JPH0769451B2 - 実時間出力上昇を阻止する方法 - Google Patents

実時間出力上昇を阻止する方法

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JPH0769451B2
JPH0769451B2 JP2154115A JP15411590A JPH0769451B2 JP H0769451 B2 JPH0769451 B2 JP H0769451B2 JP 2154115 A JP2154115 A JP 2154115A JP 15411590 A JP15411590 A JP 15411590A JP H0769451 B2 JPH0769451 B2 JP H0769451B2
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は原子力発電所に対する温度限界モニタ装置に
関する。更に具体的に云えば、出力上昇の要請が原因で
起る実時間の温度限界の違反を防止する方法を説明す
る。
発明の背景 この発明は沸騰水形原子炉に関する。この原子炉は周知
の２つの方式により、そのエネルギ出力を上昇する。
１番目の方式は、原子炉を通る冷却材の流量を増加する
ことである。簡単に云うと、冷却材の流量を増加する
と、原子炉内に存在する減速材の量が増加する。核反応
からの高速中性子の内、減速される数が多くなり、余分
の核分裂反応を促進し、エネルギ出力が増加する。
この代りに、所謂「制御棒」によって核反応を制御する
ことが出来る。こう云う棒を原子炉の中に挿入すると、
熱中性子を吸収し、核反応を制御する。制御棒を引出す
と、吸収される熱中性子が少なくなる。熱中性子は、吸
収される代りに、一層の核分裂反応を促進する様に進
む。エネルギ出力が増加する。
当業者であれば、上に述べたことは極く大まかな説明で
あることが理解されよう。この単純化は、以下の説明を
理解するのに役立つ。
核燃料は典型的には燃料束に分けて配置されている。燃
料束自体が横に並べた管を含んでおり、これらの管は内
側に核分裂性物質を詰めて、両端を密封してある。高速
中性を減速すると共に、個々の燃料棒から熱を抽出する
両方の為に、原子炉内の冷却水に頼る。個々の燃料管か
ら熱を抽出しない場合、燃料の損傷が起り得る。
燃料束内にある管に起り得る１種類の損傷は、核沸騰で
なくなることによるものである。核沸騰では、冷却材に
熱が伝達される時、管の表面で個々の蒸気の泡が形成さ
れる（所謂泡の核発生）。泡が急速に形成されて、管の
表面から離れると、管の表面には冷却材の非常に撹拌さ
れた状態が存在し、非常に効率のよい熱伝達過程、即
ち、核沸騰が促進される。
核沸騰でなくなると、管璧に隣接して蒸気膜が形成され
る。蒸気膜は管から熱を抽出する効率が悪い。この様な
蒸気の泡が形成されると、管の金属が核反応によって過
熱される惧れがあり、管の構造的な完全さが失われる惧
れがある。
こう云う種類の事故が絶対起らない様に保証する為に、
沸騰水形原子炉の形式を持つ場合の全ての燃料束には、
束出力限界が割当てられていて、核沸騰でなくなること
がないようにしている。
核沸騰方式で運転されている間でも、過出力状態の結果
として、他の種類の損傷が燃料棒に起り得る。燃料棒の
出力レベルが棒の中での温度分布を決定する。出力レベ
ルが高くなると、棒から冷却材へ原子力によって発生さ
れた熱を追いやる為に、棒の動作温度が一層高いことが
要求される。燃料棒を高すぎる出力レベルで動作させる
と、燃料の溶融又は燃料の膨張が起ることがあり、管の
破損が起る程、それを局限する管に歪みが加わる。こう
云う種類の棒破損機構は、燃料棒管の単位長当たりに発
生される出力に関係する。
冷却材の重大な損失事故（LOCA）の際、３番目の種類の
破滅的な管破損状態が起り得る。LOCAの間、減速材であ
る冷却材が燃料棒管の間から失われる。熱伝達媒質がな
くなることにより、核燃料からの残留崩壊熱が燃料管を
高い温度に急速に加熱する。こう云う高温では、管の間
の放射による熱伝達がかなり重要な熱伝達過程である。
燃料束の中の一層高温の燃料管から一層低温の管への熱
伝達が起る傾向があるのが、放射による熱伝達の特性で
ある。従って、LOCAの際の燃料束被覆のピーク温度は、
LOCAが起る前の燃料束の各々の軸方向の高さに於ける平
均燃料棒出力を制御することによって制限すべきである
ことが判っている。これが可能なのは、LOCAの際の燃料
棒の残留崩壊熱出力が、LOCAが起る前の動作中の燃料棒
の出力に正比例するからである。
燃料管が高温になりすぎると（約2,200゜Fを越える）、
ジルカロイ合金の管金属が蒸気の環境内で激しく化学反
応する。この化学反応が可燃性水素ガスを放出すると共
に、燃料管被覆を脆くする。高温被覆は燃料及び放射性
物質を収容する完全さが低下し、LOCAの回復の際、原子
炉装置に再び溢水させる時の急速な冷却作用の熱衝撃に
より、粉みじんになる惧れがある。従って、LOCAの際に
達する惧れのある燃料棒管の被覆のピーク温度を制限す
る為に、LOCAより前に各々軸方向の高さの所で燃料束内
での最高平均燃料棒動作出力には限界が加えられてい
る。
従って、いろいろな種類の動作温度限界を次の様に要約
して云うことが出来る。
第１に、燃料束の全体的なエネルギ出力によって核沸騰
でなくなることがあるから、各々の燃料束の全体的なエ
ネルギ出力を監視して、核沸騰状態を保つ。核沸騰でな
くなる状態が起ると予測される時の束の出力、即ち、臨
界出力を監視される束の出力で除し、その比パラメータ
を束臨界出力比CPRと呼ぶ。全ての束のCPRは、核沸騰で
なくなることがない様にする為に、１を越えていなけれ
ばならない。
第２に、どの場所でも、燃料束内のどこにある棒も設計
温度を越えないことが重要である。燃料棒の温度が軸方
向の単位長当たりの棒の出力によって決定されるから、
棒の線形出力（単位長当たりの出力）に動作限界が定め
られる。運転中、全ての燃料棒の全ての部分の動作線形
出力を有効に監視して、限界と比較する。
最後に、各々の燃料束の中で、各々の高さに於ける平均
線形出力を決定し、潜在的なLOCAの際の結果が許容し得
るものとなる様に保証する為の限界と比較する。
上に述べた温度限界の分類は更に小分けされる。第１の
温度限界が「動作温度限界」と呼ばれるものである。こ
の動作温度限界は、普通の毎日の定常運転の制限であ
る。日常的な原子力発電所の動作出力上昇の目的は、こ
の所謂動作温度限界を越えないことである。動作温度限
界は、装置の異常な過渡状態又は事故の際に起る様な計
画外出力上昇又は熱伝達の劣化に対する余裕を含む。
動作温度限界の他に、２番目の更に厳しい限界として、
安全温度限界の名前で知られているものがある。安全温
度限界は、燃料管の損傷が起り得る点又はその近くにあ
る。勿論、発電所を運転する目的は、安全限界に決して
違反しない様に、動作温度限界内にとゞまることであ
る。オペレータが開始した出力上昇の時、炉心の流量の
増加及び制御棒の引出しにより、動作限界及び安全限界
に違反することがない様に保証する為の発電所の計装が
設けられる。
従来技術の要約 沸騰水形原子炉では、原子炉のエネルギ出力が普通の局
部出力範囲モニタによって監視される。こう云う局部出
力範囲モニタが夫々存在する熱中性子束の量を測定し
て、それに比例する電気信号を出力することが好まし
い。この電気信号がモニタの近辺に於ける原子炉の出力
範囲を表わす。
沸騰水形原子炉では、モニタが炉心全体にわたって垂直
ストリングとして分布している。各々の垂直ストリング
には、典型的には４個１組の出力モニタが取付けられて
いる。こう云う出力モニタは、高さが隔たっていて、沸
騰水形の炉心全体を列及び行の両方に分けて監視するこ
とが出来る様になっている。
原子炉の従来の監視でも、この発明のモニタの場合で
も、原子炉は、各々のブロックに16個の燃料束がある様
な四角の柱状ブロックに分割されている。各々のブロッ
クに対し、ブロックの四隅に４つのモニタ・ストリング
が配置されると仮定される。各々のストリングに４つの
局部出力範囲モニタがあり、これらの局部出力範囲モニ
タが垂直方向に等間隔であるから、領域は合計16個の局
部出力範囲モニタによって監視される。
この様な燃料束の燃料が４つの別々の制御棒によって制
御される。４つの別々の制御棒の内の何れか又はある組
合せが引出されると、中性子束が増加し、従って出力が
増加する。この出力上昇が即座に局部出力モニタによっ
て表示される。従来の自動燃料保護計装方式では、温度
限界を越えない様にすることは制御棒を引出すことに限
られており、運転限界を保つには、人間の監視作用に任
せることが必要であった。運転限界又は安全限界に違反
する様な流量の増加を自動的に監視して、とがめること
はなかった。その代り、装置の最大能力までの炉心の流
量の増加に伴う出力上昇によって、燃料の安全温度限界
に違反する結果にならない様に、炉心は、炉心の流量を
減少して動作温度限界に拘束されている。この為、安全
限界には違反しないが、運転限界に違反する惧れのある
様な流量制御装置の故障又はオペレータの誤りが認識さ
れる。運転限界の計画外の短期的な違反があっても差支
えないとする設計の考え方は、安全限界にも違反する程
の一層の劣化を招く様な、追加の並行した異常な過渡状
態又は事故が起る可能性な小さいと云う点にある。発電
所のプロセス・コンピュータには十分な計装の入力を供
給して、設定された運転限界に対する原子炉の燃料の性
能の完全な姿が原子炉のオペレータに周期的に供給され
る様にしている。然し、燃料の動作温度限界に合致する
様な自動的な仕組みはない。
現状は、制御棒の引出しによるオペレータが開始した出
