JPH01169399A - 原子炉出力分布の測定装置 - Google Patents
原子炉出力分布の測定装置Info
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- JPH01169399A JPH01169399A JP62327239A JP32723987A JPH01169399A JP H01169399 A JPH01169399 A JP H01169399A JP 62327239 A JP62327239 A JP 62327239A JP 32723987 A JP32723987 A JP 32723987A JP H01169399 A JPH01169399 A JP H01169399A
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-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C17/00—Monitoring; Testing ; Maintaining
- G21C17/10—Structural combination of fuel element, control rod, reactor core, or moderator structure with sensitive instruments, e.g. for measuring radioactivity, strain
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、原子炉の炉心内の出力分布の測定装置に関
するものである。
するものである。
原子炉の炉心内の出力分布を知ることは、原子炉を運転
する上で重要な情報であり、従来からこれを測定するい
くつかの装置が試みられている。
する上で重要な情報であり、従来からこれを測定するい
くつかの装置が試みられている。
そのうちの第１の装置としては原子炉内に多数の定置型
の小型中性子検出器を設置するものである。
の小型中性子検出器を設置するものである。
この第１の装置では、多数の中性子検出器が長期間にわ
たって安定に動作する必要があるが、そのような信較性
と安定性とを有する中性子検出器を製作することは極め
て困難である。また、第２の装置としては、原子炉内に
設けた多数の検出器挿入孔に小型の中性子検出器を順次
に挿入し、走査しながら炉出力分布を測定するものであ
る。この第２の装置は、原子炉全体の出力分布を測定す
るのに時間がかかり、炉出力分布が短時間で変化する場
合に追従できないという問題点があった。さらに、第３
の装置としては特開昭５２−１０７４９６号公報に示す
ように加圧水型軽水炉の炉出力測定用として従来から使
用されている炉外設置型の中性子計測装置の検出器を軸
方向に分割して多数の短尺型検出器とし、この短尺型検
出器の出力信号から計算によって軸方向の炉出力分布を
求めるものがある。
たって安定に動作する必要があるが、そのような信較性
と安定性とを有する中性子検出器を製作することは極め
て困難である。また、第２の装置としては、原子炉内に
設けた多数の検出器挿入孔に小型の中性子検出器を順次
に挿入し、走査しながら炉出力分布を測定するものであ
る。この第２の装置は、原子炉全体の出力分布を測定す
るのに時間がかかり、炉出力分布が短時間で変化する場
合に追従できないという問題点があった。さらに、第３
の装置としては特開昭５２−１０７４９６号公報に示す
ように加圧水型軽水炉の炉出力測定用として従来から使
用されている炉外設置型の中性子計測装置の検出器を軸
方向に分割して多数の短尺型検出器とし、この短尺型検
出器の出力信号から計算によって軸方向の炉出力分布を
求めるものがある。
以下にこの第３の装置の原理を図を用いて説明する。第
４図は原子炉と中性子検出器との配置を示す概略構成図
で、図において１０は原子炉炉心、２０は中性子検出器
で、この中性子検出器２０は軸方向に分割された（ここ
では４分割とする）小検出器２１〜２４より構成されて
いる。第５図は原子炉の軸方向出力分布Ｐ（Ｚ）と第４
図に示した小検出器２１〜２４の出力信号Ｄｋとの関係
を示す。小検出器２１〜２４はそれぞれが最も近い部分
の原子炉炉心１０の出力に強く影響されるので、小検出
器２１〜２４の各出力信号Ｄｋの太きさのパターンは原
子炉の軸方向出力分布Ｐ（Ｚ）に似たものとなる。
４図は原子炉と中性子検出器との配置を示す概略構成図
で、図において１０は原子炉炉心、２０は中性子検出器
で、この中性子検出器２０は軸方向に分割された（ここ
では４分割とする）小検出器２１〜２４より構成されて
いる。第５図は原子炉の軸方向出力分布Ｐ（Ｚ）と第４
図に示した小検出器２１〜２４の出力信号Ｄｋとの関係
を示す。小検出器２１〜２４はそれぞれが最も近い部分
の原子炉炉心１０の出力に強く影響されるので、小検出
器２１〜２４の各出力信号Ｄｋの太きさのパターンは原
子炉の軸方向出力分布Ｐ（Ｚ）に似たものとなる。
第６図は分割された小検出器２１〜２４の各出力信号り
、から原子炉の軸方向出力分布Ｐ（Ｚ）を計算で求める
方法を説明する図である。ここで原子炉の軸方向出力分
布Ｐ（Ｚ）を次のように近似的にフーリエ係数で表わす
ことを考える。すなわち （Ｈ：炉心最大高さ） 式（１）の０１を小検出器２１〜２４の各出力信号り、
から求めることができれば、式（１）の近似精度の限界
内で、炉心外の中性子検出器２０の出力信号から炉心内
の出力分布が求められる。
