CN1158672C - 核反应堆固定式堆内核测量仪表系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种能够高精度计算输出分布的核反应堆的固定式堆内核测量仪表系统及核测量仪表处理方法、输出分布计算装置及计算方法、以及输出分布监视系统及监视方法。核反应堆的固定式堆内核测量仪表系统具有:堆内核测量仪表组件、LPRM信号处理装置、GT信号处理装置、GT加热器控制装置。GT加热器控制装置控制GT组件的内装加热器的通电加热量,通过该加热器加热对GT组件的输出电压灵敏度进行校正。
Description
技术领域
本发明涉及沸水反应堆等的固定式堆内核测量仪表系统和核测量仪表处理方法、输出分布计算装置和计算方法、以及输出分布监视系统和监视方法。
背景技术
核反应堆中,例如沸水反应堆(以下简称BWR)中,一般具有如图14和图15所示对核反应堆的运行状态和输出分布(以下在本说明书中把核反应堆的输出分布叙述为“堆内输出分布”,“堆芯输出分布”,等)进行监视的输出分布监视系统。
在BWR中如图14所示在核反应堆安全壳1内放置核反应堆压力容器2,在该核反应堆压力容器2内放置堆芯3。该堆芯3如图15所示,安装许多燃料组件4和控制棒5等而构成。在由堆芯3的燃料组件4所包围的位置上设置堆内核测量仪表(堆内中子通量探测)组件6。
如图15所示,在由4个燃料组件4形成的隅角水隙G内布置了堆内核测量仪表组件6,在该核测量仪表组件6的核测量仪表管7内在堆芯轴向的数个部位上分散地布置了中子检测器8。该中子检测器8是所谓固定式的,在沸水反应堆(BWR)中,通常在堆芯轴向的燃料有效部位上分散地按等间隔布置4个。
另外,在核测量仪表管7内布置TIP(Traversing In-Core Probe:移动式堆芯测量仪表)导管9,在上述TIP导管9内,设置1个移动式中子检测器(TIP)10并使其能沿轴向进行移动。再者,如图14所示,也还设置了利用索引装置11、TIP驱动装置12和TIP控制中子通量信号处理装置13等在轴向连续地对中子通量进行测量的移动式中子通量测量系统。代号14是空透部,15是阀门机构,16是屏蔽容器。把这些中子检测器8和10、中子检测器8和10的(后述的)信号处理装置13、17等的控制装置包括在内,共同构成核反应堆核测量仪表系统8。
另一方面,被布置在堆芯内的固定式中子检测器(LPRM检测器)8分成几个组,分别制作出每个组的平均信号(APRM信号),根据这些APRM信号来对堆芯3的输出区域的输出电平进行监视。也就是说,LPRM检测8在结构上被用作为核反应堆的安全保护系统的一部分,其作用是:在发生中子通量急剧上升的异常过渡(瞬变)现象或事故时,根据APRM信号来检测出上述过渡现象、事故的发生,为了防止燃料破损或堆芯破损,迅速地使控制棒驱动机构等的核反应堆停止系统(图中未示出)进行快速停堆动作。
但是,堆内固定式中子检测器8,由于受中子照射等而个别会产生灵敏度变化。因此,为了在运行过程中每经过一定时间对各中子检测器8的灵敏度进行一次校正,要对TIP(移动式中子检测器)10进行操作,取得堆芯轴向的连续输出分布,同时利用中子检测器(LPRM)信号处理装置17的增益调整功能来对各个中子检测器8的灵敏度变化进行校正。由中子检测器8检测出的被检测信号S2通过信号处理装置17进行信号处理后,被发送到后述的过程控制计算机20内。
并且,在BWR内通常设置过程控制计算机20,以便对原子能发电厂的运行状态和输出(出力)分布进行监视。该过程控制计算机20具有:对核反应堆核测量仪表系统18进行监视控制的核测量仪表装置21、具有3维核热水力计算代码物理模型的输出分布计算装置22和输出入装置23。核反应堆输出分布计算装置22作为程序被装入到一台或多台过程控制计算机20内。核反应堆输出分布计算装置22具有输出分布计算模块24和输出分布学习模块25。
于是,利用核反应堆核测量仪表系统18的TIP10检测出的中子通量信号在核反应堆核测量仪表系统18的TIP中子通量信号处理装置13中被处理成为与堆芯轴向位置相对应的核测量仪表信号,该核测量仪表信号2作为3维核热水力计算时的参考输出分布通过过程控制计算机20的核测量仪表控制装置21被读入到输出分布计算装置22内。
另一方面,从作为核反应堆堆芯现状数据测量装置的堆芯现状数据测量仪26中取得的、作为表示核反应堆运行状态的各种运行参数的、控制棒图形、堆芯冷却材料流量、核反应堆压力容器内压力、给水流量、给水温度(或堆芯入口冷却材料温度)等堆芯现状数据S3(工艺过程量),被读入到现状数据处理装置27内,进行数据处理,计算出核反应堆热力输出等。并且,包括被计算出的核反应堆热力输出在内的核反应堆现状数据S3,通过过程控制计算机20的核测量仪表控制装置21被发送到核反应堆输出分布计算装置22内。
堆芯现状数据测量仪26实际上由多台监视设备而构成。并且,堆芯现状数据测量仪26是对核反应堆的各种运行参数的工艺数据进行收集的装置的总称。但在图4中为了简化起见,用一台测量仪来表示。另外,现状数据处理装置27也可以制作成过程控制计算机20的部分功能机构。
这样发送的检测信号S2和堆芯现状数据S3等被发送到过程控制计算机20的输出分布计算装置22内。在输出分布计算装置22内,根据被发送来的堆芯现状数据S3和输出分布计算组件24的3维核热水力计算代码而计算出堆芯输出分布。并且,输出分布计算装置22利用输出分布学习模块25的学习功能来学习上述堆芯核测量仪表数据的参考输出分布,一边参考该参考输出分布,一边对计算结果(堆芯输出分布)进行校正。其结果,能在以后的输出分布预测计算中精确地计算出的核反应堆输出分布。
再者,在原有的堆内核测量仪表组件6内也有一种取代移动式中子检测器10的方式,即如图16的部分缺口斜视图所示,使移动式γ射线检测器10A在堆芯轴方向上移动,在堆芯轴向上对γ射线束进行连续测量。因为γ射线的发生量与核反应堆堆芯3内的核裂变量成正比,所以,通过测量该γ射线束,能够测量出附近的核裂变量。
利用移动式中子检测器10和γ射线检测器10A,能够对布置在堆芯轴向上的许多中子检测器8各自的检测精度偏差(不一致性)进行校正,同时能在堆芯轴向上连续地测量输出分布。
这样,在原有的核反应堆核测量仪表系统18中,堆芯3的连续轴向输出分布的测量,依靠构成移动式堆芯核测量仪表装置的移动式中子检测器10和移动式γ射线检测器10A。
另一方面,移动式中子检测器10和γ射线检测器10A,一边从核反应堆压力容器2的外部至少使1个中子检测器10或γ射线检测器10A在TIP导管9内沿堆芯3的全长(堆芯轴向长度)向上下移动,一边进行测量,所以,用于对中子检测器10和γ射线检测器10A进行移动操作的机械式驱动操作装置,其缺点是体积大,结构复杂,移动操作和维修保养麻烦。尤其对中子检测器10和γ射线检测器10A进行移动操作的检测器驱动装置12、用于选择TIP导管9的索引装置11、阀门机构15、屏蔽容器16等的机械式驱动操作装置,需要进行维护管理,而且,移动式检测器10、10A受到辐射作用,所以,其维修管理作业过程中人员可能受到辐射。
从这一观点出发,对核反应堆核测量仪表系统正在寻找一种不使用移动式测量(核测量)装置来对核反应堆的运行状态和堆芯轴向输出分布进行监视的方法。
在原有的核反应堆核测量仪表系统中所采用的堆芯核测量仪表组件6内,通常具有:4个固定式中子检测器8和1个移动式中子检测器(TIP)10或移动式γ射线检测器10A、以及用于放入移动式中子检测器(移动式γ射线检测器)并使其能移动的空心导管(TIP导管9)。但正在研究取代该TIP10的方法,即按照和固定式中子检测器8相同的方法来布置固定式γ射线发热检测器。
但是,当在堆芯轴向上布置多个,例如4个固定式γ射线检测器时,不能对堆芯3上部和下部的输出进行测量。并且,在根据4个测量数据来对堆芯3的上部或下部的测量数据进行外插,或者根据4个测量数据进行内插的情况下,在堆芯轴向的各个部位之间,输出分布变化情况互不相同,所以,产生巨大测量误差,使测量精度下降。
在核反应堆核测量仪表系统中如果在轴向上仅具有很少几个固定式测量(核测量)装置,那么,堆芯轴向的输出分布测量误差增大,所以,对核反应堆运行上的限制条件(运行极限值)必须预先设定较大的余量,其结果使核反应堆运行的余量减小,可能对开动率等产生不良影响。
再者,为了提高堆芯轴向输出分布的测量精度,可以在堆芯轴向上大量布置固定式γ射线发热检测器。然而,在此情况下,检测器信号线增加,堆内核测量仪表组件6的核测量仪表管7内能够通过的检测器连接用电缆根数是有限的,所以,要大量布置γ射线发热检测器时受到限制。
再有,如特开平6-289182号公报所述,设计了一种布置了大量γ射线发热检测器(亦称GT、GT检测器)的核反应堆核测量仪表系统。然而,在这种核反应堆核测量仪表系统中γ射线发热作用范围解析以及对γ射线发热的实际经验知识尚不充分。上下端的γ射线发热检测器至少是由于一边布置在离堆芯轴向燃料有效部分上下端约15cm以内的位置上,所以,很难准确精密地检测出燃料有效部分上下端部的γ射线发热量。
在利用多个固定式γ射线发热检测器(GT检测器)来对核反应堆内的输出分布进行测量的情况下,提出了以下两种方案:第一方案是:使许多GT检测器中的一部分布置在接近LPRM检测器的位置上,这样根据偏压变化小的GT检测器的特征,用GT检测器来调整LPRM检测器的灵敏度和增益;第二方案是:利用在轴向上布置多个GT检测器而构成的GT组件来取代移动式中子检测器或移动式γ射线检测器,作为堆芯轴向输出分布测量装置。
原有的核反应堆核测量仪表系统中所采用的γ射线发热检测器(GT检测器),由于使用差动式热电偶作为γ射线发热温度检测方法,所以,老化影响小(随时间的变化小)。但已根据以周或月为单位的老化作用,提出了热电偶电压输出相对于γ射线发热量而产生的降低,以及经过一定的堆芯内停留时间(堆芯安装时间)后的饱和现象。所以,利用被安装在由许多GT发热检测器所构成的γ温度计(GT)组件内的加热器,定期地对各个GT检测器的灵敏度{灵敏度常数;用于决定各GT检测器的热电偶输出电压和单位重量的γ射线发热量(单位:W/g)的关系的值}进行测量,对测出的灵敏度值进行检查,当变化量超过一定电平时,必须利用新的灵敏度常数从热电偶输出电压信号中计算出GT检测器的γ射线发热量。
而且,在本说明书中,上述处理,即利用加热器来测量各个GT检测器的灵敏度,当与测量结果相对应的灵敏度变化超过一定电平时,对上述灵敏度变化进行校正,这种对灵敏度常数进行设定的处理,被称为“灵敏度校正处理”。
再者,当进行上述灵敏度校正处理时的从GT检测器中输出的GT信号被进行旁路处理,不能用于输出分布测量处理。而且,对于正在进行上述灵敏度校正处理,或者被判断为发生故障的这种异常灵敏度进行显示的检测器,其输出分布测量处理中不能使用的GT检测器或GT组件,被称为旁路的GT检测器或GT组件。
但是,GT组件被组装到与作为热中子检测器的LPRM检测器组件相同的堆内核测量仪表管中,构成一个整体,LPRM检测器对热中子的灵敏度,取决于核裂变型检测器内面上所涂敷的U235和U234的浓度随堆内辐射量的变化,如果上述LPRM检测器对热中子的灵敏度低于一定值时,每个堆内核测量仪表组件,即灵敏度低于一定值的LPRM检测器和GT组件均包括在内的整体堆内核测量仪表管进行更换。所以,在实际使用中,γ温度计(GT)组件的堆内安装经过时间,对每个堆内核测量仪表组件各不相同。
另外,利用GT组件的内装加热器进行的输出电压灵敏度校正处理中的实际GT检测器灵敏度,根据GT检测器的补充加热量所产生的热电偶电压信号增加量,按下述式(2)进行测量。
因此,必须在内装加热器的补充加热完全结束的热平衡状态下,从一个GT检测器信号的许多时间序列数据中求得平均值。每个GT组件需要约30-60秒的GT信号(输出电压信号)采集时间。
在135万KWe级的ABWR(改进的沸腾水型核反应堆)中,堆芯内有52根包括这种GT组件在内的堆内核测量仪表管。所以,当利用GT组件的内装加热器来进行校正时,在平常进行GT组件的加热器校正时,也与加热器的电源供给电路和加热器的加热量测量电路的数量有关。例如分别准备3个电路时,约需要9分至20分。
再者,在GT组件的堆芯安装寿命(约7年)中,利用加热器加热来进行GT组件的加热器校正,会出现加热器断线等的潜在可能性。所以,最好是避免那些不必要的加热器加热法的校正,缩短用加热器加热法进行校正的所需时间,从整体上尽量减少不能用GT信号进行堆芯的输出分布测量的时间。
另一方面,在利用加热器加热来进行GT组件校正的过程中,以及利用已校正的GT组件来进行堆内输出分布测量的过程中,堆芯的输出和堆内输出分布保持正常状态的时间超过一定值(γ裂变序列基本保持平衡状态约1小时以上),从对γ射线加热进行测量的原理来看是必要的。
在BWR中过程控制计算机内装有BWR3维模拟器,利用堆压力、堆芯热力输出、堆芯冷却剂流量、控制棒图形等堆芯状态数据参数,定时或随时进行堆芯输出分布计算,检查确认燃料是否符合堆芯的热运行限制条件。
在比定时的堆芯输出分布计算时间短的时间前(约1小时以内),例如由于控制棒图形发生变化和堆芯冷却剂流量发生大的变化而使堆内输出分布发生变化时,LPRM检测器能立即检测出与输出分布变化相对应的中子通量信号。然而,GT检测器的信号(GT信号),因为γ射线源的缓发成分慢慢地变动,所以,若不经过规定时间,例如1小时以上,就达不到更准确的信号电平。
因此,在GT信号达到正确信号电平之前,不能根据GT信号来进行堆内输出分布学习校正处理或LPRM检测器灵敏度·增益调整处理,不能定期地(定时地)或随时进行输出分布学习校正处理或LPRM检测器灵敏度、增益调整处理。
本发明是考虑到上述情况而提出的,其目的在于提供这样一种核反应堆固定式堆内核测量仪表系统和核测量仪表处理方法、输出分布计算装置和计算方法、以及输出分布监视系统和监视方法,即它能够正确地对γ温度计组件(GT组件)进行加热器加热校正管理,精密地对GT检测器、进而对LPRM检测器进行灵敏度或增益校正,精密地进行输出分布计算。
本发明的另一目的在于提供这样一种核反应堆固定式堆内核测量仪表系统和核测量仪表处理方法、输出分布计算装置和计算方法、以及输出分布监视系统和监视方法,也就是说,它能够缩短γ温度计组件的加热器加热校正时间,减小加热器损伤概率,进而对LPRM检测器的灵敏度或增益进行精密的校正。
再者,本发明的另一目的在于提供这样一种核反应堆固定式堆内核测量仪表系统和核测量仪表处理方法、输出分布计算装置和计算方法、以及输出分布监视系统和监视方法,也就是说,它根据γ温度计组件的堆内安装时间或堆内辐射燃烧度的差异,正确地对γ温度计组件进行加热器加热校正管理,防止在γ温度计组件处于灵敏度稳定时期也进行多余的灵敏度校正,以减轻操作人员的负担。
本发明的另一个目的在于提供这样一种核反应堆固定式堆内核测量仪表系统和核测量仪表处理方法、输出分布计算装置和计算方法、以及输出分布监视系统和监视方法,也就是说,它正确地对γ温度计组件进行加热器加热校正管理,以提高GT检测器的GT信号处于电平平衡状态下的LPRM检测器的灵敏度或增益调整精度以及堆内输出分布计算精度。
本发明的再一个目的在于提供这样一种核反应堆固定式堆内核测量仪表系统和核测量仪表处理方法、输出分布计算装置和计算方法、以及输出分布监视系统和监视方法,也说是说,它能正确地对γ温度计进行加热器加热校正管理,即使在GT检测器的GT信号电平处于非平衡状态的情况下,也能定时地或随时地进行LPRM检测器的灵敏度或增益调整,同时能利用LPRM信号的校正值或GT检测器的平衡值预测值,来精密地进行堆内输出分布计算。
本发明的再一个目的在于提供这样一种核反应堆固定式堆内核测量仪表系统和核测量仪表处理方法、输出分布计算装置和计算方法、以及输出分布监视系统和监视方法,也说是说它把精密的GT信号或LPRM信号送入到输出分布计算装置内,精密地进行堆芯状态(运行状态)变化后的输出分布计算。
为了达到上述目的,本发明采取以下技术方案:
一种核反应堆固定式堆内核测量仪表系统,其特征在于:
具有
堆内核测量仪表组件,其构成是:用于对核反应堆内的带功率进行工况范围的局布输出分布进行检测的多个固定式中子检测器(LPEM检测器)、以及用于对γ射线发热量进行检测的γ温度计组件的固定式γ射线发热检测器,分别被放入到核测量仪表管内,至少上述γ射线发热检测器被分别布置在LPRM检测器附近;
LPRM信号处理装置,用于对来自上述LPRM检测器的中子通量检测信号进行处理;
γ温度计信号处理装置,用于对来自上述γ温度计组件的γ温度计信号进行处理,以及;
γ温度计加热器控制装置,用于对上述γ温度计组件内所安装的加热器进行通电控制;
并且,其设定状态是:上述γ温度计加热器控制装置对γ温度计组件内的加热器进行通电加热量控制,利用该加热器加热来对γ温度计组件的各个检测器的输出电压灵敏度进行校正。
所述的核反应堆固定式堆内核测量仪表系统,其特征在于:
设置了核测量仪表控制装置,作为对γ温度计加热器控制装置和γ温度计信号处理装置进行监视控制的监视控制模块,利用该核测量仪表控制装置来对用于进行γ温度计组件的各检测器输出灵敏度电压校正的γ温度计加热器控制装置和γ温度计信号处理装置进行动作控制。
所述的核反应堆固定式堆内核测量仪表系统,其特征在于:
上述γ温度计组件内安装的加热丝具有已知的加热器电阻值,另一方面,固定式γ射线发热检测器具有其内部装入了差动式热电偶的检测器部,该检测器部的质量是已知的,在核反应堆运行过程中,利用γ温度计加热器控制装置的通电控制来对γ温度计组件的内部加热器的进行加热控制,通过该加热器的加热而产生的固定式γ射线发热检测器的输出电压信号变化、以及加到内部加热器上的加热电压电流,均由γ温度计信号处理装置或核测量仪表控制装置来进行测量,根据测量结果来对相当于固定式γ射线发热检测器的单位发热量(W/g)的热电偶输出电压灵敏度进行校正。
所述的核反应堆固定式堆内核测量仪表系统,其特征在于:
核测量仪表控制装置,一方面具有对各γ温度计组件的堆内安装后的核反应堆运行时间(堆内安装时间)进行计算和记录的功能,另一方面,把各个γ温度计组件的堆内安装时间作为参数,对γ温度计加热器控制装置和γ温度计信号处理装置进行动作控制,在对相当于固定式γ射线发热检测器的单位发热量(W/g)的输出电压灵敏度进行校正时,根据堆内安装时间从预先规定的多个规定时间间隔中选出一个,按照已选出的规定时间间隔通过加热器加热的方法来对γ温度计组件的固定式γ射线发热检测器进行输出电压灵敏度校正。
所述的核反应堆固定式堆内核测量仪表系统,其特征在于:
核测量仪表控制装置,在加热器加热方式的各个γ温度计组件的固定式γ射线发热检测器的输出电压灵敏度校正时间间隔被更改为另外的(新的)规定时间间隔时,向操作人员等外部输出信息或报警。
所述的核反应堆固定式堆内核测量仪表系统,其特征在于:
核测量仪表控制装置,利用加热器加热方式来对固定式γ射线发热检测器进行输出电压灵敏度校正时,把堆内辐射量作为参数,以取代γ温度计组件的堆内安装时间。
所述的核反应堆固定式堆内核测量仪表系统,其特征在于:
核测量仪表控制装置,对各γ温度计组件的堆内安装时间或堆内辐射量进行存储,对该存储数据进行评价,对上述γ温度计组件的各个固定式γ射线发热检测器的加热器加热方式的输出电压灵敏度校正进行控制。
所述的核反应堆固定式堆内核测量仪表系统,其特征在于:
核测量仪表控制装置,一方面对来自核反应堆堆芯现状数据测量仪的堆芯输出电平、堆芯冷却剂流量、控制棒图形等核反应堆现状数据进行输入,检测出堆芯状态变化,另一方面,在该堆芯状态变化检测后对是否已经过规定时间进行判断,对加热器加热校正是否适当进行判断,把上述判断结果输出到显示装置上,另一方面,对该γ温度计组件的各个固定式γ射线发热检测器的加热器加热方式的输出电压灵敏度校正进行控制。
一种核反应堆核测量仪表处理方法,其特征在于:
在对核反应堆内的带功率进行工况范围的局布输出分布进行检测的多个固定式中子检测器(LPRM检测器),和上述各个中子检测器的附近至少布置了γ温度计组件的固定式γ射线发热检测器的堆内核测量仪表组件被安装到核反应堆内后,利用γ温度计加热器控制装置来对上述γ温度计组件内部的加热器进行通电控制,使内部加热器进行加热,对随着加热器加热而产生的来自上述γ温度计组件的固定式γ射线发热检测器的输出电压变化和加热器加热电压·电流进行测量,根据测量结果来对固定式γ射线发热检测器的输出电压灵敏度进行校正。
所述的核反应堆核测量仪表处理方法,其特征在于:
对上述输出电压变化和加热器加热电压·电流进行测量的步骤是:在核反应堆运行过程中,通过γ温度计加热器控制装置来对γ温度计组件的内部加热器进行通电控制,进行加热,伴随着该加热器加热的γ温度计组件的固定式γ射线发热检测器的输出电压变化和加热器加热电压·电流进行测量;在执行上述输出电压灵敏度校正步骤时,把γ温度计组件的堆内安装时间作为参数,根据堆内安装时间从预先规定的多个规定时间间隔中选择出一个,按照已选出的规定时间间隔通过加热器加热来对各个γ温度计组件的固定式γ射线发热检测器进行输出电压灵敏度校正。
所述的核反应堆核测量仪表处理方法,其特征在于:
利用核测量仪表控制装置来对各个γ温度计组件的堆内安装后的核反应堆运行时间(堆内安装时间)进行计算,对堆内安装时间进行存储,另一方面,核测量仪表控制装置对加热器校正对象的γ温度计组件进行选择,对相应的γ温度计加热器控制装置和γ温度计信号处理装置进行动作控制。
所述的核反应堆核测量仪表处理方法,其特征在于:
用堆内辐射量代替γ温度计组件的堆内安装时间作为参数,以加热器加热方式对固定式γ射线发热检测器进行输出电压灵敏度校正。
一种核反应堆固定式堆内核测量仪表系统,其特征在于:
具有
堆内核测量仪表组件,其结构是:将对核反应堆内的带功率进行工况范围的局部输出分布进行检测的多个固定式中子检测器(LPRM检测器)和用于对γ射线发热量进行检测的γ温度计组件的固定式γ射线发热检测器均装入到核测量仪表管内,至少把上述γ射线发热检测器布置到LPRM检测器附近;
LPRM信号处理装置,用于对来自上述LPRM检测器的中子通量检测信号进行处理;
γ温度计信号处理装置,用于对来自上述γ温度计组件的γ温度计信号进行处理;
γ温度计加热器控制装置,用于对上述γ温度计组件内的加热器进行通电控制;以及
核测量仪表控制装置,用于对上述γ温度计的堆内安装时间或堆内辐射量进行计算和存储;
上述核测量仪表控制装置对γ温度计加热器控制装置和γ温度计信号处理装置进行动作控制,利用上述γ温度计加热器控制装置来对送往γ温度计组件的内部加热器内的通电加热量进行控制,每个规定时间间隔用加热器加热方式对固定式γ射线发热检测器进行输出电压增加灵敏度校正。
所述的核反应堆固定式堆内核测量仪表系统,其特征在于:
γ温度计信号处理装置或核测量仪表控制装置一方面对从γ温度计组件的各个固定式γ射线发热检测器来的输出电压增加灵敏度数据进行计算,另一方面,核测量仪表控制装置存有预先准备的用于加热器校正的多个时间间隔数据(例如从时间间隔短的一方开始,依次为第一时间间隔、第二时间间隔、第三时间间隔……)在γ温度计组件的堆内安装初期按照第一最短的规定时间间隔来进行输出电压灵敏度校正,每次对γ温度计组件进行灵敏度校正时,都对输出电压增加灵敏度数据进行存储,作为时间序列数据进行保存,利用该固定式γ射线发热检测器的输出电压灵敏度的时间序列数据,取得离现在时间最近的2点以上的时间序列数据点,对输出电压灵敏度变化曲线进行推测,在上述输出电压灵敏度变化曲线不超过对于规定的未来时间已设定的允许灵敏度变化判断值的情况下,按照比现在的上述第一规定时间长的第二规定时间间隔来对固定式γ射线发热检测器进行加热器加热校正;在超过允许灵敏度判断值的情况下,按照现在已选定的规定时间间隔来进行加热器加热校正;
同样,在按照第二时间间隔来进行灵敏度校正·存储的情况下,利用被存储的输出灵敏度时间序列数据,取得离现在最近的两个点以上,绘制输出电压灵敏度变化曲线,在该输出电压灵敏度变化曲线不超过对规定的未来时间进行设定的允许灵敏度变化判断值的情况下,按照比上述选定的第二规定时间更长的第三规定时间间隔来对固定式γ射线发热检测器进行加热器加热校正,在超过的情况下按照第二规定时间间隔来对固定式γ射线发热检测器进行加热器加热校正;这样,对γ温度计加热器控制装置和γ温度计加热器信号处理装置进行动作控制,以便对现在选定的时间间隔是否可以更改成已准备的下一个更长的灵敏度校正时间间隔进行自动的判断计算。
所述的核反应堆固定式堆内核测量仪表系统,其特征在于:
γ温度计信号处理装置或核测量仪表控制装置一方面对从γ温度计组件的各个固定式γ射线发热检测器来的输出电压增加灵敏度数据进行计算,并存储该时间序列数据,另一方面,核测量仪表控制装置存有预先准备的用于加热器校正的多个时间间隔数据(例如从时间间隔短的一方开始,依次为第一时间间隔、第二时间间隔、第三时间间隔……),每次进行γ温度计组件的灵敏度校正时,都按照已选定的加热器校正时间间隔来对各个γ温度计组件的各个检测器输出电压灵敏度数据进行存储,利用各个固定式γ射线发热检测器的输出电压灵敏度的时间序列数据,取得离现在最近的两点以上的时间序列数据点,对输出电压灵敏度变化曲线进行推测,在上述输出电压灵敏度变化曲线超过已对规定的未来时间进行设定的允许灵敏度变化判断值的情况下,按照从能够符合该固定式γ射线发热检测器的判断结果的规定校正时间间隔中选择的最大规定时间间隔、或者按照比过去已选择的时间间隔短的下一个时间间隔来进行加热器加热校正,按此方法对γ温度计加热器控制装置和γ温度计信号处理装置进行动作控制。
所述的核反应堆固定式堆内核测量仪表系统,其特征在于:
核测量仪表控制装置,在γ温度计组件的固定式γ射线发热检测器的加热器加热校正时间间隔从前面的加热器加热校正时间间隔进行了更改时,向操作人员等输出信息或报警。
所述的核反应堆固定式堆内核测量仪表系统,其特征在于:
核测量仪表控制装置,对γ温度计组件的堆内安装时间或堆内辐射量进行存储,对该存储数据进行评价,对上述γ温度计组件的各个固定式γ射线发热检测器的加热器加热方式的输出电压增加灵敏度校正进行控制。
所述的核反应堆固定式堆内核测量仪表系统,其特征在于:
核测量仪表控制装置,一方面对从核反应堆堆芯现状数据测量仪来的堆芯输出电平、堆芯冷却剂流量、控制棒图形等核反应堆现状数据进行输入,对堆芯状态变化进行检测,另一方面,在该堆芯状态变化检测后对是否已经过规定时间进行判断,对γ温度计组件的加热器加热校正是否合适进行判断,把上述判断结果输出到显示装置上,另一方面,对γ温度计组件的各个固定式γ射线发热检测器的加热器加热方式的输出电压增加灵敏度校正进行控制。
所述的核反应堆固定式堆内核测量仪表系统,其特征在于:
核测量仪表控制装置,从根据γ温度计组件的堆内安装时间预先准备的多个时间间隔(例如从时间间隔短的一方开始依次为第一时间间隔、第二时间间隔、第三时间间隔、……)中,对应该γ温度计组件的堆内安装时间选择出规定时间间隔(例如第三时间间隔),以此规定时间间隔,利用加热器加热方式来对该固定式γ射线发热检测器进行输出电压灵敏度校正,对γ温度计加热器控制装置和γ温度计信号处理装置进行动作控制;并且,核测量仪表控制装置对γ温度计组件的各个固定式γ射线发热检测器的输出电压灵敏度的时间序列数据进行存储,利用该时间序列数据取得离现在最近的两点以上的时间序列数据,对输出电压灵敏度变化曲线进行推测,在该输出电压灵敏度变化曲线超过对规定的未来时间已设定的允许灵敏度变化判断值的情况下,优先于上述被选择的时间间隔(例如第三时间间隔),设定在下一个较短的规定时间间隔(例如第二时间间隔)或者符合允许灵敏度变化判断值的预先准备的多个时间间隔中的最大的规定时间间隔上,按照这种新选择·设定的时间间隔,用加热器加热方式进行输出电压灵敏度校正。
所述的核反应堆固定式堆内核测量仪表系统,其特征在于:
核测量仪表控制装置,在γ温度计组件的各个固定式γ射线发热检测器的加热器加热方式的输出电压增加灵敏度校正时间间隔(加热器加热校正时间间隔)已从以前的校正时间间隔进行更改时,向操作人员等输出信息或报警。
所述的核反应堆固定式堆内核测量仪表系统,其特征在于:
核测量仪表控制装置,利用堆内辐射量作为参数,来取代堆内安装时间,对γ温度计组件的各个固定式γ射线发热检测器的加热器加热校正时间间隔进行设定。
所述的核反应堆固定式堆内核测量仪表系统,其特征在于:
核测量仪表控制装置,对γ温度计组件的堆内安装时间或堆内辐射量进行存储,对该存储数据进行评价,对上述γ温度计组件的各个固定式γ射线发热检测器的加热器加热方式的输出电压增加灵敏度校正进行控制。
所述的核反应堆固定式堆内核测量仪表系统,其特征在于:
