(57)【要約】【課題】  移動式原子炉出力測定装置において、移動式中性子検出器を案内管内で適切な速度で移動させる。【解決手段】  移動式原子炉出力測定装置１は、中性子検出器８と、中性子検出器８を接続するケーブル７と、ケーブル７を収納するリール３と、ケーブル７をリール３へ巻き取り、リール３から送り出すモータ４と、駆動予定速度で中性子検出器を移動させる駆動制御部１１と、駆動トルクを測定するトルクセンサ５と、第１の閾値および第２の閾値を記憶するトルク曲線ＤＢ１６と、駆動トルクを駆動速度とともに駆動情報として記憶する駆動情報ＤＢ１５と、過去駆動トルクが第１の閾値から超過する部分は過去駆動速度を減少させ、過去駆動トルクが第２の閾値未満の部分は過去駆動速度を増加させて駆動予定速度として算出する駆動予定速度演算部１７とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉内に設けられた複数の案内管内部の挿入位置において前記原子炉内の放射線を測定する移動式検出器と、
この移動式検出器を一端に接続するケーブルと、
このケーブルを巻き取り収納するリールと、
前記ケーブルを前記リールへ巻き取りし、かつ前記ケーブルを前記リールから送り出しするモータと、
このモータに駆動指令を与え、前記案内管内において駆動予定速度で前記移動式検出器を移動させる駆動制御部と、
前記移動式検出器を移動させる駆動トルクを測定するトルクセンサと、
複数の前記案内管ごとの各挿入位置について第１の閾値および第２の閾値を記憶するトルク曲線データベースと、
前記トルクセンサから前記駆動トルクを受信し、この駆動トルクを前記駆動制御部が前記移動式検出器を移動させた駆動速度とともに、前記案内管ごとの各挿入距離についての駆動情報として記憶する駆動情報ＤＢと、
前記駆動情報ＤＢ内の過去駆動情報を用いて、前記案内管ごとの各挿入距離について過去駆動トルクが前記第１の閾値から超過する部分は過去駆動速度を減少させ、前記過去駆動トルクが前記第２の閾値未満の部分は前記過去駆動速度を増加させた速度を前記駆動予定速度として設定する駆動予定速度演算部とを備えることを特徴とする移動式原子炉出力測定装置。
【請求項２】
前記駆動予定速度演算部は、前記第１の閾値と前記第２の閾値に代えて、目標トルク曲線を用い、
前記案内管ごとの各挿入距離について駆動トルクが前記目標トルク曲線から超過する部分について前記駆動速度を減少させ、駆動トルクが前記目標トルク曲線未満の部分では前記駆動速度を増加させた速度を駆動予定速度として設定することを特徴とする請求項１に記載の移動式原子炉出力測定装置。
【請求項３】
前記駆動制御部は、前記移動式検出器の駆動中において、さらに前記駆動トルクをアラーム発生用上限閾値と比較し、前記駆動トルクが前記アラーム発生用上限閾値を上回るときにアラームを発生させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の移動式原子炉出力測定装置。
【請求項４】
前記駆動制御部は、前記移動式検出器の駆動中において、さらに前記駆動トルクを駆動停止用上限閾値と比較し、前記駆動トルクが前記駆動停止用上限閾値を上回るときに前記移動式検出器を再挿入することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の移動式原子炉出力測定装置。
【請求項５】
前記駆動制御部は、前記移動式検出器の再挿入時に前記駆動予定速度より遅い速度で駆動することを特徴とする請求項４に記載の移動式原子炉出力測定装置。
【請求項６】
所定速度分遅くした速度でなお前記駆動トルクが前記駆動停止用上限閾値を上回るときには前記移動式検出器の駆動を中止することを特徴とする請求項５に記載の移動式原子炉出力測定装置。
【請求項７】
前記駆動制御部は、前記移動式検出器の再挿入時に前記駆動予定速度と同じ速度で駆動することを特徴とする請求項４に記載の移動式原子炉出力測定装置。
【請求項８】
前記駆動制御部は、再挿入時に所定回数を超えて前記駆動トルクが前記駆動停止用上限閾値を上回るときには前記移動式検出器の駆動を中止することを特徴とする請求項７に記載の移動式原子炉出力測定装置。
【請求項９】
前記トルク曲線データベースと、前記駆動情報ＤＢと、前記駆動予定速度演算部とを各々有するプロセス計算機と保守端末をさらに備え、
このプロセス計算機または移動式原子炉出力測定装置保守端末のうちいずれか一方の前記駆動予定速度演算部によって前記駆動予定速度を算出することを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載の移動式原子炉出力測定装置。
【請求項１０】
前記プロセス計算機と前記保守端末内の前記駆動情報ＤＢは、前記駆動情報を送受信して互いの記憶内容を更新して同期し、互いの前記駆動情報ＤＢを最新に保つことを特徴とする請求項９に記載の移動式原子炉出力測定装置。
【請求項１１】
前記駆動予定速度演算部は、前記案内管の挿入区間を制御区間に分割し、
各々の制御区間内の前記前回駆動トルクのうち最大値を用いて、各制御区間について前記駆動予定速度を算出することを特徴とする請求項１乃至請求項１０の何れか一項に記載の移動式原子炉出力測定装置。
【請求項１２】
前記駆動予定速度演算部は、前記案内管の挿入区間を制御区間に分割し、
各々の制御区間内の前記前回駆動トルクの平均値を用いて、各制御区間について前記駆動予定速度を算出することを特徴とする請求項１乃至請求項１０の何れか一項に記載の移動式原子炉出力測定装置。