、から原子炉の軸方向出力分布Ｐ（Ｚ）を計算で求める
方法を説明する図である。ここで原子炉の軸方向出力分
布Ｐ（Ｚ）を次のように近似的にフーリエ係数で表わす
ことを考える。すなわち （Ｈ：炉心最大高さ） 式（１）の０１を小検出器２１〜２４の各出力信号り、
から求めることができれば、式（１）の近似精度の限界
内で、炉心外の中性子検出器２０の出力信号から炉心内
の出力分布が求められる。
炉心の高さ方向を小検出器２１〜２４の数と同数に分割
し、各区間について式（１１を積分し、下からｊ番目の
区間の積分値をＰｊとするとＢｊ ：下からｊ番目の区
間の下限 Ｔｊ ：下からｊ番目の区間の上限 ここで と定義すると、炉出力区間積分値Ｐｊは行列〔Ｑハ〕を
用いて次式で表わせる。
し、各区間について式（１１を積分し、下からｊ番目の
区間の積分値をＰｊとするとＢｊ ：下からｊ番目の区
間の下限 Ｔｊ ：下からｊ番目の区間の上限 ここで と定義すると、炉出力区間積分値Ｐｊは行列〔Ｑハ〕を
用いて次式で表わせる。
（Ｐｊ）＝ （Ｑｊム）（Ｃ＋）・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・（４）従って 〔Ｃｉ）＝（Ｑｊ五）−’（ＰＪ）・・・・・・・・・
・・・・・・・・・（４）’ここで小検出器２１〜２４
の各出力信号Ｄｋと炉出力区間積分値Ｐｊとの関係が決
定できれば小検出器２１〜２４の各出力信号ＤｋからＣ
ｉが決定でき、式（１）から炉出力分布Ｐ（Ｚ）の近似
値が求められる。また、上記各出力信号り、は炉心各部
の出力の一次結合で表わすことができ、その変換行列は
特定の原子炉に対しては概ね不変であると考えられる。
・・・・・・・・・・・（４）従って 〔Ｃｉ）＝（Ｑｊ五）−’（ＰＪ）・・・・・・・・・
・・・・・・・・・（４）’ここで小検出器２１〜２４
の各出力信号Ｄｋと炉出力区間積分値Ｐｊとの関係が決
定できれば小検出器２１〜２４の各出力信号ＤｋからＣ
ｉが決定でき、式（１）から炉出力分布Ｐ（Ｚ）の近似
値が求められる。また、上記各出力信号り、は炉心各部
の出力の一次結合で表わすことができ、その変換行列は
特定の原子炉に対しては概ね不変であると考えられる。
すなわち（Ａ ｗ ｊ）を定数行列として
（Ｄｈ ）＝ （Ａｋｊ〕 （ＰＪ ］ ・・
・・・・・・・・・・川・・・・・・＜５３従って （Ｐ Ｊ ） ＝ （Ａｍｊ）伺（Ｄｋ ）・・・・
・・・・・・・・・・・・・・（５１’行列（Ａｉｕ）
−’は原子炉の構造に依存するものであり、原子炉での
実測データから求めなければならない。すなわち、この
方法を適用しようとする原子炉で、同時に測定した炉出
力区間積分値Ｐｊと検出器出力Ｄｋとのデータの組を多
数入手する必要がある。炉出力区間積分値Ｐ、は炉内中
性子計装から得た原子炉の軸方向出力分布Ｐ（Ｚ）を区
間毎に積分して得られる。（Ａｈｄ −’はこれらのデ
ータから連立方程式を解くことによって得られる。（Ａ
ｔ、ｊ）−’を求めることが、この方法にとってＳ／Ｗ
上の初期較正となる。−旦（Ａｍｊ） −＋が決定でき
れば、それ以後は小検出器２１〜２４の出力信号Ｄｋか
ら軸方向の出力分布Ｐ（Ｚ）が弐（１）の近似精度の限
界内で計算で求められる。
・・・・・・・・・・川・・・・・・＜５３従って （Ｐ Ｊ ） ＝ （Ａｍｊ）伺（Ｄｋ ）・・・・
・・・・・・・・・・・・・・（５１’行列（Ａｉｕ）
−’は原子炉の構造に依存するものであり、原子炉での
実測データから求めなければならない。すなわち、この
方法を適用しようとする原子炉で、同時に測定した炉出
力区間積分値Ｐｊと検出器出力Ｄｋとのデータの組を多
数入手する必要がある。炉出力区間積分値Ｐ、は炉内中
性子計装から得た原子炉の軸方向出力分布Ｐ（Ｚ）を区
間毎に積分して得られる。（Ａｈｄ −’はこれらのデ
ータから連立方程式を解くことによって得られる。（Ａ
ｔ、ｊ）−’を求めることが、この方法にとってＳ／Ｗ
上の初期較正となる。−旦（Ａｍｊ） −＋が決定でき
れば、それ以後は小検出器２１〜２４の出力信号Ｄｋか
ら軸方向の出力分布Ｐ（Ｚ）が弐（１）の近似精度の限
界内で計算で求められる。
ここで使用する炉出力区間積分値ｐ、と検出器出力Ｄｋ
とのデータの組は多様な出力分布に対応したものでなけ
ればならず、またデータの組の数は少くとも中性子検出
器２００分割の敗（ここでは４）以上でなければならな
い。
とのデータの組は多様な出力分布に対応したものでなけ
ればならず、またデータの組の数は少くとも中性子検出
器２００分割の敗（ここでは４）以上でなければならな
い。
従来の原子炉出力分布の測定装置は以上のように構成さ
れているので、前述の条件を満すデータは、多様な試験
を行う初運開プラントでなければ通常は得られず、初期
較正において変換行列（Ａｉ＋ｊ）−’を求めるための
データを得ることが実際には困難であり、また使用する
データが前述の条件を十分に満していない場合には変換
行列（Ａｍｊ）−’を求める事が非常に難かしく、変換
行列〔Ａよｊ） −１の精度が著しく低下するという問
題点があった。
れているので、前述の条件を満すデータは、多様な試験
を行う初運開プラントでなければ通常は得られず、初期
較正において変換行列（Ａｉ＋ｊ）−’を求めるための
データを得ることが実際には困難であり、また使用する
データが前述の条件を十分に満していない場合には変換
行列（Ａｍｊ）−’を求める事が非常に難かしく、変換
行列〔Ａよｊ） −１の精度が著しく低下するという問
