JP3219893B2 - 原子炉出力解析装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、中性子検出器の出力信
号をディジタル演算処理して原子炉のレベル解析を行う
原子炉出力解析装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子炉施設には、原子炉監視装置や原子
炉出力解析装置等が備えられており、このうち原子炉監
視装置は、原子炉出力が上昇し、検出器出力がある設定
レベル以上となった場合に即座に原子炉を停止させるた
めの信号を発生させるもので、検出器出力に対する同時
性（リアルタイム処理）、高速応答が要求されている。

【０００３】一方、原子炉出力解析装置は、原子炉監視
装置のような即時性は要求されていないため検出器出力
をできるだけ高速でサンプリングしてデータとして保持
し、必要な時にこれらデータを用いて時間密度の高い
（精度の高い）解析を行っている。この場合、解析処理
にかかる時間は上記監視装置のように制限はない。

【０００４】このような原子炉出力解析装置は、原子炉
内に配置された中性子検出器の出力信号をディジタル信
号に変換し、このディジタル信号をマイクロプロセッサ
を応用したディジタル信号処理装置に送り、ここで中性
子検出器の効率及び信号変換特性等を演算係数を用いて
補正し、かつこの補正された信号に基づいて中性子検出
器の配置された周辺の原子炉出力レベルの変動等を解析
している。

【０００５】このような装置では、ディジタル演算処理
により補正演算を数値演算により実行するので、演算係
数の変更管理が容易に行なえ、かつ微妙な調整も短時間
で行なえて大変簡便であり、そのうえ中性子検出器の出
力信号の大きさに応じて演算係数を自動的に変更する等
の高度な演算が容易にできる。

【０００６】しかしながら、マイクロプロセッサにより
実行される演算処理は、プログラムで記述された命令を
順次実行することで実施されるため同時に複数の処理を
実行することは困難であり、かつ中性子検出器の出力信
号の入力から処理結果が得られるまでには、演算実行時
間に相当する時間遅れが発生する。

【０００７】又、かかる演算処理では、中性子検出器の
出力信号をディジタル変換し、このディジタル信号を所
定のサンプリング周期でサンプリングするので、中性子
検出器の出力信号のような時間的に連続した信号は離散
的な信号となり、サンプリング周期の２分の１以上の周
波数成分を正確に出力して再現することは困難となる。
このため、入力信号に対してサンプリング周期の２分の
１以上の周波数成分を除去するためのローパスフィルタ
を用いるのが一般的となっている。

【０００８】従って、かかる演算処理を適用した原子炉
出力解析装置では、中性子検出器の出力信号に含まれる
周波数情報が、サンプリング周期の２分の１以下になっ
てしまう。

【０００９】現在のディジタル演算処理では、十分高速
なデータのサンプリングが可能であるため、原子炉出力
を監視する上に問題はない。しかしながら、個々の中性
子検出器の周波数成分を解析して原子炉の異常の前兆を
検出しようとする原子炉出力解析装置では、解析できる
周波数範囲が狭くなり、精度の高く原子力出力を解析す
ることが困難である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】以上のように中性子検
出器の出力信号に含まれる周波数情報がサンプリング周
期の２分の１以下になって解析できる周波数範囲が狭く
なり、精度の高く原子炉出力を解析することが困難であ
る。

【００１１】そこで本発明は、中性子検出器の出力信号
から解析できる周波数範囲を広くできて、原子炉出力の
解析を精度の高くできる原子炉出力解析装置を提供する
ことを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、中性子検出器
の出力信号を当該中性子検出器の検出効率に応じた演算
係数を用いてディジタル変換するディジタル演算処理部
を備え、このディジタル信号から中性子検出器の設置さ
れている周辺の局部的な原子炉出力レベル情報を得て原
子炉のレベル解析を行なう原子炉出力解析装置におい
て、中性子検出器のディジタル変換前の出力信号を受け
て記録する第１の記録部と、ディジタル演算処理部で用
いられた演算係数を記録する第２の記録部と、これら第
１の記録部及び第２の記録部に記録されたディジタル変
換前の出力信号及びディジタル演算処理部で用いられた
演算係数を乗算する乗算部と、この乗算部で得られた乗
算結果を用いて原子炉出力を解析するレベル解析部とを
備えて上記目的を達成しようとする原子炉出力解析装置
である。

【００１３】これは上記の如く原子炉監視装置において
検出器出力がある設定レベル以上となった場合に即座に
原子炉を停止させるために、検出器出力に対する同時性
（リアルタイム処理）、高速応答が要求され、又、原子
炉出力解析装置において検出器出力をできるだけ高速で
サンプリングしてデータとして保持し、必要な時にこれ
らデータを用いて時間密度の高い（精度の高い）解析を
行うことから達成できる。

