JPH07151894A - 原子炉出力計測装置およびその計測方法 - Google Patents
原子炉出力計測装置およびその計測方法Info
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- JPH07151894A JPH07151894A JP29673893A JP29673893A JPH07151894A JP H07151894 A JPH07151894 A JP H07151894A JP 29673893 A JP29673893 A JP 29673893A JP 29673893 A JP29673893 A JP 29673893A JP H07151894 A JPH07151894 A JP H07151894A
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- 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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- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】装置を簡素化させるとともに、長寿命化を図
り、移動機構を不要とし、要求されている炉内環境を強
化した原子炉出力計測装置を提供する。 【構成】原子炉炉心６内の冷却材中に挿入され、長さ方
向の一定間隔毎に上記冷却材との断熱用空洞を形成した
超音波導波棒１０と、この超音波導波棒１０と電気的に
接続され、上記原子炉５外に設けられた超音波送受信器
１１と、この超音波送受信器１１にて測定される超音波
導波棒１０の超音波パルスの伝搬時間の差から原子力出
力に換算する信号処理装置１２とを備えたものである。
り、移動機構を不要とし、要求されている炉内環境を強
化した原子炉出力計測装置を提供する。 【構成】原子炉炉心６内の冷却材中に挿入され、長さ方
向の一定間隔毎に上記冷却材との断熱用空洞を形成した
超音波導波棒１０と、この超音波導波棒１０と電気的に
接続され、上記原子炉５外に設けられた超音波送受信器
１１と、この超音波送受信器１１にて測定される超音波
導波棒１０の超音波パルスの伝搬時間の差から原子力出
力に換算する信号処理装置１２とを備えたものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は原子炉出力領域において
中性子束レベルを測定する原子炉出力計測装置およびそ
の計測方法に関する。
中性子束レベルを測定する原子炉出力計測装置およびそ
の計測方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、１１００ＭＷ級の大出力の沸騰
水型原子炉において、原子炉出力は約２００体の局部出
力検出器（ＬＰＲＭ）等により測定されており、この検
出器には核分裂分離箱型の中性子検出器が主として用い
られている。この核分裂分離箱型中性子検出器は、検出
器内の核分裂性物質が中性子により核分裂し、それによ
り生じたイオンを電極に集め、その電気量から中性子束
強度を測定するものである。
水型原子炉において、原子炉出力は約２００体の局部出
力検出器（ＬＰＲＭ）等により測定されており、この検
出器には核分裂分離箱型の中性子検出器が主として用い
られている。この核分裂分離箱型中性子検出器は、検出
器内の核分裂性物質が中性子により核分裂し、それによ
り生じたイオンを電極に集め、その電気量から中性子束
強度を測定するものである。
【０００３】しかし、この中性子検出器を原子炉炉心内
で用いる場合は、高中性子束場という環境のため検出器
内の核分裂性物質の消費量が大きくなり、次の定期検査
までに感度の低下が生じてしまい正確な原子炉出力計測
ができなくなる。このため、移動式炉内検出器（ＴＩ
Ｐ）と呼ばれる校正装置を用いて、一定期間毎に局部出
力検出器の感度校正を行いながら、原子炉出力を計測監
視している。
で用いる場合は、高中性子束場という環境のため検出器
内の核分裂性物質の消費量が大きくなり、次の定期検査
までに感度の低下が生じてしまい正確な原子炉出力計測
