(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉炉心内に配置されて原子炉内の中性子束を起動領域から出力領域にわたって検出する複数の局所出力領域モニタ検出器と、この局所出力領域モニタ検出器に接続された原子炉出力測定装置とを備え、
前記原子炉出力測定装置は、複数の局所出力領域モニタ検出器から出力されるアナログ電気信号を１チャンネルのパルス信号として取り出し合成する複数のパルス信号合成手段と、このパルス信号合成手段から出力されるパルス信号を計数率として測定する計数率測定手段と、前記パルス信号合成手段から出力されるパルス信号を二乗平均出力として測定する二乗平均出力測定手段とを有する原子炉起動出力機能部と、前記局所出力領域モニタ検出器の出力するアナログ電気信号を原子炉出力として測定する局部出力測定手段を有する原子炉平均出力機能部と、前記計数率測定手段の出力と前記二乗平均出力測定手段の出力から原子炉起動領域における原子炉出力を算出し前記局部出力測定手段の出力から原子炉出力領域における原子炉出力を算出する演算手段と、この演算手段による演算結果を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする原子炉出力監視装置。
【請求項２】
原子炉出力測定装置は複数台備えられて複数の独立した電源装置に接続され、これらの原子炉出力測定装置にはほぼ同数の局所出力領域モニタ検出器が接続され、原子炉起動時に２つの前記原子炉出力測定装置の原子炉起動出力機能部の動作不能状態を許容するバイパス信号を前記原子炉出力測定装置に入力し各原子炉出力測定装置の原子炉起動出力機能部のうち２つのバイパスチャンネルを選択する第１のバイパススイッチと、原子炉出力運転時に１つの前記原子炉出力測定装置の原子炉平均出力機能部の動作不能状態を許容し各原子炉出力測定装置で実施している複数の原子炉平均出力測定のうち１つを選択するバイパス信号をそれぞれの前記原子炉出力測定装置に入力する第２のバイパススイッチとを備えたことを特徴とする請求項１記載の原子炉出力監視装置。
【請求項３】
原子炉出力測定装置は、各原子炉出力測定装置にそれぞれ均等に割り当てられた局所出力領域モニタ検出器をチャンネル毎に動作不能状態にするバイパスを許容するチャンネルバイパス信号を原子炉起動出力機能部と原子炉平均出力機能部に入力するバイパススイッチと、前記信号によって前記原子炉起動出力機能部におけるパルス信号合成手段に対しておよび前記原子炉平均出力機能部における局部出力測定手段に対して局所出力領域モニタ検出器チャンネルを選択する選択手段とを備えたことを特徴とする請求項２記載の原子炉出力監視装置。
【請求項４】
原子炉起動出力機能部と原子炉平均出力機能部は局所出力領域モニタ検出器チャンネルのバイパス数許容範囲を設定する手段をそれぞれ独立に備え、原子炉起動出力機能部は原子炉起動時にチャンネルバイパスされた局所出力領域モニタ検出器チャンネルの数がパルス信号合成手段におけるパルス信号の合成に必要な許容範囲を逸脱した場合には原子炉起動出力機能部の動作不能状態を許容するバイパス信号を発生し、また、原子炉平均出力機能部は原子炉出力運転時にチャンネルバイパスされた局所出力領域モニタ検出器チャンネルの数が原子炉の平均出力を測定するに必要な許容範囲を逸脱した場合には原子炉平均出力機能部の動作不能状態を許容するバイパス信号を発生することを特徴とする請求項３記載の原子炉出力監視装置。
【請求項５】
原子炉出力測定装置は、局所出力領域モニタ検出器の原子炉内での中性子照射による感度劣化を補正するゲイン補正手段を備え、このゲイン補正手段は、原子炉起動時の計数率出力と二乗平均出力、および、原子炉出力運転時の原子炉局部出力の演算に使用するゲインを校正することを特徴とする請求項２記載の原子炉出力監視装置。
【請求項６】
原子炉起動時に使用する計数率測定手段と二乗平均出力測定手段のゲイン、および原子炉出力運転時に使用する局部出力測定手段のゲインを算出する演算処理機能を有するプロセス計算機を備え、このプロセス計算機を用いてゲインを入力する自動モードと表示手段より入力する手動モードとを備えたことを特徴とする請求項５記載の原子炉出力監視装置。
【請求項７】
演算手段に原子炉の運転モードの状態を入力する手段を備え、前記演算手段は、原子炉の運転モードが起動モードから出力運転モードに、または、出力運転モードから起動モードに切り替わるときに原子炉起動出力機能部における二乗平均出力の測定結果による原子炉の出力と原子炉平均出力機能部における平均した原子炉の平均出力が一致するように二乗平均出力の測定結果を補正することを特徴とする請求項２記載の原子炉出力監視装置。
