JPS60152989A - 原子炉の核計装装置 - Google Patents
原子炉の核計装装置Info
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- JPS60152989A JPS60152989A JP59009761A JP976184A JPS60152989A JP S60152989 A JPS60152989 A JP S60152989A JP 59009761 A JP59009761 A JP 59009761A JP 976184 A JP976184 A JP 976184A JP S60152989 A JPS60152989 A JP S60152989A
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- Japan
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- reactor
- nuclear
- output
- neutron
- signal
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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)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は安全保護系の向上を図った原子炉の核計装装置
に関する。
に関する。
原子力発電所における原子炉の出方は、その起動から出
力運転に至る迄、各種の検出装置からなる中性子モニタ
系によって監視されている。
力運転に至る迄、各種の検出装置からなる中性子モニタ
系によって監視されている。
例えば沸騰水型原子力発電所にあっては、第１図に示す
ように複数の制御棒１を設けた原子炉炉心部２に、中性
子源モニタ３、中間領域モニタ４、出力領域モニタ５を
設け、該中性子源モニタ３では中性子源レベル（約ｌｏ
５φ１４’・８）から約５×１０８ｎＡ−ｎ＋２・８ま
での出力を、中間領域モニタ４”’Ｑは約１０８ｎΔ２
・８カラ約１．５ Ｘ １０１３ｎ、４，７１’ａまで
の出力を、更には出力領域モニタ５によりその定格出力
の１〜１２５係の出力をそれぞれ監視する如（構成され
ている。尚、これらの監視領域は互いにオーバーラツプ
し２て定められており、その出力監視が連続的に行われ
るようになっている。
ように複数の制御棒１を設けた原子炉炉心部２に、中性
子源モニタ３、中間領域モニタ４、出力領域モニタ５を
設け、該中性子源モニタ３では中性子源レベル（約ｌｏ
５φ１４’・８）から約５×１０８ｎＡ−ｎ＋２・８ま
での出力を、中間領域モニタ４”’Ｑは約１０８ｎΔ２
・８カラ約１．５ Ｘ １０１３ｎ、４，７１’ａまで
の出力を、更には出力領域モニタ５によりその定格出力
の１〜１２５係の出力をそれぞれ監視する如（構成され
ている。尚、これらの監視領域は互いにオーバーラツプ
し２て定められており、その出力監視が連続的に行われ
るようになっている。
とどろで、この種の原子力発電において、その事故を未
然に防止することは安全性等の点で非常に重要である。
然に防止することは安全性等の点で非常に重要である。
このような安全保護機能を講じるべく、従来にあっては
前記中性子モニタによる出力監視結果に基づいて、その
運転に対する警報、制御棒の引抜き阻止、原子炉スクラ
ム等を行わしめ、過大な原子炉出力の発生に起因する燃
料被覆管の損傷を防止するようにしている。
前記中性子モニタによる出力監視結果に基づいて、その
運転に対する警報、制御棒の引抜き阻止、原子炉スクラ
ム等を行わしめ、過大な原子炉出力の発生に起因する燃
料被覆管の損傷を防止するようにしている。
例えば中間出力系では、前記中間領域での運転員の誤操
作や、機器の誤動作による出力増加に対して原子炉スク
ラム信号を与えるようにしている。また平均出力モニタ
では、燃料被覆管の損傷を防止するべく、その平均中性
子束が定格出力時の１２０％に達したときに原子炉スク
ラム信号を与えるようにしている。更には、成る定めら
れた出力以上で引抜き制御棒を選択したとき、その制御
棒に最も近接した例えば１６個の局部出力領域のモニタ
出力を監視して、その引抜きを阻止制御するようにして
いる。
作や、機器の誤動作による出力増加に対して原子炉スク
ラム信号を与えるようにしている。また平均出力モニタ
では、燃料被覆管の損傷を防止するべく、その平均中性
子束が定格出力時の１２０％に達したときに原子炉スク
ラム信号を与えるようにしている。更には、成る定めら
れた出力以上で引抜き制御棒を選択したとき、その制御
棒に最も近接した例えば１６個の局部出力領域のモニタ
出力を監視して、その引抜きを阻止制御するようにして
いる。
このように、中性子モニタ系による安全保護機能は、運
