(57)【要約】【課題】プラントの状態を変えずに高い感度で減速材温度係数を検出する。【解決手段】減速材温度係数の測定装置は、軽水炉の冷却材の温度の時系列的なデータである冷却材温度信号と軽水炉から発せられる中性子束の時系列的な検出値である中性子束信号とを含むプラントデータを取得する取得部と、冷却材温度信号を特異値分解法によりＮ個の成分Ｔ’１（ｔ）〜Ｔ’Ｎ（ｔ）に分解し、中性子束信号を特異値分解法によりＭ個の成分ρ’１（ｔ）〜ρ’Ｍ（ｔ）に分解する特異値分解部と、Ｎ個の成分Ｔ’１（ｔ）〜Ｔ’Ｎ（ｔ）から選択されるＴ’ｉ（ｔ）とＭ個の成分ρ’１（ｔ）〜ρ’Ｍ（ｔ）から選択されるρ’ｊ（ｔ）との組み合わせである被選択組み合わせを生成する組み合わせ部と、被選択組み合わせについてフーリエ変換して得られた自己及び相互パワースペクトル密度関数を用いて減速材温度係数を算出する温度係数算出部とを備える。【選択図】図１
2008045972.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軽水炉の冷却材の温度の時系列的なデータである冷却材温度信号と前記軽水炉における中性子束の検出値から算出される反応度の時系列データを示す反応度信号とを含むプラントデータを取得する取得部と、
前記冷却材温度信号を特異値分解法によりＮ個の成分Ｔ’１（ｔ）〜Ｔ’Ｎ（ｔ）に分解し、前記反応度信号を特異値分解法によりＭ個の成分ρ’１（ｔ）〜ρ’Ｍ（ｔ）に分解する特異値分解部と、
前記Ｎ個の成分Ｔ’１（ｔ）〜Ｔ’Ｎ（ｔ）から選択されるＴ’ｉ（ｔ）と前記Ｍ個の成分ρ’１（ｔ）〜ρ’Ｍ（ｔ）から選択されるρ’ｊ（ｔ）との組み合わせである被選択組み合わせを生成する組み合わせ部と、
前記被選択組み合わせについてフーリエ変換して得られた自己及び相互パワースペクトル密度関数を用いて減速材温度係数を算出する温度係数算出部
とを具備する
減速材温度係数の測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載された減速材温度係数の測定装置であって、
更に、前記組み合わせ部が選択した複数の前記被選択組み合わせの各々について、フーリエ変換して得られた自己及び相互パワースペクトル密度関数を用いて、周波数毎にコヒーレンスと減速材温度係数との対からなる温度係数プロットデータを生成し、生成された温度係数プロットデータを外挿してコヒーレンスが１のときに対応する減速材温度係数を算出する外挿部
を具備する
減速材温度係数の測定装置。
【請求項３】
請求項２に記載された減速材温度係数の測定装置であって、
前記取得部は、互いに異なる複数のプラントデータを取得し、前記複数のプラントデータの各々は前記プラントデータに対応し、
更に、前記外挿部が算出した前記コヒーレンスが所定の基準よりも大きい前記温度係数プロットデータの個数である高コヒーレンスデータ個数を数える計数部と、
前記複数のプラントデータの各々に対応して前記温度係数算出部が算出する前記減速材温度係数のうち、前記高コヒーレンスデータ個数が所定の基準に基づいて大きいと判定されるものを信頼性の高い減速材温度係数として判定し出力する高感度減速材温度係数算出部
を具備する
減速材温度係数の測定装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載された減速材温度係数の測定装置であって、
更に、前記Ｎ個の成分Ｔ’ｉ（ｔ）と前記Ｍ個の成分ρ’ｊ（ｔ）とのＮ×Ｍ個の組み合わせの中から、自己相関関数に応じて前記冷却材温度信号と前記反応度信号の相関の強い組み合わせを抽出する自己相関スクリーニング部
を具備し、
前記被選択組み合わせは、前記自己相関スクリーニング部により抽出された組み合わせの中から選択される
減速材温度係数の測定装置。
【請求項５】
