JPH05346488A - 原子炉の起動領域監視装置 - Google Patents

原子炉の起動領域監視装置

Info

Publication number
JPH05346488A
JPH05346488A JP4156799A JP15679992A JPH05346488A JP H05346488 A JPH05346488 A JP H05346488A JP 4156799 A JP4156799 A JP 4156799A JP 15679992 A JP15679992 A JP 15679992A JP H05346488 A JPH05346488 A JP H05346488A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
detector
output
srnm
reactor
neutron flux
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4156799A
Other languages
English (en)
Inventor
Mikio Izumi
幹雄 泉
Tadayoshi Oda
直敬 小田
Kiyobumi Okawa
清文 大川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP4156799A priority Critical patent/JPH05346488A/ja
Publication of JPH05346488A publication Critical patent/JPH05346488A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】待機中の起動領域検出器が動作可能状態にある
ことを出力運転中に定量的に確認することができ、また
異常な兆候をも検出できる。 【構成】原子炉の起動領域の中性子束またはγ線束を測
定する起動領域(SRNM)検出器1を起動領域測定装
置2に接続する。この起動領域測定装置2は検出器診断
装置3と特性記憶装置5に接続している。検出器診断装
置3と特性記憶装置5は接続しており、これら検出器診
断装置3と特性記憶装置5は照射量評価装置4に接続し
ている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば沸騰水型原子炉
(以下、BWRと記す)の原子炉圧力容器内の広域にわ
たる中性子束またはγ線束を測定監視する原子炉の起動
領域監視装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に原子炉圧力容器内の中性子束また
はγ線束は、広い測定レンジ(例えば、BWRでは11桁
の測定レンジ)を持っており、1つの測定手段で測定す
ることは技術的に困難である。このため、従来から3つ
の測定手段を組み合わせて測定される。
【0003】第1の測定手段は、低中性子束レンジ(中
性子源領域)に関するもので、この領域では炉出力が検
出器の出力パルス数に比例するので、低レンジ6桁をパ
ルス計数法により測定する。
【0004】第2の測定手段は、中間の中性子束レンジ
(中間領域)に関するもので、この領域では炉出力が検
出器出力信号の揺らぎ成分の2乗平均値に比例すること
に着目し測定するもので、キャンベル法またはMSV法
と呼ばれる。
【0005】第3の測定手段は、高中性子束レンジ(出
力領域)に関するもので、この領域では炉出力が検出器
出力信号の直流成分に比例することに着目し、検出器の
直流電流を測定するものである。
【0006】従来、これらの測定方法には、それぞれ異
なる検出器を用いている。つまり、第1の測定手段には
4〜6本の中性子源領域用中性子検出器(SRM検出
器)、第2の測定手段には6〜8本の中間領域用中性子
検出器(IRM検出器)、また第3の測定方法には、炉
心内に配置された 100〜 200本の局部出力領域用中性子
検出器(LPRM検出器)が用いられる。
【0007】このように構成された原子炉の中性子計装
監視装置では、原子炉の起動時にはSRM検出器を炉内
に挿入し、その出力を監視し、原子炉出力が上昇し、S
RM検出器の測定範囲を超えそうになると、次にIRM
検出器をSRM検出器の代わりに炉内に挿入し、その出
力を監視する。さらに出力が上り、ほぼ原子炉が定格運
転の 100%出力になると、炉内に固定されているLPR
M検出器の出力により中性子束を監視する。
【0008】原子炉は数ヵ月 100%運転を続けるため、
通常の原子炉炉心の中性子束監視はこのLPRM検出器
と、その測定装置によって行われるが、このLPRM検
出器は炉心内に 100〜 200本配置され、炉心内の一部の
異常も瞬時に判明するような構成となっている。
【0009】このように構成されていた中性子計装系
は、最近改良が進み、中性子源領域と中間領域の中性子
レベルを連続して測定できるように構成した起動領域モ
