(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉内で発生したγ線による金属の温度変化に応じた信号を出力するγ線温度計と、前記γ線温度計から出力された信号と前記γ線温度計の感度とに基づいて原子炉出力を求める手段と、前記γ線温度計の感度を校正する校正手段とを有する原子炉出力測定装置において、指数関数的に変化する前記γ線温度計の感度を、工場試験データの感度データ，時定数データ及び校正時の感度データを用いて原子炉の１つの運転サイクルにおいて感度の将来値を予測する予測手段と、該予測手段により予測された感度の将来値と感度の誤差の許容値から前記校正手段によりγ線温度計の感度の校正時期を算出する校正時期算出手段と、該校正時期算出手段により算出された校正時期に基づいて前記校正手段によりγ線温度計の校正を行うことを特徴とする原子炉出力測定装置。
【請求項２】
原子炉内で発生したγ線による金属の温度変化に応じた信号を出力するγ線温度計と、前記γ線温度計から出力された信号と前記γ線温度計の感度とに基づいて原子炉出力を求める手段と、前記γ線温度計の感度を校正する校正手段とを有する原子炉出力測定装置において、前記γ線温度計の時刻ｔにおける感度Ｓ(ｔ)を、飽和感度Ｓ1、過渡感度をＳ2、時定数をμとしたとき、
Ｓ(ｔ)＝Ｓ1＋Ｓ2exp(−μｔ)
により原子炉の１つの運転サイクル末期までの感度の将来値を予測する予測手段と、該予測手段により予測された感度の将来値と感度の誤差の許容値から前記校正手段によりγ線温度計の感度の校正時期を算出する校正時期算出手段と、該校正時期算出手段により算出された校正時期に基づいて前記校正手段によりγ線温度計の校正を行うことを特徴とする原子炉出力測定装置。
【請求項３】
前記予測手段によって予測された感度の将来値と、前記校正時期算出手段によって算出された感度の校正を行う時期とを表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の原子炉出力測定装置。
【請求項４】
前記校正手段によって校正された感度に基づいて前記γ線温度計における発熱量を求める第１発熱量換算手段と、前記予測手段によって予測された感度の将来値に基づいて前記γ線温度計における発熱量を求める第２発熱量換算手段と、前記第１発熱量換算手段及び前記第２発熱量換算手段により求められた発熱量の偏差を求める偏差算出手段とを有し、前記表示手段は前記偏差算出手段によって求められた偏差を表示することを特徴とする請求項３記載の原子炉出力測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、炉心に設置されたγ線温度計の検出結果に基づいて原子炉の出力を測定する原子炉出力測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原子力発電プラントでは、炉心に固定型の核分裂電離箱を複数個配置して中性子束を計測し、計測された中性子束に基づいて原子炉出力を求めている。このような炉内固定型の核分裂電離箱による原子炉出力測定装置は、局所出力領域監視装置（以下、ＬＰＲＭと略記する）と称されている。このＬＰＲＭにて使用されている核分裂電離箱（以下、ＬＰＲＭ検出器という）は、周知のように、核分裂性物質（主にウラン２３５）が塗布してあり、入射した放射線の核分裂で生じる核分裂片の電離作用による電離電流に応じた信号を出力するようになっている。
ＬＰＲＭ検出器は、前述のように、炉心に固定設置されて使用されるため、放射線に曝露されることで塗布された核分裂性物質が経時的に減損していき、検出感度が変化する。この検出感度を校正するために、γ線による金属の温度変化を熱電対によって計測するγ線温度計（以下、ＧＴセンサという）を炉心に設置し、そのＧＴセンサの出力と感度に基づいてＬＰＲＭ検出器の検出感度を校正する技術が知られている。ＧＴセンサを用いたＬＰＲＭ検出器の感度校正について記載した従来技術としては、例えば、特開平9−236687 号公報がある。なお、ＧＴセンサは、ＬＰＲＭ検出器の感度校正のためだけでなく、原子炉出力の出力分布を求めるのにも用いられる。
【０００３】
しかしながら、ＧＴセンサも経時的に感度が変化するため、ＧＴセンサ自体の感度校正を行わなければならない。このＧＴセンサの感度校正は、上記従来技術にも記載されているように、ヒータによってＧＴセンサに熱を与え、そのときのＧＴセンサの出力とヒータの発熱量に基づいて行われる。なお、ＧＴセンサは、炉心の軸方向に伸びるＧＴロッドに複数個設けられ、前述のヒータは、ＧＴロッド毎に設けられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術のように、ヒータによってＧＴセンサに熱を与える場合、ヒータを急激に熱するとＧＴセンサの熱電対周辺の温度が極めて高くなって熱電対に熱ストレスを与えてしまい、故障の原因となる。そこで、故障を防止するため、ヒータに流す電流の上昇は緩やかなランプ状で行われ、ヒータから発せられる熱が徐々に上昇するように制御される。よって、１つのＧＴセンサの感度校正にかかる時間が長くなる。また、ＧＴセンサの熱電対は、検知する熱量に過渡的な変化があった場合、それに追従して平衡状態になるまでに数分程度の時間を必要とする。
【０００５】
以上のような理由から、ヒータを用いたＧＴセンサの感度校正は、１本のＧＴロッドに対して約１０分程度かかることがわかっている。例えば、炉心内の全てのＧＴロッドについて感度校正を逐次的に行う場合、５２本のＧＴロッドを有するプラントでは５２０分（約９時間）もの時間がかかることになる。
【０００６】
このように、ＧＴセンサの感度校正は長時間かかるため、ＧＴセンサの感度校正の回数はできる限り少ない方が良い。しかし、ＧＴセンサの感度校正の回数を減らしすぎてしまうと、ＧＴセンサの感度の誤差が大きくなってしまい、ＧＴセンサの出力と感度に基づいて感度が校正されるＬＰＲＭ検出器の出力誤差も大きくなってしまう。また、ＧＴセンサの出力と感度に基づいて求められる原子炉出力分布の精度も低下してしまう。よって、ＧＴセンサの感度の誤差は予め設定される許容範囲内に抑えることが望まれる。
【０００７】
本発明の目的は、ＧＴセンサの感度の誤差を許容範囲内に抑えつつ、ＧＴセンサの感度校正の回数を減らすことが可能な原子炉出力測定装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の特徴は、原子炉内で発生したγ線による金属の温度変化に応じた信号を出力するγ線温度計と、前記γ線温度計から出力された信号と前記γ線温度計の感度とに基づいて原子炉出力を求める手段と、前記γ線温度計の感度を校正する校正手段とを有する原子炉出力測定装置において、前記γ線温度計の感度の将来値を予測する手段を備えたことにある。
【０００９】
上記本発明の特徴によれば、γ線温度計の感度の将来値を予測するため、γ線温度計の感度の誤差がいつ許容範囲を超えるのかを予測することができる。よって、γ線温度計の感度を校正するのに最適な時期を予測することができ、従って、ＧＴセンサの感度の誤差を許容範囲内に抑えつつ、ＧＴセンサの感度校正の回数を減らすことができる。具体的には、γ線温度計の感度の誤差が許容範囲を超える直前にγ線温度計の感度の校正を行えば良い。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明の好適な一実施例である原子炉出力測定装置を示す。図１において、原子炉１内の炉心２には複数のＧＴロッド３が装荷され、各ＧＴロッド３は、炉心軸方向に複数個配置された差動型熱電対であるＧＴセンサ(γ線温度計)３１ａ〜３１ｉとヒータ３２を有している。また、炉心２には、複数のＬＰＲＭ検出器４ａ〜４ｄも配置される。
【００１２】
まず、ＧＴロッド３の構造について説明する。図２は、ＧＴロッド３の断面図である。図２に示すようにＧＴロッド３は、γ線発熱金属３３（例えばＳＵＳ）を円筒形のアウターチューブ３４に挿入して構成され、更にγ線発熱金属３３の内部には複数の差動型熱電対（ＧＴセンサ）３１とヒータ３２が設けられている。また、アウターチューブ３４とγ線発熱金属３３との間には、軸方向に任意の間隔をおいて複数の環状空間が設けられており、その環状空間に不活性ガス（例えばアルゴンガス）を充填することにより環状空間の熱伝導率を低下させ、断熱チャンバ３５を形成している。
【００１３】
