JPH06258486A - Monitoring equipment of neutron flux in reactor - Google Patents

Monitoring equipment of neutron flux in reactor

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Publication number
JPH06258486A
JPH06258486A JP5048084A JP4808493A JPH06258486A JP H06258486 A JPH06258486 A JP H06258486A JP 5048084 A JP5048084 A JP 5048084A JP 4808493 A JP4808493 A JP 4808493A JP H06258486 A JPH06258486 A JP H06258486A
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JP
Japan
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circuit
value
neutron flux
detectors
group
Prior art date
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Application number
JP5048084A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshitaka Nakajima
島 吉 崇 中
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Abstract

PURPOSE:To obtain monitoring equipment of a neutron flux in a reactor which detects abnormality in the amount of the neutron flux in vibration modes of the same phase and a reverse phase of the neutron flux in a reactor core. CONSTITUTION:A plurality of local power region monitoring detectors 2 set dispersely inside a core, a dividing circuit 3 dividing the local power region detectors 2 into a plurality of groups so that a power average value of the local power region detectors 2 in each group may show an average power of the core as a whole, an average value calculating circuit 6 averaging output signals of the local power region monitoring detectors 2 for each group, and a disperse value computing circuit 7 determining a disperse value of each group, are provided. Moreover, a count circuit 21 counting the number of the local power region monitoring detectors 2 operating normally, a reference value storage circuit 8 storing reference values, and a comparing detecting circuit 9 comparing the average value, the disperse value and the number of the local power region monitoring detectors operating normally with the reference values and outputting signals to a reactor protecting system, are provided.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は沸騰水型原子炉の炉内中
性子束の異常変化を監視する原子炉内中性子束監視装置
に係り、特に局所的に逆位相で振動する中性子束を監視
して、局所的に生じる燃料の異常を検出できるようにし
た原子炉内中性子監視装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an in-reactor neutron flux monitor for monitoring an abnormal change in in-reactor neutron flux of a boiling water reactor, and more particularly to a neutron flux oscillating locally in antiphase. And a neutron monitoring device in a nuclear reactor capable of detecting a fuel abnormality that occurs locally.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に沸騰水型原子炉では、燃料破損や
核暴走の事故防止のため、炉内中性子束の異常な変化を
検知し、警報信号や原子炉スクラム信号を発生するよう
な中性子束監視装置を設けている。
2. Description of the Related Art Generally, in a boiling water reactor, a neutron flux that generates an alarm signal or a reactor scrum signal by detecting an abnormal change in the neutron flux in the reactor in order to prevent accidents such as fuel damage and nuclear runaway. A monitoring device is provided.

【0003】例えば、出力運転時には、平均出力領域モ
ニタ(以下APRMという)が備えられている。このA
PRMは複数のチャンネルからなり、各チャンネルは図
4に示すように、炉心内各所に複数分散設置した局所出
力領域モニタ(以下LPRMという)検出器31から、
その出力信号So1 ・・・Son を全て1つの平均値計
算回路32に入力し、単純平均による平均値信号Sa
は、 ただし n:1チャンネルのLPRM信号の個数 K:較正係数 の式で求められている。
For example, during output operation, an average output area monitor (hereinafter referred to as APRM) is provided. This A
The PRM is composed of a plurality of channels, and each channel is, as shown in FIG.
The output signals So1 ... Son are all input to one average value calculation circuit 32, and the average value signal Sa obtained by simple average is input.
Is However, the number of LPRM signals of n: 1 channel is calculated by the equation of K: calibration coefficient.

【0004】平均値信号Saは記録指示計33、レベル
高々検出回路34およびレベル下限検出回路35に入力
される。一方、炉内の中性子束増減の判定基準となる比
較値を記憶する比較値設定回路36が設けられ、その比
較値信号Sb1 Sb2 がレベル高々検出回路34および
レベル下限検出回路35に入力され、平均値信号Saと
照合される。照合の結果、平均値信号Saが比較値信号
Sb1 ,Sb2 に対して異常な高い値あるいは低い値を
示した場合には各検出回路34,35からスクラム信号
Sc、制御棒引抜阻止信号Sdまたは警報信号Se等の
指令信号が発せられる。
The average value signal Sa is input to the recording indicator 33, the level high detection circuit 34 and the level lower limit detection circuit 35. On the other hand, a comparison value setting circuit 36 for storing a comparison value serving as a criterion for increasing or decreasing the neutron flux in the reactor is provided, and the comparison value signals Sb1 and Sb2 are input to the level high-high detection circuit 34 and the level low-limit detection circuit 35, and the average It is collated with the value signal Sa. When the average value signal Sa shows an abnormally high value or a low value with respect to the comparison value signals Sb1 and Sb2 as a result of the collation, the scrum signal Sc, the control rod withdrawal prevention signal Sd or the alarm from each of the detection circuits 34 and 35. A command signal such as the signal Se is issued.

