Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JPH0810265B2 - REACTOR REACTIVITY MONITORING METHOD AND DEVICE - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JPH0810265B2 - REACTOR REACTIVITY MONITORING METHOD AND DEVICE - Google Patents

REACTOR REACTIVITY MONITORING METHOD AND DEVICE

Info

Publication number
JPH0810265B2
JPH0810265B2 JP61071442A JP7144286A JPH0810265B2 JP H0810265 B2 JPH0810265 B2 JP H0810265B2 JP 61071442 A JP61071442 A JP 61071442A JP 7144286 A JP7144286 A JP 7144286A JP H0810265 B2 JPH0810265 B2 JP H0810265B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
neutron
core
reactivity
reactor
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP61071442A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS62228199A (en
Inventor
仁 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP61071442A priority Critical patent/JPH0810265B2/en
Publication of JPS62228199A publication Critical patent/JPS62228199A/en
Publication of JPH0810265B2 publication Critical patent/JPH0810265B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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、原子炉炉内検出器の出力信号を用いた原子
炉反応度監視方法および装置に関する。
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a reactor reactivity monitoring method and apparatus using an output signal of a detector in a reactor.

[発明の技術的背景及びその問題点] 沸騰水型原子炉では中性子束レベルを計測する核計装
系として炉内検出器が用いられており、レベルに応じて
中性子源領域モニタ、中間領域モニタ及び出力領域モニ
タが使い分けられているが、炉心の臨界に関しては中性
子源領域モニタの出力の時間変化に基づいて運転員が経
験的に判定していた。
[Technical background of the invention and its problems] In a boiling water reactor, an in-reactor detector is used as a nuclear instrumentation system for measuring the neutron flux level. Depending on the level, a neutron source region monitor, an intermediate region monitor, and The power range monitor is used properly, but the operator has empirically determined the criticality of the core based on the time change of the output of the neutron source range monitor.

反応度ρは出力の時間変化から炉ペリオドTを測定す
ることにより、次式で求められる。
The reactivity ρ is obtained by the following equation by measuring the furnace period T from the time change of the output.

ここで、βは全遅発中性子生成率、βiは第i群の遅
発中性子生成率、λiは第i群の遅発中性子先行核寿
命、lは中性子寿命であり、ρ/βはβを単位としたド
ル反応度である。原子炉の運転にあたっては、通常Tと
ρ/βの換算表を予め作成しておいてこれを用いる。
Where β is the total delayed neutron production rate, βi is the delayed neutron production rate of the i-th group, λi is the delayed neutron preceding nuclear lifetime of the i-th group, l is the neutron lifetime, and ρ / β is β The dollar reactivity in units. When operating a nuclear reactor, a conversion table for T and ρ / β is usually prepared in advance and used.

第11図は従来の原子炉炉心の反応度監視装置を示すも
ので、図中、符号1は制御棒100によって炉心2の反応
度制御が行なわれる原子炉である。この炉心2の中性子
束レベルは中性子源領域モニタの炉内検出器3によって
検出され、そのパルス信号は増幅器8を経た後、対数変
換回路9により対数計数率信号20に変換されて中性子源
領域モニタの指示計101、記録計102、及びCRT画面7に
表示される。また、対数計数率信号20は微分回路103に
より炉ペリオド信号として出力され、ペリオド指示計10
4及びCRT画面7に表示される。このような従来の装置に
おいては炉ペリオドは中性子源領域モニタの計数率の倍
増時間の1.44倍として測定可能であるが、制御棒100の
操作を中断した後の計数率の時間変化は、臨界超過時で
は第12図に示すように、制御棒引抜き操作中断後80秒以
上経過しないと上昇率が一定にならず、炉ペリオドの測
定には数分を要した。また、未臨界時では対応する炉ペ
リオドは負となるはずであるが、対数計数率が減少する
前に第13図に示すように、外部中性子源によって定まる
一定の計数率に出力が落着くために炉ペリオドの測定は
不可能であった。
FIG. 11 shows a conventional reactor core reactivity monitoring apparatus. In the figure, reference numeral 1 is a reactor in which the reactivity of the reactor core 2 is controlled by a control rod 100. The neutron flux level of the core 2 is detected by the in-core detector 3 of the neutron source area monitor, and its pulse signal is passed through the amplifier 8 and then converted into the logarithmic count rate signal 20 by the logarithmic conversion circuit 9 to monitor the neutron source area. Is displayed on the indicator 101, the recorder 102, and the CRT screen 7. Also, the logarithmic count rate signal 20 is output as a furnace period signal by the differentiating circuit 103, and the period indicator 10
4 and CRT screen 7 are displayed. In such a conventional device, the reactor period can be measured as 1.44 times the doubling time of the counting rate of the neutron source region monitor, but the time change of the counting rate after interrupting the operation of the control rod 100 is beyond the critical value. In some cases, as shown in FIG. 12, the rate of rise did not become constant until 80 seconds or more passed after the control rod withdrawal operation was interrupted, and it took several minutes to measure the furnace period. In the subcritical state, the corresponding reactor period should be negative, but before the logarithmic count rate decreases, as shown in Fig. 13, the output settles at a constant count rate determined by the external neutron source. Moreover, the measurement of the furnace period was impossible.

このように従来の反応度計算法では、必要となる炉ペ
リオドが正の場合についてのみ測定可能であり、また正
の炉ペリオドでも計測に時間を要し、反応度をすぐに求
めることはできなかった。さらにまた、通常中性子源領
域モニタからの計数率信号にはゆらぎが含まれており、
炉ペリオドの測定には不確実な面があった。
Thus, with the conventional reactivity calculation method, it is possible to measure only when the required furnace period is positive, and even with a positive furnace period, it takes time to measure and it is not possible to immediately calculate the reactivity. It was Furthermore, the count rate signal from the neutron source area monitor usually contains fluctuations,
There was uncertainty in the measurement of the furnace period.

[発明の目的] 本発明はかかる点に対処してなされたもので、炉ペリ
オドを測定しないで、炉心に制御棒が全挿入されている
時の大きな負の反応度から臨界超過の正の反応度までに
わたって、炉心の反応度を実時間で運転員に提示できる
原子炉反応度監視方法および装置を提供しようとするも
のである。
[Object of the Invention] The present invention has been made in consideration of such a point, and from the large negative reactivity when the control rods are fully inserted into the core without measuring the reactor period, a positive reaction exceeding the criticality is obtained. It is intended to provide a reactor reactivity monitoring method and apparatus capable of presenting the reactivity of the core to an operator in real time.

[発明の概要] すなわち本発明は、中性子束レベルを計測する複数の
原子炉炉内検出器からの出力信号をサンプリングし検出
器がバイパス中または動作不良であるチャンネルの出力
信号と検出器が全挿入位置にないチャンネルの出力信号
及び特に偏差の大きい出力信号を除いて平均化処理して
平均中性子密度信号を出力する中性子密度測定装置と、
この中性子密度測定装置からの最新の一定時間の平均中
性子密度信号を時系列データとして記録する時系列デー
タ記録装置と、この時系列データ記録装置から中性子密
度信号のデータ群を入力して最新の中性子密度信号の最
確値を関数近似により算出するとともに、外部中性子源
値を炉心計算による固有値から導いた炉心反応度と前記
関数近似により修正された中性子密度信号を一点炉近似
動特性方程式に用いて得られる反応度とが一致するよう
にして求め、この中性子源値と前記関数近似により修正
された中性子密度信号を一点炉近似動特性方程式に適用
することにより、制御棒全挿入時から臨界超過にわたる
広範囲の炉心の反応度を実時間で算出する反応度計算装
置とから成ることを特徴とする原子炉反応度監視装置で
ある。
[Summary of the Invention] That is, according to the present invention, the output signals from a plurality of in-reactor detectors for measuring the neutron flux level are sampled, and the output signals and detectors of channels in which the detectors are bypassed or malfunctioning are all detected. A neutron density measuring device that outputs an average neutron density signal by averaging except the output signal of the channel not at the insertion position and the output signal having a particularly large deviation,
A time-series data recording device that records the latest neutron density signal from this neutron density measuring device as time-series data, and the latest neutrons by inputting the data group of the neutron density signal from this time-series data recording device. The most probable value of the density signal is calculated by the function approximation, and the core reactivity derived from the eigenvalue of the external neutron source value from the eigenvalue by the core calculation and the neutron density signal corrected by the function approximation are used for the one-point reactor approximate dynamic characteristic equation. The neutron source value and the neutron density signal corrected by the above function approximation are applied to the one-point reactor approximate dynamic characteristic equation to obtain a wide range from the full insertion of the control rod to the supercritical range. And a reactivity calculation device that calculates the reactivity of the core in real time.