沸騰水型原子炉のボイド率の時系列的なデータであるボイド率信号と前記沸騰水型原子炉における中性子束の検出値から算出される反応度の時系列データを示す反応度信号とを含むプラントデータを取得する取得部と、
前記ボイド率信号を特異値分解法によりＮ個の成分Ｂ’１（ｔ）〜Ｂ’Ｎ（ｔ）に分解し、前記反応度信号を特異値分解法によりＭ個の成分ρ’１（ｔ）〜ρ’Ｍ（ｔ）に分解する特異値分解部と、
前記Ｎ個の成分Ｂ’１（ｔ）〜Ｂ’Ｎ（ｔ）から選択されるＢ’ｉ（ｔ）と前記Ｍ個の成分ρ’１（ｔ）〜ρ’Ｍ（ｔ）から選択されるρ’ｊ（ｔ）との組み合わせである被選択組み合わせを生成する組み合わせ部と、
前記被選択組み合わせについてフーリエ変換して得られた自己及び相互パワースペクトル密度関数を用いてボイド係数を算出するボイド係数算出部
とを具備する
ボイド係数の測定装置。
【請求項６】
軽水炉の冷却材の温度の時系列的なデータである冷却材温度信号と前記軽水炉における中性子束の検出値から算出される反応度の時系列データを示す反応度信号とを含むプラントデータを取得するステップと、
前記冷却材温度信号を特異値分解法によりＮ個の成分Ｔ’１（ｔ）〜Ｔ’Ｎ（ｔ）に分解し、前記反応度信号を特異値分解法によりＭ個の成分ρ’１（ｔ）〜ρ’Ｍ（ｔ）に分解するステップと、
前記Ｎ個の成分Ｔ’１（ｔ）〜Ｔ’Ｎ（ｔ）から選択されるＴ’ｉ（ｔ）と前記Ｍ個の成分ρ’１（ｔ）〜ρ’Ｍ（ｔ）から選択されるρ’ｊ（ｔ）との組み合わせである被選択組み合わせを生成するステップと、
前記被選択組み合わせについてフーリエ変換して得られた自己及び相互パワースペクトル密度関数を用いて減速材温度係数を算出するステップ
とを具備する
減速材温度係数の測定方法。
【請求項７】
軽水炉の冷却材の温度の時系列的なデータである冷却材温度信号と前記軽水炉における中性子束の検出値から算出される反応度の時系列データを示す反応度信号とを含むプラントデータを取得するステップと、
前記冷却材温度信号を特異値分解法によりＮ個の成分Ｔ’１（ｔ）〜Ｔ’Ｎ（ｔ）に分解し、前記反応度信号を特異値分解法によりＭ個の成分ρ’１（ｔ）〜ρ’Ｍ（ｔ）に分解するステップと、
前記Ｎ個の成分Ｔ’１（ｔ）〜Ｔ’Ｎ（ｔ）から選択されるＴ’ｉ（ｔ）と前記Ｍ個の成分ρ’１（ｔ）〜ρ’Ｍ（ｔ）から選択されるρ’ｊ（ｔ）との組み合わせである被選択組み合わせを生成するステップと、
前記被選択組み合わせについてフーリエ変換して得られた自己及び相互パワースペクトル密度関数を用いて減速材温度係数を算出するステップ
とを具備する方法をコンピュータに実行させる減速材温度係数の測定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力発電プラントの検出データの処理装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
軽水炉において、監視や制御のために、反応度係数が用いられる。加圧水型原子炉においては減速材温度係数が、沸騰水型原子炉の場合はボイド反応度係数が重要な反応度係数として用いられる。
【０００３】
現在、実施されている技術では、加圧水型原子炉の減速材温度係数を測定するために、以下のように原子力発電プラントの状態を変える操作が実行される。
（１）制御棒が挿入されることにより、炉心出力及び冷却材温度が低下する。
（２）冷却材中のボロン濃度を変化させて制御棒を元の位置まで復帰させる。このときのボロン濃度変化の実測値から添加した反応度を求める。
（３）冷却材温度変化と添加反応度から温度係数を求める。
【０００４】
また、他の技術として、プラントの物理状態を変化させずに、冷却材温度と中性子束の時系列信号をフーリエ変換し、両者の相関関係から減速材温度係数を求める技術が知られている。
【０００５】
