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JPH0531755B2 - - Google Patents
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JPH0531755B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0531755B2
JPH0531755B2 JP60064260A JP6426085A JPH0531755B2 JP H0531755 B2 JPH0531755 B2 JP H0531755B2 JP 60064260 A JP60064260 A JP 60064260A JP 6426085 A JP6426085 A JP 6426085A JP H0531755 B2 JPH0531755 B2 JP H0531755B2
Authority
JP
Japan
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neutron flux
neutron
reactor
detector
core
Prior art date
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JP60064260A
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Akio Arakawa
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] 本発明は原子炉の核計装装置に係り、特に原子
炉の起動あるいは停止時における核計装系の中性
子モニター間のゲインを正確に較正することので
きる原子炉核計装装置に関する。
[発明の技術的背景] 従来、原子炉の起動、運転あるいは停止時にお
いては各種の中性子モニターが使用されており、
これらの中性子モニター間のゲインの較正が原子
炉のプラント状態に対応して行われている。
すなわち、たとえば沸騰水型原子炉において
は、第2図に示す起動曲線の各状態に応じて各中
性子モニター間の較正が以下のように行われる。
まず始めに沸騰水型原子炉の起動について説明
する。
原子炉の停止状態である制御棒全挿入状態から
制御棒の引抜きにより中性子束を増加させて臨界
状態にした後、さらに制御棒引抜ききによつて中
性子束および炉心熱出力を増加させ、炉水温度お
よび炉圧を上昇させる核加熱へと移行する。その
後、炉心圧力が約65Kg/cm2に達した後、炉心熱出
力が定格値の10%付近で原子炉モードスイツチ
「起動」から「運転」に切替えられ、発電機が併
入される。さらに制御棒引抜きによつて定格値の
60%まで出力が上昇され目標とする制御棒パター
ンが作成される。
この間、核計装系は、制御棒全挿入から臨界ま
で、すなわち、末臨界から中間領域中性子束レベ
ルまでの103〜103n・cm2/secの中性子束領域にお
いては、起動領域中性子モニター(以下SRMと
称する)が用いられ、臨界から昇温、昇圧を経て
モードスイツチ切替までの108〜1013n・cm2/sec
の中性子束領域においては、中間出力系中性子モ
ニタ(以下IRMと称する)が使用されている。
その後、モードスイツチ切替後の1012〜1014n・
cm2/secの中性子束領域では平均出力系中性子束
モニター(以下APRMと称する)および局部出
力系中性子モニター(以下LPRMと称する)に
よつて中性子束を監視している。
ここで、APRMはチヤンネルに分けられた
LPRMの読み値を平均した値に示し、LPRMの
読み値は可動炉心内のプローブ(以下TIPと称す
る)によつて原子炉運転時に周期的に較正され
る。
一方、SRMおよびIRMの較正は原子炉の起動
試験時に次のようにして行われる。
すなわち、SRMのゲインを参照する中性子源
に対する計数値との比較により、かつSRM下限
の制限条件を満足するように決定する。
次いでSRMの計数率が105cpsのレベルに達し
たところで、SRMとIRMとのそれぞれの平均値
が1デカード以上オーバーラツプするように
IRMのゲインを較正する。このとき、SRMの計
数率が105以上のときにIRMがオンスケールする
ように決定する。
さらに、IRMとAPRMとの切替え時には、
IRMとAPRMとのそれぞれの平均値が1デカー
ド以上オーバーラツプし、かつIRMの読み値が
最高レンジにおいてAPRMがオンスケールする
ように決定する。
このときAPRMおよびLPRMのゲインは公称
値あるいは前試験時の較正値が用いられる。
[背景技術の問題点] しかしながら、以上述べたような各中性子モニ
ター間のゲインの較正方法においては、以下に述
べるような問題点がある。
すなわち、一般にSRMおよびIRMのゲイン
は、中性子束の炉心平均値のみがそれぞれIRM
およびAPRMに対応してオーバーラツプするよ
うに較正されているため、各中性子束検出器の軸
