JPH07119824B2 - 原子炉の起動域過渡状態監視装置およびプラントのスクラムを開始する装置 - Google Patents
原子炉の起動域過渡状態監視装置およびプラントのスクラムを開始する装置Info
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- JPH07119824B2 JPH07119824B2 JP61191800A JP19180086A JPH07119824B2 JP H07119824 B2 JPH07119824 B2 JP H07119824B2 JP 61191800 A JP61191800 A JP 61191800A JP 19180086 A JP19180086 A JP 19180086A JP H07119824 B2 JPH07119824 B2 JP H07119824B2
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 この発明は高い炉心エネルギ増加率（中性子密度又は圧
力の増加となって現われる）が検出される時、原子炉の
運転停止を自動的に開始し又は制御棒の引出しを阻止す
ることにより、原子炉の過渡状態を軽減することに関す
る。この装置は沸騰水形原子炉及び増加率制限機能を必
要とするこの他のプロセスに使うことが出来る。
力の増加となって現われる）が検出される時、原子炉の
運転停止を自動的に開始し又は制御棒の引出しを阻止す
ることにより、原子炉の過渡状態を軽減することに関す
る。この装置は沸騰水形原子炉及び増加率制限機能を必
要とするこの他のプロセスに使うことが出来る。
従来技術 原子炉の監視は、原子炉の運転開始時に出合う即発ジャ
ンプ現象（第２図参照）に対処しなければならない。典
型的には、制御棒を僅かでも引出すと、中性子濃度（中
性子／cm2）が、持続時間は短いが、指数関数形に増加
する過渡状態が起る。この初期の急速な中性子密度の増
加は、原子炉の事故ではない。こういう増加率は、原子
炉の普通の物理的なメカニズムによって生ずる。初期の
過渡状態の後、原子炉はこれより比較的遅い指数関数形
の増加率に落着く。この増加率が徐々に定常状態（第２
図には示していない）に落着く。
ンプ現象（第２図参照）に対処しなければならない。典
型的には、制御棒を僅かでも引出すと、中性子濃度（中
性子／cm2）が、持続時間は短いが、指数関数形に増加
する過渡状態が起る。この初期の急速な中性子密度の増
加は、原子炉の事故ではない。こういう増加率は、原子
炉の普通の物理的なメカニズムによって生ずる。初期の
過渡状態の後、原子炉はこれより比較的遅い指数関数形
の増加率に落着く。この増加率が徐々に定常状態（第２
図には示していない）に落着く。
都合の悪いことに、原子炉の実際の事故は、同じ様な最
初の急速に増加する経過又は過渡状態を持っている。こ
の為、原子炉の正常な運転開始を監視する時、原子炉の
事故と区別しなければならない。原子炉の事故の場合、
急速に増加する過渡状態が増加し続ける。監視装置は、
過渡状態の増加又は原子炉の事故に対し、出来るだけ速
い時間内に反応しなければならない。
初の急速に増加する経過又は過渡状態を持っている。こ
の為、原子炉の正常な運転開始を監視する時、原子炉の
事故と区別しなければならない。原子炉の事故の場合、
急速に増加する過渡状態が増加し続ける。監視装置は、
過渡状態の増加又は原子炉の事故に対し、出来るだけ速
い時間内に反応しなければならない。
従来、この問題を解決する為に、原子炉の正常な運転開
始の際の何桁ものエネルギの増加をカバーする様に、多
数のレベル範囲を設けていた。この様な多数の引外しレ
ベル範囲は、原子炉の正常な運転開始の際、オペレータ
が手作業で切上げていた。この為、原子炉を軌道にのせ
る時、中性子密度の許容し得る増加レベルが離散的な飛
越しによって高くなる。この為、監視装置の応答時間
は、手作業で切上げられる信号の現在選ばれている範囲
を何時越えたかに関係する。
始の際の何桁ものエネルギの増加をカバーする様に、多
数のレベル範囲を設けていた。この様な多数の引外しレ
ベル範囲は、原子炉の正常な運転開始の際、オペレータ
が手作業で切上げていた。この為、原子炉を軌道にのせ
る時、中性子密度の許容し得る増加レベルが離散的な飛
越しによって高くなる。この為、監視装置の応答時間
は、手作業で切上げられる信号の現在選ばれている範囲
を何時越えたかに関係する。
典型的には、この様な手作業の原子炉運転開始装置は、
起動速度が既に速い時、制御棒の引出しを妨げない。こ
の様な場合、制御棒の６吋毎のノッチ１個だけ引出す
と、スクラム、即ち自動的な運転停止が起ることがあ
り、制御棒の引出しが一時的に阻止された場合に、原子
炉のスクラムを必要とするレベルに達していなくても、
原子炉を利用出来なくなる。
起動速度が既に速い時、制御棒の引出しを妨げない。こ
の様な場合、制御棒の６吋毎のノッチ１個だけ引出す
と、スクラム、即ち自動的な運転停止が起ることがあ
り、制御棒の引出しが一時的に阻止された場合に、原子
炉のスクラムを必要とするレベルに達していなくても、
原子炉を利用出来なくなる。
中性子密度の増加の様な増加率に基づく装置は、即発ジ
ャンプを見分ける為に種々の遅延を採用している。最も
普通なのは、人工的に発生する期間を利用する。勿論、
人工的に発生した期間中に事故が発生すると、事故はこ
の期間全体にわたって、不必要に先に始まってしまう。
これは、遅延時間が、原子炉の制御装置が事故に応答す
る前に応答しない期間を作るからである。
ャンプを見分ける為に種々の遅延を採用している。最も
普通なのは、人工的に発生する期間を利用する。勿論、
人工的に発生した期間中に事故が発生すると、事故はこ
の期間全体にわたって、不必要に先に始まってしまう。
これは、遅延時間が、原子炉の制御装置が事故に応答す
る前に応答しない期間を作るからである。
現在オペレータに使用されている、起動時の中性子密度
に関する表示装置は、あまり情報を与えるものではな
い。典型的には、こういう表示装置は瞬時的な中性子密
度の増加率又は現在の中性子密度の絶対値を示す。こう
いう表示装置は、信号を動的な引外しレベルと比較する
ものではない。
に関する表示装置は、あまり情報を与えるものではな
い。典型的には、こういう表示装置は瞬時的な中性子密
度の増加率又は現在の中性子密度の絶対値を示す。こう
いう表示装置は、信号を動的な引外しレベルと比較する
ものではない。
発明の要約 本願発明は、第１及び第２の入力を持つと共に限界を越
えたことを表わす出力を持つ比較器を有し、該比較器の
一方の入力に原子炉被監視パラメータ信号を直接的に供
給し、前記原子炉被監視パラメータ信号を増幅し、予め
選ばれた時定数を持つ積分フィルタを通して前記比較器
の他方の入力に供給し、一方の入力の直接信号が他方の
入力の積分されて増幅された信号を越える時、前記比較
器の出力が限界を越えたことを知らせる様にした原子炉
の起動域過渡状態監視装置である。
えたことを表わす出力を持つ比較器を有し、該比較器の
一方の入力に原子炉被監視パラメータ信号を直接的に供