ニタが開発されている。
【0010】この起動領域モニタは、炉内に固定された
6〜8本の起動領域中性子検出器(以下、SRNM検出
器と記す)の出力信号を第1の計測方法(以下、パルス
計測法と記す)と第2の計測方法(以下、キャンベル計
測法と記す)とを中性子束のレベルで使い分けて中性子
源領域と中間領域の中性子束を連続して監視できるよう
にしたものである。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これに使用さ
れるSRNM検出器は、炉内に固定されているため、中
性子束レベルが出力領域となり数ヵ月にわたる 100%定
格運転中、高い中性子束に照射される。しかも、原子炉
がスクラムするなど急激に中性子束が低下し、中性子束
レベルが起動領域に移った場合には、その中性子束を監
視できるように常に測定可能な状態で待機していなくて
はならない。
【0012】このように出力運転中のSRNM検出器は
常に測定可能な状態であるが、中性子束が高く出力電流
が大きくなり、また、電源の保護およびケーブル等の断
線を防止するため、検出器へ加える電圧を正常に動作す
る電圧以下に下げて、出力電流を制限している。
【0013】この電流を制限している領域では、この低
下させた検出器への印加電圧を監視することで、常に検
出器の状態を確認できる。しかしながら、この電圧監視
のみでは、個々の検出器毎に照射中性子束が異なり、ま
た出力が飽和状態であるため、早期の微少な異常兆候検
出することは難しい課題がある。
【0014】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、原子炉出力が出力領域に移り、SRNM検
出器が待機状態にある数ヵ月の定格運転中に、待機中の
SRNM検出器が動作可能状態にあることを定量的に確
認することができ、また、早期に検出器の異常な兆候を
も検出できる原子炉の起動領域監視装置を提供すること
を目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は原子炉の起動領
域の中性子束またはγ線束を測定する起動領域検出器
と、この検出器の出力信号を処理する起動領域測定装置
と、前記検出器の設置位置における中性子束またはγ線
束を評価する照射量評価装置と、この照射量評価装置お
よび前記起動領域測定装置に接続し前記検出器の照射中
性子束またはγ線束と前記検出器の出力の関係を演算・
記憶する特性記憶装置と、この特性記憶装置および前記
照射量評価装置に接続し前記検出器の健全性を診断する
検出器診断装置とを備えたことを特徴とする。
【0016】
【作用】SRNM検出器の出力信号を起動領域測定装置
により測定する。照射量評価装置によって評価したSR
NM検出器の設置位置での中性子束またはγ線束に対し
て、SRNM検出器の正常時の出力特性を特性記憶装置
により演算する。この特性記憶装置から得られる正常時
の特性を基準に、原子炉出力運転中のSRNM検出器の
出力を検出器診断装置で監視し、SRNM検出器の早期
異常を検出する。
【0017】
【実施例】図1ないし図2を参照して本発明に係る原子
炉の起動領域監視装置の一実施例を説明する。
【0018】図1において符号1はSRNM検出器で、
このSRNM検出器1の出力側は起動領域測定装置2に
接続される。符号3は検出器診断装置で、この検出器診
断装置3は前記起動領域測定装置2と特性記憶装置5に
接続される。特性記憶装置5には前記起動領域測定装置
2と、照射量評価装置4および検出器診断装置3が接続
される。
【0019】図2(a)は図1に示した構成の装置を原
子炉炉心8内のSRNM検出器1とLPRM検出器6に
接続した状態を示しており、図2(b)は図2(a)の
原子炉炉心8内に設置された上記各検出器1,6の配置
状態を示している。
【0020】このように構成された原子炉の起動領域監
視装置において、SRNM検出器1の出力は出力パルス
の発生率(計数率)、交流出力の2乗平均値(キャンベ
ル出力)および直流電流値を起動領域測定装置2により
測定する。
【0021】照射量評価装置4は、例えば図2(b)に
示すように、原子炉炉心8の中心に対してSRNM検出
器1に対称の位置に設けた局部出力モニタ系検出器6
(以下、対称LPRM検出器と記す)の出力を出力領域
測定装置7により測定し、その値からSRNM検出器1
への照射中性子束を評価する。
【0022】これは、原子炉炉心8内の中性子分布が原
子炉炉心8の中心に対して対称になるように原子炉は運
転されるため、軸方向の位置はSRNM検出器1の軸方
向位置とほぼ等しく、原子炉炉心8の径方向は炉心中心
に対して回転対称または点対称の位置に配置された対称
LPRM検出器6の出力が、SRNM検出器1の照射中
性子束にほぼ比例していると考えられることを利用して
いる。
【0023】図3(a)に、原子炉起動時または停止動
作に測定された、照射中性子束に対するSRNM検出器
1の出力電流値を示す。SRNM検出器1の出力電流