転員の誤操作や機器の誤動作により出力が上昇したとき
、その中性子モニタの指示値に応じて警報を発したり、
原子炉スクラム信号を発生する如く構成されている。
転員の誤操作や機器の誤動作により出力が上昇したとき
、その中性子モニタの指示値に応じて警報を発したり、
原子炉スクラム信号を発生する如く構成されている。
ところで、原子炉出力を増大させるべく、制御棒駆動系
等の出力制御手段により、炉心に反応度を加えた場合、
その出力上昇は第２図に示すようになる。第２図は正の
ステップ状反応度を加えたときの例を示しており、原子
炉出力Ｐ （ｔ）は指数関数的に上昇する。近似的には
、遅発中性子の先行核の平均崩壊定数なλ、加えた反応
度をρ、遅発中性子の割合いをβとするとＰ（ｔ） ”
ｅｘｐ （〔λρ／（β−β）） ｔ ）−（１）で
示され、加えた反応度が大きい程、出力上昇が急激とな
る。しかして、原子炉出力の増大は、炉心に加えた反応
度に関連した特性を有しており、従ってこの特性を利用
して原子炉出力の増大過程を予知すれば、前記中性子モ
ニタによる原子炉の運転制御に加えて、より安全性の高
い運転制御が可能となることが考えられる。
等の出力制御手段により、炉心に反応度を加えた場合、
その出力上昇は第２図に示すようになる。第２図は正の
ステップ状反応度を加えたときの例を示しており、原子
炉出力Ｐ （ｔ）は指数関数的に上昇する。近似的には
、遅発中性子の先行核の平均崩壊定数なλ、加えた反応
度をρ、遅発中性子の割合いをβとするとＰ（ｔ） ”
ｅｘｐ （〔λρ／（β−β）） ｔ ）−（１）で
示され、加えた反応度が大きい程、出力上昇が急激とな
る。しかして、原子炉出力の増大は、炉心に加えた反応
度に関連した特性を有しており、従ってこの特性を利用
して原子炉出力の増大過程を予知すれば、前記中性子モ
ニタによる原子炉の運転制御に加えて、より安全性の高
い運転制御が可能となることが考えられる。
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、そ
の目的とするところは、より安全性の高い原子炉の運転
制御を可能とする原子炉の核計装装置を提供することに
ある。
の目的とするところは、より安全性の高い原子炉の運転
制御を可能とする原子炉の核計装装置を提供することに
ある。
本発明は、原子炉の炉心または炉心周辺に配置された中
性子束検出器による中性子モニタ信号から上記原子炉の
炉周期をめ、この炉周期を監視して該原子炉に対する運
転制御指令を得るようにしたものである。
性子束検出器による中性子モニタ信号から上記原子炉の
炉周期をめ、この炉周期を監視して該原子炉に対する運
転制御指令を得るようにしたものである。
即ち、原子炉出力の変化の指標となる炉周期Ｔは、原子
炉出力がｅ（＝２．７２）倍に変化する迄の時間として
定義され、前記第（１）式からＴ＝（β−β）／λ・ρ よ β／λρ （ρくβ）・・・（２）として示される
。この炉周期Ｔは、炉心に加えた反応度の大きさに反比
例し、原子炉出力の増大が急激な程、小さくなる。
炉出力がｅ（＝２．７２）倍に変化する迄の時間として
定義され、前記第（１）式からＴ＝（β−β）／λ・ρ よ β／λρ （ρくβ）・・・（２）として示される
。この炉周期Ｔは、炉心に加えた反応度の大きさに反比
例し、原子炉出力の増大が急激な程、小さくなる。
そこでこのような炉周期Ｔを前記中性子モニタ信号から
め、これを監視することＫよって、例えば原子炉出力が
急激に上昇するとき、前記従来の中性子モニタ系による
安全保護機能が作用する前に安全保護機能を働かせて不
必要なスクラムを避けるようにしたものである。
め、これを監視することＫよって、例えば原子炉出力が
急激に上昇するとき、前記従来の中性子モニタ系による
安全保護機能が作用する前に安全保護機能を働かせて不
必要なスクラムを避けるようにしたものである。
以下、図面を参照して本発明の一実施例につき説明する
。
。
第３図は実施例装置の概略構成図である。前記第１図に
示す如く原子炉の炉心部に設けられた中性子モニタ（中
性子束検出器）１１かもの信号は、原子炉建屋に設けら
れた前置増幅器１２を介して中央制御室に伝達される。
示す如く原子炉の炉心部に設けられた中性子モニタ（中
性子束検出器）１１かもの信号は、原子炉建屋に設けら
れた前置増幅器１２を介して中央制御室に伝達される。
この中央制御室には、中性子束増幅器１３が設けられ、
該増幅器Ｉ３にて前記中性子モニタＩＩかものモニタ信
号が必要なレベルに迄増幅されている。
該増幅器Ｉ３にて前記中性子モニタＩＩかものモニタ信
号が必要なレベルに迄増幅されている。
しかして、この中性子モニタ出力は、中性子指示計１４
によりその値が指示され、また中性子記録計１５により
記録されている。３つの判定器１５，１６．１７は、そ
れぞれ上記中性子モニタの指示値を予め設定された判定
値と比較判定しており、その指示値が上記判定値に達し
