JP2007003399A - 原子炉の出力領域モニタシステム - Google Patents

Abstract

【課題】一部回路装置が故障しても機能の喪失の低減や故障範囲を限定化することによって、保守性の向上、信頼性向上を実現することができるようにした。
【解決手段】複数の局部出力演算装置４００から出力されたＬＰＲＭ値を平均演算部５０１に入力してＡＰＲＭ値を求め、これらＬＰＲＭ値、ＡＰＲＭ値を監視して原子炉の出力を監視するものであって、局部出力演算装置や原子炉平均出力演算装置をＦＰＧＡ等でそれぞれを独立した装置として構成したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、原子炉平均出力値および局部出力値を監視する原子炉の出力領域モニタシステムに関する。

沸騰水型軽水炉、改良型沸騰水型軽水炉等の原子炉では、原子炉の出力変動を監視し、異常時に警報を発生する出力領域モニタシステムを備えている。この出力領域モニタシステムは、原子炉の炉心内に設けた複数個の局部出力モニタ検出器（以下、中性子束検出器という）により原子炉炉心内の中性子束を計測することで、原子炉平均出力値および局所出力値を監視するもので、原子炉平均出力値あるいは局所出力値の異常時には警報を発生させ、制御棒の引抜き阻止（制御棒ブロック）や制御棒の全挿入信号（スクラム信号）を発生させるように構成されている。この出力領域モニタシステムは、既に特許文献１や特許文献２の他、非特許文献１にも開示されており、その構成は添付した図１４の構成とほぼ同様になっている。

以下、図１４を参照して、従来の原子炉の出力領域モニタシステムについて説明する。すなわち、従来の原子炉の出力領域モニタシステム１は、図示しない原子炉炉内に設置された複数個（ｎ群×ｍ個）の中性子束検出器２_１１、…２_１ｍ、２_２１、…２_２ｍ、２_ｎ１、…２_ｎｍによって検出された中性子束検出信号（アナログ値）を出力領域モニタ３に設けられた検出器信号処理部４_１、４_２、…４_ｎにそれぞれ入力し、デジタル信号処理するように構成されている。

各検出器信号処理部４_１、４_２、…４_ｎは、中性子束検出信号をそれぞれ増幅器５を経てマルチプレクサ６で順次選択し、ＡＤ変換器７でデジタルデータに変換した後、デジタルフィルタ８で処理することにより局部出力値（ＬＰＲＭ値）を出力し、そしてこのＬＰＲＭ値をシステムバス９を介してマイクロプロセッサ１０に入力するように構成されている。

このマイクロプロセッサ１０は、予めインストールしているアプリケーションソフトに基づいて、入力した各ＬＰＲＭ値を加算平均して原子炉平均出力値（ＡＰＲＭ値）を求め、さらに熱出力値（ＴＰＭ値）の演算等も行うようになっている。

ところで、沸騰水型軽水炉では、出力と安定性を増大させるために原子炉炉心冷却水を複数系統の再循環系により循環させるようにしている。各再循環系に設けた再循環流量測定器１１_１、…１１_ｎで検出された流量信号は、流量変換装置１２に入力され、ここで増幅器１３を経てマルチプレクサ１４で順次選択され、ＡＤ変換器１５でデジタルデータに変換された後、電気／光信号変換器１６によって光信号に変換されて前述の出力領域モニタ３内の検出器信号処理部１７に入力されるようになっている。
検出器信号処理部１７では、光／電気信号変換器１８により光信号を電気信号に変換し、バッファ１９を介して前述のシステムバス９に入力する。

マイクロプロセッサ１０は、ＬＰＲＭ値と予め定めてある設定値とを比較してトリップ判定を行うと共に、検出器信号処理部１７から出力された複数の再循環流量信号を加算して再循環流量合計値を求め、この再循環流量合計値を設定値とし、既に求めてあるＡＰＲＭ値と比較することによりトリップ判定を行い、これらのトリップ出力をデジタル出力カード２０から外部へ出力し、ＬＰＲＭ値、ＡＰＲＭ値やＴＰＭ値等の演算結果をアナログ出力カード２１から外部へ出力している。
２２は演算結果を図示しない上位計算機に伝送するための伝送カード、２３は図示しないヒューマンインターフェース（ＨＭＩ）に接続するためのインターフェースカードである。

なお、以上説明した原子炉の出力領域モニタシステムは安全保護系の一部であることから、システム全体として機器の単一故障によるシステム全体の機能喪失を防止するために、図１５に示すように出力領域モニタ３（３Ａ、３Ｂ、…３Ｆ）および流量変換装置１２（１２Ａ、１２Ｂ、…１２Ｄ）を多重化構成にしたり、あるいは一部を独立化した構成としている。
特開平７−２９４６８８号公報 特開２００２−１１６２８３号公報 通産省資源エネルギー庁公益事業部原子力発電課編、原子力発電便覧、（３）ＢＷＲの中性子計測装置、'８２年版、電力新報社、昭和５７年７月２０日、P.414−415