給し、前記原子炉被監視パラメータ信号を増幅し、予め
選ばれた時定数を持つ積分フィルタを通して前記比較器
の他方の入力に供給し、一方の入力の直接信号が他方の
入力の積分されて増幅された信号を越える時、前記比較
器の出力が限界を越えたことを知らせる様にした原子炉
の起動域過渡状態監視装置である。
本願の他の発明は、原子炉の中性子密度を監視する装置
に於て、起動域中性子密度モニタと、２つの入力及び制
御棒の引出しの阻止を開始する出力を持つ第１の比較器
と、２つの入力及びプラントのスクラムを開始する出力
を持つ第２の比較器とを有し、前記起動域中性子密度モ
ニタの出力が各々の比較器の一方の入力に入力され、更
に、予め選ばれた時定数を持っている積分フィルタはそ
の出力を或る増幅レベルを持つ前記第１の増幅器を介し
て前記第１の比較器の他方の入力に送り、前記起動域中
性子密度モニタの出力が前記第１の比較器に対する積分
した入力を越える時、制御棒の引出しの阻止を開始し、
更に、前記フィルタは第２の増幅器に対する第２の出力
を持っていて、前記起動域中性子密度モニタの出力が前
記第２の比較器に対する積分されて増幅された入力を越
える時、原子炉プラントのスクラムを開始する装置であ
る。
に於て、起動域中性子密度モニタと、２つの入力及び制
御棒の引出しの阻止を開始する出力を持つ第１の比較器
と、２つの入力及びプラントのスクラムを開始する出力
を持つ第２の比較器とを有し、前記起動域中性子密度モ
ニタの出力が各々の比較器の一方の入力に入力され、更
に、予め選ばれた時定数を持っている積分フィルタはそ
の出力を或る増幅レベルを持つ前記第１の増幅器を介し
て前記第１の比較器の他方の入力に送り、前記起動域中
性子密度モニタの出力が前記第１の比較器に対する積分
した入力を越える時、制御棒の引出しの阻止を開始し、
更に、前記フィルタは第２の増幅器に対する第２の出力
を持っていて、前記起動域中性子密度モニタの出力が前
記第２の比較器に対する積分されて増幅された入力を越
える時、原子炉プラントのスクラムを開始する装置であ
る。
目的及び利点 この発明の目的は、原子炉起動時、中性子密度又は原子
炉の圧力の様な原子炉被監視パラメータを動的にモニタ
することである。
炉の圧力の様な原子炉被監視パラメータを動的にモニタ
することである。
この発明の目的は、中性子密度又は原子炉の圧力の様な
原子炉被監視パラメータに対し、動的に調整される引外
しレベルを発生することである。この発明のこの１面の
利点は、起動域引外しレベルが連続的に動的に切上げら
れることである。増幅器の利得及び積分フィルタの時定
数を選ぶことにより、引外しまでの時間は、利用する特
定の原子炉の設計に対して最適の応答速度に調整するこ
とが出来る。
原子炉被監視パラメータに対し、動的に調整される引外
しレベルを発生することである。この発明のこの１面の
利点は、起動域引外しレベルが連続的に動的に切上げら
れることである。増幅器の利得及び積分フィルタの時定
数を選ぶことにより、引外しまでの時間は、利用する特
定の原子炉の設計に対して最適の応答速度に調整するこ
とが出来る。
この発明の別の利点は、引外しが増加率に反応する時間
が、増加率に反比例することである。事故がその影響を
強める様な一定期間の窓又は不感帯はもはやない。事故
は、その激しさに応じて、次第に一層短くなる引外し応
答時間を生ずる。
が、増加率に反比例することである。事故がその影響を
強める様な一定期間の窓又は不感帯はもはやない。事故
は、その激しさに応じて、次第に一層短くなる引外し応
答時間を生ずる。
この装置並びにその短縮された応答時間の別の利点は、
オペレータの応答の為に別の時間が得られることであ
る。制御棒の引出しの阻止の場合、オペレータは、プラ
ントのスクラム並びにプラントを利用出来なくなること
を防止する為に、制御棒を挿入する為の余分の時間が与
えられる。更に、制御棒の引出しの阻止を早期に行なう
ことにより、原子炉の起動を滑らかにすることが出来る
様な時間窓がオペレータに対して与えられる。逆に、自
動化した原子炉運転開始制御装置を用いる場合、オペレ
ータの手動による運転開始よりも一層速い運転開始の速
度を、誤ったスクラムなしに、達成することが出来る様
に、パラメータを選ぶことが出来る。この発明のその他
の目的、特徴及び利点は、以下図面について説明する所
から明らかになろう。
オペレータの応答の為に別の時間が得られることであ
る。制御棒の引出しの阻止の場合、オペレータは、プラ
ントのスクラム並びにプラントを利用出来なくなること
を防止する為に、制御棒を挿入する為の余分の時間が与
えられる。更に、制御棒の引出しの阻止を早期に行なう
ことにより、原子炉の起動を滑らかにすることが出来る
様な時間窓がオペレータに対して与えられる。逆に、自
動化した原子炉運転開始制御装置を用いる場合、オペレ
ータの手動による運転開始よりも一層速い運転開始の速
度を、誤ったスクラムなしに、達成することが出来る様
に、パラメータを選ぶことが出来る。この発明のその他
の目的、特徴及び利点は、以下図面について説明する所
から明らかになろう。
実施例の詳しい説明 第１図はこの発明を用いた引外し装置の略図である。原
子炉被監視パラメータ信号14、今の場合は、普通の起動
域中性子モニタの出力を受取る。この信号が、それぞれ
２つの入力と１つの２進出力を持つ、２つの比較器16,1
8に送られる。図示の様に、制御棒の引出し阻止の為に
比較器16を用い、プラントのスクラムの為に比較器18を
用いる。こういう入力が、夫々比較器16,18に対する入
力17,19に供給される。
子炉被監視パラメータ信号14、今の場合は、普通の起動
域中性子モニタの出力を受取る。この信号が、それぞれ
２つの入力と１つの２進出力を持つ、２つの比較器16,1
8に送られる。図示の様に、制御棒の引出し阻止の為に
比較器16を用い、プラントのスクラムの為に比較器18を
用いる。こういう入力が、夫々比較器16,18に対する入
力17,19に供給される。
信号が積分フィルタ20で積分され、その後１対の増幅器
22,24を通る。増幅器22は利得が３であり、制御棒引出
し阻止用比較器16の入力15にその出力信号を送る。増幅
器24は利得が５であり、スクラム用比較器18の入力21に
その出力を送る。
22,24を通る。増幅器22は利得が３であり、制御棒引出
し阻止用比較器16の入力15にその出力信号を送る。増幅
器24は利得が５であり、スクラム用比較器18の入力21に
その出力を送る。
こゝでこの発明をごく簡単に説明する。積分フィルタ20
は、その時定数に応じて、信号を遅延させる。この遅延
信号が増幅器22,24によって増幅される。遅延させて増
幅された信号が現在の信号出力に対して比較される。増
幅レベルに応じて、制御棒引出し阻止用比較器16のフラ
グに応答して、制御棒の引出し阻止が最初に行なわれ
る。プラント・オペレータ（又は自動運転開始制御装
置）は、制御棒を引出して原子炉の中性子密度を更に高
め且つエネルギ出力速度を高めることが出来なくなる。
は、その時定数に応じて、信号を遅延させる。この遅延
