(57)【要約】【課題】種々の炉心状態における炉心の軸方向出力分布を精度良く測定する。  【解決手段】圧力容器の軸方向に沿った複数箇所に装備されている中性子検出器の測定値と、炉心の軸方向出力分布と中性子検出器の測定値との関係を表す式とを基に、運転中の炉心の軸方向出力分布を測定する方法であって、実際に炉心の軸方向出力分布を測定することとなる炉心状態を対象として、炉心の軸方向出力分布と、中性子検出器の測定値との関係を表す解析式を作成する解析式作成ステップと、他の炉心状態における原子炉の実際の運転を利用して得られている解析式を修正するデータを流用して、解析式作成ステップで作成された解析式に修正を行なう解析式修正ステップと、解析式作成ステップが対象としている炉心状態の原子炉の運転中に、中性子検出器による測定値と、解析式修正ステップで解析式を修正して得られた式とを用いる炉心の軸方向出力分布測定ステップを有する。【選択図】図１
2008175692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力容器の軸方向に沿った複数箇所に装備されている中性子検出器の測定値と、炉心の軸方向出力分布と前記中性子検出器の測定値との関係を表す式とを基に、運転中の炉心の軸方向出力分布を測定する方法であって、
実際に炉心の軸方向出力分布を測定することとなる炉心状態を対象として、炉心の軸方向出力分布と、前記中性子検出器の測定値との関係を表す解析式を作成する解析式作成ステップと、
他の炉心状態における原子炉の実際の運転を利用して得られている解析式を修正するデータを流用して、前記解析式作成ステップで作成された解析式に修正を行なう解析式修正ステップと、
前記解析式作成ステップが対象としている炉心状態の原子炉の運転中に、前記中性子検出器による測定値と、前記解析式修正ステップで解析式を修正して得られた式とを用いて、炉心の軸方向出力分布を測定する測定ステップを有していることを特徴とする炉心の軸方向出力分布の測定方法。
【請求項２】
前記解析式修正ステップは、
他の炉心状態を対象として、炉心の軸方向出力分布と、圧力容器の軸方向に沿った複数箇所に装備されている中性子検出器の測定値との関係を表す解析式を求める解析式作成手順と、
前記他の炉心状態における原子炉の運転を利用して、その炉心状態の炉心の軸方向出力分布と前記中性子検出器の測定値との関係を実際に測定し、前記解析式作成手順により作成された解析式が正しい関係を表すこととなる様に修正するためのデータを取得する修正用データ取得手順と、
前記解析式作成ステップにて作成された解析式を、前記修正用データ取得手順にて得られたデータを流用して修正する修正手順を有していることを特徴とする請求項１に記載の炉心の軸方向出力分布の測定方法。
【請求項３】
圧力容器の軸方向に沿った複数箇所に装備されている中性子検出器の測定値と、炉心の軸方向出力分布と前記中性子検出器の測定値との関係を表す式とを基に、運転中の炉心の軸方向出力分布を測定する方法であって、
原子炉の運転時の測定を基に実際に適合する様に修正した式が既に得られている第１の炉心状態と、これから実際に測定を行なう第２の炉心状態とにおいて、炉心の軸方向出力分布と前記中性子検出器の測定値との関係を表す解析式に生じる相違を検討する検討ステップと、
前記検討ステップにおける検討結果を基に、前記第１の炉心状態を対象として実際に適合する様に修正した式を、第２の炉心状態を対象にした炉心の軸方向出力分布と前記中性子検出器の測定値との関係を表す式に修正する修正ステップと、
前記第２の炉心状態の原子炉の運転中に、前記中性子検出器による測定値と、前記修正ステップで修正された式とを用いて、軸方向の炉心の出力分布を測定する測定ステップを有していることを特徴とする炉心の軸方向出力分布の測定方法。
【請求項４】
圧力容器の軸方向に沿った複数箇所に装備されている中性子検出器の測定値と、炉心の軸方向出力分布と前記中性子検出器の測定値との関係を表す式とを基に、運転中の炉心の軸方向出力分布を測定する方法であって、
第１の炉心状態における炉心の軸方向出力分布と、前記中性子検出器の測定値との関係を表す解析式を求める解析式作成ステップと、
