(57)【要約】【課題】測定精度を安定させることができる原子炉出力測定装置13を提供する。【解決手段】防護管21内にコア部材22を配置し、防護管21とコア部材22との間に断熱部25を設ける。コア部材22の断熱部25に面する位置とこの断熱部25から外れた非断熱部26に面する位置との温度差を測定する熱電対28を設ける。温度差からガンマ量を間接的に測定するガンマサーモメータ14を構成する。原子炉内に案内管33を設置し、案内管33内にガンマサーモメータ14を配置する。案内管33内に流す炉水34によってガンマサーモメータ14を冷却する。炉水34は空気に比べて熱伝導性が高いため、案内管33とガンマサーモメータ14との間の距離が変化しても、炉水34によるガンマサーモメータ14の冷却のばらつきが少ない。炉水34によるガンマサーモメータ14の冷却が安定し、ガンマサーモメータ14による測定精度が安定する。【選択図】図１
2008082966.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉水が流れる案内管と、
防護管、この防護管の内面に接するとともに防護管の軸方向の一部との間には断熱部を介して防護管内に配置されたコア部材、およびこのコア部材の断熱部に面する位置とこの断熱部から外れた非断熱部に面する位置との温度差を測定する温度センサを有し、前記案内管内に挿通された測定装置本体と
を具備していることを特徴とする原子炉出力測定装置。
【請求項２】
案内管を流れる炉水の流れによって測定装置本体が案内管の中心にセンタリングされる
ことを特徴とする請求項１記載の原子炉出力測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子炉の出力を測定する原子炉出力測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）や加圧水型原子炉（ＰＷＲ）などの原子炉の出力を測定する原子炉出力測定装置として、原子炉内の放射線であって特にガンマ線が照射された物質の発熱量が放射線量に比例することに着目して作られたガンマサーモメータを用いたものがある。
【０００３】
このガンマサーモメータは、防護管内にステンレスなどのコア部材が配置されるとともに、防護管とコア部材との間に軸方向に間隔をあけて断熱部を構成する複数の環状空隙部が設けられ、コア部材の環状空隙部に面する位置と環状空隙部から軸方向に外れた非断熱部の位置との温度差を測定する熱電対が設けられている。
【０００４】
そして、ガンマサーモメータは、ステンレスなどのコア部材が原子炉内の放射線であって特にガンマ線の吸収や非弾性散乱によってエネルギーを吸収して発熱し、コア部材に発生した熱が防護管を通じて外部へ流出する際に、断熱部である環状空隙部とこの環状空隙部から軸方向に外れた非断熱部との温度差を熱電対により測定し、この温度差からガンマ線量つまり原子炉の出力を測定する（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
加圧水型原子炉（ＰＷＲ）において、ガンマサーモメータを設置する場合、原子炉内に案内管を設置し、この案内管内にガンマサーモメータを配置している。案内管とガンマサーモメータとの間は、気体の層であって、通常、空気の層としている。
【０００６】
また、原子炉出力測定装置としては、中性子との反応物質としてウラン同位体を使用し、原子炉内の中性子を測定する核分裂電離箱（以下、ＬＰＲＭという）があるが、このＬＰＲＭを案内管内に一緒に配置することもある。
【特許文献１】特公昭６１−６１３６０号公報（第３−４頁、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ガンマサーモメータは、断熱部と非断熱部との温度差からガンマ線量を間接的に測定するため、ガンマサーモメータの外部に流出する熱の冷却が常に安定していることが測定精度の安定に重要となっている。
【０００８】
しかし、加圧水型原子炉（ＰＷＲ）では、案内管とガンマサーモメータとの間は水などに比べて断熱作用がある空気の層としているため、原子炉の振動により案内管内でガンマサーモメータが振動し、案内管とガンマサーモメータとの間の空気の層の厚さが変化することにより、断熱作用が変化してガンマサーモメータの冷却にばらつきが発生し、測定精度にばらつきが発生しやすくなる。
【０００９】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、測定精度を安定させることができる原子炉出力測定装置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】
【００１０】
本発明は、炉水が流れる案内管と、防護管、この防護管の内面に接するとともに防護管の軸方向の一部との間には断熱部を介して防護管内に配置されたコア部材、およびこのコア部材の断熱部に面する位置とこの断熱部から外れた非断熱部に面する位置との温度差を測定する温度センサを有し、前記案内管内に挿通された測定装置本体とを具備しているものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、空気に比べて熱伝導性が高い炉水が流れる案内管内に測定装置本体を挿通することにより、案内管と測定装置本体との間の距離が変化しても測定装置本体の冷却のばらつきを少なくでき、測定精度を安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１３】
図２に示すように、11は加圧水型原子炉（ＰＷＲ）の圧力容器で、この圧力容器11の内部に炉心12が設置され、この炉心12に原子炉出力測定装置13の測定装置本体としてのガンマサーモメータ14が設置されている。このガンマサーモメータ14の測定信号は圧力容器11の外部に設置された原子炉出力測定装置13の測定回路15に取り出され、この測定回路15により原子炉出力を測定する。
【００１４】
ガンマサーモメータ14は、炉心12の位置に配置される実感部16を有し、この実感部16には複数のセンサ部17が軸方向に間隔をあけて設けられている。
【００１５】
