JP2005172474A - Nuclear reactor core thermal output monitoring device - Google Patents

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谷 正 民
Hisashi Shiragami
神 久 之 白
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately derive a nuclear reactor thermal output when a detector is troubled in a heat balance system. <P>SOLUTION: This nuclear reactor thermal output monitoring device has a plurality of fixed neutron detectors 5 provided with a prescribed interval along an axial direction in a protection tube 4 penetrated along the axial direction between fuel assemblies in a nuclear reactor core, a nuclear reactor output measuring instrument provided with gamma thermometers 8 with a larger number than the neutron detectors along the axial direction, an average output area monitor (APRM) for finding a core average output using measured values in the neutron detectors, and a nuclear reactor thermal output calculator 18 for finding a core thermal output, from the detector such as a thermometer and a flowmeter installed in a supply water flow rate system, using a heat balance. The core thermal output is derived by using measured values by the gamma thermometers 8, when the detector such as the thermometer and the flowmeter is troubled in the supply water flow rate system. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、沸騰水型原子炉(BWR)等の原子炉炉心熱出力監視装置に係り、特に測定精度と信頼性の向上を図った原子炉炉心熱出力監視装置に関する。   The present invention relates to a reactor core thermal output monitoring device such as a boiling water reactor (BWR), and more particularly to a reactor core thermal output monitoring device that improves measurement accuracy and reliability.

一般に、沸騰水型原子炉においては、常時監視装置として、少なくとも炉心内出力分布を評価し監視する装置(原子炉炉心監視装置)、炉心の水平断面、高さ方向にわたって中性子束を監視するための局部出力領域モニター(LPRM)、及び炉心の平均出力レベルを監視する平均出力領域モニター(APRM)が設けられている。   In general, in boiling water reactors, as a constant monitoring device, at least a device that evaluates and monitors the power distribution in the core (reactor core monitoring device), a horizontal cross section of the core, and a neutron flux over the height direction. A local power range monitor (LPRM) and an average power range monitor (APRM) for monitoring the average power level of the core are provided.

上記炉心内出力分布を評価し監視する装置は、炉心部への熱の収支計算により原子炉の熱出力を求め炉心内の熱的評価を行うことができるようにしたものであり、LPRMは中性子束検出器により構成され、上記中性子束検出器の設置位置における中性子束を監視し、局所的な出力の上昇などの情報を提供するようになっている。また、APRMは上記LPRMの出力信号を平均することにより炉心平均出力レベル相当値を算出し、この算出値が予め定められた設定値を超えた場合にアラームやスクラムなどの信号を出す役割を有するものである。   The above-mentioned apparatus for evaluating and monitoring the power distribution in the core is designed to obtain the thermal output of the nuclear reactor by calculating the thermal balance of the core, and to perform the thermal evaluation in the core. LPRM is a neutron The neutron flux detector is configured to monitor the neutron flux at the installation position of the neutron flux detector and provide information such as a local output increase. The APRM calculates the core average output level equivalent value by averaging the output signals of the LPRM, and when the calculated value exceeds a predetermined set value, has a role of outputting a signal such as an alarm or a scrum. Is.

すなわち、図4は、BWRの炉心の概略構成を示す平面図であり、多数体の燃料集合体1が正方格子状に配置されており、4体の燃料集合体1の中心部に十字状の制御棒2が軸方向に移動可能に配設されている。この炉心には上記炉心内に設置された燃料集合体1の配置の対称性を考慮して、炉心内全体を一様に測定できるように複数の検出器集合体3が配設されている。この検出器集合体3は、図5に示すように、炉心を貫通する保護管4内に、核分裂電離箱からなる中性子の量を検出する局部出力領域モニター(LPRM)5を軸方向に沿って4体、所定の間隔で配置するとともに、上記LPRM5に隣接して設けられた案内管6内にLPRM5の感度校正用の移動型中性子検出器(TIP)7を挿入したものであり、これらのLPRM5の出力が信号ケーブルを介して出力監視装置に入力されて原子炉出力測定及び制御が行われるようにしてある。そして、上記LPRMの信号は平均出力領域モニター(APRM)に寄せ集められ、それを平均した値を用いて炉心の中性子束変化を監視するようにしてある。   That is, FIG. 4 is a plan view showing a schematic configuration of the core of the BWR, in which a large number of fuel assemblies 1 are arranged in a square lattice shape, and a cross-like shape is formed at the center of the four fuel assemblies 1. The control rod 2 is disposed so as to be movable in the axial direction. In consideration of the symmetry of the arrangement of the fuel assemblies 1 installed in the core, a plurality of detector assemblies 3 are arranged in the core so that the entire core can be measured uniformly. As shown in FIG. 5, this detector assembly 3 includes a local output region monitor (LPRM) 5 for detecting the amount of neutrons composed of fission ionization chambers in a protective tube 4 penetrating the core along the axial direction. Four bodies are arranged at predetermined intervals, and a mobile neutron detector (TIP) 7 for sensitivity calibration of the LPRM5 is inserted into a guide tube 6 provided adjacent to the LPRM5. These LPRM5 Is input to the output monitoring device via the signal cable to perform the reactor power measurement and control. The LPRM signals are collected in an average output region monitor (APRM), and the average value of the signals is used to monitor the change in neutron flux in the core.

