(57)【要約】      （修正有）【課題】振動を良好に検出し、また振動をできるだけ減衰させ、スクラムがもはや開始されなくてよいように、またはできるだけ擾乱のわずかな干渉で間に合うように原子炉を制御する。【解決手段】炉心の複数の範囲内での物理的量の測定により各範囲に対応付けられている局部的な測定値を形成し、振動する物理的量の極値に相応する測定値の振幅が予め定められたノイズ限界を上回るときに、警報段Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩの中からその監視規範が予め定められた最小数Ｎmpの範囲の測定値により満たされている最高の警報段を選び、低い階層の警報段Iが安定化ストラテジーとして、原子炉出力の作動中の上昇に相応する炉心からの吸収体要素の除去が妨げられるように原子炉制御への干渉を行い、少なくともより高い階層の警報段ＩＩが安定化ストラテジーとして、複数の吸収体要素が原子炉出力を作動中に減少させる意図で炉心に挿入される。【選択図】図３
2005283597.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物理的量の局部的な振動により不安定な沸騰水型原子炉を作動させるための方法において、
ａ）炉心の複数の範囲内での物理的量の測定により各範囲に対応付けられている局部的な測定値が形成され、
ｂ）振動する物理的量の極値に相応する測定値の振幅（Ａn）が予め定められたノイズ限界（Ａ0）を上回るときに、ハイアラーキをなす警報段（I、II、III）の中から測定値の監視により現在の警報段として、その監視規範が予め定められた最小数（Ｎmp）の範囲の測定値により満たされている最高の警報段が選ばれ、
ｃ）最も早くてもノイズ限界の超過から多数の振動周期（Ｔn）の後に位置する時点で安定化ストラテジーが開始され、その際に
i）低い階層の警報段（I）が安定化ストラテジーとして、原子炉出力の作動中の上昇に相応する炉心からの吸収体要素の除去が妨げられるように原子炉制御への干渉を行い、
ii）少なくともより高い階層の警報段（II）が安定化ストラテジーとして、複数の吸収体要素が原子炉出力を作動中に減少させる意図で炉心に挿入されるように原子炉制御への干渉を行う
ことを特徴とする沸騰水型原子炉の作動方法。
【請求項２】
安定化ストラテジーとして、第１のより高い階層の警報段内で多数の制御棒が出力の作動中の減少に相応して徐々に挿入され、また第２のより高い階層の警報段（III）内で多数の吸収体要素が迅速に挿入されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
安定化ストラテジーとして最高階層の警報段（IV）内で原子炉の出力が原子炉緊急停止（スクラム）の意図でできるだけ迅速に零に減ぜられることを特徴とする請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
監視規範により、原子炉が現在の警報段に相応する安定化ストラテジーの開始前に正常に引き続いて作動させられる時点またはこの時点を決定するためのパラメータが決定されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の方法。
【請求項５】
振幅値（Ａn）がノイズ限界の上にある際には監視規範が、検出された振幅値が予め定められた臨界的周波数帯に位置している周波数に相応する間のみ有効になることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項６】
臨界的周波数帯として０．３ないし０．７Ｈｚが予め定められることを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
局部的な測定値（Ａ(t)）が約２０Ｈｚ、好ましくは約５０Ｈｚ以上のサンプリング周波数で振幅値（Ａn）の生起および監視規範の満足に関して解析されることを特徴とする請求項５または６記載の方法。
【請求項８】
局部的な測定値から振幅の増大レート（ＤＡ）が決定され、また監視規範が検出された振幅増大レート（ＤＡ）に関係することを特徴とする請求項５〜７のいずれか１つに記載の方法。
【請求項９】
各警報段に対して振幅増大レート（ＤＡ）から検出される振幅値に対するしきい値（Ａ１、Ａ２、Ａ３）が決定され、このしきい値が上回られたとき、現在の警報段に相応する安定化ストラテジーが初めて開始されることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
各警報段に対して検出された振幅から決定される振幅増大レート（ＤＡ）に対するしきい値（ＤＡ２）が決定され、現在の警報段に相応する安定化ストラテジーが、このしきい値の超過に関係して選ばれかつ開始されることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１１】
ステップａ）およびｂ）が複数のシステムから成る装置内で実行され、その際にシステムは冗長性をもって動作し、また各システムが全炉心にわたって分配された多数の範囲の局部的な測定値を検出し、また各範囲に対応付けられている現在の警報段を形成し、個々のシステムの現在の警報段の中から１つの警報段が選ばれ、またステップｃ）で選ばれた警報段に属する安定化ストラテジーが開始されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１２】
各局部的な測定値が、それが等間隔の時間間隔で極値をとるかどうかに関して検査され、またこの局部的な測定値が、それがこれらの極値の等間隔の列を有するときにのみ、現在の警報段を選ぶために利用されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１３】
物理的量の局部的な振動により不安定な沸騰水型原子炉の炉心の状態を監視するための装置において、
ａ）炉心（１）の複数の範囲（２´、２´´）内にそれぞれ物理的量を測定するための複数のセンサ（４ａ、…、４ｄ）が配置されており、また１つの範囲（２´、２´´）の多数のセンサの出力信号がそれぞれ対応付けられている範囲信号（Ｓ）にまとめられており、
ｂ）各範囲信号に評価段（１２）が対応付けられており、この評価段が範囲信号で物理的量の極値（Ａn）の発生を検出し、また一定の周波数の振動の際にこの範囲内の極値の振幅増大レート（ＤＡ）を求め、また
ｃ）評価段（１２）に少なくとも１つの監視段（１７、２３）が対応付けられており、この監視段が、少なくとも予め定められた数の範囲内で極値が求められた振幅増大レート（ＤＡ）に関係する局部的な監視規範を満たすと直ちに、警報信号をセットする
ことを特徴とする沸騰水型原子炉を作動させるための炉心状態監視装置。
【請求項１４】
物理的量の極値が求められた振幅増大レート（ＤＡ）に関係して予め定められた限界値（Ａ１）を満たすときに、監視段（５１）が応答することを特徴とする請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