【0005】又、APRMの各チャンネル内において正
常に動作しているLPRM検出器31の個数をカウント
するカウント回路37が設けられ、そのカウント回路3
7の出力信号Sfは機器動作不能検出回路38に入力さ
れる。そして比較値設定回路36から出力される正常な
LPRM検出器31の基準値である比較値信号Sb3と
照合され、正常なLPRM検出器数が比較値以下、即ち
Sf<Sb3 の場合は機能動作不能と判断され、制御棒
引抜阻止信号Sa、警報信号Se等が発せられる。
Further, a counting circuit 37 for counting the number of LPRM detectors 31 operating normally in each APRM channel is provided, and the counting circuit 3 is provided.
The output signal Sf of No. 7 is input to the device inoperability detection circuit 38. Then, it is collated with the comparison value signal Sb3 which is the reference value of the normal LPRM detector 31 output from the comparison value setting circuit 36, and when the number of normal LPRM detectors is less than or equal to the comparison value, that is, Sf <Sb3, the function cannot operate. Therefore, the control rod withdrawal prevention signal Sa, the alarm signal Se, etc. are issued.

【0006】従って、原子炉に事故、あるいは過渡事象
が起き、平均中性子束の増加が検出された場合には、A
PRMの信号に基いて原子炉を安全にスクラムさせ、炉
心内の中性子束の増加を抑制し、燃料の損傷を未然に防
ぐようになっている。また、LPRM検出器の故障発生
時等にも、制御棒引抜阻止あるいは警報発生等により、
原子炉を安全に維持する。
Therefore, if an accident or transient event occurs in the reactor and an increase in average neutron flux is detected, A
Based on the PRM signal, the reactor is safely scrammed, the increase of neutron flux in the core is suppressed, and the damage of fuel is prevented. In addition, even when the LPRM detector fails, the control rod is prevented from being pulled out or an alarm is issued.
Keep the reactor safe.

【0007】なお、APRMは通常6〜8チャンネル設
けられ、各チャンネルについてLPRM検出器31が炉
心全体の中性子束を監視できるように炉心内均等に配置
される。図5(a) ,(b) は1つのチャンネルのLPRM
検出器31の配置構成例を炉心横断面および縦断面につ
いて示した図である。図5はLPRM検出器31の平面
的な配置位置を示しており、各LPRM検出器31の平
面的な配置位置に付された符号AないしDは図5(b) に
示す炉心内の高さをを示している。
The APRM is usually provided with 6 to 8 channels, and the LPRM detectors 31 for each channel are evenly arranged in the core so that the neutron flux of the entire core can be monitored. 5 (a) and 5 (b) are LPRMs for one channel.
It is a figure showing an example of arrangement composition of detector 31 about a core cross section and a longitudinal section. FIG. 5 shows the planar arrangement positions of the LPRM detectors 31, and the symbols A to D attached to the planar arrangement positions of the LPRM detectors 31 are the heights in the core shown in FIG. 5 (b). Is shown.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように炉心内に均等に配置された各LPRM検出器31
からの出力信号をAPRMの各チャンネル内で単純平均
する従来の原子炉内中性子束監視装置では特殊な中性子
束の振動モードを検出できない可能性がある。
However, as described above, the LPRM detectors 31 are evenly arranged in the core.
A conventional neutron flux monitoring apparatus for in-reactor, which simply averages the output signal from each of the channels of the APRM, may not be able to detect the special vibration mode of the neutron flux.

【0009】即ち、一般に運転中の炉心内の中性子束分
布は図6の破線40で示すように、炉心部縦断面におい
て中心部で高く周辺部で低い傾向を示す。そして通常の
出力変動に伴って中性子束分布は揺ぎ、即ち中性子束振
動は図7の実線41,42で示すように、炉心全体で同
位相の中性子束の増減傾向となる。図中符号aは中性子
束の振幅を示している。
That is, in general, the neutron flux distribution in the core during operation tends to be high in the central part and low in the peripheral part in the longitudinal cross section of the core, as indicated by the broken line 40 in FIG. The neutron flux distribution fluctuates with a normal output fluctuation, that is, the neutron flux oscillation tends to increase or decrease the in-phase neutron flux in the entire core, as shown by the solid lines 41 and 42 in FIG. The symbol a in the figure indicates the amplitude of the neutron flux.

【0010】上記の中性子束の振動モードを任意の1対
のLPRM出力信号So1 ,So2の時間変化として捉
えれば図8に示すように、同位相の振動になり、単純平
均Savによって振動傾向を把握することができる。
If the vibration mode of the neutron flux is grasped as a time change of an arbitrary pair of LPRM output signals So1 and So2, the vibrations are in the same phase as shown in FIG. 8, and the vibration tendency is grasped by the simple average Sav. can do.

