(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉から引抜かれる制御棒が設定されたときにその制御棒の周辺領域に位置する複数の中性子検出器を選定し、前記選定された複数の中性子検出器より出力された同時刻の中性子束信号の平均値を求め平均処理部と、該平均処理部で求められた同時刻の中性子束信号の平均値の時系列データの平均化処理を行う第１平滑化部と、前記制御棒の設定がなされたときに炉内平均出力信号の時系列データの平均化処理を行う第２平滑化部と、前記第２平滑化部における平均化処理により得られた信号を前記第１平滑化部における平均化処理により得られた信号で除算して得られた信号をゲインとして出力するゲイン決定部と、前記平均処理部により求められた平均値を前記ゲイン決定部より出力されたゲインで増幅して増幅信号として出力する増幅部と、前記増幅部より出力された増幅信号と予め設定された引抜阻止設定値とを比較して前記増幅信号が前記引抜阻止設定値を超える場合に制御棒引抜阻止信号を出力する引抜阻止判定部とを備えたことを特徴とする制御棒引抜監視装置。
【請求項２】
前記中性子検出器から出力される中性子束信号を予め設定された時間分の時系列データとして記憶する第１記憶部と、前記炉内平均出力信号を予め設定された時間分の時系列データとして記憶する第２記憶部とを有し、前記第１平滑化部は、前記第１記憶部に記憶された時系列データの中から前記選定された中性子検出器より出力された中性子束信号の時系列データを取り出し、平均化処理として取り出した時系列データの平均値を求め、前記第２平滑化部は、前記第２記憶部に記憶された時系列データを取り出し、平均化処理として取り出した時系列データの平均値を求めること特徴とする請求項１記載の制御棒引抜監視装置。
【請求項３】
原子炉から引抜かれる制御棒が設定されたときにその制御棒の周辺領域に位置する複数の中性子検出器を選定し、前記選定された複数の中性子検出器より出力された同時刻の中性子束信号の平均値を求め平均処理部と、該平均処理部で求められた同時刻の中性子束信号の平均値の時系列データの平均化処理を行う第１平滑化部と、前記制御棒の設定がなされたときに炉内平均出力信号のゆらぎの周波数以上の周波数成分を遮断するように設定されたフィルタと、該フィルタにより得られた信号を前記第１平滑化部における平均化処理により得られた信号で除算して得られた信号をゲインとして出力するゲイン決定部と、前記平均処理部により求められた平均値を前記ゲイン決定部より出力されたゲインで増幅して増幅信号として出力する増幅部と、前記増幅部より出力された増幅信号と予め設定された引抜阻止設定値とを比較して前記増幅信号が前記引抜阻止設定値を超える場合に制御棒引抜阻止信号を出力する引抜阻止判定部とを備えたことを特徴とする制御棒引抜監視装置。
【請求項４】
前記増幅部より出力された増幅信号のゆらぎを抑制するフィルタ処理するフィルタを有することを特徴とする請求項１記載の制御棒引抜監視装置。
【請求項５】
原子炉から引抜かれる制御棒が設定されたときにその制御棒の周辺領域に位置する複数の中性子検出器を選定し、前記選定された複数の中性子検出器より出力された同時刻の中性子束信号の平均値を求め平均処理部と、該平均処理部で求められた同時刻の中性子束信号の平均値の時系列データの平均化処理を行う平滑化部と、炉内平均出力信号を前記平滑化部における平均化処理により得られた信号で除算して得られた信号をゲインとして出力するゲイン決定部と、前記平均処理部により求められた平均値を前記ゲイン決定部より出力されたゲインで増幅して増幅信号として出力する増幅部と、前記増幅部より出力された増幅信号と予め設定された引抜阻止設定値とを比較して前記増幅信号が前記引抜阻止設定値を超える場合に制御棒引抜阻止信号を出力する引抜阻止判定部とを備えたことを特徴とする制御棒引抜監視装置。
【請求項６】
原子炉から引抜かれる制御棒が設定されたときにその制御棒の周辺領域に位置する複数の中性子検出器から出力された中性子束信号の平均値を求める平均処理部と、前記制御棒の設定がなされたときに炉内平均出力信号の時系列データの平均化処理を行う平滑化部と、
前記平滑化部における平均化処理により得られた信号を前記平均処理部で求められた平均値で除算して得られた信号をゲインとして出力するゲイン決定部と、前記平均処理部により求められた平均値を前記ゲイン決定部より出力されたゲインで増幅して増幅信号として出力する増幅部と、前記増幅部より出力された増幅信号と予め設定された引抜阻止設定値とを比較して前記増幅信号が前記引抜阻止設定値を超える場合に制御棒引抜阻止信号を出力する引抜阻止判定部とを備えたことを特徴とする制御棒引抜監視装置。