【請求項１３】
原子炉内に設けられた複数の案内管内部の挿入位置において前記原子炉内の放射線を測定する移動式検出器と、
この移動式検出器を一端に接続するケーブルと、
このケーブルを巻き取り収納するリールと、
前記ケーブルを前記リールへ巻き取りし、かつ前記ケーブルを前記リールから送り出しするモータと、
このモータに駆動指令を与え、前記案内管内において駆動予定速度で前記移動式検出器を移動させる駆動制御部と、
前記中移動式検出器を移動させる駆動トルクを測定するトルクセンサと、
前記トルクセンサから前記駆動トルクを受信し、この駆動トルクを前記駆動制御部が前記移動式検出器を移動させた駆動速度とともに、前記案内管ごとの各挿入距離についての駆動情報として記憶する駆動情報ＤＢと、
前記駆動情報ＤＢ内の過去駆動情報を用いて、次回駆動時の駆動予測トルクを予測し、この駆動予測トルクが所定の値を超えた場合に当該案内管番号および挿入位置を表示モニタに表示させることを特徴とする移動式原子炉出力測定装置。
【請求項１４】
前記保守情報演算表示装置における前記保守情報の表示のタイミングは、個別の前記案内管内の前記移動式検出器の移動完了直後であることを特徴とする請求項１３に記載の移動式原子炉出力測定装置。
【請求項１５】
移動式検出器を一端に接続したケーブルをリールへ巻き取り、送り出して前記移動式検出器を駆動予定速度で移動させる工程と、
前記移動式検出器および前記ケーブルを前記案内管内で移動させる駆動トルクを測定する工程と、
前記トルクセンサから前記駆動トルクを受信し、この駆動トルクを前記駆動制御部が前記移動式検出器を移動させた駆動速度とともに、前記案内管ごとの各挿入距離についての駆動情報として記憶する工程と、
前記駆動情報ＤＢ内の過去の前記駆動情報を用いて、前記案内管ごとの各挿入距離について過去駆動トルクが第１の閾値から超過する部分は過去駆動速度を減少させ、前記過去駆動トルクが第２の閾値未満の部分は前記過去駆動速度を増加させた速度を前記駆動予定速度として設定する工程とを備えることを特徴とする移動式検出器の駆動方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、案内管内部で移動式検出器を移動させて原子炉内の出力を測定する移動式原子炉出力測定装置およびその移動式検出器の駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に沸騰水型原子炉には、炉内に複数の局所出力領域モニタ（Ｌｏｃａｌ  Ｐｏｗｅｒ  Ｒａｎｇｅ  Ｍｏｎｉｔｏｒ。以下、ＬＰＲＭと称す。）が設けられている。ＬＰＲＭは、中性子照射によって内部の電極に設けられた核分裂物質が核分裂を起こし、その際に放出される電離物質を電気信号として測定することによって炉内の中性子束を測定する。しかし、電極の核分裂物質は中性子照射によって消費され、ＬＰＲＭの感度は時間経過とともに低下するため、正確な炉内の中性子束を計測するために、ＬＰＲＭの感度を適時校正する必要がある。
【０００３】
また加圧水型原子炉においても、原子炉圧力容器の外周面に固定中性子検出器が設けられ、炉内の中性子束分布を計測しているが、上述したＬＰＲＭと同様に感度が時間経過とともに低下するため、固定中性子検出器の感度を校正する必要がある。
【０００４】
そこで、ＬＰＲＭや固定中性子検出器の校正のために、沸騰水型原子炉および加圧水型原子炉には移動式原子炉出力測定装置が設けられるものがある。この移動式原子炉出力測定装置のうち、沸騰水型原子炉に設けられるものは、Ｔｒａｖｅｒｉｎｇ  Ｉｎｃｏｒｅ  Ｐｒｏｖｅ（以下、ＴＩＰ検出器と称す。）と呼ばれる移動式中性子検出器を原子炉内の案内管内で移動させながら、ＬＰＲＭが設置されている位置付近の中性子束を計測する。このＴＩＰ検出器の中性子束の計測結果を用いて、ＬＰＲＭの感度の校正を行う。加圧水型原子力発電所においても、原子炉内の案内管内で移動式中性子検出器を移動させて中性子束を計測し、固定中性子検出器の感度の校正を行う。
【０００５】
移動式原子炉出力測定装置は、ケーブルの一端に移動式検出器を取り付け、モータによってケーブルをリールから送り出し、またはリールへ巻き取ることによって、移動式検出器を案内管内で移動させる。移動式検出器は、原子炉出力を測定するため、炉内の中性子やガンマ線等の炉内の放射線を検出する。
【０００６】
案内管内部は、移動式検出器およびケーブルの移動時の摩擦を軽減するために潤滑剤がコーティングされている。しかしながら、移動式検出器およびケーブルを移動させる駆動トルクが適正値を超過すると、過度な摩擦が生じて移動式検出器およびケーブルならびに案内管が損傷する可能性がある。
【０００７】
したがって、駆動トルクを計測し、移動式検出器およびケーブルと案内管内部との摩擦抵抗を監視することが求められる。そこで、移動式検出器の検出器駆動装置のモータ軸にトルクセンサを取り付け、駆動トルクを自動的に計測する技術が開発されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−７１４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した特許文献１に記載の技術は、摩擦抵抗の監視に用いる駆動トルクの閾値は、駆動トルクが最大となる案内管の挿入端での駆動トルクを基準に一定値として設定されている。しかしながら、移動式検出器を案内管の奥へ送り出すほど、ケーブルと案内管の接触面積は増加し、駆動トルクは増加し、さらに駆動トルクは駆動速度増加に従って増加する。したがって、案内管の各挿入位置において適切な駆動トルクを生じさせる適切な駆動速度を設定することはできず、過度に速い駆動速度での移動による異常な摩擦の発生や、過度に遅い速度での移動による時間コストの増加を招く可能性があった。
