JPH08271674A - Diagnostic method and device for remaining life of reactor - Google Patents

Diagnostic method and device for remaining life of reactor

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JPH08271674A
JPH08271674A JP7075898A JP7589895A JPH08271674A JP H08271674 A JPH08271674 A JP H08271674A JP 7075898 A JP7075898 A JP 7075898A JP 7589895 A JP7589895 A JP 7589895A JP H08271674 A JPH08271674 A JP H08271674A
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JP
Japan
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reactor
neutron
measuring means
nuclear
neutron flux
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JP7075898A
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Japanese (ja)
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Michiyoshi Yamamoto
道好 山本
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide a method and device for diagnosing remaining life of a reactor by accurately grasping the irradiation dose of neutron at each part of a reactor and predicting the aging degradation of in-core structure. CONSTITUTION: A small neutron flux detector 44 is inserted from outside of a reactor pressure vessel 1 and used during reactor operation by positioning more than one measuring position in the vicinity of structure material arranged around fuel assemblies. The neutron flux detected at the measuring position by the small neutron flux detector 44 is measured with a neutron flux measuring device 56 and the measured value is recorded on a neutron flux recorder 58. By evaluating neutron irradiation dose to the structure material of in-core structure at the measuring position based on the measured record of the neutron flux accumulated in the neutron flux recorder 58 and the reactor operation record, the aging degradation of the in-core structure using degradation characteristics data of various structure material and remaining life is diagnosed.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、構造物材料が受ける中
性子の照射量から炉内構造物の劣化を予測して原子炉の
余寿命を診断する方法及びそのための装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for diagnosing the remaining life of a nuclear reactor by predicting the deterioration of the reactor internal structure from the amount of neutron irradiation received by the structural material, and an apparatus therefor.

【0002】[0002]

【従来の技術】実験炉などで行われる構造材料への中性
子照射試験に際し、フラックスワイヤと呼ばれるCo,
Fe,Ni,Cu,Taなどの金属における(n,
γ)、(n,p)、(n,α)、(n,n’)核反応に
よるα,β,γ線の放出率を測定して中性子束を測定す
ることにより当該構造材料への中性子照射量を測定する
非核分裂性ドジメータが従来から知られている。また、
JEAC−4201−1986年度版に記載されている
「原子炉構造材の監視試験方法」では、発電用原子炉圧
力容器の監視試験片に適合する中性子ドジメータとし
て、Fe,Ni,Coが推奨されている。
2. Description of the Related Art When conducting a neutron irradiation test on structural materials in an experimental furnace or the like, Co called flux wire,
In metals such as Fe, Ni, Cu, Ta (n,
γ), (n, p), (n, α), (n, n ′) Neutrons to the structural material by measuring the neutron flux by measuring the emission rate of α, β, γ rays due to the nuclear reaction Non-fissile dosimeters for measuring irradiation dose have been conventionally known. Also,
In the "Monitoring Test Method for Reactor Structural Materials" described in JEAC-4201-1986, Fe, Ni, Co are recommended as neutron dosimeters suitable for monitoring test pieces of reactor pressure vessels for power generation. There is.

【0003】例えば図8に示すような加圧水型原子炉で
は、同図(a)の縦断面図及び同図(b)の横断面図か
ら分かるように原子炉容器10と炉心周りの炉心シュラ
ウド11の外側に位置するサーマルシールド12の外壁
の一部に、原子炉容器10の監視試験片の照射カプセル
14が装荷されている。そこで、この照射カプセル14
に上述した中性子ドジメータをモニタとして装荷するこ
とが検討されている。
For example, in a pressurized water reactor as shown in FIG. 8, as can be seen from the vertical sectional view of FIG. 8A and the horizontal sectional view of FIG. 8B, the reactor vessel 10 and the core shroud 11 around the core are shown. The irradiation capsule 14 of the monitoring test piece of the reactor vessel 10 is loaded on a part of the outer wall of the thermal shield 12 located outside the. Therefore, this irradiation capsule 14
It is considered to load the neutron dosimeter described above as a monitor.

【0004】また、図9に示すような沸騰水型原子炉で
は、同図(a)の要部を示す縦断面図から分かるように
原子炉圧力容器1と炉心シュラウド2の間の原子炉圧力
容器1の内壁1aの一部に原子炉圧力容器1の監視試験
片を組み込んだバスケット4が装荷されており、さら
に、中性子束の高い領域のうち、原子炉圧力容器1の受
ける照射量以上に加速照射される位置として、炉心上部
にある同図(b)に示すような上部格子板3の最外周部
3aの一部に加速用照射試験片のバスケット8が装荷さ
れている。そして、この場合も同様も上記バスケット
4,8中に上述した中性子ドジメータを試験片とともに
装荷することが検討されている。
In a boiling water reactor as shown in FIG. 9, the reactor pressure between the reactor pressure vessel 1 and the core shroud 2 can be seen from the longitudinal sectional view showing the main part of FIG. A basket 4 in which a monitoring test piece of the reactor pressure vessel 1 is incorporated is loaded on a part of the inner wall 1a of the vessel 1, and moreover, in a region where the neutron flux is high, a dose higher than the dose received by the reactor pressure vessel 1 is exceeded. As a position for accelerated irradiation, a basket 8 of accelerated irradiation test pieces is loaded on a part of the outermost peripheral portion 3a of the upper grid plate 3 as shown in FIG. In this case as well, it is considered to load the above-mentioned neutron dosimeter in the baskets 4 and 8 together with the test piece.

【0005】この場合、例えば監視試験片バスケット4
に装荷された中性子トジメータは、保守点検などのため
に原子炉を停止させたときに取り出し、原子炉外のホッ
トセルを有した実験室で中性子を測定する必要がある。
すなわち、図9に示した沸騰水型原子炉の場合には、バ
スケット下部6および上部サポート7にバスケットホル
ダ5を固定した状態で監視試験片バスケット4に装荷さ
れている中性子ドジメータを取り出し、原子炉外のホッ
トセルを有した実験室で中性子を測定しなければならな
い。また、上記中性子ドジメータは監視試験片バスケッ
ト4に固定されているために中性子の測定位置が限定さ
れ、原子炉内部の構造物の受ける中性子照射量をすべて
モニタできるわけではない。さらに、中性子ドジメータ
として推奨されているFe,Ni,Coが測定対象とす
るのに適した有効中性子エネルギー領域は、それぞれ、 Fe: 2〜8MeV または 0.2keV以下 Ni: 2〜8MeV Co: 0.1keV以下 であり、これらの中間(0.2keVと2MeVとの
間)のエネルギー領域の測定には難点があった。一般
に、構造材料の中性子による損傷は0.1〜1MeV以
上のエネルギー領域にある中性子の照射量が寄与してい
るため、この領域を精度良く把握することが材料の照射
による損傷を評価する上で重要である。
In this case, for example, the monitoring test piece basket 4
It is necessary to take out the neutron todimeter loaded into the reactor when the reactor is shut down for maintenance and other purposes, and measure neutrons in a laboratory equipped with a hot cell outside the reactor.
That is, in the case of the boiling water reactor shown in FIG. 9, the neutron dosimeter loaded in the monitoring test piece basket 4 with the basket holder 5 fixed to the lower basket 6 and the upper support 7 is taken out, Neutrons must be measured in a laboratory with an external hot cell. Further, since the neutron dosimeter is fixed to the monitoring test piece basket 4, the neutron measurement position is limited, and not all neutron irradiation doses of the structures inside the nuclear reactor can be monitored. Further, the effective neutron energy ranges suitable for Fe, Ni, and Co recommended as neutron dosimeters are Fe: 2 to 8 MeV or 0.2 keV or less Ni: 2 to 8 MeV Co: 0. It was 1 keV or less, and there was a difficulty in measuring the energy region between these (between 0.2 keV and 2 MeV). In general, the damage of structural materials by neutrons is contributed by the irradiation dose of neutrons in the energy region of 0.1 to 1 MeV or more. Therefore, it is necessary to accurately grasp this region in order to evaluate the damage by irradiation of materials. is important.

【0006】図10は沸騰水型原子炉の内部構造を示す
斜視図である。沸騰水型原子炉は、原子炉圧力容器1内
において炉心シュラウド2をシュラウドサポート15に
支持させて設置し、炉心シュラウド2内の炉心に燃料棒
17を配置して構成される。炉心シュラウド2の下部に
は炉心支持板16が、上部には上部格子板3がそれぞれ
設けられ、上部格子板3と炉心支持板16の間に制御棒
17によって燃料棒が昇降可能に配置され、複数の燃料
棒が並んで燃料棒集合体25を形成している。制御棒1
7は制御棒案内管18によって上下方向に可動に案内さ
れ、原子炉圧力容器1の下部に設けられた制御棒駆動機
構ハウジング20内に納められた制御棒駆動機構19に
よって昇降駆動される。また、原子炉圧力容器1の下部
には炉心核計装モニタハウジング21が設けられ、炉心
核計装モニタを保持している。さらに、原子炉圧力容器
1の下部から中性子計装管22が炉心内に向かって延
び、当該計装管22内に核分裂のおこる炉心の管理のた
めに熱中性子をモニタする中性子モニタ28が配されて
いる。上部格子板3の上部には気水分離器26及び蒸気
乾燥器27が設置され、炉心シュラウド2と原子炉圧力
容器1の間には炉水を強制的に循環させるためのジェッ
トポンプ23とジェットポンプライザ24が設けられて
いる。
FIG. 10 is a perspective view showing the internal structure of a boiling water reactor. The boiling water reactor is configured by installing a core shroud 2 supported by a shroud support 15 in a reactor pressure vessel 1, and arranging fuel rods 17 in a core in the core shroud 2. A core support plate 16 is provided below the core shroud 2, and an upper lattice plate 3 is provided above the core shroud 2. A fuel rod is arranged between the upper lattice plate 3 and the core support plate 16 by a control rod 17 so that the fuel rod can move up and down. A plurality of fuel rods are arranged side by side to form a fuel rod assembly 25. Control rod 1
7 is vertically movably guided by a control rod guide tube 18, and is vertically moved by a control rod drive mechanism 19 housed in a control rod drive mechanism housing 20 provided in the lower portion of the reactor pressure vessel 1. A reactor core instrumentation monitor housing 21 is provided below the reactor pressure vessel 1, and holds the reactor core instrumentation monitor. Further, a neutron instrumentation pipe 22 extends from the lower part of the reactor pressure vessel 1 toward the inside of the reactor core, and a neutron monitor 28 for monitoring thermal neutrons is arranged in the instrumentation pipe 22 for managing the core where fission occurs. ing. A steam separator 26 and a steam dryer 27 are installed above the upper lattice plate 3, and a jet pump 23 and a jet for forcedly circulating reactor water between the core shroud 2 and the reactor pressure vessel 1 are installed. A pump riser 24 is provided.