そのような技術として、特許文献１には、運転中の原子炉の減速材温度係数を測定する方法が開示されている。この方法は、以下のようにして、反応度と冷却材温度のノイズ的な信号から温度係数を抽出する方法である。まず、原子炉の反応度と冷却材温度の時系列データが採取され、それぞれがフーリエ変換される。次いで、反応度と冷却材温度の相互パワースペクトル密度関数と、冷却材温度の自己パワースペクトル密度関数が算出される。その比から、減速材温度係数が算出される。
【０００６】
また、特許文献２には、炉心安定性指標として減幅比を用い、原子炉の安定性の度合いを監視する技術が開示されている。減幅比は、特異値分解手法によって算出される。
【特許文献１】特許第２８９５１０１号公報
【特許文献２】特開２００４−１２５４４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
減速材温度係数を測定するために原子力発電プラントの状態を変えることは、電気出力の低下を伴う、きわめて複雑なプラント操作が必要になる、時間がかかる等の問題がある。その点、特許文献１に記載されているように炉の状態を変動させずに減速材温度係数を算出することができることが望ましい。
【０００８】
しかし、測定される炉のノイズ信号には種々の雑音成分が含まれているため、単純にフーリエ変換しただけでは有意な相関関係を得ることは困難な場合がある。特に炉の出力が０パーセントでない場合は雑音成分が大きくなり、ノイズ信号から温度係数を抽出することはより困難になる。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、減速材温度係数、ボイド係数などの原子炉のパラメータをより確実に測定することを可能にする測定方法及び測定装置を提供することである。
本発明の他の目的は、減速材温度係数、ボイド係数などの原子炉のパラメータをプラントの状態を変えなくとも測定することを可能にする測定方法及び測定装置を提供することである。
本発明の更に他の目的は、任意の出力の原子炉に対して、減速材温度係数、ボイド係数などの原子炉のパラメータを測定することを可能にする測定方法及び測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下に、［発明を実施するための最良の形態］で使用される番号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための最良の形態］との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１１】
本発明による減速材温度係数の測定装置（１）は、以下の各部を備える：
軽水炉の冷却材（減速材）の温度の時系列的なデータである冷却材温度信号と軽水炉における中性子束の検出値から算出される反応度の時系列データを示す反応度信号とを含むプラントデータを取得する取得部（２）；
冷却材温度信号を特異値分解法によりＮ個の成分Ｔ’１（ｔ）〜Ｔ’Ｎ（ｔ）に分解し、反応度信号を特異値分解法によりＭ個の成分ρ’１（ｔ）〜ρ’Ｍ（ｔ）に分解する特異値分解部（７）；
Ｎ個の成分Ｔ’１（ｔ）〜Ｔ’Ｎ（ｔ）から選択されるＴ’ｉ（ｔ）とＭ個の成分ρ’１（ｔ）〜ρ’Ｍ（ｔ）から選択されるρ’ｊ（ｔ）との組み合わせである被選択組み合わせを生成する組み合わせ部（１４）；および、
被選択組み合わせについてフーリエ変換して得られた自己及び相互パワースペクトル密度関数を用いて減速材温度係数を算出する温度係数算出部（１６）。
【００１２】
本発明による減速材温度係数の測定装置（１）は、好ましくは更に、組み合わせ部が選択した複数の被選択組み合わせの各々について、フーリエ変換して得られた自己及び相互パワースペクトル密度関数を用いて、周波数毎にコヒーレンスと減速材温度係数との対からなる温度係数プロットデータを生成し、生成された温度係数プロットデータを外挿してコヒーレンスが１のときに対応する減速材温度係数を算出する外挿部（１７）を備える。
