JP4350344B2 - 原子炉の冷却材流量測定装置、炉心流量計測システム及び原子炉出力制御システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、再循環系にインターナルポンプ（以下、循環ポンプと記す）を採用した改良型沸騰水型原子炉（ＡＢＷＲ）の冷却材流量測定装置及び炉心流量計測システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１８により改良型沸騰水型原子炉の構造の概要を説明する。原子炉圧力容器１内には、炉心支持板と上部格子板間に格子状に保持された多数体の燃料集合体からなる炉心部２が設置されており、その炉心部２の外周に上記炉心部２を取り囲むようにシュラウド３が設けられている。原子炉圧力容器１と上記シュラウド３との間には環状間隙が形成され、その環状間隙によりダウンカマ４が構成されており、そのダウンカマ４の下部には、原子炉内循環系ポンプとして８〜１２台の循環ポンプ５のポンプ部Ｐが組み込まれている。そして、これらの循環ポンプ５により原子炉圧力容器内の冷却材が炉心部２に供給され、強制循環される。
【０００３】
炉心部２で加熱された冷却材は蒸気となり、シュラウド３の上方に立設された多数本の気水分離器６で気液分離され、さらに蒸気乾燥器７を通過して乾燥し、乾燥蒸気となる。乾燥蒸気は主蒸気管８から流出してタービン（図示せず）へ送られ、そのタービンの回転により発電機が駆動される。
【０００４】
タ一ビンで仕事をした蒸気は復水器で凝縮されて復水となり、復水は復水浄化系を通って浄化され、給水系を通して給水管９から原子炉圧力容器１内に流入する。原子炉圧力容器１内に流入した給水、つまり冷却材は、ダウンカマ４を下降し、循環ポンプ５により再び昇圧され炉心部２に供給される。
【０００５】
図１９は図１８におけるＡ部を拡大して示す縦断面図であって、循環ポンプ５は大略して原子炉圧力容器１とシュラウド３との間のダウンカマ４内に配置されるポンプ部Ｐと、原子炉圧力容器１の外側に配置されるモータ部Ｍと、ポンプ部Ｐとモータ部Ｍを連結するシャフト部Ｓとから構成されている。ポンプ部Ｐはインペラ１０とディフューザ１１とで構成されており、ディフューザ１１は原子炉圧力容器１の底部から立設したノズル部１２に固定されている。
【０００６】
シャフト部Ｓはモータ部Ｍのシャフトとポンプ部Ｐのシャフトとを連結するもので、モータ部Ｍの回転によりシャフト部Ｓを通してインペラ１０が回転される。このインペラ１０の回転により、冷却材がインペラ１０の上方から流入し、ディフューザ１１を通って昇圧される。上記ディフューザ１１は原子炉圧力容器１とシュラウド３間に設けられたポンプデック１３に嵌装されており、そのポンプデック１３とディフューザ１１との隙間はリング（図示せず）でシールされ、上記インペラ１０により昇圧された冷却材がリークしないようにしてある。
【０００７】
循環ポンプ５を採用した冷却材の流量測定は下記のようにして行われている。図１９において、シュラウド３にはポンプ部Ｐの吸込側ノズル１４と吐出側ノズル１５が取付けられており、これらのノズル１４、１５を圧力計１６に接続し、その圧力計１６で圧力差△Ｐを測定している。
【０００８】
圧力差△Ｐは循環ポンプ５の回転数と流量とによって決まるため、図２０に示すように、予め工場試験などの他の容器で回転数−流量−圧力差の関係を測定しておき、実際の原子炉では、回転数と圧力差△Ｐを測定して工場で求めた前述の回転数−流量−圧力差の関係を介して流量を求める。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、原子炉の冷却材流量を高精度で測定することは、原子炉運転の余裕をより正確に把握するうえで重要なことである。従来の原子炉の冷却材流量測定方法は、工場試験などで得られた循環ポンプ５の回転数−流量−圧力差の関係を実際の原子炉に適用する場合に、容器の形状の違いがあることから修正を行っている。この補正には誤差が含まれている。また、流量を求めるのに回転数と圧力差の２つの物理量を測定しており、これらが流量測定誤差を大きくしている原因となっている。
【００１０】
また、８〜１２台設置されている循環ポンプ５のうち数台が停止した場合にも炉心部２へ供給される冷却材の流量を測定する必要がある。この時、停止した循環ポンプ５には逆流が起こり、運転されている循環ポンプ５の流量の一部は炉心部２へは供給されない状態となる。
【００１１】
したがって、炉心部２へ供給される流量を正確に測定するためには、逆流流量を測定する必要がある。従来の測定方法では圧力差△Ｐからポンプ部Ｐの圧力損失係数を考慮して逆流流量を算出しているが、圧力損失係数には多くの誤差が含まれるため、炉心部へ供給される流量の測定に誤差が含まれる等の問題があり、また、これらの測定には複雑なロジックが必要となる。
【００１２】
本発明は、このような点に鑑み、工場試験の容器差の補正を行う必要がなく、冷却材流量の測定精度が向上し、流量測定ロジックを簡略化する原子炉の冷却材流量測定装置及び炉心流量計測システムを得ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、原子炉圧力容器外に位置するモータ部と、前記原子炉圧力容器とシュラウドとの間に配設され、前記モータ部に接続されたインペラ及びそのインペラの外周側に位置するディフューザからなるポンプ部と、を具備する循環ポンプを、再循環系に採用した原子炉の冷却材流量測定装置において、
前記ポンプ部吸込側の前記ディフューザの上部に、円管部およびこの円管部に滑らかに接続されたベルマウス部を有する吸込ノズルを載置装着し、
この吸込ノズル内に開口接続された第１の圧力測定管と、原子炉圧力容器内でこの吸込ノズル外に開口する第２の圧力測定管と、これら第１および第２の圧力測定管を原子炉圧力容器外に導き、これらの差圧を測定する差圧測定器と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記吸込ノズルは、円管部とその流入側にあって前記円管部に滑らかに接続する円形のベルマウス部を有し、