【0011】ところが、炉心内の中性子束の振動現象
は、必らずしも上記に述べた同位相だけではなく、たと
えば図7実線43,44に示すように、中性子束の分布
が左右逆方向で交互に増減する逆位相の場合もある。こ
の場合、任意の1対のLPRM信号So1 ' ,So2 '
は図9に示すように逆位相の振幅a' となり、単純平均
では一定値の出力信号となり、炉心内の中性子束の変動
を見過してしまうことがある。
However, the oscillation phenomenon of the neutron flux in the core is not limited to the in-phase described above, but the distribution of the neutron flux is opposite to the right and left directions as shown by solid lines 43 and 44 in FIG. 7, for example. There are also cases where the phases are opposite to each other. In this case, an arbitrary pair of LPRM signals So1 ', So2'
Shows an amplitude a'of the opposite phase as shown in FIG. 9, and the output signal has a constant value in the simple average, and the fluctuation of the neutron flux in the core may be overlooked.

【0012】即ち、過渡事象などで実機炉心内の中性子
束が揺らぐ現象において、中性子束が通常の中性子束分
布に対して同方向に振動する場合、つまり同位相で振動
する場合は検知可能であるが、中性子束が炉心内の局所
で逆方向に振動する場合、つまり逆位相で振動する場合
にはLPRM出力信号の単純平均によるAPRM出力信
号は一定値となり、振動現象を検知できない可能性があ
る。
That is, in a phenomenon in which the neutron flux in the actual reactor core fluctuates due to a transient event or the like, it can be detected when the neutron flux vibrates in the same direction as the normal neutron flux distribution, that is, when it vibrates in the same phase. However, when the neutron flux locally oscillates in the opposite direction in the core, that is, when it oscillates in antiphase, the APRM output signal obtained by simple averaging the LPRM output signals has a constant value, and the oscillation phenomenon may not be detected. .

【0013】又、各LPRM出力信号を全て同時に監視
すれば、逆位相の振動を検知可能であるが、例えば、発
電機出力110万KWeクラスの炉心にはLPRM検出
器が総数172個と多数設置されていることから、17
2個のLPRM検出器を同時に全て監視するのは非常に
困難である。
Further, if all the LPRM output signals are monitored at the same time, it is possible to detect vibrations in opposite phases. For example, a total of 172 LPRM detectors are installed in the core of a generator output of 1.1 million KWe class. Because it is done, 17
It is very difficult to monitor all two LPRM detectors at the same time.

【0014】そこで、本発明の目的はかかる課題を解決
し、同位相の中性子束振動も、逆位相の中性子束振動も
同時にかつ適切に検知でき、燃料の損傷を未然に防止す
ることができる原子炉内中性子束監視装置を提供するこ
とにある。
Therefore, an object of the present invention is to solve such a problem, and to simultaneously and appropriately detect in-phase neutron flux oscillations and anti-phase neutron flux oscillations and to prevent fuel damage. It is to provide an in-core neutron flux monitoring device.

【0015】又、炉心内に配置されている既存のLPR
M検出器及びAPRMを利用するため、極めて簡単な構
成で上記課題を解決できることも目的としている。
The existing LPR installed in the core
Since the M detector and the APRM are used, it is also an object to be able to solve the above problems with an extremely simple configuration.

【0016】[0016]

【発明の構成】[Constitution of the invention]

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明による原子炉内中性子束監視装置は、原子炉
の炉心内部に分散して設置され、それぞれが中性子束の
強さを検出する複数の局所出力領域モニタ検出器と、異
なる位置の前記局所出力領域モニタ検出器を同一グルー
プに区分けし、各グループの局所出力検出器の出力平均
値が炉心全体の平均出力を示すように前記局所出力領域
検出器を複数のグループに分割する分割回路と、前記分
割回路でグループ分けされた局所出力領域モニタ検出器
の出力信号を各グループ毎に平均する平均値算出回路
と、前記平均値算出回路から出力される各グループ毎の
平均値と各グループに属する個々の局所出力領域モニタ
検出器の出力信号とから各グループ毎の分散値を求める
分散値計算回路と、正常に動作している局所出力領域モ
ニタ検出器の数を各グループ毎にカウントするカウント
回路と、中性子束の平均値と分散値と正常に動作する局
所出力領域モニタ検出器の個数の基準値を記憶させてお
く基準値記憶回路と、前記平均値算出回路による平均値
と前記分散値計算回路による分散値と前記カウント回路
による局所出力領域モニタ検出器の個数を前記基準値記
憶回路の基準値と比較し、平均値又は分散値又は動作不
能な検出器の数が基準値を超えた場合に原子炉保護系へ
信号を出力する比較検出回路とを有することを特徴とす
るものである。
In order to solve the above problems, the in-reactor neutron flux monitoring apparatus according to the present invention is installed in a distributed manner inside the core of a nuclear reactor, and each detects the intensity of the neutron flux. A plurality of local output area monitor detectors, and the local output area monitor detectors at different positions are divided into the same group, and the output average value of the local output detectors in each group is represented so as to indicate the average output of the entire core. A division circuit for dividing the local output area detector into a plurality of groups, an average value calculation circuit for averaging the output signals of the local output area monitor detector grouped by the division circuit for each group, and the average value calculation A variance value calculation circuit for obtaining a variance value for each group from the average value of each group output from the circuit and the output signal of each local output area monitor detector belonging to each group, A counting circuit that counts the number of local output area monitor detectors that are always operating for each group, and stores the average value and dispersion value of the neutron flux and the reference value of the number of local output area monitor detectors that operate normally. A reference value storage circuit, a mean value by the mean value calculation circuit, a variance value by the variance value calculation circuit, and the number of local output area monitor detectors by the count circuit, compared with a reference value of the reference value storage circuit. However, it has a comparison detection circuit that outputs a signal to the reactor protection system when the average value or the dispersion value or the number of inoperable detectors exceeds the reference value.

