(57)【要約】【課題】沸騰水型原子炉では、何らかの原因で冷却材流量が減少すると炉心を構成する燃料チャンネル間のバイパス領域が沸騰する可能性があるが、バイパス領域における沸騰を検出するような装置や方法は確立されていなかった。【解決手段】既設の炉内中性子検出器（ＬＰＲＭ）５４ｄの出力信号のパワースペクトル密度に基づきデータ処理手段３が評価指標データを求める。また、基準データ保存装置５に評価指標データとバイパス領域の対応を沸騰判定基準データとしてあらかじめ保存しておく。沸騰判定手段６が評価指標データと沸騰判定基準データとを比較し、バイパス領域に沸騰について判定を行う。【選択図】図３
2009258021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉の炉心を構成し冷却材に浸漬された複数の燃料チャンネルの間に形成されるバイパス領域に挿入された炉内中性子検出器計装管に装備された第１炉内中性子検出器の出力信号を保存する信号データ保存手段と、
この信号データ保存手段に保存された前記出力信号に基づいて評価指標データを求めるデータ処理手段と、
あらかじめ求められた前記炉心のバイパス領域で冷却材が沸騰する状態と沸騰しない状態の境界に対応する前記評価指標データの沸騰しきい値を含む沸騰判定基準データが保存された基準データ保存手段と、
前記評価指標データと前記基準データ保存手段に保存された前記沸騰判定基準データとを比較した結果に基づき前記バイパス領域における前記冷却材の沸騰を判定する沸騰判定手段と、
を備えることを特徴とするバイパス領域沸騰検出装置。
【請求項２】
前記沸騰判定基準データは前記バイパス領域のボイド率と前記評価指標データとの関係を含み、
前記沸騰判定手段は前記評価指標データと前記沸騰判定基準データとの比較によって前記バイパス領域における前記冷却材の沸騰を判定し、前記バイパス領域で前記冷却材が沸騰していると判定した場合はさらに前記バイパス領域の前記ボイド率を判定することを特徴とする請求項１記載のバイパス領域沸騰検出装置。
【請求項３】
前記評価指標データは、前記第１炉内中性子検出器の前記出力信号のパワースペクトル密度平均値または標準偏差であることを特徴とする請求項１または請求項２記載のバイパス領域沸騰検出装置。
【請求項４】
前記データ処理手段は、前記信号データ保存手段に保存された前記出力信号のパワースペクトル密度平均値または標準偏差と、あらかじめ保存された前記バイパス領域で前記冷却材が沸騰していない状態の前記第１炉内中性子検出器の前記出力信号のパワースペクトル密度平均値または積分値、もしくは前記出力信号の標準偏差との差を前記評価指標データとして求めることを特徴とする請求項１または請求項２記載のバイパス領域沸騰検出装置。
【請求項５】
前記炉内中性子検出器計装管に装備され前記第１炉内中性子検出器と軸方向に異なる位置に配置された第２炉内中性子検出器を備え、
前記信号データ保存手段は前記第１炉内中性子検出器と前記第２炉内中性子検出器の各々の出力信号を保存することを特徴とする請求項１または請求項２記載のバイパス領域沸騰検出装置。
【請求項６】
前記データ処理手段は、前記信号データ保存手段に保存された前記第１炉内中性子検出器と前記第２炉内中性子検出器の各々の前記出力信号の相関関係を前記評価指標データとして求めることを特徴とする請求項５記載のバイパス領域沸騰検出装置。
【請求項７】
前記相関関係はコヒーレンス関数、相関係数、相互相関関数の何れかであることを特徴とする請求項６記載のバイパス領域沸騰検出装置。
【請求項８】
前記データ処理手段は、前記信号データ保存手段に保存された前記第１炉内中性子検出器と前記第２炉内中性子検出器の各々の前記出力信号のコヒーレンス関数と、あらかじめ保存された前記バイパス領域で冷却材が沸騰していない状態の前記第１炉内中性子検出器と前記第２炉内中性子検出器の各々の前記出力信号のコヒーレンス関数との差を前記評価指標データとして求めることを特徴とする請求項５記載のバイパス領域沸騰検出装置。
【請求項９】
原子炉の炉心を構成し冷却材に浸漬された複数の燃料チャンネルの間に形成されるバイパス領域に挿入された炉内中性子検出器計装管に装備された第１炉内中性子検出器の第１出力信号及び前記第１炉内中性子検出器と軸方向に異なる位置に配置された第２炉内中性子検出器の第２出力信号を保存する信号データ保存手段と、
