JPH02176597A - 高速増殖炉中性子束検出装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高速増殖炉中性子束検出装置に係り、特に大型
炉心での局所的中性子束増加を検出するのに適した中性
子束検出装置に関する。

〔従来の技術〕

従来技術の１例を第２図に示す。第２図は、従来技術の
中性子束検出器の炉心近傍平面配置略示図である。第２
図の構成は、１は炉心であり、２は、炉心を中心に均等
距離に配置された中性子束検出器である。５は、原子炉
容器である。

原子炉容器５のまわりには、安全保護系として、３個の
中性子束検出器２が設置されており、２ｏｕｔ　ｏｆ　
３　（Ｔｗｏ　ｏｕｔ　ｏｆ　Ｔｈｒｅｅ）のロジック
を構成している。’　２ｏｕｔ　ｏｆ　３　”　　の論
理とは、中性子束等の測定に当り、夫々３個の独立な検
出回路を用い、３個中２個以上の出力信号が設定値を超
えた場合に安全保護系が駆動することである。制御棒の
誤引抜き等により炉心内の中性子束が増加すると、炉心
まわりに設置された中性子束検出器位置の中性子束値が
高くなり、あらかじめ設定されていたスクラム（緊急炉
停止）設定値を越えると、スクラム信号を発する。この
スクラム信号が２つ以上発信された場合、すなわち２個
以上の中性子束検出器がスクラム設定値以上の中性子束
を検出した場合１Ｍ子炉停止系が作動して原子炉を停止
させるような仕組になっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は原型炉規模の小型炉心を対象として設計
されているため、大型炉心に対する特徴が考慮されてお
らず、特に中性子束検出系に対して、従来設計では対応
できなかった。（大型炉の定義は明確ではないが１通常
、熱出力１００万ＫＷ級以上の実用炉を総祢している。

）大型炉心では、制御捧誤引抜き等による局所的反応度
役人事象に対して、引抜き制御棒周辺の中性子束が局所
的に増加する。一方炉心全体としての中性子束増加はわ
ずかであるため、出力分布が局所的に歪む結果となる。

そのため局所的中性子束の増加を検出する必要がある。

従来の中性子束検出系では上記に述べたように炉心まわ
りに３個の中性子束検出器しか設置されていないため、
大型炉心での局所的中性子束の増加を早期に検出するこ
とはできなかった。すなわち５Ｍ子炉を停止させるため
には少なくとも２個以上の中性子束検出器位置での中性
子束値がスクラム設定点以上にならなければならないの
に対し、大型炉心で局所的中性子束の増加が生じた場合
、炉心まわりで中性子束値が増大する範囲が小さいため
、スクラム設定値を越える中性子束値を検出できる検出
器は、事実上１個しかない。これは原子炉を安全に停止
できる時間内では１個しかないという意味である。中性
子反応度が投入され続けると、炉内の中性子束値がさら
に増加し、炉心まわりにおいてスクラム設定値以上の中
性子束値を検出する中性子束検出器の個数も２個以上と
なり、原子炉停止系を作動させることができるが、この
時点ではすでに局所的に中性子束が増大した領域におい
て異常過出力による燃料溶融等の現象が生じている可能
性があり、安全に炉心を停止できるとは限らない。

従って、原子炉を安全に停止させるためには、中性子束
検出器の数を増やさなければならないが、これまで、こ
のような局所的中性子束の増加を検出できる中性子束検
出系のロジックや電源系統に対する検討はなされていな
い。

本発明の目的は、大型炉心における局所的中性子束の増
加を検出できる中性子束検出装置を提供するものである
。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するための本発明に係る高速増殖炉中性
子束検出装置の構成は、炉心内に、複数本の制御棒を配
設してなる高速増殖炉の、前記制御棒の状態変化に起因
する局所的な中性子束の変化量を検出することができる
高速増殖炉中性子束検出装置において、高速増殖炉の周
囲に中性子束検出器群を配設してなるものであって、こ
の中性子束検出器群を、いずれの制御棒に起因して中性
子束の変化が生じても、この変化量を複数個の中性子検
出器で検出することができる位置に配設するようにした
ものである。

〔作用〕

炉心内の各制御棒の引抜きに対する炉心まわりの中性子
束値を、解析等によりあらかじめ評価しておくと共に、
原子炉を安全に停止できるためのスクラム設定値を別途
評価しておく。その上で、各制御棒が引抜かれた時にス
クラム設定値以上の中性子束を検出できる範囲の複数個
の検出器が配置されているようにする。これは例えば、
検出器のロジック構成が２　ｏｕｔ　ｏｆ　３の場合は
３個、２ｏｕｔ　ｏｆ　４の場合は４個の検出器が配置
されているようにする。このようにすることにより、ス
クラム設定値の中性子束を検出できる範囲に、例えば、
２　ｏｕｔ　ｏｆ　３の場合は３個、２　ｏｕｔ　ｏｆ
　４の場合は４個の中性子束検出器が配置されているた
め、１個あるいは２個の検出器が故障、もしくは誤動作
した場合においても炉心を安全に停止でき、信頼性の高
い中性子束検出装置が得られる。

また、すべての制御棒に対して、それぞれの制御棒が引
抜かれた時のスクラム設定値以上の中性子束を検出でき
る範囲に、必ず複数個の検出器が配置されているため１
局所的中性子束の増加を検出できる中性子束検出装置が
得られる。