信号が増幅器22,24によって増幅される。遅延させて増
幅された信号が現在の信号出力に対して比較される。増
幅レベルに応じて、制御棒引出し阻止用比較器16のフラ
グに応答して、制御棒の引出し阻止が最初に行なわれ
る。プラント・オペレータ（又は自動運転開始制御装
置）は、制御棒を引出して原子炉の中性子密度を更に高
め且つエネルギ出力速度を高めることが出来なくなる。
第２に、原子炉が更に制御されなくなったと仮定して、
起動域中性子モニタ信号入力19が、スクラム用比較器の
入力21の、プラントの安全性の為に許容し得る値を越え
ると、プラントのスクラムが起る。
起動域中性子モニタ信号入力19が、スクラム用比較器の
入力21の、プラントの安全性の為に許容し得る値を越え
ると、プラントのスクラムが起る。
こゝで加える遅延は観測された事故に対して可変である
ことに注意されたい。すぐれた制御が出来る用にするの
はこの可変性である。この可変性について次に説明す
る。
ことに注意されたい。すぐれた制御が出来る用にするの
はこの可変性である。この可変性について次に説明す
る。
過渡状態モニタ・メータ30を設ける。過渡状態モニタ・
メータ30はアナログ出力を持つ比較器である。メータ30
は、制御棒の引出し阻止を必要とする現在の中性子密度
及びプラントのスクラムを必要とする現在の中性子密度
に対し、現在の起動域中性子密度を動的に表示する。オ
ペレータは、図示の棒グラフの形で、又は普通の針形モ
ニタ装置上で、比較器ゲージのアナログ出力を動的に監
視することが出来る。動的に切上げられる許容し得る中
性子密度の増加率に対し、増加率の進み具合を観測し、
了解することが出来る。
メータ30はアナログ出力を持つ比較器である。メータ30
は、制御棒の引出し阻止を必要とする現在の中性子密度
及びプラントのスクラムを必要とする現在の中性子密度
に対し、現在の起動域中性子密度を動的に表示する。オ
ペレータは、図示の棒グラフの形で、又は普通の針形モ
ニタ装置上で、比較器ゲージのアナログ出力を動的に監
視することが出来る。動的に切上げられる許容し得る中
性子密度の増加率に対し、増加率の進み具合を観測し、
了解することが出来る。
過渡状態モニタ条件づけ装置36がアナログ比較器に対す
る普通の出力である。これは、現在の観測される原子炉
のパラメータ、今の場合は中性子密度に対し、積分され
て増幅された出力を相対的に比較することが出来る様に
する。この機能を達成し得る標準回路が、アナログ・デ
バイセズ・インコーポレーテッド社から出版されたデー
タ・アキジッション・データブック1982年、第Ｉ巻イン
テグレイテッド・サーキッツ、第６−18頁乃至第６−20
頁所載の割算回路AD533に示されている。
る普通の出力である。これは、現在の観測される原子炉
のパラメータ、今の場合は中性子密度に対し、積分され
て増幅された出力を相対的に比較することが出来る様に
する。この機能を達成し得る標準回路が、アナログ・デ
バイセズ・インコーポレーテッド社から出版されたデー
タ・アキジッション・データブック1982年、第Ｉ巻イン
テグレイテッド・サーキッツ、第６−18頁乃至第６−20
頁所載の割算回路AD533に示されている。
過渡状態モニタ条件づけ装置36の仕様 定義：RefRB＝制御棒引出し阻止の引外し基準レベル 入力:SRNM＝起動域中性子モニタ信号 RefS＝スクラム引外し基準レベル 出力:RS＝測定されたスクラム及び制御棒の引出し阻止
の引外し基準信号に対応する定常状態のレベルに対する
相対的なSRNM信号 動作の説明：定常状態では、GETRAMフィルタはSRNM信号
の処理に何の影響もなく、 RefS＝GS（SRNM） こゝでGSはスクラム引外し基準利得である。
の引外し基準信号に対応する定常状態のレベルに対する
相対的なSRNM信号 動作の説明：定常状態では、GETRAMフィルタはSRNM信号
の処理に何の影響もなく、 RefS＝GS（SRNM） こゝでGSはスクラム引外し基準利得である。
RefRB＝GRB（SRNM） GRBは制御棒引出し阻止の引外し基準利得である。従っ
て、定常状態のSRNM信号に対し、即ち、SRNM≡１では、 RefS＝GS RefRB＝GRB 次に、RefS及びRefRBは一定の倍率だけ異なるにすぎ
ず、これらの引外し基準とSRNMの間の相対的な余裕を表
示することが最も意味があるから、RefS及びRefRBを夫
々GS及び GRBの不動の表示レベルとして表示することが望まし
い。こういう様にして、然も測定の正確度を保つ為に
は、SRNM信号に対して（GS／RefS）の（時間に対して可
変の）倍率を適用することが必要である。
て、定常状態のSRNM信号に対し、即ち、SRNM≡１では、 RefS＝GS RefRB＝GRB 次に、RefS及びRefRBは一定の倍率だけ異なるにすぎ
ず、これらの引外し基準とSRNMの間の相対的な余裕を表
示することが最も意味があるから、RefS及びRefRBを夫
々GS及び GRBの不動の表示レベルとして表示することが望まし
い。こういう様にして、然も測定の正確度を保つ為に
は、SRNM信号に対して（GS／RefS）の（時間に対して可
変の）倍率を適用することが必要である。
信号処理条件： RS＝（GS／RefS）（SRNM） 実施例 AD533 ICを割算器として用いる 過渡状態モニタ・メータの仕様 定義：τ＝漸近的周期。GETRAMが、記述されたλ、Ａパ
ラメータの組合せによって決定された特定の引外しレベ
ルを僅かに下回る様にさせる様な安１な指数関数形のエ
ネルギ増加率。
ラメータの組合せによって決定された特定の引外しレベ
ルを僅かに下回る様にさせる様な安１な指数関数形のエ
ネルギ増加率。
λ＝1/（フィルタ減衰定数）。これは簡単な抵抗（Ｒ）
及び静電容量（Ｃ）の積分フィルタ回路に対しては1/RC
に等しい。
及び静電容量（Ｃ）の積分フィルタ回路に対しては1/RC
に等しい。
Ａ＝引外し基準レベルを得る為にSRNM信号を増幅する増
幅率であり、GX（引外し“X"に関連する利得係数）に等
しい。
幅率であり、GX（引外し“X"に関連する利得係数）に等
しい。
入力:RS＝測定されたスクラム及び制御棒引出し阻止の
引外し基準信号に対応する定常状態レベルに対する相対
的なSRNM信号 出力:2種類の目盛RS1及びRS2で読取り得る１個の表示装
置の表示。
引外し基準信号に対応する定常状態レベルに対する相対
的なSRNM信号 出力:2種類の目盛RS1及びRS2で読取り得る１個の表示装
置の表示。
動作の説明 この表示装置は、入力のRS信号レベルに直線的に比例す
る、ゼロ入力位置からの表示器の変位を示す。二重表示
目盛が設けられている。これらの目盛が第12B図でグラ
フの両端に示されている。これらの目盛は、第１図の棒
グラフに対して普通の様に較正することが出来る。一方
の目盛38は、制御棒引出し阻止及びスクラムの引外し基
準レベルを目盛の不動位置に保つ様な可変単位で表わし
た原子炉エネルギとして解釈出来る様にする。ゼロ入力
の目盛の位置は、ゼロ・エネルギに対応し、１の位置は
定常状態に於ける運転に対応する。過渡状態の運転中、