監視段が、求められた振幅増大レート（ＤＡ）に関係する多数の限界値（Ａ１、Ａ２、Ａ３）を形成し、またセットされた警報信号が、識別された極値により限界値のどれが上回るかを指示することを特徴とする請求項１３記載の装置。
【請求項１６】
物理的量の局部的な振動により不安定な沸騰水型原子炉の炉心の状態を監視するための装置において、
ａ）炉心（１）の多数の範囲（２´、２´´）内にそれぞれ物理的量を測定するための多数のセンサ（４ａ、…、４ｄ）が配置されており、また１つの範囲（２´、２´´）の多数のセンサの出力信号がそれぞれ対応付けられている範囲信号（Ｓ）にまとめられており、
ｂ）各範囲信号に評価段（１２）が対応付けられており、この評価段が範囲信号（Ｓ）で一定の周波数の振動の発生を識別し、
ｃ）種々の範囲信号に対応付けられている評価段に監視手段（１７）が対応付けられており、この監視手段が警報段（I、II、III、IV）のハイアラーキから、少なくとも予め定められた数の範囲内で識別された振動に対する予め定められた監視規範（限界値Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４）に従って警報段を選び、また選ばれた警報段に相応して、警報段に相応する安定化ストラテジーを開始するための緊急命令（“警報”）が発せられる時点を定める
ことを特徴とする沸騰水型原子炉を作動させるための炉心状態監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理的量（特に出力またはそれと結び付けられる中性子束）の局部的発振により不安定状態にある沸騰水型原子炉を作動させるための方法に関する。さらに本発明はこの方法を実施するため炉状態を監視するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子炉の出力を決定する核分裂は、吸収材要素が中性子束を減衰させるために炉心に入れられることにより制御される。その際に、実際状態を検出するため、炉心にわたって熱中性子束に対するセンサを有する測定ランスが分配配置されている。その際に所望の作動状態に調節するため、同時に減速材としての役割をする冷却水の流量もそのつどの状態に適合させなければならない。
【０００３】
この冷却水は液体として下から炉心に流入し、燃料要素を通って流れ、そのなかで部分的に蒸発し、また蒸気／液体混合物として炉心から流出し、それによって燃料／減速材比が燃料要素の種々の部分で変化する。しかし同時に流れ条件、特に液体状の冷却材が燃料要素に流入する一相の流れが液体／蒸気混合物の二相の流れに移行する個所が変化する。その際高い出力および低い冷却材流量率の際には不安定な状態が観察され、この相限界が発振運動に陥り、このことが冷却能力および相限界の運動に反作用を及ぼす減速材密度および出力の脈動を惹起する。その際燃料要素には著しいピーク値を有する周期的な温度変動が生じ得る。
【０００４】
燃料要素の許容最高出力は主として燃料要素に使用される材料の耐熱性により制限されている。温度上限を超過するとこれらの材料はその機械的、化学的および物理的特性を喪失し、また燃料要素の交換を余儀なくされる不可逆的な変化を受けるおそれがある。従って、炉内でこの熱-流体的な出力上限（従ってまた中性子束の熱-流体的な限界値Ａth）が超過されないように注意しなければならない。従って炉の運転許可は、限界値を超過する場合に、非常時プログラムに従って迅速にすべての制御棒が挿入され相応の冷却能力に調整される炉の緊急停止（いわゆる“スクラム”）が行われることを予定している。
【０００５】
このようなスクラムの後に炉は運転開始プログラムに従って再び始動しなければならないので、炉運転のかなりの擾乱が存在する。さらに熱-流体的な限界値を何回もまたはより長時間にわたり超過するときには、安全上の理由から燃料要素を交換しなければならない。
【０００６】
従って、このような不安定な状態をできるだけ早期に検出し、またこれらの出力脈動が熱-流体的な限界値の付近に達する前に減衰させるように努められる。
【０００７】
これらの脈動は常に約0.3と0.7Hzとの間の周波数範囲内で生じ、また極めて一定な周波数を有することが判明している。それに基づいて、原子炉の出力変動幅を監視するための方法が構成されている（例えば特許文献１参照）。
【０００８】
その際に、中性子束が物理的量の局部的振動により惹起される不安定な状態に対する測定量として使用され、またこの中性子束測定のために前記の測定ランス（“局部的パワー-レンジ-モニタ-ストリングス”＝ＬＰＲＭストリングス）が利用される。このようなランスはそれぞれ通常４つのセンサを含んでおり、それらの信号がいずれにせよ出力制御のために観察され、さらに処理され、かつ文書化される。
【０００９】
その際にこれらの４つのセンサの各々は各々の測定ランスにおいて使用され、その際に２つのセンサは第１の監視システムに、残りの２つの両センサは冗長な第２の監視システムに対応付けられている。各々の監視システムは２つの監視チャネルを含んでおり、１つの測定ランスのセンサ信号は他の監視チャネルに対応付けられている。システムの両監視チャネルは個々の範囲（“監視セル”）への原子炉の相異なる分割に基礎をおいており、各々のセルは相応の範囲信号を形成するため４つの測定ランスにより制限されている。炉心内の測定ランスの位置（炉心の内部または炉心の縁部）に応じて各々の監視チャネルにおいて１つのセンサ信号が２つ、３つまたは４つのセルに属する。センサ信号のこの多重使用により、実際上各個の燃料要素の状態が個々のセルのセンサ信号に与えるその影響により監視かつ識別されるようにしなけれなければならない。そのために、システムにおいて、両監視チャネルが反応するときにのみ警報が発せられるように構成されている。警報のためには、それが両システムの１つから発せられれば確かに十分であるが、それによりただ１つの簡単な冗長性が与えられている。
【００１０】
別の欠点は、１つの測定ランスの誤測定または完全な故障に実質上すべての監視チャネルが関係し、その際にたとえば測定ランスの縁位置において同時に多数のセルがもはや正常に監視されない事態に至り得ることにある。
【００１１】
個々のセル（範囲）の状態は、先ずプローシビリティコントロールにおいて、個々のセンサ信号が特定の下限値を上回りかつ正常に動作するかどうかが監視されることにより監視される。センサに欠陥があるとこのセルに属する信号は以後評価されない。１つの範囲のすべてのセンサ信号の加算により、現在の範囲信号が形成されるが、この信号は（たとえば誤測定により）プローシビリティ監視が、範囲信号が予め定められた最小値に達しないことを明らかにするときには、抑制される。範囲信号は次いでフィルタされ、また振動の周期よりも大きい時定数を有する時間的平均値に関係付けられ、こうして、その範囲の現在の出力が平均値の上下何パーセントに位置するかを示す相対的な現在の範囲信号が生ずる。
【００１２】
この現在の値が出力限界（例えば120％）を上回ると、たとえば振動を生ずることなしに制御により定められる新しい作動状態への非周期的な過渡的移行のみを表す一回の移行状態（いわゆる“過渡状態”）であるかどうかが検査される。この場合には、それは0.3と0.7Hzとの間の周波数帯域内の臨界的な振動ではなく、従って熱-流体的な限界値Ａthの付近に位置する限界値Ａmax に到達していないかぎり介入は行われない。