【0007】このように概略構成された沸騰水型原子炉
では、前述のように核分裂のおこる炉心の管理のために
熱中性子をモニタする中性子モニタ28を備えた原子炉
核計装系システムが設けられているが、このシステム
は、原子炉の出力レベルを起動から全出力運転にわたっ
て監視し、燃料被覆管の損傷防止を図るためのもので、
起動領域モニタ(SRNM)、平均出力領域モニタ(P
RNM)、及び移動式炉心内計装装置(TIP)が含ま
れている。
In the boiling water reactor having the above-mentioned general structure, the nuclear reactor instrumentation system system including the neutron monitor 28 for monitoring thermal neutrons is provided for managing the core where fission occurs as described above. However, this system is to monitor the power level of the reactor from start-up to full power operation and prevent damage to the fuel cladding.
Startup area monitor (SRNM), average output area monitor (P
RNM), and mobile in-core instrumentation (TIP).

【0008】図11は、図10に示した沸騰水型原子炉
における中性子モニタの配置の一例を示す図であり、起
動領域モニタ31aおよび31bが炉心内に複数個配置
されている。起動領域モニタ31a,31bは中性子源
領域および中間領域に属する中性子束の監視を行って得
られた情報を供給するものであり、図示しない核分裂電
離箱、全置増幅器、電源装置、表示器及び記録計などか
ら構成されている。
FIG. 11 is a view showing an example of the arrangement of neutron monitors in the boiling water reactor shown in FIG. 10, in which a plurality of start-up area monitors 31a and 31b are arranged in the core. The start-up area monitors 31a and 31b supply information obtained by monitoring the neutron flux belonging to the neutron source area and the intermediate area. The fission ionization chamber, the full-amplifier, the power supply device, the display and the record (not shown). It is composed of a total.

【0009】図12および図13に図10の沸騰水型原
子炉における中性子モニタの構造を示す。図12におい
て核分裂電離箱は、炉心上端部59から炉心下端部60
の領域をモニタできるように、中性子モニタホルダ31
内のキャルチューブ29の中に封入されている。
12 and 13 show the structure of the neutron monitor in the boiling water reactor of FIG. In FIG. 12, the fission ionization chamber includes a core upper end 59 to a core lower end 60.
Neutron monitor holder 31 so that the area of
It is enclosed in the inner cal tube 29.

【0010】平均出力領域モニタ(PRNM)は、炉心
内に設けられた検出器を用いる局部出力領域モニタ(L
PRM)、平均出力領域モニタ(APRM)及び炉心間
差圧から炉心流量を得る炉心流量測定装置によって構成
されている。図11に示したように局部出力領域モニタ
(LPRM)28は炉心内に複数配置されており、図1
3に示すように炉心上端部59と下端部60の間に配置
された4個の小型核分裂電離箱30からなる定置型中性
子束検出器を、炉心軸方向に等間隔となるように配置し
た検出器集合体および信号処理装置によって構成され
る。また、平均出力モニタ(APRM)は、あらかじめ
グループ分けされた局部出力領域モニタ(LPRM)の
各増幅器からの出力信号を平均化する機器によって構成
されている。移動式炉心内計装装置(TIP)は、局部
出力領域モニタ(LPRM)の校正および炉心軸方向の
中性子束分布の測定を行うためのものであり、図示しな
い検出器、校正用導管索引装置TIP案内管、駆動装
置、表示器及び記録計から構成されている。
The average power range monitor (PRNM) is a local power range monitor (L) using a detector provided in the core.
PRM), an average power range monitor (APRM), and a core flow rate measuring device for obtaining the core flow rate from the differential pressure between cores. As shown in FIG. 11, a plurality of local power range monitors (LPRMs) 28 are arranged in the core.
As shown in Fig. 3, a stationary neutron flux detector composed of four small fission ionization chambers 30 arranged between the core upper end 59 and the core lower end 60 is arranged at equal intervals in the axial direction of the core. And a signal processing device. Further, the average output monitor (APRM) is configured by a device that averages the output signals from the respective amplifiers of the local output area monitor (LPRM) grouped in advance. The mobile in-core instrumentation device (TIP) is for calibrating the local power range monitor (LPRM) and for measuring the neutron flux distribution in the axial direction of the core, and includes a detector (not shown) and a calibration conduit index device TIP. It consists of a guide tube, a drive, a display and a recorder.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】これらの原子炉核計装
系システムを構成する各種の装置は、核燃料集合体の燃
料状態の管理、すなわち炉心管理を目的とする装置であ
る。したがって、炉心部の各出力レベルに応じて測定可
能なように測定レンジが細かく分担されてはいるもの
の、原子炉の構造材料の評価を行うためには利用されて
おらず、特に中性子束検出器は、炉心部における0.1
eV程度のレベルの熱中性子束の測定が主たる目的とな
っており、そのため中性子束検出器は核分裂電離箱で検
出物質としてU234またはU235が用いられてい
る。また、構造材料と測定位置が距離的に離れていると
いう問題の他に、構造材料の中性子による損傷で問題と
なるのは、0.1MeVあるいは1MeV以上のエネル
ギー領域の中性子の照射量については従来から設けられ
ている検出器の測定値をそのまま使うことができないの
で、構造材料の受ける高速中性子照射量を高い精度で求
めることはできないということである。
The various devices constituting these nuclear reactor instrumentation system systems are devices for the purpose of managing the fuel state of nuclear fuel assemblies, that is, core management. Therefore, although the measurement range is finely divided so that it can be measured according to each power level of the core, it is not used to evaluate the structural material of the reactor, especially the neutron flux detector. Is 0.1 in the core
The main purpose is to measure the thermal neutron flux at a level of about eV. Therefore, in the neutron flux detector, U234 or U235 is used as a detection substance in the fission ionization chamber. In addition to the problem that the structural material and the measurement position are distant from each other in distance, the problem caused by the damage of the structural material by neutrons is that the irradiation dose of neutrons in the energy range of 0.1 MeV or 1 MeV or more is conventionally. This means that the measured values of the detectors provided by the can not be used as they are, so it is not possible to accurately determine the amount of fast neutron irradiation received by the structural material.

【0012】また、炉心部中性子束密度分布は拡散理論
計算、輸送理論計算あるいはモンテカルロ計算などで求
められ、炉心から離れた位置での中性子束や中性子スペ
クトルは輸送計算法で求められるが、いずれの場合にも
急激な分布の変化領域における解析精度は必ずしも十分
ではない。
The neutron flux density distribution in the core is obtained by diffusion theory calculation, transport theory calculation or Monte Carlo calculation, and the neutron flux and neutron spectrum at the position away from the core are obtained by the transport calculation method. Also in this case, the analysis accuracy in the region where the distribution is changed rapidly is not always sufficient.

【0013】さらに、原子炉圧力容器の監視試験片サー
ベランスバスケットによる圧力容器の内壁、上部格子板
の外側外周部、サーマルシールドの外壁などの限定され
た部位でのモニタリングについては、測定対象となるエ
ネルギーレベルは限定されるものの、ある程度有効な情
報を得られる。しかしながら、原子炉の運転中に最も高
い頻度で中性子照射を受けることが予想される上部格子
板の中央部下端、炉心シュラウドのベルトライン内壁
部、炉心支持板中央部上端部などについては、正確な測
定を行うことが困難であった。
Further, the monitoring test piece of the reactor pressure vessel is monitored by a surveillance basket, the inner wall of the pressure vessel, the outer peripheral portion of the upper lattice plate, the outer wall of the thermal shield, and the like. Although the level is limited, some useful information can be obtained. However, for the lower end of the central part of the upper lattice plate, the inner wall of the core shroud belt line, and the upper end of the central part of the core support plate, which are expected to receive neutron irradiation most frequently during the operation of the reactor, It was difficult to make a measurement.

【0014】加えて、上述した原子炉核計装系システム
は炉心管理を目的として炉心領域のみを測定対象として
いることから、周辺の構造物の受ける高速中性子照射量
を直接的にモニタする機能はなく、中性子の中でもエネ
ルギーレベルの低い熱中性子束のみを測定しているた
め、構造材料に影響を及ぼす高速中性子束の測定はほと
んどできなかった。さらに、炉心部を外れた部位では炉
水による減衰のために中性子束分布は急激に低下する
が、このような中性子束の分布状態を直接的に把握する
こともできなかった。
In addition, since the nuclear reactor instrumentation system described above targets only the core region for the purpose of core management, it does not have a function of directly monitoring the amount of fast neutron irradiation received by surrounding structures. Since only thermal neutron flux with low energy level is measured among neutrons, fast neutron flux, which affects the structural materials, could hardly be measured. In addition, the distribution of neutron flux in regions outside the core was rapidly reduced due to attenuation by reactor water, but it was not possible to directly understand the distribution state of such neutron flux.

【0015】本発明はこのような従来技術の実状に鑑み
てなされたもので、その目的は、原子炉内各部の中性子
の照射量を精度よく把握し、炉内構造物の経年劣化を予
測して原子炉の余寿命を診断する方法およびその装置を
提供することにある。
The present invention has been made in view of the actual situation of the prior art as described above, and its purpose is to accurately grasp the neutron irradiation amount of each part in the reactor and to predict the aged deterioration of the internal structure of the reactor. A method and apparatus for diagnosing the remaining life of a nuclear reactor.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第1の手段は、原子炉圧力容器と、前記原子炉圧力
容器内に配置される燃料集合体と、前記燃料集合体を所
定位置に保持する炉内構造物とを備えた原子炉の余寿命
を診断する原子炉の余寿命診断方法において、原子炉運
転中に原子炉圧力容器の外部から中性子束を測定する測
定手段を挿入し、前記測定手段によって測定された測定
値に基づいて測定部位近傍の炉内構造物の中性子による
材料の劣化を予測し、その予測された劣化の状態によっ
て原子炉の余寿命を診断することを特徴としている。
In order to achieve the above object, a first means is to provide a reactor pressure vessel, a fuel assembly arranged in the reactor pressure vessel, and the fuel assembly at a predetermined position. In the method for diagnosing the remaining life of a nuclear reactor with the internal structure to be held in, the measuring means for measuring the neutron flux from outside the reactor pressure vessel is inserted during the reactor operation. Characterized in that the deterioration of the material due to neutrons of the reactor internal structure in the vicinity of the measurement site is predicted based on the measurement value measured by the measuring means, and the remaining life of the reactor is diagnosed according to the predicted deterioration state. I am trying.

【0017】この場合、測定する中性子束は高速および
/または中速の中性子束であることが望ましいく、測定
手段が挿入される部位としては、例えば燃料集合体の周
辺の構造物近傍が選択される。また、材料の劣化の予測
は、測定結果から構造物に対する中性子照射量を求め、
あらかじめ用意された構造材料の経年劣化データを用い
て当該構造物の経年劣化特性を求めることによって行わ
れ、余寿命の診断は、求められた経年劣化特性と前記炉
内構造物の被測定部位の応力評価データとによって行わ
れる。
In this case, it is desirable that the neutron flux to be measured is a high-speed and / or medium-speed neutron flux, and the site where the measuring means is inserted is selected, for example, near the structure around the fuel assembly. It In addition, the prediction of the deterioration of the material, the neutron irradiation dose to the structure from the measurement results,
The aging deterioration characteristic of the structure is determined by using the aging deterioration data of the structural material prepared in advance, and the residual life is diagnosed by the aging deterioration characteristic obtained and the measured portion of the in-core structure. The stress evaluation data is used.

