JPH1039083A - In-furnace information monitoring apparatus - Google Patents

In-furnace information monitoring apparatus

Info

Publication number
JPH1039083A
JPH1039083A JP18971196A JP18971196A JPH1039083A JP H1039083 A JPH1039083 A JP H1039083A JP 18971196 A JP18971196 A JP 18971196A JP 18971196 A JP18971196 A JP 18971196A JP H1039083 A JPH1039083 A JP H1039083A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat
heating element
thermocouple
furnace
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP18971196A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mikio Izumi
幹雄 泉
Yasushi Goto
泰志 後藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP18971196A priority Critical patent/JPH1039083A/en
Publication of JPH1039083A publication Critical patent/JPH1039083A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an in-furnace information monitoring apparatus by which the measuring accuracy of information on a state inside a nuclear reactor is enhanced and by which the maintenance and inspection of various apparatuses inside a reactor containment vessel is performed easily. SOLUTION: An in-furnace information monitoring apparatus is provided with a stainless steel rod 15 as a heating element which generates heat by gamma rays, with a thermocouple 14 which detects the temperature of the stainless steel rod 15, with a heat insulating material 16 which is fitted to the stainless steel rod 15 and in which argon is sealed, with a cooling flow passage 17 which is installed between the stainless steel rod 15 and the heat insulating material 16 so as to cool the stainless steel rod 15, with a gamma-ray heating evaluation device 19 which evaluates a gamma-ray amount in the position of the stainless steel rod 15 and with a flow-velocity evaluation device 20 by which the flow velocity of cooling water around the stainless steel rod 15 is measured on the basis of the detection output of the thermocouple 14 and that of the gamma-ray heating evaluation device 19.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば沸騰水型原
子炉(BWR)の原子炉圧力容器内の水位、圧力、流
量、ボイド率または出力分布等の状態情報を監視する炉
内情報監視装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an in-reactor information monitoring apparatus for monitoring state information such as a water level, a pressure, a flow rate, a void ratio or a power distribution in a reactor pressure vessel of a boiling water reactor (BWR). It is about.

【0002】[0002]

【従来の技術】沸騰水型原子力発電プラントでは、原子
炉圧力容器内において冷却材である水を沸騰させ、その
水蒸気により直接タービンを回して発電を行っている。
この冷却材は燃料を冷却する機能を有するものであるた
め、水位の減少が起こった場合、また、流量の減少が起
こった場合は、原子炉を停止することになっている。ま
た、炉内の圧力も同様に沸騰する水の温度に影響するた
め、炉圧力に異常が起こった場合、原子炉の停止等の処
置が行われる。
2. Description of the Related Art In a boiling water nuclear power plant, water as a coolant is boiled in a reactor pressure vessel, and the steam is used to directly turn a turbine to generate power.
Since this coolant has a function of cooling the fuel, the reactor is to be shut down when the water level decreases or when the flow rate decreases. In addition, since the pressure in the furnace also affects the temperature of the boiling water, if an abnormality occurs in the furnace pressure, measures such as shutting down the reactor are performed.

【0003】このように、原子炉の炉内情報の監視は原
子炉を安全に運用する上で重要な項目であり、多様な方
法で監視を行う必要がある。しかし、炉内の環境は高放
射線場であるため、通常のプロセスセンサを安定に動作
させておくことが困難である。そのため、原子炉圧力容
器に配管を接続し炉外に冷却材を導き、炉外においてこ
れらの情報と同等なプロセス量を監視するのが一般的で
ある。
[0003] As described above, monitoring of the information inside the reactor of the nuclear reactor is an important item for safely operating the nuclear reactor, and it is necessary to perform monitoring by various methods. However, since the environment in the furnace is a high radiation field, it is difficult to stably operate a normal process sensor. Therefore, it is common to connect a pipe to the reactor pressure vessel, guide the coolant outside the reactor, and monitor a process amount equivalent to this information outside the reactor.

【0004】図13は、従来の水位計測を行うための監
視装置を概略的に示したものである。原子炉圧力容器1
内には、炉心2を冷却する冷却材としての水(以下、冷
却水)3が満たしてあり、この冷却水3は炉心2の発熱
により沸騰して蒸気4となる。冷却水3の水位は、炉心
2の冷却機能を確実に果た目的から、炉心2より高い位
置にある必要がある。この水位を計測するために従来で
は、圧力容器1の上下の位置から高圧管5および低圧管
6により各位置の圧力を炉外に導き、その差圧を炉外に
設置した差圧計7によって計測している。流量および圧
力に関しても、配管を圧力容器1に接続し、炉外に設置
したセンサを用いてそれらのプロセス量を測定してい
る。
FIG. 13 schematically shows a conventional monitoring device for performing water level measurement. Reactor pressure vessel 1
The inside is filled with water (hereinafter referred to as cooling water) 3 as a coolant for cooling the core 2, and the cooling water 3 boils due to heat generation of the core 2 to become steam 4. The water level of the cooling water 3 needs to be higher than the core 2 for the purpose of reliably performing the cooling function of the core 2. Conventionally, in order to measure this water level, the pressure at each position is guided outside the furnace by a high pressure pipe 5 and a low pressure pipe 6 from the upper and lower positions of the pressure vessel 1, and the differential pressure is measured by a differential pressure gauge 7 installed outside the furnace. doing. Regarding the flow rate and the pressure, the pipes are connected to the pressure vessel 1 and the process amounts thereof are measured using a sensor installed outside the furnace.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述した構成の炉内情
報監視装置においては、圧力容器1に配管を接続してい
る点から、種々の問題がある。たとえば水位計測の場合
については低圧管6の破断可能性を考慮して、これらの
配管の保守・点検を高頻度で行い、腐蝕等のないことを
確認する必要がある。また、これらの配管によって原子
炉格納容器内の配管配置が複雑になり、原子炉運転時に
他の機器の保守、点検等を行うことが困難になる。
The in-furnace information monitoring apparatus having the above-described structure has various problems since a pipe is connected to the pressure vessel 1. For example, in the case of water level measurement, it is necessary to frequently perform maintenance and inspection of these pipes in consideration of the possibility of breakage of the low-pressure pipe 6 to confirm that there is no corrosion or the like. In addition, these pipes complicate the arrangement of pipes in the containment vessel, and make it difficult to perform maintenance, inspection, and the like of other equipment during operation of the reactor.

【0006】一方、炉内にセンサ類を設置して炉内情報
を監視する手段として、様々な開発が行われており、公
知例も種々存在する。
On the other hand, various means have been developed as means for monitoring furnace information by installing sensors in the furnace, and there are various known examples.

【0007】例えば流速に関しては、"Two-Phase Flow-
Monitoring by Analysis ofln-core Neutorn Detector
Noise Signals - A Literature Survey" ,A.J.C.Stekel
enburg,Ann.Nucl.Energy,Vol.20,No.9,pp.611-21,1993
等(文献1)が知られている。この文献1の技術は、炉
内の軸方向に設置されている1対の中性子センサの揺ら
ぎの相関より、その間の流速を測定するものであるが、
相関を用いているため精度が低く、また2つのセンサ間
の平均値しか知ることができないという問題があった。
[0007] For example, regarding the flow velocity, "Two-Phase Flow-
Monitoring by Analysis ofln-core Neutorn Detector
Noise Signals-A Literature Survey ", AJCStekel
enburg, Ann. Nucl. Energy, Vol. 20, No. 9, pp. 611-21, 1993
(Reference 1) is known. The technique of this document 1 measures the flow velocity between the fluctuations of a pair of neutron sensors installed in the axial direction in the furnace,
Since the correlation is used, there is a problem that accuracy is low and that only an average value between two sensors can be known.

【0008】水位に関しては、米国特許第5211904 号"I
n-vessel water level monitor forboiling water reac
tors ”(米国特許1)、および“Application of Radi
calgamma thermometer Assemblies for Coolant Monito
ring in Ringhals W- PWRs.",Smith,R.D.,SKI-B-36-82
(1982) (文献2)等の公知例がある。これらはいずれ
も熱電対を用いたものであるが、米国特許1の技術では
熱電対の温度で監視するものであるため、原子炉出力に
より値が変化するという問題があった。また、文献2の
技術では、センサ位置に水位がきた時のみセンサ信号が
変化するが、センサの上または下の位置に水位がある場
合には区別ができないという問題があった。
Regarding the water level, US Pat. No. 5,111,904 "I
n-vessel water level monitor forboiling water reac
tors "(US Patent 1) and" Application of Radi
calgamma thermometer Assemblies for Coolant Monito
ring in Ringhals W- PWRs. ", Smith, RD, SKI-B-36-82
(1982) (Reference 2). All of these use a thermocouple, but in the technique of U.S. Pat. No. 1, there is a problem that the value changes depending on the reactor output because the monitoring is performed based on the temperature of the thermocouple. Further, in the technique of Document 2, the sensor signal changes only when the water level comes to the sensor position, but there is a problem that it is impossible to distinguish when the water level is above or below the sensor.

【0009】ボイド率に関しては、"The use of Gamma
Thermometer as a MultipurposeSensor",V.Tosi et al.
(文献3)、および"A Void Detection System ForBWR
S",Lionel Banda (文献4)等の公知例がある。文献3
の技術は、ガンマ線の発熱を計測するセンサを用い、そ
のセンサ出力の揺らぎによりボイド率を計測するもので
あり、文献4の技術はガンマ線用検出器と中性子用検出
器を用い、それぞれの比率からボイド率を計測するもの
である。
Regarding the void fraction, "The use of Gamma
Thermometer as a MultipurposeSensor ", V. Tosi et al.
(Reference 3) and "A Void Detection System ForBWR
There are known examples such as S ", Lionel Banda (Reference 4). Reference 3
The technology disclosed in Patent Document 4 uses a sensor that measures the heat generated by gamma rays, and measures the void fraction based on fluctuations in the sensor output. The technology described in Document 4 uses a gamma ray detector and a neutron detector, and calculates the ratio based on the respective ratios. It measures the void fraction.

【0010】原子炉出力の微小振動検出に関しては、米
国特許第5225149 号"Detection ofcore thermal hydrau
lic oscillations"(米国特許2)の公知例がある。こ
の米国特許2の技術では、中性子センサおよびガンマセ
ンサを用いてボイド率を監視し、その変化に基づいて原
子炉出力の微小振動を検出するものである。
US Pat. No. 5,225,149 entitled "Detection of core thermal hydrau"
There is a known example of "lic oscillations" (U.S. Patent No. 2). In the technology of U.S. Patent No. 2, a neutron sensor and a gamma sensor are used to monitor the void fraction, and a minute vibration of the reactor output is detected based on the change. Things.

【0011】炉内の中性子およびガンマ線の強度情報
は、原子炉の情報で最も重要なものであるため、現在で
も炉内に核分裂計数管等の中性子検出器または、ガンマ
線検出器を炉内に挿入し、直接測定を行っている。しか
し、これらも炉内の放射線強度が強いため、炉外に引き
抜いたり、数年の使用期間後交換するものが殆どであ
り、さらに信頼性の高い炉内センサが望まれている。
Since neutron and gamma ray intensity information in the reactor is the most important information in the reactor, a neutron detector such as a fission counter or a gamma ray detector is inserted into the reactor even at present. And make direct measurements. However, because of the high radiation intensity inside the furnace, most of them are pulled out of the furnace or replaced after a few years of use, and a more reliable in-furnace sensor is desired.

