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JPH0157320B2 - - Google Patents
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JPH0157320B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0157320B2
JPH0157320B2 JP56042350A JP4235081A JPH0157320B2 JP H0157320 B2 JPH0157320 B2 JP H0157320B2 JP 56042350 A JP56042350 A JP 56042350A JP 4235081 A JP4235081 A JP 4235081A JP H0157320 B2 JPH0157320 B2 JP H0157320B2
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coolant
reactor
pressure
guide vane
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Shigeto Murata
Atsuo Yamauchi
Osamu Yokomizo
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、原子炉に係り、特に冷却水循環ポン
プとして原子炉圧力容器内にインペラを配置した
ポンプ(以下、インターナルポンプという)を有
する原子炉に関するものである。
Detailed Description of the Invention [Industrial Application Field] The present invention relates to a nuclear reactor, and in particular to a nuclear reactor having a pump (hereinafter referred to as an internal pump) having an impeller disposed inside a reactor pressure vessel as a cooling water circulation pump. It is related to furnaces.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

インターナルポンプを内臓した沸騰水型原子炉
としては、特公昭49−47239号公報に記載された
ものが知られている。このような沸騰水型原子炉
においては、インターナルポンプの回転数を変え
て炉心に供給する冷却水流量を変化させることに
よつて原子炉出力を調節することができる。特
に、最近、原子炉の負荷追従運動が検討されてい
る。この場合、原子炉出力は、100%と50%の間
で変化する。このような出力の変化は、炉心を流
れる冷却水量(以下、炉心流量という)を変化さ
せることによつて行なわれる。炉心流量の変化
は、負荷追従運動においては100%流量と30%流
量の間で行なわれる。炉心流量の変化で原子炉出
力を調節する場合は、炉心流量を正確に検出する
必要がある。
As a boiling water nuclear reactor equipped with an internal pump, the one described in Japanese Patent Publication No. 47239/1983 is known. In such a boiling water reactor, the reactor output can be adjusted by changing the rotational speed of the internal pump and changing the flow rate of cooling water supplied to the reactor core. In particular, load following motion of nuclear reactors has been studied recently. In this case, the reactor power varies between 100% and 50%. Such changes in output are performed by changing the amount of cooling water flowing through the core (hereinafter referred to as core flow rate). The core flow rate changes between 100% flow rate and 30% flow rate during load following motion. When adjusting reactor power by changing the core flow rate, it is necessary to accurately detect the core flow rate.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

従来のインターナルポンプを内臓した沸騰水型
原子炉においては、インターナルポンプの回転数
およびインペラ出入口の差圧を測定し、これらの
測定値とQ−H曲線とによつて炉心に供給される
冷却水流量、すなわち、炉心流量を求めている。
しかし、この方法では、炉心流量が25〜50%の低
流量になつた場合および25%以下の自然循環流量
になつた場合にはインペラの回転数が小さくなる
ため、測定精度が悪くなる。したがつて、炉心流
量の低い流域における炉心流量調節による原子炉
出力制御が困難になる。
In a conventional boiling water reactor equipped with an internal pump, the rotation speed of the internal pump and the differential pressure at the impeller entrance and exit are measured, and water is supplied to the core based on these measured values and the Q-H curve. The cooling water flow rate, that is, the core flow rate is being determined.
However, with this method, when the core flow rate is as low as 25 to 50% or when the natural circulation flow rate is less than 25%, the impeller rotation speed decreases, resulting in poor measurement accuracy. Therefore, it becomes difficult to control the reactor power by adjusting the core flow rate in areas where the core flow rate is low.

また、従来、低流量時の流量測定方法としてカ
ルマン渦流量計が知られており、これを適用すれ
ば低流量時の流量測定精度の向上が期待できる
が、その適用にあたつて、カルマン渦流量計を流
量計ユニツトとして原子炉容器内の設置すること
になるから、次のような問題点がある。
In addition, the Karman vortex flowmeter is conventionally known as a method for measuring flow rates at low flow rates. Since the flowmeter is installed inside the reactor vessel as a flowmeter unit, the following problems arise.