【請求項７】
前記炉内平均出力信号を求める平均出力領域モニタと、前記引抜阻止信号に応じて引抜停止指令信号を出力する制御棒制御装置と、前記引抜停止指令信号に応じて前記原子炉からの制御棒の引抜きを停止する制御棒駆動装置と、請求項１乃至６のいずれかに記載の制御棒引抜監視装置とを有することを特徴とする原子炉出力制御装置。
【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（ＢＷＲ）において制御棒の引抜きが可能か否かを中性子束信号に基づいて判定する制御棒引抜監視装置及びそれを備えた原子炉出力制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＢＷＲプラントでは、原子炉内の各所に中性子束を測定するため複数の中性子検出器（ＬＰＲＭ検出器）が設置されており、これらＬＰＲＭ検出器の出力する中性子束信号（ＬＰＲＭ信号）と、複数のＬＰＲＭ信号の平均値である炉内平均出力信号（ＡＰＲＭ信号）を用いて炉出力を監視している。制御棒引抜時のその制御棒周辺領域の局所的な出力上昇によって燃料損傷が起こることを防止するために制御棒引抜監視装置（ＲＢＭ）が設けられている。ＲＢＭの具体的な動作は次の通りである。
【０００３】
引抜き対象として選択された制御棒の周辺領域に存在するＬＰＲＭ検出器が出力するＬＰＲＭ信号の平均値（以下、領域平均出力信号という）を求め、制御棒選択時における領域平均出力信号の瞬時値と同一時刻におけるＡＰＲＭ信号の瞬時値との比を領域平均出力信号を増幅するためのゲインとして設定し、このゲインにより増幅された領域平均出力信号が炉心流量に応じて決定される引抜阻止設定値を超えた場合に制御棒引抜阻止信号を制御棒駆動装置に出力して制御棒の引抜きを阻止させる。このことにより、制御棒引抜き時における炉内の燃料の安全性が確保される。
【０００４】
特開平３−２７２４９４号公報には、ＲＢＭによる制御棒の引抜き監視について記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年、ＢＷＲプラントでは、ウラン資源の有効活用のために、運転サイクル前半にボイド量を増やしてプルトニウムを積極的に燃料に蓄積させると共に、運転サイクル後半にボイド量を減らしてプルトニウムを燃焼させ、燃料の利用率を高めるスペクトルシフト運転が行われている。このような運転を行う場合、運転サイクル後半にＬＰＲＭ信号のゆらぎが増加する。また、ウランとプルトニウムを混合したＭＯＸ燃料が装荷されたＭＯＸ燃料炉心では、プルトニウムとウランの核特性の違いからボイド係数が大きくなり、ボイドによるＬＰＲＭ信号のゆらぎ量が大きくなると予想される。
【０００６】
前述のように、ＲＢＭでは制御棒選択時における領域平均出力信号とＡＰＲＭ信号の瞬時値を用いてゲインを設定しているが、ＬＰＲＭ信号にゆらぎがあれば領域平均出力信号及びＡＰＲＭ信号にも当然ゆらぎが発生し、しかも両信号のゆらぎには位相のずれが生ずる。その場合、制御棒選択のタイミングによって両信号の比であるゲインが変動することとなる。例えば、制御棒選択時点において、ＡＰＲＭ信号がゆらぎの最大値、領域平均出力信号がゆらぎの最小値となっている時にはゲインは高く設定され、逆に、ＡＰＲＭ信号がゆらぎの最小値、領域平均出力信号がゆらぎの最大値となっている時にはゲインは低く設定される。
【０００７】
ゆらぎの影響によりゲインが高く設定された場合に領域平均出力信号がゆらぎによって上昇すると、領域平均出力信号が引抜阻止設定値を超えて制御棒の引抜きが停止されることが考えられる。即ち、制御棒引抜きによる炉出力の上昇とは無関係に、ＬＰＲＭ信号のゆらぎの影響によって制御棒引抜阻止が多発する可能性がある。このように、ＬＰＲＭ信号のゆらぎの影響によって定格出力運転時に制御棒引抜きが阻止されると、制御棒の挿入・引抜きパターンの変更や制御棒引抜きによる出力調整ができなくなるといった問題が生じる。
【０００８】
