(57)【要約】【課題】演算処理部の演算処理機能に影響を及ぼさずにディスクリ特性、プラトー特性等を測定することができる起動領域モニタ検査試験装置を提供する。【解決手段】本発明に係る起動領域モニタシステム検査試験装置は、原子炉における原子炉圧力容器内の中性子束を測定する中性子束検出器と、前記中性子束検出器から検出器出力の電気信号を増幅する前置増幅器２と、前記前置増幅器２からの電気信号を処理するパルス系測定部４と、前記パルス系測定部４に一定電圧を印加するディスクリ電圧設定部８と、前記中性子束検出器に電圧を印加する電圧設定部９と、前記パルス系測定部４の出力信号から原子炉の原子炉出力を演算する演算処理部６と、前記演算処理部６で演算された結果を外部に出力する出力部７と、前記ディスクリ電圧設定部８又は前記電圧設定部９の電圧を設定する検査試験部１０と、から構成される【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉における原子炉圧力容器内の中性子束を測定する中性子束検出器と、前記中性子束検出器からの検出器出力の電気信号を増幅する前置増幅器と、前記前置増幅器からの電気信号を処理するパルス系測定部と、前記パルス系測定部に一定電圧を印加するディスクリ電圧設定部と、前記中性子束検出器に電圧を印加する電圧設定部と、前記パルス系測定部の出力信号から原子炉の原子炉出力を演算する演算処理部と、前記演算処理部で演算された結果を外部に出力する出力部と、前記ディスクリ電圧設定部又は前記電圧設定部の電圧を設定する検査試験部と、を有することを特徴とする原子炉の起動領域モニタシステム検査試験装置。
【請求項２】
原子炉における原子炉圧力容器内の中性子束を測定する中性子束検出器と、前記中性子束検出器から検出器出力の電気信号を増幅する前置増幅器と、前記前置増幅器からの電気信号を処理するパルス系測定部と、前記前置増幅器からの電気信号を処理するキャンベル系測定部と、前記パルス系測定部に一定電圧を印加するディスクリ電圧設定部と、前記中性子束検出器に電圧を印加する電圧設定部と、前記パルス系測定部の出力信号から原子炉の原子炉出力を演算する演算処理部と、前記演算処理部で演算された結果を外部に出力する出力部と、前記ディスクリ電圧設定部又は前記電圧設定部の電圧を設定する検査試験部と、を有することを特徴とする原子炉の起動領域モニタシステム検査試験装置。
【請求項３】
前記検査試験部は、一定時間ごとに異なる電圧を設定することを特徴とする請求項１又は２記載の起動領域モニタシステム検査試験装置。
【請求項４】
前記検査試験部は、前記電圧の電圧範囲、電圧間隔又は印加時間間隔を任意に設定できることを特徴とする請求項３記載の起動領域モニタシステム検査試験装置。
【請求項５】
前記検査試験部は、前記演算処理部又は前記出力部から演算等に使用するパラメータ、演算途中のデータ又は原子炉出力の評価結果データを保存する機能を有することを特徴とぅる請求項１乃至４いずれか１項記載の起動領域モニタシステム検査試験装置。
【請求項６】
情報端末に接続され前記検査試験部とデータの入出力を行う外部伝送部をさらに有することを特徴とする請求項１又は２記載の原子炉の起動領域モニタシステム検査試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子炉起動に際して原子炉の出力を監視する起動領域モニタシステムに関し、特に、起動領域モニタシステムの特性を検査試験する起動領域モニタシステム検査試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の起動領域モニタシステムを図３に示す。図３に示す起動領域モニタシステムは、原子炉における原子炉圧力容器内の中性子束を測定するＳＲＮＭ中性子束検出器１（運転開始領域中性子束検出器；Start  up  Ranged  Neutron  Monitor）と、このＳＲＮＭ中性子束検出器１から検出器出力の電気信号を受け増幅するＳＲＮＭ前置増幅器２と、ＳＲＮＭ前置増幅器２からの電気信号を受け、その信号から所要の情報を演算し原子炉の原子炉出力を監視するモニタ３から構成される。
【０００３】