前記第１の炉心状態における原子炉の運転を利用して、第１の炉心状態における炉心の軸方向出力分布と前記中性子検出器の測定値との関係を実際に測定し、前記解析式が正しい関係を表すこととなる様に修正する解析式修正ステップと、
実際に測定したい炉心状態である第２の炉心状態と前記第１の炉心状態との相違を検討し、検討結果を基に前記解析式修正ステップで修正された解析式にさらに修正を行い、第２の炉心状態における炉心の軸方向出力分布と前記中性子検出器の測定値との関係を正しく表す式を得る式作成ステップと、
前記第２の炉心状態の原子炉の運転中に、前記中性子検出器により実際に測定された測定値と、前記式作成ステップで得られた式とを用いて、第２の炉心状態の炉心の軸方向出力分布を測定する測定ステップを有していることを特徴とする炉心の軸方向出力分布の測定方法。
【請求項５】
前記圧力容器の軸方向に沿った複数箇所に装備されている中性子検出器は、少なくともその一部は、圧力容器の外壁若しくは外側に装備されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の炉心の軸方向出力分布の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は炉心の軸方向出力分布（以下、単に「軸方向出力分布」とも記す）の測定方法に関し、特にこれから測定を行なう炉心状態用に導出された解析式に、他の炉心状態について実際の運転で既に得られている解析式と実測値との相違についてのデータを基に必要な修正を行い、修正がなされた後の解析式を用いて軸方向出力分布を測定する炉心の軸方向出力分布の測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
沸騰水型はもちろんのこと、加圧水型の原子炉においても、上下方向（以下、「軸方向」あるいは「アキシャル方向」とも記す）にも中性子の漏洩が生じること、同じく炉内の温度分布が相違すること等のため、炉心の軸方向の中性子分布が、ひいては軸方向の出力分布（アキシャルオフセット。以下、請求項の説明を除き、原則として「Ａ．Ｏ．」と記す）が相違する。このため、原子炉の一層安全な運転や効率的な運転を行なうためには、運転中はＡ．Ｏ．を正確に測定する必要がある。
【０００３】
そのため、特に加圧水型の原子炉においては、一般的に以下の測定方法が採用されていた。
先ず、可動型微小中性子検出器と呼ばれるセンサを燃料集合体の計装用シンブル管内に挿入し、また原子炉の圧力容器の外壁の軸方向に沿った（軸方向の位置が相違する）複数箇所にも中性子検出器を装着しておき、さらに制御棒を操作して原子炉の軸方向の出力分布を適度に振動させ、この状態で可動型微小中性子検出器を軸方向に走査して実際にＡ．Ｏ．を測定し、同時に圧力容器の外壁に装着した各中性子検出器（以下、「各」は、省略する）でも中性子を測定する。
【０００４】
次に、可動型微小中性子検出器の測定値が正しくＡ．Ｏ．を測定しているものとして、各Ａ．Ｏ．の状態において、圧力容器の外壁の軸方向に沿った複数箇所に装着されている中性子検出器が中性子の測定値としてどの様な値を出力しているかを調べる。即ち、各Ａ．Ｏ．の状態と、対応する中性子検出器の実際の出力との関係を表すデータ（校正データ）を求める。
原子炉の定常運転時には、圧力容器の外壁の軸方向の複数箇所に装着した中性子検出器が出力する中性子の測定値と、前記の校正データを基に、Ａ．Ｏ．の推定を行なう。従がって、間接的な測定方法が採用されている。
【０００５】
但し、この方法は、安全性確保の面から原子炉の出力を２５％程度下げた状態で行なうことと、通常の運転時には生起しないキセノン振動（制御棒の軸方向の移動に伴って生じた炉心全体の出力変動と炉心の軸方向の出力分布の相違の結果、中性子を吸収するキセノンの濃度が炉心全体と炉心の軸方向で時間的に変化し、これに伴って生じる炉心全体と炉心の軸方向出力分布の時間的変化）を意図的に生起させる必要があり、設備費が極めて高い原子炉の運転の経済性等の面からは好ましくない。
【０００６】
そこで、図２に概念的に示す様に、解析的な手法を採り入れて測定する発明がなされ、実用化されている（特許文献１）。以下、図２を参照しつつその技術内容を説明する。