題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、初期較正用データに対する要求条件を緩和し
、データが条件を十分に満していなくとも初期較正の困
難さを軽減し、既設プラントへの適用を容易にするよう
にした原子炉出力分布の測定装置を得ることを目的とす
る。
たもので、初期較正用データに対する要求条件を緩和し
、データが条件を十分に満していなくとも初期較正の困
難さを軽減し、既設プラントへの適用を容易にするよう
にした原子炉出力分布の測定装置を得ることを目的とす
る。
第１の発明に係る原子炉出力分布の測定装置は、中性子
検出器の出力および小検出器の高さとほぼ等しい高さで
分割された炉心のそれぞれの炉出力区間積分値のそれぞ
れからフーリエ係数を計算するフーリエ係数計算手段と
、上記中性子検出器出力のフーリエ係数を炉出力区間積
分値のフーリエ係数に換算する換算手段とを用いて初期
較正時のデータを得るものである。
検出器の出力および小検出器の高さとほぼ等しい高さで
分割された炉心のそれぞれの炉出力区間積分値のそれぞ
れからフーリエ係数を計算するフーリエ係数計算手段と
、上記中性子検出器出力のフーリエ係数を炉出力区間積
分値のフーリエ係数に換算する換算手段とを用いて初期
較正時のデータを得るものである。
第２の発明に係る原子炉出力分布の測定装置は、中性子
検出器の出力および小検出器の高さとほぼ等しい高さで
分割された炉心のそれぞれの炉出力区間積分値のそれぞ
れからフーリエ係数を計算するフーリエ係数計算手段と
、このフーリエ係数計算手段で中性子検出器出力および
炉出力区間積分値のフーリエ係数を計算した後に両者の
相関を用いて異常データを発見し削除する異常データ削
除手段と、異常データを削除したのちに上記中性子検出
器出力のフーリエ係数を炉出力区間積分値の。
検出器の出力および小検出器の高さとほぼ等しい高さで
分割された炉心のそれぞれの炉出力区間積分値のそれぞ
れからフーリエ係数を計算するフーリエ係数計算手段と
、このフーリエ係数計算手段で中性子検出器出力および
炉出力区間積分値のフーリエ係数を計算した後に両者の
相関を用いて異常データを発見し削除する異常データ削
除手段と、異常データを削除したのちに上記中性子検出
器出力のフーリエ係数を炉出力区間積分値の。
フーリエ係数に換算する換算手段とを用いて初期較正時
のデータを得るものである。
のデータを得るものである。
この発明における原子炉出力分布の測定装置は原子炉出
力区間積分値からフーリエ係数を求める変換行列〔Ｑハ
〕−１を検出器出力に適用し、原子炉出力区間積分値と
検出器出力とのそれぞれから求めたフーリエ係数相互間
の変換則を見出すことによりフーリエ係数Ｃ１を求める
ようにしたものである。
力区間積分値からフーリエ係数を求める変換行列〔Ｑハ
〕−１を検出器出力に適用し、原子炉出力区間積分値と
検出器出力とのそれぞれから求めたフーリエ係数相互間
の変換則を見出すことによりフーリエ係数Ｃ１を求める
ようにしたものである。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
まず第１図により本発明の原理および機能を説明する。
炉出力分布Ｐ（Ｚ）の区間積分値Ｐ、と検出器出力り、
とを、それぞれ総和を１に規格化しくステップＳＴＩ、
５Ｔ２）、それぞれをＮＰ、。
とを、それぞれ総和を１に規格化しくステップＳＴＩ、
５Ｔ２）、それぞれをＮＰ、。
ＮＤｋとする。次にＮＰ、とＮＤ、とのそれぞれにフー
リエ係数計算手段を用いて式（４）′と同様にフーリエ
係数変換行列（Ｑ）−１を適用しくステップＳＴ３，５
Ｔ４） 、結果をそれぞれ炉出力区間積分値のフーリエ
係数ＣＤｉ、中性子検出器出力のフーリエ係数ＣＤｌ
とする。すなわち、（ＣＰ＋ ）＝ （Ｑｊｔ）−’
（ＮＰＪ ）・・・・・・・・・・・・（８）（ＣＤｉ
）＝ （Ｑｍｔ）−’ （ＮＤｉ＝ ）・・・・・・
・・・・・・（９）次に中性子毒★出器出力のフーリエ
係数ＣＤｉより換算手段を用いて炉出力区間積分値のフ
ーリエ係数ＣＰ！を求めるのであるが、これに先立って
ＣＤ、の持つ性質について説明する。第１に検出器出力
Ｄｋは、炉出力分布Ｐ（Ｚ）が中性子の拡散や散乱を経
て検出器位置に到達した中性子束分布を表すものである
から、ＣＤ、はＣＰｉに比べて高周波成分（ｌの大きい
項）が減衰している。
リエ係数計算手段を用いて式（４）′と同様にフーリエ
係数変換行列（Ｑ）−１を適用しくステップＳＴ３，５
Ｔ４） 、結果をそれぞれ炉出力区間積分値のフーリエ
係数ＣＤｉ、中性子検出器出力のフーリエ係数ＣＤｌ
とする。すなわち、（ＣＰ＋ ）＝ （Ｑｊｔ）−’
（ＮＰＪ ）・・・・・・・・・・・・（８）（ＣＤｉ
）＝ （Ｑｍｔ）−’ （ＮＤｉ＝ ）・・・・・・
・・・・・・（９）次に中性子毒★出器出力のフーリエ
係数ＣＤｉより換算手段を用いて炉出力区間積分値のフ
ーリエ係数ＣＰ！を求めるのであるが、これに先立って
ＣＤ、の持つ性質について説明する。第１に検出器出力
Ｄｋは、炉出力分布Ｐ（Ｚ）が中性子の拡散や散乱を経
て検出器位置に到達した中性子束分布を表すものである
から、ＣＤ、はＣＰｉに比べて高周波成分（ｌの大きい
項）が減衰している。
これは中性子の拡散や散乱が低減ろ波器の作用をもつこ
とを意味する。この観点からは、ＣＤｉとＣＤｉとの間
の相互変換則はステップＳＴ５において決定せられる対
角行列（Ａｃｔ）を用いて次式で表わせると考えられる
。すなわち （ＣＤｉ）＝ （Ａｉｔ）ＣＣＤ長〕・・・・・・・・