【００１３】
臨界的な振動を検出するためには、むしろこの臨界的な周波数帯域に相応する時間間隔で限界値Ａ0 を上回った後に振動の生起に対して必要な相応の限界値（例えば80％）を下回ったかどうかも検査される。このようにして振動に相応して、中性子束の上側極値に下側極値が続くことが確認されると、さらに、この下側極値に再び上側極値が続くかどうか、またこの後続の上側極値が予め定められた係数（たとえば1.3）だけ最初に検出された極値の上にある警報値を上回るかどうかが検査される。この場合には、既にこの振動周期の後に、Ａthを上回りそうな増大する振動が推定され、まだ値Ａmaxが到達される前にスクラムが開始される。
【００１４】
本発明に関して既にここで指摘しておきたいことは、従来の技術では、予め定められた係数（ここでは1.3）の上にある速度で振動が増大するかどうかは確かに監視されるが、極値の増大（“振動増大レート”）自体は測定されないことである。またこの係数（1.3）は、最初に検出された極値に関するかぎりは確かに相対的であるが、この係数は振動増大レートには無関係である。
【００１５】
さらに、検出された極値の時間的間隔が0.3と0.7Hzとの間の臨界的な周波数帯域に相応するかどうかは確かに検査されるが、実際に先に検出された上側の極値（Ａn-1 、時点Ｔn-1）およびいま検出された下側の極値（Ａn 、時点Ｔn ）により与えられている等しい時間間隔ＤＴn でこの時点Ｔn の後に実際にすぐ次の極値Ａn+1 が続くかどうかは検査されないことが指摘される。原子炉の制御および監視に携わる当業者はセンサ信号を監視しかつ文書化するための通常の技術を知っており、従って容易に極値Ａn-1 、Ａn 、Ａn+1 、…を検出するだけでなく、これらの極値が生起する時点Ｔn-1 、Ｔn 、Ｔn+1 、…をも検出する立場にあろう。従って、容易に、時間間隔ＤＴn ＝Ｔn −Ｔn-1 が著しく（たとえば0.1秒）時間間隔ＤＴn+1 ＝Ｔn+1 −Ｔn から偏差するならば、相応の範囲信号が抑制され得よう。しかし特許文献１はこれに関してなんらの指摘も含んでいない。
【００１６】
それ故この従来の技術では、（測定されない）振動増大レートが設定された係数（1.3）の下にある振動の際には、とりあえず注意を払われず、むしろその極値が限界値Ａmax を上回るときに初めて原子炉運転への介入に通ずる。迅速に増大する振動だけが、この特に臨界的な状態が既に早期に検出され、また適切な措置が講じられることに通ずる。明らかに、ゆっくり増大する振動が自ずから再び減衰し、また通常はスクラムを必要としないことを前提としている。
【００１７】
すなわち、対策としてこの従来の技術は単に、振動を実際上すべての制御棒の急速な挿入（全スクラム）により減衰させるという措置を講じるものである。すなわち、このストラテジーはスクラムのほかに振動を減衰させるための別の措置が講じられておらず、また炉運転へのかなりの介入となるスクラムの確率を減じもしない。むしろ強く増大する振動が存在する場合には、減衰が早期にのみ（すなわちＡmax の下で）行われる。それにより燃料要素の熱的負荷のみが減ぜられる。
【特許文献１】欧州特許出願公開第0496551号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明の課題は、このような振動を一層良好に検出し、また振動をできるだけ減衰させ、スクラムがもはや開始されなくてよいように、すなわち炉運転への干渉なしに、またはできるだけ擾乱のわずかな干渉で間に合うようにすることにある。その際に、臨界的状態の適当なできるだけ擾乱に対して確実な監視も本発明の課題に属する。
【課題を解決しようとする手段】
【００１９】
本発明によれば、炉心の複数の範囲内の物理的量（すなわち前記の熱-流体的に条件付けられる振動が対象であるかぎり中性子束）の測定により、そのつどの範囲に対応付けられている局部的な測定値が形成される。付属の監視規範を有する警報段のハイアラーキのもとに、測定値の監視により現在の警報段、すなわちその監視規範が予め定められた最小数の範囲で測定値により満たされている最高の警報段が形成される。（その際に監視規範は多くの個々の条件、たとえば振幅および極値の振幅増大レートに対する特別の限界値を上回ることから成っていてもよい。）現在の警報段に相応して次いで安定化ストラテジーが開始される。低い階層の警報段に属する安定化ストラテジーとして、原子炉の作動中の制御および調節に、原子炉出力の作動上の上昇の際に予定されているような制御棒の除去を阻止するようにのみ干渉するように計画されている。原子炉のオペレータにより次いで原子炉の出力が高められずに、むしろ不変のまたは減少する出力への原子炉の制御に相応するような制御命令のみが原子炉制御に有効になる。少なくとも１つのより高い階層の警報段では安定化ストラテジーとして、より多くの制御棒を原子炉出力の減少の意味で炉心に挿入すること（警報段Ｉ）が予定されている。少なくとも２つのより高い階層の警報段（警報段IIおよび警報段III）が予定されており、その際に警報段IIでは全数の一部分に相応する複数個の制御棒のみがゆっくりと、また出力の作動上の減少に相応するように炉心に挿入される（すなわちたといたとえばそれ自体はより高い出力の消費がより高い原子炉出力を要求し、またオペレータが原子炉出力を高めたいとしても、原子炉制御は出力作動上の減少を行う）。第２のより高い階層の警報段（警報段III）では、原子炉のトータルな緊急停止（トータルスクラム）の際と類似して、制御棒が急速に挿入されるが、同様に制御棒は全部ではなく一部分のみが挿入される（部分スクラム）。トータルスクラムはその場合もはや必要でないが、オプションとして、スクラムを開始させる警報段ＩＶを予定することができる。
【００２０】
特に測定値の監視の際には、たとい既に振動の徴候が現れるとしても原子炉がとりあえず不変に引き続いて作動させられるように、振動の少なくとも２つの周期が評価される。
【００２１】
炉心に生じている物理的量の振動により不安定である原子炉を作動させるための方法では、さらに、物理的量の測定により振動の振幅増大レートを表す測定値が（場合によっては他の測定値とともに）形成される。この測定値に関係して、不安定を減衰させるために安定化ストラテジーが開始されるか、または原子炉が作動中に入力された測定値に従ってとりあえず引き続いて作動させられるかどうかの決定が行われる。特にその際に原子炉は少なくとも２つの振動周期にわたる振幅増大レートの測定の間は、測定値がトータルスクラムの開始のために予定されている限界値に達しないかぎり、原子炉制御に干渉されることなしに引き続いて作動させられる。こうしてたとえば、振動振幅に対する限界値Ａmaxを上回る際にスクラムが、前記の警報段IVに相応して、高い振幅増大レートの際だけは開始されるが、低い振幅増大レートの際には、このように弱く増大する振幅の際には、後になって初めて開始されるスクラム（振動がその後になお自ずから減衰しない場合）が、Ａthの到達前に有効になるためになお十分な時間を有するので、原子炉がなおより高い振幅で作動させられることが達成される。