【0018】第2の手段は、同様の前提の原子炉の余寿
命診断方法において、原子炉の運転停止時に原子炉圧力
容器内の構造物に中速および/または高速の中性子の集
積された照射量を測定する測定手段を取り付け、原子炉
の運転が再開され、再度停止したときに前記測定手段を
原子炉内から取り出し、取り出した測定手段によって測
定された測定値に基づいて測定部位近傍の炉内構造物の
中性子による材料の劣化を予測し、その予測された劣化
の状態によって原子炉の余寿命を診断することを特徴と
している。
A second means is a method for diagnosing remaining life of a reactor based on the same premise, in which a structure in a reactor pressure vessel is irradiated with medium-speed and / or high-speed neutrons accumulated at the time of shutdown of the reactor. A measuring means for measuring the amount is attached, the operation of the nuclear reactor is restarted, and when the nuclear reactor is stopped again, the measuring means is taken out of the reactor, and the furnace near the measurement site is based on the measured value measured by the taken out measuring means. The feature is that the deterioration of the material due to neutrons in the internal structure is predicted and the remaining life of the reactor is diagnosed according to the predicted deterioration state.

【0019】この場合、測定手段は、炉心部における低
速の中性子束を測定する第1の測定手段と、炉心部外の
高速および/または低速の中性子束を測定する第2の測
定手段とから構成するとよい。なお、第2の測定手段は
起動領域モニタホルダ及び平均出力領域モニタホルダの
少なくとも一方に設けるようにするとよい。
In this case, the measuring means comprises a first measuring means for measuring a low speed neutron flux in the core and a second measuring means for measuring a high speed and / or a low speed neutron flux outside the core. Good to do. The second measuring means may be provided in at least one of the activation area monitor holder and the average output area monitor holder.

【0020】第3の手段は、原子炉圧力容器と、前記原
子炉圧力容器内に配置される燃料集合体と、前記燃料集
合体を所定位置に保持する炉内構造物とを備えた原子炉
の余寿命を診断する原子炉の余寿命診断装置において、
燃料集合体から出射される中性子束を測定する測定手段
と、この測定手段を原子炉圧力容器の外部から原子炉内
部の所望の位置に挿入し、所望の位置にセットするとと
もに、測定後当該位置から抜出する測定手段の駆動手段
と、前記測定手段によって測定された中性子束を記録す
る記録手段と、前記記録手段に記録された中性子束の測
定記録と原子炉の運転記録とに基づいて測定位置におけ
る炉心構造物への中性子照射量を算出する中性子照射量
解析手段と、前記中性子照射量解析手段によって解析さ
れた中性子の照射量から炉内構造物の余寿命を診断する
診断手段とを備えていることを特徴としている。
A third means is a reactor equipped with a reactor pressure vessel, a fuel assembly arranged in the reactor pressure vessel, and an internal structure for holding the fuel assembly in a predetermined position. In the reactor remaining life diagnosis device for diagnosing the remaining life of
Measuring means for measuring the neutron flux emitted from the fuel assembly, and insert this measuring means from the outside of the reactor pressure vessel to the desired position inside the reactor, and set it to the desired position, and after measurement the position Drive means of the measuring means to be extracted from the recording means, recording means for recording the neutron flux measured by the measuring means, and measurement based on the measurement record of the neutron flux recorded in the recording means and the operation record of the reactor A neutron dose analysis means for calculating the neutron dose to the core structure at the position, and a diagnostic means for diagnosing the remaining life of the internal structure from the dose of neutrons analyzed by the neutron dose analysis means. It is characterized by

【0021】この場合、前記駆動手段による測定手段の
原子炉内への挿入は、原子炉運転中に行われる。また、
第3の手段に加えて、低速の中性子の集積量を測定する
中性子ドジメータをあらかじめ設定された位置に設ける
とよい。さらに、前記中性子照射量解析手段は、前記測
定手段によってリアルタイムで測定された中性子束と、
前記中性子ドジメータによる中性子の集積量とに基づい
て中性子照射量を算出するようにしてもよい。加えて、
前記駆動手段は、原子炉運転中に前記測定手段を所望の
測定位置に移動させ、前記測定手段は移動した位置で中
性子束を測定することもできる。
In this case, the insertion of the measuring means by the driving means into the reactor is carried out during the operation of the reactor. Also,
In addition to the third means, a neutron dosimeter for measuring the accumulated amount of slow neutrons may be provided at a preset position. Further, the neutron dose analysis means, neutron flux measured in real time by the measuring means,
The neutron irradiation dose may be calculated based on the accumulated amount of neutrons by the neutron dosimeter. in addition,
The driving means may move the measuring means to a desired measurement position during the operation of the nuclear reactor, and the measuring means may measure the neutron flux at the moved position.

【0022】なお、前記測定手段として、63Cu(n,
α)60Co核反応、55Mn(n,2n)54Mn核反応、
54Fe(n,p)54Mn核反応、46Ti(n,p)46
c核反応、58Ni(n,p)58Co核反応、および32
(n,p)52P核反応のいずれかの核反応を利用するし
きい検出器を使用することができる。また、前記測定手
段として、U235Cdフィルタ付、Nb93/Ag1
09Cdフィルタ付、Co59Cdフィルタ付、Ni6
0,Fe54,Ti64,Np237,Ni58,Fe
58Cdフィルタ付,Sc45Cdフィルタ付、Ta1
81Cdフィルタ付、Pu239Cdフィルタ付の物質
のいずれかを使用する中性子束検出器を用いることがで
きる。
As the measuring means, 63 Cu (n,
α) 60 Co nuclear reaction, 55 Mn (n, 2n) 54 Mn nuclear reaction,
54 Fe (n, p) 54 Mn nuclear reaction, 46 Ti (n, p) 46 S
c nuclear reaction, 58 Ni (n, p) 58 Co nuclear reaction, and 32 S
A threshold detector that utilizes any of the (n, p) 52 P nuclear reactions can be used. Further, as the measuring means, a U235Cd filter is attached, Nb93 / Ag1
09Cd filter, Co59Cd filter, Ni6
0, Fe54, Ti64, Np237, Ni58, Fe
With 58Cd filter, Sc45Cd filter, Ta1
It is possible to use a neutron flux detector that uses either a substance with an 81 Cd filter or a substance with a Pu 239 Cd filter.

【0023】さらに、前記駆動手段を、測定手段を先端
に備えたワイヤと、当該ワイヤを原子炉の内部で上下方
向に延びるキャルチューブ及び原子炉圧力容器下部に延
びる移動式炉心内計装装置案内管内を進出後退させるワ
イヤ駆動装置と、前記測定手段をワイヤ駆動装置を介し
てキャルチューブに沿って炉心の任意の測定位置に位置
させる駆動制御装置とから構成することができ、前記駆
動制御装置は、前記測定手段を炉外の遮蔽容器内に収容
して、中性子束の計測結果を前記記録手段が記録可能な
状態にすることができる。
Further, the driving means includes a wire having a measuring means at its tip, a cal tube extending vertically inside the reactor, and a movable in-core instrumentation device guide extending below the reactor pressure vessel. The wire drive device for advancing and retracting the inside of the tube, and the drive control device for positioning the measuring means at an arbitrary measurement position of the core along the cal tube via the wire drive device, the drive control device is The measurement means can be housed in a shielded container outside the reactor so that the measurement result of the neutron flux can be recorded by the recording means.

【0024】第4の手段は、同様の前提の原子炉の余寿
命診断装置において、燃料集合体から出射される中性子
の集積量を測定する中性子ドジメータと、この中性子ド
ジメータを原子炉の運転停止中にあらかじめ設定された
測定位置にセットするセット手段と、原子炉の運転再開
後、再停止したときに前記中性子ドジメータを炉外に取
り出して、測定された中性子の集積量を記録する記録手
段と、前記記録手段に記録された中性子束の測定記録と
原子炉の運転記録とに基づいて測定位置における炉心構
造物への中性子照射量を算出する中性子照射量解析手段
と、前記中性子照射量解析手段によって解析された中性
子の照射量から炉内構造物の劣化の状態を予測し、その
劣化の状態から余寿命を診断する診断手段とを備えてい
ることを特徴としている。
A fourth means is a neutron dosimeter for measuring the accumulated amount of neutrons emitted from a fuel assembly in a residual life diagnostic device for a nuclear reactor of the same premise, and this neutron dosimeter during operation shutdown of the reactor. Setting means to be set to the measurement position preset in advance, after restarting the operation of the nuclear reactor, when the neutron dosimeter is taken out of the reactor when restarted, recording means for recording the accumulated amount of measured neutrons, Neutron dose analysis means for calculating the neutron dose to the core structure at the measurement position based on the measurement record of the neutron flux recorded in the recording means and the operation record of the reactor, and by the neutron dose analysis means It is characterized by including a diagnostic means for predicting the state of deterioration of the internal structure of the reactor from the analyzed dose of neutrons and diagnosing the remaining life from the state of deterioration. There.

【0025】この場合、前記中性子ドジメータとして、
Li6、B10、Ni58、In115、Ta181、
Au197、Ag109、Th232、U235、Co
59、Fe58、Mn55、Cu63、Pu239、N
a23、Sc45、Fe54のいずれかを含んで使用す
るとよい。
In this case, as the neutron dosimeter,
Li6, B10, Ni58, In115, Ta181,
Au197, Ag109, Th232, U235, Co
59, Fe58, Mn55, Cu63, Pu239, N
It is recommended to use any one of a23, Sc45 and Fe54.

【0026】[0026]

【作用】第1の手段では、原子炉運転中に原子炉圧力容
器内に測定手段を挿入し、その測定手段によって原子炉
の燃料集合体から出射される中性子をリアルタイムで測
定する。そして、その測定手段を原子炉運転中に炉外に
取り出し、測定手段の測定値に基づいて測定部位近傍の
炉内構造物の劣化の状態を予測する。この予測は、例え
ばあらかじめ用意された構造材料の経年劣化データを使
用して経年劣化特性を求めることによって行われる。そ
して、この経年劣化特性と炉内構造物の被測定部位の応
力評価データに基づいて余寿命の診断が行われる。
According to the first means, the measuring means is inserted into the reactor pressure vessel during the operation of the reactor, and the neutrons emitted from the fuel assembly of the nuclear reactor are measured in real time by the measuring means. Then, the measuring means is taken out of the reactor during the operation of the nuclear reactor, and the state of deterioration of the internal structure in the vicinity of the measurement site is predicted based on the measurement value of the measuring means. This prediction is performed, for example, by obtaining aging characteristics using aging data of the structural material prepared in advance. Then, the remaining life is diagnosed based on the aged deterioration characteristics and the stress evaluation data of the measured portion of the reactor internal structure.