・・・・・・・α〔行列（Ａ）に対角要素以外の要素が
必要でないことは、中性子の拡散や散乱が線形の物理現
象であることから保証される。ただし幾何学的に大きな
尺度で見ると、中性子の拡散は原子炉を中心として球面
波状に拡がるであろうから、原子炉の外側にある中性子
検出器２０の位置では出力分布のパターンが幾分拡大さ
れているであろう。しかし、この現象は単なるスケール
ファクタの相異を意味し、他局波数成分の間の干渉を意
味するものではない。従って弐ＯＩの適用が不都合には
ならない。
とを意味する。この観点からは、ＣＤｉとＣＤｉとの間
の相互変換則はステップＳＴ５において決定せられる対
角行列（Ａｃｔ）を用いて次式で表わせると考えられる
。すなわち （ＣＤｉ）＝ （Ａｉｔ）ＣＣＤ長〕・・・・・・・・
・・・・・・・α〔行列（Ａ）に対角要素以外の要素が
必要でないことは、中性子の拡散や散乱が線形の物理現
象であることから保証される。ただし幾何学的に大きな
尺度で見ると、中性子の拡散は原子炉を中心として球面
波状に拡がるであろうから、原子炉の外側にある中性子
検出器２０の位置では出力分布のパターンが幾分拡大さ
れているであろう。しかし、この現象は単なるスケール
ファクタの相異を意味し、他局波数成分の間の干渉を意
味するものではない。従って弐ＯＩの適用が不都合には
ならない。
ＣＤｉの第２の性質は、検出器出力Ｄｋが炉出力区間積
分値ｐ、に中性子の拡散や散乱が加わったものであるた
め炉出力区間積分値Ｐｊに比べて平坦化していること、
および式（１）のＺの変域が最低次数（１＝１）の半周
期となっていることから生じる。すなわち検出器出力Ｄ
ｋは炉出力区間積分値ｐ、に比べて中央（ｋ＝２．３）
が小さ（、両端（ｋ＝１．４）が太き（なっているので
、検出器出力Ｄｋから求めたフーリエ係数には、炉出力
区間積分値Ｐ、に元々存在しなかった３次の成分が加わ
って現われる。この現象があるためＣＤ。
分値ｐ、に中性子の拡散や散乱が加わったものであるた
め炉出力区間積分値Ｐｊに比べて平坦化していること、
および式（１）のＺの変域が最低次数（１＝１）の半周
期となっていることから生じる。すなわち検出器出力Ｄ
ｋは炉出力区間積分値ｐ、に比べて中央（ｋ＝２．３）
が小さ（、両端（ｋ＝１．４）が太き（なっているので
、検出器出力Ｄｋから求めたフーリエ係数には、炉出力
区間積分値Ｐ、に元々存在しなかった３次の成分が加わ
って現われる。この現象があるためＣＤ。
とＣＰｌとの間の変換則は単なる周波数フィルタとして
扱うことはできない、ただし、このような周波数成分の
追加があっても、ＣＤ、とＣＰ、との関係は一次式の変
換則で表わせることが期待できる。すなわち変換則とし
て上述の弐ＯＩの代りに補正ベクトル（Ｂｚ ）を導入
した次式を適用することにより、区間積分値Ｐｉに元々
存在しなかった３次成分が加わることによる困難を回避
できると゛考えられる。すなわち、 （ｃｐム 〕 ＝ （Ａ五ｌ） （ＣＤｔ ）
＋ （Ｂｔ ） ・・・α０補正ベクトル（Ｂｉ
）は検出器出力Ｄｋを予め規格化しておけば定数ベクト
ルで良い（ステップ５Ｔ５）。検出器出力Ｄｋを規格化
しない場合は、弐〇〇に代って次式を用いれば良い。
扱うことはできない、ただし、このような周波数成分の
追加があっても、ＣＤ、とＣＰ、との関係は一次式の変
換則で表わせることが期待できる。すなわち変換則とし
て上述の弐ＯＩの代りに補正ベクトル（Ｂｚ ）を導入
した次式を適用することにより、区間積分値Ｐｉに元々
存在しなかった３次成分が加わることによる困難を回避
できると゛考えられる。すなわち、 （ｃｐム 〕 ＝ （Ａ五ｌ） （ＣＤｔ ）
＋ （Ｂｔ ） ・・・α０補正ベクトル（Ｂｉ
）は検出器出力Ｄｋを予め規格化しておけば定数ベクト
ルで良い（ステップ５Ｔ５）。検出器出力Ｄｋを規格化
しない場合は、弐〇〇に代って次式を用いれば良い。
（ＣＰｚ ） ＝ （Ａ＋１）（ＣＤｔ）＋ （Σ
ＣＤ、 ＞ （Ｂ 五 〕 ・・・・・・
・・・αｌ） ′ＣＤ！の性質として上記以外にも小検
出器２１〜２４の感度の不均一や原子炉１０と中性子検
出器２０との間にある構造物による遮蔽効果の不均一の
ために、上記の第３吹成分以外にも本来のデータにない
見かけ上の高周波成分が追加あるいは減算される可能性
があるが、これらの現象に対しても弐〇〇の変換則が成
立つと考えられる（ステップ５Ｔ６）。
ＣＤ、 ＞ （Ｂ 五 〕 ・・・・・・
・・・αｌ） ′ＣＤ！の性質として上記以外にも小検
出器２１〜２４の感度の不均一や原子炉１０と中性子検
出器２０との間にある構造物による遮蔽効果の不均一の
ために、上記の第３吹成分以外にも本来のデータにない
見かけ上の高周波成分が追加あるいは減算される可能性
があるが、これらの現象に対しても弐〇〇の変換則が成
立つと考えられる（ステップ５Ｔ６）。
上記の考察の妥当性を証明するために原子炉での実測デ
ータを用いて調査した結果、以下のように妥当性が証明
された。原子炉で実測した多数の炉出力区間積分値ｐ、
と検出器出力り、とのデータの組からＣＰＩとＣＤｉと
の組を多数求め、ＣＤ工を横軸に、ＣＰＬを縦軸にプロ
ットした結果、プロット点は各次数毎に別々の直線上に
並び、弐〇〇の一次式の変換則が成立つことが示された
。
ータを用いて調査した結果、以下のように妥当性が証明
された。原子炉で実測した多数の炉出力区間積分値ｐ、
と検出器出力り、とのデータの組からＣＰＩとＣＤｉと
の組を多数求め、ＣＤ工を横軸に、ＣＰＬを縦軸にプロ
ットした結果、プロット点は各次数毎に別々の直線上に