本発明の目的は、中性子束信号のゆらぎに起因する制御棒引抜阻止の発生を抑制できる制御棒引抜監視装置及びそれを用いた原子炉出力制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の特徴は、引抜かれる制御棒の周辺領域に位置する中性子検出器より出力された中性子束信号の平滑化処理を行う第１平滑化部と、炉内平均出力信号の平滑化処理を行う第２平滑化部と、第２平滑化部における平滑化処理により得られた信号を第１平滑化部における平滑化処理により得られた信号で除算して得られた信号をゲインとして出力するゲイン決定部とを備えたことにある。
【００１０】
本発明によれば、第１平滑化部における中性子束信号の平滑化処理と第２平滑化部における炉内平均出力信号の平滑化処理により、中性子束信号及び炉内平均出力信号におけるゆらぎに起因する変動を抑制でき、ゆらぎに起因する変動が抑制された中性子束信号及び炉内平均出力信号に基づいてゲインを求めるため、ゆらぎの影響によるゲインの変動も抑制される。従って、中性子束信号のゆらぎに起因する制御棒引抜阻止の発生を抑制することができる。
【００１１】
なお、平滑化処理とは、平均処理やフィルタ処理のように信号の変動を抑制する処理のことを言う。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。
（実施例１）
図１は、本発明の好適な一実施例である原子炉出力制御装置を示す。図１において、原子炉圧力容器７内の炉心８には燃料集合体１０及び制御棒６が設置され、制御棒６の軸方向（垂直方向）位置を制御することによって原子炉出力が制御される。この制御棒６の軸方向位置の制御は、制御棒制御装置４及び制御棒駆動装置５によって行われる。制御棒制御装置４には、引抜き対象として選択された制御棒の炉内位置を示す制御棒選択信号Ｓｃｒが入力され、信号Ｓｃｒが入力された制御棒制御装置４は、信号Ｓｃｒに基づいて選択された制御棒を炉心８から引抜くように制御棒駆動装置５に対して駆動指令（引抜指令）信号を出力する。また、制御棒制御装置４には後述するＲＢＭ１より引抜阻止信号が入力され、引抜阻止信号を入力した制御棒制御装置４は、炉心８からの制御棒の引抜きを停止するように制御棒駆動装置５に対して駆動指令（引抜停止指令）信号を出力する。制御棒駆動装置５は、制御棒６を炉心８の軸方向に移動させる機構を有しており、制御棒制御装置４から出力される引抜指令信号に応じて制御棒を引抜き、また引抜停止指令信号に応じて制御棒の引抜きを停止する。なお、図１において、燃料集合体１０及び制御棒６は各々１つずつ示されているが、どちらとも炉心８には複数設置される。その数はプラント毎に（原子炉出力によって）異なる。
【００１３】
炉心８には、炉内の中性子束を検出する複数のＬＰＲＭ検出器(中性子検出器)３−１〜３−ｎも設置される。ＬＰＲＭ検出器３−１〜３−ｎで検出された中性子束はＬＰＲＭ信号（中性子束信号）ＬＰ１〜ＬＰｎとして出力され、ＡＰＲＭ（平均出力領域モニタ）２に入力される。ＡＰＲＭ２に入力されたＬＰＲＭ信号ＬＰ１〜ＬＰｎは、平均処理部２−１に入力されると共に、ＲＢＭ（制御棒引抜監視装置）１にも入力される。平均処理部２−１は、入力されたＬＰＲＭ信号
ＬＰ１〜ＬＰｎの平均値を演算し、その平均値をＡＰＲＭ信号ＡＰｍとしてRBM1のＡＰＲＭ信号記憶部１−４に出力する。ＡＰＲＭ信号記憶部１−４は、入力されたＡＰＲＭ信号ＡＰｍを予め設定されたΔＴ秒の間記憶する。よって、APRM信号記憶部１−４にはΔＴ秒前から現時点までのＡＰＲＭ信号ＡＰｍが時系列データとして常に記憶されている。また、平均処理部２−１は、ＡＰＲＭ信号ＡＰｍと予め設定された設定値（スクラムレベル）とを比較し、ＡＰＲＭ信号ＡＰｍがスクラムレベルを超えた場合に、原子炉を停止させるためのスクラム信号を出力する。
【００１４】
ＲＢＭ１において、入力されたＬＰＲＭ信号ＬＰ１〜ＬＰｎは、ＬＰＲＭ信号記憶部１−１及び領域平均処理部１−６に入力される。ＬＰＲＭ信号記憶部１−１は、ΔＴ秒の間ＬＰＲＭ信号ＬＰ１〜ＬＰｎを記憶する。従って、ＬＰＲＭ信号記憶部１−１にはΔＴ秒前から現時点までのＬＰＲＭ信号ＬＰ１〜ＬＰｎが時系列データとして常に記憶されている。
【００１５】