【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の原子炉核計装システムに係り、原子炉炉心内部の中性子束を原子炉の起動領域から出力領域にわたって測定し監視する原子炉出力監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の原子炉出力監視装置は、原子炉出力として測定する中性子束の範囲によって以下の２つの領域にわけてそれぞれ個別の中性子検出器と測定装置にて監視している。すなわち、中性子束が１×103ｎｖ〜２×1013ｎｖを起動領域、1.2×1012ｎｖ〜2.8×1014ｎｖを出力領域と称し、それぞれ起動領域モニタ（ＳＲＮＭ）、出力領域モニタ（ＰＲＮＭ）を用いている。
【０００３】
従来の原子炉出力監視装置の構成を図８に示す。図８（ａ）は、１チャンネルに対する起動領域モニタ用原子炉出力監視装置、図８（ｂ）は原子炉平均出力機能（ＡＰＲＭ）１チャンネルに対する出力領域モニタ用原子炉出力監視装置を示す。
【０００４】
これらの図において、１Ｓは起動領域モニタ検出器、２Ｓは起動領域モニタ前置増幅器、３Ｓは起動領域モニタ用原子炉出力測定装置、４はパルス測定回路、５は二乗平均出力測定回路、６は演算回路、７は表示回路であり、１Ｐ−１〜１Ｐ−52は52個の局所出力領域モニタ（ＬＰＲＭ）検出器、３Ｐは出力領域モニタ用原子炉出力測定装置、８は局部出力測定回路、９は原子炉平均出力（ＡＰＲＭ）演算回路、７Ｐは表示回路である。
【０００５】
すなわち、起動領域にたいしては、原子炉内に設置した複数の起動領域モニタ（ＳＲＮＭ）検出器１Ｓと原子炉建屋内に設置した起動領域モニタ前置増幅器２Ｓが設けられ、この起動領域モニタ前置増幅器２Ｓの出力に対してパルス測定回路４と二乗平均出力測定回路５を有する起動領域モニタ用原子炉出力測定装置３Ｓが設置され、この起動領域モニタ用原子炉出力測定装置３Ｓでは、前記のそれぞれの測定結果より原子炉出力への演算処理を行う演算回路６と、この演算回路６による演算結果を表示する表示回路７にて原子炉起動時の中性子束を監視している。
【０００６】
出力領域にたいしては、原子炉内に設置した複数の局所出力領域モニタ（ＬＰＲＭ）検出器１Ｐ−１〜１Ｐ−52から出力されるアナログ電気信号を局部出力測定回路８で測定し、その測定結果を平均して原子炉平均出力を算出する平均演算回路９を有する出力領域モニタ用原子炉出力測定装置３Ｐが設置され、この出力領域モニタ用原子炉出力測定装置３Ｐでは、原子炉平均出力（ＡＰＲＭ）を表示する表示回路７Ｐにて原子炉出力運転時の中性子束を監視している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、沸騰水型原子炉の原子炉炉心内部には従来、原子炉の起動領域と出力領域とに分けてそれぞれ独立に中性子束を測定する中性子検出器（１Ｓ，１Ｐ−１〜１Ｐ−52）が設置されている。各運転領域の中性子束を演算処理する測定装置においても、それぞれの中性子検出器からの出力信号を演算処理する信号処理回路も回路構成によって演算機能が特定されるため起動領域モニタ、出力領域モニタのそれぞれ異なる測定装置３Ｓ，３Ｐを用いている。
【０００８】
原子力発電プラントにおいては、原子炉の安全性を確保するために信頼性の維持が要求されることから、起動領域モニタ及び出力領域モニタは複数設置されておりシステムの冗長化が図られている。一方、原子力発電の運用実績が増えるに伴い、設備を最小限にして経済性を向上しようとする要求も強くなっている。
【０００９】
そこで本発明は、システムの冗長化と電気的・物理的分離という安全保護系に要求される事項を満たしつつ全体システムの簡素化と信頼性の向上及び経済性の向上、さらに保守性の向上を図ることのできる原子炉出力監視装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の原子炉出力監視装置は、原子炉炉心内に配置されて原子炉内の中性子束を起動領域から出力領域にわたって検出する複数の局所出力領域モニタ検出器と、この局所出力領域モニタ検出器に接続された原子炉出力測定装置とを備え、複数の局所出力領域モニタ検出器から出力されるアナログ電気信号を１チャンネルのパルス信号として取り出し合成する複数のパルス信号合成手段と、このパルス信号合成手段から出力されるパルス信号を計数率として測定する計数率測定手段と、前記パルス信号合成手段から出力されるパルス信号を二乗平均出力として測定する二乗平均出力測定手段とを有する原子炉起動出力機能部と、前記局所出力領域モニタ検出器の出力するアナログ電気信号を原子炉出力として測定する局部出力測定手段を有する原子炉平均出力機能部と、前記計数率測定手段の出力と前記二乗平均出力測定手段の出力から原子炉起動領域における原子炉出力を算出し前記局部出力測定手段の出力から原子炉出力領域における原子炉出力を算出する演算手段と、この演算手段による演算結果を表示する表示手段とを備えた構成とする。
