(57)【要約】【課題】原子炉の出力運転中の制御棒誤引き抜き事象における原子炉の熱的余裕の減少分（ΔＭＣＰＲ）を低減し、発生した安全上の余裕を利用して原子炉の増出力運転を図ることにある。【解決手段】炉心内に設置した複数の局所出力領域モニタ検出器１５ａの信号を平均出力領域モニタ２０ａ〜ｆで平均して２チャンネル（Ａ系，Ｂ系）の制御棒引き抜き監視信号を作り出す機能と、この監視信号を設定値と比較して制御棒引き抜き阻止の指令３９を出す機能を有する制御棒引き抜き監視装置１において、制御棒引き抜き監視信号のバイパス許可設定値を原子炉出力あるいはそれに相当する指標に対して設け、前記指標がバイパス許可設定値より小さな場合には２チャンネルの制御棒引き抜き監視信号のうち１個の信号をバイパス可能とし、前記指標がバイパス許可設定値より大きな場合には全チャンネルの信号を制御棒引き抜き監視信号として使用し、バイパスを禁止する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉炉心内に設置した複数の局所出力領域モニタ検出器信号を平均して２チャンネルまたは複数チャンネルの制御棒引き抜き監視信号を作り出す機能と、この監視信号を設定値と比較して制御棒引き抜き阻止の指令を出す機能を有する制御棒引き抜き監視装置において、制御棒引き抜き監視信号のバイパス許可設定値を原子炉出力あるいはそれに相当する指標に対して設け、前記指標がバイパス許可設定値より小さな場合には２チャンネルまたは複数チャンネルの制御棒引き抜き監視信号のうち１個以上の信号をバイパス可能とし、前記指標がバイパス許可設定値より大きな場合には全チャンネルの信号を制御棒引き抜き監視信号として使用し、バイパスを禁止することを特徴とする制御棒引き抜き監視装置。
【請求項２】
請求項１において、前記バイパス許可設定値として、定格出力の７０％から９０％の範囲の値を設定することを特徴とする制御棒引き抜き監視装置。
【請求項３】
原子炉炉心内に設置した複数の局所出力領域モニタ検出器信号を平均して２チャンネルまたは複数チャンネルの制御棒引き抜き監視信号を作り出す機能と、この監視信号を設定値と比較して制御棒引き抜き阻止の指令を出す機能を有する制御棒引き抜き監視装置において、制御棒引き抜き監視装置のバイパス許可設定値を炉心流量あるいは再循環流量に相当する指標に対して設け、前記指標がバイパス許可設定値より小さな場合には２チャンネルまたは複数チャンネルの制御棒引き抜き監視信号のうち１個以上の信号をバイパス可能とし、前記指標がバイパス許可設定値より大きな場合には全チャンネルの信号を制御棒引き抜き監視信号として使用し、バイパスを禁止することを特徴とする制御棒引き抜き監視装置。
【請求項４】
請求項３において、バイパス許可設定値として、定格流量の６０％から９０％の範囲の値を設定することを特徴とする制御棒引き抜き監視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、沸騰水型原子炉における制御棒引き抜き監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
制御棒引き抜き監視装置（Ｒｏｄ    Ｂｌｏｃｋ    Ｍｏｎｉｔｏｒ    以下、ＲＢＭと略称する。）は、誤操作により制御棒を連続して引き抜いた場合でも燃料棒破損の発生を防止するように制御棒の引き抜きを阻止する装置である。ＲＢＭは、Ａ、Ｂの２チャンネルがあり、各チャンネルは局所出力領域モニタ（Ｌｏｃａｌ    Ｐｏｗｅｒ    Ｒａｎｇｅ    Ｍｏｎｉｔｏｒ    以下、ＬＰＲＭと略称する。）の検出器信号を平均してＲＢＭの指示値を作り出す機能と、この指示値を設定値と比較して制御棒引き抜き阻止の指令を出す機能を有する。