たときにモニタ検出信号を発生している。このよ、うな
モニタ検出信号を受けて、警報発生器１８は原子炉の運
転操作に対する警報を発生し、また引抜き阻止信号発生
器１９は制御棒の引抜きによる原子炉出力増大に対する
引抜き阻止信号を、更にスフシム信号発生器２ｏは原子
炉スクラム信号を発生している。これらの信号により、
原子炉の出力制御手段の１つである制御棒駆動系２１の
作動が制御されて、その安全保護対策が講じられるよう
になっている。
によりその値が指示され、また中性子記録計１５により
記録されている。３つの判定器１５，１６．１７は、そ
れぞれ上記中性子モニタの指示値を予め設定された判定
値と比較判定しており、その指示値が上記判定値に達し
たときにモニタ検出信号を発生している。このよ、うな
モニタ検出信号を受けて、警報発生器１８は原子炉の運
転操作に対する警報を発生し、また引抜き阻止信号発生
器１９は制御棒の引抜きによる原子炉出力増大に対する
引抜き阻止信号を、更にスフシム信号発生器２ｏは原子
炉スクラム信号を発生している。これらの信号により、
原子炉の出力制御手段の１つである制御棒駆動系２１の
作動が制御されて、その安全保護対策が講じられるよう
になっている。
また中央制御室には炉周期増幅器２２が設けられており
、前記中性子モニタ信号から前記第（２）式に示す如き
信号処理によって、その炉周期Ｔがめられている。そし
て、この炉周期Ｔの値は炉周期指示計２３にて指示表示
されると共に、炉周期記録計２４にて記録されるように
なっている。
、前記中性子モニタ信号から前記第（２）式に示す如き
信号処理によって、その炉周期Ｔがめられている。そし
て、この炉周期Ｔの値は炉周期指示計２３にて指示表示
されると共に、炉周期記録計２４にて記録されるように
なっている。
ところで本装置が特徴とするところは、上述した従来装
置と同様な構成に加えて、前記炉周期増幅器２２が中性
子モニタ信号からめた炉周期信号を所定の判定値とそれ
ぞれ比較して、該炉周期信号の値を監視する判定器２５
．２６を備え、更には−これらの判定器２５．２６の判
定結果を以って警報を発生する警報発生器２７゜２８、
および引抜き阻止信号発生器２９を備えた点にある。判
定器２５および警報発生器２７は、前記炉周期Ｔの値が
所定の判定値Ｔ＆ヲ下回ったとき、原子炉出力の上昇率
が高すぎる旨の警報を発するものである。また判定器２
６は、前記炉周期Ｔの値が上記判定値Ｔａより低い第２
の判定値Ｔｂまでも下回ったとぎに信号を出力するもの
であり、これによって前記引抜き阻止信号発生器２９が
付勢されて、前記制御棒駆動系２Ｚに対して制御棒の引
抜き阻止信号が発生され、同時に警報発生器２８により
、更に稙要度の高い警報が発せられるようになっている
。
置と同様な構成に加えて、前記炉周期増幅器２２が中性
子モニタ信号からめた炉周期信号を所定の判定値とそれ
ぞれ比較して、該炉周期信号の値を監視する判定器２５
．２６を備え、更には−これらの判定器２５．２６の判
定結果を以って警報を発生する警報発生器２７゜２８、
および引抜き阻止信号発生器２９を備えた点にある。判
定器２５および警報発生器２７は、前記炉周期Ｔの値が
所定の判定値Ｔ＆ヲ下回ったとき、原子炉出力の上昇率
が高すぎる旨の警報を発するものである。また判定器２
６は、前記炉周期Ｔの値が上記判定値Ｔａより低い第２
の判定値Ｔｂまでも下回ったとぎに信号を出力するもの
であり、これによって前記引抜き阻止信号発生器２９が
付勢されて、前記制御棒駆動系２Ｚに対して制御棒の引
抜き阻止信号が発生され、同時に警報発生器２８により
、更に稙要度の高い警報が発せられるようになっている
。
つまり本装置は、中性子モニタによる原子炉出力値のみ
ならず、その炉周期の値をも監視して原子炉の運転が制
御されるようになっている。
ならず、その炉周期の値をも監視して原子炉の運転が制
御されるようになっている。
かくしてこのように構成された本装置によれば、例えば
運転員の誤操作や機器の誤動作によって原子炉出力が急
激に増大し始めたとき、中性子モニタ信号による原子炉
出力の監視によってその異常が判定され、警報や安全保
護対策が講じられる以前に、前記炉周期Ｔの監視によっ
て急激な原子炉出力の上昇を判定することができ、これ
に対して速やかに警報を発し、更にはその安全保護対策
を可及的に講じることが可能となる。即ち、第４図に原
子炉の運転開始時からの原子炉出力（相対値）と、その
炉周期の遷移形態例を示すように、例えば運転員の誤操
作や機器の誤動作によって時刻ｔｏに炉心に不慮の反応
度が加えられ、この結果原子炉出力が増大し始めると、
これに伴って炉周期Ｔが減少する。
運転員の誤操作や機器の誤動作によって原子炉出力が急
激に増大し始めたとき、中性子モニタ信号による原子炉
出力の監視によってその異常が判定され、警報や安全保
護対策が講じられる以前に、前記炉周期Ｔの監視によっ
て急激な原子炉出力の上昇を判定することができ、これ
