(57)【要約】【課題】供用期間中の核計装システムの計測機能に干渉せずに核計装システムの信号ケーブルの断線を監視し検出する。【解決手段】原子炉圧力容器１０１内の中性子を受けて電離箱１４０Ａ，１４０Ｂが発する出力信号は、信号ケーブルで前置増幅器１１０Ａ，１１０Ｂに伝送され、増幅された後に中性子信号処理回路１１３Ａ，１１３Ｂの他に突変・揺らぎ検出部２０Ａ，２０Ｂにも分配入力され、出力信号の監視が成され、突変・揺らぎ検出部２０Ａ，２０Ｂによる出力信号の監視結果が警報・揺らぎ検出部２０Ａ，２０Ｂに送出されて記録および警報の発生が成される。突変・揺らぎ検出部２０Ａ，２０Ｂが出力信号の突変状態の発生と信号の揺らぎ消失を検出した際には信号ケーブルの断線と復帰の断続状態があって、断線の兆候があると判定する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中性子を監視するセンサとして採用した電離箱と、前記電離箱が中性子を受けて発する信号に基づく検出信号を中性子信号処理回路に伝送する信号ケーブルとを備えた核計装システムにおいて、
前記信号ケーブルに接続されて、前記信号ケーブルで伝送されてくる信号の突変状態を検出する検出手段を有することを特徴とする断線検出機能を備えた核計装システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記検出信号を増幅して前記中性子信号処理回路と前記検出手段との入力側に供給する前置増幅器を備えることを特徴とする断線検出機能を備えた核計装システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記検出信号の揺らぎを監視する揺らぎ検出部を備えていることを特徴とする断線検出機能を備えた核計装システム。
【請求項４】
請求項３において、前記検出手段により検出される前記突変状態の有無と、前記揺らぎ検出部による揺らぎ消失の有無とから、前記突変状態と前記揺らぎ消失のアンド条件にて断線ありと自動的に判定する手段を備えていることを特徴とする断線検出機能を備えた核計装システム。
【請求項５】
請求項１において、前記検出信号の信号レベル消失の有無を検出するレベル検出部を備えた核計装システム。
【請求項６】
請求項５において、前記検出手段により検出される前記突変状態の有無と、前記信号レベル消失の有無とから、前記突変状態と前記信号レベル消失のアンド条件にて断線ありと自動的に判定する手段を備えていることを特徴とする断線検出機能を備えた核計装システム。
【請求項７】
放射線を電離箱に受けさせ、
前記放射線を受けた電離箱から発せられた信号に基づく検出信号を信号ケーブルにて中性子信号処理回路に伝送し、
前記中性子信号処理回路で前記検出信号に基づいて中性子束を監視する方法において、  前記信号ケーブルで伝送されてくる前記検出信号の信号内容に突変状態の存否を判定し、
前記突変状態の存在に基づいて前記信号ケーブルの断線と判定することを特徴とする核計装システムの断線検出方法。
【請求項８】
請求項７において、前記信号ケーブルを打振し、その打振のタイミングと前記突変状態の発生のタイミングとの同期によって断線を確認するステップを有することを特徴とする核計装システムの断線検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中性子などの放射線を監視する電離箱を用いた放射線監視装置、特に沸騰水型原子炉（以下、ＢＷＲと記す）に用いる核計装システムにおいて、信号ケーブルの断線検出機能を備えた核計装システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＢＷＲの放射線監視に用いる核計装システムとして、起動領域中性子モニタシステム（以下、ＳＲＮＭと記す。）や、局所出力領域中性子モニタシステム（以下、ＬＰＲＭと記す。）等が採用されている。
【０００３】
これらは、ＢＷＲの原子炉内の中性子束をモニタするのに必須の核計装設備として用いられている。それら核計装設備による監視測定値から何らかの異常が疑われる場合は、安全を優先して、原子炉を計画外で自動的に停止するトリガとしてその監視測定結果が用いられている。