【００１３】
本発明による減速材温度係数の測定装置（１）において、好ましくは、取得部（２）は、互いに異なる複数のプラントデータを取得し、複数のプラントデータの各々は上記プラントデータに対応する。減速材温度係数の測定装置は更に、外挿部（１７）が算出したコヒーレンスが所定の基準よりも大きい温度係数プロットデータの個数である高コヒーレンスデータ個数を数える計数部（１８）と、複数のプラントデータの各々に対応して温度係数算出部（１６）が算出する減速材温度係数のうち、高コヒーレンスデータ個数が所定の基準に基づいて大きいと判定されるものを信頼性の高い減速材温度係数として判定し出力する高感度減速材温度係数算出部（１９）を備える。
【００１４】
本発明による減速材温度係数の測定装置（１）は、好ましくは更に、Ｎ個の成分Ｔ’ｉ（ｔ）とＭ個の成分ρ’ｊ（ｔ）とのＮ×Ｍ個の組み合わせの中から、自己相関関数に応じて冷却材温度信号と反応度信号の相関の強い組み合わせを抽出する自己相関スクリーニング部（１５）を備える。被選択組み合わせは、自己相関スクリーニング部により抽出された組み合わせの中から選択される。
【００１５】
本発明によるボイド係数の測定装置は、以下の各部を備える：
沸騰水型原子炉のボイド率の時系列的なデータであるボイド率信号と沸騰水型原子炉における中性子束の検出値から算出される反応度の時系列データを示す反応度信号とを含むプラントデータを取得する取得部；
ボイド率信号を特異値分解法によりＮ個の成分Ｂ’１（ｔ）〜Ｂ’Ｎ（ｔ）に分解し、反応度信号を特異値分解法によりＭ個の成分ρ’１（ｔ）〜ρ’Ｍ（ｔ）に分解する特異値分解部；
Ｎ個の成分Ｂ’１（ｔ）〜Ｂ’Ｎ（ｔ）から選択されるＢ’ｉ（ｔ）とＭ個の成分ρ’１（ｔ）〜ρ’Ｍ（ｔ）から選択されるρ’ｊ（ｔ）との組み合わせである被選択組み合わせを生成する組み合わせ部；および、
被選択組み合わせについてフーリエ変換して得られた自己及び相互パワースペクトル密度関数を用いてボイド係数を算出するボイド係数算出部。
【００１６】
本発明による減速材温度係数の測定方法は、以下の各ステップを含む：
軽水炉の冷却材の温度の時系列的なデータである冷却材温度信号と軽水炉における中性子束の検出値から算出される反応度の時系列データを示す反応度信号とを含むプラントデータを取得するステップ；
冷却材温度信号を特異値分解法によりＮ個の成分Ｔ’１（ｔ）〜Ｔ’Ｎ（ｔ）に分解し、反応度信号を特異値分解法によりＭ個の成分ρ’１（ｔ）〜ρ’Ｍ（ｔ）に分解するステップ；
Ｎ個の成分Ｔ’１（ｔ）〜Ｔ’Ｎ（ｔ）から選択されるＴ’ｉ（ｔ）とＭ個の成分ρ’１（ｔ）〜ρ’Ｍ（ｔ）から選択されるρ’ｊ（ｔ）との組み合わせである被選択組み合わせを生成するステップ；および、
被選択組み合わせについてフーリエ変換して得られた自己及び相互パワースペクトル密度関数を用いて減速材温度係数を算出するステップ。
【００１７】
本発明による減速材温度係数の測定プログラムは、以下の各ステップを含む方法をコンピュータに実行させる：
軽水炉の冷却材の温度の時系列的なデータである冷却材温度信号と軽水炉から発せられる中性子束の検出値から算出される反応度の時系列データを示す反応度信号とを含むプラントデータを取得するステップ；
冷却材温度信号を特異値分解法によりＮ個の成分Ｔ’１（ｔ）〜Ｔ’Ｎ（ｔ）に分解し、反応度信号を特異値分解法によりＭ個の成分ρ’１（ｔ）〜ρ’Ｍ（ｔ）に分解するステップ；
Ｎ個の成分Ｔ’１（ｔ）〜Ｔ’Ｎ（ｔ）から選択されるＴ’ｉ（ｔ）とＭ個の成分ρ’１（ｔ）〜ρ’Ｍ（ｔ）から選択されるρ’ｊ（ｔ）との組み合わせである被選択組み合わせを生成するステップ；および、