また本発明は、中性子束レベルを計測する複数の原子
炉内検出器からの出力信号を検出器がバイパス中または
動作不良であるチャンネルの出力信号と検出器が全挿入
位置にないチャンネルの出力信号及び特に偏差の大きい
出力信号を除いて平均化処理して平均中性子密度信号を
算出する平均化処理工程と、周期的に算出される前記平
均中性子密度信号を時系列データとして蓄積するデータ
蓄積工程と、この蓄積された平均中性子密度信号の時系
列データから最新の中性子密度信号の最確値を関数近似
により算出する中性子密度修正工程と、原子炉が未臨界
定常状態時に、拡散方程式に基づく炉心計算により求ま
る固有値から現状の炉心状態の反応度を算出し、この算
出された反応度および中性子密度修正工程で修正された
最新の中性子密度信号を一点炉近似動特性方程式に適用
して固定の外部中性子源値を算出する外部中性子源算出
工程と、この外部中性子源算出工程により算出された固
定の外部中性子源値を一点炉近似動特性方程式に適用し
て中性子密度修正工程で修正された最新の中性子密度信
号から炉心の反応度を実時間で算出する反応度算出工程
とを有することを特徴とする原子炉反応度監視方法であ
る。
Further, the present invention, the output signal from the plurality of in-reactor detectors for measuring the neutron flux level, the output signal of the channel in which the detector is bypassing or malfunctioning, and the output signal of the channel in which the detector is not at all insertion positions. And an averaging process step of calculating an average neutron density signal by performing an averaging process excluding particularly large deviation output signals, and a data accumulating step of accumulating the average neutron density signal periodically calculated as time series data. , The neutron density correction process of calculating the most probable value of the latest neutron density signal from the accumulated time series data of the average neutron density signal by function approximation, and the core calculation based on the diffusion equation when the reactor is in the subcritical steady state. The reactivity of the current core state is calculated from the obtained eigenvalue, and the calculated reactivity and the latest neutron density signal corrected by the neutron density correction process The external neutron source calculation step of calculating the fixed external neutron source value by applying to the single-point reactor approximate dynamic characteristic equation, and the fixed external neutron source value calculated by this external neutron source calculation step And a reactivity calculation step of calculating the reactivity of the core in real time from the latest neutron density signal corrected by the neutron density correction step applied to the reactor reactivity monitoring method.

[発明の実施例] 以下、図面に示す実施例について本発明を詳細に説明
する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION [Embodiments of the Invention] Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings.

第1図に中性子源領域モニタに接続した本発明の一実
施例を示す。本発明の原子炉反応度監視装置は主として
原子炉1の炉心2に設置された複数の炉内検出器3と、
炉内検出器3の出力信号を入力して平均中性子密度信号
を出力する中性子密度測定装置4と、中性子密度測定装
置4からの最新の一定時間の中性子密度信号を時系列デ
ータとして記録する時系列データ記録装置5と、時系列
データ記録装置5から中性子密度信号のデータ群を入力
して炉心の反応度を実時間で算出する反応度計算装置6
と、CRT画面7等の表示装置とから構成される。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention connected to a neutron source area monitor. The reactor reactivity monitoring apparatus of the present invention mainly comprises a plurality of in-reactor detectors 3 installed in a core 2 of a reactor 1,
A neutron density measuring device 4 that inputs the output signal of the in-core detector 3 and outputs an average neutron density signal, and a time series that records the latest constant time neutron density signal from the neutron density measuring device 4 as time series data. A data recorder 5 and a reactivity calculator 6 for inputting a data group of neutron density signals from the time-series data recorder 5 to calculate the reactivity of the core in real time.
And a display device such as a CRT screen 7.

図中、符号3A、3B、3C、3Dは中性子源領域モニタの4
体の炉内検出器で、それぞれ炉心2の異なった位置に設
置されている。これらの各検出器からの出力信号は独立
な4系統の処理が行なわれ、各々チャンネルA、B、
C、Dの信号と呼ばれる。炉内検出器3A、3B、3C、3Dか
らの検出信号は増幅器8A、8B、8C、8Dを経て対数変換回
路9A、9B、9C、9Dに入力され、ここで対数計算率信号20
A、20B、20C、20Dに変換される。中性子密度測定装置4
はサンプリング処理機構10と平均化処理機構11で構成さ
れ、サンプリング処理機構10には対数計数率信号20A、2
0B、20C、20Dが入力されるとともに、サンプリング周期
信号21が入力され、ここでこのサンプリング周期信号21
に基づいて一定周期でサンプリングされてもとの計数率
に変換される。サンプリング周期信号21は後述する理由
によって1ないし10秒周期の範囲で定められる。サンプ
リング処理機構10からの出力信号22A、22B、22C、22Dは
バイパス信号23A、23B、23C、23D及び炉内検出器挿入状
態信号24A、24B、24C、24Dとともに平均化処理機構11に
入力され、処理されて平均中性子密度信号25となり、時
刻信号26とともに時系列データ記録装置5に入力され
る。反応度計算装置6はこの時系列データ記録装置5に
より順次最新のデータを入力し、このデータをもとに炉
心の反応度を実時間で算出して、CRT7等の表示装置に出
力する。
In the figure, reference numerals 3A, 3B, 3C and 3D are 4 of the neutron source area monitor.
The in-core detectors are installed at different positions of the core 2. The output signals from each of these detectors are processed by four independent systems, and are processed in channels A, B, and
These are called C and D signals. The detection signals from the in-reactor detectors 3A, 3B, 3C, 3D are input to the logarithmic conversion circuits 9A, 9B, 9C, 9D via the amplifiers 8A, 8B, 8C, 8D, where the logarithmic calculation rate signal 20
Converted to A, 20B, 20C, 20D. Neutron density measuring device 4
Is composed of a sampling processing mechanism 10 and an averaging processing mechanism 11, and the sampling processing mechanism 10 has a logarithmic count rate signal 20A, 2
0B, 20C, and 20D are input, and the sampling period signal 21 is input.
It is converted into the original counting rate by being sampled at a constant cycle based on. The sampling period signal 21 is defined in the range of 1 to 10 seconds for the reason described below. The output signals 22A, 22B, 22C, 22D from the sampling processing mechanism 10 are input to the averaging processing mechanism 11 together with the bypass signals 23A, 23B, 23C, 23D and the in-core detector insertion state signals 24A, 24B, 24C, 24D, It is processed into the average neutron density signal 25, which is input to the time series data recording device 5 together with the time signal 26. The reactivity calculation device 6 sequentially inputs the latest data from the time-series data recording device 5, calculates the reactivity of the core in real time based on this data, and outputs it to the display device such as the CRT 7.

以上のように構成された原子炉反応度監視装置の動作
について次に説明する。炉心2のそれぞれの位置での中
性子束レベルを検出する炉内検出器3A、3B、3C、3Dの検
出信号は増幅器8A、8B、8C、8Dにおいて増幅され、つづ
いて対数変換回路9A、9B、9C、9Dにおいて対数計数率信
号20A、20B、20C、20Dに変換された後、サンプリング処
理機構10によりデジタル処理するために一定周期でサン
プリングされ、もとの計数率に変換される。ついで平均
化処理機構11において、サンプリング処理機構10から出
力された中性子密度信号22A、22B、22C、22Dからバイパ
ス信号23A、23B、23C、23Dに基づいてバイパス中のチャ
ンネルが除外され、次に炉内検出器挿入状態信号24A、2
4B、24C、24Dに基づいて全挿入位置にないチャンネルが
除外され、最後に残りのチャンネルの中性子密度信号22
の中に特に偏差の大きいものがあればこれを除外して中
性子密度信号の平均化が行なわれる。このように処理さ
れた平均中性子密度信号25は時刻信号26とともに中性子
密度信号の時系列データとして時系列データ記録装置5
に記録される。
The operation of the reactor reactivity monitoring device configured as described above will be described below. The detection signals of the in-core detectors 3A, 3B, 3C, 3D that detect the neutron flux level at each position of the core 2 are amplified by amplifiers 8A, 8B, 8C, 8D, and then logarithmic conversion circuits 9A, 9B, After being converted into logarithmic count rate signals 20A, 20B, 20C and 20D in 9C and 9D, they are sampled at a constant cycle for digital processing by the sampling processing mechanism 10 and converted into the original count rate. Then, in the averaging processing mechanism 11, the channel in bypass is excluded based on the bypass signals 23A, 23B, 23C, 23D from the neutron density signals 22A, 22B, 22C, 22D output from the sampling processing mechanism 10, and then the reactor. Inner detector insertion status signal 24A, 2
Based on 4B, 24C, 24D, channels not in all insertion positions are excluded, and finally the neutron density signal of the remaining channels 22
If there is a large deviation among these, the neutron density signal is averaged by excluding it. The average neutron density signal 25 thus processed together with the time signal 26 as time series data of the neutron density signal
Recorded in.