方向および半径方向の位置が異なることにより、
制御棒パターンの変更毎に再較正せねばならない
という問題を生ずる。
第3図は各中性子束検出器の位置を炉心内の横
断面において示したもので、X印で示すこの例に
おいてはSRMは〇印で示す固定中性子源の略中
間点A,B,CおよびDの4箇所に、△印で示す
IRMは炉心中心部のE,F,G,Hおよび外周
部のI,J,K,Lの8箇所に、また●印で示す
LPRMは4バンドルおきの43箇所に配置されて
いる。
これらの各中性子束検出器の軸方向配置を示し
たのが第4図であり、符号1は燃料集合体、2は
SRM、3はIRM、4はLPRM、5は固定中性子
源および6はTIPを示してている。SRM2およ
びIRM3は固定中性子源5と同様に炉心下部お
よび燃料集合体1の約2/3の高さにあり、一方
LPRM4は軸方向の4箇所に等間隔で配置され
ており、TIP6により較正される。
このように、各中性子束検出器の空間的配置が
異なるため、制御棒パターンの変更によつてそれ
ぞれの読み値は異なつてくる。すなわち、第3図
の×方向断面における制御棒パターンが同等の炉
心熱出力に対して第5図a,bのように作成され
ると、この場合の中性子束分布は第6図のように
なる。
したがつてAPRMの読み値の等しい炉心熱出
力に対して制御棒パターンが異なる場合には、
IRMの読み値は異なつた値を示すことになり、
APRMとオーバーラツプできないIRMチヤンネ
ルを生じるため、原子炉の安全運転上好ましくな
い事態を生ずる。
[発明の目的] 本発明は熱出力、すなわちAPRMの読み値と
IRMの読み値との関係を正確に把握することに
より、制御棒パターンの変更にかかわらず、起動
および停止時における原子炉の状態を正確に知る
ことができる点に着目してなされたもので、原子
炉の核計装系の較正係数を諸種のデータから決定
し、起動および停止時の核計装系の切替えを容易
に、かつ正確に行うことにより、運転上の安全性
を向上させることのできる原子炉核計装装置を提
供することを目的とする。
[発明の概要] すなわち本発明は、原子炉の炉心内に分散して
配置される中間出力系中性子束検出器と、原子炉
のプラント状態に基づいて中性子束分布を演算
し、または中間出力系中性子束検出器と対称位置
に配設される可動炉心内プローブによる実測値を
入力し、中間出力系中性子束検出器の読み値を推
定する中性子束分布布出力装置と、この中性子束
分布出力装置により推定される各中間出力系中性
子束検出器の読み値と実測される各中間出力系中
性子束検出器の読み値とを比較し、それぞれの偏
差の絶対値が所定の許容値以下となるように各中
間出力系中性子束検出器のゲインを設定する中性
子束ゲイン設定装置とを具備することを特徴とす
る原子炉核計装装置である。
[発明の実施例] 以下、図面に示す一実施例については本発明を
詳細に説明する。
第1図は本発明の一実施例の原子炉核計装装置
の構成を示すもので、図中、符号7はプラント状
態入力装置、8は中性子束分布演算装置、9は中
性子束検出器ゲイン設定装置、10は原子炉、1
1は中性子束検出器を示している。
原子炉10の起動あるいは停止時のプラント状
態を示す各種の信号Mがプラント状態入力装置7
に入力される。この信号Mは炉圧、炉心入口エン
タルピー、炉心流量および熱出力に関するデータ
であり、熱出力のデータとしてはAPRM較正後
はAPRM読み値の平均値を、またAPRM較正前
あるいはAPRMの使用が不可能な場合には原子
炉の熱平衡により演算された値が用いられる。
プラント状態入力装置7に入力された各種の信
号は、次いで中性子束分布演算装置8に信号Nと
して入力され、ここでこれらのデータを用いて炉
心3次元拡散方程式を解くことにより、中性子束
検出器位置における中性子束が決定される。
中性子拡散方程式は次式で与えられる。
−D1D2φ+Σ1φ1=1−β/λνΣ〜fφ1…… ここで、D1,Σ1,φ1,λ,νΣ〜fはそれぞれ、
中性子エネルギー高速群の拡散係数、除去断面
積、高速中性子束、固有値および核分裂中性子断
面積であり、D1,Σ1,νΣ〜fは炉圧、炉心入口
エンタルピー、炉心流量および炉心熱出力の関数
である。
中性子束検出器位置rjにおける熱中性子(φ2
は式の解である高速中性子束φ1を用いて次式
により決定される。
φ2(rj)=gj・f j ・φ1(rj) …… j=1,2,……−s ここで、gj、f jはそれぞれ中性子束検出器位
置rjにおける中性子の盛り上がりを考慮する因子
および無限中性子スペクトルである。またNsは
中性子束検出器の数を示す。
このようにして中性子束分布演算装置8におい
て決定された中性子束検出器位置rjにおける熱中
性子束φ2は、信号Oとして中性子束検出器ゲイ
ン設定装置9に入力され、中性子束検出器の読み
が原子炉運転制限条件を満足し、かつゲインの目
標値に十分近づくように中性子束検出器のゲイン
を設定する。
このゲインの設定は以下に述べる方法によつて
行われる。
中性子束検出器位置rjにおける検出器の読み値