被選択組み合わせについてフーリエ変換して得られた自己及び相互パワースペクトル密度関数を用いて減速材温度係数を算出するステップ。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、減速材温度係数、ボイド係数などの原子炉のパラメータをより確実に測定することを可能にする測定方法及び測定装置が提供される。
さらに本発明によれば、減速材温度係数、ボイド係数などの原子炉のパラメータをプラントの状態を変えなくとも測定することを可能にする測定方法及び測定装置が提供される。
さらに本発明によれば、任意の出力の原子炉に対して、減速材温度係数、ボイド係数などの原子炉のパラメータを測定することを可能にする測定方法及び測定装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は、減速材温度係数測定装置の構成を示す。本実施形態における減速材温度係数測定装置１は、加圧水型原子炉の減速材温度係数を測定するために用いられる。
【００２０】
減速材温度係数測定装置１が減速材温度係数を測定する対象である原子炉は、冷却材温度を検出する複数の冷却材温度検出器を備える。複数の温度検出器は、それぞれ検出した温度の時系列的な情報を含む冷却材温度信号を出力する。本実施例においては、４つの蒸気発生器を備える４ループの原子炉に対して測定が行われる。温度検出器は各々のループの低温側配管（コールドレグ）の冷却材温度を検出して４つの冷却材温度信号ＴＡ、ＴＢ、ＴＣおよびＴＤを生成して出力する。
【００２１】
冷却材温度信号として、低温側配管の冷却材温度に代えて、高温側配管（ホットレグ）の冷却材温度、または低温側配管と高温側配管の平均の冷却材温度、または原子炉の冷却材出口温度が用いられてもよい。
【００２２】
以下の説明において、冷却材温度信号ＴＡ〜ＴＤのうちのいずれか一つに着目して説明する場合、その一つは冷却材温度信号Ｔと記載される。時系列上の時刻ｔでの冷却材温度Ｔを示す場合には、冷却材温度信号Ｔ（ｔ）と記載される。
【００２３】
原子炉はさらに、中性子束を検出する複数の中性子束検出器を備える。複数の中性子束検出器は、それぞれ検出した中性子束の時系列的な情報を含む冷却材温度信号を出力する。本実施例においては、４つの中性子束信号φ（Ｎ４１）、φ（Ｎ４２）、φ（Ｎ４３）およびφ（Ｎ４４）が減速材温度係数を測定するために用いられる。
【００２４】
以下の説明において、中性子束信号φ（Ｎ４１）〜φ（Ｎ４４）のうちのいずれか一つに着目して説明する場合、その一つは中性子束信号φと記載される。時系列上の時刻ｔにおける中性子束信号φを示す場合には、中性子束信号φ（ｔ）と記載される。
【００２５】
減速材温度係数測定装置１は、入力部２、データ処理部５、データベース９及び出力部１０を備える。入力部２は、Ａ／Ｄ変換器３と記憶装置４とを備える。Ａ／Ｄ変換器３は、アナログ信号である４つの冷却材温度信号ＴＡ〜ＴＤと４つの中性子束信号φ（Ｎ４１）〜φ（Ｎ４４）とを受信してデジタル信号に変換し、記憶装置４に登録する。冷却材温度信号ＴＡ〜ＴＤと中性子束信号φ（Ｎ４１）〜φ（Ｎ４４）とがデジタル信号である場合は、Ａ／Ｄ変換器は必要ではない。
【００２６】
データ処理部５は、時間遅れ処理部５ａ、反応度計６、第１データ処理部７及び第２データ処理部８を備える。
【００２７】
時間遅れ処理部５ａは、コンピュータによって実現される。時間遅れ処理部５ａは、記憶装置４から冷却材温度信号Ｔ（ｔ）を読み出し、後述する反応度信号ρ（ｔ）に対して時間のずれがある場合、時間的にずらす処理を行う。例えば、冷却材温度信号Ｔ（ｔ）が反応度信号ρ（ｔ）に対して相対的に遅れている場合、冷却材温度信号Ｔ（ｔ）に対して相対的に反応度信号ρ（ｔ）が遅れるように時間遅れ処理を行って、遅れ時間の異なる複数の冷却材温度信号を生成し出力する。
【００２８】