核测量仪表控制装置,一方面对核反应堆现状数据进行输入,对堆芯状态变化进行检测,上述核反应堆现状数据表示由核反应堆堆芯现状数据测量仪测出的堆芯输出电平、堆芯冷却剂流量、控制棱图形等堆芯状态;另一方面,在该堆芯现状变化检测后,判断是否已经过规定时间后,对γ温度计组件的加热器加热校正是否适当进行判断,把该判断结果输出到显示装置,并对γ温度计组件的各个固定式γ射线发热检测器的加热器加热方式的输出电压灵敏度校正进行控制。
一种核反应堆核测量仪表处理方法,其特征在于:
检测核反应堆内的带功率进行工况范围的局部输出分布的多个固定式中子检测器(LPRM检测器),以及在上述各LPRM检测器附近至少布置了γ温度计组件的各个固定式γ射线发热检测器的堆内核测量仪表组件被安装到核反应堆内后,核测量仪表控制装置对γ温度计组件的各个固定式γ射线发热检测器的输出电压灵敏度的时间序列数据进行存储,对γ温度计加热器控制装置和γ温度计信号处理装置进行动作控制,对送入γ温度计组件的内部加热器的通电加热量进行控制,每隔规定时间间隔利用加热器加热方式来对固定式γ射线发热检测器进行输出电压灵敏度校正。
所述的核反应堆核测量仪表处理方法,其特征在于:
在进行γ温度计组件的各个固定式γ射线发热检测器的输出电压灵敏度校正时,在γ温度计组件安装到堆内的初期,固定式γ射线发热检测器的输出电压灵敏度校正,由核测量仪表控制装置按照提前存储的多个灵敏度校正时间间隔中最短的第一时间间隔来进行灵敏度校正并进行存储,作为时间序列数据进行保存,利用这种已存储的输出灵敏度时间序列数据,取得离现在最近的两个以上的点,绘制出输出电压灵敏度变化曲线,在该输出电压灵敏度变化曲线不超过对规定的未来时间已设定的允许灵敏度变化判断值的情况下,按照比上述被选择的第一规定时间间隔长的下一个第二规定时间间隔来对固定式γ射线发热检测器进行加热器加热校正,在超过上述判断值的情况下,按照第一规定时间间隔对固定式γ射线发热检测器进行加热器加热校正;
同样,按照第二时间间隔来进行灵敏度校正并进行存储,利用已存储的输出灵敏度时间序列数据来取得离现在最近的两个以上的点,绘制出输出电压灵敏度变化曲线,在该输出电压灵敏度变化曲线不超过对规定的未来时间已设定的允许灵敏度变化判断值的情况下,按照比上述被选择的第二规定时间间隔长的第三规定时间间隔来对固定式γ射线发热检测器进行加热器加热校正;在超过上述判断值的情况下按照第二规定时间间隔来对固定式γ射线发热检测器进行加热器加热校正,按此方法对现在已被选定的时间间隔是否也可以更改成已准备的下一个较长的灵敏度校正时间间隔进行自动的判断计算。
一种核反应堆核测量仪表处理方法,其特征在于:
检测核反应堆内的带功率进行工况范围的局部输出分布的多个固定式中子检测器(LPRM检测器),以及在上述各LPRM检测器附近至少布置了γ温度计组件的固定式γ射线发热检测器的堆内核测量仪表组件被安装到核反应堆内后,上述γ温度计组件的堆内安装时间和输出电压灵敏度的时间序列数据由核测量仪表控制装置进行存储,上述核测量仪表控制装置按照规定时间间隔,利用加热器加热方法来对该固定式γ射线发热检测器进行输出电压增加灵敏度校正,上述规定时间间隔是根据该γ温度计组件的堆内安装时间从预先准备的多个时间间隔中,对应γ温度计组件堆内安装时间选择出来的;而且,上述核测量仪表控制装置,根据已存储的输出电压灵敏度的时间序列数据,来对时间序列数据灵敏度变化曲线进行估算,在该输出电压灵敏度变化曲线超过对规定的未来时间已设定的允许输出电压灵敏度变化判断值的情况下,优先于上述已被选定的时间间隔,设定在下一个较短的规定时间间隔上,利用加热器加热方式进行输出电压灵敏度校正,以此方法对γ温度计加热器控制装置和γ温度计信号处理装置进行控制。
所述的核反应堆核测量仪表处理方法,其特征在于:
核测量仪表控制装置,根据已存储的输出电压灵敏度的时间序列数据,从离现在最近的两个点以上的输出电压灵敏度的时间序列数据中估算出输出电压灵敏度变化曲线,在该输出电压灵敏度超过对规定的未来时间进行设定的允许输出电压灵敏度变化判断值的情况下,设定到符合允许灵敏度变化判断值的预先准备的多个时间间隔中的最大规定时间间隔上,强制而且优先以加热器加热方法对γ温度计组件进行输出电压灵敏度校正。
所述的核反应堆核测量仪表处理方法,其特征在于:
当γ温度计组件的加热器加热方法的输出电压增加灵敏度校正的时间间隔从以前的输出电压灵敏度时间间隔进行了更改时,核测量仪表控制装置向外部(操作员等)输出信息和报警信号。
所述的核反应堆核测量仪表处理方法,其特征在于:
以堆内辐射量作为参数,取代堆内安装时间,对γ温度计组件的加热器加热方法的输出电压增加灵敏度校正的时间间隔进行设定。
所述的核反应堆核测量仪表处理方法,其特征在于:
把从核反应堆堆芯现状数据测量仪中来的堆芯输出电平、堆芯冷却剂流量、控制棒图形等核反应堆现状数据输入到核测量仪表控制装置中,检测出堆芯状态变化,在该堆芯状态变化被检测后,由核测量仪表控制装置对规定时间的经过进行判断,对γ温度计组件的加热器加热校正是否适当进行判断,把判断结果显示到显示装置上,另一方面,对γ温度计组件的利用加热器加热方法的输出电压增加灵敏度进行校正。
一种核反应堆固定式堆内核测量仪表系统或核反应堆输出分布监视系统,其特征在于:
具有
堆内核测量仪表组件,其构成是:将用于对核反应堆内的带功率进行工况范围的局布输出分布进行检测的多个固定式中子检测器(LPRM检测器)、以及用于对γ射线发热量进行检测的γ温度计组件的各个固定式γ射线发热检测器均放入到核测量仪表管内,至少上述γ射线发热检测器布置在LPRM检测器附近;
LPRM信号处理装置,用于对来自上述LPRM检测器的中子通量检测信号进行处理;
γ温度计信号处理装置,用于对来自上述γ温度计组件的γ温度计信号进行处理;
γ温度计加热器控制装置,用于对上述γ温度计内的加热器进行通电控制;以及
核测量仪表控制装置,用于对上述γ温度计加热器控制装置和γ温度计信号处理装置进行动作控制;
上述核测量仪表控制装置,一方面接收对核反应堆的堆芯输出电平、堆芯冷却剂流量、控制棒图形等堆芯状态进行测量的核反应堆堆芯现状数据测量仪所提供的信号,对堆芯状态变化进行检测之后对是否已经过规定时间进行判断,另一方面,把该判断结果在外部进行显示,而且,把从上述γ温度计组件来的信号或根据该信号计算出的γ射线发热量送入到堆内输出分布计算装置中。
一种核反应堆固定式堆内核测量仪表系统或核反应堆输出分布监视系统,其特征在于:
具有
堆内核测量仪表组件,其构成是:用于对核反应堆内的带功率进行工况范围的局布输出分布进行检测的多个固定式中子检测器(LPRM检测器)、以及用于对γ射线发热量进行检测的γ温度计组件的固定式γ射线发热检测器均放入到核测量仪表管内,至少上述γ射线发热检测器布置在LPRM检测器附近;
LPRM信号处理装置,用于对来自上述LPRM检测器的中子通量检测信号进行处理;
γ温度计信号处理装置,用于对来自上述γ温度计组件的γ温度计信号进行处理;
γ温度计加热器控制装置,用于对上述γ温度计组件内的加热器进行通电控制;以及
核测量仪表控制装置,用于对上述γ温度计加热器控制装置和γ温度计信号处理装置进行动作控制;
上述核测量仪表控制装置,一方面接收对核反应堆的堆芯输出电平、堆芯冷却剂流量、控制棒图形等堆芯状态进行测量的核反应堆堆芯现状数据测量仪所提供的信号,对堆芯状态变化进行检测之后对是否已经过规定时间进行判断,另一方面,把该判断结果在外部进行显示,而且,利用根据同一堆内测量仪表管的LPRM检测器与同一的堆芯轴向位置的上述固定式γ射线发热检测器的信号而计算出的γ射线发热量,对LPRM检测器的灵敏度或增益进行校正。
一种核反应堆固定式堆内核测量仪表系统或核反应堆输出分布监视系统,其特征在于:
具有
堆内核测量仪表组件,其构成是:将对核反应堆内的带功率进行工况范围的局布输出分布进行检测的多个固定式中子检测器(LPRM检测器)、以及用于对γ射线发热量进行检测的γ温度计组件的各固定式γ射线发热检测器均放入到核测量仪表管内,至少上述γ射线发热检测器布置在LPRM检测器附近;
LPRM信号处理装置,用于对来自上述LPRM检测器的中子通量检测信号进行处理;
γ温度计信号处理装置,用于对来自上述γ温度计组件的γ温度计信号进行处理;
γ温度计加热器控制装置,用于对上述γ温度计组件内的加热器进行通电控制;以及
核测量仪表控制装置,用于对上述γ温度计加热器控制装置和γ温度计信号处理装置进行动作控制;
上述核测量仪表控制装置,根据由核反应堆堆芯现状数据测量仪测量的、表示核反应堆的堆芯输出电平、堆芯冷却剂流量、控制棒图形等的核反应堆状态的核反应堆现状数据,来对堆芯状态变化进行检测,然后,对是否已经过规定时间进行判断,把该判断结果输出到输出输入装置内,另一方面,还具有一种把固定式γ射线发热检测器的检测信号、或者根据该检测信号而计算出的γ射线发热量作为输入的堆内输出分布计算装置;
该堆内输出分布计算装置利用被输入的上述固定式γ射线发热检测器的检测信号、或γ射线发热量或3维核热水力计算模型来对堆芯输出分布进行学习计算,根据该堆芯输出分布来对各个LPRM检测器的预测检测值进行计算,对已计算出的预测检测值和现在的实测值进行比较,对LPRM检测器的灵敏度或增益进行校正。
所述的核反应堆固定式堆内核测量仪表系统或核反应堆输出分布监视系统,其特征在于:
LPRM信号处理装置,具有把多个固定式中子检测器(LPRM检测器)划分成许多APRM通道或LPRM组(群)进行校正的LPRM检测器校正装置,该LPRM检测器校正装置按照各个APRM通道或LPRM组内所包含的LPRM检测器的最大允许旁路数的范围,对LPRM检测器的灵敏度或增益进行调整。
所述的核反应堆固定式堆内核测量仪表系统或核反应堆输出分布监视系统,其特征在于:
LPRM信号处理装置,具有将对多个固定式中子检测器(LPRM检测器)划分成多个APRM通道或LPRM组来进行校正的LPRM检测器校正装置,该LPRM检测器校正装置按照APRM通道或LPRM组的最大允许旁路数的范围,以被设为旁路的APRM通道或LPRM组内所包括的LPRM检测器组为单位,对LPRM检测器的灵敏度或增益进行调整。
一种核反应堆核测量仪表处理方法或核反应堆输出分布监视方法,其特征在于:
将对核反应堆内的带功率进行工况范围的局布输出分布进行检测的多个固定式中子检测器(LPRM检测器),以及至少在上述LPRM检测器附近布置了γ温度计固定式γ射线发热检测器的堆内核测量仪表组件安装在核反应堆内,对核反应堆的堆芯输出电平、堆芯冷却剂流量、控制棒图形等反应堆现状数据,用核反应堆堆芯现状数据测量仪进行测量,对上述堆芯状态变化进行检测,核测量仪表控制装置对上述堆芯状态变化进行检测之后,对是否已经过规定时间进行判断,把该判断结果显示给操作员,另一方面,把γ温度计组件的输出信号或根据该信号而计算出的γ射线发热量定时地或随时地送入到堆内输出分布计算装置内。
一种核反应堆核测量仪表处理方法或核反应堆输出分布监视方法,其特征在于:
将对核反应堆内的带功率进行工况范围的局布输出分布进行检测的多个固定式中子检测器(LPRM检测器)以及至少在上述LPRM检测器附近布置了γ温度计组件的固定式γ射线发热检测器的堆内核测量仪表组件安装在核反应堆内,对核反应堆的堆芯输出电平、堆芯冷却剂流量、控制棒图形等反应堆现状数据,用核反应堆堆芯现状数据测量仪进行测量,对上述堆芯状态进行检测,核测量仪表控制装置对上述堆芯状态变化进行检测之后对是否已经过规定时间进行判断,把该判断结果显示给操作员,另一方面,利用根据与同一堆内核测量仪表管中的LPRM检测器和同一堆芯轴向位置的固定式γ射线发热检测器发出的信号所计算出的γ射线发热量,来对上述LPRM检测器的灵敏度或增益进行校正。
一种核反应堆核测量仪表处理方法或核反应堆输出分布监视方法,其特征在于:
将对核反应堆内的带功率进行工况范围的局布输出分布进行检测的多个固定式中子检测器(LPRM检测器),以及至少在上述固定式中子检测器附近布置了γ温度计组合的固定式γ射线发热检测器的堆内核测量仪表组件安装在核反应堆内,对核反应堆的堆芯输出电平、堆芯冷却剂流量、控制棒图形等核反应堆现状数据用核反应堆堆芯现状数据测量仪进行测量,并将其输出到核测量仪表控制装置内,核测量仪表控制装置根据被输出的核反应堆现状数据,对上述堆芯状态变化进行检测之后对是否已经过规定时间进行判断,把该判断结果显示给操作员,另一方面,堆内输出分布计算装置,用于把γ温度计组件的输出信号或根据该输出信号而计算出的γ射线发热量定时地或随时地送入到堆内输出分布计算装置内,该堆内输出布计算装置利用根据上述固定式γ射线发热检测器的信号而计算出的γ射线发热量和三维热水力计算模型来对堆芯输出分布进行学习计算,根据学习计算的堆芯输出分布,由上述堆芯输出分布计算装置所计算出的各个LPRM检测器的预测检测值与现在的实测值进行比较,对LPRM检测器的灵敏度或增益进行校正。
所述的核反应堆核测量仪表处理方法或核反应堆输出分布监视方法,其特征在于:
把多个固定式中子检测器(LPRM检测器)划分成多个APRM通道或LPRM组,按照各个APRM通道或LPRM组内所包括的LPRM检测器的最大允许旁路数范围,对LPRM检测器的灵敏度或增益进行调整。
所述的核反应堆核测量仪表处理方法或核反应堆输出分布监视方法,其特征在于:
把多个固定式中子检测器(LPRM检测器)划分成多个APRM通道或LPRM组,按照各个APRM通道或LPRM组的允许旁路数范围,以被设为旁路的APRM通道或LPRM组内所包括的LPRM检测器组为单位,对LPRM检测器的灵敏度或增益进行调整。
一种核反应堆输出分布计算装置或核反应堆输出分布监视系统,其特征在于:
具有
堆内输出分布计算装置,其作用是:在核反应堆堆芯现状数据测量仪对表示堆芯输出电平、堆芯冷却剂流量、控制棒图形等堆芯状态(运行状态)的堆芯状态参数进行测量后,从上述数据测量仪中输入作为上述测量结果的堆芯状态的参数信号,另一方面,定时地或随时地用γ温度计信号和LPRM信号来计算堆内输出分布;以及
核测量仪表控制装置,用于输入上述堆芯状态参数信号,检测出堆芯状态变化后,对是否已经过规定时间进行判断;
核测量仪表控制装置把上述判断结果显示到显示装置上,在不符合规定条件的情况下,用LPRM信号来代替γ温度计信号输入到堆内输出分布计算装置,另一方面,上述堆内输出分布计算装置,以上述堆芯状态参数信号和在最近的时间点上根据γ温度计信号求得学习校正量为基础,进行与现在堆芯状态相符合的输出分布计算,对从该结果中计算出的LPRM信号计算值和LPRM信号实测值互相比较的校正比在轴向上进行内外插,求得轴向全部结点的校正比,γ温度计信号发生变化,即使在γ射线发热检测器处于不平衡的过渡状态下时也能进行输出分布评价,在下次新的平衡状态,能利用γ射线发热检测器进行学习校正的情况下,重新对LPRM方式的补充学习校正量进行清零,再次取得基于γ温度计信号的学习校正量,并加以存储。
一种核反应堆输出分布计算方法或输出分布监视方法,其特征在于:
一方面对表示堆芯输出电平、堆芯冷却剂流量、控制棒图形等堆芯状态(运行状态)的堆芯状态参数进行测量,把已测出的堆芯状态的参数信号输入到堆内输出分布计算装置内,另一方面,定时地或随时地利用γ温度计信号和LPRM信号来对堆内输出分布进行计算,同时,从堆芯状态参数信号的输入中检测出堆芯状态变化,由核测量仪表控制装置根据该检测情况对是否已经过规定时间进行判断,把该判断结果显示到显示装置上,在不符合规定条件的情况下,一方面向堆内输出分布计算装置内输送LPRM信号,以取代γ温度计信号,另一方面,在堆芯输出分布计算装置中,以上述堆芯状态参数信号和根据γ温度计信号而取得的学习校正量为基础,进行与现在的堆芯状态相符合的输出分布计算,推测出现在的输出分布,对根据推测出的输出分布而计算出的LPRM信号计算值和LPRM信号实测值互相比较的校正值在轴向上进行内外插,求得轴向全结点的校正比,即使在γ射线发热检测器处于不平衡的过渡状态下时,也能进行输出分布评价,在下次新的平衡状态,能用γ射线发热检测器进行学习校正的情况下,重新对LPRM补充学习校正量进行清零,再次取得基于γ温度计信号的学习校正量并加以存储。
一种核反应堆输出分布计算装置或核反应堆输出分布监视系统,其特征在于:
具有
堆内输出分布计算装置,用于从对堆芯输出电平、堆芯冷却剂流量、控制棒图形等堆芯状态(运行状态)的参数信号进行测量的核反应堆堆芯现状数据测量仪中输入上述堆芯状态参数信号,另一方面,定时地或随时地利用γ温度计信号和LPRM信号来计算堆内输出分布;以及
核测量仪表控制装置,用于对上述堆芯状态参数信号进行输入,对堆芯状态变化进行检测,然后,对是否已经过规定时间进行判断;
上述核测量仪表控制装置一方面把该判断结果显示到显示装置上,另一方面,在不符合规定条件时,使LPRM信号代替γ温度计信号输入到堆内输出分布计算装置中;
而上述堆内输出分布计算装置,以上述堆芯状态参数信号和在最近时间点上由γ温度计信号取得的学习校正量为基础,进行与现在堆芯运行状态(堆芯状态)相符合的输出分布计算,对现在的输出分布进行推测,根据推测输出分布对γ温度计信号进行计算,另一方面,从上述最近的时间点开始利用现在的LPRM周围的燃料结点的控制棒状态变化和通道内空隙率变化,来求出根据上述最近时间点的计算而估计的LPRM信号变化量,根据该LPRM信号变化量和根据计算而估计的平衡状态的γ温度计信号变化量的响应量之差,对实测的LPRM信号进行校正而取得的模拟γ温度计信号和通过上述现在(当时)的计算从输出分布中计算出的γ温度计信号互相比较的校正比在轴向上进行内外插,获得轴向全结点的校正比,γ温度计信号发生变化,即使在γ射线发热检测器处于不平衡的过渡状态下时,也能进行核反应堆输出分布评价,在下次的平衡状态下能利用γ射线发热检测器进行学习校正的情况下,重新对来自LPRM信号的模拟γ温度计信号和来自输出分布计算的γ温度计信号的计算所产生的补充学习校正量进行清零,再次取得基于γ温度计信号的学习校正量,并加以存储。
一种核反应堆输出分布计算方法或输出分布监视方法,其特征在于:
对表示堆芯输出电平、堆芯冷却剂流量、控制棒图形等堆芯状态(运行状态)的堆芯状态参数进行测量,把被测的堆芯状态参数信号输入到堆内输出分布计算装置中,另一方面,定时地或随时地利用γ温度计信号和LPRM信号来计算堆内输出分布,同时,从堆芯状态参数信号的输入中检测出堆芯状态变化,由核测量仪表控制装置根据该检测对是否已经过规定时间进行判断,把该判断结果显示到显示装置上,另一方面,在不符合规定条件的情况下,使LPRM信号代替γ温度计信号输入到堆内输出分布计算装置中,在上述堆内输出分布计算装置中,以在最近时间点上以由γ温度计信号取得的学习校正量为基础,进行与现在堆芯运行状态(堆芯状态)相符合的输出分布计算,对现在的输出分布进行推测,利用以下按推测输出分布计算出的γ温度计信号平均值,和从上述最近的时间点到现在的LPRM周围的燃料结点的控制棒状态变化在通道内空隙率变化,来求出根据上述最近时间点的计算而估计的LPRM信号变化量,根据该LPRM信号变化量和根据计算而估计的平衡状态的γ温度计信号变化量的响应量之差,对实测的LPRM信号进行校正而取得的模拟γ温度计信号值、和通过上述现在(当时)的计算从输出分布中计算出的γ温度计信号平衡值互相比较的校正比在轴向上进行内外插,获得轴向全结点的校正比,即使在γ射线发热检测器处于不平衡的过渡状态下时,也能进行核反应堆输出分布评价,在下次的平衡状态下能利用γ温度计进行学习校正的情况下,重新对基于LPRM信号的模拟γ温度计信号和来自输出分布计算的γ温度计信号的计算所产生的补充学习校正量进行清零,再次取得基于γ温度计信号的学习校正量,并加以存储。
一种核反应堆输出分布计算装置或核反应堆输出分布监视系统,其特征在于:
具有
堆内输出分布计算装置,用于表示从对堆芯输出电平、堆芯冷却剂流量、控制棒图形等堆芯状态(运行状态)的参数信号进行测量的核反应堆堆芯现状数据测量仪中,输入上述堆芯状态参数信号,另一方面,定时地或随时地利用γ温度计信号来计算堆内输出分布;以及
核测量仪表控制装置,用于对上述堆芯状态参数信号进行输入,对堆芯状态变化进行检测,然后,对是否已经过规定时间进行判断;
上述核测量仪表控制装置,一方面把该判断结果显示到显示装置上,另一方面,固定式堆内核测量仪表系统具有对上述γ温度计信号进行处理的γ温度计信号处理装置,在未能符合对上述堆芯状态变化所必须的条件时,由γ温度计信号处理装置或核测量仪表控制装置来对经过规定时间后的γ射线发热检测器的平衡信号电平进行预测计算;
进一步,上述堆内输出分布计算装置,进行与现在运行状态相符合的输出分布计算,对从该结果中计算出的γ温度计信号值和上述预算出的γ温度计信号值互相比较的校正比在轴向上进行内外插,取得燃料组件轴向全结点校正比,即使在γ射线发热检测器处于不平衡的过渡状态下时,也能进行输出分布评价。
所述的核反应堆输出分布计算装置或核反应堆输出分布监视系统,其特征在于:
一方面核测量仪表控制装置或γ温度计信号处理装置,对规定时间已过去后的γ射线发热检测器的平衡信号电平进行预测计算,另一方面,在发出了旨在进行在发出该预测计算的预测功能运用指示期间,对每个新时刻的γ射线发热检测器的W/g电平信号进行读入,废除最旧的数据,对采用最小平方适配方式的γ温度计信号预测计算值进行更新,把这种更新后的γ温度计信号预测计算值从γ温度计信号处理装置或核测量仪表控制装置传送到堆内输出分布计算装置内,使用γ温度计信号预测计算值来进行堆内输出分布计算的这种方式状态显示到显示装置上。
一种核反应堆输出分布计算方法或输出分布监视方法,其特征在于:
对表示堆芯输出电平、堆芯冷却剂流量、控制棒图形等堆芯状态(运行状态)的堆芯状态参数信号进行检测,把被检测出的堆芯状态参数信号输入到堆内输出分布计算装置中,另一方面,定时地或随时地利用γ温度计信号来计算堆内输出分布,同时从堆芯状态参数信号的输入中检测出堆芯状态变化,由核测量仪表控制装置根据该检测结果来判断是否已经过规定时间,把该判断结果显示到显示装置上,另一方面,在不符合规定条件的情况下,核测量仪表控制装置或γ温度计信号处理装置把每隔规定时间变化一次的γ温度计信号取入多个,对规定时间过去后的γ射线发热检测器的平衡信号电平进行预测计算,进一步以上述堆内输出分布计算装置来进行与现在的运行状态相符合的输出分布计算,对于从该结果中计算出的γ温度计信号值和上述预测计算的γ温度计信号值互相比较的校正值在轴向上进行内处插,取得燃料组件轴向全结点校正比,即使在γ温度计信号变化的γ射线发热检测器处于不平衡的过渡状态下时,也能进行堆内输出分布评价。
所述的核反应堆输出分布计算方法或核反应堆输出分布监视方法,其特征在于:
核测量仪表控制装置或γ温度计信号处理装置,对规定时间已过去后的γ射线发热检测器的平衡信号电平进行预测计算,另一方面,在进行该预测计算的预测功能运用指示已从显示装置中发出期间,把每个新时刻的γ射线发热检测器的W/g电平信号读入,废除最旧的数据,对采用最小平方适配的γ温度计信号预测计算值进行更新,把这种已更新的γ温度计信号预测计算值从γ温度计信号处理装置或核测量仪表控制装置中传送到堆内输出分布计算装置中,利用γ温度计信号预测计算值进行堆内输出分布计算,这种方式状态显示到显示装置上。
一种核反应堆输出分布监视系统,其特征在于::
具有
堆内核测量仪表组件,其构成是:将用于对核反应堆内的带功率进行工况范围的局布输出分布进行检测的多个固定式中子检测器(LPRM检测器)、以及用于对γ射线发热量进行检测的γ温度计组件的各固定式γ射线发热检测器均放入到核测量仪表管内,至少上述γ射线发热检测器布置在LPRM检测器附近;
LPRM信号处理装置,用于对来自上述LPRM检测器的中子通量检测信号进行处理;
γ温度计信号处理装置,用于对来自上述γ温度计组件的γ温度计信号进行处理;
γ温度计加热器控制装置,用于对上述γ温度计组件内的加热器进行通电控制;
核测量仪表控制装置,用于对上述γ温度计的堆内安装时间或堆内辐射燃烧度进行计算和存储;以及
堆内输出分布计算装置,用于一方面对表示堆芯输出电平、堆芯冷却剂流量、控制棒图形等堆芯状态的参数信号进行输入,另一方面,定时地或随时地利用γ温度计信号和LPRM信号来计算堆内输出分布;
另外,上述γ温度计信号处理装置或核测量仪表控制装置,取入多个在每隔规定时间变化一次的γ温度计信号,对规定时间过去后的γ射线发热检测器的平衡信号电平进行预测计算,读入每个新时刻的γ温度计信号,废除最旧的数据,对采用最小平方适配的γ温度计信号预测计算值进行更新,把该更新后的γ温度计信号预测计算值发送到堆内输出分布计算装置中,另一方面,上述堆内输出分布计算装置,定时地或随时地利用上述预测计算出的平衡γ温度计信号值对其输出分布进行学习校正,而且,利用同一堆内核测量仪表管的固定式中子检测器和同一堆芯轴向位置的上述平衡γ温度计信号,对固定式中子检测器的灵敏度或增益进行校正,或者根据上述学习校正后的堆芯输出分布由上述堆芯输出分布计算装置进行计算的固定式中子检测器的预测信号值和现在的实测值进行比较,对各个固定式中子检测器的灵敏度和增益进行调整,以便达到与上述计算出的固定式中子检测器的预测信号值相一致。
一种核反应堆输出分布监视方法,其特征在于:
对核反应堆内的带功率进行工况范围的局布输出分布进行检测的多个固定式中子检测器(LPRM检测器),和至少在上述各个LPRM检测器附近布置了γ温度计组件的各个固定式γ射线发热检测器的这种堆内核测量仪表组件被安装到核反应堆内后,γ温度计信号处理装置或核测量仪表控制装置将在每隔规定时间都变化一次的多个γ温度计信号取入,对规定时间过去后的γ射线发热检测器的平衡信号电平进行预测计算,对每个新时刻的γ射线发热检测器信号进行读入,把最旧的数据废除掉,对采用最小平方适配的γ温度计预测计算值进行更新,把该更新后的γ温度计信号预测计算值送入到堆内输出分布计算装置中,另一方面,堆内输出分布计算装置定时地或随时地利用上述平衡γ温度计信号值,对该输出分布进行学习校正,而且,利用同一堆内核测量仪表管的LPRM检测器和同一堆芯轴向位置的平衡γ温度计信号,对LPRM检测器的灵敏度或增益进行校正,或者根据上述学习校正后的堆芯输出分布由上述堆内输出分布计算装置进行计算的LPRM检测器的预测信号值与现在的实测值进行比较,对各个LPRM检测器的灵敏度或增益进行校正,使实测值与上述计算出的LPRM检测器的预测信号值相一致。
涉及本发明的核反应堆的固定式堆内核测量仪表系统系统,为了解决上述问题,具有:
堆内核测量仪表组件,其构成是:用于对核反应堆内的带功率进行工况范围的局布输出分布进行检测的多个固定式中子检测器(LPEM检测器)、以及用于对γ射线发热量进行检测的γ温度计组件的固定式γ射线发热检测器,分别被放入到核测量仪表管内,上述γ射线发热检测器起码被分别布置在LPRM检测器附近;
LPRM信号处理装置,用于对来自上述LPRM检测器的中子通量检测信号进行处理;
γ温度计信号处理装置,用于对来自上述γ温度计组件的γ温度计信号进行处理,以及;
γ温度计加热器控制装置,用于对上述γ温度计组件内所安装的加热器进行通电控制,
并且,其设定状态是:上述γ温度计加热器控制装置对γ温度计组件内的加热器进行通电加热量控制,利用该加热器加热来对γ温度计组件的各个检测器进行输出电压灵敏度校正。
本发明为了解决上述问题,设置了核测量仪表控制装置作为对γ温度计加热控制装置和γ温度计信号处理装置进行监视控制的监视控制模块,利用该核测量仪表控制装置来对用于进行γ温度计组件的各检测器输出灵敏度电压校正的γ温度计加热器控制装置和γ温度计信号处理装置进行动作控制。
本发明为了解决上述问题,上述γ温度计组件内所装的加热丝具有已知的加热器电阻值,另一方面,固定式γ射线发热检测器具有其内部装入了差动式热电偶的检测器部,该检测器部的质量是已知的,在核反应堆运行过程中,利用γ温度计加热器控制装置的通电控制来对γ温度计组件的内部加热器的加热进行控制,通过该加热器加热而产生的固定式γ射线发热检测器的输出电压信号变化、以及加到内部加热器上的加热电压·电流,均由γ温度计信号处理装置或核测量仪表控制装置来进行测量,根据测量结果来对固定式γ射线发热检测器的单位发热量(W/g)的热电偶输出电压灵敏度进行校正。
本发明为了解决上述问题,核测量仪表控制装置,一方面具有对各γ温度计组件的堆内安装后的核反应堆运行时间(堆内安装时间)进行计算和记录的功能,另一方面,把各个γ温度计组件的堆内安装时间作为参数,对γ温度计加热器控制装置和γ温度计信号处理装置进行动作控制,当对固定式γ射线发热检测器的单位发热量(W/g)的输出电压灵敏度进行校正时,根据堆内安装时间从预先规定的多个规定时间间隔中选出一个,按照已选出的规定时间间隔通过加热器加热的方法来对γ温度计组件的固定式γ射线发热检测器进行输出电压灵敏度校正。