Rjは、j番目の検出器のゲインをSjとすると、 Rj=Sj・φ2(rj) …… j=1,2,…… ,Ns と表わされる。ここでSjの調整は、φ゜,R゜をそれ
ろぞれ中性子束の炉心平均値および中性子束検出
器読みの平均値とすると、各検出器の読み値Rj゜
が Rj゜=R゜/φ゜φ2(rj) …… j=1,2,…… ,Ns となるように設定される。
このようにして得られた中性子束検出器の読み
値Rj゜と中性子束検出器11の出力信号Pとして
得られる実際の中性子束検出器の読み値R* jとの
差の絶対値が許容値εより小さくなるように、中
性子束検出器のゲイン調整信号Qが中性子束検出
器ゲイン設定装置9から中性子束検出器11へ送
られる。
以上の実施例においては、中性子束検出器位置
rjにおける熱中性子束φ2は中性子束分布演算装置
8において演算により求められたが、本発明はこ
れに限定されず、TIPにより炉心3次元中性子束
分布を測定し、中性子束検出器位置における中性
子束を直接求めて中性子束検出器のゲインを設定
することができる。
すなわち、第3図に示すように炉心が1/4対
称性を満足する場合には、LPRMストリングは
制御棒の周囲の4バンドルを1つのセルと考えた
場合に、対称性により各セルのバンドルに隣接す
る各コーナの値が求められる。
たとえば、IRMIはY方向を含む対称面による
対称性により、LPRMストリングL1と同等の位
置にある。さらに各LPRMにはTIPが備えつけて
あるので、炉心軸方向の相対的な出力分布を測定
し、LPRMおよび他の中性子束検出器を補正す
ることが可能である。
[発明の効果] 以上述べたように、本発明の原子炉核計装装置
によれば、中性子束検出器のゲインの較正が、中
性子束検出器ゲイン設定装置からの設定信号によ
り適正に設定されるため、中性子束検出器ゲイン
の制御棒パターン依存性が小さくなり、中性子束
検出器の読み値の絶対値をより正確に把握するこ
とができることにより、原子炉の起動および停止
時の核計装系の切替えが容易になる。また、この
切替え時に各中性子束検出器の読み値がオーバー
ラツプするようになるため、バイパスする検出器
の数も減少するとともに、原子炉運転の安全性を
向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の原子炉核計装装置
を示すブロツク図、第2図は沸騰水型原子炉の起
動曲線を示すグラフ、第3図は沸騰水型原子炉の
中性子束検出器の炉心内半径方向の配置図、第4
図は中性子束検出器の炉心内軸方向の配置図、第
5図a,bは制御棒パターンの例を示す説明図、
第6図はその半径方向の中性子束分布を表わすグ
ラフである。 1…燃料集合体、2…SRM、3…IRM、4…
LPRM、5…固定中性子源、6…TIP、7…プラ
ント状態入力装置、8……中性子束分布演算装
置、9…中性子束検出器ゲイン設定装置、10…
原子炉、11…中性子検出器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 原子炉の炉心内に分散して配置される中間出
    力系中性子束検出器と、 前記原子炉のプラント状態に基づいて中性子束
    分布を演算し、または前記中間出力系中性子束検
    出器と炉心対称位置に配設される可動炉心内プロ
    ーブによる実測値を入力し、各前記中間出力系中
    性子束検出器の読み値を推定する中性子束分布出
    力装置と、 この中性子束分布出力装置により推定される各
    中間出力系中性子束検出器の読み値と、実測され
    る各中間出力系中性子束検出器の読み値とを比較
    し、それぞれの偏差の絶対値が所定の許容値以下
    となるように、各前記中間出力系中性子束検出器
    のゲインを設定する中性子束ゲイン設定装置とを
    具備することを特徴とする原子炉核計装装置。
JP60064260A 1985-03-28 1985-03-28 原子炉核計装装置 Granted JPS61223592A (ja)

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JP60064260A JPS61223592A (ja) 1985-03-28 1985-03-28 原子炉核計装装置

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JP60064260A JPS61223592A (ja) 1985-03-28 1985-03-28 原子炉核計装装置

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JPS61223592A JPS61223592A (ja) 1986-10-04
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5136438B2 (ja) * 1973-10-31 1976-10-08
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