【0018】[0018]

【作用】本発明の原子炉内中性子束監視装置は上記のよ
うに構成したことにより、炉心全体の中性子束の増減、
及びあらゆる中性子束振動モードを検知することができ
る。即ち、炉心全体の中性子束の増減については、炉心
内に配置されるLPRM検出器を複数のクループに分け
たグループ内のLPRMの平均値が炉心全体の出力を指
示することにより、炉心全体の中性子束の増加あるいは
同位相の中性子束の振動は本発明の平均値算出回路の出
力信号によって異常を示し、その信号が比較検出回路に
入力されると、増加の度合、振動の程度によって警報信
号、選択制御棒挿入信号、スクラム信号等を発生させ、
それ以上の中性子束の増大や振動を阻止することができ
る。一方、逆位相で振動する中性子束はグループ内の個
々のLPRMとその平均値との分散値を計算する分散値
計算回路の信号によって異常を識別することができ、そ
の信号が比較検出回路に入力されると、振動の程度によ
って警報信号、選択制御棒挿入信号、スクラム信号等を
発生させ、それ以上の中性子束振動を阻止することがで
きる。又、LPRM検出器の出力信号は中性子束の増減
や振動を直接検出するものであが、封入ガスのリーフ等
により、出力信号がドリフトし、真の信号を指示しない
場合があるので常に正常な動作をしているLPRM検出
器の出力信号のみ計算に用いるようにしなければならな
い。これに対して、動作不能なLPRM検出器の個数
が、基準値を越えたら比較検出回路により、警報信号や
制御棒阻止信号等を発生させ、誤判定を防ぐことができ
る。
The neutron flux monitoring device in the reactor of the present invention is configured as described above, thereby increasing or decreasing the neutron flux of the entire core,
And all neutron flux oscillation modes can be detected. That is, regarding the increase or decrease of the neutron flux of the entire core, the average value of the LPRMs in the group obtained by dividing the LPRM detector arranged in the core into a plurality of groups indicates the output of the entire core, and thus the neutrons of the entire core Vibration of the neutron flux of the increase or the same phase of the flux is abnormal due to the output signal of the average value calculation circuit of the present invention, when the signal is input to the comparison detection circuit, the degree of increase, an alarm signal depending on the degree of vibration, Generates selection control rod insertion signal, scrum signal, etc.,
It is possible to prevent further increase of neutron flux and vibration. On the other hand, the neutron flux that oscillates in opposite phase can be identified as an anomaly by the signal of the dispersion value calculation circuit that calculates the dispersion value of each LPRM in the group and its average value Then, an alarm signal, a selective control rod insertion signal, a scrum signal or the like is generated depending on the degree of vibration, and further neutron flux vibration can be prevented. Moreover, the output signal of the LPRM detector is for directly detecting the increase and decrease and the vibration of the neutron flux, but the output signal may drift due to the leaf of the enclosed gas, etc., and there is a case where the true signal is not indicated. Only the output signal of the active LPRM detector should be used in the calculation. On the other hand, when the number of inoperable LPRM detectors exceeds the reference value, the comparison detection circuit can generate an alarm signal, a control rod blocking signal, etc. to prevent erroneous determination.

【0019】[0019]

【実施例】以下に本発明の一実施例を図1乃至図3を参
照して説明する。この実施例は沸騰水型原子炉の炉内中
性子束監視装置について示したものである。図1は本実
施例の原子炉内中性子束監視装置1の各回路の構成図を
示している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. This embodiment shows an in-core neutron flux monitor for a boiling water reactor. FIG. 1 shows a configuration diagram of each circuit of the in-reactor neutron flux monitoring apparatus 1 of the present embodiment.