図８は、沸騰水型原子炉（Ｂｏｉｌｉｎｇ    Ｗａｔｅｒ    Ｒｅａｃｔｏｒ    以下、ＢＷＲと略称する。）の炉心内の一部を上方から見た平面図であり、ＬＰＲＭ検出器集合体１０ａ〜１０ｄの位置を示したものである。ＬＰＲＭ検出器集合体１０ａ〜１０ｄは燃料集合体１１のコーナー部外側の間隙に設置されている。運転員が制御棒１２ａを引き抜き制御棒として選択した時には、引き抜き制御棒１２ａに最も近接した４体のＬＰＲＭ検出器集合体１０ａ〜１０ｄに属するＬＰＲＭ検出器出力がＲＢＭに取り込まれる。
【０００３】
図９は、２チャンネルのＲＢＭへのＬＰＲＭ検出器出力の分配方法を示した模式図である。ＬＰＲＭ検出器集合体１０ａは軸方向に４個のＬＰＲＭ検出器１５ａ〜１５ｄを有している。このＬＰＲＭ検出器は小型の核分裂計数管からなる中性子束検出器である。他のＬＰＲＭ検出器集合体１０ｂ〜１０ｄａも同様にそれぞれ４個のＬＰＲＭ検出器１５ｅ〜１５ｐを有している。合計１６個のＬＰＲＭ検出器出力は、高さ方向位置ＡとＣに属する８個がＲＢＭのＡチャンネル３ａに、高さ方向位置ＢとＤに属する８個がＲＢＭのＢチャンネル３ｂに分配され、ＲＢＭは取り込んだ各８個のＬＰＲＭ検出器出力を平均する。
原子炉内には、多数のＬＰＲＭ検出器（例えば１，１００ＭＷｅ級のＢＷＲでは１７２個）が設置されており、平均出力領域モニタ（Ａｖｅｒａｇｅ    Ｐｏｗｅｒ    Ｒａｎｇｅ    Ｍｏｎｉｔｏｒ    以下、ＡＰＲＭと略称する。）は平均化操作によって原子炉平均出力レベルを検出する。ＲＢＭは、ＡＰＲＭ指示値とＬＰＲＭ検出器指示値を入力し、取り込んだＬＰＲＭ検出器指示値の平均値が制御棒引き抜き阻止設定レベルより高い場合には制御棒駆動装置に制御棒引き抜き阻止信号を発信してそれ以上の制御棒引き抜きを阻止する。なお、ＲＢＭ各チャンネルに取り込まれる最大８個のＬＰＲＭ検出器のうち、その半数の検出器信号を使用状態から切り離す（以下、バイパスと呼ぶ。）ことが可能である。
【０００４】
図１０は、原子炉の運転特性曲線６１とＲＢＭの制御棒引き抜き阻止設定レベル６０の一例を示した模式図である。再循環流量が１００％より小さい場合には制御棒引き抜き阻止設定レベル６０は再循環流量の関数で設定されている。例えば再循環流量がＦ％（定格流量を１００％とする。）のとき、原子炉出力あるいはＡＰＲＭ指示値はＧ％（原子炉出力１００％のときのＡＰＲＭ指示値を１００％とする。）であるが、このときＲＢＭが取り込んだＬＰＲＭ検出器指示値の平均値がＰ％を超えると、制御棒引き抜き阻止信号を発生する。再循環流量が１００％を超える領域では、制御棒引き抜き阻止設定レベル６０は、この例では出力１０５％の一定値に設定されている。すなわち、ＲＢＭが取り込んだＬＰＲＭ検出器指示値の平均値が原子炉出力１００％のときのＡＰＲＭ指示値と比べて５％以上大きい場合に制御棒引き抜き阻止信号を発生する。
ＲＢＭは、原子炉出力が下限設定値Ｈ（例えば３０％出力）以上の場合には２チャンネルのうち一方のチャンネルをバイパスすることができる。この機能により、ＲＢＭの一方のチャンネルが故障した時でも監視機能を満足でき、原子力プラント運転中においてもＲＢＭの保守点検や調整、較正等の作業を実施することができる。また、ＲＢＭは、原子炉出力が下限設定値Ｈ以下の場合には、自動的に２チャンネルともバイパスされる。なお、ＲＢＭの各チャンネルは、安全保護機能を喪失しないようにそれぞれ二重化されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ＢＷＲでは、原子炉の熱的な余裕を限界出力比（Ｍｉｎｉｍｕｍ    Ｃｒｉｔｉｃａｌ    Ｐｏｗｅｒ    Ｒａｔｉｏ    以下、ＭＣＰＲと略称する。）という指標で表わす。ＭＣＰＲは、核沸騰から膜沸騰あるいは蒸気冷却への沸騰遷移を起こす燃料集合体出力Ｐｃと現在の燃料集合体出力Ｐとの比（Ｐｃ／Ｐ）で定義するものである。異常な過渡変化時におけるＭＣＰＲは、通常運転時のＭＣＰＲより減少するのが一般的であり、その減少分をΔＭＣＰＲと呼ぶ。幾つかある異常な過渡変化事象のうちΔＭＣＰＲが最大の事象をリミティング事象と呼び、通常運転時の熱出力はそのときのΔＭＣＰＲ分だけ余裕を持って（低出力で）設計されている。