ＧＴロッド３において、γ線発熱金属３３は、炉心２内で発生したγ線による放射線照射によって発熱する。図２に示すように、ＧＴロッド３の外周は炉心冷却水の循環によって冷却されているため、断熱チェンバ３５が無い部分のγ線発熱金属３３は、放射線照射によって発熱しても炉心冷却水の温度と同程度の温度（実際には冷却水温度より少し高め）となる。一方、断熱チャンバ３５の内側部分のγ線発熱金属３３は冷却されないため、放射線照射による発熱で高温状態となる。図示したように、断熱チャンバ３５の内側部分と断熱チェンバ３５が無い部分には、差動型熱電対３１の高温接点部３１Ａ及び冷温接点部３１Ｂがそれぞれ設置されており、それぞれγ線発熱金属３３の温度を測定する。この差動型熱電対３１は、高温接点部３１Ａ及び冷温接点部３１Ｂで測定した温度の差ΔＴに応じた測定電圧を出力する。すなわち、この測定電圧が、γ線の放射線照射によるγ線発熱金属３３の上昇温度を示すＧＴセンサ３１の出力である。以下、ＧＴセンサ３１の出力信号をＧＴ信号と呼ぶ。
【００１４】
このＧＴセンサ３１の感度校正では、まずヒータ３２に電流を流してヒータ３２を加熱する。ヒータ３２で発生した熱はγ線発熱金属３３に伝わり、高温接点部３１Ａと冷温接点部３１Ｂにおける温度の差に応じた電圧が出力される。なお、前述のように、冷温接点部３１Ｂ付近のγ線発熱金属３３は炉心冷却水による冷却によって温度が低くなる。このときのＧＴ信号とヒータ３２に流した電流の値に応じてＧＴセンサ３１の感度校正が行われる。
【００１５】
次に、図１の原子炉出力測定装置の動作について説明する。本実施例の原子炉出力測定装置では、まず、ＧＴロッド３を原子炉１内に装荷するが、装荷されたＧＴロッド３のＧＴセンサ３１は感度校正を行わなければならないので、感度校正を行うまではＧＴセンサ３１から出力されるＧＴ信号をバイパスする。その処理について以下に説明する。
【００１６】
オペレータは、ＧＴロッド３が原子炉１内に装荷される前に、マンマシンインタフェース６の表示手段に表示される「指令メニュー」の中から「ＧＴロッド装荷−ＧＴバイパス」をマンマシンインタフェース６の入力手段により選択する。「ＧＴロッド装荷−ＧＴバイパス」が選択されたことで、マンマシンインタフェース６は校正管理装置７に対してバイパス指令を出力する。
【００１７】
バイパス指令が入力された校正管理装置７は、信号切替器８１に対して切替制御信号を出力し、切替制御信号が入力された信号切替器８１は、入力端子である端子８１−１と出力端子である端子８１−３とを接続する。端子８１−１と端子８１−３とを接続することによって、信号切替器８１の端子８１−１に入力された信号はプロセス計算機５には出力されずに、校正管理装置７に出力される。一方、出力端子である端子８１−２からはバーンアップ信号が出力されて、プロセス計算機５に入力される。プロセス計算機５はバーンアップ信号が入力されることにより、信号切替器８１を介して入力されるはずの信号が使用できない状態であると判断する。
【００１８】
以上のようにして、信号切替器８１を介してプロセス計算機５に入力される信号をバイパスした後、ＧＴロッド３を原子炉１に装荷する。そうすることで、感度校正が行われていないＧＴセンサ３１から出力されるＧＴ信号に基づいてプロセス計算機５が誤った原子炉出力分布を求めることを防止できる。
【００１９】
次に、本実施例の原子炉出力測定装置では、ＧＴセンサ３１の初期データとして工場出荷時のデータ（工場試験データ）を入力する。以下、詳細に説明する。
まずオペレータが、原子炉１を起動する前に、マンマシンインタフェース６の表示手段に表示される「指令メニュー」の中から「ＧＴロッド装荷−工場試験データ転送」をマンマシンインタフェース６の入力手段により選択すると共に、工場試験データが記録されている記録媒体（例えばフロッピーディスク）をマンマシンインタフェース６に挿し込む。なお、記録媒体に記録されている工場試験データとは、ＧＴセンサ３１が所望の性能を満たしているかを確かめるために工場出荷時にジュール加熱試験を行った結果であり、ジュール加熱試験とは、原子炉内の熱水力的条件を模擬した試験ループにおいて、ＧＴロッド３全体に大きな電流を流しＧＴロッド３自体の抵抗による発熱を利用してγ線による加熱を模擬する試験である。このジュール加熱試験により、ＧＴセンサ３１の感度，温度係数及び時定数のデータを得ることができる。図３は、工場試験データの例を示す。図３に示すように、工場試験データは、感度テーブル，温度係数テーブル及び時定数テーブルからなり、各テーブルとも、行にＧＴセンサ３１のチャネルａ〜ｉをとり、列にＧＴロッド３のＮｏ．をとっている。各テーブルの各セルには、該当するＧＴセンサ３１の感度，温度係数，時定数のデータがそれぞれ入力されている。
【００２０】
マンマシンインタフェース６は、記録媒体から工場試験データを読み込み、読み込んだ工場試験データを校正管理装置７に出力する。校正管理装置７は、工場試験データが入力されると、工場試験データのうちの感度データをＧＴセンサ３１の初期感度として用いるかを、マンマシンインタフェース６を介してオペレータに問い合わせる。オペレータがこの問い合わせに対して初期感度として用いると回答した場合、校正管理装置７は、工場試験データの感度データを校正制御装置９に出力する。校正制御装置９は、入力された感度データを図３に示すテーブル形式で感度メモリ１０及び感度データベース１１に記憶させる。なお、感度メモリ１０は最新の感度データのみを記憶する記憶装置であり、感度データベース１１は感度データを時系列的に蓄積する記憶装置である。この感度データベース１１に記憶される感度テーブルには、ＧＴロッド３の装荷年月日及び工場出荷時のデータであることを示すラベルがつけられる。また、校正管理装置７は、工場試験データの温度係数データ及び時定数データを校正制御装置９に出力し、校正制御装置９は、温度係数データ及び時定数データを、温度係数／時定数メモリ１２に図３の温度係数テーブル及び時系列テーブルとして記憶させる。
【００２１】
一方、校正管理装置７からの問い合わせに対して、オペレータが工場試験データの感度データを初期感度として用いないと入力した場合、校正管理装置７は、各ＧＴセンサ３１の感度データとして未校正フラグを立てた感度テーブルを感度メモリ１０及び感度データベース１１に記憶させるよう、校正制御装置９に対して指令を出す。校正制御装置９は校正管理装置７からの指令に従って、未校正フラグを立てた感度テーブルを感度メモリ１０及び感度データベース１１に記憶させる。このようにして、工場試験データが各記憶装置に記憶される。
【００２２】
続いて、本実施例では、ＧＴセンサ３１の感度の校正を行うのに必要なプラントパラメータの条件を入力する。
【００２３】
オペレータは、マンマシンインタフェース６の入力手段により、表示手段に表示されている「指令メニュー」から「ＧＴセンサ校正条件入力」を選択する。マンマシンインタフェース６は、「ＧＴセンサ校正条件入力」が選択されると、校正管理装置７に校正条件入力が選択されたことを伝え、校正管理装置７は、マンマシンインタフェース６を介して、オペレータに校正条件の入力を指示する。オペレータは、マンマシンインタフェース６の表示手段に表示される指示に従って、ＧＴセンサ３１の校正を行うのに必要とされるプラントパラメータの校正条件を、マンマシンインタフェース６の入力手段によって入力し、入力された校正条件は校正管理装置７に入力される。なお、オペレータが入力するプラントパラメータの校正条件とは、少なくともＬＰＲＭ値，ＡＰＲＭ値，炉心流量，炉水温度，再循環流量，原子炉圧力，タービン負荷，給水温度，原子炉熱出力の各パラメータの時間変動に対する許容値の論理積もしくは論理和による組み合わせ、及び、再循環流量の下限値と炉心流量の下限値との論理積もしくは論理和の組み合わせからなる。
【００２４】
次に、オペレータは、マンマシンインタフェース６を介してプラント状態監視指令を校正管理装置７に与える。プラント状態監視指令が与えられた校正管理装置７は、プロセス計算機５を介してオンラインでプラントパラメータを取り込み、ＧＴセンサ３１の校正が可能な状態かを前述した校正条件と比較して判定する。その判定結果はマンマシンインタフェース６によりオペレータに提供される。なお、原子炉圧力値，再循環流量値，炉心流量値，ＬＰＲＭ値等のプラントパラメータは、それぞれ原子炉圧力測定系４１，再循環流量測定系４２，炉心流量測定系４３，ＬＰＲＭ測定系４４により測定されて、プロセス計算機５に入力される。
