JPH06235771A - 多素子型中性子検出装置 - Google Patents

多素子型中性子検出装置

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JPH06235771A
JPH06235771A JP4577193A JP4577193A JPH06235771A JP H06235771 A JPH06235771 A JP H06235771A JP 4577193 A JP4577193 A JP 4577193A JP 4577193 A JP4577193 A JP 4577193A JP H06235771 A JPH06235771 A JP H06235771A
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JP
Japan
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neutron
neutron detection
detector
abnormality
detection elements
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Pending
Application number
JP4577193A
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English (en)
Inventor
Yoshitake Shiratori
芳武 白鳥
Takashi Iijima
隆 飯島
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.)
Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan
Power Reactor and Nuclear Fuel Development Corp
Original Assignee
Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan
Power Reactor and Nuclear Fuel Development Corp
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 原子炉の監視の信頼性を向上し、バイパス許
容数についての制限によって生じる原子炉運転上の制約
を緩和し、原子炉の運転効率を高める。また中性子検出
素子の異常診断機能を持たせ、監視を強化できるように
する。 【構成】 保護管12内の軸方向の異なる位置に、複数
の中性子検出位置を設定し、複数の中性子検出素子14
を組み込み多重化する。これは局部出力検出装置に適用
できる。また中性子検出位置が1箇所の起動用検出装置
や出力上昇用検出装置にも適用できる。中性子検出素子
は、円柱状の陽極16と、それを取り囲む円筒状の陰極
18を備えた電離箱形式とし、それを複数個縦列配置し
て一体化した構造とする。また複数個並置して一体化し
た構造でもよい。多重化した中性子検出素子の信号を比
較することで、異常診断を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、各種の原子炉で使用す
る中性子検出装置に関し、更に詳しく述べると、1箇所
の中性子検出位置について複数の中性子検出素子を組み
込み多重化した多素子型中性子検出装置に関するもので
ある。現在、中性子検出装置を原子炉内で使用している
原子炉としては、沸騰水型原子炉(BWR)や新型転換
炉ふげん発電所がある。中性子検出装置には、使用目的
に応じて、起動用検出装置(SUM)、出力上昇用検出
装置(PUM)、局部出力検出装置(LPM)等の種類
があるが、本発明はこれら全ての中性子検出装置及びそ
れを用いるシステムに適用できる。
【0002】
【従来の技術】新型転換炉ふげん発電所は、圧力管型の
原子炉であって、冷却材に軽水を、減速材に重水を使用
している。そして原子炉内の熱中性子束は、カランドリ
アタンク上部から重水中に中性子検出装置を挿入するこ
とで検出可能となっている。
【0003】ここで使用されている局部出力検出装置
は、先端付近の保護管内の軸方向の異なる位置に4箇所
の中性子検出位置を設定し(上からA,B,C,Dの区
別をしている)、各中性子検出位置にそれぞれ1個の中
性子検出器を組み込んで一体のものとして製作した集合
体構成である。原子炉内の領域を4分割し、このような
構造の局部出力検出器集合体を各領域に4本ずつ、合計
16本、原子炉内で径方向の適当な位置に分散配置して
ある。従って、原子炉の各領域には、合計16個(4×
4)の局部出力用中性子検出器が存在することになる。
その目的は、運転中における中性子束(原子炉出力に相
当)の監視である。
【0004】また起動用検出装置及び出力上昇用検出装
置は、それぞれ1個の中性子検出器を組み込んだ構成で
あり、前者は4本、後者は6本あり、これらもそれぞれ
原子炉内で径方向の適当な位置に分散配置してある。