【０００４】
そのような計画外での原子炉の停止があった場合、停止原因究明や、原子炉停止に至らないための対策などを講じて、監督官庁の確認を経てから原子炉を再起動する。これらの手続きの間、原子炉の運転を実施しないため、経済的な損失が大きい。このため原子炉が計画外停止に至らないように、核計装自体の検査や監視を実施している。
【０００５】
放射線の内、中性子束の検出には、正負の電極を内蔵した電離箱と呼ぶ密閉容器からなるセンサが用いられる。正負の電極間には、電離箱の外部から高電圧を印加して使用する。中性子が電離箱に入射する過程で、箱の内壁のコーティング層と反応して核分裂片を生じ、この分裂片が電離箱内に封入されているガスをイオン化し、そのイオンが電極に移動することで電流として検出できる。電極間はガス層であるため、その抵抗は極めて高い。
電離箱は原子炉内に設置され、中性子入射に起因する電流信号は、信号ケーブルにより中央制御室などの信号処理装置設置位置まで導かれる。
【０００６】
信号処理装置側から電離箱を見た場合、正常でも高抵抗である。信号ケーブル自体に漏洩抵抗が存在し、温度や湿度などの設置環境の変化に応じてこの抵抗値が変化するため、信号ケーブルが途中で切断した場合にケーブル断線を信号処理装置側から見つけるのは難しかった。
【０００７】
静的に配置されていると見える信号ケーブルには、運転中に外力が加わる場合がある。ケーブルを引き回した部分の温度変化で、信号ケーブルに加わる力が変化する場合がある。また、運転中の機器の振動が信号ケーブルに伝播することも充分考えられる。さらに、メンテナンスなどで、敷設ケーブルの一部を外したり、復旧する過程でも、ケーブル自体に応力が加わることがある。
【０００８】
このような環境で、万一信号ケーブルの断線が生じた場合、断線初期には、断線部分は断線と接触を繰り返し、最後には完全に断線に至るものと推定できる。
【０００９】
中性子検出系の断線検出の従来技術として、下記の特許文献１では、中性子検出器のガンマ線に対するプラトーの有無を検査する方法が開示されている。
【００１０】
また、下記の特許文献２では、他の中性子検出器の指示値から検査対象の中性子検出器の指示値を推定して、推定した特性と検査対象中性子検出器の指示値の違いから異常を検出する方法が開示されている。
【００１１】
さらに、下記の特許文献３では、電離箱に抵抗器を付加して信号処理装置側から見た電流を既知の値となるようにして、その電流値変化から中性子検出系の接続ケーブルの異常を検出する方法が開示されている。
【００１２】
このほかに、一般的な断線検出方法として時間領域反射法（以下、ＴＤＲと記す。）を適用して、信号処理装置側から信号を与え、特性インピーダンスが急変する断線位置からの反射波を観測する方法も用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００３−５７３８２号公報
【特許文献２】特開平５−３４６４８８号公報
【特許文献３】特開平１−２５５１４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
これらの従来技術を断線しかかっていて断線と接触が繰り返されるような信号ケーブルの断線検出に適用する場合、上記の特許文献１のプラトーを検出する方法では、プラトー測定期間中に継続して断線していれば断線と判断できるが、測定期間中、継続して接触している場合や、断線と接触が繰り返される場合は断線と判断できない。また、プラトー測定期間中は、中性子測定機能を使えなかった。
【００１５】
また、上記の特許文献２の中性子検出器の指示値を推定する方法も同様に、断線と接触が繰り返される状況を想定していないため、断線しかかった状態の検出はできない。
【００１６】
さらには、上記の特許文献３では、電離箱近傍に既知の抵抗を接続して、流れる電流を監視する方法を開示している。原子炉起動時の中性子束は少ないため、その特許文献３の明細書の記述にある測定放射線の電離電流よりも接続した抵抗に流れる電流を小さくしようとすると、その抵抗値は漏洩抵抗よりも大きくする必要があり、断線しても電流変化が小さく、検出が極めて困難となるから、特に中性子束の少ない領域では、利用できない。