本发明为了解决上述问题,核测量仪表控制装置在加热器加热方式的各个γ温度计组件的固定式γ射线发热检测器输出电压灵敏度校正时间间隔被更改为另外的(新的)规定时间间隔时,向操作人员等外部输出信息或报警。
本发明为了解决上述问题,核测量仪表控制装置利用加热器加热方式来对固定式γ射线发热检测器进行输出电压灵敏度校正时,把堆内辐射量作为参数,以取代γ温度计组件的堆内安装时间。
本发明为了解决上述问题,核测量仪表控制装置对各γ温度计组件的堆内安装时间或堆内辐射量进行存储,对该存储数据进行评价,对上述γ温度计组件的各个固定式γ射线发热检测器的加热器加热方式的输出电压灵敏度校正进行控制。
本发明为了解决上述问题,核测量仪表控制装置一方面对来自核反应堆堆芯现状数据测量仪的堆芯输出电平、堆芯冷却剂流量、控制棒图形等核反应堆现状数据进行输入,检测出堆芯状态变化,另一方面,在该堆芯状态变化检测后对是否已经过规定时间进行判断,对加热器加热校正是否适当进行判断,把上述判断结果输出到显示装置上,另一方面,对该γ温度计组件的各个固定式γ射线发热检测器的加热器加热方式的输出电压灵敏度校正进行控制。
再者,涉及本发明的核反应堆核测量仪表处理方法是:为了解决上述问题,用于对核反应堆内的带功率进行工况范围的局布输出分布进行检测的多个固定式中子检测器(LPRM检测器)和上述各个中子检测器的附近至少布置了γ温度计组件的固定式γ射线发热检测器的堆内核测量仪表组件被安装到核反应堆内后,利用γ温度计加热器控制装置来对上述γ温度计组件内的加热器进行通电控制,使内部加热器进行加热,对随着加热器加热而产生的来自上述γ温度计组件的固定式γ射线发热检测器的输出电压变化和加热器加热电压·电流进行测量,根据测量结果来对固定式γ射线发热检测器的输出电压灵敏度进行校正。
本发明为了解决上述问题,对上述输出电压变化和加热器加热电压·电流进行测量的步骤是:在核反应堆运行过程中,通过γ温度计加热器控制装置来对γ温度计组件的内部加热器进行通电控制,使其进行加热,对随着该加热器加热从γ温度计组件的固定式γ射线发热检测器中产生的输出电压变化和加热器加热电压·电流进行测量;该步骤是:在执行上述输出电压灵敏度校正步骤时把γ温度计组件的堆内安装时间作为参数,根据堆内安装时间从预先规定的多个规定时间间隔中选择出一个,按照已选出的规定时间间隔通过加热器加热来对各个γ温度计组件的固定式γ射线发热检测器进行输出电压灵敏度校正。
本发明是这样一种方法,即为了解决上述问题,利用核测量仪表控制装置来对各个γ温度计组件的堆内安装后的核反应堆运行时间(堆内安装时间)进行计算,对堆内安装时间进行存储,另一方面,核测量仪表控制装置对加热器校正对象的γ温度计组件进行选择,对相应的γ温度计加热器控制装置和γ温度计信号处理装置进行动作控制。
本发明是这样一种方法:为了解决上述问题,用堆内辐射量代替γ温度计组件的堆内安装时间作为参数,以加热器加热方式对固定式γ射线发热检测器进行输出电压灵敏度校正。
再者,涉及本发明的核反应堆固定式堆内核测量仪表系统为了解决上述问题,具有:
堆内核测量仪表组件,其结构是:把用于对核反应堆内的带功率进行工况范围的局部输出分布进行检测的多个固定式中子检测器(LPRM检测器)和用于对γ射线发热量进行检测的γ温度计组件的固定式γ射线发热检测器均装入到核测量仪表管内,起码把上述γ射线发热检测器布置到LPRM检测器附近;
LPRM信号处理装置,用于对来自上述LPRM检测器的中子通量检测信号进行处理;
γ温度计信号处理装置,用于对来自上述γ温度计组件的γ温度计信号进行处理;
γ温度计加热器控制装置,用于对上述γ温度计组件内的加热器进行通电控制;以及
核测量仪表控制装置,用于对上述γ温度计的堆内安装时间或堆内辐射量进行计算和存储。
上述核测量仪表控制装置对γ温度计加热器控制装置和γ温度计信号处理装置进行动作控制,利用上述γ温度计加热器控制装置来对送往γ温度计组件内部加热器内的通电加热量进行控制,每个规定时间间隔用加热器加热方式对γ射线发热检测器进行一次输出电压增加灵敏度校正。
本发明为了解决上述问题,γ温度计信号处理装置或核测量仪表控制装置一方面对从γ温度计组件的各个固定式γ射线发热检测器来的输出电压增加灵敏度数据进行计算,另一方面,核测量仪表控制装置存有预先准备的用于加热器校正的多个时间间隔数据(例如从时间间隔短的一方开始,依次为第一时间间隔、第二时间间隔、第三时间间隔……)在γ温度计组件的堆内安装初期按照第一最短的规定时间间隔来进行输出电压灵敏度校正,每次对γ温度计组件进行灵敏度校正时,都对输出电压增加灵敏度数据进行存储,作为时间序列数据进行保持,利用该固定式γ射线发热检测器的输出电压灵敏度的时间序列数据,取得离现在时间最近的2点以上的时间序列数据点,对输出电压灵敏度变化曲线进行推测,在上述输出电压灵敏度变化曲线不超过对规定的未来时间进行设定的允许灵敏度变化判断值的情况下,按照比现在的上述第一规定时间长的长2规定时间间隔来对固定式γ射线发热检测器进行加热器加热校正;在超过允许灵敏度判断值的情况下,按照现在已选定的规定时间间隔来进行加热器加热校正,同样,在按照第二时间间隔来进行灵敏度校正并存储的情况下,利用被存储的输出灵敏度时间序列数据,取得离现在最近的2个点以上,绘制输出电压灵敏度变化曲线,在该输出电压灵敏度变化曲线不超过对规定的未来时间进行设定的允许灵敏度变化判断值的情况下,按照比上述选定的第二规定时间更长的第三规定时间间隔来对固定式γ射线发热检测器进行加热器加热校正,在超过的情况下按照第二规定时间间隔来对固定式γ射线发热检测器进行加热器加热校正,这样一来,对γ温度计加热器控制装置和γ温度计加热器信号处理装置进行动作控制,以便对现在选定的时间间隔是否也可以更改成已准备的下一个更长的灵敏度校正时间间隔,进行自动的判断计算。
本发明为了解决上述问题,γ温度计信号处理装置或核测量仪表控制装置一方面对从γ温度计组件的各个固定式γ射线发热检测器来的输出电压增加灵敏度数据进行计算,并存储该时间序列数据,另一方面,核测量仪表控制装置存有预先准备的用于加热器校正的多个时间间隔数据(例如从时间间隔短的一方开始,依次为第一时间间隔、第二时间间隔、第三时间间隔……),每次进行γ温度计组件的灵敏度校正时,都按照已选定的加热器校正时间间隔来对各个γ温度计组件的各个检测器输出电压灵敏度数据进行存储,利用各个固定式γ射线发热检测器的输出电压灵敏度的时间序列数据,取得离现在最近的2点以上的时间序列数据点,对输出电压灵敏度变化曲线进行推测,在上述输出电压灵敏度变化曲线超过已对规定的未来时间进行设定的允许灵敏度变化判断值的情况下,按照能够从规定的校正时间间隔(即判断结果能够符合该固定式γ射线发热检测器的校正时间间隔)中选择的最大规定时间间隔、或者按照比过去曾选择过的时间间隔短的下一个时间间隔来进行加热器加热校正,按此方法对γ温度计加热器控制装置和γ温度计信号处理装置进行动作控制。
本发明为了解决上述问题,核测量仪表控制装置在γ温度计组件的固定式γ射线发热检测器的加热器加热校正时间间隔从前面的加热器加热校正时间间隔进行了更改时,向操作人员等输出信息或报警。
本发明为了解决上述问题,核测量仪表控制装置对γ温度计组件的堆内安装时间或堆内辐射量进行存储,对该存储数据进行评价,对上述γ温度计组件的各个固定式γ射线发热检测器的加热器加热方式的输出电压增加灵敏度校正进行控制。
本发明为了解决上述问题,核测量仪表控制装置一方面对从核反应堆堆芯现状数据测量仪来的堆芯输出电平、堆芯冷却剂流量、图形等核反应堆现状数据进行输入,对堆芯状态变化进行检测,另一方面,在该堆芯状态变化检测后对是否已经过规定时间进行判断,对γ温度计组件的加热器加热校正是否合适进行判断,把上述判断结果输出到显示装置上,另一方面,对γ温度计组件的各个固定式γ射线发热检测器的加热器加热方式的输出电压增加灵敏度校正进行控制。
本发明为了解决上述问题,核测量仪表控制装置对γ温度计加热器控制装置和γ温度计信号处理装置进行动作控制,以便按照下列规定时间间隔(例如第三时间间隔)利用加热器加热方式来对该固定式γ射线发热检测器进行输出电压灵敏度校正,该规定时间间隔是根据该γ温度计组件的堆内安装时间从根据γ温度计组件的堆内安装时间预先准备的多个时间间隔(例如从时间间隔短的一方开始,依次为第一时间间隔、第二时间间隔、第三时间间隔、……)中选择出来的,并且,核测量仪表控制装置对γ温度计组件的各个固定式γ射线发热检测器的输出电压灵敏度的时间序列数据进行存储,利用该时间序列数据取得离现在最近的2点以上的时间序列数据,对输出电压灵敏度变化曲线进行推测,在该输出电压灵敏度变化曲线超过对规定的未来时间进行设定的允许灵敏度变化判断值的情况下,优先于上述被选择的时间间隔(例如第三时间间隔),设定到下一个较短的规定时间间隔(例如第二时间间隔)或者符合允许灵敏度变化判断值的预先准备的多个时间间隔中的最大的规定时间间隔上,按照这种新选择设定的时间间隔,用加热器加热方式进行输出电压灵敏度校正。
本发明为了解决上述问题,核测量仪表控制装置,在γ温度计组件的各个固定式γ射线发热检测器的加热器加热方式的输出电压增加灵敏度校正时间间隔(加热器加热校正时间间隔)已从以前的校正时间间隔进行了更改时,向操作人员等输出信息或报警。
本发明为了解决上述问题,核测量仪表控制装置利用堆内辐射量作为参数,来取代堆内安装时间,对γ温度计组件的各个固定式γ射线发热检测器的加热器加热校正时间间隔进行设定。
本发明为了解决上述问题,核测量仪表控制装置对γ温度计组件的堆内安装时间或堆内辐射量进行存储,对该存储数据进行评价,对上述γ温度计组件的各个固定式γ射线发热检测器的加热器加热方式的输出电压增加灵敏度校正进行控制。
本发明为了解决上述问题,核测量仪表控制装置一方面对核反应堆现状数据(该数据表示由核反应堆堆芯现状数据测量仪测出的堆芯输出电平、堆芯冷却剂流量、控制棱图形等堆芯状态)进行输入,对堆芯状态变化进行检测,另一方面,在该堆芯现状变化检测之后对规定时间的经过进行判断,对γ温度计组件的加热器加热校正是否适当进行判断,把该判断结果输出到显示装置内,另一方面对γ温度计组件的各个固定式γ射线发热检测器的加热器加热方式的输出电压灵敏度校正进行控制。
再者,涉及本发明的核反应堆核测量仪表处理方法是:为了解决上述问题,用于检测核反应堆内的带功率进行工况范围的局部输出分布的多个固定式中子检测器(LPRM检测器)以及在上述各LPRM检测器附近至少布置了γ温度计组件的各个固定式γ射线发热检测器的堆内核测量仪表组件被安装到核反应堆内后,核测量仪表控制装置对γ温度计组件的各个固定式γ射线发热检测器的输出电压灵敏度的时间序列数据进行存储,对γ温度计加热器控制装置和γ温度计信号处理装置进行动作控制,对送入γ温度计组件的内部加热器的通电加热量进行控制,按每个规定时间间隔利用加热器加热方式来对固定式γ射线发热检测器进行输出电压灵敏度校正。
本发明为了解决上述问题,在进行γ温度计组件的各个固定式γ射线发热检测器的输出电压灵敏度校正时,在γ温度计组件安装到堆内的初期,固定式γ射线发热检测器的输出电压灵敏度校正,由核测量仪表控制装置按照多个灵敏度校正时间间隔中最短的第一时间间隔来进行灵敏度校正并进行存储,作为时间序列数据进行保存,利用这种已存储的输出灵敏度时间序列数据,取得离现在最近的2个以上的点,绘制出输出电压灵敏度变化曲线,在该输出电压灵敏度变化曲线不超过对规定的未来时间进行设定的允许灵敏度变化判断值的情况下,按照比上述被选择的第一规定时间间隔长的下一个第二规定时间间隔来对固定式γ射线发热检测器进行加热器加热校正,在超过上述判断值的情况下,按照第一规定时间间隔对固定式γ射线发热检测器进行加热器加热校正。同样,按照第二时间间隔来进行灵敏度校正并进行存储,利用已存储的输出灵敏度时间序列数据来取得离现在最近的2个以上的点,绘制出输出电压灵敏度变化曲线,在该输出电压灵敏度变化曲线不超过对规定的未来时间进行设定的允许灵敏度变化判断值的情况下,按照比上述被选择的第二规定时间间隔长的第三规定时间间隔来对固定式γ射线发热检测器进行加热器加热校正;在超过上述判断值的情况下按照第二规定时间间隔来对固定式γ射线发热检测器进行加热器加热校正,按此方法对现在已被选定的时间间隔是否也可以更改成已准备的下一个较长的灵敏度校正时间间隔进行自动的判断计算。
再有,涉及本发明的核反应堆核测量仪表处理方法是:为了解决上述问题,用于检测核反应堆内的带功率进行工况范围的局部输出分布的多个固定式中子检测器(LPRM检测器)在以及上述各LPRM检测器附近至少布置了γ温度计组件的固定式γ射线发热检测器的堆内核测量仪表组件被安装到核反应堆内后,上述γ温度计组件的堆内安装时间和输出电压灵敏度的时间序列数据由核测量仪表控制装置进行存储,上述核测量仪表控制装置按照规定时间间隔(即根据该γ温度计组件的堆内安装时间从预先按γ温度计组件堆内安装时间进行准备的多个时间间隔中选择出来的规定时间间隔),利用加热器加热方法来对该固定式γ射线发热检测器进行输出电压增加灵敏度校正,而且,上述核测量仪表控制装置根据已存储的输出电压灵敏度的时间序列数据来对时间序列数据灵敏度变化曲线进行估算,在该输出电压灵敏度变化曲线超过对规定的未来时间进行设定的允许输出电压灵敏度变化判断值的情况下,优先于上述已被选定的时间间隔,设定到下一个较短的规定时间间隔上,利用加热器加热方式进行输出电压灵敏度校正,为此,对γ温度计加热器控制装置和γ温度计信号处理装置进行控制。
本发明为了解决上述问题,核测量仪表控制装置根据已存储的输出电压灵敏度的时间序列数据,从离现在最近的2个点以上的输出电压灵敏度的时间序列数据中估算出输出电压灵敏度变化曲线,在该输出电压灵敏度超过对规定的未来时间进行设定的允许输出电压灵敏度变化判断值的情况下,设定到符合允许灵敏度变化判断值的预先准备的多个时间间隔中的最大值规定时间间隔上,强制而且优先用加热器加热方法对γ温度计组件进行输出电压灵敏度校正。
本发明为了解决上述问题,当γ温度计组件的加热器加热方法的输出电压增加灵敏度校正的时间间隔从以前的输出电压灵敏度时间间隔进行了更改时,核测量仪表控制装置向外部(操作员等)输出信息和报警信号。
本发明为了解决上述问题,γ温度计组件的加热器加热方法的输出电压增加灵敏度校正的时间间隔,为取代堆内安装时间,把堆内辐射量作为参数。
本发明为了解决上述问题,把从核反应堆堆芯现状数据测量仪中来的堆芯输出电平、堆芯冷却剂流量、控制棒图形等核反应堆现状数据输入到核测量仪表控制装置中,检测出堆芯状态变化,在该堆芯状态变化被检测后,由核测量仪表控制装置对规定时间的经过进行判断,对γ温度计组件的加热器加热校正是否适当进行判断,把判断结果显示到显示装置上,另一方面,利用加热器加热方法对γ温度计组件进行输出电压增加灵敏度校正。
另外,涉及本发明的核反应堆固定式堆内核测量仪表系统或核反应堆的输出分布监视系统,为了解决上述问题,具有:
堆内核测量仪表组件,其构成是:用于对核反应堆内的带功率进行工况范围的局布输出分布进行检测的多个固定式中子检测器(LPRM检测器)、以及用于对γ射线发热量进行检测的γ温度计组件的各个固定式γ射线发热检测器均放入到核测量仪表管内,至少上述γ射线发热检测器布置在LPRM检测器附近;
LPRM信号处理装置,用于对来自上述LPRM检测器的中子通量检测信号进行处理;
γ温度计信号处理装置,用于对来自上述γ温度计组件的γ温度计信号进行处理;
γ温度计加热器控制装置,用于对上述γ温度计内的加热器进行通电控制;以及
核测量仪表控制装置,用于对上述γ温度计加热器控制装置和γ温度计信号处理装置进行动作控制,
并且,上述核测量仪表控制装置一方面接收那些对核反应堆的堆芯输出电平、堆芯冷却剂流量、控制棒图形等堆芯状态进行测量的核反应堆堆芯现状数据测量仪所提供的信号,对堆芯状态变化进行检测之后对是否已经过规定时间进行判断,另一方面,把该判断结果在外部进行显示,而且,把从上述γ温度计组件来的信号或根据该信号计算出的γ射线发热量送入到堆内输出分布计算装置中。
再者,涉及本发明的固定式堆内核测量仪表系统或输出分布监视系统,为了解决上述问题,具有:
堆内核测量仪表组件,其构成是:用于对核反应堆内的带功率进行工况范围的局布输出分布进行检测的多个固定式中子检测器(LPRM检测器)、以及用于对γ射线发热量进行检测的γ温度计组件的各个固定式γ射线发热检测器均放入到核测量仪表管内,至少上述γ射线发热检测器布置在LPRM检测器附近;
LPRM信号处理装置,用于对来自上述LPRM检测器的中子通量检测信号进行处理;
γ温度计信号处理装置,用于对来自上述γ温度计组件的γ温度计信号进行处理;
γ温度计加热器控制装置,用于对上述γ温度计组件内的加热器进行通电控制;以及
核测量仪表控制装置,用于对上述γ温度计加热器控制装置和γ温度计信号处理装置进行动作控制,
并且,上述核测量仪表控制装置一方面接收那些对核反应堆的堆芯输出电平、堆芯冷却剂流量、控制棒图形等堆芯状态进行测量的核反应堆堆芯现状数据测量仪所提供的信号,对堆芯状态变化进行检测之后对是否已经过规定时间进行判断,另一方面,把该判断结果在外部进行显示,而且,利用根据同一堆内测量仪表管的与LPRM检测器相同的堆芯轴向位置的上述固定式γ射线发热检测器的信号而计算出的γ射线发热量,来进行LPRM检测器的灵敏度或增益校正。
再有,涉及本发明的核反应堆固定式堆内核测量仪表系统或核反应堆的输出分布监视系统,为了解决上述问题,具有这样一种堆内核测量仪表系统,即其中具有:
堆内核测量仪表组件,其构成是:用于对核反应堆内的带功率进行工况范围的局布输出分布进行检测的多个固定式中子检测器(LPRM检测器)、以及用于对γ射线发热量进行检测的γ温度计组件的固定式γ射线发热检测器均放入到核测量仪表管内,至少上述γ射线发热检测器布置在LPRM检测器附近;
LPRM信号处理装置,用于对来自上述LPRM检测器的中子通量检测信号进行处理;
γ温度计信号处理装置,用于对来自上述γ温度计组件的γ温度计信号进行处理;
γ温度计加热器控制装置,用于对上述γ温度计内的加热器进行通电控制;
核测量仪表控制装置,用于对上述γ温度计加热器控制装置和γ温度计信号处理装置进行动作控制,
上述核测量仪表控制装置根据由核反应堆堆芯现状数据测量仪进行测量的、表示核反应堆的堆芯输出电平、堆芯冷却剂流量、控制棒等核反应堆状态的核反应堆现状数据,来对堆芯状态变化进行检测,然后,对是否已经过规定时间进行判断,把该判断结果输出到输出入装置内,另一方面,还具有一种把固定式γ射线发热检测器的检测信号、或者根据该检测信号而计算出的γ射线发热量作为输入的堆内输出分布计算装置。
该堆内输出分布计算装置利用被输入的上述固定式γ射线发热检测器的检测信号、或γ射线发热量和3维核热水力计算模型来对堆芯输出分布进行学习计算,根据该堆芯输出分布来对各个LPRM检测器的预测检测值进行计算,对已计算出的预测检测值和现在的实测值进行比较,对LPRM检测器进行灵敏度或增益校正。
本发明为了解决上述问题,LPRM信号处理装置具有一种把多个固定式中子检测器(LPRM检测器)划分成许多APRM通道或LPRM组进行校正的LPRM检测器校正装置,该LPRM检测器校正装置按照各个APRM通道或LPRM组内所包含的LPRM检测器的最大允许旁路数的范围,对LPRM检测器进行灵敏度或增益调整。
本发明是为了解决上述问题而提出的,LPRM信号处理装置具有一种把多个固定式中子检测器(LPRM检测器)划分成多个APRM通道或LPRM组(群)来进行校正的LPRM检测器校正装置,该LPRM检测器校正装置按照APRM通道或LPRM组的最大允许旁路数的范围,以被旁路的APRM通道或LPRM组内所包括的LPRM检测器组为单位,对LPRM检测器进行灵敏度或增益调整。
再者,涉及本发明的核反应堆的核测量仪表处理方法或核反应堆的输出分布监视方法是:为了解决上述问题,对核反应堆内的带功率进行工况范围的局布输出分布进行检测的多个固定式中子检测器(LPRM检测器)以及至少在上述LPRM检测器附近布置了γ温度计固定式γ射线发热检测器的堆内核测量仪表组件被安装在核反应堆内,对核反应堆的堆芯输出电平、堆芯冷却剂流量、控制棒图形等反应堆现状数据,用核反应堆堆芯现状数据测量仪进行测量,对上述堆芯状态变化进行检测,核测量仪表控制装置对上述堆芯状态变化进行检测之后对是否已经过规定时间进行判断,把该判断结果显示给操作员,另一方面,把γ温度计组件的输出信号或根据该信号而计算出的γ射线发热量定时地或随时地送入到堆内输出分布计算装置内。
另外,涉及本发明的核反应堆核测量仪表处理方法或核反应堆的输出分布监视方法是:为了解决上述问题,对核反应堆内的带功率进行工况范围的局布输出分布进行检测的多个固定式中子检测器(LPRM检测器)以及至少在上述LPRM检测器附近布置了γ温度计组件的固定式γ射线发热检测器的堆内核测量仪表组件被安装在核反应堆内,对核反应堆的堆芯输出电平、堆芯冷却剂流量、控制棒图形等反应堆现状数据,用核反应堆堆芯现状数据测量仪进行测量,对上述堆芯状态进行检测,核测量仪表控制装置对上述堆芯状态变化进行检测之后对是否已经过规定时间进行判断,把该判断结果显示给操作员,另一方面,利用根据与同一堆内核测量仪表管中的LPRM检测器相同的堆芯轴向位置的固定式γ射线发热检测器信号而计算出的γ射线发热量,来对上述LPRM检测器进行灵敏度或增益校正。
再有,涉及本发明的核反应堆核测量仪表处理方法或核反应堆的输出分布监视方法是:为了解决上述问题,对核反应堆内的带功率进行工况范围的局布输出分布进行检测的多个固定式中子检测器(LPRM检测器)以及至少在上述LPRM检测器附近布置了γ温度计固定式γ射线发热检测器的堆内核测量仪表组件被安装在核反应堆内,对核反应堆的堆芯输出电平、堆芯冷却剂流量、控制棒图形等核反应堆现状数据用核反应堆堆芯现状数据测量仪进行测量,并将其输出到核测量仪表控制装置内,核测量仪表控制装置根据被输出的反应堆现状数据束对上述堆芯状态变化进行检测之后对是否已经过规定时间进行判断,把该判断结果显示给操作员,另一方面,用于把γ温度计组件的输出信号或根据该输出信号而计算出的γ射线发热量定时地或随时地送入到堆内输出分布计算装置内,堆内输出分布计算装置,利用根据上述固定式γ射线发热检测器的信号而计算出的γ射线发热量和3维水热力计算模型来对堆芯输出分布进行学习计算,根据学习计算的堆芯输出分布由上述堆芯输出分布计算装置所计算出的各个LPRM检测器的预测检测值与现在的实测值进行比较,对LPRM检测器进行灵敏度或增益校正。
本发明是为了解决上述问题,把多个固定式中子检测器(LPRM检测器)划分成多个APRM通道或LPRM组,按照各个APRM通道或LPRM组内所包括的LPRM检测器的最大允许旁路数范围,进行LPRM检测器的灵敏度或增益调整。
本发明是为了解决上述问题,把多个固定式中子检测器(LPRM检测器)划分成多个APRM通道或LPRM组,按照各个APRM通道或LPRM组的允许旁路数范围,以被旁路的APRM通道或LPRM组内所包括的LPRM检测器组为单位,进行LPRM检测器的灵敏度或增益调整。
涉及本发明的核反应堆的输出分布计算装置或核反应堆的输出分布监视系统,为了解决上述问题,具有:
堆内输出分布计算装置,其作用是:在核反应堆堆芯现状数据测量仪对表示堆芯输出电平、堆芯冷却剂流量、控制棒图形等堆芯状态(运行状态)的堆芯状态参数进行测量后,从上述数据测量仪中输入作为上述测量结果的堆芯状态的参数信号,另一方面,定时地或随时地用γ温度计信号和LPRM信号来计算堆内输出分布;以及
核测量仪表控制装置,用于输入上述堆芯状态参数信号,检测出堆芯状态变化后,对是否已经过规定时间进行判断,
并且,核测量仪表控制装置把上述判断结果显示到显示装置上,另一方面,在不符合规定条件的情况下,用LPRM信号来代替γ温度计信号输入到堆内输出分布计算装置,另一方面,上述堆内输出分布计算装置,以上述堆芯状态参数信号和在最近的时间点上根据γ温度计信号求得学习校正量为基础,进行与现在堆芯状态相符合的输出分布计算,对从该结果中计算出的LPRM信号计算值和LPRM信号实测值互相比较的校正比在轴向上进行内外插,求得轴向全部结点的校正比,γ温度计信号发生变化,即使在γ射线发热检测器处于不平衡的过渡状态下时也能进行输出分布评价,在下次重新达到平衡状态,能利用γ射线发热检测器进行学习校正的情况下,另处对LPRM方式的补充学习校正量进行清零,再次取得基于γ温度计信号的学习校正量,并加以存储。
再者,涉及本发明的核反应堆的输出分布计算方法或输出分布监视方法是:为了解决上述问题,一方面对表示堆芯输出电平、堆芯冷却剂流量、控制棒图形等堆芯状态(运行状态)的堆芯状态参数进行测量,把已测出的堆芯状态的参数信号输入到堆内输出分布计算装置内,另一方面,定时地或随时地利用γ温度计信号和LPRM信号来对堆内输出分布进行计算,同时,从堆芯状态参数信号的输入中检测出堆芯状态变化,由核测量仪表控制装置根据该检测情况对是否已经过规定时间进行判断,把该判断结果显示到显示装置上,另一方面,在不符合规定条件的情况下,一方面向堆内输出分布计算装置内输送LPRM信号,取代γ温度计信号,另一方面,在堆芯输出分布计算装置中,以上述堆芯状态参数信号和根据γ温度计信号而取得的学习校正量为基础,进行与现在的堆芯状态相符合的输出分布计算,推测出现在的输出分布,对根据推测出的输出分布而计算出的LPRM信号计算值和LPRM信号实测值互相比较的校正值在轴向上进行内外插,求得轴向全结点的校正比,即使在γ射线发热检测器处于不平衡的过渡状态下时,也能进行输出分布评价,在下次重新达到平衡状态,能用γ射线发热检测器进行学习校正的情况下,重新对LPRM补充学习校正量进行清零,再次取得基于γ温度计信号的学习校正量并加以存储。
另一方面,涉及本发明的核反应堆输出分布计算装置或输出分布监视系统是:为了解决上述问题,具有:
堆内输出分布计算装置,用于从对堆芯输出电平、堆芯冷却剂流量、控制棒图形等堆芯状态(运行状态)的参数信号进行测量的核反应堆堆芯现状数据测量仪中输入上述堆芯状态参数信号,另一方面,定时地或随时地利用γ温度计信号和LPRM信号来计算堆内输出分布;以及
核测量仪表控制装置,用于对上述堆芯状态参数信号进行输入,对堆芯状态变化进行检测,然后,对是否已经过规定时间进行判断,
并且,上述核测量仪表控制装置一方面把该判断结果显示到显示装置上,另一方面,在不符合规定条件时,使LPRM信号代替γ温度计信号输入到堆内输出分布计算装置中,而上述堆内输出分布计算装置以上述堆芯状态参数信号和在最近时间点上由γ温度计信号取得的学习校正量为基础,进行与现在堆芯运行状态(堆芯状态)相符合的输出分布计算,对现在的输出分布进行推测,根据推测的输出分布对γ温度计信号进行计算,另一方面,从上述最近的时间点开始利用现在的LPRM周围的燃料结点的控制棒状态变化和通道内空隙率变化来求出根据上述最近时间点的计算而估计的LPRM信号变化量,根据该LPRM信号变化量和根据计算而估计的平衡状态的γ温度计信号变化量的响应量之差,对实测的LPRM信号进行校正而取得的模拟γ温度计信号和通过上述现在(当时)的计算从输出分布中计算出的γ温度计信号互相比较的校正比在轴向上进行内外插,获得轴向全结点的校正比,γ温度计信号发生变化,即使在γ射线发热检测器处于不平衡的过渡状态下时,也能进行核反应堆输出分布评价,在下次的平衡状态下能利用γ射线发热检测器进行学习校正的情况下,重新对来自LPRM信号的模拟γ温度计信号和来自输出分布计算的γ温度计信号的计算所产生的补充学习校正量进行清零,再次取得基于γ温度计信号的学习校正量,并加以存储。
再有,涉及本发明的核反应堆输出分布计算方法或输出分布监视方法是:为了解决上述问题,对表示堆芯输出电平、堆芯冷却剂流量、控制棒图形等堆芯状态(运行状态)的堆芯状态参数进行测量,把被测的堆芯状态参数信号输入到堆内输出分布计算装置中,另一方面,定时地或随时地利用γ温度计信号和LPRM信号来计算堆内输出分布,同时,从堆芯状态参数信号的输入中检测出堆芯状态变化,由核测量仪表控制装置根据该检测对是否已经过规定时间进行判断,把该判断结果显示到显示装置上,另一方面,在不符合规定条件的情况下,使LPRM信号代替γ温度计信号输入到堆内输出分布计算装置中,在上述堆内输出分布计算装置中,以在最近时间点上由γ温度计信号取得的学习校正量为基础,进行与现在堆芯运行状态(堆芯状态)相符合的输出分布计算,对现在的输出分布进行推测,利用以下按推测输出分布计算出的γ温度计信号平均值和从上述最近的时间点到现在的LPRM周围的燃料结点的控制棒状态变化和通道内空隙率变化,来求出根据上述最近时间点的计算而估计的LPRM信号变化量,根据该LPRM信号变化量和根据计算而估计的平衡状态的γ温度计信号变化量的响应量之差,对实测的LPRM信号进行校正而取得的模拟γ温度计信号值、和通过上述现在(当时)的计算从输出分布中计算出的γ温度计信号平衡值互相比较的校正比在轴向上进行内外插,获得轴向全结点的校正比,即使在γ射线发热检测器处于不平衡的过渡状态下时,也能进行核反应堆输出分布评价,在下次的平衡状态下能利用γ温度计进行学习校正的情况下,重新对基于LPRM信号的模拟γ温度计信号和来自输出分布计算的γ温度计信号的计算所产生的补充学习校正量进行清零,再次取得基于γ温度计信号的学习校正量,并加以存储。