上記LPRMとして用いる中性子束検出器は、電極にウラン235などの核分裂物質を塗布し、管内に電離ガスを封入した核分裂計数管を使用するものである。そのため、中性子照射による核分裂物質の減少によって検出感度が劣化するので、上記TIPを用いて校正することが行われている。上記TIPは、LPRMと同じ中性子束検出器であるが、通常は炉外に待機させておき、LPRMの校正時にだけ検出器集合体内を移動させてLPRMを比較校正する。   The neutron flux detector used as the LPRM uses a fission counter in which a fission material such as uranium 235 is applied to an electrode and an ionized gas is enclosed in the tube. For this reason, since the detection sensitivity deteriorates due to a decrease in fission material due to neutron irradiation, calibration is performed using the TIP. The TIP is the same neutron flux detector as the LPRM, but is usually kept outside the reactor and moved inside the detector assembly only when the LPRM is calibrated to calibrate the LPRM.

上記APRMの値は、上述のようにLPRMの指示値を平均したものであるため、炉心平均中性子束にほぼ比例しており、炉心熱出力にほぼ比例する。しがって、上記APRMの値によっても炉心の熱出力を監視することもできる。   Since the value of the APRM is an average of the indicated values of the LPRM as described above, it is approximately proportional to the core average neutron flux and approximately proportional to the core thermal output. Therefore, the thermal output of the core can also be monitored by the value of APRM.

上記のように炉心熱出力の監視には、熱収支計算により求めた値を用いる方法(ヒートバランス法)とAPRMの値を用いる方法(APRM法)とがある。APRM法では、そのままでは絶対値を表すことができないので、適時、ヒートバランス法と比較して、APRMの値が炉心熱出力の定格値に対する割合(%)を示すように校正している。   As described above, there are two methods for monitoring the core thermal output: a method using a value obtained by heat balance calculation (heat balance method) and a method using an APRM value (APRM method). In the APRM method, the absolute value cannot be expressed as it is, so that the APRM value is calibrated in a timely manner so as to indicate the ratio (%) of the core heat output to the rated value as compared with the heat balance method.

原子炉炉心監視装置では、通常ヒートバランス法による炉心熱出力を用いているが、原子炉を中心とした熱収支に関る測定装置が故障しているときには、ヒートバランス法で炉心熱出力を求めることができない。例えば、給水系は、この熱収支の約99%程度を支配しているため、給水流量系に関る検出器の故障は影響が大である。そこで、原子炉炉心監視装置では、給水流量系に関る検出器が故障した場合には、炉心熱出力の入力値としてAPRMの値を用いている。すなわち、ヒートバランス法及びAPRM法による炉心熱出力が共に正常に求った時に、(1)式によりそれらの比例定数(校正定数と称する)CAP(I)を求めておく。
FRP=CAP(I)・RAP(I) (1)
FRP:炉心熱出力の定格割合(ヒートバランス法に基づく)
CAP(I):APRMチャンネルIの校正定数
RAP(I):APRMチャンネルIのAPRM値
そして、給水流量系に関る検出器が故障した場合には、APRMの値を用いて(1)式の右辺により炉心熱出力の定格割合を求め、この値を炉心熱出力の入力値として用いることが行われている。
In the reactor core monitoring device, the core thermal output by the heat balance method is usually used, but when the measuring device related to the heat balance centering on the reactor is out of order, the core thermal output is obtained by the heat balance method. I can't. For example, since the water supply system dominates about 99% of this heat balance, the failure of the detector related to the water supply flow rate system has a great influence. Therefore, in the reactor core monitoring device, when a detector related to the feed water flow rate system fails, the value of APRM is used as the input value of the core thermal output. That is, when both the core thermal output by the heat balance method and the APRM method are normally obtained, their proportional constants (referred to as calibration constants) CAP (I) are obtained by the equation (1).
FRP = CAP (I) ・ RAP (I) (1)
FRP: Core thermal power rating ratio (based on heat balance method)
CAP (I): Calibration constant for APRM channel I
RAP (I): APRM value of APRM channel I and when the detector related to the feed water flow system fails, the rated value of the core thermal power is obtained from the right side of equation (1) using the APRM value. This value is used as an input value for the core thermal output.