先ず、炉内を軸方向に幾箇所かに仮想的に分割し、分割された各箇所の中性子の密度と、圧力容器の外壁の軸方向に沿った複数箇所に装着されている中性子検出器の測定値とが、どの様に関係するかを解析により求める。
【０００７】
この様子を、図２の（１）と（２）に示す。
図２の（１）において、１０は加圧水型の原子炉の炉心であり、２０は炉心１０近くの原子炉の圧力容器壁である。炉心１０近くの原子炉圧力容器壁２０の外周には、上から順に、例えば５箇所に中性子検出器２１、２２、２３、２４、２５が装着されている。
【０００８】
炉心１０の軸方向出力分布と各中性子検出器２１、２２、２３、２４、２５の測定値との関係を表す式を解析的に導出するために、図２の（１）に示す様に、炉心は上から順に１１、１２、１３、１４、１５で示す５つの領域に、仮想的に分割されている（実際の炉心は、一体構造である）。
また、Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、Ｊ４、Ｊ５は、各々上から順に５つに分割された炉心１０の各領域の出力状態であり、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５は、各々上から順に、原子炉圧力容器２０に装着された中性子検出器２１、２２、２３、２４、２５の測定値である。
【０００９】
なお、図２の（１）では、説明の便宜上炉心の上下方向の仮想的な分割数とその近くの原子炉圧力容器の外周壁に上下方向に並んで装着されている中性子検出器の個数は共に５としているが、これらは５に限定されず、また相互に相違していても良い。実際の原子炉の場合、一般的に軸方向２箇所に、かつ上部の同じ高さの位置に４個、下部の同じ高さの位置に４個、合計８個である。
【００１０】
以上の下で、同じ炉心状態で、２次元輸送コード等を使用して、炉内の軸方向の出力分布が、ひいては中性子分布が異なる場合を幾ケースか想定する。次いで、各ケースで圧力容器の外壁の軸方向に沿った複数の箇所に装着されている中性子検出器２１、２２、２３、２４、２５の測定値Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５がどの様になるか、あるいはどの様な測定値を出力するかを、中性子の検出器と中性子源との距離、中性子の検出器が中性子源に対して占める角度、冷却水中の硼素による中性子の吸収等を考慮して、各ケースについて解析により求める。
【００１１】
求めた結果を、以下の（１）式に示す。
Ｒｃ＝Ａ×Ａ．Ｏ．＋Ｂ          ・・・（１）
ここに、Ｒｃは、圧力容器の外壁の軸方向に沿った複数箇所に装着されている中性子検出器により測定される（出力される）中性子束（炉外へ逃げる中性子の流れ）の強度の分布、即ちＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５が縦方向に一列に並んだ１次元のベクトルで表現される炉外検出器応答である。
また、Ａ．Ｏ．は、仮想的に分割した炉心の軸方向の各領域の出力分布Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、Ｊ４、Ｊ５、即ち炉心の軸方向の中性子の分布であり、これも縦方向の１次元のベクトルで表現される。
図２の（２）に、（１）式におけるＲｃとＡとＡ．Ｏ．とＢからなる行列式の内容を視覚的に示す。
【００１２】
なお、炉内の軸方向の中性子分布が異なる状態を複数ケース想定して計算を行ったため、図２の（１）に示す、Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、Ｊ４、Ｊ５が、ひいてはＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５が相互に異なる複数の状態を計算し、計算値を平均化する、最小二乗法を用いる等して、図２の（２）に示すＡとＢを求める。
またこのため、Ｂは０の場合もあり得る。
【００１３】
なお、中性子検出器による中性子束の測定は、実際には電流値として出力されるだけでなく、中性子束のスペクトル（中性子のエネルギー分布）等によって感度も相違する。さらに、２次元輸送理論や中性子束の減衰の仮定等の解析そのものや解析に用いる定数の精度等から生じる一定の限界がある。これらのため、実際の運転を利用して解析で作成された式の修正、即ち中性子束と測定された電流値の間に生じるずれの補償等を行なう必要がある。そこで、最後に、現実の原子炉で１サイクルの運転が終了し、燃料取替え後の次のサイクルでの初回起動時に実際にＲｃとＡ．Ｏ．の確認を行い、ＡとＢに必要な修正を行なう。