(a) 流動抵抗の増加 カルマン渦を発生させるための部材等を流路
内に設けなければならず、これにより流動抵抗
が増加する。この点、低流量時の流量測定を目
的としているため、流動抵抗の増加は避けた
い。
(a) Increase in flow resistance It is necessary to provide a member or the like in the flow path to generate a Karman vortex, which increases flow resistance. In this regard, since the purpose is to measure flow rate at low flow rates, it is desirable to avoid an increase in flow resistance.

(b) 保守、点検の工数増大 炉心内に設置する場合には、燃料チヤンネル
間の流量配分があるため測定精度を上げようと
すると、測定点数が膨大となるから現実的でな
い。測定点数の観点からは、インターナルポン
プに設置するのが最良であるが、この場合には
カルマン渦流量計がインターナルポンプの保
守、点検の妨げになるため、それらの工数が増
加する。
(b) Increased man-hours for maintenance and inspection When installed inside the reactor core, there is flow distribution between fuel channels, so trying to improve measurement accuracy would be impractical because the number of measurement points would be enormous. From the viewpoint of the number of measurement points, it is best to install it on the internal pump, but in this case, the Karman vortex flowmeter interferes with maintenance and inspection of the internal pump, which increases the number of man-hours required.

(c) 安全性の低下 流量計が万一離脱した場合に安全上の問題が
生ずる可能性がある。
(c) Decreased safety If the flow meter should become detached, a safety problem may occur.

本発明の目的は、低炉心流量領域における流量
測定の精度を向上できる渦流量測定を適用するこ
とにより、原子炉出力制御を容易化でき、かつ渦
流量測定に係る流動抵抗の増加を抑制するととも
に、保守・点検が容易で安全性に優れた構成の原
子炉を提供することにある。
The purpose of the present invention is to facilitate reactor power control by applying eddy flow measurement that can improve the accuracy of flow measurement in the low core flow rate region, and to suppress an increase in flow resistance related to eddy flow measurement. The object of the present invention is to provide a nuclear reactor with a structure that is easy to maintain and inspect and has excellent safety.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明の第1の発明は、上記目的を達成するた
め、原子炉容器と、該原子炉容器内に配置された
炉心と、前記原子炉容器内に存在する前記炉心に
冷却材を導く通路と、該冷却材導入通路に配置さ
れるインペラと、該インペラを回転させる手段
と、前記冷却材導入通路に配置された冷却材の案
内羽根とを含んでなる原子炉において、前記案内
羽根の下流側に生ずる冷却材の渦流発生部の圧力
を検出し、該検出圧力の変動周波数により前記冷
却材の流量を測定する手段を設け、前記圧力は、
前記案内羽根内部に通路を穿設し、該通路の一端
を当該案内羽根の下流側端面に開口してなる検出
端部を有する圧力検出管により検出する構成とし
たことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first invention of the present invention includes a nuclear reactor vessel, a reactor core disposed within the reactor vessel, and a passageway for guiding a coolant to the core located within the reactor vessel. , a nuclear reactor comprising an impeller disposed in the coolant introduction passage, a means for rotating the impeller, and a coolant guide vane disposed in the coolant introduction passage, on the downstream side of the guide vane. Means is provided for detecting the pressure of the vortex generation part of the coolant generated in the flow rate of the coolant, and measuring the flow rate of the coolant based on the fluctuation frequency of the detected pressure, and the pressure is
The present invention is characterized in that a passage is bored inside the guide vane, and one end of the passage is detected by a pressure detection tube having a detection end formed at a downstream end face of the guide vane.

また、本発明の第2の発明は、上記第1の発明
の構成に加えて、インペラの上流側と下流側の差
圧とインペラの回転数とにより冷却材の流量を測
定する手段を併設し、大流量時はこの差圧による
流量測定手段により測定し、低流量時は前記渦流
による流量測定手段に切換えて測定するものとし
たことを特徴とする。
In addition to the configuration of the first invention, the second invention of the present invention further includes means for measuring the flow rate of the coolant based on the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the impeller and the rotation speed of the impeller. When the flow rate is large, the flow rate measurement means using the differential pressure measures the flow rate, and when the flow rate is low, the flow rate measurement means is switched to the vortex flow measurement means for measurement.