力上昇でも同様である。設定された運転限界により、１
個の誤った制御棒の引出しによって、燃料の性能が運転
限界から安全限界の違反まで劣化することがない様に保
証している。然し、この場合、制御棒を完全に引出した
ことを、設定した運転限界によってカバーすることは出
来ない。制限作用をする或る制御棒を完全に引出したこ
とに伴う局部的な出力上昇は非常に大きく、そうするに
は、運転限界の制限作用を非常に強めて、場合によって
は条件に合う様にする為に、原子炉の合計出力を設計レ
ベルより低く制限することが必要になる程である。その
代りに、制御棒を引出す際、局部出力モニタ信号を入力
として利用する自動監視装置を設けて、制御棒の近くに
ある燃料が動作温度限界にある状態で引出しが開始され
たと仮定して、燃料の安全限界に違反することがない様
に保証するのに必要な様に、オペレータによって要請さ
れた制御棒の引出しを取消す（即ち、それ以上の引出し
を阻止する）。
現在の沸騰水形原子炉（BWR）を用いた原子力発電所で
は、これと似た監視装置が制御棒阻止モニタ又はRBMと
呼ばれている。RBMは基本的な監視情報源として、炉心
内出力（中性子束）モニタを使っている。
この時、局部出力モニタの読みを処理することにより、
炉心出力及び温度限界の状態を関係づけることが出来
る。４つの隅にあるストリングの各々の合計16個の局部
出力モニタが、従来のRBMでは２つのチャンネルに割当
てられている。底部（Ａ）及び中間平面より上方（Ｃ）
の検出器が一方のチャンネルに割当てられ、頂部（Ｄ）
及び中間平面より下方（Ｂ）の検出器がもう１つのチャ
ンネルに割当てられる。各チャンネルにある（典型的に
は８個の）検出器の入力の平均がRBM信号を形成する。
この信号が予め設定された設定点を越える時、阻止／警
報が発生する。安全限界の違反を防止する為のRBM棒阻
止設定点は、理論的な炉心出力と、各々の燃料サイクル
（即ち、原子炉の燃料補給の間の期間）が開始する前の
温度限界計算応答とは基づいて決定される。
この計算は、最初は炉心が運転限界で運転されおり、制
御棒の引出しの誤りが、制御棒の引出しに伴って最悪の
温度限界の変化を生ずる様な仮説的な最悪の制御棒パタ
ーンによって開始されたと云う仮定に基づいている。こ
の様な連続的な制御棒の引出しがあると、RBMチャネル
出力の相対的な量が増加し、それに伴って、運転限界か
ら棒阻止設定点として定められる安全限界への温度限界
の変化が起る。従って、この棒阻止設定点は仮定した控
え目の初期条件に関係している。典型的には、この設定
点は定格出力定格流量の状態に対してだけ決定される。
従って、この現在の方法は、温度限界の変化とRBM信号
の変化との間の相関性を包括的に検討して、その検討に
基づいていのではなく、炉心に存在する真実の絶対的な
温度余裕を考慮していない。経験によると、現在のRBM
設定点は、必要とするよりも更に頻繁に、制御棒の引出
しを制限（阻止）し、控え目であることが判った。
然し、運転限界内の初期動作を仮定し、それに基づくこ
の様な装置では、安全装置が失敗することもあり得る。
簡単に云えば、動作温度限界内での動作を相次いで仮定
すると共に、制御棒の引出しを相次いで要請すると、何
回もの逐次的な要請により、温度限界の違反を招く惧れ
がある。
然し、計装の応答と炉心の出力上昇との間には普通は控
え目な値が選ばれるから、こう云う控え目な値は、これ
までの所、原子力発電所の安全性を保証し、注目すべき
安全記録を達成することに寄与しているが、低い出力状
態から高い出力状態へ操作する時の発電所の運動を不必
要に抑制している。
更に、この様な制御棒の阻止では、流量の増加の効果を
無視しているから、それを含めるのが望ましいのに、あ
る水準の自動的な安全予防措置が省略されている。
原子炉はオンライン・コンピュータによって連続的に監
視することが出来ることを考えられたい。典型的には、
こう云うオンライン・コンピュータは、局部出力範囲モ
ニタの読みと共に炉心の温度状態を正確に予測する３次
元の炉心熱性能の分布図を巡回的にまとめる。都合の悪
いことに、こう云う計算は、今日の２分毎に１回と云う
程度の高速コンピュータで実施しても、計画通りの原子
炉の流量、又は制御棒の位置の変化の燃料の温度限界性
能に対する結末について「実時間」での敏速な応答予測
を供給するのに、その速度が不十分である。従って、制
御棒の引出しに基づくものであっても、冷却材の流量の
増加によるものであっても、運転限界又は安全限界の何
れかに違反する様な出力上昇の実時間の要請がなされる
ことを禁止する様な自動化した温度限界モニタに対する
要望がある。
発明の要約 原子炉のエネルギ出力の計算モデルをコンピュータのメ
モリに周期的に読込んで、メモリに３次元行列の形で保
持する。この保持は、２分毎程度の規則的な更新によっ
て行なわれる。原子炉は、普通の様に、夫々16個の燃料
束からなる群に分けて監視される。16個の束からなる各
々の群を実時間で監視し、その熱中性子束は局部出力範
囲モニタの４つの垂直ストリングによって監視する。各
々のストリングは、炉心内の燃料の高さにわたる４種類
の異なる高さの所に４つの出力モニタを１つずつ配置し
てある。これらの束からなる各々の群が、４本の制御棒
によって制御され、原子炉の全体的な流量の変化と共
に、一様な流量の変化が起ると仮定する。自動化した温
度限界モニタ（ATLM）が、BWR炉心からの全ての出力範
囲モニタの情報を連続的に２つのチャネルに対する入力
として受取る。一方のチャンネルは運転限界を決定する
為のものであり、他方のチャンネルは安全限界を決定す
る為のものである。（希望によっては、信頼性を高める
為に、各チャンネルに冗長な機能を持たせることが出来
るが、以下説明する基準形式ではそれを採らない。）こ
れらの信号が燃料の温度限界、即ち最低臨界出力比（MC
PR）及び最高線形熱発生率（MLHGR）を保護する為の異
なるアルゴリズム条件に従って、装置の内部で処理され
る。（こゝで説明するMLHGR手順を特異な最高平均平面
状線形熱発生温度限界パラメータ（MAPLHGR）に拡張す
ることは簡単である。）装置は、炉心出力及び制御棒の
位置の関係であるＡ及びＢ係数と呼ぶ１組の組込みパラ
メータ、並びに現在の出力及び流量状態に於ける動作温
度パラメータ限界（又は安全限界）と共に、オンライン
の絶対炉心温度パラメータ限界を入力として用いる。こ
う云う情報に基づいて、装置が夫々MCPR及びMLHGRに対
する信号設定点の値を計算する。ある初期状態に於ける
その値に対する、瞬時的に走査された出力モニタの値の
比が、ATLM信号となる。こう云う設定点の値（ある初期
状態に対して正規化する）を瞬時的に走査されるATLM信
号と連続的に比較して、制御棒引出し阻止指令又は炉心
流量阻止指令を出すべきかどうかを決定する。瞬時的に
走査されて処理されたATLMの値が設定点に近付く時、制
御棒阻止（又は流量阻止）が出される。これによって、
制御棒の引出し又は燃料の増加により、炉心の温度限界
に違反することがない様に保証される。
この発明で説明することは、システムとしての形式と、
制御棒阻止及び流量阻止の機能的な論理だけではなく、
ATLM方式全体にとって基本的であるシステム・アルゴリ
ズムに使われるＡ及びＢ係数の設計基準をも説明する。
その形式の考え、機能的な論理、並びにＡ及びＢ係数の
形と設計が、この発明で説明するATLM設計の中核であ
る。
この発明の目的は、原子炉の温度分布の現在のモデルに
基づいて、実時間で、炉心の出力上昇の要請を阻止する
方式を提供することである。
こゝで説明する方法の利点は、制御棒の引出しの要請並
びに流量の増加の要請の両方に適用し得ることである。
別の利点は、発電所の操作は、動作温度限界対安全温度
限界に違反する惧れがある時、制御棒の阻止を含むこと
が出来ることである。安全限界に基づいて阻止命令を理
論的に出す為に、出力上昇の要請を監視する装置を設け
る必要がもはやなくなる。
こゝで説明する方式の別の利点は、安全限界に近付いた
時、出力上昇の要請を監視してそれを阻止する支援モジ
ュールに利用することが出来ることである。これは原子
力発電所で要求される高度の動作安全性の冗長度にとっ
て理想的である。
この方式の別の利点は、動作温度限界の違反を避ける点
で、オペレータに実時間で助けが得られることである。
この違反を避けることが、原子炉の絶対的な並びに現在
の動作温度状態に基づいている。その為、定格出力運転
全体にわたり、定格状態まで出力を上昇する際、最適の
半径方向及び軸方向の出力の形を作る点でオペレータに
助力が与えられる。
この発明の更に別の利点は、この方式は実際のオンライ
ンの局部出力範囲モニタの結果に基づいているから、原
子炉をその温度限界の範囲内で一層融通性を持って運転
することが出来ることである。阻止が起るのは、原子炉
の実際の運転状態と要請された出力上昇との間の差のみ
に基づいているから、局部出力範囲モニタの出力に関係
する過渡に控え目なりや方をもはや必要としない。こゝ
で説明するプロトコルは、その限界内で、動作温度限界
内での運転を保証する。
この方式の動作機能の目的をまとめて云えば、こゝで説
明する方式は イ）発電所プロセス・コンピュータからの炉心の温度限
界情報並びにNMS（中性子監視装置）からの局部出力情
報に適用して、プロセス・コンピュータには無関係なそ
れ自身のアルゴリズムに基づいて比較を行ない、絶対的
な動作温度限界に近付いた時、制御棒阻止（又は流量阻
止）指令を出すことである。運転限界の制御棒阻止機能
が失敗した場合、支援モジュールが、安全限界に近付い
た時に制御棒阻止指令を出す。
ロ）制御棒阻止機能とATLMによる推定温度限界とによ
