JP3567038B2 - 原子炉出力監視装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子力発電プラントの原子炉核計装システムに係り、特に出力領域における中性子束の監視を行う原子炉出力監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の原子力発電プラントで沸騰水型軽水炉においては、その出力領域における炉心内の中性子束を監視する原子炉出力監視装置として、出力領域モニタ（Ｐｏｗｅｒ Ｒａｎｇｅ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ， ＰＲＭ）が設けられていている。 この出力領域モニタについては、炉心の平均出力の計測と局部出力分布の計測と共に、原子炉出力約１０％以上の出力領域での運転時に、局部出力及び平均出力の過渡変化に対して炉心を保護すること（安全保護機能）を目的としている。
【０００３】
沸騰水型軽水炉で大型炉を例にすると、図８のブロック構成図に示すように、出力領域モニタ１における局部出力領域モニタ（Ｌｏｃａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｒａｎｇｅ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，以下、ＬＰＲＭと略称する）検出器集合体２は、例えば炉心軸方向に沿って等間隔で４つのＬＰＲＭ検出器３を配置している。
【０００４】
また、前記ＬＰＲＭ検出器集合体２は、図９の炉心平面配置図に示すように炉心４内で、制御棒５の２本間隔毎に格子状に、Ａ系のＬＰＲＭ検出器集合体２、及びＢ系のＬＰＲＭ検出器集合体２を市松模様状に配置しており、ＬＰＲＭ検出器集合体２それぞれの、各ＬＰＲＭ検出器３からの信号により炉心４の局部出力分布の計測を行っている。
【０００５】
平均出力領域モニタ（Ａｖｅｒａｇｅ Ｐｏｗｅｒ Ｒａｎｇｅ Ｍｏｎｉｔｏｒ ，以下、ＡＰＲＭと略称する）としては、ＡＰＲＭ演算装置６（以下、ＡＰＲＭユニットと呼ぶ）により、前記ＬＰＲＭ検出器３の信号を炉心４の全体から均等に入力して、このＬＰＲＭ検出器信号より、炉心４の平均出力レベルの計測を行っている。
【０００６】
なお、ＡＰＲＭユニット６は、炉心４の平均出力レベルが設定値に達した時や、ＬＰＲＭ検出器３の信号入力数がＡＰＲＭ演算に必要な数を下回った時、及びＡＰＲＭユニット６が電源喪失等により監視機能が無効となった時には、原子炉保護系（Ｒｅａｃｔｏｒ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ，ＲＰＳ）７にトリップ信号を出力して、原子炉を緊急停止したり（以下、スクラムと呼ぶ）警報信号を出力したりする。
【０００７】
原子力発電プラントにおいて安全保護機能を有する系統は、その系統を構成するチャンネルの単一故障が起きた場合でも、所定の安全保護機能を失わないように、多重性を備えた設計とする必要があり、従って、沸騰水型軽水炉のＢＷＲ−２／３／４／５型については、原子炉保護系に二重の１ｏｕｔｏｆ２方式を採用して、２系４区分（Ａ，Ｂ系、区分１Ａ，２Ａ，１Ｂ，２Ｂ）のチャンネル構成となっている。
【０００８】
しかし、原子炉核計装システムについては、プラント運転中でも使用状態からの取り外し（以下、バイパスと呼ぶ）を行って、適宜、保守や調整及び校正ができるようにＡ，Ｂ各系でそれぞれに１チャンネル多い構成、すなわち、各系とも３チャンネル（Ａ系−Ａ，Ｃ，Ｅチャンネル、Ｂ系−Ｂ，Ｄ，Ｆチャンネル）の、合計６チャンネルの構成として、各系のＡＰＲＭユニット６には同一系に属する無停電電源より給電を行っている。
【０００９】
また、Ａ，Ｂ両系で原子炉保護系７に接続している３チャンネルのＡＰＲＭユニット６の内で、１チャンネルのＡＰＲＭユニット６をバイパススイッチ８によりバイパスすることができ、このバイパスされたＡＰＲＭユニット６からは当然のことながら、原子炉保護系７に呈するトリップ信号は出力されない。
【００１０】
しかしながら、１系の３つのＡＰＲＭユニット６の内で、バイパススイッチ８により１チャンネルをバイパスした状態においても、残りの２チャンネルのＡＰＲＭユニット６が、そのＡ系及びＢ系の２つの原子炉保護系チャンネルのいずれかに接続されている。
このために、さらに、ＡＰＲＭにおいて単一故障が起きた場合でも、故障していない残りの１チャンネルのＡＰＲＭと、他系のＡＰＲＭにより多重性を確保することができる。
【００１１】
前記複数のＬＰＲＭ検出器３からの信号のＡＰＲＭへの配分方法は、ＬＰＲＭ検出器３の数が炉心４の大きさにより異なることから、発電機出力 ５４０ＭＷｅ以下の小型炉と、 ７８０ＭＷｅ以上の大型炉で異なっている。
小型炉の場合は、ＬＰＲＭ検出器数が少ないために、ＬＰＲＭ検出器３の信号をＡ系とＢ系のＡＰＲＭ間で共用することにより、ＡＰＲＭ演算に必要なＬＰＲＭ検出器信号の入力数を確保し、炉心４の全体を均等に監視している（通常は１つのＬＰＲＭ検出器信号を１つのＡＰＲＭユニット６に入力する）。
【００１２】
Ａ，Ｂ各系のうち１チャンネルのＡＰＲＭユニット６は、各ＬＰＲＭ検出器集合体２から１つずつのＬＰＲＭ検出器信号（全ＬＰＲＭ検出器信号の１／４）を直接入力してＡＰＲＭ演算を行っている。
しかし、残りの２チャンネルは、ＡＰＲＭ演算に用いるＬＰＲＭ検出器信号の約半数を他系のＡＰＲＭから間接的に入力して、ＡＰＲＭ演算に必要なＬＰＲＭ検出器信号数を確保してＡＰＲＭ演算を行っている。
【００１３】
従って、共用チャンネルは２組存在し、各組で同じＬＰＲＭ検出器信号を使用するために、同じＡＰＲＭ演算を行うことになり、６チャンネルのＡＰＲＭで実質４チャンネル分のＡＰＲＭ演算を行うことになる。
【００１４】
大型炉の場合は、上記図９のように炉心４内で制御棒５の２本間隔毎に格子状に、Ａ系のＡＰＲＭに入力するＡ系ＬＰＲＭ検出器集合体２、及びＢ系のＡＰＲＭへ入力するＢ系ＬＰＲＭ検出器集合体２を市松模様状に配置している。
これによる各ＡＰＲＭは、同一系に属する各ＬＰＲＭ検出器集合体２から、１つずつのＬＰＲＭ検出器信号（一つの系に属するＬＰＲＭ検出器信号の１／４）を入力してＡＰＲＭ演算を行っている。
【００１５】
これにより、大型炉では小型炉と異なり、異区分間でのＬＰＲＭ検出器信号の共用をなくしているが、全ＬＰＲＭ検出器集合体２で、Ａ，Ｂ系でそれぞれ１つのＬＰＲＭ検出器集合体２がＡＰＲＭユニット６に入力されていない。
【００１６】
従って、図８に示すように６チャンネル（ｃｈ．Ａ〜ｃｈ．Ｆ）のＡＰＲＭユニット６に加えて、ＬＰＲＭ検出器信号監視装置９（以下、ＬＰＲＭユニットと呼ぶ）をＡ，Ｂ各系に１つずつ設けて、前記それぞれ１つのＬＰＲＭ検出器集合体２と接続し、そのデータを図示しないプロセス計算機等へ出力するようにしている。
【００１７】
また、ＡＰＲＭユニット６においては、炉心４の再循環流量に応じて変化するトリップ信号の出力設定点を備えており、このために、出力領域モニタ１では炉心冷却材の再循環流量の監視も行っている。