【００１０】
そこで本発明は、移動式検出器を案内管内で適切な速度で移動させることができる移動式原子炉出力測定装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の移動式原子炉出力測定装置は、原子炉内に設けられた複数の案内管内部の挿入位置において原子炉の放射線を測定する移動式検出器と、この移動式検出器を一端に接続するケーブルと、このケーブルを巻き取り収納するリールと、ケーブルをリールへ巻き取りし、かつリールから送り出しするモータと、このモータに駆動指令を与え、案内管内において駆動予定速度で移動式検出器を移動させる駆動制御部と、移動式検出器を移動させる駆動トルクを測定するトルクセンサと、複数の案内管ごとの各挿入位置についての第１の閾値および第２の閾値を記憶するトルク曲線データベースと、トルクセンサから駆動トルクを受信し、この駆動トルクを駆動制御部が移動式検出器を移動させた駆動速度とともに、案内管ごとの各挿入距離についての駆動情報として記憶する駆動情報ＤＢと、駆動情報ＤＢ内の過去の駆動情報を用いて、案内管ごとの各挿入距離について過去駆動トルクが前記第１の閾値から超過する部分は過去駆動速度を減少させ、過去駆動トルクが第２の閾値未満の部分は過去駆動速度を増加させた速度を駆動予定速度として設定する駆動予定速度演算部とを備えることを特徴とする。
【００１２】
さらに上記目的を達成するために、本発明の移動式検出器の駆動方法は、移動式検出器を一端に接続したケーブルをリールへ巻き取り、送り出して移動式検出器を駆動予定速度で移動させる工程と、移動式検出器およびケーブルを案内管内で移動させる駆動トルクを測定する工程と、トルクセンサから駆動トルクを受信し、この駆動トルクを駆動制御部が移動式検出器を移動させた駆動速度とともに、案内管ごとの各挿入距離についての駆動情報として記憶する工程と、駆動情報ＤＢ内の過去の駆動情報を用いて、案内管ごとの各挿入距離について過去駆動トルクが第１の閾値から超過する部分は過去駆動速度を減少させ、過去駆動トルクが第２の閾値未満の部分は過去駆動速度を増加させた速度を前記駆動予定速度として算出する工程とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、移動式原子炉出力測定装置において、移動式検出器を案内管内で適切な速度で移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る移動式原子炉出力測定装置の概略構成図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る移動式原子炉出力測定装置の前回駆動トルクと閾値１および閾値２との比較を示すグラフ。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る移動式原子炉出力測定装置の駆動予定速度の算出方法を示すグラフ。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る移動式原子炉出力測定装置の前回駆動トルクと目標トルク曲線との比較を示すグラフ。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る移動式原子炉出力測定装置の駆動予定速度の算出方法を示すグラフ。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る移動式原子炉出力測定装置の概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
（構成）
以下、本発明の実施形態に係る移動式原子炉出力測定装置について図１乃至図３を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る移動式原子炉出力測定装置の概略構成図である。
【００１７】
図１は、一般的な沸騰水型原子炉を示している。原子炉格納容器３１内には原子炉圧力容器３２が設けられ、原子炉圧力容器３２内のうち核燃料が装荷される部位が炉心３３である。複数のＬＰＲＭ検出器３４は、炉心３３内に設けられる。複数の案内管２４は、それぞれＬＰＲＭ検出器３４近傍に設けられる（図１は、複数の案内管２４のうち１つを代表して示す。）。
【００１８】
移動式原子炉出力測定装置１は、検出器駆動装置２と、ケーブル７と、ＴＩＰ検出器８と、モニタリング装置１０と、プロセス計算機１３と、ＴＩＰ保守端末１４とから構成される。検出器駆動装置２は、リール３と、モータ４と、トルクセンサ５と、検出器位置信号発生器６とから構成される。また、モニタリング装置１０と、プロセス計算機１３と、ＴＩＰ保守端末１４は、中央制御室４１内に設けられる。
【００１９】
モニタリング装置１０は、駆動制御部１１と、中性子束測定演算部１２を有する。プロセス計算機１３は、駆動情報データベース（ＤＢ）１５ａと、目標トルクＤＢ１６ａと、駆動予定速度演算部１７ａと、中性子束測定結果ＤＢ１８ａとを有する。ＴＩＰ保守端末１４は、駆動情報ＤＢ１５ｂと、目標トルクＤＢ１６ｂと、駆動予定速度演算部１７ｂと、中性子束測定結果ＤＢ１８ｂとを有する。