モニタ３は、ＳＲＮＭ前置増幅器２からの電気信号のパルス成分が、ディスクリ電圧設定部８で設定されたある一定電圧を超えた数を計数するパルス系測定部４と、ＳＲＮＭ前置増幅器２からの電気信号のある周波数帯の脈動の二乗平均値を測定するキャンベル系測定部５、ＳＲＮＭ前置増幅器２からの電気信号をパルス系測定部４とキャンベル系測定部５に分ける信号選択部１３と、パルス系測定部４およびキャンベル系測定部５からの情報から原子炉の原子炉出力を演算する演算処理部６と、演算処理部６で演算された結果を表示する表示部１４と、モニタの各構成の異常を診断する診断部１５と、演算処理部６で演算された結果を外部に出力する出力部７と、ＳＲＮＭ検出器１に印加する高圧電圧を設定する電圧設定部９と、から構成されている。
【０００４】
演算処理部６は、バス１６を介し各ブロックに対し演算処理部６のＣＰＵが指示を出したり、データの収集を行う。また、演算処理部６は、起動領域モニタシステムの特性試験を行う機能を有しており、適宜、起動領域モニタシステムのディスクリ特性、プラトー特性の測定を行っているが、それらは起動領域モニタシステムの機能の一部としてソフトウェアにて実施している。
【０００５】
放射線センサは、印加電圧に対する出力電流特性を有している。この出力電流特性は、一般にプラトー特性と呼ばれている。また、ガンマ線環境下の中性子パルスの感度特性とガンマ線がないときの中性子パルスの感度特性とが相違する。このガンマ線に起因する感度特性は、ディスクリ特性と呼ばれている。このような起動領域モニタシステムの先行技術文献例として下記特許文献１〜３が挙げられる。
【特許文献１】特開平４−２９０８５号公報
【特許文献２】特開平８−２０１５２６号公報
【特許文献３】特開２０００−１１１６５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した起動領域モニタシステムにおいては、演算処理部６がディスクリ特性、プラトー特性の測定をモニタシステムのソフトウェアに基づいて実施しているが、他の演算処理機能と切り離せないため、ソフトウェアの一部を変更した場合であっても、特性試験機能を含むモニタシステム全体の検証や健全性確認などを行う必要があった。
【０００７】
また、ディスクリ特性、プラトー特性の測定に関する部分のソフトウェアの故障であっても、他の演算処理機能と切り離せないため、全体の演算処理機能に影響を及ぼす可能性があった。
【０００８】
本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、演算処理部６の演算処理機能に影響を及ぼさずにディスクリ特性、プラトー特性等を測定することができる起動領域モニタ検査試験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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る起動領域モニタシステム検査試験装置は、原子炉における原子炉圧力容器内の中性子束を測定する中性子束検出器と、前記中性子束検出器からの検出器出力の電気信号を増幅する前置増幅器と、前記前置増幅器からの電気信号を処理するパルス系測定部と、前記パルス系測定部に一定電圧を印加するディスクリ電圧設定部と、前記中性子束検出器に電圧を印加する電圧設定部と、前記パルス系測定部の出力信号から原子炉の原子炉出力を演算する演算処理部と、前記演算処理部で演算された結果を外部に出力する出力部と、前記ディスクリ電圧設定部又は前記電圧設定部の電圧を設定する検査試験部と、を有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る起動領域モニタシステム検査試験装置は、原子炉における原子炉圧力容器内の中性子束を測定する中性子束検出器と、前記中性子束検出器から検出器出力の電気信号を増幅する前置増幅器と、前記前置増幅器からの電気信号を処理するパルス系測定部と、前記前置増幅器からの電気信号を処理するキャンベル系測定部と、前記パルス系測定部に一定電圧を印加するディスクリ電圧設定部と、前記中性子束検出器に電圧を印加する電圧設定部と、前記パルス系測定部の出力信号から原子炉の原子炉出力を演算する演算処理部と、前記演算処理部で演算された結果を外部に出力する出力部と、前記ディスクリ電圧設定部又は前記電圧設定部の電圧を設定する検査試験部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る起動領域モニタシステム検査試験装置によれば、演算処理機能に影響を及ぼさずに検査試験を実施することができるとともに、モニタシステムの検証や健全性確認を効率的に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る起動領域モニタシステム検査試験装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１３】