は、SRNM検出器1の測定範囲では照射中性子束(つ
まり対称LPRM検出器6の指示値)に比例する(図3
(a)中、比例領域)。
【0024】そして、原子炉出力が上昇し照射中性子束
が増加すると、SRNM検出器1の出力電流が飽和し
て、比例しなくなる(図3(a)中、飽和領域)。さら
に照射中性子束が高くなると、前述したように検出器お
よび測定装置の電源を保護するため、検出器への印加電
圧を下げ出力電流をある一定値に制限させる。
【0025】図3(b)に、対称LPRM指示値に対す
る検出器への印加電圧の変化を示す。通常、約 100%出
力の原子炉運転中では、図3(b)中で示すようにSR
NM検出器の印加電圧は、検出器の動作電圧より低い電
圧となっている。
【0026】このような出力特性は、SRNM検出器が
正常な場合であるが、検出器の絶縁抵抗が低下する場合
など、検出器に異常が発生した場合にはこの正常な特性
と異なったものとなる。
【0027】SRNM検出器1は、図4に示すように陽
極11、陰極13および絶縁材12により構成されている。こ
の陽極11と陰極13に電源15により電圧を印加し、陽極11
と陰極13の間に発生する中性子束に比例した電荷を収集
する。この電荷収集によって流れる電流lsを、照射中
性子束レベルが小さい場合はパルス計測法、中性子束レ
ベルが高くなるとキャンベル計測法によって測定装置14
で計測する。
【0028】図5はSRNM検出器の絶縁抵抗低下の場
合の出力電流の変化を示している。図中il は漏洩電流
s は中性子電流である。出力領域では、これらの計測
が正確に行われないため、直流電流を測定することで検
出器の健全性を確認しているが、この測定している電流
は中性子による電流lsと絶縁材12を通して流れる漏洩
電流llとの合計の電流ld(ld=ls+ll)であ
る。
【0029】長時間にわたり高い中性子束場に置かれる
SRNM検出器1の異常の一可能性として、この絶縁抵
抗の劣化による漏洩電流の増加が考えられる。この場
合、出力電流lsに漏洩電流llが加わり、測定される
電流の増加として測定できる。しかし、漏洩電流は出力
が高い場合、出力電流に比べて小さく、原子炉の出力変
動により判別することは難しい。
【0030】しかし、本実施例に係る原子炉の起動領域
監視装置では、原子炉の起動時また停止時に炉内に挿入
されている検出器の各々について、照射中性子束に対す
るSRNM検出器1の出力を事前に測定し特性記憶装置
5に記憶しておくことで、または、リアルタイムに正常
時の出力を特性記憶装置5で演算することにより、この
微量の変動を検出器診断装置3により判定することがで
きる。
【0031】すなわち、検出器診断装置3では、照射量
評価装置4からそのときのSRNM検出器1の照射中性
子束、つまり前記対称LPRM検出器6の指示値から求
めた照射中性子束を基に、その照射中性子束に対する正
常時のSRNM検出器1の出力を特性記憶装置5から獲
得し、現在のSRNM検出器1の出力と比較し、異常が
ないかを判定する。
【0032】図6に検出器の正常時および絶縁低下を起
こした異常時における対称LPRM検出器の指示値に対
する出力電流の変化(a)、検出器への印加電圧変化
(b)およびキャンベル出力の変化(c)をそれぞれ示
す。
【0033】図5に示したように絶縁抵抗の低下で測定
される電流は上昇するが、図6(a)に示すように原子
炉 100%出力時には回路保護のため、電流リミッタによ
り電流は制限され、この電流の増加は検出できない。そ
の代わり絶縁抵抗が低下すると、図6(b)に示すよう
に電流リミッタが電流の増加分だけ印加電圧を低下させ
る。
【0034】つまり、この低下により絶縁抵抗の低下に
よる検出器の異常を検出する。また、同時にキャンベル
出力も、図6(c)のように絶縁抵抗の低下による異常
時には、正常時と比べ特性が変化するため、印加電圧の
変化と同様に異常時はその変化を測定できる。
【0035】以上述べたように、本実施例に係る原子炉
の起動領域監視装置によれば、原子炉起動時または停止
時に照射中性子束に対する正常時の検出器出力特性を測
定して、記憶しておくことで、SRNM検出器が待機状
態となっている原子炉の定格出力、つまり 100%出力で
もSRNM検出器の健全性が定量的に確認でき、異常の
兆候も早期に検出できる。
【0036】すなわち、原子炉が停止操作に入り、中性
子束がSRNM検出器の測定範囲に低下する以前にその
動作状態が確認できるため、その停止操作時に回復作業
等を行う必要がなくなり、信頼性がさらに向上すること
になる。
【0037】次に図7により本発明の他の実施例を説明
する。本実施例が図1の実施例と異なる点は照射量評価
装置4に炉心性能計算装置9を接続し、かつ起動領域測
定装置2と検出器診断装置3に特性復旧装置10を接続し
たことにある。他の部分は図1と同様であるので、重複
する部分の説明は省略する。
【0038】この実施例では、原子炉の定格運転中にお
けるSRNM検出器1の照射中性子束を炉心性能計算装