【0005】これらに用いる各中性子検出器は、中央に
陽極、周囲に陰極を備え、電極に中性子有感物質(UO
2 )をコーティングした小型電離箱形式であり、その内
部に電離ガスを充填している。これらは、高温で使用可
能で且つ放射線損傷の少ない材料で構成されている。
【0006】例えば、原子炉内の各領域に分散配置され
ている合計16個(4×4)の局部出力検出器からの検
出信号は、各領域の領域出力検出装置(RPM)に接続
されている。この領域出力検出装置の指示値は、16個
の局部出力検出器からの検出信号の平均値に必要な係数
を乗じて求めている。乗じるべき係数は定期的に校正さ
れ、その領域の出力を正確に表す数値となる。原子炉保
護回路では、各領域の領域出力に対して制限値が設定さ
れており、ふげん発電所の場合、定格運転時で120%
である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで中性子検出器
は、原子炉内という高放射線の環境下に曝されているた
め、如何に注意深く設計・製作されていても、使用中に
不良が発生することは皆無ではない。運転中に故障等で
使用不能となった場合には、バイパスする(信号を遮断
する)ことになっている。ある中性子検出器をバイパス
した場合は、その中性子検出位置での原子炉内の中性子
束を局所的に監視できなくなることから、このバイパス
許容数には一定の制限が加えられている。バイパスの仕
方によっては、あるいは燃料の熱的制限が厳しい場合に
は、事故時において燃料の健全性が保証されなくなるこ
とがあるからである。
【0008】そこで、許容数を超えてバイパスする場合
には、領域出力検出装置のスクラム設定値を下げる等の
対策が必要となる。しかし、領域出力検出装置のスクラ
ム設定値を下げることは、運転上の余裕が無くなること
を意味し、少しの外乱が加わっても必要もないのに原子
炉が停止することが起こりうる。これは好ましいことで
はない。
【0009】また起動用検出装置あるいは出力上昇用検
出装置についても、故障によるバイパス許容数が決まっ
ており、これらが1個でも故障すると交換するなどの対
策が必要である。
【0010】本発明の目的は、原子炉の監視の信頼性を
向上し、バイパス許容数についての制限によって生じる
原子炉運転上の制約を緩和できるようにし、それによっ
て原子炉の運転効率を高めることができる中性子検出装
置を提供することである。本発明の他の目的は、その中
性子検出装置を用い、中性子検出素子の異常診断機能を
持たせ、監視を強化できる方法を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、保護管内の軸
方向の異なる位置に複数の中性子検出位置を設定し、各
中性子検出位置に中性子検出器を設置した検出器集合体
において、少なくとも1箇所以上の中性子検出位置につ
いて、複数の中性子検出素子を組み込み多重化した多素
子型中性子検出装置である。これは局部出力検出装置に
適用できる。また中性子検出位置が1箇所である場合に
は、その中性子検出位置に複数の中性子検出素子を組み
込み多重化する。これは起動用検出装置や出力上昇用検
出装置に適用できる。
【0012】これらの多素子型中性子検出装置において
は、各中性子検出素子を、中心に位置する円柱状の陽極
と、それに対向する円筒状の陰極を備えた電離箱形式と
し、その中性子検出素子を複数個縦列配置して一体化す
るか、もしくは複数個並置して円柱状に束ねた構造とし
てもよい。また各中性子検出素子を断面扇形(断面半円
形も含む)とし、中央の陽極と、それに対向する扇形筒
状の陰極を備えた小型電離箱形式にして、その中性子検
出素子を複数個並置して円柱状に一体化した構造とする
こともできる。
【0013】また本発明は、これら多重化した複数の中
性子検出素子からの信号を互いに比較して正常・異常の
診断を行い、一方の指示値が異常を示す場合に警報を発
する多素子型中性子検出装置の異常診断方法である。更
に本発明は、多重化した複数の中性子検出素子からの信
号をそれぞれ平均化処理装置の各入力端に入力して平均
化処理をし、その平均値を中性子検出器の指示信号と
し、異常発生時に、異常が生じた中性子検出素子からの
信号を遮断し、正常な中性子検出素子からの信号を、前
記平均化処理装置の本来の入力端に入力したまま、異常
が生じた中性子検出素子からの信号の代わりとしても前
記平均化処理装置に供給する多素子型中性子検出装置の
バイパス処理方法である。
【0014】
【作用】同じ中性子検出位置に設けた複数の中性子検出
素子から検出信号が出力する。例えば局部出力検出装置
用の場合は、各中性子検出素子からの検出信号が領域出
力検出装置に入力する。従って同じ中性子検出位置にあ
る複数の中性子検出素子の検出信号を比較すると、全て
が正常であれば、同等の検出信号を出力するはずであ
る。従って、それらの検出信号を比較することで異常の
診断が行える。1個の中性子検出素子に異常が生じる
と、バイパスすることになるが、他の正常な中性子検出
素子により、その位置での中性子束を検出し、原子炉の
出力を適切に監視し続けることができる。