（第１の実施の形態）
本発明に係る第１の実施の形態を図１を用いて説明する。
【００１４】
第１の実施の形態に係る起動領域モニタシステムは、原子炉における原子炉圧力容器内の中性子束を測定するＳＲＮＭ中性子束検出器１と、このＳＲＮＭ中性子束検出器１から検出器出力の電気信号を受け増幅するＳＲＮＭ前置増幅器２と、ＳＲＮＭ前置増幅器２からの電気信号を受け、その信号から所要の情報を演算し原子炉の原子炉出力を監視するモニタ３から構成される。
【００１５】
また、モニタ３は、ＳＲＮＭ前置増幅器２からの電気信号のパルス成分が、ディスクリ電圧設定部８で設定されたある一定電圧を超えた数を計数するパルス系測定部４と、ＳＲＮＭ前置増幅器２からの電気信号のある周波数帯の脈動の二乗平均値を測定するキャンベル系測定部５と、パルス系測定部４およびキャンベル系測定部５からの出力信号から原子炉の原子炉出力を演算する演算処理部６と、演算処理部６で演算された結果を外部に出力する出力部７と、ＳＲＮＭ中性子束検出器１に印加する高圧電圧を設定する電圧設定部９と、ディスクリ電圧設定部８及び電圧設定部９に対し、ディスクリ電圧や高圧電圧を可変に設定することができる検査試験部１０と、から構成されている。
【００１６】
このように構成された本第１の実施の形態において、原子炉が起動されると、原子炉からは中性子束が放射される。このためＳＲＮＭ中性子束検出器１により、原子炉出力すなわち原子炉圧力容器内における中性子束が計測され、ＳＲＮＭ中性子束検出器１の検出器出力がＳＲＮＭ前置増幅器２に与えられる。
【００１７】
ＳＲＮＭ前置増幅器２は、入力された電気信号の出力周波数帯域を制限し、増幅および整形してパルス系測定部４とキャンベル系測定部５に出力する。
【００１８】
原子炉の起動時のように原子炉出力が１０−９％〜１０−４％でありＳＲＮＭ検出器１における中性子束の検出器出力が低い場合には、パルス系測定部４でＳＲＮＭ前置増幅器２からの電気信号の波高値とディスクリ電圧設定部８で設定された波高値とを比較し、電気信号の波高値が設定された波高値以上となる数を検出器出力パルスのパルス数として計測し、演算処理部６に与える。
【００１９】
演算処理部６は、計測された検出器出力パルスのパルス数を原子炉出力の出力レベルに変換することにより、原子炉の低出力時における原子炉出力を評価し、評価結果を出力部７に与える。
【００２０】
一方、原子炉出力が１０−５％〜１０％でありＳＲＮＭ中性子束検出器１における中性子束の検出器出力が高い場合には、キャンベル系測定部５において、ＳＲＮＭ中性子束検出器１の検出器出力パルスの重なりで生じる揺らぎ成分のパワーを測定するいわゆるキャンベル法の原理に基づくキャンベル計測処理が実行され、検出器出力パルスを特定の周波数帯域に制限し２乗平均値を算出し、演算処理部６に与える。
【００２１】
演算処理部６は、計測された検出器出力パルスの２乗平均値を原子炉出力の出力レベルに変換することにより、原子炉の高出力時における原子炉出力を評価し、評価結果を出力部７に与える。さらに、演算処理部６は、原子炉出力の評価結果に基づいて原子炉の少なくとも起動時の原子炉出力を連続的に監視及び評価する。
【００２２】
また、ＳＲＮＭ中性子束検出器１には、ＳＲＮＭ前置増幅器２を介し、中性子束を測定するために電圧設定部９にて設定された一定電圧が印加されている。
【００２３】
次に、検査試験部１０の機能及び動作態様について説明する。
ディスクリ特性を測定する際は、検査試験部１０においてディスクリ電圧設定部８で設定する波高値をある一定時間ごとに、異なる電圧を、例えば一定の電圧ずつ自動で変化させるように電圧を設定し、原子炉出力の評価結果から、モニタ３に入力された電気信号の波高分布特性を測定する。
【００２４】
プラトー測定する際は、検査試験部１０においてＳＲＮＭ中性子束検出器１に印加する高圧電圧をある一定時間ごとに、異なる電圧を、例えば一定の電圧ずつ自動で変化させるように電圧を設定し、原子炉出力の評価結果から、モニタ３に入力された電気信号のプラトー特性を測定する。
【００２５】
前記検査試験部１０は、ディスクリ電圧設定部又は前記高圧電圧設定部が印加する電圧の印加電圧範囲、印加電圧間隔又は印加時間間隔を任意に設定できるように設計されている。
【００２６】
また、検査試験部１０は、演算処理部６や出力部７から演算等に使用するパラメータや演算途中のデータや原子炉出力の評価結果などのデータを保存する機能を有している。
【００２７】