〔作用〕[Effect]

このように構成することにより、本発明の第1
又は第2の発明によれば、冷却材が流れることに
よつて案内羽根の下流側にカルマン渦が発生し、
そのカルマン渦は低流量領域にあつても発生し、
冷却材の流速に比例して周期的に変動する渦列を
形成する。この渦列によつて案内羽根下流側の冷
却材圧力が変化する。この圧力変化は圧力検出管
によつて検出され、さらにその検出圧力の変動周
波数により冷却材の流量が測定される。
With this configuration, the first aspect of the present invention
Alternatively, according to the second invention, a Karman vortex is generated on the downstream side of the guide vane due to the flow of the coolant,
Karman vortices occur even in low flow areas,
A vortex train is formed that periodically fluctuates in proportion to the flow rate of the coolant. This vortex train changes the coolant pressure downstream of the guide vane. This pressure change is detected by a pressure detection tube, and the flow rate of the coolant is measured based on the fluctuation frequency of the detected pressure.

特に、案内羽根自体を渦発生器として利用し、
また圧力検出管の検出端部を案内羽根の内部に穿
設した構成としていることから、冷却材の流路中
に格別な、渦発生器などの如き、流動抵抗の増加
につながる部材を設けることなく、渦流量計を実
現できる。しかも、検出端部は案内羽根に一体化
されているので、インターナルポンプの保守・点
検の妨げになることがなく、また、離脱する部品
がないので安全性が確保される。
In particular, the guide vanes themselves are used as vortex generators,
In addition, since the detection end of the pressure detection tube is bored inside the guide vane, it is necessary to install special members such as vortex generators in the coolant flow path that can increase flow resistance. It is possible to realize a vortex flowmeter without any need. Furthermore, since the detection end is integrated with the guide vane, it does not interfere with maintenance and inspection of the internal pump, and safety is ensured since there are no detachable parts.

なお、本発明の第2の発明によれば、大流量の
測定精度に優れる従来のインペラ上下流の差圧に
よる流量測定手段を併設し、流量に応じて渦流に
よるものとを切換えて用いることから、全範囲の
流量測定を高い精度で行うことが可能となり、原
子炉の出力制御が容易にできる。
According to the second aspect of the present invention, a conventional flow rate measurement means using differential pressure upstream and downstream of an impeller, which has excellent accuracy in measuring large flow rates, is provided, and the method is switched between using a vortex flow measurement method and a vortex flow measurement method according to the flow rate. , it becomes possible to measure the flow rate over the entire range with high precision, making it easier to control the output of the reactor.

〔実施例〕〔Example〕

本発明の好適な一実施例を以下に説明する。そ
の前にインターナルポンプを内蔵した沸騰水型原
子炉の概要を第1図に基づいて説明する。原子炉
圧力容器8内に多数の燃料集合体1が配置された
炉心が存在する。炉心を取囲む内部シユラウド1
1が、原子炉圧力容器8内に配置される。内部シ
ユラウド11の下端は、原子炉圧力容器8に固定
される。気水分離器6が、内部シユラウド11の
上部に取付けられる。タービンに連絡される主蒸
気管7が、原子炉圧力容器8内で冷却水液面上方
に存在する蒸気ドーム9に連絡される。給水管1
0は、原子炉圧力容器8と内部シユラウド11と
の間に存在する環状冷却材通路4に連絡される。
インペラ3が、環状冷却材通路4に配置される。
インペラ3が取付けられる回転軸12は、原子炉
圧力容器8を貫通して外部に達し、モータ2に連
結される。インターナルポンプは、モータ2、イ
ンペラ3および回転軸12によつて構成される。
A preferred embodiment of the present invention will be described below. Before that, an overview of a boiling water nuclear reactor with a built-in internal pump will be explained based on FIG. A reactor core in which a large number of fuel assemblies 1 are arranged exists within a reactor pressure vessel 8 . Internal shroud 1 surrounding the reactor core
1 is placed in the reactor pressure vessel 8. The lower end of the internal shroud 11 is fixed to the reactor pressure vessel 8 . A steam separator 6 is attached to the top of the internal shroud 11. A main steam pipe 7 connected to the turbine is connected to a steam dome 9 located above the cooling water level in the reactor pressure vessel 8 . Water supply pipe 1
0 is connected to an annular coolant passage 4 which is present between the reactor pressure vessel 8 and the internal shroud 11.
An impeller 3 is arranged in the annular coolant passage 4 .
A rotating shaft 12 to which the impeller 3 is attached passes through the reactor pressure vessel 8 to reach the outside, and is connected to the motor 2. The internal pump includes a motor 2, an impeller 3, and a rotating shaft 12.