原子炉の異常な過渡変化事象の一つとして、出力運転時に制御棒を誤って連続的に引き抜く出力運転中の制御棒誤引き抜き事象がある。この事象が発生すると、原子炉全体の出力増加は少ないが、引き抜いた制御棒近傍の燃料集合体出力が顕著に増加し、その燃料集合体の熱的余裕が減少する。
従来技術による制御棒引き抜き監視装置を使用した場合は、出力運転中の制御棒誤引き抜き事象の解析は、２チャンネルのＲＢＭのうち、引き抜く制御棒に対する応答が敏感なチャンネル（通常Ｂチャンネル）をバイパスした状態で評価する。さらに、応答の遅いＡチャンネルのＲＢＭに取り込まれる８個のＬＰＲＭ信号のうち半数のＬＰＲＭ信号がバイパスされ、応答の遅い４個のＬＰＲＭ信号を使用した最も保守的な場合を想定して評価する。出力運転中の制御棒誤引き抜き事象のΔＭＣＰＲ（０．１３程度）は、リミティング事象である負荷の喪失事象や給水加熱喪失事象のΔＭＣＰＲ（０．１５程度）に次ぐものとなっていた。
近年の研究で、ＢＷＲでは核沸騰から蒸気冷却への沸騰遷移（ドライアウトと呼ぶ。）が発生しても短時間で核沸騰に復帰すれば、燃料棒の健全性に問題がないという知見が得られてきた。この知見に基づいて異常な過渡変化事象に対する原子炉設置許可基準の見直しが進められている。短時間のドライアウトが許容されれば、短時間で核沸騰に復帰する負荷の喪失事象は通常運転時の原子炉熱出力を決定するリミティング事象ではなくなる。また、給水加熱喪失事象も、炉心出力空間分布の影響を詳細に評価すれば、ΔＭＣＰＲが０．０８程度になることがわかってきた。その結果、短時間のドライアウトを許容する基準の下では出力運転中の制御棒誤引き抜き事象がリミティング事象となる可能性があることがわかった。
【０００６】
本発明の課題は、原子炉の出力運転中において、制御棒誤引き抜き事象の発生時における原子炉の熱的余裕の減少分（ΔＭＣＰＲ）を低減し、発生した安全上の余裕を利用して原子炉の増出力運転を図ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、原子炉出力が低出力の領域では複数チャンネルのＲＢＭ信号のうち１個以上の信号をバイパス可能とし、高出力領域では全チャンネルの信号をＲＢＭ信号として使用し、バイパスを禁止する。
ここで、原子炉出力の低出力領域と高出力領域の境界を定格出力の７０％から９０％の範囲に設定する。
また、炉心流量あるいは再循環流量が低流量の領域では複数チャンネルのＲＢＭ信号のうち１個以上の信号をバイパス可能とし、高流量領域では全チャンネルの信号をＲＢＭ信号として使用し、バイパスを禁止することを特徴とする。
ここで、炉心流量あるいは再循環流量の低流量領域と高流量領域の境界を定格流量の６０％から９０％の範囲に設定する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
図３は、本発明の一実施形態による制御棒引き抜き監視装置の主要回路の構成図である。
原子炉炉心内に設置されたＬＰＲＭ検出器１５ａは、核分裂電離箱による中性子検出器であり、中央制御室内に設置された局所出力領域モニタ（ＬＰＲＭ）１６ａは、ＬＰＲＭ検出器１５ａからの直流電流を増幅して中性子束レベルを計測する。１，１００ＭＷｅ級のＢＷＲでは、ＬＰＲＭ検出器は１００個以上あるが、各ＬＰＲＭ検出器で計測した中性子束を表わすＬＰＲＭの出力信号３６は径方向、高さ方向の配置がほぼ均等になるような組み合わせで、６個の平均出力領域モニタ（ＡＰＲＭ）２０ａ〜２０ｆに約２０個づつ分配する。ＡＰＲＭは、取り込んだ複数のＬＰＲＭ出力信号３６を平均化する。