【0012】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、原子炉内の状態情報の計測精度の向上を図ると
ともに、原子炉圧力容器からの配管を減少させ、さらに
原子炉格納容器内の各種機器の配置を容易にして、それ
らの機器の保守点検を容易に行える炉内情報監視装置を
提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and aims to improve the accuracy of measuring the state information in the reactor, reduce the number of pipes from the reactor pressure vessel, and further reduce the number of pipes in the containment vessel. It is an object of the present invention to provide an in-furnace information monitoring device that facilitates arrangement of various devices and facilitates maintenance and inspection of those devices.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1記載の炉内情報監視装置は、原子炉の炉心内
に設置されガンマ線によって発熱する発熱体と、この発
熱体に取付けられた温度検出用の熱電対と、前記発熱体
の回りに配設され周囲への熱放出を抑制する断熱体と、
前記発熱体と前記断熱体との間に形成され周囲流量に依
存した流量の冷却材を流通させることで発熱部の冷却を
行わせる冷却路と、炉心部の放射線検出に基づいて発熱
体位置のガンマ線量を評価するガンマ線発熱評価装置
と、前記熱電対およびガンマ線発熱評価装置の検出出力
を取り込み、これらの検出出力に基づいて発熱体周辺の
冷却水の流速を計測する流速評価装置とを有することを
特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an in-reactor information monitoring apparatus which is installed in a reactor core of a nuclear reactor and generates heat by gamma rays, and is attached to the heating element. A thermocouple for temperature detection, and a heat insulator disposed around the heating element to suppress heat release to the surroundings,
A cooling path formed between the heating element and the heat insulating body to allow the cooling of the heating section by flowing a coolant having a flow rate dependent on the ambient flow rate, and the position of the heating element based on the radiation detection of the core. A gamma ray heat generation evaluation device for evaluating a gamma dose, and a flow velocity evaluation device for taking in detection outputs of the thermocouple and the gamma ray heat generation evaluation device and measuring a flow velocity of cooling water around a heating element based on these detection outputs. It is characterized by.

【0014】本発明においては、発熱体が炉内のガンマ
線により発熱し、周囲の断熱体によって断熱されて高温
となる。この熱は、断熱体と発熱体との間に設けられた
冷却路によって、冷却管内を流れる流速に依存した割合
で冷却される。そして、ガンマ線発熱評価装置によって
評価されるガンマ線発熱量と、熱電対によって計測され
る温度とを比較することにより、炉内の流量を計測する
ことができるものである。また、センサとしては、炉内
に設置された熱電対およびセンサ構造材のみで構成した
ことにより、炉内における冷却水の流速を直接的、かつ
安定的に計測することができる。
In the present invention, the heating element generates heat due to gamma rays in the furnace, and is insulated by the surrounding heat insulator to be heated to a high temperature. This heat is cooled by a cooling path provided between the heat insulator and the heating element at a rate depending on the flow velocity flowing through the cooling pipe. Then, the flow rate in the furnace can be measured by comparing the calorific value of the gamma ray evaluated by the gamma ray heat generation evaluation device with the temperature measured by the thermocouple. In addition, since the sensor is constituted only by the thermocouple and the sensor structural material installed in the furnace, the flow rate of the cooling water in the furnace can be directly and stably measured.

【0015】請求項2記載の炉内情報監視装置は、ガン
マ線発熱評価装置は、原子炉内または炉外に設置した放
射線検出器の出力を用い、計算補正により発熱体位置に
おけるガンマ線発熱量を評価するものであることを特徴
とする。
According to a second aspect of the present invention, in the in-furnace information monitoring apparatus, the gamma ray heat generation evaluation apparatus evaluates the amount of gamma ray heat generation at the position of the heating element by calculation correction using the output of a radiation detector installed inside or outside the reactor. It is characterized by that.

【0016】本発明においては、原子炉圧力容器内また
は原子炉圧力容器外に設置した放射線検出器の出力を用
い、計算・補正により、炉内の本発熱体の設置してある
位置のガンマ線発熱量を評価することができる。
In the present invention, the output of the radiation detector installed in the reactor pressure vessel or outside the reactor pressure vessel is used to calculate and correct the gamma ray heat generation at the position where the heating element is installed in the reactor. The quantity can be evaluated.

【0017】請求項3記載の炉内情報監視装置は、原子
炉の炉心内に設置されガンマ線によって発熱する発熱体
と、この発熱体の回りに位置を異ならせて配設され周囲
への熱放出を抑制する1対の断熱体と、前記発熱体と前
記断熱体の一方との間に形成され周囲流量に依存した流
量の冷却材を流通させることで発熱部の冷却を行わせる
冷却路と、前記断熱体および冷却路が接している前記発
熱体の部分の温度を検出する第1の熱電対と、前記断熱
体に接し、かつ冷却路に接していない前記発熱体の部分
の温度を検出する第2の熱電対と、前記第1、第2の熱
電対の検出出力を取り込み、予め記憶されている前記発
熱体の2つの温度測定部位間の温度差と前記発熱体周囲
における冷却水の流速との関係を示す特性データを参照
して前記発熱体周囲における冷却水の流速を計測する流
速評価装置とを有することを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an in-furnace information monitoring apparatus, comprising: a heating element which is installed in a reactor core of a nuclear reactor and generates heat by gamma rays; A pair of heat insulators, and a cooling path formed between the heat generator and one of the heat insulators to cool a heat generating portion by flowing a coolant having a flow rate dependent on an ambient flow rate; A first thermocouple for detecting a temperature of a portion of the heat generating body that is in contact with the heat insulating body and the cooling path, and a temperature of a portion of the heat generating body that is in contact with the heat insulating body and not in contact with the cooling path; The detection outputs of the second thermocouple and the first and second thermocouples are fetched, and the temperature difference between the two temperature measurement sites of the heating element stored in advance and the flow rate of the cooling water around the heating element are stored. With reference to characteristic data indicating the relationship between And having a flow rate evaluation device for measuring the flow rate of the cooling water in.

【0018】本発明においては、冷却管を設けない発熱
体の温度と、冷却管を設けた場合の発熱体の温度とを比
較することにより、冷却管による冷却効果、即ち炉内の
流速を計測することができる。
In the present invention, the cooling effect of the cooling pipe, ie, the flow velocity in the furnace, is measured by comparing the temperature of the heating element without the cooling pipe with the temperature of the heating element with the cooling pipe. can do.

【0019】請求項4記載の炉内情報監視装置は、請求
項3記載の熱電対に代え、2つの接点を有する1つの熱
電対を設け、その1つの接点を断熱体および冷却路が接
している発熱体の温度を測定する部分に配置し、他方の
接点を断熱体に接し、かつ冷却路の接していない発熱体
の温度を測定する部分に配置したことを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an in-furnace information monitoring apparatus in which a thermocouple having two contacts is provided in place of the thermocouple according to the third aspect, and one of the contacts is connected to a heat insulator and a cooling path. The temperature measuring device is characterized in that it is disposed at a portion for measuring the temperature of a heating element that is present, the other contact is in contact with a heat insulator, and is disposed at a portion for measuring the temperature of the heating element that is not in contact with a cooling passage.

【0020】本発明においては、直接、熱電対の出力を
冷却管内に流れる流速に依存した出力として得ることが
できる。
In the present invention, the output of the thermocouple can be directly obtained as an output depending on the flow velocity flowing through the cooling pipe.

【0021】請求項5記載の炉内情報監視装置は、ガン
マ線によって発熱する前記発熱体に接し、電気によって
発熱するとヒータ部を有することを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, the in-furnace information monitoring apparatus is characterized in that it has a heater portion which is in contact with the heating element which generates heat by gamma rays and generates heat by electricity.

【0022】本発明においては、原子炉出力が低く、ガ
ンマ線発熱量が少ない場合においても、ヒータ発熱を利
用することにより流速の計測が可能となる。
In the present invention, even when the reactor power is low and the amount of generated gamma rays is small, the flow velocity can be measured by utilizing the heat generated by the heater.

【0023】請求項6記載の炉内情報監視装置は、原子
炉の炉心内に設置されガンマ線によって発熱する発熱体
と、この発熱体に取付けられた温度検出用の熱電対と、
前記発熱体に接続され断熱効果が周囲圧力に応じて変化
する断熱体と、炉内圧力に応じた前記断熱体の断熱効果
の変化により炉内圧力を反映した前記熱電対の検出出力
に基づいて炉内圧力を計測する圧力評価装置とを有する
ことを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an in-furnace information monitoring apparatus, comprising: a heating element which is installed in a reactor core of a nuclear reactor and generates heat by gamma rays; a thermocouple for temperature detection attached to the heating element;
A heat insulator connected to the heating element, the heat insulation effect of which changes according to the ambient pressure, based on the detection output of the thermocouple reflecting the furnace pressure by changing the heat insulation effect of the heat insulator according to the furnace pressure. A pressure evaluation device for measuring the pressure in the furnace.

【0024】本発明においては、圧力によって断熱効果
が異なることを利用し、発熱体の温度が圧力によって変
化した場合、その温度を熱電対によって計測するもので
あり、ガンマ線発熱評価装置によって評価したガンマ線
発熱量と、熱電対で測定した発熱量の差より、炉内の圧
力を直接測定することができる。
In the present invention, when the temperature of the heating element changes due to the pressure, the temperature is measured by a thermocouple by utilizing the fact that the heat insulation effect varies depending on the pressure. The gamma ray evaluated by a gamma ray heat generation evaluation apparatus is used. The pressure in the furnace can be directly measured from the difference between the calorific value and the calorific value measured by the thermocouple.

【0025】請求項7記載の炉内情報監視装置は、原子
炉の炉心内に設置されガンマ線によって発熱する発熱体
と、周囲圧力に応じ断熱効果が変化する第1の断熱体
と、周囲圧力に応じて断熱効果が変化しない第2の断熱
体と、前記第1の断熱体により断熱された前記発熱体の
部分の温度を検出する第1の熱電対と、前記第2の断熱
体により断熱された前記発熱体の部分の温度を検出する
第2の熱電対と、第1、第2の熱電対の検出出力を取り
込み周囲圧力に対する前記第1、第2の断熱体の断熱効
果の相違により炉内圧力を反映した前記第1、第2の熱
電対の検出出力から得られる前記発熱体の2つの温度測
定部位間の温度差に基づいて炉内圧力を計測する圧力評
価装置とを有することを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an in-furnace information monitoring apparatus, comprising: a heating element which is installed in a reactor core of a nuclear reactor and generates heat by gamma rays; a first heat insulator whose heat insulation effect changes according to ambient pressure; A second heat insulator whose heat insulation effect does not change accordingly, a first thermocouple for detecting a temperature of a portion of the heating element insulated by the first heat insulator, and a second heat insulator which is insulated by the second heat insulator A second thermocouple for detecting the temperature of the heating element portion, and a furnace based on the difference in the heat insulation effect of the first and second heat insulators with respect to the ambient pressure by taking in the detection outputs of the first and second thermocouples. A pressure evaluator for measuring a furnace pressure based on a temperature difference between two temperature measuring portions of the heating element obtained from detection outputs of the first and second thermocouples reflecting internal pressure. Features.

【0026】本発明においては、圧力によって断熱効果
が変化する圧力変化断熱体に囲まれた発熱体の温度と、
断熱効果が圧力によって変化しない断熱体に囲まれた発
熱体の温度とを、それぞれの熱電対で計測し、その差に
基づいて炉内圧力を計測することができる。
In the present invention, the temperature of the heating element surrounded by the pressure change heat insulator whose heat insulation effect changes depending on the pressure;
The temperature of the heating element surrounded by the heat insulator whose heat insulation effect does not change with pressure is measured by each thermocouple, and the furnace pressure can be measured based on the difference.

