(57)【要約】【課題】  中性子ゆらぎ量が増大する場合に原子炉出力を低下させないで制御棒の引抜き操作ができ、炉心内の局所的な出力上昇に対して制御棒の引抜きを阻止できる。【解決手段】  増幅器に接続され有限長インパルス応答(ＦＩＲ)のディジタルフィルタ６と、平均出力モニタ１０及びＬＰＲＭ出力平均処理装置３からの信号を入力し、炉心平均中性子束が局所平均中性子束よりも低い場合は増幅器５のゲインを１に、炉心平均中性子束が局所平均中性子束以上となる場合は炉心平均中性子束と局所平均中性子束が等しくなるように増幅器５のゲインを調整するとともに、ディジタルフィルタ６の各遅延素子Ｚ-1に炉心平均中性子束を初期値として設定する調整手段４と、ディジタルフィルタ６からの出力が設定レベルを超えたときに、制御棒引抜き阻止信号を出力する比較手段７とを備えた。【選択図】図１
2006010705.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉心内に配置された各中性子検出器ストリングから出力された中性子束信号を入力する複数の局所出力モニタと、該局所出力モニタと接続され局所出力モニタの出力である中性子束信号を用いて炉心平均中性子束を算出する平均出力モニタと、引抜き操作を行う制御棒周辺の中性子束を測定する複数の中性子検出器の中性子束信号を用いて局所平均中性子束を求めるＬＰＲＭ出力平均処理装置と、該ＬＰＲＭ出力平均処理装置に接続され前記局所平均中性子束を増幅する増幅器と、該増幅器に接続され入力信号をフィルタ演算周期だけ遅らして出力する複数の遅延素子Ｚ-1に現在の入力信号ｘ（ｔ）に重み係数ａ0 を掛けた値と過去の入力信号ｘ（ｔ−１），ｘ（ｔ−２），……，ｘ（ｔ−ｋ）に重み係数を掛けた値を加算器３０で加算して得られたｙ(ｔ)を出力信号として出力する有限長インパルス応答（ＦＩＲ）のディジタルフィルタと、前記平均出力モニタ及びＬＰＲＭ出力平均処理装置からの信号を入力し、前記炉心平均中性子束が局所平均中性子束よりも低い場合は前記増幅器のゲインを１に、前記炉心平均中性子束が局所平均中性子束以上となる場合は前記炉心平均中性子束と局所平均中性子束が等しくなるように前記増幅器のゲインを調整するとともに、前記ディジタルフィルタの各遅延素子Ｚ-1に炉心平均中性子束を初期値として設定する調整手段と、前記ディジタルフィルタからの出力が設定レベルを超えたときに、制御棒引抜き阻止信号を出力する比較手段とを備えた制御棒引抜き監視装置。
【請求項２】
炉心内に配置された各中性子検出器ストリングから出力された中性子束信号を入力する複数の局所出力モニタと、該局所出力モニタと接続され局所出力モニタの出力である中性子束信号を用いて炉心平均中性子束を算出する平均出力モニタと、引抜き操作を行う制御棒周辺の中性子束を測定する複数の中性子検出器の中性子束信号を用いて局所平均中性子束を求めるＬＰＲＭ出力平均処理装置と、該ＬＰＲＭ出力平均処理装置に接続され前記局所平均中性子束を増幅する増幅器と、該増幅器に接続され演算結果の一部が入力にフィードバックされ巡回するループが構成されている無限長インパルス応答（ＩＩＲ）のディジタルフィルタと、前記平均出力モニタ及びＬＰＲＭ出力平均処理装置からの信号を入力し、前記炉心平均中性子束が局所平均中性子束よりも低い場合は前記増幅器のゲインを１に、前記炉心平均中性子束が局所平均中性子束以上となる場合は前記炉心平均中性子束と局所平均中性子束が等しくなるように前記増幅器のゲインを調整するとともに、前記ディジタルフィルタの遅延素子Ｚ-1に０を初期値として設定する調整手段と、前記ディジタルフィルタからの出力が設定レベルを超えたときに、制御棒引抜き阻止信号を出力する比較手段とを備えた制御棒引抜き監視装置。
【請求項３】
炉心内に配置された各中性子検出器ストリングから出力された中性子束信号を入力する複数の局所出力モニタと、該局所出力モニタと接続され局所出力モニタの出力である中性子束信号を用いて炉心平均中性子束を算出する平均出力モニタと、前記局所出力モニタの各々に入力信号をフィルタ演算周期だけ遅らして出力する複数の遅延素子Ｚ-1に現在の入力信号ｘ（ｔ）に重み係数ａ0 を掛けた値と過去の入力信号ｘ（ｔ−１），ｘ（ｔ−２），……，ｘ（ｔ−ｋ）に重み係数を掛けた値を加算器３０で加算して得れられたｙ(ｔ)を出力信号として出力する有限長インパルス応答(ＦＩＲ)のディジタルフィルタを介して接続され、引抜き操作を行う制御棒周辺の中性子束を測定する複数の中性子検出器の中性子束信号を用いて局所平均中性子束を求めるＬＰＲＭ出力平均処理装置と、該ＬＰＲＭ出力平均処理装置に接続され前記局所平均中性子束を増幅する増幅器と、前記平均出力モニタ及びＬＰＲＭ出力平均処理装置からの信号を入力し、前記炉心平均中性子束が局所平均中性子束よりも低い場合は前記増幅器のゲインを１に、前記炉心平均中性子束が局所平均中性子束以上となる場合は前記炉心平均中性子束と局所平均中性子束が等しくなるように前記増幅器のゲインを調整する調整手段と、前記増幅器からの出力が設定レベルを超えたときに、制御棒引抜き阻止信号を出力する比較手段とを備えた制御棒引抜き監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御棒引抜き監視装置及び制御棒制御装置に係り、特に沸騰水型原子炉
（ＢＷＲと称す）に適用するのに好適で、原子炉の出力運転中に制御棒の引抜きが可能か否かを中性子束に基づいて判定する制御棒引抜き監視装置及び制御棒制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＢＷＲは、炉心内に多数の燃料集合体を装荷している。これらの燃料集合体は、核燃料を充填した複数の燃料棒を有する。従来のＢＷＲにおいて、原子炉の出力運転中に引抜き対象として選択された制御棒周辺に位置する中性子検出器の局所出力の平均値を求め、炉心流量により決定された原子炉出力の設定値と上記局所出力の平均値とを比較し、局所出力の平均値が原子炉出力の設定値を超えた場合に制御棒引抜き阻止信号を制御棒制御手段に出力する制御棒引抜き監視装置が、適用されている。例えば制御棒が誤って引抜かれると、炉心内の局所的な出力上昇によって燃料棒が損傷する恐れがあるが、制御棒引抜き監視装置は、制御棒引抜き阻止信号を出力することにより、燃料棒の損傷を防止する。