に対して速やかに警報を発し、更にはその安全保護対策
を可及的に講じることが可能となる。即ち、第４図に原
子炉の運転開始時からの原子炉出力（相対値）と、その
炉周期の遷移形態例を示すように、例えば運転員の誤操
作や機器の誤動作によって時刻ｔｏに炉心に不慮の反応
度が加えられ、この結果原子炉出力が増大し始めると、
これに伴って炉周期Ｔが減少する。
そして、炉周期Ｔが判定値Ｔ８を下回ったとき警報が発
せられ、更に判定値Ｔｂを下回ったとぎには引上げ阻止
信号が発せられることになる。
せられ、更に判定値Ｔｂを下回ったとぎには引上げ阻止
信号が発せられることになる。
このとき、原子炉出力は前述したように指数関数的に増
大するが、この原子炉出力の増大に関与する炉周期の方
が前記第（１） ＋ （２）式から明らかなように大き
な値の変化な−早く呈する。これ故、中性子モニタ信号
による出力監視による異常判定Ｃ，Ｄに比して、炉周期
Ｔの監視による異常判定Ａ、Ｈの方が早く検出されるこ
とになる。従って、原子炉出力が、中性子モニタ信号に
よる異常判定レベルに達する以前に、その異常に対する
警報を発し、且つ安全保護対策を講じることが可能とな
る。
大するが、この原子炉出力の増大に関与する炉周期の方
が前記第（１） ＋ （２）式から明らかなように大き
な値の変化な−早く呈する。これ故、中性子モニタ信号
による出力監視による異常判定Ｃ，Ｄに比して、炉周期
Ｔの監視による異常判定Ａ、Ｈの方が早く検出されるこ
とになる。従って、原子炉出力が、中性子モニタ信号に
よる異常判定レベルに達する以前に、その異常に対する
警報を発し、且つ安全保護対策を講じることが可能とな
る。
従って、本装置によれば、原子炉に対する安全性を更に
高めることが可能となり、原子炉出力の急激な上昇を未
然に防ぐことができる。つまり、原子炉出力の急激な上
昇の兆候を速やかに検出し、上記原子炉出力が不本意な
値に上昇する以前に、その出力上昇を効果的に抑えるこ
とが可能となり、その安全保護機能を非常に優れたもの
とすることができる。
高めることが可能となり、原子炉出力の急激な上昇を未
然に防ぐことができる。つまり、原子炉出力の急激な上
昇の兆候を速やかに検出し、上記原子炉出力が不本意な
値に上昇する以前に、その出力上昇を効果的に抑えるこ
とが可能となり、その安全保護機能を非常に優れたもの
とすることができる。
尚、本発明は上述した実施例に限定されるものではない
。例えばここでは制御棒駆動系による制御棒の引抜きに
よってその原子炉出力を制御するものについて説明した
が、他の出力制御手段である炉心流量制御に対しても同
様に適用でき□る。また加圧水型原子炉における炉水中
のポロン濃度制御による出力制御にも適用可能である。
。例えばここでは制御棒駆動系による制御棒の引抜きに
よってその原子炉出力を制御するものについて説明した
が、他の出力制御手段である炉心流量制御に対しても同
様に適用でき□る。また加圧水型原子炉における炉水中
のポロン濃度制御による出力制御にも適用可能である。
また中性子モニタの手段は、従来より植種知られ方式を
適宜採用可能である。また、中性子モニタ信号の監視判
定レベル、および炉周期の監視判定レベルは原子炉の仕
様に応じて定めれば良いものであり、要するに本発明は
その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施すること
ができる。
適宜採用可能である。また、中性子モニタ信号の監視判
定レベル、および炉周期の監視判定レベルは原子炉の仕
様に応じて定めれば良いものであり、要するに本発明は
その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施すること
ができる。
以上説明したように本発明によれば、原子炉の中性子モ
ニタ信号からその炉周期をめ、この炉周期を監視して原
子炉の運転を制御するので、不慮の事態による原子炉出
力の急激な上昇を中性子モニタ信号の監視よりも早く検
出して、その対策を講じることが可能となる。従って、
その安全保護機能のより充実化を図ることが可能となり
、急激な出力上昇を防いで、不要なスクラムの発生を阻
止することができる。そして、このような安全保護機能
により、運転員の負担軽減を図り得る等の絶大なる効果
が奏せられる。
ニタ信号からその炉周期をめ、この炉周期を監視して原
子炉の運転を制御するので、不慮の事態による原子炉出
力の急激な上昇を中性子モニタ信号の監視よりも早く検
出して、その対策を講じることが可能となる。従って、
その安全保護機能のより充実化を図ることが可能となり
、急激な出力上昇を防いで、不要なスクラムの発生を阻
止することができる。そして、このような安全保護機能
により、運転員の負担軽減を図り得る等の絶大なる効果
が奏せられる。
第１図は中性子モニタの炉内配置例を示す図、第２図は
ステップ状反応度の印加時の原子炉出力の変化を示す図