１より大きな表示は、エネルギが増加していることに対
応しており、１より小さいのはエネルギが減少している
ことに対応している。この直線目盛の効用は、手作業の
仕上げを必要とせずに、始動時エネルギ・レベルの何桁
にもわたって、オペレータに、制御棒引出し阻止及びス
クラムの引外し基準レベルまでの余裕の良い目安を提供
することである。
る、ゼロ入力位置からの表示器の変位を示す。二重表示
目盛が設けられている。これらの目盛が第12B図でグラ
フの両端に示されている。これらの目盛は、第１図の棒
グラフに対して普通の様に較正することが出来る。一方
の目盛38は、制御棒引出し阻止及びスクラムの引外し基
準レベルを目盛の不動位置に保つ様な可変単位で表わし
た原子炉エネルギとして解釈出来る様にする。ゼロ入力
の目盛の位置は、ゼロ・エネルギに対応し、１の位置は
定常状態に於ける運転に対応する。過渡状態の運転中、
１より大きな表示は、エネルギが増加していることに対
応しており、１より小さいのはエネルギが減少している
ことに対応している。この直線目盛の効用は、手作業の
仕上げを必要とせずに、始動時エネルギ・レベルの何桁
にもわたって、オペレータに、制御棒引出し阻止及びス
クラムの引外し基準レベルまでの余裕の良い目安を提供
することである。
２番目の目盛40は、安定な原子炉の指数関数周期で表わ
したエネルギ変化率の目安を示す。２つの目盛の間の関
係は次の通りである。
したエネルギ変化率の目安を示す。２つの目盛の間の関
係は次の通りである。
目盛38では信号の正規化を使っている為、引外しの増幅
率（Ａ＝GX）は、引外しレベルに等しい。即ち、目盛38
の表示RS1は引外しに丁度等しい（又はそれを僅かに下
廻る）。RS1＝GX。漸近的周期の方程式がτ＝1/［λ（G
X−１）］であり、τに対する目盛40の表示がRS2である
から、所望の関係は次の通りである。
率（Ａ＝GX）は、引外しレベルに等しい。即ち、目盛38
の表示RS1は引外しに丁度等しい（又はそれを僅かに下
廻る）。RS1＝GX。漸近的周期の方程式がτ＝1/［λ（G
X−１）］であり、τに対する目盛40の表示がRS2である
から、所望の関係は次の通りである。
RS2＝1/［λ（RS1−１）］ 表示の条件 １）RS＝０、即ちゼロ入力の位置が目盛のRS1＝０の位
置を定める。
置を定める。
２）RS1＝０の位置は、メータの表示目盛の５％乃至10
％の所におくべきである。
％の所におくべきである。
３）RS1＝Gmaxの位置は、メータの表示目盛（Gmaxは適
用される最大の引外し基準に対する利得）の90％乃至95
％におくべきである。４）RS1は目盛のRS1＝０及びRS1
＝ Gmaxの位置の間で線形の目盛にすべきである。５）GS＝
Gmaxに等しい信号に対応して、入力信号RSが入力された
時、RS1＝Gmaxとなる様に、装置を較正すべきである。
用される最大の引外し基準に対する利得）の90％乃至95
％におくべきである。４）RS1は目盛のRS1＝０及びRS1
＝ Gmaxの位置の間で線形の目盛にすべきである。５）GS＝
Gmaxに等しい信号に対応して、入力信号RSが入力された
時、RS1＝Gmaxとなる様に、装置を較正すべきである。
６）装置は入力信号RSに対して直線的に比例する表示を
すべきである。
すべきである。
７）目盛40の位置は目盛38の位置に対し、次の式で表わ
される関係にすべきである。
される関係にすべきである。
RS2＝1/［λ（RS1−１）］ 実施例：指針の振れが入力電流（又は電圧）に比例する
様な標準型の数多くある任意の検流計形の装置を使うこ
とが出来る。
様な標準型の数多くある任意の検流計形の装置を使うこ
とが出来る。
第２図には即発ジャンプ現象が示されている。相対中性
子束密度が１の原子炉は時刻ゼロに制御棒を引込める。
最初の１秒で、相対中性子束密度が非常に急速に増加す
る。この後、この密度が傾斜部分40に達し、そこで原子
炉の燃焼の増加により、中位の指数関数の勾配が保たれ
る。制御棒の動きがないと仮定すると、この後定常状態
になる。これは第２図には示してない。
子束密度が１の原子炉は時刻ゼロに制御棒を引込める。
最初の１秒で、相対中性子束密度が非常に急速に増加す
る。この後、この密度が傾斜部分40に達し、そこで原子
炉の燃焼の増加により、中位の指数関数の勾配が保たれ
る。制御棒の動きがないと仮定すると、この後定常状態
になる。これは第２図には示してない。
同じグラフに示した曲線Ｃは、事故を表わす過渡状態を
示す。この発明の実施例が取上げるのは、こういう２種
類の曲線の区別である。２つの事象の勾配は最初は殆ん
ど同じである。然し、事故Ｃの指数関数形の増加率が治
まらないことが認められよう。問題は、事故の影響が抑
えられる様に、この事故を出来るだけ速やかに検出する
ことである。
示す。この発明の実施例が取上げるのは、こういう２種
類の曲線の区別である。２つの事象の勾配は最初は殆ん
ど同じである。然し、事故Ｃの指数関数形の増加率が治
まらないことが認められよう。問題は、事故の影響が抑
えられる様に、この事故を出来るだけ速やかに検出する
ことである。
第３図は簡単な積分フィルタを示す。これは始動中性子
域モニタからの入力50と増幅器に対する出力52とを持っ
ている。このフィルタは入力50及び出力52の間に抵抗53
及び接地された静電容量54を持っている。抵抗及び静電
容量の値に応じて、こゝに示した簡単なフィルタの時定
数が決まる。
域モニタからの入力50と増幅器に対する出力52とを持っ
ている。このフィルタは入力50及び出力52の間に抵抗53
及び接地された静電容量54を持っている。抵抗及び静電
容量の値に応じて、こゝに示した簡単なフィルタの時定
数が決まる。
ディジタル形のものも、図示のアナログ形のものも、数
多くのフィルタの設計を用いることが出来ることは云う
までもない。フィルタの設計された時定数が、この発明
にとって重要である。
多くのフィルタの設計を用いることが出来ることは云う
までもない。フィルタの設計された時定数が、この発明
にとって重要である。
更に、第１図に示した装置は、好ましい実施例の例であ
ることに注意されたい。然し、希望によっては、信号を
最初に増幅してから２番目に積分してもよい。更に、原
子被炉監視パラメータ信号14と増幅器22,24の間に時定
数の異なる別々のフィルタを使う様な変更も、この発明
の範囲内で考えられる。
ることに注意されたい。然し、希望によっては、信号を
最初に増幅してから２番目に積分してもよい。更に、原
子被炉監視パラメータ信号14と増幅器22,24の間に時定
数の異なる別々のフィルタを使う様な変更も、この発明
の範囲内で考えられる。
第4A図及び第4B図には、第３図のフィルタの応答が示さ
れている。第4A図では、中性子密度が理論的な「矩形
波」形式で、1.0から1.5まで0.5だけ突然に跳躍する。
この矩形波の跳躍が時刻t0に瞬時的な段階の形で起る。
れている。第4A図では、中性子密度が理論的な「矩形
波」形式で、1.0から1.5まで0.5だけ突然に跳躍する。
この矩形波の跳躍が時刻t0に瞬時的な段階の形で起る。