反応度計算装置6は時系列データ記録装置5中のデー
タが関数近似に必要な数だけ蓄積したところで反応度の
周期計算を開始する。第2図及び第3図に反応度周期計
算のフローチャートを示す。始めに最新の中性子密度信
号の最確値を関数近似により求める。炉心が臨界又は臨
界超過となった場合には中性子密度信号は指数関数に従
って増加するので、近似関数としては1次指数関数が適
している。最新中性子密度信号の時刻を0として関数を
最小自乗フィッティングにより求めると、次式で表わさ
れる。
The reactivity calculation device 6 starts the period calculation of the reactivity when the data in the time-series data recording device 5 is accumulated by the number required for the function approximation. 2 and 3 show flowcharts of reactivity cycle calculation. First, the most probable value of the latest neutron density signal is obtained by function approximation. When the core becomes critical or supercritical, the neutron density signal increases according to an exponential function, so a first-order exponential function is suitable as an approximate function. When the function of the latest neutron density signal is set to 0 and the function is obtained by least square fitting, it is expressed by the following equation.

N(t)=exp(a+bt) ここで、a、bは最小自乗フィッティングにより得ら
れる定数項及び1次の係数、tは単位秒の時刻、N
(t)は時刻tの中性子密度信号の最確値である。これ
より、最新の中性子密度信号N及び時間変化率の最確値
は次式で得られる。
N (t) = exp (a + bt) where a and b are constant terms and first-order coefficients obtained by least-squares fitting, t is time in unit second, and N is
(T) is the most probable value of the neutron density signal at time t. From this, the latest neutron density signal N and the most probable value of the rate of change over time are obtained by the following equation.

N=exp(a) dN/dt=b・exp(a) ただし、中性子密度信号の関数近似に関しては、対象
時間が短かすぎるとデジタルデータ点数が少なくなるか
あるいは中性子密度信号の時間変化の誤差が大きくな
り、逆に時間が長過ぎると中性子密度信号の時間変化が
近似関数からはずれるため、最新データから5秒ないし
1分前のデータまでを対象とすべきである。以下の計算
には最新の中性子密度信号Nとして上記の関数近似によ
り修正された値を用い、中性子密度信号のゆらぎ成分を
除く。
N = exp (a) dN / dt = b · exp (a) However, regarding the function approximation of the neutron density signal, if the target time is too short, the number of digital data points will decrease, or the error in the time change of the neutron density signal will occur. Becomes large, and conversely, if the time is too long, the time change of the neutron density signal deviates from the approximate function, so the data from 5 seconds to 1 minute before the latest data should be targeted. In the following calculation, the value corrected by the above function approximation is used as the latest neutron density signal N, and the fluctuation component of the neutron density signal is removed.

次に、修正された中性子密度信号Nを次の一点炉近似
動特性方程式に適用して、炉心の反応度ρを算出する。
Next, the modified neutron density signal N is applied to the following one-point reactor approximate dynamic characteristic equation to calculate the reactivity ρ of the core.

dCi/dt=Nβi/l−λiCi ……(II) ここで、Ci(i=1〜6)は第i群の遅発中性子先行
核密度、Sは外部中性子源である。中性子密度信号Nか
ら反応度ρを算出するためには、遅発中性子先行核密度
Ciと外部中性子源Sが必要となる。
dCi / dt = Nβi / l−λiCi (II) Here, Ci (i = 1 to 6) is the delayed neutron precursor nucleus density of the i-th group, and S is an external neutron source. To calculate the reactivity ρ from the neutron density signal N, the delayed neutron preceding nuclear density
Ci and an external neutron source S are required.

反応度計算が対象となる炉心について以前に行なわれ
ていた場合には外部中性子源Sは確定しているが、始め
て反応度計算を行なう場合や炉心の燃焼がさらに進んだ
場合など外部中性子源Sが未確定の場合は、第2図に示
すように現状の炉心状態について拡散計算による炉心計
算を行なわなければならない。
The external neutron source S is confirmed when the reactivity calculation has been previously performed for the target core, but when the reactivity calculation is performed for the first time or when the core combustion further progresses, the external neutron source S If is not determined, the core calculation must be performed by diffusion calculation for the current core state as shown in FIG.

外部中性子源Sを精度よく計算するためには、炉心は
大きな負の反応度ρを持った未臨界状態であることが望
ましい。通常は制御棒全挿入時の炉心について計算すれ
ばこの条件は満たされる。炉心計算として3次元粗メッ
シュ拡散計算を計算機で行なえば、1分程度で固有値Ke
ffを求めることができ、この固有値Keffより反応度ρを
次式によって求めることができる。
In order to calculate the external neutron source S with high accuracy, it is desirable that the core be in a subcritical state with a large negative reactivity ρ. Normally, this condition is satisfied if calculation is performed for the core with all control rods inserted. If three-dimensional coarse mesh diffusion calculation is performed by a computer as core calculation, the eigenvalue Ke
ff can be obtained, and the reactivity ρ can be obtained from this eigenvalue Keff by the following equation.

ρ=(Keff−1)/Keff ……(III) 従って、未臨界の定常状態では、(I)及び(II)式
より外部中性子源Sは次式によって算出することができ
る。
ρ = (Keff−1) / Keff (III) Therefore, in the subcritical steady state, the external neutron source S can be calculated by the following equation from the equations (I) and (II).

S=−Nρ/l ……(IV) また、同時に遅発中性子先行核密度Ciの初期値も次式
に従って算出することができる。
S = -Nρ / l (IV) At the same time, the initial value of the delayed neutron precursor nuclear density Ci can be calculated according to the following equation.

Ci=Nβi/(λi・l) ……(V) 外部中性子源Sが既に計算されている場合でも、反応
度周期計算開始時には(V)式により遅発中性子先行核
密度Ciの初期値を求める必要がある。
Ci = Nβi / (λi · l) (V) Even if the external neutron source S has already been calculated, the initial value of the delayed neutron precursor nuclear density Ci is calculated by the formula (V) at the start of the reactivity period calculation. There is a need.

外部中性子源Sを計算する方法としては、この他に第
3図に示すような方法もある。すなわち、炉心状態の変
数として原子炉炉水温度と炉心平均制御棒密度と炉心平
均ゼノン濃度と炉心平均燃焼度を変化させて予め拡散計
算による炉心計算を行なって固有値テーブルを作成して
おき、この固有値テーブルより現状の炉心状態を表わす
原子炉炉水温度、炉心平均制御棒密度、炉心平均ゼノン
濃度及び炉心平均燃焼度に対応する固有値Keffを内外挿
より求め、この固有値Keffから(III)式により反応度
ρを算出し、次いで(IV)式により外部中性子源Sを算
出する。
As a method for calculating the external neutron source S, there is also a method as shown in FIG. That is, the reactor water temperature, core average control rod density, core average xenon concentration, and core average burnup are changed as variables of the core state, and core calculation by diffusion calculation is performed in advance to create an eigenvalue table. From the eigenvalue table, the reactor core water temperature, the core mean control rod density, the core mean xenon concentration, and the core mean burnup eigenvalue Keff corresponding to the current core state are calculated by internal and external interpolation. The reactivity ρ is calculated, and then the external neutron source S is calculated by the equation (IV).

次に、外部中性子源S及び遅発中性子先行核密度Ciの
初期値を算出した後、(I)及び(II)式の一点炉近似
動特性方程式を時間について差分近似で解いて、遅発中
性子先行核密度Ciの計算を行う。時刻tについて中性子
密度信号Nが得られた時、時刻(t+△t)における遅
発中性子先行核密度Ciは次式で求められる。
Next, after calculating the initial values of the external neutron source S and the delayed neutron preceding nuclear density Ci, the single-point reactor approximate dynamic characteristic equations of the formulas (I) and (II) are solved by the time-difference approximation to obtain the delayed neutrons. Calculate the preceding nuclear density Ci. When the neutron density signal N is obtained at time t, the delayed neutron preceding nucleus density Ci at time (t + Δt) is calculated by the following equation.