【０００３】
ところで、ＢＷＲの運転においては、核燃料物質の燃焼に伴い、炉心の反応度が低下するので、炉心に供給する冷却材流量（炉心流量）を増やして反応度の低下を補償し、原子炉出力を一定に保持する。炉心流量が最大値に達すると、反応度の低下の補償ができなくなり原子炉出力を定格出力（１００％出力）に維持できなくなる。そこで、制御棒の引抜き操作によって原子炉出力を上昇させる必要がある。原子炉では、燃料棒の健全性を維持するため、原子炉出力が定格出力を超過することを防止するため、定格出力近辺では制御棒の引抜き操作を行わない。
【０００４】
制御棒の引抜き操作を実行する場合には、炉心流量の減少により原子炉出力を十分に低下させて制御棒の引抜き操作を実行し、その後、炉心流量を増加させて原子炉出力を定格出力まで上げている。しかし、原子炉出力を一旦下げるために、ＢＷＲプラントの設備利用率が低下し、望ましくない。また、炉心流量の減少，増加棒操作に対する運転員の負担増大、及び原子炉出力低下による電力系統への外乱増加、の原因になるなど、いずれの面から見ても好ましいものではない。
【０００５】
従って、原子炉出力を低減させて制御棒の引抜きを行う回数は、可能な限り少ない方がよい。
【０００６】
近年、ウラン資源の有効利用とエネルギーセキュリティ確保の観点から、段階的に軽水炉でのプルトニウム利用（プルサーマル）計画が進められている。今後、稼働中の沸騰水型原子力発電所で、炉心に装荷されている燃料集合体の１／３程度を、製造時にウランとプルトニウムの混合酸化物（ＭＯＸ）を含んでいる燃料集合体(ＭＯＸ燃料集合体という)とすることが計画されている。残りの２／３は、製造時点でウランとプルトニウムの混合酸化物を含まずウラン酸化物を含む燃料集合体（ウラン燃料集合体という）である。更には、炉心内の全ての燃料集合体をＭＯＸ燃料集合体とすることも計画されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＭＯＸ燃料集合体がウラン燃料集合体と異なる点は、燃料集合体の製造時点でプルトニウムを含んでいることである。プルトニウムは、ウランに比べて遅発中性子割合が小さく、また、中性子吸収断面積が大きい。つまり、冷却材のボイド量変化時の出力変化量が大きくなる。これは、ボイド係数が大きいことを意味しており、高原子炉出力時の中性子のゆらぎ量が大きくなる。このゆらぎ量は、シミュレーションによる評価によって、定格出力時に、±５％以上になることが新たに分かった。
【０００８】
ＭＯＸ燃料集合体が装荷された炉心（ＭＯＸ燃料炉心）でも、前述したように原子炉出力を低下させずに、制御棒の引抜き操作を行うことが望ましい。この炉心は、前述したように高原子炉出力時において中性子ゆらぎ量が定格出力の±５％以上変化する。制御棒引抜き監視装置は、中性検出器の出力が１０５％を超えた場合に、制御棒引抜き操作を禁止するロジックとなっている。このため、原子炉出力を低下させずに制御棒の引抜き操作を行おうとしても、中性子ゆらぎにより制御棒の引抜きが禁止される。つまり、ＭＯＸ燃料炉心では、中性子ゆらぎにより制御棒引抜きが禁止され、原子炉出力を低下させずに制御棒の引抜き操作を行うことは不可能になってしまうという問題が発生する。
【０００９】
ウラン燃料集合体を炉心に装荷した従来のＢＷＲでは、運転サイクル数が多くなるにつれて生成されたプルトニウムが燃料集合体内に蓄積されて、ボイド係数が増大する。また、１つの運転サイクル前半では炉心流量を低くしてボイド量を増やし、これによりプルトニウムを積極的に燃料集合体内に蓄積させ、その運転サイクル後半では炉心流量の増加によりボイド量を減らして蓄積されたプルトニウムを燃焼させて、核燃料の利用率を高めるスペクトルシフト運転が行われている。運転サイクル前半及び後半では、制御棒操作と炉心流量制御との併用で原子炉出力は定格出力に保持される。スペクトルシフト運転を行った場合、中性子ゆらぎ量は、運転サイクル前半（上記の炉心流量低流量時）の方が運転サイクル後半より多いものの、現状では高原子炉出力時において中性子ゆらぎにより制御棒引抜きが禁止されることはない。しかしながら、濃縮度の高い燃料集合体が装荷されたり、運転サイクルが進んだり、運転サイクル期間自体が長くなることによってボイド係数が高くなり中性子ゆらぎ量が増大すると、中性検出器の出力が制御棒引抜き監視装置の規準値１０５％を超える可能性がある。この結果、高原子炉出力時での制御棒引抜きが制御棒引抜き監視装置によって禁止されるという問題が発生する。
【００１０】
本発明の目的は、中性子ゆらぎ量が増大する場合に原子炉出力を低下させないで制御棒の引抜き操作ができ、炉心内の局所的な出力上昇に対しては制御棒の引抜きを阻止できる制御棒引抜き監視装置及び制御棒制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明の制御棒引抜き監視装置は、炉心内に配置された各中性子検出器ストリングから出力された中性子束信号を入力する複数の局所出力モニタと、該局所出力モニタと接続され局所出力モニタの出力である中性子束信号を用いて炉心平均中性子束を算出する平均出力モニタと、引抜き操作を行う制御棒周辺の中性子束を測定する複数の中性子検出器の中性子束信号を用いて局所平均中性子束を求めるＬＰＲＭ出力平均処理装置と、該ＬＰＲＭ出力平均処理装置に接続され前記局所平均中性子束を増幅する増幅器と、該増幅器に接続され入力信号をフィルタ演算周期だけ遅らして出力する複数の遅延素子Ｚ-1に現在の入力信号ｘ(ｔ)に重み係数ａ0 を掛けた値と過去の入力信号ｘ（ｔ−１），ｘ（ｔ−２），……，ｘ（ｔ−ｋ）に重み係数を掛けた値を加算器３０で加算して得られたｙ(ｔ)を出力信号として出力する有限長インパルス応答（ＦＩＲ）のディジタルフィルタと、前記平均出力モニタ及びＬＰＲＭ出力平均処理装置からの信号を入力し、前記炉心平均中性子束が局所平均中性子束よりも低い場合は前記増幅器のゲインを１に、前記炉心平均中性子束が局所平均中性子束以上となる場合は前記炉心平均中性子束と局所平均中性子束が等しくなるように前記増幅器のゲインを調整するとともに、前記ディジタルフィルタの各遅延素子Ｚ-1に炉心平均中性子束を初期値として設定する調整手段と、前記ディジタルフィルタからの出力が設定レベルを超えたときに、制御棒引抜き阻止信号を出力する比較手段とを備えたものである。