【００１１】
請求項１の原子炉出力監視装置によれば、原子炉起動時から出力運転時までの原子炉炉心内の中性子束を同一の中性子検出器にて測定することが可能となり、また測定装置を１台にて実現することから、原子炉出力監視装置の構成を簡素化することによって操作性の向上、故障率の低減と経済性の向上が実現できる。
【００１２】
請求項２の発明は請求項１の原子炉出力監視装置において、原子炉出力測定装置は複数台備えられて複数の独立した電源装置に接続され、これらの原子炉出力測定装置にはほぼ同数の局所出力領域モニタ検出器が接続され、原子炉起動時に２つの前記原子炉出力測定装置の原子炉起動出力機能部の動作不能状態を許容するバイパス信号を前記原子炉出力測定装置に入力し各原子炉出力測定装置の原子炉起動出力機能部のうち２つのバイパスチャンネルを選択する第１のバイパススイッチと、原子炉出力運転時に１つの前記原子炉出力測定装置の原子炉平均出力機能部の動作不能状態を許容し各原子炉出力測定装置で実施している複数の原子炉平均出力測定のうち１つを選択するバイパス信号をそれぞれの前記原子炉出力測定装置に入力する第２のバイパススイッチとを備えた構成とする。
【００１３】
請求項２の原子炉出力監視装置においては、第１のバイパス信号と第２のバイパス信号の組み合わせによって複数の原子炉出力測定装置のうち１台の機能全体の動作不能状態を許容する。
【００１４】
この原子炉出力監視装置によれば、原子炉炉心内の局所出力領域モニタ検出器を各原子炉出力測定装置に均等に配分することによって、原子炉起動から原子炉出力運転において原子炉炉心全体の出力を適切に監視することが可能となる。また、第１のバイパススイッチと第２のバイパススイッチの組み合わせにて１台の原子炉出力監視装置の機能全体をバイパスすることによって、システムの機能に影響を与えず原子炉出力を適切に監視することが可能となるので、信頼性の向上と保守性の向上が実現する。さらに、発熱量の多い電源装置を測定回路とは別々に設置することにより、熱的ストレスが低減されて装置の信頼性が向上する。
【００１５】
請求項３の発明は原子炉出力測定装置は、請求項２の原子炉出力監視装置において、各原子炉出力測定装置にそれぞれ均等に割り当てられた局所出力領域モニタ検出器をチャンネル毎に動作不能状態にするバイパスを許容するチャンネルバイパス信号を原子炉起動出力機能部と原子炉平均出力機能部に入力するバイパススイッチと、前記信号によって前記原子炉起動出力機能部におけるパルス信号合成手段に対しておよび前記原子炉平均出力機能部における局部出力測定手段に対して局所出力領域モニタ検出器チャンネルを選択する選択手段とを備えた構成とする。
【００１６】
この原子炉出力監視装置によれば、保守時及び故障時に局所出力領域モニタ検出器チャンネルの健全性を確認する場合おいても原子炉出力監視装置の機能全体に影響を与えることなく原子炉出力を適切に監視することが可能となるので、信頼性の向上と保守性の向上が実現する。
【００１７】
請求項４の発明は請求項３の原子炉出力監視装置において、原子炉起動出力機能部と原子炉平均出力機能部は局所出力モニタ検出器チャンネルのバイパス数許容範囲を設定する手段をそれぞれ独立に備え、原子炉起動出力機能部は原子炉起動時にチャンネルバイパスされた局所出力領域モニタ検出器チャンネルの数がパルス信号合成手段におけるパルス信号の合成に必要な許容範囲を逸脱した場合には原子炉起動出力機能部の動作不能状態を許容するバイパス信号を発生し、また、原子炉平均出力機能部は原子炉出力運転時にチャンネルバイパスされた局所出力領域モニタ検出器チャンネルの数が原子炉の平均出力を測定するに必要な許容範囲を逸脱した場合には原子炉平均出力機能部の動作不能状態を許容するバイパス信号を発生する構成とする。
【００１８】
