JP2005326301A - Reactor power measuring apparatus - Google Patents

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Takeshi Nozaki
健 野崎
Atsushi Fushimi
篤 伏見
Hiroyuki Kimura
博幸 木村
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reactor power measuring apparatus which suppresses an increase in wiring number and simultaneously simplifies the constitution. <P>SOLUTION: The apparatus comprises a case 3 placed in the core 13 of the reactor as extension along the axis of the reactor, an ion chamber 1 for detecting γ rays arranged by dispersing in the position different from the extension direction of the case 3 in the case 3, and a calculation means 9 for calculating the power of the reactor from the variation of electric quantity caused by the ionization of the γ rays in the ion chamber 1 for γ-ray detection. The calculation means 9 is so constituted as to transmit signal commanding protection operation of the reactor according to the information of the calculated reactor power. In this manner, TIP detector and a plurality of temperature detectors substituting the TIP detectors become unnecessary, and the increase of the number of wiring is suppressed and simultaneously constitution of reactor power measuring arrangement can be simplified. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、原子炉に設置されて原子炉の出力を検出する原子炉出力計測装置に関する。   The present invention relates to a reactor power measuring device that is installed in a nuclear reactor and detects the power of the reactor.

原子力プラントでは、原子炉圧力容器内にある炉心部分に配置される燃料による核分裂反応により熱出力を取り出しているが、何らかの理由により出力が変動して上昇したとき、燃料の健全性を確保できる出力レベルを超える前に、安全に原子炉の運転を停止させるなどの保護動作を行なう必要がある。このため、原子炉などの炉心には、原子炉の出力を計測して、計測した出力に応じて原子炉を停止させるなどの保護動作を行なわせるための原子炉出力計測装置が設けられている。   In nuclear power plants, the heat output is taken out by the fission reaction by the fuel placed in the core part in the reactor pressure vessel, but when the output fluctuates and rises for some reason, the output that can ensure the soundness of the fuel Before exceeding the level, it is necessary to perform protective actions such as shutting down the reactor safely. For this reason, a reactor power measuring device is provided in the core of a nuclear reactor or the like to measure the output of the reactor and to perform a protective operation such as stopping the reactor according to the measured output. .

従来の原子炉出力計測装置は、中性子検出器からなる複数の局部領域出力モニタ(Local Power Range Monitor、以下LPRMと略称する)検出器を1つの筒体に収容した複数のLPRM集合体を備えている。LPRM集合体が有する複数のLPRM検出器は、筒体内に、この筒体の延在方向に分散させて配設されている。このような構造の複数のLPRM集合体が、原子炉圧力容器内の原子炉の軸方向に沿って筒体が延在した状態で、炉心内に均等に配設される。   A conventional reactor power measurement device includes a plurality of LPRM assemblies each housing a plurality of local power range monitor (hereinafter abbreviated as LPRM) detectors composed of neutron detectors. Yes. A plurality of LPRM detectors included in the LPRM assembly are arranged in the cylinder so as to be dispersed in the extending direction of the cylinder. A plurality of LPRM assemblies having such a structure are evenly arranged in the core in a state in which the cylindrical body extends along the axial direction of the reactor in the reactor pressure vessel.

また、LPRM集合体は、筒体内に原子炉の軸方向に沿って内筒が挿入された2重管構造になっており、この内筒内を1つの移動式炉心内計装(Traversing Incore Probe System、以下TIPと略称する)検出器が移動する。つまり、原子炉の軸方向に沿って並んだLPRM検出器と、TIP検出器が内部を移動する内筒とは、並列に筒体内に設けられており、TIP検出器は、原子炉の軸方向に沿って並んだLPRM検出器と平行に、原子炉の軸方向に沿って移動するものである。   The LPRM assembly has a double-pipe structure in which an inner cylinder is inserted along the axial direction of the reactor inside the cylinder, and a single traveling in-core instrument (Traveling Incore Probe) is formed in the inner cylinder. System (hereinafter abbreviated as TIP) detector moves. That is, the LPRM detectors arranged along the axial direction of the nuclear reactor and the inner cylinder in which the TIP detector moves are provided in parallel in the cylindrical body, and the TIP detector is arranged in the axial direction of the nuclear reactor. It moves along the axial direction of the reactor in parallel with the LPRM detectors lined up along the line.

個々のLPRM検出器は、個別に設けられた配線を介して平均出力領域モニタ(Average Power Range Monitor、以下APRMと略称する)ユニットに電気的に接続されている。LPRM検出器では、LPRM検出器に塗付された核分裂用物質に中性子が衝突し、核分裂により生じた核分裂片と検出器内パージガスとの衝突電離作用によって電離電流信号が生じる。APRMユニットでは、各LPRM検出器で生じた電離電流信号、つまり、炉心内に均等に配設した各LPRM集合体が有する各LPRM検出器からの信号の平均処理を行うことで、各LPRM検出器からの信号を原子炉全体の出力の情報に変換する。そして、APRMユニットでは、平均処理した信号で原子炉の出力を監視し、原子炉に異常が生じ原子炉の出力が予め設定しておいた設定値以上になると、制御棒操作監視系や原子炉緊急停止系などに、原子炉の保護動作を指令する信号を送信する。   Each LPRM detector is electrically connected to an average output range monitor (hereinafter referred to as “APRM”) unit via a separately provided wiring. In the LPRM detector, neutrons collide with the fission material applied to the LPRM detector, and an ionization current signal is generated by the collision ionization action between the fission fragments generated by the fission and the purge gas in the detector. In the APRM unit, the ionization current signal generated in each LPRM detector, that is, the signal from each LPRM detector included in each LPRM assembly evenly arranged in the reactor core is averaged to obtain each LPRM detector. The signal from is converted into output information of the entire reactor. The APRM unit monitors the reactor output with the averaged signal, and if an abnormality occurs in the reactor and the reactor output exceeds a preset value, a control rod operation monitoring system or reactor Sends a signal to command the protection operation of the reactor to an emergency shutdown system.

ここで、LPRM検出器は、原子炉の燃料における核分裂に比例して発生する中性子束を検出するため、LPRM検出器内部の電極に核分裂用物質として235U及び234Uを塗付し、LPRM検出器内に進入した中性子が235Uに吸収され核分裂を起こしたときのLPRM検出器内のガスの電離作用を利用することで、中性子束を電離電流信号として出力する。234Uは、235Uの燃焼により生じる感度の低下を抑えるため、234Uと中性子の反応により235Uを再生することで、LPRM検出器の寿命を延ばしている。しかし、このような中性子検出器からなるLPRM検出器では、感度が、中性子照射量に対応して低下していくため、正確な原子炉の出力を計測するためには、定期的な校正が必要となる。 Here, the LPRM detector applies 235 U and 234 U as a fission material to the electrode inside the LPRM detector in order to detect the neutron flux generated in proportion to the nuclear fission in the nuclear reactor fuel, and the LPRM detection. The neutron flux is output as an ionization current signal by utilizing the ionization action of the gas in the LPRM detector when the neutron that has entered the chamber is absorbed by 235 U and causes fission. 234 U, in order to suppress the decrease in sensitivity caused by the combustion of 235 U, by reproducing the 235 U by reaction of 234 U and neutrons, which extends the life of LPRM detectors. However, in LPRM detectors composed of such neutron detectors, the sensitivity decreases corresponding to the neutron irradiation amount, so periodic calibration is required to accurately measure the reactor output. It becomes.