ができなくなる。このため、移動式炉内検出器（ＴＩ
Ｐ）と呼ばれる校正装置を用いて、一定期間毎に局部出
力検出器の感度校正を行いながら、原子炉出力を計測監
視している。
【０００４】図６は沸騰水型原子炉における従来の出力
計測状態を示し、図７は局部出力検出器の設置状態を示
す。図６に示すように、原子炉出力を計測する局部出力
検出器１は炉心に複数配置された検出器集合体２の内部
に設けられ、一つの検出器集合体２内には、図７に示す
ように軸方向に４つの局部出力検出器１ａ，１ｂ，１ｃ
および１ｄが設置され、各検出器集合体２は複数の燃料
ハンドル４間に配置されている。
計測状態を示し、図７は局部出力検出器の設置状態を示
す。図６に示すように、原子炉出力を計測する局部出力
検出器１は炉心に複数配置された検出器集合体２の内部
に設けられ、一つの検出器集合体２内には、図７に示す
ように軸方向に４つの局部出力検出器１ａ，１ｂ，１ｃ
および１ｄが設置され、各検出器集合体２は複数の燃料
ハンドル４間に配置されている。
【０００５】また、局部出力検出器１は検出器集合体２
内部に固定されているので、常に多量の中性子照射を受
け、上述したような感度の低下が発生する。そこで、移
動式炉内検出器を用いて局部出力検出器１の感度校正を
行うとともに、軸方向に対しての中性子束分布測定を行
う。
内部に固定されているので、常に多量の中性子照射を受
け、上述したような感度の低下が発生する。そこで、移
動式炉内検出器を用いて局部出力検出器１の感度校正を
行うとともに、軸方向に対しての中性子束分布測定を行
う。
【０００６】しかしながら、移動式炉内検出器は局部出
力検出器１と同様な構造であるので、移動式炉内検出器
にも感度の低下が発生する。そのため移動式炉内検出器
にあっては未使用時に炉内から引き出しておかねばなら
ず、炉外までの移動機構を設ける必要がある。案内管３
はその移動式炉内検出器のための移動通路となるための
貫通口となっている。
力検出器１と同様な構造であるので、移動式炉内検出器
にも感度の低下が発生する。そのため移動式炉内検出器
にあっては未使用時に炉内から引き出しておかねばなら
ず、炉外までの移動機構を設ける必要がある。案内管３
はその移動式炉内検出器のための移動通路となるための
貫通口となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記のように原子炉出
力は、局部出力検出器１および移動式炉内検出器によっ
て測定されているものの、これらの検出器はその使用環
境上、感度劣化が早い傾向にある。そのため、検出器の
対炉内環境の強化が望まれ、劣化速度を緩やかにした長
寿命型や感度劣化の比較的遅いγ線温度計を利用した検
出器等が開発されている。
力は、局部出力検出器１および移動式炉内検出器によっ
て測定されているものの、これらの検出器はその使用環
境上、感度劣化が早い傾向にある。そのため、検出器の
対炉内環境の強化が望まれ、劣化速度を緩やかにした長
寿命型や感度劣化の比較的遅いγ線温度計を利用した検
出器等が開発されている。
【０００８】しかしながら、これらの検出器は電気信号
を利用した測定法による計測装置である以上、上述した
諸問題が発生するとともに、このような方式では移動機
構も必要となるので、検出器のための移動通路を原子炉
炉心内に確保しなければならず、その移動機構も必要と
なるので、検出器のための移動通路を原子炉炉心内に確
保しなければならず、その移動機構の機械的精度まで出
力計測装置として要求されることになる。また、保守作
業も局部出力検出器や移動式炉内検出器に加え、移動機
構に対しても行わなければならず複雑となる。
を利用した測定法による計測装置である以上、上述した
諸問題が発生するとともに、このような方式では移動機
構も必要となるので、検出器のための移動通路を原子炉
炉心内に確保しなければならず、その移動機構も必要と
なるので、検出器のための移動通路を原子炉炉心内に確
保しなければならず、その移動機構の機械的精度まで出
力計測装置として要求されることになる。また、保守作
業も局部出力検出器や移動式炉内検出器に加え、移動機
構に対しても行わなければならず複雑となる。