另一方面,涉及本发明的核反应堆输出分布计算装置或输出分布监视系统是:为了解决上述问题,具有:
堆内输出分布计算装置,用于从对堆芯输出电平、堆芯冷却剂流量、控制棒图形等堆芯状态(运行状态)的参数信号进行测量的核反应堆堆芯现状数据测量仪中输入上述堆芯状态参数信号,另一方面,定时地或随时地利用γ温度计信号来计算堆内输出分布;以及
核测量仪表控制装置,用于对上述堆芯状态参数信号进行输入,对堆芯状态变化进行检测,然后,对是否已经过规定时间进行判断,
并且,上述核测量仪表控制装置一方面把该判断结果显示到显示装置上,另一方面,固定式堆内核测量仪表系统具有对上述γ温度计信号进行处理的γ温度计信号处理装置,在未能符合对上述堆芯状态变化所必须的条件时,由γ温度计信号处理装置或核测量仪表控制装置来对规定时间过去后的γ射线发热检测器的平衡信号电平进行预测计算,
进一步,上述堆内输出分布计算装置,其设定状态是:进行与现在运行状态相符合的输出分布计算,对于从该结果中计算出的γ温度计信号值和上述预算出的γ温度计信号值互相比较的校正比在轴向上进行内外插,取得燃料组件轴向全结点校正比,即使在γ射线发热检测器处于不平衡的过渡状态下时,也能进行输出分布评价。
本发明为了解决上述问题,其设定状态是:一方面核测量仪表控制装置或γ温度计信号处理装置对规定时间已过去后的γ射线发热检测器的平衡信号电平进行预测计算,另一方面,在发出了旨在进行该预测计算的预测功能运用指示期间对每个新时刻的γ射线发热检测器的W/g电平信号进行读入,废除最旧的数据,对采用最小平方适配方式的γ温度计信号预测计算值进行更新,把这种更新后的γ温度计信号预测计算值从γ温度计信号处理装置或核测量仪表控制装置传送到堆内输出分布计算装置内,使用γ温度计信号预测计算值来进行堆内输出分布计算的这种方式状态显示到显示装置上。
进一步,涉及本发明的核反应堆的输出分布计算方法或输出分布监视方法,为了解决上述问题,对表示堆芯输出电平、堆芯冷却剂流量、控制棒图形等堆芯状态(运行状态)的堆芯状态参数信号进行检测,把被检测出的堆芯状态参数信号输入到堆内输出分布计算装置中,另一方面,定时地或随时地利用γ温度计信号来计算堆内输出分布,同时从堆芯状态参数信号的输入中检测出堆芯状态变化,由核测量仪表控制装置根据该检测结果来判断是否已经过规定时间,把该判断结果显示到显示装置上,另一方面,在不符合规定条件的情况下,核测量仪表控制装置或γ温度计信号处理装置把每个规定时间中都变化一次的γ温度计信号装入多个,对规定时间过去后的γ射线发热检测器的平衡信号电平进行预测计算,进一步由上述堆内输出分布计算装置来进行与现在的运行状态相符合的输出分布计算,对于从该结果中计算出的γ温度计信号值和上述预测计算的γ温度计信号值互相比较的校正值在轴向上进行内处插,取得燃料组件轴向全结点校正比,即使在γ温度计信号变化的γ射线发热检测器处于不平衡的过渡状态下时,也能进行堆内输出分布评价。
本发明是为了解决上述问题,核测量仪表控制装置或γ温度计信号处理装置,对规定时间已过去后的γ射线发热检测器的平衡信号电平进行预测计算,另一方面,在进行该预测计算的预测功能运用指示已从显示装置中发出期间,把每个新时刻的γ射线发热检测器的W/g电平信号读入,废除最旧的数据,对采用最小平方适配的γ温度计信号预测计算值进行更新,把这种已更新的γ温度计信号预测计算值从γ温度计信号处理装置或核测量仪表控制装置中传送到堆内输出分布计算装置中,利用γ温度计信号预测计算值进行堆内输出分布计算,这种方式状态显示到显示装置上。
另一方面,涉及本发明的核反应堆输出分布监视系统,为了解决上述问题,具有:堆内核测量仪表组件,其构成是:用于对核反应堆内的带功率进行工况范围的局布输出分布进行检测的多个固定式中子检测器(LPRM检测器)、以及用于对γ射线发热量进行检测的γ温度计组件的固定式γ射线发热检测器均放入到核测量仪表管内,至少上述γ射线发热检测器布置在LPRM检测器附近;
LPRM信号处理装置,用于对来自上述LPRM检测器的中子通量检测信号进行处理;
γ温度计信号处理装置,用于对来自上述γ温度计组件的γ温度计信号进行处理;
γ温度计加热器控制装置,用于对上述γ温度计内的加热器进行通电控制;
核测量仪表控制装置,用于对上述γ温度计的堆内安装时间或堆内辐射燃烧度进行计算和存储;以及
堆内输出分布计算装置,用于一方面对堆芯输出电平、堆芯冷却剂流量、控制棒图形等堆芯状态的参数信号进行输入,另一方面,定时地或随时地利用γ温度计信号和LPRM信号来计算堆内输出分布
另外,上述γ温度计信号处理装置或核测量仪表控制装置送入多个在每个规定时间内都变化一次的γ温度计信号,对规定时间过去后的γ射线发热检测器的平衡信号电平进行预测计算,读入每个新时刻的γ温度计信号,废除最旧的数据,对采用最小平方适配的γ温度计信号预测计算值进行更新,把该更新后的γ温度计信号预测计算值发送到堆内输出分布计算装置中,另一方面,上述堆内输出分布计算装置定时地或随时地利用上述预测计算出的平衡γ温度计信号值对其输出分布进行学习校正,而且,利用同一堆内核测量仪表管的固定式中子检测器和同一轴向位置的上述平衡γ温度计信号,进行固定式中子检测器的灵敏度或增益校正,或者根据上述学习校正后的堆芯输出分布由上述堆芯输出分布计算装置进行计算的固定式中子检测器的预测信号值和现在的实测值进行比较,对各个固定式中子检测器进行灵敏度和增益调整,以便达到与上述计算出的固定式中子检测器的预测信号值相一致。
另一方面,涉及本发明的核反应堆输出分布监视方法,用于对核反应堆内的带功率进行工况范围的局布输出分布进行检测的多个固定式中子检测器(LPRM检测器)和至少在上述各个LPRM检测器附近布置了γ温度计组件的各个固定式γ射线发热检测器的这种堆内核测量仪表组件被安装到核反应堆内后,γ温度计信号处理装置或核测量仪表控制装置把在每个规定时间都变化一次的许多γ温度计信号送入,对规定时间过去后的γ射线发热检测器的平衡信号电平进行预测计算,对每个新时刻的γ射线发热检测器信号进行读入,把最旧的数据废除掉,对采用最小平方适配的γ温度计预测计算值进行更新,把该更新后的γ温度计信号预测计算值送入到堆内输出分布计算装置中,另一方面,堆内输出分布计算装置定时地或随时地利用上述平衡γ温度计信号值,对其输出分布进行学习校正,而且,利用同一堆内核测量仪表管的LPRM检测器和同一堆芯轴向位置的平衡γ温度计信号,进行LPRM检测器的灵敏度或增益校正,或者根据上述学习校正后的堆芯输出分布由上述堆内输出分布计算装置进行计算的LPRM检测器的预测信号值和现在的实测值进行比较,对各个LPRM检测器进行灵敏度或增益校正,使实测值与上述计算出的LPRM检测器的预测信号值相一致。
本发明的效果在于:
如上所述,根据涉及本发明的固定式堆内核测量仪表系统及核测量仪表处理方法、输出分布计算装置及计算方法、以及输出分布监视系统及监视方法,可以正确进行γ温度计组件的加热器加热校正管理,根据该γ温度计组件的加热器加热校正,能正确高精度地进行GT检测器的灵敏度校正(调整),从而可以高精度进行堆内输出分布计算。
另外,根据涉及本发明的固定式堆内核测量仪表系统及核测量仪表处理方法、输出分布计算装置及计算方法、以及输出分布监视系统及监视方法,可以缩短γ温度计组件的加热器加热校正时间,降低加热器损伤概率,可以高精度进行GT检测器的灵敏度校正,从而可预先防止在灵敏度稳定期的γ温度计组件的多余的灵敏度校正,减轻操作员的负担。
进而,根据涉及本发明的固定式堆内核测量仪表系统及核测量仪表处理方法、输出分布计算装置及计算方法、以及输出分布监视系统及监视方法,可以正确进行利用γ温度计组件的堆内安装时间或由堆内辐射量的差异产生的γ温度计组件的加热器加热校正管理,还可以在GT信号电平处于平衡状态下,进行LPRM检测器的灵敏度或增益校正及堆内输出分布计算,可以提高上述灵敏度·增益校正精度,而且减轻操作员的负担,而在GT信号电平为不平衡状态时,也可以利用LPRM信号或者利用GT检测器的平衡值预测值,进行高精度堆内输出分布计算。
根据涉及本发明的固定式堆内核测量仪表系统及核测量仪表处理方法以及输出分布监视系统及监视方法,对GT组件的堆内安装初期,例如6个月期间的GT检测器有特点的灵敏度变化,采用适当的自动或半自动GT加热器加热校正步骤,将GT组件的堆内安装时间或堆内辐射量作为参数,在新的GT组件和继续使用的GT组件混合的堆芯安装状态中,对操作员可提供正确的GT加热器加热校正操作,进而可以防止对灵敏度稳定期的GT组件进行多余的灵敏度校正,并可以高效地发现异常的灵敏度变化,对操作员显示出来。
进而,根据涉及本发明的固定式堆内核测量仪表系统及核测量仪表处理方法以及输出分布监视系统及监视方法,在变成某种核反应堆输出状态后,如果未经过规定时间例如1小时以上时,GT信号未达到与该GT检测器周围的燃料结点的平均输出成比例的信号电平时,通过防止GT信号过早的进入输出分布学习校正的堆内输出分布计算装置,或者通过防止LPRM检测器的灵敏度或增益调整,可以保证堆内输出分布计算及热的运行极限值参数计算的可靠性。
进而,根据涉及本发明的固定式堆内核测量仪表系统及核测量仪表处理方法以及输出分布监视系统及监视方法,即使GT信号是未平衡的过渡状态,也可以使用在平衡状态时根据GT信号而校正过的LPRM信号,定时或随时执行堆芯输出分布计算及热的运转极限值参数的计算。
还有,根据涉及本发明的固定式堆内核测量仪表系统及核测量仪表处理方法以及输出分布监视系统及监视方法,即使GT信号是未平衡的过渡状态,也可以从未平衡时的信号中预测算出平衡状态时的GT信号电平,使用该预测GT信号来定时或随时地执行LPRM的增益调整或堆芯输出分布计算及热运行限制参数的计算。
以下对说明书附图进行说明:
图1是表示涉及本发明的核反应堆的堆内核测量仪表系统、输出分布计算装置、核反应堆输出分布监视系统实施例的方框图。
图2是表示涉及本发明的核反应堆的堆内测量仪表系统及输出分布计算装置、核反应堆输出分布监视系统的第1实施例中的GT输出分布测量装置的检测器布置关系的一部分切口斜视图。
图3表示图2中GT输出分布测量装置的检测器布置关系的一部分切口正视图。
图4是表示对γ温度计组件的结构例进行部分切口的斜视图。
图5是表示测量γ温度计检测器的γ射线发热量的原理图。
图6(A)是说明测量γ温度计检测器的γ射线发热原理的图。
(B)是将(A)部分放大、表示热流程的图。
图7是说明GT检测部的灵敏度随堆内安装时间变化的图
图8是说明通过内装加热器对GT检测部的灵敏度进行校正的原理图。
图9是表示3维模拟器的输出分布计算模块和输出分布学习校正模块的输出分布计算及学习流程一例的简要流程图。
图10是表示3维模拟器的输出分布计算模块和输出分布学习校正模块的输出分布计算及学习流程变形例的简要流程图。
图11是从GT实测信号值与由BWR的3维核热水力模拟代码计算的GT信号读出值之差中,求出燃料组件轴方向全结点校正比的说明图。
图12是从GT检测部周围的燃料部位的输出增加时的GT信号的变动和初期变化的时间序列数据中计算出平衡值的方法的说明作用图。
图13是从GT检测部周围的燃料部位的输出下降时的GT信号的变动和初期变化的时间序列数据中计算出平衡值的方法的说明作用图。
图14是现有的核反应堆输出分布监视装置及输出分布计算装置、核反应堆输出分布监视系统的方框图。
图15表示是现有的输出分布测试装置的检测器布置关系及移动式中子检测器和固定式中子检测器的图。
图16是表示现有的输出分布测试装置的检测器布置关系及移动式γ射线检测器和固定式中子检测器组合的图。
下面参照附图,详细说明涉及本发明的固定式堆内核测量仪表系统和核测量仪表处理方法、输出分布计算装置和计算方法、以及输出分布监视系统和监视方法的实施例。
(第一实施例)
图1是表示涉及本发明的沸水反应堆(BWR)的核反应堆输出分布监视系统的方框结构图。而且,在图1所示的输出分布监视系统中,与图14至图16所示的BWR的输出分布监视系统相同的构成部分用同一符号进行说明。
沸水反应堆的核反应堆输出分布监视系统29,如图1所示,具有:包括检测器和信号处理装置在内的固定式堆内核测量仪表系统30、以及用于进行核反应堆运行状态和堆芯性能监视的过程控制计算机20A。
过程控制计算机20A是包括例如CPU、存储器、输入控制台和显示装置等在内的计算机,其处理功能的一部分构成为用于对堆芯输出分布进行计算的核反应堆输出分布计算装置31。该堆芯输出分布计算装置31对堆输出分布进行计算,对堆芯性能进行监视。
另一方面,沸水反应堆,把核反应堆压力容器2放入到反应堆安全壳1内,把堆芯3放入到该核反应堆压力容器2内。堆芯3由兼用作慢化材料的冷却材料进行冷却。许多个燃料组件4如图2和图3所示被安装在堆芯3内,许多燃料组件4分别按每4个构成1组,在4个为1组的燃料组件4之间安装横断面为十字形的控制棒5,并使其能从下方插入和取出。
安装许多组每4个为1组的燃料组件4而构成的堆芯3内,设置许多个例如52个用于构成核反应堆核测量仪表系统的检测器的堆内核测量仪表组件32。堆内核测量仪表组件32被布置在与控制棒5的布置位置不同的位置上,如图2和图3所示,被布置在4个燃料组件4之间所形成的隅角水隙G内。
也就是说,堆内核测量仪表组件32具有:细长的长管状态核测量仪表管33、分别被放置在该核测量仪表管33内的作为固定式中子检测装置(LPRM)的中子检测器组件(LPRM检测器组件)34、以及作为固定式γ射线检测装置(γ温度计)的γ射线发热检测器组件(GT组件)35。
LPRM检测器组件34,其构成是:以离散或分散方式按等间隔把作为固定式中子检测器的LPRM检测器37沿堆芯轴向布置在核测量仪表管33内的数个部位上。在沸水反应堆中,LPRM检测器37通常沿堆芯轴向按等间隔分散地在堆芯3的燃料有效部位上布置4个。并且,各个LPRM检测器37借助于信号电缆38穿过穿透部分39,在电气上与LPRM信号处理装置40相连接,构成了输出区域中子通量测量系统41。该LPRM信号处理装置40对从各个LPRM检测器37发送的LPRM信号S2进行例如A/D变换处理、增益运算等处理,变换成数字式LPRM信号(LPRM数据)D2,发送到过程控制计算机20A内。
另一方面,GT组件35是把许多固定式γ射线发热检测器44离散地布置在堆芯轴向上而构成的,利用各个γ射线发热检测器44来测量γ射线发热量。该γ射线发热检测器44在堆芯轴向上具有的个数超过LPRM检测器37在堆芯轴向上的个数,例如具有8个。γ射线发热检测器组件(GT组件)35作为γ温度计(固定式γ射线检测装置)。γ射线发热检测器(GT检测器)44至少分别布置在LPRM检测器37附近。GT组件35的各个γ射线发热检测器44借助于信号电缆45而穿过穿透部分49,在电气上与γ温度计信号处理装置48相连接,构成了γ温度计输出分布测量系统50。
γ温度计信号处理装置48(以下简称为GT信号处理装置48)是例如包括CPU、操作盘、显示盘等在内的计算机,根据从GT组件35的各个γ射线发热检测器44来的输出信号(GT信号)S1和γ射线发热检测器44的灵敏度S0,求出表示单位重量的γ射线发热量(W/g)的数字式γ射线发热测量信号(GT信号D1,以下亦称GT数据D1),把已求出的GT数据D1发送到过程控制计算机20A内。
也就是说,固定式堆内核测量仪表系统30具有上述输出区域中子测量系统41和γ温度计输出分布测量系统50,包括该固定式堆内核测量仪表系统30的检测器组37、44在内的堆内核测量仪表组件(LPRM检测器组件34和GT组件35)32,在堆芯3内预先所设定的固定测量点上,通过各个检测器37和44的检测信号发送和各个信号处理装置40和48的信号处理,把堆芯3内的中子通量和γ射线发热量作为堆芯核测量仪表数据(GT数据D1和LPRM数据D2)进行测量。
另外,在GT组件35内装有加热丝,固定式堆内核测量仪表系统30具有一种与该内部加热器(以后叙述)进行电气连接,向该内部加热器供应电源,而且对电源供给量进行控制的γ温度计加热器控制装置(以下亦称GT加热器控制装置)53。
该GT加热器控制装置53是包括例如电源电路、电源测量电路、电压测量电路、电压控制电路(微机)和通电切换电路等在内的电源装置,通过该电源电缆54把电压加到被选择的GT组件35的内装加热器上,进行加热。
若按照该核反应堆的固定式堆内核测量仪表系统30,则因为不需要移动式中子检测器和移动式γ射线检测器,所以能够省略过去的反应堆核测量系统中所具有的机械式驱动操作装置。因此,一方面能简化固定式堆内核测量仪表系统30的结构,另一方面,该核测量系统30不需要活动部分,不需要维修,能大幅度减少或不需要操作人员在受辐射环境中作业。
再者,在核反应堆压力容器2内或图中未示出的1次系统管道内设置了堆芯现状数据测量仪55,用于测量核反应堆运行用的各种运行参数,例如堆芯冷却材料流量(或近似的再循环流量)、堆芯压力(压力容器内压力)、给水流量、给水温度或堆芯入口冷却材料温度以及控制棒驱动装置中的控制棒位置(控制棒图形)等核反应堆堆芯现状工艺(过程)数据(工艺信号)S3。堆芯现状数据测量仪55在图1中像1台测量仪一样,用存放容器内的测量仪作代表,简化了图示内容,而实际上是由许多台对存放容器内外的许多堆芯现状数据(工艺数据)进行测量或监视的测量仪表构成的堆芯现状数据测量仪。
堆芯现状数据测量仪55,有的是通过穿过穿透部分56的信号电缆57与现状数据处理装置58相连接,其他的是通过信号电缆57从存放容器外的现状数据测量仪55连接到现状数据处理装置58上,构成工艺数据测量系统59。
现状数据处理装置58接收由堆芯现状数据测量仪55测出的堆芯现状工艺数据S3(模拟或数字信号),根据接收到的堆芯现状工艺数据S3进行数据处理,对核反应堆热能输出、堆芯入口冷却材料温度等进行计算,把包括计算出的核反应堆热能输出在内的堆芯现状工艺数据S3变换成数字式的堆芯现状数据D3,发送到过程控制计算机20A内。
工艺数据测量系统59的现状数据处理装置58在结构上也可以不是专用的独立装置,而是过程控制计算机20A的处理功能的一部分。从这一意义上讲,工艺数据测量仪表系统59在结构上也可以是具有堆内输出分布计算装置31的过程控制计算机20A的处理功能的一部分,核反应堆的输出分布计算装置也是该处理功能的一部分。该工艺数据测量仪表系统59从检测器和信号处理装置的要领来看,在结构上也可以是核反应堆固定式堆内核测量仪表系统30的一部分。
再有,工艺数据测量仪表系统59的现状数据处理装置58、输出区域中子通量测量系统41的LPRM信号处理装置40、γ温度计加热器控制系统的γ温度计加热器控制装置53、以及γ温度计输出分布测量系统50的GT信号处理装置48分别与过程控制计算机20A进行电气连接。
由各个处理装置40、48、58处理的数据群、即堆芯核测量仪表数据(GT数据D1和LPRM数据D2)、以及堆芯现状数据D3,通过具有过程控制计算机20A的接口功能的核测量仪表控制装置(核测量仪表控制模块)60被输入到堆内输出分布计算装置31内。
核测量仪表控制装置60、即过程控制计算机20A的核测量仪表控制模块60构成为堆内核测量仪表系统30的结构要素的一部分,除了上述功能接口外,还具有分别对堆内核测量仪表系统30的LPRM信号处理装置40、GT信号处理装置48和γ温度计加热器控制装置53进行控制的功能。
再者,过程控制计算机20A的堆内输出分布计算装置31在结构上具有:
处理功能(输出分布计算模块)61,这是利用内部装的物理模型(3维核热水计算代码)来对堆芯内的中子通量分布、输出分布以及对热运行极限值的余量等进行计算;以及
处理功能(输出分布学习模块)62,这是对从输出分布计算模块61来的计算结果进行输入、校正,获得能反映实测的堆芯核测量仪表数据的堆芯输出分布,
并且,过程控制计算机20A具有这样一种显示操作装置63,它能通过操作人员来输入输出分布计算指示命令、GT校正指示命令等各种命令,而且,包含这样的显示功能,即能向操作人员输出堆芯性能计算结果(例如输出分布、对运行极限值的余量)等外,还能输出报警显示等显示信息。
过程控制计算机20A的堆内输出分布计算装置31,根据预先存储在过程控制计算机20A(的存储器)内的输出分布计算模块61的物理模型(BWR3维模拟模型,3维核热水力计算代码)、以及被输的GT数据D1。LPRM数据D2和堆芯现状数据D3,对堆芯输出分布等进行计算。
也就是说,堆芯输出分布计算装置31的输出分布计算模块61根据被输入的堆芯现状数据D3和物理模型(3维核热水计算代码)进行运算处理,对堆芯中子通量分布、堆芯输出分布以及热运行极限值的余量等进行计算。
并且,堆芯输出分布计算装置31的输出分布学习模块62,一边参照被输入的GT数据D1、或GT数据D1和LPRM数据D2,一边对由输出分布计算模块(3维核水力计算模块)61计算出的结果(堆芯内中子通量分布、输出分布)进行校正,将其返回到输出分布计算模块61内,用模块61来求出能反映实测堆芯核测量仪表数据(GT数据D1、LPRM数据D2)的高可靠性堆性输出分布、热运行极限值的余量等。
在此,各个模块60、61、62是通过表示过程控制计算机20A的处理功能的模块,也就是装在过程控制计算机20A的存储器内的程序模块和基于该程序模块的过程控制计算机20A(其CPU)的处理而实现的,把堆内输出分布计算模块61和输出分布学习模块62结合起来构成堆内输出分布计算装置31。并且,堆内核测量仪表系统30的监视控制模块构成核测量仪表控制装置60。
但是,堆内核测量仪表组件32如图1至图3所示,构成核反应堆的堆内核测量仪表系统30的一部分,在堆芯3内布置多个,例如52个。堆内核测量仪表组件32被布置在被4个燃料组件4包围的隅角水隙G位置上。
堆内核测量仪表组件32具有:核测量仪表管33、作为固定式中子检测装置的中子检测器组件(LPRM检测器组件)34、以及作为固定式γ射线检测装置(γ温度计)的γ射线发热检测器组件(GT组件)35,其构成是:把LPRM检测器组件34和GT组件35组合起来,在核测量仪表管33内布置成一个整体。
LPRM检测器组件34构成作为核裂变电离箱的局部带功率进行工况范围监视系统(LPRM),它具有N个(N≥4),例如有4个LPRM检测器37并使其按等间隔(间隔L)离散地或分散地布置在堆芯轴向的燃料有效长度内。GT组件35和LPRM检测器组件34一起被插入到核核测量仪表管33内。
GT组件35在轴向上离散地具有例如8个或9个γ射线发热检测器44。一方面,LPRM检测器组件34在各个中子检测器37和GT组件35的各个射γ线发热检测器44被装入到核测量仪表管33内,另一方面,在该核测量仪表管33内被引导移动,使冷却剂自下向上流动。
在图2和图3中表示在堆芯轴向的燃料有效部分H内布置8个γ射线发热检测器44的GT组件35的例子。而且,所谓燃料有效部分H,如图3所示,它表示在燃料组件的各燃料要素(被充填在燃料管内的核燃料)中沿堆芯轴向有效地充填了核燃料的区域,沿该堆芯轴向的燃料有效部分H也被称为燃料有效长度。
各个γ射线发热检测器44在堆芯轴向上的布置间隔,在决定时要考虑LPRM检测器组件34的各中子检测器37的堆芯轴向布置间隔。
具体来说,若把LPRM检测器37之间的轴向距离间隔定为L,则γ温度计组件(GT组件)35,各γ射线发热检测器44中的4个布置在与LPRM检测器37相同的轴向位置上,3个按L/2间隔布置在各LPRM检测器37的中间位置上,最下边的γ射线发热检测器44离开最下边的中子检测器37的距离为L/4~L/2,使各自的轴向中心位于离开燃料有效部分下端15cm以上的燃料有效部分内。当离开最上边的LPRM检测器37在上方布置了γ射线发热检测器44时,该γ射线发热检测器44在上方离开最上边的中子检测器37的距离为L4/L2,布置在离开燃料有效部分上端15cm以上的下方的燃料有效部分内。把γ射线发热检测器44布置在离开燃料有效部分的上下端15cm以上的内面是为了通过对γ射线发热作用范围的分析,能重新了解γ射线的作用范围,更精密准确地检测出燃料有效部分上下端部的γ射线发热量。
由于要求最下边的γ射线发热检测器44在燃料有效长度H内尽量布置在靠近下端处,所以,在把燃料有效长度(现在约为371cm)H例如在堆芯轴向上划分成24个结点时,最好把该最下边的γ射线发热检测器44布置成最下边的γ射线发热检测器44的中心位置处于从下边起第二堆芯轴向结点的轴向的大体中心上。若这样布置,则堆芯下端的γ射线发热也能用GT组件35的最下端的γ射线发热检测器44进行检测,在沿着燃料有效长度H的堆芯轴向上能从尽量大的区域对γ射线发热进行测量,而且在堆芯下端区域内也能进行测量。
这样,由于最下端的结点因中子漏泄,输出本来较低,γ射线发热检测器44的灵敏度较低,γ射线对γ射线发热检测器44的作用范围为15cm以上,所以采用使γ射线发热检测器离开燃料有效长度下端15cm以上的方法,就能用γ射线发热检测器44均等地对来自上下方向的γ射线发热量进行检测。并且,若离开15cm以上,则其他堆芯轴向位置上的γ射线发热检测器44对来自轴向上下的γ射线加热效果进行测量,而最下端的γ射线发热检测器44仅对来自上边的γ射线发热作用进行检测,避免γ射线发热量测量失去平衡,输出测量的相关式不同。
再者,最近的燃料组件4的轴向设计中,最下端的结点大都使用天然铀再生区,所以即使测量该输出低的天然铀再生区部分,也是GT组件35的输出信号极低,比最下边的LPRM检测器37更下边处对输出分布进行内外插将失去意义。
但是,把固定式γ射线发热检测器44组合起来的γ温度计组件(GT44组件)35具有图4和图5所示的细长的长棒状结构。
γ温度计组件(GT组件)35是直径例如约为8mmφ的细长的长棒状传感器组件,其长度基本上可以满足堆芯轴向的燃料有效长度,例如3.7m(370cm)~4m(400mm)。
GT组件35具有作为金属制套管例如用不锈钢制成的外套管65和放置在该外套管65内的金属制长棒状的芯管66。外套管65被铆接在芯管66上,用互相热压配合或冷压配合等方式进行固定。在外套管65和芯管66之间形成一种用于构成隔热部分的套管状态或环状的空隙部分67,该环状空隙部分67在轴向上保持间隔,离散地布置多个,例如至少4个,具体来说是7~9个。
环形空隙部分67是沿园周方向在芯管66的外表面上切制缺口而形成的,在该环形空隙部分67内灌封热传导性差的气体,例如Ar气。环形空隙部分67也可以在作为套管的外套管65一侧形成。热传导性差的气体有Ar气等惰性气体,此外还有氮气等。
再者,环形空隙部分67的形成位置是固定式γ射线发热检测器(GT检测器)44的位置,构成了γ温度计组件35的传感器部分。芯管66具有在轴向上穿过中心部分的内部孔68,MI电缆化的电缆传感器装配体70利用钎焊或铆接等方法固定在该内部孔68内。
电缆传感器装配体70具有在中央部位作为γ温度计加热器组件35的校正用加热丝即棒状发热体的内部加热器71、以及在该加热器71的周围作为温度传感器的多个差动式热电偶72。内部加热器71和各个热电偶72的间隙,必要的话用电气绝缘层或金属/金属合金填料73进行充填,放入到金属被覆管74内,形成一个整体,金属覆盖管74外面、内面均贴紧。并且,γ温度计组件35的内部加热器71例如用铠装加热器形成,加热丝75通过电绝缘层76被金属被覆管77覆盖,形成一体化。各个热电偶72也同样是热电偶丝78通过电绝缘层79被金属被覆管80覆盖,形成一体化。
布置在芯管66的内部孔68内的差动式热电偶72低温侧接点、高温侧接点分别与环状空隙部分67相对应进行布置,构成作为γ温度计组件35的传感器部分的γ射线发热检测器44。各个热电偶72如图5所示,在由环状空隙部分67形成的传感器部分、即隔热部分的轴向中央处,设定高温侧接点81a,使低温侧接点81b位于稍稍离开隔热部分的下方位置上(低温侧接点81b也可以位于稍稍离开隔热部分的上方位置上)。热电偶72被插入到内部加热器71的周围,形成同心圆状,其数量正好等于γ射线发热检测器44的数量。
用固定式γ射线发热检测器44来构成用于对堆内输出分布进行检测的γ温度计组件35,其堆内输出分布测量原理示于图6(A)和(B)。