TIP検出器は、このようなLPRM検出器の感度の校正に用いられる。TIP検出器は、235U及び234Uを塗付したLPRM検出器と同様の構成の中性子検出器からなるが、駆動機構によって、内筒内を原子炉の軸方向に沿って移動する。また、TIP検出器は、駆動機構によって、TIP検出器を使用するとき以外は、内筒から引き抜かれ、中性子が照射されない炉外の待機位置にある。これにより、TIP検出器は、中性子の照射による感度の低下が抑制されている。校正を行なう場合、TIP検出器は、駆動機構によって、待機位置からLPRM集合体の内筒内に挿入され、この内筒内を走行することで、原子炉の軸方向に沿って複数の位置で中性子束に対応する電離電流信号を出力する。そして、TIP検出器が各位置で出力した電離電流信号に基づいて、LPRM検出器が指示すべき値を算出し、この算出した指示すべき値と現状のLPRM検出器の指示値とに基づいて、LPRM検出器の校正ゲインを得て補正することで、LPRM検出器の感度の低下を補償している。 TIP detectors are used to calibrate the sensitivity of such LPRM detectors. The TIP detector is composed of a neutron detector having the same configuration as the LPRM detector coated with 235 U and 234 U, but moves in the inner cylinder along the axial direction of the reactor by a driving mechanism. Further, the TIP detector is pulled out from the inner cylinder by a driving mechanism except when the TIP detector is used, and is in a standby position outside the furnace where neutrons are not irradiated. Thereby, in the TIP detector, a decrease in sensitivity due to neutron irradiation is suppressed. When performing calibration, the TIP detector is inserted into the inner cylinder of the LPRM assembly from the standby position by the drive mechanism, and travels in the inner cylinder at a plurality of positions along the axial direction of the reactor. Output ionization current signal corresponding to neutron flux. Then, based on the ionization current signal output at each position by the TIP detector, a value to be indicated by the LPRM detector is calculated, and based on the calculated value to be indicated and the indication value of the current LPRM detector. By obtaining and correcting the calibration gain of the LPRM detector, the decrease in sensitivity of the LPRM detector is compensated.

このように、従来の原子炉出力計測装置では、内筒内を移動するTIP検出器が設けられているため、TIP検出器の駆動機構などによって装置の構成が複雑になっており、保守作業などの複雑化やコストの増大などの問題を招いている。   As described above, in the conventional reactor power measuring device, since the TIP detector that moves in the inner cylinder is provided, the configuration of the device is complicated by the drive mechanism of the TIP detector, and maintenance work, etc. Problems such as increased complexity and cost.

これに対して、内筒内を移動するTIP検出器を用いず、内筒内を移動するTIP検出器に代えて原子炉の軸方向に並ぶ複数の検出器を設ける構成の原子炉出力計測装置が提案されている(例えば、特許文献1−5参照)。   On the other hand, a reactor output measuring apparatus having a configuration in which a plurality of detectors arranged in the axial direction of the reactor are provided instead of the TIP detector moving in the inner cylinder without using the TIP detector moving in the inner cylinder. Has been proposed (see, for example, Patent Documents 1-5).

これらの原子炉出力計測装置では、複数のLPRM検出器を原子炉の軸方向に配設したLPRM集合体を構成する筒体内に、原子炉の軸方向にLPRM検出器と平行に並んだ複数の温度検出器を設けており、γ線と相関した炉心内の温度を温度検出器で検出することによってγ線量を算出し、算出したγ線量から原子炉の出力を計測している。したがって、各位置の温度検出器で検出した温度に基づいて算出した原子炉の出力の値に基づいて、LPRM検出器が指示すべき値を算出し、この算出した指示すべき値と現状のLPRM検出器の指示値とに基づいて、LPRM検出器の校正ゲインを得ることで、LPRM検出器の感度を校正できる。   In these reactor power measuring devices, a plurality of LPRM detectors arranged in parallel to the LPRM detector in the axial direction of the reactor are disposed in a cylinder constituting an LPRM assembly in which the LPRM detectors are arranged in the axial direction of the reactor. A temperature detector is provided, and the temperature in the core correlated with γ rays is detected by the temperature detector to calculate the γ dose, and the reactor output is measured from the calculated γ dose. Therefore, based on the value of the reactor power calculated based on the temperature detected by the temperature detector at each position, the value to be indicated by the LPRM detector is calculated, and the calculated value to be indicated and the current LPRM are calculated. The sensitivity of the LPRM detector can be calibrated by obtaining the calibration gain of the LPRM detector based on the indicated value of the detector.

特開平6−289182号公報(第3−4頁、第1図)JP-A-6-289182 (page 3-4, FIG. 1) 特開平10−170685号公報(第4頁、第1図)Japanese Patent Laid-Open No. 10-170855 (page 4, FIG. 1) 特開平11−264887号公報(第7−8頁、第1図)Japanese Patent Laid-Open No. 11-264887 (pages 7-8, FIG. 1) 特開2001−99978号公報(第4−5頁、第1図)Japanese Patent Laid-Open No. 2001-99978 (page 4-5, FIG. 1) 特開2003−177193号公報(第3頁、第4図)JP 2003-177193 A (page 3, FIG. 4)

ところで、1つのLPRM集合体の1個のLPRM検出器に対して1本の配線が、原子炉内のLPRM集合体から原子炉格納容器の外側に設置されたAPRMユニットや中央制御室などまで引かれている。例えば1100MWeの沸騰水型原子力プラントでは4個のLPRM検出器を有するLPRM集合体を43本炉心に設置するため、172本といった多数の配線が、LPRM集合体から原子炉格納容器の外側に設置されたAPRMユニットなどまで引かれた状態となる。APRMユニットは、通常、中央制御室などに設置される。このため、多数の配線が原子炉格納容器から中央制御室まで引かれた状態となっている。   By the way, one wiring for one LPRM detector of one LPRM assembly is extended from the LPRM assembly in the nuclear reactor to the APRM unit or the central control room installed outside the containment vessel. It is. For example, in a 1100 MWe boiling water nuclear power plant, since 43 LPRM assemblies having four LPRM detectors are installed in the core, a large number of wires such as 172 are installed outside the reactor containment vessel from the LPRM assembly. It will be pulled to the APRM unit. The APRM unit is usually installed in a central control room or the like. For this reason, a large number of wires are drawn from the reactor containment vessel to the central control room.

さらに、TIP検出器に代えて、LPRM集合体を構成する筒体内に複数の温度検出器を設けた場合、1つのLPRM集合体の1個の温度検出器に対して1本の配線が、LPRM集合体から、原子炉格納容器の外側に設置されたγ線量を演算するγ線量演算手段などまで引かれることになる。温度検出器は、例えば、LPRMの数の2倍以上の数が設置されているとすると、TIP検出器を用いた構成の場合の3倍以上といった数の配線が、LPRM集合体から原子炉格納容器の外側に引き出された状態となる。γ線量演算手段なども、通常、中央制御室などに設置されるため、TIP検出器に代えて、LPRM集合体を構成する筒体内に複数の温度検出器を設けた場合、TIP検出器を用いた構成の場合の3倍以上といった多数の配線が、原子炉格納容器から中央制御室まで引かれた状態となってしまう。   Further, when a plurality of temperature detectors are provided in the cylinders constituting the LPRM assembly instead of the TIP detector, one wiring is connected to one temperature detector of one LPRM assembly. From the assembly, it is drawn to a gamma dose calculating means for calculating a gamma dose installed outside the reactor containment vessel. For example, assuming that the number of temperature detectors is two or more times the number of LPRMs, the number of wires such as three or more times that of the configuration using the TIP detector is stored in the reactor from the LPRM assembly. It will be in the state pulled out of the container. Since the γ dose calculation means is usually installed in a central control room or the like, when a plurality of temperature detectors are provided in the cylinder constituting the LPRM assembly instead of the TIP detector, the TIP detector is used. As a result, a large number of wires, such as three times or more that of the conventional configuration, are drawn from the reactor containment vessel to the central control room.