Ci(t+△t)=[(1+λi△t/2)] ×[N△tβi/l+(1−λi△t/2)Ci(△t)] ……(VI) ここで、(VI)式の計算精度を高めるためには△tを
なるべく小さくする必要があり、λiの最大値が約3
(1/秒)であることから△tは0.5秒以下であることが
望ましい。この値はサンプリング周期信号21に比べて小
さくなる傾向にあるので、サンプリング周期を△tの整
数倍となるようにすることが望ましい。ただし、サンプ
リング周期の整数分の1で△tを定めた場合、サンプリ
ング周期が変わると計算精度が急に悪くなる可能性があ
り、また△tをあまり小さくすると計算量が増加するの
で、△tを0.2秒又は0.25秒などの1秒の整数分の1に
定めておき、サンプリング周期21は1秒単位にして、
(VI)式の反復回数を反応度周期計算毎に計算するよう
にする。このようにすればサンプリング周期信号21は必
ずしも一定にする必要はない。しかしながら、サンプリ
ング周期が長くなり過ぎると関数近似の精度が悪くなる
ので、サンプリング周期は1ないし10秒の範囲で定める
べきである。
Ci (t + △ t) = [(1 + λi △ t / 2)] × [N △ tβi / l + (1-λi △ t / 2) Ci (△ t)] …… (VI) where (VI) equation In order to improve the calculation accuracy of, it is necessary to make Δt as small as possible, and the maximum value of λi is about 3
Since it is (1 / sec), Δt is preferably 0.5 sec or less. Since this value tends to be smaller than that of the sampling cycle signal 21, it is desirable that the sampling cycle be an integral multiple of Δt. However, if Δt is determined by an integer fraction of the sampling period, the calculation accuracy may suddenly deteriorate if the sampling period changes, and if Δt is made too small, the calculation amount will increase. Is set to an integral fraction of 1 second such as 0.2 seconds or 0.25 seconds, and the sampling period 21 is set to 1 second unit,
The number of iterations of equation (VI) is calculated for each reactivity cycle calculation. In this way, the sampling period signal 21 does not necessarily have to be constant. However, if the sampling period becomes too long, the accuracy of the function approximation deteriorates, so the sampling period should be set within the range of 1 to 10 seconds.

遅発中性子先行核密度Ciが(VI)式により求まれば、
(I)式は次式となるので、反応度ρは次式に従って算
出することができる。
If the delayed neutron preceding nuclear density Ci is calculated by the equation (VI),
Since the formula (I) becomes the following formula, the reactivity ρ can be calculated according to the following formula.

このようにして、反応度計算装置6において反応度の
周期計算が行なわれるが、この計算を要する時間は1秒
未満であるので、ほぼ実時間で炉心の反応度を算出する
ことができる。
In this way, the reactivity calculation device 6 calculates the reactivity cycle. Since the time required for this calculation is less than 1 second, the reactivity of the core can be calculated in substantially real time.

この計算結果は、CRT画面7等の表示装置に表示され
るが、運転員にとってはβを単位としたドル反応度のほ
うが情報としてわかりやすいので、ρ/βとしてCRT画
面にデジタル表示あるいはトレンド表示される。
The result of this calculation is displayed on a display device such as the CRT screen 7, but it is easier for the operator to understand the dollar reactivity in β units, so ρ / β is displayed digitally or as a trend on the CRT screen. It

以上のように中性子源領域モニタの出力信号を入力と
して運転員に実時間で炉心の反応度が提示されるので、
運転員は炉心の核的安全性を常時監視することができ、
制御棒の操作による反応度の操作を円滑に行なうことが
できる。このことは特に原子炉起動時の臨界に至るまで
の制御棒操作に関して運転員の作業効率を大幅に向上す
る。原子炉起動時の臨界達成に至るまでに本発明が運転
員に与える情報とこれを利用した運転員の制御棒操作例
を第4図(a)及び(b)に示す。運転員は制御棒操作
量と反応度変化から、例えば制御棒1本当たりの反応度
に対する寄与(制御棒価値という)が約0.2ドルから0.3
ドル程度であるという情報を得たとすると、運転員は臨
界までに1ドル以上の余裕があれば、何も制限を気にせ
ずに次々と制御棒の引抜きを行なうことができる。臨界
に近づく様子は反応度の変化で知ることができるので、
臨界付近で操作量を減少すればよく、臨界を確認するま
で引抜操作を中断する必要がない。これに対して、従来
の計数率信号の変化にたよって臨界近接を行なった場合
には、第5図に示すように運転員は計数率信号の増加率
が減少するのを確認するまで制御棒操作を中断しなけれ
ばならず、そのため単位時間当たりの制御棒操作量は本
発明を利用した場合と比較して小さくなり、臨界達成ま
での時間はそれだけ長くかかる。また運転員にかかる負
担も大きい。
As described above, the reactivity of the core is presented to the operator in real time using the output signal of the neutron source region monitor as an input.
Operators can constantly monitor the nuclear safety of the core,
It is possible to smoothly operate the reactivity by operating the control rod. This greatly improves the working efficiency of the operator especially regarding the control rod operation up to the criticality at the time of reactor startup. FIGS. 4 (a) and 4 (b) show information given to the operator by the present invention until reaching the criticality at the time of reactor startup and an example of the operator's control rod operation using this information. Based on the control rod operation amount and the change in reactivity, the operator contributes to the reactivity per control rod (called control rod value) from about $ 0.2 to 0.3.
Assuming that the information is about dollars, the operator can pull out the control rods one after another without having to worry about the restrictions, provided that there is a margin of one dollar or more before the criticality. You can see how it approaches criticality by changing the reactivity.
It is only necessary to reduce the operation amount near the criticality, and it is not necessary to interrupt the drawing operation until the criticality is confirmed. On the other hand, when the critical approach is performed by the conventional change of the count rate signal, the operator controls the control rod until the increase rate of the count rate signal decreases as shown in FIG. The operation has to be interrupted, so that the control rod operation amount per unit time becomes small as compared with the case of using the present invention, and the time until the criticality is achieved takes that much longer. Also, the burden on the operator is large.

尚、反応度計算において、外部中性子源の確定に固有
値テーブルを用いる方法を例示したが、この固有値テー
ブルの代わりに反応度ρをテーブルにして反応度計算す
ることも可能である。
In the reactivity calculation, the method of using the eigenvalue table for determining the external neutron source is illustrated, but the reactivity ρ may be used as a table instead of the eigenvalue table to calculate the reactivity.

次に中間領域モニタの出力を利用した本発明の一実施
例を第6図に基づいて説明する。図中、第1図と同一部
分については同一符号を付記してある。原子炉1の炉心
2には中間領域モニタとしての8体の炉内検出器3a、3
b、3c、3d、3e、3f、3g、3hが異なる位置に設置されて
おり、それぞれの出力信号は独立な8系統の処理が行な
われ、各々チャンネルa、b、c、d、e、f、g、h
の信号と呼ばれる。炉内検出器3a、3b、3c、3d、3e、3
f、3g、3hの出力信号は増幅器8a、8b、8c、8d、8e、8
f、8g、8hを経た後、レンジ信号27a、27b、27c、27d、2
7e、27f、27g、27hとともにゲイン調整器12a、12b、12
c、12d、12e、12f、12g、12hでレベル調整され、ついで
レベル調整された出力信号は二分されて、一方はそのま
ま自乗平均回路13a、13b、13c、13d、13e、13f、13g、1
3hに、他方は位相反転器14a、14b、14c、14d、14e、14
f、14g、14hで処理された後自乗平均回路13a、13b、13
c、13d、13e、13f、13g、13hに入力される。これらの自
乗平均回路13a、13b、13c、13d、13e、13f、13g、13hか
ら出力された中間領域モニタ出力信号28a、28b、28c、2
8d、28e、28f、28g、28hはレンジ信号27a、27b、27c、2
7d、27e、27f、27g、27hとともにCRT画面7等の表示装
置に表示される一方、中性子密度測定装置4に入力され
る。中間領域モニタ出力信号28a、28b、28c、28d、28
e、28f、28g、28hはレンジ信号27a、27b、27c、27d、27
e、27f、27g、27hに応じて出力信号のゲインが調整され
ているので、そのまま中性子密度信号として用いること
ができない。そのため、中性子密度測定装置4はサンプ
リング処理機構10及び平均化処理機構11の他に中性子密
度信号換算処理機構15を有する。
Next, an embodiment of the present invention utilizing the output of the intermediate area monitor will be described with reference to FIG. In the figure, the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. In the reactor core 2 of the reactor 1, eight in-core detectors 3a, 3 are provided as intermediate region monitors.
b, 3c, 3d, 3e, 3f, 3g, and 3h are installed at different positions, and their output signals are processed by eight independent channels, and channels a, b, c, d, e, and f are respectively processed. , G, h
Called the signal of. Furnace detectors 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3
Output signals of f, 3g, 3h are amplifiers 8a, 8b, 8c, 8d, 8e, 8
After going through f, 8g, and 8h, range signals 27a, 27b, 27c, 27d, 2
Gain adjusters 12a, 12b, 12 with 7e, 27f, 27g, 27h
c, 12d, 12e, 12f, 12g, 12h level-adjusted, then the level-adjusted output signal is bisected, one of them is the root mean square circuit 13a, 13b, 13c, 13d, 13e, 13f, 13g, 1
3h, the other phase inverter 14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14
After the root mean square circuit 13a, 13b, 13 processed by f, 14g, 14h
It is input to c, 13d, 13e, 13f, 13g and 13h. Intermediate area monitor output signals 28a, 28b, 28c, 2 output from these root mean square circuits 13a, 13b, 13c, 13d, 13e, 13f, 13g, 13h.
8d, 28e, 28f, 28g, 28h are range signals 27a, 27b, 27c, 2
While being displayed on the display device such as the CRT screen 7 together with 7d, 27e, 27f, 27g, and 27h, it is input to the neutron density measuring device 4. Intermediate area monitor output signals 28a, 28b, 28c, 28d, 28
e, 28f, 28g, 28h are range signals 27a, 27b, 27c, 27d, 27
Since the gain of the output signal is adjusted according to e, 27f, 27g, and 27h, it cannot be directly used as a neutron density signal. Therefore, the neutron density measuring device 4 has a neutron density signal conversion processing mechanism 15 in addition to the sampling processing mechanism 10 and the averaging processing mechanism 11.