【００２５】
オペレータは、マンマシンインタフェース６により提供された上記判定結果に基づいてＧＴセンサ３１の校正を実行するか判断し、校正を実行する場合には、マンマシンインタフェース６を介して校正管理装置７に校正指令を出力する。なお、この時点で原子炉が停止状態であっても、水質浄化系及び残留熱除去系の少なくとも一方が起動しているか、再循環ポンプが最低回転数運転をしている場合には炉心流量が確保され、ＧＴセンサ３１の校正が可能であるので、オペレータの判断を補助するために、水質浄化系及び残留熱除去系の運転状態と再循環ポンプの回転数もマンマシンインタフェース６によりオペレータに提供される。
【００２６】
校正管理装置７は、校正条件が成立している状態においてオペレータによる校正指令が入力された場合、ＧＴセンサ３１の感度校正を開始する旨をマンマシンインタフェース６によりオペレータに提示して確認を求める。オペレータは校正開始に間違いがない場合には校正管理装置７からの確認に対して了承をし、それを受けて校正管理装置７は校正を開始する。一方、校正開始が間違いであった場合には、オペレータは校正管理装置７からの確認に対して校正開始の取り消しをマンマシンインタフェース６によって指示し、それを受けた校正管理装置７は校正を開始しない。また、校正管理装置７は、校正条件が成立していない状態においてオペレータによる校正指令が入力された場合には、マンマシンインタフェース６により、校正が可能ではない条件において校正指令が入力された旨の警告を表示し、オペレータからの校正指令に間違いがないかをオペレータに確認させる。これに対しオペレータは、校正指令が間違いである場合には校正開始の取り消しを校正管理装置７に指示し、校正指令が正しい場合には校正開始を校正管理装置７に指示する。校正開始が指示された場合には、校正管理装置７は校正を開始する。
【００２７】
校正の開始にあたり、校正管理装置７は、まず、信号切替器８１の出力端子が確実に端子８１−３側になっているかを確認する。これは、ノイズの影響で信号切替器８１の出力端子が端子８１−２側に切り替わっていることも考えられるためである。出力端子が端子８１−２側になっている場合には、校正管理装置７から信号切替器８１に対して切替制御信号を出力し、信号切替器８１の出力端子を端子８１−３に切り替えさせる。前述のように、信号切替器８１の端子８１−１と端子８１−３とが接続されている状態では、端子８１−２からはプロセス計算機５に対してバーンアップ信号が出力され、プロセス計算機５は、バーンアップ信号が入力されている状態では、バイパス完了信号を校正管理装置７に出力する。
【００２８】
次に、校正管理装置７は、校正制御装置９に対して信号切替器８２の入力端子である端子８２−１と出力端子である端子８２−３とを接続するように指示する。校正制御装置９は、この指示に従って、信号切替器８２の端子８２−１と端子８２−３とを接続するように切替制御信号を信号切替器８２に出力する。信号切替器８２の端子８２−１と端子８２−３とが接続されると、信号切替器８２の端子８２−１に入力される信号は、端子８２−３を介して校正制御装置９に入力され、一方の端子８２−２からはバーンアップ信号が出力される。端子８２−２から出力されたバーンアップ信号は発熱量換算装置１３ａ，１３ｂに入力され、バーンアップ信号が入力された発熱量換算装置１３ａ，１３ｂは同じようにバーンアップ信号を出力する。
【００２９】
発熱量換算装置１３ａ，１３ｂから出力されたバーンアップ信号は、信号切替器８３の入力端子である端子８３−１，８３−２に入力されると共に、偏差監視装置１４にも入力される。信号切替器８３に入力されたバーンアップ信号は信号切替器８３の端子８３−３から信号切替器８１の端子８１−１に出力される。信号切替器８１に入力されたバーンアップ信号は、端子８１−３から校正管理装置７に出力される。
【００３０】
校正管理装置７は、信号切替器８１からのバーンアップ信号を入力すると、偏差監視装置１３に対して信号切替器８３の入力端子を切り替えるように指示する。指示を受けた偏差監視装置１３は、信号切替器８３に対して切替制御信号を出力し、切替制御信号が入力された信号切替器８３は入力端子の切り替えを行う。入力端子の切り替えが完了すると、偏差監視装置１３は信号切替器８３の入力端子を端子８３−１と端子８３−２のどちらの端子に切り替えたのかを校正管理装置７に出力する。なお、入力端子が端子８３−１と端子８３−２のどちらであっても、信号切替器８１を介して校正管理装置７にはバーンアップ信号が入力される。
【００３１】
校正管理装置７は、信号切替器８２−２から出力されたバーンアップ信号が、発熱量換算装置１３ａからのルートと発熱量換算装置１３ｂからのルートのそれぞれから入力されたこと、及び偏差監視装置１４による信号切替器８３の切り替えが正しく行われたことを確認する。この確認が完了した時点で、校正管理装置７はマンマシンインタフェース６の表示手段に「ＧＴ信号バイパス完了」と表示させる。
【００３２】
ＧＴ信号のバイパスが完了すると、校正管理装置７は、マンマシンインタフェース６を介して、校正を行うために必要となる装置の動作が可能か確かめる自己診断を実行するかオペレータに問い合わせる。この問い合せに対し、オペレータが自己診断をすると回答すると、校正管理装置７は、校正制御装置９に対して、自己診断を行うように指令する。また、校正管理装置７は、校正制御装置９に対して自己診断を指令すると共に、マンマシンインタフェース６の表示手段に「校正制御装置−自己診断中」と表示させる。
【００３３】
自己診断指令が入力された校正制御装置９は、まず、ＧＴセンサ３１からＧＴ信号処理装置１５と信号切替器８２を経由して校正制御装置９に至る信号ライン（以下、ＧＴ信号計測ラインという）に断線や短絡がないかを診断する。この診断は次の手順で行われる。
【００３４】
ＧＴ信号処理装置１５は、炉心２内に装荷されている全てのＧＴセンサ３１から出力されるＧＴ信号を取り込み、取り込んだＧＴ信号は、信号切替器８２を介して校正制御装置９に入力される。校正制御装置９は、取り込んだＧＴ信号を、ＧＴセンサ３１の炉心軸方向と炉心径方向の位置に応じて複数のグループに分ける。
【００３５】
図４は、ＧＴセンサ３１のグループ分けの例を示す。なお、図４は炉心２を上方或いは下方から見た図であり、炉心２は径方向にわたってＤ１〜Ｄ５の領域に分けられる。この各領域Ｄ１〜Ｄ５に含まれるＧＴセンサ３１を、更にチャネルａ〜ｉ毎に分けたものを一つのグループとする。このようにしてグループ分けすることで、ＧＴ信号計測ラインに異常が無ければ、各グループで得られるＧＴ信号はほぼ同じ値となる。
【００３６】
次に、グループ毎にＧＴ信号同士の値の差をそれぞれのＧＴ信号毎に計算する。そして、その差をあらかじめ設定された許容値と比較する。求めた差が許容値よりも大きい場合には、そのグループ内に異常な値のＧＴ信号が含まれているということになる。図５は、グループ２−ｄにおいて求められた差をまとめた表の例を示す。なお、グループ２−ｄとは、領域Ｄ２に配置されたＧＴセンサのうちチャネルｄのＧＴセンサからなるグループである。図５において、行項目，列項目のそれぞれにグループ２−ｄに含まれるＧＴセンサのＧＴセンサＮo.とそのＧＴセンサで得られたＧＴ信号の値を設定し、各々のＧＴ信号の差を行と列が交差するセルに示している。校正制御装置９は取り込んだＧＴ信号からこのような表を作成し、表の各セルの値を許容値と比較して、異常を示すＧＴ信号がないか確認する。なお、図５の例では、あらかじめ設定される許容値を±０.０５ とし、各セルに示される差の値のうち、許容値を超えているものには“＊”をマークしている。図５において、差の値が許容値を超えているＧＴセンサを検索すると、２８−２９のＧＴセンサと５２−３７のＧＴセンサが最も多く許容値を超えていることがわかる。つまり、２８−２９のＧＴセンサのＧＴ信号計測ラインと５２−３７のＧＴセンサのＧＴ信号計測ラインに何らかの異常があることがわかる。なお、その他のＧＴセンサでもいくつかは許容値を超えているが、２８−２９のＧＴセンサ及び５２−３７のＧＴセンサ以外のＧＴセンサとの組み合わせでは許容値を超えていないので、その他のＧＴセンサは異常ではないと判断することができる。
【００３７】