また、原子炉内の高温，高放射線場で安定した抵抗値を維持できる抵抗の入手も困難である。
【００１７】
断線検出方法として、ＴＤＲを適用する方法もある。短時間で断線検出ができるため、断線，接触が繰り返される場合にも検出は可能であるが、断線検出する間は中性子束の測定はできない。
【００１８】
一般的に、異常を検出しようとするときは、監視される対象が異常状態でなければ、異常と判断できない。信号ケーブルが断線しかかかった状態でも同様で、監視のタイミングで断線が生じていないと検出できないのはもちろんである。
【００１９】
そこで、本発明では、核計装系に干渉することなく断線しかかったとき信号に現れる徴候を何時でも捉えられる方策を採ることとし、核計装の中性子束の測定機能を損なわずに、信号ケーブルが断線しかかった状態でも断線と判断できる断線検出機能を備えた核計装システム及び断線検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の目的を達成するための装置発明の基本的構成要件は、中性子を監視するセンサとして採用した電離箱と、前記電離箱が中性子を受けて発する信号に基づく検出信号を中性子信号処理回路に伝送する信号ケーブルとを備えた核計装システムにおいて、前記信号ケーブルに接続されて、前記信号ケーブルで伝送されてくる信号の突変状態を検出する検出手段を有することを特徴とする断線検出機能を備えた核計装システムである。
【００２１】
本発明の目的を達成するための方法発明の基本的構成要件は、放射線を電離箱に受けさせ、前記放射線を受けた電離箱から発せられた信号に基づく検出信号を信号ケーブルにて中性子信号処理回路に伝送し、前記中性子信号処理回路で前記検出信号に基づいて中性子束を監視する方法において、前記信号ケーブルで伝送されてくる前記検出信号の信号内容に突変状態の存否を判定し、前記突変状態の存在に基づいて前記信号ケーブルが不健全と判定することを特徴とする核計装システムの断線検出方法。
【００２２】
このような構成要件を備えることにより、断線しかかった信号ケーブルで伝送されている信号の特徴が、信号ケーブルの断線から芯線間の接触により復帰した場合は大きな電流変化が突変状態として発生し、再度断線すると、信号が消滅する様子となるので、その信号変化の突変状態を捉えて信号ケーブルの断線しかかっている状態を検出し、断線しかかった不健全な状態と判定する。
【００２３】
このように、信号ケーブルで伝送されてくる信号には突変状態の特徴的情報が含まれていることを利用して、核計装システムの供用中にも断線・復帰が繰り返される断線しかかった信号ケーブルの監視に有効で、核計装システムの供用中に核計装システムに干渉することなく核計装システムの健全性の確認を行える。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、従来考慮されていなかった断線から接触に変わる場合の情報を使うことで、中性子束測定機能を損なわずに断線しかかった核計装システムの信号ケーブルの存在が検出可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施例１に係る断線検出機能付核計装システムの全体説明図である。
【図２】図１の突変・揺らぎ検出部の論理回路ブロック図である。
【図３】電離箱を中性子計測センサとして用いた場合の、核計装システムの等価回路モデルの説明図である。
【図４】図３のモデルでのシミュレーションで得た断線しかかった核計装システムの出力信号の時間変化を示すグラフ図である。
【図５】本発明の実施例２に係る断線検出機能付核計装システムの全体説明図である。
【図６】図５の突変・揺らぎ検出部の論理回路ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の実施の形態は、原子炉圧力容器内の中性子を受ける電離箱を中性子検出器として備えている核計装システムに対して本発明を適用したものであり、その核計装システムの中性子検出に基づく信号が伝送される信号ケーブル内の伝送中の信号を用いてその信号の突変を捉える機構を付加したものである。