【0027】第2の手段では、定期点検などの原子炉運
転停止時に原子炉圧力容器内の構造物に中性子の照射量
を集積して測定する測定手段を取り付け、原子炉の運転
が再開され、次回の定期点検などの原子炉運転停止時に
前記測定手段を炉内から取り出し、中性子の集積量から
測定部位近傍の炉内構造物の状態を予測し、第1の手段
と同様にして原子炉の余寿命を診断する。
In the second means, a measuring means for accumulating and measuring the irradiation dose of neutrons is attached to the structure inside the reactor pressure vessel at the time of shutdown of the reactor such as periodical inspection, and the operation of the reactor is restarted. When the reactor is shut down at the next periodic inspection, etc., the measuring means is taken out of the reactor, and the state of the internal structure in the vicinity of the measurement site is predicted from the accumulated amount of neutrons. Diagnose remaining life.

【0028】この場合、前記測定手段は、従来から炉内
に設置され、測定を行っている低速の中性子を測定する
のではなく、従来では実施されていなかった高速もしく
は中速の中性子についての測定を行うようになってお
り、それゆえ、従来の測定装置のホルダ、例えば、起動
領域モニタホルダ及び平均出力領域モニタホルダの所定
の位置に設置して測定するようにすることができる。
In this case, the measuring means does not measure the low-speed neutrons that have been conventionally installed in the reactor for measurement, but measure the high-speed or medium-speed neutrons that have not been conventionally measured. Therefore, the holder of the conventional measuring device, for example, the start-up area monitor holder and the average output area monitor holder can be installed at a predetermined position for measurement.

【0029】第3の手段では、駆動手段によって測定手
段を運転中の原子炉内の所望の位置に挿入し、所定時間
測定を行った後、炉外に抜き出して中性子束を測定す
る。そして当該測定位置における中性子束の測定結果を
記録手段に記録する。中性子照射量解析手段は、前記測
定結果と原子炉の運転記録とにもとづいて測定位置にお
ける炉心構造物への中性子照射量を算出し、診断手段
は、算出された中性子の照射量から測定部位近傍の炉心
構造物の劣化を予測し、その劣化の状態から原子炉の余
寿命を診断する。
In the third means, the driving means inserts the measuring means into a desired position in the operating nuclear reactor, measures for a predetermined time, and then extracts the neutron flux outside the reactor to measure the neutron flux. Then, the measurement result of the neutron flux at the measurement position is recorded in the recording means. The neutron dose analysis means calculates the neutron dose to the core structure at the measurement position based on the measurement result and the operation record of the reactor, and the diagnostic means is near the measurement site from the calculated dose of neutrons. Of the core structure is predicted, and the remaining life of the reactor is diagnosed based on the deterioration state.

【0030】第4の手段では、中性子ドジメータを原子
炉の運転停止時にあらかじめ設定された測定位置にセッ
トし、運転再開後、再度停止するまでの中性子の集積用
を測定して、当該測定値に基づいて第3の手段と同様に
して原子炉の余寿命を診断する。
In the fourth means, the neutron dosimeter is set at a preset measurement position when the reactor is shut down, and after the restart of operation, the neutron dosimeter is measured until it is shut down again, and the measured value is measured. Based on this, the remaining life of the nuclear reactor is diagnosed in the same manner as the third means.

【0031】[0031]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0032】図1は本発明の実施例に係る原子炉の余寿
命監視装置の概略構成を示す説明図である。なお、以下
の説明において前述の従来例と同等な各部には同一の参
照符号を付し、重複する説明は省略する。また、原子炉
の構造は従来の加圧水型原子炉もしくは沸騰水型原子炉
と同等である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic structure of a residual life monitoring apparatus for a nuclear reactor according to an embodiment of the present invention. In the following description, the same parts as those in the above-mentioned conventional example are designated by the same reference numerals, and the duplicated description will be omitted. The structure of the nuclear reactor is the same as that of the conventional pressurized water reactor or boiling water reactor.

【0033】図1において、原子炉圧力容器1の内部の
炉心領域では異なる位置に設定された複数の局部出力領
域モニタ45,46,47,48等の中性子モニタによ
って中性子束を測定するが、炉心下端部60から原子炉
圧力容器1の炉底部までの領域における中性子束を測定
するため、高速中性子の検出に好適な小型中性子束検出
器44を炉心下端部60の下部にセットし、原子炉圧力
容器1の底部までの空間における検出器44の位置と当
該位置における中性子束を測定することによって中性子
束分布を測定する。ここで、検出器44には、0.1M
eVあるいは1MeV以上のエネルギーにある中性子の
測定に適する物質として、U235Cdフィルタ付、N
b93,Ag109Cdフィルタ付、Co59Cdフィ
ルタ付、Ni60,Fe54,Ti46,Np237,
Ni58,Fe58Cdフィルタ付、Sc45Cdフィ
ルタ付、Ta181Cdフィルタ付、あるいはPu23
9Cdフィルタ付のものを使用すれば、半減期が10日
以上であることから測定器として好適である。
In FIG. 1, the neutron flux is measured by neutron monitors such as a plurality of local power range monitors 45, 46, 47, 48 set at different positions in the core area inside the reactor pressure vessel 1. In order to measure the neutron flux in the region from the lower end 60 to the reactor bottom of the reactor pressure vessel 1, a small neutron flux detector 44 suitable for detecting fast neutrons is set at the lower part of the core lower end 60, and the reactor pressure is set. The neutron flux distribution is measured by measuring the position of the detector 44 in the space up to the bottom of the container 1 and the neutron flux at that position. Here, the detector 44 has 0.1M
As a substance suitable for measuring neutrons having an energy of eV or 1 MeV or more, with U235Cd filter, N
b93, with Ag109Cd filter, with Co59Cd filter, Ni60, Fe54, Ti46, Np237,
With Ni58, Fe58Cd filter, Sc45Cd filter, Ta181Cd filter, or Pu23
If the one with a 9Cd filter is used, the half-life is 10 days or more, which is suitable as a measuring instrument.

【0034】なお、前記検出器44として、63Cu
(n,α)60Co核反応、55Mn(n,2n)54Mn核
反応、54Fe(n,p)54Mn核反応、46Ti(n,
p)46Sc核反応、58Ni(n,p)58Co核反応、お
よび32S(n,p)52P核反応のいずれかの核反応を利
用するしきい検出器を使用することもできる。
As the detector 44, 63 Cu
(N, α) 60 Co nuclear reaction, 55 Mn (n, 2n) 54 Mn nuclear reaction, 54 Fe (n, p) 54 Mn nuclear reaction, 46 Ti (n,
A threshold detector utilizing any one of p) 46 Sc nuclear reaction, 58 Ni (n, p) 58 Co nuclear reaction, and 32 S (n, p) 52 P nuclear reaction can also be used. .

【0035】また、検出器44の移動は中性子モニタホ
ルダ28内を貫通するキャルチューブ29の内部を往復
させることによって行う。検出器44はワイヤ駆動装置
54からワイヤ54aで接続させており、原子炉格納容
器貫通部50を経て原子炉圧力容器1の外部に配置して
ある隔離弁51および遠隔切断弁52を介して、遮蔽容
器53まで移動させることができるようにしてある。ま
た、検出器44によって所望の位置で測定された中性子
束の測定データは、リアルタイムで図示しないケーブル
を介して中性子束測定装置に56に入力される。隔離弁
51および遠隔切断弁52の弁操作は非常時のためのも
のであり、弁制御装置57によって遠隔操作される。駆
動制御装置55aは他の炉心円周方向に配置された中性
子モニタに検出器44を切り替えて挿入させるための装
置であり、駆動制御装置55bで制御され、検出器44
の位置決めや位置情報などのデータがファイルされてい
る。この位置情報データと検出器44で測定された中性
子束の測定データ(中性子情報データ)は、ケーブルを
介して中性子束測定装置56でファイルされる。そし
て、この中性子束情報データを中性子束記録装置58に
蓄積し、原子炉圧力容器1内部の中性子束分布を解析
し、表示する。
The detector 44 is moved by reciprocating the inside of the cal tube 29 penetrating the inside of the neutron monitor holder 28. The detector 44 is connected to the wire 54a from the wire driving device 54, and passes through the reactor containment penetrating portion 50 and via the isolation valve 51 and the remote cutoff valve 52 arranged outside the reactor pressure vessel 1, The shield container 53 can be moved. The measurement data of the neutron flux measured at a desired position by the detector 44 is input to the neutron flux measuring device 56 in real time via a cable (not shown). The valve operation of the isolation valve 51 and the remote cutoff valve 52 is for emergency and is remotely operated by the valve controller 57. The drive control device 55a is a device for switching and inserting the detector 44 into another neutron monitor arranged in the circumferential direction of the core, and is controlled by the drive control device 55b.
Data such as positioning and position information is stored in the file. The position information data and the measurement data (neutron information data) of the neutron flux measured by the detector 44 are filed by the neutron flux measuring device 56 via a cable. Then, this neutron flux information data is accumulated in the neutron flux recording device 58, and the neutron flux distribution inside the reactor pressure vessel 1 is analyzed and displayed.

【0036】図2に前記原子炉余寿命監視装置における
原子炉圧力容器1の底部領域における中性子束の測定装
置を示す。この測定装置は、中性子束記録装置58と、
中性子照射量解析装置63と、構造材料経年劣化予測評
価解析装置65と、機器構造材応力解析評価装置66
と、余寿命評価解析装置67と、解析結果表示装置68
とから構成され、中性子ドジメータ情報ファイル61、
炉心運転データファイル62及び構造材料経年劣化デー
タファイル64の3つのファイルを参照して解析するよ
うになっている。すなわち、中性子束の測定を行う場合
には、まず、前述の中性子束記録装置58に蓄積された
中性子束データあるいは中性子ドジメータによる情報フ
ァイル61に基づいて構造物における評価対象部分の中
性子束を決定するとともに、炉心運転データファイル6
2に基づいて炉心運転時間を求めた後、これらの情報を
用いて中性子照射量解析装置63でそれまでの評価対象
部分への中性子の照射量を計算する。そして、こうして
得られた解析データと構造材料経年劣化データファイル
64中の物理特性データを用いて、構造材料経年劣化予
測評価解析装置66でステンレス鋼、ニッケル基合金、
低合金鋼などの原子炉構造材料について経年劣化予測評
価を行い、それぞれの材料ごとの破壊靱性値、引張強
さ、伸びなどの機械的性質や、耐食性などの経年劣化特
性を求める。さらに、この結果と別途機器構造材応力解
析評価装置66で求められる評価対象機器の部位の応力
評価データにより、余寿命解析装置67で当該評価対象
部分のその評価時点における寿命または余寿命を決定す
る。これらの結果は、解析結果表示装置68により、中
央制御室や評価機関にオンラインで表示される。
FIG. 2 shows a neutron flux measuring device in the bottom region of the reactor pressure vessel 1 in the reactor residual life monitoring device. This measuring device includes a neutron flux recording device 58,
Neutron irradiation amount analysis device 63, structural material aging deterioration prediction evaluation analysis device 65, equipment structural material stress analysis evaluation device 66
And the remaining life evaluation analysis device 67 and the analysis result display device 68
And a neutron dosimeter information file 61,
The core operation data file 62 and the structural material aged deterioration data file 64 are referred to and analyzed. That is, when the neutron flux is measured, first, the neutron flux of the portion to be evaluated in the structure is determined based on the neutron flux data stored in the neutron flux recording device 58 or the information file 61 by the neutron dosimeter. Along with the core operation data file 6
After obtaining the core operation time based on 2, the neutron irradiation amount analyzer 63 calculates the irradiation amount of neutrons to the evaluation target part up to that point using these pieces of information. Then, by using the analysis data thus obtained and the physical property data in the structural material aging deterioration data file 64, stainless steel, nickel-based alloy,
Aging deterioration predictive evaluation is performed for nuclear reactor structural materials such as low alloy steel, and mechanical properties such as fracture toughness value, tensile strength and elongation, and aging characteristics such as corrosion resistance are calculated for each material. Further, based on this result and the stress evaluation data of the part of the evaluation target device which is separately obtained by the device structural material stress analysis evaluation device 66, the remaining life analysis device 67 determines the life or the remaining life of the evaluation target portion at the time of the evaluation. . These results are displayed online by the analysis result display device 68 in the central control room or the evaluation organization.

【0037】図3は、図1の中性子モニタ部分の配置の
一例を示す図である。同図において原子炉圧力容器1の
下部には局部出力領域モニタ(LPRM)計装ハウジン
グ28が設けられ、このハウジング28から上方に炉心
支持板16まで局部出力領域モニタ(LPRM)案内管
61が延び、その中にそれぞれ局部出力領域モニタ(L
PRM)ホルダ22が配され、上部格子板3まで延びて
いる。これによって局部出力領域モニタ(LPRM)は
移動式炉心内計装装置(TIP)案内管49を介して昇
降動作可能になっている。なお、図中、符号62は制御
棒案内管である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of the arrangement of the neutron monitor portion of FIG. In the figure, a local power range monitor (LPRM) instrument housing 28 is provided in the lower portion of the reactor pressure vessel 1, and a local power range monitor (LPRM) guide tube 61 extends from the housing 28 to the core support plate 16 upward. , The local output area monitor (L
A PRM) holder 22 is arranged and extends to the upper lattice plate 3. As a result, the local power range monitor (LPRM) can be moved up and down via the mobile in-core instrumentation (TIP) guide tube 49. In the figure, reference numeral 62 is a control rod guide tube.

【0038】本実施例では、炉心領域13における中性
子束の測定も可能であるのに加えて、従来は測定不可能
であった領域の炉心支持板16を含む局部出力領域モニ
タ(LPRM)案内管や制御棒案内管62などの炉心外
の周辺に位置する構造物付近における中性子束を測定す
ることができる。さらに、本実施例の応用として、既存
の移動式炉心内計装装置(TIP)を用いて検出器を中
速および高速中性子用の検出器に交換して、一時的に構
造物付近における中性子束を測定することもできる。
In the present embodiment, in addition to being able to measure the neutron flux in the core region 13, a local power range monitor (LPRM) guide tube including the core support plate 16 in a region that could not be measured in the past was used. It is possible to measure the neutron flux in the vicinity of structures located outside the core, such as the control rod guide tube 62 and the control rod guide tube 62. Furthermore, as an application of this embodiment, the detector is replaced with a detector for medium-speed and fast neutrons by using an existing mobile in-core instrumentation device (TIP), and the neutron flux near the structure is temporarily changed. Can also be measured.

【0039】図4に本発明の他の実施例を示す。この実
施例は原子炉圧力容器内の構造物に中速あるいは高速の
中性子照射量を測定する装置を原子炉の停止中に取り付
け、原子炉が運転に入り、その後、運転を停止したとき
に前記中性子照射量を測定する装置を原子炉圧力容器か
ら取り出して中性子照射量を測定し、その結果に基づい
て測定対象となった部位の構造材の中性子照射による劣
化を評価するように構成されたものである。
FIG. 4 shows another embodiment of the present invention. In this embodiment, a device for measuring neutron dose of medium speed or high speed is attached to a structure in a reactor pressure vessel while the reactor is stopped, the reactor is put into operation, and thereafter, when the operation is stopped, A device configured to take out a device for measuring neutron irradiation from the reactor pressure vessel, measure the neutron irradiation, and evaluate the deterioration of the structural material at the site to be measured due to neutron irradiation based on the result Is.

【0040】原子炉圧力容器1のうちでも受ける中性子
照射量が多くなることが予想される部位の一つに上部格
子板3がある。本実施例は、この部位における中性子照
射量を精度良く測定するために、燃料集合体のチャンネ
ルボックス34を固定するためのチャンネルファスナガ
ード35の一部に中性子ドジメータ42を装荷したもの
である。すなわち、燃料棒40の上部、及び燃料棒40
の上端部が固定される上部タイプレートポスト39を収
納する燃料チャンネルボックス34の外側に沿って設け
られたチャンネルファスナガード35の下端部に中性子
ドジメータホルダ41を介して中性子ドジメータ42を
上部格子板3の下端部と同一のレベルに取り付ける。チ
ャンネルファスナガード35はチャネルボックス34の
上面で上部タイプレートポスト39に螺合する止めねじ
37によってスプリング36とワッシャ38を介して取
り付けられる。このようにすることにより、定期検査に
際して行われる燃料交換のとき、止めねじ37を緩めて
チャンネルファスナーガード35を取り外すことで、容
易に中性子ドジメータ42を取り出すことができる。ま
た、新たに中性子ドジメータを取り付けるときには、止
めねじ37を介して装着することができる。なお、前記
中性子ドジメータ42は、中速中性子用のドジメータと
しては、Li6、B10、Ni58、In115、Ta
181、Au197、Ag109、Th232、U23
5、Co59、Fe58、Mn55、Cu63、Pu2
39、Na23、Sc45、Fe54などが好適であ
る。また、高速中性子用ドジメータとしては、Np23
7、Rh103、Nb93、In115、N14、U2
38、Th232、Be9、Ti47、Ni58、Fe
54、S32、Fe56、Cu63、Al27、Ti4
8,47、Ni60、Mn55などが好適であり、これ
らの物質のうちのひとつあるいは複数個の組合せで構成
された中性子ドジメータ42が、前述のようにして取り
付けられる。
The upper lattice plate 3 is one of the sites in the reactor pressure vessel 1 where the amount of neutron irradiation received is expected to increase. In this embodiment, a neutron dosimeter 42 is loaded on a part of the channel fastener guard 35 for fixing the channel box 34 of the fuel assembly in order to accurately measure the neutron irradiation dose at this portion. That is, the upper portion of the fuel rod 40 and the fuel rod 40
A neutron dosimeter 42 is mounted on a lower end portion of a channel fastener guard 35 provided along the outside of a fuel channel box 34 accommodating an upper tie plate post 39 to which an upper end portion of the neutron dosimeter 42 is mounted via an neutron dosimeter holder 41. Attach it at the same level as the bottom edge of 3. The channel fastener guard 35 is attached via a spring 36 and a washer 38 by a set screw 37 that is screwed onto an upper tie plate post 39 on the upper surface of the channel box 34. By doing so, the neutron dosimeter 42 can be easily taken out by loosening the set screw 37 and removing the channel fastener guard 35 at the time of fuel exchange performed at the time of regular inspection. Further, when a new neutron dosimeter is attached, it can be attached via the set screw 37. The neutron dosimeter 42 includes Li6, B10, Ni58, In115, Ta as a dosimeter for medium speed neutrons.
181, Au197, Ag109, Th232, U23
5, Co59, Fe58, Mn55, Cu63, Pu2
39, Na23, Sc45, Fe54, etc. are suitable. As a fast neutron dosimeter, Np23
7, Rh103, Nb93, In115, N14, U2
38, Th232, Be9, Ti47, Ni58, Fe
54, S32, Fe56, Cu63, Al27, Ti4
8, 47, Ni60, Mn55, etc. are suitable, and the neutron dosimeter 42 composed of one or a combination of a plurality of these substances is attached as described above.

【0041】図5に原子炉圧力容器の上部格子板3と燃
料チャンネルファスナ32に取り付けられた中性子ドジ
メータ42との位置関係を示す。同図中、中性子ドジメ
ータ42は上部格子板3のグリッドの中央部に位置して
おり、炉心中央部の燃料集合体33を選定することによ
り、最も高い照射量となることが予想される上部格子板
3の照射量を容易に測定できる。このようにして測定さ
れた中性子照射量を示すデータは、中性子ドジメータ4
2を原子炉の運転休止時に炉外に取り出した後、ホット
セルのある実験室で中性子ドジメータ用の解析装置によ
り測定され、解析した後、評価される。このデータは、
前述した図2中の中性子ドジメータ情報ファイル61に
保管され、これ以降の評価解析については前述した通り
である。
FIG. 5 shows the positional relationship between the upper lattice plate 3 of the reactor pressure vessel and the neutron dosimeter 42 attached to the fuel channel fastener 32. In the figure, the neutron dosimeter 42 is located in the central portion of the grid of the upper lattice plate 3, and by selecting the fuel assembly 33 in the central portion of the core, the upper lattice which is expected to have the highest irradiation dose. The irradiation amount of the plate 3 can be easily measured. The data indicating the neutron irradiation dose measured in this way is the neutron dosimeter 4
2 is taken out of the reactor when the reactor is out of operation, then measured by an analyzer for a neutron dosimeter in a laboratory with a hot cell, analyzed, and then evaluated. This data is
It is stored in the neutron dosimeter information file 61 in FIG. 2 described above, and the subsequent evaluation analysis is as described above.

【0042】図4に示した実施例は燃料チャンネルファ
スナガード35の一部に中性子ドジメータ42を取り付
けているが、燃料チャンネルファスナ34の一部に中性
子ドジメータ42を取り付けることもできる。この例を
図6に示す。すなわち、この例では中性子ドジメータ4
2は原子炉圧力容器1の上部格子板3の近傍に従来から
位置する燃料チャンネルファスナ34に取り付けられ
る。このように構成すると、上部格子板3の最下端部に
おける中性子照射量を測定することはできないが、上端
部近傍における中性子照射量を測定することが可能であ
る。なお、図6において特に説明しない各部は図4に示
した実施例と同等に構成されている。
Although the neutron dosimeter 42 is attached to a part of the fuel channel fastener guard 35 in the embodiment shown in FIG. 4, the neutron dosimeter 42 can be attached to a part of the fuel channel fastener 34. An example of this is shown in FIG. That is, in this example, the neutron dosimeter 4
2 is attached to a fuel channel fastener 34 conventionally located near the upper lattice plate 3 of the reactor pressure vessel 1. With this configuration, it is not possible to measure the neutron irradiation dose at the lowermost end of the upper lattice plate 3, but it is possible to measure the neutron irradiation dose near the upper end. Note that, in FIG. 6, each unit not particularly described has the same configuration as that of the embodiment shown in FIG.