本第１の実施の形態によれば、ディスクリ特性やプラトー測定などを行う検査試験機能を、演算処理部などの演算処理機能と分離して設けたので、演算処理機能に影響を及ぼさない試験検査を実施することができるとともに、モニタシステムの検証や健全性確認を効率的に行うことができる。
【００２８】
さらに、検査試験部に異常が生じても起動領域モニタシステムの演算処理機能に影響を及ぼさないので、原子炉出力を連続的かつ確実に監視及び評価することができる。
【００２９】
さらに、検査試験部１０は、原子炉出力を連続的に監視及び評価する間は必要ではなく、ディスクリ特性やプラトー測定などを行う際のみあればよいので、一般に６〜１０台使用する起動領域モニタに対し、そのうちの１台にのみ設置し共有してもよく、それによりコスト節減が図れるとともに、台数が減るため故障率も低減できる。
【００３０】
また、検査試験部１０は、ディスクリ特性測定時に、設定したディスクリ電圧と原子炉出力の評価結果の関係を示す波高分布特性から、正常に中性子束を測定できる通常監視時の最適なディスクリ電圧をディスクリ電圧設定部８に与えることができる。
【００３１】
さらに、検査試験部１０は、演算途中のデータを保存する機能を有するので、検証や解析も容易に実施できる。
【００３２】
（第２の実施の形態）
次に、本発明に係る起動領域モニタシステム検査試験装置の第２の実施の形態を図２を用いて説明する。なお、第１の実施の形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３３】
第２の実施の形態に係る起動領域モニタシステム検査試験装置は、第１の実施の形態の構成に、外部伝送を行う外部伝送部１１、その外部伝送部１１に接続されたパソコン１２を付加した構成となっている。
【００３４】
このように構成された本第２の実施の形態において、パソコン１２は、ディスクリ特性を測定する際に検査試験部１０で設定するディスクリ電圧設定部８で設定する波高値をある一定時間ごとに、ある電圧ずつ自動で変化させるように設定し、その時の原子炉出力の評価結果から、モニタ３に入力された電気信号の波高分布特性を測定し、表示したりデータを保存したりする。
【００３５】
パソコン１２は、プラトー測定する際に、検査試験部１０においてＳＲＮＭ検出器１に印加する高圧電圧をある一定時間ごとに、ある電圧ずつ自動で変化させるように設定し、原子炉出力の評価結果から、モニタ３に入力された電気信号のプラトー特性を測定し、表示したりデータを保存したりする。
【００３６】
外部伝送部１１は、パソコン１２との伝送信号を検査試験部１０との伝送信号に変換するとともに、パソコン１２からモニタ３内部に影響を及ぼさないように伝送信号を絶縁する。
【００３７】
本第２の実施の形態によれば、パソコン１２に内蔵されたソフトウェアによりディスクリ特性やプラトー測定の結果をグラフィック化できるとともに、内蔵されたハードディスクなどの大容量メモリに保存できる。その結果、検査試験部１０から直接データを取得したり、プリンタ等を接続する必要がなくなるため、検査試験の一層の効率化を図ることができる。
【００３８】
また、パソコン１２を利用することで、グラフィック機能をモニタ３側が持つ必要がなくなる。その結果、複雑な機能を有さないモニタを利用することができるため、長期にわたって本モニタシステムを利用できる。
【００３９】
さらに、パソコン１２に内蔵されたハードディスクなどの大容量メモリに演算途中のデータや原子炉出力の評価結果などを長期に保存できるため、評価結果のトレンドなどの検証や解析が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る起動領域モニタシステム検査試験装置の構成図。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る起動領域モニタシステム検査試験装置の構成図。
【図３】従来の起動領域モニタシステムの構成図。
【符号の説明】
【００４１】
１…ＳＲＮＭ検出器、２…ＳＲＮＭ前置増幅器、３…モニタ、４…パルス系測定部、５…キャンベル系測定部、６…演算処理部、７…出力部、８…ディスクリ電圧設定部、９…電圧設定部、１０…検査試験部、１１…外部伝送部、１２…パソコン、１３…信号選択部、１４…表示部、１５…診断部、１６…バス。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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