【０００９】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、装置を簡素化させるとともに、長寿命化を図
り、移動機構を不要とし、要求されている炉内環境を強
化した原子炉出力計測装置およびその計測方法を提供す
ることを目的とする。
もので、装置を簡素化させるとともに、長寿命化を図
り、移動機構を不要とし、要求されている炉内環境を強
化した原子炉出力計測装置およびその計測方法を提供す
ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明の請求項１の原子炉出力計測装置は、原
子炉炉心内の冷却材中に挿入され、長さ方向の一定間隔
毎に上記冷却材との断熱用空洞を形成した超音波導波棒
と、この超音波導波棒と電気的に接続され、上記原子炉
外に設けられた超音波送受信器と、この超音波送受信器
にて測定される上記超音波導波棒の超音波パルスの伝搬
時間の差から原子力出力に換算する信号処理装置とを備
えたことを特徴とする。
ために、本発明の請求項１の原子炉出力計測装置は、原
子炉炉心内の冷却材中に挿入され、長さ方向の一定間隔
毎に上記冷却材との断熱用空洞を形成した超音波導波棒
と、この超音波導波棒と電気的に接続され、上記原子炉
外に設けられた超音波送受信器と、この超音波送受信器
にて測定される上記超音波導波棒の超音波パルスの伝搬
時間の差から原子力出力に換算する信号処理装置とを備
えたことを特徴とする。
【００１１】請求項２は、請求項１記載の超音波導波棒
の長さ方向に、断熱用空洞により冷却材と非接触の非冷
却部と、冷却材と直接接触する冷却部とを交互に複数配
置し、信号処理装置は非冷却部と冷却部との超音波パル
スの伝搬時間の差から原子力出力を計測することを特徴
とする。
の長さ方向に、断熱用空洞により冷却材と非接触の非冷
却部と、冷却材と直接接触する冷却部とを交互に複数配
置し、信号処理装置は非冷却部と冷却部との超音波パル
スの伝搬時間の差から原子力出力を計測することを特徴
とする。
【００１２】請求項３は、請求項１または２記載の信号
処理装置が、超音波導波棒の非冷却部と冷却部のそれぞ
れの熱膨張による伝搬距離の変化を校正することを特徴
とする。
処理装置が、超音波導波棒の非冷却部と冷却部のそれぞ
れの熱膨張による伝搬距離の変化を校正することを特徴
とする。
【００１３】請求項４の原子炉出力計測方法は、原子炉
炉心内に挿入された超音波導波棒の長さ方向に、一定間
隔毎に冷却材との断熱用空洞を設け、この断熱用空洞に
より冷却材と非接触の非冷却領域と、上記冷却材と直接
接触する冷却領域とを造り、超音波送受信器から上記超
音波導波棒へ超音波パルスを伝搬させるとともに、超音
波導波棒内の各箇所で反射された超音波パルスを受信
し、非冷却部と冷却部の超音波パルスの伝搬時間の差か
ら信号処理装置にて原子炉の出力を計測することを特徴
とする。
炉心内に挿入された超音波導波棒の長さ方向に、一定間
隔毎に冷却材との断熱用空洞を設け、この断熱用空洞に
より冷却材と非接触の非冷却領域と、上記冷却材と直接
接触する冷却領域とを造り、超音波送受信器から上記超
音波導波棒へ超音波パルスを伝搬させるとともに、超音
波導波棒内の各箇所で反射された超音波パルスを受信
し、非冷却部と冷却部の超音波パルスの伝搬時間の差か
ら信号処理装置にて原子炉の出力を計測することを特徴
とする。
【００１４】
【作用】上記の構成を有する本発明の請求項１の原子炉
出力計測装置においては、超音波導波棒が原子炉炉心内
の冷却材中に挿入されるため、超音波導波棒を移動させ
ることなく、原子炉の出力を測定することができる。ま
た、超音波送受信器は原子炉外に設けられるため、劣化
等による校正の必要がなくなるとともに、保守管理作業
も容易になる。
出力計測装置においては、超音波導波棒が原子炉炉心内
の冷却材中に挿入されるため、超音波導波棒を移動させ
ることなく、原子炉の出力を測定することができる。ま
た、超音波送受信器は原子炉外に設けられるため、劣化
等による校正の必要がなくなるとともに、保守管理作業
も容易になる。
【００１５】請求項２においては、冷却材と非接触の非
冷却部と、冷却材と直接接触する冷却部とを交互に複数
