JP2011059117A - γ線温度計を含む中性子監視システム及びγ線温度計を使用して核計装を校正する方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】核計装920で局所中性子束を測定し、局所中性子束に比例する第1の信号S2を核計装920から発生し、γ線温度計924で局所γ線束を測定し、局所γ線束に比例する第2の信号S1をγ線温度計924から発生し、第2の信号S1を補償し、補償後の第2の信号に基づいて核計装920の利得を校正する。第2の信号S1を補償する工程は、特定遅延γ線源群の選択された収率aiを計算し、特定遅延γ線源群の時定数tiを計算し、選択された収率ai及び時定数tiに基づいて遅延局所γ線束に対応する第3の信号を計算し、第2の信号S1から第3の信号を減算する工程により補償後の第2の信号を計算する。
【選択図】図9
Description
PHOSITAには周知であるように、a、b及びlの値は事前のデータ及び/又は経験に基づいて予測されてもよい。同様にPHOSITAには周知であるように、a、b及びlの値は、GT校正中に記録されたデータに基づいて計算及び/又は検証されてもよい。
GT構体300を校正していない場合、感度S0、アルファ係数a、GT検出器332の出力電圧Ug(mV単位)及びGT検出器332のγ線加熱値Wg(W/g単位)は、以下に示す式(3)を使用して示されてもよい。
上記の式(3)を配列し直すと、以下に示す式(4)を使用してγ線加熱値Wgを計算できる。
図5は、従来の出力分布監視システムの炉内固定核計装システムの検出器の配置関係を示した一部破断斜視図である。図6は、図5の検出器の配置関係を示した一部破断正面図である。
式(5)において、a0は定数項を示してもよく、P(t)は瞬時応答項を示してもよく、amは定数項を示してもよく、um(t)は以下の式(6)により定義される遅延応答項を示してもよい。
式(6)における積分はt=-∞〜tで実行されてもよく、tmは熱時定数であってもよい。
PHOSITAには周知であるように、対応するLPRM検出器516を校正するために、所定のGT検出器332の瞬時応答項P(t)はデジタルGTデータD1に変換され、次にLPRMデータD2と比較されてもよい。
F(t,T)=a{(ai/li)*exp(-lit)*[1-exp(-liT)]} (9)
F(t,\)=F(t,1013) (10)
ANS規格の表9は、235Uの熱核分裂関数f(t)及びF(t,∞)に関するai及びliパラメータを提供する。ANS規格の表10は、239Puの熱核分裂関数f(t)及びF(t,∞)に関するai及びliパラメータを提供する。ANS規格の表11は、238Uの高速核分裂関数f(t)及びF(t,∞)に関するai及びliパラメータを提供する。AMS規格の表12は、241Puの熱核分裂関数f(t)及びF(t,∞)に関するai及びliパラメータを提供する。
以下に説明するように、崩壊時定数tiは関心遅延γ線源群を判定するために使用されてもよい。
実施形態において、放出される遅延γ線エネルギーの総量TMEVPFは、以下に示す式(13)により定義されてもよい。式中、総量TMEVPFはMeV/核分裂単位であり、量MEVPFiはMeV/核分裂単位であり、i=1,2,…,23である。
実施形態において、補償前収率UYFiは、以下に示す式(14)により定義されてもよい。補償前収率UYFiは単位なしであり、量MEVPHiはMeV/核分裂単位であり、総量TMEVPFはMeV/核分裂単位であり、i=1,2,…,23である。
実施形態において、補償後収率CYFiは、以下に示す式(15)により定義されてもよい。式中、補償後収率CYFiは単位なしであり、補償前収率UYFiは単位なしであり、i=1,2,…,23である。FDGは単位なしであり、以下に示す式(15)により定義されてもよい。
実施形態において、遅延γ線によって核分裂過程で放出されるγ線エネルギーの分率を示す値が計算されてもよい。この値は、核分裂性核種及び/又は考えられる他のアクチニドに応じて変化してもよい。
PHOSITAには周知であるように、QDGの値は、例えばEvaluated Nuclear Data File(「ENDF」)から調べられてもよい。ENDFは、例えばNational Nuclear Data Center of Brookhaven National Laboratory(http://www.nndc.bnl.gov/)を介してオンラインでアクセスされてもよい。ENDFの現在のオンラインデータベースバージョンは、ENDF/B−VII.0(2006年12月15日発売)である。「ENDF」をクリックし、「Basic Retrieval」を選択し且つターゲットとして235Uを使用する(例えば「235u」と入力する)と、ユーザは、1〜14と番号付けされた14のエントリを含む「ENDF Data Selection」ページを見ることができる。各エントリはInfo、Summary、MAT、ENDF-6、Interpreted、s及び/又はPlotなどのオプションを含む。エントリ番号4のInterpretedオプション(「U-235(E_REL_FIS)U-235, INFO MT458」)をクリックすると、ユーザは、235Uの核分裂で放出されるエネルギーの成分を提示する「Interpreted ENDF File」とラベル付けされたページを見ることができる。記載されているQDGの値は5.6000MeV(235U)である。
