JP2004226182A - 原子炉出力校正システム,装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】局部出力領域監視装置で計測された局部中性子分布データを監視する出力領域監視装置と、前記局部出力領域監視装置のゲイン演算を行うプロセス装置と、前記プロセス装置とは独立して移動式炉内検出器を原子炉の軸方向へ移動させ中性子分布データを計測する手段並びに前記中性子分布データ及び前記出力領域監視装置から受信した前記局部中性子分布データを時刻情報と共に記憶するデータベースを有する原子炉出力校正装置とを有する原子炉出力校正システム。
【効果】TIP検出器で計測した中性子束データを用いてLPRM検出器の出力の校正を効率的に実施できるようにし、プラント起動時間を短縮する効果がある。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子力プラントにおける原子炉出力校正システム,装置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、沸騰水型原子炉の通常運転中の原子炉出力監視は、原子炉圧力容器内に固定設置されている局部出力領域監視装置(LPRM:Local Power Range Monitor)によって局部中性子束を検出し、出力領域監視装置(PRNM:PowerRange Neutron Monitor)によって局部中性子束の平均値が監視される。
【0003】
LPRM検出器は炉内固定であるため中性子照射と共に検出感度が徐々に低下してくる。その感度低下を補正するために、LPRM検出器の軸方向に沿って、移動式炉内検出器(TIP:Traversing In−core Probe)を定期的に走行させ、その読み値から、演算によりLPRM検出器の感度低下を補正する。
【0004】
従来例として、例えば特開2000−28782号公報に記載の技術がある。図8,図9は移動式炉内検出器(Traversing In−core Probe:TIP)を用いたLPRM検出器の校正のブロック構成を示している。
【0005】
LPRM検出器3はLPRM検出器集合体2としてストリング内の炉心軸方向に4個ずつ設置される。このLPRM検出器3により検出された局部中性子束信号がPRNM8に入力され、局部中性子束信号を平均化することにより、原子炉の出力状態を監視し、外部に警報や制御棒引抜阻止信号を出力する。また、PRNMはLPRM検出器のゲイン演算や炉心性能計算のために、プロセス計算機82へLPRM検出器出力等のデータを送信している。
【0006】
LPRMストリング内にはTIP案内管4が有り、その内部を移動式炉内検出器であるTIP検出器7が移動できる様になっている。TIP検出器7による中性子束データは、TIP制御装置81でデータ処理され、PRNM8と同様に検出器のゲイン計算や炉心性能計算のため、プロセス計算機82に中性子束データが送信される。
【0007】
LPRM検出器3は核分裂物質を電極に塗布した核分裂電離箱を使用している。このタイプの検出器においては、核分裂の電離作用を用いて中性子束を検出しているため、長時間中性子照射を受けると電極内の核分裂物質が消費されて検出感度が変化する特性がある。また、炉内の検出器固定設置場所によっても中性子照射が異なるため、個々のLPRM検出器3の感度にも変化が生じる。そこで原子炉の起動時又は定期的間隔において、通常は中性子照射量の低い炉心外に待機してあるTIP検出器7を用いて、LPRM検出器3の感度校正が行われる。
【0008】
TIP検出器7による中性子束分布の計測は、プロセス計算機82によるTIP検出器走行開始指令により開始され、原子炉内の各LPRM検出器集合体位置における垂直方向中性子束分布が、TIP検出器7によって計測される。TIP検出器7の走行制御及び状態監視は、TIP制御装置81の操作部で行われる。計測された検出器位置信号と中性子束レベル信号はTIP制御装置81によって処理され、検出器位置信号のタイミングでプロセス計算機82にTIP中性子束信号が送信される。
【0009】