配置したので、原子炉の軸方向出力分布も随時行うこと
ができる。
冷却部と、冷却材と直接接触する冷却部とを交互に複数
配置したので、原子炉の軸方向出力分布も随時行うこと
ができる。
【００１６】請求項３において、信号処理装置は超音波
導波棒の非冷却部と冷却部のそれぞれの熱膨張による伝
搬距離の変化を校正するため、精度よく計測可能とな
る。
導波棒の非冷却部と冷却部のそれぞれの熱膨張による伝
搬距離の変化を校正するため、精度よく計測可能とな
る。
【００１７】請求項４の原子炉出力計測方法において
は、超音波導波棒が原子炉炉心内の冷却材に挿入されて
測定するので、短時間で容易に原子炉の出力を計測する
ことができる。
は、超音波導波棒が原子炉炉心内の冷却材に挿入されて
測定するので、短時間で容易に原子炉の出力を計測する
ことができる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
する。
【００１９】原子炉の炉心内では、燃料の核分裂によっ
て中性子を生じ、これと同時に原子炉構成材料の放射
化、核分裂生成物、または燃料の核分裂によるγ線も生
じている。これらγ線の内、燃料の核分裂によるγ線は
材料の放射化・核分裂生成物によるγ線に対して十分に
大きいので、γ線束は燃料の核分裂数に比例すると考え
てよい。つまり、γ線束を測定すれば、原子炉出力が得
られることになる。
て中性子を生じ、これと同時に原子炉構成材料の放射
化、核分裂生成物、または燃料の核分裂によるγ線も生
じている。これらγ線の内、燃料の核分裂によるγ線は
材料の放射化・核分裂生成物によるγ線に対して十分に
大きいので、γ線束は燃料の核分裂数に比例すると考え
てよい。つまり、γ線束を測定すれば、原子炉出力が得
られることになる。
【００２０】図１（Ａ），（Ｂ）はγ線束を測定する原
子炉出力計測装置の一実施例を示す。同図（Ａ）に示す
ように、原子炉５の炉心６内に超音波導波棒１０を配置
する一方、超音波導波棒１０と電気的に接続された超音
波送受信器１１と、この超音波送受信器１１により測定
される超音波導波棒１０の超音波パルスの伝搬時間の差
から原子炉出力に換算する信号処理装置１２とを原子炉
５外に設ける。
子炉出力計測装置の一実施例を示す。同図（Ａ）に示す
ように、原子炉５の炉心６内に超音波導波棒１０を配置
する一方、超音波導波棒１０と電気的に接続された超音
波送受信器１１と、この超音波送受信器１１により測定
される超音波導波棒１０の超音波パルスの伝搬時間の差
から原子炉出力に換算する信号処理装置１２とを原子炉
５外に設ける。
【００２１】超音波導波棒１０はγ線を吸収し且つ吸収
されたγ線束に応じた温度変化を示す発熱体（例えばス
テンレス鋼）を構成材料とし、この超音波導波棒１０に
は図１（Ｂ）に示すように外周部分に空隙を設けて冷却
材との断熱部を構成する断熱用空洞１３が長さ方向に所
定間隔をおいて設けられている。そして、超音波導波棒
１０の構成材料がステンレス鋼等であれば、原子炉５の
炉心６内の核分裂によるγ線によって発熱が発生する
が、この発熱分は周囲を流れる冷却材により冷却され
る。
されたγ線束に応じた温度変化を示す発熱体（例えばス
テンレス鋼）を構成材料とし、この超音波導波棒１０に
は図１（Ｂ）に示すように外周部分に空隙を設けて冷却
材との断熱部を構成する断熱用空洞１３が長さ方向に所
定間隔をおいて設けられている。そして、超音波導波棒
１０の構成材料がステンレス鋼等であれば、原子炉５の
炉心６内の核分裂によるγ線によって発熱が発生する
が、この発熱分は周囲を流れる冷却材により冷却され
る。
【００２２】図１（Ｂ）における超音波導波棒１０では
領域Ａ2 〜Ａ3 が冷却材に接触して冷却される冷却領域
である。しかし、領域Ａ1 〜Ａ2 では冷却材との接触面
に断熱用空洞１３が位置するため、超音波導波棒１０か
らの熱放出は起こらない非冷却領域である。この領域Ａ
1 〜Ａ2 での温度は、燃料の核分裂によるγ線束に比例
した温度となる。
領域Ａ2 〜Ａ3 が冷却材に接触して冷却される冷却領域
である。しかし、領域Ａ1 〜Ａ2 では冷却材との接触面
に断熱用空洞１３が位置するため、超音波導波棒１０か