【実施例１】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。以下に説明する実施例１は、沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器内の中性子を計測する核計装システムに関し、その核計装システム系統の信号ケーブルの断線検出機能を備えた核計装システムに係る。
【００２８】
図１は、本実施形態の断線検出機能を備えた核計装システムの全体を示す概略構成図である。原子力発電所の原子炉建屋内には、原子炉格納容器１０２が構築されている。その原子炉格納容器１０２内には原子炉圧力容器１０１が格納されている。
【００２９】
その原子炉圧力容器１０１は、図示していないが、その内部に収納してある核燃料の核分裂を制御して熱を発生し、その熱を原子炉圧力容器１０１内の冷却水に伝えて蒸気に変換するように構成されている。そのように発生した蒸気は原子炉格納容器１０２外にあるタービン・発電機へ配管を通じて供給されて、タービン・発電機を駆動するために使用され、駆動されたタービン・発電機によって電力を得ることができる。
【００３０】
原子炉圧力容器内１０１内に装荷された核燃料の核分裂を制御する主要な情報として、原子炉圧力容器１０１内の中性子束がある。中性子束は、原子炉圧力容器１０１内に設置した計装管１０３Ａ，１０３Ｂに挿入してある中性子検出器としての電離箱１４０Ａ，１４０Ｂをセンサにして測定するようになっている。
【００３１】
核燃料の核分裂により発生した中性子束は電離箱１４０Ａ，１４０Ｂで電流に変換され中性子検出出力信号として、電気的な信号ケーブルである高温用ケーブル１０５Ａ，１０５Ｂにより原子炉圧力容器１０１外に導かれる。
【００３２】
高温用ケーブル１０５Ａ，１０５Ｂのシールドは金属シースからなり、コネクタ１０６Ａ，１０６Ｂを介して電気的な信号ケーブルである常温用の同軸ケーブル１０７Ａ，１０７Ｂに電気的に接続されている。
【００３３】
同軸ケーブル１０７Ａ，１０７Ｂは原子炉格納容器１０２の壁を貫通するペネトレーション１０８Ａ，１０８Ｂの中を通して原子炉格納容器１０２の外に引き出され、前置増幅器１１０Ａ，１１０Ｂに電気的に接続されている。同軸ケーブル１０７Ａ，１０７Ｂは、電磁気的なノイズ遮蔽やケーブル保護のため、電線管１０９Ａ，１０９Ｂに収納されている。
【００３４】
前置増幅器１１０Ａ，１１０Ｂには、増幅器を動作させるための直流電源と、電離箱１４０Ａ，１４０Ｂに印加する高圧電源が中性子信号処理回路１１３Ａ，１１３Ｂから供給される。通常では、各電源は、それぞれ別ケーブルで供給するが、ここでは高電圧用ケーブル１１２Ａ，１１２Ｂを代表として示してある。
【００３５】
前置増幅器１１０Ａ，１１０Ｂの電気的出力信号は中性子束信号として、突変・揺らぎ検出部２０Ａ，２０Ｂ、および中性子信号処理回路１１３Ａ，１１３Ｂに入力される。中性子信号処理回路１１３Ａ，１１３Ｂでは、中性子束信号の通過周波数帯域を限定する機能，パルス数や電流変動の振幅で中性子束をモニタする機能などを有しており、中性子束のモニタ結果を警報・表示・記録部１１４に送る。
【００３６】
ここで、信号ケーブルの断線検出のために付加した突変・揺らぎ検出部２０Ａ，２０Ｂは、前置増幅器１１０Ａ，１１０Ｂの電気的出力信号を受け、その信号の突変の有無や揺らぎの消失などを判断して、結果を警報・表示・記録部１１４に送る。
【００３７】
警報・表示・記録部１１４では、モニタ結果に応じて、警報・表示・記録などを行う。
【００３８】
また、複数の中性子束測定系統からの測定値を基に、原子炉の出力レベル情報を電気的信号として突変・揺らぎ検出部２０Ａ，２０Ｂに与える機能も有している。なお、図１では、簡単のために中性子束測定系統をＡ，Ｂ２系統として示してあるが、実際にはより多くの系統が存在する。以降の説明においては、系統の区別が不要な場合は、特に断らずに符合の番号の後のＡ，Ｂを省いて示す。