【００１２】
又、増幅器に接続され演算結果の一部が入力にフィードバックされ巡回するループが構成されている無限長インパルス応答（ＩＩＲ）のディジタルフィルタと、前記平均出力モニタ及びＬＰＲＭ出力平均処理装置からの信号を入力し、前記炉心平均中性子束が局所平均中性子束よりも低い場合は前記増幅器のゲインを１に、前記炉心平均中性子束が局所平均中性子束以上となる場合は前記炉心平均中性子束と局所平均中性子束が等しくなるように前記増幅器のゲインを調整するとともに、前記ディジタルフィルタの遅延素子Ｚ-1に０を初期値として設定する調整手段と、前記ディジタルフィルタからの出力が設定レベルを超えたときに、制御棒引抜き阻止信号を出力する比較手段とを備えたものである。
【００１３】
又、炉心内に配置された各中性子検出器ストリングから出力された中性子束信号を入力する複数の局所出力モニタと、該局所出力モニタと接続され局所出力モニタの出力である中性子束信号を用いて炉心平均中性子束を算出する平均出力モニタと、前記局所出力モニタの各々に入力信号をフィルタ演算周期だけ遅らして出力する複数の遅延素子Ｚ-1に現在の入力信号ｘ（ｔ）に重み係数ａ0 を掛けた値と過去の入力信号ｘ（ｔ−１），ｘ（ｔ−２），……，ｘ（ｔ−ｋ）に重み係数を掛けた値を加算器３０で加算して得れられた
ｙ（ｔ）を出力信号として出力する有限長インパルス応答(ＦＩＲ)のディジタルフィルタを介して接続され、引抜き操作を行う制御棒周辺の中性子束を測定する複数の中性子検出器の中性子束信号を用いて局所平均中性子束を求めるＬＰＲＭ出力平均処理装置と、該
ＬＰＲＭ出力平均処理装置に接続され前記局所平均中性子束を増幅する増幅器と、前記平均出力モニタ及びＬＰＲＭ出力平均処理装置からの信号を入力し、前記炉心平均中性子束が局所平均中性子束よりも低い場合は前記増幅器のゲインを１に、前記炉心平均中性子束が局所平均中性子束以上となる場合は前記炉心平均中性子束と局所平均中性子束が等しくなるように前記増幅器のゲインを調整する調整手段と、前記増幅器からの出力が設定レベルを超えたときに、制御棒引抜き阻止信号を出力する比較手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、有限長インパルス応答(ＦＩＲ)のディジタルフィルタの重み係数ａ0〜ａkの値によって、又、無限長インパルス応答（ＩＩＲ）のディジタルフィルタの重み係数α1 ，β1 の値を調整してローパスフィルタの特性をゆらぎ周波数以上の周波数成分を抑制することができる。又、今回引抜く制御棒に対する選択制御棒情報を入力した時に遅延素子Ｚ-1の初期値を炉心平均中性子束の値に設定でき、ディジタルフィルタは入力信号に対して引抜き制御棒を選択した時点から入力信号に追従した低周波信号を出力するようにできる。
【００１５】
又、局所出力モニタＬＰＲＭ−１〜ＬＰＲＭ−Ｎと平均出力モニタＡＰＲＭとの間にローパスフィルタ６1〜６Nを配置していなく、炉心平均中性子束が設定値に達してスクラムを起こすまでの応答時間は９０ms以下となり、安全性が極めて高いという効果がある。
【００１６】
このため、中性子ゆらぎ量が増大する場合に原子炉出力を低下させないで制御棒の引抜き操作ができ、炉心内の局所的な出力上昇に対しては制御棒の引抜きを阻止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の好適な一実施例である制御棒引抜き監視装置を、図１に基づいて以下に説明する。
【００１８】
本実施例を適用したＢＷＲプラントの概要をまず説明する。ＢＷＲプラントは、原子炉圧力容器１３，原子炉圧力容器１３内の炉心に装荷された複数の燃料集合体（図示せず），燃料集合体間に挿入されて原子炉出力を制御する複数の制御棒１５を備える。制御棒駆動機構１６は、これらの制御棒１５にそれぞれ設けられる。制御棒駆動機構１６は、モータ１８、及びこの回転を停止させるための電磁ブレーキ１９等を有し、モータ１８の回転量を直線運動に変換して制御棒１５を上下方向に駆動させるものである。制御棒１５の炉心高さ方向における位置は、位置検出器１７で検出される。炉心は、ウラン燃料集合体及びＭＯＸ燃料集合体が混在するＭＯＸ燃料炉心である。
【００１９】
モータ１８の駆動によって制御棒１５を炉心から引抜くことによって、原子炉出力が上昇する。再循環ポンプ（図示せず）の駆動によって炉心内に供給される冷却水１４は、燃料集合体内を上昇する間に核燃料物質の分裂によって発生する熱で加熱されて蒸気となる。蒸気は、主蒸気管３１を通ってタービン(図示せず)に送られる。再循環ポンプによる炉心流量の制御によっても、原子炉出力を制御できる。炉心流量が増加すると、原子炉出力が上昇する。
【００２０】
複数の中性子検出器ストリング１２が、制御棒１５が挿入されない燃料集合体相互間の水ギャップに配置されている。１つの制御棒１５を取り囲む４体の燃料集合体によって１つのセルが構成され、１つの中性子検出器ストリング１２はセルの１つのコーナに配置される。中性子検出器ストリング１２内には、図２に示すように、異なる高さでの中性子束を測定する４つの中性子検出器Ａ，Ｂ，Ｃ及びＤが配置されている。これらの中性子検出器ストリング１２を４つ象限に分けられた炉心水平断面の１つの象限にまとめると、各セルのコーナに１本ずつ中性子検出器ストリング１２が配置されることになる。図２において、セルの他の３つのコーナの位置での中性子束は、中性子検出器ストリング１２が位置する象限とは異なる象限に配置された中性子検出器ストリング１２Ａ，１２Ｂ及び１２Ｃ内の各中性子検出器Ａ〜Ｄによって検出される。
【００２１】
本実施例の制御棒引抜き監視装置は、制御棒引抜き監視装置１，Ｎ個の局所出力モニタ（ＬＰＲＭ−１〜ＬＰＲＭ−Ｎ）及び平均出力モニタ（ＡＰＲＭ）１０を備える。制御棒駆動機構制御装置は、制御棒操作監視装置２１及び制御棒制御器２２を備える。
【００２２】