【００２０】
プロセス計算機１３は、プラント内に設けられたセンサから信号を受信してプラントの状態を監視および制御する機能を有する機器である。ＴＩＰ保守端末１４は、校正作業に関してはプロセス計算機１３と同様の監視および制御の機能を有し、プロセス計算機１３の保守中にプロセス計算機１３に代えて校正作業を行うことができる。
【００２１】
移動式原子炉出力測定装置１の検出器駆動装置２は、原子炉格納容器３１の外に設置される。ケーブル７の一端をＴＩＰ検出器８に接続し、ケーブル７の他端をリール３に接続する。モータ４によってケーブル７をリール３から送り出し、リール３へ巻き取りできるように、リール３とモータ４を接続する。リール３とモータ４には、プーリやギヤ、クラッチ等を適宜設けることができる。さらにトルクセンサ５は、ケーブル７およびＴＩＰ検出器８をリール３へ巻き取りし、送り出しする際の駆動トルクを測定するように設けられる。
【００２２】
検出器位置信号発生器６は、リール３のケーブル７の巻き取り長さを検出する装置である。検出器位置信号発生器６は、ケーブル７の巻き取り長さを検出し、検出器位置信号１０１として送信することができる。
【００２３】
さらに駆動制御部１１は、駆動指令１０７をモータ４に送信し、索引指令１０８を索引装置２３に送信できるように、駆動制御部１１とモータ４および索引装置２３とが接続される。さらに、駆動制御部１１は、トルクセンサ５から駆動トルク情報１００を受信し、検出器位置信号発生器６から検出器位置信号１０１を受信することができるように、駆動制御部１１はトルクセンサ５および検出器位置信号発生器６に接続される。
【００２４】
ＴＩＰ検出器８は、測定した中性子束を示す検出器出力信号１０２をケーブル７内の信号伝送線を通して出力することができる。ＴＩＰ検出器８は、ケーブル７を介して中性子束測定演算部１２に検出器出力信号１０２を送信することができるように、ケーブル７と中性子束測定演算部１２は接続される。さらに、中性子束測定演算部１２は、検出器位置信号発生器６から検出器位置信号１０１を受信することができるように、中性子束測定演算部１２と検出器位置信号発生器６とが接続される。
【００２５】
原子炉格納容器３１外において、ＴＩＰ検出器８を格納し、待機させておくための遮蔽容器２１が設けられる。また、原子炉格納容器３１外であって、遮蔽容器２１より内側にバルブアセンブリ２２が設けられる。さらに、原子炉格納容器３１内に索引装置２３が設けられる。遮蔽容器２１およびバルブアセンブリ２２ならびに索引装置２３を配管によって連通し、この配管内部で遮蔽容器２１からバルブアセンブリ２２を通って索引装置２３へＴＩＰ検出器８を移動させることができる。する。また、バルブアセンブリ２２は、案内管２４内のガスをパージする弁や、緊急時に配管を切断する切断弁等を有し、さらに中性子束の非測定時には配管を閉鎖する。
【００２６】
索引装置２３には複数の案内管２４が接続される。案内管２４は、それぞれ索引装置２３から原子炉圧力容器３２の下方へ向かい、湾曲した後、原子炉圧力容器３２の底部を貫通して炉心３３内へ該垂直に立ち上がるように形成される。
【００２７】
中央制御室４１内において、モニタリング装置１０内の駆動制御部１１は、プロセス計算機１３およびＴＩＰ保守端末１４内の駆動予定速度演算部１７ａ、１７ｂの各々から駆動予定速度情報１０６を受信することができるように、駆動制御部１１はプロセス計算機１３およびＴＩＰ保守端末１４に接続される。さらに駆動制御部１１は、現在駆動情報１０３を駆動情報ＤＢ１５ａ、１５ｂに送信することができるように接続される（図１は、プロセス計算機１３と駆動制御部１１との接続関係のみを示す。）。
【００２８】
駆動予定速度演算部１７ａ、１７ｂは、それぞれ駆動情報ＤＢ１５ａ、１５ｂから前回駆動情報１０４を受信し、目標トルクＤＢ１６ａ、１６ｂから目標トルク情報１０５を受信することができるように、駆動予定速度演算部１７ａ、１７ｂは、駆動情報ＤＢ１５ａ、１５ｂおよび１６ａ、１６ｂと接続される。
【００２９】
中性子束測定演算部１２は、中性子束測定情報１０９を中性子束測定結果ＤＢ１８ａ、１８ｂに送信することができるように、中性子束測定演算部１２と中性子束測定結果ＤＢ１８ａ、１８ｂとが接続される。さらに、プロセス計算機１３内の駆動情報ＤＢ１５ａとＴＩＰ保守端末１４内の駆動情報ＤＢ１５ｂは、相互にＤＢ同期情報１１０を送受信することができるように接続される。
【００３０】
（作用）
以下、本発明の第１の実施形態の作用について説明する。まず、移動式原子炉出力測定装置１による中性子束計測方法について説明し、駆動予定速度の算出方法については後述する。移動式原子炉出力測定装置１は、中性子束計測方法ならびに駆動予定速度の算出をプロセス計算機１３とＴＩＰ保守装置１４の何れかを用いて行う。以下、プロセス計算機１３を用いて中性子束計測および駆動予定速度の算出を行う場合を代表して説明する。
【００３１】
通常、ＴＩＰ検出器８は遮蔽容器２１内に格納され待機している。中性子束計測を行うとき、駆動制御部１１は駆動予定速度演算部１７ａから駆動予定速度情報１０６を受信する。駆動予定速度情報１０６には、各案内管２４の各挿入位置においてＴＩＰ検出器８を移動させるべき速度である駆動予定速度が示されている。
【００３２】