【0020】原子炉の炉心内に多数設置されたLPRM
検出器2は、分割回路3に接続されている。分割回路3
はグループ指定回路4と炉心内LPRM領域分割回路5
とからなる。グループ指定回路4は炉心内領域のグルー
プ数や組み合わせを指定する回路であって、分割された
各グループが検出する中性子束の強さが炉心全体の中性
子束の強さを示すように、LPRM検出器(N個)をn
グループに分割するように指定を行なう。炉心内LPR
M領域分割回路5は、グループ指定回路4からの指定信
号Spに基づいて各LPRM検出器1からの出力信号S
1 …SN をそれぞれの指定グループにグループ分けし、
それぞれN/n個の出力信号を含むグループ信号Sg1
…Sgn を出力する。
A large number of LPRMs installed in the reactor core
The detector 2 is connected to the division circuit 3. Dividing circuit 3
Is a group designation circuit 4 and an in-core LPRM area division circuit 5
Consists of. The group designation circuit 4 is a circuit for designating the number of groups and combinations in the core region, and the LPRM detection is performed so that the intensity of the neutron flux detected by each divided group indicates the intensity of the neutron flux of the entire core. Vessel (N pieces) n
Specify to divide into groups. In-core LPR
The M region division circuit 5 outputs the output signal S from each LPRM detector 1 based on the designation signal Sp from the group designation circuit 4.
1… SN is divided into each designated group,
Group signal Sg1 each including N / n output signals
... Sgn is output.

【0021】分割回路3は、グループ信号Sg1 …Sg
n に対応するn個の平均値算出回路6及び分散値計算回
路7に接続している。この平均値算出回路6では、グル
ープ内のN/n個のLPRM出力信号の平均値Sa1 …
San が次式によって計算され、信号として出力され
る。
The division circuit 3 uses the group signals Sg1 ... Sg.
It is connected to n average value calculation circuits 6 and variance value calculation circuits 7 corresponding to n. In this average value calculation circuit 6, the average value Sa1 of the N / n LPRM output signals in the group is ...
San is calculated by the following equation and output as a signal.

【0022】 ここで K1 :較正係数 Sak:第kグループの平均値 m :第kグループのLPRM検出器の個数(=N/
n) 分散値計算回路7ではグループ信号Sg1 …Sgn と、
平均値算出回路6から出力されるSa1…Sanの平均
値から各グループの分散値Sσ2 1 …Sσ2 nが次式に
よって計算され、信号として出力される。
[0022] Here, K1: calibration coefficient Sak: average value of the kth group m: number of LPRM detectors of the kth group (= N /
n) In the variance value calculation circuit 7, the group signals Sg1 ... Sgn,
From the average value of Sa1 ... San output from the average value calculation circuit 6, the variance values Sσ 2 1 ... Sσ 2 n of each group are calculated by the following equations and output as signals.

【0023】 ここで Sσ2 k :第kグループの分散値 Ski :第kグループのLPRM検出器のi番目の
信号 K1,K2:較正係数 m :第kグループのLPRM検出器の個数 ここでは分散値としてSσ2 k を求めているが、要す
るに分散値計算回路7では、平均値からの偏差を示す偏
差量が求められればよい。
[0023] Where S σ 2 k: variance value of k-th group Ski: i-th signal of LPRM detector of k-th group K1, K2: calibration coefficient m: number of LPRM detectors of k-th group Here, S σ 2 as a variance value Although k 1 is calculated, in short, the variance value calculation circuit 7 only needs to calculate the deviation amount indicating the deviation from the average value.

【0024】一方、中性子束の増減及び振動の判定基準
となる比較値α,βを設定し、その比較値信号Sα,S
βを出力する基準値記憶回路8を設けている。比較値信
号SαはLPRM信号の平均値Saに対する基準値であ
り、比較値信号SβはLPRM信号の分散値Sσ2 に対
する基準値であり、それぞれ実機プラントデータを基に
定められる。
On the other hand, comparison values α and β, which serve as criteria for determining increase and decrease of neutron flux and vibration, are set, and the comparison value signals Sα and S are set.
A reference value storage circuit 8 that outputs β is provided. The comparison value signal Sα is a reference value for the average value Sa of the LPRM signal, and the comparison value signal Sβ is a reference value for the variance value Sσ 2 of the LPRM signal, each of which is determined based on actual plant data.

【0025】平均値算出回路6から出力される信号が比
較検出回路9の中の平均出力検出回路10に入力され、
基準値記憶回路8により出力される基準値信号Sαと比
較照合される。炉内の中性子束が図2に示すような全体
的に増大又は同位相で振動する場合は平均値算出回路6
の出力信号Sa1 …San が増大し、比較値信号Saに
対してSai >Sαになり、中性子束の変動が異常と判
定される。ここでSai はi番目のグループの平均値を
示している。
The signal output from the average value calculation circuit 6 is input to the average output detection circuit 10 in the comparison detection circuit 9,
The reference value signal Sα output from the reference value storage circuit 8 is compared and collated. When the neutron flux in the reactor increases as a whole or oscillates in the same phase as shown in FIG. 2, the average value calculation circuit 6
Output signal Sa1 ... San increases and Sai> Sα with respect to the comparison value signal Sa, and it is determined that the fluctuation of the neutron flux is abnormal. Here, Sai indicates the average value of the i-th group.