【００１８】
この再循環流量の監視は、炉心４に対して冷却材を循環させる図示しない複数の再循環系で、各再循環ループに設置した差圧伝送器１０からの信号を、再循環流量演算装置１１（以下、再循環流量ユニットと呼ぶ）に入力して、炉心４における再循環ループ流量総和を演算して各ＡＰＲＭユニット６へ出力する。
なお、前記差圧伝送器１０及び再循環流量ユニット１１は、その単一故障がＡ，Ｂ両系のＡＰＲＭに影響を与えないように、各系１または２チャンネル、両系で２または４チャンネルの構成としている。
【００１９】
各ＡＰＲＭユニット６は、同一系に属する再循環流量ユニット１１から再循環ループ流量総和信号を入力して、この入力された再循環ループ流量総和が、１チャンネルの場合はその値に、２チャンネルの場合は低値選択した値に応じて、トリップ信号の出力設定点を決定する。
【００２０】
さらに、ＡＰＲＭユニット６からは、データを図示しないプロセス計算機、及び運転領域制限システム、原子炉手動制御系（Ｒｅａｃｔｏｒ Ｍａｎｕａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ，ＲＭＣＳ）１２等にも出力する。
また、前記再循環ループ流量総和信号は、制御棒引抜監視装置（Ｒｏｄ Ｂｌｏｃｋ Ｍｏｎｉｔｏｒ，ＲＢＭ）１３へも出力されて、原子炉手動制御系１２における制御棒引抜阻止トリップ出力の設定点の決定に使用される。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＡＰＲＭを６チャンネルに構成した出力領域モニタ１の場合に、小型炉においてはＡ，Ｂ両系間でＬＰＲＭ検出器信号を共用して、同じＡＰＲＭ演算を行っているチャンネルがあるために、共用チャンネルに入力されるＬＰＲＭ検出器３の指示値の異常が、両系のＡＰＲＭに影響を与える可能性がある。
また、ＡＰＲＭの共用チャンネルの故障が、共用する他系のＡＰＲＭに影響を与えることから、これらの対策として影響を緩和するために、ＬＰＲＭ検出器信号の上限値を制限をする複雑な制限回路を設けなければならない支障がある。
【００２２】
また、共用チャンネルのＡＰＲＭの一方が故障状態となり、他系側の共用ＡＰＲＭにおいて間接的に入力されていたＬＰＲＭ検出器信号が喪失して、ＡＰＲＭ演算に必要なＬＰＲＭ検出器信号数を下回っても、その共用ＡＰＲＭがトリップ信号を出力しないようにしている。
ただし、この場合においては、直接入力されているＬＰＲＭ検出器信号のバイパスを許容しないようにしている。
【００２３】
大型炉においては、炉心４においてＬＰＲＭ検出器集合体２を、市松模様状にＡ系，Ｂ系に配分していることから、Ａ系とＢ系でＡＰＲＭへのＬＰＲＭ検出器信号入力数が異なることになるので、プラントによっては、ＡＰＲＭ演算に必要な最小ＬＰＲＭ検出器信号入力数との関係から、ＬＰＲＭ検出器信号のバイパス許容数が少ない系が生じる支障があった。
【００２４】
本発明の目的とするところは、ＡＰＲＭを４チャンネルとして各チャンネル毎に独立した２系の無停電電源から給電を行うと共に、原子炉保護系チャンネルと同一系の無停電電源から給電して、運転中でも保守と調整及び校正ができるＡＰＲＭのバイパスと、バイパスされたＡＰＲＭの系の他のＡＰＲＭの単一故障に際しても、安全保護機能を失わない多重性を備えた原子炉出力監視装置を提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項１記載の発明に係る原子炉出力監視装置は、沸騰水型軽水炉の炉内に複数配設したＬＰＲＭ検出器の信号を入力処理するＡＰＲＭを４チャンネルとしてそれぞれをバイパス可能に構成すると共に前記ＡＰＲＭの単一故障に際しても他のＡＰＲＭ１チャンネルのバイパスが可能で安全保護機能を確保する。
【００２６】
ＡＰＲＭが４チャンネルで、各ＬＰＲＭ検出器集合体から１つずつのＬＰＲＭ検出器信号を各ＡＰＲＭへ入力できるので、小型炉においては、ＬＰＲＭ検出器の共用チャンネルがなくなり、大型炉においては、各ＡＰＲＭへ入力されるＬＰＲＭ検出器信号数が増加する。
また、各ＡＰＲＭがバイパス可能として、ＡＰＲＭ１チャンネルをバイパスして所定の保守等の作業中に、他のＡＰＲＭの単一故障が発生しても、監視に支障のない多重性による安全保護機能が確保されている。
【００２７】
請求項１記載の発明に係る原子炉出力監視装置はさらに、４チャンネルＡＰＲＭの各チャンネル毎に独立した２系の無停電電源から給電する。
ＡＰＲＭ１チャンネル毎に独立した２系の無停電電源から給電するので、１つの系で電源喪失が発生しても、もう一方の系の無停電電源から給電により、ＡＰＲＭの監視機能を保持するので１つの系の電源喪失によるトリップ信号は出力されない。
【００２８】
請求項１記載の発明に係る原子炉出力監視装置はさらに、４チャンネルのＡＰＲＭの各チャンネルに対する異なる系の無停電電源からの給電全てに対して、電気的及び物理的な分離を確保したことを特徴とする。
４チャンネルＡＰＲＭのそれぞれに供給する２系の無停電電源の一方に電気的及び物理的な分離（アイソレーション）を施しているので、一方のＡＰＲＭ系の電源系に異常が生じても、これの影響が他の電源系には及ばない。
【００２９】
請求項２記載の発明に係る原子炉出力監視装置は、４チャンネルのＡＰＲＭに接続してそのうち２つのＡＰＲＭがトリップ状態の時に原子炉保護系へトリップ信号を出力する２ｏｕｔｏｆ４論理のボーティング回路を複数備えると共に、前記ボーティング回路が原子炉保護系チャンネルと１対１で接続されたことを特徴とする。
【００３０】
ＡＰＲＭが４チャンネル構成で、原子炉保護系との間に２ｏｕｔｏｆ４論理のボーティング回路を原子炉保護系チャンネル数と同数備えているので、ＡＰＲＭで２チャンネル以上がトリップとなった時のみ、ボーティング回路より原子炉保護系へトリップ信号が出力されて原子炉はスクラムとなる。
また、ＡＰＲＭの１チャンネルバイパス時には２ｏｕｔｏｆ３論理となり、他のＡＰＲＭチャンネルで単一故障が発生しても、多重性により安全保護機能が確保される。
【００３１】
請求項３記載の発明に係る原子炉出力監視装置は、４チャンネルのＡＰＲＭの各チャンネルに対して、無停電電源各系毎に電子回路電源供給回路を備えて前記電子回路電源供給回路の出力を異なる系と突合せてから当該ＡＰＲＭへ給電する電源供給装置を設けたことを特徴とする。
ＡＰＲＭ内の電子回路に対する電力は、電源供給装置から二重化された無停電電源により安定して供給される。
【００３２】
請求項４記載の発明に係る原子炉出力監視装置は、４チャンネルのＡＰＲＭの各チャンネルに対して、無停電電源各系毎に電子回路電源供給回路を備えて、前記電子回路電源供給回路の出力を異なる系と突合せてから検出器電源供給回路へ給電することを特徴とする。
ＬＰＲＭ検出器に対する電力は、電源供給装置から二重化された無停電電源によりＡＰＲＭを介して安定に供給される。
【００３３】