【0043】さらに、中性子ドジメータ42は、図7
(a)に示すように従来例(図12,13参照)におけ
るSRMやIRMの中性子モニタホルダ31の内面の炉
心支持板16の付近に同図(b)のように取り付けられ
る。この例では、中性子ドジメータ42は中性子ドジメ
ータホルダ41によって炉心支持板16の中央部43の
少し上に位置している。これらの中性子モニタ30は、
原子炉の運用に伴って一定期間、年ごとに取り替えられ
るので、その際に装荷してあった中性子ドジメータ42
を取り出してホットセルに持ち込み、測定された中性子
照射量の値を測定する。これ以降の構造物の余寿命評価
については、前述の実施例の場合と同様である。
Furthermore, the neutron dosimeter 42 is shown in FIG.
As shown in (a), it is attached in the vicinity of the core support plate 16 on the inner surface of the neutron monitor holder 31 of the SRM or IRM in the conventional example (see FIGS. 12 and 13) as shown in (b). In this example, the neutron dosimeter 42 is located slightly above the central portion 43 of the core support plate 16 by the neutron dosimeter holder 41. These neutron monitors 30
The neutron dosimeter 42 loaded at that time is replaced because it is replaced every year for a certain period with the operation of the reactor.
Take it out and bring it into the hot cell, and measure the measured neutron dose. The remaining life evaluation of the structure thereafter is the same as that in the above-mentioned embodiment.

【0044】[0044]

【発明の効果】これまでの説明で明らかなように、本発
明によれば、原子炉運転中に炉心領域外も含めて原子炉
の圧力容器の所望の位置の構造物の中性子照射量を精度
良く把握できるので、当該測定部位の経年劣化の予測が
可能になり、これによって余寿命の推定を行うことがで
きる。また、推定された余寿命に応じて適切な対応をと
ることが可能となり、原子炉の信頼性の向上を図ること
ができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the neutron irradiation dose of the structure at a desired position of the reactor pressure vessel can be accurately controlled including the outside of the core region during the operation of the reactor. Since it can be grasped well, it is possible to predict the aged deterioration of the measurement site, and thereby to estimate the remaining life. Further, it becomes possible to take appropriate measures according to the estimated remaining life, and the reliability of the nuclear reactor can be improved.

【0045】すなわち、請求項1記載の発明によれば、
原子炉運転中に原子炉圧力容器の外部から中性子束を測
定する測定手段を炉心領域および炉心領域外の所望の位
置に挿入して測定するので、測定時の中性子の照射量を
リアルタイムで把握することが可能となり、精度のよい
余寿命の診断を行うことができる。
That is, according to the invention of claim 1,
Since the measuring means for measuring the neutron flux from outside the reactor pressure vessel during operation of the reactor is inserted into the core region and the desired position outside the core region for measurement, the neutron irradiation amount at the time of measurement is grasped in real time. Therefore, the remaining life can be accurately diagnosed.

【0046】請求項2記載の発明によれば、測定される
中性子束が、従来から実施されて低速の中性子束ではな
く、従来では実施不可能であった中性子束が高速および
/または中速の中性子束なので、従来では把握できなか
った中性子の照射量を把握することができ、これによっ
て精度のよい余寿命の診断を行うことができる。
According to the second aspect of the present invention, the neutron flux to be measured is not a slow neutron flux which has been conventionally implemented, but a neutron flux which cannot be conventionally implemented has a high speed and / or a medium speed. Since it is a neutron flux, it is possible to grasp the irradiation amount of neutrons, which could not be grasped conventionally, so that it is possible to accurately diagnose the remaining life.

【0047】請求項3記載の発明によれば、測定手段が
挿入される部位が燃料集合体の周辺の構造物近傍なの
で、最も中性子の被爆量が多い部位の測定が可能にな
り、最も劣化する部位の被爆状態が把握でき、これによ
って精度のよい余寿命の診断を行うことができる。
According to the third aspect of the present invention, since the portion into which the measuring means is inserted is near the structure around the fuel assembly, it is possible to measure the portion where the neutron exposure amount is the largest and the deterioration is greatest. The exposed state of the part can be grasped, and the remaining life can be diagnosed with high accuracy.

【0048】請求項4記載の発明によれば、材料の劣化
の予測は、測定結果から構造物に対する中性子照射量を
求め、あらかじめ用意された構造材料の経年劣化データ
を用いて構造物の経年劣化特性を求めることによって行
われるので、精度のよい劣化の予測が可能となる。
According to the invention described in claim 4, the deterioration of the material is predicted by obtaining the neutron irradiation dose for the structure from the measurement result and using the prepared deterioration data of the structural material over time. Since it is performed by obtaining the characteristics, it is possible to accurately predict the deterioration.

【0049】請求項5記載の発明によれば、余寿命の診
断は、求められた経年劣化特性と前記炉内構造物の被測
定部位の応力評価データとによって行われるので、精度
のよい診断が可能になる。
According to the fifth aspect of the present invention, the remaining life is diagnosed based on the obtained deterioration characteristics over time and the stress evaluation data of the measured portion of the in-core structure, so that accurate diagnosis can be performed. It will be possible.

【0050】請求項6記載の発明によれば、原子炉の運
転停止時に中速および/または高速の中性子の集積され
た照射量を測定する測定手段を取り付け、原子炉の運転
が再開され、再度停止したときに取り出して中性子の照
射量を計測するので、中性子の経時的な集積量に基づい
て精度のよい余寿命の診断を行うことができる。
According to the sixth aspect of the present invention, when the operation of the nuclear reactor is stopped, a measuring means for measuring the accumulated dose of medium-speed and / or high-speed neutrons is attached, and the operation of the nuclear reactor is restarted. Since the irradiation amount of neutrons is measured when the neutrons are stopped, accurate residual life can be diagnosed based on the accumulated amount of neutrons over time.

【0051】請求項7記載の発明によれば、測定手段
が、炉心部における低速の中性子束を測定する第1の測
定手段と、炉心部外の高速および/または中速の中性子
束を測定する第2の測定手段とからなるので、原子炉内
の種々の箇所の複数の特性の中性子束の集積量を計測す
ることが可能となり、これによって原子炉内の中性子の
集積量分布を把握することができ、当該集積量分布から
精度のよい余寿命の診断が可能となる。
According to the invention of claim 7, the measuring means measures the low-speed neutron flux in the core, and the high-speed and / or medium-speed neutron flux outside the core. Since it comprises the second measuring means, it becomes possible to measure the accumulated amount of neutron flux having a plurality of characteristics at various points in the reactor, and thereby grasp the distribution of accumulated amount of neutrons in the reactor. Therefore, the remaining life can be accurately diagnosed from the accumulated amount distribution.

【0052】請求項8記載の発明によれば、第2の測定
手段が起動領域モニタホルダ及び平均出力領域モニタホ
ルダの少なくとも一方に設けられているので、原子炉内
への取り付け手段を低速の中性子測定手段と共用するこ
とができる。
According to the invention as set forth in claim 8, since the second measuring means is provided in at least one of the starting area monitor holder and the average output area monitor holder, the means for mounting the reactor in the reactor is a low-speed neutron. It can be shared with measuring means.

【0053】請求項9記載の発明によれば、駆動手段に
より、原子炉内の所望の位置に所望のタイミングで測定
手段を挿入して中性子束を計測することができるので、
測定時の中性子の照射量と分布をリアルタイムで把握す
ることが可能となり、精度のよい余寿命の診断を行うこ
とができる。
According to the invention described in claim 9, since the driving means can insert the measuring means at a desired position in the reactor at a desired timing to measure the neutron flux,
The irradiation dose and distribution of neutrons at the time of measurement can be grasped in real time, and accurate residual life can be diagnosed.

【0054】請求項10記載の発明によれば、駆動手段
は原子炉運転中に原子炉内に測定手段を挿入し、所望の
測定位置に移動させ、当該測定手段は移動した位置で中
性子束を測定するので、原子炉運転状態における中性子
の照射状態を確実に把握することができる。
According to the tenth aspect of the present invention, the driving means inserts the measuring means into the reactor during the operation of the reactor and moves the measuring means to a desired measurement position, and the measuring means changes the neutron flux at the moved position. Since the measurement is performed, the neutron irradiation state in the reactor operating state can be surely grasped.

【0055】請求項11記載の発明によれば、低速の中
性子の集積量を測定する中性子ドジメータをさらに備え
ているので、高速もしくは中速の中性子束の測定に加え
て低速の中性子の集積量を把握することができる。
According to the eleventh aspect of the present invention, since a neutron dosimeter for measuring the accumulated amount of low-speed neutrons is further provided, the accumulated amount of low-speed neutrons can be measured in addition to the measurement of the fast or medium-speed neutron flux. You can figure it out.

【0056】請求項12記載の発明によれば、中性子照
射量解析手段は、前記測定手段によってリアルタイムで
測定された中性子束と前記中性子ドジメータによる中性
子の集積量とから中性子照射量を算出するので、高速も
しくは中速の中性子束の測定に加えて低速の中性子の集
積量を把握することができ、これによって精度のよい中
性子照射量の解析が可能になる。
According to the twelfth aspect of the present invention, the neutron irradiation dose analyzing means calculates the neutron irradiation dose from the neutron flux measured in real time by the measuring means and the accumulated amount of neutrons by the neutron dosimeter. In addition to the measurement of high-speed or medium-speed neutron flux, the accumulation amount of low-speed neutrons can be grasped, which enables accurate analysis of neutron irradiation dose.

【0057】請求項13記載の発明によれば、測定手段
として、63Cu(n,α)60Co核反応、55Mn(n,
2n)54Mn核反応、54Fe(n,p)54Mn核反応、
46Ti(n,p)46Sc核反応、58Ni(n,p)58
o核反応、または32S(n,p)52P核反応のいずれか
を利用するしきい検出器を使用するので、高速の中性子
を確実に計測することができる。
According to the thirteenth aspect of the present invention, 63 Cu (n, α) 60 Co nuclear reaction, 55 Mn (n,
2n) 54 Mn nuclear reaction, 54 Fe (n, p) 54 Mn nuclear reaction,
46 Ti (n, p) 46 Sc nuclear reaction, 58 Ni (n, p) 58 C
Since a threshold detector utilizing either the o nuclear reaction or the 32 S (n, p) 52 P nuclear reaction is used, fast neutrons can be reliably measured.

【0058】請求項14記載の発明によれば、測定手段
として、U235Cdフィルタ付、Nb93,Ag10
9Cdフィルタ付、Co59Cdフィルタ付、Ni6
0,Fe54,Ti64,Np237,Ni58,Fe
58Cdフィルタ付、Sc45Cdフィルタ付、Ta1
81Cdフィルタ付、Pu239Cdフィルタ付の物質
のいずれかを使用するので、中速の中性子を確実に計測
することができる。
According to the fourteenth aspect of the present invention, the measuring means includes a U235Cd filter, Nb93, Ag10.
With 9Cd filter, Co59Cd filter, Ni6
0, Fe54, Ti64, Np237, Ni58, Fe
With 58Cd filter, Sc45Cd filter, Ta1
Since one of the substances with the 81Cd filter and the Pu239Cd filter is used, medium-speed neutrons can be reliably measured.