炉心流量が最大値に達して炉心流量の増加により原子炉出力を定格出力に保持できない状態になったとき、操作盤（図示せず）からのオペレータによる操作指令２０の入力により、選択された制御棒１５の引抜き操作が実行される。制御棒操作監視装置２１は、入力した操作指令２０に基づいて、引抜く１本の制御棒（ギャングモードで操作される場合には複数の制御棒）を目標位置まで引抜くための指令を制御棒制御器２２に出力する。また、制御棒操作監視装置２１は、操作指令２０に基づいて選択された上記１本の制御棒（または複数の制御棒）の位置（炉心水平断面における位置）を示す情報（選択制御棒情報
２５）を後述のＬＰＲＭ出力平均処理装置３に出力する。
【００２３】
制御棒制御器２２は、該当する制御棒１４の位置検出器１７からの制御棒位置を取込み、制御棒駆動装置２３に制御指令を出力して該当制御棒を目標位置まで引抜く制御を実行する。制御棒駆動装置２３は、制御指令を入力するとモータ１８を制御棒駆動方向に対応した方向に回転させるために、モータ１８に電源２４の電圧を印加させる。このとき、電磁ブレーキ１９は解除され、モータ１８が回転する。制御棒１５が目標位置まで引抜かれると、制御棒制御器２２は制御指令を出力しなくなり、制御棒駆動装置２３はモータ１８と電磁ブレーキ１９への電力供給を遮断する。モータ１８は停止し電磁ブレーキ１９のブレーキ力により制御棒１５が目標位置に保持される。原子炉出力は、上昇し定格出力に維持される。
【００２４】
次に、制御棒引抜き監視装置１について説明する。各中性子検出器ストリング１２内の中性子検出器Ａ〜Ｄの出力信号は、局所出力モニタ（ＬＰＲＭ）であるＬＰＲＭ−１，
ＬＰＲＭ−２，……，ＬＰＲＭ−Ｎのうち該当するモニタに入力される。１つのＬＰＲＭは、１個の中性子検出器に接続される。ＬＰＲＭ−１，ＬＰＲＭ−２，……，ＬＰＲＭ−Ｎは、該当する中性子検出器の測定した中性子束信号を入力し、中性子検出器の感度劣化（検出器に塗布してあるウランの消耗に起因）を補うためのゲイン補正処理，１０Ｈｚ程度以上の高周波電気ノイズによる影響を抑制するためのフィルタ処理，原子炉出力に対応させるためのゲイン処理等を行い、原子炉出力に対応した中性子束信号をそれぞれ出力する。
【００２５】
ＡＰＲＭ１０は、ＬＰＲＭ−１，ＬＰＲＭ−２，……，ＬＰＲＭ−Ｎの出力である中性子束信号を用いて、炉心平均中性子束（原子炉出力の平均値）を算出して出力する。制御棒引抜き監視装置１は、制御棒引抜き監視装置２Ａ及び２Ｂ，制御棒引抜き監視装置２Ａ及び２Ｂの出力信号を入力するＯＲゲート手段９を備える。
【００２６】
制御棒引抜き監視装置２Ａは、ＬＰＲＭ出力平均処理装置３，調整手段４，増幅器５，ローパスフィルタ６，比較器７及び判定基準設定器８を有する。ローパスフィルタ６は、ディジタルフィルタである図３に示す有限長インパルス応答(ＦＩＲ)と呼ばれるフィルタである。遅延素子Ｚ-1は入力信号をフィルタ演算周期だけ遅らして出力する。ａ0〜ａkは重み係数であり、３０は加算器である。図３のＦＩＲフィルタは非再帰型フィルタとも呼ばれ、現在の入力信号ｘ（ｔ）に重み係数ａ0 を掛けた値と過去の入力信号ｘ（ｔ−１），ｘ（ｔ−２），……，ｘ（ｔ−ｋ）に重み係数を掛けた値を加算器３０で加算して得れられたｙ（ｔ）を出力信号として出力する。重み係数ａ0〜ａkの値によってローパスフィルタ６の特性が決まる。
【００２７】
ローパスフィルタ６としては、ディジタルフィルタである図４に示す無限長インパルス応答（ＩＩＲ）と呼ばれるフィルタを用いてもよい。図４のＩＩＲフィルタは再帰型フィルタとも呼ばれ、演算結果の一部が入力にフィードバックされ巡回するループが構成されている。重み係数α1 ，β1 の値によってローパスフィルタ６の特性が決まる。
【００２８】
制御棒引抜き監視装置２Ｂは、制御棒引抜き監視装置２Ａと同じ構成を有する。制御棒引抜き監視装置２Ａは中性子検出器Ａ及びＣの中性子束信号に対する制御棒引抜き監視を行う。制御棒引抜き監視装置２Ｂは中性子検出器Ｂ及びＤの中性子束信号に対する制御棒引抜き監視を行う。制御棒引抜き監視装置２Ａと制御棒引抜き監視装置２Ｂは同じ動作をするので、制御棒引抜き監視装置２Ａの動作を以下に詳しく説明する。
【００２９】
中性子検出器Ａ及びＣの中性子束信号を入力する各ＬＰＲＭの出力信号が、ＬＰＲＭ出力平均処理装置３に入力される。ＬＰＲＭ出力平均処理装置３は、選択制御棒情報２５も入力する。ＬＰＲＭ出力平均処理装置３は、選択制御棒情報２５で指定された位置の制御棒１５の周辺の４体の中性子検出器ストリング内の中性子検出器Ａ及びＣ（例えば、図２の中性子検出器ストリング１２，１２Ａ，１２Ｂ及び１２Ｃ内の中性子検出器Ａ及びＣ）を選択し、これらの中性子検出器の出力である中性子束信号を用いて、これらの信号の加算平均である局所平均中性子束を算出する。局所平均中性子束は、増幅器５に入力される。なお、炉内最外周では制御棒引抜きによる出力上昇が小さいため、この部分の制御棒引抜きでは、３体あるいは２体の中性子検出器ストリング内の中性子検出器Ａ及びＣの出力信号を用いる。
【００３０】
調整手段４は、ゲイン調整手段及びフィルタ初期値設定手段の各機能を有する。調整手段４におけるゲイン調整手段の機能について述べる。調整手段４におけるゲイン調整手段は、APRM10から出力された炉心平均中性子束がＬＰＲＭ出力平均処理装置３から出力された局所平均中性子束よりも低い場合には、増幅器５のゲインを１に調整する。つまり、この場合には局所平均中性子束がそのまま増幅器５から出力されてローパスフィルタ６に入力される。
【００３１】
炉心平均中性子束が局所平均中性子束以上になる場合には、調整手段４におけるゲイン調整手段は、炉心平均中性子束と局所平均中性子束とが等しくなるゲインを算出し、この算出したゲインになるように増幅器５のゲインを調整する。増幅器５は調整されたゲインを用いて局所平均中性子束を増幅してローパスフィルタ６に出力する。なお、増幅器５のゲインは、次に引抜く制御棒が選択されるまでは固定されており、変更されない。
【００３２】
本実施例におけるゲイン調整手段は、上記のゲイン調整を行うので、中性子束レベルの低い位置における制御棒１５が選択されたとき、この選択された制御棒１５の価値が高い場合に、この制御棒１５の引抜き可能量を減少させ、価値の高い制御棒１５の引抜きによる燃料棒損傷の可能性を防止できる。このため、燃料棒の安全性が高まる。ゲイン調整手段は、ローパスフィルタ６の初期値設定のためにも必要である。