LPRM集合体からの配線は、原子炉格納容器に設けられた貫通部を介して原子炉格納容器の外に引き出される。このため、LPRM集合体と、原子炉格納容器の外側に位置するγ線演算手段やAPRMユニットとの間の配線が数倍といったように増加してしまうことによって、原子炉格納容器に設ける貫通部の数を増やす必要や、貫通部やその他の箇所での多数の配線の接続や引き回しなどによる配線作業の複雑化などが生じる。   The wiring from the LPRM assembly is drawn out of the reactor containment vessel through a through portion provided in the reactor containment vessel. For this reason, when the wiring between the LPRM assembly and the γ-ray calculating means and the APRM unit located outside the reactor containment vessel is increased several times, the penetration portion provided in the reactor containment vessel There is a need to increase the number of wires, and the wiring work becomes complicated due to the connection and routing of a large number of wires in the penetrating part and other places.

このように、TIP検出器に代えて、LPRM集合体を構成する筒体内に複数の温度検出器を設けた場合、TIP検出器をなくして装置構成を簡素化することはできるが、配線数の増加により、原子炉出力計測装置の設置作業の複雑化、工事物量やコストの増大、保守作業の複雑化などの問題を招いてしまう。したがって、配線数の増大を抑制しながら装置の構成を簡素化できる原子炉出力計測装置が望まれている。   As described above, when a plurality of temperature detectors are provided in the cylinders constituting the LPRM assembly instead of the TIP detectors, it is possible to eliminate the TIP detectors and simplify the device configuration. The increase leads to problems such as complicated installation work of the reactor power measuring device, increased work volume and cost, and complicated maintenance work. Therefore, there is a demand for a reactor power measurement device that can simplify the configuration of the device while suppressing an increase in the number of wires.

本発明の課題は、配線数の増大を抑制しながら原子炉出力計測装置の構成を簡素化することにある。   An object of the present invention is to simplify the configuration of a reactor power measuring device while suppressing an increase in the number of wires.

本発明の原子炉出力計測装置は、原子炉の炉心にこの原子炉の軸方向に沿って延在させて設置される筒体と、この筒体内にこの筒体の延在方向の異なる位置に分散させて配設されたγ線検出用電離箱と、このγ線検出用電離箱でγ線の電離作用によって生じる電気量の変化に基づいて原子炉の出力を演算する演算手段とを備え、この演算手段は、演算した原子炉の出力の情報に応じて原子炉の保護動作を指令する信号を送信する構成とすることにより上記課題を解決する。   The reactor power measuring device according to the present invention includes a cylindrical body installed in the core of a nuclear reactor so as to extend along the axial direction of the nuclear reactor, and the cylindrical body at different positions in the extending direction of the cylindrical body. An ionization chamber for detecting γ-rays arranged in a distributed manner, and a calculation means for calculating the output of the reactor based on a change in the amount of electricity generated by the ionizing action of γ-rays in the ionization chamber for γ-ray detection, This calculation means solves the above-mentioned problem by adopting a configuration for transmitting a signal for instructing a protection operation of the reactor in accordance with the calculated output information of the reactor.

本発明者らは、TIP検出器や、TIP検出器に代わる複数の温度検出器が、中性子量を検出する中性子検出器からなるLPRM検出器が中性子の照射により感度が低下した場合にLPRM検出器での検出値の補正を行うために設けられたものであることから、LPRM検出器として感度が低下し難い検出器を用いることで、TIP検出器や、TIP検出器に代わる複数の温度検出器をなくしてしまうことを考えた。そして、γ線量は中性子量に相関して変化するため、γ線量を検出することによって原子炉出力を検出することができることから、LPRM検出器としてγ線量を検出する検出器を用いることを考えた。   The present inventors provide a LPRM detector when the sensitivity of the LPRM detector comprising a neutron detector for detecting the amount of neutron is reduced by the neutron irradiation when the TIP detector or a plurality of temperature detectors replacing the TIP detector is reduced. Since it is provided for correcting the detection value in the case of TRM, a TIP detector or a plurality of temperature detectors instead of the TIP detector can be used by using a detector whose sensitivity is not easily lowered as an LPRM detector. I thought about losing. Since the γ dose changes in correlation with the amount of neutrons, the reactor power can be detected by detecting the γ dose, so we considered using a detector that detects the γ dose as the LPRM detector. .

ここで、TIP検出器に代わる複数の温度検出器は、γ線量の変化と温度変化とが相関していることに基づいて温度からγ線量を検出するものである。しかし、γ線量が変化してから、このγ線量の変化に対応して炉内の温度が変化するまでには時間差がある。このため、γ線量を検出するため、温度検出器をLPRM検出として用いた場合、原子炉出力の異常が発生したとき、実際に異常が発生してから保護動作を行なうまでに時間差が生じてしまうという問題が生ずる。   Here, the plurality of temperature detectors instead of the TIP detector detects the γ dose from the temperature based on the fact that the change in the γ dose and the temperature change are correlated. However, there is a time difference between the change in the γ dose and the change in the temperature in the furnace corresponding to the change in the γ dose. For this reason, when a temperature detector is used for LPRM detection in order to detect a γ dose, when an abnormality occurs in the reactor output, a time difference occurs between the actual occurrence of the abnormality and the execution of the protective operation. The problem arises.

そこで、本発明の構成のように、LPRM検出器としてγ線検出用電離箱を用いることにより、原子炉出力の異常が発生したとき、ほとんど時間差なく原子炉の保護動作を行なうことができるようになる。さらに、γ線検出用電離箱では、感度の低下がほとんど生じない。したがって、本発明のような構成とすることにより、TIP検出器や、TIP検出器に代わる複数の温度検出器を用いる必要がなくなり、配線数の増大を抑制しながら原子炉出力計測装置の構成を簡素化できる。   Therefore, by using an ionization chamber for detecting γ-rays as an LPRM detector as in the configuration of the present invention, when a reactor power abnormality occurs, the reactor can be protected with little time difference. Become. Furthermore, in the ionization chamber for γ-ray detection, the sensitivity is hardly lowered. Therefore, by adopting the configuration as in the present invention, it is not necessary to use a TIP detector or a plurality of temperature detectors instead of the TIP detector, and the configuration of the reactor power measuring device can be achieved while suppressing an increase in the number of wires. It can be simplified.