そのベルマウス部の最大口径は、原子炉圧力容器とシュラウドの間の円環状流路であるダウンカマの半径方向の幅より大きく、かつ、ダウンカマに収まるようにベルマウス部が原子炉圧力容器内壁とシュラウド外壁の形状に概ね合わせて切除された形状としてあることを特徴とする。
【００１５】
請求項３に係る発明は、原子炉圧力容器外に位置するモータ部と、前記原子炉圧力容器とシュラウドとの間に配設され、前記モータ部に接続されたインペラ及びそのインペラの外周側に位置するディフューザからなるポンプ部と、を具備する循環ポンプを、再循環系に採用した原子炉の冷却材流量測定装置において、
前記循環ポンプの吸込側に吸込ノズルを設け、
この吸込ノズル内に開口接続された第１の圧力測定管と、原子炉圧力容器内でこの吸込ノズル外に開口する第２の圧力測定管と、これら第１および第２の圧力測定管を原子炉圧力容器外に導き、これらの差圧を測定する差圧測定器と、を備え、
前記吸込ノズルは、円管部とその流入側にあって前記円管部に滑らかに接続する円形のベルマウス部を有し、
そのベルマウス部の最大口径は、原子炉圧力容器とシュラウドの間の円環状流路であるダウンカマの半径方向の幅より大きく、かつ、ダウンカマに収まるようにベルマウス部が原子炉圧力容器内壁とシュラウド外壁の形状に概ね合わせて切除された形状としてあることを特徴とする。
【００１６】
請求項４に係る発明は、請求項３に係る発明において、吸込ノズルの円管部の内径を前記循環ポンプのディフューザを内包する大きさとし、その吸込ノズルを、循環ポンプ吸込み側のポンプデック上に設置したことを特徴とする。
【００１７】
請求項５に係る発明は、請求項４に係る発明において、吸込ノズルに接続する第１の圧力測定管の接続位置を循環ポンプのディフューザ上端からの軸方向位置Ｌ_ＰＤで表すとき、ディフューザ内径をｄ、吸込みノズル円管部内径をＤ、ｈ＝（Ｄ−ｄ）／２としたとき、
Ｌ_ＰＤ／ｈ ≧ １．０としたことを特徴とする。
【００１８】
請求項６に係る発明は、請求項４または５に係る発明において、べルマウス部下流端から前記第１の圧力測定管の接続位置までの軸方向長さをＬ_ＰＵとしたとき、
０≦Ｌ_ＰＵ≦０．５Ｄ としたことを特徴とする。
【００１９】
請求項７に係る発明は、請求項４に係る発明において、吸込ノズルのベルマウス部の軸方向長さをＬＢ、ベルマウス部下流端から前記第１の圧力測定管の接続位置までの軸方向長さをＬ_ＰＵ、前記第１の圧力測定管の接続位置から循環ポンプのディフューザ上端までの軸方向長さをＬ_ＰＤ、循環ポンプのディフューザ上端からポンプデック上面までの軸方向長さをＬ_Ｄとしたとき、吸込ノズルの軸方向長さＬ＝Ｌ_Ｂ ＋Ｌ_ＰＵ ＋Ｌ_ＰＤ ＋Ｌ_Ｄにおいて、
０≦Ｌ_ＰＵ≦０．５Ｄ、かつ、１．０ｈ≦ Ｌ_ＰＤ ≦０．５Ｄ
としたことを特徴とする。
【００２０】
請求項８に係る発明は、請求項１乃至７のいずれかに係る発明において、吸込ノズルへの第１の圧力測定管の接続位置に、概ね同一の軸方向位置にて周方向に複数個の圧力測定孔を設け、それらを相互に連結した周方向圧力測定管に１本の圧力測定管を接続することにより第１の圧力測定管を形成したことを特徴とする。
【００２１】
また、請求項９に係る発明は、請求項４乃至７のいずれかに係る発明において、吸込ノズルの円管部の内径を前記循環ポンプのディフューザを内包する大きさとし、その吸込ノズルを循環ポンプ吸込み側のポンプデック上に設置するためのフランジ部を有する吸込みノズルと、前記フランジ下面側とポンプデック上面側との間に設けられ、前記フランジをポンプデックに締結することによってシールされる圧力測定管継手とを有し、第１の圧力測定管がその圧力測定管継手からフランジ部を貫通して吸込ノズルの圧力測定孔に至る吸込ノズル側圧力測定管と、前記継手部から原子炉圧力容器外に通ずる圧力容器外側圧力測定管によって構成されていることを特徴とする。
【００２２】
請求項１０に係る発明は、請求項１乃至９のいずれかに係る発明は、前記第２の圧力測定管による圧力測定孔位置を、吸込ノズルの外にあって前記ダウンカマの吸込ノズルのベルマウス上端よりも下側位置としたことを特徴とする。
【００２３】
請求項１１に係る発明は、請求項１乃至１０のいずれかに係る発明において、各循環ポンプの数に等しい数の差圧測定装置に接続する前記第２の圧力測定管による圧力測定位置の数を４箇所以下１箇所以上とし、第２の圧力測定管を共用することを特徴とする。
【００２４】
請求項１２に係る発明は、請求項１乃至９のいずれかに係る発明において、原子炉水位計の液相側圧力配管を前記第２の圧力測定管として兼用することを特徴とする。
【００２５】
請求項１３に係る発明は、請求項１２に係る発明において、前記第１の圧力測定管を、原子炉水位計の圧力配管内に配し、その圧力配管に接続された閉止フランジ部から原子炉圧力容器外側に取り出したことを特徴とする。
【００２６】
請求項１４に係る発明は、請求項１乃至１３のいずれかに係る発明において、前記第１の圧力測定管および第２の圧力測定管に保護カバーを設け、冷却材の流れから隔離した構造としたことを特徴とする。
【００２７】
請求項１５に係る発明は、請求項４、５、６、７、９のいずれかに係る発明において、ベルマウス部と、前記循環ポンプのディフューザを内包する大きさの内径を有する円管部と、循環ポンプ吸込み側のポンプデック上に設置するためのフランジ部を有する吸込ノズルの外側に、前記ベルマウス部と円管部、および前記フランジ部と円管部とを支持するリブを取り付けたことを特徴とする。
【００２８】
請求項１６に係る発明は、請求項１乃至１５のいずれかに記載の冷却材流量測定装置を各循環ポンプに具備した原子炉の炉心流量計測システムにおいて、
冷却材の温度と圧力から密度を算出する冷却材密度測定系と、
各循環ポンプについてポンプ回転速度、ポンプ部差圧、および冷却材密度から冷却材の順流と逆流を判断する冷却材流れ方向判定システムと、