【００１４】

【作用】このような手段を備えたことにより、中性子検
出器の出力信号をディジタル演算処理部によって当該中
性子検出器の検出効率に応じた演算係数を用いてディジ
タル変換し、かつ中性子検出器から出力されるディジタ
ル変換前の出力信号を第１の記録部において記録し、こ
れと共にディジタル演算処理部で用いられた演算係数を
第２の記録部において記録し、これら第１の記録部及び
第２の記録部に記録されたディジタル変換前の出力信号
及びディジタル演算処理部で用いられた演算係数を乗算
部により乗算し、この乗算結果を用いてレベル解析部に
より原子炉出力を解析する。このように中性子検出器の
出力信号から周波数解析を行なうので、広い周波数範囲
で原子炉出力の解析ができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図１は原子炉出力解析装置の基本的な構
成図である。原子炉内に配置された中性子検出器１の出
力信号は測定手段２に送られている。

【００１６】この測定手段２は、中性子検出器１の出力
信号をディジタル演算処理可能な信号形態に変換し、こ
の後に中性子検出器１の設置された位置周辺の局部的な
原子炉出力に比例した値に変換する機能を有するもの
で、信号形態変換部３及びディジタル演算処理部４から
構成されている。

【００１７】このうち信号形態変換部３は、中性子検出
器１の出力信号をディジタル演算処理可能な信号形態に
変換するものであり、ディジタル演算処理部４は、中性
子検出器１の検出効率及び測定手段２における信号変換
特性を演算係数を用いて補正演算して、中性子検出器１
の設置された位置周辺の局部的な原子炉出力に比例した
値に変換する機能を有している。

【００１８】解析手段５は、測定手段２からのディジタ
ル信号を受け、中性子検出器１の設置されている周辺の
局部的な原子炉出力のレベル情報に基づいて原子炉のレ
ベル解析を行う機能を有するものである。

【００１９】具体的には各記録部６、７が設けられ、こ
のうち一方の記録部６はディジタル演算処理部４の演算
処理に用いられる演算係数を受けて記録するものであ
り、他方の記録部７は信号形態変換部３の出力信号、つ
まりディジタル演算処理する前の中性子検出器１の出力
信号に応じた信号を入力して順次記録するものである。

【００２０】乗算部８は、記録部７に記憶されているデ
ィジタル演算処理する前の中性子検出器１の出力信号に
応じた信号に対して記録部６に記憶されている演算係数
を乗算してレベル解析部９に送る機能を有するものであ
る。

【００２１】このレベル解析部９は、乗算部８の乗算結
果を受け、この乗算結果を用いて原子炉出力レベルの変
動を解析する機能を有するものである。又、時間情報解
析部１０は、記録部７に記憶されているディジタル演算
処理する前の中性子検出器１の出力信号に応じた信号、
又は乗算部８の乗算結果のうちいずれか一方又は両方を
受けて信号周波数等の時間情報の解析を行なう機能を有
している。

【００２２】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。中性子検出器１の出力信号は信号形態変
換部３に送られる。この信号形態変換部３は、中性子検
出器１の出力信号をディジタル演算処理可能な信号形態
に変換し、ディジタル演算処理部４及び記録部７に送出
する。

【００２３】このうちディジタル演算処理部４は、中性
子検出器１の検出効率及び測定手段２における信号変換
特性を演算係数を用いて補正演算して、中性子検出器１
の設置された位置周辺の局部的な原子炉出力に比例した
値に変換し、かつこのとき用いた演算係数を記録部６に
送出する。

【００２４】これにより、記録部６には、ディジタル演
算処理部４の演算処理に用いられた演算係数が逐次記録
される。一方、記録部７には、信号形態変換部３の出力
信号、つまりディジタル演算処理する前の中性子検出器
１の出力信号に応じた信号が順次記録される。この信号
は、中性子検出器１の出力信号と同等の周波数情報を含
んでいる。

【００２５】このような状態に、乗算部８は、記録部７
に記憶されているディジタル演算処理する前の中性子検
出器１の出力信号に応じた信号に対して記録部６に記憶
されている演算係数を乗算してレベル解析部９に送る。

【００２６】このレベル解析部９は、乗算部８の乗算結
果を受け、この乗算結果を用いて原子炉出力レベルの変
動を解析する。又、時間情報解析部１０は、記録部７に
記憶されているディジタル演算処理する前の中性子検出
器１の出力信号に応じた信号、又は乗算部８の乗算結果
のうちいずれか一方又は両方を受けて信号周波数等の時
間情報の解析を行なう。