また、γ線検出用電離箱は、筒体内にこの筒体の延在方向の異なる位置に分散させて5個以上設置され、演算手段は、筒体内の各位置のγ線検出用電離箱で生じた電気量の変化に基づいて演算した各位置での原子炉の出力の情報を送信する構成とする。このような構成とすることにより、炉心の上部、中央部、底部、そして、上部と中央部の中間位置、中央部と底部の中間位置に対応する筒体内の位置にγ線検出用電離箱を設置し、各位置のγ線検出用電離箱で計測した原子炉の出力の情報を演算手段が送信することにより、この演算手段から送信された情報に基づいて原子炉の出力分布を監視できる。   Further, five or more γ-ray detection ionization chambers are installed in the cylinder at different positions in the extending direction of the cylinder, and the calculation means is a γ-ray detection ionization chamber at each position in the cylinder. Information on the output of the reactor at each position calculated based on the change in the amount of electricity generated is transmitted. By adopting such a configuration, the ionization chamber for detecting γ-rays is placed at the upper part, the central part, the bottom part of the core, the intermediate position between the upper part and the central part, and the position inside the cylinder corresponding to the intermediate position between the central part and the bottom part. The calculation means transmits the output information of the reactor that is installed and measured by the ionization chamber for detecting γ-rays at each position, so that the power distribution of the reactor can be monitored based on the information transmitted from the calculation means.

さらに、γ線検出用電離箱は、筒体内にこの筒体の延在方向の異なる位置に分散させて8個または9個設置されている構成とすれば、配線数の増大を抑制しながら原子炉の出力分布の計測精度を向上できるので好ましい。   Furthermore, if the ionization chamber for detecting γ-rays has a configuration in which eight or nine γ-ray detection ionization chambers are dispersed at different positions in the extending direction of the cylinder, the number of atoms is suppressed while suppressing an increase in the number of wires. This is preferable because the measurement accuracy of the power distribution of the furnace can be improved.

また、γ線検出用電離箱で生じた電気量の変化に対応するアナログ信号をディジタル信号に変換するA/D変換手段を備え、このA/D変換手段及び演算手段は、各々光通信部を有し、A/D変換手段は、原子炉格納容器内に設置されており、各々の光通信部間に接続された光ファイバケーブルを介して演算手段にディジタル信号を送信する構成とする。このような構成とすれば、A/D変換手段を原子炉格納容器内に設置することにより、光ファイバケーブルが原子炉格納容器の壁に設けられた貫通部を貫通して原子炉格納容器の外側に引き出されることになる。このため、γ線検出用電離箱からの電気的接続を行なう配線を原子炉格納容器の外側に引き出す場合に比べ、原子炉格納容器内から外側に引き出す配線数を少なくできる。   In addition, an A / D conversion means for converting an analog signal corresponding to a change in the amount of electricity generated in the ionization chamber for detecting γ-rays into a digital signal is provided. The A / D conversion means is installed in the reactor containment vessel, and is configured to transmit a digital signal to the calculation means via an optical fiber cable connected between the respective optical communication units. With such a configuration, by installing the A / D conversion means in the reactor containment vessel, the optical fiber cable penetrates the penetration portion provided in the wall of the reactor containment vessel and the reactor containment vessel It will be pulled out. For this reason, the number of wires drawn out from the inside of the reactor containment vessel can be reduced as compared with the case of drawing out the wires for electrical connection from the ionization chamber for detecting γ rays to the outside of the containment vessel.

本発明によれば、配線数の増大を抑制しながら原子炉出力計測装置の構成を簡素化できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the structure of a reactor power measuring device can be simplified, suppressing the increase in the number of wiring.

以下、本発明を適用してなる原子炉出力計測装置の一実施形態について図1を参照して説明する。図1は、本発明を適用してなる原子炉出力計測装置の概略構成を原子力プラントに設置した状態で模式的に示す図である。   Hereinafter, an embodiment of a reactor power measuring apparatus to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram schematically showing a schematic configuration of a reactor power measuring device to which the present invention is applied in a state where it is installed in a nuclear power plant.

本実施形態の原子炉出力計測装置は、図1に示すように、局部領域出力モニタ(Local Power Range Monitor、以下、LPRMと略称する)検出器となる複数のγ線検出用電離箱1を筒体3内に収容したLPRM集合体5、アナログ信号をディジタル信号に変換するA/D変換手段となるLPRM現場盤7、そして、原子炉の出力などを演算する演算手段となる平均出力領域モニタ(Average Power Range Monitor Unit、以下、APRMと略称する)ユニット9などを備えている。   As shown in FIG. 1, the reactor power measuring device of this embodiment includes a plurality of γ-ray detection ionization chambers 1 serving as local area power monitor (hereinafter referred to as LPRM) detectors. LPRM assembly 5 accommodated in the body 3, LPRM field board 7 serving as A / D conversion means for converting analog signals into digital signals, and average output area monitor serving as computing means for computing reactor power and the like ( Average Power Range Monitor Unit (hereinafter abbreviated as APRM) unit 9 and the like.

複数のγ線検出用電離箱1は、LPRM集合体5の筒体3内に、筒体3の延在方向に分散させて設置されている。LPRM集合体5は、原子力プラントの原子炉圧力容器11内の炉心13内に、原子炉の軸方向つまり高さ方向に沿って延在する状態で設置される。したがって、複数のγ線検出用電離箱1は、炉心13内に原子炉の軸方向に沿って分散させて並べて配設した状態となる。また、個々のγ線検出用電離箱1に接続された配線15、つまり、筒体3内に設置されたγ線検出用電離箱1の数と同じ本数の配線15がLPRM集合体5の筒体3の一方の端部、通常、下側に来る端部から引き出された状態となっている。なお、本実施形態の原子力出力検出装置では、LPRM集合体5は、9個のγ線検出用電離箱1を有している。   The plurality of γ-ray detection ionization chambers 1 are installed in the cylinder 3 of the LPRM assembly 5 while being dispersed in the extending direction of the cylinder 3. The LPRM assembly 5 is installed in the core 13 in the nuclear reactor pressure vessel 11 of the nuclear power plant in a state extending along the axial direction, that is, the height direction of the nuclear reactor. Accordingly, the plurality of γ-ray detection ionization chambers 1 are arranged in a state of being dispersed and arranged in the core 13 along the axial direction of the nuclear reactor. Further, the wires 15 connected to the individual γ-ray detection ionization chambers 1, that is, the same number of wires 15 as the number of γ-ray detection ionization chambers 1 installed in the cylinder 3 are the cylinders of the LPRM assembly 5. The body 3 is pulled out from one end, usually the lower end. In the nuclear power output detection apparatus of this embodiment, the LPRM assembly 5 has nine γ-ray detection ionization chambers 1.

原子炉出力計測装置は、このようなLPRM集合体5を複数備え、複数のLPRM集合体5は、前述のように、原子炉の軸方向に沿って延在する状態で、炉心13内に均等に分散させて配設される。このとき、各LPRM集合体5の筒体3内の同じ位置に設置されたγ線検出用電離箱1は、炉心13内の高さ方向の同じ位置に来るように設置する。したがって、炉心13の同じ高さに均等に分散されて複数のγ線検出用電離箱1が設置された状態となる。本実施形態の原子力出力検出装置では、LPRM集合体5は、9個のγ線検出用電離箱1を有しているので、炉心13内の高さ方向に9段でγ線検出用電離箱1が設けられた状態となり、各段には、炉心13内に設置したLPRM集合体5の数分のγ線検出用電離箱1が設けられた状態となる。なお、図1では、図をわかりやすくするため、LPRM集合体5を1つしか描いていないが、実際には、複数のLPRM集合体5が炉心13内に設置されている。   The reactor power measuring apparatus includes a plurality of such LPRM assemblies 5, and the plurality of LPRM assemblies 5 are equally distributed in the core 13 in a state of extending along the axial direction of the reactor as described above. It is distributed and arranged. At this time, the γ-ray detection ionization chambers 1 installed at the same position in the cylinder 3 of each LPRM assembly 5 are installed so as to come to the same position in the height direction in the core 13. Therefore, a plurality of γ-ray detection ionization chambers 1 are installed evenly distributed at the same height of the core 13. In the nuclear power output detection apparatus of the present embodiment, the LPRM assembly 5 has nine γ-ray detection ionization chambers 1, so that the γ-ray detection ionization chamber has nine stages in the height direction in the core 13. 1 is provided, and each stage is provided with γ-ray detection ionization chambers 1 corresponding to the number of LPRM assemblies 5 installed in the core 13. In FIG. 1, only one LPRM assembly 5 is drawn for easy understanding of the drawing, but actually, a plurality of LPRM assemblies 5 are installed in the core 13.