第4B図はこの様な入力信号に対するフィルタの時間的な
応答を示す。具体的に云うと、時刻t0から始まって、フ
ィルタは指数関数形で漸近的に1.5の中性子密度レベル
に接近しようとする。電気的なフィルタの理論及び関連
した数学からよく知られている様に、フィルタの出力は
1.5のレベルに漸近的に近づくが、それを越えることは
ない。
応答を示す。具体的に云うと、時刻t0から始まって、フ
ィルタは指数関数形で漸近的に1.5の中性子密度レベル
に接近しようとする。電気的なフィルタの理論及び関連
した数学からよく知られている様に、フィルタの出力は
1.5のレベルに漸近的に近づくが、それを越えることは
ない。
第5A図及び第5B図には、フィルタの傾斜応答が示されて
いる。第5A図では、傾斜即ち一定の増加率が時刻t0から
急に開始される。
いる。第5A図では、傾斜即ち一定の増加率が時刻t0から
急に開始される。
第5B図では、フィルタの出力が傾斜関数形の増加に対し
て応答する。然し、この応答は遅延している。この応答
は、フィルタの時定数に等しい期間だけ遅延している。
て応答する。然し、この応答は遅延している。この応答
は、フィルタの時定数に等しい期間だけ遅延している。
後で第８図、第９図及び第10図について説明する所から
明らかになるが、始動域中性子密度の実際の増加は、大
まかに見て、第4A図及び第5A図の曲線を加算することに
よって近似することが出来る。更に、フィルタの出力
は、第4B図及び第5B図の曲線を加算することによって大
まかに近似することが出来る。
明らかになるが、始動域中性子密度の実際の増加は、大
まかに見て、第4A図及び第5A図の曲線を加算することに
よって近似することが出来る。更に、フィルタの出力
は、第4B図及び第5B図の曲線を加算することによって大
まかに近似することが出来る。
この発明の簡単にした形式を説明したので、次に装置の
性能を更に厳密に説明する式について述べる。
性能を更に厳密に説明する式について述べる。
第１図の装置の融通性を評価する例の為、下記の記号を
用いる。
用いる。
ｔ＝時間 ｘ＝引外し基準レベル λ＝1/（フィルタ時定数）、これは簡単な単極フィルタ
回路では1/RCに等しい。
回路では1/RCに等しい。
Ａ＝増幅率（利得） ｈ＝被監視入力信号 h0＝エネルギ増加の過渡状態より前のｈの最初の定常状
態の値 τ＝仮定する理想的な指数関数形のエネルギ増加の過渡
状態の周期 ｈ（ｔ）＝h0et/τ（Ｅ−１） と仮定して次の値を決定する。
態の値 τ＝仮定する理想的な指数関数形のエネルギ増加の過渡
状態の周期 ｈ（ｔ）＝h0et/τ（Ｅ−１） と仮定して次の値を決定する。
（１）ｘ（ｔ）応答 （２）引外しまでの時間 （３）仮定した過渡状態の間、装置が僅かに引外しを下
廻る様なパラメータλ及びＡの間の制限関係…漸近形の
解 基本微分方程式 解の応答 引外しまでの時間 漸近形の解 第６図について説明すると、式（Ｅ−５）を用いて、グ
ラフを作ることが出来る。時定数及び利得に対して式
（Ｅ−５）を描けば、種々の時定数及び増幅率に対し、
相異なる応答時間が得られることが判る。
廻る様なパラメータλ及びＡの間の制限関係…漸近形の
解 基本微分方程式 解の応答 引外しまでの時間 漸近形の解 第６図について説明すると、式（Ｅ−５）を用いて、グ
ラフを作ることが出来る。時定数及び利得に対して式
（Ｅ−５）を描けば、種々の時定数及び増幅率に対し、
相異なる応答時間が得られることが判る。
１時定数の期間内に、指数関数形の過渡状態の全体的な
強度が約2.72倍というネイピアの底だけ増加することを
念頭において、このグラフ上で、原子炉の強度が20秒の
期間内に利得2.72を越える所で、制御棒の引出しを阻止
させる点を同定した。第８図、第９図、第10図及び第11
図の例ではフィルタは時定数を40にしたが、これによっ
て増幅器の利得は３のレベルに固定される。
強度が約2.72倍というネイピアの底だけ増加することを
念頭において、このグラフ上で、原子炉の強度が20秒の
期間内に利得2.72を越える所で、制御棒の引出しを阻止
させる点を同定した。第８図、第９図、第10図及び第11
図の例ではフィルタは時定数を40にしたが、これによっ
て増幅器の利得は３のレベルに固定される。
同様に、原子炉の中性子密度の増加率が10秒の期間又は
それより短い期間に2.72倍を越える場合のスクラムを例
として選択した。第６図のグラフから判る様に、この応
答では、所望の両方の機能に対し、フィルタの時定数を
40に保つ為に利得を５にする必要がある。この為、第１
図の好ましい実施例では、１個のフィルタを相異なる増
幅率と共に用いて、所望の周期的な応答を発生すること
が出来る。云うまでもないが、第６図のグラフの情報を
用いて、可変の利得及び時定数を持つこの他の応答時間
も、全て設計することが出来る。
それより短い期間に2.72倍を越える場合のスクラムを例
として選択した。第６図のグラフから判る様に、この応
答では、所望の両方の機能に対し、フィルタの時定数を
40に保つ為に利得を５にする必要がある。この為、第１
図の好ましい実施例では、１個のフィルタを相異なる増
幅率と共に用いて、所望の周期的な応答を発生すること
が出来る。云うまでもないが、第６図のグラフの情報を
用いて、可変の利得及び時定数を持つこの他の応答時間
も、全て設計することが出来る。
第７図には第６図で選んだ設計パラメータの詳細が示さ
れている。第７図で制御棒の引出しの阻止に対して20秒
の過渡状態の周期を仮定して、種々の増幅率が描かれて
いる。各々の増幅率が選ばれた20秒の周期に漸近的に近
づくことが理解されよう。所定の事象に対し、増幅率が
高ければ高い程、引外しを発生するまでの期間が一層長
くなることが判る。例えば、増幅率２で12秒の過渡状態
が起った場合、制御棒の引出し阻止の引外しは約12秒で
起る。増幅率が５である時、制御棒の引出し阻止の引外
しは約27秒で起る。増幅率が10の時、制御棒の引出し阻
止の引外しは37秒で起る。
れている。第７図で制御棒の引出しの阻止に対して20秒
の過渡状態の周期を仮定して、種々の増幅率が描かれて
いる。各々の増幅率が選ばれた20秒の周期に漸近的に近
づくことが理解されよう。所定の事象に対し、増幅率が
高ければ高い程、引外しを発生するまでの期間が一層長
くなることが判る。例えば、増幅率２で12秒の過渡状態
が起った場合、制御棒の引出し阻止の引外しは約12秒で
起る。増幅率が５である時、制御棒の引出し阻止の引外
しは約27秒で起る。増幅率が10の時、制御棒の引出し阻
止の引外しは37秒で起る。
第７図には、10秒のスクラムの限界も示されている。こ
の場合も、増幅率によって応答時間が変わることが判
る。例えば、中性子密度が７秒間に2.72倍だけ増加した
場合（すなわち、周期が７の場合）、増幅率２では、ス
クラムの引外しが８秒で起る。増幅率が５では、スクラ
ムの引外しは16秒で起る。増幅率が10では、スクラムの
引外しは約22秒で起る。
の場合も、増幅率によって応答時間が変わることが判
る。例えば、中性子密度が７秒間に2.72倍だけ増加した