引抜き対象とする制御棒が選択されると、その制御棒の炉内位置を示す制御棒選択信号ＳｃｒがＡＰＲＭ信号記憶部１−４，領域平均処理部１−６及び検出器選定・平均部１−９に入力される。検出器選定・平均部１−９は、信号Ｓｃｒが入力されると、信号Ｓｃｒで示された制御棒の周辺領域にあるＬＰＲＭ検出器を選定し、そのＬＰＲＭ検出器から出力されたＬＰＲＭ信号の時系列データをLPRM信号記憶部１−１から取り込む。ここで、制御棒の周辺領域について図２を用いて説明する。図２は、炉心の径方向（水平方向）における燃料集合体，制御棒及びＬＰＲＭ検出器の配置関係の例を示す。図２において、引抜き対象として選択された制御棒が制御棒６０である場合、周辺領域は図中の太線で囲まれた領域Ａとする。つまり、隣り合うＬＰＲＭ検出器を直線で結ぶことによってできる複数の領域のうち引抜き対象の制御棒を含む領域を周辺領域とする。よって、引抜き対象の制御棒が制御棒６０である場合、周辺領域にあるＬＰＲＭ検出器はLPRM検出器３１〜３４となる。なお、原子炉８では、同じ径方向位置において軸方向位置をずらしたＬＰＲＭ検出器が４つずつ設けられるので、周辺領域にあるLPRM検出器の数は１６個となる。また、炉心の周辺部に位置する制御棒６１が引抜き対象とされた場合、選定されるＬＰＲＭ検出器は３５，３６，３７とする。なお、本実施例で用いた周辺領域の設定方法は一例であり、引抜き対象として設定された制御棒周辺の中性子束を検出できるＬＰＲＭ検出器を設定できれば、他の方法を用いても良い。
【００１６】
検出器選定・平均部１−９は、信号Ｓｃｒで示された制御棒の周辺領域にあるＬＰＲＭ検出器として選定したＬＰＲＭ検出器（本実施例ではＬＰＲＭ検出器３−１〜３−１６とする）から出力されたＬＰＲＭ信号（本実施例ではＬＰＲＭ信号ＬＰ１〜ＬＰ１６）の時系列データを取り込むと、各ＬＰＲＭ信号の時刻毎の平均値を求める。その処理について図３を用いて説明する。ＬＰＲＭ信号記憶部１−１はΔＴ秒前から現時点までの各ＬＰＲＭ信号の時系列データを記憶しており、図に示すように、検出器選定・平均部１−９は選定したＬＰＲＭ信号ＬＰ１〜ＬＰ１６の時系列データを取り込む。なお、図３において、Ｄ０が現時点のデータでＤｍはΔＴ秒前のデータである。時系列データを取り込んだ検出器選定・平均部１−９は、同じ時刻に出力されたＬＰＲＭ信号の平均値を演算する。即ち、ＬＰＲＭ信号ＬＰ１〜ＬＰ１６のＤ０の平均値，Ｄ１の平均値，…，Ｄｍの平均値をそれぞれ求める。求められた各平均値は、領域平均出力信号ＬＰｍとしてＬＰＲＭ信号平均化部１−２に出力される。ＬＰＲＭ信号平均化部１−２は、領域平均出力信号ＬＰｍとして入力されたＤ０〜Ｄｍの平均値ＬＰｖを求め、ゲイン決定部１−５に出力する。このようにして、検出器選定・平均部１−９及び
ＬＰＲＭ信号平均化部１−２により、周辺領域のＬＰＲＭ信号ＬＰ１〜ＬＰ１６の平均値が求められ、信号ＬＰｖとしてゲイン決定部１−５に入力される。
【００１７】
前述の通り、信号ＳｃｒはＡＰＲＭ信号記憶部１−４にも入力される。信号Ｓｃｒが入力されたＡＰＲＭ信号記憶部１−４は、記憶しているΔＴ秒前から現時点までのＡＰＲＭ信号ＡＰｍ（時系列データ）をＡＰＲＭ信号平均化部１−３に出力する。ＡＰＲＭ信号平均化部１−３は、入力されたΔＴ秒前から現時点までのＡＰＲＭ信号ＡＰｍの平均値を求め、求めた平均値を平均信号ＡＰｖとしてゲイン決定部１−５に出力する。このようにして、ＡＰＲＭ信号記憶部１−４及びＡＰＲＭ信号平均化部１−３により、ＡＰＲＭ信号ＡＰｍの平均値が求められ、信号ＡＰｖとしてゲイン決定部１−５に入力される。
【００１８】
ゲイン決定部１−５は、信号ＡＰｖを信号ＬＰｖで割ることによってゲインＧｖ（＝ＡＰｖ／ＬＰｖ）を求め、求めたゲインＧｖを増幅器１−７に設定する。
【００１９】
信号Ｓｃｒは領域平均処理部１−６にも与えられ、領域平均処理部１−６は、信号Ｓｃｒで示された制御棒の周辺領域にあるＬＰＲＭ検出器を選定し、その
ＬＰＲＭ検出器（ＬＰＲＭ検出器３−１〜３−１６）から出力されたＬＰＲＭ信号（ＬＰ１〜ＬＰ１６）の平均値を求める。求められた平均値は信号ＬＰｍとして増幅部１−７に出力され、増幅部１−７は、領域平均処理部１−６から出力された信号ＬＰｍをゲイン決定部１−５により設定されたゲインＧｖによって増幅し、増幅信号を出力する。増幅部１−７から出力された増幅信号は引抜阻止判定部１−８に入力され、引抜阻止判定部１−８では炉心流量に基づいて決定される引抜阻止設定値と入力された増幅信号とを比較し、増幅信号が引抜阻止設定値を超える場合に引抜阻止信号を制御棒制御装置４に出力する。
【００２０】
なお、上述の処理のうち、ゲインＧｖの設定は信号Ｓｃｒが与えられたときのみ行われるものであり、一度設定されたゲインＧｖは新たな信号Ｓｃｒが入力されるまで使用される。一方、領域平均処理部１−６による平均値ＬＰｍの算出は信号Ｓｃｒの入力後継続されるものであって、引抜阻止判定部１−８における引抜阻止判定も常時行われる。