この原子炉出力監視装置によれば、局所出力領域モニタ検出器のチャンネル毎のチャンネルバイパスを可能とする許容範囲を設定することにより、複数の局所出力領域モニタ検出器の故障時対応において原子炉出力監視装置の機能全体に影響を与えずに故障時対応が容易となる。また、チャンネルバイパス数が許容範囲を逸脱した場合には、原子炉の出力監視を適切に行うことができないとして動作不能状態とすることにより、炉心監視の健全性確認を実現することが可能となり、保守性の向上と信頼性の向上が実現する。
【００１９】
請求項５の発明は請求項２の原子炉出力監視装置において、原子炉出力測定装置は、局所出力領域モニタ検出器の原子炉内での中性子照射による感度劣化を補正するゲイン補正手段を備え、このゲイン補正手段は、原子炉起動時の計数率出力と二乗平均出力、および、原子炉出力運転時の原子炉局部出力の演算に使用するゲインを校正する構成とする。
【００２０】
この原子炉出力監視装置によれば、原子炉の長期運転時における局所出力領域モニタ検出器の中性子感度劣化による原子炉計算出力の低下をゲイン校正により補正することが可能となり、原子炉出力を適切に監視することにより原子炉出力監視装置としての信頼性の向上が実現する。
【００２１】
請求項６の発明は請求項５の原子炉出力監視装置において、原子炉起動時に使用する計数率測定手段と二乗平均出力測定手段のゲイン、および原子炉出力運転時に使用する局部出力測定手段のゲインとを算出する演算処理機能を有するプロセス計算機を備え、このプロセス計算機を用いてゲインを入力する自動モードと表示手段より入力する手動モードとを備えた構成とする。
【００２２】
すなわち、局所出力領域モニタ検出器が示す現状の炉出力値と炉出力校正値を入力しゲインを算出する演算処理機能を有するプロセス計算機を原子炉出力測定装置とは別に設置し、ゲインをプロセス計算機からアイソレータを介して自動的に入力しゲイン校正を実現する、または原子炉出力測定装置の表示手段において人間系を介して手動にて実現する構成である。
この原子炉出力監視装置によれば、ゲイン校正の実現手段を自動または手動の選択とすることにより操作性の向上が実現する。
【００２３】
請求項７の発明は請求項２の原子炉出力監視装置において、演算手段に原子炉の運転モードの状態を入力する手段を備え、前記演算手段は、原子炉の運転モードが起動モードから出力運転モードに、または、出力運転モードから起動モードに切り替わるときに原子炉起動出力機能部における二乗平均出力の測定結果による原子炉の出力と原子炉平均出力機能部における平均した原子炉の平均出力が一致するように二乗平均出力の測定結果を補正する構成とする。
【００２４】
請求項７の原子炉出力監視装置によれば、原子炉起動時の原子炉出力と原子炉出力運転時の原子炉出力を連続性のある同一の原子炉出力信号として連続的に調整し監視することが可能となり操作性が向上する。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態の原子炉出力監視装置を図１を参照して説明する。
図１において１Ｐ−１〜１Ｐ−52は52個の局所出力領域モニタ検出器、３は原子炉出力測定装置、８は局部出力測定回路、10は起動領域モニタ測定回路、６は演算回路、７は表示回路、11−１〜11−52は前記局所出力領域モニタ検出器１Ｐ−１〜１Ｐ−52に対応するアンプ、12はマルチプレクサ、13−１〜13−３はＡ／Ｄ変換器、14は炉出力演算回路、15−１、15−２はパルス信号合成回路、16−１、16−２は計数率測定回路、５−１、５−２は二乗平均出力（ＭＳＶ）測定回路、17は原子炉モードスイッチである。
【００３０】
このような構成の原子炉出力監視装置において、原子炉出力運転時には、局所出力領域モニタ検出器１Ｐ−１〜１Ｐ−52から出力されるアナログ電気信号を局部出力測定回路８においてアンプ11−１〜11−52を通してマルチプレクサ12により切り替え選択し、Ａ／Ｄ変換器13−１にてＡ／Ｄ変換処理し、炉出力演算回路14にて局所出力領域モニタ検出器チャンネル毎の局部出力を演算する。
【００３１】
原子炉起動時には、局所出力領域モニタ検出器１Ｐ−１〜１Ｐ−52から出力されるアナログ電気信号を局部出力測定回路８への入力前に振り分け、複数の局所出力領域モニタ検出器チャンネルをパルス信号合成回路15−１、15−２に入力してパルス信号成分として出力し、そのパルス信号を起動領域モニタ測定回路10の１チャンネルのパルス信号として、計数率測定回路16−１、16−２と二乗平均出力測定回路５−１、５−２に入力する。
【００３２】