中性子密度信号換算処理機構15においては、中性子源
領域モニタと中間領域モニタがオーバーラップして使用
可能な中性子束レベルの時に、中性子源領域モニタの対
数計数率信号20A、20B、20C、20Dから作成された平均中
性子密度信号25が、中間領域モニタによる出力信号の中
性子密度信号調整用に用いられる。すなわち、サンプリ
ング処理機構10は中性子源領域モニタの対数計数率信号
20A、20B、20C、20Dと中間領域モニタ出力信号28a、28
b、28c、28d、28e、28f、28g、28hをサンプリング周期
信号21によってサンプリングし、中性子源領域モニタに
よる中性子密度信号22A、22B、22C、22Dを平均化処理機
構11へ出力する一方、中間領域モニタ指示信号29a、29
b、29c、29d、29e、29f、29g、29hを中性子密度信号換
算処理機構15へ出力する。中性子密度信号換算処理機構
15は、中間領域モニタ指示信号29a、29b、29c、29d、29
e、29f、29g、29hとともに、レンジ信号27a、27b、27
c、27d、27e、27f、27g、27hと、バイパス信号23a、23
b、23c、23d、23e、23f、23g、23hと、炉内検出器挿入
状態信号24a、24b、24c、24d、24e、24f、24g、24hと、
平均化処理機構11からの平均中性子密度信号25とを入力
して換算中性子密度信号30を出力する。時系列データ記
録装置5には、中性子源領域モニタの使用上限となるま
では平均化処理機構11からの平均中性子密度信号25が中
性子密度信号選択機構16によって選択されて、時刻信号
26とともに入力されるが、中性子源領域モニタの使用上
限となって中間領域モニタの使用範囲では、換算中性子
密度信号30が選択されて時刻信号26とともに入力され、
記録される。反応度計算装置6は、この時系列データ記
録装置5より順次最新のデータを入力して炉心の反応度
を算出し、この結果をCRT画面7等の表示装置に表示す
る。
In the neutron density signal conversion processing mechanism 15, when the neutron source area monitor and the intermediate area monitor are at a usable neutron flux level in an overlapping manner, the logarithmic count rate signals 20A, 20B, 20C, 20D of the neutron source area monitor are created. The averaged neutron density signal 25 is used for adjusting the neutron density signal of the output signal from the intermediate area monitor. That is, the sampling processing mechanism 10 is the logarithmic count rate signal of the neutron source area monitor.
20A, 20B, 20C, 20D and intermediate area monitor output signals 28a, 28
b, 28c, 28d, 28e, 28f, 28g, 28h is sampled by the sampling period signal 21, and the neutron source region monitor outputs the neutron density signals 22A, 22B, 22C, 22D to the averaging processing mechanism 11, while the intermediate region is output. Monitor instruction signal 29a, 29
b, 29c, 29d, 29e, 29f, 29g, 29h are output to the neutron density signal conversion processing mechanism 15. Neutron density signal conversion processing mechanism
15 is an intermediate area monitor instruction signal 29a, 29b, 29c, 29d, 29.
Range signals 27a, 27b, 27 along with e, 29f, 29g, 29h
c, 27d, 27e, 27f, 27g, 27h and bypass signals 23a, 23
b, 23c, 23d, 23e, 23f, 23g, 23h and in-reactor detector insertion state signals 24a, 24b, 24c, 24d, 24e, 24f, 24g, 24h,
The average neutron density signal 25 from the averaging processing mechanism 11 is input and the converted neutron density signal 30 is output. In the time-series data recording device 5, the average neutron density signal 25 from the averaging processing mechanism 11 is selected by the neutron density signal selecting mechanism 16 until the neutron source region monitor reaches the upper limit of use, and the time signal is recorded.
Although it is input together with 26, in the range of use of the intermediate region monitor which is the upper limit of the use of the neutron source region monitor, the reduced neutron density signal 30 is selected and input together with the time signal 26,
Will be recorded. The reactivity calculation device 6 sequentially inputs the latest data from the time series data recording device 5 to calculate the reactivity of the core, and displays the result on a display device such as the CRT screen 7.

次に上記構成の反応度監視装置の動作について説明す
る。中間領域モニタの炉内検出器3a、3b、3c、3d、3e、
3f、3g、3hからの出力信号は増幅されレベル調整された
後、自乗平均回路13a、13b、13c、13d、13e、13f、13
g、13hより中間領域モニタ出力信号28a、28b、28c、28
d、28e、28f、28g、28hとしてサンプリング処理機構10
に出力される。サンプリング処理機構10では中間領域モ
ニタ出力信号28a、28b、28c、28d、28e、28f、28g、28h
を一定周期でサンプリングし、中間領域指示信号29a、2
9b、29c、29d、29e、29f、29g、29hとして中性子密度信
号換算処理機構15へ出力するとともに、中性子源領域モ
ニタの使用上限までは中性子源領域モニタからの対数計
数率信号20A、20B、20C、20Dも一定周期でサンプリング
し、中性子密度信号22A、22B、22C、22Dとして平均化処
理機構11に出力する。
Next, the operation of the reactivity monitoring device having the above configuration will be described. In-reactor detectors 3a, 3b, 3c, 3d, 3e of the intermediate range monitor,
The output signals from 3f, 3g, 3h are amplified and level-adjusted, and then the root mean square circuits 13a, 13b, 13c, 13d, 13e, 13f, 13
Intermediate area monitor output signals 28a, 28b, 28c, 28 from g, 13h
Sampling mechanism 10 as d, 28e, 28f, 28g, 28h
Is output to In the sampling processing mechanism 10, the intermediate area monitor output signals 28a, 28b, 28c, 28d, 28e, 28f, 28g, 28h.
Is sampled at a constant cycle, and the intermediate area indication signals 29a, 2
9b, 29c, 29d, 29e, 29f, 29g, while outputting to the neutron density signal conversion processing mechanism 15 as 29h, up to the upper limit of use of the neutron source region monitor log count rate signal 20A, 20B, 20C from the neutron source region monitor , 20D are also sampled at a constant cycle and are output to the averaging processing mechanism 11 as neutron density signals 22A, 22B, 22C, 22D.

中性子密度信号換算処理機構15においては、第7図に
フローチャートで示すように、入力された中間領域モニ
タ指示信号29a、29b、29c、29d、29e、29f、29g、29hか
らバイパス信号23a、23b、23c、23d、23e、23f、23g、2
3hに基づいてバイパス中のチャンネルが除外され、つづ
いて炉内検出器挿入状態信号24a、24b、24c、24d、24
e、24f、24g、24hに基づいて全挿入位置にないチャンネ
ルが除外された後、残りのチャンネルの中間領域指示信
号にレンジ信号に応じて補正係数が乗ぜられる。補正係
数Cは、例えばレンジnの指示信号をレンジmの指示信
号に変換する場合は次式で得られるものを用いる。
In the neutron density signal conversion processing mechanism 15, as shown in the flowchart in FIG. 7, the input intermediate region monitor instruction signals 29a, 29b, 29c, 29d, 29e, 29f, 29g, 29h to the bypass signals 23a, 23b, 23c, 23d, 23e, 23f, 23g, 2
Channels bypassed are excluded based on 3h, followed by in-core detector insertion status signals 24a, 24b, 24c, 24d, 24
Channels that are not at all insertion positions are excluded based on e, 24f, 24g, and 24h, and then the intermediate region indicating signals of the remaining channels are multiplied by the correction coefficient according to the range signal. As the correction coefficient C, for example, when converting an instruction signal in the range n into an instruction signal in the range m, the one obtained by the following equation is used.