【００２１】
ここで、従来技術と本実施例との違いについて図４を用いて説明する。なお、図４（ａ）はＡＰＲＭ信号ＡＰｍ、図４（ｂ）は領域平均出力信号ＬＰｍ、図４（ｃ）は増幅部１−７より出力される増幅信号をそれぞれ示す。なお、図に示すように、信号ＡＰｍと信号ＬＰｍはいずれもランダムなゆらぎの影響を受けており、時間経過に伴う信号の変化は一致しない。図４において、時刻ｔ１で信号
Ｓｃｒが発生したとすると、従来技術では時刻ｔ１におけるＡＰＲＭ信号ＡＰｍを信号ＬＰｍで割った値をゲインＧｍ（＝ＡＰｍ／ＬＰｍ）として設定する。そして、そのゲインＧｍにより信号ＬＰｍを増幅して得られる増幅信号は図４(ｃ)のＡとなる。図に示すように、ゲインＧｍでの増幅信号Ａは時刻ｔ１において
ＡＰＲＭ信号ＡＰｍの値となる。一方、本実施例の場合は、時刻ｔ１からΔＴ秒前までのＡＰＲＭ信号の平均値である信号ＡＰｖを時刻ｔ１からΔＴ秒前までの領域平均出力信号の平均値である信号ＬＰｖで割った値をゲインＧｖ（＝ＡＰｖ／ＬＰｖ）として設定する。そして、そのゲインＧｖにより信号ＬＰｍを増幅して得られる増幅信号は図４（ｃ）のＢとなる。図４（ａ），（ｂ）に示す通り、時刻ｔ１において、信号ＡＰｍはゆらぎの影響により信号ＡＰｖよりも大きな値となっており、また、信号ＬＰｍはゆらぎの影響で信号ＬＰｖよりも小さな値となっている。その結果、信号ＡＰｖ及び信号ＬＰｖにより求められたゲインＧｖに比べて、信号ＡＰｍ及び信号ＬＰｍによって求められたゲインＧｍは大きな値となり、図４（ｃ）に示す通り、ゲインＧｍによって信号ＬＰｍを増幅して得られた増幅信号Ａは、ゲインＧｖによって信号ＬＰｍを増幅して得られた増幅信号Ｂに比べて大きな値となる。このような場合において、時刻ｔ２に信号ＬＰｍの値がゆらぎによって大きく変化すると、増幅信号Ｂは引抜阻止設定値を超えないが、増幅信号Ａは引抜阻止設定値を超えてしまう。
【００２２】
これを具体的な数値にて説明すると次の通りである。図４において、時刻ｔ１での信号ＡＰｍが１０２.０％、信号ＬＰｍが６９.０％であるとすると、ゲインＧｍは１.４８ となる。そして、時刻ｔ２において信号ＬＰｍがゆらぎによって７２.０ ％まで上昇したとすると、これにゲインＧｍ＝１.４８ を乗じた増幅信号Ａの値は１０６.６ ％となる。ここで、定格運転時の制御棒引抜阻止設定値が１０５.０ ％であるとすると、増幅信号Ａは引抜阻止設定値を超えているため引抜阻止信号が出力され、制御棒の引抜きができなくなる。一方の本実施例の場合、時刻ｔ１における信号ＡＰｖが１００.５％、信号ＬＰｖは６９.８％となったとしてゲインＧｖは１.４４ となる。このゲインＧｖを用いて領域平均出力信号ＬＰｍを増幅すると、時刻ｔ２における増幅信号Ｂの値は１０３.７ ％となり、引抜阻止設定値１０５％未満となる。よって、制御棒の引抜阻止信号は発生しない。
【００２３】
このように、従来技術では、ゲインの設定に信号Ｓｃｒ発生時の瞬時値を用いているためにゆらぎの影響によってゲインが不要に大きくなってしまうことがあり、その結果必要以上に制御棒の引抜阻止信号が発生することがある。一方の本実施例では、ΔＴ秒前から現時点までの信号ＬＰｍ及び信号ＡＰｍを平均化することによりゆらぎによる信号の変動を抑制した信号ＬＰｖ及び信号ＡＰｖを求め、その信号ＬＰｖ及び信号ＡＰｖを用いてゲインを設定するため、ゆらぎの影響によってゲインが不要に大きくなることを防止でき、必要以上に制御棒の引抜阻止信号が発生するのを抑制できる。なお、信号ＡＰｍが小さな値となっており、かつ信号ＬＰｍが大きな値となっているときに信号Ｓｃｒが発生すると、従来技術によって設定されるゲインＧｍは小さな値となるため必要以上に制御棒の引抜阻止信号が発生することはないが、逆に出力上昇によって信号ＬＰｍが大きくなってもゲインＧｍが小さな値であるために増幅信号が引抜阻止設定値を超えなくなる場合があり、必要とされる制御棒の引抜阻止が正しく行われない可能性がある。本実施例では、前述のように、ゆらぎによる信号の変動を抑制した信号LPv及び信号ＡＰｖを用いてゲインを設定するため、そのような問題は発生しない。
【００２４】
なお、予め設定されるΔＴは、ＡＰＲＭ信号ＡＰｍや領域平均出力信号ＬＰｍのゆらぎの一周期以上の長さとすれば、信号ＡＰＶ，信号ＬＰＶは常に各信号の平均レベル近傍に決定され、ゆらぎによる信号レベルの変動が抑えられる。
【００２５】
