａ、Ｂ、Ｃ。
せず、第４図でも分かるように、炉心流量変化にともな
うＬＰＲＭの指示値の変化の傾きｇｉ（ｊ＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ
，Ｄ）は同じではなく、各ストリング毎に異なり、又同
一ストリングの軸方向位置（Ａ、Ｂ、Ｃ。
Ｄ）によってもその傾きは異なる。
この原因は、炉心流量を一定の早さで変化しても、各チ
ャンネルを流れる流量の割合が異なること、および同一
スｌ−ＩＪソングおいてもボイド分布の影響を受けるこ
とによる。
ャンネルを流れる流量の割合が異なること、および同一
スｌ−ＩＪソングおいてもボイド分布の影響を受けるこ
とによる。
そこで、（２式における場所ｌ）での中性子束φ（ｉ）
の真の時間的変化率を、この流量制御による分布相似則
を用いて推定する。
の真の時間的変化率を、この流量制御による分布相似則
を用いて推定する。
このための近似的方法は、炉心内で流体的にはゾ同じ状
況にあると思われる場所、たとえば、炉の中心からほぼ
同じ距離で、同一水平面位置にあり、チャンネル下部の
流量オリフィスの開度が同じであるようなＬＰＲＭの指
示値の傾きを寄せ集めて平均化することである。
況にあると思われる場所、たとえば、炉の中心からほぼ
同じ距離で、同一水平面位置にあり、チャンネル下部の
流量オリフィスの開度が同じであるようなＬＰＲＭの指
示値の傾きを寄せ集めて平均化することである。
即ち（４）式によって検出しようとする場Ｔｈ１）の検
出器のａφ１０ｆｔを推定する。
出器のａφ１０ｆｔを推定する。
ここで、Ｍは流体的に等価な条件下にあると判断された
ＬＰＲＭの１同数 ＣｏはＫＡｌｊＬＳφ（ｊ）三ｃｏ（一定）となるよう
に定められた定数 （４）式に取入れられたＭ個のＬＰＲＭの中には、すで
に異常であるものが存在するかも知れないが、Ｍの値を
多くとることによって、その影響を小さく抑えることが
出来る。
ＬＰＲＭの１同数 ＣｏはＫＡｌｊＬＳφ（ｊ）三ｃｏ（一定）となるよう
に定められた定数 （４）式に取入れられたＭ個のＬＰＲＭの中には、すで
に異常であるものが存在するかも知れないが、Ｍの値を
多くとることによって、その影響を小さく抑えることが
出来る。
（３）式、（４）式で求められた値をもとに、（２）式
を用いて、その時点での場Ｎｉ）における推定感度Ｓ。
を用いて、その時点での場Ｎｉ）における推定感度Ｓ。
Ｘを算出することができる。一方、電離箱１０のカソー
ド１２の内面に塗布されたＵ２３５は、中性子照射を受
けて消耗し、第５図に示すごとく、しだいに感度が低下
する。
ド１２の内面に塗布されたＵ２３５は、中性子照射を受
けて消耗し、第５図に示すごとく、しだいに感度が低下
する。
したかって、各ＬＰＲＭへの中性子照射量を算出すれば
、現時点において持つべき理論的な感度Ｓ ｔ Ｊ ｔ
）を求めることが出来る。
、現時点において持つべき理論的な感度Ｓ ｔ Ｊ ｔ
）を求めることが出来る。
（２）式で算出した推定感度Ｓ ｅｘ（１）と理論的感
度８１ｈ（ｉ）が規定値以上、異なることをもってＬＰ
ＲＭの感度異常と判定する。
度８１ｈ（ｉ）が規定値以上、異なることをもってＬＰ
ＲＭの感度異常と判定する。
すなわち、例えば
を計算し、この値が規定値ε、より犬であれば渦紋ＬＰ
ＲＭの感度異常と判定し、同時にその場所（ｉ）も指示
する。
ＲＭの感度異常と判定し、同時にその場所（ｉ）も指示
する。
または、正常なＬＰＲＭでは同じ中性子束レベルφ（ｎ
、ｊ）に対しては同じ指示値Ｌ（ｎ、ｊ）を与えるよう
にその増幅器ゲインＫＡ（ｊ）が調節される。
、ｊ）に対しては同じ指示値Ｌ（ｎ、ｊ）を与えるよう
にその増幅器ゲインＫＡ（ｊ）が調節される。
すなわち、（１）式でも分かるようにＫＡ（ｊ）：Ｓφ
（ｊ）が一定値Ｃ８となるように、増幅器のゲインＫＡ
（ｊ）を’ｌ”ＩＰを用いて定期的に調節しているわけ
であるから、（２）式で算出した推定感度５ｅｘｌ）と
そのＬＰＲＭの増幅器のゲインに７ｔｌ’）積がＣ８か
ら大きくずれていることをもって、感度異常と判定する
ことも出来る。
（ｊ）が一定値Ｃ８となるように、増幅器のゲインＫＡ
（ｊ）を’ｌ”ＩＰを用いて定期的に調節しているわけ
であるから、（２）式で算出した推定感度５ｅｘｌ）と
そのＬＰＲＭの増幅器のゲインに７ｔｌ’）積がＣ８か
ら大きくずれていることをもって、感度異常と判定する
ことも出来る。
第６図は、以上において説明した本発明の中性子計測装
置の異常検定装置の動作を示すフローチャートである。
置の異常検定装置の動作を示すフローチャートである。
これについては、改めて説明するまでもなく、今迄の記
述から十分に理解されるであろう。
述から十分に理解されるであろう。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば多くの
ＬＰＲＭを短時間に検定でき、原子炉の安全運転上きわ
めて有用である。
ＬＰＲＭを短時間に検定でき、原子炉の安全運転上きわ
めて有用である。
なお、検定のための原子炉出力レベルの変更は、そのた
めにわざわざ行なう必要はなく、負荷追従運転などのタ
イミングを利用することができ、このようにすれば運用
上の問題は生じない。
めにわざわざ行なう必要はなく、負荷追従運転などのタ
イミングを利用することができ、このようにすれば運用
上の問題は生じない。
また出力を一定に保持するという条件のもとで本方式を
適用する場合には、たとえばＢＷＲにおいては２台ある
再循環ポンプ（炉心流量を変えるためのもの）の総流量
は一定にし、一方の流量を他方よりも大きくなるように
変化させ、それにともなう炉心内の流量配分の変化をオ