並び、弐〇〇の一次式の変換則が成立つことが示された
。
実測した原子炉の出力分布Ｐ（Ｚ）は試運転段階の多様
な出力分布を含むものであり、弐〇〇の変換則は広い範
囲の出力分布に対して同一の変換則で対応できることを
示している。また、このプロットは変換則を決定する前
にデータの異常をチエツクするのに非常に有効なことが
わかった。何らかの異常や誤差をもったデータは、上記
の直線から離れた点にプロットされ、容易に発見および
除外の処置が可能である。これは第５図に示した従来技
術では不可能である。
な出力分布を含むものであり、弐〇〇の変換則は広い範
囲の出力分布に対して同一の変換則で対応できることを
示している。また、このプロットは変換則を決定する前
にデータの異常をチエツクするのに非常に有効なことが
わかった。何らかの異常や誤差をもったデータは、上記
の直線から離れた点にプロットされ、容易に発見および
除外の処置が可能である。これは第５図に示した従来技
術では不可能である。
弐αυの（ＡＬ＝） 、 （Ｂｔ ）を求めるには、
同時に測定した炉出力区間積分値ｐ、と中性子検出器出
力り、との多数の組から最小二乗法等で求めれば良い（
ステップ５Ｔ５）。これが、この方法に於けるＳ／Ｗ上
の初期較正である。この計算は従来技術の式（５）′に
おける（Ａｉ＋ｊ） −’を求める場合に比べてはるか
に容易である。式（５）の定数行列（Ａ ＊ Ｊ ）の
係数の変化がなだらかで対角要素の優位性が強くない場
合は、この逆行列を求める計算がデータの誤差に非常に
敏感となることは、数学上の一般的性質として良く知ら
れている。次に注目すべきことは弐αυの（Ａｔ＋）
、 （Ｂｔ ）を決定するために必要な炉出力区間積
分値ＰＪと検出器出力Ｄｋとのデータの組の数の最小値
が２であることである。これは式αυが一次式であるこ
とによる。この性質は初期較正に用いるデータが備える
べき条件を従来技術に比べて著しく緩和する。初期較正
によって弐〇〇が決定された後は、従来技術と同様に式
（４ビおよび式（１１を用いて炉出力分布Ｐ（Ｚ）を求
める。ただし、この実施例では弐（８）。
同時に測定した炉出力区間積分値ｐ、と中性子検出器出
力り、との多数の組から最小二乗法等で求めれば良い（
ステップ５Ｔ５）。これが、この方法に於けるＳ／Ｗ上
の初期較正である。この計算は従来技術の式（５）′に
おける（Ａｉ＋ｊ） −’を求める場合に比べてはるか
に容易である。式（５）の定数行列（Ａ ＊ Ｊ ）の
係数の変化がなだらかで対角要素の優位性が強くない場
合は、この逆行列を求める計算がデータの誤差に非常に
敏感となることは、数学上の一般的性質として良く知ら
れている。次に注目すべきことは弐αυの（Ａｔ＋）
、 （Ｂｔ ）を決定するために必要な炉出力区間積
分値ＰＪと検出器出力Ｄｋとのデータの組の数の最小値
が２であることである。これは式αυが一次式であるこ
とによる。この性質は初期較正に用いるデータが備える
べき条件を従来技術に比べて著しく緩和する。初期較正
によって弐〇〇が決定された後は、従来技術と同様に式
（４ビおよび式（１１を用いて炉出力分布Ｐ（Ｚ）を求
める。ただし、この実施例では弐（８）。
（９）によって検出器出力Ｄｋが規格化されているので
、ここで得た炉出力分布Ｐ（Ｚ）は相対出力分布Ｐｒｅ
ｌ（Ｚ）である（ステップ５Ｔ７）。従って絶対出力分
布Ｐａｂｓ（Ｚ）を求めるためには相対出力分布Ｐｒｅ
ｌ （Ｚ ）に全炉出力信号Ｐ ｔｏ ｔａ １ （％
）を乗じるか、または検出器出力Ｄｋの総和を１００％
出力時の総和で除した係数を乗じるかする（ステップＳ
Ｔ ８）。
、ここで得た炉出力分布Ｐ（Ｚ）は相対出力分布Ｐｒｅ
ｌ（Ｚ）である（ステップ５Ｔ７）。従って絶対出力分
布Ｐａｂｓ（Ｚ）を求めるためには相対出力分布Ｐｒｅ
ｌ （Ｚ ）に全炉出力信号Ｐ ｔｏ ｔａ １ （％
）を乗じるか、または検出器出力Ｄｋの総和を１００％
出力時の総和で除した係数を乗じるかする（ステップＳ
Ｔ ８）。
第２図に示す他の実施例は第１図の機能に異常データ削
除手段を追加したもので、この追加機能は第１図の実施
例に於ける初期較正（（Ａｚｔ） 。
除手段を追加したもので、この追加機能は第１図の実施
例に於ける初期較正（（Ａｚｔ） 。
（Ｂｉ）の決定）に先立って実行される。前述したよう
にステップＳＴ３．ＳＴ４において式（８）。
にステップＳＴ３．ＳＴ４において式（８）。
（９）の計算の後に、ステップＳＴ８で（ＣＰ ｉ＋Ｃ
Ｄ、）を平面プロットし、次いでステップＳＴ９で異常
データの発見し、さらに、異常データを弐〇Ｂ（７）
（Ａｉｉ） 、 （Ｂｉ ）の決定に先立ってステッ
プ５ＴＩＯで除外することにより、初期較正を正常に且
つ高い精度で実行することができる。異常データの除外
は、平面プロットのデイスプレィを人間が実際に見て行
っても良いが、例えば第３図に示すアルゴリズムを設定
して自動的に削除させても良い。すなわち、５ＴＩＩは
データ数設定ステップ、５Ｔ１２はデータ数が５より大
きいか否かの判断ステップ、５Ｔ１３はに＝〔Ｓ〕−１
の処理ステップ、５Ｔ１４は弐〇〇の５次決定ステップ
、５Ｔ１５は誤差データを上位からに個処外するステッ
プ、５Ｔ１６は残ったデータで式（Ｉｌｌを再決定する
ステップである。
Ｄ、）を平面プロットし、次いでステップＳＴ９で異常
データの発見し、さらに、異常データを弐〇Ｂ（７）
（Ａｉｉ） 、 （Ｂｉ ）の決定に先立ってステッ
プ５ＴＩＯで除外することにより、初期較正を正常に且
つ高い精度で実行することができる。異常データの除外