上述したように、従来の原子炉の出力領域モニタシステム１は、複数の装置に共用されるマイクロプロセッサ１０によりシステム全体を制御するように、システムを構成する各装置の信号は全てシステムバス９を介してマイクロプロセッサ１０に入出力している。このため、マイクロプロセッサ１０に不具合が発生した場合、複数の処理機能が同時に喪失する可能性があり、また、マイクロプロセッサ１０以外の共用部分が故障した場合にも、システム全体の監視機能が喪失する可能性がある。

また、回路の分散化、独立化あるいは多重化は、システムの信頼性を向上させるという点で大変優れているがその反面、コスト上昇やスペース増大等を招くのみならず、システムの複雑化ゆえに故障要因の特定を困難にするという欠点も同時に有している。

さらに、マイクロプロセッサを含むデジタル部品・素子に関する技術の進展は著しく、性能向上や高機能化が容易である反面、部品の改廃周期は短期間になり、交換部品の長期的な調達を困難にし、出力領域モニタシステムの保守に影響のでることが懸念されている。

そこで、本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたもので、システムを構成する装置をＦＰＧＡ等の専用の論理集積回路で構築することにより、長期的に部品調達を受け易くすると共に、一部の回路が故障してもシステム全体としての機能喪失の低減や故障範囲を限定化を図ることによって、保守性の向上、信頼性の向上を経済的に実現することのできる原子炉の出力領域モニタシステムを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、請求項１に係る原子炉の出力領域モニタシステムの発明は、原子炉炉心内部に設置された複数の中性子束検出器からの検出信号を入力しアナログ信号をデジタル信号に変換して出力するアナログ／デジタル信号変換部、このアナログ／デジタル信号変換部から出力されたデジタル信号を入力して演算処理し局部出力値を求めるデジタルフィルタを備えた複数の局部出力演算装置と、測定された再循環流量または炉心流量に基づいて原子炉炉心内部に流れる冷却材の流量信号を求める流量計測手段と、この流量計測手段の計測結果に基づいて設定値を定める設定値算出手段と、前記複数の局部出力演算装置から出力された局部出力値を入力して平均値を求める平均演算部、この平均演算部の演算結果を前記設定値と比較して異常か否かを判定して異常と判定した場合トリップ信号を出力する原子炉平均出力トリップ判定部を備えた原子炉平均出力演算装置とから構成され、原子炉の出力を監視する原子炉の出力領域モニタシステムにおいて、前記各局部出力演算装置と、原子炉平均出力演算装置と、流量計測手段とをそれぞれを独立した装置として構成し、これら装置の信号及び状態を監視可能としたことを特徴とする。

本発明による原子炉の出力領域モニタシステムは、複数個の検出器信号処理部を独立して機能させ、かつそれらの組み合わせによりシステムを構成することにより、例え一部の装置に不具合が生じたとしても、その影響範囲を該当する装置単位に限定させ、不具合が生じていない他の装置で継続して監視することにより、システム全体としての健全性確保および信頼性向上を図ることができる。

以下、本発明に係る原子炉の出力領域モニタシステムの実施例について、図面を参照して説明する。なお、各図を通じて共通する部品には共通符号を付けて、重複する説明は適宜省略するものとする。

（実施例１）
図１は本発明に係る原子炉の出力領域モニタシステムの実施例１の構成図である。図１において、１００は原子炉の出力領域モニタシステムである。３００は本実施例１に係る出力領域モニタであって従来の出力領域モニタ３に対応するものであるが、出力領域モニタ３と大きく異なるところは、共通のマイクロプロセッサ１０で各信号処理や各カードの入出力処理を一元的に行うことをやめ、代わりに、例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array（フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ）；プログラミングすることができる大規模集積回路）で局部出力演算装置(ＬＰＲＭ装置という)４００_１、…４００_ｎと、原子炉平均出力演算装置(ＡＰＲＭ装置という)５００と、これら演算装置（ＬＰＲＭ装置、ＡＰＲＭ装置）の演算結果を上位計算機、計器盤あるいはトリップ装置等の外部装置に受け渡しするための入出力装置６００とをそれぞれモジュール構成とし、それぞれのモジュール装置で個々に信号処理が行えるように構成したところにある。

ＬＰＲＭ装置４００_１、…４００_ｎは、図示しない原子炉炉心内部に設置された複数個（ｎ個）の中性子束検出器２_１、…２_ｎのチャンネルと１対１に対応するように出力領域モニタ３００内に実装されており、中性子束検出器２_１、…２_ｎから出力されたアナログ量の中性子束検出器信号ｅ_１、…ｅ_ｎを入力して個別にデジタル信号処理するように構成されている。なお、中性子束検出器２_１、…２_ｎはＬＰＲＭ装置４００_１、…４００_ｎの検出器電源供給部から電源供給がなされるように構成されている。
ＬＰＲＭ装置４００_１、…４００_ｎは構成、機能が全て同一なので、ここではＬＰＲＭ装置の代表例として４００_１を説明することにする。