計数率測定回路16−１、16−２はパルス信号合成回路15−１、15−２から出力されるパルス信号が１つずつ分離可能な領域でパルス数を測定する。二乗平均出力測定回路５−１、５−２は、パルス信号合成回路15−１、15−２から出力されるパルス信号が連続的に重なることで出力信号が揺らぎ信号となる領域でキャンベル法に基づき揺らぎ信号測定をおこなう。二乗平均出力測定回路５−１、５−２の出力はＡ／Ｄ変換器13−２、13−３にてディジタル信号に変換する。
【００３３】
局部出力測定回路８の出力と起動領域モニタ測定回路10の出力は演算回路６へ読み込み、起動領域モニタ測定回路10の出力に対しては原子炉出力への換算と原子炉出力の変化率の計算を行い、局部出力測定回路８の出力に対しては平均出力演算を行って原子炉の平均出力を計算し、原子炉出力の監視を行う。
【００３４】
また、演算回路６では原子炉モードスイッチ17の状態を監視し、原子炉モードが起動状態から出力運転状態に、または、出力運転状態から起動状態に切り替わる際に平均出力演算から求まる原子炉平均出力に一致するように二乗平均出力演算から求まる原子炉出力を換算する換算係数を校正する。演算回路６での演算の結果は表示回路７に表示する。
【００３５】
以上のように、本第１の実施の形態の原子炉出力監視装置によれば、原子炉起動時の測定監視機能を原子炉出力運転時に使用する局所出力領域モニタ検出器にて実現することにより、原子炉起動時にも原子炉炉心全体の出力監視ができるとともに、原子炉炉心内の中性子検出器数を削減することが可能となり、中性子検出器の保守・故障時の対応の経済性の向上と保守性・信頼性の向上を図ることができる。
【００３６】
次に本発明の第２の実施の形態の原子炉出力監視装置を図２および図３を参照して説明する。
図２において、１Ｐ−１〜１Ｐ−208は208個の局所出力領域モニタ検出器、３−Ｉ〜３−IVは原子炉出力測定装置、18−Ｉ〜18−IVは電源装置、19はＡＰＲＭ（原子炉平均出力機能）バイパススイッチ、20−１、20−２はＳＲＮＭ（起動領域モニタ）バイパススイッチである。
【００３７】
上記４つの独立した電源装置18−Ｉ〜18−IVに設置している原子炉出力測定装置３−Ｉ〜３−IVへの局所出力領域モニタ検出器１Ｐ−１〜１Ｐ−208の割り振りは図３のようになっている。
【００３８】
図３においてＬＰＲＭ検出器集合体▲１▼〜▲４▼は以下を表す。
▲１▼ ：軸方向位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの局所出力領域モニタ検出器を原子炉出力測定装置３−Ｉ，３−II，３−III，３−IVに接続、
▲２▼：軸方向位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの局所出力領域モニタ検出器を原子炉出力測定装置３−II，３−III，３−IV，３−Ｉに接続、
▲３▼：軸方向位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの局所出力領域モニタ検出器を原子炉出力測定装置３−III，３−IV，３−Ｉ，３−IIに接続、
▲４▼：軸方向位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの局所出力領域モニタ検出器を原子炉出力測定装置３−IV，３−Ｉ，３−II，３−IIIに接続。
【００３９】
図２および図３に示すように、４つの独立した電源装置18−Ｉ，18−II，18−III，18−IVにそれぞれ原子炉出力測定装置３−Ｉ，３−II，３−III，３−IVを設置し、また、原子炉炉心内には208個の局所出力領域モニタ検出器１Ｐ−１〜１Ｐ−208を設置して、各原子炉出力測定装置３−Ｉ〜３−IVにはそれぞれ52個のＬＰＲＭ検出器（局所出力領域モニタ検出器）１Ｐ−１〜１Ｐ−208を振り分けている。そして、局所出力領域モニタ検出器１Ｐ−１〜１Ｐ−208から出力されるアナログ電気信号を用いて、原子炉起動から原子炉出力運転までの領域における原子炉出力の演算・表示を４台の原子炉出力測定装置３−Ｉ〜３−IVにて行う。
【００４０】
ＡＰＲＭバイパススイッチ19では、原子炉出力運転時に各測定装置３−Ｉ〜３−IVで実施している４つの原子炉出力の平均演算のうち１つを選択する。ＳＲＮＭバイパススイッチ20−１、20−２は、原子炉起動時に各測定装置３−Ｉ〜３−IVにて実施している各２チャンネルの計数率演算と二乗平均出力演算のうち、ＳＲＮＭバイパススイッチ20−１では（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）のうち１チャンネルを、ＳＲＮＭバイパススイッチ20−２では（Ｅ），（Ｆ），（Ｇ），（Ｈ）のうち１チャンネルを選択する。