即発信号GTprompt(t)は、W/g単位で即発γ線エネルギー発熱量を示す。式(17)において、tは時間(秒単位)を示す。
式(18)において、tは時間(秒単位)を示し、GT(t)はγ線温度計からの信号(μV単位)を示し、S0はγ線温度計の感度(mV/(W/g)単位)を示し、aはγ線温度計のアルファ係数(mV−1単位)を示す。
式(19)において、nは遅延γ線源群と関連する数(n=1,2,…,13―13の遅延γ線源群は遅延γ線源群2〜14であると認識する)を示し、anは遅延γ線源群の遅延γ線源群分率を示し、tは時間(秒単位)を示し、GTprompt(t)は即発γ線エネルギー発熱量(W/g単位)を示し、tnは遅延γ線源群の時定数を示す。
実施形態を特定して示し且つ説明したが、添付の特許請求の範囲により定義される本発明の趣旨及び範囲から逸脱せずに、実施形態において形態及び詳細に関して種々の変更が実施されてもよいことはPHOSITAにより理解されるだろう。
102 炉心
104 給水入口
106 給水スパージャ
108 ダウンカマーアニュラス
110 炉心シュラウド
112 燃料束集合体
114 トップガイド
116 炉心支持板
118 炉心下部プレナム
120 炉心上部プレナム
122 シュラウドヘッド
124 スタンドパイプ
126 汽水分離器
128 混合プレナム
130 蒸気乾燥器
132 蒸気ドーム
134 蒸気出口
136 再循環水出口
138 ジェットポンプ構体
140 再循環水入口
142 入口ミキサ
144 エルボ
146 入口昇水管
148 ディフューザ
200 炉心
202 燃料束
204 周囲燃料束
206 制御棒
208 燃料束集合体
210 局所出力領域モニタ(「LPRM」)構体
300 γ線温度計(「GT」)構体
302 カバー管
304 中心管
306 環状空間部分
308 内部穴
310 ケーブルセンサ構体
312 内蔵ヒータ
314 差動形熱電対
316 被覆管
318 金属/合金フィルタ
320 被覆管
322 電気絶縁層
324 ヒータワイヤ
326 被覆管
328 電気絶縁層
330 熱電対信号ワイヤ
332 γ線加熱検出器
334 高温ポイント
336 低温ポイント
500 炉心
502 燃料集合体
504 炉内核計装構体
506 角部水間隙
508 制御棒
510 炉内核計装案内管
512 LPRM検出器構体
514 GT検出器構体
516 LPRM検出器
518 チャンネルボックス
700 原子炉出力分布監視システム
702 炉内固定核計装システム
704 プロセス制御コンピュータ
706 中央処理装置(「CPU」)
708 メモリ装置
710 入力コンソール
712 表示装置
714 原子炉圧力容器
716 一次格納容器
718 LPRM信号処理装置
720 信号ケーブル
722 貫入部分
724 出力領域中性子束測定システム
726 GT信号処理装置
728 信号ケーブル
730 貫入部分
732 GT出力分布測定システム
734 γ線温度計ヒータ制御装置
736 炉心状態データ測定装置
738 炉心状態データ処理装置
740 信号ケーブル
742 貫入部分
744 プロセスデータ測定システム
746 電力ケーブル
748 核計装制御プロセスモジュール
750 出力分布シミュレーションプロセスモジュール
800 GT信号処理装置
802 GT信号サイトボード
804 GT制御パネル
806 増幅器
808 低域フィルタ
810 マルチプレクサ
812 A/D変換器
814 信号保持回路
816 デジタル信号処理装置(「DSP」)
818 メモリ
820 入出力(「I/O」)バッファ
822 遅延γ線補償モジュール
824 送信機
826 CPU
828 I/Oバッファ
830 メモリ
832 表示コンソール
834 送信機
836 光ケーブル
838 GTヒータ制御パネル
840 I/O機械
842 ヒータワイヤ
844 GT信号サイトボード
846 差動形熱電対
900 原子炉出力分布監視システム
902 炉内固定核計装システム
904 プロセス制御コンピュータ
906 炉心
908 原子炉圧力容器
910 一次格納容器
912 炉内核計装構体
914 炉内核計装案内管
916 LPRM検出器構体
918 GT検出器構体
920 LPRM検出器
922 LPRM信号処理装置
924 GT検出器
926 信号ケーブル
928 貫入部分
930 出力領域中性子束測定システム
932 GT信号処理装置
934 信号ケーブル
936 貫入部分
938 GT出力分布測定システム
940 γ線温度計ヒータ制御装置
942 電力ケーブル
944 炉心状態データ測定装置
946 炉心状態データ処理装置
948 信号ケーブル
950 貫入部分
952 プロセスデータ測定システム
954 CPU
956 メモリ装置
958 入力コンソール
960 表示装置
D1 デジタルGTデータ
D2 デジタルLPRMデータ
D3 デジタル炉心状態データ
H 有効燃料長さ
L 間隔
PM1 核計装制御プログラムモジュール