LPRM現場盤7は、原子炉圧力容器11と、原子炉圧力容器11を内包する原子炉格納容器17との間の空間に設置され、アナログ信号をディジタル信号に変換するA/D変換回路や、A/D変換回路からの電気信号を光信号に変換して光ファイバケーブル19を介して伝送するための光通信回路7aなどを有している。LPRM集合体5からの配線15は、LPRM現場盤7のA/D変換回路側に設けられた入力端子に接続される。一方、光通信回路7a側に設けられた出力端子には光ファイバケーブル19が接続される。   The LPRM field board 7 is installed in a space between the reactor pressure vessel 11 and the reactor containment vessel 17 containing the reactor pressure vessel 11, and an A / D conversion circuit for converting an analog signal into a digital signal, An optical communication circuit 7 a for converting an electrical signal from the A / D conversion circuit into an optical signal and transmitting the optical signal via the optical fiber cable 19 is provided. The wiring 15 from the LPRM assembly 5 is connected to an input terminal provided on the A / D conversion circuit side of the LPRM field board 7. On the other hand, an optical fiber cable 19 is connected to an output terminal provided on the optical communication circuit 7a side.

APRMユニット9は、原子力プラントの中央制御室などに設置され、各LPRM集合体5が有する各γ線検出用電離箱1からの電離電流信号の平均処理を行い、原子炉全体の出力を演算するものである。また、APRMユニット9は、演算した原子炉の出力の情報と予め設定しておいた設定値とを比較し、原子炉の出力が設定値以上になっている場合、安全に原子炉の運転を停止させるといった保護動作を指令する信号を送信する。   The APRM unit 9 is installed in a central control room of a nuclear power plant or the like, performs an average process of ionization current signals from each γ-ray detection ionization chamber 1 of each LPRM assembly 5, and calculates the output of the entire reactor. Is. In addition, the APRM unit 9 compares the calculated reactor output information with a preset set value, and when the reactor output is equal to or higher than the set value, the operation of the reactor is safely performed. A signal for commanding a protection operation such as stopping is transmitted.

このようなAPRMユニット9におけるγ線検出用電離箱1をLPRM検出器とした原子炉の出力の算出は、電流値の違いはあるが、原理的には、従来の中性子検出用電離箱をLPRM検出器とした場合と同じである。さらに、APRMユニット9は、保護動作のための原子炉の出力の算出を行なうだけでなく、各LPRM集合体5が有する同一の位置に設置された各γ線検出用電離箱1からの電離電流信号毎に平均処理を行い、炉心13の高さ方向の位置毎の原子炉の出力の情報を演算して送信する構成となっている。   In the calculation of the output of the reactor in which the γ-ray detection ionization chamber 1 in the APRM unit 9 is an LPRM detector, although there is a difference in current value, in principle, the conventional neutron detection ionization chamber is replaced with the LPRM. This is the same as when a detector is used. Further, the APRM unit 9 not only calculates the output of the reactor for the protection operation, but also the ionization current from each γ-ray detection ionization chamber 1 installed at the same position of each LPRM assembly 5. An average process is performed for each signal, and information on the output of the reactor for each position in the height direction of the core 13 is calculated and transmitted.

このような本実施形態のAPRMユニット9は、光ファイバケーブル19が接続される入力端子を有し、この入力端子から入力してくる光信号を電気信号に変換するための光通信回路9aを有している。したがって、一端がLPRM現場盤7に接続された光ファイバケーブル19は、原子炉格納容器17に設けられた貫通部17aを貫通して原子炉格納容器17の外側に引き出され、他端がAPRMユニット9の光通信回路9aに設けられた入力端子に接続される。つまり、LPRM現場盤7とAPRMユニット9とは、光ファイバケーブル19を介して光学的に接続されている。なお、貫通部17aは、適当な樹脂材料などを充填することで、光ファイバケーブル19が貫通した状態で閉塞されている。   Such an APRM unit 9 of this embodiment has an input terminal to which an optical fiber cable 19 is connected, and has an optical communication circuit 9a for converting an optical signal input from the input terminal into an electrical signal. doing. Therefore, the optical fiber cable 19 having one end connected to the LPRM field board 7 passes through the through portion 17a provided in the reactor containment vessel 17 and is drawn to the outside of the reactor containment vessel 17, and the other end is the APRM unit. 9 is connected to an input terminal provided in the optical communication circuit 9a. That is, the LPRM field board 7 and the APRM unit 9 are optically connected via the optical fiber cable 19. The penetrating portion 17a is closed with the optical fiber cable 19 penetrating by being filled with an appropriate resin material or the like.

また、APRMユニット9は、APRMユニット9で算出した原子炉の出力情報に対応する電気信号を出力する出力端子を有し、この出力端子に接続された配線21を介して、原子力プラントの中央制御室などに設置されたプロセス計算機23に電気的に接続されている。プロセス計算機23は、原子力プラントの制御装置の一部であり、APRMユニット9からの保護動作を指令する信号を受け取ると、安全に原子炉の運転を停止させるといった保護動作を行なう。また、プロセス計算機23は、APRMユニット9からの炉心13の高さ方向の位置毎の原子炉の出力の情報を受け取り、炉心13内の出力分布を監視する。   The APRM unit 9 also has an output terminal that outputs an electrical signal corresponding to the reactor output information calculated by the APRM unit 9, and the central control of the nuclear power plant via the wiring 21 connected to the output terminal. It is electrically connected to a process computer 23 installed in a room or the like. The process computer 23 is a part of the control device of the nuclear power plant, and performs a protective operation such as safely stopping the operation of the nuclear reactor when receiving a signal instructing a protective operation from the APRM unit 9. Further, the process computer 23 receives information on the output of the reactor for each position in the height direction of the core 13 from the APRM unit 9 and monitors the power distribution in the core 13.

ここで、本発明者らは、TIP検出器や、TIP検出器に代わる複数の温度検出器が、中性子量を検出する中性子検出器からなるLPRM検出器が中性子の照射により感度が低下した場合にLPRM検出器での検出値の補正を行うために設けられたものであることから、LPRM検出器として感度が低下し難い検出器を用いることで、TIP検出器や、TIP検出器に代わる複数の温度検出器をなくしてしまうことを考えた。そして、γ線量は中性子量に相関して変化するため、γ線量を検出することによって原子炉出力を検出することができることから、LPRM検出器としてγ線量を検出する検出器を用いることを考えた。   Here, when the sensitivity of the LPRM detector composed of a neutron detector for detecting the amount of neutrons is reduced due to neutron irradiation, the TIP detector or a plurality of temperature detectors replacing the TIP detector is reduced. Since it is provided to correct the detection value in the LPRM detector, a TIP detector or a plurality of TIP detectors can be substituted for the TIP detector by using a detector whose sensitivity is unlikely to decrease as the LPRM detector. We thought about eliminating the temperature detector. Since the γ dose changes in correlation with the amount of neutrons, the reactor power can be detected by detecting the γ dose, so we considered using a detector that detects the γ dose as the LPRM detector. .