り、動作温度限界の違反を避ける点でペレータを助ける
だけでなく、定格出力運転全体にわたり、定格状態まで
出力を上昇する際、最適の半径方向及び軸方向の出力の
形を達成する点でも、オペレータを助ける。
ハ）制御棒の引出しの操作の融通性をよくする為に、実
際のオンラインの炉心モニタの結果を利用する。ATLMを
用いると、運転限界に達するまで、制御棒を引出すこと
が出来る。
ニ）絶対的な炉心の温度限界に基づく独立した保護アル
ゴリズムにより、ATLMは自動化した制御棒の操作が出来
る様にする。RBMは、絶対的な炉心の温度限界に基づい
ておらず、これは炉心が常に運転限界にあるか或いはそ
れからの余裕を持っていると仮定している為、自動化し
た制御棒の操作をすることが出来ない。その為、RBMだ
けを用いた場合、そのまゝ進めれば、温度限界の違反に
なる様な、制御棒を引出す反復的な要請がなされた場
合、ATLMが自動化した制御棒の操作で出来る様な運転限
界の保護を自動的に行なうことが出来ない。
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。
好ましい実施例の詳しい説明 第１図には、この発明を用いる環境が詳しく示されてい
る。炉心Ｃを持つ原子炉容器Ｖが蒸気を発生する。蒸気
Ｓが配管Ｌを介して主タービンＴまで外向きに流れる。
普通の様に、タービンＴが発電機Ｇを駆動し、この発電
機が電力を発生する。
蒸気の放出が復水器に対して行なわれ、この複数器が冷
却材（図に示してない）によって冷却される。給水ポン
プを含むポンプ装置が復水を受取り、それを原子炉容器
Ｖに戻す様に噴射する。この蒸気サイクルが無限に繰返
される（これも示してない）。
原子炉では普通のことであるが、再循環ポンプＲが使わ
れている。典型的には、再循環ポンプＲが炉心Ｃに冷却
水を循環させる。周知の様に、この循環は、容器Ｖの側
壁に沿った周辺の立下り容積に含まれており、炉心Ｃの
中心を上向きに通る様に流れを反転する。
冷却材には２つの目的がある。
第１に、それぞれ減速材として作用する。減速材として
作用する時、出力を増減する。
第２に、冷却材は燃料の熱を取去り、蒸気Ｓとなり、タ
ービンＴを駆動する。
減速材の流炉と蒸気サイクルを非常に簡単にした形で説
明したので、次に原子炉の制御について説明する。
ポンプＲによる流体の再循環には、マスク制御器20を利
用する。マスク制御器が発電機Ｇから（図に示してない
コンジットを介して）負荷速度信号を受取る。更に手動
入力を受取ることが出来る。
こう云う入力の一方又は両方を受取ると、マスタ制御器
20がポンプ速度制御器22に対する出力を出す。ポンプ速
度制御器22が、モータ28と発電機30の間にあるクラッチ
26に作用する。発電機30が再循環ポンプＲを駆動するモ
ータ32を制御する。ポンプＲの可変のスループットに対
して使われる特定の制御作用を変えることが出来るこ
と、並びに別の形式では、多数のポンプＲ及びモータ32
を容器Ｖの立下り容積の中並びにその下方に直接的に配
置してもよいことを承知されたい。
同様に、制御棒の作用も簡単な形で要約することが出来
る。典型的には、制御棒50の一群が流体圧制御装置（HC
U）52によって作動される。こう云う制御装置は、炉心
の反応の整形並びにその全体的な制御の両方の為に、炉
心に対する所定の入込み位置に制御棒を保つ為の精密級
位置モニタを持っている。
流体圧制御装置52が制御棒制御及び情報装置（RCIS）54
によって作動される。この制御棒制御及び情報装置は、
各々の制御棒の位置を示すオペレータからの入力及びオ
ペレータに対する出力を持っている。
第２図には炉心Ｃの一部分が示されている。
典型的には、この部分は、４個の制御ブレード62によっ
て制御される16個の束60を有する。炉心Ｃが多数の制御
棒を持つ何百個もの束60で構成されていることを承知さ
れたい。一般的に、16個の束からなる各々の群に対し、
４つの制御棒62がある。
制御棒は、流体圧制御装置52により、炉心Ｃの中へ上昇
させたり、又は炉心Ｃから下げる。こう云う装置は原子
炉容器Ｖの下方にある。原子炉を運転するのはこの制御
棒の移動である。
簡単に云うと、制御棒を挿入すると、核分裂反応が抑制
される。制御棒を引出すと、核分裂反応が増加する。
16個の燃料束からなる各々の群が、16個の局部出力範囲
モニタ（LPRM）によって監視される。局部出力範囲モニ
タは典型的には、炉心の垂直方向の長さにわたって伸び
る集成体として、ストリングに分けて取付けられてい
る。第２図では、この内の４つのストリング63,64,65,6
6が示されている。
各々のストリンクが４つの別々の出力モニタを有する。
これらの出力モニタをA,B,C,Dで示してある。モニタＤ
が炉心の頂部の近くにあり、モニタＡが炉心の底部の近
くにあることが認められよう。モニタＢ及びＣが炉心の
中間レベルを監視する。
この明細書では、監視は広義に分類した３種類の限界に
対して行なわれることを承知されたい。
第１に、各々の束の全体的なエネルギ出力を検査する。
この説明で用いる定数「Ａ」をこの機能に利用する。
第２に、任意の燃料束に入っている個別の各々の燃料棒
の線形出力発生を監視する。
最後に、種々の燃料平面の所で、各々の束に対応する平
面状平均線形熱発生率を監視する。
後に述べた２つに対しては、以下の説明で用いる定数
「Ｂ」を使う。
後で詳しく説明するが、各々の束のどの１つの燃料平面
においても、燃料棒に於ける最大線形熱発生率の比と、
平面状平均熱発生率の比とは同様であることが判った。
そう云う次第であるから、後で使う定数「Ｂ」は、こう
云う限界に対して保護作用をするアルゴリズムに対する
入力の総称として使うことが出来る。
こゝで第３図を参照すると、この発明のプロセッサ装置
のブロック図が示されている。簡単に云えば、局部出力
モニタA,B,C,Dの各々がその信号を信号条件づけ装置70
に通し、その後光学隔離器72のバンクに送る。光学隔離
器からは入出力母線73に入力され、この母線が信号を局
部出力範囲モニタ処理母線に伝達する。この母線を利用
することにより、200個程度の原子炉全体にわたる全て
の入力をプロセッサ装置によって走査することが出来
る。
この走査はブロック74で示したプロセッサ装置で行なわ
れる。
その後、16個の束からなる各々の監視ブロックにとって
適切な様に、局部出力範囲モニタの和及び平均がブロッ
ク75で計算される。
一旦そう云うことが行なわれると、２つのマイクロプロ
セッサ出力を利用する。76に出る第１の出力がアルゴリ
ズム・マイクロプロセッサに送られる。このマイクロプ
ロセッサは所謂運転限界設定点の処理をする。
第２の出力78はアルゴリズム・マイクロプロセッサ装置
に送られる。この装置は図面に示してないが、76に示し
たものと同一である。このマイクロプロセッサは所謂
「安全限界」の処理をし、この明細書で説明する冗長度
及び支援保護を行なう。
全体の構成を概略的に説明したので、具体的な入力を説
明する。81は所で、発電所パラメータが自己試験装置に
加えられる。更に82で、随意選択の同一の冗長チャンネ
ルからの設定点の結果が、チャンネル間比較検査の為に
加えられる。
アルゴリズム装置が84の所で、原子炉の出力レベルを表
わす基準APRMを受取り、85の所で、炉心シミュレータ温
度限界出力を受取り、86の所で棒位置の表示を受取る。
入力87が再循環ポンプＲ（第１図参照）からの該当する
炉心流量データを持っている。
アルゴリズム装置が設定点を計算する。この設定点を比
較器93で、実際の瞬時的な局部出力範囲モニタに基づく
信号92と比較する。実際の出力範囲モニタからの読みが
設定点を越える時、引外し装置94が引外し命令を出す。
この時、引外し命令は自動化された温度限界モニタから
２つのコンジット96,98を介して送られる。
第１図に戻って説明すると、コンジット96はそれ以上の
全ての制御棒の挿入を阻止する。更に、第１図に見られ
る様に、コンジット98が炉心流量をそれ以上変えようと
する試みを阻止する。
前に述べた様に、炉心シミュレータを使うことが公知で
ある。この炉心シミュレータが中性子監視装置100から
入力を受取り、原子炉全体の運転のモデルを大形高速コ
ンピュータ102で構成する。原子炉全体の運転のこのモ
デルは、今日の高速計算装置により、２分毎に１回に近
い時間で予測することが出来る。炉心温度限界のこの計
算結果が自動化された温度限界モニタ装置120にあるメ
モリにダウンロードされる。こう云う炉心温度限界に基
づいて、アルゴリズム装置が設定点を計算して出力す
る。
この計算は、0.1乃至0.2秒程度の非常に短い計算サイク
ルで、装置で実時間で行なう。
装置の全体を説明したので、こゝで用いるアルゴリズム
を次に詳しく説明する。
部品の構成 第３図に示す様なATLM装置の信号処理及び論理図の考え
方を説明する。
ATLMは全てのLPRM検出器の読みを入力として受取る。全
てのLPRM信号が、最初にアナログ・ディジタル変換器及
び何組かの光学通信回線を通過することにより、ATLMの
２つの冗長チャンネルに送込まれる。各々のチャンネル
で、LPRMが走査／処理装置を通過した後、加算及び平均
回路装置を通る。炉心の周辺領域を除いて、16個の燃料
束のことごとくの四角のブロックが、このブロックの四
隅にある４つのLPRMストリングによって監視される。最
低臨界出力比（MCPR）の臨界を監視する為、４つのLPRM
ストリングのB,C,Dの各レベルの平均の和を使って、こ
れらの16個の束に於けるMCPRを監視する。３つ又は２つ
のLPRMスリトングしか利用することが出来ない周辺の束
では、特定の、然し同様な割当て方法が使われる。即