この信号データ保存手段に保存された前記第１出力信号に基づいて第１評価指標データを求めるとともに前記第１出力信号と前記第２出力信号に基づいて第２評価指標データを求めさらに前記第１評価指標データと前記第２評価指標データの相関係数を求めるデータ処理手段と、
あらかじめ求めた前記バイパス領域で冷却材が沸騰する状態と沸騰しない状態の境界に対応する前記第１評価指標データまたは前記第２評価指標データの少なくとも何れか一方の沸騰しきい値を含む沸騰判定基準データが保存された基準データ保存手段と、
前記第１評価指標データまたは前記第２評価指標データの少なくとも何れか一方と前記沸騰判定基準データ保存手段に保存された前記沸騰判定基準データとを比較した結果に基づき前記炉心のバイパス領域における冷却材の沸騰を判定する沸騰判定手段と、
を備えることを特徴とするバイパス領域沸騰検出装置。
【請求項１０】
前記データ処理手段が求めた前記相関係数について無相関検定により相関の有意性を判定する相関判定手段を備え、
前記沸騰判定手段は前記相関判定手段により前記相関係数に有意な相関があると判定された場合に、前記第１評価指標データまたは前記第２評価指標データの少なくとも何れか一方と前記沸騰判定用データ保存手段に保存された前記沸騰判定基準データとを比較した結果に基づき前記炉心のバイパス領域における冷却材の沸騰を判定することを特徴とする請求項９記載のバイパス領域沸騰検出装置。
【請求項１１】
原子炉の炉心を構成し冷却材に浸漬された複数の燃料チャンネルの間に形成されるバイパス領域に挿入された炉内中性子検出器計装管に装備された炉内中性子検出器の出力信号を保存するステップと、
前記出力信号に基づいて評価指標データを求めるデータ処理ステップと、
あらかじめ求めた前記炉心のバイパス領域において冷却材が沸騰している状態と沸騰していない状態の境界に対応する前記評価指標データの沸騰しきい値を含む沸騰判定基準データと前記評価指標データとを比較した結果に基づき前記バイパス領域における冷却材の沸騰を判定する沸騰判定ステップと、
を備えることを特徴とするバイパス領域沸騰検出方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、沸騰水型原子炉の炉心を構成する複数の燃料チャンネル間のバイパス領域における沸騰を検出するバイパス領域沸騰検出装置及びバイパス領域沸騰検出方法に係る。
【背景技術】
【０００２】
沸騰水型原子炉では、冷却材に浸漬され炉心を構成する複数の燃料チャンネル間に形成され冷却材が流れるバイパス領域において、運転中に沸騰が起こらないよう設計されている。しかし、何らかの原因によってバイパス領域の冷却材流量が低下した場合、冷却材が沸騰する可能性がある。また、自然循環炉では強制循環炉と比べて出力あたりの炉心流量が小さいため、バイパス領域での沸騰が想定され得る。
【０００３】
このように、現行のプラントでもバイパス領域で沸騰が起こる状況が考えられるが、さらに、近年開発が進められている新型プラントとして、自然循環炉のように従来よりも出力あたりの冷却材流量が少ない方式が採用された場合には、現行の沸騰水型原子炉よりもバイパス領域で沸騰が起こる可能性が高まることが予想される。したがってバイパス領域における沸騰を監視する必要性が高まっている。
【０００４】
従来、バイパス領域に設置された局部出力領域モニタ（以下、ＬＰＲＭと省略する。）の信号が燃料集合体のチャンネルボックス内に発生したボイドの影響を受けることを利用し、炉心の冷却材流動状況を監視する装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。しかし、この装置は上述したようにチャンネルボックス内のボイドを利用したものであり、バイパス領域にボイドが発生することを想定したものではなく、バイパス領域における沸騰を検出・監視することはできない。
【特許文献１】特開平１０−１１５６９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、現在のところバイパス領域における冷却材の沸騰を検出する装置や手法が確立されていない。また、バイパス領域における沸騰を検出するため、新たに専用の装置を設置することになると、装置や配線の増加をともなうために現行の原子炉への追設は困難となる。