中性子束検出器２_１から出力された検出信号ｅ１は、ＩＣＰＳ１を介して増幅器５で増幅されたのち、次段のアナログ・デジタル変換部（Ａ／Ｄ変換部）７に入力されてデジタル信号に変換され、さらにデジタルフィルタ８で演算処理されて目的とする局部出力値（ＬＰＲＭ値）になって出力される。

デジタルフィルタ７で得られたこの局部出力値（ＬＰＲＭ値）は、データ表示部２５、局部出力値トリップ判定部２６（図では、単にトリップ判定部２６と表記）およびＡＰＲＭ装置５００にそれぞれ入力される。データ表示部２５は、入力したＬＰＲＭ値を表示するための演算処理を行い、ＬＰＲＭ値を液晶パネルやＣＲＴ等のディスプレイによって表示する。

また、局部出力値トリップ判定部２６は、入力したＬＰＲＭ値と予め定めてある第１の設定値とを比較し、ＬＰＲＭ値が第１の設定値の設定範囲から逸脱した場合、異常と判定してトリップ信号２６Ｔを出力する。さらに、ＡＰＲＭ装置５００は、原子炉平均出力演算部５０１に複数チャンネル分のＬＰＲＭ値を入力してその平均値であるＡＰＲＭ値を演算し、出力する。

この原子炉平均出力演算部５０１は、求めたＡＰＲＭ値をデータ表示部２７および原子炉平均出力値トリップ判定部２８（図では、単にトリップ判定部２８と表記）に出力すると共に、入出力装置６００のデータ伝送装置６００_１およびアナログ出力装置６００_２に出力するようにしている。原子炉平均出力値トリップ判定部２８は、再循環流量若しくは炉心流量とＡＰＲＭ値とが所定の関係にあるか否かを判定するものであり、ＡＰＲＭ値と第２の設定値３９Ｓ（後述する再循環流量若しくは炉心流量に基づいて流量信号選択器３９で設定された値）と比較することにより、ＡＰＲＭ値が第２の設定値で定めた設定範囲を逸脱した場合、異常ありと判定してトリップ信号２８Ｔを出力する。

そして、ＬＰＲＭ装置４００_１、…４００_ｎの演算結果であるＬＰＲＭ値、ＡＰＲＭ装置５００の演算結果であるＡＰＲＭ値、ＴＰＭ値等は、データ伝送装置６００_１を介して上位計算機システムへ、またアナログ出力装置６００_２を介して計器盤等に入力される。

さらに、局部出力値トリップ判定部２６および原子炉平均出力値トリップ判定部２８の判定結果であるトリップ出力２６Ｔ、２８Ｔはデジタル出力装置６００_３に入力されて外部のトリップ回路に出力されるようになっている。

なお、本実施例ではＡＰＲＭ値と比較される再循環流量信号を次のようにして求める。すなわち、沸騰水型軽水炉の場合、再循環系配管の入口と出口の圧力差を測定して流量を把握するようにしているので、再循環流量計測器１_１１、１１_ｎ−２、１１_ｎ−１、１１_ｎでそれぞれ測定した差圧測定信号を、ＦＰＧＡによって構成された開平演算装置２９にそれぞれ入力してＡＤ変換部３０でデジタルデータ変換し、これをさらに開平演算部３１に入力して線形の流量信号に変換する。

開平演算部３１から出力された流量信号はデータ表示部３２に入力されて表示されると共に、後段に設けた流量演算装置３３に入力される。この流量演算装置３３も開平演算部３１同様ＦＰＧＡで構成され、開平演算装置２９から出力された２つの線形流量信号を合計流量演算部３４で加算演算して再循環流量合計信号を出力する。ここで２つの線形流量信号を合計する理由は、一般に再循環系は２系統（Ａ系統、Ｂ系統）設けているので総流量を求めるためには２系統の流量を合算する必要があるからである。

合計流量演算部３４で求められた再循環総流量信号は、データ表示部３５に入力されて表示されると共に、流量トリップ判定部（図では、単にトリップ判定部と表記）３６に入力されて予め定めてある第３の設定値と比較され、再循環総流量信号が第３の設定値で定めた範囲を逸脱した場合は異常ありと判定してトリップ信号３６Ｔを出力する。さらに、再循環総流量信号は、電気／光信号変換器３７によって光信号に変換された後、光ファイバーで構成された伝送路を経て出力領域モニタ３００まで伝送される。
出力領域モニタ３００では、受信した光信号を光／電気信号変換器３８で電気信号に変換し、前述した原子炉平均出力演算装置５００内の流量信号選択器３９に入力する。

流量信号選択器３９は、２系統分入力された再循環総流量信号を１系統づつ選択し、選択した再循環総流量信号を設定値として出力する。したがって、設定値は、再循環総流量信号の数だけある。原子炉平均出力値トリップ判定部２８では、原子炉平均出力演算部５０１の演算結果であるＡＰＲＭ値と流量信号選択器３９から出力された第２の設定値３９Ｓと個々に比較し、ＡＰＲＭ値が第２の設定値を超え、異常ありと判断さた場合はトリップ信号を出力する。