ち、各々のLPRMストリングの読みを４回使って、２つの
ATLMチャンネルの各々に対する燃料の４つの異なる、但
し隣接するブロック領域に対する和及び平均出力を発生
する。
プロセス・コンピュータの炉心シミュレータ／モニタに
よって計算される16個の束から成ることごとくのブロッ
クの初期領域別MCPRを選択し、比較の為、行列形でアル
ゴリズム装置のメモリにダウンロードする。出力密度限
界（KW/FT）アルゴリズムの為、４つのレベルの各々の
平均の読みを、16束ブロックの４つの垂直区間に於ける
局部出力密度を監視する為に別々に使う。こう云う４つ
の垂直区間は４つのLPRMレベルに対応する（第２図参
照）。
炉心の各々の、そしてことごとくの領域をカバーする処
理済みLPRMの読みが行列形で比較装置及びアルゴリズム
装置の両方に読込まれる。アルゴリズム装置が、LPRM基
準値（炉心出力として）、RCISからの選ばれた制御棒の
同定符号及びその位置、炉心流量、及び炉心モニタから
の領域別温度限界データを入力として受取る。
その後、アルゴリズム装置がことごとくの領域に対し
て、設定点の計算を行なう。これは、異なる部分装置内
で、動作温度限界及び安全温度限界の設定点に対して別
々に行なう。その後、計算で得られた設定点データが比
較装置に送られ、そこで、各々の監視領域に対する和／
平均装置からの瞬時LPRMデータと比較される。何れか１
つの領域から瞬時LPRM出力がその領域の設定点出力を越
えた場合、制御棒阻止信号が出される。
両方のチャンネルには、流量阻止信号を出す別の１組の
装置もある。流量変化の間、MCPR限界又はKW/FT限界に
近付いた場合、流量阻止信号が出される。各々のチャン
ネルには、試験指令を出して、プロセッサの計算の検証
及びモニタの計算の検証を行なう為の別個の自己試験装
置がある。
システムのアルゴリズム 制御棒の引出しの際、MCPR限界に違反しない為のアルゴ
リズム 各々の監視領域に対し、温度限界と処理済みLPRM和出力
の間の関係を左右する式は次に示す通りである。
こゝでRBSoは運転限界の制御棒阻止設定点、 RBSSは安全限界の制御棒阻止設定点、 LPRMiは16個の束からなる各々の領域を取囲む４つのLPR
MストリングB,C,Dレベルからの４つのLPRMの初期の平均
の和（又は対応する周辺領域の利用し得るLPRMに対する
同様の値）、 Aoは運転限界の制御棒阻止に対するゆとり係数であり、
これは制御棒引張り距離の既知の関数である。
ASは安全限界の制御棒阻止に対するゆとり係数であり、
制御棒引張り距離の既知の関数である。
RMCPRiは領域別初期最小CPR、即ち４つのLPRMストリン
グが及ぶ領域にある16個の束（周辺領域では束の数は16
個より少ない）の最小CPRで、炉心シミュレータ／モニ
タからの既知の入力、 OLMCPRは現在のサイクルに於ける運転限界のMCPRで、出
力及び流量の既知の関数、 SLMCPRは現在のサイクルに於ける安全限界のMCPRで、全
ての出力及び流量状態に対する既知の限界的な値であ
る。
上に述べたアルゴリズムは、流量変化がないと仮定して
導き出されている。
アルゴリズムの基本 臨界出力比（CPR）は、臨界性（Xc）、束出力（Ｐ）及
びチャンネル流量（Ｗ）に対して次の関係にある。
２つの異なる出力状態に対しては 制御棒の引出しが原因の流量の変化が非常に小さいと仮
定する。更に、隣接した制御棒の引出しがなければ、Xc
の変化は無視し得ると仮定する。
隣接した制御棒の動きを原因とする軸方向出力ピーク・
シフトがあれば こゝでKaは軸方向出力ピーク・シフトを埋合せる係数で
ある。
とすると、 こゝでＡは制御棒の動きを伴う燃料領域に対する関数
（出力、流量、制御棒引張り距離）であり、 制御棒の動きを伴わない燃料領域に対してＡ＝１であ
る。
（上に示した式は流量変化がないと仮定している）。
係数Ａの決定 Ａ係数は、MCPRと束出力、並びに束出力とLPRMの値の間
の関係を組合せることにより、束のMCPR比を統合LPRM比
と相関させる。LPRMの読みから束出力を構成すること
が、発電所のプロセス・コンピュータ・モデルに於ける
主要な計算タスクであり、長たらしい計算に非常に多量
の係数及びデータが使われる。測定されたLPRMと「絶対
的な」束出力と、敏速なオンラインの監視及び制御の目
的に要求される様な、入力データを極く少なくして計算
する為の対応するMCPRの間の簡単な関係を設定する為、
近似方法を使う。この方法は、極く少ないパラメータだ
けに依存するＡ係数曲線を構成する。即ち、これは種々
の状態に於ける炉心の正確な物理的な状態の計算から半
経験的な結果を統計的に解釈することに基づくものであ
る。
種々の動作状態での制御棒の引出しの場合からＡ係数曲
線を求める為、前以って、対応する典型的な制御棒束群
パターンを用いた一群の運転出力及び流量状態を作成す
る。こう云う一群の運転出力及び流量状態は、出力及び
流量状態の全体の限界内に入っている互いに隔たった運
転流量及び出力レベルから選ばれる。この出力及び流量
状態の全体が第4A図に示されている。
具体的に解析する出力及び流量の選ばれた６つの位置が
図に示されている。これが43％の炉心流量の場合は第4B
図、70％の場合は第4C図に示されている。重要度の高い
制御棒に関係する制御棒の引出しの場合は、こう云う初
期状態に基づいて作成する。制御棒の引出しに対し、制
御棒群の内、重要度の最も高いもの及び最大の寸法に基
づいて、種々の出力及び流量状態と相異なる炉心サイク
ル状態に対し、一群のＡ係数曲線を作成する。このデー
タを基本として、典型的な1,100MW原子炉に対する運転
限界の制御棒阻止アルゴリズムに対して提案される統計
的なＡ係数曲線が第4C図に符号200で示されている。こ
れは、種々のＡ係数データの現在のデータベースを用
い、データが正規分布であると仮定し、更に下記の仮定
をして、確信度50％（最善の推定値）で95％の確率での
一方的なＡ係数の値の曲線である。
イ）種々の出力及び流量状態に於ける典型的な制御棒パ
ターンに基づき、最高の重要度を持つ群の中の制御棒を
引出す場合（即ち、群の規模が制御棒８本である最高の
重要度を持つ制御棒の場合）。
ロ）データは初期炉心状態及び平衡サイクル状態の両方
を含む。
ハ）最初は平衡キセノンであり、制御棒を引出す間はXe
一定とする。
ニ）95/50の限界的な値を作成する場合には、平均15％
のランダムなLPRM故障率を含める。
同様な方法に基づいて、炉心モニタの最後の更新以降、
炉心から少なくとも半分引出された任意の制御棒に対す
る別の１組のＡ係数曲線を作成する。この別の１組のＡ
係数曲線をアルゴリズムに用いることにより、半分より
多く引出された制御棒に対するＡ係数が控え目になるこ
とをかなり減少することが出来る。
SLMCPR保護の為の限界的なＡ係数 限界的な制御棒パターン方法を用いて、SLMCPR保護の為
のＡ係数曲線を作成する。
重要度が最高の制御棒又は制御棒の群を制御棒引出し誤
り事象に於ける誤り制御棒（１つ又は複数）として選
び、連続的に制御棒を引出した場合に最悪の温度限界の
変化を生ずる様な対応する限界的な制御棒パターンを作
成する。その後、この最悪の状態の結果を使って、どん
な制御棒の引出しの場合も最悪の場合にはならないと云
う考えに基づいて、制御棒阻止設定点を定める。この
為、この設定点はあらゆる状況のもとでSLMCPRの違反を
防止する。この同じ方法が、こゝではSLMCPR保護用の限
界的なＡ係数を決定するのに使われる。最悪の場合の温
度限界の変化状態を表わすＡ係数を作成すれば、このＡ
係数をMCPR保護設定点アルゴリズムに使うことにより、
あらゆる状況に於けるどんもSLMCPRの違反も防止され
る。（Ａ係数は設定点自体に対する乗数である。）SLMC
PR用のＡ係数曲線が、典型的な1,100MW原子炉に対して
計算され、第4C図の201に示してある。
第4B図には、炉心内の選ばれた場所に於ける制御棒の引
出しに関係する典型的な曲線が示されている。これらの
グラフは、炉心流量43％の時の種々の出力レベルに対す
るものである。
第4C図には、制御棒の別の場所及び炉心流量の場合の一
群のこの様な曲線が示されている。
炉心流量変化アルゴリズムの際のMCPR保護アルゴリズム こゝでRBSoは運転限界の制御棒阻止（流量阻止）設定
点、 RBSSは安全限界の制御棒阻止（流量阻止）設定点、 LPRMiはB,C,Dレベルからの４つの隅のLPRMの初期の平均
の和（システム・アルゴリズム参照）、 Aoは制御棒の引出しによる運転限界の制御棒阻止のゆと
り係数であり、これは制御棒引張り距離の既知の関数で
あって、システム・アルゴリズムで述べたAoと同じであ
る。
ASは制御棒の引出しによる安全限界の制御棒阻止の為の
ゆとり係数であり、制御棒引張り距離の既知の関数であ
って、システム・アルゴリズムで述べたASと同じであ
る。
RMCPRiは初期領域別MCPR（システム・アルゴリズム参
照）、 OLMCPRはシステム・アルゴリズムの場合と同じ、 SLMCPRはシステム・アルゴリズムの場合と同じ、 Afは炉心流量変化による制御棒阻止の為のゆとり率であ
り、これは初期炉心流量及び最終炉心流量の既知の関数
である。
Af＝１＋ｆ（Wi,Wf）,Wi＝WfであればAf＝１ 但し ｆ（Wi,Wf）＝1.953×10-2（Wf−Wi） −1.722×10-4（Wf 2−Wi 2） ＋0.534×10-6（Wf 3−Wi 3） Ａ総合,Oは運転限界の阻止に対して、制御棒の引張りと
流量の変化の両方を考慮に入れた総合ゆとり係数、 Ａ総合,Sは安全限界阻止に対して制御棒の引張り及び流
量の変化の両方を考慮に入れた総合ゆとり係数である。