らの熱放出は起こらない非冷却領域である。この領域Ａ
1 〜Ａ2 での温度は、燃料の核分裂によるγ線束に比例
した温度となる。
【００２３】次に、本実施例の作用を説明する。
【００２４】超音波導波棒１０の形状は円筒状をなし、
この超音波導波棒１０内の温度分布を図２（Ａ）のよう
にＢ1 −Ｂ2 とＢ3 −Ｂ4 の冷却される部分と冷却され
ない部分について考えれば、冷却される領域Ａ2 〜Ａ3
間のＢ3 −Ｂ4 の熱断面は図２（Ｂ）の上図に示すよう
に、また冷却されない領域Ａ1 〜Ａ2 間のＢ1 −Ｂ2の
熱断面は図２（Ｂ）の下図に示すようになる。ここでの
非冷却部Ｂ1 −Ｂ2 区間の平均温度をＴg （℃）、冷却
部Ｂ3 −Ｂ4 区間の平均温度をＴw （℃）とすると、γ
線束φγは、
この超音波導波棒１０内の温度分布を図２（Ａ）のよう
にＢ1 −Ｂ2 とＢ3 −Ｂ4 の冷却される部分と冷却され
ない部分について考えれば、冷却される領域Ａ2 〜Ａ3
間のＢ3 −Ｂ4 の熱断面は図２（Ｂ）の上図に示すよう
に、また冷却されない領域Ａ1 〜Ａ2 間のＢ1 −Ｂ2の
熱断面は図２（Ｂ）の下図に示すようになる。ここでの
非冷却部Ｂ1 −Ｂ2 区間の平均温度をＴg （℃）、冷却
部Ｂ3 −Ｂ4 区間の平均温度をＴw （℃）とすると、γ
線束φγは、
【数１】φγ＝ｆ（Ｔg −Ｔw ）…式1.0 より求められる。
【００２５】超音波導波棒１０内には、原子炉５の炉心
６外に設置されている超音波送受信器１１から超音波パ
ルスが送信される。この超音波パルスは超音波導波棒１
０内を経由していくが、図３（Ａ）に示すように地点Ｃ
1 、地点Ｃ2 および地点Ｃ3のポイントで反射が発生
し、超音波送受信器１１に戻る。
６外に設置されている超音波送受信器１１から超音波パ
ルスが送信される。この超音波パルスは超音波導波棒１
０内を経由していくが、図３（Ａ）に示すように地点Ｃ
1 、地点Ｃ2 および地点Ｃ3のポイントで反射が発生
し、超音波送受信器１１に戻る。
【００２６】すなわち、上記反射超音波パルスは、超音
波導波棒１０内の冷却領域と非冷却領域との温度の違い
により伝搬速度が変化して超音波送受信器１１に戻る。
受信した反射超音波パルスは図１（Ａ）に示す信号処理
装置１２に入力される。
波導波棒１０内の冷却領域と非冷却領域との温度の違い
により伝搬速度が変化して超音波送受信器１１に戻る。
受信した反射超音波パルスは図１（Ａ）に示す信号処理
装置１２に入力される。
【００２７】このときの反射超音波パルスの時間間隔を
示すと、図３（Ｂ）のようになる。同図において、
Ｄ1 、Ｄ2 およびＤ3 はそれぞれの地点での反射超音波
パルスである。図３（Ａ）において、地点Ｃ1 〜Ｃ2 間
の距離をＬ1 、この地点Ｃ1 〜Ｃ2 の時間間隔をｔ1 と
し、地点Ｃ2 〜Ｃ3 間距離をＬ2 、この地点Ｃ2 〜Ｃ3
の時間間隔をｔ2 とすると、図３（Ｂ）のようになる。
示すと、図３（Ｂ）のようになる。同図において、
Ｄ1 、Ｄ2 およびＤ3 はそれぞれの地点での反射超音波
パルスである。図３（Ａ）において、地点Ｃ1 〜Ｃ2 間
の距離をＬ1 、この地点Ｃ1 〜Ｃ2 の時間間隔をｔ1 と
し、地点Ｃ2 〜Ｃ3 間距離をＬ2 、この地点Ｃ2 〜Ｃ3
の時間間隔をｔ2 とすると、図３（Ｂ）のようになる。
【００２８】ここで、それぞれの区間での音速Ｖ1 、Ｖ
2 は、
2 は、
【数２】
【数３】 となる。
【００２９】もし、ここでＬ1 とＬ2 との距離が等し
く、超音波導波棒１０にγ線照射がないときはＤ1 、Ｄ
2 およびＤ3 のパルス時間間隔は等しくなる。しかし、
γ線照射により発熱されるときは冷却領域と非冷却領域
では伝搬速度が異なるので、Ｄ1 、Ｄ2 およびＤ3 のパ
ルス時間間隔も変化する。
く、超音波導波棒１０にγ線照射がないときはＤ1 、Ｄ
2 およびＤ3 のパルス時間間隔は等しくなる。しかし、
γ線照射により発熱されるときは冷却領域と非冷却領域
では伝搬速度が異なるので、Ｄ1 、Ｄ2 およびＤ3 のパ
ルス時間間隔も変化する。
【００３０】この音速と温度との関係は既知の値である
が、図４に示すようであれば、距離Ｌ1 での温度Ｔ1 と
距離Ｌ2 での温度Ｔ2 との温度差ΔＴ（ΔＴ＝｜Ｔ1 −