請求項５記載の発明に係る原子炉出力監視装置は、４チャンネルのＡＰＲＭの各チャンネルに対して、独立した２系の無停電電源を突合せてから電子回路電源供給回路及び検出器電源供給回路に給電する電源供給装置を設けたことを特徴とする。
ＬＰＲＭ検出器及びＡＰＲＭ内の電子回路に対する電力は、電源供給装置から二重化された無停電電源により安定して供給される。
【００３４】
請求項６記載の発明に係る原子炉出力監視装置は、ボーティング回路に対して接続される原子炉保護系チャンネルと同一系の無停電電源から給電を行うと共に、異区分のＡＰＲＭとの取り合いに対して前記ボーティング回路を電気的及び物理的に分離して片系の電源喪失時に前記ボーティング回路と同一区分の原子炉保護系へトリップ信号を出力することを特徴とする。
【００３５】
ボーティング回路に対する電源、二重化された無停電電源から安定して供給されると共に、一方を電気的及び物理的に分離する。また、片系の電源喪失時には、ボーティング回路と同一区分の原子炉保護系へトリップ信号が出力される。
【００３６】
請求項７記載の発明に係る原子炉出力監視装置は、ＡＰＲＭ１チャンネルがトリップした際に、警報及びトリップ表示信号を出力することを特徴とする。
ＡＰＲＭにおけるトリップ発生は、当該ＡＰＲＭが出力する警報及びトリップ表示信号により報知される。
【００３７】
請求項８記載の発明に係る原子炉出力監視装置は、ボーティング回路の動作不能時に当該ボーティング回路と同一区分の原子炉保護系チャンネルへトリップ信号を出力することを特徴とする。
ボーティング回路に動作不能が生じると、当該ボーティング回路と同一区分の原子炉保護系チャンネルへトリップ信号が出力される。
【００３８】
請求項９記載の発明に係る原子炉出力監視装置は、４チャンネルのＡＰＲＭに接続してそのうち２つのＡＰＲＭがトリップ状態の時に、原子炉保護系へトリップ信号を出力する２ｏｕｔｏｆ４論理のボーティング回路を複数備えて、前記ボーティング回路が原子炉保護系チャンネルと１対１で接続すると共に、前記ＡＰＲＭの各チャンネル毎に独立した２系の無停電電源から給電することを特徴とする。
【００３９】
ＡＰＲＭで２チャンネル以上がトリップとなった時のみ、ボーティング回路より原子炉保護系へトリップ信号が出力せられて原子炉はスクラムとなる。
従って、ＡＰＲＭの１チャンネルバイパス時は２ｏｕｔｏｆ３論理となり、他のＡＰＲＭチャンネルで単一故障が発生しても、多重性により安全保護機能が確保される。
【００４０】
さらに、ＡＰＲＭには１チャンネル毎に独立した２系の無停電電源から給電するので、１つの系で電源喪失が発生しても、もう一方の系の無停電電源から給電されて、ＡＰＲＭの監視機能を保持するので１つの系の電源喪失によるトリップ信号は出力されない。
【００４１】
請求項１０記載の発明に係る原子炉出力監視装置は、炉心に冷却材を循環させる複数の再循環ループに差圧伝送器を各区分毎に設置すると共に、４チャンネルの再循環ループ流量総和を４チャンネルのＡＰＲＭと同一区分で１対１で対応させてトリップ状態の判定を行うことを特徴とする。
各ＡＰＲＭにおいて各区分の再循環ループ流量を差圧伝送器より入力して、ＡＰＲＭで再循環ループ流量総和を演算する。これにより、差圧伝送器の単一故障が２チャンネル以上のＡＰＲＭに影響を与えるこが防止される。
【００４２】
請求項１１記載の発明に係る原子炉出力監視装置は、再循環ループ差圧信号を同一区分のＡＰＲＭへ直接入力して、前記ＡＰＲＭで再循環ループ流量総和演算を行うことを特徴とする。
各ＡＰＲＭにおいて差圧伝送器の出力信号から、再循環ループ流量総和の演算を行う。
【００４３】
請求項１２記載の発明に係る原子炉出力監視装置は、ＡＰＲＭチャンネルとそれに対応する再循環ループ流量総和チャンネルのバイパスを同時に行うことを特徴とする。
ＡＰＲＭで各区分の再循環ループ流量を差圧伝送器より入力すると共に、再循環ループ流量総和の演算をすることにより、ＡＰＲＭチャンネルとそれに対応する再循環ループ流量総和チャンネルのバイパスを同時に行うことができる。
【００４４】
請求項１３記載の発明に係る原子炉出力監視装置は、同一系に属するＡＰＲＭ出力レベルのうち高値選択信号により制御棒引抜監視演算を行うことを特徴とする。
制御棒引抜監視装置ではトリップ出力が安全側に出力するように、各系のＡＰＲＭの信号のうち高値を選択して、制御棒引抜監視出力の演算及び制御棒引抜き阻止トリップ出力の設定点を決定する。
【００４５】
請求項１４記載の発明に係る原子炉出力監視装置は、同一系統に属する再循環ループ流量総和出力レベルのうち低値選択信号により制御棒引抜監視演算を行うことを特徴とする。
制御棒引抜監視装置ではトリップ出力が安全側に出力するように、各系の再循環ループ流量総和信号のうち低値を選択して、制御棒引抜監視出力の演算及び制御棒引抜き阻止トリップ出力の設定点を決定する。
【００４６】
請求項１５記載の発明に係る原子炉出力監視装置は、選択制御棒挿入領域判定を各ＡＰＲＭで行うと共に、選択制御棒挿入領域判定時に前記ボーティング回路へトリップ信号を出力することを特徴とする。
選択制御棒挿入トリップ信号は、ＡＰＲＭ１チャンネルバイパス時に単一故障が発生しても多重性を備えるように、２ｏｕｔｏｆ４論理のボーティング回路を介して出力する。
【００４７】
請求項１６記載の発明に係る原子炉出力監視装置は、４つのＡＰＲＭで演算した熱流束相当出力のうち中間２値の平均値により運転領域制限判定を行うことを特徴とする。
ＡＰＲＭにおける運転領域制限判定に際しては、熱流束相当出力のうち中間２値の平均値を出力する。
【００４８】
請求項１７記載の発明に係る原子炉出力監視装置は、応答時間要求のある信号は直接出力し、応答時間要求のない信号はデータ伝送装置を介して出力することを特徴とする。
応答時間要求のある信号はそのまま出力するが、応答時間要求のない信号についてはデータ伝送装置を介して出力することにより、プラントにより異なる他の系統との取り合いの調整をデータ伝送装置で実施できる。
【００４９】
請求項１８記載の発明に係る原子炉出力監視装置は、原子炉格納容器における同一貫通孔に挿通しているＬＰＲＭ検出器信号を１つのＡＰＲＭへ入力することを特徴とする。
ＬＰＲＭ検出器からＡＰＲＭまでの既設の配線及び経路を変更せずに施工することができる。
【００５０】
請求項１９記載の発明に係る原子炉出力監視装置は、炉内において同一軸上に配置した４つのＬＰＲＭ検出器により構成されるＬＰＲＭ検出器集合体中で、各ＬＰＲＭ検出器からの信号をそれぞれ異なるＡＰＲＭに入力すると共に、互いに近接する４つのＬＰＲＭ検出器集合体中の炉心軸方向に直交する同一平面上にある各ＬＰＲＭ検出器からの信号が同一のＡＰＲＭへ入力しないように配分することを特徴とする。
【００５１】
各ＬＰＲＭ検出器集合体中の炉心軸方向に直交する同一平面上にある各ＬＰＲＭ検出器からの信号が同一のＡＰＲＭへ入力しないようにすることにより、炉心の全体から極力均一にＬＰＲＭ検出器の信号を各ＡＰＲＭへの配分ができる。
【００５２】