なお、データ表示部２７は、ＡＰＲＭ値がそれぞれの第２の設定値に対して所定の関係にあるのか否かをグラフとして明示するために、ＡＰＲＭ値と第２の設定値とを同一画面上に重ねて表示するように構成されている。

以上述べたように、本実施例１による原子炉の出力領域モニタシステムは、信号処理機能毎にＦＰＧＡ等の独立した回路装置として構成し、その組み合わせでシステムを構成するようにしたので、不具合が生じた場合の影響範囲を故障した装置単位に限定し、不具合が生じていない装置での監視を継続可能とすることができる。この結果、システムとして単一故障に対する健全性確保・信頼性の向上を図ることができる。

また、システムの各機能をＦＰＧＡで構成したことにより、各装置のデータ表示部で各装置の演算処理結果を表示することができる。さらに、システムの各機能をＦＰＧＡで構成したことにより、部品の長期的な供給が受け易くなり、原子炉の出力領域モニタシステムの保守を長期に亘って行うことができる。

（実施例２）
図２および図３は本発明に係る原子炉の出力領域モニタシステムの実施例２の構成図であり、図２は原子炉の出力領域モニタシステム全体のブロック図を、図３はこの内の１系統分のユニット構成を示す図である。

本実施例２は、図２で示すようにＡ、Ｂ２つの再循環ループのうち、Ａループに対して再循環ポンプＰの近傍に再循環流量測定器を４個（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ）設置し、他方のＢループに対して、再循環ポンプＰの近傍に再循環流量測定器を４個（１１Ｅ、１１Ｆ、１１Ｇ、１１Ｈ）設置している。

そして、Ａ、Ｂ両再循環ループでそれぞれ測定した再循環流量からの合計流量（総流量）を得るために、再循環流量測定器１１Ａと１１Ｅとの流量信号を開平演算装置２９_１、２９_２に入力した後、流量演算装置３３_１で合計流量を演算する。以下、同様にして再循環流量測定器１１Ｃと１１Ｇとの流量信号を開平演算装置２９_３、２９_４に入力した後、流量演算装置３３_２で合計流量を演算し、再循環流量測定器１１Ｂと１１Ｆとの流量信号を開平演算装置２９_５、２９_６に入力した後、流量演算装置３３_３で合計流量を演算し、再循環流量測定器１１Ｄと１１Ｈとの流量信号を開平演算装置２９_７、２９_８に入力した後、流量演算装置３３_４で合計流量を演算する。

そして、第１系統側において、流量演算装置３３_１、３３_２双方の出力を、出力領域モニタ３Ａ，３Ｃ，３ＥのＬＰＲＭ装置およびＡＰＲＭ装置を１つの筐体に組み込んだユニット（図中、ＬＰＲＭ／ＡＰＲＭ ＵＮＩＴと表記）３００Ｕにそれぞれ入力し、中性子束検出器２_１、２_２、・・・２_８の出力をＬＰＲＭ装置のみを１つの筐体に収納したユニット（図ではＬＰＲＭ ＵＮＩＴと表記）４００Ｕと、前記ユニット３００Ｕの双方のユニットにそれぞれ入力して、原子炉の局部出力（ＬＰＲＭ値）、原子炉平均出力（ＡＰＲＭ値）の監視を行うように構成する。

第２系統側においても、同様に流量演算装置３３_３、３３_４双方の出力を、出力領域モニタ３Ｂ，３Ｄ、３Ｆのユニット３００Ｕにそれぞれ入力し、一方、中性子束検出器２_９、２_１０、・・・２_１６の出力をＬＰＲＭ装置のみを収納したユニット４００Ｕと、ユニット３００Ｕの双方のユニットにそれぞれ入力して、原子炉の局部出力（ＬＰＲＭ値）、原子炉平均出力（ＡＰＲＭ値）の監視を行うように構成する。

このように、複数（現実には約14〜22個）のＬＰＲＭ値およびＬＰＲＭ値の加算平均値であるＡＰＲＭ値によりそれぞれ原子炉の局部出力、原子炉平均出力の監視を行う場合、ＬＰＲＭ装置のみを１つの筐体に収納したＬＰＲＭユニット４００Ｕと、ＬＰＲＭ装置およびＡＰＲＭ装置を１つの筐体に収納したＬＰＲＭ／ＡＰＲＭユニット３００Ｕとの２種類のユニットに分離し、この２種類のユニット４００ＵおよびＬＰＲＭ／ＡＰＲＭユニット３００Ｕを適宜組み合わせて出力領域モニタ３Ａ、３Ｂ、…３Ｆを構成することにより、制御盤に収納する場合の配置上の制約を解消することができる。
なお、流量演算装置３３_２〜３３_４から出力されたＲＢＭ信号は図示しない制御棒引抜監視装置に入力されるようになっている。