【００２２】
この方法において、振動する物理的量の極値に対して振幅増大レートに関係するしきい値が予め定められ、また極値がこのしきい値を上回るときに安定化ストラテジーが開始されることは好ましい。しかし、振幅増大レートに対してしきい値が予め定められてもよく、その際には振幅増大レートがこのしきい値を上回るときに安定化ストラテジーが開始される。類似の変形例では、振幅増大レートに関係する振動周期の数が、物理的量の振動がこれらの振動周期の継続時間を越えて持続するときに初めて安定化ストラテジーを開始するために予め定められる。
【００２３】
その際に多くの安定化ストラテジーが用意され、そのなかで開始すべき安定化ストラテジーが振幅増大レートに関係して選ばれるようにすると有利である。
【００２４】
原子炉の不安定な状態を監視するため、本発明によれば、原子炉の複数の範囲にそれぞれ物理的量を測定するための多数のセンサを配置することができ、その際にセンサの出力信号は数Ｍpの範囲チャネルにまとめられており、また各範囲チャネルにそれぞれ１つの範囲およびそのなかに配置されているセンサが範囲信号を発生するために対応付けられている。範囲信号は次いで数Ｐのシステムチャネルにまとめられており、その際にそれぞれ多数の範囲チャネルが、システム信号を発生するシステムチャネルに対応付けられている。システム信号は最後に、最終信号を発生する最終チャネルに対応付けられている。その際監視段および選択段によって多数の振動周期にわたって少なくとも予め定められた数Ｎp のシステムチャネルにおいて、一層詳細にはこのシステムの範囲チャネルの間の最小数Ｎmpで監視規範が満たされているならば直ちに、警報信号が最終信号にセットされる。その際に各センサの出力信号は最大で範囲信号に影響し、また各範囲信号は最大でシステム信号に影響する。システムチャネルの範囲信号はそれぞれ、このような範囲に隣接する範囲が、出力信号を他のシステムチャネルの範囲チャネルに対応付けられているセンサを含んでいるように炉心の断面にわたり分配されている範囲に位置しているセンサの出力信号から形成される。
【００２５】
多重評価および範囲オーバーラップのこの省略により確かにもはや個々の燃料要素は特許文献１によるように正確に監視されないが、不安定な状態を有する経験およびモデル計算により、原子炉の常により大きな部分、しかし絶縁されていない燃料要素が振動に入ること、すなわち測定値検出の細分解が必要でないことが示されている。さらに測定値検出の擾乱安定性が高まる。
【００２６】
局部的な振動により不安定な原子炉の状態を監視するため、または原子炉を相応に作動させるため、本発明によれば、システム選択段と、数Ｐの範囲選択段と、各範囲選択段に対して数Ｍpの範囲監視段と、各範囲監視段に対して、炉心の範 囲に配置されており、この範囲監視段に対応付けられている多数のセンサを有するセンサ段とを含んでいる装置が用いられる。その際にこの装置はそれぞれ範囲監視段に対応付けられているセンサが範囲信号にまとめられている物理的量に対する測定信号を供給し、また各範囲信号がセンサに対応付けられている範囲監視段で監視規範に従って監視され、その際に各範囲監視段が範囲監視信号を含んでいる範囲信号を供給するように構成されている。各範囲監視信号は少なくとも１つの範囲選択段に与えられており、この範囲選択段が予め定められた最小数の範囲監視信号からシステム監視信号を形成する。各システム監視信号は次いでシステム選択段に供給されている。このシステム選択段が予め定められた最小数のシステム監視段によって最終監視信号を供給する。
【００２７】
その際に本発明は、局部的な振動により不安定な原子炉の状態を監視するための装置であって、炉心の多数の範囲にそれぞれ物理的量を測定するための多数のセンサが配置されており、また１つの範囲の多数のセンサの出力信号がそれぞれ対応付けられている範囲信号にまとめられている装置を含んでいる。各範囲信号に評価段が対応付けられており、この評価段が範囲信号で（特に多数の振動周期にわたっての）物理的量の極値の生起を検出し、また一定の周波数および相応の継続時間の振動の際にこの範囲内の極値の振幅増大レートを求める。評価段に少なくとも１つの監視段が対応付けられており、この監視段が、少なくとも予め定められた数の範囲で極値が求められた振幅増大レートに関係する局部的な監視規範を満たすと直ちに、警報信号をセットする。
【００２８】
用意された安定化規範を顧慮して、局部的な振動を監視するための装置は、炉心の多数の範囲に配置されている物理的量の測定のためのセンサを含んでおり、またその際に１つの範囲の多数のセンサの出力信号は対応付けられている範囲信号にまとめられている。各範囲信号に次いで評価段が対応付けられており、この評価段が範囲信号で一定の周波数の振動の発生を検出する。評価段に最終監視段が対応付けられており、この最終監視段が警報段のハイアラーキから、少なくとも予め定められた数の範囲信号で検出された振動に対する予め定められた監視規範に従って警報段を選ぶ。最終監視段はその際に選ばれた警報段に相応して、警報段に相応する安定化ストラテジーを開始するための緊急命令が発せられる時点（または少なくともこの時点に対する規範）を定める。この時点はたとえば、安定化措置の開始前に待たれる振動周期の数により予め定められる。しかしそれは、目下の実際値（たとえば振幅増大レートの実際値）に関係して、監視される実際値（たとえば振幅）が次いでこの予め定められた限界値を上回るその後の時点で安定化措置の開始に通ずる限界値（たとえば振幅に対する限界値）が定められることによっても定めることができる。
【００２９】
本発明の構成における上記および他の特別な特徴は請求項に記載されており、その際に方法と関連して説明される特徴の多くは装置にも当てはまり、その逆もしかりである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下本発明を図面に示す実施例により詳細に説明する。
【００３１】
図１は沸騰水型原子炉の炉心に配置されている燃料要素および測定ランス、ならびに監視範囲および監視システムへのそれらの対応付けの概要を示し、正方形の燃料要素２が碁盤目状に密に並び合って立っている炉心１の横断面の概要を示す。周辺範囲を例外として、それぞれ４つのこのような燃料要素が正方形を形成しており、それぞれ単一のコーナーにのみ符号（１）、（２）…（２８）を付されている測定ランスの１つが配置されている。このような測定ランスは通常、それぞれ４つの燃料要素から成る４つの互いに隣接している正方形の共通のコーナーに配置されている。これらの測定ランスの信号を評価するため、同様に周辺範囲を例外としてそれぞれ４つのこのような正方形が１つの“範囲”（たとえば相異なるハッチングを施されている隣接する範囲２´、２´´）にまとめられており、こうして碁盤目状に炉心のほぼすべての範囲を包括している。各測定ランス（図２中の位置３）はそれぞれジャケット管内に重なり合って配置されている４つのセンサ４ａ、４ｂ、４ｃおよび４ｄを含んでいるので、測定ランス（１）…（２８）の相応の測定導管６を介してそれぞれ４つのセンサ信号が炉心を監視するためのすべての装置に供給される。これらの測定導管６の各々はこうして１つの範囲に対応付けられているセンサ信号を導く。