【0027】請求項8記載の炉内情報監視装置は、周囲
圧力に応じて断熱効果が変化する断熱体は、内部に空洞
を有し、外部圧力により空洞部の体積が変化し、断熱体
の熱伝導率が圧力により変化することを特徴とする。
[0027] In the in-furnace information monitoring apparatus according to the eighth aspect, the heat insulator whose heat insulating effect changes according to the ambient pressure has a cavity inside, and the volume of the hollow portion changes due to the external pressure. The thermal conductivity changes with pressure.

【0028】請求項9記載の炉内情報監視装置は、ガン
マ線によって発熱する発熱体に接した位置に、電気によ
って発熱するヒータ部を有することを特徴とする。
The in-furnace information monitoring apparatus according to a ninth aspect of the present invention is characterized in that the in-furnace information monitoring device has a heater section which generates heat by electricity at a position in contact with a heating element which generates heat by gamma rays.

【0029】本発明においては、ガンマ線発熱量が少な
い原子炉出力の低い場合でも、ヒータ発熱を用いること
により炉内圧力を計測することができる。
In the present invention, even when the amount of heat generated by the gamma ray is small and the output of the reactor is low, the pressure in the reactor can be measured by using the heat generated by the heater.

【0030】請求項10記載の炉内情報監視装置は、原
子炉の炉心内に設置されガンマ線によって発熱する発熱
体と、この発熱体に取付けられた温度検出用の熱電対
と、前記発熱体の回りに配設され周囲への熱放出を抑制
する断熱体と、前記熱電対の出力の直流成分を計測する
直流計測装置と、前記熱電対の出力の交流成分を計測す
る交流計測装置と、前記直流計測装置および交流計測装
置の計測結果から炉内の冷却水の水位を評価する水位評
価装置とを有することを特徴とする。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided an in-furnace information monitoring apparatus, wherein a heating element which is installed in a reactor core and which generates heat by gamma rays, a thermocouple for temperature detection attached to the heating element, A heat insulator disposed around and suppressing heat release to the surroundings, a DC measuring device for measuring a DC component of the output of the thermocouple, and an AC measuring device for measuring an AC component of the output of the thermocouple, A water level evaluation device for evaluating a water level of the cooling water in the furnace from measurement results of the DC measurement device and the AC measurement device.

【0031】本発明においては、前述した公知文献2に
記載されているセンサにおいて、センサが冷却水に浸っ
ている場合と、浸っていない場合の信号の揺らぎの違い
を交流計測装置で監視することにより、センサに対する
水位の位置を判定することができる。すなわち、水中に
センサがある場合には、水中のボイドの影響でセンサ出
力が大きく揺らぐが、大気中では信号の揺らぎが小さく
なる点を利用したものである。
In the present invention, in the sensor described in the above-mentioned known document 2, the difference in signal fluctuation between when the sensor is immersed in the cooling water and when the sensor is not immersed is monitored by an AC measuring device. Thereby, the position of the water level with respect to the sensor can be determined. That is, when a sensor is present in water, the sensor output fluctuates greatly due to the effect of voids in the water, but the fluctuation of the signal is reduced in the atmosphere.

【0032】請求項11記載の炉内情報監視装置は、ガ
ンマ線によって発熱する前記発熱体の内部に、電気によ
って発熱するヒータ部を設けたことを特徴とする。
An in-furnace information monitoring apparatus according to an eleventh aspect is characterized in that a heater portion that generates heat by electricity is provided inside the heating element that generates heat by gamma rays.

【0033】本発明においては、ガンマ線発熱量が少な
い原子炉出力の低い場合でも、ヒータ発熱を用いること
により炉内圧力を計測することができる。
In the present invention, even when the amount of heat generated by the gamma ray is small and the output of the reactor is low, the pressure in the reactor can be measured by using the heat generated by the heater.

【0034】請求項12記載の炉内情報監視装置は、原
子炉の炉心内に設置されガンマ線によって発熱する発熱
体と、この発熱体に取付けられた温度検出用の熱電対
と、前記発熱体の回りに配設され周囲への熱放出を抑制
する断熱体と、この断熱体の断熱効果により高温となる
前記発熱体の部分の温度を検出する第1の熱電対と、前
記断熱体により断熱されない前記発熱体の部分の温度を
検出する第2の熱電対と、第1、第2の熱電対の検出出
力の差の変化を監視するガンマ線変化監視装置と、第
1、第2の熱電対の検出出力の変化を前記発熱体と断熱
体の構造に依存したパラメータで補正する補正器と、炉
内の中性子成分を測定する中性子監視装置と、この中性
子監視装置および補正器の出力を取り込み、それらの出
力の比率の変化を監視する出力変化監視装置とを有する
ことを特徴とする。
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided an in-furnace information monitoring apparatus, comprising: a heating element installed in a reactor core of a nuclear reactor and generating heat by gamma rays; a thermocouple for temperature detection attached to the heating element; A heat insulator that is disposed around and suppresses heat release to the surroundings; a first thermocouple that detects the temperature of the portion of the heating element that is heated by the heat insulating effect of the heat insulator; and a heat insulator that is not insulated by the heat insulator A second thermocouple for detecting a temperature of the heating element, a gamma ray change monitoring device for monitoring a change in a difference between detection outputs of the first and second thermocouples, and a first and second thermocouple. A corrector that corrects the change in the detection output with a parameter that depends on the structure of the heating element and the heat insulator, a neutron monitoring device that measures a neutron component in the furnace, and the outputs of the neutron monitoring device and the corrector are captured. Monitor changes in output ratio And having a that output change monitoring device.

【0035】前述した文献3に記載されたボイド率推定
方法においては、高速の中性子検出器とガンマ線検出器
とを用いてボイド率を評価しているが、本発明では、ガ
ンマ線の発熱を熱電対で計測することにより、中性子計
測の出力に対する時間応答特性が大きく異なるという点
を利用して、熱電対出力の立ち上がり部を検出し、その
立ち上がり部を補正器で補正することで文献3のボイド
率推定方法を適用できるようにしたものである。本発明
によれば、炉内に挿入するガンマ線センサの構造を単純
化することができ、文献3に記載されている技術に比し
て信頼性を向上することができる。
In the void fraction estimating method described in the above-mentioned reference 3, the void fraction is evaluated using a high-speed neutron detector and a gamma ray detector. By taking advantage of the fact that the time response characteristics with respect to the output of neutron measurement are greatly different by measuring in the above manner, the rising portion of the thermocouple output is detected, and the rising portion is corrected by a corrector to obtain the void ratio in Reference 3. The estimation method can be applied. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the structure of the gamma ray sensor inserted in a furnace can be simplified, and the reliability can be improved compared with the technique described in the literature 3.

【0036】請求項13記載の炉内情報監視装置は、原
子炉の炉心内に設置されガンマ線によって発熱する発熱
体と、この発熱体の回りに配設され周囲への熱放出を抑
制する断熱体と、この断熱体の断熱効果により高温とな
る前記発熱体の部分の温度を検出する第1の熱電対と、
炉内の水に直接接している部分の温度を検出する第2の
熱電対と、第1、第2の熱電対の検出出力から平均のガ
ンマ線束を評価するガンマ線評価器と、炉内の中性子成
分からノイズ成分として前記ガンマ線評価器から得られ
たガンマ線成分を除去して中性子成分のみを抽出する中
性子評価器とを有することを特徴とする。
According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided an in-furnace information monitoring apparatus, comprising: a heating element which is installed in a reactor core and which generates heat by gamma rays; and a heat insulator which is disposed around the heating element and suppresses heat release to the surroundings. And a first thermocouple for detecting a temperature of a portion of the heating element which is heated to a high temperature due to a heat insulating effect of the heat insulating body;
A second thermocouple for detecting a temperature of a portion in direct contact with water in the furnace, a gamma ray evaluator for evaluating an average gamma ray flux from detection outputs of the first and second thermocouples, and a neutron in the furnace A neutron evaluator that removes a gamma ray component obtained from the gamma ray evaluator as a noise component from the component and extracts only a neutron component.

【0037】本発明においては、ガンマ線発熱量を熱電
対で計測することで得られるガンマ線強度を用いること
により、中性子監視装置に計測されるガンマ線成分を補
正することが可能となり、それにより中性子成分の微小
信号を検出することができる。
In the present invention, it is possible to correct the gamma ray component measured by the neutron monitoring device by using the gamma ray intensity obtained by measuring the calorific value of the gamma ray with a thermocouple, whereby the neutron component can be corrected. A small signal can be detected.

【0038】請求項14記載の炉内情報監視装置は、原
子炉の炉心内に設置されガンマ線によって発熱する発熱
体と、この発熱体に取付けられた温度検出用の熱電対
と、前記発熱体の回りに配設され周囲への熱放出を抑制
する断熱体とによりセンサ部を構成し、このセンサ部を
炉内の炉心軸方向に複数配置し、かつ各センサ部の熱電
対出力に基づく炉内の軸方向の出力分布を記憶する軸方
向ガンマ線分布監視装置と、前記出力分布の形状の正常
値と原子炉の異常時に現れる出力分布の形状を予め記憶
し、軸方向ガンマ線分布監視装置の出力を用いて原子炉
の異常を検出する異常検出器とを有することを特徴とす
る。
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided the in-furnace information monitoring apparatus, wherein the heating element is provided in the reactor core and generates heat by gamma rays, a thermocouple for temperature detection attached to the heating element, A sensor part is constituted by a heat insulator which is disposed around and suppresses heat release to the surroundings, a plurality of the sensor parts are arranged in a core axis direction in the furnace, and the inside of the furnace is determined based on a thermocouple output of each sensor part. An axial gamma ray distribution monitoring device that stores an axial power distribution, and a normal value of the power distribution shape and a power distribution shape that appears when the reactor is abnormal are stored in advance, and the output of the axial gamma ray distribution monitoring device is stored. And an abnormality detector for detecting an abnormality of the reactor by using the abnormality detector.

【0039】本発明においては、各センサ部をガンマサ
ーモメータとして適用することにより、軸方向のガンマ
線分布を計測し、その軸方向の出力分布の形状を監視す
ることにより、制御棒の引き抜き時や、再循環ポンプの
トリップ時に発生しやすい熱水力的な出力振動を起こす
軸方向の出力分布異常を早期に検出でき、その検出結果
に基づいて出力振動を起こさないような操作を行うこと
が可能となる。
In the present invention, by applying each sensor unit as a gamma thermometer, the gamma ray distribution in the axial direction is measured, and the shape of the output distribution in the axial direction is monitored, so that when the control rod is pulled out. , Early detection of abnormal axial power distribution that causes thermo-hydraulic output vibration that is likely to occur when the recirculation pump trips, and based on the detection result, it is possible to perform operations that do not cause output vibration Becomes

【0040】請求項15記載の炉内情報監視装置は、前
記異常比較器は、前記軸方向ガンマ線分布監視装置の出
力を用いて、過去の出力分布との変化率を評価し、その
変化率から異常を検出することを特徴とする。
The in-furnace information monitoring apparatus according to a fifteenth aspect, wherein the abnormality comparator evaluates a rate of change from a past output distribution using an output of the axial gamma ray distribution monitoring apparatus, and evaluates the rate of change from the rate of change. It is characterized by detecting an abnormality.