以上説明した本実施例では、ＬＰＲＭ信号記憶部１−１が信号ＬＰｍを記憶する時間をΔＴ秒としたが、必ずしもΔＴ秒である必要はなく、ΔＴ秒よりも長い時間記憶しておくようにすればよい。同様に、ＡＰＲＭ信号記憶部１−４が信号ＡＰｍを記憶する時間もΔＴ秒よりも長ければ問題ない。
【００２６】
また、本実施例では、ゲインＧｖを求めるのに信号ＬＰｍ及び信号ＡＰｍの時間平均を用いているが、中間値や移動平均値を用いても同様の効果を得ることができる。
【００２７】
更に、本実施例では、ＲＢＭ１にて周辺領域にある１６個のＬＰＲＭ検出器の出力信号を処理しているが、ＲＢＭ１を二重化して、二系統のＲＢＭそれぞれにＬＰＲＭ検出器を８個ずつ割り当ててもよい。また、故障したＬＰＲＭ検出器をバイパスすることも考えられる。
（実施例２）
本発明の他の実施例である原子炉出力制御装置について図５を用いて説明する。なお、本実施例は、前述の実施例１におけるＲＢＭ１のＡＰＲＭ信号記憶部１−４及びＡＰＲＭ信号平均化部１−３に代えて、ＡＰＲＭ信号フィルタ部を設けたものである。以下、主に実施例１と異なる点について説明する。
【００２８】
図５は、本実施例のＡＰＲＭ２及びＲＢＭ１を示す図であり、図１と同じ符号がつけられているものは同様に動作する。なお、図５において、ＡＰＲＭ２及びＲＢＭ１以外の構成は図示されていないが、図１と同様である。
【００２９】
図５において、ＡＰＲＭ２の平均処理部２−１で求められたＡＰＲＭ信号APmは、ＲＢＭ１のＡＰＲＭ信号フィルタ部１−１０に入力される。ＡＰＲＭ信号フィルタ部１−１０は、ＡＰＲＭ信号ＡＰｍのゆらぎの周波数以上の周波数成分を遮断するように設定されたローパスフィルタであり、入力されたＡＰＲＭ信号
ＡＰｍのゆらぎを抑制して信号ＡＰｆを得る。この信号ＡＰｆは、直流信号とほぼ等価な信号となる。そしてＡＰＲＭ信号フィルタ部１−１０は、信号Ｓｃｒが入力されたときに信号ＡＰｆをゲイン決定部１−５に出力する。信号ＡＰｆが入力されたゲイン決定部１−５は、信号ＡＰｆをＬＰＲＭ信号平均化部１−２から出力された信号ＬＰｖで割ることによってゲインＧｖを得る。得られたゲインＧｖは、増幅部１−７に設定される。
【００３０】
このような本実施例によれば、ＡＰＲＭ信号フィルタ部１−１０によりAPRM信号ＡＰｍのゆらぎによる変動を抑制することができるため、実施例１と同様の効果が得られる。また、本実施例によれば、ＡＰＲＭ信号ＡＰｍを記憶する必要がないため、実施例１と比較してＲＢＭ１のハード構成を単純化できる。
（実施例３）
本発明の他の実施例である原子炉出力制御装置について図６を用いて説明する。なお、本実施例は、前述の実施例１におけるＲＢＭ１のＡＰＲＭ信号記憶部１−４及びＡＰＲＭ信号平均化部１−３を省略したものである。以下、主に実施例１と異なる点について説明する。
【００３１】
図６は、本実施例のＡＰＲＭ２及びＲＢＭ１を示す図であり、図１と同じ符号がつけられているものは同様に動作する。なお、図６において、ＡＰＲＭ２及びＲＢＭ１以外の構成は図示されていないが、図１と同様である。
【００３２】
図６において、ＡＰＲＭ２の平均処理部２−１で求められたＡＰＲＭ信号APmは、ＲＢＭ１のゲイン決定部１−５に入力される。ゲイン決定部１−５には信号Ｓｃｒも入力され、信号Ｓｃｒが入力されたゲイン決定部１−５は、信号Ｓｃｒが入力された時点の信号ＡＰｍをＬＰＲＭ信号平均化部１−２から出力された信号ＬＰｖで割ることによってゲインＧｖを得る。得られたゲインＧｖは、増幅部１−７に設定される。
【００３３】
本実施例によれば、信号Ｓｃｒが発生した時点のＡＰＲＭ信号ＡＰｍの瞬時値をゲインＧｖの算出に用いるため、ゲインＧｖはＡＰＲＭ信号ＡＰｍのゆらぎの影響を受けるが、ＬＰＲＭ信号については実施例１と同様に平均化された信号ＬＰｖが用いられるため、従来技術と比較するとＬＰＲＭ信号のゆらぎの影響が抑制され、不要な制御棒引抜阻止信号の発生を抑制できる。また、本実施例では、実施例１のＡＰＲＭ信号記憶部１−４及びＡＰＲＭ信号平均化部１−３や、実施例２のＡＰＲＭ信号フィルタ部１−１０が省略されるため、実施例１及び実施例２に比べてハード構成がより単純化される。
（実施例４）
本発明の他の実施例である原子炉出力制御装置について図７を用いて説明する。なお、本実施例は、前述の実施例１におけるＲＢＭ１のＬＰＲＭ信号記憶部１−１，検出器選定・平均部１−９及びＬＰＲＭ信号平均化部１−２を省略し、領域平均処理部１−６から出力される領域平均出力信号ＬＰｍに基づいてゲインを設定するものである。以下、主に実施例１と異なる点について説明する。