【０００６】
したがって、本発明は、既設の炉内監視機器を用いて炉心のバイパス領域における冷却材の沸騰の検出を行うことが可能なバイパス領域沸騰検出装置及びバイパス領域沸騰検出方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明によるバイパス領域沸騰検出装置は、原子炉の炉心を構成し冷却材に浸漬された複数の燃料チャンネルの間に形成されるバイパス領域に挿入された炉内中性子検出器計装管に装備された第１炉内中性子検出器の出力信号を保存する信号データ保存手段と、この信号データ保存手段に保存された前記出力信号に基づいて評価指標データを求めるデータ処理手段と、あらかじめ求められた前記炉心のバイパス領域で冷却材が沸騰する状態と沸騰しない状態の境界に対応する前記評価指標データの沸騰しきい値を含む沸騰判定基準データが保存された基準データ保存手段と、前記評価指標データと前記基準データ保存手段に保存された前記沸騰判定基準データとを比較した結果に基づき前記バイパス領域における前記冷却材の沸騰を判定する沸騰判定手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明によるバイパス領域沸騰検出装置は、原子炉の炉心を構成し冷却材に浸漬された複数の燃料チャンネルの間に形成されるバイパス領域に挿入された炉内中性子検出器計装管に装備された第１炉内中性子検出器の第１出力信号及び前記第１炉内中性子検出器と軸方向に異なる位置に配置された第２炉内中性子検出器の第２出力信号を保存する信号データ保存手段と、この信号データ保存手段に保存された前記第１出力信号に基づいて第１評価指標データを求めるとともに前記第１出力信号と前記第２出力信号に基づいて第２評価指標データを求めさらに前記第１評価指標データと前記第２評価指標データの相関係数を求めるデータ処理手段と、あらかじめ求めた前記バイパス領域で冷却材が沸騰する状態と沸騰しない状態の境界に対応する前記第１評価指標データまたは前記第２評価指標データの少なくとも何れか一方の沸騰しきい値を含む沸騰判定基準データが保存された基準データ保存手段と、前記第１評価指標データまたは前記第２評価指標データの少なくとも何れか一方と前記沸騰判定基準データ保存手段に保存された前記沸騰判定基準データとを比較した結果に基づき前記炉心のバイパス領域における冷却材の沸騰を判定する沸騰判定手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明によるバイパス領域沸騰検出方法は、原子炉の炉心を構成し冷却材に浸漬された複数の燃料チャンネルの間に形成されるバイパス領域に挿入された炉内中性子検出器計装管に装備された炉内中性子検出器の出力信号を保存するステップと、前記出力信号に基づいて評価指標データを求めるデータ処理ステップと、あらかじめ求めた前記炉心のバイパス領域において冷却材が沸騰している状態と沸騰していない状態の境界に対応する前記評価指標データの沸騰しきい値を含む沸騰判定基準データと前記評価指標データとを比較した結果に基づき前記バイパス領域における冷却材の沸騰を判定する沸騰判定ステップと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のバイパス領域沸騰検出装置及びバイパス領域沸騰検出方法によれば、既設のＬＰＲＭの出力信号を活用してバイパス領域の沸騰を検出することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１２】
本発明の第１の実施例によるバイパス領域沸騰検出装置について、図面を用いて以下説明する。
【００１３】