Cm←n=10(n−m)/2 ここでレンジnは1から10までの値として、レンジm
は通常1として計算を行なうものとする。次に、レンジ
1相当に変換した中間領域モニタ指示信号のうち偏差の
大きなチャンネルがあればこれを除外し、残りのチャン
ネルについて平均化が行なわれる。このようにして得ら
れた平均中間領域モニタ指示信号を中性子密度信号に換
算するための換算係数は、中性子源領域モニタの使用範
囲と中間領域モニタの使用範囲がオーバーラップしてい
るときの平均中性子密度信号25と上記平均中間領域モニ
タ指示信号の比として求められる。換算係数が算出され
た後は、この係数を平均中間領域モニタ指示信号の乗じ
ることにより換算中性子密度信号30が求められる。
Cm ← n = 10 (nm) / 2 where range n is a value from 1 to 10 and range m
Is normally set to 1, and calculation is performed. Next, if there is a channel having a large deviation in the intermediate region monitor instruction signal converted to the range 1, it is excluded, and the remaining channels are averaged. The conversion factor for converting the average intermediate region monitor instruction signal obtained in this way into the neutron density signal is the average neutron when the operating range of the neutron source region monitor and the operating range of the intermediate region monitor overlap. It is obtained as a ratio of the density signal 25 and the average intermediate area monitor instruction signal. After the conversion coefficient is calculated, the conversion neutron density signal 30 is obtained by multiplying this coefficient by the average intermediate region monitor instruction signal.

炉心の出力が上昇して中性子源領域モニタの使用上限
に至り、炉内検出器4A、4B、4C、4Dが引抜かれた場合に
は、中性子密度信号選択機構16により換算中性子密度信
号30が平均中性子密度信号25の代わりに選択され、時系
列データとして記録装置5に時刻とともに記録される。
反応度計算装置6はこの時系列データ記録装置5より順
次最新の換算中性子密度信号を入力し、中性子源領域モ
ニタの出力を利用した時と同様にして炉心の反応度を実
時間で算出し、この結果をCRT画面7等の表示装置に表
示する。
When the core output rises to the upper limit of use of the neutron source area monitor and the in-core detectors 4A, 4B, 4C, 4D are withdrawn, the converted neutron density signal 30 is averaged by the neutron density signal selection mechanism 16. It is selected instead of the neutron density signal 25 and recorded as time series data in the recording device 5 together with the time.
The reactivity calculation device 6 inputs the latest converted neutron density signal sequentially from the time-series data recording device 5, calculates the reactivity of the core in real time in the same manner as when the output of the neutron source region monitor is used, This result is displayed on a display device such as the CRT screen 7.

次に、炉心の出力がさらに上昇して中間領域モニタの
使用上限に至った場合の、炉心外に引抜いた中性子源領
域モニタの検出器の出力を利用した本発明の一実施例を
第8図を基に説明する。図中、第1図及び第6図と同一
部分については同一符号を付記してある。構成は第1図
とほぼ同じであるので次に動作について説明する。
Next, FIG. 8 shows an embodiment of the present invention utilizing the output of the detector of the neutron source region monitor extracted outside the core when the output of the core further increases and reaches the upper limit of use of the intermediate region monitor. It will be explained based on. In the figure, the same parts as those in FIGS. 1 and 6 are designated by the same reference numerals. Since the configuration is almost the same as that in FIG. 1, the operation will be described below.

中性子源領域モニタの炉内検出器3A、3B、3C、3Dは炉
心の出力が上昇して中性子源領域モニタの使用上限に至
ると、原子炉1の炉心2から全引抜きされ、炉心下端か
ら約60cmの位置に設置されるが、中間領域モニタの使用
上限付近では炉心の出力が原子炉定格出力の約10%にな
っており、全挿入位置にある中性子源領域モニタの使用
上限出力の約105倍に相当するため、炉心から離れるに
従って減衰する中性子束を計測することが可能となる。
このように炉心外に設置された中性子源モニタの検出器
3A、3B、3C、3Dからの出力信号は、増幅器8A、8B、8C、
8Dを経て対数変換回路9A、9B、9C、9Dにより対数係数率
信号20A、20B、20C、20Dに変換され、サンプリング処理
機構10に入力される。サンプリング処理機構10において
はサンプリング周期信号21に応じて一定周期でサンプリ
ングされ、もとの計数率の中性子密度信号22A、22B、22
C、22Dになって出力される。平均化処理機構11では中性
子密度信号が入力されるとともに、バイパス信号23A、2
3B、23C、23Dと、炉内検出器挿入状態信号24A、24B、24
C、24Dと、中性子密度換算処理機構15からの換算中性子
密度信号30が入力され、第9図にフローチャートで示す
ように処理がなされて、補正中性子密度信号31が出力さ
れる。すなわち、中性子密度信号22A、22B、22C、22Dよ
りバイパス信号に基づいてバイパス中のチャンネルが計
算対象から除外され、次に炉内検出器挿入状態信号24
A、24B、24C、24Dによって残ったチャンネルの検出器が
全て全引抜位置にあるかの確認がなされ、全引抜装置に
ないチャンネルは全引抜位置に設置される。ついで中性
子密度信号の中で偏差の特に大きいものが除外されて、
平均中性子密度信号が算出される。しかしながら、この
平均中性子密度信号は検出器が全引抜装置での値である
ため、全挿入時での中性子密度信号に補正する必要があ
る。減衰補正係数は、中間領域モニタの使用範囲内の出
力での換算中性子密度信号30と上記補正前の平均中性子
密度信号の比として得られるので、この係数を補正前の
平均中性子密度信号に乗ずることにより補正中性子密度
信号31が求められる。
The in-core detectors 3A, 3B, 3C, and 3D of the neutron source region monitor are completely withdrawn from the core 2 of the reactor 1 when the core output rises to the upper limit of use of the neutron source region monitor, Although it is installed at a position of 60 cm, the core output is about 10% of the reactor rated output near the upper limit of use of the intermediate region monitor, which is about 10% of the upper limit output of the neutron source region monitor at all insertion positions. Since it is equivalent to 5 times, it becomes possible to measure the neutron flux that decays with distance from the core.
The detector of the neutron source monitor thus installed outside the core
The output signals from 3A, 3B, 3C, 3D are the amplifiers 8A, 8B, 8C,
After passing through 8D, the logarithmic conversion circuits 9A, 9B, 9C and 9D convert the logarithmic coefficient rate signals 20A, 20B, 20C and 20D into the sampling processing mechanism 10. In the sampling processing mechanism 10, the neutron density signals 22A, 22B, 22 of the original count rate are sampled at a constant cycle according to the sampling cycle signal 21.
C and 22D are output. In the averaging processing mechanism 11, the neutron density signal is input and the bypass signals 23A, 2
3B, 23C, 23D and in-core detector insertion status signals 24A, 24B, 24
C, 24D and the converted neutron density signal 30 from the neutron density conversion processing mechanism 15 are input, processed as shown in the flowchart in FIG. 9, and a corrected neutron density signal 31 is output. That is, the neutron density signals 22A, 22B, 22C, 22D are excluded from the calculation of the channel being bypassed based on the bypass signal, and then the in-reactor detector insertion state signal 24
It is confirmed by A, 24B, 24C, and 24D that the detectors of the remaining channels are all in the full extraction position, and the channels not in the total extraction device are installed in the full extraction position. Then, among the neutron density signals, those with a particularly large deviation are excluded,
The average neutron density signal is calculated. However, since this average neutron density signal is the value obtained by the full extraction device of the detector, it is necessary to correct it to the neutron density signal at the time of full insertion. The attenuation correction coefficient is obtained as the ratio of the converted neutron density signal 30 at the output within the use range of the intermediate region monitor and the above-mentioned uncorrected average neutron density signal, so multiply this coefficient by the uncorrected average neutron density signal. The corrected neutron density signal 31 is obtained by.

中間領域モニタの使用範囲に原子炉出力がある時に
は、中性子密度信号選択機構16によって換算中性子密度
信号30が選択されるが、中間領域モニタの使用上限以上
に原子炉出力が上昇した時には補正中性子密度信号31が
選択されて、時刻信号26とともに時系列データ記録装置
5に時系列データとして記録される。反応度計算装置6
はこの時系列データ記録装置5より順次最新の中性子密
度信号を入力して反応度を実時間で算出し、これをCRT
画面7等の表示装置に表示する。
When the reactor output is within the operating range of the intermediate region monitor, the converted neutron density signal 30 is selected by the neutron density signal selection mechanism 16, but when the reactor output exceeds the upper limit of the operating range of the intermediate region monitor, the corrected neutron density is corrected. The signal 31 is selected and recorded together with the time signal 26 in the time-series data recording device 5 as time-series data. Reactivity calculator 6
Inputs the latest neutron density signal sequentially from this time-series data recorder 5 and calculates the reactivity in real time.
It is displayed on a display device such as the screen 7.

この実施例で用いられる補正中性子密度信号31は原子
炉定格出力においても計算可能であるので、第10図に示
すように、制御棒全挿入時の中性子源領域から中間領域
を経て出力領域にわたる任意の中性子束レベルに対して
中性子密度を測定することができる。
Since the corrected neutron density signal 31 used in this embodiment can be calculated even at the reactor rated output, as shown in FIG. 10, any range over the output region from the neutron source region at the time of full insertion of the control rods through the intermediate region Neutron density can be measured for neutron flux levels of.