校正制御装置９は、異常とされたＧＴセンサ３１を含むグループについて、図５の表を校正管理装置７に出力する。校正管理装置７は、マンマシンインタフェース６により表をオペレータに提示する。なお、許容値を超えている差の値は赤色で表示して識別を容易にする。また、校正管理装置７は、マンマシンインタフェース６を介して、異常であるＧＴセンサ３１の扱い方に関し（１）バイパスする、（２）他のＧＴ信号で代用する、（３）そのまま使用する、のどれかをオペレータに選択させる。
【００３８】
オペレータが（１）を選択した場合は、校正管理装置７は、校正制御装置９に対して異常なＧＴセンサからのＧＴ信号をバイパスするように指令を出す。校正制御装置９は、感度メモリ１０及び感度データベース１１に記憶された感度テーブル中の異常なＧＴセンサ３１のＧＴ信号が入力されているセルに故障を示す値を設定する。
【００３９】
オペレータが選択肢（２）を選択した場合は、校正管理装置９はＧＴ信号の代用値の設定に関して、（２−１）同じグループに属する他のＧＴセンサのＧＴ信号を代用する、（２−２）同じグループに属する他のＧＴセンサのＧＴ信号の平均値を代用する、（２−３）上下に配置されたＧＴセンサのＧＴ信号の平均値を代用する、（２−４）オペレータが代用値を計算する式を設定する、の４つの選択肢をオペレータに対して提示する。
【００４０】
オペレータが選択肢（２−１）を選択した場合、校正管理装置７は同じグループ内のどのＧＴセンサ３１のＧＴ信号を代用するか、オペレータに問い合わせる。オペレータは代用するＧＴセンサのＧＴセンサＮo.を、マンマシンインタフェース６を介して校正管理装置７に入力する。校正管理装置７は、入力されたＧＴセンサＮo.を校正制御装置９に出力し、校正制御装置９は、感度メモリ１０及び感度データベース１０に記憶された感度テーブル中の故障を示す値が設定されているセルに、入力されたＧＴセンサＮo.のＧＴ信号を代用するための代入式を入力する。例えば、ＧＴセンサ“３６−０５ｂ”のＧＴ信号を“４４−０５ｂ”のＧＴ信号で代用する場合には、テーブル中の“３６−０５ｂ”のセルに代入式として“＝（４４−０５ｂ）”と入力する。
【００４１】
オペレータが選択肢（２−２）を選択した場合、校正管理装置７は、校正制御装置９に対して、異常なＧＴセンサ３１のＧＴ信号を同じグループの他のＧＴ信号の平均値で代用するように指示する。校正制御装置９は、感度メモリ１０及び感度データベース１１の感度テーブルにおいて故障を示す値が設定されているセルに、そのグループのＧＴ信号の平均値を表す代入式を入力する。例えば、ＧＴセンサ“３６−０５ｂ”のＧＴ信号を、同じグループに属する“２８−０５ｂ”と“４４−０５ｂ”の値の平均値で代用する場合には、“３６−０５ｂ”のセルに対して“＝（((２８−０５ｂ)＋(４４−０５ｂ))／２）”と入力する。
【００４２】
オペレータが選択肢（２−３）を選択した場合には、校正管理装置７は、校正制御装置９に対して、異常なＧＴセンサ３１のＧＴ信号を、異常なＧＴセンサ３１があるＧＴロッド３において上下に配置されたＧＴセンサ３１のＧＴ信号の平均値で代用するように指示する。校正制御装置９は、感度メモリ１０及び感度データベース１１の感度テーブル中の故障を示す値が設定されているセルに、上下に配置されたＧＴセンサ３１のＧＴ信号の平均値を表す代入式を入力する。例えば、ＧＴセンサ“３６−０５ｂ”のＧＴ信号を、上下のＧＴセンサ“３６−０５ａ”と“３６−０５ｃ”の平均値で代用する場合には、“３６−０５ｂ”のセルに対して“＝(((３６−０５ａ)＋(３６−０５ｃ)）／２）”と入力する。また、上下に代用できるＧＴセンサがないときには、校正管理装置７は、マンマシンインタフェース６によりオペレータに「代用ＧＴセンサなし」と提示し、選択肢を再入力するように促す。
【００４３】
オペレータが選択肢（２−４）を選択した場合には、校正管理装置７はオペレータに代入式を入力するよう求める。オペレータはマンマシンインタフェース６により代入式を入力し、校正管理装置７はオペレータが入力した代入式が正しいか判断する。そして代入式に誤りがある場合には、オペレータに対して代入式に誤りがある旨を提示し、再入力を求める。代入式が正しい場合には、オペレータに対して代入式を提示すると共に、その代入式により異常なＧＴセンサ３１のＧＴ信号を代用することに対する可否を確認するメッセージを提示する。オペレータは代入式に間違いがないと確認したときには、間違いがない旨をマンマシンインタフェース６により校正管理装置７に入力し、間違いがある場合には再び代入式を入力する。校正管理装置７は、校正制御装置９に異常なＧＴセンサ３１のＧＴ信号をオペレータが入力した代入式で代用するように指示する。校正制御装置９は感度メモリ１０及び感度データベース１１の感度テーブル中の故障を示す値が設定されているセルに、オペレータが入力した代入式を入力する。
【００４４】
前述の異常なＧＴセンサ３１のＧＴ信号の扱い方に関する選択肢からオペレータが選択肢（３）を選択すると、校正管理装置７はオペレータに対して、異常なＧＴセンサ３１のＧＴ信号についてバイパスも代用値処理もしないことに対する可否を問い合わせる。オペレータは選択に間違いがない場合にはその旨をマンマシンインタフェース６により入力する。校正管理装置７は、校正制御装置９に対して異常なＧＴセンサ３１のＧＴ信号をそのまま使用するように指令を出す。校正制御装置９は感度メモリ１０及び感度データベース１１への処理は行わない。以上のようにして、ＧＴ信号計測ラインの異常を診断し、ＧＴ信号計測ラインの異常により異常な値を示すＧＴ信号の取り扱い方を決定しておく。
【００４５】
次に、本実施例ではヒータ３２の診断を行う。以下、その方法について説明する。
【００４６】
校正制御装置９は、ヒータ電源割り当て装置１６に対して、ＧＴロッド３内のヒータ３２にヒータ電源１７を割り当てるように指令を出す。ヒータ電源割り当て装置１６は、ヒータ電源１７とヒータ３２の割り当てを制御するスイッチ群から構成されており、１つのヒータ電源１７と全てのヒータ３２はヒータ電源割り当て装置１６のスイッチにより結合させることができる。これらのスイッチは、校正制御装置９からの割り当て指令によって制御され、そのパターンは予め決められている。
【００４７】
図６は、ヒータ電源割り当て装置１６におけるスイッチと、ヒータ電源１７及びヒータ３２の接続関係を示す。なお、図６では、複数あるヒータ電源１７のうちの２台と、同じく複数あるヒータ３２のうちの２本を例示している。ヒータ電源１７Ａとヒータ３２Ａは、スイッチ１６Ａ−１を介して接続可能であり、ヒータ電源１７Ａとヒータ３２Ｂはスイッチ１６Ａ−２を介して接続可能である。また、ヒータ電源１７Ｂとヒータ３２Ａはスイッチ１６Ｂ−１を介して接続可能であり、ヒータ電源１７Ｂとヒータ３２Ｂはスイッチ１６Ｂ−２を介して接続可能である。
【００４８】
図６において、スイッチ１６Ａ−１が閉じているときには、ヒータ電源１７Ａからヒータ３２Ａに電流が供給される。なお、スイッチ１６Ａ−１が閉じているときには、スイッチ１６Ａ−２をはじめとするヒータ電源１７Ａに接続されるその他のスイッチと、スイッチ１６Ｂ−１をはじめとするヒータ３２Ａに接続されるその他のスイッチは開状態になっている。また、スイッチ１６Ｂ−２が閉じているときには、ヒータ電源１７Ｂからヒータ３２Ｂへ電流が供給される。スイッチ１６Ｂ−２が閉じているときには、スイッチ１６Ｂ−１をはじめとするヒータ電源１７Ｂに接続されるその他のスイッチと、スイッチ１６Ａ−２をはじめとするヒータ３２Ｂに接続されるその他のスイッチは開状態になっている。校正制御装置９は、予め決められたパターンに従ってこれらのスイッチを順番に切り替えていき、全てのヒータ３２に対して電流が供給されるようにする。
【００４９】
校正制御装置９は電流パタン作成装置１８に対して試験電流パタンを作成するように指示する。電流パタン作成装置１８は試験電流パタンを作成し、このパタンに従った電流をヒータ３２へ供給するようにヒータ電源１７に指令を出す。ヒータ電源１７は、電流パタン作成装置１８が作成した試験電流パタンに従って試験電流をヒータ３２へ供給する。
【００５０】
ヒータ電源１７は試験電流の値と、その試験電流をヒータ３２に流したときの電圧の値を計測する。ヒータ電源１７が流した試験電流の値とそのときの電圧の値は、電流パタン作成装置１８を介して校正制御装置９に伝送される。校正制御装置９は、ヒータ電源割り当て装置１６に送信した割り当て指令と各ヒータ電源１７から得られた試験電流値と電圧値から、各ＧＴロッド３毎にヒータ３２の抵抗値を計算する。校正制御装置９は、計算した抵抗値をＧＴロッド３毎に記憶する。全てのヒータ３２の抵抗値を求めた後、これらの抵抗値とヒータ３２の仕様から定まる抵抗の標準値とを比較する。求められた抵抗値のうち、標準値との差が予め定められた許容値以上であるヒータ３２については、異常であると判断する。