【００３３】
ローパスフィルタ６は、炉心の局所的な出力増加を示すＬＰＲＭ−１等の出力である中性子束信号は通過させ、中性子検出器の出力に含まれる中性子束のゆらぎを抑制させるためのものである。ローパスフィルタ６は、増幅器５の出力信号に含まれる、ゆらぎ周波数(例えば０.２Ｈｚ）以上の周波数成分を抑制し、ゆらぎ周波数よりも小さい周波数成分を含む低周波信号を出力する。
【００３４】
比較器７は、ローパスフィルタ６からの低周波信号のレベルと判定基準設定器８に設定されている判定基準値とを比較する。判定基準設定器８に設定された判定基準値は、図５に示すように、炉心流量に連動した３つの判定基準値を有する。３つの判定基準値は、上限レベル警報の閾値となる正位置，中間レベル警報の閾値となる中間位置、及び低レベル警報の閾値となる低位置である。比較器７は、その低周波信号のレベルと上記３つの判定基準値とを比較し、低周波信号のレベルが各判定基準値を超えた時に警報を出力する。低周波信号のレベルが正位置の判定基準値を超えたときに、比較器７は制御棒引抜き阻止信号９ａを出力する。定格出力では炉心流量が９０％以上であるので、低周波信号のレベルが１０５％を超えたときに制御棒引抜き阻止信号９ａが出力される。
【００３５】
制御棒引抜き監視装置２Ａからの制御棒引抜き阻止信号９ａ、及び制御棒引抜き監視装置２Ｂからの制御棒引抜き阻止信号９ｂの少なくとも１つがＯＲゲート手段９に入力されたとき、ＯＲゲート手段９から出力された制御棒引抜き阻止信号９ｃが制御棒操作監視装置２１に入力される。制御棒制御器２２は、制御棒操作監視装置２１からの制御棒引抜き阻止信号９ｃに基づいて、引抜いている制御棒の更なる引抜きを阻止すべく、制御棒駆動装置２３に引抜き中止の制御指令を出力する。制御棒駆動装置２３は、この制御指令に基づいて該当する制御棒を操作する制御棒駆動機構１６のモータ１８への電力の供給を停止する。このようにして、制御棒引抜き阻止信号９ｃが出力されたとき、該当する制御棒の引抜きが停止される。
【００３６】
なお、制御棒引抜き監視装置２ＢのＬＰＲＭ出力平均処理装置３は、選択制御棒情報
２５で指定された位置の制御棒１５の周辺の４体の中性子検出器ストリング内の中性子検出器Ｂ及びＤ（例えば、図２の中性子検出器ストリング１２，１２Ａ，１２Ｂ及び１２Ｃ内の中性子検出器Ｂ及びＤ）の出力である中性子束信号を用いて、これらの信号の加算平均である局所平均中性子束を算出する。なお、炉内最外周では制御棒引抜きによる出力上昇が小さいため、この部分の制御棒引抜きでは、３体あるいは２体の中性子検出器ストリング内の中性子検出器Ｂ及びＤの出力信号を用いる。
【００３７】
ローパスフィルタ６は、遅延素子Ｚ-1を備えているので、現時点及び過去の局所平均中性子束（増幅器５の出力信号）を扱うことになる。ローパスフィルタ６に増幅器５の出力信号が印加された時には、遅延素子Ｚ-1の出力は一般的にゼロである。このため、ローパスフィルタ６の出力である低周波信号のレベルはゼロから徐々に上昇して増幅器５の出力である局所平均中性子束に追従する。低周波信号のレベルが、増幅器５の出力である局所平均中性子束に追従するまでは、正位置の判定基準値よりも低いので、実際に制御棒引抜き阻止信号９ａの出力が必要な状況下においても、比較器７が制御棒引抜き阻止信号９ａを出力しないという問題を生じる。これは、遅延素子Ｚ-1の初期値がゼロになっていることに起因する。そこで、選択制御棒情報２５を入力した時、調整手段４がAPRM10から出力される炉心平均中性子束の値を遅延素子Ｚ-1の初期値を設定する。各遅延素子Ｚ-1の初期値は、例えばAPRM10から出力される炉心平均中性子束の値（または増幅器５の出力である局所平均中性子束の値）にすればよい。
【００３８】
図４のＩＩＲフィルタでは、遅延素子Ｚ-1の初期値がゼロの場合には入力信号がそのまま出力信号として出力されるため、遅延素子Ｚ-1の初期値はゼロのままでよい。また、ローパスフィルタとして図３のＦＩＲフィルタの出力に図４のＩＩＲフィルタを接続したものを用いてもよいが、この場合にもＦＩＲフィルタの各遅延素子Ｚ-1の初期値は、例えば炉心平均中性子束の値または増幅器５の出力である局所平均中性子束の値に設定すればよい。
【００３９】
ローパスフィルタ６は、各遅延素子Ｚ-1の初期値設定処理がなされない場合には、遅延素子Ｚ-1の初期値がゼロであるときに入力信号（図６の特性Ｉ）に対してレベルがゼロから徐々に上昇する低周波信号（図６の特性II）を出力したり、前回引抜かれた制御棒に隣接した燃料集合体に対する増幅器５の出力である局所平均中性子束の値が遅延素子Ｚ-1に残っているときにこの値を初期値として今回引抜く制御棒に隣接した燃料集合体に対するものとは異なった初期値から低周波信号を出力することになる。これに対して、調整手段４におけるフィルタ初期値設定手段が、今回引抜く制御棒に対する選択制御棒情報２５を入力した時に各遅延素子Ｚ-1の初期値を炉心平均中性子束の値に設定する初期値設定処理を実行する場合には、ローパスフィルタ６は入力信号（図６の特性Ｉ）に対して引抜き制御棒を選択した時点から入力信号に追従した低周波信号（図６の特性III）を出力する。
【００４０】
本実施例において、調整手段４におけるフィルタ初期値設定手段は、以下の機能を更に有している。フィルタ初期値設定手段は、選択制御棒情報２５を入力した時にＬＰＲＭ出力平均処理装置３の出力である局所平均中性子束がAPRM10の出力である炉心平均中性子束よりも高いと判定した場合に、各遅延素子Ｚ-1の初期値としてその局所平均中性子束の値を設定する。また、フィルタ初期値設定手段は、その局所平均中性子束がその炉心平均中性子束以下であると判定した場合に、各遅延素子Ｚ-1の初期値としてその炉心平均中性子束の値を設定する。
【００４１】
このような機能をフィルタ初期値設定手段が有していない場合には、以下のような問題が生じる。すなわち、ＬＰＲＭ出力平均処理装置３の出力がAPRM10の出力より高いと、増幅器５のゲイン変更がなされないため、ローパスフィルタ６に入力される信号、つまり