駆動制御部１１は、モータ４に駆動指令１０７を送信して回転駆動し、ケーブル７をリール３から送り出し、遮蔽容器２１内に待機させていたＴＩＰ検出器８を索引装置２３へ移動させる。さらに駆動制御部１１は、索引指令１０８を索引装置２３に送信し、索引装置２３に中性子束を計測すべき案内管２４へＴＩＰ検出器８を索引させる。
【００３３】
駆動制御部１１は、モータ４をさらに駆動してＴＩＰ検出器８を案内管２４内に導入する。駆動制御部１１は、検出器位置信号発生器６から検出器位置信号１０１を受信して案内管２４内のＴＩＰ検出器８の挿入位置を認識し、この位置において駆動予定速度情報１０６が示す駆動予定速度でＴＩＰ検出器８を移動させる。
【００３４】
ＴＩＰ検出器８は、案内管２４内を移動しながら所定位置において中性子束の計測を行い、ケーブル７を通して、検出器出力信号１０２を中性子束測定演算部１２へ送信する。また、中性子束測定演算部１２は、検出器位置信号発生器６から検出器位置信号１０１を受信する。
【００３５】
中性子束測定演算部１２は、受信した検出器出力信号１０２および検出器位置信号１０１を用いて、各所定位置の中性子束測定結果を中性子束測定情報１０９として中性子束測定ＤＢ１８ａ、１８ｂに送信し、これを記憶させる。この中性子束測定情報１０９は、ＬＰＲＭ検出器３４の校正に用いられる。
【００３６】
駆動制御部１１は、案内管２４内の挿入端である炉心頂までＴＩＰ検出器８を移動させた後、モータ４を逆回転させてケーブル７をリール３に巻き取り、ＴＩＰ検出器８を索引装置２３まで戻す。さらに他の案内管２４においても中性子束計測を行う場合には、駆動制御部１１は索引指令１０８を索引装置２３に送信して他の案内管２４へＴＩＰ検出器８を索引させ、他の案内管２４内でＴＩＰ検出器８を移動させて中性子束の計測を行う。
【００３７】
全ての中性子束を計測すべき案内管２４内でのＴＩＰ検出器８の移動が終わった後、モータ４によってリール３にケーブル７を巻き取り、再びＴＩＰ検出器８を遮蔽装置２１内に格納し、待機させる。
【００３８】
次に、移動式原子炉出力測定装置１のＴＩＰ検出器８の駆動予定速度の算出方法について説明する。図２は、本発明の第１の実施形態に係る移動式原子炉出力測定装置の前回駆動トルクと閾値１および閾値２を示すグラフである。図２に示す閾値１、閾値２は、それぞれ駆動速度低減用閾値、駆動速度増加用閾値であり、駆動予定速度の算出に用いる。また閾値３、閾値４はそれぞれアラーム発生用上限閾値、駆動停止用上限閾値であり、後述するアラームの発生およびＴＩＰ検出器８の駆動停止に用いる。
【００３９】
ここで閾値１〜４は、案内管２４の形状ならびに長さが案内管２４ごとに異なるため、各案内管２４ごとにあらかじめ設定される。さらにＴＩＰ検出器８の案内管２４への挿入距離に応じて主にケーブル７と案内管２４の接触面積が増加し、駆動トルクは増加する。したがって、閾値１、閾値２はそれぞれＴＩＰ検出器８の挿入距離に比例して増加するように設定される。
【００４０】
閾値１および閾値２の算出方法の一例を説明する。まず、ＴＩＰ検出器８の挿入を従来の駆動速度Ｖａ（ｘ）で行い、各挿入位置ｘにおける駆動トルク値Ｔａ（ｘ）を測定する。次に、ＴＩＰ検出器の挿入を従来より１０％速い駆動速度Ｖｂ（ｘ）（＝１．１×Ｖａ（ｘ））で行い、各挿入位置ｘにおける駆動トルク値Ｔｂ（ｘ）を測定する。一般に駆動速度Ｖが増加するにつれ、駆動トルクＴも増加する。各挿入位置ｘにおける従来駆動速度Ｖａ（ｘ）に対する駆動トルクＴａ（ｘ）の増加割合をｒ（ｘ）とすると、（式１）の関係が成立する。
【００４１】
Ｔｂ（ｘ）−Ｔａ（ｘ）＝ｒ（ｘ）×（Ｖｂ（ｘ）−Ｖａ（ｘ））
＝ｒ（ｘ）×（１．１×Ｖａ（ｘ）−Ｖａ（ｘ））・・・（式１）
そして、（式１）を変形した（式２）を用いて、ｒ（ｘ）を各挿入位置について算出する。
【００４２】
ｒ（ｘ）＝１０×（Ｔｂ（ｘ）−Ｔａ（ｘ））／Ｖａ（ｘ）・・・（式２）
さらにＴＩＰ検出器８が炉心頂（ｘ＝ｔｏｐ）にある場合において、駆動トルクがモータ４の最大トルクの８０％となるときの値を炉頂上限トルクＴｈｉ（ｔｏｐ）とする。炉頂上限トルクＴｈｉ（ｔｏｐ）は、ＴＩＰ検出器８の挿入端である炉心頂における閾値１の値となる。炉心頂において（式１）を用いると（式３）のように表される。
【００４３】
Ｔｈｉ（ｔｏｐ）＝Ｔａ（ｔｏｐ）＋ｒ（ｔｏｐ）×（Ｖｈｉ−Ｖａ（ｔｏｐ））・・・（式３）
Ｖａ（ｔｏｐ）：炉心頂における従来の駆動速度
Ｔａ（ｔｏｐ）：炉心頂における駆動速度Ｖａ（ｔｏｐ）における駆動トルク値
ｒ（ｔｏｐ）：炉心頂における駆動速度Ｖａ（ｔｏｐ）に対する駆動トルク値Ｔａ（ｔｏｐ）の増加割合
Ｖｈｉ：炉心頂において駆動トルクがＴｈｉ（ｔｏｐ）であるときの駆動速度
さらに炉心頂において駆動トルクがＴｈｉ（ｔｏｐ）であるときの駆動速度Ｖｈｉを（式３）を変形して（式４）で算出する。
【００４４】
Ｖｈｉ＝Ｖａ（ｔｏｐ）＋（Ｔｈｉ（ｔｏｐ）−Ｔａ（ｔｏｐ））／ｒ（ｔｏｐ）・・・（式４）
さらに各挿入位置においてＴＩＰ検出器８を駆動速度Ｖｈｉ一定で駆動したときの駆動トルク値Ｔｈｉ（ｘ）を求め、平滑化することによって閾値１を得る。Ｔｈｉ（ｘ）は（式３）を各挿入位置についてあてはめた（式５）で算出することができる。
【００４５】
Ｔｈｉ（ｘ）＝Ｔａ（ｘ）＋ｒ（ｘ）×（Ｖｈｉ−Ｖａ（ｘ））・・・（式５）