請求項２０記載の発明に係る原子炉出力監視装置は、炉内に配設したＬＰＲＭ検出器集合体で、近接する４つのＬＰＲＭ検出器集合体中のＬＰＲＭ検出器からの信号の千鳥配置によりＡＰＲＭへ配分することを特徴とする。
ＬＰＲＭ検出器からの信号の千鳥配置により、炉心から極力均一にＬＰＲＭ検出器の信号を各ＡＰＲＭへ配分することができる。
【００５３】
請求項２１記載の発明に係る原子炉出力監視装置は、沸騰水型軽水炉及び改良型沸騰水型軽水炉プラントにおいて、原子炉建屋内にＬＰＲＭ検出器信号処理装置を設置すると共に、中央制御室に信号入出力手段と操作及び表示部を備えた制御装置を設置することを特徴とする。
【００５４】
原子炉建屋に設置したＬＰＲＭ検出器信号処理装置により、ＬＰＲＭ検出器の信号及び差圧伝送器の信号等を演算して、ＬＰＲＭレベル，ＡＰＲＭレベル，再循環ループ流量総和レベル信号及びトリップ信号を出力する。
また、中央制御室に設置した制御装置では、ＬＰＲＭ検出器信号処理装置からのデータの表示と、原子炉保護系へのトリップ信号の出力等と共に、原子炉建屋のＬＰＲＭ検出器信号処理装置に対して、各種設定値や信号経路等の変更あるいは切り替えを実施する。
【００５５】
請求項２２記載の発明に係る原子炉出力監視装置は、ＬＰＲＭ検出器信号処理装置と制御装置との間のデータ伝達を光伝送することを特徴とする。
互いに離れた原子炉建屋のＬＰＲＭ検出器信号処理装置と中央制御室に設置した制御装置の間を光伝送ケーブルで接続して、多重の光伝送によりデータの授受を行う。
【００５６】
請求項２３記載の発明に係る原子炉出力監視装置は、ＬＰＲＭ検出器信号処理装置に外部より出力電圧変更が可能な電源供給装置と、外部より切り替え可能な信号経路切替装置を備えると共に、制御装置に電源供給装置と信号経路切替装置を制御する制御手段を備えたことを特徴とする。
【００５７】
必要に応じて中央制御室の制御装置から、原子炉建屋のＬＰＲＭ検出器信号処理装置に対して電源供給装置の出力電圧変更や、信号経路切替装置における信号経路切替を行う。また、ＬＰＲＭ検出器信号処理装置においても実施することができる。
【００５８】
請求項２４記載の発明に係る原子炉出力監視装置は、電源供給装置と信号経路切替装置の制御手段は、複数のＬＰＲＭ検出器を順次選択してＬＰＲＭ検出器の電圧及び電流特性を自動的に測定すると共に、測定された電圧及び電流特性の傾きと連続性に基づいてＬＰＲＭ検出器の機能評価と、この評価結果を表示する機能を備えたことを特徴とする。
【００５９】
中央制御室の制御装置や原子炉建屋のＬＰＲＭ検出器信号処理装置におけるバイパス、及び健全性確認の操作により、複数のＬＰＲＭ検出器を順次選択して劣化状態等の評価を自動的に行う。
【００６０】
請求項２５記載の発明に係る原子炉出力監視装置は、電源供給装置と信号経路切替装置の制御手段は、複数のＬＰＲＭ検出器を同時選択して、ＬＰＲＭ検出器の電圧及び電流特性の傾きと連続性に基づいてＬＰＲＭ検出器の機能評価と、この評価結果を表示する機能を備えたことを特徴とする。
中央制御室の制御装置や原子炉建屋のＬＰＲＭ検出器信号処理装置におけるバイパス、及び健全性確認の操作により、複数のＬＰＲＭ検出器を同時に劣化状態等の評価を自動的に行う。
【００６１】
請求項２６記載の発明に係る原子炉出力監視装置は、制御装置に当該原子炉出力監視装置の有する監視機能を無効とする信号入力を備えて、監視機能無効信号が入力されている場合にのみＬＰＲＭ検出器の電圧及び電流特性測定を行うことが可能で、監視機能無効信号が入力されていない場合にＬＰＲＭ検出器の電圧及び電流特性測定を操作する手段を起動しようとした場合は警告表示を行うことを特徴とする。
【００６２】
制御装置における操作によるＬＰＲＭ検出器の健全性確認等を自動的に実施している場合に、もしも手動操作を行おうとした際は、制御装置から警告表示が行われて誤操作を防止する。
【００６３】
請求項２７記載の発明に係る原子炉出力監視装置は、ＬＰＲＭ検出器信号処理装置の電源供給装置に高周波ノイズ除去装置を設けると共に、ＬＰＲＭ検出器信号の基準電位を原子炉建屋の接地電位とすることを特徴とする。
ＬＰＲＭ検出器の基準電位を原子炉建屋の接地電位とすると共に、高周波ノイズ除去装置により電源に外部からのノイズが侵入することを阻止して、測定精度と安定性を高める。
【００６４】
請求項２８記載の発明に係る原子炉出力監視装置は、ＬＰＲＭ検出器信号処理装置にＡＰＲＭ機能を備えると共に、制御装置には原子炉保護系へのトリップ信号出力機能を備えたことを特徴とする。
原子炉建屋内のＬＰＲＭ検出器信号処理装置で得たＡＰＲＭのデータを、中央制御室に伝送し、制御装置から原子炉保護系へトリップ信号を出力する。
【００６５】
請求項２９記載の発明に係る原子炉出力監視装置は、制御装置を介してＬＰＲＭ検出器信号処理装置から制御棒引抜監視装置へデータを伝送することを特徴とする。
原子炉建屋内のＬＰＲＭ検出器信号処理装置で得た制御棒引抜監視データを、中央制御室の制御装置から制御棒引抜監視装置へ伝送する。
【００６６】
請求項３０記載の発明に係る原子炉出力監視装置は、制御装置を介して応答時間要求のない信号をデータ伝送装置へ伝送することを特徴とする。
応答時間要求のない信号は、制御装置を介してデータ伝送装置に伝送することにより、データ伝送装置にてプラントにより異なる他の系統との取り合いの調整ができる。
【００６７】
請求項３１記載の発明に係る原子炉出力監視装置は、制御棒引抜監視装置の演算機能と前記データ伝送装置の機能を一つの電子装置に設けると共に、前記電子装置を冗長化したことを特徴とする。
制御棒引抜監視演算機能とデータ伝送機能を一体にすることで、冗長化が容易で信頼性が増す。
【００６８】
請求項３２記載の発明に係る原子炉出力監視装置は、応答時間要求のある信号のうち原子炉保護系及び制御棒引抜監視装置への出力を除くものの出力は、制御装置より光・電気信号変換装置を介して行うことを特徴とする。
信号の伝達を光・電気信号変換装置において、電気あるいは光信号に変換して行う。
【００６９】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。なお、上記した従来技術と同じ構成部分については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
第１実施の形態は図１のブロック構成図に示すように、原子炉出力監視装置である出力領域モニタ１４は、４つの（ｃｈ．Ａ〜ｃｈ．Ｄの４チャンネル）ＡＰＲＭユニット１５に対して、ＬＰＲＭ検出器３からの信号を配分する。
【００７０】
ＡＰＲＭユニット１５の外部においては、ＡＰＲＭユニット１５の４チャンネルのうちで１チャンネルのみのバイパスを可能とするバイパススイッチ１６を設けると共に、各ＡＰＲＭユニット１５への電源供給は、各ＡＰＲＭユニット１５毎に設けた電源供給装置１７（以下、電源供給ユニットと呼ぶ）より行う（請求項１）。
【００７１】