【００４１】
原子炉出力測定装置３−Ｉ〜３−IVの保守または故障時対応の際には、ＳＲＮＭバイパススイッチ20−１、20−２またはＡＰＲＭバイパススイッチ19にて保守または故障時対応するチャンネルのうち１つを選択する。
【００４２】
原子炉出力測定装置３−Ｉの保守または故障時対応の際には、ＳＲＮＭバイパススイッチ20−１でＳＲＮＭの（Ａ）を、ＳＲＮＭバイパススイッチ20−２でＳＲＮＭの（Ｅ）を、また、ＡＰＲＭバイパススイッチ19でＡＰＲＭの（Ａ）を選択することにより、システムの全体機能に影響を与えることなく原子炉出力測定装置３−Ｉの機能を停止することができる。
【００４３】
原子炉出力測定装置３−IIの場合には、ＳＲＮＭバイパススイッチ20−１でＳＲＮＭの（Ｂ）を、ＳＲＮＭバイパススイッチ20−２でＳＲＮＭの（Ｆ）を、またＡＰＲＭバイパススイッチ19でＡＰＲＭの（Ｂ）を選択することにより、原子炉出力測定装置３−IIの機能を停止することができる。
【００４４】
原子炉出力測定装置３−IIIの場合には、ＳＲＮＭバイパススイッチ20−１でＳＲＮＭの（Ｃ）を、ＳＲＮＭバイパススイッチ20−２でＳＲＮＭの（Ｇ）を、ＡＰＲＭバイパススイッチ19でＡＰＲＭの（Ｃ）を選択することにより原子炉出力測定装置３−IIIの機能を停止することができる。
【００４５】
同様に原子炉出力測定装置３−IVの場合には、ＳＲＮＭバイパススイッチ20−１でＳＲＮＭの（Ｄ）を、ＳＲＮＭバイパススイッチ20−２でＳＲＮＭの（Ｈ）を、ＡＰＲＭバイパススイッチ19でＡＰＲＭの（Ｄ）を選択することにより、原子炉出力測定装置３−IVの機能を停止することができる。
【００４６】
以上のように本実施の形態の原子炉出力監視装置によれば、原子炉内にＬＰＲＭ検出器のみを設置して原子炉起動時の原子炉出力監視機能と原子炉出力運転時の原子炉出力監視機能を１台の原子炉出力測定装置に統合した場合であっても、バイパススイッチの組み合わせによって１台の原子炉出力測定装置の機能全体をバイパスすることができるので保守性・操作性を向上することができる。また、発熱量の多い電源装置を原子炉出力測定装置から分離して設置することにより、測定装置の内部発熱を抑制することができ、原子炉出力監視装置の信頼性を向上することができる。
【００４７】
次に本発明の第３の実施の形態の原子炉出力監視装置を図４におよび図５を参照して説明する。
すなわち、図４において、１Ｐ−１〜１Ｐ−40は40個の局所出力領域モニタ検出器、10は起動領域モニタ測定回路、15−１〜15−２はパルス信号合成回路、21−１〜21−40は前記局所出力領域モニタ検出器１Ｐ−１〜１Ｐ−40に対応する容量結合コンデンサ、22−１〜22−40は同じく対応するダイオード、23−１〜23−40は同じく対応すＬＰＲＭ検出器チャンネルバイパス切替スイッチである。
【００４８】
起動領域モニタ測定回路10においては２系統のパルス信号処理回路を設け、各回路には、原子炉炉心内に設置された複数の局所出力領域モニタ検出器１Ｐ−１〜１Ｐ−40のうち、原子炉起動時の中性子感度を満足する局所出力領域モニタ検出器数分としては、原子炉炉心内に局所出力領域モニタ検出器とともに設置されている原子炉起動時に使用する起動領域モニタ検出器の中性子感度に対する電流値を満足するよう設定された局所出力領域モニタ検出器数として20チャンネルずつ入力する。
【００４９】
局所出力領域モニタ検出器１Ｐ−１〜１Ｐ−40から入力されるアナログ電気信号をパルス信号合成回路15−１、15−２にて容量結合コンデンサ21−１〜21−40を通過させることにより得られるパルス信号と、合成処理されたパルス信号の波形を図５に示す。
【００５０】
原子炉起動時、起動領域モニタ（ＳＲＮＭ）１チャンネルに対して20チャンネルの局所出力領域モニタ検出器１Ｐ−１〜１Ｐ−40から出力されるアナログ電気信号をパルス信号合成回路15−１、15−２に入力してパルス信号成分として取り出し、パルス信号合成回路15−１、15−２の出力信号を起動領域モニタ１チャンネルのパルス信号として、計数率測定回路16−１、16−２と二乗平均出力測定回路５−１〜５−２に入力する。
【００５１】
パルス信号合成回路15−１、15−２は、局所出力領域モニタ検出器１Ｐ−１〜１Ｐ−40に中性子が入射したときに発生するアナログ電気信号を容量結合コンデンサ21−１〜21−40によってパルス信号成分として取り出し、パルス信号の逆流を防止するダイオード22−１〜22−40を通過後、起動領域モニタ１チャンネルのパルス信号を得るための合成処理を実施する。