【００３２】
図１中でそれぞれ１つの範囲に対応付けられている個々の測定ランスは文字Ａ、Ｂ、ＣおよびＤの１つを付されており、その際にこれらの文字は全体でｐの監視システム（ここではｐ＝４）のうちの１つのシステムへの相応の測定ランスおよびそれらのセンサ信号の対応付けを示す。これらの監視システムは冗長性をもって動作し、またそれぞれ固有の監視信号および場合によっては警報信号を供給し、その際にこれらの信号はシステム選択において初めて最終監視信号または最終警報信号に処理される。
【００３３】
炉心を監視する相応のモニタは、それぞれ互いに独立しているシステムのみを含んでおり（センサ信号は２つ以上のシステムでは処理されない）、またそれらにより監視される範囲は重なっていない。測定ランスの故障の際には１６の燃料要素から成る範囲全体は確かにもはや監視されないが、それにより冗長性をもって動作するシステムのみが影響され、他のシステムはこの故障により阻害されない。隣接する範囲のセンサはその際に常に相異なるシステムに対応付けられている。これらの原理は炉心の他の構成（たとえばより大きい炉心）および測定ランスの他の構成（たとえば２８の代わりに３４の測定ランス）の際にも維持されている。
【００３４】
上記の場合には２８の測定ランスが各７つの範囲を有するシステムに分配されている（一般的には任意の範囲がｍを、またシステムｐの範囲の全数がＭp を付されている。たとえばすべてのシステムに対してＭp ＝７が当てはまる）。その際にこの対応付けではすべての範囲がそれぞれ等しい数（すなわち４つ）のセンサ信号を包括し、他方において一般的な場合には個々の範囲に対してセンサ信号の数が相異なっていてもよい。このことはなかんずく、各センサが最大で１つの個々のシステムに対応付けられている上記の“リニアな”対応付けが行われないときに、考慮に入れることができる。
【００３５】
各センサ信号はその範囲チャネルでとりあえず選択段８によってプローシビリティコントロールを受け、その際にとりあえず前記の特許文献１でも行われているように、センサの正常な動作範囲外にあるセンサ信号が除去される。しかしこの公知の技術と異なって、正常に動作するセンサの残留する出力信号から最小数（ここでは２つ）の出力信号、一層詳細には一般に利用される最下位のセンサの出力信号のみが選ばれる。すなわち一般的にリニアに重なり合って配置されているセンサの信号はわずかしか相異なっておらず、また特にこれらの信号は実際上位相ずれなしに、この範囲内の局部的な出力脈動に帰すべき等しい時間的経過を示す。従って、センサは原理的に互いに交換され得る。しかし、最下位のセンサ（図２中の４ａおよび４ａ）を顧慮することはわずかな利点を与える。なぜならば、高い出力および低い冷却材流量の臨界的範囲内で中性子束は燃料要素の下側範囲で上側範囲よりも際立った振動を行う、すなわち振動の相応の極値（振幅）がより明らかに検出可能であるからである。
【００３６】
特に、センサ信号を供給されるこの選択段８の前にセンサ信号に対するアナログフィルタ９´を接続することができ、その際に爾後処理のためにレリーズされる両センサ信号の選択は“２アウト・オブ４”選択段１０により行われる。これは同時にアナログ入力信号をディジタル出力信号に変換する役割もできるので、前段に接続されているアナログフィルタ９´の代わりにディジタルフィルタ９を後段に接続することもできる。さらに、このフィルタ９において、相応の範囲内の中性子束に対する個々のセンサのばらつきを平均化した瞬時値を得るために、選択段８の両出力信号の加算も行われる。これは前記特許文献１の個々の“セル”内のセンサ信号の加算に相応するが、その際にこの公知の技術では相応の“信号セル”が他の範囲の監視の際および他のシステムの中でも使用されるセンサ信号により形成される。
【００３７】
続いて正規化ユニットにおいてフィルタ９の出力端における現在の信号Ａ（ｔ）から、たとえばこの範囲の平均信号レベルＡ* に正規化され得る現在の測定値Ａ（ｔ）−Ａ* が形成される。この平均レベルは、従来技術で説明されているように、積分器１０により、比較的長い積分時間にわたって検出された信号Ａ（ｔ）が積分されることによって形成される。この正規化は交互に正および負の測定値を与えるので、振動振幅が零点のまわりに対称に位置しており、また容易に検出可能である。しかし、ディジタル信号処理は大きな費用なしに他の正規化または非正規化信号Ｓにおいてもそれぞれ半周期の振幅を検出することを可能にし、その際に限界値が相対値の代わりに絶対値として予め定められると有利である。
【００３８】
続いて、信号Ｓのその後の処理は、それが正常な信号ノイズに対する限界値Ａ0の下に位置しており、従ってまた振動に対応付けられるであろう極値（“ピーク”または“振幅”）の決定が可能でない間は、抑制される（しきい値要素１１）。
【００３９】
図３によれば、システムｐの範囲チャネルは評価段１２を含んでおり、先ず第１の計算段で、最初に上昇してノイズ限界Ａ0の上にある信号Ｓの値が極値Ａnまで上昇しまた再び低下する（正のピークの）時点Ｔnが記録される。代替的に、または好ましくは追加的に、ピークＡn およびその時点Ｔnとして負のピーク、すなわち信号Ｓの最初に低下し次いで上昇する（負の）値により形成されるノイズ限界Ａ0を越えて位置している極値も検出することができる。この極値検出段１３の後に別のプローシビリティ監視段１４が接続されており、これはたとえば前記特許文献１に記載されているように、また極値検出段１３で検出可能な現在検出された時点Ｔnと先に検出された時点Ｔn-1 との間の時間間隔ＤＴn が0.3と0.7Hzとの間の臨界的な周波数帯に位置している振動に相応し得るかどうかを検査するように構成されている。別の評価要素１５は有利には追加的に、検出された時間間隔ＤＴnが先に検出された時間間隔ＤＴn-1と実際上合致するか否かを検査する。この検査の結果が否であれば、検出されたピークは、実際上減衰されておらずまた危険な極値まで増大し得るであろう振動の振幅ではない。最後に求められたピークＡnのその後の評価はその場合に抑制される。それに対して、振動する量の振幅に対応付けられる値であれば、相応の確認信号により後続の計算要素１６が能動化され、この計算要素が最後に求められたピークからその“振幅増大レート”ＤＡ＝（｜Ａn｜−｜Ａn-1 ｜）／Ｔn −Ｔn-1 を求める。そのつどの信号Ｓの値が数学的に量Ｂ（ｔ）・ｃｏｓΩＴにより記述できるならば、この振幅増大レートＤＡは微分比ｄＢ（ｔ）／ｄｔに相応する。それはたとえば正および負の極値の評価の際にそれぞれ振動の半周期の後の極値の増大を示す。
【００４０】
監視ユニット１７（“チェッキング”）でいま監視要素１８が予め定められた（後で一層詳細に説明される）監視規範に従って、たとえば状態“０”の２値信号として監視規範に相応する危険な振動が存在しないことを示す警報範囲信号を形成し、他方において相応の監視信号の状態“１”は警報（ポジション１９）を発する。この警報範囲信号は、たとえば監視規範が応答した範囲を識別する他の情報と一緒に指示ユニットに出力され、および／またはメモリに経過の文書化のために格納される。