制御棒引き抜き監視装置（ＲＢＭ）１は、２つのユニット（Ａチャンネル３ａとＢチャンネル３ｂ）で構成されている。
ＲＢＭ    Ａチャンネル３ａには、図９の高さ方向Ａ、Ｃ位置にある全ＬＰＲＭ検出器に対応するＬＰＲＭ出力信号３７が伝達される。また、３個のＡＰＲＭ（２０ａ、２０ｃ、２０ｅ）信号３０ａ、３０ｃ、３０ｅを取り込み、この信号を平均処理して原子炉の平均出力指示値を計算する。また、ＲＢＭ    Ａチャンネル３ａには、流量計測ユニットＡ（２１ａ）を接続している。流量計測ユニットＡ（２１ａ）は、再循環ポンプ流量や炉心支持板差圧から再循環流量を計測し、再循環流量あるいは炉心流量３１をＲＢＭ    Ａチャンネル３ａに伝達する。
ＲＢＭ    Ｂチャンネル３ｂには、図９の高さ方向Ｂ、Ｄ位置にある全ＬＰＲＭ検出器に対応するＬＰＲＭ出力信号３８が伝達される。また、３個のＡＰＲＭ（２０ｂ、２０ｄ、２０ｆ）信号３０ｂ、３０ｄ、３０ｆを取り込み、この信号を平均処理して原子炉の平均出力指示値を計算する。また、ＲＢＭ    Ｂチャンネル３ｂには、流量計測ユニットＢ（２１ｂ）を接続し、再循環流量あるいは炉心流量３１をＲＢＭ    Ｂチャンネル３ｂに伝達する。
【０００９】
以下の構成と機能は、ＲＢＭ    Ａチャンネル３ａとＲＢＭ    Ｂチャンネル３ｂで共通であるので、ＲＢＭ    Ａチャンネル３ａで代表して説明する。
制御棒選択モジュール２２は、運転員が中央制御盤のマンマシンインターフェース（ＭＭＩ）２３を介して操作する制御棒を選択する機能を有し、ＲＢＭ    Ａチャンネル３ａには制御棒選択モジュール２２から選択した制御棒位置情報３２が伝達される。
操作制御棒が選択されると、ＲＢＭ    Ａチャンネル３ａでは、この操作制御棒位置情報３２をもとに、操作制御棒近傍の高さ方向Ａ、Ｃ位置にあるＬＰＲＭ信号（最大８個）を選択し、ＭＭＩ（２３）から入力されたＬＰＲＭバイパス情報を考慮して平均処理し、ＡチャンネルのＲＢＭ平均出力（以下、ＲＢＭ指示値と呼ぶ。）を算出する。さらに、このＲＢＭ指示値とＡチャンネルのＡＰＲＭ平均出力指示値を比較し、ＲＢＭ指示値がＡＰＲＭ平均出力指示値より小さい場合にはＡＰＲＭ平均出力指示値に等しくなるように較正する。ＲＢＭ指示値がＡＰＲＭ平均出力指示値より大きい場合にはＲＢＭ指示値をそのまま使用する。また、ＲＢＭ    Ａチャンネル３ａは、ＭＭＩ（２３）に対してＲＢＭ指示値３５ａを出力する。
運転員が制御棒引き抜き操作を開始すると、ＭＭＩ（２３）から制御棒引き抜き信号３４ａがＲＢＭ    Ａチャンネル３ａに伝達される。ＲＢＭ    Ａチャンネル３ａには、図１０の実線６０の如く、再循環流量に対する制御棒引き抜き阻止設定レベルの関係が設定されている。ＲＢＭ    Ａチャンネル３ａは、現在の再循環流量に対する制御棒引き抜き阻止設定値を算出し、制御棒引き抜き阻止設定値とＲＢＭ指示値を比較し、ＲＢＭ指示値が制御棒引き抜き阻止設定値を超えたときには、制御棒駆動装置２４に制御棒引き抜き阻止信号３９ａを伝達する。
制御棒駆動装置２４は、制御棒引き抜き阻止信号３９がＲＢＭ    Ａチャンネル３ａとＲＢＭ    Ｂチャンネル３ｂのいずれか一方あるいは両方で発生したときに、制御棒の引き抜きを停止する。
【００１０】
運転員は、保守点検などを目的として、ＭＭＩ（２３）を介してＲＢＭ    Ａチャンネル３ａとＲＢＭ    Ｂチャンネル３ｂのいずれかをバイパスする指令をＲＢＭ（１）に伝達できるが、本発明では従来技術と異なり、ＲＢＭ    のバイパスを禁止する機能を有する。
図１は、本実施形態におけるＲＢＭバイパスの許可、禁止領域の一例を示す模式図である。本実施形態によるＲＢＭは、ＲＢＭバイパスを禁止する領域、運転員の指示により一方のＲＢＭバイパスを許容する領域、ＲＢＭを自動的にバイパスする領域を有し、ＡＰＲＭ指示値によってこの３区分を自動的に判定する。図１では、一例として、ＲＢＭバイパス許可設定値６２を７０％出力、ＲＢＭを自動的にバイパスする設定値Ｈを３０％に設定している。