前記各冷却材流量測定装置から得られた差圧、前記冷却材密度測定系から得られた冷却材密度、冷却材流れ方向判定システムから得られた各循環ポンプにおける冷却材の流れ方向の判定結果、冷却材流量測定装置の差圧と冷却材の順流流量との対応を表す順流特性データもしくは関係式、および冷却材流量測定装置の差圧と冷却材の逆流流量との対応を表す逆流特性データもしくは関係式から各循環ポンプにおける流れの向きと流量を算出する循環ポンプ流量算出系と、
各循環ポンプにおける冷却材流量を、順流方向の流量を正、逆流方向の流量を負の値として総和することによって炉心流量を算出する炉心流量算出系と
から構成されることを特徴とする。
【００２９】
請求項１７に係る発明は、請求項１６記載の炉心流量計測システムと、原子炉の出力を監視し燃料の最小限界出力比に対する運転裕度を監視する炉心熱出力監視系と、これらの情報から原子炉の運転可能な熱出力上限値を計算し原子炉の出力を自動的にその上限値まで増加させる機能を有する原子炉熱出力制御系とから構成され、その原子炉熱出力制御系からの制御信号によって、冷却材流量を制御する再循環流量制御系と、制御棒駆動系と、タービン制御系と、原子炉給水制御系を制御し、原子力プラントの電気出力を自動的に最大出力で運転する機能を有することを特徴とする。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、図中図１８、１９と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３１】
第１実施形態
図１は本発明の第１実施形態を示す図であり、（ａ）は図１９に対応しており、（ｂ）は（ａ）の平面図、（ｃ）は（ｂ）の縦断面図であり、ディフューザ１１の上部に、このディフューザ１１と同心状の吸込ノズル１７が載置装着されている。上記吸込ノズル１７は、円管部１７ａとその円管部１７ａの流入側にあって前記円管部に滑らかに接続するベルマウス部１７ｂを有しており、そのベルマウス部１７ｂがダウンカマ４内に収まる外径の円形断面としてある。上記吸込ノズル１７の円管部１７ａの側壁部には第１の圧力測定管１８が着脱可能に装着されており、その第１の圧力測定管１８が吸込ノズル１７内に開口されている。また、冷却材水位以下の領域の中で最も冷却材流れの影響を受けにくい位置として、ベルマウス部１７ｂの上端よりも下である上記吸込ノズル１７の外側方には第２の圧力測定管１９が開口されている。上記第１及び第２の圧力測定管１８、１９はそれぞれ原子炉圧力容器１の外部に導かれ、原子炉圧力容器１の外部に設けた差圧測定装置２０に接続されている。上記第１の圧力測定管１８と第２の圧力測定管１９は、図２に拡大して示すように、同心状に形成され、第２の圧力測定管１９内に第１の圧力測定管１８が挿通されており、その内外２重管がポンプデック１３を貫通し、さらに原子炉圧力容器１外に取り出されている。第２の圧力測定管１９はその頂部において第１の圧力測定管１８との間隙が密封されるとともに、上部側面部に圧力測定口１９ａが形成されている。
【００３２】
しかして、ダウンカマ４を下降してきた冷却材は、図１に示す吸込ノズル１７を通過しインペラ１０およびディフューザ１１を通過し昇圧されて炉心部２へ流入する。そこで、冷却材が吸込ノズル１７を通過する時には、流れが絞られ流速が大きくなることと入口部における圧力損失により、ベルヌイの定理に従い圧力が低下する。したがって、この時の圧力を第１の圧力測定管１８で測定し、また、冷却材流れの影響を受けにくい吸込ノズル１７の外側部の圧力を第２の圧力測定管１９で測定し、両者の差圧を原子炉圧力容器１の外部に設けた差圧測定装置２０で計測する。
【００３３】
ところで、上記差圧測定装置２０による差圧水頭を△Ｈ、吸込ノズル１７を流れる流量をＱ、Ｋを係数とすると、△ＨとＱとの間には △Ｈ＝Ｋ・Ｑ^２ の関係がある。したがって、Ｑ＝［△Ｈ／Ｑ］^１／２ となり、上記差圧水頭△Ｈを測定することで冷却材の流量を直接算出できる。一方、循環ポンプ５が停止し逆流した時の逆流流量も同様に圧力差を測定して算出する。なお、逆流が発生している情報は、循環ポンプ５の回転数がゼロ、電圧ゼロ、電流ゼロなどの信号を利用する。
【００３４】
このように、本第１実施形態においては、吸込ノズル１７の内外の圧力差を測定することにより流量を算出するようにしたので、従来の循環ポンプのもつ回転数−流量−圧力差の関係を使う必要がなく、工場等での試験の容器差の補正を行う必要がなく、冷却材流量の測定精度を向上することができる。しかも、循環ポンプディフューザ１１と同様、吸込ノズル１７を炉外に取り出し、保守することが可能であるとともに、第２の圧力測定管１９による圧力測定位置を上記位置とすることにより安定した大きな圧力差を得ることができる。さらに、第１の圧力測定管１８と第２の圧力測定管１９を２重管とすることにより、原子炉圧力容器貫通部の数を少なくすることができる。また、第２の圧力測定管１９による圧力測定位置をこのように冷却材流れの影響を受けにくい位置（死水領域内）にすることで、安定した大きな圧力差を得ることができる。
【００３５】
第２実施形態
図３は、本発明の第２実施形態を示す図であり、吸込ノズル１７は、円管部１７ａとその流入側にあって前記円管部に滑らかに接続するベルマウス部１７ｂを有し、そのベルマウス部の最大口径は、原子炉圧力容器１とシュラウド３の間の円環状流路であるダウンカマ４の半径方向の幅より大きく、かつ、ダウンカマ４に収まるように、原子炉圧力容器１の壁及びシュラウド３と干渉する部分については、ベルマウス部１７ｂが原子炉圧力容器１の内壁とシュラウド３の外壁の形状に概ね合わせて、鎖線で示す部分が切除された形状としてある。
【００３６】
しかして、吸い込みノズル１７への冷却材の流入を円滑にするとともに、製作を容易にすることができる。
【００３７】
第３実施形態