【００４１】
範囲チャネルｍのこの構成は有利には、図４中に左上にシステムｐ＝１の全数Ｍ1 の範囲から成る各範囲に対する領域“システム１”内に、また右にシステムｐ＝Ｐのすべての範囲（全数Ｍp）に対する領域“システムＰ”内に示されているように、各々の範囲チャネルで行われている。
【００４２】
（たとえば要素１９に入力される）２値の警報範囲信号は範囲チャネルの数Ｍｐに相応してＭｐ倍の２値信号を表し、それから範囲選択段２０内で、このシステムの少なくとも１つの数Ｎmpの範囲で警報に相応するビットがセットされたことを指示するため、Ｎmpの２値信号が形成される。
【００４３】
図４では相応の警報範囲信号がいったん光学的警報段２１にまとめられ、その際にＮm＝１が選ばれている。すなわち、光学的警報段２１は、少なくとも１つの範囲チャネルに警報に相応するビットがセットされていると直ちに、レリーズされる。従って各システムはＮmp＝１が予め定められている選択要素、すなわちここでは“１アウト・オブ７”選択段２２（たとえばディジタル評価の際にはオア要素）を含んでおり、また光学的警報段２１をセットし、他方において第２の選択要素２３にはＮmp＝２がセットされる。すなわち、それは“２アウト・オブ７”選択段である。すなわち、処理エラーによる誤警報を排除するため、システムの少なくとも２つの範囲内でそれぞれ監視規範が満たされているときに初めて、相応の警報ビットが警報範囲信号にセットされるべきである。
【００４４】
最終段２４においていま、それぞれ全数Ｐのシステムから少なくとも１つの最小数Ｎpのシステムがセットされた警報信号を含んでいるときに警報-最終信号をセットするシステム選択が行わる。このシステム選択はこの場合にＮp＝１に設定された“１アウト・オブ４”回路２５から成っており、この回路は警報信号（ポジション２６）を発し、この信号はディスプレイ２７に光学的に指示され、またシステムの１つにおいて臨界的な振動が発見されたことを示す。Ｎp ＝２に設定された“２アウト・オブ４”選択段２８は警報（ポジション２７´）をセットし、この警報は一方ではディスプレイ２７に同じく指示され、また原子炉の制御（ポジション２９）に作用し、またそこでメモリ２９´内に相応のプログラムとして格納されている安定化ストラテジーをレリーズする。
【００４５】
一般に各システムにおいて図２および図３に示されている範囲チャネルの処理要素は固有の電圧供給、中央プロセッサユニット、３２のアナログ入力信号に対する入力モジュールおよび３２のディジタル出力信号に対する相応の出力モジュールを有する中央計算機により実現され得る。中央計算機は３２MHzの動作周波数において計算機の３２ビット入力に含まれている２８のセンサ信号の並列処理により約５０％に負荷されている。入力信号に対する有利なサンプリングレートは５０Ｈｚまたはそれ以上、しかし少なくとも２０Hzである。センサ信号に対する通常の処理要素はシステムのプロセッサユニットに対して十分な調節余地を提供する。
【００４６】
これらのシステム‐プロセッサの出力信号は市販品のマイクロコンピュータに接続することができ、そのなかで受信された範囲信号が処理かつ記憶される。このプロセッサは、システム選択を行い、また予め定められたストラテジーに従って、原子炉制御においてそのつどの安定化措置を実行するために必要な信号を供給するために必要なプログラムをも含んでいる。接続線としては有利にはガラスファイバが使用される。
【００４７】
安定化措置を説明するため、図５には、実際の状況に相応する尺度を考慮に入れずに、相対的な信号Ｓの経過が仮定されており、そのノイズ限界Ａ0を越えている値から、この振動が限界値Ａlimを上回るならば、振幅増大レートＤＡが決定される。その際に、振幅の予め定められた最大値Ａmaxを上回った後にトータルスクラムが開始され、その十分な有効性までに数Ｎ´（ここではＮ´＝２）の振動周期が必要とされ、他方において、信号Ｓの振幅がＡlimとＡmaxとの間の範囲を通過するまでに、ただ１つの数Ｎ（説明のためにここではＮ＝３が仮定されるが、実際にはＮはそれよりもはるかに大きい）の振動周期が過ぎ去る極端な場合が仮定されている。
【００４８】
図５中に曲線３０により示されている極端な場合に図６の曲線３０が相応し、その際にこの図６中には、振幅増大レートＤＡがそれぞれ係数１／２、１／３、１／４および１／５だけ小さい別の曲線３４、３３、３２および３１が示されている。図６からわかるように、これらの振幅増大レートでは、限界値Ａmaxを上回る際にレリーズされたスクラムはまだ必要でなく、それどころかスクラムの有効性に対して必要な時間または振動周期ＤＴの数Ｎ´が原子炉を曲線３２、３３…と曲線Ｆ（Ａ４）との交点により与えられる特定の数Ｎの周期にわたって引き続いて作動させることを許す。振幅が限界値Ａlimを上回る際になお曲線３２よりも弱く増大する振動に対しては、このような弱く振幅増大する過渡的な移行がひとりでに振幅減少するので、原子炉作動に先の見通しとしては、相応の曲線と限界曲線３５との交点から与えられる数Ｎの作動周期に対して干渉されなくてよいことが仮定される。上限値Ａ４はその際に、不変に増大する振幅の際にもなおスクラムが開始されることを保証する。その有効性に対してなお数Ｎ´＝２の振動周期が利用され得る。
【００４９】
図７中には、振幅増大レートＤＡと、限界値Ａmaxを上回った後になお1 つのスクラムの開始前に利用され得る周期継続Ｎとの間の、曲線Ｆ（Ａ４）により与えられている関係が相応の限界曲線Ｆ（ＤＡ）として示されている。このような曲線は、十分な安全余裕を考慮に入れて、過渡的な状態での原子炉の挙動に対するモデル計算から、またこのようなモデル計算と実際に観測された原子炉状態との比較から求められ、またたとえば特性曲線としてメモリに格納される。その場合、相応の値Ｎ（曲線３１、３２、３３、３４に対する値、すなわちＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４）を取り出すために、限界値Ａlimを上回る際にそれぞれ検出された振幅増大レートを利用すれば十分である。振幅値Ａmaxを上回る際には、各確認信号（図３）によりダウンカウントされるカウンタが相応の値Ｎにセットされる。原子炉作動はその場合に、カウンタ状態が零にダウンカウントされていないかぎり、トータルスクラムにより中断される必要はない。またその場合にトータルスクラムは、振幅限界値Ａ４が到達されているときに初めて開始される必要がある。しかし通常はこの時間内で振動が自ずから既に減衰され、また再び振幅減少し、このことは特に、限界値Ａmaxを上回る際に、出力上昇に、従ってまたその後の過渡的な振動の励起に通じ得るであろう作動状態の変更が制御において行われることを阻止する警報信号がセットされることにより確かめられる。すなわち、この変形例では限界値Ａmaxを上回る際にのみ、低い階層の警報段に相応し、また、図７中に与えられている曲線および／または限界値Ａ４を上回ることによりトータルスクラムを有する最高階層の警報段が存在しないかぎり、原子炉作動の中断、特にスクラムを必要としない安定化ストラテジーのみがとり続けられる。