場合（すなわち、周期が７の場合）、増幅率２では、ス
クラムの引外しが８秒で起る。増幅率が５では、スクラ
ムの引外しは16秒で起る。増幅率が10では、スクラムの
引外しは約22秒で起る。
第７図を見れば、従来の一定期間の包絡線と較べたこの
発明の装置の驚くべき利点が容易に明らかになる。増加
率が激しければ激しい程、事故を確認する際のこの装置
の時間的な応答が一層速くなる。例えば、増幅率が５に
選ばれ、監視する始動時の中性子密度が１秒の期間内に
2.72倍に増加したと仮定すると、約２秒でスクラムが開
始されることが判る。云い換えれば、事故が実効的に即
時に確認される。
発明の装置の驚くべき利点が容易に明らかになる。増加
率が激しければ激しい程、事故を確認する際のこの装置
の時間的な応答が一層速くなる。例えば、増幅率が５に
選ばれ、監視する始動時の中性子密度が１秒の期間内に
2.72倍に増加したと仮定すると、約２秒でスクラムが開
始されることが判る。云い換えれば、事故が実効的に即
時に確認される。
第８図には原子炉のエネルギ増加率が、10秒の期間毎に
2.72倍になる場合のグラフが示されている。第６図の選
ばれたパラメータに従って、即ち制御棒の引出し阻止及
びスクラムに対する利得を夫々３及び５にした場合、監
視される中性子範囲が設計のスクラム基準に漸近的に近
づくが、それを越えることはない。このことが第８図に
示されている。
2.72倍になる場合のグラフが示されている。第６図の選
ばれたパラメータに従って、即ち制御棒の引出し阻止及
びスクラムに対する利得を夫々３及び５にした場合、監
視される中性子範囲が設計のスクラム基準に漸近的に近
づくが、それを越えることはない。このことが第８図に
示されている。
第８図を見れば、制御棒の引出し阻止に対する基準を越
えていることが判る。この事象が更に約８秒続くと、オ
ペレータはそれ以上制御棒を引出すことが禁止される。
えていることが判る。この事象が更に約８秒続くと、オ
ペレータはそれ以上制御棒を引出すことが禁止される。
このグラフは、スクラムを防止する為にオペレータが利
用し得る時間をも示している。この場合、制御棒を挿入
する為のオペレータの時間包絡線は略無限であるが、制
御棒の挿入によって、監視される中性子密度が制御され
る状態になって、スクラム・レベルと交差しなくなる場
合を理解するのに、大して想像力を必要としない。
用し得る時間をも示している。この場合、制御棒を挿入
する為のオペレータの時間包絡線は略無限であるが、制
御棒の挿入によって、監視される中性子密度が制御され
る状態になって、スクラム・レベルと交差しなくなる場
合を理解するのに、大して想像力を必要としない。
第９図には、正常な始動時の経過が示されている。この
場合、監視される密度は制御棒の引出し阻止より十分低
い所にある。
場合、監視される密度は制御棒の引出し阻止より十分低
い所にある。
第10図には、制御棒の引出し阻止が行なわれるが、スク
ラムには遠く至らない場合が示されている。
ラムには遠く至らない場合が示されている。
最後に、第11図には、3.6秒の周期を持つスクラム過渡
状態が示されている。これは設計による10秒の過渡状態
の約1/3であることが認められよう。
状態が示されている。これは設計による10秒の過渡状態
の約1/3であることが認められよう。
第11図のグラフを追って行けば、スクラムが４秒より僅
かに長い期間内に開始されることが判る。簡単に云え
ば、スクラムの開始は、事故の激しさの増加に対して反
比例する。
かに長い期間内に開始されることが判る。簡単に云え
ば、スクラムの開始は、事故の激しさの増加に対して反
比例する。
以上説明した装置は、計算機で構成することが出来る。
この様な計算機の構成は、新前の技術者によっても実行
することが出来る。この明細書には、このモニタをソフ
トウエアで構成した場合の、教科書から取出した計算機
による構成例が付記として示されている。
この様な計算機の構成は、新前の技術者によっても実行
することが出来る。この明細書には、このモニタをソフ
トウエアで構成した場合の、教科書から取出した計算機
による構成例が付記として示されている。
シミュレーション 沸騰水形原子炉（BWR）に於ける自動化制御 棒引出し
のシミュレーション 課題は主に３つの部分に分れる。１番目は、制御棒の引
出しに対する炉心エネルギ（SRNM信号）の応答の簡単な
計算機によるシミュレーションである。２番目は、シミ
ュレーションした入力エネルギ（SRNM）応答に対する第
１図に示したこの発明の応答の計算機によるシミュレー
ションである。こういうことを行なうのに必要なプログ
ラミングは、従来のディジタル・マイクロプロセッサ技
術を用いた大抵の実施例に必要なものの典型である。３
番目は、この発明のパラメータの内、スクラムの引外し
を越え、自動的に運転停止を招く程急速にせずに、最も
速やかに始動を達成する最適パラメータの選択である。
始動時の制御棒の引出しは、この発明の制御棒の引出し
の阻止によって中断される場合を除いて、一定の計画に
従って正常な速度で進行する様にプログラムされてい
る。これは、実際の自動始動装置に使うことが出来る方
式であり、その成功がこの発明の別の用途を例示してい
る。FORTRAN言語を使う。表１は、制御棒の位置と、シ
ミュレーションした炉心エネルギ時間応答（SRNM）を示
す。第12A図はこの応答のグラフである。一旦特定の時
間歩進に対する原子炉エネルギ・レベルが決定される
と、表２の抜萃した符号によって示す様に、制御棒の引
出し阻止及びスクラムの引外し基準レベルを決定するの
に、夫々１行のプログラミングしか必要としない。これ
らの方程式は非常に簡単な標準的な有限差分形式であ
る。
のシミュレーション 課題は主に３つの部分に分れる。１番目は、制御棒の引
出しに対する炉心エネルギ（SRNM信号）の応答の簡単な
計算機によるシミュレーションである。２番目は、シミ
ュレーションした入力エネルギ（SRNM）応答に対する第
１図に示したこの発明の応答の計算機によるシミュレー
ションである。こういうことを行なうのに必要なプログ
ラミングは、従来のディジタル・マイクロプロセッサ技
術を用いた大抵の実施例に必要なものの典型である。３
番目は、この発明のパラメータの内、スクラムの引外し
を越え、自動的に運転停止を招く程急速にせずに、最も
速やかに始動を達成する最適パラメータの選択である。
始動時の制御棒の引出しは、この発明の制御棒の引出し
の阻止によって中断される場合を除いて、一定の計画に
従って正常な速度で進行する様にプログラムされてい
る。これは、実際の自動始動装置に使うことが出来る方
式であり、その成功がこの発明の別の用途を例示してい
る。FORTRAN言語を使う。表１は、制御棒の位置と、シ
ミュレーションした炉心エネルギ時間応答（SRNM）を示
す。第12A図はこの応答のグラフである。一旦特定の時
間歩進に対する原子炉エネルギ・レベルが決定される
と、表２の抜萃した符号によって示す様に、制御棒の引
出し阻止及びスクラムの引外し基準レベルを決定するの
に、夫々１行のプログラミングしか必要としない。これ