【００５１】
校正制御装置９は、ヒータ３２の抵抗値と異常の判定結果を校正管理装置７に伝送する。校正管理装置７は、マンマシンインタフェース６の表示手段にヒータ３２の抵抗値と異常の判断結果を表示する。そしてオペレータに対して、異常であるヒータ３２を有するＧＴロッド３内のＧＴセンサ３１のＧＴ信号をどのように処理するかについて、（１）ＧＴ信号を全てバイパスする、（２）他のＧＴロッド３内のＧＴセンサ３１のＧＴ信号で代用する、の２つの選択肢を提示する。この選択肢からオペレータが（１）を選択した場合、校正管理装置７は、校正制御装置９に対して異常なヒータ３２を有するＧＴロッド３内のＧＴセンサの
ＧＴ信号をバイパスするように指令を出す。校正制御装置９は、まず、異常であるヒータ３２への電流供給を除外するように、ヒータ電源割り当て装置１６に対する割り当て指令の割り当て対象から異常であるヒータ３２を除外する。更に、校正制御装置９は、感度メモリ１０及び感度データベース１１の感度テーブルにおいて、異常なヒータ３２を有するＧＴロッド３内のＧＴセンサ３１に対応する感度データを、ヒータ故障を示す値に設定する。
【００５２】
一方、オペレータが（２）を選択した場合、校正管理装置７は代用するＧＴロッド３を選択するようにオペレータに要求する。オペレータは、マンマシンインタフェース６を介して、異常なヒータ３２を有するＧＴロッド３を代用するＧＴロッド３のＧＴロッドＮo.を入力する。校正管理装置７は、オペレータが入力したＧＴロッドＮo.が正しいか確認をした後、校正制御装置９に対して、異常なヒータ３２を有するＧＴロッド３内のＧＴセンサ３１から得られるＧＴ信号を、オペレータによりＧＴロッドＮo.が入力されたＧＴロッド３内のＧＴセンサ３１のＧＴ信号で代用するように指令を出す。校正制御装置９は、異常なヒータ３２を有するＧＴロッド３内のＧＴセンサ３１の感度データを、代用するＧＴロッド３内のＧＴセンサ３１のＧＴ信号で代用できるように、代入式を感度メモリ１０及び感度データベース１１の感度テーブルに入力する。例えば、ＧＴロッド３６−０５のヒータ３２が異常であるときに、このＧＴロッドのＧＴ信号を４４−０５のＧＴロッドのＧＴ信号で代用しようとしたときには、ＧＴロッド３６−０５のチャネルａの感度データには、“＝（４４−０５ａ）”という代入式が入力され、同様に、チャネルｂに対しては“＝（４４−０５ｂ）”という代入式が入力される。チャネルｃからチャネルｉに対しても同様である。
【００５３】
このようにして、ヒータ３２の自己診断が完了すると、校正制御装置９は診断結果を校正管理装置７に送信する。そして校正管理装置７はマンマシンインタフェース６を介して、オペレータに診断結果を提供する。
【００５４】
以上説明したようにして、校正に必要な装置の診断が完了し、異常があった場合の処置の設定が完了すると、校正管理装置７はマンマシンインタフェース６の表示手段に「ＧＴ校正待機」と表示し、オペレータからの校正実行指令を待つ。オペレータは、マンマシンインタフェース６を介して校正実行指令を校正管理装置７に与える。校正管理装置７は、校正実行指令を受けるとマンマシンインタフェース６の表示手段に「ＧＴセンサ校正中」と表示する。そして、校正制御装置９に対してＧＴセンサ３１の感度の校正を実行するように指令を出す。校正管理装置７は、校正実行指令を校正制御装置９に出した後、プロセス計算機５からプラントパラメータを取り込んで、取り込んだプラントパラメータの時間変動を監視する。このプラントパラメータの監視は、全てのＧＴセンサ３１の感度校正が完了するまで継続される。
【００５５】
校正管理装置７から校正実行指令が入力された校正制御装置９は、ヒータ電源割り当て装置１６に対してヒータ電源１７とヒータ３２の割り当てを行うための割り当て指令を送信する。割り当て指令をヒータ電源割り当て装置１６が受信すると、ヒータ電源割り当て装置１６内のスイッチが所定のパタンで閉または開に設定され、ヒータ電源１７とヒータ３２の割り当てが完了する。ヒータ電源１７の割り当てが完了すると、ヒータ電源割り当て装置１６は校正制御装置９に対して、割り当て完了信号を送信する。
【００５６】
校正制御装置９は、割り当て完了信号をヒータ電源割り当て装置１６から受信すると、次に、電流パタン作成装置１８に対して、ヒータ３２に印加するための電流パタンを作成するように指令する。電流パタン作成装置１８は、電流パタン作成指令を校正制御装置９から受信すると、ヒータ３２に印加するための電流パタンを作成する。電流パタンの作成が完了すると、電流パタンの作成が完了したことを示す電流パタン作成完了信号を校正制御装置９に送信する。
【００５７】
校正制御装置９は電流パタン作成完了信号を受信すると、電流パタン作成装置１８に電流パタンをヒータ電源１７へ送信するように指令する。指令を受けた電流パタン作成装置１８は、電流パタンをヒータ電源１７に送信する。
【００５８】
ヒータ電源１７は、電流パタン作成装置１８から送信された電流パタンを所定の校正電流に増幅し、ヒータ電源割り当て装置１６によって割り当てられたヒータ３２に対し校正電流として供給する。ヒータ電源１７は、ヒータ３２へ実際に流された校正電流の値を計測しており、その計測した校正電流の値を電流パタン作成装置１８を介して校正制御装置９に送信する。校正制御装置９は、電流パタン作成装置１７から送出された校正電流の値を校正データベース１９へ格納する。
【００５９】
所定の校正電流が供給されたヒータ３２は、電流の大きさに応じた熱量をＧＴロッド３内において発生する。ＧＴロッド３内において発せられた熱量は、ＧＴロッド３内を熱流の生じる温度勾配に従って拡散していく。ＧＴセンサ３１付近まで熱流が到達すると、付近の温度が上昇する。ＧＴセンサ３１はその温度上昇に対応したＧＴ信号を出力する。ＧＴセンサ３１から出力されたＧＴ信号は、ＧＴ信号処理装置１５に入力される。なお、ＧＴロッド３内の９点のＧＴセンサ３１から出力されたＧＴ信号は、同一のＧＴ信号処理装置１５に入力される。
【００６０】
図７は、ＧＴ信号処理装置１５の構成を示すブロック図である。ＧＴ信号処理装置１５に入力された９点のＧＴセンサ３１のＧＴ信号は、マルチプレクサ151によって順番にサンプリングされる。サンプリングされたＧＴ信号は、アナログ−ディジタル変換器(Ａ／Ｄ)１５２によってディジタル信号に変換される。ディジタル信号に変換されたＧＴ信号は、ディジタル信号処理装置（ＤＳＰ）１５３によって雑音除去処理が施される。雑音除去処理がなされたＧＴ信号は、ＧＴセンサ３１の各チャネルａ〜ｉに対応した記憶領域１５４に格納される。
【００６１】
校正制御装置９は、ＧＴ信号処理装置１５内の記憶領域１５４に収められているＧＴ信号を、信号切替器８２を経由して周期的に取り込み、ＧＴロッド３に対応する形で取り込んだＧＴ信号を校正データベース１９内に格納する。
【００６２】
電流パタン作成装置１８からヒータ電源１７へ所定の電流パタンの送出が完了し、校正対象となっているＧＴロッド３のヒータ３２に対するヒータ電源１７からの校正電流の印加が完了すると、電流パタン作成装置１８は、校正制御装置９に対して校正電流印加の完了を示す信号を送出する。校正制御装置９は、電流パタン作成装置１８から校正電流印加完了の信号を受信すると、校正データベース１９に格納した校正電流値とＧＴ信号に基づいてＧＴセンサ３１の感度を算出する。以下、ＧＴセンサ３１の感度の算出方法について説明する。
【００６３】
まず、ＧＴセンサ３１の感度算出のアルゴリズムについて説明する。本実施例では、ＧＴセンサ３１の出力値（ＧＴ信号の値）が（数１）に従うことを利用する。
【００６４】
【数１】
Ｕ＝Ｓ(１＋αＵ)Ｗ                                        …（数１）
ここで、Ｕ：ＧＴセンサ出力(ＧＴ信号)［ｍＶ］,Ｗ：γ線発熱量［Ｗ／ｇ］,α：温度係数［ｍＶ−１］，Ｓ：センサ感度［ｍＶ／（Ｗ／ｇ）］である。この（数１）をγ線発熱量Ｗについて解けば、（数２）が得られる。
【００６５】
【数２】
0003744283.tif 000002
【００６６】
この（数２）は、ＧＴセンサ出力Ｕからγ線による発熱量Ｗを換算する換算式である。
【００６７】
逆に、（数１）をＧＴセンサ出力Ｕについて解けば、（数３）が得られる。
