JPH07119827B2 - 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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- JPH07119827B2 JPH07119827B2 JP62327239A JP32723987A JPH07119827B2 JP H07119827 B2 JPH07119827 B2 JP H07119827B2 JP 62327239 A JP62327239 A JP 62327239A JP 32723987 A JP32723987 A JP 32723987A JP H07119827 B2 JPH07119827 B2 JP H07119827B2
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- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C17/00—Monitoring; Testing ; Maintaining
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- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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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。そのうちの第１の装置
としてが原子炉内に多数の定置型の小型中性子検出器を
設置するものがある。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、そのような信頼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
布を測定するものがある。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。
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
としてが原子炉内に多数の定置型の小型中性子検出器を
設置するものがある。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、そのような信頼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
布を測定するものがある。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
の大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
の大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Dk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を用いて、１
次から４次までのフーリエ級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Ciを小検出器21〜24の各出力信号Dk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。
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を用いて、１
次から４次までのフーリエ級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Ciを小検出器21〜24の各出力信号Dk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（１）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〔Qji〕を用
いて次式で表わせる。
各区間について式（１）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〔Qji〕を用
いて次式で表わせる。
〔Pj〕＝〔Qji〕〔Ci〕 …………………（４） 従って 〔Ci〕＝〔Qji〕−１〔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Ci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Dk
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〔Akj〕を定数行列として 〔Dk〕＝〔Akj〕〔Pj〕 …………………（５） 従って 〔Pj〕＝〔Akj〕−１〔Dk〕 …………………（５）′ 行列〔Akj〕−１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Pj
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。〔Akj〕−１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。〔Akj〕−１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。一旦〔Akj〕−１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）が式（１）の近似精度の限界内で計
算で求められる。
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Ci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Dk
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〔Akj〕を定数行列として 〔Dk〕＝〔Akj〕〔Pj〕 …………………（５） 従って 〔Pj〕＝〔Akj〕−１〔Dk〕 …………………（５）′ 行列〔Akj〕−１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Pj
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。〔Akj〕−１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。〔Akj〕−１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。一旦〔Akj〕−１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）が式（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Pj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20
の分割の数（ここでは４）以上でなければならない。
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20
の分割の数（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、前述の条件を満たすデータは、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〔Akj〕−１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たしていない場合には変換
行列〔Akj〕−１を求める事が非常に難かしく、変換行
列〔Akj〕−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、前述の条件を満たすデータは、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〔Akj〕−１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たしていない場合には変換
行列〔Akj〕−１を求める事が非常に難かしく、変換行
列〔Akj〕−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た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た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に換算する
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に換算する
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、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。
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
〔QJi〕−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Ci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
〔QJi〕−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Ci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Pjと検出器出力Dkと
を、それぞれ総和を１に規格化し〔ステップST1,ST
2）、それぞれをNPj，NDkとする。次にNPjとNDk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（ステッ
プST3,ST4）、結果をそれぞ炉出力区間積分値のフーリ
エ係数CPi、中性子検出器出力のフーリエ係数CDiとす
る。すなわち、 〔CPi〕＝〔Qji〕−１〔NPj〕 …………（８） 〔CDi〕＝〔Qki〕−１〔NDk〕 …………（９） 次に中性子検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CPiを求める
のであるが、これに先立ってCDi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、CDiはCPiに比べて高周波
成分（ｉの大きい項）が減衰している。これは中性子の
拡散や散乱が低域炉波器の作用をもつことを意味する。
この観点からは、CDiとCPi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〔Aii〕を用いて次
式で表わせると考えられる。すなわち 〔CPi〕＝〔Aii〕〔CDi〕 …………（10） 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何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違を意味
し、他周波数成分の間の干渉を意味するものではない。
従って式（10）の適用が不都合にはならない。
炉出力分布Ｐ（Ｚ）の区間積分値Pjと検出器出力Dkと
を、それぞれ総和を１に規格化し〔ステップST1,ST
2）、それぞれをNPj，NDkとする。次にNPjとNDk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（ステッ
プST3,ST4）、結果をそれぞ炉出力区間積分値のフーリ
エ係数CPi、中性子検出器出力のフーリエ係数CDiとす
る。すなわち、 〔CPi〕＝〔Qji〕−１〔NPj〕 …………（８） 〔CDi〕＝〔Qki〕−１〔NDk〕 …………（９） 次に中性子検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CPiを求める
のであるが、これに先立ってCDi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、CDiはCPiに比べて高周波
成分（ｉの大きい項）が減衰している。これは中性子の
拡散や散乱が低域炉波器の作用をもつことを意味する。
この観点からは、CDiとCPi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〔Aii〕を用いて次
式で表わせると考えられる。すなわち 〔CPi〕＝〔Aii〕〔CDi〕 …………（10） 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何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違を意味
し、他周波数成分の間の干渉を意味するものではない。
従って式（10）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
j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（ｉ＝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Dkは炉出力
区間積分値Pjに比べて中央（ｋ＝2,3）が小さく、両端
（ｋ＝1,4）が大きくなっているので、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Pj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CDiとCPi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、CDiとCPi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