【0026】比較値信号Sαを与える比較値αは中性子
束の増大の度合によりα1 ,α2 …と定めておき、Sa
1 …San の信号が各比較値αを超えたら各段階に応じ
て警報信号11、スクラム信号12、選択制御棒挿入信
号13等を原子炉保護系へ指令する。
The comparison value α which gives the comparison value signal Sα is defined as α1, α2 ... According to the degree of increase of the neutron flux, and Sa
1 ... If the San signal exceeds each comparison value α, the warning signal 11, the scrum signal 12, the selection control rod insertion signal 13 and the like are instructed to the reactor protection system according to each step.

【0027】ここで、図2は中性子束が同位相で振動す
る場合を示しており、横軸は原子炉の炉心の中心からの
距離を示し、縦軸は中性子束の量を示している。図2に
示す場合では、原子炉の出力に応じて中性子束の量が原
子炉の炉心全体で同位相で変動する。実線15,16は
それぞれ高レベルと低レベルの中性子束の量を示し、破
線17はその平均値を示している。
Here, FIG. 2 shows a case where the neutron flux oscillates in the same phase, the horizontal axis represents the distance from the center of the core of the nuclear reactor, and the vertical axis represents the amount of neutron flux. In the case shown in FIG. 2, the amount of neutron flux fluctuates in the same phase throughout the reactor core according to the output of the reactor. The solid lines 15 and 16 show the amounts of high-level and low-level neutron flux, respectively, and the broken line 17 shows the average value thereof.

【0028】次に分散値計算回路7の出力信号Sσ2 1
…Sσ2 n が比較検出回路9の中の局所出力検出回路1
4に入力され、基準値記憶回路8により出力される基準
信号Sβと比較照合される。炉内の中性子束が図3に示
すような局所的に中性子の増減が逆になる逆位相の振動
をする場合は分散値計算回路の出力信号Sσ2 1 …Sσ
2 n が増大し、Sσ2 n >Sβとなると中性子束の変動
が異常と判定される。比較値信号Sβを与える比較値β
は中性子束の増大の度合によりβ1 ,β2 …と定めてお
き、Sσ2 1 …Sσ2 n が各比較値を超えたら、各段階
に応じて警報信号11、スクラム信号12、選択制御棒
挿入信号13等を原子炉保護系へ指令する。
Next, the output signal Sσ 2 1 of the variance value calculation circuit 7
... S σ 2 n is the local output detection circuit 1 in the comparison detection circuit 9.
4 and is compared and collated with the reference signal Sβ output from the reference value storage circuit 8. When the neutron flux in the reactor oscillates in the opposite phase where the increase and decrease of neutrons are locally reversed as shown in FIG. 3, the output signal Sσ 2 1 ... Sσ of the dispersion value calculation circuit
When 2 n increases and Sσ 2 n> Sβ, the fluctuation of the neutron flux is determined to be abnormal. Comparison value β giving comparison value signal Sβ
Is defined as β 1, β 2 ... According to the degree of increase of neutron flux, and if Sσ 2 1 ... Sσ 2 n exceeds each comparison value, an alarm signal 11, a scrum signal 12, a selection control rod insertion signal are obtained according to each step. 13 and other commands to the reactor protection system.

【0029】ここで、図3は、中性子束が炉心の中心に
関して逆の位相で振動する場合を示しており、横軸は原
子炉の炉心の中心からの距離を示し、縦軸は中性子束の
量を示している。図3は、原子炉の出力の過渡期等で燃
料の反応が局所的に偏り、中性子束の量が炉心の片側で
は多く、他の側では少ない場合を示している。実線1
8,19は炉心中心に関して逆位相で振動する中性子束
量を示し、破線20は中性子束量の平均値を示してい
る。平均値に対して原子炉の炉心全体で同位相で変動す
る。実線15,16はそれぞれ高レベルと低レベルの中
性子束の量を示し、破線17はその平均値を示してい
る。
Here, FIG. 3 shows the case where the neutron flux oscillates in the opposite phase with respect to the center of the core, the horizontal axis represents the distance from the center of the reactor core, and the vertical axis represents the neutron flux. The amount is shown. FIG. 3 shows a case where the reaction of the fuel is locally biased during the transition period of the output of the nuclear reactor and the amount of neutron flux is large on one side of the core and small on the other side. Solid line 1
Reference numerals 8 and 19 represent neutron flux quantities that oscillate in opposite phases with respect to the core center, and a broken line 20 represents an average value of the neutron flux quantities. It varies in the same phase throughout the reactor core with respect to the average value. The solid lines 15 and 16 show the amounts of high-level and low-level neutron flux, respectively, and the broken line 17 shows the average value thereof.