【００６８】
【数３】
0003744283.tif 000003
【００６９】
この（数３）は、原子炉出力が一定の条件（原子炉停止中でもかまわない）において付与されるγ線発熱量Ｗに対するＧＴセンサの出力を表している。この  （数３）において、ヒータによる発熱量ΔＷをγ線発熱量Ｗに足しあわせるように付与したとし、それに応じてＧＴセンサの出力もΔＵだけ増加したとすると、ヒータによって付与される発熱量ΔＷとそれに応答するＧＴセンサ出力の増加量ΔＵの比ΔＵ／ΔＷは、（数３）の微分係数ｄＵ／ｄＷに近い値をもつ。
【００７０】
実際に（数３）の微分係数ｄＵ／ｄＷを求めると、（数４）となる。
【００７１】
【数４】
0003744283.tif 000004
【００７２】
更に（数４）を感度Ｓについて解けば、（数５）が得られる。
【００７３】
【数５】
0003744283.tif 000005
【００７４】
この（数５）において、ｄＵ／ｄＷをヒータによって付与した発熱量ΔＷとそれに応答するＧＴセンサ出力の増加量ΔＵの比ΔＵ／ΔＷとし、また、発熱量Ｗをヒータの加熱を行う前に計測されたＧＴ信号から求められるγ線による発熱量として入力することで感度Ｓを得ることができる。
【００７５】
本実施例の校正制御装置９は、ヒータ３２を加熱する前のＧＴ信号，ＧＴセンサ３１の感度及び温度係数αを、それぞれ校正データベース１９，感度メモリ１０及び温度係数／時定数メモリ１２から取り出し、（数２）に基づいて発熱量Ｗを求める。また、校正制御装置９は、ヒータ３２を加熱し終えた後のＧＴ信号を校正データベース１９から取り出し、ヒータ３２を加熱する前のＧＴ信号と加熱し終えた後のＧＴ信号との差、つまりΔＵを求める。更に、校正制御装置９は、校正データベース１８に格納された校正電流の値を取り出し、その校正電流値に基づいてヒータ３２による発熱量ΔＷを演算する。そして、このようにして求めたＷ，ΔＵ及びΔＷと温度係数／時定数メモリ１２から取り込んだ温度係数αとに基づいて、（数５）によりＧＴセンサの感度Ｓを算出する。校正制御装置９は、算出したＧＴセンサ３１の感度Ｓを校正管理装置７に伝送する。校正管理装置７はマンマシンインタフェース６を介して、ＧＴセンサ３１の感度Ｓをオペレータに表示する。オペレータは、ＧＴセンサ３１の感度Ｓを確認し、感度Ｓに異常がない場合には続けて次のＧＴロッド３のＧＴセンサ３１について感度を求めるようにマンマシンインタフェース６を介して校正管理装置７に指令を出す。一方、算出された感度Ｓに異常があるとオペレータが認めた場合には、異常のあるＧＴセンサ３１を含むＧＴロッド３の感度を再度算出するようにマンマシンインタフェース６を介して校正管理装置７に指令を出す。
【００７６】
次のＧＴロッド３の感度算出を行うように指令を受けた校正管理装置７は、校正制御装置９に対して、既に感度を算出したＧＴセンサの感度Ｓを感度メモリ１０及び感度データベース１１にテーブル形式で記憶するように指示する。指示を受けた校正制御装置９は、算出した感度Ｓを感度メモリ１０の感度テーブルに上書きすると共に、感度データベース１１に新たな感度テーブルを作成して格納する。なお、感度データベース１１において、感度テーブルには校正を実施した年月日のラベルをつける。
【００７７】
校正を完了したＧＴセンサの感度Ｓの感度メモリ１０及び感度データベース１１への格納が完了すると、校正制御装置９は、次の校正対象のＧＴロッド３に挿入されているヒータ３２へ電流を印加するために、ヒータ電源割り当て装置１６に割り当て指令を発信して、ヒータ電源割り当て装置１６内のスイッチを切り替える。ヒータ電源割り当て装置１６内のスイッチの切り替えによって、次の校正対象となるＧＴロッド３へのヒータ電源１７の割り当てが完了すると、校正制御装置９は電流パタン作成装置１８に対して、電流パタンを作成するように指令する。指令を受けた電流パタン作成装置１８は、電流パタンを作成し、それをヒータ電源１７に出力する。ヒータ電源１７は、入力された電流パタンに従ってヒータ３２に校正電流を流す。
【００７８】
校正制御装置９は、前述のように、ヒータ３２に印加された校正電流と、ＧＴセンサ３１からのＧＴ信号を時系列的に取り込んで、それらを校正データベース１９に格納する。そして、校正電流の印加が完了すると、校正制御装置９は、上述の（数５）に従ってＧＴセンサの感度Ｓを計算し、オペレータの確認が得られた後、感度メモリ１０及び感度データベース１１に計算した感度Ｓを入力する。以上のようにして各ＧＴロッド３のＧＴセンサ３１に対して感度Ｓの算出を行う。全てのＧＴセンサ３１の感度Ｓを感度メモリ１０及び感度データベース１１に記憶させたら、校正管理装置７は、マンマシンインタフェース６に「校正完了」の表示を出す。このようにしてＧＴセンサ３１の感度の校正が完了する。
【００７９】
オペレータは、全てのＧＴセンサ３１の感度校正が完了したことを確認すると、発熱量変換開始指令をマンマシンインタフェース６から校正管理装置７に入力する。校正管理装置７は、発熱量変換開始指令を受けると、校正制御装置９に対して信号切替器８２の出力端子を端子８２−３から端子８２−２へ切り替えるように指令を出す。指令を受けた校正制御装置９は、信号切替器８２に対して出力端子を端子８２−３から端子８２−２へ切り替えるように切替制御信号を出す。切替制御信号が入力された信号切替器８２は、出力端子を端子８２−３から端子８２−２へ切り替える。また、校正管理装置７は、発熱量変換開始指令を受けると、偏差監視装置１４に対して信号切替器８３の入力端子を端子８３−１にするように指令を出す。指令を受けた偏差監視装置１４は、信号切替器８３に対して入力端子が端子８３−１となるように切替制御信号を出す。切替制御信号が入力された信号切替器８３は、入力端子を端子８３−１とする。
【００８０】
信号切替器８２の出力端子が端子８２−２へ切り替わると、端子８２−２から出力されていたバーンアップ信号が発信されなくなり、発熱量換算装置１３ａ，１３ｂはＧＴ信号処理装置１５の記憶領域１５４に記憶されたＧＴ信号を取り込む。
【００８１】
発熱量換算装置１３ａは、感度Ｓを感度メモリ１０から読み出すと共に、温度係数αを温度係数／時定数メモリ１２から読み出して、ＧＴ信号Ｕ，感度Ｓ及び温度係数αに基づいて前述の（数２）によりＧＴセンサ３１における発熱量Ｗを求める。
【００８２】
求められた発熱量Ｗは、発熱量換算装置１３ａ内のメモリに各ＧＴセンサ３１に対応させて格納される。なお、感度メモリ１０の感度テーブルにおいて、前述の診断により異常があることが判明したＧＴセンサ３１に対応するセルには、「故障」を表す値が入力されているか、もしくは、代用値を得るための代入式が入力されている。発熱量換算装置１３ａは、感度データが「故障」を示す値になっている場合には、「故障」を示す値を記憶する。また、代入式が入力されている場合には、代入式に従って代用値を計算し、それをＧＴセンサ３１の発熱量Ｗとしてメモリに記憶する。
【００８３】
発熱量換算装置１３ａにより求められた発熱量Ｗは、信号切替器８３及び信号切替器８１を介して校正管理装置７に入力される。なお、信号切替器８３の入力端子は端子８３−１となっているため、発熱量換算装置１３ｂの出力は校正管理装置７には入力されない。校正管理装置７は、各ＧＴセンサ３１の発熱量Ｗをマンマシンインタフェース６によりオペレータに提示する。またこのとき、代用値が用いられるＧＴセンサ３１のＧＴセンサＮo.を校正制御装置９から受け取り、どの故障ＧＴセンサのＧＴ信号を、どのＧＴセンサのＧＴ信号で代用しているのかをマンマシンインタフェース６に表示する。更に、故障してバイパスされたＧＴセンサ３１の発熱量Ｗに対しては、「故障−バイパス」と表示する。なお、正常に機能しているＧＴセンサの発熱量Ｗに対しては、その発熱量Ｗを緑色で、代用値である発熱量Ｗは黄色で、「故障−バイパス」は赤色で表示する。
【００８４】
校正管理装置７は、時間的に連続してＧＴセンサ３１の発熱量Ｗを獲得し、時間軸上に各ＧＴセンサ３１の発熱量Ｗをプロットしたグラフをマンマシンインタフェース６によりオペレータに提示する。また、オペレータの指令に従って、各発熱量の時間平均値や分散、図４で示したグループ内における平均値や分散を計算して、それをオペレータに提示する。
【００８５】