このアルゴリズムは、流量変化によるAfが炉心全体にわ
たって一様であることを示している。制御棒の引張り及
び流量変化を組合せた全体的な総合Ａ係数は、制御棒の
引張りによるＡ係数に流量変化によるＡ係数を乗ずるこ
とによって得られる。
アルゴリズムの基本 炉心流量変化は一般的に炉心全体にわたって一様である
から、一様な束流量変化が一様な束出力変化を招く。MC
PRの変化の比も、特定の出力及び流量状態で一様であ
る。この為、特定の出力及び流量状態では、炉心の全て
の領域に対して一定のAfが得られる。特定の出力及び流
量状態に於けるAfの値は、臨界出力変化の比だけに比例
する。この関係を示すと、Afの定義により こゝでLPRMはB,C,DレベルのLPRMの和を表わす。
こゝでCPは特定の流量状態（並びに出力状態）に於ける
束の臨界出力を表わす。
これは、Afは、流量変化の後の最終的な臨界出力と、流
量変化の前の初期臨界出力の間の比と大体等しいことを
示す。炉心流量が一定の時の種々の出力状態から最も控
え目なAfの値をとれば、炉心流量だけの関数としてのAf
曲線を設定することが出来、これは束臨界出力の変化の
比と同じ傾向を辿る。流量が増加すると、臨界出力が増
加するから、Afは常に１より大きい。流量が少なくなる
時、Afは一層大きくなる。これは臨界出力変化比が一層
大きくなるからである。流量が一層大きくなる時、臨界
出力変化比が小さくなるから、Afも小さくなる。Afは次
の様に表わすことが出来る。
Af＝１＋ｆ（Wf,Wi）;Wf＝WiであればAf＝１ こゝでWf及びWiは最終及び初期炉心流量である。
炉心流量変化によるAfは、制御棒引出し動作の間変化し
ない独立の係数である。制御棒の引出し及び流量変化の
動作が組合さった場合を表わす総合Ａ係数は、炉心流量
によるAfに制御棒の引出しによるＡ係数を乗ずることに
よって求めることが出来る。
Af関数の決定 Afの正確な値は、各々の典型的な動作点で行なわれる10
％炉心流量変化状態（制御棒の引張りがない）に基づい
て決定される。10％の流量変化に対するAfの値が、初期
炉心流量の関数として、第5A図に示されている。
Afの結果に基づくと、どんな値でも、一定の炉心流量で
は、出力が小さい時のAfは常に一層小さくなることが判
る。Afが小さいことは控え目のAfであること（即ち、制
御棒阻止設定点が一層小さいこと）を表わすから、こう
云う最低の出力状態に於ける余裕を持つAfの平均値を取
出して、炉心流量だけに関係するAf関数を構成する。使
う余裕は、95％の確率及び50％の確信度である。この曲
線が第5A図に示されている。これは次の様に述べること
が出来る。
この式を積分すれば Af−１＝1.953×10-2（Wf−Wi） −1.772×10-4（Wf 2−Wi 2） ＋0.534×10-6（Wf 3−Wi 3） この関係が、初期及び最終炉心流量の関数としてAfを決
定する為、炉心の流量変化により制御棒阻止アルゴリズ
ムに入れられる。初期流量を40％、50％、60％とした場
合が第5B図に示されている。
当業者であれば、この結果得られる式は、プログラムさ
れたマイクロプロセッサで敏速に解くことが出来ること
が理解されよう。
制御棒の引出しの際の燃料棒の機械的な温度限界の違反
を防止する為のアルゴリズム 燃料の機械的な温度限界に関係する２つの運転限界があ
る。１つは最高燃料棒出力密度又は最高線形熱発生率
（MLHGR）であり、これは主にペレットの膨張応力によ
る被覆の破損を防止する為の限界を監視する。もう１つ
は最高平均平面状線形熱発生率MAPLHGRで、冷却材消滅
事故（LOCA）の時の被覆温度を制限する為に、この値に
保たなければならない。この研究で、制御棒の引出しに
よる領域別最高平均平面状線形熱発生率の変化に対する
LPRMの応答は、領域別のMLHGRの変化に対するLPRMの応
答と殆んど同一であることが判った。MAPLHGR限界は、
燃料棒の局部的なピーキング係数を考慮に入れて、燃料
棒熱流限界から導き出される。MAPLHGR限界及びMHGR限
界は密接な関係があり、一般的に数パーセントだけ違
う。２つの限界の変化に対するLPRMの応答が殆んど同一
であるから、燃料の機械的な限界の保護の為のATLM制御
棒阻止論理には、どちらの限界を使ってもよい。後で説
明する様に、Ｂの値に限界的な控え目の余裕を加えるこ
とにより、MAPLHGR又はMLHGRに基づくアルゴリズムは、
MAPLHGR及びMLHGRの燃料の機械的な限界の保護を適切に
行なう。
炉心モニタ・モデルでは、平均平面状LHGRがモデルによ
って計算され、MAPLHGR限界は、燃料の種類及び束の露
出の関数である入力の値である。両者の比MAPRATもモデ
ルによって計算され、出力の編集によって容易に得られ
る。このMAPRATの値を制御棒阻止設定値の計算アルゴリ
ズムに使う。更に、定格外れの状態に於ける最悪の過渡
状態の際の過出力状態は、定格状態より一層重大になる
惧れがあるから、定格外れ状態で用いる場合、MAPLHGR
又はMLHGR限界には出力及び流量に関係する乗数を含め
なければならない。
MAPLHGRアルゴリズムの式 MAPLHGR限界と処理済みLPRM出力の間の関係を左右する
式は、各々の燃料監視領域に対して、次の様に表わされ
る。
こゝでRBSm（Ｘ）はLPRMレベルＸに於けるLAPLHGRの運
転限界の制御棒阻止設定点、 LPRMi（Ｘ）は、16個の束からなる各々の燃料領域の四
隅にある４つのLPRM（レベルＸ）の初期の平均値であ
る。ＸレベルのLPRMによって監視される領域は、LPRMよ
り1.5呎まで上方で、LPRMより1.5呎下方までの領域であ
る。（周辺領域では、一層数の少ない束を有する領域を
カバーするLPRMが、４個未満であることがある。） Bm（Ｘ）は、ＸレベルのLPRMに対するMAPLHGRの運転限
界の制御棒阻止ゆとり係数であり、これは出力及び制御
棒の位置の関数である。
MPは定格外れの状態に於ける最悪の過渡状態での過出力
状態を考慮する為の定格外れ出力係数であり、これは出
力の既知の関数である。
MAPRATi（Ｘ）はレベルＸに対する領域別初期最高MAPRA
P、即ちＸレベルのLPRMによってカバーされる３呎の区
間を持つ16個の束の最高MAPRAT（周辺領域の場合は束が
16個より少ない）であり、これは炉心モニタ・モデルか
らの既知の入力である。
アルゴリズムの基体 平均平面状LHGR（APLHGR）は、kw/ftで表わした計算に
よる束平均燃料ペレット出力密度である。LPRMによって
監視される領域に於ける最高APLHGRは、中性子束レベル
を表わすLPRM出力に比例すると仮定することが出来る。
LPRM∝RAPLHGR こゝでRAPLHGRは領域別最高APLHGRである。２つの異な
る出力レベルに対しては LPPMストリングの隣りにある制御棒を引出す時、LPRMス
トリングの隣りにあるこの制御棒の周りの燃料区間の真
の燃料出力密度が測定される。一方が限界的な状態であ
る２つの出力状態に対しては Ｂが過小測定係数である。右辺の値をMAPRATで表わす
と、即ちRAPLHGRをMAPLHGRで除すと こゝでＢは燃料棒の引出しのある燃料領域ではＢ＝関数
（出力、流量、制御棒の位置）であり、 制御棒の引出しのない燃料領域では、Ｂ＝１である。
MAPLHGRは、定格外れの状態に於ける最悪の過渡状態で
の過出力状態に基づいて出力及び流量に関係するから、
定格外れの状態の設定点の計算に対する式には、MAPLHG
Rの定格外れ出力乗数（MP）を含めなければならない。
即ち 全ての出力及び流量状態をカバーすると共に、４つのLP
RMの全てのレベルに用いる様に、Ｂを決定しなければな
らない。
Ｂの値の決定 Ｂの値を決定する方法は、MCPR設定点アルゴリズムでＡ
係数を決定する方法と同様である。任意の出力及び流量
状態で、LPRM出力と局部領域別最高APLHGRの間の関係
は、主にこの領域にある隣接した制御棒の引出し位置に
関係する。異なる出力及び流量状態では、Ｂの値が異な
る。炉心出力、流量及び制御棒の位置に対するＢの値の
依存関係を求める為、MCPRアルゴリズムで使われたのと
同じ一群の運転状態から典型的な出力及び流量状態を選
んで使う。こう云う典型的な場合は、出力／流量運転領
域全体をカバーする典型的な運転状態から重要度が高い
一群の制御棒を引張り出す制御棒の引出しの場合であ
る。
上に述べた場合に基づいて、LPRMのレベルA,B,C及びＤ
によって監視される４つの領域の各々に対し、種々の運
転状態に対する制御棒引出し位置の関係として、一群の
Ｂの値の曲線を作成する。その結果の例が第6A図及び第
6B図に示されている。これらの結果は、一般的に、Ｂの
値は制御棒の位置と、関連するLPRMの高さとの間の距離
に応じて変化することを示す。最初は深い制御棒では、
Ｂの値は、制御棒がLPRMの高さの近辺まで引出されるま
では、１に近く、その近辺まで引出されると、Ｂの値が
減少する傾向を持つ。例えばLPRMのＣレベルでは、Ｂの
値は0.84と云う小さい値に下がる。
制御棒をLPRMの高さに極く近い位置まで引出した後、Ｂ
の値は１近くに再び増加し始め、そこで制御棒はLPRMか
ら離れている。これは前に述べた制御棒の密度効果の為
である。然し、制御棒の初期位置がLPRMの高さに近いか
又はその高さの所にある場合、それ以上制御棒を引張っ
ても、Ｂの値はもはや減少しない。その代りに、制御棒
が完全に引出されるまで、この値は１に近い状態にとゞ
まる。更にこれらの結果は、炉心の出力が高い状態で
は、制御棒の位置がLPRMに近い時でも、Ｂの値は高い値
にとゞまることを示している。この為、異なる２つの出