運転員がＲＢＭ    Ａチャンネル３ａをバイパスする指示をＭＭＩ（２３）を介してＲＢＭ（１）に出したとする。ＲＢＭ    Ａチャンネル３ａは、このとき、現在のＡＰＲＭ平均出力指示値Ｇと予め設定されていたＲＢＭバイパス許可設定値６２を比較し、もし、ＡＰＲＭ平均出力指示値ＧがＲＢＭバイパス許可設定値６２を超えていない場合には、ＲＢＭ指示値をバイパスする。ＡＰＲＭ平均出力指示値ＧがＲＢＭバイパス許可設定値６２を超えている場合には、ＲＢＭ    Ａチャンネル３ａのバイパスを拒否し、ＭＭＩ（２３）にＲＢＭ    Ａチャンネル３ａがバイパスできないことを表示する。また、既にＲＢＭ    Ａチャンネル３ａがバイパスされているときに、制御棒の引き抜き操作によってＡＰＲＭ平均出力指示値ＧがＲＢＭバイパス許可設定値６２を超えた場合には、ＲＢＭ    Ａチャンネル３ａのバイパスを解除し、ＭＭＩ（２３）にＲＢＭ    Ａチャンネル３ａのバイパスを解除したことを表示する。
運転員がＲＢＭ    Ｂチャンネル３ｂをバイパスする指示を出した時の動作も、ＲＢＭ    Ａチャンネル３ａと同様である。
また、ＲＢＭは、原子炉出力が下限設定値Ｈ以下の場合には自動的に２チャンネルともバイパスされる。
【００１１】
以下、図４を用いて、本実施形態によって出力運転中の制御棒誤引き抜き事象のΔＭＣＰＲが低減する理由を説明する。
図４（ａ）は、全挿入した１体の制御棒を徐々に引き抜いたときのＲＢＭ    ＡチャンネルのＲＢＭ指示値６６とＲＢＭ    ＢチャンネルのＲＢＭ指示値６７の一例を示した模式図である。再循環流量初期値は１００％、ＲＢＭ指示値の初期値は１００％出力時のＡＰＲＭ平均出力指示値と等しくしている。ＢＷＲの制御棒は炉心下部に引き抜かれるので、全挿入した制御棒を引き抜くと、最初は炉心上部の中性子束および熱出力が上昇する。このため、ＬＰＲＭ検出器位置の高いＲＢＭ    Ｂチャンネルの方がＲＢＭ    Ａチャンネルより指示値の増加が大きく、少ない制御棒引き抜き量でＲＢＭ指示値が制御棒引き抜き阻止設定値（ここでは１０５％）に到達する。
図４（ｂ）は、このときの燃料集合体の熱的余裕の低下量（ΔＭＣＰＲ）を示した模式図である。ＲＢＭ    Ｂチャンネルが制御棒引き抜き阻止設定値に達したときに制御棒引き抜きを停止すると、ΔＭＣＰＲは０．０７、ＲＢＭ    Ａチャンネルが制御棒引き抜き阻止設定値に達したときに制御棒引き抜きを停止するとΔＭＣＰＲは０．１３となった。
従来技術のＲＢＭは、無条件でＲＢＭの片方のチャンネルをバイパスできる。原子炉許認可評価では、保守的に考えてより応答の速いＲＢＭ    Ｂチャンネルのバイパスを想定する必要があるので、出力運転中の制御棒誤引き抜き事象のΔＭＣＰＲは上の例では０．１３となる。一方、本実施形態では、高出力領域ではＲＢＭのバイパスを認めないので、出力運転中の制御棒誤引き抜き事象のΔＭＣＰＲは０．０７となり、ΔＭＣＰＲを低減できる。
運転中の制御棒誤引き抜き事象のΔＭＣＰＲが０．１３から０．０７に低減したことは、原子炉出力に換算すると、約５％の余裕に相当する。すなわち、原子炉初期出力が１００％でＲＢＭのバイパスを禁止したときの上記過渡事象の熱的余裕の最小値と、原子炉初期出力が９５％で片方のＲＢＭのバイパスを許容したときの上記過渡事象の熱的余裕の最小値がほぼ等しい。この点からＲＢＭバイパス許可設定値は、原子炉出力約９０％以下に設定することが現実的である。
【００１２】
本発明を適用すると、高出力領域でＲＢＭのバイパスができないので、従来技術より原子炉起動時や保守点検時の使い勝手が悪くなることが懸念されるが、以下その懸念のないことを説明する。