オペレータは、マンマシンインタフェース６に提示されたこれらの発熱量に関する情報を確認し、各ＧＴセンサ３１が所望の動作をして、かつ、ＧＴ信号の発熱量への変換が正しく実行されているかどうかを確認する。この確認が完了すると、オペレータは、マンマシンインタフェース６を介して、校正管理装置７に発熱量をプロセス計算機５に出力するように、ＧＴセンサ運用指令を出す。
【００８６】
校正管理装置７は、ＧＴセンサ運用指令をマンマシンインタフェース６より受け取ると、信号切替器８１に対して出力端子を端子８１−３から端子８１−２へ切り替えるように切替制御信号を出力する。また、プロセス計算機５に対して、ＧＴ信号（発熱量）が利用可能な状態になったことを通知する。
【００８７】
信号切替器８１の出力端子が端子８１−２へ切り替わると、端子８１−２から出力されていたバーンアップ信号が停止し、発熱量換算装置１３ａから出力された発熱量データがプロセス計算機５に入力される。プロセス計算機５は、時間連続的に発熱量換算装置１３ａから発熱量データを取り込む。
【００８８】
プロセス計算機５は、プロセス計算機５内の炉心性能計算プログラムによって、取り込んだ発熱量データからＧＴセンサを囲む４つの燃料集合体における単位長さ若しくは単位体積あたりの出力密度に変換する。この変換にあたっては、発熱量データと燃料集合体の出力密度とを関連付ける応答係数を用いる。なお、この応答係数は、いわゆるモンテカルロシミュレーションによって得ることができる。すなわち、燃料集合体内の燃料棒をガンマ線源として設定し、その線源からきわめて多くのガンマ線がランダムに放射されたとし、そのうちのどれだけがＧＴセンサに到達したのかを統計的に調べるという方法を用いる。プロセス計算機は、上述のようにして炉心２の出力密度分布を求め、求めた出力密度分布を校正管理装置７に出力する。校正管理装置７は、入力された出力密度分布をマンマシンインタフェース６の表示手段に表示する。
【００８９】
次に本実施例では、校正管理装置７がマンマシンインタフェース６を介して、オペレータにＧＴセンサ３１の感度の将来値を予測するか判断を求める。オペレータは、ＧＴセンサ３１の感度の予測を行わない場合には「感度予測を行わない」を選択し、感度の予測を行うときには「感度予測実施」を選択する。
【００９０】
オペレータが「感度予測実施」を選択すると、校正管理装置７は、感度予測装置２０に対し校正時期算出装置２１を介して感度の予測を行うように指令を出す。感度予測指令を受信した感度予測装置２０は、感度データベース１１に格納されている感度データをもとにＧＴセンサ３１の感度の予測を行い、予測した感度を予測感度メモリ２２に格納する。
【００９１】
感度予測装置２０における感度予測の方法について、以下説明する。本実施例では感度Ｓの予測を（数６）に従って行う。
【００９２】
【数６】
Ｓ(ｔ)＝Ｓ1＋Ｓ2exp(−μｔ）                              …（数６）
ここで、Ｓ(ｔ)は時刻ｔにおける感度、Ｓ1 は飽和感度、Ｓ2 は過渡感度、μは時定数、exp(  ）は自然対数を底とする指数関数である。Ｓ1 ，Ｓ2 ，μは感度予測の対象とするＧＴセンサ３１に特有のモデルパラメータであり、これを同定することが感度予測の第１段階である。
【００９３】
感度の校正が一度行われた後の感度予測では、校正で得られた感度データと工場試験データを用いて感度の予測を行う。時刻ｔ＝０を校正を行った時点とすれば、校正により得られた感度Ｓ＝Ｓ1 ＋Ｓ2 である。しかし、このままでは３つの未知パラメータＳ1 ，Ｓ2 ，μを同定することはできないため、工場試験データの感度データをＳ1 ，時定数データをμとして用いる。Ｓ1 を与えることで、Ｓ2 は校正で得られた感度Ｓから工場試験データである感度Ｓ1 を差し引くことで得られる。
【００９４】
感度予測装置２０は、上述のようにして同定したＳ1 ，Ｓ2 ，μを代入した  （数６）においてｔを変化させることにより、原子炉１の１つの運転サイクル末期までの感度Ｓの将来値を演算する。感度予測装置２０は、求めた感度Ｓの将来値を予測感度メモリ２２に記憶させると共に、校正時期算出装置２１を介して校正管理装置７に演算により求めた感度Ｓの将来値と（数６）に代入したＳ1 ，Ｓ2 ，μの値を出力する。校正管理装置７は、マンマシンインタフェース６により、Ｓ1 ，Ｓ2 ，μの値と、感度Ｓの将来値の時間変化を示すグラフをオペレータに提示する。
【００９５】
図８は、感度予測装置２０により求められた感度Ｓの将来値の時間変化を示すグラフの例である。図８のグラフでは、縦軸に感度Ｓ、横軸に時間ｔをとっている。図８に示すように、ＧＴセンサ３１の感度Ｓは、時間の経過と共に低下していく。
【００９６】
校正管理装置７は、感度の将来値予測の結果を示すグラフをオペレータに提示すると、次に、校正時期の算出を行うかの判断をオペレータに要求する。オペレータは、校正時期の算出を行わない場合には、「校正時期算出不要」を選択し、校正時期の算出を行う場合には「校正時期算出実行」を選択する。
【００９７】
校正管理装置７は、オペレータから校正時期算出実行の指令を受けると、まず、オペレータに対して、感度変化によって生じうる感度の誤差の許容値εｓを入力するように要求する。このとき校正管理装置７は許容値εｓの参考値も提示する。オペレータは、校正管理装置７の提示する参考値を許容値εｓとする場合には、マンマシンインタフェース６によりその旨入力し、参考値とは別の許容値を定める場合には、その値をマンマシンインタフェース６により入力する。校正管理装置７は、感度の誤差の許容値εｓを校正時期算出装置２１に送信し、校正時期算出装置２１に対して、校正時期の算出を行うように指令を出す。
【００９８】
次に、本実施例における校正時期算出装置２１による校正時期の算出方法について説明する。前述のように感度Ｓは時間ｔの関数として（数６）で示される。この（数６）を時間ｔについて解くと、（数７）が得られる。
【００９９】
【数７】
0003744283.tif 000006
【０１００】
校正時期算出装置２１において求めたいのは、時間ｔ＝０の時点で校正した感度Ｓが変化して、その誤差が許容値εｓに達するまでの時間であるので、(数７)のＳ(ｔ)にＳ−εｓを代入すれば良い。この代入により（数８）が得られ、この（数８）により求められる時間ｔは、感度がＳからＳ−εｓまで変化するのに要する時間、すなわち次の校正を行う時期となる。
【０１０１】
【数８】
0003744283.tif 000007
【０１０２】
なお、（数７）のＳ(ｔ)にＳ−２εｓを代入すれば２回先の校正時期が求められ、また、（数８）のＳ(ｔ)にＳ−３εｓを代入すれば３回先の校正時期が求められる。校正時期算出装置２１は上述の（数８）により次の校正を行う時期を算出すると、これを校正管理装置７に送信する。校正管理装置７はマンマシンインタフェース６を介して、感度Ｓの将来値の時間変化を示すグラフ上に、求められた校正時期を表示する。図８は、予測した感度Ｓの将来値の時間変化に校正時期を表示したグラフの例であり、図に示すように感度Ｓが許容値εｓだけ低下する時点に校正時期が設定される。
【０１０３】
このように、感度Ｓの将来値の予測結果から、感度Ｓが許容値εｓだけ低下する時期を求め、その時期を校正時期とすることで感度Ｓの誤差を常に許容値εｓ以下に保つことができる。そして、感度Ｓの誤差を許容値εｓ以下に保つことにより、感度Ｓに基づいて求められる発熱量Ｗの誤差や、発熱量Ｗに基づいて求められる原子炉出力の誤差を、決められた範囲内に抑えることができる。なお、本実施例では、感度Ｓの誤差の許容値εｓを与えることとしたが、発熱量Ｗの誤差の許容値、或いは原子炉出力の誤差の許容値を与えて、その許容値から感度Ｓの誤差の許容値を算出しても良い。
【０１０４】
校正管理装置７は、図８に示すグラフをオペレータに提示するのと共に、オペレータに対して、次の校正時期が到来したときに自動的にＧＴセンサ３１の校正を実施するか、或いはオペレータが校正指令を出すか、選択を求める。
【０１０５】
オペレータは、自動的にＧＴセンサ３１の校正を行わせたい場合には「校正時期到来時自動校正」を選択する。オペレータが「校正時期到来時自動校正」を選択すると、校正管理装置７は、校正時期算出装置２１が算出した次の校正時期に、ＧＴセンサの校正を自動的に行うこととなる。
【０１０６】
次に校正管理装置７は、オペレータに対して、予測感度に基づいて求められる発熱量によってＧＴ信号の異常監視を行うか確認する。オペレータがこの異常監視を行うように校正管理装置７に指令すると、校正管理装置７は、発熱量換算装置１３ｂに対して、ＧＴ信号と予測された感度の将来値を用いて発熱量の将来値を求めるように指令を出す。