力範囲に対し、異なる２組の限界的なＢの値を選択する
ことが可能になる。
限界的な場合の結果に基づいて、各々のLPRMのレベルに
対し、１組の非常に控え目な限界的な余裕係数であるＢ
の値の曲線を取出す。これが第6A図及び第6B図に実線及
び破線で示されている。実線は低出力範囲（出力65％未
満）に適用すべきであり、破線は高出力範囲（出力65％
より高い）に適用すべきである。こう云う１組のＢの値
の余裕が、LPRMセンサの不規則な確率15％の故障に適切
に対処することが出来ることが実証された。
MLHGRアルゴリズムの式 MLHGR限界と処理済みLPRM出力との間の関係を左右する
式は、MAPLHGRアルゴリズムの式と同様であり、各々の
燃料監視領域に対して次の様に表わされる。
こゝでRBSM（Ｘ）はLPRMのレベルＸに於けるMLHGR運転
限界制御棒阻止設定点、 LPRMi（Ｘ）は16束からなる各々の燃料領域の４隅に於
ける４つのLPRM（レベルＸ）の初期平均値である。Ｘレ
ベルのLPRMによって監視される領域は、LPRMより1.5呎
まで上方並びにLPRMより1.5呎下方にわたってカバーさ
れる領域である。（周辺領域では、一層少ない数のカバ
ーを持つ領域をカバーするLPRMは４個より少ないことが
ある。） BM（Ｘ）はレベルのLPRMに対するMLHGR運転限界制御棒
阻止の余裕係数で、この係数は出力及び制御棒の位置の
関数である。
MPは定格外れ状態に於ける最悪の過渡状態の際、出力状
態に対して考慮される定格外れ出力係数であり、これは
出力の既知の関数である。全ての出力状態に対する運転
限界として、13.4KW/FTを使えば、MP＝１である。
KW/FTi（Ｘ）はレベルＸに対する領域別初期最高KW/F
T、即ち、ＸレベルのLPRMによってカバーされる３呎の
区間内の16束に対する最高KW/FTである。（周辺領域で
は、16束未満のことがある。）KW/FTi（Ｘ）は炉心モニ
タからの既知の入力である。
アルゴリズムの基体 MLHGRアルゴリズムの基本はMAPLHGRアルゴリズムの場合
と同様である。LPRMによって監視される領域の最高LHGR
は、中性子束レベルを表わすLPRM出力に比例すると仮定
することができる。即ち LPRM∝M.KW/FT こゝでM.KW/FTが領域別最高KW/FTである。
２種類の異なる出力レベルに対し LPRMストリングの隣りの制御棒を引出している時、LPRM
スリングの隣合せのこの制御棒の周りの燃料区間の真の
燃料出力密度が不足して測定される。一方が限界状態で
ある２つの出力状態に対し こゝでＢは不足測定係数であり、 制御棒の引出しがある燃料領域ではＢ＝関数（出力、流
量、制御棒の位置）であり、 制御棒の引出しのない燃料領域では、Ｂ＝１である。
MLHGR（MP）に対する定格外れ出力乗数を含めれば Ｂは、全ての出力及び流量状態をカバーする様に、そし
てLPRMの４つのレベル全部に用いられる様に決定しなけ
ればならない。
Ｂの値の決定 MAPLHGRアルゴリズムに対するＢの値を決定する方法に
従って、MLHGRアルゴリズムに対するＢの値を決定す
る。同じ典型的な制御棒の引出しの場合を使う。こう云
う場合に基づいて、LPRMのレベルA,B,C及びＤによって
監視される４つの領域の各々に対し、種々の運転状態に
対する制御棒の引出し位置の関数として、一群のＢの値
の曲線を作成する。その結果はMAPLHGRのＢの値の結果
と殆んど同一であることが判る。
炉心の流量変化によるMLHGR及びMAPLHGRアルゴリズム 炉心の流量変化の際のKW/FTの変化を感知するＢの値を
評価する。理論的な観点からは、流量変化の間のＢの値
は常に１であると結論される。その理由は次の通りであ
る。
イ）流量変化は炉心の幅全体にわたって一様な変化であ
り、その結果生ずる出力変化は一様であり、炉心の幅に
わたって初期出力に比例する。
ロ）束出力変化又はKW/FT変化は一様であり、一般的に
は束の位置には無関係に、初期束出力に比例する。
ハ）領域別出力変化を監視するLPRMの変化は、出力（又
はKW/FT）変化に比例する。この為、Ｂの値は１にな
る。
上に述べた結論が、３次元炉心モニタ・モデルの解析に
よって確認され、検証された。流量変化によるMLHGRア
ルゴリズムのＢの値は、出力／流量状態に関係なく、１
であることが決定された。
自己試験装置のアルゴリズム ハードウエアの組込み自己試験の特徴の他に、自己試験
装置は両方のチャンネルに４つの試験機能を持ってい
る。
イ）発電所パラメータの計算対測定値 原子炉圧力、給水流量、給水温度、炉心流量、原子炉出
力（APRM）及び選ばれたAPRMの測定データの入力を受取
る。モニタの結果（上に述べたパラメータを含む）がダ
ウンロードされた時点で、こう云うデータを計算データ
と比較する。２組のデータが予め設定された不確実係数
だけ異なった場合、制御棒阻止及び警報を発する。
ロ）ATLMアルゴリズム試験 何れのチャンネルでも、他方のチャンネルからの設定点
計算結果を受取る。この結果を自分のチャンネルの結果
と比較する。両者が予め設定した誤差余裕以内で一致し
なければ、制御棒阻止及び警報を発する。
ハ）全体的な機能試験（手動） オペレータによる試験指令を開始する時、模擬高LPRM比
信号をアルゴリズム／比較装置に送って、引きはずし信
号を発生する。
ニ）設定点計算試験（手動） 試験指令を開始した時、ATLM機能試験としての設定点試
験の検査の為、標準計算データの表示を利用することが
出来る。
システム論理 イ）データ入力 積極的な制御棒の移動が進行中でない時、オンライン・
モニタによって計算された領域別（16束ブロック又はそ
れ未満）の温度限界データをATLMプロセッサのメモリに
自動的にダウンロードする。始動の前、サイクルの初め
に、運転限界表（出力及び流量の関数）、安全限界MCPR
の値、及び相対的な制御棒の引張り距離の関数としての
Ａ係数曲線を手作業で入力する。APRM（基準）、炉心流
量、LPRMの読み、制御棒の位置を連続的に走査して、AT
LMプロセッサのメモリに入力する。MCPR、処理済みLPRM
の読み、制御棒の位置は２次元の行列である。（KW/FT
で表わした出力密度、KW/FT監視用の処理済みLPRMの読
みは３次元行列である。） 始動の前、サイクルの初めにＢ係数表を手作業で入力す
る。領域別最高KW/FTデータ又はオンライン・モニタに
よって計算されたMAPRAPデータ（３次元）がプロセッサ
のメモリにダウンロードされる。
ロ）初期設定 新しいモニタの計算及びデータのダウンロードにより、
全てのＡ係数を１に初期設定し、全ての相対的な制御棒
の引張り距離を０に初期設定し、全ての制御棒の位置を
初期位置と名付け直す。制御棒が選択されたら、選択さ
れた制御棒（１つ又は複数）のI.D.、その位置、及び関
連する領域（１つ又は複数）を同定して記録する。モニ
タのデータのダウンロードの後の最初の制御棒の引張り
の初めに、全ての入力の温度限界及びLPRMデータを初期
値、例えば、LPRMi、RMCPRiと名付け直す。LPRMi及びRM
CPRiの値は、次のモニタ・データの更新及びダウンロー
ドまで、変えないでおく。Ａ係数は、最後のモニタ・デ
ータの更新以降の同じ棒の現在位置と初期位置の間の制
御棒の位置の差だけに関係する。
新しいモニタの計算及びデータのダウンロードがあった
時、全てのＢ係数の値は、制御棒の初期位置の関数とし
て、選定された値に初期設定される。全ての入力のKW/F
T又はMAPRATデータは初期値と名付け直される。
ハ）アルゴリズム計算時間サイクル このアルゴリズムは、計算の為に、制御棒の位置及びOL
MCPRの最も最近に走査された値を使う。計算は100乃至2
00ms程度である。実際の計算（即ち、CPU）時間は、ア
ルゴリズムの簡単さの為、並びにマイクロプロセッサの
現在能力の為、100msよりずっと短い。アルゴリズムの
計算は、最初の制御棒の引張りを開始するときに開始さ
れる。制御棒の運動が停止してから数分後に終了する。
（提唱時間は５分である。）積極的な制御棒の運動が進
行していない時でも、アルゴリズムの計算は、一層長い
時間サイクルで周期的に実行して、流量変化並びに／又
はキセノンの変化が原因で起るOLMCPR及び／又は出力密
度限界の余裕を監視する。
ニ）テーブル・ルックアップ オンライン・テーブル・ルックアップによってＡ係数及
びOLMCPRを決定する。前者は制御棒の相対的な引張り距
離の関数として求め、後者は原子炉出力（APRM）及び炉
心流量の関数として求める。引張られる全ての制御棒に
対し、並びに影響を受ける対応する全ての燃料領域に対
し、最後のモニタ更新以降の制御棒の相対的な引張り距
離に基づいて、Ａ係数をアルゴリズムに適用する。
Ｂ係数の値及びMPの値はオンライン・テーブル・ルック
アップを通じて決定する。前者は制御棒の位置及び出力
の関数として求め、後者は原子炉出力（APRM）及び炉心
流量の関数として求める。
ホ）3Dモニタの結果のダウンロード 計算が完了し、積極的な制御棒の運動がなく、自己試験
が成功で完了した後、モニタの計算結果を自動的にダウ
ンロードする。モニタの計算及びダウンロードは、１組
の制御棒引出し運動の終りに常に実行される。これによ
って、モニタ計算中の連続的な制御棒の運動による誤差
が導入されることが避けられる。運転限界のMCPR及びKW
/FT（又はMAPRAT）設定点計算では、自己試験が完了し
た後、モニタの結果が自動的にアルゴリズムの入力デー
タ入力メモリに移送される。安全限界MCPR設定点計算で
は、このデータをアルゴリズムの入力データ入力メモリ
に移送する前に、モニタの温度限界データの正しさをオ
ペレータが確認することが必要である。SLMCPR設定点が