【００２７】このような解析装置であれば、中性子検出
器１の設置されている位置周辺の局部的な原子炉出力に
比例した正確な値を得ることができ、この値から原子炉
出力レベルの正確なレベル解析ができる。

【００２８】又、ディジタル演算処理する前の中性子検
出器１の出力信号に応じた信号を用いて信号周波数等の
時間情報の解析を行なうので、広い周波数範囲で周波数
解析ができ、かつ中性子検出器１の出力信号に対して実
時間で周波数解析ができる。この場合、信号の時間的な
相対変化量が用いられ絶対値としての精度が要求されな
いので、演算係数による補正前の信号を用いても正確な
周波数解析ができる。

【００２９】次に原子炉出力解析装置の具体的な実施例
について図２に示す原子炉出力解析装置の構成図を参照
して説明する。原子炉内に配置された中性子検出器１１
の出力信号は測定手段１２に送られている。

【００３０】この測定手段１２には、電流・電圧信号変
換回路１３が設けられ、これにより中性子検出器１１か
らの電流信号がそれに応じた電圧信号に変換され、次の
Ａ／Ｄ変換回路１４によりディジタル演算処理可能な信
号形態に変換されてディジタル演算処理回路１５に送ら
れるようになっている。

【００３１】このディジタル演算処理回路１５は、Ａ／
Ｄ変換回路１４からのディジタル電圧信号に対して、中
性子検出器１１の検出感度と電流・電圧信号変換回路１
３及びＡ／Ｄ変換回路１４における変換特性の演算係数
とから求められる演算係数を乗算し、この乗算により中
性子検出器１１の設置されている位置周辺の原子力出力
に比例した信号を求める機能を有している。

【００３２】このディジタル演算処理回路１５にはデー
タ伝送回路１６が接続され、ディジタル演算処理回路１
５の演算処理に用いられた演算係数がデータ伝送回路１
６により解析手段１７に伝送されるようになっている。

【００３３】この解析手段１７には、データ受信回路１
８が設けられ、これによりデータ伝送回路１６から伝送
された演算係数を受信してデータ記録回路１９に送られ
るようになっている。

【００３４】又、Ａ／Ｄ変換回路２０が設けられ、ここ
で電流・電圧信号変換回路１３から出力される中性子検
出器１１の出力信号に応じた電圧信号がディジタル変換
されてデータ記録部２１に送られるようになっている。

【００３５】これらデータ記録部１９、２１には、時刻
管理回路２２が接続され、時刻情報とともに演算係数、
中性子検出器１１のディジタル出力信号がそれぞれ記録
されるようになっている。

【００３６】乗算回路２３は、時刻情報に基づいてデー
タ記録部１９から演算係数を読み出すとともにデータ記
録部２１から中性子検出器１１のディジタル出力信号を
読み出し、これら演算係数とディジタル電圧信号とを乗
算し、中性子検出器１１の設置されている位置周辺の原
子力出力に比例した信号を求める機能を有している。

【００３７】レベル解析回路２４は、乗算回路２３の乗
算結果を受け、この乗算結果を用いて原子炉出力レベル
の変動を解析し、リアルタイムトレース等の事象解析を
行なう機能を有している。

【００３８】又、周波数解析回路２５は、データ記録部
２１に記憶されているディジタル電圧信号、又は乗算回
路２３の乗算結果のうちいずれか一方又は両方を受けて
信号周波数等の時間情報の解析を行なう機能を有してい
る。

【００３９】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。中性子検出器１１の出力信号は、電流・
電圧信号変換回路１３により電圧信号に変換され、次に
Ａ／Ｄ変換回路１４によりディジタル変換されてディジ
タル演算処理回路１５に送られる。

【００４０】このディジタル演算処理回路１５は、Ａ／
Ｄ変換回路１４からのディジタル電圧信号に対して、中
性子検出器１１の検出感度と電流・電圧信号変換回路１
３及びＡ／Ｄ変換回路１４における変換特性の演算係数
とから求められる演算係数を乗算し、この乗算により中
性子検出器１１の設置されている位置周辺の原子力出力
に比例した信号を求め、かつこの演算処理に用いた演算
係数をデータ伝送回路１６に送る。このデータ伝送回路
１６は、受け取った演算係数を解析手段１７に伝送す
る。

【００４１】この解析手段１７では、データ受信回路１
８により受信した演算係数をデータ記録部１９に送るの
で、このデータ記録部１９は演算係数を時刻管理回路２
２からの時刻情報とともに記録する。