【0059】請求項15記載の発明によれば、駆動手段
が、測定手段を先端に備えたワイヤと、当該ワイヤを原
子炉の内部で上下方向に延びるキャルチューブ及び原子
炉圧力容器下部に延びる移動式炉心内計装装置案内管内
を進出後退させるワイヤ駆動装置と、前記測定手段をワ
イヤ駆動装置を介してキャルチューブに沿って炉心の任
意の測定位置に位置させる駆動制御装置とから構成され
るので、ワイヤの駆動によって容易に原子炉の所望の位
置に測定手段を送り込み、回収することができる。
According to the fifteenth aspect of the present invention, the driving means includes the wire having the measuring means at its tip, the wire that extends vertically inside the reactor, and the movement that extends to the lower portion of the reactor pressure vessel. Type in-core instrumentation device is composed of a wire drive device for advancing and retracting in the guide tube, and a drive control device for positioning the measuring means at an arbitrary measurement position of the core along the cal tube through the wire drive device. By driving the wire, the measuring means can be easily sent to a desired position of the nuclear reactor and collected.

【0060】請求項16記載の発明によれば、駆動制御
装置は、測定手段を炉外の遮蔽容器内に収容して、中性
子束の計測結果を記録可能な状態にするので、被爆のお
それなく安全な状態で中性子の計測結果を得ることがで
きる。
According to the sixteenth aspect of the present invention, the drive control device accommodates the measuring means in the shielded container outside the reactor so that the measurement result of the neutron flux can be recorded. Neutron measurement results can be obtained in a safe state.

【0061】請求項17記載の発明によれば、原子炉の
運転停止時に中速および/または高速の中性子の集積さ
れた照射量を測定する中性子ドジメータを取り付け、原
子炉の運転が再開され、再度停止したときに取り出して
中性子の照射量を計測するので、中性子の経時的な集積
量に基づいて精度のよい余寿命の診断を行うことができ
る。
According to the seventeenth aspect of the present invention, a neutron dosimeter for measuring the accumulated dose of medium-speed and / or high-speed neutrons is attached when the reactor is shut down, the reactor is restarted, and the reactor is restarted. Since the irradiation amount of neutrons is measured when the neutrons are stopped, accurate residual life can be diagnosed based on the accumulated amount of neutrons over time.

【0062】請求項18記載の発明によれば、中性子ド
ジメータとして、Li6、B10、Ni58、In11
5、Ta181、Au197、Ag109、Th23
2、U235、Co59、Fe58、Mn55、Cu6
3、Pu239、Na23、Sc45、Fe54のいず
れかを使用するので、中速および高速の中性子の照射量
を確実に把握することができる。
According to the eighteenth aspect of the present invention, the neutron dosimeter is Li6, B10, Ni58, In11.
5, Ta181, Au197, Ag109, Th23
2, U235, Co59, Fe58, Mn55, Cu6
Since any one of 3, Pu239, Na23, Sc45, and Fe54 is used, it is possible to reliably grasp the irradiation dose of neutrons at medium and high speeds.

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

【図1】本発明の実施例に係る原子炉の余寿命診断装置
の概略構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a nuclear reactor residual life diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】実施例に係る原子炉の余寿命診断装置の診断部
の要部を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a main part of a diagnosis unit of a residual life diagnosis device for a nuclear reactor according to an embodiment.

【図3】実施例に係る原子炉の余寿命診断装置の検出器
を原子炉の原子炉圧力容器の内部に挿入した状態を示す
図である。
FIG. 3 is a diagram showing a state in which the detector of the reactor residual life diagnosis apparatus according to the embodiment is inserted into a reactor pressure vessel of the reactor.

【図4】実施例に係る原子炉の余寿命診断装置における
中性子ドジメータを原子炉内の燃料チャンネルボックス
の外部のチャンネルファスナガードに設けた状態を示す
図である。
FIG. 4 is a diagram showing a state in which a neutron dosimeter in the reactor residual life diagnosis apparatus according to the embodiment is provided in a channel fastener guard outside a fuel channel box in the reactor.

【図5】図4における燃料チャンネルボックスと上部格
子板と中性子ドジメータとの関係を示す平面図である。
5 is a plan view showing the relationship among the fuel channel box, the upper lattice plate, and the neutron dosimeter in FIG. 4. FIG.

【図6】他の実施例に係る原子炉の余寿命診断装置にお
ける中性子ドジメータを原子炉内の燃料チャンネルボッ
クスの外部のチャネルファスナに設けた状態を示す図で
ある。
FIG. 6 is a view showing a state in which a neutron dosimeter in a nuclear reactor residual life diagnosis apparatus according to another embodiment is provided in a channel fastener outside a fuel channel box in a nuclear reactor.

【図7】中性子モニタホルダの炉心支持板位置に中性子
ドジメータを設けた実施例を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing an embodiment in which a neutron dosimeter is provided at a core support plate position of a neutron monitor holder.

【図8】加圧水型原子炉の一例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an example of a pressurized water reactor.

【図9】沸騰水型原子炉の一例を説明するための図であ
る。
FIG. 9 is a diagram for explaining an example of a boiling water reactor.

【図10】沸騰水型原子炉の内部構造を示す一部を切り
欠いた斜視図である。
FIG. 10 is a partially cutaway perspective view showing an internal structure of a boiling water reactor.

【図11】従来例における中性子モニタの配置を示す平
面図である。
FIG. 11 is a plan view showing the arrangement of neutron monitors in a conventional example.

【図12】従来例における中性子モニタホルダの炉心に
対する設置状態を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing an installation state of a neutron monitor holder in a core in a conventional example.

【図13】従来例における中性子モニタホルダに定置型
中性子束検出器を設けた状態を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a state in which a stationary neutron flux detector is provided on a neutron monitor holder in a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 原子炉圧力容器 2 炉心シュラウド 3 上部格子板 4 監視試験片バスケット 8 加速照射用監視試験片バスケット 25 燃料集合体 28 中性子モニタホルダ(LPRM) 29 キャルチューブ 30 定地型中性子束検出器 31 中性子モニタ(IRM/SRM) 33 燃料集合体 42 中性子ドジメータ 49 TIP案内管 50 原子炉格納容器貫通部 51 隔離弁 52 遠隔切断弁 53 遮蔽容器 54 ワイヤ駆動装置 55 駆動制御装置 56 中性子束測定装置 57 弁制御装置 58 中性子束記録装置 61 中性子ドジメータ情報ファイル 62 炉心運転データ 63 中性子照射量解析装置 64 構造材料経年劣化データファイル 65 構造材料経年劣化予測評価解析装置 66 機器構造物応力解析装置 67 余寿命評価解析装置 68 解析結果表示装置 1 Reactor Pressure Vessel 2 Core Shroud 3 Upper Lattice Plate 4 Monitoring Specimen Basket 8 Monitoring Specimen Basket for Accelerated Irradiation 25 Fuel Assembly 28 Neutron Monitor Holder (LPRM) 29 Cal Tube 30 Stationary Neutron Flux Detector 31 Neutron Monitor (IRM / SRM) 33 Fuel assembly 42 Neutron dosimeter 49 TIP guide tube 50 Reactor containment vessel penetration part 51 Isolation valve 52 Remote cutoff valve 53 Shielding container 54 Wire drive device 55 Drive control device 56 Neutron flux measurement device 57 Valve control device 58 neutron flux recorder 61 neutron dosimeter information file 62 core operation data 63 neutron dose analysis device 64 structural material aged deterioration data file 65 structural material aged deterioration prediction evaluation analysis device 66 equipment structure stress analysis device 67 residual life evaluation analysis device 68 Analysis result table Equipment