図５は、制御棒引き抜きが頻繁に行われ、制御棒誤引き抜き事象の発生する確率が相対的に高いと考えられる原子炉起動時の原子炉出力時間変化７０の模式図である。直線ｂ−ｃ、直線ｄ−ｅ、直線ｆ−ｇ、直線ｉ−ｊは制御棒を引き抜いて原子炉出力を増加している区間であり、直線ｇ−ｈ、直線ｊ−ｋは再循環流量を増加して原子炉出力を増加している区間である。直線ｈ−ｉは、再循環流量を減少させるとともに制御棒を挿入して原子炉出力を減少させている区間である。
原子炉出力が７０％未満の時は主に制御棒により原子炉出力を制御する。原子炉出力が６０〜７０％以上になると、原子炉出力は主に再循環流量で制御する。原子炉出力が７０％以上になると、制御棒を挿入して出力を低下させることはあっても制御棒を引き抜くことは殆どないことがわかる。
制御棒の引き抜き操作が行われる機会として、他に炉心サイクル末期に燃焼反応度を補償するために制御棒挿入パターンを交換する場合がある。このときも、燃料の安全性を考慮して制御棒の引き抜きは原子炉出力を約６０％以下に落してから実施する。
したがって、７０％以上の原子炉出力領域においてＲＢＭのバイパスを禁止しても、高出力で制御棒を引き抜く機会が殆どないため、原子炉の運用は従来と変わらず、使い勝手が悪くなることはない。
【００１３】
このように、本実施形態では、出力運転中の制御棒誤引き抜き事象のΔＭＣＰＲ（０．１３程度）を半減することができ、出力運転中の制御棒誤引き抜き事象が短時間のドライアウトを許容する基準の下でのリミティング事象ではなくなる。このときのリミティング事象のΔＭＣＰＲは、０．０８程度となり、現行炉心のΔＭＣＰＲ（０．１５程度）と比較すると、原子炉出力に換算して約５〜６％の熱的余裕が発生する。すなわち、通常の原子炉出力を５〜６％増加した増出力運転が可能となり、経済性の向上を図ることができる。
【００１４】
上記実施形態では、ＲＢＭのバイパス許可設定値をＡＰＲＭ出力としたが、再循環流量で判定することもできる。
図２は、本発明における他のバイパス許可設定値の一例を示す模式図であり、原子炉出力と再循環流量は、原子炉の運転特性曲線６１で示されている。図２では、再循環流量８０％にＲＢＭのバイパス許可設定値６３を定めている。
例えば、運転員がＲＢＭ    Ａチャンネル３ａをバイパスする指示をＭＭＩ（２３）を介してＲＢＭ（１）に出したとする。ＲＢＭ    Ａチャンネル３ａは、このとき、現在の再循環流量Ｆと予め設定されていたＲＢＭバイパス許可設定値６３を比較し、もし、再循環流量ＦがＲＢＭバイパス許可設定値６３を超えていない場合には、ＲＢＭ指示値をバイパスする。再循環流量ＦがＲＢＭバイパス許可設定値６３を超えている場合には、ＲＢＭ    Ａチャンネル３ａのバイパスを拒否し、ＭＭＩ（２３）にＲＢＭがバイパスできないことを伝達する。ＭＭＩ（２３）は運転員のためにＲＢＭがバイパスできないことを表示する。また、既にＲＢＭＡチャンネル３ａがバイパスされているときに、再循環流量の増加操作によって再循環流量がＲＢＭバイパス許可設定値６３を超えた場合には、ＲＢＭ    Ａチャンネル３ａのバイパスを解除し、ＭＭＩ（２３）はＲＢＭ    Ａチャンネル３ａのバイパスを解除したことを表示するとともに、その時刻等を記録する。
運転員がＲＢＭ    Ｂチャンネル３ｂをバイパスする指示を出した時の動作も、ＲＢＭ    Ａチャンネル３ａと同様である。
また、ＲＢＭは、原子炉出力が下限設定値Ｈ以下の場合には自動的に２チャンネルともバイパスされる。
ＲＢＭバイパス許可設定値６３は、運転特性曲線６１から定格出力７０％から９０％に対応する再循環流量である定格流量比６０％から９０％の範囲に設定することが現実的である。
【００１５】
上記実施形態では、いずれもＲＢＭのバイパス禁止判定をＲＢＭ各チャンネル３ａ、３ｂで実施したが、ＭＭＩ（２３）とＲＢＭ（１）の中間段階で実施することも可能である。