また、ＴＩＰ検出器８が炉心頂にある場合の駆動トルク値が駆動モータの最大トルク値の６０％を炉頂下限トルクＴｌｏ（ｔｏｐ）とする。炉頂下限トルクＴｌｏ（ｔｏｐ）は、ＴＩＰ検出器８の挿入端である炉心頂における閾値２の値となる。Ｔｌｏ（ｔｏｐ）における駆動速度Ｖｌｏを（式６）を用いて算出する。
【００４６】
Ｖｌｏ＝Ｖａ（ｔｏｐ）＋（Ｔｌｏ（ｔｏｐ）−Ｔａ（ｔｏｐ））／ｒ（ｔｏｐ）・・・（式６）
さらに、各挿入位置において駆動速度Ｖｌｏで駆動したときの駆動トルクＴｌｏ（ｘ）を（式７）によって算出し、平滑化することによって閾値２を得る。
【００４７】
Ｔｌｏ（ｘ）＝Ｔａ（ｘ）＋ｒ（ｘ）×（Ｖｌｏ−Ｖａ（ｘ））・・・（式７）
さらに引抜きについても同様の手順によって閾値１、閾値２を算出することによって、挿入時と引抜き時に駆動トルクが異なる場合に、挿入時と引抜き時のそれぞれの閾値１および閾値２を設定することができる。また、案内管２４のうち原子炉圧力容器３２下方の湾曲形状部位では、垂直に立ち上がる部位に比べて駆動トルクがより増大するため、湾曲形状部位における閾値１、２は広く設定してもよい。
【００４８】
閾値３、閾値４は、例えばモータ４の最大駆動トルクの９０％の値を閾値３、最大駆動トルクの９５％の値を閾値４として設定することができる。閾値１〜４は、目標トルク情報１０５として目標トルクＤＢ１６ａ、１６ｂに記憶される。
【００４９】
プロセス計算機１３内の駆動予定速度演算部１７ａは、目標トルクＤＢ１６ａから目標トルク情報１０５を受信し、さらに駆動情報ＤＢ１５ａから前回校正時の駆動トルクならびに駆動速度である前回駆動トルクおよび前回駆動速度を前回駆動情報１０４として受信する。駆動予定速度演算部１７ａは、閾値１、２と前回駆動トルクを比較して、前回駆動速度を増減させて駆動予定速度を算出する。
【００５０】
図３は、本発明の第１の実施形態に係る移動式原子炉出力測定装置の駆動予定速度の算出方法を示すグラフである。図２に示す区間Ａでは、前回駆動トルクが閾値２より小さく駆動トルクに余裕があるため、図３に示すように区間Ａでの駆動予定速度を前回駆動速度より速く設定する。図２に示す区間Ｂでは、前回駆動トルクが閾値１と閾値２の間であるため、適正駆動トルクと判断され、図３に示すように区間Ｂでの駆動予定速度は前回駆動速度と同じとする。図２に示す区間Ｃでは、前回校正時の駆動トルクが閾値１より大きいため、図３に示すように区間Ｃでの駆動予定速度を前回駆動速度より遅く設定する。
【００５１】
上述した駆動予定速度の算出は、挿入区間を微小な制御区間に分割して行うことができる。各制御区間内で前回駆動トルク、および閾値１、２は各制御区間内では一定値として、この制御区間単位で前回駆動トルクと閾値１、２と比較し、制御区間単位で駆動予定速度を算出するものとする。
【００５２】
駆動速度の増減幅は、次の計算式にもとづいて算出する。
【００５３】
ΔＶ＝｛（Ｔ０−Ｔ１）／Ｔ０｝×Ｖ１×Ｗ・・・（式８）
Ｖ２＝Ｖ１＋ΔＶ・・・（式９）
Ｔ１：前回駆動トルク      ΔＶ：駆動速度の増減幅      Ｔ０：駆動トルク閾値変数
Ｗ：重み係数      Ｖ１：前回駆動速度      Ｖ２：駆動予定速度
各制御区間において、駆動トルク閾値変数Ｔ０は、前回駆動トルクＴ１が閾値１より大きい場合は閾値１の値とし、閾値２より小さい場合は閾値２の値とする。前回駆動トルクＴ１が閾値２以上閾値１以下の場合は、駆動トルク閾値変数＝前回駆動トルクＴ１とする。重み係数Ｗは、駆動予定速度の極端な速度変化を防止するための係数であり、値の範囲は０＜Ｗ＜１．０とし、必要に応じて調整する。また、各制御区間における前回駆動トルクのうち最大値を用いて駆動予定速度の算出を行うことによって、安全性を高めることができる。
【００５４】
駆動予定速度演算部１７ａは、案内管２４ごとの各制御区間について駆動予定速度を算出して駆動予定速度情報１０６として駆動制御部１１に送信する。このとき、駆動予定速度情報１０６には閾値３および閾値４が付加される。
【００５５】
駆動制御部１１は、駆動予定速度情報１０６に基づいてモータ４に駆動指令１０７を送信してＴＩＰ検出器８を駆動予定速度情報１０６が示す駆動予定速度で移動させる。駆動制御部１１によるＴＩＰ検出器８の移動中に、トルクセンサ５は駆動トルクを測定して駆動トルク情報１００として駆動制御部１１に送信する。
【００５６】
駆動制御部１１は、駆動トルク情報１００を受信し、駆動トルクを閾値３および閾値４と比較する。駆動トルクが閾値３を超過した場合、駆動制御部１１はプロセス計算機１３およびＴＩＰ保守端末１４にアラーム信号を送信し（図示せず。）、プロセス計算機１３およびＴＩＰ保守端末１４によって異常警報を発する。
【００５７】
また、駆動トルクが閾値４を超過した場合、所定距離だけＴＩＰ検出器８を戻し、より遅い速度で再挿入を行う。再挿入時の駆動トルクが閾値４を下回ればそのまま校正動作を継続する。再挿入時の駆動トルクが閾値４を上回った場合は、再度ＴＩＰ検出器８を戻し、さらに遅い速度で再挿入を行う。所定速度分遅くした速度でなお駆動トルクが閾値４を上回る場合はＴＩＰ検出器８の駆動を中止する。ＴＩＰ検出器８の引抜き時にも同様に閾値４を下回るように速度調整が行われる。
【００５８】
または、ＴＩＰ検出器８の駆動中に駆動トルクが閾値４を上回った場合において、ＴＩＰ検出器８の駆動を一旦停止し一定区間だけ後退させた後、同じ駆動速度で再挿入してもよい。再挿入時の駆動トルクが閾値４を下回った場合は、そのままＴＩＰ検出器８の駆動を継続し、校正作業を実施する。再挿入時の駆動トルク値が閾値４を上回った場合は、再びＴＩＰ検出器８の駆動を一旦停止し一定区間だけ後退させた後、再び同じ駆動速度で再挿入を行う。再挿入を繰り返す回数は、同じ制御区間に対してあらかじめ定められた回数までとし、これを超えた場合はＴＩＰ検出器８の駆動を中止する。この場合、より高速にＴＩＰ検出器８の挿入が実施できる可能性がある。なお上述した再挿入手順は、引抜き時にも同様に実施することができる。