は、平面プロットのデイスプレィを人間が実際に見て行
っても良いが、例えば第３図に示すアルゴリズムを設定
して自動的に削除させても良い。すなわち、５ＴＩＩは
データ数設定ステップ、５Ｔ１２はデータ数が５より大
きいか否かの判断ステップ、５Ｔ１３はに＝〔Ｓ〕−１
の処理ステップ、５Ｔ１４は弐〇〇の５次決定ステップ
、５Ｔ１５は誤差データを上位からに個処外するステッ
プ、５Ｔ１６は残ったデータで式（Ｉｌｌを再決定する
ステップである。
以上のように、第１の発明によれば原子炉出力分布の測
定装置をフーリエ係数計算手段と換算手段とを用いて初
期較正用データを得られるものに構成したので、初期較
正に必要なデータの必要数や多様性に対する要求条件を
著しく緩和でき、初期較正が著しく容易となり、このた
め初運開プラントだけでなく、既設の原子炉にも容易に
適用できるという効果がある。また、第２の発明によれ
ば初期較正に先立って異常データの発見と削除が容易に
行えるので、安定な運用と高い精度が得られるという効
果がある。
定装置をフーリエ係数計算手段と換算手段とを用いて初
期較正用データを得られるものに構成したので、初期較
正に必要なデータの必要数や多様性に対する要求条件を
著しく緩和でき、初期較正が著しく容易となり、このた
め初運開プラントだけでなく、既設の原子炉にも容易に
適用できるという効果がある。また、第２の発明によれ
ば初期較正に先立って異常データの発見と削除が容易に
行えるので、安定な運用と高い精度が得られるという効
果がある。
第１図はこの発明の一実施例による原子炉出力分布の測
定装置を示すブロック図、第２図はこの発明の他の実施
例を示す原子炉出力分布の測定装置のブロック図、第３
図は第２図の異常データの発見・除外の機能を示すフロ
ーチャート、第４図はこの発明の測定法に係る原子炉と
検出器との配置を示す概略構成図、第５図は炉出力分布
と中性子検出器出力信号の関係を示す図、第６図は従来
の計算過程の原理図である。 １０は原子炉炉心、２０は中性子検出器、２１〜２４は
小検出器。 第２図 Ｓｒ１ 第４図 １゜ 手続補正帯（自発） 昭和 １３．６月 ７８
定装置を示すブロック図、第２図はこの発明の他の実施
例を示す原子炉出力分布の測定装置のブロック図、第３
図は第２図の異常データの発見・除外の機能を示すフロ
ーチャート、第４図はこの発明の測定法に係る原子炉と
検出器との配置を示す概略構成図、第５図は炉出力分布
と中性子検出器出力信号の関係を示す図、第６図は従来
の計算過程の原理図である。 １０は原子炉炉心、２０は中性子検出器、２１〜２４は
小検出器。 第２図 Ｓｒ１ 第４図 １゜ 手続補正帯（自発） 昭和 １３．６月 ７８
Claims (3)
- （１）原子炉外に、この原子炉の炉心の高さにほぼ等し
い長さで設置された中性子検出器を軸方向に分割した小
検出器の検出出力から計算によって軸方向の炉出力分布
を求めるようにした原子炉出力分布の測定装置において
、初期較正時には上記中性子検出器の出力および上記小
検出器の高さとほぼ等しい高さで分割された炉心のそれ
ぞれの炉出力区間積分値のそれぞれからフーリエ係数を
計算するフーリエ係数計算手段と、上記中性子検出器出
力のフーリエ係数を炉出力区間積分値のフーリエ係数に
換算する換算手段とを用いて初期較正用データを求める
ことを特徴とする原子炉出力分布の測定装置。 - （２）原子炉外に、この原子炉の炉心の高さにほぼ等し
い長さで設置された中性子検出器を軸方向に分割した小
検出器の検出出力から計算によって軸方向の炉出力分布
を求めるようにした原子炉出力分布の測定装置において
、初期較正時には上記中性子検出器の出力および上記小
検出器の高さとほぼ等しい高さで分割された炉心のそれ
ぞれの炉出力区間積分値のそれぞれからフーリエ係数を
計算するフーリエ係数計算手段と、このフーリエ係数計
算手段で上記中性子検出器出力のフーリエ係数および炉
出力区間積分値のフーリエ係数を計算した後に両者の相
関を用いて異常データを発見し削除する異常データ削除
手段と、この異常データ削除手段により異常データを削
除した後に上記中性子検出器出力のフーリエ係数を炉出
力区間積分値のフーリエ係数に換算する換算手段とを用
いて初期較正用データを求めることを特徴とする原子炉
出力分布の測定装置。 - （３）上記換算手段において、 〔ＣＰ＿ｉ〕＝〔Ａ＿ｉ＿ｉ〕〔ＣＤ＿ｉ〕＋〔Ｂ＿ｉ
〕但し、〔Ａ＿ｉ＿ｉ〕：定係数対角行列 〔Ｂ＿ｉ〕：定係数ベクトル 〔ＣＰ＿ｉ〕：炉出力区間積分値のフ ーリエ係数 〔ＣＤ＿ｉ〕：中性子検出器出力のフ ーリエ係数 なる換算式で換算を行うことを特徴とする特許請求の範
囲第１項または第２項記載の原子炉出力分布の測定装置
。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62327239A JPH07119827B2 (ja) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | 原子炉出力分布の測定装置 |
| US07/265,944 US4990302A (en) | 1987-12-25 | 1988-11-02 | Apparatus for measuring nuclear reactor power distribution |
| DE8888118304T DE3881366T2 (de) | 1987-12-25 | 1988-11-03 | Apparat zur messung der leistungsverteilung eines kernreaktors. |