リ用することも可能である。
適用する場合には、たとえばＢＷＲにおいては２台ある
再循環ポンプ（炉心流量を変えるためのもの）の総流量
は一定にし、一方の流量を他方よりも大きくなるように
変化させ、それにともなう炉心内の流量配分の変化をオ
リ用することも可能である。
第１図は沸騰水形原子炉の炉心内部におけるＬＰＲＭの
配列を示す概略図、第２図はＬＰＲＭの構造と計測系の
概略図、第３図は炉心流量変化時の中性子分布形状の相
似則を説明する図、第４図は炉心流量変化時における同
一ストリング上の４つのＬＰＲＭの指示特性を示す図、
第５図は中性子照射にともなうＬＰＲＭの感度劣化の傾
向を示す図、第６図はＬＰＲＭ異常検定の手順の１例を
示すフロー線図である。 ２・・・・・・ＬＰＲＭ（局部中性子検出器）、３・・
・・・・制御棒、４・・・・・・ストリング、１１・・
・・・・アノード、１２・・・・・・カソード、２０・
・・・・・同軸ケーブル ４０・・・・・・電流電圧変
換増幅器。
配列を示す概略図、第２図はＬＰＲＭの構造と計測系の
概略図、第３図は炉心流量変化時の中性子分布形状の相
似則を説明する図、第４図は炉心流量変化時における同
一ストリング上の４つのＬＰＲＭの指示特性を示す図、
第５図は中性子照射にともなうＬＰＲＭの感度劣化の傾
向を示す図、第６図はＬＰＲＭ異常検定の手順の１例を
示すフロー線図である。 ２・・・・・・ＬＰＲＭ（局部中性子検出器）、３・・
・・・・制御棒、４・・・・・・ストリング、１１・・
・・・・アノード、１２・・・・・・カソード、２０・
・・・・・同軸ケーブル ４０・・・・・・電流電圧変
換増幅器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 原子炉炉心内に立体的に配置された複数個の中性子
検出器による測定信号を伝送し、指示するための配線、
増幅器および指示計から成る計測装置において、前記炉
心の空間的な各部の出力をほぼ相似的に増減させる手段
によって、相異なる出力レベルに到達せしめ、前記指示
計の指示値の時間的変化率を測定し、被検定中性子検出
器の存在する位置における真の中性子束の時間的変化率
を前記被検定中性子検出器と流体的に実質上等価な条件
下にある中性子検出器群の指示値の変化率から推定し、
被検定中性子検出器の推定感度として前記被検定中性子
検出器の指示値の時間的変化率の測定値を前記の推定さ
れた真の中性子束の時間的変化率で除し、さらに被検定
中性子検出器の増幅器のゲインで除した値を用い、前記
推定感度と基準値の差が規定値を越えたとき被検定中性
子検出器を異常と判定することを特長とした中性子計測
装置の異常検定装置。 ２ 流体的に実質上等価な条件下にある中性子検出器群
を炉心の半径方向位置、水平方向位置、対称性、炉心下
部に設置された流量配分オリフィスの開度をもとに選定
することを特徴とする特許請求範囲第１項記載の中・注
子計副装置の異常検定装置。 ３ 感度の基準値として、被検定中性子検出器の中性子
照射にともなう感度減衰特性から算出される感度を用い
ることを特徴とする特許請求範囲第１項記載の中性子計
測装置の異常検定装置。 ４ 感度の基準値として、全ての中性子検出器について
、絶対更正手段により増幅器のゲインと感度の積が一定
となるようにあらかじめ定められた定数を被検定中性子
検出器の増幅器のゲインで除した値を用いることを特徴
とする特許請求範囲第１項記載の中性子計測装置の異常
検定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51079653A JPS5857719B2 (ja) | 1976-07-05 | 1976-07-05 | 中性子計測装置の異常検定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51079653A JPS5857719B2 (ja) | 1976-07-05 | 1976-07-05 | 中性子計測装置の異常検定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS535391A JPS535391A (en) | 1978-01-18 |
| JPS5857719B2 true JPS5857719B2 (ja) | 1983-12-21 |
Family
ID=13696080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51079653A Expired JPS5857719B2 (ja) | 1976-07-05 | 1976-07-05 | 中性子計測装置の異常検定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5857719B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1148020A (en) * | 1979-07-05 | 1983-06-14 | James L. Bono | Stable dehydrated cocrystalline amino acid food additives |
-
1976
- 1976-07-05 JP JP51079653A patent/JPS5857719B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS535391A (en) | 1978-01-18 |
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