ＬＰＲＭ出力平均処理装置３の出力は、遅延素子Ｚ-1の初期値よりも高いレベルになっている。このような状態で制御棒の引抜きが行われて、ＬＰＲＭ出力平均処理装置３の出力レベルが上昇し、低周波信号のレベルが正位置の判定基準値（１０５％）以上となった場合、比較器７は、遅延素子Ｚ-1の初期値がＬＰＲＭ出力平均処理装置３の出力レベルより低かった分、より一層遅れて制御棒引抜き阻止信号９ａを出力することになる。この制御棒引抜き阻止信号９ａの出力遅れの防止は、上記した、ＬＰＲＭ出力平均処理装置３の出力である局所平均中性子束と炉心平均中性子束との大小関係に基づいた遅延素子Ｚ-1の初期値設定機能を、フィルタ初期値設定手段に持たせるとよい。
【００４２】
本実施例は、フィルタ初期値設定手段によってＬＰＲＭ出力平均処理装置３の出力と
APRM10の出力の大小関係に応じて遅延素子Ｚ-1の初期値を設定するので、ローパスフィルタ６が、常に、制御棒引抜き時においてローパスフィルタ６に最初に入力される増幅器５の出力信号のレベルと同一の値を初期値として入力信号のフィルタ演算を実施することが可能になる。このため、ローパスフィルタ６の出力が不必要に遅れることを防止でき、比較器７からの制御棒引抜き阻止信号９ａの出力遅れを防止できる。制御棒引抜き監視装置１からの制御棒引抜き阻止信号９ｃの出力の遅れがなくなり、該当する引抜き制御棒の引抜き阻止を短時間に行うことができる。
【００４３】
本実施例は、ゲイン調整手段の出力に基づいて増幅器５のゲインを調整し、この増幅器５の出力をローパスフィルタ６に入力してゆらぎ周波数以上の周波数成分を抑制するので、ＭＯＸ燃料炉心において、高原子炉出力、例えば定格出力時の中性子ゆらぎ量の増大に起因して増幅器５の出力である局所平均中性子束が正位置の判定基準値を超えるような値になっても、中性子ゆらぎ量の増大に起因した制御棒の引抜き阻止を回避できる。このため、中性子ゆらぎ量が増大した場合に、炉心流量減少による原子炉出力低下操作を行うことなく、すなわち定格出力の状態で制御棒１５を引抜いて核燃料の燃焼に伴う原子炉出力の低下を補償できる。また、本実施例は、炉心内の局所的な出力上昇によって局所平均中性子束が増加してローパスフィルタ６の低周波信号のレベルが正位置の判定基準値を超えた場合には、該当する制御棒引抜きを阻止することができる。
【００４４】
定格出力を維持するための制御棒の引抜きを原子炉出力を低下しないで行うことができるので、ＢＷＲプラントの設備利用率を向上できると共に、運転員の負担を軽減できる。本実施例は、更に、電力系統への外乱を増加させることを抑制できるという効果も生じる。
【００４５】
本実施例は、ＭＯＸ燃料炉心を有するＢＷＲプラントだけでなく、スペクトルシフト運転が実施される、ウラン燃料集合体が装荷されてＭＯＸ燃料集合体が装荷されていない炉心を備えたＢＷＲプラント、及び濃縮度の高いウラン燃料集合体が装荷されて定格出力時の中性子ゆらぎ量が増大する炉心を備えたＢＷＲプラントにも適用でき、これらの場合にも前述の効果を生じる。
【００４６】
本発明の他の実施例である制御棒引抜き監視装置を、図７に基づいて以下に説明する。本実施例は、図１の実施例とローパスフィルタの設置場所が異なっており、また調整手段４がゲイン調整手段の機能を有しフィルタ初期値設定手段の機能を有していない。本実施例の他の構成は、図１の実施例の構成と同じである。
【００４７】
ローパスフィルタ６1 はＬＰＲＭ−１に、ローパスフィルタ６2 はＬＰＲＭ−２に、……，ローパスフィルタ６N はＬＰＲＭ−Ｎにそれぞれ接続されている。ローパスフィルタ
６1，６2，……，６N の構成は、図１のローパスフィルタ６の構成と同じである。このため、本実施例では、引抜き制御棒の選択の実施の有無とは無関係に、常にＬＰＲＭ−１〜ＬＰＲＭ−Ｎの各出力信号に対して、個別に、図１のローパスフィルタ６と同様なフィルタリング処理が実施される。従って、図１の実施例におけるフィルタ初期値設定手段が不要になる。本実施例は、各ローパスフィルタに対する前述の初期値設定処理を不要にし、図１の実施例と同様に、中性子ゆらぎ量が増大した場合に、炉心流量減少による原子炉出力低下操作を行うことなく、制御棒１５の引抜きによる核燃料の燃焼に伴う原子炉出力の低下を補償できる。また、本実施例は、炉心内の局所的な出力上昇によって局所平均中性子束が増加した場合には、該当する制御棒引抜きを阻止することができる。
【００４８】
図７の実施例では、調整手段４は、APRM10の出力である炉心平均中性子束がＬＰＲＭ出力平均処理装置３の出力である局所平均中性子束以上になる場合に炉心平均中性子束と局所平均中性子束とが等しくなる、増幅器５のゲインを算出する。しかし、図７の実施例では、ＬＰＲＭ出力平均処理装置３の入力段にローパスフィルタ６1〜６Nを設けているため、ＬＰＲＭ出力平均処理装置３の出力はAPRM10の出力より時間遅れのある信号となり、上記ゲインの算出が複雑になる。
【００４９】
このため、ゲインの算出に多くの時間を要し、制御棒引抜き阻止信号９ｃの出力が遅くなり安全許容マージンを低下させる可能性が生じる。この問題は、図８に示す実施例によって解消できる。
【００５０】
図８は、本発明の他の実施例である制御棒引抜き監視装置を示している。本実施例は、制御棒引抜き監視装置２ＡにＬＰＲＭ出力平均処理装置３′を新たに設け、調整手段４にはＬＰＲＭ出力平均処理装置３の出力の替りにＬＰＲＭ出力平均処理装置３′の出力を入力するようにしたことである。本実施例も、制御棒引抜き監視装置２Ｂは、制御棒引抜き監視装置２Ａと同じ構成を有する。ＬＰＲＭ出力平均処理装置３′は、ＬＰＲＭ−１〜ＬＰＲＭ−Ｎの出力をそのまま入力し、ＬＰＲＭ出力平均処理装置３と同様に選択制御棒情報２５で指定された位置の制御棒１５の周辺の４体の中性子検出器ストリング内の中性子検出器Ａ及びＣを選択し、これらの中性子検出器の出力を用いて局所平均中性子束を算出する。調整手段４は、APRM10の出力である炉心平均中性子束がＬＰＲＭ出力平均処理装置３′の出力である局所平均中性子束よりも低い場合に、炉心平均中性子束と局所平均中性子束とが等しくなるゲインを算出し、この算出したゲインになるように増幅器５のゲインを調整する。調整手段４は、これ以外では増幅器５のゲインを１にする。ＬＰＲＭ出力平均処理装置３の出力信号は、上記のようにゲインが調整された増幅器５で増幅される。本実施例における他の動作は、図７の実施例と同じである。