モータ2の駆動に伴つてインペラ3が回転する
と、給水管10によつて環状冷却材通路4に流入
した冷却水は、内部シユラウド11の下端部に設
けられた開口14を通り、下部プレナム5を通つ
て炉心に供給される。冷却水は、燃料集合体1内
を通過する時に加熱されて蒸気となる。この蒸気
は、主蒸気管7を通つてタービンに送られる。
When the impeller 3 rotates as the motor 2 is driven, the cooling water flowing into the annular coolant passage 4 through the water supply pipe 10 passes through the opening 14 provided at the lower end of the internal shroud 11 and flows through the lower plenum 5. is supplied to the reactor core. When the cooling water passes through the fuel assembly 1, it is heated and becomes steam. This steam is sent to the turbine through the main steam pipe 7.

第2図は、本発明の好適な一実施例である沸騰
水型原子炉のインターナルポンプ部を示したもの
である。インペラ3は、デイフユーザ15内に配
置される。インペラ3の下流側でデイフユーザ1
5内にガイドベーン(案内羽根)16が配置され
る。ガイドベーン16は、原子炉圧力容器8内面
に取付けられる。
FIG. 2 shows an internal pump section of a boiling water nuclear reactor which is a preferred embodiment of the present invention. The impeller 3 is arranged within the differential user 15. Diffuser 1 on the downstream side of impeller 3
A guide vane (guide vane) 16 is arranged within 5 . Guide vane 16 is attached to the inner surface of reactor pressure vessel 8 .

炉心流量測定装置34は、カルマン渦発生器と
してのガイドベーン16、圧力検出管20Aおよ
び20Bおよび信号処理装置21から構成され
る。
The core flow rate measurement device 34 includes a guide vane 16 as a Karman vortex generator, pressure detection tubes 20A and 20B, and a signal processing device 21.

カルマン渦による圧力検出端部は第3図と第4
図に示すように構成されている。すなわち、デイ
フユーザ15および16内に、圧力検出管20A
および20Bにそれぞれ接続される通路35Aお
よび35Bが設けられる。通路35Aおよび35
Bの圧力検出口36Aおよび36Bは、ガイドベ
ーン16の下流側端面に開口している。圧力検出
口36Aおよび36Bは、ガイドベーン16によ
つて生じるカルマン渦による差圧変化を検出す
る。圧力検出管20Aおよび20Bは、原子炉圧
力容器8を貫通してその外部に達する。信号処理
装置21は、第5図に示すように、差圧伝送器2
3、増幅器24、フイルタ回路25、フリツプフ
ロツプ回路26、微分回路27、カウンター2
8、クロツク回路29および演算回路30からな
つている。圧力検出管20Aおよび20Bは、差
圧伝送器23に接続される。
The pressure detection end by Karman vortex is shown in Figures 3 and 4.
It is configured as shown in the figure. That is, the pressure detection tube 20A is installed in the differential users 15 and 16.
and 20B are provided, respectively. Passages 35A and 35
The pressure detection ports 36A and 36B of B are open at the downstream end surface of the guide vane 16. The pressure detection ports 36A and 36B detect differential pressure changes due to Karman vortices generated by the guide vane 16. The pressure detection tubes 20A and 20B penetrate the reactor pressure vessel 8 and reach the outside thereof. The signal processing device 21 includes a differential pressure transmitter 2 as shown in FIG.
3. Amplifier 24, filter circuit 25, flip-flop circuit 26, differentiation circuit 27, counter 2
8, a clock circuit 29 and an arithmetic circuit 30. Pressure detection tubes 20A and 20B are connected to differential pressure transmitter 23.

インペラ3が回転して冷却水が炉心に供給され
ている時、ガイドベーン16の下流側に第6図に
示すようにカルマン渦31が交互に非対称に発生
する。このうような周期的な渦列を、カルマン渦
列という。ストローハル数が一定値をとる範囲で
は、渦の発生周波数は、流速に比例する。本実施
例は、このような特性を利用して炉心流量を測定
するものである。
When the impeller 3 rotates and cooling water is supplied to the core, Karman vortices 31 are alternately and asymmetrically generated downstream of the guide vanes 16 as shown in FIG. Such a periodic vortex street is called a Karman vortex street. In a range where the Strouhal number takes a constant value, the frequency of vortex generation is proportional to the flow velocity. In this embodiment, the core flow rate is measured using such characteristics.