反応度計６は、記憶装置４から中性子束信号φを読み出し、データベース９から炉心に固有な特性を表す情報を読み出す。反応度計６は、１点炉近似動特性計算に基づく計算プログラムにより、読み出された中性子束信号から反応度を計算し、反応度の時系列的なデータを含む反応度信号ρ（ｔ）を生成して出力する。
【００２９】
第１データ処理部７は、コンピュータによって実現される。第１データ処理部７は、時間遅れ処理部５ａが出力した冷却材温度信号を入力する。第１データ処理部７はさらに、反応度計６が出力した反応度信号ρ（ｔ）を入力する。第１データ処理部７は、これらの入力データを特異値分解した成分を出力する。
【００３０】
図２は、第２データ処理部８の構成を示す。第２データ処理部８は、組み合わせ部１４、自己相関スクリーニング部１５、温度係数算出部１６、外挿部１７、高コヒーレンスデータ個数計数部１８及び高感度減速材温度係数算出部１９を備える。これらの各部は、第２データ処理部８が備えるコンピュータの記憶装置に記憶されたプログラムが演算制御装置によって読み出されて実行されることにより実現される。第２データ処理部８は、第１データ処理部７から入力した特異値分解の成分を用いて減速材温度係数を算出して出力する。
【００３１】
出力部１０は、コンピュータにより実現される。出力部１０は、温度係数判定部１１と表示装置１２とを備える。温度係数判定部１１は第２データ処理部８から受け取った減速材温度係数を、設計値との比較及び許容値との比較を行った結果と共に、表示装置１２に表示する。
【００３２】
温度係数判定部１１の出力は、原子炉の動作を制御するプラントコンピュータ１３に送信され、原子炉の制御に使用される。
【００３３】
次に、図３に示されたデータ処理のフローを参照して、以上に説明された構成を備える減速材温度係数測定装置１の動作について説明する。
【００３４】
コールドレグに設置された冷却材温度検出器が、冷却材の温度を時系列的に測定して冷却材温度信号ＴＡ（ｔ）〜ＴＤ（ｔ）（図３においては、まとめてＴ（ｔ）と書かれている）を出力する。測定された冷却材温度の例が、図４に示されている。冷却材温度信号ＴＡ（ｔ）〜ＴＤ（ｔ）は、Ａ／Ｄ変換器３によりデジタルデータに変換され記憶装置４に登録される。
【００３５】
時間遅れ処理部５ａは、記憶装置４から冷却材温度信号Ｔ（ｔ）を読み出し、時間遅れ処理を行う。この処理は、例えば、冷却材温度信号が反応度信号に対して相対的に遅れている場合、冷却材温度信号のデータに対して、反応度信号のデータが時間遅れするように行われる。換言すれば、反応度信号のデータが冷却材温度信号のデータに対して時間が進むように時間を進める処理が行われる。以下、冷却材温度信号の時間を進める処理について説明する。
【００３６】
以下に示されるように、それぞれ時間の進みが異なる複数の冷却材温度信号が生成される。例えば、
第０の冷却材温度信号Ｔ０（ｔ）は、記憶装置４から読み出されたＴ（ｔ）と同じである。
第１の冷却材温度信号Ｔ１（ｔ）は、Ｔ（ｔ）に対して０．１秒進んだデータである。すなわち、Ｔ１（ｔ）＝Ｔ（ｔ−０．１）。
同様に、第ｉ（ｉは整数）の冷却材温度信号Ｔ１（ｔ）は、Ｔ（ｔ）に対して０．１×ｉ秒進んだデータである。すなわち、Ｔｉ（ｔ）＝Ｔ（ｔ−０．１×ｉ）。
このようにして、冷却材温度信号Ｔ０（ｔ）〜Ｔ５０（ｔ）、すなわち進み時間０〜５秒の５１個の冷却材温度信号が生成され出力される。
【００３７】
中性子束検出器が、原子炉が発生する中性子束を時系列的に検出して、中性子束信号φ（Ｎ４１）〜φ（Ｎ４４）（図３においては、まとめてφ（ｔ）と書かれている）を出力する。中性子束信号φ（ｔ）は、Ａ／Ｄ変換器３によりデジタルデータに変換されて記憶装置４に登録される。反応度計６は、中性子束信号φ（ｔ）を用いて反応度を計算し、反応度信号ρ（ｔ）を出力する。
【００３８】
第１データ処理部７は、時間遅れ処理部５ａと反応度計６からデータを入力する。ここで、第１データ処理部７が入力するデータの種類について整理する。