【００５０】
しかし、各々の値ＤＡに対してスクラムの前になお利用可能な相応の時間（周期数Ｎ）を求める特性曲線が省略され、その代わりに振幅増大レートＤＡが相応の限界値報知器により、図７中にＤＡ１、ＤＡ２、ＤＡ３およびＤＡ４により示されているように、特定の限界値の上回りに関して監視されてもよい。すなわちたとえば、限界値ＤＡ１の下側にある振幅増大レートが存在するならば、まだどんな種類の安全措置も必要とせずに、すなわち原子炉制御への特別な干渉を有する安定化ストラテジーを必要とせずに、相応の周期数Ｎ１が待たれる。限界値ＤＡ１とＤＡ２との間の半導体チップ内（警報段Ｉ）では、たと
えば、原子炉作動を数Ｎ２の振動周期の間は継続させるように計画されていてよく、その際に原子炉が出力を高められた作動状態に制御されることを阻止すると有利である。警報段IIでは、この原子炉作動の継続時間が数Ｎ３の原子炉周期に制限される。その際に、減衰を改善するため、制御棒の一部を徐々に炉のなかに挿入するように計画してもよく、このことは、原子炉により低い出力が要求されるときに作動中に計画されているように、原子炉出力の低下に相応する。振幅増大レートに対する限界値ＤＡ３およびＤＡ４は、原子炉がなお数Ｎ４の周期を引き続いて作動し得る警報段IIIを決定し、その際にさらに、ここで吸収体棒の一部を迅速に挿入する（“部分的スクラム”と呼ばれる）ように計画されていてよい。その場合、限界値ＤＡ４を上回る際に初めて最高階層の警報段でトータルスクラムが必要になる。
【００５１】
本発明の別の変形例を図８ないし図１０により説明する。図８には信号Ｓの振幅に対して、図６の曲線３２および３３に相応する振幅増大レートが示されている。これらの振幅は、それらが限界値Ａlimを上回る時点で求められている。その際に、警報段IIが監視段により検出されたこと、また原子炉出力が制御棒の徐々の挿入により安定化されるべき安定化ストラテジーが開始されたことが仮定されている。曲線３３の場合には、これらの条件のもとで生ずる振幅が実線で示されている。警報段IIに相応する安定化ストラテジーは、それが、Ａ３で示されている限界値の上にあり、また断続して記入されているピークにより示されている振幅値の際にも持続された場合には、限界値Ａ４によりトータルスクラムが開始されなければならないであろうことに通ずるであろう。しかし、このようなトータルスクラムは回避されなければならない。従って、限界値Ａ３の到達の際には警報段IIとの関連で図７で説明した安定化ストラテジー（吸収体要素の徐々の挿入）からより高い階層の安定化ストラテジーを有するより高い警報段、すなわち前記の“部分的スクラム”、に移行される。それによりいまや振動がより強く減衰されるので、振幅がそれ以上に増大せず、従って限界値Ａ４が到達されず、またトータルスクラムが開始されない。
【００５２】
曲線３２は、この場合にもより低い振幅増大レートの際に限界値Ａ３がより高い振幅増大レートの際よりも高くセットされることを示す。
【００５３】
すなわち、この変形例では、振幅減少レートは限界値を上回ることを監視されず、それどころか目下検出される振幅減少レートが振幅値自体に対する限界値を予め定めるために利用される。それに対して限界値と振幅減少レートとの関係は再び図７に類似の較正曲線に従って求められるし、または振幅増大レート応答に対し利用される範囲を個々の警報段に相応に分割することによっても相応の限界値Ａ３を段階的に変更できる。
【００５４】
この変形例は、原子炉作動の間に限界値Ａlimを上回った後にも生ずる振幅減少レートの変化が特に考慮に入れられるという利点を有する。このことは、振動が限界値Ａlimを上回る際に、原子炉制御への干渉が必要でないように弱く増大することが最初に仮定されている図８の曲線４０により示されている。しかし、オペレータが時点ｔbで作動中の原子炉制御を介して出力の上昇を行なっており、それにより過渡的に励起された振動がかなり増幅されることが仮定されている。このことは、振幅増大レートがＡlimを上回る際に最初は小さくまた警報をレリーズしなかった振幅Ａがいまや曲線３３の値をとり、従っていま振幅Ａが限界値Ａ３を上回るかが監視され、またこの場合に警報段IIIに相応する等しい安定化ストラテジー（“部分的スクラム”）を開始する。それにより振幅増大する振動がより強く減衰され、従ってこの場合にも限界値Ａ４が実際上もはや到達されない、すなわちトータルスクラムが必要にならない。
【００５５】
部分的スクラムの開始に通ずる振幅Ａに対する限界値Ａ３に類似して、もちろん、低い階層の安定化ストラテジー（出力上昇の阻止、警報段I；または追加的な吸収体要素の徐々の挿入、警報段II）に対しては相応の限界値Ａ１およびＡ２が導入され得る。
【００５６】
このことは図９中に、比較的低い振幅増大レートにより振幅増大する振動により示されている。その際に振動の極値（振幅）は曲線４１の上にあり、またこれらの振幅増大レートの際に利用される高い数Ｎの振動周期に相応して限界値ＡthまたはＡmaxの比較的近くに位置している限界値Ａ１、Ａ２、Ａ３が上回るかどうかを監視される。限界値Ａ１を上回ることにより第１の警報段がセットされ、その安定化ストラテジーは出力上昇の阻止のみを行う。それにより確かに振幅増大レートは下げられるが、振動はまだ十分に減衰されない。しかし、限界値Ａ３を上回る際には原子炉の出力が下げられ、かつ振動が、限界値Ａ３、ＡmaxおよびＡthへのその後の増大がもはや生じないように減衰される。
【００５７】
図１０中に示されている曲線４２は比較的高い振幅増大レートＤＡを基礎としているので、限界値Ａ１、Ａ２およびＡ３はこの場合には、検出された振幅増大レートＤＡに関係して、図９中よりも低くおかれている。従って、警報段II（限界値Ａ２）が既に比較的早期に到達され、また限界値Ａ３を上回ることにより警報段IIIで予定されている“部分的スクラム”がより早く行われる。このことは振動の所望の減衰に通じ、また限界値Ａmaxが上回ることを阻止する。それによりトータル遮断自体がこの望ましくない場合に阻止される。
【００５８】
そのつどの警報段のリセットはたとえば、振幅が限界値Ａlimを再び下回るときに行われる。
【００５９】
図１１はシステム１の命令チャネルのなかの監視、範囲信号のなかでこの監視によりセットされる警報信号に対する範囲選択段、および相応のシステムチャネルのなかの監視装置に対する実施例を示す。
【００６０】
その際に、それぞれ“領域１”と記入されている領域にチャネル１の第１の範囲内の範囲監視が示されており、その際にこの第１の範囲に対応付けられている範囲信号は限界値Ａ１に相応して限界値報知器に導かれ、この限界値報知器は、この範囲の信号Ｓが限界値Ａ１を上回るときに、論理的警報信号“１”をセットする。この限界値は特性曲線に対するメモリ５２から取り出される。記憶されている特性曲線に従って、この限界値Ａ１は範囲チャネル１（ポジション１６、図３）で求められた現在の振幅増大レートの値ＤＡに相応する。限界値報知器５１の論理的出力信号により一方では指示および／またはメモリユニット５３が駆動され、このユニットがいま第１の警報段および第１の範囲チャネルに対応付けられている監視信号ＡＡ１に対して、第１の警報段に対応付けられている警報‐範囲信号ＡＡ１を形成する。同様にして、相対的な範囲信号Ｓが（詳細には示されていない）評価ユニット５４内で限界値Ａ２に関して、また限界値報知器５５、特性曲線メモリ５６および指示および／またはメモリユニット５７を含んでいる監視段で限界値Ａ３および警報段IIIに関して行われる。信号Ｓが別の限界値報知器により固定的に予め定められた限界値Ａ４を上回るかを監視されることは示されていない。