また、以上の説明では、便宜的に、ＬＲＰＭユニット４００ＵをＬＰＲＭ装置のみを１つの筐体に収納したユニットと称し、ＬＲＰＭ／ＡＲＰＭユニット３００ＵをＬＰＲＭ装置とＡＰＲＭ装置とを１つの筐体に収納したユニットと称したが、それぞれのユニット内部の詳細構成は、図３で示すように、ＬＰＲＭ装置やＡＰＲＭ装置の他に、入出力装置６００を備えてＬＰＲＭ値、ＡＰＲＭ値を入出力できるように構成されていることは言うまでもなく、以後の説明においてＬＲＰＭユニット４００、ＬＲＰＭ／ＡＲＰＭユニット３００の説明で特に入出力装置６００に言及しなくても、それぞれのユニットは入出力装置６００を備えている。

図３では局部出力演算装置４００_１〜４００_ｉと入出力装置６００とを収納したＬＲＰＭユニット４００Ｕと、局部出力演算装置４００_ｉ＋１〜４００_ｎ、原子炉平均出力演算装置５００および入出力装置６００を収納したＬＲＰＭ／ＡＲＰＭユニット３００Ｕとの２ユニットの組み合わせ例を示したもので、局部出力演算装置（ＬＰＲＭ装置）４００_１〜４００_ｉから出力されたＬＰＲＭ値をデータ伝送装置６００_１伝送路ｔｌを介してユニット３００Ｕに設けたデータ受信装置６００_４で受信してユニット３００Ｕ内のデータ伝送装置６００_１に入力し、このデータ伝送装置６００_１からさらに上位計算機へ伝送する。

本実施例２は、実施例１の奏する作用効果に加えて、局部出力演算装置（ＬＰＲＭ装置）のみを収納したＬＲＰＭユニット４００Ｕと、局部出力演算装置（ＬＰＲＭ装置）および原子炉平均出力演算装置（ＡＰＲＭ装置）を収納したＬＲＰＭ／ＡＲＰＭユニット３００Ｕとを適宜組み合わせることによって、原子炉の出力領域モニタシステムを構築することができる。

（実施例３）
図４は本発明に係る原子炉の出力領域モニタシステムの実施例３の構成図である。
本実施例は、例えば208個の中性子束検出器２を電気的および物理的に４つの系統（第１系統〜第４系統）に分離してそれぞれの系統毎に局部出力演算装置（ＬＰＲＭ装置）、原子炉平均出力演算装置（ＡＰＲＭ装置）を監視するようにしたものであるが、図４は４系統のうちの１系統分（中性子束検出器数５２個分）を示すものである。

本実施例は、１系統を、局部出力演算装置（ＬＰＲＭ装置）のみを１つの筐体に収納したＬＲＰＭユニット４００Ｕを３ユニット（４００Ｕ_１〜４００Ｕ_３）、局部出力演算装置および原子炉平均出力演算装置を１つの筐体に収納したＬＲＰＭ／ＡＲＰＭユニット３００Ｕを１ユニットの合計４ユニットで構成し、それぞれのユニット毎に約１４個乃至１０個の中性子束検出器２の検出信号を用いて演算することにより、制御盤に収納する場合の配置上の制約を解消させることができる。

（実施例４）
図５は本発明に係る原子炉の出力領域モニタシステムの実施例４の構成図である。
本実施例は、検出器数の少ない小型の原子炉（例えば全検出器数約80個程度の原子炉）に対して、原子炉の出力の監視を行う場合に好適な実施例である。

本実施例は、図５で示すようにＡＰＲＭ装置５００による平均化処理信号数を増やすために、例えば１０チャンネル分のＬＰＲＭ装置と１組の入出力装置６００からなるＬＰＲＭユニット４００Ｕと、１０チャンネル分のＬＰＲＭ装置、１個のＡＰＲＭ装置および１組の入出力装置６００からなるＬＲＰＭ／ＡＲＰＭユニット３００Ｕとから構成されている。

ＬＰＲＭユニット４００Ｕから出力された１０チャンネル分のＬＲＰＭ値はデータ伝送装置６００_１により伝送路ｔｌを経てＬＲＰＭ／ＡＲＰＭユニット３００Ｕのデータ受信装置６００_４に伝送され、このＬＲＰＭ／ＡＲＰＭユニット３００ＵのＡＰＲＭ装置５００にて自装置の１０チャンネル分のＬＲＰＭ値と受信したＬＲＰＭ値とを加算して合計２０チャンネル分のＬＲＰＭ値の平均演算値を得る。

本実施例３のように、複数チャンネル分のＬＰＲＭ装置と１組の入出力装置を１つの筐体に収納したＬＰＲＭユニット４００Ｕと、複数チャンネル分のＬＰＲＭ装置、１個のＡＰＲＭ装置および１組の入出力装置６００を１つの筐体に収容したＬＲＰＭ／ＡＲＰＭユニット３００Ｕの両ユニット間を伝送路ｔｌで接続することにより、１つの制御盤に収納する場合の配置上の制約を解消させることができる。