【００３４】
図７は、本実施例のＡＰＲＭ２及びＲＢＭ１を示す図であり、図１と同じ符号がつけられているものは同様に動作する。なお、図７において、ＡＰＲＭ２及びＲＢＭ１以外の構成は図示されていないが、図１と同様の構成である。
【００３５】
図７において、領域平均処理部１−６は、実施例１で説明したようにして領域平均出力信号ＬＰｍを求める。領域平均処理部１−６は、求めた領域平均処理信号ＬＰｍをゲイン決定部１−５及び増幅部１−７に出力する。ゲイン決定部１−５は、信号Ｓｃｒが入力された時点で、ＡＰＲＭ信号平均化部１−３から出力された信号ＡＰｖを領域平均処理部１−６から出力された領域平均処理信号ＬＰｍで割ることによってゲインＧｖを求める。求められたゲインＧｖは、増幅部１−７に設定される。
【００３６】
本実施例によれば、信号Ｓｃｒが発生した時点の領域平均処理信号Ｌｐｍの瞬時値をゲインＧｖの算出に用いるため、ゲインＧｖは領域平均処理信号Ｌｐｍのゆらぎの影響を受けるが、ＡＰＲＭ信号については実施例１と同様に平均化された信号Ａｐｖが用いられるため、従来技術と比較するとＡＰＲＭ信号のゆらぎの影響が抑制され、不要な制御棒引抜阻止信号の発生を抑制できる。また、本実施例では、信号点数の多いＬＰＲＭ信号に対応するＬＰＲＭ信号記憶部１−１，検出器選定・平均部１−９及びＬＰＲＭ信号平均化部１−２が省略されるため、ハード構成がより単純化される。
（実施例５）
本発明の他の実施例である原子炉出力制御装置について図８を用いて説明する。なお、本実施例は、前述の実施例１におけるＲＢＭ１に、増幅部１−７から出力される増幅信号をフィルタ処理するフィルタ部と、そのフィルタ部の初期値を設定する初期値設定部とを付加したものである。以下、主に実施例１と異なる点について説明する。
【００３７】
図８は、本実施例のＡＰＲＭ２及びＲＢＭ１を示す図であり、図１と同じ符号がつけられているものは同様に動作する。なお、図８において、ＡＰＲＭ２及びＲＢＭ１以外の構成は図示されていないが、図１と同様の構成である。
【００３８】
図８において、増幅部１−７は、領域平均出力信号ＬＰｍを増幅して得られた増幅信号をフィルタ部１−１１に出力する。フィルタ部１−１１は、有限長インパルス応答（ＦＩＲ）型のディジタルフィルタであり、その構成は図９に示される。図に示す通り、ＦＩＲ型のフィルタ部１−１１は、複数の遅延素子(Ｚ-1)を有し、入力された増幅信号及び各遅延素子から出力される値に重み係数（Ａ0〜Ａk）をかけたものを加算器で加算して出力する。
【００３９】
本実施例のＲＢＭ１では、制御棒選択信号Ｓｃｒが入力されなければ周辺領域のＬＰＲＭ検出器が特定されないことから、フィルタ部１−１１によるフィルタ処理も制御棒選択信号Ｓｃｒが入力されてから実行される。このため、制御棒選択信号Ｓｃｒの入力以前は増幅信号が入力されず、ゼロになっていることが考えられる。制御棒選択信号Ｓｃｒの入力時に、各遅延素子の入力がゼロとなっていると、ＦＩＲ型フィルタでは出力がゼロから徐々に上昇し、全ての遅延素子に入力値が入るまでは入力信号（増幅信号）に追従できないため、後段の引抜阻止判定部１−８における引抜阻止の判定に遅れを生じさせてしまう恐れがある。この問題を解決するために、本実施例では、制御棒選択信号Ｓｃｒ入力時点から一定時間遡った時点までの周辺領域の領域平均出力信号ＬＰｍ（時系列データＤ０〜Ｄｍ）を増幅し、フィルタ初期値として各遅延素子に入力する。なお、初期値設定部１−１２は、領域平均出力信号ＬＰｍを増幅部１−７と同じゲインで増幅するために、ゲイン決定部１−５から出力されるゲインＧｖを入力し、そのゲインＧｖにより領域平均出力信号ＬＰｍを増幅する。また、図示したように、初期値設定部１−１２において、遅延素子に対しては増幅信号が入力される側に近い遅延素子ほど新しい時刻のデータを入力する。ここで、フィルタ部１−１１のサンプリング周期とＬＰＲＭ信号記憶部１−１のサンプリング周期が同じであれば、ＬＰＲＭ信号記憶部１−１においてＬＰＲＭ信号を記憶する時間はフィルタの遅延素子数とサンプリング周期の積とすれば良い。フィルタ部１−１１は、初期値設定部１−１２から出力された信号を各遅延素子に入力した状態で増幅信号を入力し、入力された増幅信号のフィルタ処理を行う。フィルタ手段１−１１によってフィルタ処理された増幅信号は、引抜阻止判定部１−８に入力されて引抜阻止設定値と比較される。