【0015】
【実施例】図1は本発明に係る多素子型中性子検出装置
の一実施例を示しており、局部出力検出装置の検出器集
合体に適用した例である。これは新型転換炉のカランド
リアタンク内に上方から挿入する構造であって、案内管
10の下部の保護管12内の軸方向の異なる位置に4箇
所の中性子検出位置(炉心上方から順にA〜Dの区別を
している)が設定され、それらの中性子検出位置につい
て、それぞれ2個の中性子検出素子14を縦列配置し一
体化して組み込んだ構成である。各中性子検出素子14
は、中心に位置する円柱状の陽極16と、それに対向す
るように間隔をおいて取り囲む円筒状の陰極18を備え
た小型の電離箱形式である。陽極16及び陰極18の対
向面には、中性子有感物質であるウラン(UO2 )がコ
ーティングされ、間の空間19には電離ガスが充填され
ている。
【0016】図2は本発明の他の実施例を示している。
各中性子検出素子14の基本的な構成は、図1と同様で
あってよいので、対応する部材には同一符号を付し、そ
れらについての説明は省略する。この実施例は、中性子
検出素子14をn個(nは3以上の整数)、縦列配置し
一体化した例である。
【0017】図3は本発明の更に他の実施例を示してい
る。(a)はその外観を示し、そのX1 −X1 断面を
(b)に示す。これは中性子検出素子24を2個並置し
た構成である。中性子検出素子24は、断面半円形であ
って、中央に位置する半円柱状の陽極26と、それを取
り囲む半円筒状の陰極28を具備しており、対向面に中
性子有感物質であるウラン(UO2 )をコーティング
し、間の空間29に電離ガスを充填した構造である。そ
れを2個、背中合わせに組み合わせて全体で円柱状とな
るように一体化したものである。
【0018】図4は本発明の他の実施例を示している。
(a)はその外観を示し、そのX2−X2 断面を(b)
に示す。これは中性子検出素子34をn個並置した構成
である。中性子検出素子34は、断面扇形であって、そ
の中央の陽極36と、それを取り囲む扇形筒状の陰極3
8を具備している。対向面に中性子有感物質であるウラ
ン(UO2 )をコーティングし、間の空間39に電離ガ
スを充填した点は同じである。それをn個、要の位置が
合致するように組み合わせて全体で円柱状となるように
一体化したものである。
【0019】次に2素子型中性子検出素子を組み込んだ
局部出力検出装置を用いた場合のシステム構成例を図5
に示す。2個の中性子検出素子(LPM1 ,LPM2
50a,50bからの検出信号を、それぞれ異常診断処
理装置52に導く。また両検出信号はバイパス処理装置
54及び平均化処理装置56を介して領域出力検出装置
(RPM1 )58に入力する。前記のバイパス処理装置
54は、通常時、各検出信号をストレートに対応する平
均化処理装置56の入力端に接続するスイッチS1 ,S
2 と、両信号線間を分離しているスイッチS12を有す
る。各領域出力検出装置58からの出力は、全領域出力
検出装置(TPM)60に入力し、異常発生時にトリッ
プ信号を発生する。なお異常診断処理装置52は、シス
テムに対して図示のように並列に接続してもよいし、直
列に接続してもよい。
【0020】異常診断処理装置52では、2個の中性子
検出素子50a,50bからの検出信号を常時監視し、
両者を比較して、ほぼ一致していれば正常に動作してい
るものと判断する。両検出信号は平均化処理装置56で
平均化される。異常診断処理装置52で、両検出信号を
比較したとき、一方の指示値が異常を示す場合には警報
を発生する。そしてバイパス処理装置54では、異常が
発生した信号線(例えば中性子検出素子50aに異常が
生じたとすると、その信号線)のスイッチS1を開き、
スイッチS12を閉じる。これによって正常な検出信号
は、異常が発生した信号線にも接続されて、平均化処理
装置56の両方の入力端に印加される。これは、一方が
バイパスされた時に、領域出力検出装置58の指示値が
過度に変動しないようにするためである。スイッチS12
の開閉は、手動で行ってもよいし、自動でもよい。自動
の場合は、異常診断処理装置52からの異常検出信号で
行うことになる。
【0021】以上は中性子検出素子が2重化されている
場合であるが、3個以上の場合(3重化以上の場合)も
同様に構成できる。いずれにしても、このように、平均
化処理装置で平均化することによって、各中性子検出素
子の指示値が故障等によって急変しても、その影響を1
/nに低減できる。
【0022】上記の例は、局部出力検出装置の場合であ
るが、起動用検出装置や出力上昇用検出装置にも本発明
を適用できることは言うまでもない。局部出力検出装置
を多重化する場合は、必ずしも全ての検出位置の中性子
検出器を多重化する必要はない。例えば一番上の1組だ
けでもよいし、2組であってもよい。多重化する位置
は、安全上で重要な位置だけでもよい。
【0023】
【発明の効果】本発明は上記のように、中性子検出位置
について複数の中性子検出素子を組み込み多重化する構
成であるため、例えば局部出力検出装置の場合、バイパ
ス許容数についての制限によって生じる運転上の制約を