プロセス計算機82では、取り込まれたTIP検出器7による中性子束分布の信号健全性確認が行われ、良好の場合はLPRM検出器3による局部中性子束データ及びTIP検出器7による中性子束分布データから、個々のLPRM検出器3のゲイン調整値演算が行われる。この結果はPRNM8に入力されLPRM検出器3の出力校正が行われる。
【0010】
つまり、LPRM検出器校正のためのTIP検出器による従来の中性子束分布計測には、プロセス計算機との連携によって行われている。TIP検出器による中性子束値の健全性を随時プロセス計算機がチェックし、有効であると判断されると出力分布計算,炉心性能計算、及びLPRM検出器のゲイン調整値演算用のTIP中性子束値がプロセス計算機に取り込まれる。そして、TIP制御装置とプロセス計算機及びPRNMとプロセス計算機間の検出器信号の伝送は、検出器毎にケーブルが接続されいる。
【0011】
【特許文献1】
特開2000−28782号公報
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、ゲイン調整値演算のためのTIP検出器の走行にはプロセス計算機のスタンバイを待ち、準備完了となるまで中性子束分布計測を行うことができないという問題がある。
【0013】
本願発明は、TIP検出器の計測データによるLPRM校正を、運転員の負担を軽減して効率良く実施し、プラント起動時間を短縮することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する為、局部出力領域監視装置で計測された局部中性子分布データを送信する出力領域監視装置と、移動式炉内検出器を原子炉の軸方向へ移動させ中性子分布データを計測する手段並びに前記中性子分布データ及び前記出力領域監視装置から受信した前記局部中性子分布データを時刻情報と共に記憶するデータベースを有する原子炉出力校正装置と、前記局部出力領域監視装置の感度校正又は健全性を判断する為に前記データベースのデータを受信するプロセス装置とを有する原子炉出力校正システムとしたものである。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
【0016】
図1は一実施例としての原子炉出力校正装置の全体システム構成図を示し、図2は各装置間の構成を示す図である。図1において、原子炉の炉心1には、原子炉出力に対応した数のLPRM検出器集合体2が設置される。例えば1100MW級の原子力プラントでは43本のLPRM検出器集合体2が設置される。1本のLPRM検出器集合体にはそれぞれ4個のLPRM検出器3を内蔵する。
LPRM検出器集合体2にはTIP検出器を挿入するTIP案内管4が設けられる。TIP検出器7はTIP案内管4内を軸方向に移動し、炉心1内の軸方向出力分布を計測する。
【0017】
第一の実施の形態として、図2〜図4を用いて次に説明する。
【0018】
原子炉出力校正装置には、TIP検出器信号入力部21,この信号入力部に接続されたデータベース処理部23,外部データとの通信処理部22、及びTIPレベル信号や健全性判定結果等の表示部であるヒューマンマシンインターフェイス(HMI:Human Machine Interface)24によって構成される。
【0019】
図3は原子炉出力構成装置のフロー図を示す。
【0020】
TIP検出器7は原子炉出力校正装置の走行準備が終了31し、人による走行開始指令に基づき中性子束分布計測をスタート32させ、予め決められた順序にて、炉心内の各TIP案内管を走行し中性子束計測33を行う。この走行によって計測された全座標の軸方向の中性子束分布データは、分布に対応した計測時間情報等の検出器ゲイン演算に必要なプロセスデータを持つデータベース(図4)として、原子炉出力校正装置5内に記憶34される。記憶された内容は、HMI24によって編集・監視が行われる。
【0021】
また、原子炉出力校正装置はPRNM間とのデータ伝送によってLPRM検出器信号を時間等のプロセスデータと一緒に入力し、データベース化(図4)される。
【0022】
このデータベースの内容は、PRNMからの中性子束分布とTIP検出器によって計測された中性子束分布を、HMI24によって同一画面上に重ね合わせて表示される(図5)。この重ね合わせデータを比較することによって、検出器信号の健全性を確認することも可能であり、健全性の判定37は原子炉出力校正装置または作業員によって判定される。