則として上述の式（10）の代りに補正ベクトル〔Bi〕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、 〔CPi〕＝〔Aii〕〔CDi〕＋〔Bi〕 …（11） 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ST5）。検出器出力D
kを規格化しない場合は、式（11）に代って次式を用い
れば良い。
j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（ｉ＝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Dkは炉出力
区間積分値Pjに比べて中央（ｋ＝2,3）が小さく、両端
（ｋ＝1,4）が大きくなっているので、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Pj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CDiとCPi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、CDiとCPi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
則として上述の式（10）の代りに補正ベクトル〔Bi〕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、 〔CPi〕＝〔Aii〕〔CDi〕＋〔Bi〕 …（11） 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ST5）。検出器出力D
kを規格化しない場合は、式（11）に代って次式を用い
れば良い。
CDi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次成分以
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
しても式（11）の変換則が成立つと考えられる（ステッ
プST6）。
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次成分以
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
しても式（11）の変換則が成立つと考えられる（ステッ
プST6）。
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Pjと
検出器出力Dkとのデータの組からCPiとCDiとの組を多数
求め、CDiを横軸に、CPi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、式（11）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、式（11）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
の異常をチェッ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。
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Pjと
検出器出力Dkとのデータの組からCPiとCDiとの組を多数
求め、CDiを横軸に、CPi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、式（11）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、式（11）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
の異常をチェッ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。
式（11）の〔Aii〕，〔Bi〕を求めるには、同時に測定
した炉出力区間積分値Pjと中性子検出器出力Dk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ST
5）。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〔Akj〕
−１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〔Akj〕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
ことは式（11）の〔Aii〕，〔Bi〕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（11）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。初期較正によって式（11）が決定された後は、従
来技術と同様に式（４）′および式（１）を用いて炉出
力分布Ｐ（Ｚ）を求める。ただし、この実施例では式
（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
Prel（Ｚ）である（ステップST7）。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Prel（Ｚ）
に全炉出力信号Ptotal（％）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ST8）。
した炉出力区間積分値Pjと中性子検出器出力Dk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ST
5）。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〔Akj〕
−１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〔Akj〕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
ことは式（11）の〔Aii〕，〔Bi〕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（11）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。初期較正によって式（11）が決定された後は、従
来技術と同様に式（４）′および式（１）を用いて炉出
力分布Ｐ（Ｚ）を求める。ただし、この実施例では式
（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
Prel（Ｚ）である（ステップST7）。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Prel（Ｚ）
に全炉出力信号Ptotal（％）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ST8）。
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（（ステツプST5:〔Aii〕，〔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），（９）の計算の後に、ス
テップST9で〔CPi，CDi〕を平面プロツトし、次いでス
テツプST10で異常データの発見し、さらに、異常データ
を式（11）の〔Aii〕，〔Bi〕の決定に先立つてステツ
プST11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、
平面プロツトのデイスプレイを人間が実際に見て行つて
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、ST12はデータ数
設定ステツプ、ST13はデータ数が５より大きいか否かの
判断ステツプ、ST14は の処理ステツプ、ST5は〔Aii〕，〔Bi〕の一次決定ステ
ツプ、ST15は誤差データを上位からＫ個除外するステツ
プ、ST5は残つたデータで〔Aii〕，〔Bi〕を再決定する
ステツプである。
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（（ステツプST5:〔Aii〕，〔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），（９）の計算の後に、ス
テップST9で〔CPi，CDi〕を平面プロツトし、次いでス
テツプST10で異常データの発見し、さらに、異常データ
を式（11）の〔Aii〕，〔Bi〕の決定に先立つてステツ
プST11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、
平面プロツトのデイスプレイを人間が実際に見て行つて
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、ST12はデータ数
設定ステツプ、ST13はデータ数が５より大きいか否かの
判断ステツプ、ST14は の処理ステツプ、ST5は〔Aii〕，〔Bi〕の一次決定ステ
ツプ、ST15は誤差データを上位からＫ個除外するステツ
プ、ST5は残つたデータで〔Aii〕，〔Bi〕を再決定する
ステツプである。
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。
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。
Claims (3)
- 【請求項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。 - 【請求項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。 - 【請求項３】上記換算手段は、下記の換算式を用いて換
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。 〔CPi〕＝〔Aii〕〔CDi〕＋〔Bi〕 但し、〔Aii〕 ：定係数対角行列 〔Bi〕 ：定係数ベクトル 〔CPi〕 ：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
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 |
| EP88118304A EP0322541B1 (en) | 1987-12-25 | 1988-11-03 | Apparatus for measuring nuclear reactor power distribution |
| DE8888118304T DE3881366T2 (de) | 1987-12-25 | 1988-11-03 | Apparat zur messung der leistungsverteilung eines kernreaktors. |
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 JPH01169399A (ja) | 1989-07-04 |
| JPH07119827B2 true 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) |
Families Citing this family (15)
| 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 |
| US5410492A (en) * | 1992-01-29 | 1995-04-25 | Arch Development Corporation | Processing data base information having nonwhite noise |
| US5459675A (en) * | 1992-01-29 | 1995-10-17 | Arch Development Corporation | System for monitoring an industrial process and determining sensor status |
| 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 |
| 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 |
| JP5443901B2 (ja) * | 2009-09-02 | 2014-03-19 | 株式会社東芝 | 核計装システム |
| CN103617817B (zh) * | 2013-11-19 | 2015-08-19 | 国核（北京）科学技术研究院有限公司 | 监测反应堆堆芯功率的方法及系统 |
| 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 |
| 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 DE DE8888118304T patent/DE3881366T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-11-03 EP EP88118304A patent/EP0322541B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3881366D1 (de) | 1993-07-01 |
| EP0322541A2 (en) | 1989-07-05 |
| DE3881366T2 (de) | 1993-09-02 |
| EP0322541B1 (en) | 1993-05-26 |
| JPH01169399A (ja) | 1989-07-04 |
| EP0322541A3 (en) | 1990-03-07 |
| US4990302A (en) | 1991-02-05 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |