(57)【要約】【課題】炉内外校正式の精度を向上させること。【解決手段】この炉内外核計装校正用データの作成方法は、まず、原子炉の測定データを入力条件として、炉心追跡解析により現時点における最確の炉心状態を解析し、前記原子炉の炉心の状態を解析して中性子束分布を求める。そして、温度依存性を考慮して予め求めた複数の炉外検出器応答係数から、実測値に基づいて求められる原子炉内の温度分布を評価する（ステップＳ１０１）。そして、温度分布に対応した炉外検出器応答係数を決定する（ステップＳ１０２）。決定した前記炉外検出器応答係数と、解析により求めた前記炉心の前記中性子束分布との積を求め、この結果に基づいて炉外検出器の応答を算出する（ステップＳ１０４）。そして、前記応答と前記中性子束分布に対応した前記炉心の軸方向におけるアキシャルオフセットとの炉内外校正式を得る（ステップＳ１０５）。【選択図】        図２
2005241604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉の炉心の状態を解析して中性子束分布を求める手順と、
温度依存性を考慮して予め求めた複数の炉外検出器応答係数から、実測値に基づいて求められる原子炉内の温度分布に対応した炉外検出器応答係数を決定する手順と、
決定した前記炉外検出器応答係数と、解析により求めた前記炉心の前記中性子束分布との積を求め、この結果に基づいて炉外検出器の応答を算出するとともに、前記応答と前記中性子束分布に対応した前記炉心の軸方向におけるアキシャルオフセットとの相関を求める手順と、
を含むことを特徴とする炉内外核計装校正用データの作成方法。
【請求項２】
原子炉の炉心の状態を解析して中性子束分布を求める手順と、
温度依存性を考慮して予め求めた複数の径方向の炉外検出器応答係数及び軸方向の炉外検出器応答係数から、実測値に基づいて求められる原子炉内の温度分布に対応した径方向の炉外検出器応答係数及び軸方向の炉外検出器応答係数を決定する手順と、
前記径方向の炉外検出器応答係数と、解析により求めた前記炉心の前記３次元中性子束分布との積を求めて、前記３次元中性子束分布を１次元中性子束分布に変換するとともに、前記軸方向の炉外検出器応答係数と前記１次元中性子束分布との積を求め、この結果に基づいて炉外検出器の応答を算出し、前記応答と前記３次元中性子束分布に対応した前記炉心の軸方向におけるアキシャルオフセットとの相関を求める手順と、
を含むことを特徴とする炉内外核計装校正用データの作成方法。
【請求項３】
前記炉外検出器応答係数を求める際には、炉心の軸に垂直な断面内において、炉心の単位区分の大きさを変化させることを特徴とする請求項１又は２に記載の炉内外核計装校正用データの作成方法。
【請求項４】
前記単位区分は、炉心の外周部を炉心の内部よりも細かくすることを特徴とする請求項３に記載の炉内外核計装校正用データの作成方法。
【請求項５】
前記中性子束分布を求める手順においては、原子炉の測定データを入力条件として炉心追跡解析し、現時点における最確の炉心状態を解析することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の炉内外核計装校正用データの作成方法。
【請求項６】
前記請求項１〜５のいずれか一つに記載された炉内外核計装校正用データの作成方法を、コンピュータに実行させることを特徴とする炉内外核計装校正用データの作成用コンピュータプログラム。
【請求項７】
現時点での炉心を対象として今後の炉心燃焼予測解析を実行することで、現時点以降の炉内アキシャルオフセットを予測する手順と、
現時点以降における炉外アキシャルオフセットを予測する手順と、
前記炉外アキシャルオフセットと前記炉内アキシャルオフセットとの差を求め、この差に基づいて炉内外校正時期を決定する手順と、
を含むことを特徴とする炉内外核計装校正時期決定方法。
【請求項８】
前記炉内アキシャルオフセットを予測する手順においては、原子炉の測定データを入力条件として炉心追跡解析し、現時点における最確の炉心状態を解析することを特徴とする請求項７に記載の炉内外核計装校正時期決定方法。
【請求項９】
前記請求項７又は８に記載された炉内外核計装校正用データの作成方法を、コンピュータに実行させることを特徴とする炉内外核計装校正用炉内外核計装校正時期決定用コンピュータプログラム。
【請求項１０】
原子炉の炉心の状態を解析して、前記原子炉の中性子束分布を求める炉心解析部と、
中性子の温度依存性を考慮して予め求めた複数の炉外検出器応答係数を格納する炉外検出器応答係数格納部と、
実測に基づいて求めた原子炉内の温度分布に対応した炉外検出器応答係数を決定する応答係数決定部と、
前記応答係数決定部により決定された前記炉外検出器応答係数と、前記炉心解析部により求められた前記中性子束分布との積を求め、この結果に基づいて炉外検出器の応答を算出するとともに、前記応答と前記中性子束分布に対応した前記炉心軸方向におけるアキシャルオフセットとの相関を求める炉外検出器応答演算部と、
を備えることを特徴とする炉内外核計装校正用データの作成システム。
【請求項１１】
炉外検出器応答係数格納部に格納される複数の前記炉外検出器応答係数は、前記炉心の軸に垂直な断面内において、炉心の外周部における単位区分の大きさを、炉心の内部における単位区分の大きさよりも細かくして求められることを特徴とする請求項１０に記載の炉内外核計装校正用データの作成システム。
【請求項１２】
前記炉心解析部は、原子炉の測定データを入力条件として炉心追跡解析し、現時点における最確の炉心状態を解析することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の炉内外核計装校正用データの作成システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炉内外核計装校正用データの作成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原子炉の運転状況を監視し制御するため、原子炉の外側には核計装（中性子検出器）を配置して、原子炉の出力を測定する。原子炉の起動時あるいは運転中においては、炉心の軸方向における出力分布と炉外に配置された核計装の指示するアキシャルオフセット（ＡＯ）の値が正確な値を示すように校正する必要がある。この校正は、原子炉内の軸方向出力分布を適度に振動させ、原子炉内出力分布及び原子炉外の核計装の出力値についてのデータをいくつかの点で取得することが必要である。
【０００３】
このようなデータを測定するためには、原子炉の軸方向出力分布に対して意図的に外乱を与えるため、原子炉の運転の経済性及び安全性の観点から、できるだけ避けることが好ましい。かかる問題を解決するため、特許文献１には、解析により予め算出した炉外核計装の応答マトリクスと、別途解析により求めた対象炉心の、複数の軸方向出力分布の各々との積を求め、この結果から上、下半部検出器の応答を算出し、当該応答と、軸方向出力分布のそれぞれのアキシャルオフセットとの相関を求めることにより、所定の校正データを取得する技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特許第１７４５１５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に開示されている技術は、原子炉の出力低下やキセノン振動を発生させることなく、原子炉の炉内外の関係を評価し、ＡＯの値を校正できるが、炉内外校正式の精度を改善する余地がある。そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、炉内外校正式の精度を向上させることのできる炉内外核計装校正用データの作成方法及び炉内外核計装校正用データの作成用コンピュータプログラム、炉内外核計装校正時期決定方法及び炉内外核計装校正時期決定用コンピュータプログラム、並びに炉内外核計装校正用データの作成システム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】
【０００６】
上述の目的を達成するために、この発明に係る炉内外核計装校正用データの作成方法は、原子炉の炉心の状態を解析して中性子束分布を求める手順と、温度依存性を考慮して予め求めた複数の炉外検出器応答係数から、実測値に基づいて求められる原子炉内の温度分布に対応した炉外検出器応答係数を決定する手順と、決定した前記炉外検出器応答係数と、解析により求めた前記炉心の前記中性子束分布との積を求め、この結果に基づいて炉外検出器の応答を算出するとともに、前記応答と前記中性子束分布に対応した前記炉心の軸方向におけるアキシャルオフセットとの相関を求める手順と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
この炉内外核計装校正用データの作成方法は、校正時点における炉心特性を対象として炉外検出器の応答を求め、この応答と、校正時点における炉心特性を対象としたアキシャルオフセットとの相関を求める。これにより、炉内外校正式の精度を大幅に向上させることができる。また、出力分布という間接的な情報ではなく、中性子束分布を直接利用するので、炉内外校正式の精度を大幅に向上させることができる。さらに、温度依存性を考慮して、最適な炉外検出器応答係数を選択するので、炉内外校正式の精度を大幅に向上させることができる。ここで、「実測値に基づいて」、とは、直接温度を測定することの他、実測した温度分布に関するパラメータ、あるいは実測した原子炉出力を原子炉内の温度分布へ変換することも含む（以下同様）。
【０００８】
次の本発明に係る炉内外核計装校正用データの作成方法は、原子炉の炉心の状態を解析して中性子束分布を求める手順と、温度依存性を考慮して予め求めた複数の径方向の炉外検出器応答係数及び軸方向の炉外検出器応答係数から、実測値に基づいて求められる原子炉内の温度分布に対応した径方向の炉外検出器応答係数及び軸方向の炉外検出器応答係数を決定する手順と、前記径方向の炉外検出器応答係数と、解析により求めた前記炉心の前記３次元中性子束分布との積を求めて、前記３次元中性子束分布を１次元中性子束分布に変換するとともに、前記軸方向の炉外検出器応答係数と前記１次元中性子束分布との積を求め、この結果に基づいて炉外検出器の応答を算出し、前記応答と前記３次元中性子束分布に対応した前記炉心の軸方向におけるアキシャルオフセットとの相関を求める手順と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
この炉内外核計装校正用データの作成方法は、校正時点における炉心特性を対象として炉外検出器の応答を求め、この応答と、校正時点における炉心特性を対象としたアキシャルオフセットとの相関を求める。これにより、炉内外校正式の精度を大幅に向上させることができる。また、出力分布という間接的な情報ではなく、中性子束分布を直接利用するので、炉内外校正式の精度を大幅に向上させることができる。さらに、温度依存性を考慮して、最適な炉外検出器応答係数を選択するので、炉内外校正式の精度を大幅に向上させることができる。また、３次元の中性子束分布を用いるので、炉内外校正式の精度を向上させることができる。
【００１０】
次の本発明に係る炉内外核計装校正用データの作成方法は、前記炉内外核計装校正用データの作成方法において、前記炉外検出器応答係数を求める際には、炉心の軸に垂直な断面内において、炉心の単位区分の大きさを変化させることを特徴とする。
【００１１】
この炉内外核計装校正用データの作成方法は、前記炉内外核計装校正用データの作成方法と同様の構成を備えるので、前記炉内外核計装校正用データの作成方法と同様の作用・効果を奏する。さらに、この炉内外核計装校正用データの作成方法は、前記炉外検出器応答係数を求める際には、炉心の単位区分の大きさを変化させる。これにより、炉外検出器応答係数が大きい部分はより細かく評価できるので、炉内外校正式の精度を向上させることができる。
【００１２】
次の本発明に係る炉内外核計装校正用データの作成方法は、前記炉内外核計装校正用データの作成方法において、前記単位区分は、炉心の外周部を炉心の内部よりも細かくすることを特徴とする。
【００１３】
この炉内外核計装校正用データの作成方法は、前記炉内外核計装校正用データの作成方法と同様の構成を備えるので、前記炉内外核計装校正用データの作成方法と同様の作用・効果を奏する。さらに、この炉内外核計装校正用データの作成方法は、炉心の単位区分は、炉心の外周部を炉心の内部よりも細かくする。これにより、炉外検出器応答係数の大きい炉心の外周部分を細かく評価できるので、炉内外校正式の精度を向上させることができる。また、炉心の中心部側では炉外検出器応答係数が小さいため、当該部の単位区分を炉心の外周部よりも大きくすることによって、計算速度を向上させることができる。
【００１４】
次の本発明に係る炉内外核計装校正用データの作成方法は、前記炉内外核計装校正用データの作成方法において、前記中性子束分布を求める手順においては、原子炉の測定データを入力条件として炉心追跡解析し、現時点における最確の炉心状態を解析することを特徴とする。
【００１５】
この炉内外核計装校正用データの作成方法は、前記炉内外核計装校正用データの作成方法と同様の構成を備えるので、前記炉内外核計装校正用データの作成方法と同様の作用・効果を奏する。さらに、この炉内外核計装校正用データの作成方法は、炉心追跡解析をする際に、これまでの燃焼履歴を含んだ、現時点における最確の炉心状態を対象とする。これにより、より最確な評価ができるので、炉内外校正式の精度を向上させることができる。
【００１６】
次の本発明に係る炉内外核計装校正用データの作成用コンピュータプログラムは、前記炉内外核計装校正用データの作成方法を、コンピュータに実行させることを特徴とする。これにより、前述の炉内外核計装校正用データの作成方法が、コンピュータを利用して実現できる。
【００１７】
次の本発明に係る炉内外核計装校正時期決定方法は、現時点での炉心を対象として今後の炉心燃焼予測解析を実行することで、現時点以降の炉内アキシャルオフセットを予測する手順と、現時点以降における炉外アキシャルオフセットを予測する手順と、前記炉外アキシャルオフセットと前記炉内アキシャルオフセットとの差を求め、この差に基づいて炉内外校正時期を決定する手順と、を含むことを特徴とする。
【００１８】
この炉内外核計装校正時期決定方法は、将来時点で予測される炉心特性を有する炉心モデルを作成し、この炉心モデルに対する炉内アキシャルオフセットと炉外アキシャルオフセットとの差を求め、この差に基づいて、適切な炉内外校正時期を決定する。これにより、炉内外校正作業は必要最小回数で済むので、炉内外校正の作業量を大幅に短縮できる。
【００１９】
次の本発明に係る炉内外核計装校正時期決定方法は、前記炉内外核計装校正時期決定方法において、前記炉内アキシャルオフセットを予測する手順においては、原子炉の測定データを入力条件として炉心追跡解析し、現時点における最確の炉心状態を解析することを特徴とする。
【００２０】
この炉内外核計装校正時期決定方法は、前記炉内外核計装校正時期決定方法と同様の構成を備えるので、前記炉内外核計装校正用データの作成方法と同様の作用・効果を奏する。さらに、この炉内外核計装校正時期決定方法は、炉心追跡解析をする際に、これまでの燃焼履歴を含んだ、現時点における最確の炉心状態を対象とする。これにより、より最確な評価ができるので、炉内外核計装校正時期をより正確に決定することができる。
【００２１】
次の本発明に係る炉内外核計装校正用データの作成用コンピュータプログラムは、前記炉内外核計装校正時期決定方法を、コンピュータに実行させることを特徴とする。これにより、前述の炉内外核計装校正時期決定方法が、コンピュータを利用して実現できる。
【００２２】
次の本発明に係る炉内外核計装校正用データの作成システムは、原子炉の炉心の状態を解析して、前記原子炉の中性子束分布を求める炉心解析部と、中性子の温度依存性を考慮して予め求めた複数の炉外検出器応答係数を格納する炉外検出器応答係数格納部と、実測に基づいて求めた原子炉内の温度分布に対応した炉外検出器応答係数を決定する応答係数決定部と、前記応答係数決定部により決定された前記炉外検出器応答係数と、前記炉心解析部により求められた前記中性子束分布との積を求め、この結果に基づいて炉外検出器の応答を算出するとともに、前記応答と前記中性子束分布に対応した前記炉心軸方向におけるアキシャルオフセットとの相関を求める炉外検出器応答演算部と、を備えることを特徴とする。
【００２３】
この炉内外核計装校正用データの作成システムは、校正時点における炉心特性を対象として炉外検出器の応答を求め、この応答と、校正時点における炉心特性を対象としたアキシャルオフセットとの相関を求める。これにより、炉内外校正式の精度を大幅に向上させることができる。また、出力分布という間接的な情報ではなく、中性子束分布を直接利用するので、炉内外校正式の精度を大幅に向上させることができる。さらに、温度依存性を考慮して、最適な炉外検出器応答係数を選択するので、炉内外校正式の精度を大幅に向上させることができる。
【００２４】
次の本発明に係る炉内外核計装校正用データの作成システムは、前記炉内外核計装校正用データの作成システムにおいて、炉外検出器応答係数格納部に格納される複数の前記炉外検出器応答係数は、前記炉心の軸に垂直な断面内において、炉心の外周部における単位区分の大きさを、炉心の内部における単位区分の大きさよりも細かくして求められることを特徴とする。
【００２５】
この炉内外核計装校正用データの作成システムは、前記炉内外核計装校正用データの作成システムと同様の構成を備えるので、前記炉内外核計装校正用データの作成方法と同様の作用・効果を奏する。さらに、この炉内外核計装校正用データの作成システムは、炉心の単位区分は、炉心の外周部を炉心の内部よりも細かくする。これにより、炉外検出器応答係数の大きい炉心の外周部分を細かく評価できるので、炉内外校正式の精度を向上させることができる。また、炉心の中心部側では炉外検出器応答係数が小さいため、当該部の単位区分を炉心の外周部よりも大きくすることによって、計算速度を向上させることができる。
【００２６】
次の本発明に係る炉内外核計装校正用データの作成システムは、前記炉内外核計装校正用データの作成システムにおいて、前記炉心解析部は、原子炉の測定データを入力条件として炉心追跡解析し、現時点における最確の炉心状態を解析することを特徴とする。
【００２７】
この炉内外核計装校正用データの作成システムは、前記炉内外核計装校正用データの作成システムと同様の構成を備えるので、前記炉内外核計装校正用データの作成方法と同様の作用・効果を奏する。さらに、この炉内外核計装校正用データの作成システムは、炉心追跡解析をする際に、これまでの燃焼履歴を含んだ、現時点における最確の炉心状態を対象とする。これにより、より最確な評価ができるので、炉内外校正式の精度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２８】
以上説明したように、この発明に係る炉内外核計装校正用データの作成方法及び炉内外核計装校正用データの作成用コンピュータプログラム、炉内外核計装校正時期決定方法及び炉内外核計装校正時期決定用コンピュータプログラム、並びに炉内外核計装校正用データの作成システムでは、炉内外校正式の精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための最良の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００３０】
実施例１に係る炉内外核計装校正用データの作成方法及び炉内外核計装校正用データの作成用コンピュータプログラム、並びに炉内外核計装校正用データの作成システムは、校正時点における炉心特性を対象として炉外検出器の応答を求め、この応答と、校正時点における炉心特性を対象としたアキシャルオフセットとの相関を求める点に特徴がある。
【００３１】
図１−１は、実施例１に係る炉内外核計装校正用データの作成システムの構成を示す説明図である。図１−１に示すように、実施例１に係る炉内外核計装校正用データの作成システムは、校正用データ作成部１０と炉心監視部２０とが、通信回線網３０により接続されて構成されている。校正用データ作成部１０は、処理部１０ｐと記憶部１０ｍとを備えており、処理部１０ｐと記憶部１０ｍとは入出力ポート（Ｉ／Ｏ）１９を介して接続される。また、この入出力ポート（Ｉ／Ｏ）１９は、通信回線網３０に接続されており、処理部１０ｐは、炉心監視部２０、通信回線網３０上に接続されるデータサーバー３１、他の処理部３２あるいは端末３３と相互にデータをやり取りできるように構成されている。
【００３２】
このような構成により、校正用データ作成部１０と炉心監視部２０とは、オンラインで接続することが可能になる。これにより、両者の間で煩雑なデータのやり取りが必要なくなるので、校正作業効率が大幅に向上するとともに、校正作業に要する時間を大幅に短縮できる。
【００３３】
処理部１０ｐは、応答係数決定部１１と、中性子束変換部１２と、炉外検出器応答演算部１３と、校正部１４とを含んで構成される。これらが実施例１に係る炉内外核計装校正用データの作成方法を実行する。処理部１０ｐは、応答係数決定部１１、中性子束変換部１２等の機能を専用のハードウェアにより実現するものであってもよい。また、この処理部１０ｐをメモリ及びＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算装置）により構成し、処理部１０ｐが備える応答係数決定部１１、中性子束変換部１２等の機能を実現するためのコンピュータプログラムをメモリにロードして実行することにより、これらの機能を実現させるものであってもよい。前記コンピュータプログラムは、処理部１０ｐが備える応答係数決定部１１、中性子束変換部１２等へすでに記録されているコンピュータプログラムとの組合せによって、実施例１に係る炉内外核計装校正用データの作成方法の処理手順を実現できるものであってもよい。
【００３４】
炉心監視部２０は、炉心解析部２１と、監視部２２と、処理部２３とを備えている。これらは、入出力ポート（Ｉ／Ｏ）２９に接続されている。この入出力ポート（Ｉ／Ｏ）２９は、通信回線網３０に接続されており、炉心解析部２１や監視部２２等は、通信回線網３０上に接続される校正用データ作成部１０、データサーバー３１、他の処理部３２あるいは端末３３と相互にデータをやり取りできるように構成されている。また、炉心監視部２０の入出力ポート（Ｉ／Ｏ）２９には、原子炉１の出力や冷却水温度、流量等の測定データを監視処理するプラントコンピュータ３４が接続されている。これにより、炉心監視部２０は、プラントコンピュータ３４とデータをやり取りできるようになっている。
【００３５】
プラントコンピュータ３４は、原子炉１の炉内熱伝対・炉内核計装４１、各種測定系４１、４２等で測定された原子炉１の測定データを取り込む。これらの測定系で測定された情報は、ノイズフィルタやＡ／Ｄコンバータ等を組み合わせて構成される各種信号処理装置４４によって電気信号に変換されてからプラントコンピュータ３４へ取り込まれる。炉心監視部２０は、入出力ポート（Ｉ／Ｏ）２９を介してプラントコンピュータ３４と接続されているので、プラントコンピュータ３４が取得した原子炉１の測定データを取得し、炉心解析に利用することができる。
【００３６】
炉心解析部２１は、原子炉１の様々な測定データを逐次取り込み、時事刻々変化する原子炉の炉心の状態を炉心追跡解析する。そして、これまでの燃焼履歴を含んだ現時点における最確の炉心状態を解析したり、前記炉心の状態を対象に炉心挙動解析したり、あるいは前記炉心の状況を対象に、今後の炉心燃焼予測解析をしたりする。監視部２２は、原子炉１の運転状態を監視し、原子炉１の異常等を監視する。処理部２３は、炉心解析部２１及び監視部２２の機能を補完する他、通信回線網３０に接続される校正用データ作成部１０やデータサーバー３１等とのデータのやり取り等を司る。
【００３７】
炉心解析部２１、監視部２２、処理部２３は、校正用データ作成部１０の処理部１０ｐと同様に、専用のハードウェアによりこれらの機能を実現するものであってもよい。また、メモリ及びＣＰＵにより構成して、炉心解析部２１、監視部２２、処理部２３の機能を実現するためのコンピュータプログラムを前記メモリにロードして実行することにより、これらの機能を実現させるものであってもよい。
【００３８】
図１−２は、実施例１に係る炉内外核計装校正用データの作成システムの、他の構成を示す説明図である。この炉内外核計装校正用データの作成システムでは、校正データ作成部１０と炉心監視部２０とを一つのハードウェアで構成し、これにより両者の機能を実現する。このハードウェアは、プラント監視・校正部１０ａであり、校正データ作成部１０の処理部１０ｐと炉心監視部２０と含んで構成される。校正データ作成部１０の処理部１０ｐと炉心監視部２０とは、入出力ポート（Ｉ／Ｏ）２９により接続されて、相互にデータをやり取りできるように構成される。このように、校正データ作成部１０の処理部１０ｐと炉心監視部２０とを一つのハードウェアで構成すれば、通信回線網３０等を介する必要がないので、処理速度をさらに向上させることができる。なお、校正データ作成部１０の処理部１０ｐと炉心監視部２０とをメモリ及びＣＰＵにより構成し、処理部１０ｐと炉心監視部２０との機能を実現するためのコンピュータプログラムを前記メモリにロードして実行することにより、これらの機能を実現させてもよい。
【００３９】
原子炉１の周囲には、下部炉外検出器２と上部炉外検出器３とが配置されており、原子炉１から放射される中性子を検出する。下部炉外検出器２及び上部炉外検出器３には、ノイズフィルタやＡ／Ｄコンバータ等を組み合わせて構成される信号処理装置４３が接続されており、これによって電気信号に変換されてから、プラントコンピュータ３４に取り込まれる。
【００４０】
原子炉１の運転中においては、下部炉外検出器２と上部炉外検出器３とで得られた中性子の検出情報に基づき、原子炉のＡＯ（Axial Offset：アキシャルオフセット）を把握する。ここで、ＡＯとは、（ＰT−ＰB）／（ＰT＋ＰB）により定義される。ここで、ＰTは、原子炉上半部出力であり、ＰBは、原子炉下半部出力である。原子炉内の軸方向出力分布偏差ΔＩは、アキシャルオフセットＡＯを用いて、ΔＩ＝ＡＯ×Ｐで表される（Ｐは相対出力）。この軸方向出力分布偏差ΔＩを用いて、原子炉内の軸方向中性子束分布が監視される。プラントコンピュータ３４に取り込まれた下部炉外検出器２及び上部炉外検出器３の出力は、炉心監視部２０の監視部２２で用いられる。その他に、通信回線網３０を通じて校正用データ作成部１０の応答係数決定部１１や校正部１４へ取り込まれて、炉内外校正の際に持ちられる。
【００４１】
記憶部１０ｍには、実施例１に係る炉内外核計装校正用データの作成方法の処理手順を含むコンピュータプログラムや、後述する炉外検出器応答係数データベース１８の他、データサーバー３１や炉心監視部２０等から取得した各種データが格納される。ここで、記憶部１０ｍは、ＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性のメモリ、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成することができる。
【００４２】
次に、実施例１に係る炉内外核計装校正用データの作成方法を説明する。図２は、実施例１に係る炉内外核計装校正用データの作成方法の処理手順を示すフローチャートである。まず、炉心解析部２１が、原子炉１の運転に関する測定データを入力条件として炉心追跡解析を実行することにより、これまでの燃焼履歴を含んだ現時点で最確の炉心の状態を炉心挙動解析する（ステップＳ１０１）。この炉心挙動解析は、炉心解析部２１が周期的に自動実行するように構成してもよい。このように、最確の炉心状態を炉心挙動解析の対象とすることによって、炉内外校正式の精度を大幅に向上させることができる。そして、炉内外核計装校正用データを作成するときには、まず、炉心監視部２０が備える監視部２２が、炉内外核計装校正用データの作成時点における炉出力、炉心入口温度、炉心出口温度分布を求める。そして、この温度に関する情報から、バイパス水流部１０２のバイパス水流温度Ｔ１と、冷却水流部１０４の冷却水流温度Ｔ２とを評価する（ステップＳ１０２）。ここで、炉出力、炉心入口温度、炉心出口温度分布は、監視部２２に保持されている測定された炉出力、炉心入口温度、炉心出口温度に基づいて、あるいは原子炉出力や炉心からの中性子分布等を実測し、これに基づいて、炉心解析部２１が解析により求めてもよい。
【００４３】
同時に、炉心監視部２０の炉心解析部２１は、炉心に外乱を与える模擬炉心解析を行い、炉心出力分布を変化させ、３次元中性子束分布及び炉内ＡＯに関して複数点（Ｎ点）のデータを得る。ここで、３次元中性子束分布は、φｊ（ｘ、ｙ、ｚ）［ｊ＝１、２、・・・Ｎ］で表され、炉内ＡＯは、ＡＯｊ［ｊ＝１、２、・・・Ｎ］で表される。ここで、原子炉の出力分布という間接的な情報をではなく、３次元の中性子束分布を直接用いることで、炉内外校正式の精度を大幅に向上させることができる。
【００４４】
径方向の炉外検出器応答係数及び軸方向の炉外検出器応答係数は、多群中性子輸送計算を解析することにより予め求められ、炉外検出器応答係数データベース１８として記憶部１０ｍに格納されている。このように、記憶部１０ｍは、炉外検出器応答係数格納部として機能する。ここで、径方向とは原子炉１の径（軸ｘ又はｙ）方向であり、軸方向とは原子炉１の軸（ｚ）方向である。次に、炉外検出器応答係数を求める手順について説明する。図３は、原子炉の軸に垂直な断面内を示す断面図である。図４は、原子炉と検出器との関係を示す断面図である。図５は、原子炉と検出器との関係を示す側面図である。実施例１に係る炉内外核計装校正用データの作成方法では、中性子束と検出器電流との関係を求める際に用いる炉外検出器応答係数を求める。
【００４５】
ここで、原子炉１のｚ軸方向位置Ｚでの炉外検出器電流をＩ（ｚ）、検出器領域を１（下端）からＺ（上端）までとする。なお、原子炉１のｚ軸とは、中空の圧力容器の長手方向に平行な軸であり、原子炉内に挿入される燃料集合体に平行な軸である。また、３次元中性子束分布をφ（ｘ、ｙ、ｚ）として、炉心領域を１からＸ、Ｙ、Ｚまでとする。下部下部炉外検出器２の電流値は、Ｉｂｏｔ＝ΣＩ（ｉ）（ｉ＝Ｚｂ１〜Ｚｂ２）、上部炉外検出器３の電流値は、Ｉｔｏｐ＝ΣＩ（ｉ）（ｉ＝Ｚｔ１〜Ｚｔ２）とする。ここで、Ｚｂ１は下部炉外検出器２の下端、Ｚｂ２は下部炉外検出器２の上端であり、Ｚｔ１は上部炉外検出器３の下端、Ｚｔ２は上部炉外検出器３の上端である。図３に示すように、炉心１００から放出される中性子束は、原子炉１の圧力容器１０５の外側に設けられる下部あるいは上部炉外検出器２、３によって検出されて、電流値として測定される。
【００４６】
ｚ軸に垂直な断面内における炉外検出器応答係数、すなわち、径方向の炉外検出器応答係数ＲａｄＲ（ｘ、ｙ、Ｔ）を求める手順について説明する。径方向の炉外検出器応答係数ＲａｄＲ（ｘ、ｙ、Ｔ）を求める際には、２次元であること、中性子束の径方向に対する温度依存性、及び原原子炉内における燃料集合体の単位区分を考慮する。径方向の炉外検出器応答係数ＲａｄＲ（ｘ、ｙ、Ｔ）は、図４に示す径方向断面において、径方向断面内における炉心１００の領域から下部あるいは上部炉外検出器２、３の領域へ到達する相対的な中性子束の割合である。そして、径方向の炉外検出器応答係数ＲａｄＲ（ｘ、ｙ、Ｔ）は、図４に示す径方向断面において、中性子多群輸送計算を解析することにより求めることができる。
【００４７】
径方向の炉外検出器応答係数ＲａｄＲ（ｘ、ｙ、Ｔ）を求めるにあたり、本発明者らは鋭意研究の結果、バイパス水流部１０２のバイパス水流及び冷却水流部１０４の冷却水流は、炉外検出器応答係数に対する影響が大きいことを見出した。したがって、径方向の炉外検出器応答係数ＲａｄＲ（ｘ、ｙ、Ｔ）を求めるにあたっては、炉外検出器応答係数に対する影響の大きいバイパス水流部１０２のバイパス水流及び冷却水流部１０４の冷却水流については、当該部の温度をパラメトリックに解析する。そして、中性子束の温度依存性が考慮された、多次元の径方向の炉外検出器応答係数ＲａｄＲ（ｘ、ｙ、Ｔ）を得る。ここで、温度依存性は、Ｔ＝｛Ｔ１、Ｔ２｝で表され、温度Ｔとして与えられる。すなわち、バイパス部水流の温度Ｔ１と冷却水流温度Ｔ２との行列で表される。
【００４８】
炉心領域部の単位区分については、次のように取り扱うことが好ましい。すなわち、下部あるいは上部炉外検出器２、３までの距離が小さい炉心１００の外周部では炉外検出器応答係数が大きい。本発明者らは鋭意研究の結果、これを見出した。かかる知見から、図３、図４に示すように、炉心１００の外周部においては単位区分を小さくする。これによって、炉内外校正式の精度を向上させることができる。また炉心１００の中心部側では炉外検出器応答係数が小さいため、当該部の単位区分を炉心１００の外周部よりも大きくすることによって、計算速度を向上させることができる。
【００４９】
図６−１は、燃料集合体の断面図である。図６−２、図６−３は、燃料集合体の単位区分を示す説明図である。燃料集合体５は、図６−１に示すように、複数の燃料棒６及び燃料棒６のないシンブル７を格子状のセルに挿入して構成される。この例では、１７×１７のセルに、２５本のシンブルが挿入される。そして、複数の燃料集合体５が集まって、炉心１００を構成する。炉心１００の外周部に配置される燃料集合体５ａの単位区分は、例えば図６−２に示すように、燃料棒６の単位で区分する。この場合、各区分の座標は、（ｘi、ｙi）〜（ｘi+17、ｙi+17）となる。一方、炉心１００の内部に配置される燃料集合体５ｂの単位区分は、例えば図６−３に示すように、燃料集合体５ｂを４個に区分する。この場合、各区分の座標は、（ｘi、ｙi）〜（ｘi+1、ｙi+1）となる。このように、炉心１００の外周部の単位区分を、内部よりも小さくする。
【００５０】
径方向の炉外検出器応答係数ＲａｄＲ（ｘ、ｙ、Ｔ）は、すべての（ｘ、ｙ）座標、及び複数の温度Ｔの条件で求められる。そして、複数の異なる径方向の炉外検出器応答係数ＲａｄＲ（ｘ、ｙ、Ｔ）が、炉外検出器応答係数データベース１８を構成して、校正用データ作成部１０の記憶部１０ｍへ格納される。径方向の炉外検出器応答係数ＲａｄＲ（ｘ、ｙ、Ｔ）は、例えば、校正用データ作成部１０が備える応答係数決定部１１が求めてもよいし、通信回線網３０に接続されている他の処理部３２が求めて、校正用データ作成部１０の記憶部１０ｍへ格納するようにしてもよい。
【００５１】
次に、ｚ軸に平行な断面内における炉外検出器応答係数、すなわち、軸方向の炉外検出器応答係数｜ＡｘＲ（Ｔ）｜を求める。この際には、温度依存性を考慮する。軸方向の炉外検出器応答係数｜ＡｘＲ（Ｔ）｜は、軸ｚ方向に平行な断面内において炉心１００の領域から下部あるいは上部炉外検出器２、３の領域へ到達する、相対的な中性子束の割合である。軸方向の炉外検出器応答係数｜ＡｘＲ（Ｔ）｜は、図５に示す軸ｚ方向に平行な断面内において中性子多群輸送計算を解析することにより求めることができる。