運転限界MCPR設定点を越えた場合、SLMCPR設定点温度限
界入力の更新が必要である。
ヘ）制御棒の阻止 瞬時的に走査されて処理されたLPRMの値がどれか１つの
設定点を越えた場合、比較装置によって制御棒阻止信号
が発生され、作動する為にRCISへ送られる。然し、新し
い設定点の計算で、もはや設定点を越えていないことが
判れば、この制御棒阻止信号をリセットして解除するこ
とが出来る。プログラムされた制御棒引出し順序によっ
て自動的に又は手作業により、他の制御棒（１つ又は複
数）を選択して引出すことが出来る。故障したLPRM検出
器の数が許容限界（次の部分で定義する）を越えた場
合、（RCISにより）制御棒阻止信号が出される。
ト）制御棒阻止のリセット SLMCPRで制御棒を阻止する場合、自動的に又は手作業で
リセットすることが出来ない。この状態では、自動にあ
れば、運転を手動に移さなければならない。OLMCPR制御
棒阻止機能が働くまで、自動に戻すことが出来ない。こ
の時、オペレータは、別の設定点の計算によって、瞬時
的なATLM信号がもはやSLMCPR設定点を越えていないこと
が判った場合にだけ、手作業で阻止をリセットすること
が出来る。OLMCPRで制御棒を阻止する場合、別の設定点
の計算で、瞬時的なATLM信号がもはや設定点を越えてい
ないことが判った場合にだけ、リセットすることが出来
る。OLMCPRで制御棒を阻止する場合、リセットの解除は
自動的に又は手作業で行なうことが出来る。自動リセッ
トでは、阻止された制御棒は最初若干挿入（１％行程）
すべきである。この論理は自動制御棒運動論理にプログ
ラムすることが出来る。
チ）流量阻止及びリセット 流量阻止アルゴリズムによって計算された設定点をLPRM
の値が越えた場合、流量阻止信号が循環流量制御装置に
送られる。この後のATLMの読みが設定点を越えていなけ
れば、オペレータの動作によってそれを解除することが
出来る。
リ）自己試験 自己試験装置には４つの機能がある。発電所パラメータ
の計算値対測定値の試験、ATLMアルゴリズムの性能試
験、手作業の機能試験及び試験表示センサである。最初
の２つの試験の何れか１つが不合格であると、制御棒阻
止信号及び警報が出される。機能試験は常に制御棒阻止
及び警報を出す。
ヌ）3Dモニタの計算頻度 一定出力運転の間、モニタの計算の頻度は１時間乃至２
時間毎に設定することが出来る。出力変化の運転の間、
頻度の出力の10％の変化毎に１回、又は20分毎に１回の
内、早い方に設定することが出来る。Ａ係数が控え目で
ある為に、ATLM論理によって全ての制御棒の引出しが一
時的に禁止された時、発電所の発電及び制御装置によっ
て自動的にモニタの計算を要求することが出来る。モニ
タの新しい更新により、この状態では全ての制御棒の阻
止が解除される。オペレータの要請により、何時でも要
求することも出来る。
LPRMの故障 LPRM室の破損がATLMの処理済みLPRMの読みに影響を与
え、それが適正な制御棒阻止設定点に影響することがあ
る。この為、設定されたLPRM監視方式に対する許容可能
な故障率を設定しなければならない。最終的な限界的な
A/B係数は、平均15％の不規則なLPRMの故障率をカバー
する余裕を持っている。
許容し得る故障率を特定する下記の論理を用いる。16束
のブロックを取囲む任意の４つのLPRMストリングに対
し、LPRMの故障数が、こう云う４つのストリングによる
監視用の設計されたセンサの数の50％を越えた場合、こ
の領域の出力が制御棒阻止を出す。然し、この領域を側
路して、この制御棒阻止を解除することが出来る。４つ
又は８つの燃料領域をカバーする任意の連動制御棒引出
し動作の間、３つまでの領域を側路し、平均エネルギを
働かせて、こう云う領域にある動作状態にある制御棒を
依然として引張ることを許すことが出来る。これは連動
制御棒動作を考慮に入れている。具体的に云うと、KW/F
Tの監視では、各々のレベルで４つのLPRMセンサの内、
少なくとも２つが動作状態であるべきであり、そうでな
ければ、運動制御棒動作の間、３つまでの領域を側路す
ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
第１図は制御棒の引出しを阻止する装置及び冷却材の流
れサイクルを図式的に示す原子炉の略図であり、この装
置はこの明細書で説明するモニタ方法及び装置のアルゴ
リズムによる後動作行程によって作動される。 第２図は炉心内にある16個の燃料束からなる典型的な群
を示す略図であり、４つの制御ブレードの場所並びに局
部出力範囲モニタの配列を図式的に示す。 第３図はATLMマイクロプロセッサ回路の回路図、 第4A図は所定の原子炉で起り得る特定の出力及び流量の
領域を示す出力流量線図であり、ATLMパラメータである
A,B係数を計算する為のデータベースを形成する動作状
態をも示している。 第4B図は典型的な原子炉で出会う様な定められた変化を
示す為に、予め選ばれた出力状態での種々の制御棒の群
の異なる制御棒引出し工程に対して変化する「Ａ係数」
定数を示す１例のグラフであり、このグラフでは炉心流
量は一定の値としている。 第4C図は第4B図と同様な定数を示すもう１つの例のグラ
フであり、これは「最悪の場合」曲線によって区切られ
ているが、この曲線がこの発明の一面に従って定数を決
定するのに利用される。 第5A図は流量阻止アルゴリズムで流量の変化に対して利
用される、流量のＡ係数の最適の一定の差分変化を示す
図、 第5B図は炉心流量の変化に対して２次元で解く曲線を示
す図であり、こう云う曲線はマイクロプロセッサで速や
かに解くことが出来る。 第6A図及び第6B図は線形出力発生率に利用する一群の曲
線を示す図であり、これらの曲線は、予め選ばれた局部
モニタの点、並びに制御棒の予め選ばれた高さに対し、
種々の出力及び流量状態にある任意の群内にある全ての
管に沿った引出しの計算定数（Ｂ係数）を決定する為に
用いることが出来る。ここで、第6A図は高さＣにあるLP
RMの場合を示し、第6B図は高さＤにあるLPRMに対する場
合を示す。 主な符号の説明 C:炉心 R:循環ポンプ 50:制御棒 52:流体圧制御装置 63乃至66:モニタ・ストリング A,B,C,D:各レベルのモニタ 96:制御棒阻止信号 98:流量変化阻止信号 100:中性子監視装置 102:炉心シミュレータ 120:自動温度限界モニタ

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】監視される別々の燃料束群を持つ原子炉炉
    心内の実時間出力上昇を最低臨界出力比の関数として自
    動的に阻止する方法に於て、 局部出力範囲モニタの複数個の垂直ストリングを通じ
    て、炉心の全ての別々の監視される燃料束群に於ける原
    子炉局部出力データを求める為に初期局部出力範囲モニ
    タの読みを温度限界モニタへ供給し、各ストリングは異
    なる高さに配置された複数個の局部出力範囲モニタを含
    んでおり、 前記燃料束群に於ける核反応を制御する為に、前記燃料
    束群に対する入込み位置を持つ一群の制御棒からの制御
    棒位置データを前記温度限界モニタへ供給し、 前記炉心を通る初期流量値を前記温度限界モニタへ供給
    し、 前記炉心に於ける炉心平均出力データを前記温度限界モ
    ニタへ供給し、 前記温度限界モニタ内で、前記炉心平均出力データ及び
    前記初期流量値を利用して運転限界の最低臨界出力比を
    決定し、 前記温度限界モニタ内で、原子炉温度限界出力計算モデ
    ルを利用して、前記燃料束群に対する許容し得る最低臨
    界出力比を決定し、 該許容し得る最低臨界出力比を前記出力計算モデルから
    前記温度限界モニタ内のメモリにダウンロードし、 前記制御棒の引出し位置の関数として予め決定された少
    なくとも１つの定数を前記温度限界モニタ内で、オンラ
    インで表を検索して求め、該定数は、前記燃料束群から
    全ての制御棒を引出した場合の最悪の場合のシナリオを
    表わす値を構成し、 前記定数、前記運転限界の最低臨界出力比、前記初期局
    部出力範囲モニタの読み及び前記許容し得る最低臨界出
    力比に基づいて、前記温度限界モニタ内で前記局部出力
    範囲モニタ出力に対する限界を計算し、 前記温度限界モニタ内で瞬時的な局部出力範囲モニタの
    読みを前記限界と比較し、 該限界に達したことに応答して前記出力上昇を自動的に
    阻止する工程を含む方法。
  2. 【請求項２】前記温度限界モニタ内で、オンラインで表
    を検索して、制御棒の引出し位置の予定の関数としての
    少なくとも１つの第２の定数を求め、該定数は前記燃料
    束群から全ての制御棒を引出した場合の最悪の場合のシ
    ナリオを表わす値を構成し、 前記炉心平均出力データ及び前記初期流量値を利用して
    安全限界最低臨界出力比を決定し、 前記第２の定数、前記安全限界最低臨界出力比、前記初
    期局部出力範囲モニタの読み及び前記許容し得る最低臨
    界出力比に基づいて、局部出力範囲モニタの出力に対す
    る第２の限界を計算し、 瞬時的な局部出力範囲モニタの読みを前記第２の限界と
    比較し、 該第２の限界に達したことに応答して出力上昇を自動的
    に阻止する工程を含む請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】前記限界に達したことに応答して出力上昇
    を自動的に阻止する工程が、制御棒の引出し阻止する工