【００４２】一方、電流・電圧信号変換回路１３から出
力される電圧信号は、解析手段１７のＡ／Ｄ変換回路２
０によりディジタル変換されてデータ記録部２１に送ら
れる。このデータ記録部２１は、ディジタル電圧信号を
時刻管理回路２２からの時刻情報とともに記録する。

【００４３】この状態に、原子炉において特定の事象が
発生した場合、乗算回路２３は、時刻情報に基づいてデ
ータ記録部１９から演算係数を読み出すとともにデータ
記録部２１から中性子検出器１１のディジタル出力信号
を読み出し、これら演算係数とディジタル電圧信号とを
乗算し、中性子検出器１１の設置されている位置周辺の
原子力出力に比例した信号を求める。

【００４４】そして、レベル解析回路２４は、乗算回路
２３からの乗算結果を用いて原子炉出力レベルの変動を
解析し、リアルタイムトレース等の事象解析を行なう。
一方、周波数解析回路２５は、データ記録部２１に記憶
されているディジタル電圧信号、又は乗算回路２３の乗
算結果のうちいずれか一方又は両方を受けて信号周波数
等の時間情報の解析を行なう。

【００４５】このように上記一実施例においては、中性
子検出器１１の出力信号をディジタル変換して中性子検
出器１１の設置されている周辺の局部的な原子炉出力の
レベル情報を得て原子炉のレベル解析を行ない、これと
共に中性子検出器１１の出力信号に対する時間的に連続
的した周波数解析を行うようにしたので、中性子検出器
１の設置されている位置周辺の局部的な原子炉出力に比
例した正確な値を得ることができ、この値から原子炉出
力レベルの正確なレベル解析ができる。

【００４６】又、広い周波数範囲で実時間に周波数解析
ができる。この場合、信号の時間的な相対変化量が用い
られ絶対値としての精度が要求されないので、演算係数
による補正前の信号を用いても正確な周波数解析ができ
る。

【００４７】なお、本発明は上記一実施例に限定される
ものでなくその要旨を変更しない範囲で変形してもよ
い。例えば、上記一実施例では、演算係数を測定手段１
２から解析手段１７に伝送しているが、これに代わり測
定手段から原子炉出力を解析手段１７に伝送し、解析手
段１７において原子炉出力とデータ記録部２１に記憶さ
れているディジタル電圧信号とから演算係数を逆算し、
この演算係数を用いて解析手段１７で補正演算を行なう
ようにしてもよい。

【００４８】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、中
性子検出器から出力されるディジタル変換前の出力信号
を記録し、ディジタル演算処理部で用いられた演算係数
を用いて解析を行なうので、ディジタル変換の際に失わ
れていた広い周波数成分の中性子検出器の出力信号に含
まれている周波数情報を得ることができ、この中性子検
出器の出力信号から広い周波数範囲で実時間で周波数解
析ができ、かつ高い精度で原子力出力のレベル解析がで
きる原子炉出力解析装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる原子炉出力解析装置の基本構成
図。

【図２】本発明に係わる原子炉出力解析装置の一実施例
を示す構成図。

【符号の説明】

１…中性子検出器、２…測定手段、３…信号形態変換
部、４…ディジタル演算処理部、５…解析手段、６，７
…記録部、８…乗算部、９…レベル解析部、１０…時間
情報解析部、１１…中性子検出器、１２…測定手段、１
３…電流・電圧信号変換回路、１４…Ａ／Ｄ変換回路、
１５…ディジタル演算処理回路、１６…データ伝送回
路、１７…解析手段、１８…データ受信回路、１９，２
１…データ記録回路、２０…Ａ／Ｄ変換回路、２２…時
刻管理回路、２３…乗算回路、２４…レベル解析回路、
２５…周波数解析回路。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中性子検出器の出力信号を当該中性子検
   出器の検出効率に応じた演算係数を用いてディジタル変
   換するディジタル演算処理部を備え、このディジタル信
   号から前記中性子検出器の設置されている周辺の局部的
   な原子炉出力レベル情報を得て原子炉のレベル解析を行
   なう原子炉出力解析装置において、 前記中性子検出器のディジタル変換前の出力信号を受け
   て記録する第１の記録部と、 前記ディジタル演算処理部で用いられた演算係数を記録
   する第２の記録部と、 これら第１の記録部及び第２の記録部に記録されたディ
   ジタル変換前の前記出力信号及び前記ディジタル演算処
   理部で用いられた前記演算係数を乗算する乗算部と、 この乗算部で得られた乗算結果を用いて前記原子炉出力
   を解析するレベル解析部と、 を具備した ことを特徴とする原子炉出力解析装置。