Ｔ2｜）はγ線束φγとの間に図５に示すような関係に
あり、この図５は既知の値である。この音速の校正は信
号処理装置１２により処理される。
が、図４に示すようであれば、距離Ｌ1 での温度Ｔ1 と
距離Ｌ2 での温度Ｔ2 との温度差ΔＴ（ΔＴ＝｜Ｔ1 −
Ｔ2｜）はγ線束φγとの間に図５に示すような関係に
あり、この図５は既知の値である。この音速の校正は信
号処理装置１２により処理される。
【００３１】また、式を変形させると、
【数４】２Ｌ1 ／Ｖ1 ＝ｔ1 …式3.1
【数５】２Ｌ2 ／Ｖ2 ＝ｔ2 …式3.2 式3.1 、式3.2 の伝搬距離に、原子炉炉心内の温度によ
る非冷却領域部分での熱膨張ΔＬ1 と、冷却領域部分で
の熱膨張ΔＬ2 の分を補正すれば、
る非冷却領域部分での熱膨張ΔＬ1 と、冷却領域部分で
の熱膨張ΔＬ2 の分を補正すれば、
【数６】２（Ｌ1 ＋ΔＬ1 ）／Ｖ1 ＝Ｔ1 …式4.1
【数７】２（Ｌ2 ＋ΔＬ2 ）／Ｖ2 ＝Ｔ2 …式4.2 となる。温度による熱膨張は既知であり、この熱膨張に
よる伝搬距離の校正は信号処理装置１２により処理され
る。
よる伝搬距離の校正は信号処理装置１２により処理され
る。
【００３２】これらの式により、超音波パルスの冷却領
域と非冷却領域との伝搬時間の差の測定からγ線束、つ
まり原子炉出力が求められる。
域と非冷却領域との伝搬時間の差の測定からγ線束、つ
まり原子炉出力が求められる。
【００３３】すなわち、反射超音波パルスＤ1 −Ｄ2 の
時間間隔ｔ1 と、反射超音波パルスＤ2 −Ｄ3 の時間間
隔ｔ2 を測定することにより、両者の温度差を求めるこ
とができ、この測定値から原子炉出力を求めることがで
きる。
時間間隔ｔ1 と、反射超音波パルスＤ2 −Ｄ3 の時間間
隔ｔ2 を測定することにより、両者の温度差を求めるこ
とができ、この測定値から原子炉出力を求めることがで
きる。
【００３４】このように本実施例によれば、原子炉出力
は冷却領域と非冷却領域での反射超音波パルスの時間差
の測定に基づいて得られるので、構造が簡単な装置を提
供することができる。また、この計測装置は炉内固定と
なるので、移動通路が不要になり、構造が簡略化され
る。
は冷却領域と非冷却領域での反射超音波パルスの時間差
の測定に基づいて得られるので、構造が簡単な装置を提
供することができる。また、この計測装置は炉内固定と
なるので、移動通路が不要になり、構造が簡略化され
る。
【００３５】本実施例の原子炉出力計測方法は、原子炉
５の炉心６内に挿入された超音波導波棒１０の長さ方向
に、一定間隔毎に冷却材との断熱用空洞を設け、この断
熱用空洞により冷却材と非接触の非冷却領域と、冷却材
と直接接触する冷却領域とを造る。
５の炉心６内に挿入された超音波導波棒１０の長さ方向
に、一定間隔毎に冷却材との断熱用空洞を設け、この断
熱用空洞により冷却材と非接触の非冷却領域と、冷却材
と直接接触する冷却領域とを造る。
【００３６】次いで、超音波送受信器１１から超音波導
波棒１０へ超音波パルスを伝搬させるとともに、超音波
導波棒１０内の各箇所で反射された超音波パルスを受信
し、非冷却部と冷却部の超音波パルスの伝搬時間の差か
ら信号処理装置１２が原子炉５の出力を計測する。
波棒１０へ超音波パルスを伝搬させるとともに、超音波
導波棒１０内の各箇所で反射された超音波パルスを受信
し、非冷却部と冷却部の超音波パルスの伝搬時間の差か
ら信号処理装置１２が原子炉５の出力を計測する。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る原子
炉出力計測装置の請求項１によれば、原子炉炉心内の冷
却材中に挿入され、長さ方向の一定間隔毎に上記冷却材
との断熱用空洞を形成した超音波導波棒と、この超音波
導波棒と電気的に接続され、上記原子炉外に設けられた
超音波送受信器と、この超音波送受信器にて測定される
上記超音波導波棒の超音波パルスの伝搬時間の差から原
子力出力に換算する信号処理装置とを備えたことによ
り、以下の効果を奏する。
炉出力計測装置の請求項１によれば、原子炉炉心内の冷
却材中に挿入され、長さ方向の一定間隔毎に上記冷却材
との断熱用空洞を形成した超音波導波棒と、この超音波