らの方程式は非常に簡単な標準的な有限差分形式であ
る。
Tn+1＝Tn＋λΔｔ（GXSn+1−Tn） こゝでｎ＝時間歩進の添字の番号 Tn+1，Tn＝解の時間歩進ｎ＋１及びｎの夫々に於ける引
外し基準レベル λ＝1/RC＝1/（フィルタ時定数） Δｔ＝時間歩進 Ｇ＝引外し利得 Sn+1＝シミュレーション（又は実際の構成に於ける測
定）からの、時間歩進ｎ＋１（現在）に於けるSRNM（エ
ネルギ）入力 この有限要素方程式／手順は、任意の入力エネルギ（SR
NM）信号Ｓ（ｔ）に対し、更に一般的な方程式（Ｅ−
２）に対する解を次の様に出す。dx（ｔ）/dt＋λｘ
（ｔ）＝λGS（ｔ） 第12A図は、制御棒の引出し阻止及びスクラムの引外し
基準レベルを含む最終的な最適化した練習解を示す。装
置は、約90秒の所でスクラムを開始するばかりになっ
て、始動時の制御棒の引出しに進む様に、制御棒の引出
しを制限することに成功したことが判る。
外し基準レベル λ＝1/RC＝1/（フィルタ時定数） Δｔ＝時間歩進 Ｇ＝引外し利得 Sn+1＝シミュレーション（又は実際の構成に於ける測
定）からの、時間歩進ｎ＋１（現在）に於けるSRNM（エ
ネルギ）入力 この有限要素方程式／手順は、任意の入力エネルギ（SR
NM）信号Ｓ（ｔ）に対し、更に一般的な方程式（Ｅ−
２）に対する解を次の様に出す。dx（ｔ）/dt＋λｘ
（ｔ）＝λGS（ｔ） 第12A図は、制御棒の引出し阻止及びスクラムの引外し
基準レベルを含む最終的な最適化した練習解を示す。装
置は、約90秒の所でスクラムを開始するばかりになっ
て、始動時の制御棒の引出しに進む様に、制御棒の引出
しを制限することに成功したことが判る。
最後の例として、「過渡状態モニタ・メータの仕様」に
従って、前に述べたシミュレーションに対する過渡状態
モニタ・メータの応答を決定した、第12B図は、表示装
置の両方の目盛に対してこの応答をグラフで示す。エネ
ルギ応答は約600倍に増加するが、スクラム引外し及び
エネルギ・レベルの間の表示される余裕が２未満である
ことに注意されたい。非常に低い始動時のエネルギ範囲
でオペレータにとって何よりも関心があるのは、エネル
ギ・レベルの絶対値ではなく、この余裕である。もう１
つの目盛は従来の原子炉周期で原子炉エネルギの安定な
増加率の目安を示す。この安定な周期の目安は、低いエ
ネルギ・レベルに於ける従来の瞬時周期計装よりもずっ
と誤りが少ない。
従って、前に述べたシミュレーションに対する過渡状態
モニタ・メータの応答を決定した、第12B図は、表示装
置の両方の目盛に対してこの応答をグラフで示す。エネ
ルギ応答は約600倍に増加するが、スクラム引外し及び
エネルギ・レベルの間の表示される余裕が２未満である
ことに注意されたい。非常に低い始動時のエネルギ範囲
でオペレータにとって何よりも関心があるのは、エネル
ギ・レベルの絶対値ではなく、この余裕である。もう１
つの目盛は従来の原子炉周期で原子炉エネルギの安定な
増加率の目安を示す。この安定な周期の目安は、低いエ
ネルギ・レベルに於ける従来の瞬時周期計装よりもずっ
と誤りが少ない。
表２ 解のアルゴリズム Ｆ＝Ｆ＋DELTA_T*((RHO-BETA_T)* F/GAMMA＋SIGMA） F_S＝F_S＋DELTA_T*(G_S*Ｆ−F_S）/RCF_R＝F_R＋DELTA_T*(G_R*Ｆ−F_R）/RC 但しＦ＝線束（エネルギ） F_S＝線束スクラム基準 F_R＝線束制御棒引出し阻止基準 DELTA_T＝時間歩進 G_S＝スクラム利得 G_S＝制御棒引出し阻止利得 RC＝フィルタ時定数 中性子密度に対してこゝに示した設計パラメータを原子
力発電所内の他のパラメータに適用することが出来るこ
とが理解されよう。例えば、原子炉容器内の圧力の増加
率を監視してもよい。
力発電所内の他のパラメータに適用することが出来るこ
とが理解されよう。例えば、原子炉容器内の圧力の増加
率を監視してもよい。
制御棒の引出し阻止の他に、標準型のBWR制御棒価値最
小化装置も設けてもよい。即ち、制御棒価値最小化装置
によってプログラムされた原子炉内の制御棒の移動順序
を自動化し、制御棒の引出し阻止によって中断して、誤
ってスクラムを誘発せずに、中性子増加率が所望の安全
限界内に落着く様にすることが出来る。
小化装置も設けてもよい。即ち、制御棒価値最小化装置
によってプログラムされた原子炉内の制御棒の移動順序
を自動化し、制御棒の引出し阻止によって中断して、誤
ってスクラムを誘発せずに、中性子増加率が所望の安全
限界内に落着く様にすることが出来る。
この発明には上記並びにその他の変更を加えることが出
来る。
来る。
以上はこの発明の好ましい実施例、その例及びそれを実
施する最善の態様を説明したものであるが、以上の説明
は、この発明を制限するものではなく、それを例示する
ものにすぎないことを承知されたい。この発明の範囲は
特許請求の範囲によって限定されることを承知された
い。
施する最善の態様を説明したものであるが、以上の説明
は、この発明を制限するものではなく、それを例示する
ものにすぎないことを承知されたい。この発明の範囲は
特許請求の範囲によって限定されることを承知された
い。
第１図は原子炉に対する過渡状態モニタの略図、第２図
は即発ジャンプ事象を表わすグラフであり、比較の為に
事故の場合の事象を重ね合せて示してある。第３図は被
監視原子炉信号を調整する為に使われる簡単な積分フィ
ルタの１例を示す回路図、第4A図及び第4B図は第３図の
フィルタの矩形波応答を示すグラフ、第5A図及び第5B図
は第３図のフィルタの傾斜関数波応答を示すグラフ、第
６図は時定数に対してフィルタの利得を示すグラフであ
り、フィルタの時定数及び増幅レベルの選択によって、
種々の選ばれた周期（即ち増加率）を持つ過渡状態に対
して所望の応答を発生することが出来る様子を示してい
る。第７図は引外しまでの時間を示すグラフであり、増
幅率を少なくすることによって、引外しまでの時間を短
くすることが出来る様子を示しており、２つの異なる増
幅レベルを持つ２つの比較器を用いて、選ばれた時定数
を持つ１個のフィルタに対してこの効果を示してある。
第８図は制御棒の引出しを阻止し、過渡状態が原子炉の
スクラムに対する限界に漸近的に接近する場合の漸近的
周期過渡状態を示すグラフ、第９図は正常な原子炉の始
動を示すグラフ、第10図はスクラムを伴わない制御棒の
引出し阻止の過渡状態を示すグラフ、第11図はスクラム
引外し応答を伴う3.67秒の周期の事故の過渡状態を示す
グラフ、第12A図はこの発明を計算機でシミュレーショ
ンした場合の測定されたエネルギと設定点エネルギの間
の関係を示すグラフ、第12B図は計算機のシミュレーシ
ョンを利用した自動化した制御棒の引出しに対する過渡
状態メータの応答を示すグラフである。 主な符号の説明 14:原子炉被監視パラメータ信号 16,18:比較器 20:積分フィルタ 22,24:増幅器
は即発ジャンプ事象を表わすグラフであり、比較の為に
事故の場合の事象を重ね合せて示してある。第３図は被
監視原子炉信号を調整する為に使われる簡単な積分フィ