【００５１】
本実施例は、ＬＰＲＭ出力平均処理装置３′を新たに設けることにより、図７の実施例に比べて、増幅器５のゲインの算出が容易でかつ高速に行え、制御棒引抜き阻止に対する応答時間をより短縮できる。本実施例は、図７の実施例で生じる効果も得ることができる。
【００５２】
なお、図７及び図８の実施例は、ＬＰＲＭ−１〜ＬＰＲＭ−Ｎの出力をAPRM10及びローパスフィルタ６1〜６Nに入力している。しかしながら、図７及び図８の実施例において、ＬＰＲＭ−１〜ＬＰＲＭ−Ｎの出力をローパスフィルタ６1 〜６N に入力し、ローパスフィルタ６1〜６Nの出力をAPRM10及びＬＰＲＭ出力平均処理装置３に入力した場合には、以下の問題を生じる。
【００５３】
APRM10は、図示していないが、炉心平均中性子束がスクラム設定値以上になったときに、スクラムのためのトリップ信号を原子炉保護系（図示せず）に出力する。原子炉保護系は、このトリップ信号に基づいて、高圧水を充填したアキュムレータにつながるラインに設けられた電磁弁を開く。アキュムレータ内の高圧水は、制御棒駆動機構１６内に供給されて制御棒１５を炉心内に急速挿入する。これによって、ＢＷＲがスクラムされる。
【００５４】
炉心平均中性子束が設定値に達してスクラムを起こすまでの応答時間は９０ms以下であることが、安全上要求されている。このため、ＬＰＲＭ−１〜ＬＰＲＭ−ＮとAPRM10との間に時定数の大きなローパスフィルタ６1〜６Nを設けると、上記スクラム応答時間９０ms以下を満足しなくなる。図７及び図８の実施例は、ＬＰＲＭ−１〜ＬＰＲＭ−ＮとAPRM10との間にローパスフィルタ６1〜６Nを配置していなく、炉心平均中性子束が設定値に達してスクラムを起こすまでの応答時間は９０ms以下となり、安全性が極めて高い。
【００５５】
本発明の他の実施例を、図９を用いて以下に説明する。本実施例は、図１の実施例において、制御棒引抜き監視装置１を制御棒引抜き監視装置１Ａに替えて、更に切替指令スイッチ３２を設けたものである。制御棒引抜き監視装置１Ａは、制御棒引抜き監視装置１と同様に制御棒引抜き監視装置２Ａ及び２Ｂを備える。制御棒引抜き監視装置１Ａの制御棒引抜き監視装置２Ａ及び２Ｂは、切替スイッチ３３を有する。切替スイッチ３３は、増幅器５及びローパスフィルタ６の出力端に接続され、比較器７の入力端に接続されている。
【００５６】
切替スイッチ３３は、切替指令スイッチ３２によって接続状態が制御される。切替スイッチ３３は、通常時に開状態になっている第１接点、及び通常時に閉状態になっている第２接点を有する。図９では、通常時において第２接点を介して、増幅器５の出力信号が比較器７に入力されている様子を示している。このため、ローパスフィルタ６の出力は比較器７に入力されることはない。切替指令スイッチ３２が閉状態になれば、逆に第１接点が閉じられて第２接点が開くので、ローパスフィルタ６の出力が比較器７に出力されるが、増幅器５の出力信号が比較器７に入力されることはない。つまり、切替指令スイッチ３２によって、増幅器５の出力あるいはローパスフィルタ６の出力のいずれかが選択されて比較器７に入力される。電源３４Ａ及び抵抗３５は、切替指令スイッチ３２が閉じられたときに、切替指令信号を切替スイッチ３３に出力するために設けている。
【００５７】
また、切替指令スイッチ３２の状態、つまり増幅器５の出力あるいはローパスフィルタ６の出力のいずれが比較器７に出力されているかを、表示器３４で監視できるようにしている。後述するが、これにより、プラント運転員がプラント状態に応じて、ローパスフィルタ６が働いて中性子揺らぎを抑制しているか否かを容易に認識することができる。この表示器３４は、複数の運転員が操作監視することが可能な中央制御盤に取り付けて、複数の運転員によってローパスフィルタ６が働いて中性子揺らぎを抑制しているか否かを容易かつ共通に認識させて、運転監視の信頼性をより一層向上させることができる。表示器
３４は電源３４Ｂから必要な電力の供給を受けている。
【００５８】
中性子揺らぎは、原子炉の定格出力（１００％出力）において、取替燃料の１／３程度までがＭＯＸ燃料の場合には±３％程度、炉心内のすべてがＭＯＸ燃料の場合には±５％以上になる。制御棒引抜き監視装置１Ａは、中性子出力が１０５％を超えると、制御棒引抜き操作を禁止するロジックとなっているため、取替燃料の１／３程度までがＭＯＸ燃料の炉心の場合には、中性子揺らぎによって制御棒引抜き阻止が働くことはないが、炉心内のすべてがＭＯＸ燃料の場合には中性子揺らぎによって制御棒引抜き阻止が働くことになる。ローパスフィルタ６は、炉心の局所的な出力増加を示すＬＰＲＭ出力信号は通過させ、中性子出力信号のゆらぎを抑制させるためのものであるが、時間遅れを伴う。時間遅れがあれば、その分制御棒引抜き阻止の判定が遅れる。
【００５９】
この遅れ時間を見込んで安全余裕度を確保する必要があるが、ローパスフィルタ６を使用すれば、その余裕が少し低下する。取替燃料の１／３程度までがMOX 燃料の炉心の場合には、中性子出力信号が１０５％を超えることはないため、この場合には切替スイッチ
３３を制御して、増幅器５の出力信号を比較器７に出力させて、判定基準値と比較するようにし、安全余裕度をより一層向上させることができる。
【００６０】
炉心内のすべてがＭＯＸ燃料の場合には、中性子揺らぎは±５％以上になる。この場合には、切替スイッチ３３を制御して、ローパスフィルタ６の出力信号を比較器７に出力させて、判定基準値と比較するようにし、中性子揺らぎにより制御棒引抜き阻止になることを防止し、プラント運転の設備利用率向上を図ることが可能である。このことは、スペクトルシフト運転によって中性子ゆらぎ量が増大してくる場合についても同様であり、中性子出力が制御棒引抜き監視装置の規準値１０５％以上になれば、切替スイッチ３３を制御して、ローパスフィルタ６の出力信号を比較器７に出力させて、判定基準値と比較するようにし、中性子揺らぎにより制御棒引抜き阻止になることを防止することができる。
【００６１】