在沸水反应堆等核反应堆中,γ射线的发生量与核反应堆压力容器2内的堆芯3内所装的核燃料的核裂变量成正比,利用产生的γ射线束来对γ温度计组件35的结构体,例如芯管66进行加热。该加热量与γ射线束成正比,γ射线束与附近的核裂量变成正比。构成γ温度计组件35的各个γ射线发热检测器44的环状空隙部分67,由于其隔热性,使轴向的冷却材料82所产生的除热效果不良,产生如箭头A所示的在轴向上迂回的热流束,产生温度差。因此,如图5所示,若布置差动式热电偶72的高温侧接点81a和低温侧接点81b,则能用电压信号来检测该温度差。因为该温度差与γ射线发热量成正比,所以,能根据差动式热电偶72的电压信号来求出与局部核裂变量成正比的γ射线发热量。这就是γ温度计的测量原理。
另一方面,燃料组件4如图2和图3所示,有许多燃料棒(图中未示出)放置在方体形通道箱83内。各个燃料棒是在锆合金的燃料包壳中充填氧化铀烧结颗粒或铀钚混合氧化物烧结颗粒,用端塞对上下端进行熔焊密封。把许多个燃料棒集合捆扎起来,为了确保燃料棒间隔为一定距离,在轴向上按一定间隔设置许多燃料格架。
再者,在燃料组件4的上下端分别布置上部垫板(tie plate)和下部垫板,与堆芯下部结构和堆芯上部结构相结合。而且,在沸水反应堆(BWR)的燃料组件4中再由通道箱83把燃料束的外侧包在内面,形成了每个燃料组件4的冷却材料通路。
这种燃料组件4大量林立在堆芯3内的核反应堆,其堆内输出分布和堆芯燃料运行极限值(最大射线输出密度(KW/m)和最小极限输出比)的余量等的计算,是在过程控制计算机20A的堆芯输出分布计算装置31中通过所谓3维核热水力模拟计算而进行。利用堆芯输出分布计算装置31来计算出对堆芯燃料的运行极限值{最大射线输出密度(KW/m)和最小极限输出比}的余量等,计算结果由显示操作装置63进行显示,向操作员进行报告。
以下,对本实施例的核反应堆输出分布监视系统29的核反应堆输出分布监视系统处理和核反应堆输出分布监视方法进行说明,尤其对固定式堆内核测量仪表系统30的检测灵敏度校正处理和GT检测器44的检测器灵敏度校正方法将重点进行说明。
若按照本实施例的核反应堆输出分布监视系统29,则沸水反应堆(BWR)的堆芯3的燃料状态和核反应堆运行状态由过程控制计算机20A进行监视。
也就是说,作为由沸水反应堆堆芯现状数据测量仪55进行测量的核反应堆现状数据,即各种工艺数据(控制棒图形、堆芯冷却材料流量、核反应堆圆顶压力、给水流量、给水温度(堆芯入口冷却材料温度)等)被输入到现状数据处理装置58内,由堆芯现状数据测量仪55进行数据收集处理,计算出核反应堆热能输出等。
而且,现状数据处理装置58在结构上也可以作为过程控制计算机20A的一部分,在此情况下堆芯现状数据的数据收集处理由过程控制计算机20A进行。
由现状数据处理装置58进行数据收集处理和计算处理的、包括核反应堆热能输出的堆芯现状数据D3通过过程控制计算机20A的核测量仪表控制装置60的信号接口功能被传送到堆芯输出分布计算装置31进行传送。
另一方面,由各个堆内核测量仪表组件32的LPRM检测器组件34检测出的堆芯3内的中子通量通过LPRM信号处理装置40而被变换成LPRM数据D2,通过过程控制计算机20A的核测量仪表控制装置60的信号接口功能而被传送到堆芯输出分布计算装置31内。
同样,由各个堆内核测量仪表组件32的γ射线发热检测器44测量的热电偶输出信号(GT信号)根据γ射线发热检测器44的灵敏度S0被GT信号处理装置48变换成表示单位重量的γ射线发热量(W/g)的GT数据D1,通过过程控制计算机20A的核测量仪表控制装置60的信号接口功能而被传送到堆内输出分布计算装置31中。
在堆内输出分布计算装置31中,根据被传送来的GT数据D1、LPRM数据D2、堆芯现状数据D3和过程控制计算机20A内所装的3维热水力计算代码进行运算处理,计算出堆芯输出分布、堆芯中子通量分布和热运行极限值的余量等。并且,被计算出的堆芯中子通量分布、堆芯输出分布、GT信号读出值的计算值、以及热运行极限值的余量等数据根据需要被存储到存储器内。
也就是说,利用输出分布计算模块61根据堆芯现状数据D3和3维核热水力计算代码来计算出堆芯中子通量分布、堆芯输出分布、GT信号读出值的计算值(对应于实测的数据D1)、以及运行极限值的余量等。在该GT信号读出值的模拟计算中,在过程控制计算机20A的存储器中存储了基于下述相关式的参数{例如,燃料型号、结点燃烧度、控制棒的有无、经历相对水密度(经历空隙率)、瞬时相对水密度(瞬时空隙率)}的内外差方式的适配式数据(数据集)、或者基于上述相关式参数的内外插方式的查表数据(数据集),该相关式用于表示燃料组件结点输出值和基于GT信号的GT数据值D1的相关关系,利用由输出分布计算模块61计算出的上述参数值来计算GT读出值。
该计算出的堆芯输出分布等实际上根据从堆芯3中测量的堆芯核测量仪表数据(GT数据D1)和3维核热水力计算代码来进行学习校正。
这时,GT组件35在堆芯3的轴向输出分布具有少于24结点、与固定式LPRM检测器37相同的N个、例如4个,或多于4个的固定式GT检测器44,根据与各GT组件35的各GT检测器44内所测出的GT信号相对应的堆芯核测量仪表数据(GT数据D1)和3维核热水力计算代码,对由上述输出分布计算模块61计算出的堆芯输出分布等进行学习校正(关于用GT信号数据D1进行输出分布学习校正,将在本说明书的第6实施例的图9的说明中更加详细地进行说明)。
也就是说,从实际的GT组件35来的热电偶输出信号(GT信号)S1被GT信号处理装置48从电压信号换算成与γ射线发热量(W/g)相对应的GT数据D1,被输入到过程控制计算机20A的输出分布计算装置31内。
这时,在输出分布计算装置31的输出分布学习模块62中,从根据输出分布计算模块61的3维核热水力计算模型而计算出的核反应堆输出分布中通过模拟计算来求出各个GT组件的每个轴向结点的γ射线发热量,暂时存储到存储器内,被存储的每个结点的γ射线发热量的模拟计算值和实际测量值(GT数据D1值)的差分,对实际存在GT检测器的结点来说以比的形式求出。
并且,在输出分布学习模块62中,按每个GT组件35,对在堆芯轴向上数量有限的实际γ射线发热量的测量值(GT数据D1值)和γ射线发热量的模拟计算值的差分(比的形式)进行表示的数据(γ射线发热量差分校正量数据)相对于堆芯轴向各结点进行内外插,求出相对于全部轴向结点的γ射线发热量差分校正量数据。而且,除了相对于轴向的内外插之外,对没有GT组件的径向位置也能沿堆芯径向对γ射线发热量差分校正量(校正比,校正系数)进行内外插。
输出分布学习模块62,为了使这样求得的各个GT组件的每个结点的γ射线发热量差分校正量数据的值为“1.0”、即各个GT组件的轴向各结点上的GT数据D1的值和γ射线发热量的模拟计算值达到一致,通过对由输出分布计算模块61计算的核反应堆输出分布进行校正,求出高精度的核反应堆输出分布(也还有中子通量分布)和运行极限值的余量等。
如上所述,进行核反应堆运行状态监视和堆芯输出分布监视的过程控制计算机20A,平时连续地接收堆芯现状数据D3,定时地(例如1小时1次)或根据由操作员用输出入装置来输入的计算要求命令,随时地按照最新的运行参数(堆芯现状数据D3)和3维核热水力计算代码用堆内输出分布计算装置31来进行堆芯输出分布计算(3维核热水力模拟计算)。
也就是说,根据基于这时的GT信号S1的GT数据D1(W/g)利用输出分布学习模块62来对由输出分布计算模块61计算出的核反应堆输出分布进行校正,这样能计算出高精度的核反应堆输出分布和运行极限值的余量(也还有中子通量分布)等。
另一方面,在结构上作为过程控制计算机20A的处理功能的一部分的核测量仪表控制装置60具有以下三种功能:一是对核反应堆内安装了各个GT组件35后的核反应堆运行时间(以下定义为堆内安装时间)进行计算;二是分别对各个GT组件35的堆内安装时间在过程控制计算机20A的存储器内进行更新和存储;三是把预先设定的下述的许多加热器校正时间间隔存放到存储器内进行保持。
再者,核测量仪表控制装置60具有这样一种功能,即通常在运行参数(堆输出、堆芯冷却剂流量、控制棒图形等堆芯现状工艺量S3)没有变化的状态下,把各个GT组件35的各个固定式GT检测器44的利用内部加热器71的输出电压灵敏度测量处理(计算处理)的执行命令每经过一定时间向GT加热器控制装置53发送一次。而且,利用上述内部加热器71来对GT检测器44的热电偶输出电压的灵敏度(决定热电偶输出电压和单位重量的γ射线发热量(单位:W/g)的关系的值进行测量的处理(计算处理)亦称为加热器校正处理。
并且,核测量仪表控制装置60还具有这样一种功能,即把发送输出电压测量处理执行命令(加热器校正命令)时的时间(校正处理开始时间)按其对应的每个GT组件35分别存储到存储器内。
这时,核测量仪表控制装置60对各个GT组件35的加热器的校正命令发送间隔(以下亦称加热器校正时间间隔)进行设定,使其随GT组件35的堆内安装时间不同而异。
也就说明,在过程控制计算机20A(的存储器)中,分别按下列规定来存储加热器校正时间间隔:GT组件安装后的核反应堆运行时间500小时以内(堆芯安装时间500小时以内)的GT组件的加热器校正时间间隔为48小时;对堆芯安装时间500小时至1000小时的GT组件的加热器校正时间间隔为168小时;对堆内安装时间1000至2000小时的GT组件的加热器校正时间间隔为336小时;对堆内安装时间超过2000小时的GT组件的加热器校正时间间隔为1个月(或1000小时)。核测量仪表控制装置60通过访问存储器根据从上次的各个GT组件35的校正处理时间起到现在为止的经过时间以及与计算出的各个GT组件35现在的堆内安装时间相对应的加热器校正时间间隔,从所有的GT组件35中判断出作为加热器校正对象的GT组件并将其抽出。
其次,核测量仪表控制装置60在每次进行上述判断处理时把与该判断时各个GT组件35所对应的堆内安装时间相符合的加热器校正时间间隔登录到存储器中,而且把与已登录的各个GT组件35所对应的堆内安装时间相符合的加热器校正时间间隔发送到显示操作装置63内,作为表示各个GT组件35的加热器校正时间间隔的加热器校正时间间隔登录画面通过该显示操作装置63显示出来。
另外,核测量仪表控制装置60把对抽出的加热器校正对象的GT组件35的加热器校正处理执行命令(包括加热器校正对象GT组件35的地址(位置地址)在内)自动地分别发送到GT加热器控制装置53和GT信号处理装置44内,或者把对加热器校正对象的GT组件35的GT校正指示命令发送要求发送到显示操作装置63内,通过该显示操作装置63向操作员显示输出。这时,操作员根据由显示操作装置63显示出的GT校正指示命令发送要求,对显示操作装置63进行操作,发送出对上述加热器校正对象的GT组件35的GT校正指示命令。核测量仪表控制装置60根据被发送的GT校正指示命令,把上述加热器校正处理执行命令自动地分别发送到GT加热器控制装置53和GT信号处理装置48内。
这时,GT加热器控制装置53向与被发送的加热器校正处理执行命令的位置地址相对应的单个或多个GT组件35的内部加热器71上供给电力(加电压),对所加的加热器电压进行控制,使流过内部加热器71的电流值达到规定值。
接着,GT加热器控制装置53对加到各个GT组件的内部加热器上的电压值和流入到内部加热器71内电流值进行测量,把该测量值发送到GT信号处理装置48内。
另一方面,GT信号处理装置48接收从核测量仪表控制装置60发送的加热器校正处理执行命令(位置地址),根据该接收时间,沿堆芯轴向同时并列地对具有相应位置地址的GT组件35的加热器未加热状态的各个GT检测器44的热电偶输出电压信号(ml)进行测量,同时,对从GT加热器控制装置53发送来的加热器所加电压和电流测量值进行接收,根据该接收时间,沿轴向同时并列地分别对加热器加热时的GT组件35的各个GT检测器44的热电偶输出电压信号(mV)进行测量。
然后,GT信号处理装置48对每个GT检测器44分别存储已测量的加热器校正对象GT组件35的各GT检测器44中的没有加热器加热的状态和加热器加热时的输出电压信号。该加热器校正处理执行命令对GT组件的位置地址加以改变,连续地进行,直到需要加热器校正的对象GT组件部分结束为止。
接着,GT信号处理装置48根据加热器校正对象的各个GT检测器44的无加热器加热状态和加热器加热时的输出电压信号,检测出现在的GT检测器44的灵敏度S0(决定GT检测器44的热电偶输出电压信号和单位重量的γ射线发热量(W/g)的关系的值)。
以下详细说明采用GT信号处理装置48的灵敏度测量处理。
作为GT检测器44的热电偶输出电压信号Uγ和GT检测器44的单位重量的γ射线发热量Wγ的关系式,下式(1)可以成立。
Uγ=S0(1+αUγ)Wγ ……(1)式其中S0:输出电压灵敏度(mV/(W/g))
α:非线性系数(mV-1)
Uγ:输出信号(mV)
Wγ:γ射线发热量(W/g)
而且,非线性系数α是对GT检测器44的结构材料的物性值的温度依存性加以考虑而计算出的固定值。
并且,GT检测器44的输出电压灵敏度S0可利用被测的无加热器加热的状态和加热器加热时的输出电压信号按下列式(2)进行计算。
S0=[{U’/(1+αU’)}-{U/(1+αU)}]/PH ……(2)式其中U:内部加热器加热前的输出信号(mV)
U’:内部加热器加热时的输出信号(mV)
PH:内部加热器产生的附加发热量(W/g)
也就是说,在堆芯状态为一定而且保持稳定,例如由操作员进行了确认的状态下,若利用图4和图5所示的内部加热器71来增加发热量PH,则产生与发热量PH相对应的热电偶输出电压信号变化(U和U’的差),因此,可利用预先测量的GT检测器44的质量(重量),加热器阻值和式(2),计算出GT检测器44的灵敏度S0。其中,GT组件35的内部加热器71最好制造成其阻值不随各个GT检测器变化,在轴向上保持一定,但因为对每个GT检测器35在轴向分布中可能有制造误差,所以,反映该制造数据,根据供给电流和各个加热器71的检测器部分的阻值来求出上述内部加热器71的附加发热量PH。
但是,GT检测器44的单位重量的γ射线发热量Wγ根据这样求出的GT检测器44的输出电压灵敏度S0和GT检测器44的输出电压信号(mV信号)Uγ,按下式(3)求出。
Wγ=Uγ/(S0(1+αUγ)) ……(3)式
这样,根据采用GT加热器控制装置53的加热器校正对象GT组件35的内部加热器71控制处理(加热器校正处理),能够计算出加热器校正对象GT组件35的所有GT检测器44的灵敏度S0。然后,GT信号处理装置48把已计算出的GT检测器44的灵敏度S0存储到该处理装置内(其存储器内),而且把各个GT检测器44的灵敏度S0发送到过程控制计算机20A的核测量仪表控制装置60内。
基于上述加热器校正处理指示命令的GT加热器控制装置53和GT信号处理装置48的灵敏度测量处理按规定程序反复进行,直到对作为加热器校正对象的所有GT组件35的处理结束为止。并且,如上所述,各个GT组件35的各个GT检测器44的灵敏度测量处理,根据通过核测量仪表控制装置60的判断处理而发送的加热器校正处理执行命令,按对应的每个加热器校正时间间隔反复地进行。
这样,按照根据GT组件35的堆内安装时间而决定的加热器校正间隔,利用GT信号处理装置48周期性地对各个GT组件35的各个GT检测器44的灵敏度S0进行测量(计算),被测出的各个GT组件35的各个GT检测器44的灵敏度S0分别被发送到核测量仪表控制装置60内。
核测量仪表控制装置60根据加热器校正时间间隔将周期性发送来的各GT组件35的各GT检测器44的灵敏度So,即各GT检测器44的灵敏度So的时间变化数据按各个GT检测器44分别存储在存储器中。然后核测量仪表控制装置60对新发送到核测量仪表控制装置60来的各GT检测器44的灵敏度So′与存储在存储器中的从灵敏度So′发送时刻回溯过去的数点的灵敏度So数据(灵敏度变化数据)进行比较,通过显示装置63对比较结果进行显示处理或者根据存储器中存储的灵敏度的时间变化数据,通过显示装置63对包括灵敏度So′在内的灵敏度的时效变化趋势(曲线图)进行显示处理。例如作为时效变化趋势显示处理功能的一例,采用安装开始后GT检测器44的全部灵敏度So数据,或者从现在时刻回溯过去的最近数点的灵敏度So数据,根据最小二次方适配(最小平方适配),对
So=a+b·e-λt ……(4)式按各个GT检测器44分别计算的功能也可以装入核测量仪表控制装置(核测量仪表控制模块)60中。
这里的λ也可以根据灵敏度So数据用适配法求出,也可以以过去的实际数据值作为代表值使用。
依据上述(4)式的核反应堆的运行或随着运用而产生GT组件35的GT检测器44的灵敏度So的时效变化趋势曲线的一例如图7所示。其中符号X表示实测的GT检测器灵敏度So,符号Y表示使用由X表示的实测灵敏度So所得到的上述(4)式的预测适配式“So=a+b·e-λt”表示的近似曲线。
操作员监视显示器63上所显示的新发送来的灵敏度So′和灵敏度变化数据的比较结果或者灵敏度时效变化趋势曲线(参考7图),该监视的结果,当判断新发送来的灵敏度So’变化为超过预先存储在存储器里的一定值{第1判断值(异常判断值;容许灵敏度变化判断值,例如灵敏度So的10%)}时,操作员将对应的GT检测器44的灵敏度So作为异常值,通过输入输出装置63将旁路命令发送给过程控制计算机20A。
操作员在新发送来的灵敏度So’不超过上述第1判断值时,将对应的GT组件35的GT检测器44的灵敏度更新为上述灵敏度So’的灵敏度更新命令,通过输入输出装置63,向过程控制计算机20A的核测量仪表控制装置60发送。
操作员当判断为:例如多个GT组件35的多个GT检测器44中的任一个灵敏度均无异常,符合预测范围的变化时,也可以发送对应的多个GT组件35的多个GT检测器44的灵敏度一起进行更新所需的灵敏度更新命令。并且也可以发送按每个GT组件35,及每个GT检测器44分别更新所需的灵敏度更新命令。
过程控制计算机20A的核测量仪表控制装置60将从输入装置63发送来的旁路命令所对应的GT组件35的GT检测器44的灵敏度So置换成新灵敏度So′所需的灵敏度更新命令发送给GT信号处理装置48。
GT信号处理装置48根据发送来的灵敏度更新命令,将对应的GT组件35的GT检测器44的灵敏度So变更为新灵敏度So′,使用已变更的新灵敏度So′使该GT检测器44的输出电压信号变换为GT数据D1。
过程控制计算机20A的核测量仪表控制装置60根据预先存储在存储器中的第2容许灵敏度的变化判断值(估计的变化范围,比上述第1异常变化判断值还小的判断值;例如灵敏度So的0.2%)及求出的灵敏度So′和灵敏度变化的数据的比较结果,或者灵敏度时效变化趋势曲线,自动判断新发送来的灵敏度So′是否变化为超过了上述第2容许灵敏度变化判断值而未超过上述第1容许灵敏度变化判断值,该判断的结果是判断新发送来的灵敏度So′变化超过上述第2容许灵敏度变化判断值而未超过上述第1容许灵敏度变化判断值时,则判断为无异常变化,是正常的变化,而且是显著的变化,也可以将对应的GT组件35的GT检测器44的灵敏度So自动变更为新灵敏度So′所需的灵敏度更新命令发送给GT信号处理装置48。而且,核测量仪表控制装置60,在判断新发送来的灵敏度So′未超过上述第2容许灵敏度变化判断值时,则判断不必进行灵敏度更新,不进行灵敏度更新处理。
核测量仪表控制装置60当新的发送来的灵敏度So′异常变化超过上述第1判断值(例如灵敏度So的10%)时,自动判断对应GT组件35的GT检测器44发生异常,将包括上述异常变化的GT检测器44及GT组件35的地址在内的报警显示被直接输出到外部或通过显示装置63输出给操作员。结果,操作员根据输出的报警显示判断出发生异常变化的GT检测器44或包括该GT检测器44在内的GT组件35有故障,可以对该GT检测器44或GT组件35进行故障旁路登录。
进而过程控制计算机20A的核测量仪表控制装置60对存储器中依次更新记录的各GT组件35的堆内安装时间定期地进行评价,根据各GT组件35的堆内安装时间经过,当前(堆内安装时间范围)所设定的GT加热器校正时间间隔已转换为下次堆内安装时间范围所设置的加热器校正时间间隔时,在显示装置63的加热器校正时间间隔登录画面上,改变对应的GT组件35的显示标记的显示形态(例如,使显示标记闪烁等),以此向操作员通知上述加热器校正时间间隔的转换。
如上所述,本实施例根据按各GT组件35(GT检测器44)的堆内安装时间而设定的加热器校正时间间隔,通过核测量仪表控制装置60、GT加热器控制装置35及内部加热器71的动作,来测量各GT检测器44的灵敏度,根据被测灵敏度So的时间变化数据,更新各GT检测器44的灵敏度,可以校正由γ射线发热量引起的GT检测器44输出电压的降低及饱和现象,可以求出非常正确的γ射线发热量(GT数据D1)。从而,利用GT数据的输出(输出)分布校正处理的精度也可以进一步提高,并且可以求出可靠性高的堆芯输出分布等。
特别是在核反应堆的堆内运行或运用状态中,各GT组件35的各GT检测器44的灵敏度So如图7虚线Y所示,随时间缓慢变化后达到平衡状态,可以看出在核反应堆的堆芯3中安装后刚开始运用的堆内安装时间更短的核测量仪表组件32在运行周期中变化很快,另一方面前一运行周期或者在此之前安装的,即堆内安装时间更长的核测量组件32中,GT检测器44的灵敏度So大体是稳定的。
因此,堆内安装时间长的GT检测器44的灵敏度So稳定的GT组件35只要确认是否没有异常即可,通过将加热器校正间隔如前所述例如定为1000小时以上,就可以防止进行不必要的GT加热器校正处理,而使GT信号的不必要的不可操作状态(旁路状态)变长。而且通过只对堆内安装时间比较短的GT组件35以比较短的加热器校正间隔(例如48小时)进行加热器校正,从而可以高效地以较短时间进行GT加热器校正。也可以减小GT组件35运用寿命中的加热器断线的概率。
进而,由于各GT组件(各GT检测器)的加热校正时间间隔在显示装置63上可以以加热器校正时间隔登录画面进行显示,所以容易进行GT组件35的加热器校正频度管理,并容易识别短时间校正对象GT组件35的有无。
该实施例的构成中,GT检测器44的灵敏度So的计算处理是由GT信号处理装置48进行的,但是也可以将GT检测器44的输出电压信号(mV)直接输入给过程控制计算机20A的核测量仪表控制装置60中,由核测量仪表控制装置60的处理进行GT检测器44灵敏度So的计算。也就是说由哪个计算机的CPU分担进行GT检测器44灵敏度So的计算处理,并不是本质问题。
在上述的实施例中,对过程控制计算机20A的存储器中存储的GT组件35的灵敏度校正时间间隔,根据堆内安装时间经历以4个阶段进行了说明,但是本发明并不限于此,此外的多阶段例如为简便起见也可以是3阶段、2阶段。这一时间间隔根据实际的GT信号检出器的各个堆内安装时间不同,灵敏度变化的程度不同,例如参考图7所示的灵敏度变化图,可以看出:其特性是安装初期变化大,随着时间增加而趋向饱和,所以根据该时间间隔特性,例如从时间序列的灵敏度数据与预测的加热器校正进的灵敏度间的偏差,或者将从上次灵敏度校正时的测量结果灵敏度的变化的第3容许灵敏度变化判断值作为比较小的值(例如灵敏度的1%)设定时,最好用上述的4阶段。
也可以在参数中采用各个GT检测器的传感器部的堆内中子辐射(辐射)量代替上述堆内安装时间。这时,由堆内输出分布计算装置31准确计算各个GT检测器44的堆内中子辐射量,代替上述堆内安装时间存储在过程控制计算机20A的存储器中,只要根据上述堆内中子辐射量的范围来设定加热器校正时间间隔,存在存储器中即可。另外,上述堆内中子辐射量也可以不必准确计算,而用与该中子辐射量大体成比例的参数代替。例如也可以在参数中采用围绕GT检测器44的燃料结点的平均燃烧度增量。
第1实施例所示的核反应堆的固定式堆内核测量仪表系统30,归纳起来具有以下几部分:将检测核反应堆内的带功率进行工况范围的局部输出分布的多个LPRM检测器37和检测γ射线发热量的γ温度计组件35的固定式GT检测器44放置在核测量仪表管33内,至少该GT检测器44布置(布置)在LPRM检测器37近旁的堆内核测量仪表组件32、处理上述从LPRM检测器37输出来的LPRM信号32的LPRM信号处理装置40、处理从GT组件35来的输出电压信号(GT信号)S1的GT信号处理装置48及对DT组件35内部的加热器71进行通电控制的GT加热器控制装置53。
另一方面,核反应堆的固定式堆内核测量仪表系统30由过程控制计算机20A内具有的核测量仪表控制装置60进行监视控制。核测量仪表控制装置60构成了监视控制模块,进行GT加热器控制装置53和GT信号处理装置48的动作控制。GT加热器控制装置53对GT组件35的内部加热器71进行通电控制,通过加热器加热进行各GT检测器44的输出电压灵敏度校正。
GT组件35在核反应堆运行中由内部加热器71进行通电加热,由GT信号处理装置48测量加热器加热(增加加热量)引起的各个GT检测器44的输出电压增加及对内部的加热器71的加热电压·电流,进行γ射线单位发热量(w/g)的GT检测器44的热电偶输出电压灵敏度校正。进行该输出电压校正的时间间隔由γ温度计组件35的堆内安装时间作为参数。γ温度计组件35的堆内安装时间由核测量仪表控制装置60进行计算、存储。
根据GT组件35的堆内安装时间,例如预先从短的开始依次准备第1时间间隔、第2时间间隔、第3时间间隔……和加热器校正时间间隔,根据已计算的堆内安装时间自动选择符合的时间间隔,以规定的时间间隔进行加热器加热的输出电压灵敏度测量。
进而,核测量仪表控制装置60在由GT组件35的固定式GT检测器44的加热器加热方式的输出电压灵敏度的加热器校正时间间隔从上一个时间间隔开始变更的时候使报警信号输出给输出装置63,将校正时间间隔的变更通知给操作员。
第2实施例
下面说明涉及本发明的核反应堆的固定式堆内核测量仪表系统及核测量仪表处理方法、输出分布计算装置及计算方法、以及输出分布监视系统及监视方法。
在第2实施例中的核反应堆的输出分布监视系统29、堆内核测量仪表系统30及输出分布计算装置31的基本构成、动作、作用、输出分布监视方法、核测量仪表处理方法及输出分布计算方法与本发明的第1实施例(参考图1-图7)所示的情况没有不同,因此对于相同的构成单元加有相同的标号,其说明予以省略。
第2实施例中的核反应堆的堆内核测量仪表系统30及输出分布计算装置31与本发明的第1实施例所示的相比较,通过固定式GT检测器44的加热器加热进行输出电压灵敏度校正的γ温度计组件35的判断处理基本上是不同的。
在过程控制计算机20A中具有核测量仪表控制装置60,该核测量仪表控制装置60具有计算GT组件35的堆内安装后的核反应堆运行时间(堆内安装时间)的功能及存储该核反应堆运行时间(堆内安装时间)的功能,核测量仪表控制装置60构成作为过程控制计算机20A的功能一部分的核测量仪表控制模块。
核测量仪表控制装置60具有这样的功能:使各GT检测器44的输出电压的灵敏度So的时间性变化数据(输出电压灵敏度的时间序列数据),根据按GT组件35的堆内安装时间选择的规定时间间隔来进行的GT组件35的灵敏度校正时,对应于堆内安装时间而存储在设备监视控制装置20A的存储器内,在存储器内存储GT检测器44的输出电压的灵敏度时间序列数据作为对堆内安装时间的表。
核测量仪表控制装置60利用GT检测器44的灵敏度So的时间序列(序列)数据,取离现在时刻最靠近的至少2点以上的时间序列数据点,根据该时间序列的数据点,以直线外插或2次曲线外插对输出电压灵敏度变化曲线进行估算,或者由1次、2次曲线适配式或由上述“a+b·e-λt”所表示的曲线的最小二次方适配式进行适配,估算出将来的输出电压灵敏度变化曲线。
此处利用“a+b·e-λt”估计输出电压灵敏度变化曲线时,t为堆内安装时间,a、b、λ为应适配的常数(此处λ也可以是从过去的GT检测器灵敏度特性选定的代表性值)。
而且,核测量仪表控制装置60从该输出电压灵敏度变化曲线中推测出规定的未来时间的GT检测器44的灵敏度So的值,计算出从最后的加热器加热校正时刻开始经过一定期间后,现在选择的时间间隔(例如48小时)的下一次预定选择的、比现在还长的时间间隔(例如168小时)后的估计值。
当输出电压灵敏度So的变化量超过规定值,既超过对未来时间设定的容许灵敏度变化判断值时,例如上述容许灵敏度变化判断值为1%,当推测出上述输出电压灵敏度So的变化量为从最后加热器加热校正时刻开始,变化1%以上时,则按规定的短的时间间隔(例如现在的时间间隔,如果现在的时间间隔是48小时,则为48小时)对下次加热器加热进行校正,为此,将上述时间间隔作为加热器校正时间间隔加以设定,登录在存储器中,而当未超过上述允许灵敏度变化判断值(灵敏度的1%)时,例如变化量在1%以下时,将下一次加热器校正时间间隔设定为比现在的时间间隔(例如48小时)长的下一个规定时间间隔(例如168小时),登录在存储器中。另外,核测量仪表控制装置60根据由上述的估算所推测的灵敏度变化,为使灵敏度变化量限制在规定的灵敏度变化范围内(上述允许灵敏度变化判断值的范围内),也可以使加热器校正时间间隔在一定的最小加热器校正时间间隔和最大加热器校正时间间隔的限制范围内自动计算出来。