導波棒と電気的に接続され、上記原子炉外に設けられた
超音波送受信器と、この超音波送受信器にて測定される
上記超音波導波棒の超音波パルスの伝搬時間の差から原
子力出力に換算する信号処理装置とを備えたことによ
り、以下の効果を奏する。
【００３８】すなわち、超音波導波棒は原子炉炉心内に
挿入されるため、検出器としての超音波導波棒を移動さ
せることなく測定可能となる。その結果、移動装置を設
ける必要がなくなり、移動のための通路、移動のための
動的装置が不要になり、ひいては構造が簡略化されると
ともに、要求されている炉内環境を強化することができ
る。
挿入されるため、検出器としての超音波導波棒を移動さ
せることなく測定可能となる。その結果、移動装置を設
ける必要がなくなり、移動のための通路、移動のための
動的装置が不要になり、ひいては構造が簡略化されると
ともに、要求されている炉内環境を強化することができ
る。
【００３９】また、原子炉炉心内に設置される超音波導
波棒は、単一部材から構成されているので、破損するこ
とがない。その他の測定装置は高温・高圧・高放射線場
である原子炉内ではなく、炉外に設けられるので、寿命
が長くなるとともに、保守作業も容易に行うことができ
る。
波棒は、単一部材から構成されているので、破損するこ
とがない。その他の測定装置は高温・高圧・高放射線場
である原子炉内ではなく、炉外に設けられるので、寿命
が長くなるとともに、保守作業も容易に行うことができ
る。
【００４０】請求項２によれば、冷却材と非接触の非冷
却部と、冷却材と直接接触する冷却部とを交互に複数配
置したので、原子炉の軸方向出力分布も随時行うことが
できる。併せて、任意の箇所の出力測定も検出器を移動
させることなくでき、短時間に実行可能である。
却部と、冷却材と直接接触する冷却部とを交互に複数配
置したので、原子炉の軸方向出力分布も随時行うことが
できる。併せて、任意の箇所の出力測定も検出器を移動
させることなくでき、短時間に実行可能である。
【００４１】請求項３によれば、信号処理装置は超音波
導波棒の非冷却部と冷却部のそれぞれの熱膨張による伝
搬距離の変化を校正するため、精度よく計測可能とな
る。
導波棒の非冷却部と冷却部のそれぞれの熱膨張による伝
搬距離の変化を校正するため、精度よく計測可能とな
る。
【００４２】請求項４の原子炉出力計測方法によれば、
超音波導波棒が原子炉炉心内の冷却材に挿入されて測定
するので、短時間で容易に原子炉の出力を計測すること
ができる。
超音波導波棒が原子炉炉心内の冷却材に挿入されて測定
するので、短時間で容易に原子炉の出力を計測すること
ができる。
【図１】（Ａ）は本発明に係る原子炉出力計測装置の一
実施例を示す構成図，（Ｂ）は（Ａ）におけるＡ部拡大
図。
実施例を示す構成図，（Ｂ）は（Ａ）におけるＡ部拡大
図。
【図２】（Ａ）は超音波導波棒の構成図，（Ｂ）は超音
波導波棒内の熱分布図。
波導波棒内の熱分布図。
【図３】（Ａ）は超音波導波棒における超音波パルスの
反射箇所を示す構成図，（Ｂ）は測定される反射超音波
パルスの時間間隔を示すタイミングチャート図。
反射箇所を示す構成図，（Ｂ）は測定される反射超音波
パルスの時間間隔を示すタイミングチャート図。
【図４】音速と温度との関係図。
【図５】温度差とγ線束との関係図。
【図６】沸騰水型原子炉における従来の出力計測状態を
示す概略図。
示す概略図。
【図７】局部出力検出器の設置状態を示す部分断面図。
５ 原子炉 ６ 炉心 １０ 超音波導波棒 １１ 超音波送受信器 １２ 信号処理装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 泰志 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内
Claims (4)
- 【請求項１】 原子炉炉心内の冷却材中に挿入され、長
さ方向の一定間隔毎に上記冷却材との断熱用空洞を形成
した超音波導波棒と、この超音波導波棒と電気的に接続
され、上記原子炉外に設けられた超音波送受信器と、こ
の超音波送受信器にて測定される上記超音波導波棒の超
音波パルスの伝搬時間の差から原子力出力に換算する信