カルマン渦31の発生による圧力の変化が、圧
力検出口36Aおよび36Bによつて測定され
る。各々の圧力検出口36Aおよび36Bによつ
て測定された圧力変化は、圧力検出管20Aおよ
び20Bによつて差圧伝送器23に伝達される。
差圧伝送器23から出力される差圧変化信号は、
増幅器24を通過してフイルタ回路25に入力さ
れる。圧力検出口36Aおよび36Bは、カルマ
ン渦31による圧力変化だけでなく、インターナ
ルポンプの脈動による圧力変化をも検出する。こ
のため、増幅器24の出力信号aは、第5図に示
すようにインターナルポンプの脈動による圧力変
化をも含んでいる。インターナルポンプの脈動に
よる圧力変化の周波数は、カルマン渦31の発生
周波数よりも1桁大きいので、フイルタ回路(ロ
ー・パス・フイルタ)を通過させることにより容
易に除去することができる。第5図の信号bは、
インターナルポンプの脈動の影響を除いたもので
ある。信号bは、フリツプフロツプ回路26にて
信号cのように方形波に整形され、微分回路27
でパルス波dになる。カウンタ28は、クロツク
回路29からの入力信号につよつて一定時間毎に
セツト、リセツトを繰返し、入力したパルス波d
の正パルスのみカウントする。カウンタ28によ
りカウントされた正パルスは、カルマン渦31の
発生周波数fに等しい。この値が演算回路30に
入力され、第7図の関係(ストローハル数が一定
の場合の関係)に基づいて炉心に供給される冷却
水流量が求められる。ガイドベーン16のストロ
ーハル数とレイノズル数の関係は、別途実験によ
つてあらかじめ求めておく。ガイドベーン16の
形状は、炉心流量の測定領域においてストローハ
ル数が一定になるものが望ましい。求められた炉
心流量は、表示装置32に表示される。
Changes in pressure due to the generation of Karman vortex 31 are measured by pressure detection ports 36A and 36B. The pressure changes measured by the respective pressure detection ports 36A and 36B are transmitted to the differential pressure transmitter 23 by the pressure detection tubes 20A and 20B.
The differential pressure change signal output from the differential pressure transmitter 23 is
The signal passes through an amplifier 24 and is input to a filter circuit 25 . The pressure detection ports 36A and 36B detect not only pressure changes caused by the Karman vortex 31 but also pressure changes caused by the pulsation of the internal pump. Therefore, the output signal a of the amplifier 24 also includes pressure changes due to the pulsation of the internal pump, as shown in FIG. The frequency of the pressure change due to the pulsation of the internal pump is one order of magnitude higher than the frequency at which the Karman vortex 31 occurs, so it can be easily removed by passing it through a filter circuit (low pass filter). Signal b in Fig. 5 is
This excludes the influence of internal pump pulsation. The signal b is shaped into a square wave like the signal c by the flip-flop circuit 26, and is then shaped into a square wave like the signal c by the flip-flop circuit 26.
becomes a pulse wave d. The counter 28 repeats setting and resetting at regular intervals based on the input signal from the clock circuit 29, and receives the input pulse wave d.
Only positive pulses are counted. The positive pulses counted by the counter 28 are equal to the generation frequency f of the Karman vortex 31. This value is input to the arithmetic circuit 30, and the flow rate of cooling water supplied to the core is determined based on the relationship shown in FIG. 7 (the relationship when the Strouhal number is constant). The relationship between the Strouhal number and Reynozzle number of the guide vane 16 is determined in advance through a separate experiment. The shape of the guide vane 16 is preferably such that the Strouhal number is constant in the core flow rate measurement region. The obtained core flow rate is displayed on the display device 32.