【００１４】
なお、前記（１）式を補正して後に示す（２）式を得るための補正係数は、ＡとＢについて各１個必要となるが、条件によっては、Ａのみ補正しても良い。この場合には、補正計数をＫ、測定電流をＩとすると、Ｋ＝Ｉ／（Ｒｃ）となる。
【００１５】
修正後の式を、図２の（３）に示す。
修正後の（１）式は、Ｒｃ＝Ａ’×Ａ．Ｏ．＋Ｂ’と表すことができる。これを、（２）式とする。
ここに、Ａ’は、ａ１１、・・・、ａ５５を修正した後のａ’１１、・・・、ａ’５５からなる行列であり、Ｂ’はｂ１、・・・、ｂ５を修正した後のｂ’１、・・・、ｂ’５からなる縦方向の１次元ベクトルである。
【００１６】
以上の下で、原子炉の運転中にＲｃを測定し、前記（２）式により、運転中の炉心のＡ．Ｏ．を間接的に測定することとなる。
【００１７】
また、前記特許文献１では、「Ａ．Ｏ．」に換えて「ＡＯ」が用いられ、ＡＯは以下の様に定義されている。
ＡＯ＝（Ｐｒ―Ｐｓ）／（Ｐｒ＋Ｐｓ）
ここに、Ｐｒは原子炉の上半部の出力であり、Ｐｓは下半部の出力である。即ち、軸方向出力分布の測定は、炉心を上下２つに分割してなされている。これも、前記の炉心を軸方向に５箇所に分割し、各分割箇所の出力が相違するものとして説明したことと本質的な相違はない。
【００１８】
【特許文献１】特公平４−３３０００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
ところで、前記の発明では、Ａ．Ｏ．の測定は、軸方向出力分布が異なる複数の状態を幾ケースか想定して解析式を作成し、実際の運転で修正を行なうとはいえ、基本的にはある特定の１の炉心状態を基に、例えば１００％出力が持続されている等の１の運転状態を基に作成された解析式を校正した式（校正式、あるいは校正データ）が用いられている。
【００２０】
しかしながら、現実の原子炉においては、炉心の各種の状態は種々変化し、複雑である。このため、炉出力、燃焼度、硼素濃度等の様々なパラメータは、従来以上に複雑に変化する様になっている。例えば、冷却水中の硼素濃度が相違すれば、解析に使用する中性子の吸収係数が相違する。その結果、解析式に用いる各種の定数も相違することとなる。
【００２１】
また、運転状態や炉出力の如何により中性子を吸収する制御棒の炉内での位置が変化しうること、同じく炉内上部の冷却用流体、例えば軽水の温度が相違すること等のため、原子炉の圧力容器の外壁の軸方向に沿った複数箇所に装着してある中性子検出器は、炉心の上部と下部で複雑に相違した応答特性を有していることもある。
それらの結果、炉心出力と中性子検出器が電流値として出力する中性子束の強度は、単純な比例関係ではなく、例えば炉出力が５０％から１００％になれば、全体として電流値が正確に２倍となるわけではない。即ち、炉心の状態で複雑に変化する。
これらのため、炉心の軸方向出力分布と軸方向に沿った複数箇所に装備されている中性子検出器の測定値の関係も、これらに応じて複雑に変化することとなる。
【００２２】
即ち、前記の発明における校正式は、ある特定の１の炉心状態を基に作成されているため、それと大きく異なる炉心状態では、精度に一定の限界が生じる。
このため、校正がなされた炉心状態と大きく異なる炉心状態においては、定常運転中に炉内外で校正を行う必要があった。
さらに、種々の（あるいは新しい）炉心の状態においても、精度良くＡ．Ｏ．を測定できる技術の開発が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明は、以上の課題を解決することを目的としてなされたものであり、新たな炉心状態における炉心の軸方向出力分布を測定するためにその炉心状態用に新たに導出された解析式に、他の炉心状態における運転時の実際の測定を利用して得られた解析式を修正するためのデータを流用して必要な修正を行い、修正後の解析式を用いて軸方向出力分布を測定する様にしたものである。以下、各請求項の発明を説明する。