【００５９】
さらに駆動制御部１１は、検出器位置信号１０１および駆動トルク情報１００、ならびに自己がＴＩＰ検出器８を駆動した駆動速度を用いて、案内管２４の各挿入位置において駆動トルクおよび駆動速度を対応付け、現在駆動情報１０３として駆動情報ＤＢ１５ａ、１５ｂに送信して記憶させ、次回以降の駆動予定速度の算出に用いる。
【００６０】
ＤＢ同期信号１１０の送受信によってプロセス計算機１３およびＴＩＰ保守端末内１４内の駆動情報ＤＢ１５ａ、１５ｂ内の互いのデータは最新内容に更新され、同期する。さらに、プロセス計算機１３およびＴＩＰ保守端末１４が互いにＤＢ同期信号１１０の信号断絶や相手系の異常発生を検知することによって、プロセス計算機１３およびＴＩＰ保守端末１４のうち正常な機器を選択し、切換えて上述した駆動予定速度の算出ならびに中性子束測定を行うことができる。
【００６１】
（効果）
本発明の実施形態によれば、プロセス計算機１３またはＴＩＰ保守端末１４によって駆動トルクを閾値１と閾値２の間に収めるように駆動予定速度を算出し、ＴＩＰ検出器８を移動させることによって駆動速度を最適化し、安全かつ高速に中性子束測定を行うことができる。また、駆動トルクの超過によりＴＩＰ検出器８の駆動停止が発生しても、ＴＩＰ検出器８の停止と再挿入によって校正作業を可能な限り継続させることができる。
【００６２】
なお、前回駆動トルクは、各制御区間における最大値に代えて、制御区間内の駆動トルク値の平均値を適用することもできる。この場合、駆動トルクの最大値を適用する場合に比べて極端な制御に陥りにくく、安定度の高い制御を行うことができる。
【００６３】
（第２の実施形態）
（構成）
以下、本発明の第２の実施形態に係る移動式原子炉出力測定装置について図４または図５を参照して説明する。第１の実施形態に係る移動式原子炉出力測定装置の各部と同一部分には同一符号を付し、同一の構成についての説明は省略する。
【００６４】
図４は、本発明の第２の実施形態に係る移動式原子炉出力測定装置の前回駆動トルクと目標トルク曲線を示すグラフである。第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、駆動予定速度の算出において閾値１、２に代えて目標トルク曲線を用いる点である。
【００６５】
図４に示す目標トルク曲線は、上述した閾値１および閾値２と同様の手順で求めることができる。ＴＩＰ検出器８が炉心頂にある場合において駆動トルク値が駆動モータの最大トルク値の７０％を炉頂中間トルクＴｍｉｄ（ｔｏｐ）とし、Ｔｍｉｄ（ｔｏｐ）における駆動速度Ｖｍｉｄを算出する。
【００６６】
Ｖｍｉｄ＝Ｖａ（ｔｏｐ）＋（Ｔｍｉｄ（ｔｏｐ）−Ｔａ（ｔｏｐ））／ｒ（ｔｏｐ）・・・（式１０）
さらに、各挿入位置ｘにおいて駆動速度Ｖｍｉｄ一定で駆動したときの駆動トルク値Ｔｍｉｄ（ｘ）を（式１１）によって算出し、平滑した曲線が目標トルク値曲線として得られる。
【００６７】
Ｔｍｉｄ（ｘ）＝Ｔａ（ｘ）＋ｒ（ｘ）×（Ｖｍｉｄ−Ｖａ（ｘ））・・・（式１１）
（作用）
以下、本発明の第２の実施形態の作用について説明する。図５は、本発明の第２の実施形態に係る移動式原子炉出力測定装置の駆動予定速度の算出方法を示すグラフである。プロセス計算機１３内の駆動予定速度演算部１７ａは、図４に示す区間Ｄでは、前回駆動トルクが目標トルク曲線より小さく駆動トルクに余裕があるため、図５に示すように区間Ｄでの駆動予定速度を前回駆動速度よりも速く設定する。また図４に示す区間Ｅでは、前回校正時の駆動トルクが目標トルク曲線より大きいため、図５に示すように区間Ｅでの駆動予定速度を前回駆動速度より遅く設定する。駆動予定速度の増減幅は、上述した（式１）、（式２）にもとづいて制御区間単位で算出する。また、Ｔ０は当該制御区間における目標トルクカーブとする。
【００６８】
（効果）
本発明の第２の実施形態によれば、駆動トルクを目標トルク曲線に近づけるように駆動予定速度を算出することによって、より最適値に近づくようにＴＩＰ検出器８の制御をすることができ、安全性と高速性をより高めることができる。
【００６９】
（第３の実施形態）
（構成）
以下、本発明の第３の実施形態に係る移動式原子炉出力測定装置について図６を参照して説明する。第１の実施形態に係る移動式原子炉出力測定装置の各部と同一部分には同一符号を付し、同一の構成についての説明は省略する。
【００７０】
図６は、本発明の第３の実施形態に係る移動式原子炉出力測定装置の概略構成図である。第３の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、プロセス計算機１３と、ＴＩＰ保守端末１４がそれぞれ保守情報演算表示装置１９ａ、１９ｂを有する点である。保守情報演算表示装置１９ａ、１９ｂはそれぞれ駆動情報ＤＢ１５ａ、１５ｂから保守情報信号１１１を受信することができるように接続される。
【００７１】
（作用）
以下、本発明の第３の実施形態の作用について説明する。以下、プロセス計算機１３内の保守情報演算表示装置１９ａに保守情報を表示させる場合を代表して説明する。