【００３９】
本実施例において主要な突変・揺らぎ検出部２０の詳細構成を図２に示す。突変・揺らぎ検出部２０は、前置増幅器１１０の出力信号の突変の有無を検出して、警報・表示・記録部１１４に結果を送出する機能を有する。同時に、前置増幅器１１０の出力信号を用いて、その揺らぎの消失を捉えて、警報・表示・記録部１１４に結果を送出する機能を有する。
【００４０】
前置増幅器１１０の出力信号と、閾値設定器２０１の設定値を比較器２０２で比較し、設定値を超えた期間ピークホルダ２０３を動作させ、前置増幅器１１０の出力信号の最大値をホールドして、警報・表示・記録部１１４にホールド値を送出する。
【００４１】
一方、揺らぎ検出機能部では、前置増幅器１１０の出力信号の揺らぎを実効値演算器２０４で実効値に変換し、実効値と関数発生器２０５の出力を比較器２０６で比較し、設定値以下となった期間ボトムホルダ２０７を動作させ、実効値信号の最小値をホールドして、警報・表示・記録部１１４にホールド値を送出する。
【００４２】
ピークホルダ２０３およびボトムホルダ２０７にはタイマが内蔵されており、比較器２０２もしくは２０６からの動作指令が一定時間を越えて発生しているときは、タイマ設定時間毎にホールド動作を完了する機能を有している。これにより、ピークホルダ２０３およびボトムホルダ２０７出力は、長くてもタイマ設定時間毎に更新される。関数発生器２０５は、警報・表示・記録部１１４からの原子炉出力すなわち中性子束レベル情報に応じて比較器２０６の閾値を変更するためのものである。本実施例においては、関数発生器２０５の出力が原子炉出力の平方根に比例するようにしてある。中性子揺らぎの大きさが原子炉出力の平方根に比例するという知見に基づいている。
【００４３】
このようにして、中性子束が増加すると揺らぎも増加するため、中性子束に応じて閾値を変更する方式を取っている。実効値演算器２０４の時定数も中性子束レベルに応じて変化させる構成としてある。なお、本実施例において中性子束レベルは他の中性子束測定系統の３系統のうちの指示値が近い２系統の測定値の平均値を用いている。
【００４４】
次に、信号ケーブルが断線しかかった場合の前置増幅器１１０出力信号の変化の様相について説明する。図３は核計装システムの一部分の回路モデルであり、断線しかかった場合の電離箱からの出力信号に基づく信号ケーブルで伝送中の中性子束信号の変化の様相を知るためにシミュレーションに用いたものである。
【００４５】
図３は、図１に示した断線検出機能を備えた核計装システムの電離箱１４０から前置増幅器１１０までの回路を等価回路にてモデル化した構成を示したものである。電離箱１４０の等価回路，前置増幅器１１０には内部の高電圧をカットするコンデンサを示してある。また、スイッチ１４３は仮定した断線箇所を示す。断線箇所をコネクタ１０６の電離箱１４０側としてある。
【００４６】
断線を模擬したスイッチ１４３のオン・オフ、すなわち接触・切断を繰り返した場合の前置増幅器１１０の電気的出力をシミュレーションした。結果を図４に示す。図４のように、時間ｔ1で信号ケーブルの断線状態であったものが再接触し、ｔ2で再び断線した場合である。再接触により、大きな電流変化が生じて、突然の変化（突変）状態を呈していることが確認できる。
【００４７】
断線を模擬したスイッチ１４３が閉じた状態では、高電圧ケーブル１１２から電離箱１４０の浮遊容量１４１が充電された状態となっている。スイッチ１４３が開放すなわち断線状態では、浮遊容量１４１に充電された電荷が漏洩抵抗１４２、図示していない高温用ケーブル１０５の漏洩抵抗を通して放電される。
【００４８】
このため、スイッチ１４３が閉じた場合、すなわち再接触した場合、定常状態では流れない電流が高電圧ケーブルを通して浮遊容量１４１や、図示していない高温用ケーブルの浮遊容量に流れる。
【００４９】