【００５２】
合成処理後に出力されるパルス信号は、起動領域モニタ１チャンネルのパルス信号として計数率測定回路16−１、16−２と二乗平均出力測定回路５−１、５−２に入力され、原子炉起動時に監視する信号として計数率と二乗平均出力を演算する。
【００５３】
また、起動領域モニタ測定回路10において、局所出力領域モニタ検出器チャンネルがバイパスされると、パルス信号合成回路15−１、15−２内のＬＰＲＭ検出器チャンネルバイパス選択スイッチ23−１、23−40が動作し、パルス信号の合成処理から除外される。
【００５４】
起動領域モニタ１チャンネルに20個の局所出力領域モニタ検出器チャンネルを使用するとした場合、バイパス可能数としては５個とする。局所出力領域モニタ検出器チャンネルのバイパスが５個までの場合は、パルス信号合成回路15−１、15−２はその起動領域モニタチャンネルが正常としてパルス信号を出力する。局所出力領域モニタ検出器チャンネルのバイパスが５個を超えた場合、その起動領域モニタチャンネルは動作不能状態となる。
【００５５】
ＬＰＲＭ（局所出力領域モニタ）検出器チャンネルバイパスは、動作可能な局所出力領域モニタ検出器チャンネルが表示される表示回路７より選択し、演算回路６にて起動領域モニタチャンネルの動作不能状態を判定するためのバイパス数を算出するとともに、パルス信号合成回路15−１、15−２にバイパス信号を出力して、ＬＰＲＭ検出器チャンネルバイパス切替スイッチ23−１〜23−40を動作させる。
【００５６】
以上のように、本実施の形態の原子炉出力監視装置によれば、原子炉起動時の監視機能を原子炉出力運転時に使用する局所出力領域モニタ検出器にて実現することが可能となり装置の簡素化が実現する。また、局所出力領域モニタ検出器チャンネルの保守時や故障時対応において局所出力領域モニタ検出器チャンネルのバイパスを実施することにより保守性と信頼性が向上する。
【００５７】
次に本発明の第４の実施の形態の原子炉出力監視装置を図６を参照して説明する。図６は１区分の電源系に接続された原子炉出力監視装置の測定回路を示し、１Ｐ−１〜１Ｐ−52は52個の局所出力領域モニタ検出器、３は原子炉出力測定装置、８は局部出力測定回路、10は起動領域モニタ測定回路、14は炉出力演算回路、15−１、15−２はパルス信号合成回路、24−１〜24−５はゲイン校正回路、25−１〜25−３は切替器、26はプロセス計算機である。
【００５８】
４つの独立した電源装置18−Ｉ〜18−IVのうちの１つの電源装置に接続された原子炉出力測定装置において、原子炉内に設置された局所出力領域モニタ検出器１Ｐ−１〜１Ｐ−52は中性子照射による感度低下を補正するためにゲインを調整して本来表示されるべき値にしなければならないが、原子炉出力運転時には、ＬＰＲＭゲイン値の初期値をゲイン校正回路24−１内にあらかじめ保存しておく。ＬＰＲＭゲイン値は、切替器25−１を用いてゲイン校正方法として自動もしくは手動を選択する。自動モード選択時にはプロセス計算機26よりダウンロードする、さらに、手動モード選択時には表示回路７により入力することにより、ゲイン校正回路24−１に保存される。
【００５９】
炉出力演算回路14は、局所出力領域モニタ検出器１Ｐ−１〜１Ｐ−52から出力されるアナログ電気信号（電流値Ｉ）に感度補正としてのＬＰＲＭゲイン値をかけて局部出力値を算出する。
【００６０】
原子炉起動時には、計数率ゲイン値と二乗平均出力ゲイン値の初期値をそれぞれのゲイン校正回路24−２〜24−５にあらかじめ保存しておく。計数率ゲイン値は、切替器25−２を用いてゲイン校正方法として自動もしくは手動を選択する。自動モード選択時にはプロセス計算機26よりダウンロードする、さらに、手動モード選択時には表示回路７によって入力することにより、ゲイン校正回路24−２、24−４に保存される。
【００６１】
計数率測定回路16−１、16−２は、パルス信号合成回路15−１、15−２から出力されるパルス信号より演算される計数率に感度補正としての計数率ゲイン値をかけて感度補正を実施して計数率として出力する。二乗平均出力ゲイン値は、切替器25−３を用いてゲイン校正方法として自動もしくは手動を選択する。自動モード選択時にはプロセス計算機26よりダウンロードする、さらに、手動モード選択時には表示回路７によって入力することにより、ゲイン校正回路24−３、24−５に保存される。
【００６２】
二乗平均出力測定回路５−１、５−２は、パルス信号合成回路15−１、15−２から出力されるパルス信号より演算される二乗平均出力に感度補正としての二乗平均出力ゲイン値をかけて感度補正を実施した二乗平均出力として出力する。