根据1个γ温度计组件35的轴向GT检测器44(不过,综合判断为故障,并在核测量仪表控制装置60中旁路登录的除外)的加热器校正时间间隔登录值或者加热器校正时间间隔评价结果,核测量仪表控制装置60访问存储器,检索该GT组件轴方向的所有GT检测器44的加热器校正时间间隔,根据在沿着该GT组件35的轴方向的全部GT检测器44内,具有最短的加热器校正时间间隔的加热器校正时间间隔,将各GT检测器44的加热器校正命令分别发送给GT信号处理装置48及GT加热器控制装置53。
该功能及加热器校正方法作为加热器校正的参数,在使用GT检测器44的中子辐射量代替GT组件35的堆内安装时间时是需要的。
根据第2实施例,作为在运行周期前的定期检查施工中新安装的GT组件35的GT检测器44的输出电压灵敏度So,仅登录堆外试验出厂时的数据值或者初始化数据,因此检测该GT检测器44的初期灵敏度So,在起动时的透平临时并入时,透平正式并入后的部分输出时刻及达到额定输出后尽早的时刻的堆芯状态选择一定状态时刻,通过上述核测量仪表控制装置60、GT信号处理装置48及GT加热器控制装置53的动作处理,例如进行3次到4次的GT加热器加热校正处理。
例如已经进行4次以上的加热器加热校正处理,对具有4个以上GT检测器44的灵敏度So数据的GT组件35的GT检测器44的输出电压灵敏度So数据来说,采用从现在时刻最靠近的至少2点以上的GT检测器44的灵敏度So的时间序列数据,在规定的现在选择的时间间隔(在此假定是第2规定时间间隔)后的GT检测器44的灵敏度So的值、及在比下一个第2规定时间间隔还长的规定时间间隔(在此假定是第3规定时间间隔)后的GT检测器44的灵敏度So的值分别由直线外插或2次曲线外插进行估计,或由1次、2次曲线适配或a+b·e-λt曲线的适配进行估计。
该估计处理的结果,当估计第2规定时间间隔后的GT检测器44的灵敏度So的变化量超过容许灵敏度变化判断值1%时,作为下次的加热校正时间间隔,比第2规定时间间隔还要短的第1校正时间间隔登录在存储器中;而当估计第3规定时间间隔后的GT检测器44的灵敏度So的变化量不超过容许灵敏度变化判断值1%时,作为下次的加热器校正时间间隔,比第2规定时间间隔更长的第3规定时间间隔登录在存储器中。
另外,当第2规定时间间隔后的灵敏度So的估计变化量不超过1%,但第3规定时间间隔后的估计变化量超过1%时,作为下次加热器校正时间间隔,第2规定时间间隔直接登录在存储器中。
然后,分散在同一GT组件35的轴方向上的GT检测器44上的存储器中登录的各加热器校正时间间隔进行的自动检索处理,由没有被旁路登录的GT检测器44只要登录了1个短的时间间隔的GT加热器校正时间间隔,那么对应的GT组件35的所有的GT检测器44的加热器校正时间间隔在存储器中自动更正登录为上述短的加热器校正时间间隔。
在该最终登录的GT加热器校正时间间隔中,从以前的加热器校正时间间隔变更为新的加热器校正时间间隔时,对该GT组件35来说,核测量仪表控制装置60具有这样一种功能,即在显示装置63的加热校正时间间隔登录的画面上,使对应的加热器校正时间间隔数据进行闪烁显示等,唤起操作员的注意。操作员参考显示装置63上显示的GT检测器44的输出电压灵敏度So的趋势曲线,可以检查闪烁显示的加热器校正时间间隔,以及与上次输出电压灵敏度So进行比较。
这样,在存储器中登录的GT加热器校正时间间隔的最终登录结果通过核测量仪表控制装置60的处理,在显示装置63上向操作员显示。
也就是说,当达到对应于规定的GT组件35的加热器校正时间间隔的规定加热器校正时刻时,核测量仪表控制装置60通过显示装置63对操作员发出进行GT加热器校正处理的警报,根据上述的登录结果显示该对象GT组件35。另外,每个GT组件GT加热器校正定时是不同的,但是循环起动时(低输出时)或起动后由在额定核反应堆输出附近进行的LPRM检测器灵敏度的GT信号的调整处理之前,必须进行全部GT检测器44的加热器校正,从而可以通过循环来统一各GT组件35的加热器校正时间定时的起算点。
GT加热器加热校正处理,按与第1实施例相同的步骤,根据过程控制计算机20A的指示来进行,新得到的GT检测器44的输出电压灵敏度So发送给过程控制计算机20A。此后操作员的相应措施也与第1实施例相同。
上面说明了在本实施例中从最靠近的GT检测器44的电压灵敏度So的至少2点以上例如从3点起用外插、1次方程式;2次方程式适配或a+b·e-λt式适配来对GT检测器44输出电压灵敏度So进行估计的情况,但是本发明并不限于此,也可以从4点起用3次方程式适配或其他的函数型的最小二次方的适配进行估计。
如上所述,根据本实施例,对GT检测器44的现在时刻的灵敏度So,从最靠近的So趋势数据,预测估计规定的未来时间上的GT检测器44的灵敏度So的变化量。当该估计值的变化比率比容许灵敏度变化判断值还大时,作为GT加热器校正时间间隔可以按短时间间隔登录,因此可以灵活应付各GT组件35预测外的输出电压灵敏度变化,可以防止GT组件35引起的输出分布测量精度的恶化。另外,当GT加热器校正时间间隔与以前有变更时,通过显示装置63可以通知上述变更,因此对操作员唤起注意是否有什么异常要检修,可以提高与维持核反应堆的堆内检测量仪表可靠性有关的处理效率。
根据估计的灵敏度变化,为使灵敏度变化量限制在规定的灵敏度变化范围内(上述容许灵敏度变化判断值的范围内),也可以在一定的最小加热器时间校正时间间隔、最大加热器校正时间间隔的限制范围中自动算出加热器校正时间间隔。
第2实施例中的核反应堆的固定式堆内核测量仪表系统30归纳起来,具有:将检测核反应堆内的带功率进行工况范围的局部输出分布的多个固定式中子检测器(LPRM检测器)37和检测γ射线发热量的γ温度计组件35的固定式GT检测器44放置在核测量仪表管33内,该GT检测器44至少布置在固定式LPRM检测器37近旁的堆内核测量仪表组件32、处理从上述LPRM检测器37来的LPRM信号S2的LPRM信号处理装置40、处理从γ温度计组件35来的输出电压信号S1的GT信号处理装置48、对GT组件35内部的加热器71进行通电控制的GT加热器控制装置53及计算GT组件35的堆内安装时间或堆内辐射量(或者燃烧度)并进行存储的核测量仪表控制装置60。核测量仪表控制装置60对GT加热器控制装置53及GT信号处理装置48进行动作控制。
通过GT加热器控制装置53在核反应堆运行过程中对内装加热器71的加热丝通电加热,对加热器加热(增加加热量)的GT组件35的固定式GT检测器44的热电偶输出电压增加灵敏度根据内装加热器(加热丝)的加热电压·电流由GT信号处理装置48测量。而且由GT信号处理装置48根据预先测定过的(已知)加热器电阻值及固定式GT检测器44的质量(加热换算质量)进行γ射线单位发热量(w/g)的输出电压灵敏度的校正。
作为进行GT组件35的输出电压灵敏度校正的时间间隔,核测量仪表控制装置60,将由GT信号处理装置48计算的各GT检测器44的灵敏度时间序列数据相对于堆内安装时间的表,在堆内安装之初对规定的最短时间间隔(第1时间间隔)进行存储,根据离现在时刻最靠近的2点以上时间序列数据来估算输出电压灵敏度的变化曲线,该输出电压灵敏度变化与对规定的未来时间,即第1时间间隔后的未来时间及第2时间间隔后的未来时间设定的容许灵敏度变化判断值相比较,即使长的第2时间间隔后也不超过容许灵敏度判断值时,以规定的长的第2时间间隔对各GT检测器44进行加热器加热校正。
随着安装时间的增加,在更长的例如第3时间间隔的GT组件35的加热器校正时间间隔被设定的状态下,根据离现在时刻最靠近的2点以上的时间序列数据来估算输出电压灵敏度变化曲线,该输出电压灵敏度变化与对规定的未来时间,即第3时间间隔后的未来时间及第4时间间隔后的未来时间设定的容许灵敏度变化判断值相比较,为使(1)当长的第4时间间隔后也未超过判断值时,以规定的第4长时间间隔对各GT检测器44进行加热器加热校正;(2)规定的第3时间间隔未超过判断值,但长的第4时间间隔后却超过了判断值时,则以规定的第3长时间间隔直接对各GT检测器44进行加热器加热校正;(3)就连规定的第3时间间隔也超过判断值时,则以更短的规定的第2时间间隔或者满足判断值的预先设置的时间间隔中的最大值(这时是第1或第2时间间隔的一个)对各GT检测器44进行加热器加热校正,为此,核测量仪表控制装置60进行对γ温度计加热器控制装置53和γ温度计信号处理装置48进行控制的输出灵敏度校正处理。
另外,,核测量仪表控制装置60在GT组件35的加热器加热校正时间间隔从其前面的时间间隔开始变更的时刻,将报警信号输出给显示装置63,将加热器校正时间间隔的变更通知给操作员。
第3实施例
下面说明涉及本发明的核反应堆的堆内测量仪表控制系统、输出分布计算装置及输出分布监视系统的第3实施例。
在第3实施例中的核反应堆输出分布监视系统29、堆内测量仪表系统30及输出分布计算装置31的基本构成、动作(作用)、输出分布监视方法、核测量仪表处理方法及输出分布计算方法与本发明第1实施例及第2实施例所示的情况没有不同,因此对同样的构成单元加注同样的标号,其说明予以省略。
第3实施例中的核反应堆的堆内核测量仪表系统30及输出分布计算装置31与本发明的第1实施例及第2实施例相比较,由固定式GT检测器44的加热器加热进行输出电压灵敏度校正的γ温度计组件35的判断处理是基本不同的。即,第3实施例是将本发明的第1实施例及第2实施例进行组合而成的。
在过程控制计算机20A中具有核测量仪表控制装置60,在该核测量仪表控制装置60中具有计算GT组件35的堆内安装后的核反应堆运行时间的功能及存储核反应堆运行时间的功能。
核测量仪表控制装置60在通常的运行参数(堆输出、堆芯冷却剂流量、控制棒图形等的堆芯现状数据)没有变化的状态下,随着在堆内安装后的时间(输出运行状态下的堆内经过时间)的经过,如第1实施例所示,通过访问存储器,根据从上次的各GT组件35的校正处理时间到现在的经过时间以及计算的各GT组件35现在堆内安装时间相对应的加热器校正时间间隔,在GT加热器校正时从所有的GT组件35中自动判断并抽出成为加热器校正对象的GT组件。
核测量仪表控制装置60在上述每次GT加热器处理中进行再判断处理,将符合各GT组件35对应的堆内安装时间的加热器校正时间间隔登录在存储器中,而且将符合登录的GT组件35对应的堆内安装时间的加热器校正时间间隔发送给显示操作装置63,作为表示各GT组件35的加热器校正时间间隔的加热校正时间间隔登录画面,通过该显示操作装置63显示出来。
进而,核测量仪表控制装置60将对抽出的加热器校正对象的GT组件35发出的加热器校正处理执行命令分别自动发送给GT加热器控制装置53及GT信号处理装置48,或者将对加热器校正对象的GT组件35发出的GT校正指示命令发送请求发送给显示操作装置63,通过该显示操作装置63对操作员显示输出。
在显示操作装置63所显示的需要加热器校正的GT组件35,根据过程控制计算机20A的核测量仪表控制装置60的指示(自动或手动),通过GT信号处理装置48及GT加热器控制装置53的处理,按规定的顺序进行加热器校正。
也就是说,GT加热器控制装置53,向与被发送的加热器校正处理执行命令的位置地址相对应的GT组件35的内装加热器71供给电力(加电压),控制所加的加热器电压,以便使流过内装加热器71的电流值达到规定的值。
接着,GT加热器控制装置53测量所加电压值及在内装加热器71中流动的电流值,将该测量值发送给GT信号处理装置48。
另一方面,GT信号处理装置48接受从核测量仪表控制装置60发送的加热器校正处理执行命令(位置地址),根据该接收的定时,使具有对应位置地址的加热器未加热状态的GT组件35的各GT检测器44的热电偶输出电压信号(mv)沿着堆芯轴方向同时并行测量,同时接受从GT加热器控制装置53发送来的加热器外加电压及电流测量值。根据该接收定时,对加热器加热时的GT组件35的各GT检测器44的热电偶输出电压信号(mv),沿着堆芯轴方向同时并行地分别测量。
然后,GT信号处理装置48将测量的加热器校正对象GT组件35的各GT检测器44中的加热器未加热状态及加热器加热时的输出电压信号,按各个GT检测器44分别储存在处理装置48内(其存储器内)。该加热器校正执行处理在需要加热器校正的对象GT组件数量结束之前,改变GT组件的位置地址,持续执行。
这样,根据存储的各GT检测器44的加热器的未加热状态及加热器加热时的输出电压信号,GT信号处理装置48就能够通过与第1实施例同样的处理,计算出加热器校正对象GT组件35的所有GT检测器44的灵敏度So。然后,GT信号处理装置48将计算的各GT检测器44的灵敏度So存储在该处理装置内(其存储器内),而且将该各GT检测器44的灵敏度So发送给过程控制计算机20A的核计算控制装置60中。
依据上述加热器校正处理执行命令而进行的GT加热器控制装置53及GT信号处理装置48的灵敏度测量处理,在对加热器校正对象的所有GT组件35处理结束之前按规定的顺序重复进行。
另外,核测量仪表控制装置60具有通过上述GT检测器44的灵敏度测量处理,将从GT信号处理装置48发送来的各GT检测器44的灵敏度So的时间变化数据存储在存储器中的功能,从GT检测器44的灵敏度So的时间序列数据的离现在时刻最靠近的2点以上的数据中,通过直线外插或2次曲线外插来估算输出电压灵敏度变化曲线,或者由1次、2次曲线适配式、上述“a+b·e-λt”所表示的曲线的最小二次方适配式或三次方适配式进行适配,估算将来的输出电压灵敏度变化曲线。
然后,核测量仪表控制装置60从最后的加热器校正时刻开始,对现在时刻从堆内安装时间中应自动选择的规定时间间隔后(即未来时间)的灵敏度变化量的估计值进行计算。
当算出的灵敏度变化量估计值在容许灵敏度变化判断值(例如1%)以上时,核测量仪表控制装置60不论存储器所存储的堆内安装时间所决定的下次预定的加热校正时间间隔如何,均按照比现在时刻所选择的时间间隔短一个等级的规定时间间隔,或者使灵敏度变化量在容许灵敏度变化判断值的范围内的由预先存储在存储器中的多个加热器校正时间间隔内的最大时间间隔,进行下次加热器校正,为此,更新登录在存储器中。
当灵敏度变化量在容许灵敏度变化判断值(例如1%)以下时,核测量仪表控制装置60将下次的加热器校正时间间隔登录为由堆内安装时间所决定的时间间隔(例如由在存储器内存储的堆内安装时间决定的下次预定加热器校正时间间隔)。
而且,检索GT组件35的轴方向的GT检测器44的加热器校正时间间隔,判断其中某一个加热器校正时间间隔(但是,综合地判断为故障,在核测量仪表控制装置60中旁路登录的检测器除外)以更短的时间间隔登录在存储器中时,核测量仪表控制装置60根据具有最短加热校正时间间隔的加热器校正时间间隔,将各GT检测器44的加热器校正命令分别发送给GT信号处理装置48及GT加热器控制装置53。
根据第3实施例,堆内安装之初以规定的短的第1时间间隔对GT检测器灵敏度So进行加热器校正,当经过规定的堆内安装时间时,更新登录为与堆内安装时间相对应的规定的长的第2加热器校正时间间隔,此后也按该程序随着堆内安装时间的增加,自动选择更长的加热器校正时间间隔,依次更新登录。但是根据最靠近的2点以上的GT检测器灵敏度So的数据趋势(随时间变化的数据)而估计的将来时间经过后(相当于现在时刻按堆内安装时间选择的GT加热器校正时间间隔)的GT检测器灵敏度So的变化比率在容许灵敏度变化判断值(例如1%)以上时,暂时变更登录为短的时间间隔。
此后,对分散在同一GT组件35的轴方向上的GT检测器44的存储器中登录的各加热器校正时间间隔进行自动检索处理,由没有旁路登录的GT检测器44即使是登录了1个短时间间隔的GT加热器校正时间间隔,对应的GT组件35的所有GT检测器44的加热器校正时间间隔都自动地在存储器中修改登录为上述短的加热器校正时间间隔。
在该最终登录的GT加热器校正时间间隔中,从以前的加热器校正时间间隔变更为新的加热器校正时间间隔时,对该GT组件35来说,核测量仪表控制装置60具有在显示装置63的加热器校正时间间隔登录画面上闪烁显示对应的加热器校正时间间隔数据,唤起操作员注意的功能。操作员可以参考显示装置63上显示的GT检测器44的输出电压灵敏度So的趋势曲线,检查闪烁显示的加热器校正时间间隔,与上次的输出电压灵敏度So进行比较。
这样,登录在存储器中的GT加热器校正时间间隔的最终登录结果,通过核测量仪表控制装置60的处理,在显示装置63上向操作员显示出来。
也就是说,当达到对应于规定的GT组件35的加热器校正时间间隔的规定的加热器校正时刻时,核测量仪表控制装置60通过显示装置63对操作员报警要进行GT的加热器校正处理,依据上述登录结果显示该对象GT组件35。
变更为下次校正之前的时间间隔(它比从堆内安装时间所选择的加热器校正时间间隔还短)的GT组件35,在下次的加热器校正后,估计出根据该时刻的堆芯安装时间而决定的下次加热器校正时为止的灵敏度变化量,当该变化量满足容许灵敏度变化判断值时,就恢复到由堆芯安装时间决定的加热器校正时间间隔,但是还不满足时,就再次用短的时间间隔进行下次加热器校正。
GT加热器加热校正处理,通过与第1实施例相同的步骤,根据过程控制计算机20A的指示执行,新得到的GT检测器44的输出电压灵敏度So被发送给过程控制计算机20A。此后操作员采取的措施也与第1实施例相同。
如上所述,根据本实施例,对于GT检测器44的现在时刻的灵敏度So,从最靠近的So趋势数据中预测出估计规定的未来时间上的GT检测器44的灵敏度So的变化量,当该估计值的变化比率比容许灵敏度变化判断值还大时,作为GT加热器校正时间间隔可以登录为短时间间隔,所以可以灵活地适应GT组件35的预测外的输出电压灵敏度变化,可以防止GT组件35造成的输出分布测量精度的恶化。另外,当GT加热器校正时间间隔与以前有变更时,可以通过显示装置63通知上述变更,因此可以唤起操作员注意是否有什么异常,可以提高与维护核反应堆的堆内测量仪表可靠性有关的处理效率。
第3实施例的核反应堆固定式堆内核测量仪表系统,归纳起来,具有以下构成部分:将检测核反应堆内的带功率进行工况范围的局部输出分布的多个固定式中子检测器(LPRM检测器)37和检测γ射线发热量的GT组件35的固定式GT检测器44设置在核测量仪表管33内,至少将GT检测器44设置在LPRM检测器37近旁的堆内核测量仪表组件32、处理从上述LPRM检测器37输出的LPRM信号S2的LPRM信号处理装置40、处理从GT组件35来的输出电压信号S1的GT信号处理装置48、对GT组件35内装的加热器71进行通电控制的GT加热器控制装置53、计算并存储GT组件35的堆内安装时间的核测量仪表控制装置60。核测量仪表控制装置60根据GT组件35的堆内安装时间,对GT加热器控制装置53及GT信号处理装置48进行动作控制。
通过GT加热器控制装置53,在核反应堆运行过程中,内装加热器71的加热丝通电加热,对加热器加热(增加加热量)的GT组件35的固定式GT检测器44的热电偶输出电压增加灵敏度根据内装加热器(加热丝)的加热电压·电流,由GT信号处理装置48进行测量。然后,通过GT信号处理装置48,根据预先已测量出(已知)的加热器电阻值及固定式GT检测器44的质量(加热换算质量),进行γ射线单位发热量(w/g)的输出电压灵敏度的校正。
在进行GT组件35的输出电压灵敏度校正时,核测量仪表控制装置60以GT组件35的堆内安装时间(或者堆内辐射量)为参数,根据预先在存储器内存储的堆内安装时间所应选择的多个加热器校正时间间隔数据,选择加热器校正时间间隔,按照被选择的加热器校正时间间隔,通过GT信号处理装置48及GT加热器控制装置53进行加热器加热的校正。
进而,核测量仪表控制装置60存储器由GT信号处理装置48算出的各GT检测器44的灵敏度时间序列数据,从现在时刻根据靠近的2点以上的时间序列数据来估算灵敏度的变化曲线,当该灵敏度的变化超过专为由堆内安装时间确定的规定未来时间而设定的容许灵敏度的变化判断值时,转换到短的时间间隔的校正时间间隔,通过控制GT加热器控制装置53及GT信号处理装置48,进行加热器校正处理。
第4实施例
下面说明涉及本发明的核反应堆的固定式堆内核测量仪表系统、输出分布计算装置及输出分布监视系统的第4实施例。
由于第4实施例的核反应堆的输出分布监视系统29、堆内核测量仪表系统30及输出分布监视装置31与本发明的第1实施例所示的情况没有不同,其基本构件、作用、输出分布监视方法、核测量仪表处理方法及输出分布计算方法与本发明的第1实施例及第2实施例所示的情况没有不同,所以对同样的构成单元加注同样的标号,其说明予以省略。
第4实施例中的核反应堆的堆内核测量仪表系统30及输出分布监视系统31是本发明的第1、2和第3实施例的变性例。本发明的第1、2和第3实施例中,GT检测器44的灵敏度So的GT加热器校正处理是以GT组件35的核反应堆的堆内安装后的核反应堆输出运行经过时间(堆内安装时间)作为参数的。
第4实施例中的过程控制计算机20A具有计算堆内核测量仪表组件32的中子辐射量的功能,利用该中子辐射量计算功能,代替堆内核测量仪表组件32的堆内安装时间而计算的中子辐射量作为参数。
堆内中子辐射量的计算由过程控制计算机20A中的堆内输出分布计算装置31执行。具体来说,堆内输出分布计算装置31利用BWR3维模拟模块的输出分布计算模块61的3维核热水力计算代码,执行堆内中子辐射量计算。通过输出分布计算模块61不仅堆内核测量仪表组件32的堆内安装时间,而且中子辐射引起的热电偶的时效变化效果也作为考虑的参数。在此省略了对中子辐射量进行的准确计算,与此大体成比例的参数作为包围GT检测器44的燃料结点的平均燃烧度增量,也可以使用各GT检测器44的堆内设置后的累积燃烧度增量。
通过过程控制计算机20A的堆内输出分布计算装置31,可以更准确地反映由堆内中子辐射而变化的GT检测器44的灵敏度变化。
第4实施例表示第1~第3实施例中所示的变形例,该第4实施例的核反应堆的固定式堆内核测量仪表系统由核测量仪表控制装置60将γ温度计组件35的GT检测器44的堆内安装时间或堆内辐射量存储在存储器中,该数据由核测量仪表控制装置60进行评价,对GT检测器44的加热器加热校正进行控制。
第5实施例
下面说明涉及本发明的核反应堆的固定式堆内核测量仪表系统、输出分布计算装置及输出分布监视系统的第5实施例。
该第5实施例是本发明的第1实施例~第4实施例的变形例。第5实施例中的反应堆的输出分布监视系统29、固定式堆内核测量仪表系统30及输出分布计算装置31由于与本发明的第1实施例中所示的部分具有相同的基本构成、作用、输出分布监视方法、核测量仪表处理方法及输出分布计算方法,因此对相同的构成单元加注相同的标号,其说明予省略。
在本发明的第1~第4实施例中,当进行GT加热器校正时,例如由操作员确认核反应堆的运行状态参数(堆输出、堆芯流量、控制棒图形等的堆内现状数据S3)是否一定,当上述堆芯现状数据S3为一定状态时,说明进行了GT加热器校正处理。
但是,实际上GT组件35的响应特性是GT组件35测量γ射线发热,所以γ射线源的原子核素的破坏链如果没有达到平衡的状态,那么就达不到正确的核裂变率,即达不到与堆内局部输出成比例的GT信号电平。从而,即使核反应堆的运行状态是一定状态,但如果不持续一定时间后,也不会出现正确的GT信号电平。
在第5实施例中核反应堆现状数据测量器55检测堆芯输出、堆芯流量、控制棒图形等的堆芯状态变化,检测该堆芯状态变化后是否经过了规定时间,要根据发送来的堆芯现状数据D3,由过程控制计算机20A的核核测量仪表控制装置60进行判断。
也就是说,核测量仪表控制装置60将堆芯状态(参数)变化的时刻存储在存储器中,通过与第1-第4实施例同样的处理,在判断为GT加热器校正的预定时刻阶段,根据堆芯现状数据D3自动判断上述堆芯状态(参数)变化后是否经过了规定的需要时间,将其判断结果在显示装置63上显示,操作员确认能够适当进行GT组件35的加热器校正,再用手动起动GT加热校正处理,或者等待规定所需要的时间后自动起动GT加热器校正处理。
这样,GT信号电平在未平衡,处于过渡状态的状态下,通过内装加热器71的增加加热,执行GT检测器44的灵敏度So的校正,可防止从以后的γ温度计的输出电压mv信号产生γ发热的单位发热量(w/g)的不准确换算。
第6实施例
下面说明涉及本发明的核反应堆的固定式堆内核测量仪表系统、输出分布计算装置及输出分布监视系统的第6实施例。
第6实施例中的核反应堆的输出分布监视系统29、堆内核测量仪表系统30及输出分布监视装置31的基本构成、作用、输出分布监视方法、核测量仪表处理方法及输出分布计算方法由于与本发明的第1实施例所示的情况没有不同,所以对相同的构成单元加注相同标号,其说明予以省略。
涉及本实施例的核反应堆输出分布监视系统29的模块构成实质上与图1所示的核反应堆输出分布监视系统的模块构成是相同的,没有不同。
也就是说,如图1所示在核反应堆安全壳1内放置有核反应堆压力电容器2,在核反应堆压力电容器2内装有堆芯3。堆芯3如图2和图3所示,由装入多个燃料组件4及控制棒5构成。
在核反应堆压力电容器2内,固定式堆内核测量仪表系统30的堆内核测量仪表系统32安装在4体的燃料组件4之间的燃料间隙G中。固定式堆内核测量仪表系统32具有:核测量仪表管33、装在该核测量仪表管33内构成中子检测器组件34的多个(N个)固定式中子检测器(LPRM检测器)37及构成γ射线发热检测器组件(GT组件)35的多个(≥N个)固定式γ射线发热检测器(GT检测器)44。
另一方面,固定式堆内核测量仪表系统30具有作为带功率进行工况范围中子通量测量系统的带功率进行工况范围中子通量测量装置41及作为γ温度计输出分布测量系统的γ温度计输出分布测量系统50。带功率进行工况范围中子通量测量装置41由安装在堆芯3内的多个固定式LPRM检测器37及其信号处理装置40构成,γ温度计输出分布测量系统50由具有多个(≥N个)GT检测器44的GT组件35和GT信号处理装置48构成。
于是,固定式堆内核测量仪表系统32中放有固定式堆内核测量仪表系统30的检测器群,放有固定式检测器群的堆内核测量仪表系统32对预先设定的堆芯3内的测量点上的中子通量及γ射线发热量进行测量。
进而,在固定式堆内核测量仪表系统30中包括有向GT组件35的内装加热器71内供给电源的γ温度计加热器控制装置53。该GT加热器控制装置53通过电源电缆54对GT组件35的内装加热器71进行通电控制。调节控制加热器加热量。
另外,在核反应堆压力容器2内或一次系统的配管中,还设置有在图中没有详细表示的堆芯现状数据测量器55,用于测量:核反应堆运行用的各种运行参数,例如冷却剂堆芯流量(或者近似的再循环流量)、堆芯压力(压力容器内压力)、给水流量、给水温度(或者堆芯入口冷却剂温度)及控制棒驱动装置中的控制棒位置(控制棒图形)等核反应堆芯现状工艺过程数据(工艺过程信号)S3。该堆芯现状数据测量器55在图1中用安全壳内的测量器来代表,以一个测量器的形式进行了简化,但实际上是表示,用于测量及监视安全壳内外的多个堆芯现状数据(堆芯状态、运行状态)的多个测量机器的总称。
还设置有过程控制计算机20A,该计算机用于输入下列数据:根据GT检测器44检测的GT信号S1进行GT信号处理装置48的信号处理所得到的GT数据D1(w/g信号)、根据由LPRM检测器件37检测的LPRM信号S2进行的LPRM信号处理装置40的信号处理所得到的LPRM数据D2、以及根据由堆芯现状数据测量器55测量的堆芯现状数据信号S3进行的现状数据处理装置58的信号处理所得到的堆芯现状数据D3,并且,对核反应堆输出分布等进行计算,对堆内核测量仪表系统30进行监视控制。
该过程控制计算机20A具有堆内输出分布计算模块61,用于对输入的堆芯现状数据D3进行输入,通过使用计算机20A的存储器中所存储的物理模型(3维核热水计算代码)进行的3维核热水力计算,算出堆芯3内的中子通量分布,输出分布、对热的运行极限值的余量等。
另外,过程控制计算机20A还具有:输出分布学习模块,该模块即参考输出分布计算模块(3维核热水力计算模块)61的计算结果,同时也参考上述GT数据D1(w/g信号)或LPRM数据D2,校正物理模型输出分布计算结果,得到反映实测数据的可靠性高的堆芯输出分布;堆内核测量仪表监视控制模块,用于对堆内核测量仪表系统30进行监视控制;及具有显示功能的输入输出装置(显示装置)63。
装入本实施例的固定式堆内核测量仪表系统30中的GT组件35的结构,如第1实施例说明的那样是图2-图5所示的GT组件结构。