ところが、最近、特許第3274904号明細書に示されているように、上記TIPに代わってLPRMの校正用としてγサーモメータ(γ線温度計)を用いるようになってきた。このγサーモメータは、検出器集合体内のγ線発熱体の温度を熱電対で測定するもので、主に燃料棒から発せられるγ線が発熱体で吸収されたときに生じる熱を測定するものであるため、中性子照射による検出感度の劣化が少なく、炉内に常設が可能である。   Recently, however, as shown in Japanese Patent No. 3274904, a γ thermometer (γ-ray thermometer) has been used for calibration of LPRM instead of the TIP. This γ thermometer measures the temperature of the γ ray heating element in the detector assembly with a thermocouple, and measures the heat generated when the γ ray emitted from the fuel rod is absorbed by the heating element. Therefore, there is little deterioration in detection sensitivity due to neutron irradiation, and it can be permanently installed in the furnace.

図6に示すように、γサーモメータ8の炉心径方向の配置は、LPRM5と同一で、高さ方向の配置は、LPRM5と同一の位置とともに、さらにその中間位置にも配置され、全体として高さ方向に7〜9ヶ所配置されている。したがって、γサーモメータ8を用いると、LPRM5よりも炉内の高さ方向の出力分布をより正確に把握することができる。しかし、測定しているγ線には核分裂で生じる即発性のγ線だけでなく、核分裂生成物の崩壊で生じる遅発性のγ線も含まれることや、発熱の時間遅れなどから、応答性の即応性という点では中性子束検出器に若干劣るという短所もある。
特許第3274904号明細書
As shown in FIG. 6, the arrangement of the γ thermometer 8 in the core radial direction is the same as that of the LPRM 5, and the arrangement in the height direction is arranged at the same position as the LPRM 5 and further at an intermediate position thereof. 7 to 9 places are arranged in the vertical direction. Therefore, when the γ thermometer 8 is used, the power distribution in the height direction in the furnace can be grasped more accurately than the LPRM 5. However, the measured γ rays include not only the prompt γ rays generated by fission, but also the delayed γ rays generated by the decay of fission products, and the responsiveness due to the time delay of heat generation. There is also a disadvantage that it is slightly inferior to a neutron flux detector in terms of quick response.
Japanese Patent No. 3274904

前記APRMの値はLPRMの値をもとにしているので、APRM法により求めた炉心熱出力の精度は、LPRMの炉内出力分布の表現能力に依存する。すなわち、(1)式により校正定数を求めた時期から、炉心内の出力分布の形状の変化が小さいときには、各LPRMの値は、炉心熱出力の変化に応じて同じ割合で変化し、従って、APRMの値も同じ割合で変化する。このような場合には、(1)式の校正定数CAP(I)の値は、ほとんど変化しない。これに対し、炉内の出力分布形が変化する場合には、LPRMの値が、この分布形の変化を検知する度合いが減り、APRMの熱出力との対応関係がずれてくる。すなわち、APRM法による炉心熱出力の値の精度が劣ってくる。   Since the APRM value is based on the LPRM value, the accuracy of the core thermal power obtained by the APRM method depends on the ability of the LPRM to express the in-core power distribution. That is, when the change in the shape of the power distribution in the core is small from the time when the calibration constant is obtained by the equation (1), the value of each LPRM changes at the same rate according to the change in the core thermal power, and accordingly, The value of APRM also changes at the same rate. In such a case, the value of the calibration constant CAP (I) in the equation (1) hardly changes. On the other hand, when the power distribution type in the furnace changes, the degree of detection of the change in the LPRM value decreases, and the correspondence relationship with the APRM heat output shifts. That is, the accuracy of the value of the core thermal output by the APRM method is inferior.

本発明は、このような点に鑑み、給水流量系の検出器が故障したときに、中性子検出器であるLPRMよりも測定点の多いγサーモメータを用いることにより炉心熱出力をより精度良く求めることができるようにした原子炉炉心熱出力監視装置を得ることを目的とする。   In view of these points, the present invention obtains the core heat output with higher accuracy by using a γ thermometer having more measurement points than LPRM, which is a neutron detector, when a detector of the feed water flow system fails. It is an object of the present invention to provide a reactor core thermal power monitoring apparatus that can perform the above-described process.