図４は、本発明の第３実施形態を示す図であって、吸込ノズル１７の円管部１７ａの内径が前記循環ポンプのディフューザ１１を内包する大きさとするとともに、ベルマウス部１７ｂは第２の実施の形態と同様に、ＪＩＳの吸い込みノズルに規定されているような十分な直径を有する形状をベースとし、原子炉圧力容器１とシュラウド３と干渉する部分については切除した形としてある。また、吸込ノズル１７の下端部外周にはフランジ１７ｃが形成されており、その吸込ノズル１７を、ディフューザ１１のほぼ中央部から上部全体を包囲するように嵌装し、上記フランジ１７ｃがポンプ吸込み側のポンプデック１３上に設置固定されている。
【００３８】
このように、吸込ノズル１７をポンプデック１３に据え付けることにより、吸込ノズル１７を設置したままでディフューザ１１を従来と同様に着脱することができる。
【００３９】
第４実施形態
図５は、本発明の第４実施形態を示したものである。第３の実施の形態のように、吸込ノズル１７をディフューザ１１を内包してポンプデック１３に据え付ける場合、吸込ノズル１７の円筒部１７ａを流れる冷却材はディフューザ１１内のインペラ１０に流入する際に絞られ、ディフューザ１１の上部環状領域が剥離領域となる。この剥離領域においては圧力が上昇するために、低圧側である第１の圧力測定管による圧力測定位置がこの剥離領域にあると、高圧側である第２の圧力測定管１９による測定圧力との圧力差ΔＰが小さくなり、測定圧力差ΔＰのＳ／Ｎ比が小さくなる。
【００４０】
そこで、第１の圧力測定管による圧力測定位置がこの剥離領域外となるように、ディフューザ上端からその圧力測定位置までの距離Ｌ_ＰＤを、流動試験や流動解析からの知見にもとづき、Ｌ_ＰＤ／ｈ ≧ １．０としている。ここでｈ＝（Ｄ−ｄ）／２、Ｄ：吸込ノズル円筒部内径、ｄ：循環ポンプディフューザ内径である。
【００４１】
これによって、第１の圧力測定管１８による測定圧力は、吸込ノズル１７への流入前の冷却材の全圧に比べ、吸込ノズル１７の円管部１７ａの冷却材の動圧分と、ベルマウス部１７ｂと円管部１７ａにおける圧力損失分だけ低下した最も低い圧力を測定することが可能となり、測定圧力差ΔＰのＳ／Ｎ比を最大限にとることができる。
【００４２】
第５実施形態
さらに、図６は本発明の第５実施形態を示す図であり、吸込ノズル１７のベルマウス部１７ｂ下流端、すなわち円管部１７ａの上端から、第１の圧力測定管による圧力測定位置までの軸方向距離Ｌ_ＰＵを、必要最小限の長さとすることによって、吸込ノズル１７の軸方向長さを短くすることができる。一方、円管部１７ａの上端からの距離が長いほど一般に安定した圧力差ΔＰを得ることができる。
【００４３】
ところが、流動試験の知見によれば、Ｌ_ＰＵ≦０．５Ｄにおいて、Ｌ_ＰＵ＝０．７０Ｄよりもむしろ良好な流量特性を示す差圧が得られている。これは、流入による速度分布が発達しているＬ_ＰＵ＝０．７０Ｄ位置に比べ、ベルマウスの終了端近傍のほうが、局所的に壁近傍の流速が大きくなっているために、測定圧力差ΔＰが大きくなりＳ／Ｎ比が大きくなっているものと考えられる。したがって、第５の実施の形態では円管部１７ａの上端から、第１の圧力測定管による圧力測定位置までの軸方向距離ＬＰＵを
０≦Ｌ_ＰＵ≦０．５Ｄ
とし、最低限の長さを確保することで、吸込ノズル１７の軸方向長さを短くしたものである。
【００４４】
第６実施形態
また、図７に示すように、吸込ノズル１７のベルマウス部１７ｂの軸方向長さをＬ_Ｂ、ベルマウス部１７ｂの下流端から前記第１の圧力測定管１８の接続位置までの軸方向長さをＬ_ＰＵ、前記第１の圧力測定管１８の接続位置から循環ポンプのディフューザ１１上端までの軸方向長さをＬ_ＰＤ、循環ポンプのディフューザ１１の上端からポンプデック１３上面までの軸方向長さをＬ_Ｄとしたとき、吸込ノズル１７の軸方向長さは
Ｌ＝Ｌ_Ｂ ＋Ｌ_ＰＵ ＋Ｌ_ＰＤ ＋Ｌ_Ｄ … （１）
となる。
【００４５】
第５実施形態で述べたとおり、ベルマウス部下流端から第１の圧力測定管の接続位置までの軸方向長さＬ_ＰＵは、
０≦Ｌ_ＰＵ≦０．５Ｄ …（２）
とする。
【００４６】
さらに、第１の圧力測定管の接続位置から循環ポンプのディフューザ上端までの軸方向長さＬ_ＰＤについては、第４の実施の形態の通り、Ｌ_ＰＤ ≧１．０ｈであることが必要である。しかし、一方、流動試験の知見よりＬ_ＰＤ＝０．５Ｄ位置の圧力計測で良好な流量特性が得られている。したがって、
１．０ｈ ≦ Ｌ_ＰＤ ≦０．５Ｄ …（３）
とすることができる。ここでＤ：吸込ノズル円管部内径、ｈ＝（Ｄ−ｄ）／２、ｄ：ディフューザ内径。
【００４７】
すなわち、本発明の第６実施形態として、上記（１）式で規定された吸込ノズルの長さにおいて、Ｌ_ＰＵ、Ｌ_ＰＤを上記（２）と（３）で示された範囲とすることで、冷却材流量測定に適しかつ短尺化された吸込ノズルの軸方向長さとすることができる。
【００４８】
第７実施形態
図８は、本発明の第７実施形態を示したものであり、吸込ノズル１７の円管部１７ａにおいて、第１の圧力測定管１８による圧力測定のための圧力タップを周方向に複数個設置し、それらを互いに連結したものである。すなわち、吸込ノズル１７への第１の圧力測定管１８の接続位置における概ね同一の軸方向位置に、周方向に複数個の圧力測定孔１７ａ１を設け、それらを周方向圧力測定管１８ａにより相互に連結し、その周方向圧力測定管１８ａに、図８（ｃ）に示すように、１本の圧力測定管１８ｂを接続することにより第１の圧力測定管１８が形成されている。また、図８（ｄ）に示すように、Ｃ型断面のチャンネル１８ｃを周方向の圧力測定孔１７ａ１を内包するように円管部１７ａの外側にそって巻き接合面を全周溶接し水密構造とし、そのＣ型断面のチャンネル１８ｃに１本の圧力測定管１８ｂを接続する構造としてもよい。後者は前者に比べ、施工に工数がかかるが流体力による振動に対しては強いという利点がある。
【００４９】
このように周方向に複数の圧力測定孔を連結することで、吸込ノズルの周方向に圧力分布がある場合でも平均的な安定した圧力を１本の第１の圧力測定管１８で原子炉圧力容器１の外部に取り出すことができる。
【００５０】
第８実施形態
図９は、本発明の第８実施形態を示したものである。この実施の形態では、吸込ノズル１７をフランジ１７ｃを介してポンプデック１３に据え付ける構造に対して、第１の圧力測定管１８を着脱可能な構造とし、かつ冷却材の流体力の影響を受けないように原子炉圧力容器１の外に取り出す構造としてある。