但是,燃料组件4在堆芯3中多个林立的核反应堆的堆内输出分布的计算,采用所谓3维核热水力模拟计算,由过程控制计算机20A的堆芯输出分布计算装置31进行。由堆内输出分布计算装置31计算出核反应堆输出分布及对堆芯燃料的运行极限值{最大线输出密度(kw/m)及最小极限输出比}的余量等,通过显示器63显示给操作员。
在第6实施例中,表示由堆芯3上的核反应堆堆芯现状数据测量器55所得到的表示现在堆芯状态的堆芯现状数据信号S3,在现状数据处理装置(有时也在过程控制计算机20A上进行)58上收集数据,计算核反应堆热输出、堆芯入口冷却剂温度等,包括核反应堆热输出等计算结果在内的堆芯现状数据D3,通过过程控制计算机20A的核测量仪表控制装置60的信号接口功能传输给过程控制计算机20A内的堆芯输出分布计算装置31。
监视核反应堆运行状态及监视堆芯输出分布的过程控制计算机20A,平时连续接收堆芯现状数据D3(堆芯状态参数数据),定时地(例如1小时1次)或者根据通过操作员对输入输出装置的操作而输入的计算请求命令,随时地依据最新的运行参数(堆芯现状数据D3)及3维核热水力代码,在堆内输出分布计算装置31上进行堆芯输出分布计算(3维核热水力模拟计算)。
然后,过程控制计算机20A依据堆芯输出分布计算时刻的GT数据D1(w/g信号),对通过3维核热水力模拟计算而求出的核反应堆输出分布进行校正,可以计算出精度高的核反应堆输出分布及对运行极限值的余量等。
而且,在本实施例中,例如根据比24结点(也有12结点及26结点的例子)还要少的个数(例如与LPRM检测器37相同的4个或4个以上)的GT检测器44所检测的GT信号,采用由GT信号处理装置48换算的GT数据(w/g)及3维核热水力计算代码,可以学习校正轴方向输出分布。
也就是说,在过程控制计算机20A的输出学习模块60中,从由输出分布计算(3维核热水力计算)模块61所计算的输出分布中求得的GT组件的每个轴方向结点的γ射线热量的模拟计算值和实际测量值(GT数据D1的值)的差分对实际上GT检测器存在的结点来说是以比的形式求得。
而且,输出分布学习模块62在每个GT组件35上,表示堆芯轴方向上限定数量的实际γ射线发热量的测量值(GT数据D1的值)与γ射线发热量的模拟计算值的差分(比的形式)的数据(γ射线发热量差分校正量数据)在堆芯轴方向的各结点进行内外插,作为对全轴方向结点的γ射线发热量差分校正量数据。进而也可以使γ射线发热量差分校正量(校正比)对不存在GT组件的径方向位置,沿着堆芯径方向进行内外差。
在进行上述输出分布学习校正处理时,过程控制计算机20A的核测量仪表控制装置60根据GT信号S1由GT信号处理装置48所计算的GT数据(w/g)被输入到堆芯输出分布计算装置31(输出分布学习模块62)中时,表示堆芯状态的参数(堆芯现状数据)在变化之后是否经过了规定时间例如1小时以上,将根据堆芯现状数据D3进行判断。
当上述判断结果是未经过规定时间时,过程控制计算机20A(核测量仪表控制装置60)将表示未经过规定时间的警报输出给显示装置63,并通过该显示装置63通知给操作员。
另一方面,不论是上述经过规定时间状态,还是未经过规定时间状态,过程控制计算机20A通过堆内输出分布计算装置31的输出分布计算模块61,进行3维核热水力模拟计算,计算出堆内输出分布,在输出分布学习模块62中,利用基于GT信号S1的GT数据D1对所计算出的堆内输出分布进行学习校正。
这时,过程控制计算机20A,根据在未经过规定时间的状态下所测量的GT信号S1的GT数据D1,即根据未平衡状态的GT信号的GT数据D1被用于进行学习校正,得到堆内输出分布时,通过显示装置63将表示上述未平衡状态的GT信号的输出学习校正结果的报警对操作员进行显示输出。
由过程控制计算机20A的堆内输出分布计算装置31(输出分布学习模块62)进行的输出分布学习方法,与以前申请的特愿平10-67324号的说明书及附图所说明的内容大体相同。此处,由堆内输出分布计算装置31(输出分布学习模块62)进行的输出分布学习校正的流程概要如图9所示。
即,从图9可知,通过过程控制计算机20A的输出分布计算模块61,执行基于堆芯现状数据D3及3维核热水代码的3维核热水模拟计算,计算出堆芯输出分布Pn(I、J、K)(步S1)。下标(I、J、K)表示燃料组件的各结点的位置,n表示本次计算出的堆芯输出分布。
接着,通过输出分布计算模块61来判断本次(n)的结点堆芯输出分布Pn(I、J、K)与上次(n-1)的结点堆芯输出分布Pn-1(I、J、K)之间的差是否比一定值小(步S2),如果该步S2的判断为YES,则计算运行极限值(最小界限输出值:MCPR、最大线输出密度:MLHGR)及根据该运行极限值产生的余量等,通过显示装置63进行输出显示(步S3)。如果步S2的判断为N0(通常,在反复计算之初转到这一分支),则根据通过输出分布计算模块61而计算出的堆芯输出分布来求出γ射线发热量的模拟计算值(Wc(I、J、K))(步S4)。
另一方面,如上所述,正如第1实施例那样在GT信号处理装置48中读出由GT检测器44检测的热电偶输出电压信号Uγ(I、J、K)(步S5),被读出的输出电压信号Uγ(I、J、K)换算成γ射线发热量Wm(I、J、K)(对应于GT数据D1)(步S6)。
这时,由输出分布学习模块62求出上面求得的γ射线发热量的模拟计算值Wc(I、J、K)与γ射线发热量Wm(I、J、K)的差分数据(γ射线发热量差分校正量数据),该差分数据在堆芯轴方向的各结点上进行内外插,求出对全轴方向结点的γ射线发热量差分校正量数据BCFIJK(步S7)。
而且,输出分布学习模块62对由输出分布计算模块61所算出的核反应堆输出分布Pn(I、J、K)进行校正{Pn(I、J、K)-P′n(I、J、K)},以便使对全轴方向结点的γ射线发热量差分校正量数据(校正系数)BCFIJK为“1、0”即各结点上的γ射线发热量的模拟计算值Wc(I、J、K)和γ射线发热量Wm(I、J、K)相一致。这时的每个燃料组件结点的校正比{输出分布校正量(学习校正量)}存储在过程控制计算机20A内的存储器中(步S8)。
而且,输出分布学习模块62根据基于实测的GT信号的γ射线发热量Wm(I、J、K)(GT数据值)所校正的P′n(I、J、K),推测出3维核热水力代码(物理模型)的调整因子(步S9)、返回输出分布计算模块61的步S1,重复进行3维核热水力代码的输出分布计算。最后在步2的判断为YES上结束,得到学习校正的结果(步3)。
这样,由3维核热水力代码(物理模型)进行校正学习重复计算的调整因子校正,通过输出分布计算模块61进行下次(n+1次)的输出分布计算(参考步S1),在步S2结束时可得到精度高的输出分布。
作为学习校正方法的另一种方法也可以在图9中按以下变形。即,通过过程控制计算机20A的输出分布计算模块61,执行堆芯现状数据D3及根据3维核热水代码进行的3维核热水模拟的重复计算,计算出堆芯输出分布Pn(I、J、K)(步S1;参考图10)。判断出重复计算的本次(n)的结点堆芯输出分布Pn(I、J、K)与上次(n-1)的结点堆芯输出分布Pn-1(I、J、K)的差是否比一定值小(步S2),如果步S2的判断为N0(通常,在重复计算的最初是转到这一分支),则返回步S1,进行输出分布重复的下次(n+1)的3维核热水力计算,而步S2的判断为YES时,根据由输出分布计算模块61所计算出的堆芯输出分布结果来求出γ射线发热量的模拟计算值(Wc(I、J、K))(步S4)
另一方面,如上所述,正如第1实施例所述那样在GT信号处理装置48中读出从GT检测器44检测出的热电偶输出电压信号Uγ(I、J、K)(步S5),被读出的输出电压信号Uγ(I、J、K)换算成γ射线发热量Wm(I、J、K)(对应于GT数据D1)(步6)。
这时,由输出分布学习模块62求出上面所求得的γ射线发热量的模拟计算值Wc(I、J、K)与伽妈射线发热量Wm(I、J、K)的差分数据(γ射线发热量差分校正量数据),该差分数据按堆芯轴方向的各结点进行内外插,求出对全轴方向结点的γ射线发热量差分校正量数据BCFIJK(步S7)。
而且,输出分布学习模块62对由输出分布计算模块61所算出的核反应堆输出分布Pn(I、J、K)进行校正{Pn(I、J、K)-P′n(I、J、K)},以便使对全轴方向结点的γ射线发热量差分校正量数据(校正系数)BCFIJK为“1、0”即各结点上的γ射线发热量的模拟计算值Wc(I、J、K)和γ射线发热量Wm(I、J、K)相一致。这时的每个燃料组件结点的校正比{输出分布校正量(学习校正量)}存储在过程控制计算机20A内的存储器中(步S8)。
从步S8返回到输出分布计算模块61的步S3,得到按学习校正的输出分布的运行极限值计算结果后结束(步3)。
这样以步S2结束时可得到精度高的输出分布。
这种变形中,学习校正的输出分布结果是与中子通量分布相矛盾的,但却是学习校正的一种方法。
图11是表示对存在GT检测器44的位置的计算GT信号电平和实测GT信号电平的比在轴方向的24结点上内外插的说明图。在该例中不进行直线内插,两端以保持上下端的GT检测器44中的比固定作为外插。将内插外插作为2次曲线也没有本质上的差异。
进而,过程控制计算机20A在检测堆芯状态的变化后,确认经过了规定时间例如经过1小时以上,根据定时刻(定周期)或者操作员通过输入输出装置63进行的操作指示,将包括上述各结点的γ射线发热量Wm(I、J、K))(GT数据值)在内的LPRM检测器37的灵敏度或增益调整执行命令通过核测量控制装置60发送给LPRM信号处理装置40。
LPRM信号处理装置40根据发送的灵敏度·增益调整执行命令,使各LPRM检测器44的灵敏度设定为与同一结点位置的γ射线发热量Wm(I、J、K)(单位w/g)一致的值,或者是成比例的值。
另一方面,过程控制计算机20A在检测堆芯状态的变化后当未经过规定时间时,不进行在该时刻的LPRM检测器灵敏度·增益调整,而在下次定时刻(定周期)调整(或者下次操作员发送调整指令)之前,或者上述规定时间(例如1小时)经过之前,进行待机。在上述待机时,过程控制计算机20A通过显示装置63将表示待机状态的信息进行报警输出,通知给操作员。
如上所述,根据本实施例,GT组件35的GT检测器44的输出信号电平在未达到准确对应于堆芯输出分布状态的γ射线破坏(裂变)链的平衡状态的状态(未平衡状态)下,所得到的GT检测信号进行的输出分布学习所产生的误差,不用通知操作员,不使用在运行极限值的监视中,从而可以提高核反应堆监视系统29及固定式堆内核测量仪表系统30的可靠性。另外,采用上述未平衡状态的GT信号可以防止进行LPRM检测器37的灵敏度或增益校正,可以进一步提高核反应堆输出监视系统29及固定式堆内核测量仪表系统30的可靠性。
在第6实施例中的核反应堆的固定式堆内核测量仪表系统30,归纳起来,具有:将检测核反应堆内带功率进行工况范围的局部输出分布的多个固定式中子检测器(LPRM检测器)37和检测γ射线发热器的GT组件35的固定式GT检测器44放置在核测量仪表管33内。上述GT检测器44至少设置在LPRM检测器37近旁的堆内核测量仪表组件32、处理从上述LPRM检测器37来的中子通量检测信号的LPRM信号处理装置40、处理从上述GT组件35来的GT信号的GT信号处理装置48、对上述GT组件35内装的加热器71进行通电控制的GT加热器控制装置53、检测表示核反应堆的堆芯输出电平、堆芯冷却剂流量、控制棒图形等的堆芯状态的堆芯现状数据的核反应堆堆芯现状数据测量器55、以及对上述GT加热器控制装置53及GT信号处理装置48进行动作控制的核测量仪表控制装置60,核测量仪表控制装置60根据堆芯现状数据来判断检测堆芯状态的变化之后是否已经过了规定时间,另一方面将判断结果输出给显示装置63,以警报显示通知给操作员。
另外,核测量仪表控制装置60具有过程控制计算机20A的接口功能,将从GT组件35输出的GT信号S1得到的GT数据D1(w/g信号)输入到堆内输出分布计算装置31中,输出分布计算装置31采用GT数据D1算出核反应堆输出分布,校正根据物理模型求得的输出分布计算结果,使反映实测数据的堆芯输出分布具有高的可靠性。
进而,核测量仪表控制装置60将灵敏度·增益调整执行命令发送给GT信号处理装置48,采用由同一堆内心核测量仪表管33内的与LPRM检测器37在同一堆芯轴方向位置的GT检测器44输出的基于GT信号S1的GT数据D1(γ射线发热量;w/g信号),通过GT信号处理装置48对上述LPRM检测器37的灵敏度或增益进行校正。
第7实施例
下面说明涉及本发明的核反应堆的固定式堆内核测量仪表系统、输出分布计算装置及输出分布监视系统的第7实施例。
第7实施例是表示第6实施例所示的核反应堆的输出分布监视系统29及其监视方法、堆内核测量仪表系统30及该核测量仪表处理方法、输出分布计算装置31及其计算方法的变形例。在第6实施例中,LPRM检测器37的灵敏度·增益调整的执行是为了达到与LPRM检测器37相同的位置的GT检测器44的GT数据(w/g检测信号)相一致。
与此相比,本实施例在过程控制计算机20A的存储器中预先存储了表示LPRM检测器37的读入值(计算值)和LPRM周围燃料结点输出的相关系数的相关式数据{相关参数包括燃料类型(水平断面的浓缩度分布、Gd分布设计类型)、控制棒插入状态、结点燃烧度、结点孔隙率经历、瞬时结点孔隙率等}。过程控制计算机20A在堆内输出分布计算装置31上学习由GT组件35的各GT检测器44检测的GT信号S1产生的GT数据(w/g信号),计算堆芯3内的3维输出分布,通过采用该计算结果和上述相关式数据,从LPRM检测器37周围的燃料输出中由计算求出LPRM检测器37的应答值。而且,过程控制计算机20在根据堆芯现状数据判断GT信号为平衡状态时,比较LPRM检测器37的应答计算值和LPRM检测器信号D2,计算LPRM检测器37的灵敏度或增益(RGAFL),使LPRM检测器37的实际测量值(实测的LPRM数据D2的值)和LPRM检测器37的应答计算值相一致,通过核测量仪表控制装置60将LPRM检测器37的灵敏度或增益调整执行命令发送给LPRM信号处理装置40。
LPRM信号处理装置40通过实测LPRM数据D2的值乘以被发送的增益调整因子(RGAFL,其中L表示LPRM检测器的地址)进行调整,或者通过实测LPRM信号S2乘以积分增益调整因子来调整。
该实测LPRM信号S2上所乘的积分增益调整因子GAFLn由下式求得
GAFLn=GAFL (n-1)·RGAFL ……(5)式
其中GAFL (n-1)为此前的积分增益调整因子,GAFLn表示新的积分增益调整因子。
这样,通过每次将RGAFL乘以此前的积分GAFLn增益调整因子,就能够定义乘以未进行增益调整的信号S2,应得到信号D2的增益调整因子。该LPRM信号S2中由LPRM信号处理装置40相乘的积分增益调整因子在本说明书称为第1增益调整因子,而上述的增益调整因子(PGAFL)称为第2增益调整因子。
该第1增益调整因子存储在LPRM信号处理装置40的存储器中,也可以再传输到过程控制计算机20A中。关于LPRM检测器37的应答计算中使用的相关式参数由于是已知的技术,其详细说明予以省略。
在第6和第7实施例中,当未判断出GT检测信号S2(GT数据D2)达到平衡信号电平时,即当已确认核测量仪表控制装置60在堆芯状态参数(堆芯现状数据D3)变化之后尚未经过规定时间(例如1小时以上)时,将GT检测信号的未平衡警报显示在显示装置63上,通过GT检测信号进行输出分布学习计算。
这时,过程控制计算机20A根据未平衡状态的GT数据D2执行学习计算,进行核反应堆输出分布的校正处理。但是也可以利用下述的第9、第10实施例中说明的LPRM信号来。执行学习计算,进行核反应堆输出分布的校正处理。还可以通过下述的第11实施例中说明的GT信号预测功能,利用预测的GT信号执行学习计算,进行核反应堆输出分布的校正处理。过程控制计算机20A可以选择执行其中一种校正计算处理。
另外,在LPRM信号的灵敏度或增益调整中,进行定时(定周期)的高频度调整(例如堆芯状态在1小时以上不变化的状态下原则上1小时1次)时,通过过程控制计算机20A的核测量仪表控制装置60输入的数据D1-D3,通过核测量仪表控制装置60的接口处理而传输给输出分布计算装置31。
这时,输出分布计算装置31计算从LPRM信号处理装置40送来的LPRM数据D2应乘上的第2增益调整因子(RGAFL),存储在过程控制计算机20A的存储器中,该值不被传输给LPRM信号处理装置40。因此,LPRM信号处理装置40不进行采用新的第1增益调整因子的灵敏度或增益调整处理,在输出分布计算装置31上不进行利用第2增益调整因子的灵敏度或增益调整处理。
而且,在堆芯输出分布产生大幅度变动后(例如经过1小时以上),仅在通过3维核热水力模拟计算得到的LPRM信号应答计算值和通过LPRM信号处理装置40处理的LPRM数据D2的实测值的偏差达到规定比(例如20%)以上时,或者经过了规定时间,例如1000小时以上时,从过程控制计算机20A将第2增益调整因子发送给LPRM信号处理装置40,在LPRM信号处理装置40上利用乘以被发送的第2增益调整因子所求得的新的第1增益调整因子对灵敏度或增益调整进行处理,在执行利用第1增益调整因子的灵敏度或增益调整处理进行时刻,上述的第2增益调整因子也可以考虑对1、0(表示直接使用读入的LPRM数据D2的意思)清零的方法。
这样,其优点是:可以降低LPRM信号处理装置40上的增益调整处理频度,作为减少安全保护系统一部分的LPRM检测器组件34的旁路时间,而且具有安全保护系统的调整在操作员的安全监视下及控制下进行。
第7实施例中核反应堆堆芯的固定式堆内核测量系统30,归纳起来,具有:将检测核反应堆内的带功率进行工况范围的局部输出分布的多个固定式中子检测器(LPRM检测器)37和检测γ射线发热器的γ温度计组件35的固定式GT检测器44放置在核测量仪表管33内,上述GT检测器至少设置在LPRM检测器37的近旁的堆内核测量仪表组件32、处理从上述LPRM检测器37来的中子通量检测信号的LPRM信号处理装置40、处理从上述GT组件35来的GT信号的GT信号处理装置48、对上述GT组件35内装的加热器进行通电控制的GT加热器控制装置53;以及对该GT加热器控制装置53及GT信号处理装置48进行动作控制的核测量仪表控制装置60。该核测量仪表控制装置60还进行以下判断:对从堆芯现状数据测量器55输出,由现状数据处理装置58进行数据处理后的核反应堆的堆芯输出电平、堆芯冷却剂流量、控制棒图形等的堆芯现状数据进行接收,判断在检测堆芯状态变化之后是否经过了规定时间。
核测量仪表控制装置60将其判断结果在显示装置63上输出显示出来,通知给操作员。堆内输出分布计算装置31通过固定式GT检测器44检测的GT信号计算的GT数据(γ射线发热量)及通过3维核热水力计算模型,对堆芯输出分布进行学习计算,从该堆芯输出分布中,计算出各LPRM检测器37的读入值(计算值),与现在的实读值(实际的检测值)相比较,进行LPRM检测器37的灵敏度或增益校正。
正如使用现有TIP的系统那样,可以看出:将LPRM检测器信号D2作为输出分布监视装置的辅助装置使用时,与GT信号(数据)D1的GT检测器部周围燃料输出的相互关系和LPRM检测器信号(数据)D2的LPRM检测器周围燃料输出的相互关系是不同的,特别是LPRM检测器信号D2对燃料组件4的核测量仪表管33侧的偶角的燃料棒输出的依赖要比GT信号D1还要强。因此,通过控制棒5的操作,与核测量仪表管33相邻接的燃料组件4的组件断面的输出分布的变化与控制棒侧和核测量仪表侧有很大不同时,GT信号的变化和LPRM的信号变化不成比例关系。
第6及第7实施例中,着眼于LPRM检测信号(检测信号)的变动与实际LPRM检测器部中的热中子通量成比例,其响应极快的优点。为此,即使控制棒操作后的输出分布在GT信号(检测信号)达到平衡状态之前,LPRM测量信号总是与核测量仪表管位置中的热中子通量电平相一致。因此优点是,当根据LPRM信号进行输出分布校正学习计算时,具有对局部输出变化没有响应延迟,该实施例将在第9和第10实施例中详细说明。
第8实施例
下面说明涉及本发明的核反应堆的堆内核测量仪表系统、输出分布计算装置及输出分布监视系统的第8实施例。
由于该实施例中的核反应堆的输出分布监视系统29及其监视方法、堆内核测量仪表系统30及其核测量仪表处理方法、以及输出分布计算装置31及其计算方法是第6和第7实施例的变形例,与第6和第7实施例不同的是调整LPRM检测器37的灵敏度或增益的检测器调整方法不同,而其构成在实质上没有差别,故其说明予以省略。
LPRM信号处理装置40具有调整(校正)各LPRM检测器37的灵敏度或增益的功能。根据LPERM检测器37的调整功能进行的调整方法包括第1调整方法和第2调整方法两种类型。
用LPRM信号处理装置40调整LPRM检测器37的灵敏度或增益的第1调整方法,将多个LPRM检测器37分为多个APRM通道或LPRM群(因设计不同也有一些LPRM检测器不进入APRM通道)、在各APRM通道或LPRM群所属的LPRM检测器37,根据其中运用上允许的LPRM检测器的最大旁路数条件,由核测量控制装置60发出的指示信号,自动选择各APRM通道或LPRM群当中规定的LPRM检测器37,切换到旁路状态(旁路方式)。调整旁路状态的LPRM检测器37的灵敏度或增益,将调整后的旁路方式的LPRM检测器37恢复到正常方式。
从而,LPRM检测器37的灵敏度或增益调整,根据核测量控制装置60发出的命令,只有「{APRM的通道数(或者LPRM群数)×(最大容许LPRM检测器旁路数)」大约同时在LPRM信号处理装置40上进行。而且可以去掉APRM通道或LPRM群本身的旁路进行。该LPRM调整对所有的LPRM检测器37进行之后,为了可靠还需要再进行各APRM的增益调整。为了进行确认,对从APRM信号指示和核能设备的加热平衡计算的热输出的比较计算由过程控制计算机20A自动进行。当通过这一比较计算的差在设定值以上时,过程控制计算机20A对显示装置63输出警报,通知给操作员。
结果,LPRM增益调整中的APRM通道或LPRM群本身的旁路没有了,而且在短时间内就可以进行LPRM检测器的灵敏度或增益调整。
由调整LPRM检测器37的灵敏度或增益时的LPRM信号处理装置40进行的第2调整方法是:从各APRM通道或LPRM群(考虑到根据设计不同,有时也有未进入APRM通道的LPRM检测器)中根据核测量仪表控制装置60的命令选择一个APRM通道(LPRM群)进行旁路,将该APRM通道(LPRM群)所属的所有LPRM检测器37切换到旁路状态(旁路方式),调整旁路方式的各LPRM检测器37的增益或灵敏度。
从而,LPRM检测器37的增益或灵敏度校正,1个或容许旁路的最大数的APRM通道或LPRM群中所包括的LPRM检测器数,全都大约同时根据该测量仪表控制装置60发出的命令在LPRM信号处理装置40上进行调整,LPRM检测器37的灵敏度或增益调整处理结束后,旁路方式的LPRM检测器37及其APRM通道(LPRM群)恢复到正常方式。
在大体恢复正常方式的同时,为了可靠,需要进行各APRM的增益或灵敏度调整。但是为了进行确认,由过程控制计算机20A自动进行根据APRM信号指示和核能设备的加热平衡而计算的热能输出的比较计算。这时,如果比较计算的结果差很大并在规定量以上,则由显示装置63发出警报,通知给操作员。当构成一个APRM通道或一个LPRM群的所有LPRM监测器的灵敏度·增益调整处理全部结束时,则根据核测量控制装置60发出的命令,LPRM信号处理装置60就开始别的APRM通道(或者别的LPRM群)的调整。
结果,在LPRM灵敏度或增益调整过程中,一个或容许旁路的最大数的APRM通道(或LPRM群)同时被旁路。但是即使核测量控制装置60发生故障,安全保护系统APRM的旁路状态及LPRM检测器37的旁路状态也只是特定的容许旁路的APRM通道(或者特定的LPRM群),因此具有安全保护系统的可靠性比第1校正方法更高的优点。
属于一个APRM的LPRM检测器37的堆芯座标也不同,堆芯轴方向也有差别,在特定的核测量仪表管33中存在的4个LPRM检测器37大都属于不同的APRM通道。从而,不是由操作员手动选择而是自动从多个LPRM检测器中选择属于一个APRM通道的LPRM检测器37,进行调整,这样可以防止手动选择时的错误,很方便。
通过采用γ温度计,就可以进行高频度的LPRM检测器的增益或灵敏度调整,在执行时需要对这样的自动化和安全加以关注。
第9实施例
下面说明涉及本发明的核反应堆的堆内测量仪表系统、输出分布计算装置及输出分布监视系统的第9实施例。
在第9实施例中的核反应堆的输出分布监视系统29及其监视方法,以及输出分布计算装置31及其计算方法的基本构成,与第1实施例所示的构成没有实质上不同,故其说明预以省略。
根据第9实施例所示的核反应堆的输出分布监视系统29和堆内核测量仪表系统30,表示核反应堆堆芯现状数据测量器55检测出的堆芯输出电平、堆芯冷却剂流量、控制棒图形等堆芯状态(运行状态)参数的堆芯现状数据S3,通过现状数据处理装置58作为数字型的堆芯现状数据D3被输入到过程控制计算机20A的核测量仪表控制装置60内。
核测量仪表控制装置60根据所输入的堆芯现状数据D3,检测堆芯状态的变化,判断是否经过了规定时间,将该判断结果显示在显示装置63上,通知操作员。
然后,根据显示装置63上显示的判断结果,当操作员判断出运行状态未满足所需的条件时,操作员操作显示装置(输入输出装置)63,经核测量仪表控制装置60对堆内输出分布计算装置31输出计算命令。
这时堆内输出分布计算装置31,由堆芯3得到的最新核测量仪表信息(堆芯现状数据;堆芯状态、运行状态)进行3维输出分布的学习校正。
在此之前所述的实施例中已经说明了当堆芯状态是稳定状态,且该稳定堆芯状态持续时间足够多长时,通过采用3维模拟模型及GT组件的GT数据的学习计算处理,进行堆芯输出分布计算处理等情况。但在第9实施例中将说明表示输出分布或输出电平等运行状态的参数变化之后,立即计算堆芯输出分布,并进行监视的处理装置·处理方法的代替方案。
在上述输出分布或输出电平等运行状态的参数变化之后,判断出GT组件35的GT信号未达到平衡状态时,在构成堆芯测量组件32的GT组件35和LPRM检测器组件34内,利用具有快速响应性的LPRM检测器组件34,对根据3维模拟计算处理所得到的输出分布进行学习校正时的第1学习校正处理进行说明。
即,在第1学习校正处理方法中,过程控制计算机20A的存储器中存储有表示燃料组件结点输出值和LPRM信号读入值(计算值、相当于实测数据D2)的相互关系的相关式的参数{例如根据燃料类型、结点燃烧度、控制棒有无、经历相对水密度(经历孔隙率)}、瞬间相对水密度(瞬时孔隙率)被作为基础的内外插方式适配式数据(数据集)、或者上述相关式参数被作为基础的内外插方式的查阅图表数据(数据集)。
而且,第1学习校正处理方法,例如通过GT信号处理装置40或者过程控制计算机20A的核测量仪表控制装置60,判断出GT组件35的GT信号未达到平衡状态的状态下执行学习校正处理时,输出分布计算装置31(输出分布学习模块62),在从学习校正处理执行时刻(现时刻)回溯的最靠近的持续稳定状态的状态(平衡状态)中,根据从GT组件35输出的GT信号S1进行学习校正处理而求得并存储在存储器中的堆芯输出分布数据、由GT数据D1得到的每个燃料组件结点的计算预测值产生的学习校正量数据及上述平衡状态的计算输出分布时开始,到现在时刻(执行学习校正处理时刻)的堆芯平均燃烧度的增加、从最靠近时刻开始的控制棒图形、堆芯冷却剂流量、堆芯输出、堆芯入口焓、表示堆芯压力等的堆芯状态(运行状态)的运行参数(堆芯现状D3)的变化数据,模拟计算现时刻的堆芯输出分布。
而且堆内输出分布计算装置31,根据模拟计算所得到的输出分布而确定的上述关系式参数{燃料类型、结点燃烧度、控制棒有无、经历相对水密度(经历孔隙率)、瞬时相对水密度(瞬时孔隙率)等}的值及存储器中所存储的适配式(查阅图表),从中可求出模拟计算结果的输出分布所对应的LPRM数据预测值。
另一方面,在上述第7实施例所描述的方法中,由LPRM信号处理装置40调整的LPRM数据D2,输入到过程控制计算机20A的堆内输出分布计算装置31(输出分布学习模块62)中,堆内输出分布计算装置31比较从现时刻的模拟计算结果中得到的LPRM数据和输入的实测LPRM数据D2的值,将表示通过比较所得到的LPRM数据预测值和实测LPRM数据D2值的差分的校正比,在堆芯轴方向进行内外插,得到对全轴方向结点的校正比(补充学习校正量;相对学习校正量)。