PM2 出力分布シミュレーションプログラムモジュール
PM3 出力分布学習(適応)プログラムモジュール
S1 GT信号
S2 LPRM信号
S3 炉心状態データ信号
Claims (10)
- γ線温度計(924)を使用して核計装(920)を校正する方法において、
前記核計装(920)で局所中性子束を測定する工程と、
測定された局所中性子束に比例する第1の信号(S2)を前記核計装(920)から発生する工程と、
前記γ線温度計(924)で局所γ線束を測定する工程と、
測定された局所γ線束に比例する第2の信号(S1)を前記γ線温度計(924)から発生する工程と、
前記第2の信号(S1)を補償する工程と、
前記補償後の第2の信号に基づいて前記核計装(920)の利得を校正する工程とを具備し、
前記第2の信号(S1)を補償する工程は、
特定遅延γ線源群の選択された収率(ai)を計算する工程と、
前記特定遅延γ線源群の時定数(ti)を計算する工程と、
前記選択された収率(ai)及び前記時定数(ti)に基づいて遅延局所γ線束に対応する第3の信号を計算する工程と、
前記第2の信号(S1)から前記第3の信号を減算する工程により前記補償後の第2の信号を計算する工程
とを含み、
前記特定遅延γ線源群は、5×10−1秒より大きく且つ5×105秒より小さい崩壊時定数(ti)を有することを特徴とする校正方法。 - 前記特定遅延γ線源群は、American National Standards Institute/American Nuclear Society Standard for Decay Heat Power in Light Water Reactorよる表又はそれと同等の分析表示から選択される請求項1記載の方法。
- 前記表又はそれと同等の分析表示は、ウラニウム‐235の熱核分裂に関連するデータを含む請求項2記載の方法。
- 前記特定遅延γ線源群は13の特定遅延γ線源群を含む請求項2記載の方法。
- 前記特定遅延γ線源群の前記選択された収率(ai)は事前に計算されるか又は
前記特定遅延γ線源群の前記時定数(ti)は事前に計算されるか、あるいは
前記特定遅延γ線源群の前記選択された収率(ai)は事前に計算され且つ前記特定γ線源群の前記時定数(ti)は事前に計算される請求項1記載の方法。 - 1つの遅延γ線源群と関連する番号をnとし、
秒単位で示される時間をtとし、
マイクロボルト単位で示されるγ線温度計(924)からの信号をGT(t)とし、
ミリボルト/(ワット/グラム)単位で示される前記γ線温度計(924)の感度をS0とし、
ミリボルト−1単位で示される前記γ線温度計(924)のアルファ係数をaとし、
前記遅延γ線源群の遅延γ線源群分率をanとし、
ワット/グラム単位で示される即発γ線エネルギー発熱量をGTprompt(t)とし、且つ
前記遅延γ線源群の時定数をtnとするとき、
前記第2の信号(S1)は、
second signal={GT(t)/[(1,000* S0)+(GT(t)* S0*a)]}
により示され、前記第3の信号は、
により示され、前記補償後の第2の信号は、
補償後の第2の信号=第2の信号−第3の信号
により示される請求項1記載の方法。 - 複数の核計装(920)と;
複数のγ線温度計(924)と;
プロセッサ(954)と;
メモリ(956)とを具備し、
各γ線温度計(924)は前記各計装(920)のうち1つと関連し、
各核計装(920)は、局所中性子束を測定し且つ測定された局所中性子束に比例する第1の信号(S2)を発生し、
各γ線温度計(924)は、局所γ線束を測定し且つ測定された局所γ線束に比例する第2の信号(S1)を発生し、
特定遅延γ線源群の選択された収率(ai)は、前記プロセッサ(954)により計算されるか又は前記メモリ(956)に格納されるか、あるいは前記プロセッサ(954)により計算され且つ前記メモリ(956)に格納され、
前記特定遅延γ線源群の時定数(ti)は、前記プロセッサ(954)により計算されるか又は前記メモリ(956)に格納されるか、あるいは前記プロセッサ(954)により計算され且つ前記メモリ(956)に格納され、
前記プロセッサ(954)は、γ線温度計(924)ごとに、前記選択された収率(ai)及び前記時定数(ti)に基づいて遅延局所γ線束に対応する第3の信号を計算し、
前記プロセッサ(954)は、γ線温度計(924)ごとに、前記第2の信号(S1)から前記第3の信号を減算する工程により補償後の第2の信号を計算し、
各核計装(920)の利得は、関連するγ線温度計(924)の前記補償後の第2の信号に基づいて校正され、且つ
前記特定遅延γ線源群は、5×10−1秒より大きく且つ5×105秒より小さい崩壊時定数(ti)を有する中性子監視システム(900)。 - 複数の核計装(920)と;
複数のγ線温度計(924)とを具備し、
前記核計装(920)の利得は、請求項1記載の方法に従って前記γ線温度計(924)を使用して校正される中性子監視システム(900)。 - 請求項7記載の中性子監視システム(900)を具備する原子力発電装置。
- 請求項8記載の中性子監視システム(900)を具備する原子力発電装置。
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