すなわち、吸込ノズル１７の円管部１７ａから引き出された圧力測定管１８ｄは、フランジ１７ｃを貫通し下面から突出する位置で切断されており、先端部にはシール用コマ２３が取り付けられて、フランジ１７ｃに固定されている。フランジ１７ｃの下面にはシール構造の上部当たり面となる凹部２４が設けられている。一方、シール用コマ２３に相対するポンプデック１３の上面には、シール用コマ２３にフィットするすり鉢状のくぼみ２５を設けポンプデック側シール面としてある。さらに、上記くぼみ２５から圧力測定管１８ｄの延長としてポンプデック１３内に原子炉圧力容器１の外部まで到達する貫通孔２６が設けられており、その貫通孔２６に原子炉圧力容器外の圧力測定管１８ｅが原子炉圧力容器の外側で接続され、第１の圧力測定管１８が構成されている。したがって、吸込ノズル取付ボルト２７を締めこみ、フランジ１７ｃをポンプデック１３に固着することによって、シール用コマ２３がポンプデック１３側のくぼみ２５に圧着されてシールされ、吸込ノズル１７内の圧力を原子炉圧力容器外の圧力測定管１８ｅに導くことが可能となる。
【００５１】
この構造によれば、保守作業のために吸込ノズル１７を原子炉外に取り出す際に第１の圧力測定管１８を切断する必要がなくなると同時に、冷却材の流体力による振動現象に対し強固な圧力測定管を構成することが可能となる。
【００５２】
第９実施形態
図１０は、本発明の第９実施形態を示したものであり、炉内冷却材圧力の基準値となる第２の圧力測定管１９による圧力測定を、吸込ノズル１７の外部で、ベルマウス部１７ｂの上端よりも下側のダウンカマ４の位置で測定するための構造を示している。この位置では死水領域２８となっており、冷却材の流れはほとんど無く、原子炉圧力容器１の下部に位置するため冷却材の水頭も大きく、大きなＳ／Ｎ比を有する炉内冷却材の圧力代表値として利用することができる。
【００５３】
上記第２の圧力測定管１９による圧力測定は、図１及び図２に示したような２重管を使用した場合には、吸込ノズル１体につき原子炉圧力容器１の貫通孔を１箇所とすることができる。しかし、図１０（ｃ）に示すような構造によって第２の圧力測定管１９による圧力測定を行うこともできる。すなわち、図１０（ｃ）は、（ａ）のＣ部の詳細を示す図であり、シュラウド３に設けられた圧力測定孔２９にシュラウド３の内側から第２の圧力測定管１９を接続し、それをシュラウド３の内壁に沿って配置して原子炉圧力容器１の底部を貫通し外部に取り出すようにしてもよい。これは、図９に示すように第１の圧力測定管１８を単独で原子炉圧力容器１の外部に取り出す場合に、第２の圧力測定管１９を原子炉圧力容器１の外に取り出す方法として有効である。
【００５４】
ところで、基本的に、第１の圧力測定管１８は吸込ノズル１７の数すなわち循環ポンプ５の数と同じ数の系統が必要であるのに対し、第２の圧力測定管１９による測定圧力を原子炉圧力容器外へ取り出す系統数は、最低１系統あればよく、各吸込ノズル１７に対応した差圧測定装置２０へは、分岐して共通の圧力を供給すればよい。これによって、第１の圧力測定管１８と第２の圧力測定管１９を、２重管構造を採用せず、個別に原子炉圧力容器１の外に取り出す場合に、原子炉圧力容器貫通孔の数を低減することができる。
【００５５】
第１０実施形態
図１１は、このようなことから第２の圧力測定管１９による測定圧力を原子炉圧力容器外へ取り出す系統数を低減した本発明の第１０実施形態を示す。すなわち、図１０（ｃ）に示すようにして第２の圧力測定管１９を第１の圧力測定管１８とは別々に原子炉圧力容器１の外に取り出す場合、図１１に示すように、第２の圧力測定管１９の系統数を例えば４箇所とし、それらの第２の圧力測定管１９が図１１のＣ点で示す４箇所の位置に配置されている。
【００５６】
第１１実施形態
図１２は、本発明の第１１実施形態を示す図であって、第１の圧力測定管１８と第２の圧力測定管１９を２重管構造とすることなく、個別に原子炉圧力容器１の外に取り出す場合に、第２の圧力測定管１９として原子炉水位計３０の液相側圧力配管３１を利用するようにしてある。すなわち、原子炉水位計３０は、原子炉圧力容器１内の液相部に開口する液相側圧力配管３１、原子炉圧力容器１内の気相部に開口する気相側圧力配管３２、及び上記液相側圧力配管３１と気相側圧力配管３２の両配管が接続されている凝縮水槽３３により構成されており、上記凝縮水槽３３の水位により原子炉圧力容器１内の水位を検出するようにしてある。そこで、上記原子炉水位計液相側圧力配管３１から第２の圧力測定管１９が分岐導出されており、その第２の圧力測定管１９が差圧測定装置２０の数だけ分岐され、それぞれ第１の圧力測定管１８が接続されている各差圧測定装置２０に接続されている。
【００５７】
この場合、原子炉冷却材基準圧力としては、図１０に示す死水領域２８の圧力と比べ、冷却材の流れはダウンカマ４を下降する流速を有し原子炉圧力容器１の中間部に位置するため冷却材の水頭が小さくなるため、Ｓ／Ｎ比が悪くなるが、原子炉圧力容器内での第２の圧力測定管の配管が不要となる利点を有する。
【００５８】
第１２施形態
図１３は、本発明の第１２実施形態を示す図であり、第１の圧力測定管１８や第２の圧力測定管１９のための貫通部を原子炉圧力容器１に特に設けないようにしたものである。すなわち、第１の圧力測定管１８は、原子炉水位計３０の気相側圧力配管３２内に挿通され、閉止フランジ３４から継手を介して外部に取り出し、差圧測定装置２０に接続する構造とされており、第２の圧力測定管１９については、図１２と同様、原子炉水位計３０の液相側圧力配管３１を利用するようにしてある。第１の圧力測定管１８は、原子炉水位計３０の液相側圧力配管３１に分岐管を設けて前記と同様に取り出す構造としてもよい。
この構造によれば、既設プラントに本発明の冷却材流量測定装置を適用する場合などに、原子炉圧力容器１に貫通部をさらに設けない構造として有効である。
【００５９】
第１３実施形態