図４の電流振幅の時間変化からわかるように、再接触のタイミングで急激に電流が流れ始め、時間経過に従って充電電流からなる電流振幅は小さくなる。接触状態では中性子信号の揺らぎも観測できている。この充電電流の発生が、結果的に前置増幅器１１０の電圧変化として現れる。流れる充電電流は、浮遊容量の電荷の状態にもよるが、放電して電荷の量が少ない状態では、中性子束信号よりも大きな電流が流れる。
【００５０】
一般には、断線検出において、断線そのものを検出しようとするが、本発明においては、完全に断線に至る前の断線と接触の繰り返されるような状況での検出を目指しており、図４で示したように接触時に生じる大きな電流変化を突変状態として捉えることが特徴である。従来は断線による抵抗増大，プラトー特性の消滅など、断線が継続的に生じているとする検出方式であったが、本発明では断線後の再接触時の信号発生を利用する。
【００５１】
次に、本実例における動作を説明する。ＳＲＮＭに適用した断線検出機能を付加した核計装システムは、原子炉起動前から原子力発電所のプラント設備として設置されており、原子炉の起動から低出力運転までの原子炉内の中性子束監視に用いる。原子炉起動時の中性子源領域と呼ばれる低中性子束領域では、電流パルス数をカウントして中性子束に変換してモニタする。核出力が上昇して中間領域になるとキャンベル法と呼ばれる中性子束信号の揺らぎの２乗平均を中性子束に変換してモニタする。さらに核出力が上昇すると、他の核計装である局所出力領域モニタにより中性子信号の電流レベルを変換してモニタする。
【００５２】
例えば、断線しかかって前置増幅器１１０の出力信号に突変信号が現れた場合、警報・表示・記録部１１４には、突変信号の振幅と発生時刻が記録され、警報ランプを点灯する。突変信号の発生は、電気ノイズ，電離箱内面の核分裂発生のためのコーティング層のはがれ、プリアンプの動作不良などでも発生の可能性があるため、通常は、発生原因究明のために、中性子束信号の監視強化を行う。
【００５３】
中性子束に換算したモニタ信号は、通常、ローパスフィルタを通過させているため、急峻な変化には追従しない。このため、監視強化においては、前置増幅器１１０の出力信号を観察する。場合によっては、いったん、警報系から切り離す操作、いわゆるアイソレーションして、原因究明を行う。
【００５４】
断線の場合、その信号は、図４に示したように中性子束検出信号が現れたり、断線で揺らぎが消失したりすることで確認する。また、断線が疑われる信号ケーブル部分に軽い打撃を加えるなどして打振の操作を施し、そのときの前置増幅器１１０の出力変化である突変状態が、打振の操作タイミングと同期して発生し連動しているかどうかで、打振タイミングと突変状態発生のタイミングとの同時性を確認し、それをもって断線と確認するステップを実行することが好ましい。
【００５５】
特に、断線と接触が繰り返すような場合は、中性子信号の揺らぎが見かけ上大きくなるため、中性子束が増大しているように見えることもあり、この場合は原子炉の計画外停止にもつながりかねないので、本実施例の突変・揺らぎ検出機能は有用である。
【００５６】
揺らぎ検出は、断線検出における突変検出情報を補完するために用いる。前述したように、突変信号は断線したケーブルが再接触したときに発生する。一方、揺らぎ信号は断線が生じたときに消滅する。このことから、突変信号と揺らぎ信号の両者が現れたときには、断線しかかっていると判断できる。但し、揺らぎ信号自体は原子炉起動直後は信号が小さく、出力上昇に伴い大きくなる。また、揺らぎ信号の消失の判断ミスが生じないように、原子炉出力に応じて、実効値演算器２０４の時定数と判断の閾値を変更するような構成としてある。時定数は、原子炉出力が増加するほど小さくしていき、閾値は高く設定する。
【００５７】
以上説明した本発明の実施形態において、警報・表示・記録処理部１１４は、プラント監視用の計算機で実現しているが、別置きの計算機でも実現可能である。
【００５８】
以上説明したように、本発明により、既存の核計装システムに干渉を与えず、中性子束を測定しながら、断線の徴候の検出が可能と成る。
【００５９】
本実施例の特有の効果は以下の（１）〜（４）である。
（１）本実施形態では検出のための中性子束信号を増幅する系統をそのまま用いているの
で、既存の回路系の変更はほとんど不要であり、簡易な構成で断線検出機能が付加