【００２４】
請求項１に記載の発明は、
圧力容器の軸方向に沿った複数箇所に装備されている中性子検出器の測定値と、炉心の軸方向出力分布と前記中性子検出器の測定値との関係を表す式とを基に、運転中の炉心の軸方向出力分布を測定する方法であって、
実際に炉心の軸方向出力分布を測定することとなる炉心状態を対象として、炉心の軸方向出力分布と、前記中性子検出器の測定値との関係を表す解析式を作成する解析式作成ステップと、
他の炉心状態における原子炉の実際の運転を利用して得られている解析式を修正するデータを流用して、前記解析式作成ステップで作成された解析式に修正を行なう解析式修正ステップと、
前記解析式作成ステップが対象としている炉心状態の原子炉の運転中に、前記中性子検出器による測定値と、前記解析式修正ステップで解析式を修正して得られた式とを用いて、炉心の軸方向出力分布を測定する測定ステップを有していることを特徴とする炉心の軸方向出力分布の測定方法である。
【００２５】
本請求項の発明においては、原子炉の運転中に行なわれる炉心の軸方向出力分布の測定は、圧力容器の軸方向に沿った複数箇所に装備されている中性子検出器の実際の測定値と、炉心の軸方向出力分布と前記中性子検出器の測定値との関係を表す式とを基に間接的に行なわれるが、この際目下測定対象となっている炉心状態を対象に作成された解析式に、他の炉心状態における運転時の実際の測定を利用して得られている解析式を修正するためのデータを流用して必要な修正を行い、修正後の解析式を用いて軸方向出力分布を測定する様にしたため、種々の炉心状態における炉心の軸方向出力分布の測定精度が良好になる。
【００２６】
また、測定精度が向上するため、従来実施していた定常運転中での炉内外での校正が不必要となったり、校正回数を削減したりすることが可能となる。
【００２７】
ここに、「炉心状態」とは、継続して運転される炉心の平均出力や最大出力、継続運転時の出力変動の有無、炉内燃料の種類や最大燃焼度や現在の燃焼度、炉内での各燃料（集合体）の配置の如何や種類、冷却水中の硼素濃度、制御棒の位置等をパラメータとする炉心の状態や運転中の状態である。
なお、「他の炉心状態における運転」とは、解析式を修正するためのデータを流用し得る限り、他の原子炉であっても良い。
【００２８】
また、各炉心状態における解析式の作成は、対象としている炉心状態の下で妥当と思われる範囲内で炉心の軸方向出力分布を適当に想定してなされるが、解析の手法あるいは基本的な考え方が同じであれば、細部は相違していても良い。例えば、炉心の軸方向の仮想的な分割数は、同じ数であっても良いし、相違していても良い。また、適当に想定する炉心の軸方向出力分布のケース数も同じケース数であっても良いし、異なっていても良い。
【００２９】
さらに、想定する炉心の軸方向出力分布は、経験則を基に想定しても良い。
また、「解析式」とは、純粋な理論や計算の他に、既に得られている経験則、実測データ等を反映して作成された式をも含む。
また、「他の炉心状態における原子炉の実際の運転を利用して得られている解析式を修正するデータ」とは、中性子測定機器における実際の中性子束と測定値として出力する電流値の間に生じる誤差を実測に基づいて補償するためのデータ等をも含む。
また、他の炉心状態における原子炉の実際の運転を利用して得られている解析式を修正するデータを流用して必要な修正を行った式を用いて軸方向出力分布を測定するという本発明の趣旨の下、複数の炉心状態における実測と解析式との相違の検討が行なわれており、このため解析式を修正するためのデータも複数あり、それら複数のデータを用いてこれから測定する炉心状態用の解析式の修正がなされても良い。
【００３０】
請求項２に記載の発明は、前記の炉心の軸方向出力分布の測定方法であって、
前記解析式修正ステップは、
他の炉心状態を対象として、炉心の軸方向出力分布と、圧力容器の軸方向に沿った複数箇所に装備されている中性子検出器の測定値との関係を表す解析式を求める解析式作成手順と、
前記他の炉心状態における原子炉の運転を利用して、その炉心状態の炉心の軸方向出力分布と前記中性子検出器の測定値との関係を実際に測定し、前記解析式作成手順により作成された解析式が正しい関係を表すこととなる様に修正するためのデータを取得する修正用データ取得手順と、