【0041】本発明においては、制御棒の引き抜き時、
再循環ポンプのトリップ時に発生しやすい熱水力的な出
力振動を起こす可能性ある軸方向の出力分布異常を変化
率から予測することにより早期に検出し、出力振動を起
こさないような操作を早期に行うことが可能となる。
In the present invention, when the control rod is pulled out,
Anomalous output in the axial direction, which may cause thermal hydraulic output vibration that is likely to occur when the recirculation pump is tripped, is detected early by predicting from the change rate, and operations that do not cause output vibration are performed early. Can be performed.

【0042】請求項16記載の炉内情報監視装置は、前
記異常比較器は、前記軸方向ガンマ線分布監視装置の出
力を用いて、過去の炉内の出力分布との変化率を評価
し、その変化率を前記発熱体、断熱体、熱電対の構造か
ら決定した予測フィルタにより補正し、現在の炉内のガ
ンマ線の出力分布を推定し、その推定値から異常を検出
することを特徴とする。
The in-furnace information monitoring device according to claim 16, wherein the abnormality comparator evaluates a rate of change from a past power distribution in the furnace by using an output of the axial gamma ray distribution monitoring device. The rate of change is corrected by a prediction filter determined from the structure of the heating element, the heat insulator, and the thermocouple, a current power distribution of gamma rays in the furnace is estimated, and an abnormality is detected from the estimated value.

【0043】本発明においては、ガンマサーモメータの
熱応答を予測フィルタにより補正し、高速化することに
より、ガンマ線分布の正確な値を早期に予測可能とな
り、軸方向の出力異常を早期に検出し、出力振動を起こ
さないような操作を早期に行うことが可能となる。
In the present invention, the thermal response of the gamma thermometer is corrected by the prediction filter and the speed is increased, so that the accurate value of the gamma ray distribution can be predicted at an early stage, and the abnormal output in the axial direction can be detected at an early stage. Thus, an operation that does not cause output vibration can be performed early.

【0044】[0044]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る炉内情報監視
装置の実施形態を図面を参照して説明する。なお、以下
の実施形態は沸騰水型原子炉について適用したものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a furnace information monitoring apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. The following embodiment is applied to a boiling water reactor.

【0045】[第1の実施形態](図1〜図3) 図1は本実施形態による炉内情報監視装置を示すシステ
ム構成図であり、図2(A)は図1に示した炉内情報監
視装置における温度計測部分の構造を示す拡大図、同図
(B)は同横断面図である。図3は同温度計部分の温度
分布および炉内の冷却水の流速の測定原理を示す説明図
である。
[First Embodiment] (FIGS. 1 to 3) FIG. 1 is a system configuration diagram showing an in-furnace information monitoring apparatus according to the present embodiment, and FIG. 2 (A) shows the inside of the furnace shown in FIG. FIG. 3B is an enlarged view showing a structure of a temperature measuring portion in the information monitoring apparatus, and FIG. FIG. 3 is an explanatory view showing the temperature distribution of the thermometer and the measurement principle of the flow rate of the cooling water in the furnace.

【0046】図1に示すように、本実施形態の炉内情報
監視装置は基本的に、炉心12内に設置されガンマ線に
よって発熱する発熱体としてのステンレス棒15と、こ
のステンレス棒15に取付けられた温度検出用の熱電対
14と、ステンレス棒15の回りに配設され周囲への熱
放出を抑制する断熱体16と、ステンレス棒15と断熱
体16との間に形成され周囲流量に依存した流量の冷却
水13を流通させることで発熱部の冷却を行わせる冷却
路17と、炉心部の放射線検出に基づいてステンレス棒
15位置のガンマ線量を評価するガンマ線発熱評価装置
19と、熱電対14およびガンマ線発熱評価装置19の
検出出力を取り込み、これらの検出出力に基づいてステ
ンレス棒15周辺の冷却水13の流速を計測する流速評
価装置20とを有する。ガンマ線発熱評価装置20は、
炉心12内に設置した放射線検出器である中性子検出器
18の出力を用い、計算補正によりステンレス棒15位
置におけるガンマ線発熱量を評価するものである。
As shown in FIG. 1, the in-furnace information monitoring apparatus of the present embodiment is basically provided in a reactor core 12 with a stainless steel rod 15 as a heating element that generates heat by gamma rays, and is attached to the stainless steel rod 15. A thermocouple 14 for detecting the temperature, a heat insulator 16 disposed around the stainless steel bar 15 for suppressing heat release to the surroundings, and formed between the stainless steel bar 15 and the heat insulator 16 depending on the ambient flow rate. A cooling path 17 for cooling the heat generating portion by flowing cooling water 13 at a flow rate; a gamma ray heat generation evaluating device 19 for evaluating the gamma dose at the stainless steel bar 15 based on radiation detection of the core; and a thermocouple 14 And a flow velocity evaluation device 20 which takes in the detection outputs of the gamma ray heat generation evaluation device 19 and measures the flow velocity of the cooling water 13 around the stainless steel rod 15 based on these detection outputs. That. The gamma ray heat generation evaluation device 20
The output of a neutron detector 18 which is a radiation detector installed in the reactor core 12 is used to evaluate the calorific value of the gamma ray at the position of the stainless steel rod 15 by calculation correction.

【0047】詳述すると、図1に示すように、原子炉圧
力容器11の内部には、図示しない燃料棒で構成される
炉心12が設けられ、この炉心12を冷却する冷却水1
3が循環するようになっている。炉心12内には、クロ
メル−アルメル熱電対14の接点を内部に設けたステン
レス棒15が垂直に挿入されている。このステンレス棒
15の上端の周囲部に、アルゴンガスを封入した筒状の
断熱体16が装着されている。ステンレス棒15と断熱
体16との間には、ステンレス棒15を冷却する冷却流
路17が形成されれている。すなわち、図2(A),
(B)に示すように、断熱体16は、ステンレス棒15
を包むステンレス管として円筒形状に構成されており、
内部にアルゴンガス16bが収容されるとともに、ステ
ンレス棒15側に位置して冷却流路17が設けられてい
る。
More specifically, as shown in FIG. 1, a reactor core 12 composed of fuel rods (not shown) is provided inside a reactor pressure vessel 11, and a cooling water 1 for cooling the reactor core 12 is provided.
3 circulates. In the core 12, a stainless steel rod 15 having a contact of a chromel-alumel thermocouple 14 provided therein is inserted vertically. A cylindrical heat insulator 16 filled with argon gas is mounted around the upper end of the stainless steel rod 15. A cooling channel 17 for cooling the stainless steel rod 15 is formed between the stainless steel rod 15 and the heat insulator 16. That is, FIG.
As shown in (B), the heat insulator 16 is made of a stainless steel rod 15.
It is configured in a cylindrical shape as a stainless steel tube that wraps the
An argon gas 16b is accommodated therein, and a cooling channel 17 is provided on the stainless steel rod 15 side.

【0048】次に、本実施形態の作用について説明す
る。本実施形態においては、原子炉の出力監視のために
炉心12内に挿入されている中性子検出器18の出力を
ガンマ線発熱評価装置19に入力し、ステンレス棒15
での発熱量を評価する。なお、原子炉の熱出力、炉外の
中性子、ガンマ線センサ、熱電対等の出力からも推定す
ることができる。このガンマ線発熱評価結果および熱電
対14の出力は、流速評価装置20に入力される。そし
て、ステンレス棒15は、炉内のガンマ線によって加熱
され、断熱体16によって周囲の冷却水13から断熱さ
れているため、高温となる。通常の炉水温度が 285℃と
すると、ガンマ線の強さおよび断熱体構造により異なる
が、ガンマ線発熱により約 330℃程度まで変化する。
Next, the operation of the present embodiment will be described. In this embodiment, the output of the neutron detector 18 inserted into the reactor core 12 for monitoring the output of the reactor is input to the gamma ray
To evaluate the calorific value. In addition, it can also be estimated from the thermal output of the reactor, neutrons outside the reactor, gamma ray sensors, outputs of thermocouples and the like. The gamma ray heat generation evaluation result and the output of the thermocouple 14 are input to the flow velocity evaluation device 20. The stainless steel bar 15 is heated by gamma rays in the furnace and is insulated from the surrounding cooling water 13 by the heat insulator 16, so that the temperature becomes high. Assuming that the normal reactor water temperature is 285 ° C, the temperature varies to about 330 ° C due to gamma ray heat generation, although it depends on the intensity of gamma rays and the structure of the heat insulator.

【0049】図3はステンレス棒15の中心位置での軸
方向温度分布を示している。熱電対14は断熱体16の
ほぼ中央に配置されているため、最も高温になる温度を
計測することができる。しかし、その断熱体16とステ
ンレス棒15との間に冷却流路17が設けられ、周囲の
流量に依存して、ステンレス棒15を冷却するため、そ
の効果により発熱温度は約 300℃程度に低下する。
FIG. 3 shows the axial temperature distribution at the center of the stainless steel bar 15. Since the thermocouple 14 is disposed substantially at the center of the heat insulator 16, it is possible to measure the highest temperature. However, a cooling channel 17 is provided between the heat insulator 16 and the stainless steel rod 15, and the stainless steel rod 15 is cooled depending on the surrounding flow rate. I do.

【0050】図3中の曲線Pは、冷却流路17を設けて
いない場合のステンレス棒15の中心位置での軸方向の
温度布分であり、図3の曲線Qは、冷却流路17を設け
た場合のステンレス棒15の中心位置での軸方向の温度
分布である。
The curve P in FIG. 3 is the axial temperature distribution at the center position of the stainless steel bar 15 when the cooling channel 17 is not provided, and the curve Q in FIG. It is a temperature distribution in the axial direction at the center position of the stainless steel bar 15 when provided.

【0051】冷却流路17を設けない場合のステンレス
棒15における熱電対位置の温度評価は、センサ位置に
おけるガンマ発熱量を炉心12内の中性子検出器18の
出力を用いてガンマ線発熱評価装置19により評価する
ことで行う。流速評価装置20では、ガンマ線発熱量か
ら計算された評価結果と、冷却流路17により冷却され
た熱電対4の出力とを比較することにより、冷却流路1
7内の流量が求められ、これにより周辺の冷却水13の
流速の評価を行うことができる。
The temperature evaluation of the thermocouple position in the stainless steel bar 15 in the case where the cooling flow path 17 is not provided is performed by using the output of the neutron detector 18 in the reactor core 12 by using the output of the neutron detector 18 in the sensor position. It is done by evaluating. The flow velocity evaluation device 20 compares the evaluation result calculated from the calorific value of the gamma ray with the output of the thermocouple 4 cooled by the cooling flow path 17 to obtain the cooling flow path 1.
The flow rate in the cooling water 7 is determined, and the flow rate of the surrounding cooling water 13 can be evaluated.

【0052】以上で説明したように、本実施形態によれ
ば、炉内にステンレス棒15および熱電対14を組み合
わせた簡単な構造のセンサを挿入することにより、炉内
において安定した流速の測定が可能となる。また、直接
的な測定が行えるので、従来の炉外での流速測定に比べ
て測定速度の向上が図れる。さらに、炉外に設けていた
センサを削減できることにより、原子炉圧力容器の外側
の保全が容易に可能となる。
As described above, according to the present embodiment, by inserting a sensor having a simple structure combining the stainless steel bar 15 and the thermocouple 14 into the furnace, it is possible to measure the flow velocity stably in the furnace. It becomes possible. In addition, since the measurement can be performed directly, the measurement speed can be improved as compared with the conventional flow velocity measurement outside the furnace. Further, since the number of sensors provided outside the reactor can be reduced, maintenance outside the reactor pressure vessel can be easily performed.