でき、経済性向上の効果がある。
（２）揺らぎ検出機構を付加したことにより、断線および再接触の両方の徴候を検出可能
と成るため、より確実に断線しかかった状態の検出が可能と成るので、核計装シス
テムの性能向上の効果がある。
（３）断線の連続的な監視が可能と成り、断線が長期に続く前の対策完遂が期待でき、原
子炉の計画外停止を抑止できるので、経済性向上の効果がある。
（４）本実施例では、突変信号の発生を常時、記録しており、どのような運転状態でそれ
が発生したかがわかるため、運転状況と突変信号の発生の関連づけが容易となり、
原因究明に有益である。
【実施例２】
【００６０】
本発明の実施例２について以下に説明する。本実施例は、本発明をＬＰＲＭ（局所出力領域中性子モニタシステム）に適用して断線検出機能を付加した核計装システムとした場合について説明する。
【００６１】
図５は、本実施例の断線検出機能を付加した核計装システムの概略構成図である。図１との違いは、断線検出対象がＬＰＲＭとなっている点である。ＬＰＲＭでは、電離箱１４０Ａ，１４０Ｂによる中性子検出出力信号が比較的大きいため、前置増幅器１１０を採用していない。電離箱１４０Ａ，１４０Ｂに印加する高電圧を除去して、信号のみを増幅する機能を有するＬＰＲＭ用増幅器１５０Ａ，１５０Ｂを用いている。中性子信号処理回路１１７Ａ，１１７Ｂは電離箱１４０Ａ，１４０Ｂの出力信号を信号ケーブル１１５Ａ，１１５Ｂから受けて、電離電流の直流成分を中性子束に換算する機能を有する。
【００６２】
電離箱１４０Ａ，１４０Ｂに印加する高電圧は、高電圧用ケーブル１１６Ａ，１１６ＢからＬＰＲＭ用増幅器１５０Ａ，１５０Ｂを経由している。突変・レベル検出部２１Ａ，２１Ｂは、電離箱１４０Ａ，１４０Ｂの出力信号を信号ケーブル１１５Ａ，１１５Ｂから受けて、突変信号の検出、及び信号レベル消失の有無の検出機能を有する。
【００６３】
図５では、電離箱１４０Ａ，１４０Ｂを採用した２系統のみ記述してあるが、実機では原子炉の大きさにもよるが、本実施例では約２００個配置されている。他の部分は、図１と同じ構成であり、説明は省略する。
【００６４】
図６は、図５の突変・レベル検出部２１の論理回路構成を示した図である。突変検出部は、閾値設定器２０１，比較器２０２，ピークホルダ２０３からなり、図２で示した構成と同様である。
【００６５】
また、レベル検出部は、閾値設定器２０８，比較器２０６，ボトムホルダ２０７からなる。ＬＰＲＭ用増幅器出力信号レベルが、閾値設定器２０８の設定値以下に成った期間ボトムホルダ２０７で最小値を保持し出力する。ピークホルダ２０３およびボトムホルダ２０７にはタイマが内蔵されており、タイマ設定期間を超えて、ＬＰＲＭ用増幅器出力が設定値以上、もしくは設定値以下の場合は、ホールド動作を完了して出力を更新する機能を有している。
【００６６】
既述の実施例１と同様に、信号ケーブルで伝送されている電離箱１４０Ａ，１４０Ｂの出力信号を監視して、突変信号の発生があれば、それは信号ケーブルの芯線の再接触を、また、レベルの消失があれば、それは芯線の断線の徴候を示すので、警報・表示・記録処理部１１４で記録された内容に基づいて、監視強化などの対策を講じることになる。
【００６７】
本実施例に特有の効果は、以下の（１）であり、その他は実施例１と実質的に同じである。
（１）比較的簡単な構成の回路で実現できる断線検出法が、信号系統数が最も多いＬＰＲ      Ｍ系に適用できるので、その経済性向上の効果は大きい。
【００６８】
以上の各実施例のように、実施例中に見られる本発明は、原子炉圧力容器内の中性子を受ける電離箱を中性子検出器として備えている核計装システムに対して本発明を適用することにより、その核計装システムの中性子検出に基づく信号が伝送される信号ケーブル内の伝送中の信号を用いてその信号の突変を捉える機構が付加され、このことにより、信号ケーブルが断線と接触を繰り返す状態を検出して健全性の判定ができるようになり、判定も核計装システムの供用中に核計装システムによる計測に干渉を及ぼすことなく行える。
【００６９】