図６は図５の実施例の変形例を示す構成図であり、ＬＰＲＭ装置、ＡＰＲＭ装置および入出力装置を収納しかつ中性子束検出信号１０チャンネル分を入力するＬＰＲＭ／ＡＰＲＭユニット３００Ｕを物理的および電気的に２分して第１系統３００Ｕ_１、第２系統３００Ｕ_２とし、これら第１系統、第２系統にＬＰＲＭ値の伝送のためにデータ伝送装置６００_１とデータ受信装置６００_４の対をそれぞれ設け、相互間を信号伝送路ｔｌで接続し、お互いのユニット間でＬＰＲＭ値を伝送し合うように構成したものである。

このように構成すると、第１系統、第２系統とも、自系統および他系統に入力したＬＰＲＭ値の平均加算を行うことができる（図では、２０チャンネル分のＬＰＲＭ値によって原子炉平均出力演算することができる）ので、この変形例の場合においても１つの制御盤に収納する場合の配置上の制約を解消させることができる。

（実施例５）
図７は本発明に係る原子炉の出力領域モニタシステムの実施例５の構成図である。
本実施例は図６と類似する構成であるが、図６と異なるところはＬＰＲＭ値の系統間取合いを行っているデータ伝送装置６００_１およびデータ受信装置６００_４をそれぞれ２つに分離することにより、異なる系統との電気的・物理的分離を確実に行い、かつＡＰＲＭ装置５００で処理するＬＰＲＭ値の数を増やし、要求精度等の系統要求に適合させるようにしたものである。その他、本実施例５の奏する作用効果は実施例４の場合と同じである。

（実施例６）
図８は本発明に係る原子炉の出力領域モニタシステムの実施例６の構成図である。
本実施例６は、複数のＬＰＲＭ装置４００のみを１つの筐体に収納したＬＰＲＭユニット４００Ｕと、複数のＬＰＲＭ装置４００及び１台のＡＰＲＭ装置を収納したＬＰＲＭ／ＡＰＲＭユニット３００Ｕとから構成したもので、ＬＰＲＭユニット４００Ｕから複数のＬＰＲＭ値をＬＰＲＭ／ＡＰＲＭユニット３００Ｕへ伝送するために、ＬＰＲＭユニット４００Ｕには複数のパラレル信号をシリアル信号に変換して伝送を行うためのシリアル信号変換部４１を備えたデータ伝送装置６００_１を設け、一方、ＬＰＲＭ／ＡＰＲＭユニット３００Ｕには受信したシリアル信号をパラレル信号に変換して出力するパラレル信号変換部４２を備えたデータ受信装置６００_４を設け、このパラレル信号変換部４２で変換された信号をＡＰＲＭ装置５００に入力してＡＰＲＭ値を演算するように構成したものである。なお、実際には流量演算装置からの流量信号がＬＰＲＭ／ＡＰＲＭユニット３００Ｕに入力されるが、図８では図示を省いている。

本実施例６によれば、ＬＰＲＭ値をＬＰＲＭユニット４００ＵからＬＰＲＭ／ＡＰＲＭユニット３００Ｕに送る場合、パラレル伝送ではなくシリアル伝送を採用するようにしたので、パラレル伝送に比べて、ＬＰＲＭユニット３００Ｕと、ＬＰＲＭ／ＡＰＲＭユニット３００Ｕ間の配線物量を削減することが可能となる。

（実施例７）
図９は本発明に係る原子炉の出力領域モニタシステムの実施例７の構成図である。
本実施例は、実施例６（図８）同様に、複数のＬＰＲＭ装置のみ収納したユニット４００Ｕと、ＬＰＲＭ及びＡＰＲＭを収納したＬＰＲＭ／ＡＰＲＭユニット３００Ｕとから構成され、データ伝送装置６００１を用いてＬＰＲＭユニット４００Ｕから複数のＬＰＲＭ値をユニット３００Ｕへ伝送するものであるが、実施例６（図８）と異なるところは、１つのＡＰＲＭ装置へ入力する全信号数をｎ（この場合２２）としたとき、ｎを２重化した伝送チャンネルで伝送してＬＰＲＭ／ＡＰＲＭユニット３００Ｕに伝送するように構成した点である。

このように本実施例７は、伝送系を２重化構成としたことにより、一方の伝送回路の伝送異常が検出された場合、他方の伝送回路へ切替えることにより、伝送部分の単一故障に対する健全性を確保し、伝送回路の信頼性を向上させることができる。

なお、図１０は図９の原子炉の出力領域モニタシステムの実施例の変形例を示す図であり、１つのＡＰＲＭ装置へ入力する全信号数をｎ（この場合２２）とし、全信号数ｎに対するバイパス許容数をｍとしたとき、データ伝送装置の１つの多重化信号処理部へ入力するＬＰＲＭ値の数を最大ｍに分割し、ｎ／ｍの数の伝送路を用いてＬＰＲＭユニット４００ＵからＬＰＲＭ／ＡＰＲＭユニット３００ＵへＬＰＲＭ値を伝送するようにしたものである。
なお、ＬＰＲＭ／ＡＰＲＭユニット３００Ｕのデータ受信部６００_４には、パラレル信号変換部４２をｍ個分設ける。