【００５２】
このとき、炉外検出器応答係数に対する影響の大きい、バイパス水流部１０２の水流と冷却水流部１０４の冷却水流については、当該部の温度をパラメトリックに解析し、温度依存性を有する多次元の軸方向の炉外検出器応答係数｜ＡｘＲ（Ｔ）｜を求める。なお、温度依存性は、Ｔ＝｛Ｔ１、Ｔ２｝で表される。すなわち、バイパス水流部１０２におけるバイパス水流温度Ｔ１と、冷却水流温度Ｔ２との行列で表される。
【００５３】
軸方向の炉外検出器応答係数｜ＡｘＲ（Ｔ）｜は、複数の温度Ｔの条件で求められ、複数の軸方向の炉外検出器応答係数｜ＡｘＲ（Ｔ）｜が炉外検出器応答係数データベース１８を構成する。ここで、炉外検出器応答係数｜ＡｘＲ（Ｔ）｛Ｚ、Ｚ｝｜は、式（１）に示すように、炉心１００の軸方向領域を１（下端）からＺまでとして、下部あるいは上部炉外検出器２、３の軸方向領域を１（下端）からＺ（上端）までとすると、Ｚ×Ｚ行列となる。
【００５４】
【数１】
2005241604.tif 000003
【００５５】
校正用データ作成部１０の応答係数決定部１１は、監視部２２が求めたバイパス水流温度Ｔ１と冷却水流温度Ｔ２とを、通信回線網３０を介して取得する。そして、応答係数決定部１１は、記憶部１０ｍに格納されている炉外検出器応答係数と、取得したバイパス水流温度Ｔ１と冷却水流温度Ｔ２とから求めた温度Ｔから、バイパス水流温度及び冷却水流温度を考慮した径方向の炉外検出器応答係数及び軸方向の炉外検出器応答係数を決定する（ステップＳ１０３）。この方法について説明する。
【００５６】
図７は、炉外検出器応答係数を決定する方法を示す説明図である。炉外検出器応答係数データベース１８には、複数の温度条件Ｔkで求めた複数の径方向及び軸方向の炉外検出器応答係数をそれぞれ組み合わせたテーブル１７k、１７k+1等が格納されている。なお、一つのテーブル１７kに格納される径方向及び軸方向の炉外検出器応答係数は、同一の温度条件Ｔkで求められたものである。バイパス水流温度Ｔｍ１と冷却水流温度Ｔｍ２とにより、温度依存性が評価される。温度依存性は、バイパス水流温度Ｔｍ１と冷却水流温度Ｔｍ２との行列で求められ、温度情報Ｔｍとして与えられる。応答係数決定部１１は、この温度依存性情報（Ｔｍ）をもつ径方向の炉外検出器応答係数と軸方向の炉外検出器応答係数との組み合わせを選択する。
【００５７】
このとき、前記温度依存性情報（Ｔｍ）と一致するものがない場合、Ｔk＜Ｔｍ＜Ｔk+1の関係を満たすテーブル１７k、１７k+1を選択する。そして、ＴkとＴk+1とＴｍとの大きさの比に応じて、テーブル１７k及び１７k+1に記述されている径方向及び軸方向の炉外検出器応答係数間に内挿して求める。このような方法により、径方向の炉外検出器応答係数ＲａｄＲ（ｘ、ｙ、Ｔｍ）と、軸方向の炉外検出器応答係数｜ＡｘＲ（Ｔｍ）｛Ｚ、Ｚ｝｜とを決定する。
【００５８】
径方向の炉外検出器応答係数及び軸方向の炉外検出器応答係数を決定したら（ステップＳ１０３）、校正用データ作成部１０の中性子束変換部１２は、応答係数決定部１１が決定した径方向の炉外検出器応答係数ＲａｄＲ（ｘ、ｙ、Ｔｍ）を取得し、これを用いて炉心解析部２１が求めた３次元中性子束分布φを、炉外検出器応答を考慮した重み付き１次元中性子束分布に変換する（ステップＳ１０４）。これは、次の手順による。
【００５９】
３次元中性子束分布は、径方向の炉外検出器応答係数ＲａｄＲ（ｘ、ｙ、Ｔｍ）を用いて、炉外検出器応答を考慮した重み付き１次元中性子束分布φｗ（ｚ）に変換することができる（式（２）参照）。このとき、径方向の炉外検出器応答係数ＲａｄＲ（ｘ、ｙ、Ｔｍ）は、炉心解析部２１で評価された温度情報Ｔｍを参照して、応答係数決定部１１により決定されているので、温度依存性が考慮される。
【００６０】
【数２】
2005241604.tif 000004
【００６１】
次に、炉外検出器応答演算部１３は、この１次元中性子束分布φｗ（ｚ）と、応答係数決定部１１により決定された軸方向の炉外検出器応答係数｜ＡｘＲ（Ｔｍ）｛Ｚ、Ｚ｝｜とを用いて、炉外検出器応答Ｒ（ｚｚ）を求める（ステップＳ１０５）。
【００６２】
炉心解析部２１により種々のｚ軸方向における中性子束分布を求め、そのｚ軸方向中性子束分布に軸方向の炉外検出器応答行列を作用させる。その結果、ｚ軸方向位置ｚｚにおける検出器領域Ｄｅｔ（ｚｚ）の炉外検出器応答Ｒ（ｚｚ）は、式（３）で表すことができる。なお、炉外検出器応答Ｒ（ｚｚ）は相対値である。
【００６３】
【数３】
2005241604.tif 000005
【００６４】
上記手順により、ある炉心出力分布における炉外検出器応答Ｒ（ｚｚ）が得られる。１点だけでは、炉内外校正式を求めることができないので、炉心監視部２０の炉心解析部２１が求めた、異なる炉心出力分布についての３次元中性子束分布及び炉内ＡＯに関するデータすべて、あるいはそのうちの複数点について、炉外検出器応答Ｒ（ｚｚ）を求める。その後、校正部１４は、炉外検出器応答と炉外検出器の測定電流値とを用いて規格化定数Ｃを求め、相対応答式に規格化定数を乗じて測定電流値と炉内ＡＯとの関係式、すなわち、炉内外校正式を得る（ステップＳ１０６）。この手順について説明する。
【００６５】
式（３）から、上部あるいは下部炉外検出器２、３の検出器応答、すなわち相対検出器応答値Ｒｃは、Ｒｃｂｏｔ＝ΣＲ（ｉ）［ｉ＝Ｚｂ１〜Ｚｂ２］、Ｒｃｔｏｐ＝ΣＲ（ｉ）［ｉ＝Ｚｔ１〜Ｚｔ２］となる。図８は、相対検出器応答と炉内ＡＯとの関係を示す説明図である。ここで、図８の横軸の炉内ＡＯは、炉心監視部２０の炉心解析部２１が、炉心に外乱を与える模擬炉心解析を行って求めた炉内ＡＯである。また、相対検出器応答値Ｒｃは、前記炉内ＡＯに対応して炉心解析部２１により求められた３次元中性子束分布に基づいて求められた値である。
【００６６】
図９−１は、入射中性子数と検出器応答及び検出器電流値との原理的な関係を示す説明図である。図９−２は、検出器応答と検出器電流値との関係を示す説明図である。図９−１に示すように、下部あるいは上部炉外検出器２、３の相対検出器応答値Ｒｃ、及び、下部あるいは上部炉外検出器２、３の測定電流値Ｉｍは、下部あるいは上部炉外検出器２、３に入射する中性子数に比例する。したがって、図９−２に示すように、下部あるいは上部炉外検出器２、３の相対検出器応答値Ｒｃは、下部あるいは上部炉外検出器２、３の測定電流値Ｉｍに比例する。ただし、入射中性子以外の影響によって、電流値の切片がゼロとならない場合がある。
【００６７】
下部あるいは上部炉外検出器２、３の相対検出器応答値Ｒｃと測定電流値Ｉｍとの比例定数（以下規格化定数という）Ｃ＝Ｉｍ／Ｒｃを求めれば、実施例１において、下部あるいは上部炉外検出器２、３の相対検出器応答値Ｒｃを検出器電流値Ｉに変換することができる。図１０は、検出器電流値と炉内ＡＯとの関係を示す説明図である。前記規格化定数Ｃは、１点の測定結果から求める。例えば、図１０に示すように、ある１点で下部あるいは上部炉外検出器２、３の測定電流値Ｉｍを求め、この測定電流値Ｉｍに対応する炉内ＡＯｍを測定する。実際の原子炉では、燃料取り替え後の初回起動時あるいは運転中に、原子炉内と原子炉外との関係が実測される。この実測結果から、測定電流値Ｉｍと、これに対応する測定炉内ＡＯｍとを求める。そして、前記測定炉内ＡＯｍに対応する相対検出器応答値Ｒｃを求め、規格化定数Ｃ＝Ｉｍ／Ｒｃを決定する。これにより、検出器電流値Ｉ＝Ｃ×Ｒｃで求めることができる。ただし、入射中性子以外の影響がある場合には、それを考慮した規格化定数を決定することになる。