従来用いられていたTIP検出器に代わる複数の温度検出器は、γ線量の変化と温度変化とが相関していることに基づいて温度からγ線量を検出するものである。しかし、γ線量が変化してから、このγ線量の変化に対応して炉内の温度が変化するまでには時間差がある。このため、γ線量を検出するため、温度検出器をLPRM検出として用いた場合、原子炉出力の異常が発生したとき、実際に異常が発生してから保護動作を行なうまでに時間差が生じてしまうという問題が生ずる。   A plurality of temperature detectors instead of the conventionally used TIP detectors detect the γ dose from the temperature based on the correlation between the change in γ dose and the temperature change. However, there is a time difference between the change in the γ dose and the change in the temperature in the furnace corresponding to the change in the γ dose. For this reason, when a temperature detector is used for LPRM detection in order to detect a γ dose, when an abnormality occurs in the reactor output, a time difference occurs between the actual occurrence of the abnormality and the execution of the protective operation. The problem arises.

これに対して、本実施形態の原子炉出力計測装置では、LPRM検出器として、235U及び234Uを用いないγ線検出用電離箱1を用いているため、LPRM検出器の感度の低下がほとんどない。さらに、γ線検出用電離箱1は、温度検出器を用いたγ線量の検出と異なり、γ線量の変化をほとんど時間差なく検出することができる。このため、TIP検出器や、TIP検出器に代わる複数の温度検出器を用いる必要がなくなり、TIP検出器を用いる場合に必要な駆動機構や、TIP検出器に代えて設ける複数の温度検出器分の配線をなくすことができる。また、本実施形態の原子炉出力計測装置と同程度の計測精度を有する原子炉出力計測装置を従来のLPRM集合体がLPRM検出器と温度検出器を有する構成で形成した場合、本実施形態の原子炉出力計測装置の方が1つのLPRM集合体に設置する検出器の数を従来の原子炉出力計測装置よりも少なくできるため、配線数も少なくできる。したがって、配線数の増大を抑制しながら原子炉出力計測装置の構成を簡素化できる。 On the other hand, in the reactor power measuring apparatus of the present embodiment, the γ-ray detection ionization chamber 1 that does not use 235 U and 234 U is used as the LPRM detector, so the sensitivity of the LPRM detector is reduced. rare. Furthermore, unlike the detection of γ dose using a temperature detector, the γ-ray detection ionization chamber 1 can detect a change in γ dose with little time difference. For this reason, it is not necessary to use a TIP detector or a plurality of temperature detectors in place of the TIP detector, and a drive mechanism required when using the TIP detector or a plurality of temperature detectors provided in place of the TIP detector are provided. Wiring can be eliminated. Further, when a reactor power measurement device having a measurement accuracy comparable to that of the reactor power measurement device of the present embodiment is formed with a configuration in which a conventional LPRM assembly includes an LPRM detector and a temperature detector, Since the number of detectors installed in one LPRM assembly can be smaller than that in the conventional reactor power measuring device, the number of wirings can be reduced. Therefore, the configuration of the reactor power measuring device can be simplified while suppressing an increase in the number of wires.

さらに、実施形態の原子炉出力計測装置では、配線数の増大を抑制できることから、原子炉出力計測装置の設置作業の簡素化、工事物量や工事工数の削減、コストの低減、保守作業や管理業務の簡素化などが可能となる。加えて、本実施形態の原子炉出力計測装置では、TIP検出器の駆動機構がなくなり、また、TIP検出器に代わる複数の温度検出器を用いる場合に比べて検出器の数が減ることからも、装置の守作業を簡素化できる。   Furthermore, since the reactor power measurement device of the embodiment can suppress an increase in the number of wires, the installation work of the reactor power measurement device can be simplified, the amount of work and man-hours can be reduced, the cost can be reduced, maintenance work and management work Can be simplified. In addition, in the reactor power measuring device of this embodiment, there is no drive mechanism for the TIP detector, and the number of detectors is reduced compared to the case where a plurality of temperature detectors are used instead of the TIP detector. , The maintenance work of the device can be simplified.

さらに、従来の原子炉出力計測装置では、LPRM検出器の校正操作が月1回程度の頻度で必要であるため、原子力発電プラントにおける運転員の負担となっている。しかし、本実施形態の原子炉出力計測装置では、γ線検出用電離箱1は、感度の低下がほとんど生じないことから、原子力発電プラントの運転における運転員の負担を軽減できる。   Furthermore, in the conventional reactor power measurement device, the calibration operation of the LPRM detector is required at a frequency of about once a month, which is a burden on the operator in the nuclear power plant. However, in the reactor power measuring device of the present embodiment, the sensitivity of the γ-ray detection ionization chamber 1 hardly decreases, so that the burden on the operator in the operation of the nuclear power plant can be reduced.

加えて、LPRM検出器が235U及び234Uなどの核分裂用物質を用いるものである場合、官庁への届け出などが必要となる、しかし、本実施形態の原子炉出力計測装置では、LPRM検出器が核分裂用物質を用いないγ線検出用電離箱1であるため、官庁への届け出などが不要となり、原子炉出力計測装置を使用するうえでの管理業務を簡素化できる。 In addition, when the LPRM detector uses a fission material such as 235 U and 234 U, notification to the government office or the like is required. However, in the reactor power measurement device of this embodiment, the LPRM detector Is an ionization chamber 1 for detecting γ-rays that does not use fission substances, so that notification to the government office is not required, and management work in using the reactor power measurement device can be simplified.

ところで、LPRM検出器で生じた電離電流信号は、炉心性能計算による原子炉の出力分布の監視にも使用される。しかし、従来の原子炉出力検出装置のように、TIP検出器や、TIP検出器に代わる複数の温度検出器を設けた構成では、1つのLPRM集合体の筒体内には、筒体の径の制約などにより、通常、4個以下のLPRM検出器しか設置できない。つまり、原子炉の軸方向つまり高さ方向の4以下の位置でしか原子炉の出力を検出できない。そこで、従来の原子炉出力検出装置では、LPRM検出器で計測するよりも高い精度で原子炉の出力分布を計測するため、例えば月に1回程度、TIP検出器や温度検出器によって炉心の高さ方向のLPRM検出器が設置された位置よりも多数の位置で原子炉の出力を計測して、原子炉の出力分布の監視を行なっている。   By the way, the ionization current signal generated by the LPRM detector is also used for monitoring the power distribution of the reactor by the core performance calculation. However, in a configuration in which a TIP detector or a plurality of temperature detectors replacing the TIP detector is provided as in a conventional reactor power detection device, the diameter of the cylinder is within the cylinder of one LPRM assembly. Due to restrictions, usually only 4 or less LPRM detectors can be installed. That is, the output of the reactor can be detected only at a position of 4 or less in the axial direction of the reactor, that is, in the height direction. Therefore, in the conventional reactor power detection device, in order to measure the power distribution of the reactor with higher accuracy than that measured by the LPRM detector, for example, once a month, the TIP detector or the temperature detector increases the core power. The reactor power distribution is monitored by measuring the reactor power at more positions than the position where the vertical LPRM detector is installed.