本実施例によるバイパス領域沸騰検出装置は既設の炉内中性子検出器（ＬＰＲＭ）の信号を活用してバイパス領域における沸騰を検出し、さらに沸騰によってバイパス領域に生じたボイドの体積率（以下、ボイド率と呼ぶ。）の計測を行う。まず、従来の炉内中性子検出器の配置について、図１を用いて説明する。図１は炉内中性子検出器の配置を示す斜視図であり、炉内中性子計装管５３と、その周辺の燃料チャンネル５１を図示している。なお、炉内中性子計装管５３を明瞭に図示するため、燃料チャンネル５１の一部を省略して図示している。燃料チャンネル５１が４つ並べて配置されており、この燃料チャンネル５１の間に形成されたバイパス領域５２に炉内中性子検出器計装管５３が配設されている。この炉内中性子検出器計装管５３には、軸方向に所定の間隔毎に４つの炉内中性子検出器５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄが設けられている。これらの炉内中性子検出器５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄはそれぞれ中性子を計測し、局部的出力や平均的な出力を監視するために用いられる。
【００１４】
これらの炉内中性子検出器５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄの出力信号は周辺の冷却材の沸騰により影響を受ける。例えば炉内中性子検出器５４ｄ周辺の冷却材が沸騰して気泡が発生した場合、冷却材が気泡に置き換わるため中性子の減速効果に影響を与え、気泡が発生していない状態と比較して炉内中性子検出器５４ｄの出力信号が変化する。その一例を図２に示す。図２は炉内中性子検出器５４ｄの信号の周波数とパワースペクトル密度との関係を示すグラフであり、周辺に気泡が発生していない状態（未沸騰）と発生している状態（沸騰）とを併記している。図中に示すように、０．４〜０．５Ｈｚよりも低周波数の領域では、気泡が発生していない状態に比べて、気泡が発生している状態のパワースペクトル密度が顕著に高くなっている。このように、冷却材の沸騰は、炉内中性子検出器５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄの出力信号に影響を与える。この影響は、炉内中性子検出器５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄの各々周辺のボイド率が高いほど大きくなる。
【００１５】
次に、図３を用いて、本実施例によるバイパス領域沸騰検出装置の構成と機能について説明する。図３はバイパス領域沸騰検出装置１０の概要を示すブロック図である。
【００１６】
データ入力手段１は炉内中性子検出器計装管５３と接続されており、炉内中性子検出器５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ各々の出力信号を一定の周期で信号データ保存手段２に入力する。
【００１７】
次に、信号データ保存手段２はデータ入力手段１から入力された出力信号を炉内中性子検出器５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄの各々について個別に時系列順に保存する。
【００１８】
次に、データ処理手段３は、信号データ保存手段２に保存された各炉内中性子検出器信号のうち何れかの出力信号のデータを読み出し、所定の解析によって評価指標データを求める。なお、解析に用いる出力信号としては、基本的に炉内中性子検出器５４ｄの出力信号が最適である。炉内中性子検出器５４ｄは冷却材の流れに対して最も下流に位置するため、炉内中性子検出器５４ａ、５４ｂ、５４ｃに比較して周囲の冷却材が高温であり、バイパス領域５２で冷却材が沸騰した場合に最も早く影響を受けるからである。以下、データ処理手段３は炉内中性子検出器５４ｄの出力信号を用いて評価指標データを求めたものとして説明する。
【００１９】
次に、解析結果保存手段４は、データ処理手段３が求めた評価指標データを保存する。
【００２０】
次に、基準データ保存手段５は、あらかじめ炉心状態を模擬したシミュレーションや実験、実機データに基づき、評価指標データとボイド率の対応関係を求め、沸騰判定基準データとして保存している。この沸騰判定基準データの保存形式の一例を、図４を用いて説明する。図４はボイド率と評価指標データの対応関係を表形式にしたものである。この表においては、ボイド率の各数値に対応する評価指標データのしきい値が示されており、ｘ１はバイパス領域５２で冷却材が沸騰している状態と沸騰していない状態との境界に対応する沸騰しきい値である。例えばボイド率が５％ならば評価指標データはｘ２であり、ボイド率が５％より高ければ評価指標データはｘ２よりも大きい値となる。なお、例えばボイド率５％〜１０％に対応する評価指標データの範囲がｘ２〜ｘ３と示すように、ボイド率の範囲毎に対応する評価指標データの範囲を示すデータとすることも可能である。あるいは、ボイド率を評価指標データの関数として関係式を求めておき、評価指標データを代入することでボイド率を求められるようなデータとすることも可能である。この場合は、ボイド率が実質的に０となる評価指数データ値が沸騰しきい値となる。