    程を含む請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】前記限界を計算する工程が、前記燃料束群
    の各々並びに全てに対する限界を計算することを含み、 前記比較する工程が、瞬時的な局部出力範囲モニタの読
    みを燃料束群の各々並びに全てに対する前記限界と比較
    することを含む請求項１記載の方法。
  5. 【請求項５】別々の監視される燃料束群を持つ炉心の実
    時間の出力上昇を最高線形熱発生率の関数として自動的
    に阻止する方法に於て、 局部出力範囲モニタの複数個の垂直ストリングを通じ
    て、炉心の全ての別々の監視される燃料束群に於ける原
    子炉局部出力データを温度限界モニタへ供給し、各々の
    ストリングは異なる高さに配置された複数個の局部出力
    範囲モニタを含み、 前記燃料束群に於ける核反応を制御の為に、前記燃料束
    群に対する入込み位置を持つ一群の制御棒から制御棒位
    置データを前記温度限界モニタへ供給し、 前記炉心を通る初期流量値を前記温度限界モニタへ供給
    し、 前記炉心に於ける炉心平均出力データを前記温度限界モ
    ニタへ供給し、 前記温度限界モニタ内で前記炉心平均出力データ及び前
    記初期流量値を利用して運転限界の最高線形熱発生率を
    決定し、 前記温度限界モニタ内で原子炉温度限界出力計算モデル
    を利用して、前記燃料束群に対する許容し得る最高線形
    熱発生率を決定し、 該許容し得る最高線形熱発生率を前記出力計算モデルか
    ら前記温度限界モニタ内のメモリにダウンロードし、 前記温度限界モニタ内で、オンラインで表を検索して、
    制御棒の引出しの予定の関数としての少なくとも１つの
    定数を求め、該定数は、燃料束群の選ばれた高さに対す
    る前記局部出力データ比並びに許容し得る最高線形熱発
    生率の比の比に対し、全ての制御棒を引出した場合の最
    悪の場合のシナリオを表わす値を構成し、 前記定数、前記運転限界の最高線形熱発生率、前記初期
    局部出力範囲モニタの読み及び前記許容し得る最高線形
    熱発生率に基づいて、前記温度限界モニタ内で前記局部
    出力範囲の出力に対する限界を計算し、 前記温度限界モニタ内で瞬時的な局部出力範囲モニタの
    読みを前記限界と比較し、 該限界に達したことに応答して出力上昇を自動的に阻止
    する工程を含む方法。
  6. 【請求項６】前記限界に達したことに応答して出力上昇
    を自動的に阻止することが、制御棒の引出しを阻止する
    工程を含む請求項５記載の方法。
  7. 【請求項７】前記限界に達したことに応答して出力上昇
    を自動的に阻止する工程が、流量の変化を阻止する工程
    を含む請求項５記載の方法。
  8. 【請求項８】前記流量の変化、限界及び該限界を決定す
    るアルゴリズムが有効な出力阻止機能である請求項７記
    載の方法。
  9. 【請求項９】前記比較する工程が、各々の並びに全ての
    燃料束群の異なる選ばれた高さの各々に対する限界に対
    し、瞬時的な局部出力範囲モニタの読みを比較すること
    を含む請求項５記載の方法。
  10. 【請求項１０】別々の監視される燃料束群を持つ炉心の
    実時間の出力上昇を最高平均平面状線形熱発生率の関数
    として自動的に阻止する方法に於て、 局部出力範囲モニタの複数個の垂直ストリングから、選
    ばれた高さに於ける全ての別々の監視される燃料束群に
    於ける原子炉局部出力データを温度限界モニタへ供給
    し、各々のストリングは前記選ばれた高さに配置された
    複数個の局部出力範囲モニタを有し、 前記燃料束群に於ける核反応を制御の為、前記燃料束群
    に対する入込み位置を持つ一群の制御棒からの制御棒位
    置データを前記温度限界モニタへ供給し、 前記炉心を通る初期流量値を前記温度限界モニタへ供給
    し、 前記炉心に於ける炉心平均出力データを前記温度限界モ
    ニタへ供給し、 前記温度限界モニタ内で、前記炉心平均出力データ及び
    前記初期流量値を利用して運転限界の最高平均平面状線
    形熱発生率を決定し、 前記温度限界モニタ内で原子炉温度限界出力計算モデル
    を利用して、前記燃料束群に対する許容し得る最高平均
    平面状線形熱発生率を決定し、 該許容し得る最高平均平面状線形熱発生率を前記温度限
    界モニタ内のメモリへダウンロードし、 前記温度限界モニタ内で、オンラインで表を検索して、
    制御棒の引出し位置の関数として予め決定された少なく
    とも１つの定数を求め、該定数は、前記燃料束群の選ば
    れた高さに対する前記局部出力データ比並びに許容し得
    る最高平均平面状線形熱発生率比の比に対して、全ての
    制御棒を引込めた場合の最悪の場合のシナリオを表わす
    値を構成し、 前記温度限界モニタ内で、前記定数、前記運転限界の最
    高平均平面状平均線形熱発生率、前記初期局部出力範囲
    モニタの読み及び前記許容し得る最高平均平面状線形熱
    発生率に基づいて、局部出力範囲モニタの出力に対する
    限界を計算し、 前記温度限界モニタ内で瞬時的な局部出力範囲モニタの
    読みを該限界と比較し、 該限界に達したことに応答して出力上昇を自動的に阻止
    する工程を含む方法。
  11. 【請求項１１】前記比較する工程が、各々の並びに全て
    の燃料束群に対する相異なる選ばれた高さの各々に対す
    る限界に対し、瞬時的な局部出力範囲モニタの読みを比
    較することを含む請求項10記載の方法。
  12. 【請求項１２】出力上昇を自動的に阻止する工程が、制
    御棒の引出しを阻止することを含む請求項10記載の方
    法。
  13. 【請求項１３】限界に達したことに応答して出力上昇を
    自動的に阻止することが、流量の変化を阻止する工程を
    含む請求項10記載の方法。
  14. 【請求項１４】流量の変化、限界、及び限界を決定する
    アルゴリズムは有効な出力阻止機能である請求項13記載
    の方法。
  15. 【請求項１５】別々の監視される燃料束群を持つ炉心の
    実時間の出力上昇を最低臨界出力比の関数として自動的
    に阻止する方法に於て、 局部出力範囲モニタの複数個の垂直ストリングを通じ
    て、炉心の全ての別々の監視される燃料束群に於ける原
    子炉局部出力データを求める為に初期局部出力範囲モニ
    タの読みを温度限界モニタへ供給し、各々のストリング
    は異なる高さに配置された複数個の局部出力範囲モニタ
    を含み、 前記燃料束群に於ける核反応を制御する為に、前記燃料
    束群に対する入込み位置を持つ一群の制御棒からの制御
    棒位置データを前記温度限界モニタへ供給し、 前記炉心の初期流量値を前記温度限界モニタへ供給し、 前記炉心に於ける炉心平均出力データを前記温度限界モ
    ニタへ供給し、 前記温度限界モニタ内で前記炉心平均出力データ及び前
    記初期流量値を利用して運転限界の最低臨界出力比を決
    定し、 前記温度限界モニタ内で原子炉温度限界出力計算モデル
    を利用して、前記燃料束群に対する許容し得る最低臨界
    出力比を決定し、 該許容し得る最低臨界出力比を前記出力計算モデルから
    前記温度限界モニタ内のメモリにダウンロードし、 炉心の初期流量値及び瞬時的な流量値の予定の関数であ
    る少なくとも１つの定数を前記温度限界モニタ内で、オ
    ンラインで表を検索して求め、該定数は複数個の出力及
    び流量状態に於ける全ての燃料束群に対する前記局部出
    力データ比の比並びに前記臨界出力比の比に対する最悪
    な場合を表わす値を構成し、 前記定数、前記運転限界の最低臨界出力比、前記初期局
    部出力範囲モニタの読み及び前記許容し得る最低臨界出
    力比に基づいて、前記温度限界モニタ内で前記局部出力
    範囲モニタの出力に対する限界を計算し、 前記温度限界モニタ内で瞬時的な局部出力範囲モニタの
    読みを前記限界と比較し、 該限界に達したことに応答して出力上昇を自動的に阻止
    する工程を含む方法。
  16. 【請求項１６】制御棒の引出し位置の予定の関数である
    少なくとも１つの第２の定数を前記温度限界モニタ内で
    オンラインで表を検索して求め、該第２の定数は燃料束
    群から全ての制御棒を引出したことに対する最悪の場合
    のシナリオを表わす値を構成し、 前記炉心平均出力データ及び前記流量値を利用して安全
    限界最低臨界出力比を決定し、 前記第２の定数、前記安全限界最低臨界出力比、前記初
    期局部出力範囲モニタの読み及び前記許容し得る最低臨
    界出力比に基づいて、局部出力範囲モニタの出力に対す
    る第２の限界を計算し、 瞬時的な局部出力範囲モニタの読みを該第２の限界と比
    較し、 該第２の限界に達したことに応答して出力上昇を自動的
    に阻止する工程を更に含む請求項15記載の方法。
  17. 【請求項１７】比較する工程が、各々の燃料束群に対す
    る限界に対し、瞬時的な局部出力範囲モニタの読みを比
    較することを含む請求項15記載の方法。
  18. 【請求項１８】限界に達したことに応答して出力上昇を
    自動的に阻止する工程が、流量の変化を阻止する工程を
    含む請求項15記載の方法。
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