| EP88118304A EP0322541B1 (en) | 1987-12-25 | 1988-11-03 | Apparatus for measuring nuclear reactor power distribution |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62327239A JPH07119827B2 (ja) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | 原子炉出力分布の測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01169399A true JPH01169399A (ja) | 1989-07-04 |
| JPH07119827B2 JPH07119827B2 (ja) | 1995-12-20 |
Family
ID=18196883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62327239A Expired - Fee Related JPH07119827B2 (ja) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | 原子炉出力分布の測定装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4990302A (ja) |
| EP (1) | EP0322541B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07119827B2 (ja) |
| DE (1) | DE3881366T2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008175692A (ja) * | 2007-01-18 | 2008-07-31 | Nuclear Fuel Ind Ltd | 炉心の軸方向出力分布の測定方法 |
| JP2011053092A (ja) * | 2009-09-02 | 2011-03-17 | Toshiba Corp | 核計装システム |
| CN113421669A (zh) * | 2021-06-17 | 2021-09-21 | 中国核动力研究设计院 | 基于局部非线性修正的堆芯功率分布在线重构方法及系统 |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0441215A1 (de) * | 1990-02-09 | 1991-08-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Ermittlung des Kalibrierfaktors eines Gammathermometers und Verwendung des Verfahrens |
| US5267276A (en) * | 1991-11-12 | 1993-11-30 | The University Of Chicago | Neutron transport analysis for nuclear reactor design |
| US5459675A (en) * | 1992-01-29 | 1995-10-17 | Arch Development Corporation | System for monitoring an industrial process and determining sensor status |
| US5410492A (en) * | 1992-01-29 | 1995-04-25 | Arch Development Corporation | Processing data base information having nonwhite noise |
| US5638301A (en) * | 1994-06-02 | 1997-06-10 | Ford Motor Company | Method and system for inspecting die sets using free-form inspection techniques |
| US5546328A (en) * | 1994-06-02 | 1996-08-13 | Ford Motor Company | Method and system for automated alignment of free-form geometries |
| US5761090A (en) * | 1995-10-10 | 1998-06-02 | The University Of Chicago | Expert system for testing industrial processes and determining sensor status |
| KR100549339B1 (ko) * | 2002-10-31 | 2006-02-02 | 한국전력공사 | 정규화 및 역행렬 제한조건을 이용한 원자력발전소의노외계측기 ｓａｍ 결정방법 |
| US6801593B2 (en) * | 2002-11-21 | 2004-10-05 | Westinghouse Electric Company Llc | Subcritical reactivity measurement method |