本実施例は、炉心流量が50%以下の低流量領域
においても、炉心流量を精度良く求めることがで
きる。特に再循環ポンプであるインターナルポン
プがトリツプして冷却水が強制循環から自然循環
(炉心流量が25%以下)になつた場合でも、炉心
流量を精度よく求めることができる。特開昭50−
143999号公報および特開昭51−141990号公報に記
載されているように低流量の炉心流量から炉心流
量を増加させる沸騰水型原子炉の起動時の出力上
昇において、低流量時の炉心流量を精度良く測定
できるので、所定の出力上昇幅から外すことな
く、正確な炉心流量調節を容易に行える。このた
め、出力上昇時に炉心内の燃料棒が破損すること
がなく、沸騰水型原子炉の安全性が向上する。こ
れは、負荷追従運転の炉心流量増加による出力上
昇時にもいえる。一方、特開昭51−141990号公報
に記載されているように制御棒パターン交換のた
めの原子炉出力減少を炉心流量の低下によつて行
なう場合においても、原子炉出力を正確に調節で
きるので、所定の原子炉出力まで正確に減少させ
ることができる。これは、負荷追従運転時の出力
減少時にもいえる。
In this embodiment, the core flow rate can be determined with high accuracy even in a low flow rate region where the core flow rate is 50% or less. In particular, even if the internal pump, which is a recirculation pump, trips and the cooling water changes from forced circulation to natural circulation (core flow rate is 25% or less), the core flow rate can be determined with high accuracy. Japanese Patent Publication 1973-
As described in Publication No. 143999 and Japanese Patent Application Laid-open No. 141990, the core flow rate at low flow rate is Since it can be measured with high precision, it is easy to accurately adjust the core flow rate without deviating from the predetermined output increase range. Therefore, the fuel rods in the reactor core will not be damaged when the power increases, improving the safety of the boiling water reactor. This also applies when power increases due to an increase in core flow rate during load following operation. On the other hand, as described in Japanese Patent Application Laid-open No. 51-141990, even when reducing the reactor power for control rod pattern replacement by lowering the reactor core flow rate, the reactor power can be adjusted accurately. , can be precisely reduced to a predetermined reactor power. This also applies when the output decreases during load following operation.

また、本実施例によれば、ガイドベーン16自
体をカルマン渦発生器として利用し、また圧力検
出口36A,36Bをガイドベーン16内に一体
化した構造としていることから、流動抵抗に変化
がなく、圧力損失の増加がない。しかも構造が単
純で、インターナルポンプの保守・点検に妨げと
なるものがなく、かつ離脱する部品もないことか
ら、安全性、信頼性が高い。
Furthermore, according to this embodiment, the guide vane 16 itself is used as a Karman vortex generator, and the pressure detection ports 36A and 36B are integrated into the guide vane 16, so there is no change in flow resistance. , no increase in pressure drop. Furthermore, the structure is simple, there are no obstacles to maintenance and inspection of the internal pump, and there are no detachable parts, so it is safe and reliable.

本発明の他の実施例を第8図に示す。本実施例
の炉心流量測定装置37は、前述した炉心流量測
定装置34と従来のインペラ出入口の差圧を利用
した炉心流量測定装置38を組合せたものであ
る。炉心流量測定装置34の説明は省略する。炉
心流量測定装置38は、インペラ3の出口側の圧
力を測定する圧力検出管39A、インペラの出入
口の圧力を測定する圧力検出管39Bおよび信号
処理装置40からなる。信号処理装置40は、圧
力検出口39Aおよび39Bから求められたイン
ペラ3出入口間の差圧を求め、この値とインペラ
3のQ−H曲線に基づいて炉心流量を求めるもの
である。炉心流量測定装置34および炉心流量測
定装置38で求められた炉心流量の値は、表示装
置41に伝達される。表示装置41は、後者で求
められた炉心流量が50%を越えている場合は後者
の値を、後者で求められた炉心流量が50%以下の
場合は前者の値を表示する。このような本実施例
においても第2図に示す実施例と同様な効果を得
ることができる。炉心流量測定装置34の測定精
度は、炉心流量が50%を越えた場合、炉心流量測
定装置38の測定精度よりも若干低下する。この
ため、本実施例のように各々の測定装置の測定領
域を分割することによつて、0〜100%の全炉心
流量の領域で炉心流量の測定精度を向上させるこ
とができる。原子炉の出力制御をより正確に行な
える。
Another embodiment of the invention is shown in FIG. The core flow rate measuring device 37 of this embodiment is a combination of the above-described core flow rate measuring device 34 and a conventional core flow rate measuring device 38 that utilizes the differential pressure between the inlet and outlet of an impeller. A description of the core flow rate measuring device 34 will be omitted. The core flow rate measurement device 38 includes a pressure detection tube 39A that measures the pressure on the outlet side of the impeller 3, a pressure detection tube 39B that measures the pressure at the entrance and exit of the impeller, and a signal processing device 40. The signal processing device 40 determines the differential pressure between the entrance and exit of the impeller 3 determined from the pressure detection ports 39A and 39B, and determines the core flow rate based on this value and the QH curve of the impeller 3. The values of the core flow rate determined by the core flow rate measurement device 34 and the core flow rate measurement device 38 are transmitted to the display device 41 . The display device 41 displays the latter value when the core flow rate determined by the latter method exceeds 50%, and displays the former value when the core flow rate determined by the latter method is less than 50%. In this embodiment as well, the same effects as in the embodiment shown in FIG. 2 can be obtained. The measurement accuracy of the core flow rate measuring device 34 is slightly lower than that of the core flow rate measuring device 38 when the core flow rate exceeds 50%. Therefore, by dividing the measurement area of each measuring device as in this embodiment, it is possible to improve the measurement accuracy of the core flow rate in the range of 0 to 100% of the total core flow rate. The power output of the nuclear reactor can be controlled more accurately.