すなわち、制御棒が炉心に全挿入されている状態から
臨界達成までの間は、全挿入位置にある中性子源領域モ
ニタの炉内検出器3A、3B、3C、3Dからの出力信号が用い
られ、この出力信号に基づいた平均中性子密度信号25が
反応度計算装置6に入力される。原子炉出力が上昇して
中性子源領域モニタの使用上限に至ると、中間領域モニ
タの炉内検出器3a、3b、3c、3d、3e、3f、3g、3hからの
出力信号に基づいた換算中性子密度信号30が中性子密度
信号選択機構16によって選択され、反応度計算に用いら
れる。更に出力が上昇して中間領域モニタの使用上限に
至ると、中性子源領域モニタが全引抜位置において計測
可能となるので、これより求められた補正中性子密度信
号31が換算中性子密度信号30に代わって反応度計算に用
いられる。得られる中性子密度信号は全て中性子源領域
モニタの計数率相当となっているので、連続して反応度
監視を行なうことができる。
That is, from the state where the control rod is fully inserted into the core until the criticality is reached, the output signals from the in-core detectors 3A, 3B, 3C, 3D of the neutron source region monitor at the full insertion position are used, The average neutron density signal 25 based on this output signal is input to the reactivity calculation device 6. When the reactor power rises and reaches the upper limit of use of the neutron source area monitor, reduced neutrons based on the output signals from the in-reactor detectors 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f, 3g, 3h of the intermediate area monitor The density signal 30 is selected by the neutron density signal selection mechanism 16 and used for the reactivity calculation. When the output further increases and reaches the upper limit of use of the intermediate region monitor, the neutron source region monitor can measure at all extraction positions, so the corrected neutron density signal 31 obtained from this replaces the converted neutron density signal 30. Used for reactivity calculation. Since all the obtained neutron density signals correspond to the count rate of the neutron source area monitor, the reactivity can be continuously monitored.

尚、中間出力モニタの使用上限以上では全引抜位置に
ある中性子源領域モニタの出力を用いる代わりに、出力
領域モニタの出力を利用することもできる。
It should be noted that above the upper limit of use of the intermediate output monitor, instead of using the output of the neutron source region monitor at the full extraction position, the output of the output region monitor can be used.

[発明の効果] 以上の説明からも明らかなように、本発明の反応度監
視方法および装置は原子炉炉内検出器からの出力信号を
利用して、炉心に制御棒が全挿入されている時の大きな
負の反応度から原子炉が出力運転している時の反応度ま
での広範囲の出力レベルにわたって反応度を実時間で運
転員に提示することができる。従って、原子炉の核的安
全性を監視する上で運転員の労力を大幅に軽減すること
ができるとともに、制御棒操作を迅速かつ容易に行なう
ことができる。
[Effects of the Invention] As is apparent from the above description, the reactivity monitoring method and apparatus of the present invention utilize the output signal from the in-reactor detector to fully insert the control rods into the core. The reactivity can be presented to the operator in real time over a wide range of power levels, from a large negative reactivity at time to the reactivity when the reactor is operating at power. Therefore, the labor of the operator in monitoring the nuclear safety of the nuclear reactor can be significantly reduced, and the control rod can be operated quickly and easily.

また、本発明ではサンプリングし平均化処理した原子
炉炉内からの中性子密度信号を時系列データとして記録
するので、原子炉内の中性子レベル信号の計測機構と、
中性子密度信号の予測処理及び反応度を推定する処理を
行う機構とを分離することができる。したがって、原子
炉の反応度監視を分散・非同期で処理することができ、
中性子密度信号を予測する処理と反応度を推定する処理
の方法やシステム構成を自由に選択できる。また、複数
地点での監視がを可能になり、さらに原子炉反応度監視
装置の保守作業、試験及び更新が容易になる。
Further, in the present invention, since the neutron density signal from the inside of the reactor that is sampled and averaged is recorded as time-series data, a measurement mechanism of the neutron level signal in the reactor,
The mechanism for predicting the neutron density signal and the mechanism for estimating the reactivity can be separated. Therefore, the reactivity monitoring of the reactor can be processed in a distributed and asynchronous manner,
It is possible to freely select the method and system configuration of the process of predicting the neutron density signal and the process of estimating the reactivity. Further, it becomes possible to monitor at a plurality of points, and it becomes easier to perform maintenance work, testing and updating of the reactor reactivity monitoring device.

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

第1図は、中性子源モニタの出力を利用した本発明の一
実施例を示すブロック図、第2図及び第3図は本発明の
反応度計算装置で行なわれる反応度計算のプロセスの実
施例を示すフローチャート、第4図(a)及び(b)は
本発明により得られる原子炉起動時における臨界近接で
の反応度の時間変化と、これに対応する制御棒操作例を
示すグラフ、第5図は従来の炉心反応度監視による臨界
近接時の制御棒操作例を示すグラフ、第6図は中間領域
モニタの出力を利用した本発明の一実施例を示すブロッ
ク図、第7図は本発明の中性子密度信号換算機構におけ
る換算処理例を示すフローチャート、第8図は炉心外に
引抜かれた中性子源領域モニタの出力を利用した本発明
の一実施例を示すブロック図、第9図は本発明の平均化
処理機構における補正中性子密度信号を得るプロセスの
実施例を示すフローチャート、第10図は原子炉出力と本
発明で利用する領域モニタとの関係を示すグラフ、第11
図は従来の反応度監視装置の一実施例を示すブロック
図、第12図は臨界超過時の中性子源モニタによる対数計
数率の制御棒引抜操作中断後の時間変化を示すグラフ、
第13図は未臨界時の中性子源モニタによる対数計数率の
制御棒引抜操作中断後の時間変化を示すグラフである。 1……原子炉 2……炉心 3……炉内検出器 4……中性子密度測定装置 5……時系列データ記録装置 6……反応度計算装置 7……CRT画面 8……増幅器 9……対数変換回路 10……サンプリング処理機構 11……平均化処理機構 12……ゲイン調整器 13……自乗平均回路 14……位相反転器 15……中性子密度信号換算処理機構 16……中性子密度信号選択機構 20……対数計数率信号 21……サンプリング周期信号 22……中性子密度信号 23……バイパス信号 24……炉内検出器挿入状態信号 25……平均中性子密度信号 26……時刻信号 27……レンジ信号 28……中間領域モニタ出力信号 29……中間領域モニタ指示信号 30……換算中性子密度信号 31……補正中性子密度信号
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention utilizing the output of a neutron source monitor, and FIGS. 2 and 3 are embodiments of the process of the reactivity calculation performed by the reactivity calculation device of the present invention. FIG. 4 (a) and FIG. 4 (b) are graphs showing a temporal change of the reactivity in the critical proximity at the time of reactor startup obtained by the present invention and a control rod operation example corresponding thereto, FIG. 6 is a graph showing an example of control rod operation at critical proximity by conventional core reactivity monitoring, FIG. 6 is a block diagram showing one embodiment of the present invention using the output of an intermediate region monitor, and FIG. 7 is the present invention. 8 is a flow chart showing an example of conversion processing in the neutron density signal conversion mechanism, FIG. 8 is a block diagram showing one embodiment of the present invention utilizing the output of the neutron source region monitor pulled out of the core, and FIG. 9 is the present invention. In the averaging processing mechanism of Flow chart illustrating an embodiment of a process of obtaining a positive neutron density signal, Figure 10 is a graph showing the relationship between the area monitor to be used in the reactor power and the present invention, the 11
Figure is a block diagram showing an example of a conventional reactivity monitoring apparatus, FIG. 12 is a graph showing the time change after the control rod withdrawal operation of the logarithmic count rate by the neutron source monitor at the time of supercritical,
FIG. 13 is a graph showing the time variation of the logarithmic count rate by the neutron source monitor in the subcritical state after the control rod withdrawal operation was interrupted. 1 ... Reactor 2 ... Core 3 ... In-core detector 4 ... Neutron density measuring device 5 ... Time-series data recording device 6 ... Reactivity calculation device 7 ... CRT screen 8 ... Amplifier 9 ... Logarithmic conversion circuit 10 …… Sampling processing mechanism 11 …… Averaging processing mechanism 12 …… Gain adjuster 13 …… Square averaging circuit 14 …… Phase inverter 15 …… Neutron density signal conversion processing mechanism 16 …… Neutron density signal selection Mechanism 20 …… Logarithmic count rate signal 21 …… Sampling period signal 22 …… Neutron density signal 23 …… Bypass signal 24 …… In-core detector insertion status signal 25 …… Average neutron density signal 26 …… Time signal 27 …… Range signal 28 …… Middle region monitor output signal 29 …… Middle region monitor instruction signal 30 …… Reduced neutron density signal 31 …… Corrected neutron density signal