図１４は、本発明の第１３実施形態を示す図であり、第１の圧力測定管１８や第２の圧力測定管１９を原子炉圧力容器１内に配設する場合に、圧力容器１内面、或いはシュラウド３の内面に沿って設けられた圧力測定管１８、１９をＣ型チャンネル形状の保護カバー３５で覆い、冷却材の流れから保護するようにしてある。図示した保護カバー３５は、第１の圧力測定管１８、或いは第２の圧力測定管１９を原子炉圧力容器１もしくはシュラウド２の壁に押さえて固定する構成となっており、保護カバー３５は、或る間隔をおいて壁側に溶接３６で固定されている。
しかして、この実施の形態によれば、第１の圧力測定管１８もしくは第２の圧力測定管１９が、冷却材の流れ３７から流体力を直接受けることが無いため、流体振動を起さず信頼性の高い圧力測定が可能となる。
【００６０】
第１４実施形態
図１５は、本発明の第１４実施形態を示したものであり、吸込ノズル１７の周方向２箇所にベルマウス部１７ｂの外側、円管部１７ａの外側、およびフランジ１７ｃの上面を支持するように、吸込ノズル１７の軸方向に沿ってリブ３８が取り付けられており、ベルマウス部１７ｂおよびフランジ１７ｃを補強するようにしてある。
これによれば、ポンプデック１３にフランジ１７ｃで固定された吸込ノズル１７に冷却材が流入する際に、ベルマウス部１７ｂで受ける流体力や円管部１７ａ内で受ける流体力によって、フランジ１７ｃに応力が発生するが、その応力が緩和され、吸込ノズル１７の構造健全性の向上を図ることができる。
【００６１】
第１５実施形態
図１６は、吸込ノズル１７を原子炉の冷却材流量測定系に適用した場合の炉心流量測定システムのロジックである。
【００６２】
循環ポンプ工場試験ループにて、循環ポンプ流量Ｑ_Ｐ、吸込ノズル差圧ΔＰ（第１および第２の圧力測定管によって測定した差圧）、流体温度、流体圧力から、循環ポンプ流量ＱＰと吸込ノズル差圧水頭ΔＨとの関係である吸込ノズル差圧流量特性 ΔＨ＝ＫＱ_ｐ ^２ のＫの値（定数）をあらかじめ求めておく。同様に停止している循環ポンプに外部ポンプによって逆方向に冷却材を流した場合の逆流流量Ｑ_Ｒと吸込ノズル差圧水頭ΔＨとの関係である循環ポンプ逆流特性
ΔＨ＝Ｋ_ＲＱ_Ｒ ^２のＫ_Ｒの値（定数）も求めておく。これらの関係は圧力差と流量の２乗の関係なので良好な直線性を有し、定数ＫもしくはＫ_Ｒを適用した場合の冷却材流量測定精度は高い。
【００６３】
プラントにおいてはこれらの吸込ノズル差圧流量特性と循環ポンプ逆流特性一式をそのまま全台数の吸込ノズルに対して適用し、またプラントにおける流量測定に関する計測は吸込ノズル差圧水頭ΔＨを求めるための吸込ノズル差圧ΔＰ_ｉ（循環ポンプ台数分）、炉圧、冷却材温度の３つの物理量の測定を行う。
【００６４】
炉心部２に流入する冷却材流量は、循環ポンプの全台数の個々について、運転ポンプに対しては吸込ノズル差圧流量特性、停止ポンプに対しては逆流特性を適用し冷却材流量を求め、順流流量は正、逆流流量ＱＲは負の流量としてそれらを加算することで求める。
ここで、停止ポンプの判別は循環ポンプの回転速度Ｎ_ｉをもとに判定する。
【００６５】
一方、図２０に示す従来の流量測定システムの場合、工場試験においてプラントに設置する循環ポンプ１台ごとに循環ポンプ回転速度−循環ポンプ流量Ｑ_ｐｉ−ポンプ揚程Ｈ_ｉの関係のデータを取得し、プラントに適用する場合には工場試験とプラントで容器形状に違いがあるため特性の補正を行っている。また、循環ポンプの性能曲線である循環ポンプ回転速度−循環ポンプ流量Ｑ_ｐｉ−ポンプ揚程Ｈ_ｉの関係は、高次式でフィッティングされるが、その精度はまた、流量を求めるのに循環ポンプ回転速度Ｎ_ｉ（循環ポンプ台数分）とポンプ揚程Ｈを算出するためのポンプ部差圧ΔＰ_ｊ（４箇所）、炉圧、冷却材温度の４つの物理量を算出しており、流量測定誤差の要因となっている。また、工場試験で取得した循環ポンプ回転速度−循環ポンプ流量Ｑ_ｐｉ−ポンプ揚程Ｈ_ｉのデータは、循環ポンプの性能曲線として高次式でフィッティングしたのち上記補正をおこなってプラントに適用されるが、その場合のフィッティング精度も誤差の要因となる。
【００６６】
したがって、図１６に示した本発明の吸込ノズルを適用した冷却材流量測定装置による炉心流量測定システムによれば、図２０に示した従来の炉心流量測定システムよりも、簡素で高精度の炉心流量測定を行うことが可能となる。
【００６７】
第１６実施形態
さらに、図１７は本発明の第１６実施形態を示す図であり、吸込ノズル１７による原子炉冷却材測定装置を適用した高精度の炉心流量計測システムによって高い精度で測定された炉心流量と、原子炉の出力を監視し燃料の最小限界出力比に対する運転裕度を監視する炉心熱出力監視系からの情報が原子炉熱出力制御系に入力され、そこで上記炉心流量と炉心熱出力監視系からの情報に基づき原子炉の運転可能な熱出力上限値を計算し、その熱出力上限値により原子炉の出力を自動的にその上限値まで増加させるような制御信号が、再循環流量制御系、制御棒駆動系、タービン制御系、及び原子炉給水制御系にそれぞれ入力され、再循環流量の制御、制御棒の駆動制御、タービンの制御、及び原子炉給水の制御が行われ、原子力プラントの電気出力が自動的に最大出力で運転されるように制御されるようにしてある。
【００６８】
しかして、高精度の炉心流量計測システムによって測定された炉心流量により、炉心の熱的裕度を高い精度で把握することができ、原子力プラントの電気出力を自動的に最大出力で運転でき、原子力発電プラントの炉の熱出力と電気出力を増加させた運転を行うことができる。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、従来の循環ポンプの持つ回転数−流量−圧力差の関係を使う必要がなくなり、吸込ノズル差圧流量特性と循環ポンプ逆流特性一式をそのまま全台数の吸込ノズルに対して適用することで冷却材流量すなわち炉心流量を測定することが可能となる。また、冷却材流量を求めるためのこれらの特性データに対して工場試験の容器差の補正を行う必要がない。さらに、プラントでの炉心流量の測定に当たって、適用する関係式の精度が高く、かつ計測物理量の数が減るために誤差を与える因子が減る。これらから流量測定ロジックが簡素化し、かつ、炉心流量の測定精度が向上することによって原子炉運転の余裕をより正確に把握でき、プラントの出力増加を図ることができる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る原子炉の冷却材流量測定方法の第１実施形態を説明するための図であって、（ａ）は循環ポンプ部の縦断側面図、（ｂ）は循環ポンプ部の平面図、（ｃ）は（ｂ）の縦断面図。