この電源供給ユニット１７は、図２のブロック回路図に示すように、ＡＰＲＭユニット１５内の電子回路に電力を供給する２つの電子回路電源供給回路１８，１９と、ＡＰＲＭユニット１５外のＬＰＲＭ検出器３に電力を供給する１つの検出器電源供給回路２０から構成されている。
前記電子回路電源供給回路１８，１９へはそれぞれ独立した２系の無停電電源のいずれかから給電を行う（請求項１，請求項３，請求項４，請求項９）。
【００７２】
また、前記無停電電源は、当該電源供給ユニット１７と同一系と、当該電源供給ユニット１７と異なる系の２つの無停電電源であり、ここでは説明の便宜上、電源供給ユニット１７と同一系の無停電電源をＡ系無停電電源２１、異なる系の無停電電源をＢ系無停電電源２２として説明する。
【００７３】
各ＡＰＲＭユニット１５に対するＡ系無停電電源２１またはＢ系無停電電源２２は、いずれも接続された原子炉保護系チャンネルと同一系統の無停電電源は、直接接続しているが、異なる系の無停電電源については分離配線を行い、電源供給ユニット１７の前段でアイソレータ２３によりアイソレーションを行うことで、各電源供給ユニット１７の電気的及び物理的分離を保つている（請求項１）。
【００７４】
また、電源供給ユニット１７内の２つの電子回路電源供給回路１８，１９により整流及び変圧された電力は、これを突合せたした後に検出器電源供給回路２０、及びＡＰＲＭユニット１５内の電子回路に給電される。
また、電源供給ユニットの他の実施例としては、図３のブロック回路図に示すように、電源供給ユニット２４をそれぞれ１つの電子回路電源供給回路１８と検出器電源供給回路２０で構成している。
【００７５】
この電源供給ユニット２４では、入力された当該電源供給ユニット１６と同一系と、異なる系の無停電電源であるＡ系無停電電源２１と、Ｂ系無停電電源２２を突合せた後に、電子回路電源供給回路１８及び検出器電源供給回路２０に給電する（請求項５）。
【００７６】
以上のように電源を構成することにより、当該電源供給ユニット１７と同一系と、異なる系の無停電電源である、Ａ系無停電電源２１あるいはＢ系無停電電源２２の内で１つの系に電源喪失が発生しても、もう一方の系の無停電電源が正常であれば、ＡＰＲＭユニット１５及びＬＰＲＭ検出器３に対して給電が行われるので、監視機能は正常に保持されることから、電源の単一故障に起因する誤トリップを防止することができる。
【００７７】
各ＡＰＲＭユニット１５は４つのボーティング回路２５と接続され、各ボーティング回路２５は４つの図示しない原子炉保護系７と１対１で接続されて、ＡＰＲＭユニット１５からのトリップ信号等を原子炉保護系７へ出力する（請求項２）。
なお、異区分のボーティング回路２５とＡＰＲＭユニット１５との取り合いに対しては分離配線して、それぞれアイソレータ２６によりアイソレーションを行うことで、電気的及び物理的分離を確保している。
【００７８】
また、各ボーティング回路２５への電源供給は、接続先の原子炉保護系チャンネルと同一系のＡ系無停電電源２１またはＢ系無停電電源２２から給電を行う。
ＡＰＲＭユニット１５では、入力されたＬＰＲＭ検出器３からの信号の内でバイパスされていない信号の平均値よりＡＰＲＭレベルを演算する（請求項６）。
【００７９】
図４の論理フロー図に示すように、ＡＰＲＭユニット１５では演算されたＡＰＲＭレベルをスクラムトリップ出力設定値と比較して、トリップ出力設定値に達した時、及び監視機能が無効となった時に、各ボーティング回路２５へトリップ状態を出力すると共に、トリップ表示信号２７を出力して図示しない表示装置により表示する。
【００８０】
ボーティング回路２５には、各ＡＰＲＭユニット１５のトリップ状態の入力と共に、バイパススイッチ１６からの各ＡＰＲＭユニット１５のバイパス状態が入力され、１つのＡＰＲＭユニット１５がトリップ状態にあり、そのＡＰＲＭチャンネルがバイパススイッチ１６によりバイパスされていない時は、警報２８を発して運転員へ報知する（請求項７）。
【００８１】
また、４つのＡＰＲＭユニット１５の内で２つがトリップ状態にあり、それら２つのＡＰＲＭチャンネルがバイパススイッチ１６によりバイパスされていない時には、ボーティング回路２５は２ｏｕｔｏｆ４論理により、トリップ信号を接続された原子炉保護系チャンネルに出力する（請求項２）。
さらに、電源喪失等によりボーテンィング回路２５が２ｏｕｔｏｆ４論理の判断機能を喪失した時にも、原子炉保護系７へトリップ信号等が出力される（請求項８）。
【００８２】
なお、プラント運転中に保守や調整及び校正等のためにＡＰＲＭのバイパス時には、１チャンネルのＡＰＲＭユニット１５の上記したトリップ信号等の出力がバイパスされることになり、ボーティング回路２５は２ｏｕｔｏｆ３論理となるが、この状態で単一故障が発生しても、安全保護機能が確保される多重性を備えた論理としている。
【００８３】
再循環流量の監視については、図５のブロック構成図に示すように、ＡＰＲＭユニット１５においては、再循環流量に応じて変化するトリップ信号の出力設定点を決定するために、図示しない炉心冷却材の各再循環ループに、差圧伝送器１０を４チャンネルに対して設置している（請求項１０）。
【００８４】
この各差圧伝送器１０からの再循環ループ差圧信号は、各区分毎に直接ＡＰＲＭユニット１５に入力して、これらのＡＰＲＭユニット１５において再循環ループ流量総和演算を行う（請求項１１）。
これにより、再循環ループ流量総和とＡＰＲＭは同一区分で１対１の対応となり、差圧伝送器１０の単一故障が２チャンネル以上のＡＰＲＭに影響を与えるのを防止する。また、再循環ループ流量総和と、ＡＰＲＭのバイパスを同時に行うことが可能となる（請求項１２）。
【００８５】
ＡＰＲＭユニット１５から制御棒引抜監視装置１３に対しては、選択制御棒周りのＬＰＲＭ検出器信号に加えて、ＡレベルとＣレベルの平均演算用にＡ系ＡＰＲＭユニット１５よりＡＰＲＭ信号及び再循環ループ流量総和信号を、また、ＢレベルとＤレベルの平均演算用にＢ系ＡＰＲＭユニット１５よりＡＰＲＭ信号及び再循環ループ流量総和信号を出力する。
【００８６】
制御棒引抜監視装置１３では、トリップ信号の出力が安全側で発するように、Ａ，Ｂ各系のＡＰＲＭ信号のうち高値を選択する。また、各系の再循環ループ流量総和信号のうち低値を選択して、制御棒引抜監視装置出力レベル演算、及び制御棒引抜阻止トリップ信号の出力設定点の決定を行う（請求項１３，請求項１４）。
【００８７】
選択制御棒挿入（Ｓｅｌｅｃｔｅｄ Ｒｏｄ Ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ，ＳＲＩ）システムについては、ＡＰＲＭユニット１５において熱流束相当出力の換算を行い、再循環ループ流量総和と併せて各プラントに応じた設定点により領域判定を行う。
また、ＡＰＲＭ１チャンネルのバイパス時に、単一故障が発生しても多重性を備えるように、選択制御棒挿入トリップ信号の出力についても、図４のような２ｏｕｔｏｆ４論理のボーティング回路２５を介して原子炉保護系７へ出力する（請求項１５）。
【００８８】