【0053】[第2の実施形態](図4〜図5) 本実施形態の炉内情報監視装置は、原子炉内の冷却水の
流速を監視するものである。図4は本実施形態による炉
内情報監視装置を示すシステム構成図、図5は図4に示
した炉内情報監視装置により監視される炉内の冷却水の
流速と差動熱電対により検出される温度差との関係を示
す特性図である。
[Second Embodiment] (FIGS. 4 and 5) The in-reactor information monitoring apparatus of the present embodiment monitors the flow rate of cooling water in a nuclear reactor. FIG. 4 is a system configuration diagram showing the in-furnace information monitoring apparatus according to the present embodiment, and FIG. 5 is a flow rate of cooling water in the furnace monitored by the in-furnace information monitoring apparatus shown in FIG. 4 and detected by a differential thermocouple. FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship with a temperature difference.

【0054】図4に示すように、本実施形態では基本的
に、炉心12内に設置されガンマ線によって発熱する発
熱体としてのステンレス棒15と、ステンレス棒15の
回りに位置を異ならせて配設され周囲への熱放出を抑制
する断熱体16(16c,16d)と、ステンレス棒1
5と一方の断熱体16dとの間に形成され周囲流量に依
存した流量の冷却水13を流通させることで発熱部の冷
却を行わせる冷却流路17と、2つの接点14a,14
bを有し1つの接点14aを他方の断熱体16dおよび
冷却流路17が接しているステンレス棒15の温度を測
定する部分に配置し、他の接点14bを一方の断熱体1
6cに接した熱電対14とを有するものである。
As shown in FIG. 4, in this embodiment, a stainless steel rod 15 as a heating element which is installed in the reactor core 12 and generates heat by gamma rays is basically provided at different positions around the stainless steel rod 15. A heat insulating body 16 (16c, 16d) for suppressing heat release to the surroundings, and a stainless steel rod 1
5 and one of the heat insulators 16d, a cooling flow path 17 for flowing the cooling water 13 at a flow rate depending on the surrounding flow rate to cool the heat generating portion, and two contact points 14a and 14
b, one contact 14a is arranged at a portion for measuring the temperature of the stainless steel rod 15 in contact with the other heat insulator 16d and the cooling channel 17, and the other contact 14b is connected to one heat insulator 1
6c in contact with the thermocouple 14.

【0055】そして、本実施形態では各接点14a,1
4bの検出出力を取り込み、予め記憶されているステン
レス棒15の2つの温度測定部位間の温度差と、ステン
レス棒15の周囲における冷却水13の流速との関係を
示す特性データとを参照し、ステンレス棒15の周囲に
おける冷却水13の流速を計測する流速評価装置20を
有する構成となっている。また、ガンマ線によって発熱
するステンレス棒15に接し、電気によって発熱すると
ヒータ21を有している。
In this embodiment, each contact 14a, 1
4b, the detected output is taken in, and reference is made to characteristic data indicating the relationship between the previously stored temperature difference between the two temperature measurement sites of the stainless steel rod 15 and the flow rate of the cooling water 13 around the stainless steel rod 15, The configuration includes a flow velocity evaluation device 20 that measures the flow velocity of the cooling water 13 around the stainless steel rod 15. In addition, it has a heater 21 that contacts the stainless steel bar 15 that generates heat by gamma rays and generates heat by electricity.

【0056】詳述すると、図4に示すように、ガンマ線
によって発熱するステンレス棒15には、電気で発熱す
るヒータ21と、熱電対14とが設けられ、熱電対14
は高接点14aおよび低接点14bを有するものとされ
ている。例えば熱電対14としてクロメル−アルメル熱
電対を適用した場合、クロメル,アルメル,クロメルの
順に接続し、その2つのクロメルアルメルの接点におけ
る温度差を出力する差動熱電対が適用される。熱電対の
高接点14aおよび低接点14bを含むステンレス棒1
5の周囲には、1対の断熱体16cおよび断熱体16d
が取付けられ、一つの断熱体16dにのみ冷却流路17
が設けられている。
More specifically, as shown in FIG. 4, a stainless steel rod 15 that generates heat by gamma rays is provided with a heater 21 that generates heat by electricity and a thermocouple 14.
Has a high contact 14a and a low contact 14b. For example, when a chromel-alumel thermocouple is applied as the thermocouple 14, a differential thermocouple that is connected in the order of chromel, alumel, and chromel and that outputs a temperature difference at a contact point of the two chromel alumels is applied. Stainless steel rod 1 including high contact 14a and low contact 14b of thermocouple
5, around a pair of heat insulators 16c and 16d
Is attached, and the cooling passage 17 is provided only in one heat insulator 16d.
Is provided.

【0057】なお、これに限らず2組の熱電対を用いる
構成としてもよい。すなわち、第1の熱電対を、ステン
レス棒に取付けられ断熱体16および冷却流路17が接
しているステンレス棒15の部分の温度を検出する熱電
対とし、第2の熱電対を断熱体に接し、かつ冷却流路1
7に接していないステンレス棒15部分の温度を検出す
る熱電対とするものである。また、熱電対以外にも、超
音波の速度差を用いる等、2点の温度差を求める構成を
適用することもできる。この温度差は、流速評価装置2
0に入力される。
The configuration is not limited to this, and a configuration using two sets of thermocouples may be used. That is, the first thermocouple is a thermocouple attached to a stainless steel bar and detects the temperature of the portion of the stainless steel bar 15 where the heat insulator 16 and the cooling channel 17 are in contact, and the second thermocouple is connected to the heat insulator. And cooling channel 1
This is a thermocouple for detecting the temperature of the stainless steel bar 15 not in contact with 7. In addition to the thermocouple, a configuration for obtaining a temperature difference between two points, such as using a speed difference of an ultrasonic wave, may be applied. This temperature difference is determined by the flow rate evaluation device 2
Input to 0.

【0058】次に、本実施形態の作用について説明す
る。上記構成において、略同様の断熱体16c,16d
がステンレス棒15の周囲に同一状態で巻き付けてある
ため、ステンレス棒15の断熱体16c、16dに包囲
された部分において、ガンマ線による発熱、断熱効果が
両者略同様に得られる。そして、断熱体16dに設けた
冷却流路17の冷却効果により、熱電対14の高接点1
4aと低接点14bとの周辺のステンレス棒15の部分
に温度差が生じる。この温度差を差動熱電対14の高接
点14aと低接点14bとの温度差として計測し、流速
評価装置20において流速に変換するものである。
Next, the operation of the present embodiment will be described. In the above configuration, substantially the same heat insulators 16c and 16d
Are wound around the stainless steel bar 15 in the same state, so that the heat generated by gamma rays and the heat insulating effect can be obtained in substantially the same manner in the portion of the stainless steel bar 15 surrounded by the heat insulators 16c and 16d. Then, due to the cooling effect of the cooling channel 17 provided in the heat insulator 16d, the high contact point 1 of the thermocouple 14 is formed.
A temperature difference occurs in a portion of the stainless steel bar 15 around the low contact 4b and the low contact 14b. This temperature difference is measured as a temperature difference between the high contact point 14a and the low contact point 14b of the differential thermocouple 14, and is converted into a flow velocity in the flow velocity evaluation device 20.

【0059】原子炉出力が低い場合、ガンマ線強度が弱
いため、ガンマ線発熱量が少く、この温度差を生じない
場合があるが、この場合にはステンレス棒15に内蔵し
てあるヒータ21によりステンレス棒15を加熱し、同
様の計測を行うことができる。また、流速がその他の計
測器により評価可能な場合には、ヒータ21の加熱によ
る応答を評価することでセンサ部の故障を診断すること
ができる。
When the power of the reactor is low, the gamma ray intensity is weak, so the calorific value of the gamma ray is small, and this temperature difference may not be generated. In this case, the stainless steel rod 15 is provided by the heater 21 built in the stainless steel rod 15. 15 can be heated and similar measurements can be made. If the flow rate can be evaluated by another measuring instrument, the failure of the sensor unit can be diagnosed by evaluating the response due to the heating of the heater 21.

【0060】図5にヒータ加熱を用いた場合のステンレ
ス棒15の周囲における冷却水13の流速に対する差動
熱電対の出力特性の一例を示す。この流速と差動熱電対
の温度差の関係を流速評価装置20に記憶しておくこと
により、熱電対により計測された温度差を流速に変換す
ることができる。
FIG. 5 shows an example of the output characteristic of the differential thermocouple with respect to the flow rate of the cooling water 13 around the stainless steel rod 15 when using the heater heating. By storing the relationship between the flow velocity and the temperature difference between the differential thermocouples in the flow velocity evaluation device 20, the temperature difference measured by the thermocouple can be converted into the flow velocity.

【0061】以上の第2の実施形態によれば、炉内の中
性子検出器等を用いたガンマ線発熱量の評価が必要なく
なり、熱電対出力のみから炉内の冷却水13の流速が計
測できるようになる。また、ヒータ21を内蔵すること
により、センサ部の故障の検出が行えるとともに、原子
炉出力の低い場合でも冷却水の流速の監視が行える。
According to the above-described second embodiment, it is not necessary to evaluate the calorific value of gamma rays using a neutron detector or the like in the furnace, and the flow rate of the cooling water 13 in the furnace can be measured only from the thermocouple output. become. Further, by incorporating the heater 21, the failure of the sensor unit can be detected, and the flow rate of the cooling water can be monitored even when the reactor power is low.

【0062】[第3の実施形態](図6) 本実施形態の炉内情報監視装置は、原子炉内の圧力を監
視するものであり、図6は炉内情報監視装置を示すシス
テム構成図である。
[Third Embodiment] (FIG. 6) The in-reactor information monitoring device of the present embodiment monitors the pressure in the reactor, and FIG. 6 is a system configuration diagram showing the in-reactor information monitoring device. It is.

【0063】図6に示すように、本実施形態は基本的
に、炉心12内に設置されガンマ線によって発熱するス
テンレス棒15と、周囲圧力に応じ断熱効果が変化する
第1の断熱体16eと、周囲圧力に応じて断熱効果が変
化しない第2の断熱体16fと、第1の断熱体16eに
より断熱されたステンレス棒15の部分の温度を検出す
る熱電対14の1つの接点(低接点14b)と、第2の
断熱体16fにより断熱されたステンレス棒15の部分
の温度を検出する熱電対14の他の接点(高接点)14
aと、この熱電対の各接点14a,14bの検出出力を
取り込み周囲圧力に対する第1,第2の断熱体の断熱効
果の相違により炉内圧力を反映した熱電対14の検出出
力から得られるステンレス棒15の2つの温度測定部位
間の温度差に基づいて炉内圧力を計測する圧力評価装置
24とを有する。
As shown in FIG. 6, this embodiment basically includes a stainless steel rod 15 installed in the core 12 and generating heat by gamma rays, a first heat insulator 16e whose heat insulation effect changes according to the ambient pressure, and One contact (low contact 14b) of the thermocouple 14 for detecting the temperature of the portion of the stainless steel bar 15 insulated by the second heat insulator 16f whose heat insulation effect does not change according to the ambient pressure and the first heat insulator 16e And another contact (high contact) 14 of the thermocouple 14 for detecting the temperature of the portion of the stainless steel bar 15 insulated by the second heat insulator 16f.
a, and the stainless steel obtained from the detection output of the thermocouple 14 reflecting the furnace pressure due to the difference in the heat insulating effect of the first and second heat insulators with respect to the ambient pressure by taking in the detection output of each contact 14a, 14b of this thermocouple. And a pressure evaluator 24 for measuring the pressure in the furnace based on the temperature difference between the two temperature measuring portions of the rod 15.