【図２】 第１実施形態における第１及び第２の圧力測定管の構成を示す断面図。
【図３】 本発明に係る原子炉の冷却材流量測定方法の第２実施形態を説明するための図であって、（ａ）は循環ポンプ部の縦断側面図、（ｂ）は循環ポンプ部の平面図、（ｃ）は（ｂ）の縦断面図。
【図４】 本発明に係る原子炉の冷却材流量測走方法の第３実施形態を説明するための図であって、（ａ）は循環ポンプ部の縦断側面図、（ｂ）は循環ポンプ部の平面図、（ｃ）は（ｂ）の縦断面図。
【図５】 本発明に係る原子炉の冷却材流量測定方法の第４実施形態を説明するための要部を示す縦断面図。
【図６】 本発明に係る原子炉の冷却材流量測定方法の第５実施形態を説明するための要部を示す縦断面図。
【図７】 本発明に係る原子炉の冷却材流量測定方法の第６実施形態を説明するための要部を示す縦断面図。
【図８】 本発明に係る原子炉の冷却材流量測定方法の第７実施形態を説明するための図であって、（ａ）は循環ポンプ部の平面図、（ｂ）は（ａ）の縦断面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ線に沿う断面図、（ｄ）は（ｂ）のＡ−Ａ線に沿う他の例を示す断面図。
【図９】 本発明に係る原子炉の冷却材流量測定方法の第８実施形態を説明するための要部を示す縦断面図。
【図１０】 本発明に係る原子炉の冷却材流量測定方法の第９実施形態を説明するための図であって、（ａ）は循環ポンプ部の平面図、（ｂ）は（ａ）の縦断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ部の拡大図。
【図１１】 本発明に係る原子炉の冷却材流量測定方法の第１０実施形態を説明するための要部を示す縦断面図。
【図１２】 本発明に係る原子炉の冷却材流量測定方法の第１１実施形態を説明するための要部を示す縦断面図。
【図１３】 本発明に係る原子炉の冷却材流量測定方法の第１２実施形態を説明するための要部を示す縦断面図。
【図１４】 本発明に係る原子炉の冷却材流量測定方法の第１３実施形態を説明するための図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ矢視図。
【図１５】 本発明に係る原子炉の冷却材流量測定方法の第１４実施形態を説明するための図であって、（ａ）は循環ポンプ部の平面図、（ｂ）は（ａ）の縦断面図。
【図１６】 本発明に係る第１５実施形態の原子炉の冷却材流量測定法のロジックを示す図。
【図１７】 本発明に係る第１６実施形態の原子炉の冷却材流量測定装置による炉心流量計測システムを適用した原子炉出力制御システムの制御系の説明図。
【図１８】 従来の沸騰水型原子炉（改良型）を概略的に一部側面で示す縦断面図。
【図１９】 図１８におけるＡ部を拡大して示す縦断面図。
【図２０】 従来の炉心流量測定法のロジックを示す図。
【符号の説明】
１ 原子炉圧力容器
２ 炉心部
３ シュラウド
４ ダウンカマ
５ 循環ポンプ
１０ インペラ
１１ ディフューザ
１３ ポンプデック
１７ 吸込ノズル
１７ａ 円管部
１７ｂ ベルマウス部
１７ｃ フランジ
１８ 第１の圧力測定管
１９ 第２の圧力測定管
２０ 差圧測定装置
２３ シール用コマ
３０ 原子炉水位計
３１ 液相側圧力配管
３２ 気相側圧力配管
３３ 凝縮水槽
３５ 保護カバー
３８ リブ

Claims (17)

1. 原子炉圧力容器外に位置するモータ部と、前記原子炉圧力容器とシュラウドとの間に配設され、前記モータ部に接続されたインペラ及びそのインペラの外周側に位置するディフューザからなるポンプ部と、を具備する循環ポンプを、再循環系に採用した原子炉の冷却材流量測定装置において、
   前記ポンプ部吸込側の前記ディフューザの上部に、円管部およびこの円管部に滑らかに接続されたベルマウス部を有する吸込ノズルを載置装着し、
   この吸込ノズル内に開口接続された第１の圧力測定管と、原子炉圧力容器内でこの吸込ノズル外に開口する第２の圧力測定管と、これら第１および第２の圧力測定管を原子炉圧力容器外に導き、これらの差圧を測定する差圧測定器と、を備えたことを特徴とする原子炉の冷却材流量測定装置。
2. 前記吸込ノズルは、円管部とその流入側にあって前記円管部に滑らかに接続する円形のベルマウス部を有し、
   そのベルマウス部の最大口径は、原子炉圧力容器とシュラウドの間の円環状流路であるダウンカマの半径方向の幅より大きく、かつ、ダウンカマに収まるようにベルマウス部が原子炉圧力容器内壁とシュラウド外壁の形状に概ね合わせて切除された形状としてあることを特徴とする請求項１に記載した原子炉の冷却材流量測定装置。
3. 原子炉圧力容器外に位置するモータ部と、前記原子炉圧力容器とシュラウドとの間に配設され、前記モータ部に接続されたインペラ及びそのインペラの外周側に位置するディフューザからなるポンプ部と、を具備する循環ポンプを、再循環系に採用した原子炉の冷却材流量測定装置において、
   前記循環ポンプの吸込側に吸込ノズルを設け、
   この吸込ノズル内に開口接続された第１の圧力測定管と、原子炉圧力容器内でこの吸込ノズル外に開口する第２の圧力測定管と、これら第１および第２の圧力測定管を原子炉圧力容器外に導き、これらの差圧を測定する差圧測定器と、を備え、
   前記吸込ノズルは、円管部とその流入側にあって前記円管部に滑らかに接続する円形のベルマウス部を有し、
   そのベルマウス部の最大口径は、原子炉圧力容器とシュラウドの間の円環状流路であるダウンカマの半径方向の幅より大きく、かつ、ダウンカマに収まるようにベルマウス部が原子炉圧力容器内壁とシュラウド外壁の形状に概ね合わせて切除された形状としてあることを特徴とする原子炉の冷却材流量測定装置。