図１に示すように、ガンマサーモメータ14は、円筒状の一重管構造とするステンレス製の防護管21を有し、この防護管21内に原子炉内の放射線であって特にガンマ線の吸収や非弾性散乱によってエネルギーを吸収して発熱する例えばステンレスなどの金属製のコア部材22が配置されている。
【００１６】
コア部材22は、中空状に形成され、外周面が防護管21の内周面に密接されている。コア部材22の外周部には、各センサ部17の位置に対応して防護管21との間に凹環状の環状空隙部24が形成されている。この環状空隙部24内には、アルゴン（Ａｒ）などの不活性ガスが充填されている。そして、コア部材22の環状空隙部24に面する位置が環状空隙部24によって断熱性が高い断熱部25として構成され、環状空隙部24に面する位置から軸方向に外れた位置が断熱部25より断熱性が低い非断熱部26として構成されている。
【００１７】
コア部材22の内側には、被覆管27がコア部材22に密着するように配置されている。この被覆管27内には、各センサ部17に配置される複数の温度センサとしての差動型熱電対である熱電対28、および発熱体としてのヒータ29が配置されている。
【００１８】
被覆管27は、金属製で、この被覆管27内の中央にヒータ29が配置されるとともにこのヒータ29の周りに複数の熱電対28が放射状に配列された後、ドローイングにて被覆管27が縮径され、熱電対28とヒータ29との軸方向の接触長さ長くして熱伝導の向上が図られている。
【００１９】
各熱電対28は、コア部材22の断熱部25の位置に対応した熱接点30と、非断熱部26の位置に対応した冷接点31との温度差を測定するものであり、そのために、熱接点30と冷接点31との間をクロメルにし、その他をアルメルにすることによって温度差を測定するように構成されている。なお、クロメルおよびアルメルに関しては、その例に限らず、熱接点30と冷接点31との間をアルメルにし、その他をクロメルにしてもよい。
【００２０】
ヒータ29は、通電により発熱するニクロム線などの発熱体が用いられている。このヒータ29は原子炉内で使用中のガンマサーモメータ14を校正するためのもので、ヒータ29に通電するときの電流抵抗などから発熱量を計算し、その発熱量から熱接点30と冷接点31との温度差を測定して感度を計算する。
【００２１】
また、原子炉の圧力容器11内には円筒状の案内管33が設置され、この案内管33内の中心軸に沿ってガンマサーモメータ14が配置されている。案内管33内には、純水である炉水34が図示しない炉水循環手段によって案内管33の一端から他端へ向けて一方向に流れて循環される。この案内管33内を流れる炉水34の流量は、ガンマサーモメータ14の冷却効率を安定させることが可能な流量に設定されており、このように流量が設定される炉水34の流れによってガンマサーモメータ14を案内管33の中心にセンタリング可能としている。炉水34の温度は２８６℃程度となる。
【００２２】
そして、原子炉の運転時には、放射線、特にガンマ線の照射を受けたガンマサーモメータ14が発熱する。コア部材22の断熱部25である環状空隙部24の内側で発生する熱は環状空隙部24内の不活性ガスで断熱されて防護管21に伝達されにくく、コア部材22の非断熱部26で発生する熱は防護管21に伝達されるとともに防護管21の外面から炉水34に放熱され、そのため、コア部材22の断熱部25と非断熱部26とで温度差が発生する。例えば、断熱部25の熱接点30は３５０℃程度となり、非断熱部26の冷接点31は炉水34の温度より数℃高い程度となる。
【００２３】
このコア部材22の断熱部25と非断熱部26とで温度差を熱電対28で測定し、測定回路15で出力を測定する。測定回路15では、測定された温度差がガンマ線の強度と比例することから、ガンマ線の強度を間接的に測定でき、それから原子炉の出力を測定できる。
【００２４】
また、ヒータ29に通電して発熱させ、コア部材22を加熱することにより、コア部材22はガンマ線による発熱と類似した温度分布となり、熱電対28の感度を校正することができる。
【００２５】
また、案内管33内を流れる炉水34によってガンマサーモメータ14を冷却する。炉水34は空気に比べて熱伝導性が高いため、原子炉の振動により案内管33内でガンマサーモメータ14が振動し、案内管33とガンマサーモメータ14との間の距離が変化しても、炉水34によるガンマサーモメータ14の冷却のばらつきは少なくなる。そのため、炉水34によるガンマサーモメータ14の冷却が安定し、ガンマサーモメータ14による測定精度を安定させることができる。
【００２６】
さらに、案内管33内を流れる炉水34の流量は、ガンマサーモメータ14の冷却効率を安定させることが可能な流量に設定されており、このように流量が設定される炉水34の流れによってガンマサーモメータ14を案内管33の中心にセンタリング可能としている。そのため、案内管33とガンマサーモメータ14との間の距離を一定に保つことができ、この点でも、炉水34によるガンマサーモメータ14の冷却が安定し、ガンマサーモメータ14による測定精度を安定させることができる。
【００２７】
また、原子炉出力を測定するのに、ガンマサーモメータ14と併用して、中性子との反応物質としてウラン同位体を使用し、原子炉内の中性子を測定する核分裂電離箱（以下、ＬＰＲＭという）を用いてもよい。これらガンマサーモメータ14とＬＰＲＭとを併用する場合、案内管33内にガンマサーモメータ14とＬＰＲＭとを一緒に配置する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施の形態を示す原子炉出力測定装置の断面図である。
【図２】同上原子炉出力測定装置を設置した原子炉の圧力容器の断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
13    原子炉出力測定装置
14    測定装置本体としてのガンマサーモメータ
21    防護管
22    コア部材
25    断熱部
26    非断熱部
28    温度センサとしての熱電対
33    案内管
34    炉水
【図１】
2008082966.tif 000003
【図２】
2008082966.tif 000004