前記解析式作成ステップにて作成された解析式を、前記修正用データ取得手順にて得られたデータを流用して修正する修正手順を有していることを特徴とする炉心の軸方向出力分布の測定方法である。
【００３１】
本請求項の発明においては、実際に炉心の軸方向出力分布を測定することとなる炉心状態を対象として作成された解析式の修正は、他の炉心状態を対象として、炉心の軸方向出力分布と、圧力容器の軸方向に沿った複数箇所に装備されている中性子検出器の測定値との関係を表す解析式を求め、さらにその炉心状態における原子炉の運転を利用して、その炉心状態の炉心の軸方向出力分布と中性子検出器の測定値との関係を実際に測定し、解析式が正しい関係を表すこととなる様に修正するためのデータを取得し、そのデータを流用して新たな測定対象である炉心状態を対象として解析により作成された式を修正することによりなされるため、修正が適切となる。
【００３２】
請求項３に記載の発明は、
圧力容器の軸方向に沿った複数箇所に装備されている中性子検出器の測定値と、炉心の軸方向出力分布と前記中性子検出器の測定値との関係を表す式とを基に、運転中の炉心の軸方向出力分布を測定する方法であって、
原子炉の運転時の測定を基に実際に適合する様に修正した式が既に得られている第１の炉心状態と、これから実際に測定を行なう第２の炉心状態とにおいて、炉心の軸方向出力分布と前記中性子検出器の測定値との関係を表す解析式に生じる相違を検討する検討ステップと、
前記検討ステップにおける検討結果を基に、前記第１の炉心状態を対象として実際に適合する様に修正した式を、第２の炉心状態を対象にした炉心の軸方向出力分布と前記中性子検出器の測定値との関係を表す式に修正する修正ステップと、
前記第２の炉心状態の原子炉の運転中に、前記中性子検出器による測定値と、前記修正ステップで修正された式とを用いて、軸方向の炉心の出力分布を測定する測定ステップを有していることを特徴とする炉心の軸方向出力分布の測定方法である。
【００３３】
本請求項の発明は、これから測定を行なう炉心状態のＡ．Ｏ．の測定に使用する式を、炉心状態は異なるが実際の運転における実測により修正がなされた式を基に、炉心状態の相違により解析式に生じる相違を検討し、修正された式に必要な再修正を行って作成するため、新しい炉心状態における炉心の軸方向出力分布の測定精度が良好になる。
【００３４】
また、測定精度が向上するため、従来実施していた定常運転中での炉内外での校正が不必要となったり、校正回数を削減したりすることが可能となる。
【００３５】
請求項４に記載の発明は、
圧力容器の軸方向に沿った複数箇所に装備されている中性子検出器の測定値と、炉心の軸方向出力分布と前記中性子検出器の測定値との関係を表す式とを基に、運転中の炉心の軸方向出力分布を測定する方法であって、
第１の炉心状態における炉心の軸方向出力分布と、前記中性子検出器の測定値との関係を表す解析式を求める解析式作成ステップと、
前記第１の炉心状態における原子炉の運転を利用して、第１の炉心状態における炉心の軸方向出力分布と前記中性子検出器の測定値との関係を実際に測定し、前記解析式が正しい関係を表すこととなる様に修正する解析式修正ステップと、
実際に測定したい炉心状態である第２の炉心状態と前記第１の炉心状態との相違を検討し、検討結果を基に前記解析式修正ステップで修正された解析式にさらに修正を行い、第２の炉心状態における炉心の軸方向出力分布と前記中性子検出器の測定値との関係を正しく表す式を得る式作成ステップと、
前記第２の炉心状態の原子炉の運転中に、前記中性子検出器により実際に測定された測定値と、前記式作成ステップで得られた式とを用いて、第２の炉心状態の炉心の軸方向出力分布を測定する測定ステップを有していることを特徴とする炉心の軸方向出力分布の測定方法である。
【００３６】
本請求項の発明は、第１の炉心状態における炉心の軸方向出力分布と、圧力容器の軸方向に沿った複数箇所に装備されている中性子検出器の測定値との関係を表す解析式を、その炉心状態における原子炉の運転を利用した炉心の軸方向出力分布と中性子検出器の測定値との実際の測定結果を反映して修正し、修正後の式に実際に測定したい炉心状態である第２の炉心状態と第１の炉心状態との相違を解析してさらに修正を行い、第２の炉心状態における炉心の軸方向出力分布と中性子検出器の測定値との関係を表す式としているため、新しい炉心状態における炉心の軸方向出力分布の測定精度が良好になる。