【００６８】
上記手順により、炉内外校正式Ｉｔｏｐ＝ａ×ＡＯ＋ｂ、Ｉｂｏｔ＝ｃ×ＡＯ＋ｄを求めることができる（ａ〜ｄは定数、Ｉは検出器電流値）。ところで、原子炉が起動されて、運転が進行するとともに、初回に原子炉を起動したときの原子炉内と炉外との関係が徐々にずれてくる。これを再調整するため、定期的に原子炉内と炉外との関係を評価し、調整する必要がある。実施例１においては、周期的な炉心追跡計算により、炉心解析部２１で作成する現時点における最確の炉心モデルを基に、炉心解析部２１が３次元中性子束ｗ（ｘ、ｙ、ｚ）を求める。また、実測データに基づいて、バイパス水流温度Ｔ１と冷却水流温度Ｔ２とが求められる。原子炉内と炉外との関係を評価し、調整する際において、校正用データ作成部１０は、その時点における前記情報を取得して炉内外校正式を求め、これにより下部あるいは上部炉外検出器２、３のＡＯを校正する。このように、時々刻々変化する炉心を追跡解析して、校正時における炉心の情報を基に炉内外校正式を求めることができるので、従来と比較して炉内外校正式の精度を大幅に向上させることができる。
【００６９】
以上、実施例１では、時々刻々変化する原子炉の測定データを基にして、周期的な炉心追跡解析により、これまでの燃焼履歴を含んだ最確の校正時点における炉心状態から中性子束分布を求めるとともに、実測値に基づいて求めた原子炉内の温度分布に対応した炉外検出器応答係数を選択する。そして、選択した炉外検出器応答係数と、解析により求めた中性子束分布との積を求め、この結果に基づいて炉外検出器の応答を算出するとともに、この応答とアキシャルオフセットとの相関を求め、炉内外校正式を導出する。このように、原子炉内の温度情報を実測し、この情報に基づいて最適な炉外検出器応答係数を適用するので、炉内外校正式の精度を大幅に向上させることができる。また、実施例１においては、炉外検出器応答係数を求める際に、炉心外周部における単位区分の大きさを炉心の内部よりも細かくしてある。これにより、炉外検出器応答係数の大きい炉心の外周部分を細かく評価できるので、炉内外校正式の精度を向上させることができる。また、炉心の中心部側では炉外検出器応答係数が小さいため、当該部の単位区分を炉心の外周部よりも大きくすることによって、計算速度を向上させることができる。
【００７０】
また、時々刻々変化する原子炉の炉心特性を追跡解析し、これに基づいて中性子束分布を求め、これを用いて炉外検出器の応答を求めるので、校正用データの精度を大幅に向上させることができる。さらに、実施例１では、３次元の炉外検出器応答係数を用いるので、校正用データの精度を大幅に向上させることができる。また、炉内の出力分布という間接的な情報の代わりに３次元の中性子束分布を用いるので、校正用データの精度を大幅に向上させることができる。また、実施例１においては、炉心監視部２０が備える炉心解析部２１が、時々刻々と変化する原子炉の炉心の情報を取得し、解析するので、校正時における最確の炉心情報に基づいて中性子束分布や炉外検出器応答係数を求め、炉内外校正式を得ることができる。これにより、炉内外校正式の精度を大幅に向上させることができる。実施例１の構成は、以下の実施例においても適宜適用できる。また、実施例１と同様の構成を有していれば、実施例１と同様の作用、効果を奏する。
【実施例２】
【００７１】
実施例２は、将来時点で予測される炉心特性を有する炉心モデルを作成し、この炉心モデルに対する炉内ＡＯと炉外ＡＯとの差を求めて、適切な炉内外校正時期を決定する点に特徴がある。炉内ＡＯは炉心解析により求める。また、炉外ＡＯは、炉内中性子束分布から、原子炉径方向の炉外検出器応答係数と、原子炉軸方向の炉外検出器応答係数とを用いて算出される。ここで、炉内ＡＯとは、炉内出力分布を基にして定められるアキシャルオフセット（ＡＯ）であり、炉外ＡＯとは、炉外検出器で得られるアキシャルオフセット（ＡＯ）をいう。
【００７２】
炉内ＡＯ及び炉外ＡＯを求めるにあたって、まず、現時点における最確炉心モデルに対して炉心燃焼予測解析を実行する。ある時点ｔ1において、炉内出力分布をＰ１（ｘ、ｙ、ｚ）とし、炉内中性子束分布をφ１（ｘ、ｙ、ｚ）とする。炉内ＡＯは、炉内出力分布Ｐ１を用いて求められる。このとき、炉内ＡＯ＝（Ｐｔａ−Ｐｂａ）／（Ｐｔａ＋Ｐｂａ）である。炉内出力分布Ｐ１から炉内ＡＯを算出する。ここで、Ｐｔａは原子炉上半部出力で、Ｐｂａは原子炉下半部出力である。そしてＰｔａは、Ｐｔａ＝ΣΣΣＰ１（ｘ、ｙ、ｚ）｛ｘ：１〜Ｘ；ｙ：１〜Ｙ；ｚ：Ｚ／２〜Ｚ｝で求められ、Ｐｂａは、Ｐｂａ＝ΣΣΣＰ１（ｘ、ｙ、ｚ）｛ｘ：１〜Ｘ；ｙ：１〜Ｙ；ｚ：１〜Ｚ／２｝で求められる。
【００７３】
炉外ＡＯは、炉内中性子束分布から、径方向の炉外検出器応答係数ＲａｄＲ（ｘ、ｙ、Ｔ）と、軸方向の炉外検出器応答係数ＡｘＲ（Ｔ）とを用いて求めることができる。炉外ＡＯ＝（Ｐｔｂ−Ｐｂｂ）／（Ｐｔｂ＋Ｐｂｂ）である。ここで、Ｐｔｂは原子炉上半部出力で、Ｐｂｂは原子炉下半部出力である。そしてＰｔｂ＝ΣＲ（ｚ）｛ｚ：Ｚ／２〜Ｚ｝で、Ｐｂｂ＝ΣＲ（ｚ）｛ｚ：１〜Ｚ／２｝で求められる。また、炉外検出器応答ΣＲ（ｚ）は、ΣＲ（ｚ）＝ΣＡｘＲ（Ｔ）×φｗ（ｉ）｛ｉ：１〜Ｚ｝で求められる。そして、φｗ（ｉ）＝ΣΣφ１（ｘ、ｙ、ｚ）×ＲａｄＲ（ｘ、ｙ、Ｔ）｛ｘ：１〜Ｘ；ｙ：１〜Ｙ｝で求められる。なお、炉外検出器応答ΣＲ（ｚ）の算出には、実施例１で説明した炉内外核計装校正用データの作成方法における炉外検出器応答の算出手順を用いることができる。
【００７４】
上記手順により、ｔ1時点における炉内ＡＯと炉外ＡＯとを求めることができ、両者の差であるΔＡＯを求めることができる。そして、上記手順をｔ2時点、ｔ3時点と逐次実行することで、それぞれの時点における炉内ＡＯ、炉外ＡＯ、及び両者の差であるΔＡＯを求めることができる。次に、実施例２に係る炉内外核計装校正用データの作成方法の手順について説明する。なお、実施例１に係る炉内外核計装校正用データの作成システム（図１参照）により実施例２を実現することができる。次の説明では適宜図１を参照されたい。
【００７５】
図１１は、実施例２に係る炉内外核計装校正用データの作成方法の処理手順を示すフローチャートである。図１２は、実施例２に係る炉内外核計装校正用データの作成方法を示すフローチャートである。まず、炉心監視部２０の炉心解析部２１は、周期的な炉心追跡計算により、これまでの燃焼履歴を含んだ現時点の最確炉心モデルを対象に、現時点以降における原子炉の運転計画等から炉心燃焼解析を実行する（ステップＳ２０１）。この炉心モデルを基に、現時点以降における炉内ＡＯを予測する（ステップＳ２０２）。