【００４０】
以上説明したように、本実施例では、領域平均出力信号ＬＰｍを増幅して得られる増幅信号のゆらぎを、フィルタ部１−１１により抑制している。つまり、引抜阻止判定部１−８で引抜阻止設定値と比較される信号のゆらぎをフィルタ処理で抑制することにより、ゆらぎによる信号の増大で引抜阻止信号が出力されてしまうのを防止することができる。なお、実施例１で得られる効果も得られることはいうまでもない。
【００４１】
なお、本実施例では、フィルタ部１−１１としてＦＩＲ型フィルタを用いる例について説明したが、図１０に示すような無限長インパルス（ＩＩＲ）型フィルタを用いても良い。なお、ＩＩＲ型フィルタでは初期値の設定が不要であるため、フィルタ１−１１としてＩＩＲ型フィルタを用いる場合には図８の初期値設定部１−１２は不要となる。
（実施例６）
本発明の他の実施例である原子炉出力制御装置について図１１を用いて説明する。なお、本実施例は、前述の実施例３におけるＲＢＭ１のＬＰＲＭ信号平均化部１−２に代えてＬＰＲＭ信号フィルタ部１−１３を用いたものである。以下、主に実施例３と異なる点について説明する。
【００４２】
図１１は、本実施例のＡＰＲＭ２及びＲＢＭ１を示す図であり、図１と同じ符号がつけられているものは同様に動作する。なお、図１１において、ＡＰＲＭ２及びＲＢＭ１以外の構成は図示されていないが、図１と同様の構成である。
【００４３】
図１１において、ＬＰＲＭ信号フィルタ部１−１３には検出器選定・平均部１−９から出力される検出器平均信号（時系列データ）が入力される。なお、本実施例のＬＰＲＭ信号フィルタ部１−１３は、実施例５のフィルタ部１−１１と同様にＦＩＲ型フィルタであり、検出器選定・平均部１−９から出力された検出器平均信号は、各遅延素子に入力される。具体的には、時系列データのうちで最も新しいものを出力に一番近い遅延素子に入力し、そこから順番に各遅延素子に対してデータが割り当てられる。ＬＰＲＭ信号フィルタ部１−１３は、入力された検出器平均信号をフィルタ処理し、ゲイン決定部１−５に出力する。ゲイン決定部１−５では、平均処理部２−１から出力されたＡＰＲＭ信号をＬＰＲＭ信号フィルタ部１−１３から出力された信号で割ることによりゲインＧｖを求める。
【００４４】
本実施例によれば、ＬＰＲＭ信号平均化部によって平均値を求めるよりもフィルタ処理により信号をフィルタリングする方がゆらぎの平滑化の効果が大きいため、ＬＰＲＭ信号のゆらぎが大きなプラントに対して特に効果がある。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、領域平均出力信号とＡＰＲＭ信号の両信号のゆらぎには位相のずれが生じるが、ゆらぎに起因する変動が抑制された中性子束信号，炉内平均出力信号に基づいてゲインを求めるため、ゆらぎの影響によるゲインの変動が抑制され、制御棒引抜阻止の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な一実施例である原子炉出力制御装置の構成図である。
【図２】炉心における燃料集合体，制御棒及びＬＰＲＭ検出器の配置例を示す図である。
【図３】図１の検出器選定平均部１−９及びＬＰＲＭ信号平均化部１−２における処理を示す図である。
【図４】ＡＰＲＭ信号，領域平均出力信号及び増幅信号を示すグラフである。
【図５】本発明の他の実施例である原子炉出力制御装置の構成図である。
【図６】本発明の他の実施例である原子炉出力制御装置の構成図である。
【図７】本発明の他の実施例である原子炉出力制御装置の構成図である。
【図８】本発明の他の実施例である原子炉出力制御装置の構成図である。
【図９】図８のフィルタ部１−１１の構成図である。
【図１０】ＩＩＲ型フィルタの構成図である。
【図１１】本発明の他の実施例である原子炉出力制御装置の構成図である。
【符号の説明】
１…ＲＢＭ（制御棒引抜監視装置）、２…ＡＰＲＭ（平均出力領域モニタ）、３−１〜３−ｎ…ＬＰＲＭ検出器、４…制御棒制御装置、５…制御棒駆動装置、６…制御棒、７…原子炉圧力容器、８…炉心、１０…燃料集合体。
【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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【図１１】
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