請求項1に係る発明は、原子炉炉心の燃料集合体間に軸方向に沿って貫通する保護管内に、その軸方向に所定間隔で設置された複数の固定中性子検出器と、軸方向に沿って前記中性子検出器よりも多数設置されたγサーモメータとを設けた原子炉出力測定装置と、前記中性子検出器の測定値を用いて炉心平均出力を求める平均出力領域モニター(APRM)と、給水流量系に設置された温度計、流量計等の検出器からヒートバランスを用いて炉心熱出力を求める原子炉熱出力計算装置とを有する原子炉熱出力監視装置において、前記温度計、流量計のような給水流量系の検出器が故障したときに、上記γサーモメータの測定値を用いて炉心熱出力を導出することを特徴とする。   The invention according to claim 1 includes a plurality of fixed neutron detectors installed at predetermined intervals in the axial direction in a protective tube penetrating along the axial direction between fuel assemblies of the nuclear reactor core, and along the axial direction. A reactor power measuring device provided with a number of γ thermometers installed more than the neutron detector, an average output area monitor (APRM) for obtaining a core average output using the measured value of the neutron detector, and water supply A reactor thermal power monitoring device having a reactor thermal power calculation device that calculates a core thermal power using heat balance from a detector such as a thermometer and a flow meter installed in a flow system, wherein the thermometer and the flow meter When such a feed water flow rate detector fails, the core thermal output is derived using the measured value of the γ thermometer.

請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明において、上記γサーモメータの測定値に基づく準平均出力領域モニター(準APRM)値と、正常時におけるヒートバランス法に基づく炉心熱出力の定格割合との関係を下記式により求めておき、
FRP=GTCAP(I)・GTRAP(I)
FRP:炉心熱出力の定格割合(ヒートバランス法に基づく)
GTCAP(I):準APRMチャンネルIの校正定数
GTRAP(I):準APRMチャンネルIのAPRM値
給水流量系の検出器が故障したときには、上記式の右辺に基づいて炉心熱出力を求めることを特徴とする。
The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the quasi-average power region monitor (quasi-APRM) value based on the measured value of the γ thermometer and the rating of the core thermal power based on the heat balance method in the normal state. Find the relationship with the ratio by the following formula,
FRP = GTCAP (I) ・ GTRAP (I)
FRP: Core thermal power rating ratio (based on heat balance method)
GTCAP (I): Quasi-APRM channel I calibration constant
GTRAP (I): APRM value of quasi-APRM channel I When the detector of the feed water flow rate system fails, the core thermal output is obtained based on the right side of the above equation.

請求項3に係る発明は、請求項1または2に係る発明において、炉心内に複数設置してあるγサーモメータを複数のグループに分け、そのグループ毎に炉心内の局所出力を測定可能とし、給水流量系の検出器が故障したときに、前記グループ毎に炉心熱出力を求めることを特徴とする。   The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein a plurality of γ thermometers installed in the core is divided into a plurality of groups, and the local power in the core can be measured for each group, When the detector of the feed water flow rate system fails, the core thermal output is obtained for each group.

請求項4に係る発明は、請求項3に係る発明において、前記グループ毎のγサーモメータの測定値からそのグループ毎の炉心熱出力を求め、これらの値をもとに正誤判断を行う正誤判定装置を備えたことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the invention, a correct / incorrect determination in which the core thermal output for each group is obtained from the measured value of the γ thermometer for each group and the correct / incorrect determination is performed based on these values. A device is provided.

前述のように、給水流量系の測定器が故障した場合には、ヒートバランス法では炉心熱出力を求めることができないので、APRMの値をもとに炉心熱出力を導出している。このAPRMを構成するLPRMの中性子検出器設置数は軸方向に4点であり、炉心の出力分布の変化を十分には捉えきれない。そこで、本発明においては、軸方向に7〜9点設置されている、通常、出力分布の測定または中性子検出器の校正に使用されるγサーモメータを利用して、炉心熱出力の導出に使用するようにしたものである。   As described above, when the measuring instrument of the feed water flow rate system fails, the core thermal output cannot be obtained by the heat balance method, so the core thermal output is derived based on the value of APRM. The number of neutron detectors installed in the LPRM that constitutes this APRM is four in the axial direction, and changes in the power distribution of the core cannot be fully captured. Therefore, in the present invention, it is used for derivation of the core thermal power by using a γ thermometer, which is usually used for measuring the power distribution or calibrating the neutron detector, which is installed 7 to 9 points in the axial direction. It is what you do.