而且,输出分布计算装置31,根据所求得的全轴方向每个结点的补充学习校正量,校正现时刻的模拟计算结果的每个燃料组件结点的堆内输出分布,根据校正的堆内输出分布,计算现时点(执行学习校正处理时刻)的最大线输出密度(MLHGR)及最小界限输出比(MCPR)。
另外,输出分布计算装置31将根据上述的LPRM数据D2得到的全轴方向每个结点的补充学习校正量与根据存储器中所存储的全轴方向每个结点的GT基于数据D1的学习校正量分开单独地存储在存储器中。
这样,在GT信号未平衡状态下进行输出分布学习校正处理时,对执行输出分布学习校正处理时刻的模拟计算的堆内输出分布,根据GT数据D1平衡时的学习校正量及基于LPRM信号的补充学习校正量进行学习校正,可以生成精度高的输出分布。
而且,通过GT信号处理装置48或者通过核测量控制装置60判断出GT数据D1达到平衡状态时,输出分布计算装置31(输出分布学习模块62)对根据存储器中存储的基于LPRM数据D2的补充学习校正量进行清零{意思是根据LPRM数据D2产生增加的相对学习校正比(校正系数)返回到1、0}。如前面图9所示,再次得到根据平衡状态的GT数据D1产生的学习校正量,存储在存储器中,根据这一学习修整量进行输出分布学习校正处理。
这样,即使从GT组件35得来的GT信号在未平衡状态下变化时,也能够在堆内输出分布计算装置31上根据堆内核测量仪表进行输出分布学习校正计算,因此在未平衡状态下,GT数据D1在达到平衡状态之前不必待机就能够进行堆内输出分布学习校正处理,可以定期或随时进行该堆内输出分布学习校正处理。
另外,在本实施例中,在未平衡状态进行输出分布学习校正时刻,采用通过沿着堆芯轴方向的4个LPRM检测器37检测的LPRM数据D2所求的内外差的补充学习校正量,执行输出分布学习校正计算,而当达到GT信号平衡状态时,按根据GT信号得到的输出分布学习校正的处理定时,对包括内外插误差可能性大的增加部分的相对学习校正量进行清零,根据通过沿轴方向的个数多的GT检测器35,而检测的平衡状态的GT数据D1可以对输出分布学习校正进行处理。因此可消除LPRM组件34的误差长时间影响堆芯输出分布计算的情况,使之只依存于GT组件35的误差,从而可以尽可能提高最大线输出密度(MLHGR)及最小界限输出比(MCPR)的评价精度。
第10实施例
第10实施例中核反应堆的堆内核测量仪表系统、输出分布计算装置及输出分布监视系统的基本构成与第1实施例所示的构成没有实质性差别,故其说明予以省略。
下面说明在第10实施例所示的核反应堆的输出分布监视系统29、堆内核测量仪表系统30及输出分布计算装置31中,与第9实施例中所示的构成同样,在判断出GT组件35的GT信号未达到平衡状态时,在构成堆芯核测量仪表组件32的GT组件35和LPRM检测器组件34之内,采用具有迅速响应性的LPRM检测器组件34,对由3维模拟计算处理所得到的输出分布进行学习校正时的第2学习校正处理。
第2学习校正处理方法是得用基于第6实施例所述的由GT组件35的GT信号S1的γ射线发热换算的GT数据D1(w/g),通过LPRM检测器37检测的LPRM信号S2直接进行增益调整的处理方法。
根据第2学习校正处理方法,对于LPRM检测器37的LPRM信号S2来说,在采用LPRM信号处理装置40利用GT数据D1直接进行增益调整处理结束后的任意时刻,输出分布计算装置31(输出分布学习模块62),根据在从该时刻回溯的最靠近的平衡状态上,由GT组件35输出的GT信号数据D1的学习校正处理来求出并存储在存储器中的堆内输出分布数据、由GT数据D1得到的每个燃料组件结点的输出计算预测值中得到的学习校正量数据及表示上述平衡状态下从输出分布计算时开始到现在时刻为止的堆芯状态(运行状态)的运行参数(堆芯现状数据D3)的变化数据,模拟计算现在时刻的堆芯输出分布。
本实施例与第9实施例所说明的堆内输出分布计算装置31的计算处理不同的是,在本实施例中,GT信号在过渡时间,可以认为LPRM信号与GT信号以相同的比例量工作。即,如果LPRM信号调整为在比较高的频度上例如1天1次或1小时1次与GT数据D1的w/g信号电平一致时,则即使局部或者堆芯全体的输出有变化,由燃烧引起的燃料组件结点内的变化也极小,结果对LPRM检测器37的检测信号电平有强烈影响的核测量仪表管侧偶角的燃料棒的燃烧所造成的输出升高变化极小,可以忽略。
因此,燃料组件结点平均的输出变化无论在直接由GT检测器44检测的GT信号电平上,还是由LPRM检测器37所检测的LPRM信号电平上都以同一变化比率反映出来。
但是,当发生控制棒5插入或抽出等的控制棒状态变化以及燃料通道内的孔隙率的变化等,GT信号电平变化为过渡状态时,在GT信号的应答变化和LPRM信号的应答变化之间将产生很大的差异。
正如第1实施例所描述那样,在本实施例的过程控制计算机20A的存储器中存储有:表示燃料组件结点输出值和根据GT信号得到的GT数据值D2之间相关关系的相关式参数{例如燃料类型、结点燃烧度、控制棒有无、经历相对水密度(经历孔隙率)、瞬时相对水密度(瞬时孔隙率)等}的内外插方式的适配式数据(数据集)、或者由上述相关式参数得到的内外插方式的查阅图表数据(数据集)。
从这一背景出发,在本实施例的过程控制计算机20A的存储器中除了存有表示燃料组件结点输出值和根据LPRM信号得到的LPRM数据值D2之间相互关系的相关式参数的内外插方式的第1适配式数据(查阅图表数据)之外,只存有为以下所示LPRM信号数据的内外插方式的第2适配数据(查阅图表数据)。
该第2适配式数据(查阅图表数据),当LPRM检测器37的LPRM信号S2通过LPRM信号处理装置40采用GT数据D1进行高频度调整时,产生控制棒状态变化或通道内孔隙率变化等,发生LPRM数据D2的瞬时或急速的过渡现象时,为了计算LPRM检测器37的LPRM数据D2的应答变化量和GT检测器44的GT数据D1的应答变化量(假定GT数据D1瞬时表示平衡状态的值时的变化量)之间的不同比率,将作为表示上述LPRM信号的第1应答变化量和GT检测器44的信号的第2应答变化量之间相关关系的相关式参数{例如燃料类型、结点燃烧度、控制棒有无、经历相对水密度(经历孔隙率)、瞬时相对水密度(瞬时孔隙率)}产生的内外插方式的适配式数据(数据集)、或者由上述相关式参数产生的内外插方式的查阅图表数据(数据集)进行存储。
也就是说,为上述LPRM检测器用的第2适配式数据(查阅图表数据)如以下所述,可在堆内输出分布计算装置31中使用。当堆内输出分布计算装置3 1处于通过例如GT信号处理装置48或过程控制计算机20A的核测量仪表控制装置60判断为GT组件35的GT信号在过渡状态下变化的状态时,通过操作员的输出分布学习方式的选择命令或者自动输出分布学习方式转换命令,虽然GT信号未平衡,但是LPRM信号调整后,根据输出分布学习计算发出命令的时刻的运行参数(堆芯现状数据)D3,如前所述利用从现在时刻回朔的最靠近的信号平衡状态下的堆芯输出分布数据、学习校正量数据及从上述平衡状态到现在时刻的堆芯现状数据D3的变化数据,执行现在时刻的3维模拟计算,得到输出分布计算结果。进一步将现在时刻的LPRM数据D2输入到堆内输出分布计算装置31中,从所得到的输出分布中得到LPRM检测器的第2适配式数据(查阅图表数据)的参数,LPRM数据D2从LPRM信号数据的第1应答变化量换算处理成相当于GT信号平衡值的第2变化量,在该换算处理的轴方向上将少的4个LPRM数据置换成为达到现在时刻平衡的模拟GT数据D1。
堆内输出分布计算装置31只在LPRM检测器存在的结点位置对模拟数据D1的值和从上述的现在时刻上的模拟计算的输出分布中得到的24结点量的平衡GT数据的值(计算值)进行比较,将表示由该比较所得到的摸拟GT数据值和平衡GT数据值(计算值)的差分的校正比在堆芯轴方向进行内外插,得到对全轴方向结点的校正比(补充学习校正量;相对学习校正量)。
输出分布计算装置31根据上述处理而求出的全轴方向每个结点的补充学习校正量,校正现在时刻的模拟计算结果的每个燃料组件结点的堆内输出分布,根据校正的堆内输出分布,计算现在时刻的最大线输出密度(MLHGR)及最小界限输出比(MCPR)。
另外,输出分布计算装置31将根据上述的模拟GT数据得到的全轴方向每个结点的补充学习校正量与存储器所存储的全轴方向每个结点的基于GT数据的学习校正量分开,单独存储在不同的存储器中。
这样,在GT信号未平衡状态下,该信号电平达到过渡状态的情况下,进行输出分布学习校正处理时,执行输出分布学习校正处理时模拟计算的堆内输出分布,根据GT数据D1平衡时的学习校正量以及被估计为由LPRM信号所求得的过渡状态的平衡值的基于虚拟GT数据的补充学习校正量,进行学习校正,就可以生成精度高的输出分布。
而且,如果GT数据D1达到了平衡状态,则当通过GT信号处理装置48或者核测量仪表控制装置60判断时,输出分布计算装置31(输出分布学习模块62)对存储器中存储的基于LPRM信号S2的补充学习校正量进行清零{意思是将基于LPRM信号S2的增加的相对学习校正比(校正系数)返回到1、0},如上述图9所示,再次得到基于平衡状态的GT数据D1的学习校正量,存储在存储器中,根据该学习校正量进行输出分布学习校正处理。
从而,从GT组件35来的GT信号即使在未平衡状态发生变化时,也可以在堆内输出分布计算装置31上进行基于堆内核测量仪表的输出分布学习校正计算,所以在未平衡状态下不用等待GT数据D1达到平衡状态,就能进行堆内输出分布学习校正处理。该堆内输出分布学习处理可定期或随时进行。
另外,本实施例在未平衡状态的输出分布学习校正时,采用通过沿着堆芯轴方向的4个LPRM检测器37而检测出的LPRM信号32所求出的内外插的补充学习校正量,执行输出分布学习校正计算,但在达到GT信号平衡状态时,对按GT信号进行输出分布学习校正处理的定时,使包括内外插误差可能性大的增加的相对学习校正量进行清零,可以沿着轴方向的个数多的GT检测器35所检测的平衡状态的GT数据D1能进行输出分布学习校正处理。因此,能消除LPRM组件34的误差长时间对堆芯输出分布计算的影响,变为只依存于GT组件35误差,可尽量担高最大线输出密度(MLHGR)及最小界限输出比(MCPR)的评价精度。
第9和第10实施例是在GT信号未平衡状态时利用LPRM信号算出堆芯输出分布的,但是在未平衡状态时LPRM检测器37发生故障而被旁路时,可以忽略该被旁路的LPRM检测器37的LPRM信号,也可以使模拟计算值优先,或者用从堆芯燃料安装、控制棒图形等方面保证对称性的核测量仪表管位置的LPRM信号来代替。
第11实施例
下面说明涉及本发明的核反应堆的堆内核测量仪表系统、输出分布计算装置及输出分布监视系统的第11实施例。
在第11实施例中,核反应堆的输出分布监视系统29、堆内核测量仪表系统30及输出分布计算装置31的基本构成与第1实施例所示的构成由于没有实质上的不同,故其说明予以省略。
第11实施例所示的核反应堆的堆内输出分布监视系统29及堆内核测量仪表系统30并未失去从GT检测器44的轴方向数比LPRM检测器37多的优点,从GT检测器44输出的GT信号S1即使在过渡状态,也可以只由GT数据D1进行输出分布的学习校正。
也就是说,根据第9和第10实施例所示的核反应堆的输出分布监视系统29,在GT检测器44输出的GT数据D1未达到γ射线破坏的平衡电平的状态,即在堆芯输出、堆芯冷却剂流量、控制棒图形等的运行参数(堆芯现状数据)变化之后,例如1小时以内的短时间内,以规定时间例如以分钟数量级根据GT信号S1的GT数据D1(w/g)的电平发生变化,在堆内输出分布计算装置31上根据GT数据D1对输出分布进行学习校正,则结果是GT数据D1只是未平衡部分对局部输出进行过大评价(局部输出下降时)或过小评价(局部输出增加时)。
为此,即使由堆内输出分布计算装置31的输出分布学习模块62进行学习校正,也包括误差,所以作为其辅助装置可利用应答快的LPRM检测器37的应答(参考第9和第10实施例)。
不过,LPRM检测器37在轴方向只设置有4个,所以从轴方向输出分布的学习校正这一点看可能精度不高。
因此,在第11例实施中的核反应堆的输出分布监视系统29、固定式堆内核测量仪表系统30及堆内输出分布计算装置31中,从核反应堆现状数据处理装置58输出的堆芯输出电平、堆芯冷却剂流量、控制棒图形等堆芯状态参数信号(堆芯现状数据D3)通过过程控制计算机20A的核测量仪表控制装置60输入到堆内输出分布计算装置31中,堆内输出分布计算装置31根据输入的堆芯现状数据D3及GT数据D1,定期(每个定时)或随时计算堆内输出分布。
即,核测量仪表装置60根据从核反应堆现状数据处理装置58发送的堆芯输出电平、堆芯冷却剂流量、控制棒图形等的堆芯现状数据D3,检测堆芯状态的变化,判断检测后是否经过了规定时间。
而且,输出分布计算装置31当通过核测量仪表控制装置60,判断出堆芯状态变化检测后经过了规定时间时,过程控制计算机20A的输出分布计算装置31将该判断结果传输给显示装置63,通过显示装置(输入输出)装置63通知给操作员。
操作员利用确认命令确认通过输入输出装置63所显示的判断结果,操作输入输出装置63,将确认命令发送给核测量仪表控制装置60。
核测量仪表控制装置60根据操作员发出的确认命令或者根据上述判断结果自动判断为未满足条件(GT信号未达到平衡状态)时,对GT信号处理装置48发送GT信号预测计算命令。
GT信号处理装置48根据发送的GT信号预测运算命令,在每个规定时刻,例如每数十秒(20~30秒)或者每1分钟,将根据变化的GT信号S1而生成的GT数据D1(w/g信号电平)按规定的数据数量,例如数个或10个左右,按
GT信号处理装置48在上述(6)式中使GT数据D1适配,求出常数(系数),根据求得的系数的(6)式,在经过规定时间例如1小时以上后,预测计算由GT检测器44实测的GT信号S1得到的GT数据的平衡信号电平,将预测计算的第1GT数据(相当于平衡值)发送给过程控制计算机20A的堆内输出分布计算装置31。基于上述最小二次方适配的GT数据平衡电平预测计算处理,也可以由过程控制计算机20A的核测量仪表控制装置20执行。
另一方面,堆内输出分布计算装置31根据表示现在时刻运行状态(堆芯输出、堆芯冷却剂流量、控制棒图形等)的堆芯现状数据D3,模拟计算适应于核反应堆运行状态的堆内输出分布,从该模拟计算结果计算出第2GT数据。
接着,堆内输出分布计算装置31求出表示从模拟计算中算出的第2预测GT数据(相当于平衡值)和从实测的GT信号S1中预测计算的第1GT数据间的差分(比的形式)的数据,对该差分数据在堆芯轴方向的各结点上进行内外插,生成对全轴方向结点的校正量数据(校正比数据),可以求出按全轴方向每个结点基于GT信号的学习校正量。
然后,堆内输出分布计算装置31,根据求出的全轴方向每个结点的学习校正量,校正现在时刻模拟计算结果的各燃料组件结点的堆内输出分布,根据已校正的堆内输出分布,计算现在时刻(执行学习校正处理时刻)的最大线输出密度(MLHGR)及最小界限输出比(MCPR)。
结果,在从GT检测器44输出的GT信号发生变化的所谓核反应堆过渡状态时,也可以进行核反应堆的输出分布监视和评价。
这时,在为预测经过规定时间,例如经过1小时以上后的GT检测器44的平衡信号电平的GT信号处理装置48(或者核测量仪表控制装置60)上所上进行的预测计算,从输入输出装置63通过核测量仪表控制装置60发送与本实施例相关的预测功能方式(按GT数据预测的输出分布学习方式)选择指示信息期间,可自动按每个新时刻(例如每20至30秒或者每分钟)依次进行。
即,GT信号处理装置48(或者核测量仪表控制装置60)当输入按新的GT信号S1产生的GT数据D1(w/g电平信号)时,就丢弃时间序列最老的数据,而从包括新的GT数据D1的数个或10个左右的时间序列GT数据群中通过上述(5)式得到的最小二次方适配,对预测GT数据值(平衡值)进行更新计算,将被更新的GT数据值(平衡值)发送给堆内输出分布计算装置31。堆内输出分布计算装置31根据被更新的GT数据预测计算值进行堆内输出分布学习校正计算。而且,输出分布计算装置31把表示利用GT数据的平衡预测值来进行输出分布的学习校正的方式(通过GT数据预测的输出分布学习方式)的信息,输出给显示装置63,通过显示装置63通知给操作员。
GT检测器44具有的热时间常数为秒数量级,使GT检测器44的发热的γ射线源具有从与核裂变大体同时或秒数量级的短时间内发出γ射线的一直到分、小时、日数量级的这样很宽的时间常数分布。
该各时间常数成分的权依存于燃料中所包含的γ射线源,但是γ射线源也因核裂变时的核裂变原子核素(例如U235、Pu239等)不同而不同,还因核裂变后经过时间不同而不同。
通过对原子核素的浓度用3维BMR模拟器进行严密地处理,在燃料组件的每个结点上求出核时间常数的成分,会使在存储器中存储的核时间常数的数据程序库也变大,没有实用性。
因此,在本实施例中,将γ射线源的时间常数限定在从分数量级到经过规定时间,例如1小时左右的时刻的对γ射线源可支配的时间常数上,数据数量例如限定在10个以下或者10个,进行最小二次方适配,使之与下式(7)一致。
根据这种方法,GT数据处理装置48(或者核测量仪表控制装置60),将规定时间,例如每30秒或每1分钟由GT检测器44输出的GT信号S1产生的GT数据D1(w/g信号)按时间顺序存储在10几个存储器中,消去最早时刻的GT数据,依次更新存储新的GT数据,例如每30秒或每1分钟重复执行
该时间序列数据的取样间隔是根据GT信号处理装置48及过程控制计算机20A的运算速度从实用出发而选定的,并不是限定为30秒或1分钟。这里作为例子选定了容易划分的时间间隔,将数据取样间隔定为30秒或1分钟。但是,也可以采用这样的采样方法,即在每次取样时对1次/1秒频度的信号连续几个到十个进行采样,对信号的波动或噪声进行滤波处理。这种方法最小二次方适配可得到很好的近似值。另外,按时间顺序存储进行最小二次方适配的数据数量也并不是限定为10个,为了预测精度和预测中所需要时间的平衡,也可削减到更少的个数例如5个,重要的是在不太降低预测精度的情况下尽快得到预测值。
下面参考图12及图13说明本实施例中核反应堆的堆内核测量仪表系统及输出分布计算装置的作用。图12是表示对于GT检测器44的传感器部周围的燃料部位的输出增加时的经过时间(分)的GT数据实测值和数据预测值的曲线图,图13是表示对于输出反而减少时的经过时间(分)的GT数据实测值及GT数据预测值的曲线图。
在图12和图13中,实线P表示堆芯局部输出的实际变化,点0表示实测的GT数据(w/g信号)值,破折线q表示GT数据的预测值。无论是那种情况,按时间顺序输入变化后的数据数量例如10个的GT信号,通过利用最小二次方适配所得到的指数函数的多项式和常数项之和(参考式(6)~(8)),可以高精度计算平衡值。特别是选定对从分到1小时期间内有作用的γ射线源的破坏时间常数,减少多项式的数量,对缩短计算时间极大效果。。
在最小二次方适配计算中,为了尽快结束,最好准备堆输出增加时和堆输出降低时的各自的初期推测的a和b1的数据集。
结果,通过上述简单方法来计算原来曾研究的局部输出分布和堆芯全体的输出变化等发生过渡变化时之前的经历及该时刻的γ射线源的分布,不必进行像求出堆输出变化后的γ射线发热那样复杂的处理,就能够容易地预测γ射线破坏平衡时的γ射线发热量(GT平衡数据值)。
由于这种用预测计算法来求出γ射线发热量(GT数据值)的方式(根据GT数据计算的输出分布学习方式)中,将运用输出分布监视系统29之事在显示装置63上显示出来唤起操作员的注意,可以将对LPRM调整、学习校正结束的输出分布计算结果中带有预测计算造成的误差之事可告诉操作员以唤起注意。
在本实施例中,GT数据值的平衡时预测计算功能,标准情况下只是在GT信号未平衡时使用,而平时不用,但是本发明并不限于此。
作为本实施例的变形例,GT信号处理装置48除了GT检测器44的加热器校正时以外,总是将利用预测计算功能的结果的GT数据(w/g信号)发送给过程控制计算机20A(输出分布计算装置31),过程控制计算机20A经常输入发送来的预测GT数据值,在输出分布的学习校正中使用,也可以在LPRM信号处理装置48中的LPRM灵敏度·增益调整中使用。
在变形例中,LPRM的灵敏度·增益调整的方法包括以下两种:
(1)调整LPRM检测器的灵敏度或增益,以便直接与GT平衡数据计算值相一致。
(2)调整LPRM检测器的灵敏度或增益,以便与使用GT平衡数据计算值,在堆内输出分布计算装置31上学习计算堆内输出分布,利用这一结果计算出的LPRM信号(LPRM数据)相一致。
LPRM检测器37的灵敏度或增益调整根据显示装置63发出的操作员操作命令,通过核测量仪表控制装置60执行。
这样,操作员不必注意GT数据电平是未平衡状态还是平衡状态,而自动根据平衡电平的GT数据值,执行输出分布学习计算处理及LPRM增益·灵敏度调整处理,所以更容易运用堆内输出分布监视系统,使操作员的负担减轻。
不过,这时由GT信号处理装置48或过程控制计算机20A随时监视最小二次方适配精度,当该适配精度插入规定的精度时,该警报通过过程控制计算机20A的处理而输出到显示装置63,对操作员发出通知,操作员也可以通过输入输出装置63来手动控制利用上述GT平衡数据值的输出分布学习计算处理和LPRM灵敏度·增益调整处理。若这样构成,则当上述适配精度插入规定的精度时,可以停止进行使用GT平衡数据值的输出分布计算处理或LPRM灵敏度·增益调整处理,切换到根据操作员的手动命令进行的输出分布学习计算处理或LPRM的灵敏度·增益调整处理,从而可提高输出分布监视系统的可靠性。
如上所述,在第11实施例中,由GT检测器检出的GT信号未达到γ射线破坏链的平衡状态的信号电平的状态时,可以很容易校正GT检测器44的应答性,进行3维输出分布学习处理。因此只使用简单的固定式堆内核测量仪表系统30中的GT检测器信号,就能够在任意时刻大体在实用时间延迟之内对最小界限输出比(MCPR)、最大线输出密度(MLHGR)等在运行中进行热限制的监视。
表1
组 | λ(sec-1) |
1 | 1.330E-02 |
2 | 3.488E-02 |
3 | 1.357E-03 |
4 | 3.591E-03 |
5 | 5.004E-03 |
6 | 1.850E-04 |
7 | 5.645E-04 |
8 | 1.922E-05 |
9 | 4.918E-05 |
10 | 5.435E-05 |
Claims (9)
1.一种核反应堆固定式堆内核测量仪表系统,其特征在于具有:
堆内核测量仪表组件,其构成是:用于对核反应堆内的输出区域的局布输出分布进行检测的多个固定式中子检测器(LPEM检测器)、以及用于对γ射线发热量进行检测的γ温度计组件的固定式γ射线发热检测器,分别被放入到核测量仪表管内,上述γ射线发热检测器起码被分别布置在LPRM检测器附近;
LPRM信号处理装置,用于对来自上述LPRM检测器的中子通量检测信号进行处理;
γ温度计信号处理装置,用于对来自上述γ温度计组件的γ温度计信号进行处理,以及;
γ温度计加热器控制装置,用于对上述γ温度计组件内所安装的加热器进行通电控制,
并且,其设定状态是:上述γ温度计加热器控制装置对γ温度计组件内的加热器进行通电加热量控制,利用该加热器加热来对γ温度计组件的各个检测器进行输出电压灵敏度校正。
2.如权利要求1所述的核反应堆固定式堆内核测量仪表系统,其特征在于:
设置了核测量仪表控制装置作为对γ温度计加热控制装置和γ温度计信号处理装置进行监视控制的监视控制模块,利用该核测量仪表控制装置来对用于进行γ温度计组件的各检测器输出灵敏度电压校正的γ温度计加热器控制装置和γ温度计信号处理装置进行动作控制。
3.如权利要求1或2所述的核反应堆固定式堆内核测量仪表系统,其特征在于:
上述γ温度计组件内所装的加热丝具有已知的加热器电阻值,另一方面,固定式γ射线发热检测器具有其内部装入了差动式热电偶的检测部分,该检测部分的质量是已知的,在核反应堆运行过程中,利用γ温度计加热器控制装置的通电控制来对γ温度计组件的内部加热器的加热进行控制,通过该加热器加热而产生的固定式γ射线发热检测器的输出电压信号变化、以及加到内部加热器上的加热电压电流,均由γ温度计信号处理装置或核测量仪表控制装置来进行测量,根据测量结果来对固定式γ射线发热检测器的单位发热量(W/g)的热电偶输出电压灵敏度进行校正。
4.如权利要求2所述的核反应堆固定式堆内核测量仪表系统,其特征在于:
核测量仪表控制装置一方面具有对各γ温度计组件的堆内安装后的核反应堆运行时间(堆内安装时间)进行计算和记录的功能,另一方面,把各个γ温度计组件的堆内安装时间作为参数,对γ温度计加热器控制装置和γ温度计信号处理装置进行动作控制,当对固定式γ射线发热检测器的单位发热量(W/g)的输出电压灵敏度进行校正时,根据堆内安装时间从预先确定的许多个规定时间间隔中选出一个,按照已选出的规定时间间隔通过加热器加热的方法来对γ温度计组件的固定式γ射线发热检测器进行输出电压灵敏度校正。
5.如权利要求4所述的核反应堆固定式堆内核测量仪表系统,其特征在于:
核测量仪表控制装置在加热器加热方式的各个γ温度计组件的固定式γ射线发热检测器输出电压灵敏度校正时间间隔被更改为另外的(新的)规定时间间隔时,向操作人员等外部输出信息或报警。
6.如权利要求4所述的核反应堆固定式堆内核测量仪表系统,其特征在于:
核测量仪表控制装置利用加热器加热方式来对固定式γ射线发热检测器进行输出电压灵敏度校正时,把堆内辐射量作为参数,以取代γ温度计组件的堆内安装时间。
7.如权利要求2至6中的任一项所述的核反应堆固定式堆内核测量仪表系统,其特征在于:
核测量仪表控制装置对各γ温度计组件的堆内安装时间或堆内辐射量进行存储,对该存储数据进行评价,对上述γ温度计组件的各个固定式γ射线发热检测器的加热器加热方式的输出电压灵敏度校正进行控制。
8.如权利要求2至6中的任一项所述的核反应堆固定式堆内核测量仪表系统,其特征在于:
核测量仪表控制装置一方面对来自核反应堆堆芯现状数据测量仪的堆芯输出电平、堆芯冷却材料流量、控制棒图形等核反应堆现状数据进行输入,检测出堆芯状态变化,另一方面,在该堆芯状态变化检测后对规定时间是否已过进行判断,对加热器加热校正是否适当进行判断,把上述判断结果输出到显示装置上,另一方面,对该γ温度计组件的各个固定式γ射线发热检测器的加热器加热方式的输出电压灵敏度校正进行控制。
9.一种核反应堆固定式堆内核测量仪表系统,其特征在于具有:
堆内核测量仪表组件,其构成是:用于对核反应堆内的输出区域的局布输出分布进行检测的许多个固定式中子检测器(LPRM检测器)、以及用于对γ射线发热量进行检测的γ温度计组件的各个固定式γ射线发热检测器均放入到核测量仪表管内,至少上述γ射线发热检测器布置在LPRM检测器附近;
LPRM信号处理装置,用于对来自上述LPRM检测器的中子通量检测信号进行处理;
γ温度计信号处理装置,用于对来自上述γ温度计组件的γ温度计信号进行处理;
γ温度计加热器控制装置,用于对上述γ温度计组件内的加热器进行通电控制;以及
核测量仪表控制装置,用于对上述γ温度计加热器控制装置和γ温度计信号处理装置进行动作控制,
并且,上述核测量仪表控制装置一方面接收那些对核反应堆的堆芯输出电平、堆芯冷却材料流量、控制棒图形等堆芯状态进行测量的核反应堆堆芯现状数据测量仪所提供的信号,对堆芯状态变化进行检测之后对规定时间是否已过去进行判断,而且,利用根据同一堆内测量仪表管的与LPRM检测器相同的堆芯轴向位置的上述固定式γ射线发热检测器的信号而计算出的γ发热量,来进行LPRM检测器的灵敏度或增益校正。
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- 2003-05-15 SE SE0301403A patent/SE0301403L/ not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI773001B (zh) * | 2019-12-06 | 2022-08-01 | 美商西屋電器公司 | 使用釩中子探測器的方法和用具 |
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SE9902992L (sv) | 2000-02-26 |
SE521873C2 (sv) | 2003-12-16 |
SE9902992D0 (sv) | 1999-08-25 |
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SE0301403L (sv) | 2003-05-15 |
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