〔実施例〕

以下１本発明の一実施例を第１図を用いて説明する。

第１図は、高速増殖炉の大型炉心と、その周辺に近接し
て配設された複数個の中性子束検出器の平面略示図であ
る。（ただし、原子炉容器および原子炉容器室は割愛し
である）。

第１図の構成は、高速増殖炉の炉心１は、多数の燃料集
合体と必要数の制御棒３とからなり、原子炉容器を隔て
た外周部には、炉心１を中心として均等な位置に複数個
の中性子束検出器２が配置されている。この配置は、予
じめ解析評価を行ない、１本の制御棒３の引抜きにより
炉心まわりの中性子束が増加した時に、スクラム設定値
以上の中性子束を検出できる範囲に、少なくとも４個の
中性子束検出器２が配置されているように決める。

ここでロジック構成は２　ｏｕｔ　ｏｆ　４　（Ｔ＋、
ｌｏ　ｏｕｔ　ｏｆＦｏｕｒ）とした。さらに、同様な
評価をすべての制御棒に対して行ない、すべての制御棒
３の１本の引抜きに対して、スクラム設定値以上の中性
子束を検出できる範囲に、少なくとも４個の中性子束検
出器２が配置されているようにする。この時、４チヤン
ネルに系統分離するため、ここでは中性子束検出器の個
数は４の倍数となる。このように中性子束検出器を配置
することにより、必要最少限の中性子束検出器２の個数
が決まる。第１図の場合は、１２個の例を示す。ここで
は、中性子束検出器２の高さ方向の位置についても、予
め解析し、適切に配置する必要がある。

夫々の中性子束検出器２からは４個のロジック回路４に
信号が伝達するようになっており、この例では１２個の
ロジック回路４がある。夫々のロジック回路４からの信
号は、原子炉停止系へ夫々伝達される。また、各ロジッ
ク回路には、異なる電源系統Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄをもつ中性
子束検出器が接続されている。

つぎに動作について説明する。

いま、制御棒３を１本引抜いた場合を考える。

この時、制御棒３の引抜きにより炉心１に局所的に正の
反応度が投入され、引抜いた制御棒１の周辺の中性子束
が増加する。これに伴ない、炉心中央からみて引抜き制
御棒１の方向の炉心１まわりの中性子束も増加する。反
応度が投入されるにしたがって、炉心１まわりの引抜き
制御棒３方向の中性子束は、スクラム設定値を越え、そ
の範囲も広がっていく。その範囲の中に複数個の中性子
束検出器２が入るようになると、その２つの中性子束検
出器２の両者と接がっているロジック回路が信号を発信
し、原子炉停止系が作動し、炉心１は、安定した状態で
無事に停止される。

また、仮りにいくつかの中性子束検出器２が故障してい
る場合には、スクラム設定値以上の中性子束の範囲が、
中性子束検出器２を４個含む範囲まで広がったとしても
、この時点でスクラム信号が発信されれば原子炉は安全
に停止できるとしてスクラム設定値を決めているため、
安全上の不安はない。

さらに、４個の中性子束検出器は、必ず異なる電源系統
、例えばＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、に接続されているため、これ
らのうち複数個が共通原因で故障する確率は極めて小さ
く、したがって１本実施例における検出系は、信頼性の
高い中性子束検出器と云うことができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、制御棒の誤引抜き操作等による局所的
反応度投入から生じる局所的中性子束の増加量を早急に
検品し、原子炉の緊急状態に達する以前に原子炉を停止
させることができるような高信頼性の中性子束検出装置
を提供することができる。これは、原子炉運転中の安全
性、信頼性を確保する上で、きわめて重要なことである
。

以上要するに、大型炉心における局所的中性束の増加を
急速に検出することができる中性子束検出装置を提供す
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本実施例の高速増殖炉大型炉心周辺に配置さ
れた中性子束検出器の平面略示図、第２図は、従来例の
中性子束検出器配置の略示図である。 １・・・炉心、２・・・中性子束検出器、３・・・制御
棒、４・・・ロジック電気回路、５・・原子炉容器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、炉心内に、複数本の制御棒を配設してなる高速増殖
   炉の、前記制御棒の状態変化に起因する局所的な中性子
   束の変化量を検出することができる高速増殖炉中性子束
   検出装置において、高速増殖炉の周囲に中性子束検出器
   群を配設してなるものであつて、 この中性子束検出器群を、 いずれの制御棒に起因して中性子束の変化が生じても、
   この変化量を複数個の中性子検出器で検出することがで
   きる位置に配設した ことを特徴とする高速増殖炉中性子束検出装置。 ２、中性子束検出器群の１（１番という）の中性子束検
   出器を第１の電源系統へ接続し、その隣り（２番という
   ）の中性子束検出器を第２の電源系統へ接続し、以降順
   に、Ｎ番の中性子束検出器を第ｎの電源系統へ接続し、
   Ｎ＋１番の中性子束検出器を前記第１の電源系統へ接続
   し、Ｎ＋２番の中性子束検出器を前記第２の電源系統へ
   接続し、以降順にこれを繰返して接続するようにした ことを特徴とする請求項１記載の高速増殖炉中性子束検
   出装置。 ３、互いに隣接するＮ個の中性子束検出器によつて、Ｍ
   ｏｕｔｏｆＮ（ただし、Ｍ≦Ｎ）のロジックを形成した ことを特徴とする請求項１記載の高速増殖炉中性子束検
   出装置。 ４、ロジックを形成するＮ個の中性子束検出器を部分的
   に共用することにより、多重ロジックを形成した ことを特徴とする請求項３記載の高速増殖炉中性子束検
   出装置。