また、炉心流量測定装置34および38を併用
することによつて、インターナルポンプの経年変
化を知ることができる。これによる補正を行なえ
ば、炉心流量測定装置38の測定精度をさらに向
上させることができる。
Furthermore, by using the core flow rate measuring devices 34 and 38 together, it is possible to know the aging of the internal pump. If this correction is performed, the measurement accuracy of the core flow rate measuring device 38 can be further improved.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明の第1の発明によ
れば、渦流量計を適用していることから、低流量
域の測定精度を向上できる。これにより、原子炉
の出力制御をより正確に行うことができる。
As explained above, according to the first aspect of the present invention, since a vortex flowmeter is applied, measurement accuracy in a low flow rate region can be improved. Thereby, the output of the nuclear reactor can be controlled more accurately.

また、案内羽根自体を渦発生器として利用し、
渦による圧力変化の検出端部を案内羽根内部に形
成したことから、流動抵抗の増加がなく、しかも
インターナルポンプの保守・点検が妨げされるこ
となく容易に行なえ、かつ安全性を確保できると
いう効果がある。
In addition, the guide vanes themselves are used as vortex generators,
Because the detection end for pressure changes caused by vortices is formed inside the guide vane, there is no increase in flow resistance, and maintenance and inspection of the internal pump can be easily performed without being hindered, and safety can be ensured. effective.