4. 吸込ノズルの円管部の内径を前記循環ポンプのディフューザを内包する大きさとし、その吸込ノズルを、循環ポンプ吸込み側のポンプデック上に設置したことを特徴とする、請求項３記載の原子炉の冷却材流量測定装置。
5. 吸込ノズルに接続する第１の圧力測定管の接続位置を循環ポンプのディフューザ上端からの軸方向位置Ｌ_ＰＤで表すとき、ディフューザ内径をｄ、吸込みノズル円管部内径をＤ、ｈ＝（Ｄ−ｄ）／２ としたとき、
   Ｌ_ＰＤ／ｈ≧１．０
   としたことを特徴とする、請求項４記載の原子炉の冷却材流量測定装置。
6. べルマウス部下流端から前記第１の圧力測定管の接続位置までの軸方向長さをＬ_ＰＵとしたとき、
   ０≦Ｌ_ＰＵ≦０．５Ｄ
   としたことを特徴とする、請求項４または５に記載の原子炉の冷却材流量測定装置。
7. 吸込ノズルのベルマウス部の軸方向長さをＬ_Ｂ、ベルマウス部下流端から前記第１の圧力測定管の接続位置までの軸方向長さをＬ_ＰＵ、前記第１の圧力測定管の接続位置から循環ポンプのディフューザ上端までの軸方向長さをＬ_ＰＤ、循環ポンプのディフューザ上端からポンプデック上面までの軸方向長さをＬ_Ｄとしたとき、吸込ノズルの軸方向長さＬ＝Ｌ_Ｂ ＋Ｌ_ＰＵ ＋Ｌ_ＰＤ ＋Ｌ_Ｄにおいて、
   ０≦Ｌ_ＰＵ≦０．５Ｄ、かつ、１．０ｈ≦ Ｌ_ＰＤ ≦０．５Ｄ
   としたことを特徴とする、請求項４記載の原子炉の冷却材流量測定装置。
8. 吸込ノズルへの第１の圧力測定管の接続位置に、概ね同一の軸方向位置にて周方向に複数個の圧力測定孔を設け、それらを相互に連結した周方向圧力測定管に１本の圧力測定管を接続することにより第１の圧力測定管を形成したことを特徴とする、請求項１乃至７のいずれかに記載の原子炉の冷却材流量測定装置。
9. 吸込ノズルの円管部の内径を前記循環ポンプのディフューザを内包する大きさとし、その吸込ノズルを循環ポンプ吸込み側のポンプデック上に設置するためのフランジを有する吸込みノズルと、
   前記フランジ下面側とポンプデック上面側との間に設けられ、前記フランジ部をポンプデックに締結することによってシールされる圧力測定管継手とを有し、
   第１の圧力測定管がその圧力測定管継手からフランジ部を貫通して吸込ノズルの圧力測定孔に至る吸込ノズル側圧力測定管と、前記継手部から原子炉圧力容器外に通ずる圧力容器外側圧力測定管によって構成されていることを特徴とする、請求項４乃至７のいずれかに記載の原子炉の冷却材流量測定装置。
10. 前記第２の圧力測定管による圧力測定孔位置を、吸込ノズルの外にあって前記ダウンカマの吸込ノズルのベルマウス部上端よりも下側位置としたことを特徴とする、請求項１乃至９のいずれかに記載の原子炉の冷却材流量測定装置。
11. 各循環ポンプの数に等しい数の差圧測定装置に接続する前記第２の圧力測定管による圧力測定位置の数を４箇所以下１箇所以上とし、第２の圧力測定管を共用することを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれかに記載の原子炉の冷却材流量測定装置。
12. 原子炉水位計の液相側圧力配管を前記第２の圧力測定管として兼用することを特徴とする、請求項１乃至９のいずれかに記載の原子炉の冷却材流量測定装置。
13. 前記第１の圧力測定管を、原子炉水位計の圧力配管内に配し、その圧力配管に接続された閉止フランジ部から原子炉圧力容器外側に取り出したことを特徴とする、請求項１２記載の原子炉の冷却材流量測定装置。
14. 前記第１の圧力測定管および第２の圧力測定管に保護カバーを設け、冷却材の流れから隔離したことを特徴とする、請求項１乃至１３のいずれかに記載の原子炉の冷却材流量測定装置。
15. ベルマウス部と、前記循環ポンプのディフューザを内包する大きさの内径を有する円管部と、循環ポンプ吸込み側のポンプデック上に設置するためのフランジを有する吸込ノズルの外側に、前記ベルマウス部と円管部、および前記フランジと円管部とを支持するリブを取り付けたことを特徴とする、請求項４、５、６、７、９のいずれかに記載の原子炉の冷却材流量測定装置。
16. 請求項１乃至１５のいずれかに記載の冷却材流量測定装置を各循環ポンプに具備した原子炉の炉心流量計測システムにおいて、
    冷却材の温度と圧力から密度を算出する冷却材密度測定系と、
    各循環ポンプについてポンプ回転速度、ポンプ部差圧、および冷却材密度から冷却材の順流と逆流を判断する冷却材流れ方向判定システムと、
    前記各冷却材流量測定装置から得られた差圧、前記冷却材密度測定系から得られた冷却材密度、冷却材流れ方向判定システムから得られた各循環ポンプにおける冷却材の流れ方向の判定結果、冷却材流量測定装置の差圧と冷却材の順流流量との対応を表す順流特性データもしくは関係式、および冷却材流量測定装置の差圧と冷却材の逆流流量との対応を表す逆流特性データもしくは関係式から各循環ポンプにおける流れの向きと流量を算出する循環ポンプ流量算出系と、
    各循環ポンプにおける冷却材流量を、順流方向の流量を正、逆流方向の流量を負の値として総和することによって炉心流量を算出する炉心流量算出系と
    から構成されることを特徴とする炉心流量計測システム。
17. 請求項１６記載の炉心流量計測システムと、原子炉の出力を監視し燃料の最小限界出力比に対する運転裕度を監視する炉心熱出力監視系と、これらの情報から原子炉の運転可能な熱出力上限値を計算し原子炉の出力を自動的にその上限値まで増加させる機能を有する原子炉熱出力制御系とから構成され、その原子炉熱出力制御系からの制御信号によって、冷却材流量を制御する再循環流量制御系と、制御棒駆動系と、タービン制御系と、原子炉給水制御系を制御し、原子力プラントの電気出力を自動的に最大出力で運転する機能を有することを特徴とする原子炉出力制御システム。

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