| US7532698B2 (en) | 2006-11-29 | 2009-05-12 | Global Nuclear Fuel - Americas, Llc | Systems and methods of predicting a critical effective k for a nuclear reactor |
| CN105280253B (zh) * | 2013-11-19 | 2018-12-18 | 国核（北京）科学技术研究院有限公司 | 操作反应堆堆芯功率的方法及系统 |
| JP2023075550A (ja) * | 2021-11-19 | 2023-05-31 | 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 | 原子炉内出力分布の測定方法及びその装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4069097A (en) * | 1975-11-11 | 1978-01-17 | Westinghouse Electric Corporation | Method and apparatus for monitoring flux deviations in a nuclear reactor |
| US4079236A (en) * | 1976-03-05 | 1978-03-14 | Westinghouse Electric Corporation | Method and apparatus for monitoring the axial power distribution within the core of a nuclear reactor, exterior of the reactor |
| US4075059A (en) * | 1976-04-28 | 1978-02-21 | Combustion Engineering, Inc. | Reactor power reduction system and method |
| JPS62174693A (ja) * | 1986-01-29 | 1987-07-31 | 三菱電機株式会社 | 原子炉出力測定方法 |
| US4774050A (en) * | 1986-04-10 | 1988-09-27 | Westinghouse Electric Corp. | Axial power distribution monitor and display using outputs from ex-core detectors and thermocouples |
-
1987
- 1987-12-25 JP JP62327239A patent/JPH07119827B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1988
- 1988-11-02 US US07/265,944 patent/US4990302A/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-11-03 EP EP88118304A patent/EP0322541B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-11-03 DE DE8888118304T patent/DE3881366T2/de not_active Expired - Fee Related
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| JP2008175692A (ja) * | 2007-01-18 | 2008-07-31 | Nuclear Fuel Ind Ltd | 炉心の軸方向出力分布の測定方法 |
| JP2011053092A (ja) * | 2009-09-02 | 2011-03-17 | Toshiba Corp | 核計装システム |
| CN113421669A (zh) * | 2021-06-17 | 2021-09-21 | 中国核动力研究设计院 | 基于局部非线性修正的堆芯功率分布在线重构方法及系统 |
| CN113421669B (zh) * | 2021-06-17 | 2022-04-01 | 中国核动力研究设计院 | 基于局部非线性修正的堆芯功率分布在线重构方法及系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4990302A (en) | 1991-02-05 |
| EP0322541A3 (en) | 1990-03-07 |
| EP0322541A2 (en) | 1989-07-05 |
| EP0322541B1 (en) | 1993-05-26 |
| DE3881366D1 (de) | 1993-07-01 |
| JPH07119827B2 (ja) | 1995-12-20 |
| DE3881366T2 (de) | 1993-09-02 |
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|---|---|---|---|
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