【００２１】
また、ボイド率は上述の通り炉内中性子検出器５４ｄの周辺のボイドの体積率である。「炉内中性子検出器５４ｄの周辺」の具体的な範囲については、バイパス領域５２に発生した気泡が炉内中性子検出器５４ｄの出力信号に影響を与える範囲に基づき、炉心の設計や炉内中性子検出器計装管５３及び炉内中性子検出器５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄの配置などを考慮して定める。
【００２２】
次に、沸騰判定手段６は、解析結果保存手段４に保存された評価指標データと基準データ保存手段５に保存された沸騰判定基準データとを読み出して比較する。比較結果に基づいてバイパス領域５２で冷却材が沸騰しているか判定し、沸騰していると判定された場合には評価指標データと沸騰判定基準データに基づいてボイド率を判定し、判定結果を出力する。例えば、評価指標データが図４に示すｘ１以上の数値となった場合はバイパス領域５２で冷却材が沸騰していると判定し、さらに評価指標データがｘ２以上ｘ３未満の数値であったら、ボイド率は５％以上１０％未満と判定する。評価指標データがｘ１未満であったら、バイパス領域５２で冷却材が沸騰していないと判定する。
【００２３】
データ処理手段３が行う出力信号の処理と評価指標データについて、以下詳細に説明する。評価指標データに用いる数値は、出力信号の強弱など炉内中性子検出器５４ｄの周囲の沸騰によって変動する数値であれば採用することができ、例えば図２に示した炉内中性子検出器５４ｄの出力信号のパワースペクトル密度を用いる。パワースペクトル密度の平均値を評価指標データとして用いる他、バイパス領域５２で冷却材が沸騰していない状態を基準状態とし、基準状態のパワースペクトル密度の平均値とデータ保存装置２に保存された炉内中性子検出器５４ｄの出力信号のパワースペクトル密度との差、すなわちパワースペクトル密度平均値の変化量をマハラノビス距離等で解析し評価指標データとして用いる、といったことが可能である。この場合、基準状態のパワースペクトル密度平均値は、データ処理手段３に保存しても、基準データ保存手段５などデータ処理手段３の外部に保存しても構わない。また、パワースペクトル密度の平均値に換えて積分値を用いることも可能である。さらに、パワースペクトル密度に換えて出力信号の標準偏差を用いることも可能である。
【００２４】
さらに、バイパス領域５２での冷却材の沸騰による影響が大きい周波数領域のデータを抽出して用いることにより、評価指標データのボイド率に対する感度を高めることが可能である。図２に示した例では、パワースペクトル密度の変化が顕著な領域として例えば０．３Ｈｚ〜０．４Ｈｚ間で任意の周波数以下のデータを抽出して上述の解析を行い評価指標データとする。
【００２５】
本実施例によれば、既設の炉内中性子検出器５４ｄの出力信号を解析して評価指標データを求め、あらかじめ調べたバイパス領域５２で冷却材が沸騰するときの評価指標データ値、すなわちバイパス領域５２の沸騰しきい値を用い、評価指標データに基づいてバイパス領域５２における冷却材の沸騰を検出することが可能である。
【００２６】
さらに、あらかじめ評価指標データとバイパス領域５２のボイド率との関係を調べておくことにより、評価指標データを用いてバイパス領域５２のボイド率を判定することが可能である。
【実施例２】
【００２７】
本発明の第２の実施例について、図面を用いて以下説明する。なお、第１の実施例と同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２８】
本実施例においては、データ処理手段３は、同一軸上に位置する２つの炉内中性子検出器からの出力信号のデータを信号データ保存手段２から読み出し、２つの信号のデータの相関関係を計算する。相関関係としては例えばコヒーレンス関数、相関係数、相互相関関数などを用いることが可能である。以下、計算の一例としてコヒーレンス関数を用いるものとして説明する。