図６は、本発明の他の実施形態による制御棒引き抜き監視装置の主要回路の構成図である。記号の意味は図３の主要回路の構成図と同じである。
本実施形態では、バイパス選択装置２５をＲＢＭ（１）とは別に設置する。バイパス選択装置２５は、ＲＢＭ    Ａチャンネル３ａからＡＰＲＭ平均出力指示値４５ａを、ＲＢＭ    Ｂチャンネル３ｂからＡＰＲＭ平均出力指示値４５ｂを入力する。バイパス選択装置２５は、ＭＭＩ（２３）からＲＢＭの一方のチャンネルをバイパスするように指令４３を受信すると、ＡＰＲＭ平均出力指示値４５ａ、４５ｂをＲＢＭバイパス許可設定値６２と比較する。もし、ＡＰＲＭ平均出力指示値４５ａおよび４５ｂがＲＢＭバイパス許可設定値６２を超えていない場合には、ＲＢＭ（１）にＲＢＭのバイパス指令４２を伝達する。
一方、ＡＰＲＭ平均出力指示値４５ａあるいは４５ｂがＲＢＭバイパス許可設定値６２を超えている場合には、バイパス選択装置２５はＲＢＭ（１）にはバイパス信号を伝達せず、ＭＭＩ（２３）にＲＢＭがバイパスできないことを伝達する。ＭＭＩ（２３）は、運転員のためにＲＢＭがバイパスできないことを表示する。
また、バイパス選択装置２５は、ＡＰＲＭ平均出力指示値４５ａと４５ｂを監視し、片方のチャンネルがバイパスされた状態でＡＰＲＭ平均出力指示値４５ａあるいは４５ｂがＲＢＭバイパス許可設定値６２を超えた場合には、ＲＢＭ（１）に自動的にバイパス解除信号を送信する。また、ＭＭＩ（２３）にＲＢＭのバイパスが解除されたことを伝達し、ＭＭＩ（２３）は、運転員のためにＲＢＭのバイパスが解除されたことを表示する。
本実施形態では、バイパス許可設定値をＡＰＲＭ出力で判定したが、再循環流量で判定することも可能である。その場合には、バイパス選択装置２５は流量計測ユニット２１から再循環流量情報３１を取り込む構成になる。
本実施形態の利点は、既存のＢＷＲに本実施形態を適用する場合に、ＲＢＭの改造が不要であり、バイパス選択装置２５を導入するだけで本実施形態の機能が実現できるため、既存設備の改造期間を短縮でき、改造経費を低減できることにある。
【００１６】
以上の実施形態では、ＲＢＭはいずれも２チャンネルで構成されていたが、本発明は、３チャンネル以上のチャンネルからなる制御棒引き抜き監視装置にも適用できる。
図７は、本発明を適用する六角形の燃料集合体を使用したＢＷＲにおけるＬＰＲＭ検出器出力のＲＢＭへの分配方法の一例を示した模式図である。この原子炉は、高さ方向に３か所のＬＰＲＭ検出器を有している。運転員が１か所の制御棒を引き抜き制御棒として選択した時には、引き抜き制御棒に最も近接した３体のＬＰＲＭ検出器集合体１０ａ〜１０ｃに属するＬＰＲＭ検出器出力がＲＢＭに取り込まれる。ＲＢＭは３チャンネル（３ａ、３ｂ、３ｃ）から構成され、同じ高さ位置のＬＰＲＭ検出器出力を平均してＲＢＭ平均出力とする。
運転員がＲＢＭのいずれか一つのチャンネルをバイパスする指示を出した場合、ＲＢＭは、現在のＡＰＲＭ平均出力指示値と予め設定されていたＲＢＭバイパス許可設定値を比較し、もしＡＰＲＭ平均出力指示値がＲＢＭバイパス許可設定値を超えていない場合には、指定したチャンネルのＲＢＭ指示値をバイパスする。ＡＰＲＭ平均出力指示値がＲＢＭバイパス許可設定値を超えている場合には、ＲＢＭチャンネルのバイパスを拒否し、ＭＭＩにＲＢＭがバイパスできないことを表示する。また、既にＲＢＭの１チャンネルがバイパスされているときに、制御棒の引き抜き操作等によってＡＰＲＭ平均出力指示値がＲＢＭバイパス許可設定値を超えた場合には、ＲＢＭのバイパスを解除し、ＭＭＩにＲＢＭのバイパスを解除したことを表示する。
このように、ＲＢＭのバイパス許可設定値以上でＲＢＭのバイパスを禁止する本発明を適用することで、ＲＢＭのバイパスを無条件に認めた場合と比べて、この原子炉の出力運転中の制御棒誤引き抜き事象のΔＭＣＰＲを減少できる。