【0030】なお、分割回路3で領域分けした各グルー
プ内のLPRM検出器2は正常に動作していることが前
提であり、故障したLPRM検出器1の信号があれば平
均値算出及び分散計算から除外する必要がある。
It is assumed that the LPRM detectors 2 in each group divided into areas by the dividing circuit 3 are operating normally, and if there is a signal from the defective LPRM detector 1, average value calculation and dispersion calculation are performed. Need to be excluded from.

【0031】カウント回路21により正常な動作をして
いるLPRM検出器1の個数をカウントしその信号SQ
を平均値算出回路6、分散値計算回路7に出力し、計算
に用いるLPRM検出器1の信号は正常な検出器からの
信号のみとする。
The counting circuit 21 counts the number of LPRM detectors 1 which are operating normally and outputs the signal SQ.
Is output to the average value calculation circuit 6 and the variance value calculation circuit 7, and the signal of the LPRM detector 1 used for the calculation is only the signal from the normal detector.

【0032】また、基準値記憶回路8より出力される基
準値Sγは、LPRM検出器1の動作不能の数に対する
許容値であり、動作不能検出回路22に接続される。基
準値Sγはカウント回路21の出力信号SQ と比較さ
れ、基準値Sγを超える場合は、機能動作不能と判断さ
れ、警報信号11、スクラム信号12、制御棒引抜阻止
信号13等が発せられる。
The reference value Sγ output from the reference value storage circuit 8 is an allowable value for the number of inoperable LPRM detectors 1 and is connected to the inoperable detection circuit 22. The reference value Sγ is compared with the output signal SQ of the counting circuit 21, and if it exceeds the reference value Sγ, it is determined that the function cannot be operated, and the alarm signal 11, the scrum signal 12, the control rod withdrawal prevention signal 13 and the like are issued.

【0033】以上の実施例で示した原子炉内中性子束監
視装置によれば、従来のLPRM検出信号の単純平均で
は検出されない局所的な中性子束の増大や逆位相の中性
子束の振動も検出でき、高精度の中性子束の監視ができ
る。また既設のLPRM検出器をそのまま利用できるの
で合理的に設備を利用することができる。さらに本発明
は、沸騰水型原子炉以外の原子炉に対して種々適用でき
ることは無論である。
According to the in-reactor neutron flux monitoring apparatus shown in the above embodiments, it is possible to detect a local increase in neutron flux and vibration of an antiphase neutron flux which cannot be detected by the simple average of the conventional LPRM detection signal. Highly accurate neutron flux monitoring is possible. Further, since the existing LPRM detector can be used as it is, the equipment can be used rationally. Furthermore, it is needless to say that the present invention can be applied to various reactors other than boiling water reactors.

【0034】[0034]

【発明の効果】上記説明より明らかなように、本発明の
原子炉内中性子束監視装置は、原子炉内に分散設置され
た複数のLPRM検出器と、LPRM検出器をグループ
に分割する分割回路と、各グループのLPRM信号の平
均値を算出する平均値算出回路と、各グループのLPR
M信号の分散値を計算する分散値計算回路と、正常に動
作するカウント回路と、各出力値に対する基準値を記憶
する基準値記憶回路と、出力値と基準値を比較する比較
検出回路とを有しているので、原子炉内の検出器を複数
のグループに分け、各検出器の信号の平均値とその分散
値を求め、所定の基準値との照合により、中性子束の増
減や振動の異常を検出でき、従来検出ができなかった逆
位相の中性子束の振動等の検出が容易になり、炉内の中
性子束の監視がさらに高精度ででき、燃料破損の防止を
防止することができる。また、本発明の原子炉内中性子
束監視装置は既設のLPRM検出器を利用することによ
り、合理的な既存設備の利用を図ることができる。
As is apparent from the above description, the neutron flux monitoring apparatus in the present invention has a plurality of LPRM detectors distributed in the reactor and a dividing circuit for dividing the LPRM detectors into groups. And an average value calculation circuit for calculating the average value of the LPRM signals of each group, and the LPR of each group
A dispersion value calculation circuit for calculating a dispersion value of the M signal, a count circuit which operates normally, a reference value storage circuit for storing a reference value for each output value, and a comparison detection circuit for comparing the output value with the reference value are provided. Since it has, the detectors in the reactor are divided into a plurality of groups, the average value of the signal of each detector and its dispersion value are obtained, and by comparison with a predetermined reference value, the increase or decrease of the neutron flux and the vibration Anomalies can be detected, vibrations of antiphase neutron flux that could not be detected in the past can be easily detected, neutron flux in the reactor can be monitored with higher accuracy, and fuel damage can be prevented. . In addition, the neutron flux monitoring apparatus of the present invention can reasonably utilize existing equipment by utilizing the existing LPRM detector.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の原子炉内中性子束監視装置の構成を示
した図。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a neutron flux monitoring device in a nuclear reactor of the present invention.