ＢＷＲ−３／４／５型に採用されている運転領域制限システムの判定回路へは、各ＡＰＲＭユニット１５による熱流束相当出力換算値の内で中間２値の平均値を出力する（請求項１６）。
また、ＢＷＲ−２型については、３台のＡＰＲＭユニット１５から再循環流量制御系へ必要となる信号を出力する。
【００８９】
なお、図示しない応答時間要求のある原子炉保護系７や、制御棒引抜阻止を行う原子炉手動制御系１２、及び過渡現象の記録を行う過渡現象記録装置への出力を除き、プロセス計算機や運転領域制限システム等の他の系統との取り合いはデータ伝送装置２９を介して行う（請求項１７）。
【００９０】
他の系統とのデータの取り合いについては、プラントによって異なるが、前記データ伝送装置２９にて取り合いの調整を行こなわせることにより、各ＡＰＲＭユニット１５については、他の系統との取り合いのプラント間の相違を考慮せずに設計することができる。
【００９１】
ＬＰＲＭ検出器信号のＡＰＲＭに対する配分例について３例を示す。
第１例は、従来から同一原子炉格納容器貫通孔を使用しているＬＰＲＭ検出器信号を、１つのＡＰＲＭユニット１５へ入力する（請求項１８）。
【００９２】
この方法によれば、従来から原子炉格納容器貫通孔区分の変更となるＬＰＲＭ検出器３はなく、従って、ＬＰＲＭ検出器３からＡＰＲＭユニット１５までの配線手段、及び経路等を変更する必要がないので施工が容易となる。
【００９３】
第２例は、図６の模式図に示すように、各ＬＰＲＭ検出器集合体２において、炉心軸方向に沿って等間隔に配置した４つのＬＰＲＭ検出器３からの信号を、それぞれ異なるＡＰＲＭに入力すると共に、互いに近接する４つのＬＰＲＭ検出器集合体２中の炉心軸方向に直交する同一平面上にある４つのＬＰＲＭ検出器３からの信号が、同一のＡＰＲＭへ入力させないことを基本として、４つのＬＰＲＭ検出器集合体２とＡＰＲＭの組み合わせを右回り、あるいは左回りに千鳥配置とする（請求項１９，請求項２０）。
【００９４】
ここで、任意のＬＰＲＭ検出器集合体２ａについて炉心軸方向に沿って、一番下のＬＰＲＭ検出器レベルから上にＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとすると、それをＡＰＲＭチャンネルのＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに配分し、その右回りで隣のＬＰＲＭ検出器集合体２ｂについては下からＤ，Ａ，Ｂ，Ｃに配分する。
【００９５】
また、その隣のＬＰＲＭ検出器２ｃについては、下からＣ，Ｄ，Ａ，Ｂ、さらに隣のＬＰＲＭ検出器集合体２ｄについては、下からＢ，Ｃ，Ｄ，ＡのＡＰＲＭにＬＰＲＭ検出器３の信号を配分する。
これを炉心４全体へ展開することで、炉心４全体のＬＰＲＭ検出器３から均一に信号を各ＡＰＲＭに配分することができる。
【００９６】
第３例は、本発明はボーティング回路２５の有無に関わらず、ＡＰＲＭ４チャンネル構成であれば実施可能なことから、当初よりＡＰＲＭ４チャンネルに構成されている改良型沸騰水型軽水炉（ＡＢＷＲ）にも容易に適用することができる（請求項２１）。
【００９７】
第２実施の形態は、図７のブロック構成図に示すように、ＡＰＲＭ演算，再循環ループ流量総和演算，トリップ判定機能を備えたＬＰＲＭ検出器信号処理装置３０を原子炉建屋内に設置する。
また、この原子炉建屋と離れた中央制御室には、前記ＬＰＲＭ検出器信号処理装置３０から伝送されるデータを表示すると共に、制御棒引抜監視装置１３及び他の系統と取り合い、及び前記ＬＰＲＭ検出器信号処理装置３０を遠隔操作する機能を備えた制御装置３１を設置している（請求項２３，請求項２８）。
【００９８】
前記ＬＰＲＭ検出器信号処理装置３０は、ＬＰＲＭ検出器３からの信号及び差圧伝送器１０からの信号をディジタル変換後に各種演算処理を行い、ＬＰＲＭレベル，ＡＰＲＭレベル，再循環ループ流量総和レベル信号及びトリップ信号出力を光信号に変換して、中央制御室の信号入出力手段と操作及び表示部等を備えた制御装置３１へ、光伝送ケーブル３２を介してデータを多重伝達する（請求項２２）。
【００９９】
また、機器の試験時に各信号レベルや設定値の変更と、確認ができるような操作及び表示機能を設ける。なお、ＬＰＲＭ検出器信号処理装置３０の電源供給ユニット１７には、高周波ノイズ除去手段３３を設けると共に、ＬＰＲＭ検出器３の基準電位として原子炉建屋の接地電位を用いる（請求項２７）。
【０１００】
中央制御室の制御装置３１は、ＬＰＲＭ検出器信号処理装置３０から送られてくるデータを表示すると共に、制御棒引抜監視装置１３とデータ伝送装置２９、及び光・電気信号変換装置３４へ伝送する（請求項２９）。
上記の構成とすることにより、互いに離れた原子炉建屋と中央制御室間のケーブル物量を大幅に削減することができ、かつ、電気信号へ外部から混入するノイズが低減されて測定精度と信頼性が向上する。
【０１０１】
原子炉保護系７へはＢＷＲ−２／３／４／５型プラントにおいては、２ｏｕｔｏｆ４論理の４つのボーティング回路２８を介して、またＡＢＷＲプラントにおいては、直接４つの制御装置３１から４区分の原子炉保護系７へトリップ信号の出力を行う（請求項２８）。
【０１０２】
また、制御棒引抜監視装置１３及びデータ伝送用装置２９は、従来の制御棒引抜監視演算機能とデータ伝送機能（応答時間要求のない系統との取り合い調整）を備えて、２チャンネルの冗長構成とし、１チャンネルの機能喪失時には、他方のチャンネルでバックアップできるように、４つの制御装置３１からデータを入力する（請求項３０，請求項３１）。
【０１０３】
光・電気信号変換装置３４は、４つの制御装置３１より過渡現象記録装置への出力が要求される各種データを入力して、ディジタル・光変換された各種データを過渡現象記録装置に出力が可能となるように、電気信号に再変換する機能を備えている（請求項３２）。
また、制御装置３１は、ＬＰＲＭ検出器信号処理装置３０で用いられる設定値の変更や、ＬＰＲＭ検出器信号のバイパス及び健全性確認等の操作機能を備えていて、これらのシーケンスデータをＬＰＲＭ検出信号処理装置３０へ伝送する。
【０１０４】
ＬＰＲＭ検出器３の健全性確認機能について、原子炉建屋内においては、ＬＰＲＭ検出器信号処理装置３０により、また中央制御室においては、制御装置３１における制御操作により、健全性確認を行うＬＰＲＭ検出器３の選択を行う。
【０１０５】
なお、電源供給ユニット１７内の検出器電源供給回路２０の出力電圧を変更することにより、ＬＰＲＭ検出器３の各種電圧及び電流特性データを採取し、この採取したデータの傾きと連続性に基づいて、当該ＬＰＲＭ検出器３の劣化状態の判定等の評価が行われ、その評価結果はＬＰＲＭ検出器信号処理装置３０及び制御装置３１に表示される（請求項２６）。
【０１０６】
この健全性確認操作には、複数のＬＰＲＭ検出器３を１つずつ選択操作する手動方式と、複数のＬＰＲＭ検出器３を自動的に順次、あるいは同時に選択して、特性データの採取及び評価を行う自動方式を備える。
なお、本制御操作はＡＰＲＭバイパス時にのみ可能として、もしも、バイパスを行わずに操作をしようとした場合には、中央制御室に警報を発するようにしている（請求項２４，請求項２５）。