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 原子炉圧力容器と、前記原子炉圧力容器
内に配置される燃料集合体と、前記燃料集合体を所定位
置に保持する炉内構造物とを備えた原子炉の余寿命を診
断する原子炉の余寿命診断方法において、 原子炉運転中に原子炉圧力容器の外部から中性子束を測
定する測定手段を挿入し、 前記測定手段によって測定された測定値に基づいて測定
部位近傍の炉内構造物の中性子による材料の劣化の状態
を予測し、 予測された劣化の状態に基づいて原子炉の余寿命を診断
することを特徴とする原子炉の余寿命診断方法。
1. A remaining life of a nuclear reactor including a reactor pressure vessel, a fuel assembly arranged in the reactor pressure vessel, and an internal structure for holding the fuel assembly in a predetermined position. In the method of diagnosing the remaining life of the reactor to be diagnosed, a measuring means for measuring the neutron flux from the outside of the reactor pressure vessel during the operation of the reactor is inserted, and the vicinity of the measurement site is measured based on the measurement value measured by the measuring means. A method for diagnosing remaining life of a reactor, comprising predicting the state of material deterioration due to neutrons in reactor internals, and diagnosing the remaining life of the reactor based on the predicted state of deterioration.
【請求項2】 前記中性子束が高速および/または中速
の中性子束であることを特徴とする請求項1記載の原子
炉の余寿命診断方法。
2. The residual life diagnosis method for a nuclear reactor according to claim 1, wherein the neutron flux is a fast and / or medium speed neutron flux.
【請求項3】 前記測定手段が挿入される部位が、燃料
集合体の周辺の構造物近傍であることを特徴とする請求
項1記載の原子炉の余寿命診断方法。
3. The method for diagnosing remaining life of a nuclear reactor according to claim 1, wherein the portion into which the measuring means is inserted is near a structure around the fuel assembly.
【請求項4】 前記材料の劣化の予測は、測定結果から
構造物に対する中性子照射量を求め、あらかじめ用意さ
れた構造材料の経年劣化データを用いて当該構造物の経
年劣化特性を求めることによって行われることを特徴と
する請求項1記載の原子炉の余寿命診断方法。
4. The prediction of the deterioration of the material is performed by obtaining the neutron irradiation dose to the structure from the measurement result and obtaining the aged deterioration characteristic of the structure using the aged deterioration data of the structural material prepared in advance. The method for diagnosing residual life of a nuclear reactor according to claim 1, wherein:
【請求項5】 前記余寿命の診断は、求められた経年劣
化特性と前記炉内構造物の被測定部位の応力評価データ
とによって行われることを特徴とする請求項1記載の原
子炉の余寿命診断方法。
5. The residual life of a nuclear reactor according to claim 1, wherein the diagnosis of the remaining life is performed based on the obtained aging characteristics and stress evaluation data of a measured portion of the reactor internal structure. Life diagnosis method.
【請求項6】 原子炉圧力容器と、前記原子炉圧力容器
内に配置される燃料集合体と、前記燃料集合体を所定位
置に保持する炉内構造物とを備えた原子炉の余寿命を診
断する原子炉の余寿命診断方法において、 原子炉の運転停止時に原子炉圧力容器内の構造物に中速
および/または高速の中性子の集積された照射量を測定
する測定手段を取り付け、 原子炉の運転が再開され、再度停止したときに前記測定
手段を原子炉内から取り出し、 取り出した測定手段によって測定された測定値に基づい
て測定部位近傍の炉内構造物の中性子による材料の劣化
の状態を予測し、 予測された劣化の状態に基づいて原子炉の余寿命を診断
することを特徴とする原子炉の余寿命診断方法。
6. A remaining life of a nuclear reactor including a reactor pressure vessel, a fuel assembly arranged in the reactor pressure vessel, and an internal structure for holding the fuel assembly in a predetermined position. A method for diagnosing a residual life of a nuclear reactor to be diagnosed, wherein a measuring means for measuring an accumulated dose of medium-speed and / or high-speed neutrons is attached to a structure in a reactor pressure vessel when the reactor is shut down. When the operation is restarted and then stopped again, the measuring means is taken out of the reactor, and the state of deterioration of the material due to neutrons in the reactor internal structure near the measurement site based on the measured values measured by the taken measuring means And a method for diagnosing the remaining life of the reactor based on the predicted deterioration state.
【請求項7】 前記測定手段は、炉心部における低速の
中性子束を測定する第1の測定手段と、炉心部外の高速
および/または低速の中性子束を測定する第2の測定手
段とからなることを特徴とする請求項6記載の原子炉の
余寿命診断方法。
7. The measuring means comprises first measuring means for measuring low-speed neutron flux in the core and second measuring means for measuring high-speed and / or low-speed neutron flux outside the core. The method for diagnosing remaining life of a nuclear reactor according to claim 6, wherein:
【請求項8】 前記第2の測定手段が起動領域モニタホ
ルダ及び平均出力領域モニタホルダの少なくとも一方に
設けられていることを特徴とする請求項7記載の原子炉
の余寿命診断方法。
8. The method for diagnosing remaining life of a nuclear reactor according to claim 7, wherein the second measuring means is provided in at least one of the startup area monitor holder and the average output area monitor holder.
【請求項9】 原子炉圧力容器と、前記原子炉圧力容器
内に配置される燃料集合体と、前記燃料集合体を所定位
置に保持する炉内構造物とを備えた原子炉の余寿命を診
断する原子炉の余寿命診断装置において、 燃料集合体から出射される中性子束を測定する測定手段
と、 この測定手段を原子炉圧力容器の外部から原子炉圧力容
器内部の所望の位置に挿入し、所望の位置にセットする
とともに、測定後当該位置から抜出する測定手段の駆動
手段と、 前記測定手段によって測定された中性子束を記録する記
録手段と、 前記記録手段に記録された中性子束の測定記録と原子炉
の運転記録とに基づいて測定位置における炉心構造物へ
の中性子照射量を解析する中性子照射量解析手段と、 前記中性子照射量解析手段によって解析された中性子の
照射量から炉内構造物の劣化の状態を予測し、当該劣化
の状態から原子炉の余寿命を診断する診断手段と、を備
えていることを特徴とする原子炉の余寿命診断装置。
9. A remaining life of a reactor provided with a reactor pressure vessel, a fuel assembly arranged in the reactor pressure vessel, and an internal structure for holding the fuel assembly in a predetermined position. In the residual life diagnostic device for a reactor to be diagnosed, measuring means for measuring the neutron flux emitted from the fuel assembly and this measuring means are inserted from the outside of the reactor pressure vessel to a desired position inside the reactor pressure vessel. , Set to a desired position, driving means of the measuring means to be extracted from the position after measurement, recording means for recording the neutron flux measured by the measuring means, of the neutron flux recorded in the recording means Neutron dose analysis means for analyzing the neutron dose to the core structure at the measurement position based on the measurement record and the operation record of the reactor, and the neutron dose analyzed by the neutron dose analysis means Predicting the state of deterioration of the al furnace structure, remaining life diagnosis unit of the reactor, characterized in that it comprises a diagnostic means for diagnosing the remaining lifetime of the reactor from the state of the deterioration, the.
【請求項10】 前記駆動手段は原子炉運転中に前記測
定手段を原子炉内に挿入して所望の測定位置に移動さ
せ、前記測定手段は移動した位置で中性子束を測定する
ことを特徴とする請求項9記載の原子炉の余寿命診断装
置。
10. The driving means inserts the measuring means into the reactor during operation of the reactor and moves the measuring means to a desired measurement position, and the measuring means measures the neutron flux at the moved position. The residual life diagnosing device for a nuclear reactor according to claim 9.
【請求項11】 あらかじめ設定された位置に配設さ
れ、低速の中性子の集積量を測定する中性子ドジメータ
をさらに備えていることを特徴とする請求項9記載の原
子炉の余寿命診断装置。
11. The residual life diagnostic apparatus for a nuclear reactor according to claim 9, further comprising a neutron dosimeter which is arranged at a preset position and which measures the accumulated amount of low-speed neutrons.
【請求項12】 前記中性子照射量解析手段は、前記測
定手段によってリアルタイムで測定された中性子束と前
記中性子ドジメータによる中性子の集積量とから中性子
照射量を算出することを特徴とする請求項9記載の原子
炉の余寿命診断装置。
12. The neutron irradiation dose analyzing means calculates the neutron irradiation dose from the neutron flux measured in real time by the measuring means and the accumulated amount of neutrons by the neutron dosimeter. Reactor Remaining Life Assessment Device
【請求項13】 前記測定手段が、63Cu(n,α)60
Co核反応、55Mn(n,2n)54Mn核反応、54Fe
(n,p)54Mn核反応、46Ti(n,p)46Sc核反
応、58Ni(n,p)58Co核反応、および32S(n,
p)52P核反応のいずれかを利用するしきい検出器から
なることを特徴とする請求項9記載の原子炉の余寿命診
断装置。
13. The measuring means comprises 63 Cu (n, α) 60.
Co nuclear reaction, 55 Mn (n, 2n) 54 Mn nuclear reaction, 54 Fe
(N, p) 54 Mn nuclear reaction, 46 Ti (n, p) 46 Sc nuclear reaction, 58 Ni (n, p) 58 Co nuclear reaction, and 32 S (n,
The residual life diagnosing device for a nuclear reactor according to claim 9, which comprises a threshold detector that utilizes one of p) 52 P nuclear reactions.
【請求項14】 前記測定手段が、U235Cdフィル
タ付、Nb93,Ag109Cdフィルタ付、Co59
Cdフィルタ付、Ni60,Fe54,Ti64,Np
237,Ni58,Fe58Cdフィルタ付、Sc45
Cdフィルタ付、Ta181Cdフィルタ付、Pu23
9Cdフィルタ付の物質のいずれかを使用した中性子束
検出器からなることを特徴とする請求項9記載の原子炉
の余寿命解析評価システム。
14. The measuring means includes a U235Cd filter, Nb93, Ag109Cd filter, Co59.
With Cd filter, Ni60, Fe54, Ti64, Np
237, Ni58, Fe58 with Cd filter, Sc45
With Cd filter, Ta181 With Cd filter, Pu23
The residual life analysis and evaluation system for a nuclear reactor according to claim 9, characterized by comprising a neutron flux detector using any of substances with a 9Cd filter.
【請求項15】 前記駆動手段が、測定手段を先端に備
えたワイヤと、当該ワイヤを原子炉の内部で上下方向に
延びるキャルチューブ及び原子炉圧力容器下部に延びる
移動式炉心内計装装置案内管内を進出後退させるワイヤ
駆動装置と、前記測定手段をワイヤ駆動装置を介してキ
ャルチューブに沿って炉心の任意の測定位置に位置させ
る駆動制御装置とからなることを特徴とする請求項9記
載の原子炉の余寿命診断装置。
15. The wire for which the driving means has a measuring means at its tip, a cal tube extending in the vertical direction inside the reactor and a movable in-core instrumentation device guide extending to the lower part of the reactor pressure vessel. The wire drive device for advancing and retracting the inside of the pipe, and a drive control device for positioning the measuring means at an arbitrary measurement position of the core along the cal tube via the wire drive device. Remaining life diagnostic equipment for nuclear reactors.
【請求項16】 前記駆動制御装置は、前記測定手段を
炉外の遮蔽容器内に収容して、中性子束の計測結果を前
記記録手段が記録可能な状態にすることを特徴とする請
求項15記載の原子炉の余寿命診断装置。
16. The drive control device is characterized in that the measuring means is housed in a shielding container outside the reactor so that the measurement result of the neutron flux can be recorded by the recording means. Reactor residual life diagnostic device described.
【請求項17】 原子炉圧力容器と、前記原子炉圧力容
器内に配置される燃料集合体と、前記燃料集合体を所定
位置に保持する炉内構造物とを備えた原子炉の余寿命を
診断する原子炉の余寿命診断装置において、 燃料集合体から出射される中性子の集積量を測定する中
性子ドジメータと、 この中性子ドジメータを原子炉の運転停止中にあらかじ
め設定された測定位置にセットするセット手段と、 原子炉の運転再開後、再停止したときに前記中性子ドジ
メータを炉外に取り出して、測定された中性子の集積量
を記録する記録手段と、 前記記録手段に記録された中性子束の測定記録と原子炉
の運転記録とに基づいて測定位置における炉心構造物へ
の中性子照射量を解析する中性子照射量解析手段と、 前記中性子照射量解析手段によって解析された中性子の
照射量から炉内構造物の劣化の状態を予測し、当該劣化
の状態から原子炉の余寿命を診断する診断手段と、を備
えていることを特徴とする原子炉の余寿命診断装置。
17. A remaining life of a reactor provided with a reactor pressure vessel, a fuel assembly arranged in the reactor pressure vessel, and an internal structure for holding the fuel assembly in a predetermined position. A neutron dosimeter for measuring the accumulated amount of neutrons emitted from a fuel assembly in a reactor residual life diagnostic device for diagnosis, and a set for setting this neutron dosimeter at a preset measurement position during shutdown of the reactor. Means, after restarting the operation of the nuclear reactor, when the neutron dosimeter is taken out of the reactor when restarted, recording means for recording the accumulated amount of measured neutrons, the measurement of the neutron flux recorded in the recording means Neutron dose analysis means for analyzing the neutron dose to the core structure at the measurement position based on the record and the operation record of the reactor, and analyzed by the neutron dose analysis means A residual life diagnosing device for a nuclear reactor, comprising: a diagnosing means for predicting a deterioration state of an internal structure from a neutron irradiation amount and diagnosing a residual life of the reactor from the deterioration state. .
【請求項18】 前記中性子ドジメータが、Li6、B
10、Ni58、In115、Ta181、Au19
7、Ag109、Th232、U235、Co59、F
e58、Mn55、Cu63、Pu239、Na23、
Sc45、Fe54のいずれかを含んでなることを特徴
とする請求項17記載の原子炉の余寿命診断装置。
18. The neutron dosimeter is Li6, B
10, Ni58, In115, Ta181, Au19
7, Ag109, Th232, U235, Co59, F
e58, Mn55, Cu63, Pu239, Na23,
18. The residual life diagnosing device for a nuclear reactor according to claim 17, comprising either Sc45 or Fe54.
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