（実施例８）
図１１は本発明に係る原子炉の出力領域モニタシステムの実施例９の構成図である。
本実施例９は、１つのユニットを構成するＬＰＲＭ装置、ＡＰＲＭ装置等の各装置を収納するユニット筐体内に、コネクタ付のプリント配線装置４３を配置し、この配線装置４３によりＬＰＲＭ装置４００ｉ、ＡＰＲＭ装置５００、入出力装置６００、光／電気信号変換部３８等の各装置との間をコネクタ接続するように構成したものである。
このように筐体内の各装置間をコネクタ付のプリント配線装置４３で接続するように構成したことにより、ユニット内部の装置相互間の配線物量を大幅に削減することができる。

（実施例９）
図１２は本発明に係る原子炉の出力領域モニタシステムの実施例９の構成図である。
本実施例９は、出力領域モニタ３００内にＬＰＲＭ装置、ＡＰＲＭ装置等の複数の装置の情報を監視するための表示装置４４を追加して設けるように構成したものである。

このように表示装置４４を追加して設けることにより、各データ表示部２５，２７に表示する内容を１つの表示装置４４にて一括表示することができ、より一層運転員の視認性の向上を図ることができる。

（実施例１０）
図１３は本発明に係る原子炉の出力領域モニタシステムの実施例１０の構成図である。
本実施例１０は、各装置のプラントの運転中又は保守時に設定を行うパラメータ（ゲイン設定等）の設定、設定変更及び確認を、フロントパネル４５に設けた操作スイッチ４６から行うようにし、一方、プラントの初期調整時に設定した後は変更する可能性の低い設定パラメータ（各種設定値など）については、装置の基板４７に搭載した設定スイッチ４８により設定を行うようにし、フロントパネルの監視部４９では、設定値の確認のみを行えるようにすることで、設定値変更に関する誤操作の低減を図ることができる。

なお、図示していないが、本発明は、ユニットを構成する各装置を収納する筐体を高剛性ものとし、また各装置を、重量配分の考慮、ＥＭＩ干渉及び発熱の最小化とする配置とすることにより、高信頼性を実現することができる。

また、本発明は、再循環流量測定器の出力をＬＰＲＭ値およびＡＰＲＭ値の設定値としたが、再循環流量測定器の出力に代えて炉心流量測定器の出力を設定値とするようにしてもよい。

本発明に係る原子炉の出力領域モニタシステムの実施例１を示す基本構成図。 本発明に係る原子炉の出力領域モニタシステムの実施例２のシステム構成図。 図２の１系統分のユニット構成を示す図。 本発明に係る原子炉の出力領域モニタシステムの実施例３の構成図。 本発明に係る原子炉の出力領域モニタシステムの実施例４の構成図。 実施例４の変形例を示す構成図。 本発明に係る原子炉の出力領域モニタシステムの実施例５の構成図。 本発明に係る原子炉の出力領域モニタシステムの実施例６の構成図。 本発明に係る原子炉の出力領域モニタシステムの実施例７の構成図。 本発明の実施例７の変形例を示す構成図。 本発明に係る原子炉の出力領域モニタシステムの実施例８の構成図。 本発明に係る原子炉の出力領域モニタシステムの実施例９の構成図。 本発明に係る原子炉の出力領域モニタシステムの実施例１０の構成図 従来の原子炉の出力領域モニタシステムの基本構成図。 従来の原子炉の出力領域モニタシステムのシステム構成図。

符号の説明

２…中性子束検出器、５…増幅器、７…ＡＤ変換部、８…デジタルフィルタ、１１…再循環流量測定器、２５…データ表示部、２６…トリップ判定部、２７…データ表示部、２８…トリップ判定部、２９…開平演算装置、３０…ＡＤ変換部、３１…開平演算部、３２…データ表示部、３３…流量演算装置、３４合計流量演算部、３５…データ表示部、３６…トリップ判定部、３７…電気／光信号変換部、３８…光／電気信号変換部、３９…流量信号選択器、４１…シリアル伝送変換部、４２…パラレル信号変換部、４３…配線装置、４４…表示装置、４５…フロントパネル、４６…操作スイッチ、４７…装置基板、４８…設定スイッチ、４９…監視部１００…原子炉の出力領域モニタシステム、３００…出力領域モニタ、３００Ｕ…ＬＰＲＭ／ＡＰＲＭユニット、４００…局部出力演算装置、４００Ｕ…ＬＰＲＭユニット、５００…原子炉平均出力演算装置、５０１…原子炉平均出力演算部、６００…入出力装置、６０１…データ伝送装置、６０２…アナログ出力装置、６０３…デジタル出力装置、６０４…データ受信装置。

Claims (12)