【０１０７】
以上本発明の原子炉出力監視装置によれば、沸騰水型軽水炉及び改良型沸騰水型軽水炉において、運転中でも保守や調整及び校正時のＡＰＲＭバイパスを可能とすると共に、同時に他の系のＡＰＲＭにおいて単一故障が発生しても、安全保護機能を失わない多重性が確保される。
【０１０８】
また、ＡＰＲＭユニット及びＬＰＲＭユニットの台数が削減されると共に、再循環ループ流量総和とＡＰＲＭを１対１で対応させたことにより、再循環流量ユニット１１が不要となり、差圧伝送器の単一故障が複数のＡＰＲＭへ影響を与えることがなくなる。
【０１０９】
小型炉においては、ＬＰＲＭ検出器信号を共用するＡＰＲＭがないことから、従来の複雑な制限回路が不要となり、また、大型炉においてはＡＰＲＭの１チャンネル当たりのＬＰＲＭ検出器信号入力数が増加することから、ＬＰＲＭ検出器３のバイパス許容数を増加させることができる。
また、２ｏｕｔｏｆ４論理を採用して電源供給を二重化したことにより、電源の単一故障による誤トリップが防止されて、出力領域モニタシステムの信頼性が向上するので、原子力発電プラントの安全運転と稼働率が向上する。
【０１１０】
さらに、原子炉建屋内でＬＰＲＭ検出器信号処理装置３０によるＬＰＲＭ検出器３の信号処理と、中央制御室の制御装置３１による制御操作及びデータ表示により装置が簡易化される。
また、原子炉建屋と中央制御室の相互間を光多重伝送によりデータを授受することにより、ケーブル物量が削減されて電気信号のノイズも低減する。
【０１１１】
【発明の効果】
以上本発明によれば、４チャンネルＡＰＲＭのそれぞれに供給する２系の無停電電源の一方に電気的及び物理的な分離を施しているので、一方のＡＰＲＭ系の電源系に異常が生じても、これの影響が他の電源系には及ばない。したがって、沸騰水型軽水炉及び改良型沸騰水型軽水炉において、運転中の保守等のためのＡＰＲＭバイパスが容易で、他のＡＰＲＭ系における単一故障の発生に際しても、安全保護機能が失われないので原子炉核計装系の精度と信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施の形態の出力領域モニタのブロック構成図。
【図２】本発明に係る第１実施の形態の電源供給回路のブロック回路図。
【図３】本発明に係る第１実施の形態の他の電源供給回路のブロック回路図。
【図４】本発明に係る第１実施の形態のトリップ信号出力の論理フロー図。
【図５】本発明に係る第１実施の形態の出力領域モニタのブロック構成図で、再循環流量監視部を示す。
【図６】本発明に係る第１実施の形態のＬＰＲＭ検出器のＡＰＲＭに対する配分模式図。
【図７】本発明に係る第２実施の形態の出力領域モニタのブロック構成図。
【図８】従来の大型炉における出力領域モニタのブロック構成図。
【図９】従来の大型炉におけるＬＰＲＭ検出器集合体の平面配置図。
【符号の説明】
１，１４…出力領域モニタ、２，２ａ〜２ｄ…ＬＰＲＭ検出器集合体、３…ＬＰＲＭ検出器、４…炉心、５…制御棒、６，１５…ＡＰＲＭユニット、７…原子炉保護系、８，１６…バイパススイッチ、９…ＬＰＲＭユニット、１０…差圧伝送器、１１…再循環流量ユニット、１２…原子炉手動制御系、１３…制御棒引抜監視装置、１４…出力領域モニタ、１５…ＡＰＲＭユニット、１７，２４…電源供給ユニット、１８，１９…電子回路電源供給回路、２０…検出器電源供給回路、２１…Ａ系無停電電源、２２…Ｂ系無停電電源、２３，２６…アイソレータ、２５…ボーティング回路、２７…トリップ表示、２８…警報、２９…データ伝送装置、３０…ＬＰＲＭ検出器信号処理装置、３１…制御装置、３２…光伝送ケーブル、３３…高周波ノイズ除去回路、３４…光・電気信号変換装置。

Claims (32)

1. 沸騰水型軽水炉の炉内に複数配設した局部出力領域モニタ検出器の信号を入力処理する平均出力領域モニタを４チャンネルとしてそれぞれをバイパス可能に構成すると共に、前記平均出力領域モニタの単一故障に際しても他の平均出力領域モニタ１チャンネルのバイパスが可能で安全保護機能を確保した原子炉出力監視装置であって、
   前記４チャンネルの平均出力領域モニタの各チャンネル毎に、独立した２系の無停電電源から給電し、
   前記４チャンネルの平均出力領域モニタの各チャンネルに対する異なる系の無停電電源からの給電全てに対して、電気的及び物理的な分離を確保したこと、
   を特徴とする原子炉出力監視装置。
2. 前記原子炉出力監視装置において、前記４チャンネルの平均出力領域モニタに接続してそのうち２つの平均出力領域モニタがトリップ状態の時に原子炉保護系へトリップ信号を出力する２ｏｕｔｏｆ４論理のボーティング回路を複数備えると共に、前記ボーティング回路が原子炉保護系チャンネルと１対１で接続されたことを特徴とする請求項１記載の原子炉出力監視装置。
3. 前記原子炉出力監視装置において、前記４チャンネルの平均出力領域モニタの各チャンネルに対して、無停電電源各系毎に電子回路電源供給回路を備えて前記電子回路電源供給回路の出力を異なる系との間で突合せてから当該平均出力領域モニタへ給電する電源供給装置を設けたことを特徴とする請求項１記載の原子炉出力監視装置。
4. 前記原子炉出力監視装置において、前記４チャンネルの平均出力領域モニタの各チャンネルに対して、無停電電源各系毎に電子回路電源供給回路を備えて、前記電子回路電源供給回路の出力を異なる系と突合せてから検出器電源供給回路へ給電することを特徴とする請求項１記載の原子炉出力監視装置。
5. 前記原子炉出力監視装置において、前記４チャンネルの平均出力領域モニタの各チャンネルに対して、独立した２系の無停電電源を突合せてから電子回路電源供給回路及び検出器電源供給回路に給電する電源供給装置を設けたことを特徴とする請求項１記載の原子炉出力監視装置。
6. 前記原子炉出力監視装置において、前記ボーティング回路に対して接続される原子炉保護系チャンネルと同一系の無停電電源から給電を行うと共に、異区分の平均出力領域モニタとの取り合いに対して前記ボーティング回路を電気的及び物理的に分離して片系の電源喪失時に前記ボーティング回路と同一区分の原子炉保護系へトリップ信号を出力することを特徴とする請求項２記載の原子炉出力監視装置。
7. 前記原子炉出力監視装置において、１つの平均出力領域モニタチャンネルがトリップした際に、警報及びトリップ表示信号を出力することを特徴とする請求項２記載の原子炉出力監視装置。
8. 前記原子炉出力監視装置において、前記ボーティング回路の動作不能時に当該ボーティング回路と同一区分の原子炉保護系チャンネルへトリップ信号を出力することを特徴とする請求項２記載の原子炉出力監視装置。
9. 前記原子炉出力監視装置において、前記４チャンネルの平均出力領域モニタに接続してそのうち２つの平均出力領域モニタがトリップ状態の時に原子炉保護系へトリップ信号を出力する２ｏｕｔｏｆ４論理のボーティング回路を複数備えて前記ボーティング回路が原子炉保護系チャンネルと１対１で接続すると共に、前記平均出力領域モニタの各チャンネル毎に独立した２系の無停電電源から給電することを特徴とする請求項１記載または請求項２記載の原子炉出力監視装置。