APRM10の出力信号である中性子出力は、図示していないが運転操作監視盤に出力されているため、この指示値を基に切替指令スイッチ３２を操作して、切替スイッチ３３を容易に制御することが可能である。また、APRM10の出力信号である中性子出力は図示していないが炉心性能計算機に取り込まれているため、ここで、中性子出力が１０５％を超えるか否かを判定し、この判定結果を表示装置，プリンタ等に出力し、この結果に基づいて切替指令スイッチ３２を操作して、切替スイッチ３３を容易に制御することが可能である。
【００６２】
比較器７は、切替スイッチ３３の出力と判定基準設定器８からの判定基準値とを比較し、切替スイッチ３３の出力が判定基準値８より大きい場合には、制御棒引抜きを阻止するための制御棒引抜き阻止信号９ａを出力する。制御棒引抜き阻止信号９ａはＯＲゲート手段９を介し、制御棒操作監視装置２１に出力され、制御棒の引抜き操作が禁止される。
【００６３】
なお、本来はローパスフィルタ６を働かすべきところでないのに、切替指令スイッチ
３２を誤って触って切替えてしまい、ローパスフィルタ６を働かすようにすると、制御棒引抜き阻止をすべきタイミングであったとしても、制御棒引抜き阻止判定が遅れ安全性を低下させてしまうことが考えられる。このような問題を解決するために、切替指令スイッチ３２はダブルアクション（例えば、スイッチレバーを上に引き上げた後でないと切替えることができないようなスイッチ）で動作するものとする。
【００６４】
制御棒引抜き監視装置１Ａは、計算機、つまりソフト処理によって達成することも可能であり、その処理フローを示すと図１０のようになる。
【００６５】
まず、ステップ１において、各種の信号、例えばＬＰＲＭの出力信号を取り込む。次にステップ２において、選択制御棒廻りのＬＰＲＭ信号の平均を演算する。ステップ３では、ステップ２で選べられた選択制御棒廻りのＬＰＲＭ平均値とステップ１で入力されているＡＰＲＭ出力値を比較し、ＬＰＲＭ平均値を増幅するためのゲインを算出する。平均出力モニタ１０から出力される炉平均値（APRM出力値）と上述したＬＰＲＭ平均値とを比較し、炉平均値がＬＰＲＭ平均値より高い場合には、上述したＬＰＲＭ平均値が炉平均値と等しくなるようにゲインを決定し、低い場合には、ゲインを１とする。ただし、新たに制御棒が選択されるまでは、この決定したゲインを固定する。
【００６６】
ステップ４ではステップ２で選べられたＬＰＲＭ平均値にステップ３で選べられたゲインを掛ける。ステップ５では、切替指令スイッチ３２がＯＮ（閉状態）であるか否か判定する。ＯＮでないならば、ステップ７にいく。ＯＮであれば、ステップ６に進む。ステップ６では、例えば図３に示したＦＩＲフィルタ（ローパスフィルタ）を演算実行する。
【００６７】
切替指令スイッチ３２がＯＮになっていない場合には、ステップ７で、ステップ４で求めた値が判定基準値（図５の基準値）より高いかを判定する。切替指令スイッチ３２が
ＯＮである場合には、ステップ７で、ステップ６のフィルタ処理後の値が比較基準値（図５の基準値）より高いかを判定する。いずれの場合も、比較基準値より高い場合には、ステップ８に進む。比較基準値より低い場合には終了する。ステップ８では制御棒引抜き阻止信号を出力する。これらの処理はあらかじめ定められている周期で、周期的に実行される。
【００６８】
以上のようにして、高出力時の中性子ゆらぎ量が増大することによって制御棒引抜き阻止が発生してしまうことを防止でき、かつ炉心内の局所的な出力上昇により中性子出力が上昇した場合には、制御棒引抜きを阻止することが可能である。
【００６９】
APRM10は図示していないが、平均中性子出力値（炉平均値）が所定値以上になるとスクラムのためのトリップ信号を原子炉保護系に出力する。平均中性子出力値が所定値以上になってスクラムを起こすまでの時間は９０ms以下であることが、安全上要求されている。このため、ＬＰＲＭ−１〜ＬＰＲＭ−ＮとAPRM10の間に時定数の大きなローパスフィルタを設けたのでは、上記スクラム応答９０msを満足しなくなるという問題がある。従って、このような構成をとることは安全上許容されないのである。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の好適な一実施例である制御棒引抜き監視装置の構成図である。
【図２】図１の原子炉圧力容器内の炉心における制御棒と中性子検出器の配置関係を示す説明図である。
【図３】図１のローパスフィルタ（ＦＩＲフィルタ）の詳細構成図である。
【図４】ローパスフィルタの他の実施例であるＩＩＲフィルタの構成図である。
【図５】炉心流量と制御棒引抜き阻止判定基準値との関係を示す特性図である。
【図６】図１のローパスフィルタにおける入力信号及び出力信号を示す説明図である。
【図７】本発明の他の実施例である制御棒引抜き監視装置の構成図である。
【図８】本発明の他の実施例である制御棒引抜き監視装置の構成図である。
【図９】本発明の他の実施例である制御棒引抜き監視装置の構成図である。
【図１０】図９の制御棒引抜き監視装置のソフト処理フローを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７１】
１，２Ａ，２Ｂ…制御棒引抜き監視装置、３…ＬＰＲＭ出力平均処理装置、４…調整手段(ゲイン調整手段，フィルタ初期値設定手段)、５…増幅器、６…ローパスフィルタ、７…比較器、８…判定基準設定器、９…ＯＲゲート手段、１０…平均出力モニタ(ＡＰＲＭ)、１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ…中性子検出器ストリング、１３…原子炉圧力容器、
１５…制御棒、１６…制御棒駆動機構、１８…モータ、２１…制御棒操作監視装置、２２…制御棒制御器、２５…選択制御棒情報、３２…切替指令スイッチ、３３…切替スイッチ、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ…中性子検出器、ＬＰＲＭ−１，ＬＰＲＭ−２，ＬＰＲＭ−Ｎ…局所出力モニタ、Ｚ-1…遅延素子。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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