【００３７】
また、測定精度が向上し、従来実施していた定常運転中での炉内外での校正が不必要となったり、校正回数を削減したりすることが可能となる。
【００３８】
請求項５に記載の発明は、前記の炉心の軸方向出力分布の測定方法であって、
前記圧力容器の軸方向に沿った複数箇所に装備されている中性子検出器は、少なくともその一部は、圧力容器の外壁若しくは外側に装備されていることを特徴とする炉心の軸方向出力分布の測定方法である。
【００３９】
本請求項の発明においては、軸方向の幾箇所かに装備された中性子検出器は、少なくともその一部は、原子炉圧力容器の外壁若しくは外側に装備されているため、原子炉運転中に中性子検出器の装着、調整が可能となり、運転中における測定に融通性が増し、精度も一層良好とすることが可能となり、また，常時炉心を監視することも可能となる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明においては、他の炉心状態とはいえ実際の測定で得られた解析式を修正するためのデータを使用して必要な修正を行い、修正後の解析式を用いて新たな炉心状態の軸方向出力分布を測定するため、種々の炉心状態における炉心の軸方向出力分布の測定精度が良好になる。
またそのため、従来実施していた定常運転中での炉内外での校正が不必要となったり、校正回数を削減したりすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明をその最良の実施の形態に基づいて説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、以下の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。
【００４２】
（第１の実施の形態）
本実施の形態は、ある炉心状態を対象にして解析で作成した式に、他の炉心状態における実際の測定で得られた解析式を修正するためのデータを流用して必要な修正を施すことに関する。
【００４３】
図１に、本発明の実施の形態の手順を、概念的に示す。なお、図１の（１）から（３）に示す手順は、図２の（１）から（３）に示す手順と同じである。
図１の（１）に示す様に、標準的な炉心の状態（以下、この炉心状態を、「炉心状態１」と記す）を想定し、この炉心状態において複数のケースのＡ．Ｏ．を想定する。
【００４４】
図１の（２）に示す様に、この想定した複数のケースのＡ．Ｏ．の状態を基に、背景技術欄で説明したのと同じく解析により炉外検出器応答（以下、この炉心状態１のＲｃを、「Ｒｃ１」と記す）とＡ．Ｏ．の関係を示す式を作成する。
即ち、Ｒｃ１＝Ａ１×Ａ．Ｏ．＋Ｂ１を求める。なおここに、Ａ１とＢ１は、各々図１の（２）に示すＡとＢに同じであるが、後の説明の都合もあり、この様に記す。
【００４５】
図１の（３）に示す様に、現実の原子炉で１サイクルの運転が終了し、燃料取替え後の次のサイクルでの初回起動時に実際にＲｃ１とＡ．Ｏ．を測定して、求めたＡ１とＢ１に必要な修正を行なう。
これにより、炉心状態１における炉外検出器応答（以下、これを「Ｒｃ１」と記す）とＡ．Ｏ．の関係式、Ｒｃ１＝Ａ１’×Ａ．Ｏ．＋Ｂ１’を得る。なおここに、Ａ１’とＢ１’も、おのおの図１の（３）に示すＡ’とＢ’と同じであるが、後の説明の都合もあり、この様に記す。
従って、ここまでは図２の（１）から（３）を参照しつつ説明した背景技術欄と同じである。
【００４６】
図１の（４）に示す様に、修正用データＡＳとＢＳを得る。ここに、ＡＳ＝Ａ１’／Ａ１であり、ＢＳ＝Ｂ１’／Ｂ１である。
【００４７】
図１の（５）に示す様に、図１の（１）と同様に、運転中にＡ．Ｏ．を測定したい実際の炉心の状態（以下、この炉心状態を、「炉心状態２」と記す）を想定する。
図１の（６）に示す様に、図１の（２）と同様に、炉心状態２において複数のＡ．Ｏ．の状態を想定し、この想定した複数のＡ．Ｏ．の状態を基に、炉外検出器応答（以下、この炉心状態２のＲｃを、「Ｒｃ２」と記す）とＡ．Ｏ．の関係を算出する。