また、第2の発明によれば、上記効果に加え、
全流量範囲の測定精度を向上することができ、一
層、原子炉の出力制御を正確に行うことができ、
原子炉の安全性が向上する。
Further, according to the second invention, in addition to the above effects,
The measurement accuracy over the entire flow range can be improved, and the reactor output can be controlled even more accurately.
The safety of nuclear reactors will be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はインターナルポンプを内蔵した沸騰水
型原子炉の概略構成図、第2図は本発明の好適な
一実施例のインターナルポンプ付近の詳細図、第
3図は第2図の実施例のガイドベーン付近の詳細
図、第4図は第2図のガイドベーン下流側端付近
の拡大図、第5図は第2図の信号処理装置の詳細
図、第6図はカルマン渦の発生状況を示す説明
図、第7図はカルマン渦発生周波数と炉心流量の
関係を示す特性図、第8図は本発明の他の実施例
である原子炉のインターナルポンプ付近の拡大図
である。 1……燃料集合体、2……モータ、3……イン
ペラ、4……環状冷却材通路、8……原子炉圧力
容器、11……内部シユラウド、12……回転
軸、16……ガイドベーン、20A,20B……
圧力検出管、21,41……信号処理装置、3
4,38……炉心流量測定装置、35A,35B
……通路、36A,36B……圧力検出口。
Fig. 1 is a schematic configuration diagram of a boiling water reactor with a built-in internal pump, Fig. 2 is a detailed view of the vicinity of the internal pump of a preferred embodiment of the present invention, and Fig. 3 is an implementation of Fig. 2. Figure 4 is an enlarged view of the downstream end of the guide vane in Figure 2. Figure 5 is a detailed diagram of the signal processing device in Figure 2. Figure 6 is the generation of Karman vortices. FIG. 7 is an explanatory diagram showing the situation, FIG. 7 is a characteristic diagram showing the relationship between the Karman vortex generation frequency and the core flow rate, and FIG. 8 is an enlarged view of the vicinity of the internal pump of a nuclear reactor according to another embodiment of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Fuel assembly, 2... Motor, 3... Impeller, 4... Annular coolant passage, 8... Reactor pressure vessel, 11... Internal shroud, 12... Rotating shaft, 16... Guide vane , 20A, 20B...
Pressure detection tube, 21, 41...Signal processing device, 3
4, 38...core flow rate measuring device, 35A, 35B
...Passage, 36A, 36B...Pressure detection port.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 原子炉容器と、該原子炉容器内に配置された
炉心と、前記原子炉容器内に存在する前記炉心に
冷却材を導く通路と、該冷却材導入通路に配置さ
れるインペラと、該インペラを回転させる手段
と、前記冷却材導入通路に配置された冷却材の案
内羽根とを含んでなる原子炉において、前記案内
羽根の下流側に生ずる冷却材の渦流発生部の圧力
を検出し、該検出圧力の変動周波数により前記冷
却材の流量を測定する手段を設け、前記圧力は、
前記案内羽根内部に通路を穿設し、該通路の一端
を当該案内羽根の下流側端面に開口してなる検出
端部を有する圧力検出管により検出する構成とし
たことを特徴とする原子炉。 2 原子炉容器と、前記原子炉容器内に配置され
た炉心と、前記原子炉容器内に存在する前記炉心
に冷却材を導く通路と、前記冷却材導入通路に配
置されるインペラと、前記インペラを回転させる
手段と、前記冷却材導入通路に配置された冷却材
の案内羽根と、前記インペラの上流側と下流側の
差圧と前記インペラの回転数により冷却材の流量
を測定する第1の流量測定手段とを含んでなる原
子炉において、前記案内羽根の下流側に生ずる冷
却材の渦流発生部の圧力を検出し、該検出圧力の
変動周波数により前記冷却材の流量を測定する第
2の流量測定手段を設け、前記圧力は、前記案内
羽根内部に通路を穿設し、該通路の一端を当該案
内羽根の下流側端面に開口してなる検出端部を有
する圧力検出管により検出するものとし、大流量
は前記第1の流量測定手段により、低流量は前記
第2の流量測定手段により切換えて測定してなる
ことを特徴とする原子炉。
[Scope of Claims] 1. A reactor vessel, a reactor core disposed within the reactor vessel, a passageway for guiding a coolant to the reactor core present within the reactor vessel, and a passageway disposed in the coolant introduction passageway. In a nuclear reactor comprising an impeller, a means for rotating the impeller, and a coolant guide vane disposed in the coolant introduction passage, a coolant vortex generation portion generated downstream of the guide vane is provided. Means is provided for detecting pressure and measuring the flow rate of the coolant based on the fluctuation frequency of the detected pressure, and the pressure is
A nuclear reactor characterized in that a passage is bored inside the guide vane, and one end of the passage is detected by a pressure detection tube having a detection end opened at a downstream end face of the guide vane. 2. A reactor vessel, a reactor core disposed in the reactor vessel, a passageway for guiding a coolant to the reactor core present in the reactor vessel, an impeller disposed in the coolant introduction passageway, and the impeller. a means for rotating the coolant, a coolant guide vane arranged in the coolant introduction passage, a first means for measuring the flow rate of the coolant based on the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the impeller, and the rotation speed of the impeller. A second nuclear reactor comprising a flow rate measuring means, which detects the pressure of a vortex generation part of the coolant generated on the downstream side of the guide vane, and measures the flow rate of the coolant based on the fluctuation frequency of the detected pressure. A flow rate measuring means is provided, and the pressure is detected by a pressure detection tube having a detection end formed by boring a passage inside the guide vane and opening one end of the passage to the downstream end face of the guide vane. A nuclear reactor, characterized in that a large flow rate is measured by the first flow rate measuring means, and a low flow rate is measured by the second flow rate measuring means.
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