これに対して、本実施形態の原子炉出力計測装置のように、TIP検出器や、TIP検出器に代わる複数の温度検出器をなくすと、原子炉の出力分布の監視を行なう場合、複数のγ線検出用電離箱のみで原子炉出力の分布の検出を行うことになる。そこで、本実施形態の原子炉出力計測装置では、1つのLPRM集合体5の筒体3内に、5個以上のγ線検出用電離箱1を筒体3の延在方向の異なる位置に分散させて設置している。本実施形態の原子炉出力計測装置では、TIP検出器や、TIP検出器に代わる複数の温度検出器が不要となるため、その分、筒体3に配線のための場所を確保でき、5個以上といった従来よりも多くのLPRM検出器を筒体内に設置できるようになる。このように、5個以上といった従来よりも多くのLPRM検出器を筒体内に設置することによりLPRM検出器による原子炉の出力分布の計測精度を向上している。   On the other hand, if the TIP detector and a plurality of temperature detectors replacing the TIP detector are eliminated as in the reactor power measuring device of the present embodiment, a plurality of temperature detectors are monitored when the reactor power distribution is monitored. The distribution of reactor power is detected only with the ionization chamber for detecting γ-rays. Therefore, in the reactor power measuring apparatus of this embodiment, five or more γ-ray detection ionization chambers 1 are dispersed in different positions in the extending direction of the cylinder 3 in the cylinder 3 of one LPRM assembly 5. It is installed. In the reactor power measuring apparatus of this embodiment, a TIP detector and a plurality of temperature detectors instead of the TIP detector are not required. More LPRM detectors than the above can be installed in the cylinder. In this way, the measurement accuracy of the power distribution of the reactor by the LPRM detector is improved by installing more LPRM detectors than the conventional one in the cylinder.

このとき、1つのLPRM集合体5の筒体3内に設置するγ線検出用電離箱1の数が多いほど原子炉の出力分布の計測精度をより向上できるが、設置したγ線検出用電離箱1の数の分だけ配線が増えるため、配線数の増大を抑制する上では、γ線検出用電離箱1の数が多すぎることは望ましくない。そこで、配線数の増大を抑制しながら原子炉の出力分布の計測精度をより向上するためには、1つのLPRM集合体5の筒体3内に設置するγ線検出用電離箱1の数は、8個または9個とすることが望ましい。   At this time, as the number of γ-ray detection ionization chambers 1 installed in the cylinder 3 of one LPRM assembly 5 increases, the measurement accuracy of the reactor power distribution can be further improved. Since the number of wires increases by the number of boxes 1, it is not desirable that the number of γ-ray detection ionization chambers 1 is too large in order to suppress an increase in the number of wires. Therefore, in order to further improve the measurement accuracy of the power distribution of the reactor while suppressing the increase in the number of wires, the number of γ-ray detection ionization chambers 1 installed in the cylinder 3 of one LPRM assembly 5 is , 8 or 9 is desirable.

さらに、従来の原子炉出力計測装置では、TIP検出器や温度検出器による原子炉の出力の計測が、種々の調整時間も含めて数時間を要するため、1ヶ月に1回程度の頻度でしか行われていない。しかし、本実施形態の原子炉出力計測装置では、LPRM検出器としてγ線検出用電離箱1を用いており、γ線検出用電離箱1からの信号は、オンライン信号として必要な頻度で任意に取り出すことができる。このため、従来のLPRM検出器を用いた炉心性能計算による原子炉の出力分布の監視よりも高い精度での出力分布の監視を、従来よりも高い頻度で行なうことができる。   Furthermore, in the conventional reactor power measuring device, the measurement of the reactor power by the TIP detector and the temperature detector requires several hours including various adjustment times, so it is only once a month. Not done. However, in the reactor power measurement apparatus of this embodiment, the ionization chamber 1 for γ-ray detection is used as the LPRM detector, and the signal from the ionization chamber 1 for γ-ray detection is arbitrarily set as an on-line signal at a necessary frequency. It can be taken out. For this reason, it is possible to monitor the power distribution with higher accuracy than the conventional monitoring of the power distribution of the reactor by the core performance calculation using the conventional LPRM detector.

さらに、本実施形態の原子炉出力計測装置では、LPRM現場盤7が原子炉格納容器17内に設置され、LPRM現場盤7とAPRMユニット9との間が光ファイバケーブル19で接続されている。このため、原子炉格納容器17の貫通部17aからは光ファイバケーブル19が引き出される。このため、従来のように、電気配線が原子炉格納容器の貫通部から引き出されるのに比べ、原子炉格納容器内から原子炉格納容器の外側に引き出される配線の数を減らすことができる。加えて、原子炉格納容器内から原子炉格納容器の外側に引き出される配線の数が減ることにより、原子炉格納容器の貫通部の数も削減できる。また、LPRM現場盤7とAPRMユニット9との間を光伝送とすることにより、雷などによるノイズにも強いシステムを構築することができる。   Furthermore, in the reactor power measuring device of the present embodiment, the LPRM field panel 7 is installed in the reactor containment vessel 17, and the LPRM field panel 7 and the APRM unit 9 are connected by an optical fiber cable 19. For this reason, the optical fiber cable 19 is drawn out from the penetration part 17 a of the reactor containment vessel 17. For this reason, the number of wirings drawn from the inside of the reactor containment vessel to the outside of the reactor containment vessel can be reduced as compared with the conventional case where the electrical wiring is drawn out from the penetration portion of the reactor containment vessel. In addition, since the number of wires drawn out from the reactor containment vessel to the outside of the reactor containment vessel is reduced, the number of through portions of the reactor containment vessel can be reduced. In addition, by using optical transmission between the LPRM field board 7 and the APRM unit 9, it is possible to construct a system that is resistant to noise caused by lightning and the like.

また、炉心が比較的小さなプラントでは、炉心が比較的大きなプラントに比べ、炉心内に配設できるLPRM集合体の数が少ないため、炉心の平均出力を求めるAPRMユニットに入力するためのLPRM検出器の数、言い換えれば、1つのAPRMユニットに接続されたLPRM検出器の数も少ない。しかし、APRMユニットの故障などが生じても炉心の保護動作を行えるようにするため、APRMユニットは、例えば沸騰水型原子力プラントなどに設置する原子炉出力計測装置では、通常、APRMユニットが6チャンネル必要となる。このため、従来の原子炉出力計測装置では、1個のLPRM検出器の信号を、2つの異なるAPRMユニットに入力することで、同一のLPRM検出器からの信号を、異なるAPRMユニット間で共用させて、各LPRM検出器からの信号を6チャンネルのAPRMユニットに提供している。   Further, in a plant having a relatively small core, the number of LPRM assemblies that can be arranged in the core is smaller than in a plant having a relatively large core, and therefore, an LPRM detector for inputting to the APRM unit for obtaining the average output of the core. In other words, the number of LPRM detectors connected to one APRM unit is also small. However, the APRM unit is a reactor power measuring device installed in, for example, a boiling water nuclear power plant in order to be able to perform a core protection operation even if an APRM unit failure occurs. Necessary. For this reason, in the conventional reactor power measurement device, the signal from the same LPRM detector is shared between different APRM units by inputting the signal of one LPRM detector to two different APRM units. Thus, the signal from each LPRM detector is provided to a 6-channel APRM unit.