【０１０７】
発熱量換算装置１３ｂは、校正管理装置７からの指令を受信すると、予測感度メモリ２２に記憶されている感度の将来値を取り込み、取り込んだ感度の将来値とＧＴ信号処理装置１５から与えられるＧＴ信号に基づいて発熱量の将来値を演算する。なお、発熱量の将来値の演算は、（数２）に基づいて行われる。求められた発熱量の将来値は、発熱量換算装置１３ｂ内のメモリにＧＴセンサ３１に対応づけて格納される。
【０１０８】
次に、校正管理装置７は、偏差監視装置１４に対して、発熱量換算装置１２ａにより求められた発熱量と、発熱量換算装置１２ｂによって求められた発熱量の将来値との偏差を監視するように指令を出す。指令を受けた偏差監視装置１３は、発熱量換算装置１２ａから発熱量のデータを取り込むと共に、発熱量換算装置１２ｂから発熱量の将来値のデータを取り込む。そして取り込んだ発熱量と発熱量の将来値との偏差を算出する。更に、偏差監視装置１３は、発熱量と発熱量の将来値、及び算出した偏差を校正管理装置７に送信する。校正管理装置７は、偏差監視装置１３から与えられた発熱量と発熱量の将来値、及び偏差を時間軸上にグラフ表示する。
【０１０９】
校正管理装置７は、オペレータに対して、発熱量と発熱量の将来値との偏差が増大したときに、発熱量の将来値を自動的にプロセス計算機５に送信するかをオペレータに問い合わせる。オペレータが、偏差が増大したときに自動的に発熱量の将来値をプロセス計算機５に送信すると回答すると、校正管理装置７は、オペレータに対して偏差の許容値の入力を指示する。このとき校正管理装置７は、偏差の許容値の参照値を提示する。オペレータが参照値をそのまま用いると入力した場合、校正管理装置７は参照値を偏差の許容値とする。オペレータは、参照値以外の値を設定するときには、マンマシンインタフェース６を介して設定値を入力する。
【０１１０】
校正管理装置７は入力された偏差の許容値を偏差監視装置１４に送信する。偏差監視装置１４は、受信した偏差の許容値と偏差とを常時比較し、偏差が偏差の許容値を上回った場合には信号切替器８３に対して、入力端子を端子８３−１から端子８３−２へ切り替えるように切替制御信号を出力する。この切替制御信号が入力された信号切替器８３は、入力端子を端子８３−２に切り替え、それによりプロセス計算機５には、発熱量換算装置１３ａから出力される発熱量に替えて発熱量換算装置１２ｂから出力される発熱量の将来値が入力される。
【０１１１】
以上説明したようにして、ＧＴセンサ３１の感度の校正，感度の将来値の算出，校正時期の設定等が行われる。そして、設定された校正時期が到来するか、又はオペレータにより校正指令が与えられたときに、校正管理装置７は再びＧＴセンサ３１の感度の校正を開始する。なお、感度校正の手順は前述の通りである。新たに求められた感度は、感度メモリ１０及び感度データベース１１に記憶され、発熱量換算装置１３ａは、常に最新の感度データが記憶される感度メモリ１０の感度データに基づいて発熱量の換算を行う。
【０１１２】
第１回目の校正の場合と同様に、第２回目の校正が終わった時点で、感度予測装置２０は感度の予測を行う。この時の感度の予測においては、第２回目の校正で得られた感度Ｓのデータのほかに、工場出荷データと第１回目の校正で得られた感度Ｓのデータを用いることができる。すなわち、第２回の感度予測では、感度Ｓに関する二つのデータを得ていることになり、工場出荷データによって時定数μだけ与えられれば、Ｓ1 ，Ｓ2 の２つの未知数に対して感度Ｓのデータが２つであるので、連立一次方程式を解く要領でＳ1 ，Ｓ2 を同定することができる。
【０１１３】
同様にして、第３回目のＧＴセンサの校正を実施した後の、第３回目の感度予測では、感度Ｓに関する３つのデータを得ていることになり、未知数が３つの予測モデルに対して一意に解を求めることができる。
【０１１４】
さらに、第４回目以降の感度予測では、未知数よりも多くの感度Ｓに関するデータを得ることになる。次に、この第４回目以降の感度予測に関して説明する。本実施例では、この第４回目以降の感度の予測に、次の▲１▼〜▲５▼のステップからなるアルゴリズムを用いる。これは、（数６）の感度Ｓ(ｔ)が、Ｓ1 ，Ｓ2 に関しては線形であるが、μに関しては非線形であることに対する工夫である。
【０１１５】
▲１▼  パラメータμの初期近似値をμ１とする（μ＝μ１＋δ）。
【０１１６】
▲２▼  このμ１を（数６）に代入して（数９）を得る。
【０１１７】
【数９】
Ｓ(ｔ)＝Ｓ1＋Ｓ2{exp(−μ１ｔ)−δｔexp(−μ１ｔ)}        …（数９）
▲３▼  （数９）において、Ｘ1＝exp(−μ１ｔ），Ｘ2＝ｔexp(―μ１ｔ），Ｓ3 ＝Ｓ2 δとおくと、（数１０）が得られる。
【０１１８】
【数１０】
Ｓ(ｔ)＝Ｓ1＋Ｓ2Ｘ1−Ｓ3Ｘ2   …（数１０）
▲４▼  （数１０）は、２個の独立変数（Ｘ1 ，Ｘ2 ）からなる重回帰式であるので、周知の重回帰係数の算出方法に従ってＳ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 を求める。
【０１１９】
▲５▼  求められたＳ2 ，Ｓ3 よりδをδ＝Ｓ3 ／Ｓ2 で求める。
【０１２０】
上述の▲１▼〜▲５▼をδが十分に小さくなるまで繰り返すことにより、μに対して感度Ｓが非線形であることを考慮して、感度Ｓの将来値を予測することができる。以上説明したように、本実施例の原子炉出力測定装置では、校正されたＧＴセンサ３１の感度に基づいてその感度の将来値を予測するため、どの時点で感度の誤差が許容値を超えるのかを予測することができる。そして、予測された感度の将来値と感度誤差の許容値に基づいて、次に校正時期として最適な時期を求めることができる。従って、ＧＴセンサ３１の感度の誤差を許容範囲内に抑えつつ、ＧＴセンサ３１の感度校正の回数を減らすことができる。
【０１２１】
なお、本実施例では、ＧＴ信号を原子炉出力分布の算出に用いる場合について説明しているが、ＧＴ信号に基づいてＬＰＲＭセンサの感度の校正を行うこともできる。
【０１２２】
【発明の効果】
本発明によれば、指数関数的に変化する原子炉の１つの運転サイクルの感度の将来値の予測結果から、感度の許容値だけ低下する時期を求め、その時期を校正時期とすることで感度の誤差を許容値以下に保つことができ、感度に基づいて求められる発熱量Ｗの誤差や発熱量Ｗに基づいて求められる原子炉出力の誤差を決められた範囲内に抑えることができる。又、ＧＴセンサの感度の誤差を許容範囲内に抑えつつ、ＧＴセンサの感度校正の回数を減らすことができる。
【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測定装置の構成図である。
【図２】図１のＧＴロッド３の構造図である。
【図３】図１の感度メモリ１０及び温度係数／時定数メモリ１２に記憶される感度テーブル，温度係数テーブル及び時定数テーブルの例を示す図である。
【図４】ＧＴセンサ３１のグループ分けの例を示す図である。
【図５】同じグループのＧＴセンサ同士でＧＴ信号の差をまとめた表の例である。
【図６】図１のヒータ電源割り当て装置１６の構成図である。
【図７】図１のＧＴ信号処理装置１５の構成図である。
【図８】図１のマンマシンインタフェース６に表示される感度の時間変化を示すグラフの例である。
【符号の説明】
１…原子炉、２…炉心、３…ＧＴロッド、４…ＬＰＲＭ検出器、５…プロセス計算機、６…マンマシンインタフェース、７…校正管理装置、９…校正制御装置、１０…感度メモリ、１１…感度データベース、１２…温度係数／時定数メモリ、１３ａ，１３ｂ…発熱量換算装置、１４…偏差監視装置、１５…ＧＴ信号処理装置、１６…ヒータ電源割り当て装置、１７…ヒータ電源、１８…電流パタン作成装置、１９…校正データベース、２０…感度予測装置、２１…校正時期算出装置、２２…予測感度メモリ、８１，８２，８３…信号切替器。
【図１】
0003744283.tif 000008
【図２】
0003744283.tif 000009
【図３】
0003744283.tif 000010
【図４】
0003744283.tif 000011
【図５】
0003744283.tif 000012
【図６】
0003744283.tif 000013
【図７】
0003744283.tif 000014
【図８】
0003744283.tif 000015