【００４８】
即ち、Ｒｃ２＝Ａ２×Ａ．Ｏ．＋Ｂ２を求める。なおここに、Ａ２とＢ２は、おのおの図１の（２）に示すＡ１とＢ１に同じ方法で求められるが、運転状態１と運転状態２では炉心の状態が相違しており、想定したＡ．Ｏ．が相違するため、異なる値であることが多い。
【００４９】
図１の（７）に示す様に、図１の（４）で説明した修正用データＡＳとＢＳを用いて、Ａ２とＢ２に以下の修正を施す。修正後のＡ２とＢ２を各々Ａ２’とＢ２’と記すと、
Ａ２’＝Ａ２×ＡＳ＝Ａ２×（Ａ１’／Ａ１）  であり、
Ｂ２’＝Ｂ２×ＢＳ＝Ｂ２×（Ｂ１’／Ｂ１）  である。
【００５０】
図１の（８）に示す様に、炉心状態２においては、炉外検出器応答Ｒｃ２とＡ．Ｏ．の関係は、以下の式で表すことができる。
Ｒｃ２＝Ａ２’×Ａ．Ｏ．＋Ｂ２’
【００５１】
なお、炉内の出力分布を中性子束の強度として捉えているが、実際には中性子検出器は中性子の強度を電流値の強度として出力するため、この電流値に対して前記の修正がなされ、炉心状態２のＡ．Ｏ．の測定（推定による間接的な測定）がなされることとなる。
また、本実施の形態では原子炉のタイプに捉われず一般的に本発明の好ましい形態、技術内容を説明しているが、国内の発電用の加圧水型炉においては、通常炉心の上半分と下半分の軸方向の出力分布を測定し、監視している。このため、本実施の形態の如く軸方向の多数箇所に中性子検出器を配置した場合には、それらの測定値を基に炉心の上下２箇所のＡ．Ｏ．を得ることとなるが、そのための電気回路等は容易であるため、説明は省略する。
【００５２】
（第２の実施の形態）
本実施の形態は、解析式に実測に基づく修正がなされた式が既に得られている場合に、その式に、他の炉心状態の測定に使用するために炉心状態の相違を反映して必要な修正を施すことに関する。
【００５３】
ある原子炉が、最初の数ヶ月は、１００％負荷で継続して運転されていたとする。この状態を、炉心状態１とする。この際の炉心の軸方向出力分布の測定には、１００％負荷で継続して運転されていることを前提にして作成された解析式に、当該原子炉を起動させた時を利用して実測された軸方向炉心分布と軸方向に沿った複数箇所に装備されている中性子測定器の測定値を基に、必要な修正を施した式が使用されている。
【００５４】
この原子炉が、他の原子炉の運転開始や電力需要の減少等の何らかの理由により、７０％負荷で継続して運転を行なうことになったとする。この状態を、炉心状態２とする。
この場合には、中性子源即ち炉心各部の中性子密度が小さくなり、また冷却材中の硼素濃度が増加するため途中での中性子の吸収が多くなる等の炉内状態の変化が生じ、その結果中性子測定器の測定値が小さくなるが、どの程度小さくなるかは解析を中心とする検討で容易に求められる。このため、前記１００％負荷で継続して運転されている炉心状態１を対象として用いられていた式に、検討結果を反映して修正を行ない、７０％負荷で継続して運転を行なう炉心状態２での軸方向出力分布の測定に使用することとなる。
【００５５】
即ち、炉心状態１の補正係数をＫ、炉心状態２の補正係数（改良された補正係数）をＫ’とすれば、Ｋ’＝Ｋ×Ｃとなる。ここに、Ｃ＝炉心状態１と炉心状態２の差異を示す値である。
あるいは、Ｋ’＝｛炉心状態１の測定されたＩ／（炉心状態１の測定されたＲｃ）｝｛解析で算出された炉心状態２のＩ／解析で算出された炉心状態１のＩ｝／｛解析で算出された炉心状態２のＲｃ／解析で算出された炉心状態１のＲｃ｝となる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施の形態における炉外検出器応答とＡ．Ｏ．の関係を示す式を求める手順を、概念的に示す図である。
【図２】従来技術の炉外検出器応答とＡ．Ｏ．の関係を示す式を求める手順を、概念的に示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０    炉心
１１、１２、１３、１４、１５    軸方向に仮想的に分割された炉心の各領域
２０    原子炉圧力容器壁
２１、２２、２３、２４、２５    中性子検出器
【図１】
2008175692.tif 000003
【図２】
2008175692.tif 000004