しかし、このように1つのLPRM検出器からの信号を異なるAPRMユニット間で共有していると、LPRM検出器が故障し誤った信号を出力した場合、この誤った信号が異なる2つのAPRMユニットに入力することになる。したがって、従来の原子炉出力計測装置では、6チャンネルにすることによってAPRMユニットの故障を補償できるが、LPRM検出器が故障した場合は、LPRM検出器が故障の影響が異なる2つのAPRMユニットに及ぶ可能性を有しており、信頼性が低下する可能性がある。   However, if the signal from one LPRM detector is shared between different APRM units in this way, if the LPRM detector fails and outputs an incorrect signal, the erroneous signal is sent to two different APRM units. Will be input. Therefore, in the conventional reactor power measurement device, the failure of the APRM unit can be compensated by using 6 channels. However, when the LPRM detector fails, the LPRM detector covers two APRM units having different influences of the failure. There is a possibility that reliability may be lowered.

これに対して、本実施形態の原子炉出力計測装置では、従来の原子炉出力計測装置よりも1つのLPRM集合体5が有するLPRM検出器となるγ線検出用電離箱1の数が多いため、隣り合うLPRM検出器の位置が近くなっている。このため、本実施形態の原子炉出力計測装置では、同一のLPRM集合体5内の上下に隣接するγ線検出用電離箱1からの信号を異なるAPRMユニット9に入力することで、1つのLPRM検出器からの信号を異なるAPRMユニット間で共有した場合と同様にAPRMユニットの故障を補償できる。   On the other hand, in the reactor power measuring device of the present embodiment, the number of γ-ray detection ionization chambers 1 serving as LPRM detectors included in one LPRM assembly 5 is larger than that in the conventional reactor power measuring device. The positions of adjacent LPRM detectors are close. For this reason, in the reactor power measuring apparatus of this embodiment, one LPRM is obtained by inputting signals from the γ-ray detection ionization chambers 1 adjacent to each other in the same LPRM assembly 5 to different APRM units 9. The failure of the APRM unit can be compensated similarly to the case where the signal from the detector is shared between different APRM units.

したがって、同一のLPRM集合体5内の上下に隣接するγ線検出用電離箱1からの信号を異なるAPRMユニット9に入力し、さらに、異なるAPRMユニット9に同一のγ線検出用電離箱1からの信号が入力されないように各γ線検出用電離箱1からの信号それぞれのAPRMユニット9へ適切に配分することにより、APRMユニット9毎に完全にγ線検出用電離箱1からの信号を分離する。これにより、同一のLPRM検出器からの信号の異なるAPRMユニットでの共有化をなくすことができ、保護動作に対するLPRM検出器の故障の影響も低減できるため、信頼性を向上できる。   Therefore, signals from the γ-ray detection ionization chambers 1 adjacent to each other in the same LPRM assembly 5 are input to different APRM units 9, and further, the same γ-ray detection ionization chambers 1 are input to different APRM units 9. The signal from each γ-ray detection ionization chamber 1 is completely separated for each APRM unit 9 by appropriately distributing the signals from the respective γ-ray detection ionization chambers 1 to the respective APRM units 9. To do. Thereby, it is possible to eliminate sharing of signals from the same LPRM detector among different APRM units, and it is possible to reduce the influence of the failure of the LPRM detector on the protection operation, thereby improving the reliability.

また、本発明は、本実施形態の構成に限らず、γ線検出用電離箱をLPRM検出器として用い、1つのLPRM集合体に5個以上のγ線検出用電離箱を設けていれば様々な構成にすることができる。   Further, the present invention is not limited to the configuration of the present embodiment, and various types can be used as long as a γ-ray detection ionization chamber is used as an LPRM detector and five or more γ-ray detection ionization chambers are provided in one LPRM assembly. Can be configured.

本発明を適用してなる原子炉出力計測装置の一実施形態の概略構成を原子力プラントに設置した状態で模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the schematic structure of one Embodiment of the reactor power measuring device to which this invention is applied in the state installed in the nuclear power plant.

符号の説明Explanation of symbols

1 γ線検出用電離箱
3 筒体
5 LPRM集合体
7 LPRM現場盤
9 APRMユニット
11 原子炉圧力容器
13 炉心
17 原子炉格納容器
15、21 配線
19 光ファイバケーブル
23 プロセス計算機
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ionization chamber for gamma ray detection 3 Tubular body 5 LPRM assembly 7 LPRM field board 9 APRM unit 11 Reactor pressure vessel 13 Reactor core 17 Reactor containment vessel 15, 21 Wiring 19 Optical fiber cable 23 Process computer

Claims (4)

原子炉の炉心に該原子炉の軸方向に沿って延在させて設置される筒体と、該筒体内に該筒体の延在方向の異なる位置に分散させて配設されたγ線検出用電離箱と、該γ線検出用電離箱でγ線の電離作用によって生じる電気量の変化に基づいて原子炉の出力を演算する演算手段とを備え、該演算手段は、演算した原子炉の出力の情報に応じて原子炉の保護動作を指令する信号を送信してなる原子炉出力計測装置。 Cylindrical body installed in the reactor core extending along the axial direction of the nuclear reactor, and γ-ray detection arranged in the tubular body at different positions in the extending direction of the cylindrical body An ionization chamber, and a calculation means for calculating the output of the nuclear reactor based on a change in the amount of electricity generated by the ionization action of γ-rays in the ionization chamber for γ-ray detection. Reactor output measuring device that transmits a signal to command the protection operation of the reactor according to the output information. 前記γ線検出用電離箱は、前記筒体内に該筒体の延在方向の異なる位置に分散させて5個以上設置され、前記演算手段は、前記筒体内の各位置のγ線検出用電離箱で生じた電気量の変化に基づいて演算した前記各位置での原子炉の出力の情報を送信してなることを特徴とする請求項1に記載の原子炉出力計測装置。 Five or more γ-ray detection ionization chambers are installed in the cylinder so as to be dispersed at different positions in the extending direction of the cylinder, and the calculation means includes γ-ray detection ionization at each position in the cylinder. The reactor power measuring device according to claim 1, wherein information on the power output of the reactor at each position calculated based on a change in the amount of electricity generated in the box is transmitted. 前記γ線検出用電離箱は、前記筒体内に該筒体の延在方向の異なる位置に分散させて8個または9個設置されていることを特徴とする請求項2に記載の原子炉出力計測装置。 3. The reactor output according to claim 2, wherein eight or nine gamma ray detection ionization chambers are installed in the cylinder in a distributed manner at different positions in the extending direction of the cylinder. Measuring device. 前記γ線検出用電離箱で生じた電気量の変化に対応するアナログ信号をディジタル信号に変換するA/D変換手段を備え、該A/D変換手段及び前記演算手段は、各々光通信部を有し、前記A/D変換手段は、原子炉格納容器内に設置されており、前記各々の光通信部間に接続された光ファイバケーブルを介して前記演算手段にディジタル信号を送信してなることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の原子炉出力計測装置。
A / D conversion means for converting an analog signal corresponding to a change in the amount of electricity generated in the ionization chamber for detecting γ-rays into a digital signal, each of the A / D conversion means and the calculation means includes an optical communication unit The A / D conversion means is installed in a nuclear reactor containment vessel, and transmits a digital signal to the arithmetic means via an optical fiber cable connected between the optical communication sections. The reactor power measuring device according to any one of claims 1 to 3, wherein
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014126431A (en) * 2012-12-26 2014-07-07 Toshiba Corp Output monitoring system

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