置9で計算により求めている。炉心性能計算装置9は、
燃料の燃焼度、原子炉圧力、熱出力等諸特性から原子炉
の中性子束分布を計算できるもので、この計算結果から
照射量評価装置4においてSRNM検出器1の照射中性
子束を計算する。
【0039】また、原子炉運転中にSRNM検出器の異
常兆候が検出された場合、SRNM検出器は待機状態に
あるので、その診断結果をもって特性復旧装置10により
適正な復旧作業を選択し、回復作業を実施する。
【0040】特に、絶縁抵抗が低下した場合、たとえば
電極表面に突起ができ抵抗が低下する場合は、検出器へ
の印加電圧を上げ、電極間に小さな放電を発生させてそ
の突起を消滅させて抵抗を回復させる。このような復旧
作業を本実施例では自動的に実施できるので、さらに信
頼性の高い、保守作業の簡単なシステムが可能となる。
【0041】なお、本発明は次の実施態様を採ることが
できる。 (1) 起動領域検出器の設置位置における中性子束または
γ線束を、前記検出器に原子炉中心に対して点対称また
は90度回転対称の位置に配置した出力領域用検出器の出
力により評価する出力評価装置を備えること。 (2) 起動領域検出器の位置における中性子束またはγ線
束を、原子炉の性能計算から評価する出力装置を備える
こと。 (3) 検出器診断装置から異常が検出された場合、検出器
を正常な特性に回復させる復旧装置を備えること。
【0042】
【発明の効果】本発明によれば、SRNM検出器が待機
状態となっている原子炉の定格出力つまり 100%出力時
において、SRNM検出器の健全性が定量的に評価で
き、原子炉の出力がSRNM検出器の測定範囲に低下し
た場合に、正確な測定ができることを確認できる。
【0043】また、SRNM検出器の異常な兆候も早期
に検出でき、さらに診断機能で対策を策定し自動的に復
旧作業を行うことができるため、常にSRNM検出器を
健全な状態で保つことができ、信頼性が高く、保守も容
易な原子炉の起動領域監視装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る原子炉の起動領域監視装置の一実
施例を示すブロック図。
【図2】(a)は図1における装置を原子炉炉心内検出
器に接続した状態を示す系統図、(b)は(a)におけ
る原子炉炉心内の検出器の配置状態を概略的に示す平面
図。
【図3】(a)は図1におけるSRNM検出器の照射中
性子束に対する検出器出力電流の変化を示す特性図、
(b)は(a)における検出器印加電圧の変化を示す特
性図。
【図4】図1におけるSRNM検出器の構造を概略的に
示す縦断面図。
【図5】図1におけるSRNM検出器の絶縁抵抗低下の
場合の出力電流の変化を示す曲線図。
【図6】(a)は図1におけるSRNM検出器の照射中
性子束に対する検出器出力電流の変化を示す特性図、
(b)は同じく検出器印加電圧の変化を示す特性図、
(c)は同じく検出器キャンベル出力の変化を示す特性
図。
【図7】本発明に係る原子炉の起動領域監視装置の他の
実施例を示すブロック図。
【符号の説明】
1…SRNM検出器、2…起動領域測定装置、3…検出
器診断装置、4…照射量評価装置、5…特性記憶装置、
6…対称LPRM検出器、7…出力領域測定装置、8…
原子炉炉心、9…炉心性能計算装置、10…特性復旧装
置、11…陽極、12…絶縁材、13…陰極、14…測定装置、
15…電源。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原子炉の起動領域の中性子束またはγ線
    束を測定する起動領域検出器と、この検出器の出力信号
    を処理する起動領域測定装置と、前記検出器の設置位置
    における中性子束またはγ線束を評価する照射量評価装
    置と、この照射量評価装置および前記起動領域測定装置
    に接続し前記検出器の照射中性子束またはγ線束と前記
    検出器の出力の関係を演算・記憶する特性記憶装置と、
    この特性記憶装置および前記照射量評価装置に接続し前
    記検出器の健全性を診断する検出器診断装置とを備えた
    ことを特徴とする原子炉の起動領域監視装置。
JP4156799A 1992-06-16 1992-06-16 原子炉の起動領域監視装置 Pending JPH05346488A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4156799A JPH05346488A (ja) 1992-06-16 1992-06-16 原子炉の起動領域監視装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4156799A JPH05346488A (ja) 1992-06-16 1992-06-16 原子炉の起動領域監視装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05346488A true JPH05346488A (ja) 1993-12-27