【図2】中性子束の同位相の振動モードを示した図。FIG. 2 is a diagram showing an in-phase vibration mode of a neutron flux.

【図3】中性子束の逆位相の振動モードを示した図。FIG. 3 is a diagram showing an antiphase vibration mode of a neutron flux.

【図4】従来の原子炉内中性子束監視装置の構成を示し
た図。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a conventional neutron flux monitoring device in a nuclear reactor.

【図5】局所出力領域モニタ検出器の上下および径方向
配置位置を示した図。
FIG. 5 is a view showing vertical and radial arrangement positions of a local output area monitor detector.

【図6】中性子束の同位相の振動モードを示した図。FIG. 6 is a diagram showing in-phase vibration modes of neutron flux.

【図7】中性子束の逆位相の振動モードを示した図。FIG. 7 is a diagram showing an antiphase vibration mode of a neutron flux.

【図8】中性子束の同位相振動モードに対する従来の原
子炉内中性子束監視装置の作用を示した説明図。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the operation of a conventional neutron flux monitoring device in a nuclear reactor with respect to the in-phase oscillation mode of neutron flux.

【図9】中性子束の逆位相振動モードに対する従来の原
子炉内中性子束監視装置の作用を示した説明図。
FIG. 9 is an explanatory view showing the action of the conventional neutron flux monitoring device in a nuclear reactor with respect to the antiphase oscillation mode of neutron flux.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 原子炉内中性子束監視装置 2 LPRM検出器 3 分割回路 4 グループ指定回路 5 炉心内LPRM領域分割回路 6 平均値算出回路 7 分散値計算回路 8 基準値記憶回路 9 比較検出回路 10 平均出力検出回路 14 局所出力検出回路 21 カウント回路 22 動作不能検出回路 1 in-reactor neutron flux monitor 2 LPRM detector 3 division circuit 4 group designation circuit 5 in-core LPRM region division circuit 6 average value calculation circuit 7 variance value calculation circuit 8 reference value storage circuit 9 comparison detection circuit 10 average output detection circuit 14 local output detection circuit 21 count circuit 22 inoperability detection circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】原子炉の炉心内部に分散して設置され、そ
れぞれが中性子束の強さを検出する複数の局所出力領域
モニタ検出器と、 異なる位置の前記局所出力領域モニタ検出器を同一グル
ープに区分けし、各グループの局所出力検出器の出力平
均値が炉心全体の平均出力を示すように前記局所出力領
域検出器を複数のグループに分割する分割回路と、 前記分割回路でグループ分けされた局所出力領域モニタ
検出器の出力信号を各グループ毎に平均する平均値算出
回路と、 前記平均値算出回路から出力される各グループ毎の平均
値と各グループに属する個々の局所出力領域モニタ検出
器の出力信号とから各グループ毎の分散値を求める分散
値計算回路と、 正常に動作している局所出力領域モニタ検出器の数を各
グループ毎にカウントするカウント回路と、 中性子束の平均値と分散値と正常に動作する局所出力領
域モニタ検出器の個数の基準値を記憶させておく基準値
記憶回路と、 前記平均値算出回路による平均値と前記分散値計算回路
による分散値と前記カウント回路による局所出力領域モ
ニタ検出器の個数を前記基準値記憶回路の基準値と比較
し、平均値又は分散値又は動作不能な検出器の数が基準
値を超えた場合に原子炉保護系へ信号を出力する比較検
出回路とを有することを特徴とする原子炉内中性子束監
視装置。
1. A plurality of local output area monitor detectors, which are installed in a distributed manner inside the core of a nuclear reactor and detect the intensity of neutron flux, respectively, and the local output area monitor detectors at different positions are in the same group. And a division circuit that divides the local power area detector into a plurality of groups so that the average output value of the local output detectors of each group indicates the average output of the entire core, and the division circuit is divided into groups. An average value calculation circuit for averaging the output signals of the local output area monitor detector for each group, an average value for each group output from the average value calculation circuit, and an individual local output area monitor detector belonging to each group A variance value calculation circuit that obtains the variance value for each group from the output signal of the, and a counter that counts the number of normally operating local output area monitor detectors for each group. Circuit, a reference value storage circuit that stores the average value and the dispersion value of the neutron flux, and the reference value of the number of local output area monitor detectors that operate normally, and the average value and the dispersion value by the average value calculation circuit. The variance value by the value calculation circuit and the number of local output area monitor detectors by the count circuit are compared with the reference value of the reference value storage circuit, and the average value or variance value or the number of inoperable detectors exceeds the reference value. And a comparison detection circuit that outputs a signal to the reactor protection system in the event of a failure.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012154631A (en) * 2011-01-21 2012-08-16 Toshiba Corp Vibration region monitor and method of confirming soundness of the same

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