大幅に緩和することが可能である。例えば従来、軸方向
に4個の局部出力検出器を使用していたことから、1個
の局部出力検出器が故障した場合に、その部分について
局所的な出力を監視していなかったが、本発明によって
1個の故障を他の中性子検出素子によってカバーするこ
とができる。こうした中性子検出素子の多重化によっ
て、中性子束(原子炉出力に相当)の監視について信頼
性の向上が図れる。
【0024】そして、この多重化によって、局部出力検
出器のバイパス許容数を従来よりも増やすことができる
他、領域出力検出装置のスクラム設定値を従来よりも緩
和できる。また運転中の燃料の熱的制限値が厳しい場合
であってもスクラム設定値を変更する必要が無くなるな
ど、運転上の裕度を増加させることができる。
【0025】本発明を、起動用検出器や出力上昇用検出
器についても多重化を図ると、故障等でバイパスして
も、直ちに交換する必要が無くなり、運転効率を高める
ことができる。
【0026】本発明では複数の中性子検出素子による指
示値を比較することで、異常診断が自動(オンライン)
で行える。また複数の中性子検出素子からの検出信号を
平均化処理装置で処理するため、中性子検出素子の故障
時における影響を従来の1/nに低減できる。更に1個
の中性子検出素子をバイパスする場合、正常な方の信号
をバイパス検出器側に入力することで、検出素子をバイ
パスした時の影響を無くすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る多素子型中性子検出装置の一実施
例を示す全体構成図。
【図2】本発明の他の実施例を示す要部の説明図。
【図3】本発明の更に他の実施例を示す要部の説明図。
【図4】本発明の他の実施例を示す要部の説明図。
【図5】本発明による処理システムの説明図。
【符号の説明】
12 保護管 14 中性子検出素子 16 陽極 18 陰極

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 保護管内の軸方向の異なる位置に複数の
    中性子検出位置が設定され、各中性子検出位置に局部出
    力検出器を設置した検出器集合体において、少なくとも
    1箇所以上の中性子検出位置について、複数の中性子検
    出素子を組み込み多重化したことを特徴とする多素子型
    中性子検出装置。
  2. 【請求項2】 保護管内の中性子検出位置に起動用もし
    くは出力上昇用検出器を設置した中性子検出装置におい
    て、その中性子検出位置に複数の中性子検出素子を組み
    込み多重化したことを特徴とする多素子型中性子検出装
    置。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2において、各中性子検出
    素子は、中心に位置する円柱状の陽極と、それに対向す
    る円筒状の陰極を備えた電離箱形式であり、その中性子
    検出素子を複数個縦列配置して一体化した構造をなして
    いる多素子型中性子検出装置。
  4. 【請求項4】 請求項1又は2において、各中性子検出
    素子は断面円形、半円形、又は扇形であり、それぞれ中
    央の陽極と、それに対向する円筒状もしくは扇形筒状の
    陰極を備えた電離箱形式であり、その中性子検出素子を
    複数個並置して円柱状に組み合わせ一体化した構造をな
    している多素子型中性子検出装置。
  5. 【請求項5】 請求項1又は2の多重化した複数の中性
    子検出素子からの信号を互いに比較して正常・異常の診
    断を行い、一方の指示値が異常を示す場合に警報を発す
    る多素子型中性子検出装置の異常診断方法。
  6. 【請求項6】 請求項1又は2の多重化した複数の中性
    子検出素子からの信号をそれぞれ平均化処理装置の各入
    力端に入力して平均化処理をし、その平均値を中性子検
    出器の指示信号とし、異常発生時には、異常が生じた中
    性子検出素子からの信号を遮断し、正常な中性子検出素
    子からの信号を、前記平均化処理装置の本来の入力端に
    入力したまま、異常が生じた中性子検出素子からの信号
    の代わりとしても前記平均化処理装置に供給する多素子
    型中性子検出装置のバイパス処理方法。
JP4577193A 1993-02-10 1993-02-10 多素子型中性子検出装置 Pending JPH06235771A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001272495A (ja) * 2000-03-27 2001-10-05 Toshiba Corp 原子炉出力監視装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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

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