号処理装置とを備えたことを特徴とする原子炉出力計測
装置。 - 【請求項２】 上記超音波導波棒の長さ方向に、断熱用
空洞により冷却材と非接触の非冷却部と、冷却材と直接
接触する冷却部とを交互に複数配置し、上記信号処理装
置は非冷却部と冷却部との超音波パルスの伝搬時間の差
から原子力出力を計測することを特徴とする請求項１記
載の原子炉出力計測装置。 - 【請求項３】 上記信号処理装置は、上記超音波導波棒
の非冷却部と冷却部のそれぞれの熱膨張による伝搬距離
の変化を校正することを特徴とする請求項１または２記
載の原子炉出力計測装置。 - 【請求項４】 原子炉炉心内に挿入された超音波導波棒
の長さ方向に、一定間隔毎に冷却材との断熱用空洞を設
け、この断熱用空洞により冷却材と非接触の非冷却領域
と、上記冷却材と直接接触する冷却領域とを造り、超音
波送受信器から上記超音波導波棒へ超音波パルスを伝搬
させるとともに、超音波導波棒内の各箇所で反射された
超音波パルスを受信し、非冷却部と冷却部の超音波パル
スの伝搬時間の差から信号処理装置にて原子炉の出力を
計測することを特徴とする原子炉出力計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29673893A JPH07151894A (ja) | 1993-11-26 | 1993-11-26 | 原子炉出力計測装置およびその計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29673893A JPH07151894A (ja) | 1993-11-26 | 1993-11-26 | 原子炉出力計測装置およびその計測方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07151894A true JPH07151894A (ja) | 1995-06-16 |
Family
ID=17837468
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29673893A Pending JPH07151894A (ja) | 1993-11-26 | 1993-11-26 | 原子炉出力計測装置およびその計測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07151894A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8774340B2 (en) | 2008-03-25 | 2014-07-08 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Nuclear reactor vibration surveillance system and its method |
| CN107024256A (zh) * | 2017-05-04 | 2017-08-08 | 中广核研究院有限公司 | 一种测量核反应堆容器液位的装置及方法 |
-
1993
- 1993-11-26 JP JP29673893A patent/JPH07151894A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8774340B2 (en) | 2008-03-25 | 2014-07-08 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Nuclear reactor vibration surveillance system and its method |
| CN107024256A (zh) * | 2017-05-04 | 2017-08-08 | 中广核研究院有限公司 | 一种测量核反应堆容器液位的装置及方法 |
| CN107024256B (zh) * | 2017-05-04 | 2023-04-18 | 中广核研究院有限公司 | 一种测量核反应堆容器液位的装置及方法 |
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