すなわち、LPRMの値からAPRMを構成するのと同様に、γサーモメータの測定値に基づく準APRMを構成し、この準APRMを用いて炉心熱出力を求める。これを準APRM法と称することにする。そこで、計器類に故障がない通常のときに、(1)式に対応した下記の(2)式により、ヒートバランス法と準APRM法との関係を求めておく。
FRP=GTCAP(I)・GTRAP(I) (2)
FRP:炉心熱出力の定格割合(ヒートバランス法に基づく)
GTCAP(I):準APRMチャンネルIの校正定数
GTRAP(I):準APRMチャンネルIのAPRM値
そして、この(2)式の校正定数を用いて、給水流量系の検出器が故障したときには、(2)式の右辺により炉心熱出力を求める。
That is, in the same way as configuring APRM from the value of LPRM, a quasi-APRM based on the measured value of the γ thermometer is constructed, and the core thermal output is obtained using this quasi-APRM. This will be referred to as a quasi-APRM method. Therefore, when there is no failure in the instruments, the relationship between the heat balance method and the quasi-APRM method is obtained from the following equation (2) corresponding to equation (1).
FRP = GTCAP (I) / GTRAP (I) (2)
FRP: Core thermal power rating ratio (based on heat balance method)
GTCAP (I): Quasi-APRM channel I calibration constant
GTRAP (I): APRM value of quasi-APRM channel I When the detector of the feed water flow rate system fails using the calibration constant of equation (2), the core thermal output is obtained from the right side of equation (2).

γサーモメータ8は軸方向に7〜9点設置されており、炉心内の出力測定点数が増加しているため、軸方向出力分布形状をより精度よく表現することが可能である。このため、(2)式の準APRMの校正定数GTCAP(I)の炉心出力分布の変化に伴う変動量は、APRMの校正定数CAP(I)に比べて小さくなる。このことにより、炉心熱出力の算出精度が向上する。   Since the γ thermometer 8 is installed at 7 to 9 points in the axial direction and the number of power measurement points in the core is increased, the axial power distribution shape can be expressed more accurately. For this reason, the amount of fluctuation accompanying the change in the core power distribution of the calibration constant GTCAP (I) of the quasi-APRM in the equation (2) is smaller than the calibration constant CAP (I) of the APRM. This improves the calculation accuracy of the core thermal output.

さらに、準APRMの構成には、炉心内のγサーモメータの出力モニター装置をグループ分けして、複数のチャンネルに対応づけることにより信頼性を向上できる。   Further, in the configuration of the quasi-APRM, reliability can be improved by grouping the output monitor devices of the γ thermometer in the core and associating it with a plurality of channels.

また、このチャンネルを3つ以上に設定した場合には、誤信号の自己判定機能を持たせることが可能である。つまり、3つのチャンネルの内、2つ以上が同じ数値であれば、その値を正しいと判定することができる。   When three or more channels are set, it is possible to provide an error signal self-determination function. That is, if two or more of the three channels have the same numerical value, it can be determined that the value is correct.

本発明によれば、給水流量系の検出器が故障した場合に、LPRMよりも設置数の多いγサーモメータの測定値を用いるようにしたので、原子炉熱出力の検出精度を向上させることができる。   According to the present invention, when the detector of the feed water flow system fails, the measurement value of the γ thermometer, which is installed more than the LPRM, is used, so that the detection accuracy of the reactor heat output can be improved. it can.

以下、添付図面を参照して本発明に係る原子炉熱出力監視装置の実施の形態について説明する。   Embodiments of a reactor thermal power monitoring apparatus according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図1は本発明に係る原子炉熱出力監視装置の一実施形態を示すものである。本実施の形態の原子炉炉心熱出力監視装置では、原子炉圧力容器10の炉心11内に複数の検出器集合体3が設置されている。図1では、1体のみ示しているが、この検出器集合体3は炉心内に設置された燃料集合体1の配置の対称性を考慮して、炉心内全体を一様に測定できるように複数配置されている。この検出器集合体3は、前述のように、燃料棒を複数束ねた構成からなる燃料集合体に対して、制御棒の挿入位置と反対の位置に設置されており、炉心を軸方向に貫通する保護管4内に、第1の出力検出器として核分裂電離箱からなる固定型中性子検出器である局部出力領域モニターLPRM5を4ヶ所設置するとともに、このLPRM5の校正手段としての第2の出力検出器としてγ線の発熱を検出するγサーモメータ8を設けた構成となっている。LPRM5は、図1に示しているように、炉心の軸方向に所定の間隔で配置されており、ケーブルを介して、これらの出力信号がAPRM12に入力される。これに対して、γサーモメータ8は、図1に示しているように、保護管4の中にLPRM5よりも多数、軸方向に所定の間隔で設置されており、通常、7ヶ所から9ヶ所設置されている。 本発明では、γサーモメータ8からの出力信号は、LPRM5と同様にケーブルを介して、前記APRMと同等のロジックで平均出力を求める準APRM13に入力される。   FIG. 1 shows an embodiment of a reactor thermal power monitoring apparatus according to the present invention. In the reactor core thermal power monitoring apparatus of the present embodiment, a plurality of detector assemblies 3 are installed in the core 11 of the reactor pressure vessel 10. In FIG. 1, only one body is shown, but this detector assembly 3 can be measured uniformly throughout the core in consideration of the symmetry of the arrangement of the fuel assemblies 1 installed in the core. Several are arranged. As described above, the detector assembly 3 is installed at a position opposite to the control rod insertion position with respect to the fuel assembly having a configuration in which a plurality of fuel rods are bundled, and penetrates the core in the axial direction. Four local output region monitors LPRM5, which are fixed neutron detectors composed of fission ionization chambers, are installed in the protective tube 4 as the first output detector, and second output detection as calibration means for the LPRM5 As a device, a γ thermometer 8 for detecting heat generation of γ rays is provided. As shown in FIG. 1, the LPRM 5 is arranged at a predetermined interval in the axial direction of the core, and these output signals are input to the APRM 12 via a cable. On the other hand, as shown in FIG. 1, the γ thermometer 8 has a larger number than the LPRM 5 in the protective tube 4 and is installed at predetermined intervals in the axial direction. is set up. In the present invention, the output signal from the γ thermometer 8 is input to the quasi-APRM 13 that obtains an average output with the same logic as the APRM, via a cable, similarly to the LPRM 5.

一方、原子炉の熱出力は、通常、炉心部11への熱の収支計算により求める。熱収支計算は、冷却材入口14付近に設置してある検出器15と冷却材出口16付近に設置してある検出器17で測定された温度、流量、圧力等をもとに、原子炉熱出力計算装置18で導出される。この熱の収支で、給水系での熱の収支が約99%を占める。   On the other hand, the heat output of the nuclear reactor is usually obtained by calculating the balance of heat to the core 11. The heat balance calculation is based on the temperature, flow rate, pressure, etc. measured by the detector 15 installed near the coolant inlet 14 and the detector 17 installed near the coolant outlet 16. Derived by the output calculation device 18. This heat balance accounts for about 99% of the heat balance in the water supply system.

この原子炉熱出力を用いてAPRM値は、ある時間頻度で校正されている。本発明では、APRMと同様に準APRM値もこの炉心熱出力で校正する。   Using this reactor heat output, the APRM value is calibrated at a certain time frequency. In the present invention, similar to APRM, the quasi-APRM value is also calibrated with this core thermal output.

軸方向に4ヶ所設置されたLPRM5の測定値で構成されるAPRM値と軸方向4ヶ所以上設置されたγサーモメータ8の測定値で構成される準APRM値とでは、出力分布をより正しく表現できる準APRM値の方が、校正係数は安定する。特に、冷却材流量や制御棒装荷パターンが変更された場合で、出力分布形状が大きく変わったときには、前記校正係数は誤差を生じ易い。すなわち、何らかの原因で給水流量系の検出器が故障した場合に、前記ヒートバランス法による原子炉熱出力計算装置で出力される原子炉熱出力は不正確な値となるので、通常では、APRM値をもとに、故障直前に求められて保存されている校正係数を使用して、逆に、正しい原子炉熱出力を導出する。   The APRM value composed of the measured values of LPRM5 installed at four locations in the axial direction and the quasi-APRM value composed of the measured values of γ thermometer 8 installed at four or more locations in the axial direction more accurately represent the output distribution. The quasi-APRM value that can be made has a more stable calibration factor. In particular, when the coolant flow rate or the control rod loading pattern is changed and the output distribution shape changes greatly, the calibration coefficient is likely to cause an error. That is, when the detector of the feed water flow rate system fails for some reason, the reactor thermal power output by the reactor thermal power calculation device by the heat balance method becomes an inaccurate value. Based on the above, the correct reactor thermal output is derived using the calibration coefficient obtained and stored immediately before the failure.

すなわち、計器類に故障がない通常のときに、下記の(2)式により、ヒートバランス法と準APRM法との関係を求めておく。
FRP=GTCAP(I)・GTRAP(I) (2)
FRP:炉心熱出力の定格割合(ヒートバランス法に基づく)
GTCAP(I):準APRMチャンネルIの校正定数
GTRAP(I):準APRMチャンネルIのAPRM値
そして、この(2)式の校正定数を用いて、給水流量系の検出器が故障したときには、(2)式の右辺により炉心熱出力を求める。
That is, when there is no failure in the instruments, the relationship between the heat balance method and the quasi-APRM method is obtained by the following equation (2).
FRP = GTCAP (I) / GTRAP (I) (2)
FRP: Core thermal power rating ratio (based on heat balance method)
GTCAP (I): Quasi-APRM channel I calibration constant
GTRAP (I): APRM value of quasi-APRM channel I When the detector of the feed water flow rate system fails using the calibration constant of equation (2), the core thermal output is obtained from the right side of equation (2).

本発明では、前述のように、APRMは軸方向に4ヶ所設置されたLPRM5の測定値から構成されているが、γサーモメータ8は軸方向に7ヶ所から9ヶ所と設置点数が多いので、γサーモメータ8の方がLPRM5よりも炉心出力分布をより正確に監視していることになる。このため、APRM値を用いた場合よりも準APRM値を用いた場合の方がより精度良く原子炉熱出力を導出することができる。   In the present invention, as described above, the APRM is composed of the measured values of the LPRM5 installed at four locations in the axial direction, but the γ thermometer 8 has a large number of installed points from 7 to 9 locations in the axial direction. The γ thermometer 8 is more accurately monitoring the core power distribution than the LPRM 5. Therefore, the reactor heat output can be derived with higher accuracy when the quasi-APRM value is used than when the APRM value is used.

次に、本発明に係る原子炉熱出力監視装置の第2の実施の形態について説明する。図2は、原子炉熱出力監視装置の他の例を示したものであり、前記準APRMを多チャンネル化したものである。原子炉炉心内に、燃料集合体配置の対称性を考慮して、前記検出器集合体3が複数且つ一様に設置されている。これらの内、多チャンネル型準APRM19にケーブルでつながれているγサーモメータ8が、炉心内の一様配置を保ちつつ複数のグループに分けてある。本発明では、これらのグループ分けされたγサーモメータからのケーブルを多チャンネル型準APRM19の各チャンネルに対応するように割り付けることを特徴としている。 これによって、炉心内の一部のγサーモメータ8が故障したときにも他のチャンネルの測定値が使え、原子炉熱出力の導出精度を向上しつつ、システムの信頼性を一段と向上できる。   Next, a second embodiment of the reactor thermal power monitoring apparatus according to the present invention will be described. FIG. 2 shows another example of a reactor thermal power monitoring device, in which the quasi-APRM is multi-channeled. In consideration of the symmetry of the fuel assembly arrangement, a plurality of detector assemblies 3 are uniformly installed in the reactor core. Among these, the γ thermometer 8 connected to the multi-channel type quasi-APRM 19 with a cable is divided into a plurality of groups while maintaining a uniform arrangement in the core. The present invention is characterized in that the cables from these grouped γ thermometers are assigned so as to correspond to the respective channels of the multi-channel type semi-APRM 19. As a result, even if some of the γ thermometers 8 in the core fail, the measured values of other channels can be used, and the reliability of the system can be further improved while improving the accuracy of deriving the reactor heat output.

図3は、本発明に係る原子炉熱出力監視装置の第3の実施の形態を示す図であり、第2の実施の形態で説明した原子炉熱出力監視装置に正誤判定装置20が付け加えられている。正誤判定装置20の一例として、多チャンネル型準APRMのチャンネル数が3つ以上の場合、多数決の原理を用いて、各チャンネルで導出された原子炉熱出力を判定できる。つまり、3チャンネルの場合には2つ以上の値が同じものを正として、他を誤とする方法である。このように、本実施の形態では、オンラインシミュレータへの入力値である原子炉熱出力の正誤を自動判定することにより、ヒューマンエラー等の発生を抑制できシステムの信頼性を一層向上できる。   FIG. 3 is a diagram showing a third embodiment of a reactor thermal power monitoring apparatus according to the present invention. A correctness determination device 20 is added to the reactor thermal power monitoring apparatus described in the second embodiment. ing. As an example of the correctness determination apparatus 20, when the number of channels of the multi-channel quasi-APRM is 3 or more, the reactor heat output derived from each channel can be determined using the principle of majority vote. That is, in the case of 3 channels, a method in which two or more values are the same is regarded as positive, and the others are erroneous. As described above, in the present embodiment, by automatically determining whether the reactor heat output that is an input value to the online simulator is correct or not, occurrence of a human error or the like can be suppressed, and the reliability of the system can be further improved.

本発明の原子炉熱出力監視装置における第1の実施の形態を示す図。The figure which shows 1st Embodiment in the reactor thermal power monitoring apparatus of this invention. 本発明の原子炉熱出力監視装置における第2の実施の形態を示す図。The figure which shows 2nd Embodiment in the reactor thermal power monitoring apparatus of this invention. 本発明の原子炉熱出力監視装置における第3の実施の形態を示す図。The figure which shows 3rd Embodiment in the reactor thermal power monitoring apparatus of this invention. LPRMの径方向配置の一例を示す図。The figure which shows an example of radial direction arrangement | positioning of LPRM. LPRMの軸方向配置の一例を示す図。The figure which shows an example of the axial direction arrangement | positioning of LPRM. γサーモメータの軸方向配置の一例を示す図。The figure which shows an example of axial arrangement | positioning of (gamma) thermometer.