冷却材温度信号Ｔ０（ｔ）〜Ｔ５０（ｔ）は、入力部２に入力される４種類の冷却材温度信号ＴＡ〜ＴＤに対応して４種類存在する。すなわち第１データ処理部７は、冷却材温度を時系列的に示す４×５１種類のデータを入力する。
反応度信号ρ（ｔ）は、入力部２に入力される４種類の中性子束信号φ（Ｎ４１）〜φ（Ｎ４４）に対応して４種類存在する。すなわち第１データ処理部７は、反応度を時系列的に示す４種類のデータを入力する。
【００３９】
第１データ処理部７は、４×５１種類の冷却材温度信号の各々に対して、時系列の時間軸方向に特異値分解を行い、Ｎ個の成分Ｔ´ｉ＝１，Ｎ（ｔ）に分解する。ｉは、特異値分解によって得られた成分の各々を特定する添え字である。第１データ処理部７はさらに、４種類の反応度信号ρの各々に対して、時系列の時間軸方向に特異値分解を行い、Ｎ個の成分ρ´ｊ＝１，Ｎ（ｔ）に分解する。ｊは、特異値分解によって得られた成分の各々を特定する添え字である。
【００４０】
以下の第２データ処理部８以降の処理では、冷却材温度信号Ｔ０（ｔ）〜Ｔ５０（ｔ）と、それに対して０秒〜５秒、遅い時刻に対応する中性子束信号φ（ｔ）に基づいて算出される反応度ρ（ｔ）との相関が計算される。この時間遅れ処理の物理的な意味は、次のようなものである。原子炉内を流れる冷却材は、コールドレグから流入し、炉心槽に沿って下部プレナムまで下向きに流れてから炉心に到達する。コールドレグの温度が検出される位置にある冷却材が炉心に到達するまでには、数秒程度の時間遅れが存在する場合がある。すなわち、冷却材温度の変化に応答した中性子束の変化が生じるまでに数秒程度の時間遅れが存在する場合がある。したがって、冷却材温度と中性子束から算出される反応度ρ（ｔ）との相関を検出するためには、冷却材温度と、その冷却材温度に対して時間遅れ処理された中性子束から算出される反応度ρ（ｔ）の相関を取ることが適切であると考えられる。また、温度検出器はホットレグに設置することも可能である。その場合は逆に、冷却材温度と、その冷却材温度に対して時間進め処理された中性子束から算出される反応度ρ（ｔ）の相関を取ることが適切である。
【００４１】
第２データ処理部８の組み合わせ部１４は、Ｔ´ｉ＝１，Ｎ（ｔ）とρ´ｊ＝１，Ｎ（ｔ）とからなる対を、すべてのｉ（１以上Ｎ以下）とｊ（１以上Ｎ以下）の組み合わせについて生成する。その結果、一組のＴ（ｔ），φ（ｔ）から、Ｎ×Ｎ個のＴ´（ｔ）とρ´（ｔ）の対［Ｔ´ｉ（ｔ），ρ´ｊ（ｔ）］が生成される。Ｔ（ｔ），φ（ｔ）の組は上記のように４×５１種類存在するため、対［Ｔ´ｉ（ｔ），ρ´ｊ（ｔ）］は結果として４×５１×Ｎ×Ｎ個生成される。
【００４２】
第２データ処理部８の自己相関スクリーニング部１５は、各々の対［Ｔ´ｉ（ｔ），ρ´ｊ（ｔ）］について、Ｔ´ｉ（ｔ）とρ´ｊ（ｔ）の自己相関関数を用いて相関の強い信号の組み合わせを高自己相関対［Ｔ´ｍ（ｔ），ρ´ｎ（ｔ）］として抽出する。相関の強い信号の組み合わせを抽出する手法としては、例えば各々の対［Ｔ´ｉ（ｔ），ρ´ｊ（ｔ）］についてＴ´ｉ（ｔ）の正規化された自己相関関数とρ´ｊ（ｔ）の正規化された自己相関関数との差を時間積分して得られた値が最も小さい信号の組み合わせを高自己相関対［Ｔ´ｍ（ｔ），ρ´ｎ（ｔ）］として抽出することが好ましい。
【００４３】
第２データ処理部８の温度係数算出部１６は、フーリエ変換を用いて、各々の高自己相関対［Ｔ´ｍ（ｔ），ρ´ｎ（ｔ）］について、自己及び相互パワースペクトル密度関数を用いてＭＴＣ（減速材温度係数、または減速材温度反応度係数）とコヒーレンスとを周波数毎に計算する。図５は、計算されたコヒーレンスとＭＴＣとをプロットした図を示す。
【００４４】
コヒーレンスＣＯＨは、αをＭＴＣの値とすると、ＣＯＨ＝α×Ｔ／ρで示される。ρ，α，Ｔはρ≒α×Ｔの関係を満たすので、ＣＯＨ＝１のときのαが真のＭＴＣの値に近いと考えられる。