【００２９】
コヒーレンス関数をγ、炉内中性子検出器５４ｄの出力信号のパワースペクトルをＷｘｘ、炉内中性子検出器５４ｃの出力信号のパワースペクトルをＷｙｙ、炉内中性子検出器５４ｄ、５４ｃの出力信号のクロススペクトルをWｘｙとしたときに、以下の式（１）によってコヒーレンス関数γを求めて評価することができる。
【数１】
2009258021.tif 000003
このコヒーレンス関数γについて、バイパス領域５２で冷却材が沸騰している状態と沸騰していない状態とを比較したグラフを図５に示す。バイパス領域５２で冷却材が沸騰すると、図５に示すようにコヒーレンス関数の値が低下する。データ処理手段３は、このコヒーレンス関数の平均値として評価指標データとするか、あるいはバイパス領域５２で冷却材が沸騰していない状態を基準状態として、基準状態のコヒーレンス関数平均値とデータ保存装置２に保存された炉内中性子検出器５４ｄの出力信号のコヒーレンス関数平均値との変化量をマハラノビス距離等によって解析し評価指標データとする。なお、コヒーレンス関数の平均値に換えて積分値を用いる、あるいはコヒーレンス関数の偏差を解析した周波数ごとに求めてその和を評価指標データとして用いるといったことも可能である。また、実施例１と同様に、図５に示す例であれば０．３Ｈｚ〜０．４Ｈｚのうち任意の周波数以下のデータを抽出して上述の解析を行うことにより、ボイド率に対する感度をあげることが可能である。
【００３０】
この評価指標データを基準データ保存装置５に保存された沸騰判定基準データと比較し、沸騰の判定及びボイド率の判定を行い、判定結果を出力する。
【００３１】
本実施例によれば、既設の炉内中性子検出器５４ｃ、５４ｄの出力信号の相関関係を解析して評価指標データとし、あらかじめ調べたバイパス領域５２で冷却材が沸騰するときの評価指標データ値、すなわちバイパス領域の沸騰しきい値を用い、バイパス領域５２における冷却材の沸騰を検出することが可能である。
【００３２】
さらに、あらかじめ評価指標データとバイパス領域５２のボイド率との関係を調べておくことにより、評価指標データを用いてバイパス領域５２のボイド率を判定することが可能である。
【実施例３】
【００３３】
本発明の第３の実施例によるバイパスボイド計測装置について、図面を用いて以下説明する。なお、第１の実施例と同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３４】
本実施例のデータ処理手段３は、炉内中性子検出器信号５４ｄの出力信号について、第１の実施例１と同様の解析を行い第１評価指標データを求めるとともに、炉内中性子検出器信号５４ｃ、５４ｄの出力信号について、第２の実施例と同様の解析を行い第２評価指標データを求める。さらに、第１評価指標データと第２評価指標データの相関係数を求め、第１評価指標データと第２評価指標データとの間に相関が認められた場合に、バイパス領域５２における冷却材の沸騰を判定し、さらに沸騰していると判定した場合はボイド率を判定する。
【００３５】
ボイド率の判定は、第１評価指標データと第２評価指標データの一方または両方を用いて行う。両方を用いる場合は、基準データ保存手段５に保存された沸騰判定基準データは、第１評価指標データと第２評価指標データの双方についてボイド率との対応関係を含んでいる。この場合、第１評価指標データにより判定されるボイド率と第２評価指標データにより判定されるボイド率が異なる場合が考えられるが、例えば２つのボイド率の平均を出力するか、あるいは安全性を重視して２つのボイド率のうち高い数値を出力するものとする等が考えられる。
【００３６】
データ処理手段３が第１評価指標データと第２評価指標データとの相関係数を求める理由と効果について、以下詳細に説明する。図７、図８はそれぞれ、バイパス領域５２で冷却材が沸騰し、時間の経過とともにボイド率が徐々に増加していく場合の第１評価指標データ、第２評価指標データの経時変化を示すグラフである。第１評価指標データは第１の実施例において説明した炉内中性子検出器５４ｄの出力信号のパワースペクトル密度の平均値であり、ボイド率が増加していくとともに増加している。第２評価指標データは第２の実施例において説明した炉内中性子検出器５４ｃ、５４ｄの出力信号を用いたコヒーレンス関数γであり、ボイド率が増加していくとともに減少している。第１評価指標データ、第２評価指標データがこのように推移した場合、第２評価指標データをｘ軸に、第１評価指標データをｙ軸にとると、図９に示すグラフのようになる。このように、バイパス領域５２における冷却材の沸騰及びボイド率の変化は第１評価指標データ、第２評価指標データの双方に影響を与え、２つの評価指標データの間には相関関係が認められる。