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】中性子束レベルを計測する複数の原子炉内
検出器からの出力信号をサンプリングし平均化処理して
平均中性子密度信号を出力する中性子密度測定装置と、
この中性子密度測定装置からの最新の一定時間の平均中
性子密度信号を時系列データとして記録する時系列デー
タ記録装置と、この時系列データ記録装置から中性子密
度信号のデータ群を入力して最新の中性子密度信号の最
確値を関数近似により算出し、外部中性子源値を求め
て、この外部中性子源値と関数近似により修正された前
記中性子密度信号を一点炉近似動特性方程式に適用して
炉心の反応度を実時間で算出する反応度計算装置とから
成ることを特徴とする原子炉反応度監視装置。
1. A neutron density measuring device for sampling and averaging output signals from a plurality of in-reactor detectors for measuring neutron flux levels, and outputting an average neutron density signal,
A time-series data recording device that records the latest neutron density signal from this neutron density measuring device as time-series data, and the latest neutrons by inputting the data group of the neutron density signal from this time-series data recording device. The most probable value of the density signal is calculated by function approximation, the external neutron source value is determined, and the neutron density signal corrected by this external neutron source value and the function approximation is applied to the one-point reactor approximate dynamic characteristic equation to react the core. And a reactivity calculation device that calculates the degree of reaction in real time.
【請求項2】外部中性子源値は、原子炉が未臨界定常状
態時に拡散方程式に基づく炉心計算の固有値から求めた
炉心反応度と、前記関数近似により修正された中性子密
度信号を一点炉近似動特性方程式に用いて得られる反応
度とが一致するようにして求められる特許請求の範囲第
1項記載の原子炉反応度監視装置。
2. The external neutron source value is a core reactivity obtained from an eigenvalue of core calculation based on a diffusion equation when the reactor is in a subcritical steady state, and a neutron density signal corrected by the function approximation to a one-point reactor approximation The reactor reactivity monitoring apparatus according to claim 1, wherein the reactor reactivity monitoring apparatus is obtained so as to match the reactivity obtained by using the characteristic equation.
【請求項3】外部中性子源値は、炉心状態の変数として
原子炉の炉水温度と炉心平均制御棒密度と炉心平均ゼノ
ン濃度と炉心平均燃焼度を変化させて予め拡散方程式に
基づく炉心計算を行なって得た固有値のテーブルから、
現状の原子炉炉水温度、炉心平均制御棒密度、炉心平均
ゼノン濃度及び炉心平均燃焼度に対応する固有値を内外
挿により求め、これより得られる炉心反応度と前記関数
近似により修正された中性子密度信号を一点炉近似動特
性方程式に用いて得られる反応度とが一致するようにし
て求められる特許請求の範囲第1項記載の原子炉反応度
監視装置。
3. The external neutron source value is a core calculation based on a diffusion equation in advance by changing the reactor water temperature, core average control rod density, core average xenon concentration and core average burnup as variables of core state. From the table of eigenvalues obtained by doing
Eigenvalues corresponding to the current reactor water temperature, core average control rod density, core average xenon concentration and core average burnup are determined by interpolation, and the core reactivity obtained from this and the neutron density corrected by the function approximation are obtained. The reactor reactivity monitor according to claim 1, wherein the reactor reactivity monitor is obtained so as to match the reactivity obtained by using the signal in the one-point reactor approximate dynamic characteristic equation.
【請求項4】中性子束レベルを計測する複数の原子炉内
検出器からの出力信号を平均化処理して平均中性子密度
信号を算出する平均化処理工程と、周期的に算出される
前記平均中性子密度信号を時系列データとして蓄積する
データ蓄積工程と、この蓄積された平均中性子密度信号
の時系列データから最新の中性子密度信号の最確値を関
数近似により算出する中性子密度修正工程と、原子炉が
未臨界定常状態時に、拡散方程式に基づく炉心計算によ
り求まる固有値から現状の炉心状態の反応度を算出し、
この算出された反応度および前記中性子密度修正工程で
修正された最新の中性子密度信号を一点炉近似動特性方
程式に適用して固定の外部中性子源値を算出する外部中
性子源算出工程と、この外部中性子源算出工程により算
出された固定の外部中性子源値を前記一点炉近似動特性
方程式に適用して前記中性子密度修正工程で修正された
最新の中性子密度信号から炉心の反応度を実時間で算出
する反応度算出工程とを有することを特徴とする原子炉
反応度監視方法。
4. An averaging process step of averaging output signals from a plurality of in-reactor detectors for measuring a neutron flux level to calculate an average neutron density signal, and the average neutron periodically calculated. A data accumulation step of accumulating the density signal as time series data, a neutron density correction step of calculating the most probable value of the latest neutron density signal from the time series data of the accumulated average neutron density signal by function approximation, and the reactor. In the subcritical steady state, the reactivity of the current core state is calculated from the eigenvalue obtained by the core calculation based on the diffusion equation,
An external neutron source calculation step of calculating the fixed external neutron source value by applying the calculated reactivity and the latest neutron density signal corrected in the neutron density correction step to the one-point reactor approximate dynamic characteristic equation, and this external Apply the fixed external neutron source value calculated in the neutron source calculation step to the one-point reactor approximate dynamic characteristic equation to calculate the reactivity of the core in real time from the latest neutron density signal corrected in the neutron density correction step And a reactivity calculation step for performing the same.
JP61071442A 1986-03-29 1986-03-29 REACTOR REACTIVITY MONITORING METHOD AND DEVICE Expired - Lifetime JPH0810265B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61071442A JPH0810265B2 (en) 1986-03-29 1986-03-29 REACTOR REACTIVITY MONITORING METHOD AND DEVICE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61071442A JPH0810265B2 (en) 1986-03-29 1986-03-29 REACTOR REACTIVITY MONITORING METHOD AND DEVICE

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62228199A JPS62228199A (en) 1987-10-07
JPH0810265B2 true JPH0810265B2 (en) 1996-01-31

Family

ID=13460657

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61071442A Expired - Lifetime JPH0810265B2 (en) 1986-03-29 1986-03-29 REACTOR REACTIVITY MONITORING METHOD AND DEVICE

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0810265B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015148524A (en) * 2014-02-07 2015-08-20 株式会社グローバル・ニュークリア・フュエル・ジャパン Method, program, recording medium, and system for determining control rod value of nuclear reactor
CN115331852B (en) * 2022-08-29 2023-05-23 中国核动力研究设计院 Subcritical reactor control rod reactivity value measurement method
CN119644397A (en) * 2024-12-05 2025-03-18 中国核动力研究设计院 A digital visualization reactivity measurement method, device, system and equipment

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5313754A (en) * 1976-07-21 1978-02-07 Toshio Nakamura Running jibcrane mounted on truck

Also Published As

Publication number Publication date
JPS62228199A (en) 1987-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2491664C2 (en) Method to measure doppler coefficient of reactivity
US6236698B1 (en) Nuclear reactor power distribution monitoring system and method including nuclear reactor instrumentation system
US20010036242A1 (en) In-core fixed nuclear instrumentation system and power distribution monitoring system
JP3766208B2 (en) Process data monitoring device
KR970004354B1 (en) Core reactivity validation computer and method
Ansari Development of on-line reactivity meter for nuclear reactors
Mishra et al. Kalman filter-based dynamic compensator for vanadium self powered neutron detectors
EP0100640B1 (en) Systems for monitoring operating conditions within nuclear reactors
Khoshahval et al. Analysis and comparison of direct inversion and Kalman filter methods for self-powered neutron detector compensation
JPH0810265B2 (en) REACTOR REACTIVITY MONITORING METHOD AND DEVICE
CA3210461A1 (en) Neutron flux measurement apparatus
JP3256079B2 (en) Neutron flux monitoring method and device for reactor, and control rod operation control system using the same
JP3281665B2 (en) Method for measuring control rod value of reactor in subcritical state and reactor reactivity meter for control rod value measurement
JPH1010276A (en) Reactor core coolant flow rate measurement method and coolant flow rate measurement system
JP4283968B2 (en) Moderator temperature coefficient measuring method and moderator temperature coefficient measuring apparatus for nuclear reactor
US20130287159A1 (en) Core monitoring system
JP5551356B2 (en) Reactor criticality judgment data collection device
JP3579024B2 (en) Reactor power monitoring device
JP3785847B2 (en) Reactor power measuring device
JP3137569B2 (en) Method for evaluating neutron source intensity and gamma ray intensity of reactor
JPH0548438B2 (en)
JP2001099980A (en) Reactor power measurement device
KR101118553B1 (en) Method and system for testing in-core flux detectors
JPH09211176A (en) Output area monitor test equipment
JP2001083280A (en) Reactor in-core instrumentation signal processing device and in-core instrumentation system