10. 前記原子炉出力監視装置において、炉心に冷却材を循環させる複数の再循環ループに差圧伝送器を各区分毎に設置すると共に、４チャンネルの再循環ループ流量総和を４チャンネルの平均出力領域モニタと同一区分で１対１で対応させてトリップ状態の判定を行うことを特徴とする請求項１記載の原子炉出力監視装置。
11. 前記原子炉出力監視装置において、前記再循環ループ差圧信号を同一区分の平均出力領域モニタへ直接入力して、前記平均出力領域モニタで再循環ループ流量総和演算を行うことを特徴とする請求項１０記載の原子炉出力監視装置。
12. 前記原子炉出力監視装置において、平均出力領域モニタチャンネルとそれに対応する再循環ループ流量総和チャンネルのバイパスを同時に行うことを特徴とする請求項１０記載の原子炉出力監視装置。
13. 前記原子炉出力監視装置において、同一系に属する平均出力領域モニタ出力レベルのうち高値選択信号により制御棒引抜監視演算を行うことを特徴とする請求項１記載の原子炉出力監視装置。
14. 前記原子炉出力監視装置において、同一系統に属する再循環ループ流量総和出力レベルのうち低値選択信号により制御棒引抜監視演算を行うことを特徴とする請求項８記載の原子炉出力監視装置。
15. 前記原子炉出力監視装置において、選択制御棒挿入領域判定を各平均出力領域モニタで行うと共に、選択制御棒挿入領域判定時に前記ボーティング回路へトリップ信号を出力することを特徴とする請求項８記載の原子炉出力監視装置。
16. 前記原子炉出力監視装置において、４つの平均出力領域モニタで演算した熱流束相当出力のうち中間２値の平均値により運転領域制限判定を行うことを特徴とする請求項１記載の原子炉出力監視装置。
17. 前記原子炉出力監視装置において、応答時間要求のある信号は直接出力し、応答時間要求のない信号はデータ伝送装置を介して出力することを特徴とする請求項１または請求項２記載の原子炉出力監視装置。
18. 前記原子炉出力監視装置において、原子炉格納容器における同一貫通孔に挿通している局部出力領域モニタ検出器信号を１つの平均出力領域モニタへ入力することを特徴とする請求項１記載の原子炉出力監視装置。
19. 前記炉内において同一軸上に配置した４つの局部出力領域モニタ検出器により構成される局部出力領域モニタ検出器集合体中で、各局部出力領域モニタ検出器からの信号をそれぞれ異なる平均出力領域モニタに入力すると共に、互いに近接する４つの局部出力領域モニタ検出器集合体中の炉心軸方向に直交する同一平面上にある各局部出力領域モニタ検出器からの信号が同一の平均出力領域モニタへ入力しないように配分することを特徴とする請求項１記載の原子炉出力監視装置。
20. 前記炉内に配設した局部出力領域モニタ検出器集合体で、近接する４つの局部出力領域モニタ検出器集合体中の局部出力領域モニタ検出器からの信号の千鳥配置により平均出力領域モニタへ配分することを特徴とする請求項１９記載の原子炉出力監視装置。
21. 前記沸騰水型軽水炉及び改良型沸騰水型軽水炉プラントにおいて、原子炉建屋内に局部出力領域モニタ検出器信号処理装置を設置すると共に、中央制御室に信号入出力手段と操作及び表示部を備えた制御装置を設置することを特徴とする請求項１記載の原子炉出力監視装置。
22. 前記原子炉出力監視装置において、前記局部出力領域モニタ検出器信号処理装置と前記制御装置との間のデータ伝達を光伝送することを特徴とする請求項２１記載の原子炉出力監視装置。
23. 前記原子炉出力監視装置において、前記局部出力領域モニタ検出器信号処理装置に外部より出力電圧変更が可能な電源供給装置と、外部より切り替え可能な信号経路切替装置を備えると共に、前記制御装置に前記電源供給装置と前記信号経路切替装置を制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項２１記載の原子炉出力監視装置。
24. 前記原子炉出力監視装置において、前記電源供給装置と前記信号経路切替装置の制御手段は、複数の局部出力領域モニタ検出器を順次選択して局部出力領域モニタ検出器の電圧及び電流特性を自動的に測定すると共に、測定された電圧及び電流特性の傾きと連続性に基づいて局部出力領域モニタ検出器の機能評価と、この評価結果を表示する機能を備えたことを特徴とする請求項２３記載の原子炉出力監視装置。
25. 前記原子炉出力監視装置において、前記電源供給装置と前記信号経路切替装置の制御手段は、複数の局部出力領域モニタ検出器を同時選択して局部出力領域モニタ検出器の電圧及び電流特性を自動的に測定すると共に、測定された電圧及び電流特性の傾きと連続性に基づいて局部出力領域モニタ検出器の機能評価と、この評価結果を表示する機能を備えたことを特徴とする請求項２３記載の原子炉出力監視装置。
26. 前記原子炉出力監視装置において、前記制御装置に当該原子炉出力監視装置の有する監視機能を無効とする信号入力を備えて、前記監視機能無効信号が入力されている場合にのみ前記局部出力領域モニタ検出器の電圧及び電流特性測定を行うことが可能で、前記監視機能無効信号が入力されていない場合に前記局部出力領域モニタ検出器の電圧及び電流特性測定を操作する手段を起動しようとした場合は警告表示を行うことを特徴とする請求項２３記載の原子炉出力監視装置。
27. 前記原子炉出力監視装置において、前記局部出力領域モニタ検出器信号処理装置の電源供給装置に高周波ノイズ除去装置を設けると共に、局部出力領域モニタ検出器信号の基準電位を原子炉建屋の接地電位とすることを特徴とする請求項２１記載の原子炉出力監視装置。
28. 前記原子炉出力監視装置において、前記局部出力領域モニタ検出器信号処理装置に平均出力領域モニタ機能を備えると共に、前記制御装置に原子炉保護系へのトリップ信号出力機能を備えたことを特徴とする請求項２１記載の原子炉出力監視装置。
29. 前記原子炉出力監視装置において、前記制御装置を介して前記局部出力領域モニタ検出器信号処理装置から制御棒引抜監視装置へデータを伝送することを特徴とする請求項２８記載の原子炉出力監視装置。
30. 前記原子炉出力監視装置において、前記制御装置を介して応答時間要求のない信号を前記データ伝送装置へ伝送することを特徴とする請求項２８記載の原子炉出力監視装置。
31. 前記原子炉出力監視装置において、前記制御棒引抜監視装置の演算機能と前記データ伝送装置の機能を一つの電子装置に設けると共に、前記電子装置を冗長化したことを特徴とする請求項２８記載の原子炉出力監視装置。
32. 前記原子炉出力監視装置において、応答時間要求のある信号のうち原子炉保護系及び制御棒引抜監視装置への出力を除くものの出力は、前記制御装置より光・電気信号変換装置を介して行うことを特徴とする請求項２８記載の原子炉出力監視装置。

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