【0064】また、周囲圧力に応じて断熱効果が変化す
る前記断熱体16eは、内部に空洞を有し、外部圧力に
より空洞部の体積が変化して、熱伝導率が圧力により変
化する。ガンマ線によって発熱するステンレス棒15に
接した位置には、電気によって発熱するヒータ21が設
けられる。
The heat insulator 16e, whose heat insulating effect changes according to the ambient pressure, has a cavity inside, and the volume of the cavity changes due to the external pressure, and the thermal conductivity changes according to the pressure. At a position in contact with the stainless steel rod 15 that generates heat by gamma rays, a heater 21 that generates heat by electricity is provided.

【0065】詳述すると、図6に示すように、ガンマ線
によって発熱するステンレス棒15には、電気で発熱す
るヒータ21と、熱電対14の高接点14aおよび低接
点14bが含まれている。これらは、第2の実施形態の
ものと略同様である。
More specifically, as shown in FIG. 6, the stainless steel rod 15 that generates heat by gamma rays includes a heater 21 that generates heat by electricity, and a high contact 14a and a low contact 14b of the thermocouple 14. These are substantially the same as those of the second embodiment.

【0066】熱電対14の高接点14aの周囲には、圧
力(水圧)によって断熱効果が殆ど変わらない無変化断
熱体16fが接続され、一方、低接点14bの周囲に
は、水圧によって断熱効果が変化する圧力変化断熱体1
6eが接続されている。圧力変化断熱体16eは、内部
に圧力を導く圧力穴23bと、その圧力により膨張する
圧力円筒部22bと、この圧力円筒部22b内に封入さ
れた断熱用のアルゴンガス16bとによって構成されて
いる。
A constant heat insulator 16f whose thermal insulation effect hardly changes due to pressure (water pressure) is connected around the high contact 14a of the thermocouple 14, while a thermal insulation effect is provided around the low contact 14b by water pressure. Changing pressure change insulator 1
6e is connected. The pressure-changing heat insulator 16e is constituted by a pressure hole 23b for guiding pressure therein, a pressure cylindrical portion 22b expanded by the pressure, and an argon gas 16b for heat insulation sealed in the pressure cylindrical portion 22b. .

【0067】一方、無変化断熱体16fは、内部に圧力
を導く圧力穴23aと、圧力穴23aにより導かれた圧
力で膨張する圧力円筒部22aと、この圧力円筒部22
a内に封入されたアルゴンガス16bとによって構成さ
れている。熱電対14の出力は圧力評価装置24に入力
される。
On the other hand, the unchanging heat insulator 16f includes a pressure hole 23a for introducing pressure therein, a pressure cylindrical portion 22a which expands with the pressure guided by the pressure hole 23a, and a pressure cylindrical portion 22a.
a, and an argon gas 16b sealed in a. The output of the thermocouple 14 is input to the pressure evaluation device 24.

【0068】上記構成においては、圧力円筒部22b
は、圧力穴23bの圧力により外方に膨張する。それに
より、熱電対14の低接点14bの周辺の断熱効果が低
下する。一方、圧力円筒部22aは、圧力穴23aの圧
力によって膨張する割合が小さくなるように十分な厚さ
を有しているため、圧力によって高接点14aの断熱効
果は変化しない。この場合、圧力変化断熱体16eは、
無変化断熱体16fに比べて圧力円筒の肉厚が薄いた
め、その部分のガンマ線発熱は少なくなるが、その減少
分をステンレス棒15に接する断熱厚さで調整しておく
ことにより、炉内圧力に依存した熱電対出力を得ること
ができる。つまり、圧力評価装置24にて熱電対出力を
炉内圧力に変換する。ヒータ21は第2の実施形態と同
様に、原子炉出力が低い場合にステンレス棒15を加熱
することにより、炉内圧力の計測に使用されるものであ
る。
In the above configuration, the pressure cylindrical portion 22b
Expands outward due to the pressure in the pressure hole 23b. Thereby, the heat insulation effect around the low contact point 14b of the thermocouple 14 is reduced. On the other hand, since the pressure cylindrical portion 22a has a sufficient thickness so that the rate of expansion due to the pressure in the pressure hole 23a is small, the pressure does not change the heat insulating effect of the high contact 14a. In this case, the pressure change heat insulator 16e is
Since the thickness of the pressure cylinder is thinner than that of the non-changing heat insulator 16f, the heat generated by the gamma ray in that portion is reduced. However, by adjusting the reduced amount by the heat insulation thickness in contact with the stainless steel rod 15, the furnace pressure is reduced. Can be obtained. That is, the thermocouple output is converted into the furnace pressure by the pressure evaluation device 24. The heater 21 is used for measuring the pressure in the reactor by heating the stainless steel rod 15 when the reactor output is low, as in the second embodiment.

【0069】本実施形態によれば、原子炉のガンマ線発
熱を利用し、炉内圧力による断熱効果の変化の相違に基
づくステンレス棒15の断熱効果が相違する部位間の温
度差を計測することにより、耐放射性の高い熱電対とス
テンレス棒を組み合わせた簡単な構造のセンサで、炉内
の圧力計測を安定した状態で計測することができる。
According to this embodiment, the temperature difference between the parts of the stainless steel rod 15 where the heat insulation effect differs based on the difference in the heat insulation effect due to the pressure inside the reactor is measured by utilizing the heat generated by the gamma ray of the nuclear reactor. It is a simple sensor that combines a thermocouple with high radiation resistance and a stainless steel bar, and can measure the pressure inside the furnace in a stable state.

【0070】[第4の実施形態](図7,8) 本実施形態の炉内情報監視装置は原子炉内の冷却水の水
位を監視するものである。図7は本実施形態の構成を示
すシステム構成図であり、図8はその特性図である。
[Fourth Embodiment] (FIGS. 7 and 8) The in-reactor information monitoring apparatus of the present embodiment monitors the level of cooling water in a nuclear reactor. FIG. 7 is a system configuration diagram showing the configuration of the present embodiment, and FIG. 8 is a characteristic diagram thereof.

【0071】図7に示すように、本実施形態では基本的
に、ガンマ線によって発熱するステンレス棒15と、こ
のステンレス棒15に取付けられた温度検出用の熱電対
14と、ステンレス棒15の回りに配設され周囲への熱
放出を抑制する断熱体16と、熱電対16の出力の直流
成分を計測する直流計測装置25と、熱電対14の出力
の交流成分を計測する交流計測装置26と、直流計測装
置25および交流計測装置26の計測結果から炉内の冷
却水の水位を評価する水位評価装置27とを有する。
As shown in FIG. 7, in the present embodiment, basically, a stainless steel bar 15 that generates heat by gamma rays, a thermocouple 14 attached to the stainless steel bar 15 for temperature detection, and around the stainless steel bar 15. A heat insulator 16 that is provided and suppresses heat release to the surroundings; a DC measuring device 25 that measures a DC component of the output of the thermocouple 16; an AC measuring device 26 that measures an AC component of the output of the thermocouple 14; A water level evaluation device 27 that evaluates the water level of the cooling water in the furnace from the measurement results of the DC measurement device 25 and the AC measurement device 26.

【0072】詳述すると、図7に示すように、ステンレ
ス棒15内に差動式の熱電対14の高接点14aと低接
点14bが配置され、ガンマ線によるステンレス棒15
の発熱により高接点14aが高温になるようにステンレ
ス棒15の周囲に断熱体16が設けられている。この断
熱体16が装着されたステンレス棒15が炉内の冷却水
13の中に挿入されている。この熱電対14の出力は、
炉外に導かれ、直流計測装置25と交流計測装置26と
に入力される。これらの計測結果は、それぞれ水位評価
装置27に入力される。このような構成において、冷却
水13の水位により熱電対の高接点14aと低接点14
bとの温度が変化する。
More specifically, as shown in FIG. 7, a high contact 14a and a low contact 14b of a differential thermocouple 14 are arranged in a stainless steel rod 15, and the stainless steel rod
A heat insulator 16 is provided around the stainless steel rod 15 so that the high contact 14a becomes hot due to the heat generated by the heat sink. The stainless steel rod 15 to which the heat insulator 16 is attached is inserted into the cooling water 13 in the furnace. The output of this thermocouple 14 is
It is guided outside the furnace and is input to the DC measuring device 25 and the AC measuring device 26. These measurement results are input to the water level evaluation device 27, respectively. In such a configuration, the high contact 14 a and the low contact 14
b and the temperature changes.

【0073】図8は、水位に対する高接点14aおよび
低接点14bの温度と、その温度差である差動熱電対1
4の出力とを示している。低接点14bより水位が高い
場合は、高接点14aは断熱体16の断熱効果により低
接点14bより高温となる。しかも、沸騰水型原子炉で
は冷却水13中には水面に近いほどボイドが発生してい
るが、評価の結果、その水中のボイドの影響で、冷却水
13に直接接している低接点14bの出力が揺らぐが、
この揺らぎは断熱体16に囲まれている高接点14aに
比べて大きいことがわかった。
FIG. 8 shows the temperature of the high contact 14a and the low contact 14b with respect to the water level, and the differential thermocouple 1 as the temperature difference.
4 is shown. When the water level is higher than the low contact 14b, the high contact 14a has a higher temperature than the low contact 14b due to the heat insulating effect of the heat insulator 16. In addition, in the boiling water reactor, voids are generated in the cooling water 13 nearer to the water surface, but as a result of the evaluation, the low contact 14b directly in contact with the cooling water 13 is affected by the voids in the water. The output fluctuates,
This fluctuation was found to be larger than that of the high contact 14a surrounded by the heat insulator 16.

【0074】一方、冷却水13の水位が低接点14bよ
り下に位置する場合は、低接点14bは冷却水13で冷
却されないため、温度が上昇する。この温度上昇によっ
て断熱体16で断熱されていた高接点14aよりも低接
点14bが高温になり、差動熱電対14の出力が反転す
る。さらに、冷却水13の水位が高接点14aよりも下
がると、高接点14a、低接点14bとも冷却されない
ため断熱体16に囲まれた高接点14aの方が高温とな
り、差動熱電対14の出力も正の値となる。従来では、
この差動熱電対の出力の正/負の反転のみによって冷却
水の水位および水位の変化速度を推定していたが、水位
が低接点よりも上部、または高接点よりも下部にあるか
については、差動熱電対のいずれの出力も正であるため
判定できないという問題があった。
On the other hand, when the water level of the cooling water 13 is located below the low contact 14 b, the temperature rises because the low contact 14 b is not cooled by the cooling water 13. Due to this temperature rise, the low contact 14b becomes higher in temperature than the high contact 14a insulated by the heat insulator 16, and the output of the differential thermocouple 14 is inverted. Further, when the water level of the cooling water 13 falls below the high contact 14a, neither the high contact 14a nor the low contact 14b is cooled, so that the high contact 14a surrounded by the heat insulator 16 has a higher temperature, and the output of the differential thermocouple 14 Is also a positive value. Traditionally,
The water level of the cooling water and the rate of change of the water level were estimated only by the positive / negative reversal of the output of the differential thermocouple, but whether the water level is above the low junction or below the high junction is determined. However, there is a problem that the output cannot be determined because all outputs of the differential thermocouple are positive.