1. 原子炉炉心内部に設置された複数の中性子束検出器からの検出信号を入力して演算処理し局部出力値を求める局部出力演算装置と、
   測定された再循環流量または炉心流量に基づいて原子炉炉心内部に流れる冷却材の流量信号を求める流量計測手段と、
   この流量計測手段の計測結果に基づいて設定値を定める設定値算出手段と、
   前記局部出力演算装置から出力された局部出力値を入力して平均値を求める平均演算部、この平均演算部の演算結果を前記設定値と比較して異常か否かを判定して異常と判定した場合トリップ信号を出力する原子炉平均出力トリップ判定部を備えた原子炉平均出力演算装置とから構成され、原子炉出力を監視する原子炉の出力領域モニタシステムにおいて、
   少なくとも、前記各局部出力演算装置および原子炉平均出力演算装置をそれぞれを独立した装置として構成したことを特徴とする原子炉の出力領域モニタシステム。
2. 原子炉炉心内部に設置された中性子束検出器からの検出信号を入力して演算処理し局部出力値を求め、この局部出力値を予め定めた第１の設定値と比較し、異常と判定された場合トリップ信号を出力するトリップ判定部およびこれら局部出力値、トリップ判定部の判定結果を出力する入出力装置を備えた局部出力演算装置と、
   測定された再循環流量または炉心流量に基づいて原子炉炉心内部に流れる冷却材の流量信号を求める流量計測手段と、
   この流量計測手段の計測結果に基づいて第２の設定値を定める設定値算出手段と、
   前記局部出力演算装置から出力された局部出力値を入力して平均値を求める平均演算部、この平均演算部の演算結果を前記第２の設定値と比較して異常か否かを判定し、異常と判定された場合トリップ信号を出力するトリップ判定部を備えた原子炉平均出力演算装置とから構成され、原子炉出力を監視する原子炉の出力領域モニタシステムにおいて、
   前記局部出力演算装置を前記中性子束検出器と対応した数だけ設けると共に、この局部出力演算装置と、原子炉平均出力演算装置と、流量計測手段とをそれぞれを独立した回路で構成したことを特徴とする原子炉の出力領域モニタシステム。
3. 前記出力領域モニタを局部出力演算装置のみ収納したユニットと、局部出力演算装置及び原子炉平均出力演算装置を収納したユニットとの２つのユニットに分割し、分割されたそれぞれのユニットの局部出力演算装置に中性子束検出器を接続し、各ユニットにおいて原子炉の局部出力および原子炉平均出力の監視することを特徴とする請求項１または２記載の原子炉の出力領域モニタシステム。
4. 原子炉炉心内に設置した中性子束検出器を電気的かつ物理的にｎ個の系統に分離し、前記局部出力演算装置のみ収納したユニットを（ｎ−ｉ）台設けると共に、局部出力演算装置及び原子炉平均出力演算装置を収納したユニットをｉ台設け、これらｎ台のユニットに対して、前記中性子束検出器のｎ個の系統をそれぞれ接続してｎ個の系統により監視を行うようにしたことを特徴とする請求項１記載の原子炉の出力領域モニタシステム。
5. 前記出力領域モニタを局部出力演算装置のみ備えた第１の系統と、局部出力演算装置および原子炉平均出力演算装置を備えた第２の系統とに分離し、第１の系統から第２系統に局部出力演算値を伝送する伝送手段を設け、第１の系統で求められた局部出力値を第２の系統に入力して第２系統で求められた局部出力値と加算して原子炉平均出力値を求めるように構成したことを特徴とする請求項１または２記載の原子炉の出力領域モニタシステム。
6. 前記出力領域モニタを局部出力演算装置および原子炉平均出力演算装置を備えた第１の系統と、局部出力演算装置および原子炉平均出力演算装置を備えた第２の系統とに分離し、第１の系統および第２系統間で局部出力演算値を相互に伝送する伝送手段を設け、第１の系統で求められた局部出力値を第２の系統に入力して第２系統で求められた局部出力値と加算して原子炉平均出力値を求め、第２の系統で求められた局部出力値を第１の系統に入力して第１系統で求められた局部出力値と加算して原子炉平均出力値を求めることを特徴とする請求項１または２記載の原子炉の出力領域モニタシステム。
7. 局部出力値を伝送する手段として、多重シリアル伝送を行う多重シリアル信号変換装置を設けたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の原子炉の出力領域モニタシステム。
8. 局部出力値を多重化した伝送手段により伝送することを特徴とする請求項６記載の原子炉の出力領域モニタシステム。
9. 伝送路を多重化し、常用の伝送路の伝送異常が検出されたとき、他の健全な伝送路へ切替える切り替え手段を備えたことを特徴とする請求項６記載の原子炉の出力領域モニタシステム。
10. １つのユニットを構成する局部出力演算装置、原子炉平均出力演算装置等の各装置間をプリント配線装置およびコネクタにより接続することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の原子炉の出力領域モニタシステム。
11. 前記局部出力演算装置毎および原子炉平均出力演算装置毎にそれぞれの情報を監視可能な表示装置を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の原子炉の出力領域モニタシステム。
12. 前記局部出力演算装置および原子炉平均出力演算装置の情報を一括して監視可能な集中表示装置を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の原子炉の出力領域モニタシステム。
    
    

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