【００７６】
次に、炉心解析部２１は、前記炉心燃焼解析の炉心モデルを基に、現時点以降における原子炉の運転計画等から、現時点以降における炉外ＡＯを予測する（ステップＳ２０３）。炉外ＡＯは、実施例１に係る炉内外核計装校正用データの作成方法により求めることができる。
【００７７】
次に、炉心解析部２１は、現時点の炉心モデルを基に予測した炉内ＡＯの予測値と、炉外ＡＯの予測値との差ΔＡＯを求める（ステップＳ２０４）。そして、炉心解析部２１は、前記ΔＡＯに基づいて、炉内外校正作業の回数が最も少なくなるように、最適な炉内外校正時期を決定する（ステップＳ２０５）。図１２に示す点線は、ｔ1時点で炉内外校正をした場合における、炉内外校正後の予測した炉内ＡＯと炉外ＡＯとの差（ΔＡＯ）を示し、実線はｔ1で炉内外校正をしなかった場合における、炉内外校正後の予測した炉内ＡＯと炉外ＡＯとの差（ΔＡＯ）を示している。
【００７８】
図１２に示す例で説明すると、ｔ1時点までに、炉内ＡＯに対する炉外ＡＯは拡大する傾向がみられている。従来であれば、この拡大傾向を危惧して、ｔ1時点で炉内外校正をし、その後、２回、３回（例えばｔ2時点、あるいはｔ3時点）の炉内外校正をする必要があった。しかし、ΔＡＯを予測できれば、その後もΔＡＯの許容範囲内で推移する予測を得ることもできる。ΔＡＯが許容範囲内で推移すれば、ｔ１時点で炉内外校正をしなくともよいので、０回の炉内外校正で十分となる。
【００７９】
以上、実施例２では、将来時点で予測される炉心特性を有する炉心モデルを作成し、この炉心モデルに対する炉内ＡＯと炉外ＡＯとの差を求めて、適切な炉内外校正時期を決定する。これにより、炉内外校正作業は必要最小回数で済むので、炉内外校正の作業量を大幅に短縮できる。その結果、構成作業の効率を向上させることができる。
【００８０】
上記実施例１、２に係る炉内外核計装校正用データの作成方法は、予め用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーションなどのコンピュータシステムで実行することによって実現することができる。このプログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することができる。また、このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器などのハードウェアを含むものとする。
【００８１】
また、「コンピュータで読み取り可能な記録媒体」とは、フロッピー（登録商標）ディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭなどの可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスクなどの記録装置のことをいう。さらに、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネットなどのネットワークや電話回線などの通信回線網を解してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものを含むものとする。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであって良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
以上のように、本発明に係る炉内外核計装校正用データの作成方法及び炉内外核計装校正用データの作成用コンピュータプログラム、炉内外核計装校正時期決定方法及び炉内外核計装校正時期決定用コンピュータプログラム、並びに炉内外核計装校正用データの作成システムは、原子炉の炉外検出器の校正に有用であり、特に、炉内外校正式の精度向上に適している。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１−１】実施例１に係る炉内外核計装校正用データの作成システムの構成を示す説明図である。
【図１−２】実施例１に係る炉内外核計装校正用データの作成システムの、他の構成を示す説明図である。
【図２】実施例１に係る炉内外核計装校正用データの作成方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】原子炉の軸に垂直な断面内を示す断面図である。
【図４】原子炉と検出器との関係を示す断面図である。
【図５】原子炉と検出器との関係を示す側面図である。
【図６−１】燃料集合体の断面図である。
【図６−２】燃料集合体の単位区分を示す説明図である。
【図６−３】燃料集合体の単位区分を示す説明図である。
【図７】炉外検出器応答係数を決定する方法を示す説明図である。
【図８】相対検出器応答と炉内ＡＯとの関係を示す説明図である。
【図９−１】入射中性子数と検出器応答及び検出器電流値との原理的な関係を示す説明図である。
【図９−２】検出器応答と検出器電流値との関係を示す説明図である。
【図１０】検出器電流値と炉内ＡＯとの関係を示す説明図である。
【図１１】実施例２に係る炉内外核計装校正用データの作成方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】実施例２に係る炉内外核計装校正用データの作成方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８４】
１  原子炉
２  下部炉外検出器
３  上部炉外検出器
５、５ａ、５ｂ  燃料集合体
６  燃料棒
１０  校正用データ作成部
１０ｍ  記憶部
１０ｐ  処理部
１０ａ  プラント監視・校正部
１１  応答係数決定部
１２  中性子束変換部
１３  炉外検出器応答演算部
１４  校正部
２０  炉心監視部
２１  炉心解析部
２２  監視部
２３  処理部
３０  通信回線網
１００  炉心
１０２  バイパス水流部
１０４  冷却水流部
１０５  圧力容器
【図１−１】
2005241604.tif 000006
【図１−２】
2005241604.tif 000007
【図２】
2005241604.tif 000008
【図３】
2005241604.tif 000009
【図４】
2005241604.tif 000010
【図５】
2005241604.tif 000011
【図６−１】
2005241604.tif 000012
【図６−２】
2005241604.tif 000013
【図６−３】
2005241604.tif 000014
【図７】
2005241604.tif 000015
【図８】
2005241604.tif 000016
【図９−１】
2005241604.tif 000017
【図９−２】
2005241604.tif 000018
【図１０】
2005241604.tif 000019
【図１１】
2005241604.tif 000020
【図１２】
2005241604.tif 000021