【0075】これに対し、本実施形態の構成では、信号
の直流成分を直流計測装置25で監視することで、従来
と同じ機能を持たせるとともに、交流計測装置26によ
り熱電対出力の揺らぎ成分を監視することで、これらの
判定も可能になった。つまり、揺らぎ成分が基準以上で
ある場合は、冷却水13のボイドの影響と考えられるた
め、冷却水13の水位は低接点14bより上部と判定で
きる。
On the other hand, in the configuration of the present embodiment, the DC component of the signal is monitored by the DC measuring device 25 so that the same function as in the related art is provided, and the fluctuation component of the thermocouple output is reduced by the AC measuring device 26. By monitoring, these judgments became possible. That is, when the fluctuation component is equal to or higher than the reference, it is considered that the influence of the void of the cooling water 13 is present, and thus the water level of the cooling water 13 can be determined to be above the low contact point 14b.

【0076】また、その揺らぎ量によってボイド量およ
びどの程度、冷却水13の水位が上部にあるかの判定が
可能となる。これらは、水位評価装置27によって行
う。なお、この手法は図示しないヒータをステンレス棒
15に内蔵することにより、原子炉出力が低い場合に
も、そのヒータ発熱を用いて同様の判定が可能である。
The amount of fluctuation makes it possible to determine the amount of voids and to what extent the water level of the cooling water 13 is at the top. These are performed by the water level evaluation device 27. In this method, a heater (not shown) is built in the stainless steel rod 15 so that a similar determination can be made using the heater heat even when the reactor output is low.

【0077】以上の第4の実施形態によれば、原子炉の
ガンマ線発熱を利用し、耐放射性の高い熱電対14とス
テンレス棒15とを組み合わせた簡単な構造のセンサを
炉内に挿入し、その出力の交流成分および直流成分を監
視することにより、連続的に炉内水位の監視を行うこと
ができる。
According to the above-described fourth embodiment, a sensor having a simple structure combining a thermocouple 14 having high radiation resistance and a stainless steel bar 15 is inserted into the furnace by utilizing the gamma ray heat generation of the reactor, By monitoring the AC and DC components of the output, the water level in the furnace can be monitored continuously.

【0078】[第5の実施形態](図9,10) 図9は本実施形態の構成を示している。この炉内情報監
視装置は原子炉内のボイド率および微小な中性子束を計
測するものである。
[Fifth Embodiment] (FIGS. 9 and 10) FIG. 9 shows the configuration of this embodiment. This in-reactor information monitoring device measures the void fraction and minute neutron flux in the reactor.

【0079】図9に示すように、本実施形態は基本的
に、炉心内に設置されガンマ線によって発熱するステン
レス棒15と、このステンレス棒15に接続され、この
ステンレス棒15に発生する熱を炉内の冷却水13とか
ら断熱する断熱体16と、この断熱体16の断熱効果に
より高温となるステンレス棒15の部分の温度を検出す
る熱電対14の高接点14aと、断熱体16により断熱
されないステンレス棒15の部分の温度を検出する熱電
対14の低接点14bと、両接点14a,14bの検出
出力の差の変化を監視するガンマ線変化監視装置28
と、熱電対の各接点14a,14bの検出出力の変化を
ステンレス棒15と断熱体16との構造に依存したパラ
メータで補正する補正器30と、炉内の中性子成分を測
定する中性子変化監視装置29と、この中性子変化監視
装置29および補正器30の出力を取り込み、それらの
出力の比率の変化を監視する出力変化監視装置としての
ボイド評価器31とを有する。
As shown in FIG. 9, the present embodiment basically includes a stainless steel rod 15 installed in a reactor core and generating heat by gamma rays, and a heat generated by the stainless steel rod 15 connected to the stainless steel rod 15. A heat insulator 16 that insulates the inside of the cooling water 13, a high contact point 14 a of a thermocouple 14 that detects the temperature of the portion of the stainless steel bar 15 that is heated by the heat insulating effect of the heat insulator 16, and is not insulated by the heat insulator 16. A gamma ray change monitoring device 28 that monitors a change in the difference between the low contact 14b of the thermocouple 14 that detects the temperature of the stainless steel bar 15 and the detection output of the two contacts 14a and 14b.
A compensator 30 for compensating a change in the detection output of each contact 14a, 14b of the thermocouple with a parameter depending on the structure of the stainless steel bar 15 and the heat insulator 16, and a neutron change monitoring device for measuring a neutron component in the furnace 29, and a void evaluator 31 as an output change monitoring device that captures the outputs of the neutron change monitoring device 29 and the corrector 30 and monitors a change in the ratio of the outputs.

【0080】また、熱電対14の検出出力から平均のガ
ンマ線束を評価するガンマ線評価器32と、炉内の中性
子成分からノイズ成分としてガンマ線評価器32で得ら
れたガンマ線成分を除去して中性子成分のみを抽出する
中性子評価器33とを有する。
Further, a gamma ray evaluator 32 for evaluating the average gamma ray flux from the detection output of the thermocouple 14, and a neutron component obtained by removing the gamma ray component obtained as a noise component from the neutron component in the furnace by the gamma ray evaluator 32 And a neutron evaluator 33 for extracting only the neutrons.

【0081】詳述すると、図9に示すように、原子炉圧
力容器11の内部には、図示しない燃料棒で構成される
炉心12が形成され、この炉心12を冷却する冷却水1
3が循環している。炉心12内には、差動熱電対14の
高接点14aおよび低接点14bを含むステンレス棒1
5が挿入され、このステンレス棒15の周囲にアルゴン
ガス16bが封入された断熱体16が配設されている。
この差動熱電対14の出力は、ガンマ線変化監視装置2
8に入力され、その出力は立上がり補正器30に入力さ
れる。
More specifically, as shown in FIG. 9, a reactor core 12 composed of fuel rods (not shown) is formed inside a reactor pressure vessel 11, and cooling water 1 for cooling the reactor core 12 is formed.
3 are circulating. Inside the core 12, a stainless steel rod 1 including a high contact 14a and a low contact 14b of the differential thermocouple 14 is provided.
5 is inserted, and a heat insulator 16 in which an argon gas 16b is sealed is provided around the stainless steel rod 15.
The output of the differential thermocouple 14 is supplied to the gamma ray change monitor 2
8 and its output is input to the rise corrector 30.

【0082】一方、高接点14aの近傍に設置された中
性子検出器18の出力は中性子変化監視装置29に入力
される。立ち上がり補正器30の出力および中性子変化
監視装置29の出力はボイド評価器31に入力され、熱
電対14の出力はガンマ線評価器32に入力される。ま
た中性子検出器18の出力は、中性子束評価器33に入
力される。
On the other hand, the output of the neutron detector 18 installed near the high contact 14a is input to the neutron change monitoring device 29. The output of the rise corrector 30 and the output of the neutron change monitoring device 29 are input to a void evaluator 31, and the output of the thermocouple 14 is input to a gamma ray evaluator 32. The output of the neutron detector 18 is input to the neutron flux evaluator 33.

【0083】次に、本実施形態の作用について説明す
る。上記構成において、ステンレス棒15は、炉内のガ
ンマ線によって加熱され、アルゴンガス16bによって
周囲の冷却水13から断熱されているためステンレス棒
15のアルゴンガス16bにより断熱されている部分は
高温となる。この位置に熱電対の高接点14aを配置
し、アルゴンガス16bによって断熱されない位置に熱
電対14の低接点14bを配置することで、ガンマ線の
発熱量、つまり、ガンマ線強度に比例した出力が差動熱
電対の出力として得られる。この原理は、前述した各実
施形態に示したものと同様であり、また炉内のガンマ線
を計測する手段としては、ガンマサーモメータとして公
知のものがある。
Next, the operation of the present embodiment will be described. In the above configuration, the stainless rod 15 is heated by gamma rays in the furnace and is insulated from the surrounding cooling water 13 by the argon gas 16b, so that the portion of the stainless rod 15 insulated by the argon gas 16b has a high temperature. By arranging the high junction 14a of the thermocouple at this position and arranging the low junction 14b of the thermocouple 14 at a position not insulated by the argon gas 16b, the amount of heat generated by gamma rays, that is, the output in proportion to the gamma ray intensity, Obtained as thermocouple output. This principle is the same as that shown in each of the above-mentioned embodiments, and there is a gamma thermometer known as a means for measuring gamma rays in the furnace.

【0084】一方、この高接点14aに近接して設置さ
れている中性子検出器18の出力は中性子変化監視装置
29で監視される。
On the other hand, the output of the neutron detector 18 installed close to the high contact 14a is monitored by the neutron change monitoring device 29.

【0085】図10(A),(B),(C)を参照して
それぞれの監視装置の作用を説明する。まず、中性子変
化監視装置29においては、中性子検出器の出力が図1
0(A)に示すように変化した場合、その立上がり角度
Z1を測定する。同様に、熱電対出力は、ガンマ線変化
監視装置28において図10(B)のように立上がりを
捉え、その角度Z2等の特性を記録する。これらの角度
は、センサの応答時間、および測定回路の応答時間に依
存するが、中性子変化監視装置29の応答時間は、観測
された立上がりより十分早いものに設定されている。し
かし、熱電対14の出力は応答が遅いため、ガンマ線変
化監視装置28の出力は実際のガンマ線の変化に比べて
遅く出力される。よって、ガンマ線変化監視装置28の
出力は、更に立上がり補正器30に入力され、立上がり
補正器30で補正される。つまり、立上がり補正器30
では、ステンレス棒15の構造等の特性を記憶してあ
り、それらの特性の逆関数に相当する予測フィルタ処理
を施す。このような予測フィルタはカルマンフィルタ
等、理論的に確立されたものを用いれば十分である。図
10(C)に立ち上がり補正器の出力を示す。
The operation of each monitoring device will be described with reference to FIGS. 10 (A), 10 (B) and 10 (C). First, in the neutron change monitoring device 29, the output of the neutron detector is shown in FIG.
When it changes as shown by 0 (A), its rise angle Z1 is measured. Similarly, the output of the thermocouple is detected by the gamma ray change monitoring device 28 as shown in FIG. 10B, and the characteristics such as the angle Z2 are recorded. Although these angles depend on the response time of the sensor and the response time of the measurement circuit, the response time of the neutron change monitoring device 29 is set to be sufficiently earlier than the observed rise. However, since the output of the thermocouple 14 has a slow response, the output of the gamma ray change monitoring device 28 is output later than the actual change of the gamma ray. Therefore, the output of the gamma ray change monitoring device 28 is further input to the rise corrector 30 and corrected by the rise corrector 30. That is, the rise corrector 30
In this example, characteristics such as the structure of the stainless steel bar 15 are stored, and a prediction filter process corresponding to an inverse function of those characteristics is performed. It is sufficient to use a theoretically established filter such as a Kalman filter for such a prediction filter. FIG. 10C shows the output of the rise correction device.