すなわち、信号ケーブルが断線しかかると、断線と接触が繰り返される場合も多く、この場合に断線から接触に移るときに信号の突変が見られる。この突変を手がかりに、断線しかかっていることを検出できるので、核計装システムによる中性子束測定機能を損なわずに断線に至る兆候の検出が可能となる。
【００７０】
また、実施例１のように、核計装システムで使用している前置増幅器の出力信号の突変を検出するようにした場合には、その前置増幅器の出力を用いることで、特に高増幅率の増幅器を用いる必要がなくなるとともに、既存の核計装システムの回路に影響を与えずに、簡易な回路構成で断線検出が実現できる点で有利である。
【００７１】
断線検出の手がかりとなる電離箱による中性子検出に基づく信号の突変検出部に加えて揺らぎ検出部乃至はレベル検出部を付加したものにあっては、断線検出の手がかりである信号の揺らぎの消滅に関する情報が入手できるので、その信号の突変の情報とあわせて断線の発生がより確実に判断できるようになる。電気ノイズや、電離箱の内壁に塗布した核分裂生成物のはがれによる突変信号の発生においては、揺らぎの消失は生じないため、確実な断線検出が可能と成る。
【００７２】
さらには、中性子検出信号の突変と揺らぎの消滅の両情報を用いて、断線発生を自動的に判定する機構を付加できる。
【００７３】
核計装システムの信号ケーブルが断線から再接触すると検出信号に突変が発生し、さらに再断線すると、電離箱の出力信号が断線箇所で伝送中断されるので、電離箱からの出力信号が喪失したと同等な状態となり、ゆらぎ成分も消滅するので、中性子検出信号の突変と揺らぎの消滅の両情報を用いることで断線しかかっていることが明瞭と成る。
【００７４】
このようなことを利用して、信号ケーブルでの伝送中の中性子検出出力信号の突変の発生と揺らぎの消失がほぼ同一タイミングで生じた場合に断線発生と判断する。このような判断アルゴリズムを持つ自動判定処理部を警報・表示・記録処理部または突変・揺らぎ検出部に採用すれば自動判定が達成できる。
【００７５】
実施例２のように、実施例１の検出信号の揺らぎ検出部を信号レベル検出手段に置き換えると、実効値演算器も不要となり回路構成が簡単になる。このような簡単な回路構成による断線検出は、特に原子炉の高出力時の断線検出で有効なものとして採用できる。
【００７６】
この場合も、突変状態の有無と、検出信号の信号レベル消失の有無とから、その突変状態と信号レベル消失のアンド条件にて断線ありと自動的に判定する判断アルゴリズムを持つ自動判定処理部を警報・表示・記録処理部または突変・レベル検出部に採用すれば自動判定が達成できる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明は、沸騰水型原子炉の中性子計装システムの信号線に関する健全性を監視する技術に利用可能性がある。
【符号の説明】
【００７８】
２０Ａ，２０Ｂ  突変・揺らぎ検出部
２１Ａ，２１Ｂ  突変・レベル検出部
１０１  原子炉圧力容器
１０２  原子炉格納容器
１０３Ａ，１０３Ｂ  計装管
１０５Ａ，１０５Ｂ  高温用ケーブル
１０６Ａ，１０６Ｂ  コネクタ
１０７Ａ，１０７Ｂ，１１１Ａ，１１１Ｂ  同軸ケーブル
１０８Ａ，１０８Ｂ  ペネトレーション
１０９Ａ，１０９Ｂ  電線管
１１０Ａ，１１０Ｂ  前置増幅器
１１２Ａ，１１２Ｂ，１１６Ａ，１１６Ｂ  高電圧用ケーブル
１１３Ａ，１１３Ｂ，１１７Ａ，１１７Ｂ  中性子信号処理回路
１１４  警報・表示・記録部
１１５Ａ，１１５Ｂ  信号ケーブル
１４０Ａ，１４０Ｂ  電離箱
１４１  浮遊容量
１４２  漏洩抵抗
１４３  スイッチ
１５０Ａ，１５０Ｂ  ＬＰＲＭ用増幅器
２０１  閾値設定器
２０２，２０６  比較器
２０３  ピークホルダ
２０４  実効値演算器
２０５  関数発生器
２０７  ボトムホルダ
２０８  比較器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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