【００７２】
保守情報演算表示装置１９ａは、駆動情報ＤＢ１５ａから保守情報信号１１１を受信する。保守情報信号１１１には、過去複数回分の案内管２４ごとの駆動トルクが示される。保守情報演算表示装置１９ａは、駆動トルクの履歴を元に、個別の案内管２４ごとに次回校正時の駆動トルクの予測値を計算する。ここで、次回校正時の駆動トルクの予測値は、例えば前回と前々回校正時のトルク値を元に制御区間ごとに線形予測することによって計算することができる。
【００７３】
予測値が上述した図２に示す閾値4を超える場合は案内管番号と該当挿入位置を保守情報演算表示装置１９ａのディスプレイやプロジェクタによって表示する。保守情報演算表示装置１９ａにおける保守情報の表示のタイミングは、個別の案内管２４内のＴＩＰ検出器８の移動完了直後とすることで、即座に保守が必要な案内管２４を特定することができる。
【００７４】
（効果）
本発明の第３の実施形態によれば、駆動トルクの予測値にもとづいて保守が必要な案内管番号と挿入位置を表示することにより、案内管２４の保守作業を効率的に行なうことができる。
【００７５】
なお、本発明の実施形態は上述した第１から第３の実施形態に限られないことは言うまでもない。例えば、遮蔽容器２１、バルブアセンブリ２２、索引装置２３の設置位置は、原子力発電所の設計基準や設計要求によって適宜変更されうるものである。また加圧水型原子炉は、ＬＰＲＭ検出器３４に代えて固定中性子検出器が原子炉圧力容器の外周に設けられる点を除いて沸騰水型原子炉と同様の構成であり、加圧水型原子炉にも上述した実施形態を適用することができる。さらに沸騰水型原子炉や加圧水型原子炉には案内管を原子炉圧力容器の上部から貫通して設けるものが考えられる。この場合、移動式検出器を案内管内部において原子炉圧力容器の上部から炉心頂を通って炉底へ移動するように挿入して中性子束を測定する。このとき、上述した駆動トルクは炉底に向かうにつれ増大するため、閾値１およびに閾値２ならびに目標トルク曲線は炉底に向かうにつれ増大するように設定される。
【００７６】
また移動式検出器として、上述した中性子を測定するTIP検出器８に代えて、ガンマ線を測定することができるガンマサーモメータをケーブル７に接続することによって、炉内の放射線としてガンマ線を測定することによって原子炉の出力を測定し、固定中性子検出器等の校正をすることができる。さらにTIP検出器８に代えてαβ検出器をケーブル７に接続することによって原子炉内のα線やβ線を測定する構成としてもよい。
【００７７】
また、閾値１および閾値２は、個別の案内管２４ごとにプラント定期検査の際に測定した正常状態の駆動トルクカーブを平滑化した曲線を目標トルク曲線とし、一定値を加算したものを閾値１、一定値を減算したものを閾値２としてもよい。その他、閾値１および閾値２ならびに目標トルク曲線は、シミュレーションや原寸模型による実験によって得られた最適値を適用することもできる。
【００７８】
また、駆動予定速度の算出には、前回校正時の前回駆動トルクおよび前回駆動速度を示す前回駆動情報１０４を用いるだけでなく、前々回校正時の駆動トルクおよび駆動速度や、前回と前々回を平均した駆動トルクおよび駆動速度等の過去駆動トルクおよび過去駆動速度であれば、いずれの駆動トルクおよび駆動速度も適用することができる。
【００７９】
さらに、同型の他のプラントにおける過去の駆動情報を駆動情報ＤＢ１５ａ、１５ｂに読み込ませることによって、自己のプラントの過去駆動情報を蓄積せずに駆動速度の最適化を行うこともできる。また、上述した駆動予定速度の算出は、案内管２４の全挿入区間について行うだけでなく、所定の離間した挿入位置のみについて行ってもよい。なお、上述した第１から第３の実施形態は適宜組み合わせることができる。 
【符号の説明】
【００８０】
１・・・移動式原子炉出力測定装置
２・・・検出器駆動装置
３・・・リール
４・・・モータ
５・・・トルクセンサ
６・・・検出器位置信号発生器
７・・・ケーブル
８・・・ＴＩＰ検出器
９・・・駆動制御装置
１０・・・モニタリング装置
１１・・・駆動制御部
１２・・・中性子束測定演算部
１３・・・プロセス計算機
１４・・・ＴＩＰ保守端末
１５ａ、ｂ・・・駆動情報ＤＢ
１６ａ、ｂ・・・目標トルクＤＢ
１７ａ、ｂ・・・駆動予定速度演算部
１８ａ、ｂ・・・中性子束測定結果ＤＢ
１９ａ、ｂ・・・保守情報演算表示装置
２１・・・遮蔽容器
２２・・・バルブアセンブリ
２３・・・索引装置
２４・・・案内管
３１・・・原子炉格納容器
３２・・・原子炉圧力容器
３３・・・炉心
３４・・・ＬＰＲＭ検出器
３５・・・検出器集合体
４１・・・中央制御室
１００・・・駆動トルク信号
１０１・・・検出器位置信号
１０２・・・検出器出力信号
１０３・・・現在駆動情報
１０４・・・前回駆動情報
１０５・・・目標トルク情報
１０６・・・駆動予定速度情報
１０７・・・モータ駆動指令
１０８・・・索引指令
１０９・・・中性子束測定情報
１１０・・・ＤＢ同期信号
１１１・・・保守情報信号
【図１】
2013148430.tif 000003
【図２】
2013148430.tif 000004
【図３】
2013148430.tif 000005
【図４】
2013148430.tif 000006
【図５】
2013148430.tif 000007
【図６】
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