【００６３】
以上のように、本実施の形態の原子炉出力監視装置によれば、原子炉起動時と原子炉出力運転時の局所出力領域モニタ検出器による原子炉出力のゲイン校正を実現することにより原子炉出力を正確に把握することが可能となる。また、自動または手動によるゲイン校正をおこなことができるので、保守性と信頼性が向上し、自動ゲイン校正を用いることによって作業効率を向上することができる。
【００６４】
次に本発明に第５の実施の形態の原子炉出力監視装置を図７を参照して説明する。図７において、１Ｐは局所出力領域モニタ検出器、13はＡ／Ｄ変換器、27はパルス計数回路、16は計数率測定回路、14は炉出力演算回路である。
【００６５】
すなわち、原子炉炉心内の中性子束を計測する局所出力領域モニタ検出器１Ｐと、この局所出力領域モニタ検出器１Ｐから出力されるアナログ電気信号を一定間隔でサンプリングしディジタル変換するＡ／Ｄ変換器13と、原子炉起動時に前記Ａ／Ｄ変換器13の出力よりパルス数を計数するパルス計数回路27と計数率測定回路16と二乗平均出力測定回路５および、原子炉出力運転時に前記Ａ／Ｄ変換器13の出力より炉出力を算出する炉出力演算回路14を有し、さらに原子炉起動時の計数率測定回路16の出力と二乗平均出力測定回路５の出力および、原子炉出力運転時の炉出力演算回路14の出力より原子炉出力を算出する共通の演算回路６とこれを表示する表示回路７を備える。
【００６６】
このような構成の原子炉出力監視装置は、局所出力領域モニタ検出器から出力されるアナログ電気信号をＡ／Ｄ変換器13にてディジタル変換することにより、原子炉起動から原子炉出力運転までの広範囲の領域をソフトウェア処理にて原子炉出力を算出し監視するが可能となり、保守性の向上と信頼性の向上を実現することができる。
【００６７】
【発明の効果】
本発明によれば、原子炉起動から原子炉出力運転までの広範囲の領域にわたって原子炉炉心内の中性子検出系である局所出力領域モニタ検出器にて原子炉の炉心監視をおこなうことができ、原子炉出力の測定を１つの装置でおこなうことができるので、原子炉出力監視装置の冗長化と電気的・物理的分離という安全保護系に要求される事項を満足しつつ、全体システムの簡素化と信頼性の向上及び経済性の向上、さらに保守性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の原子炉出力監視装置の回路を示す図。
【図２】本発明の第２の実施の形態の原子炉出力監視装置のシステム構成を示す図。
【図３】局所出力領域モニタ検出器の原子炉内における配置を示す図。
【図４】本発明の第３の実施の形態の原子炉出力監視装置における起動領域モニタ測定回路を示す図。
【図５】原子炉出力監視装置のパルス信号合成回路内でのパルス信号波形を示す図。
【図６】本発明の第５の実施の形態の原子炉出力監視装置の回路を示す図。
【図７】本発明の第６の実施の形態の原子炉出力監視装置の回路を示す図。
【図８】従来の原子炉出力監視装置の回路を示す図。
【符号の説明】
１Ｐ，１Ｐ−１〜１Ｐ−208…局所出力領域モニタ（ＬＰＲＭ）検出器、１Ｓ…起動領域モニタ（ＳＲＮＭ）検出器、２Ｓ…起動領域モニタ前置増幅器、３，３−Ｉ〜３−IV…原子炉出力測定装置、３Ｐ…出力領域モニタ（ＰＲＮＭ）用原子炉出力測定装置、３Ｓ…起動領域モニタ用原子炉出力測定装置、４…パルス測定回路、５，５−１，５−２…二乗平均出力測定回路、６…演算回路、７，７Ｐ，７Ｓ…表示回路、８…局部出力測定回路、９…原子炉平均出力（ＡＰＲＭ）演算回路、10…起動領域モニタ測定回路、11−１，11−52…アンプ、12…マルチプレクサ、13，13−１〜13−３…Ａ／Ｄ変換器、14…炉出力演算回路、15−１，15−２…パルス信号合成回路、16，16−１，16−２…計数率測定回路、17…原子炉モードスイッチ、18−Ｉ〜18−IV…電源装置、19…ＡＰＲＭバイパススイッチ、20−１，20−２…ＳＲＮＭバイパススイッチ、21−１〜21−40…容量結合コンデンサ、22−１〜22−40…ダイオード、23−１〜23−40…ＬＰＲＭ検出器チャンネルバイパス切替スイッチ、24−１〜24−５…ゲイン校正回路、25−１〜25−３…切替器、26…プロセス計算機、27…パルス計数回路。
【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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