【0023】
重ね合わせによってデータが異常と判断された場合は、作業員または原子炉出力校正装置の指示37によって、手動または自動にて再度計測36され、正常である場合はデータベース上に記憶される。このデータベースの内容は原子炉出力校正装置とプロセス装置に接続されたデータ伝送手段である光ケーブルやイーサネット(LAN)によって、プロセス装置にデータが送信39される。
【0024】
再度計測された後も両者の値が全体的に大きく外れている場合(図6)は、TIP検出器の低下及び故障等の不健全性が確認できる。また、同様に1つのLPRM検出器による中性子束値が、TIP検出器による中性子束分布と比較して大きな差が見られる場合(図7)は、LPRM検出器の不健全性を確認することが出来る。
【0025】
上記の様に、プロセス装置とは独立して移動式炉内検出器を原子炉の軸方向へ移動させ中性子分布データを計測する手段と各種のデータを時刻情報と共に記憶するデータベースを有する原子炉出力校正装置とし、その原子力出力校正装置,PRNM及びプロセス装置はデータ伝送の手段としてネットワーク化されることにより、データベースの共有化を行うことができる。これにより、検出器と同数のケーブルがプロセス計算機と各装置との間に必要であったが、中性子束データの連携が不要となることで、大幅なケーブル及びスペースの削減が可能となる。
【0026】
別の実施例として、原子炉出力校正装置はプロセス装置からLPRM検出器ゲイン演算に必要なプロセスデータをデータ伝送によって入力される。これらのデータは、原子炉出力校正装置内のデータベースに保存(図4)される。そしてそのデータベースを用いて、原子炉出力校正装置が出力分布計算,炉心性能計算,検出器ゲイン演算機能等を行う。この演算結果は全座標分データベースに記憶され、上述したネットワークを用いてプロセス装置6やPRNM8にデータ伝送により出力される。
【0027】
つまり、局部出力領域監視装置で計測された局部中性子分布データを出力領域監視装置が送信し、出力領域監視装置の感度校正又は健全性を判断する為に必要な炉心性能情報をプロセス装置が送信し、移動式炉内検出器をプロセス装置とは独立して原子炉の軸方向へ移動させ中性子分布データを計測する手段を有する原子炉出力校正装置が、中性子分布データ、局部中性子分布データ及び炉心性能情報を時刻情報と共にデータベースに記憶し、そのデータベースに基づき、局部出力領域監視装置のゲイン演算を行い、出力領域監視装置へ計算結果を送信することで、LPRM検出器の出力の校正を効率的に実施できる。
【0028】
以上に説明したように、TIP走行開始に今まで必要なプロセス装置からの走行指令を省くことができ、プラント及びプロセス装置に関係なく、TIP走行が可能となる。これにより運転計画を効率良く進行させ、プラントの起動短縮が可能となる。
【0029】
【発明の効果】
TIP検出器で計測した中性子束データを用いてLPRM検出器の出力の校正を効率的に実施できるようにし、プラント起動時間を短縮する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】原子炉出力校正装置の全体システム構成図。
【図2】原子炉出力校正装置等の装置間の構成図。
【図3】原子炉出力校正装置のフロー図。
【図4】原子炉出力校正装置のデータベース構成図。
【図5】TIP出力とLPRM出力の重ね合わせの説明図。
【図6】LPRM出力を元にTIP検出器の健全性を判定するための説明図。
【図7】TIP出力を元にLPRM検出器の健全性を判定するための説明図。
【図8】従来の実施形態に係わる原子炉出力校正装置の構成図。
【図9】従来の実施形態に係わる原子炉出力校正装置のデータ構成。
【符号の説明】
1…炉心、2…LPRM検出器集合体、3…LPRM検出器、4…TIP案内管、5…原子炉出力校正装置、6…プロセス装置、7…TIP検出器、8…出力領域監視装置(PRMN)。
Claims (7)