【００６１】
相応の要素がシステムの各範囲信号に存在しており、また最後の範囲“領域Ｍp”に対して図１１の右部に符号５１´、５２´…５７´を付して示されている。
【００６２】
限界値報知器５１、５１´により個々の範囲チャネルで形成された監視信号（Ｍp＝７の場合には７ビット信号）は加算要素６０で加算される。この信号はこうして、どれだけ多くの範囲チャネルで相応の限界値報知器５１が段Iの警報信号をセットしているかを示す。この数が予め定められた数Ｎmpよりも大きいかそれに等しいならば、相応の照会ユニット６１が相応の警報システム信号をセットする。この場合に照会ユニット６１はこの照会を２回行い、その際に第１の警報システム信号ＡＡ１´に対しては最小数Ｎmpが１にセットされる。この信号ＡＡ１´は次いで、相応のシステム選択（最も簡単な場合にはすべての冗長性をもって動作するシステムチャネルからのすべての信号ＡＡ１´に対する図示されていない加算要素）を介してシステムが警報段Iを発生するかどうか、またどれだけ多くのシステムが警報段Iを発生するかを指示するために使用される。
【００６３】
さらに、このシステム監視段６１でＮmp＝２もセットされる。すなわち少なくとも２つの範囲が段Iの警報を報知するときに、相応の信号ＡＡ１′′が出力される。この信号はシステム選択において、冗長性をもって動作するシステムで発生されているすべての警報信号から、原子炉の制御に干渉することができ、またそこで原子炉出力の作動中の上昇を阻止する警報信号を形成するための役割をし得る。最も簡単な場合には、システム選択がただ１つの“１アウト・オブ４”選択を形成すれば、すなわち４つのシステムの相応の信号ＡＡ１´´が“オア”要素により一つにまとめられれば十分である。しかし、誤処理によりシステムの１つで発生され得るであろう原子炉作動の不必要な擾乱を確実に回避するため、原子炉作動への干渉のために、警報段Ｉがセットされているシステム信号に対して
最小数Ｎpが予め定められると有利である。このことは、システムの論理的信号ＡＡ１´´が加算され、またその和が２よりも大きいかそれに等しいときにのみ原子炉制御への干渉を発生することによって簡単な仕方で行われる。
【００６４】
同様にして加算要素６２、６４を介して警報段IIおよびIIIに対応付けられているシステムの個々の範囲の監視信号が、これらの段に対応付けられている警報‐システム信号ＡＡ３´およびＡＡ３´´を発生するために照会ユニット６５、６６に供給される相応の信号に処理され得る。４つのシステム信号の警報信号ＡＡ２´´は信号ＡＡ１´´のところで説明した仕方と等しい仕方でさらに処理され（図示されていない）、またこの警報段IIに対応付けられている警報最終信号を形成し、この警報最終信号は、原子炉出力の上昇を阻止するだけでなく、原子炉出力を正常な原子炉作動に対して作成されているプログラムに従って低下させるように原子炉作動に干渉する。
【００６５】
第１の警報段の信号ＡＡ１´のところで説明した仕方と等しい仕方で、警報段IIIに対応付けられている警報信号ＡＡ３´´もさらに処理され、またこの警報段IIIに対応付けられている警報最終信号を形成する。この警報最終信号はこの警報段に対応付けられている安定化ストラテジーに従って“部分的スクラム”をレリーズする。
【００６６】
最後になお言及すべきこととして、固定的に設定された限界値Ａ４により形成される警報信号は、緊急時に最高の警報段に相応するトータルスクラムをレリーズするため、等しい仕方でさらに処理され得る。
【００６７】
すなわち、本発明は一方では、個々のセンサ、測定ランスまたは計算要素の故障の際に不安定な状態に関する確実な報告を行い得るように、原子炉の不安定な状態が十分な冗長性をもって監視されることを保証し、他方では不安定性を減衰させるためにわずかな度合でのみ原子炉作動に干渉されることが達成される。トータルスクラムはその際にすべての経験および見積に従って実際上排除されており、従ってトータルスクラムをストラテジーとして予定している第４の警報段は完全に余分とみなされ得る。限界値Ａmaxの監視のために予定されている構成要素およびこの最高の警報段に対応付けられている警報信号に対する伝達要素はオプションとしてのみ記載されており、それらは省略することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】沸騰水型原子炉の炉心に配置されている燃料要素および測定ランス、ならびに監視範囲および監視システムへのそれらの対応付けの概要図である。
【図２】１つの範囲を監視するための４つのセンサを有する測定ランスおよびこの範囲に対応付けられている範囲チャネル内のこれらのセンサに対応付けられているセンサ段の構成配置図である。
【図３】範囲チャネル内の評価ユニットおよび監視ユニットの構成配置図である。
【図４】種々の範囲および範囲チャネルで発生される範囲信号のシステム内の分配、各システムに存在する範囲選択段ならびに警報最終信号を発生するためのシステム選択段の構成図である。
【図５】中性子束の測定値内の臨界的な振動およびスクラムの際の減衰曲線図である。
【図６】熱-流体的限界値に到達するまでの、他の振幅増大レートにより減衰されずに増大する中性子束の振幅値の曲線図である。
【図７】振幅増大レートと許容最高値の到達までに利用できる振動周期との間の関連を示す曲線図である。
【図８】安定化ストラテジーにより不十分に減衰された振動の場合の種々の振幅増大レートにおいて生ずる振幅を示す曲線図である。
【図９】本発明の好ましい実施例に従って比較的弱く生ずる振動を有する原子炉の作動の際の極値（振幅）の経過を示す曲線図である。
【図１０】速く生ずる振動の際の経過を示す曲線図である。
【図１１】好ましい実施例における範囲監視段を示す構成配置図である。
【符号の説明】
【００６９】
１  炉心
２  燃料要素
４  センサ
６  測定導線
９  フィルタ
１０  積分器
１２  評価段
１３  極値検出段
１４  監視段
１５  評価要素
１６  計算要素
１７  監視ユニット
１８  監視要素
１９  要素
Ａ0  ノイズ限界
Ａn  極値
Ｔn  時点
【図１】
2005283597.tif 000003
【図２】
2005283597.tif 000004
【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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【図１１】
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