【００１７】
以上の本発明の実施形態では、ＲＢＭのバイパス許可設定値であるＡＰＲＭ平均出力指示値あるいは再循環流量は他のパラメータに依存しない一定値としたが、ＡＰＲＭ平均出力指示値を再循環流量の関数としたり、再循環流量を原子炉出力（ＡＰＲＭ平均出力指示値）の関数とすることも可能である。
また、これまでの実施形態では、一度に１体の制御棒を操作するタイプの原子炉に対応した制御棒引き抜き監視装置を例に説明したが、本発明は、同時に複数の制御棒を引き抜くギャング引き抜きに対応したマルチチャンネル制御棒引き抜き監視装置に対しても適用できる。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、出力運転中の制御棒誤引き抜き事象の発生時における原子炉の熱的余裕の減少分（ΔＭＣＰＲ）を低減することができる。その結果、短時間のドライアウトを許容する原子炉設置許可基準のもとでは異常な過渡変化事象のΔＭＣＰＲを低減し、熱的余裕を向上させることができ、ここで発生した安全上の余裕を利用して通常運転時の熱出力レベルを上げた増出力運転が可能となり、比出力の高い経済的な原子炉を提供することができる。
また、バイパス選択装置を制御棒引き抜き監視装置（ＲＢＭ）とは別に設置することにより、ＲＢＭの改造が不要であり、既存設備の改造期間を短縮でき、改造経費を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるＲＢＭバイパスの許可、禁止領域の一例を示す模式図
【図２】本発明におけるＲＢＭバイパスの許可、禁止領域の他の例を示す模式図
【図３】本発明の一実施形態による制御棒引き抜き監視装置の主要回路の構成図
【図４】本発明の効果を表わす全挿入した１体の制御棒を徐々に引き抜いたときのＲＢＭ    ＡチャンネルとＢチャンネルのＲＢＭ指示値の一例を示した模式図（ａ）およびこのときの燃料集合体熱的余裕の低下量（ΔＭＣＰＲ）を示した模式図（ｂ）
【図５】原子炉起動時の原子炉出力時間変化の模式図
【図６】本発明の他の実施形態による制御棒引き抜き監視装置の主要回路の構成図
【図７】３チャンネルのＲＢＭへのＬＰＲＭ検出器出力の分配方法を示した模式図
【図８】ＬＰＲＭ検出器集合体の位置を示すＢＷＲ炉心内の一部を上方から見た平面図
【図９】２チャンネルのＲＢＭへのＬＰＲＭ検出器出力の分配方法を示した模式図
【図１０】原子炉の運転特性曲線とＲＢＭの制御棒引き抜き阻止設定ラインの一例を示した模式図
【符号の説明】
１…制御棒引き抜き監視装置（ＲＢＭ）、３ａ…ＲＢＭ（Ａチャンネル）、３ｂ…ＲＢＭ（Ｂチャンネル）、１０ａ〜１０ｄ…ＬＰＲＭ検出器集合体、１１…燃料集合体、１２ａ〜１２ｄ…制御棒、１５ａ〜１５ｐ…ＬＰＲＭ検出器、１６ａ，１６ｂ…局所出力領域モニタ（ＬＰＲＭ）、２０ａ〜２０ｆ…平均出力領域モニタ（ＡＰＲＭ）、２１ａ，２１ｂ…流量計測ユニット、２２…制御棒選択モジュール、２３…マンマシンインターフェース（ＭＭＩ）、２４…制御棒駆動装置、２５…バイパス選択装置、３０ａ〜３０ｆ…ＡＰＲＭ出力、３１…再循環流量あるいは炉心流量信号、３２…選択制御棒位置情報、３４…ＭＭＩからＲＢＭへの入力信号（制御棒引き抜き指令，ＲＢＭバイパス指令）、３５…ＲＢＭからＭＭＩへの出力信号（ＲＢＭ平均出力信号）、３６，３７，３８…ＬＰＲＭ出力、３９…制御棒引き抜き阻止信号、４５…ＡＰＲＭ平均出力指示値、６０…制御棒引き抜き阻止設定ライン、６１…運転特性曲線、６２，６３…ＲＢＭバイパス許可設定値
【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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