【００３７】
仮に、バイパス領域５２において冷却材が沸騰せず、他の何らかの原因で炉内中性子検出器５４ｄの出力信号のパワースペクトル密度が変動し、炉内中性子検出器５４ｃ、５４ｄの相関関係が変動しなかった場合、第１評価指標データと第２評価指標データとの関係は図１０に示すグラフのようになり、２つの評価指標データの間には相関関係が認められない。炉内中性子検出器５４ｄの出力信号のパワースペクトル密度が変動せず、炉内中性子検出器５４ｃ、５４ｄの相関関係が変動した場合も、同様に２つの評価指標データの間には相関関係が見られない。
【００３８】
なお、データのサンプル数が少なく第１評価指標データと第２評価指標データとの相関関係の有無の判断が難しい場合は、無相関検定を用いて相関の有無を判定する。無相関検定の結果、第１評価指標データと第２評価指標データとの間に有意な相関関係があると認められた場合に沸騰判定を行う。
【００３９】
このように、第１評価指標データと第２評価指標データとの間に相関関係が認められる場合のみにバイパス領域５２における冷却材の沸騰の判定を行うことにより、バイパス領域５２における沸騰以外の要因による一方の評価指標データの変動によって、実際には沸騰していない状態でバイパス領域５２において冷却材が沸騰していると誤判定することを防止することができ、信頼性を向上させることができる。
【００４０】
以上本発明の実施例について図を参照して説明してきたが、当業者にあっては、評価指標データの解析手法については、炉内中性子検出器の出力信号とボイド率との相関関係が得られればよく、上述した例以外の手法を適宜選択することが可能である。また、バイパス領域５２における冷却材の沸騰を判定するために炉内中性子検出器５４ｃ、５４ｄの出力信号を用いるものとして説明してきたが、炉内中性子検出器５４ａ、５４ｂの出力信号を用いてもよく、例えば炉内中性子検出器５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄの出力信号について解析を行い、軸方向に対する沸騰境界の位置を検出可能とする、といった種々の変形をとることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１の実施例による炉内中性子検出器の配置を示す斜視図。
【図２】第１の実施例による炉内中性子検出器５４ｄの出力信号の解析結果例を示すグラフ。
【図３】第１の実施例によるバイパス領域沸騰検出装置の構成を示すブロック図。
【図４】第１の実施例による沸騰判定基準データの一例を示す表。
【図５】第２の実施例による炉内中性子検出器５４ｃ、５４ｄの出力信号の解析結果例を示すグラフ。
【図６】第３の実施例による沸騰判定基準データの一例を示す表。
【図７】第３の実施例による第１評価指標データの経時変化を示すグラフ。
【図８】第３の実施例による第２評価指標データの経時変化を示すグラフ。
【図９】第１評価指標データと第２評価指標データの関係を示すグラフ。
【図１０】第１評価指標データと第２評価指標データの関係を示すグラフ。
【符号の説明】
【００４２】
１  データ入力手段
２  信号データ保存手段
３  データ処理手段
４  解析結果保存手段
５  基準データ保存手段
６  沸騰判定手段
１０  バイパス領域沸騰検出装置
５１  燃料チャンネル
５２  バイパス領域
５３  炉内中性子検出器計装管
５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ  炉内中性子検出器 
【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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