Family

ID=15635578

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4156799A Pending JPH05346488A (ja) 1992-06-16 1992-06-16 原子炉の起動領域監視装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05346488A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000147187A (ja) * 1998-08-31 2000-05-26 Toshiba Corp 中性子束計測装置
JP2001272495A (ja) * 2000-03-27 2001-10-05 Toshiba Corp 原子炉出力監視装置
JP2006250802A (ja) * 2005-03-11 2006-09-21 Toshiba Corp 出力分布監視装置及びその監視方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000147187A (ja) * 1998-08-31 2000-05-26 Toshiba Corp 中性子束計測装置
JP2001272495A (ja) * 2000-03-27 2001-10-05 Toshiba Corp 原子炉出力監視装置
JP4625557B2 (ja) * 2000-03-27 2011-02-02 株式会社東芝 原子炉出力監視装置
JP2006250802A (ja) * 2005-03-11 2006-09-21 Toshiba Corp 出力分布監視装置及びその監視方法
JP4509831B2 (ja) * 2005-03-11 2010-07-21 株式会社東芝 出力分布監視装置及びその監視方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6765388B1 (en) Assessing a parameter of cells in the batteries of uninterruptable power supplies
JP3064084B2 (ja) 原子炉用の出力振動範囲を監視する装置と方法
US4623508A (en) Wide range flux monitor assembly
US4803040A (en) Expert system for surveillance and diagnosis of breach fuel elements
CN106024078B (zh) 一种诊断反应堆中子探测器失效的方法
US6122339A (en) Method and device for operating a reactor in an unstable state
JPH05346488A (ja) 原子炉の起動領域監視装置
US5956380A (en) Method and apparatus for determining neutron flux density, in particular in a nuclear power facility
CN114910791B (zh) 燃料电池短路的诊断方法、***、设备及可读存储介质
JP4334256B2 (ja) 放射線出力監視装置
EP0147212A2 (en) Method for determining the operability of a source range detector
JP2008014705A (ja) 原子炉モニタ装置
JPS61155887A (ja) 放射線測定装置
JP4881033B2 (ja) 中性子検出器の寿命判定装置およびその寿命判定方法ならびに原子炉炉心監視装置
JP4509831B2 (ja) 出力分布監視装置及びその監視方法
JPS6259794B2 (ja)
JP4052618B2 (ja) 原子炉炉内監視装置
JPS6138830B2 (ja)
JPS59180480A (ja) 中性子検出器故障検知装置
Glesius et al. Development of an Extended Range Start-Up Monitor (ERSM) for Boiling Water Reactors
Swaminathan Computer based on-line monitoring system for Fast Breeder Test Reactor, India
CN116153539A (zh) 压水反应堆内燃料元件破损状况的评估方法
KR20230129853A (ko) 태양광 모듈별 누설 감시를 통한 누설구간 검출이 가능한 태양광 발전 시스템 및 방법
JPH06235771A (ja) 多素子型中性子検出装置
JPS58100786A (ja) 原子炉プラントの異常診断方法