、第３図は本発明の一実施例装置の要部概略図、第４図
は原子炉出力と炉周期の時間的変化を示す図である。 １１・・・中性子モニタ、２１・・・制御棒駆動系、２
２・・・炉周期増幅器、２５．２６・・・判定器、２７
゜２８・・・警報発生器、２９・・・引抜き阻止信号発
生器。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦時玉 （ｓｅｃ
） 第３図
ステップ状反応度の印加時の原子炉出力の変化を示す図
、第３図は本発明の一実施例装置の要部概略図、第４図
は原子炉出力と炉周期の時間的変化を示す図である。 １１・・・中性子モニタ、２１・・・制御棒駆動系、２
２・・・炉周期増幅器、２５．２６・・・判定器、２７
゜２８・・・警報発生器、２９・・・引抜き阻止信号発
生器。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦時玉 （ｓｅｃ
） 第３図
Claims (4)
- （１）原子炉の炉心または炉心周辺に配置された中性子
束検出器により検出された中性子モニタ信号から炉周期
信号をめ、この炉周期信号を監視し、且つレベル判定し
て前記原子炉に対する運転制御指令を発する手段を具備
したことを特徴とする原子炉の核計装装置。 - （２）運転制御指令は、制御棒駆動系に対する制御命令
や警報等からなるものである特許請求の範囲第１項記載
の原子炉の核計装装置。 - （３）炉周期信号に基づく原子炉の運転制御指令は、該
炉周期信号の値が所定の判定閾値を下回ったときに発せ
られるものである特許請求の範囲第１項記載の原子炉の
核計装装置。 - （４）制御棒駆動系に対する制御命令は、制御棒の引抜
き阻止信号からなるものである特許請求の範囲第２項記
載の原子炉の核計装装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59009761A JPS60152989A (ja) | 1984-01-23 | 1984-01-23 | 原子炉の核計装装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59009761A JPS60152989A (ja) | 1984-01-23 | 1984-01-23 | 原子炉の核計装装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60152989A true JPS60152989A (ja) | 1985-08-12 |
Family
ID=11729257
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59009761A Pending JPS60152989A (ja) | 1984-01-23 | 1984-01-23 | 原子炉の核計装装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60152989A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6255594A (ja) * | 1985-08-20 | 1987-03-11 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 原子炉の起動域過渡状態モニタ |
| JP2009150704A (ja) * | 2007-12-19 | 2009-07-09 | Global Nuclear Fuel-Japan Co Ltd | 冷温臨界試験方法および試験装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5043678U (ja) * | 1973-08-23 | 1975-05-02 |
-
1984
- 1984-01-23 JP JP59009761A patent/JPS60152989A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5043678U (ja) * | 1973-08-23 | 1975-05-02 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6255594A (ja) * | 1985-08-20 | 1987-03-11 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 原子炉の起動域過渡状態モニタ |
| JP2009150704A (ja) * | 2007-12-19 | 2009-07-09 | Global Nuclear Fuel-Japan Co Ltd | 冷温臨界試験方法および試験装置 |
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