- 局部出力領域監視装置で計測された局部中性子分布データを監視する出力領域監視装置と、前記局部出力領域監視装置のゲイン演算を行うプロセス装置と、前記プロセス装置とは独立して移動式炉内検出器を原子炉の軸方向へ移動させ中性子分布データを計測する手段並びに前記中性子分布データ及び前記出力領域監視装置から受信した前記局部中性子分布データを時刻情報と共に記憶するデータベースを有する原子炉出力校正装置とを有する原子炉出力校正システム。
- 局部出力領域監視装置で局部中性子分布データを計測した出力領域監視装置が前記局部中性子分布データを送信し、前記局部出力領域監視装置のゲイン演算を行うプロセス装置とは独立して移動式炉内検出器を原子炉の軸方向へ移動させ中性子分布データを計測する手段を有する原子炉出力校正装置が前記計測された中性子分布データ及び前記出力領域監視装置から受信した前記局部中性子分布データを時刻情報と共に記憶するデータベースを有し、当該データベースのデータを送信し、前記プロセス装置が前記データベースから前記局部出力領域監視装置のゲイン演算を行う為に必要なデータを受信する原子炉出力校正方法。
- 局部出力領域監視装置のゲイン演算を行うプロセス装置とは独立して移動式炉内検出器を原子炉の軸方向へ移動させ中性子分布データを計測する手段と、局部出力領域監視装置で局部中性子分布データを計測する出力領域監視装置から受信した前記局部中性子分布データ及び計測した前記中性子分布データを時刻情報と共に記憶するデータベースを有し、前記局部出力領域監視装置のゲイン演算を行うプロセス装置へ前記データベースのデータを送信する機能を有する原子炉出力校正装置。
- 請求項1に記載の原子炉出力校正システムにおいて、前記原子炉出力校正装置は、前記データベースに前記プロセス装置から受信した前記局部出力領域監視装置のゲイン演算を行う為に必要な炉心性能情報を時刻情報と共に有することを特徴とする原子炉出力校正システム。
- 局部出力領域監視装置で計測された局部中性子分布データを送信する出力領域監視装置と、前記局部出力領域監視装置のゲイン演算を行う為に必要な炉心性能情報を送信するプロセス装置と、移動式炉内検出器を前記プロセス装置とは独立して原子炉の軸方向へ移動させ中性子分布データを計測する手段並びに前記中性子分布データ、前記出力領域監視装置から受信した前記局部中性子分布データ及び前記炉心性能情報を時刻情報と共に記憶するデータベースを有し、前記データベースに基づき前記局部出力領域監視装置のゲイン演算を行い、前記出力領域監視装置へ前記計算結果を送信する機能を有する原子炉出力校正装置とを有する原子炉出力校正システム。
- 局部出力領域監視装置で計測された局部中性子分布データを出力領域監視装置が送信し、前記出力領域監視装置の感度校正又は健全性を判断する為に必要な炉心性能情報をプロセス装置が送信し、移動式炉内検出器を前記プロセス装置とは独立して原子炉の軸方向へ移動させ中性子分布データを計測する手段を有する原子炉出力校正装置が、前記中性子分布データ、前記出力領域監視装置から受信した前記局部中性子分布データ及び前記炉心性能情報を時刻情報と共にデータベースに記憶し、前記データベースに基づき、前記局部出力領域監視装置のゲイン演算を行い、前記出力領域監視装置へ前記計算結果を送信する原子炉出力校正方法。
- 出力領域監視装置の感度校正又は健全性を判断する為に必要な炉心性能情報を有するプロセス装置とは独立して移動式炉内検出器を原子炉の軸方向へ移動させ中性子分布データを計測する手段と、前記計測した前記中性子分布データ、局部出力領域監視装置で局部中性子分布データを計測する出力領域監視装置から受信した前記局部中性子分布データ及び前記プロセス装置から受信した前記炉心性能情報を時刻情報と共に記憶するデータベースを有し、前記データベースに基づき、前記局部出力領域監視装置のゲイン演算を行い、前記出力領域監視装置へ前記計算結果を送信する原子炉出力校正装置。
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2003
- 2003-01-22 JP JP2003012970A patent/JP2004226182A/ja active Pending
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