ルタの１例を示す回路図、第4A図及び第4B図は第３図の
フィルタの矩形波応答を示すグラフ、第5A図及び第5B図
は第３図のフィルタの傾斜関数波応答を示すグラフ、第
６図は時定数に対してフィルタの利得を示すグラフであ
り、フィルタの時定数及び増幅レベルの選択によって、
種々の選ばれた周期（即ち増加率）を持つ過渡状態に対
して所望の応答を発生することが出来る様子を示してい
る。第７図は引外しまでの時間を示すグラフであり、増
幅率を少なくすることによって、引外しまでの時間を短
くすることが出来る様子を示しており、２つの異なる増
幅レベルを持つ２つの比較器を用いて、選ばれた時定数
を持つ１個のフィルタに対してこの効果を示してある。
第８図は制御棒の引出しを阻止し、過渡状態が原子炉の
スクラムに対する限界に漸近的に接近する場合の漸近的
周期過渡状態を示すグラフ、第９図は正常な原子炉の始
動を示すグラフ、第10図はスクラムを伴わない制御棒の
引出し阻止の過渡状態を示すグラフ、第11図はスクラム
引外し応答を伴う3.67秒の周期の事故の過渡状態を示す
グラフ、第12A図はこの発明を計算機でシミュレーショ
ンした場合の測定されたエネルギと設定点エネルギの間
の関係を示すグラフ、第12B図は計算機のシミュレーシ
ョンを利用した自動化した制御棒の引出しに対する過渡
状態メータの応答を示すグラフである。 主な符号の説明 14:原子炉被監視パラメータ信号 16,18:比較器 20:積分フィルタ 22,24:増幅器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フレッド・チアーチ・チャオ アメリカ合衆国、カルフォルニア州、サ ン・ホゼイ、レインボウ・ドライブ、6291 番
Claims (13)
- 【請求項１】第１及び第２の入力部（15,17）を持つと
共に、限界を越えたことを表わす出力を発生する比較器
（16）を有し、該比較器の一方の入力部（17）に原子炉
被監視パラメータ信号（14）が直接的に供給され、更
に、予め選ばれた時定数を持つ積分フィルタ（20）と、
前記原子炉被監視パラメータ信号を増幅して、該信号を
前記比較器の他方の入力部（15）に送る増幅器（22）と
を有し、一方の入力部（17）の前記原子炉被監視パラメ
ータ信号が他方の入力部（15）の積分及び増幅された信
号を越える時、前記比較器の出力が限界を越えたことを
知らせる様にした原子炉の起動域過渡状態監視装置。 - 【請求項２】特許請求の範囲１）に記載した原子炉の起
動域過渡状態監視装置に於て、前記比較器の出力が２進
形である原子炉の起動域過渡状態監視装置。 - 【請求項３】特許請求の範囲１）に記載した原子炉の起
動域過渡状態監視装置に於て、前記原子炉被監視パラメ
ータ信号が増幅される前に積分されるか又は積分される
前に増幅される原子炉の起動域過渡状態監視装置。 - 【請求項４】特許請求の範囲１）に記載した原子炉の起
動域過渡状態監視装置に於て、前記原子炉被監視パラメ
ータ信号が中性子密度である原子炉の起動域過渡状態監
視装置。 - 【請求項５】特許請求の範囲１）に記載した原子炉の起
動域過渡状態監視装置に於て、前記原子炉被監視パラメ
ータ信号が原子炉容器内の圧力である原子炉の起動域過
渡状態監視装置。 - 【請求項６】特許請求の範囲１）に記載した原子炉の起
動域過渡状態監視装置に於て、前記比較器の出力が、積
分され且つ増幅された原子炉被監視信号に関し、オペレ
ータに対して表示するようにした原子炉の起動域過渡状
態監視装置。 - 【請求項７】特許請求の範囲１）に記載した原子炉の起
動域過渡状態監視装置に於て、前記積分フィルタの時定
数が前記比較器から可変応答を発生させるように調節さ
れる原子炉の起動域過渡状態監視装置。 - 【請求項８】特許請求の範囲１）に記載した原子炉の起
動域過渡状態監視装置に於て、前記増幅器の増幅度が前
記比較器に可変時間応答を発生させるように調節される
原子炉の起動域過渡状態監視装置。 - 【請求項９】原子炉プラントのスクラムを開始する装置
に於て、起動域中性子密度を監視して被監視信号（14）
を生じるモニタと、２つの入力部（15,17）及び制御棒
の引出しの阻止を開始するための出力を発生する第１の
比較器（16）と、２つの入力部（19,21）及び原子炉プ
ラントのスクラムを開始するための出力を発生する第２
の比較器（18）と、予め選ばれた時定数を有し、前記被
監視信号を積分する積分フィルタ（20）と、前記積分フ
ィルタによって積分された被監視信号を受け増幅して第
１の動的基準信号を発生して前記第１の比較器の一方の
入力部に与える第１の増幅器（22）と、前記積分フィル
タによって積分された被監視信号を受け増幅して第２の
動的基準信号を発生して前記第２の比較器の一方の入力
部に与える第２の増幅器（24）とを有し、前記第１の比
較器は他方の入力部に前記モニタから直接前記被監視信
号を受けとり、前記直接の被監視信号が前記第１の動的
基準信号を越える時に制御棒の引出しの阻止を開始し、
前記第２の比較器は他方の入力部に前記モニタから直接
前記被監視信号を受けとり、前記直接の被監視信号が前
記第２の動的基準信号を越える時にプラントのスクラム
を開始する装置。 - 【請求項１０】特許請求の範囲９）に記載した装置に於
て、前記第１の増幅器の増幅度が前記第２の増幅器の増
幅度より小さい装置。 - 【請求項１１】特許請求の範囲９）に記載した装置に於
て、制御棒引出し阻止の比較されるパラメータ・レベル
及びスクラムのレベルに対する被監視信号の比較を示す
表示が、アナログ比較器を用いてオペレータに対して行
なわれる装置。 - 【請求項１２】特許請求の範囲11）に記載した装置に於
て、前記アナログ比較器が標準原子炉周期で原子炉エネ
ルギ増加率を表示する様な倍率になっている装置。 - 【請求項１３】特許請求の範囲11）に記載した装置に於
て、前記アナログ比較器が制御棒引出し阻止レベル及び
スクラム・レベルに対する原子炉エネルギ増加率を表示
する様な倍率になっている装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US767551 | 1985-08-20 | ||
| US06/767,551 US4678622A (en) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | Transient monitor for nuclear reactor |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6255594A JPS6255594A (ja) | 1987-03-11 |
| JPH07119824B2 true JPH07119824B2 (ja) | 1995-12-20 |
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| JP (1) | JPH07119824B2 (ja) |
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