【００４５】
外挿部１７は、図５に示されるコヒーレンスとＭＴＣとの相関関係を最小二乗法等により求め、その相関関係を外挿して、コヒーレンス１．０のときのＭＴＣを計算する。このような計算により、各々の高自己相関対［Ｔ´ｍ（ｔ），ρ´ｎ（ｔ）］に対して一つのＭＴＣが算出される。
【００４６】
高コヒーレンスデータ個数計数部１８は、図５にプロットされているようなコヒーレンスとＭＴＣの対を示す点のなかで、設定された基準よりもコヒーレンスが大きい点の数を高コヒーレンスデータ数ＮＣＯＨとして数える。この数が多いことは、外挿の幅が小さいことを意味し、ＣＯＨ＝１．０に外挿して得られたＭＴＣの値の信頼性が高いことを意味する。
【００４７】
図６は、高自己相関対［Ｔ´ｍ（ｔ），ρ´ｎ（ｔ）］の各々に対して、高コヒーレンスデータ数ＮＣＯＨとＭＴＣとを対応づけてプロットした図を示している。この図において、横軸ＮＣＯＨが大きいほど、コヒーレンスが大きいデータが多く得られたために信頼性が高いデータであることを示している。この図を参照すると、右側に行くほど、ＭＴＣのばらつきが小さくなる傾向が見て取られる。特に、ＮＣＯＨが所定の判定基準よりも大きい領域では、ＭＴＣのばらつきが小さい。第２データ処理部８の高感度減速材温度係数算出部１９は、こうした傾向性を利用して、真の値に近いと思われるＭＴＣを高感度ＭＴＣ２０として算出する。例えばＮＣＯＨが所定の判定基準よりも大きい領域のＭＴＣを平均することにより、高感度ＭＴＣが算出される。
【００４８】
図１に戻って、算出された高感度ＭＴＣは、温度係数判定部１１に送信される。温度係数判定部１１は、データベース９から温度係数の設計上の予測値や、上限・下限値を読み出し、第２データ処理部８から受信した高感度ＭＴＣと共に表示装置１２に表示する。
【００４９】
本実施の形態における減速材温度係数測定装置の変形例として、沸騰水型原子炉のボイド反応度係数を測定するボイド反応度係数測定装置を実現することができる。この場合、原子炉の計測値に基づいてボイド率を時系列的に算出するボイド率計算部が併用される。そして入力部２は、減速材温度係数測定装置１における冷却材温度信号に代えて、ボイド率計算部によって算出されたボイド率の時系列的な信号を入力する。以下の計算は、冷却材温度信号をボイド率に読み替えて、本実施の形態と同様に行われる。結果として、減速材温度係数に代えて、ボイド反応度係数が算出される。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１は、減速材温度係数測定装置の構成を示す。
【図２】図２は、第２データ処理部の構成を示す。
【図３】図３は、データ処理のフローを示す。
【図４】図４は、冷却材温度の測定値の例を示す。
【図５】図５は、自己相関の大きい冷却材温度と反応度の対についてフーリエ変換により求められたコヒーレンスとＭＴＣの関係を示す。
【図６】図６は、高コヒーレンスデータ個数とＭＴＣの関係を示す。
【符号の説明】
【００５１】
１…減速材温度係数測定装置
２…入力部
３…Ａ／Ｄ変換器
４…記憶装置
５…データ処理部
５ａ…時間遅れ処理部
６…反応度計
７…第１データ処理部
８…第２データ処理部
９…データベース
１０…出力部
１１…温度係数判定部
１２…表示装置
１３…プラントコンピュータ
１４…組み合わせ部
１５…自己相関スクリーニング部
１６…温度係数算出部
１７…外挿部
１８…高コヒーレンスデータ個数計数部
１９…高感度減速材温度係数算出部
【図１】
2008045972.tif 000003
【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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