符号の説明Explanation of symbols

1 燃料集合体
2 制御棒
3 検出器集合体
4 保護管
5 局部出力領域モニター(LPRM)
8 γサーモメーター
11 炉心
12 平均出力領域モニター(APRM)
13 準APRM
14 冷却材入口部
15 検出器
16 冷却材出口部
17 検出器
18 原子炉熱出力計算装置
19 多チャンネル型準APRM
20 正誤判定装置
1 Fuel Assembly 2 Control Rod 3 Detector Assembly 4 Protective Tube 5 Local Output Area Monitor (LPRM)
8 γ Thermometer 11 Core 12 Average Power Range Monitor (APRM)
13 Semi-APRM
14 Coolant inlet 15 Detector 16 Coolant outlet 17 Detector 18 Reactor thermal power calculation device 19 Multi-channel quasi-APRM
20 Correctness judgment device

Claims (4)

原子炉炉心の燃料集合体間に軸方向に沿って貫通する保護管内に、その軸方向に所定間隔で設置された複数の固定中性子検出器と、軸方向に沿って前記中性子検出器よりも多数設置されたγサーモメータとを設けた原子炉出力測定装置と、前記中性子検出器の測定値を用いて炉心平均出力を求める平均出力領域モニター(APRM)と、給水流量系に設置された温度計、流量計等の検出器からヒートバランスを用いて炉心熱出力を求める原子炉熱出力計算装置とを有する原子炉熱出力監視装置において、前記温度計、流量計のような給水流量系の検出器が故障したときに、上記γサーモメータの測定値を用いて炉心熱出力を導出することを特徴とする原子炉炉心熱出力監視装置。   A plurality of fixed neutron detectors installed at predetermined intervals in the axial direction in a protective tube penetrating along the axial direction between the fuel assemblies of the nuclear reactor core, and more than the neutron detectors along the axial direction Reactor output measuring device provided with an installed γ thermometer, an average output region monitor (APRM) for obtaining a core average output using measured values of the neutron detector, and a thermometer installed in the feed water flow system A reactor thermal output monitoring device having a reactor thermal output calculation device for obtaining a core thermal output using heat balance from a detector such as a flow meter, etc., in the feed water flow system detector such as the thermometer and the flow meter A reactor core thermal power monitoring apparatus, wherein when a fault occurs, a core thermal power is derived using a measured value of the γ thermometer. 上記γサーモメータの測定値に基づく準平均出力領域モニター(準APRM)値と、正常時におけるヒートバランス法に基づく炉心熱出力の定格割合との関係を下記式により求めておき、
FRP=GTCAP(I)・GTRAP(I)
FRP:炉心熱出力の定格割合(ヒートバランス法に基づく)
GTCAP(I):準APRMチャンネルIの校正定数
GTRAP(I):準APRMチャンネルIのAPRM値
給水流量系の検出器が故障したときには、上記式の右辺に基づいて炉心熱出力を求めることを特徴とする、請求項1記載の原子炉炉心熱出力監視装置。
The relationship between the quasi-average power region monitor (quasi-APRM) value based on the measured value of the γ thermometer and the rated ratio of the core thermal power based on the heat balance method in a normal state is obtained by the following formula,
FRP = GTCAP (I) ・ GTRAP (I)
FRP: Core thermal power rating ratio (based on heat balance method)
GTCAP (I): Quasi-APRM channel I calibration constant
GTRAP (I): APRM value of quasi-APRM channel I Reactor core heat according to claim 1, characterized in that when the detector of the feed water flow system fails, the core thermal output is obtained based on the right side of the above equation. Output monitoring device.
炉心内に複数設置してあるγサーモメータを複数のグループに分け、そのグループ毎に炉心内の局所出力を測定可能とし、給水流量系の検出器が故障したときに、前記グループ毎に炉心熱出力を求めることを特徴とする、請求項1または2記載の原子炉炉心熱出力監視装置。   Multiple gamma thermometers installed in the core are divided into multiple groups, and the local power in the core can be measured for each group, and when the detector in the feed water flow system fails, The reactor core thermal power monitoring apparatus according to claim 1, wherein the power is obtained. 前記グループ毎のγサーモメータの測定値からそのグループ毎の炉心熱出力を求め、これらの値をもとに正誤判断を行う正誤判定装置を備えたことを特徴とする、請求項3記載の原子炉炉心熱出力監視装置。   The atom according to claim 3, further comprising a correct / incorrect determination device that determines a core thermal output for each group from a measurement value of the γ thermometer for each group and makes a correct / incorrect determination based on these values. Reactor core thermal output monitoring device.
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