【0086】これらの変化監視装置28、29の出力
は、ボイド評価器31において、その立上がり角度の比
率を監視する。中性子束の揺らぎ量とガンマ線の揺らぎ
量より周辺のボイド率が監視できることは公知である
が、本実施形態の構成では、ガンマ線変化監視装置28
および中性子変化監視装置29の出力の立上がり角度の
変化率の比率より周辺のボイド率の推定が可能となる。
The outputs of these change monitoring devices 28 and 29 are monitored by a void evaluator 31 for the ratio of the rising angles. It is known that the peripheral void ratio can be monitored based on the fluctuation amount of the neutron flux and the fluctuation amount of the gamma ray. However, in the configuration of the present embodiment, the gamma ray change monitoring device 28 is used.
In addition, it is possible to estimate the peripheral void ratio from the ratio of the change rate of the rising angle of the output of the neutron change monitoring device 29.

【0087】一方、ガンマ線評価器32により、高接点
14a位置の平均のガンマ線束が評価され、中性子束評
価器33に入力される。中性子束評価器33では、評価
されたガンマ線束と、中性子検出器18のガンマ線感度
より中性子検出器18の出力のガンマ線成分を評価し、
中性子検出器18の出力からそのガンマ線成分を除去
し、中性子成分のみを抽出する。これにより、微小な中
性子束の計測が可能となる。
On the other hand, the average gamma ray flux at the position of the high contact point 14 a is evaluated by the gamma ray evaluator 32 and is input to the neutron flux evaluator 33. The neutron flux evaluator 33 evaluates the gamma ray component of the output of the neutron detector 18 from the evaluated gamma ray flux and the gamma ray sensitivity of the neutron detector 18,
The gamma ray component is removed from the output of the neutron detector 18 and only the neutron component is extracted. Thereby, it is possible to measure a minute neutron flux.

【0088】また、中性子検出器18に核分裂検出器を
用いた場合、その中性子感度は中性子の照射量により減
少するため、長期間原子炉内に挿入されている中性子検
出器18の中性子感度は低くなっているが、このような
補正を行うことによって低い中性子感度の中性子検出器
18を用いても中性子束の監視が可能となり、中性子検
出器18の寿命、即ち原子炉内に装荷しておく時間を長
くすることができる。
When a fission detector is used as the neutron detector 18, the neutron sensitivity of the neutron detector 18 which has been inserted into the reactor for a long period of time is low because the neutron sensitivity is reduced by the neutron irradiation dose. However, by performing such a correction, the neutron flux can be monitored even with the neutron detector 18 having low neutron sensitivity, and the life of the neutron detector 18, that is, the time for loading the neutron in the reactor, Can be lengthened.

【0089】以上の第5の実施形態によれば、炉内にス
テンレス棒15および熱電対14を組み合わせた簡単な
構造のセンサを挿入し、その出力を補正することによ
り、炉内のボイド率および微小な中性子束を計測するこ
とができる。
According to the fifth embodiment, a sensor having a simple structure in which a stainless steel bar 15 and a thermocouple 14 are combined is inserted into the furnace and its output is corrected, so that the void ratio and the void rate in the furnace are corrected. A small neutron flux can be measured.

【0090】[第6の実施形態](図11,12) 本実施形態は炉心の軸方向の出力分布を監視するもので
ある。図11は本実施形態による炉内情報監視装置の構
成を示すシステム構成図であり、図12はその原理を示
す図である。
[Sixth Embodiment] (FIGS. 11 and 12) This embodiment monitors the power distribution in the axial direction of the core. FIG. 11 is a system configuration diagram showing the configuration of the in-furnace information monitoring device according to the present embodiment, and FIG. 12 is a diagram showing the principle thereof.

【0091】図12に示すように、本実施形態は基本的
に、炉心11内に設置されガンマ線によって発熱するス
テンレス棒15と、このステンレス棒15に取付けられ
た温度検出用の熱電対14と、ステンレス棒15の回り
に配設され周囲への熱放出を抑制する断熱体16とによ
りセンサ部としてのガンマサーモメータ34を構成し、
このガンマサーモメータ34を炉内の炉心軸方向に複数
配置し、かつ各ガンマサーモメータ34の熱電対出力に
基づく炉内の軸方向の出力分布を記憶する軸方向ガンマ
線分布監視装置35と、出力分布の形状の正常値と原子
炉の異常時に現れる出力分布の形状を予め記憶し、軸方
向ガンマ線分布監視装置の出力を用いて原子炉の異常を
検出する分布異常検出器36とを有するものである。
As shown in FIG. 12, the present embodiment basically includes a stainless steel bar 15 installed in a core 11 and generating heat by gamma rays, a thermocouple 14 attached to the stainless steel bar 15 for temperature detection, A gamma thermometer 34 as a sensor unit is constituted by the heat insulator 16 which is disposed around the stainless steel bar 15 and suppresses heat release to the surroundings,
A plurality of gamma thermometers 34 arranged in the axial direction of the core in the furnace, and an axial gamma ray distribution monitoring device 35 for storing an axial power distribution in the furnace based on the thermocouple output of each gamma thermometer 34; A distribution abnormality detector 36 that stores in advance the normal value of the distribution shape and the shape of the power distribution that appears when the reactor is abnormal, and detects the abnormality of the reactor using the output of the axial gamma ray distribution monitoring device. is there.

【0092】分布異常検出器36は、軸方向ガンマ線分
布監視装置35の出力を用いて、過去の出力分布との変
化率を評価し、その変化率から異常を検出するものであ
る。
The distribution abnormality detector 36 uses the output of the axial gamma ray distribution monitoring device 35 to evaluate the rate of change from the past output distribution, and detects an abnormality from the rate of change.

【0093】分布異常検出器36は、軸方向ガンマ線分
布監視装置35の出力を用いて、過去の炉内の出力分布
との変化率を評価し、その変化率をステンレス棒15、
断熱体16、熱電対14の構造から決定した予測フィル
タにより補正し、現在の炉内のガンマ線の出力分布を推
定し、その推定値から異常を検出するものである。
The distribution abnormality detector 36 evaluates the rate of change with respect to the past power distribution in the furnace using the output of the axial gamma ray distribution monitoring device 35, and evaluates the rate of change with the stainless steel rod 15.
The correction is performed by a prediction filter determined from the structures of the heat insulator 16 and the thermocouple 14, the current gamma ray output distribution in the furnace is estimated, and an abnormality is detected from the estimated value.

【0094】詳述すると、図11において原子炉圧力容
器11の内部には、燃料棒で構成される炉心12が設け
られており、炉心12を冷却する冷却水13が循環して
いる。炉心12内には、ガンマ線によって発熱するステ
ンレス棒15と、アルゴンガス16bを含む断熱体16
と、ステンレス棒15におけるアルゴンガス16bによ
って断熱された部分の温度と断熱されていない部分の温
度との温度差を計測する熱電対16とから構成されるセ
ンサ部を炉心12の軸方向に5点有するガンマサーモメ
ータ34が挿入されている。このガンマサーモメータ3
4の炉心12の軸方向に5点設けられたセンサ部の各出
力は、軸方向ガンマ線分布監視装置35に入力され、そ
の出力は、分布異常検出器36に入力される。
More specifically, in FIG. 11, a reactor core 12 composed of fuel rods is provided inside the reactor pressure vessel 11, and cooling water 13 for cooling the reactor core 12 is circulated. Inside the reactor core 12, a stainless steel rod 15 generating heat by gamma rays and a heat insulator 16 containing an argon gas 16b are provided.
And a thermocouple 16 for measuring the temperature difference between the temperature of the portion of the stainless steel rod 15 insulated by the argon gas 16b and the temperature of the portion not insulated by five points in the axial direction of the core 12. Gamma thermometer 34 is inserted. This gamma thermometer 3
The outputs of five sensor units provided in the axial direction of the four cores 12 are input to an axial gamma ray distribution monitoring device 35, and the output is input to a distribution abnormality detector 36.

【0095】次に第6の実施形態の作用について説明す
る。
Next, the operation of the sixth embodiment will be described.

【0096】上記構成において、ガンマサーモメータ3
4の各センサ部が配置されている炉心12の軸方向5点
の位置のガンマ線束が軸方向ガンマ線分布監視装置35
で各センサ部の出力に基づいて計算される。この出力
は、分布異常検出器36にて、予め記憶されている異常
分布との比較を行い、その判定基準以上では炉心の軸方
向の出力分布形状が異常と判断し、原子炉安全系統に分
布異常出力37を出力する。この異常の判定方法として
は、例えば図12(A)に示すように、ある1点のガン
マ線束に対するガンマ線強度分布を計算し、その分布の
変化量がある基準より越えた場合に異常を出力する。こ
の図12(A)では、上部のセンサ部に対する分布を比
較している。正常値Rに対する測定値Sの変化量は、異
常を判定する異常判定基準Tと比較した場合、センサ部
位置Y5で変化量が異常判定基準T以上に増加している。
In the above configuration, the gamma thermometer 3
The gamma ray flux at five axial positions of the core 12 in which the respective sensor units 4 are disposed is the gamma ray distribution monitoring device 35 in the axial direction.
Is calculated based on the output of each sensor unit. This output is compared with an abnormality distribution stored in advance by a distribution abnormality detector 36. If the output is equal to or greater than the judgment criterion, the output distribution shape in the axial direction of the core is judged to be abnormal, and the distribution is distributed to the reactor safety system. An abnormal output 37 is output. As a method for determining this abnormality, for example, as shown in FIG. 12A, a gamma ray intensity distribution is calculated for a gamma ray flux at a certain point, and an abnormality is output when the amount of change in the distribution exceeds a certain reference. . In FIG. 12A, the distribution with respect to the upper sensor unit is compared. When the amount of change of the measured value S with respect to the normal value R is compared with the abnormality determination criterion T for determining abnormality, the amount of change at the sensor unit position Y5 is greater than the abnormality determination criterion T.

【0097】また、図12(B)に示す異常判定方法
は、正常と考えられる正常値Rから、測定した各センサ
部の位置におけるガンマ線束S1の変化率を求め、その変
化率が異常判定基準Tを越えた場合、異常と判定する。
この異常判定方法では、センサ部位置Y4でガンマ線束S1
の変化率が、異常判定基準T以上の値となっている。
In the abnormality determination method shown in FIG. 12B, the change rate of the gamma ray flux S1 at each measured position of the sensor unit is obtained from the normal value R considered to be normal, and the change rate is determined as the abnormality determination reference. If it exceeds T, it is determined to be abnormal.
In this abnormality determination method, the gamma ray flux S1 is detected at the sensor position Y4.
Is a value equal to or greater than the abnormality determination criterion T.

【0098】さらに、図12(C)に示す異常判定方法
は、ガンマサーモメータ34の応答が熱を測定している
ために、時間応答が遅いという点を改良したものであ
る。測定値S2の変化に対して、ガンマサーモメータ34
の構造から計算したセンサ応答の逆関数を予測フィルタ
として用い、測定値S2を補正し、予測値Uを計算し、そ
の値の変化量より異常を判定するものである。図12
(C)では、センサ部位置Y3,Y4,Y5でガンマ線束の予
測値が、異常判定基準Tを越えており、異常と判定す
る。異常と判定された場合には、分布異常検出器36か
ら分布異常出力37が出力される。なお、ガンマサーモ
メータ34にはヒータを含むもの等、さまざまな形状の
ものが考えられるが、それらに対しても本実施形態の異
常判定手法を適用することができる。また、形状の異常
を検出するものとしては、画像的に形状を認識するもの
も含まれる。異常判定基準Tは、原子炉の制御棒引き抜
き等、予測される軸方向の出力分布の変化を予測し、そ
の変化範囲から妥当な値を決定する。
Further, the abnormality determination method shown in FIG. 12 (C) is an improvement in that the time response is slow because the response of the gamma thermometer 34 measures heat. The gamma thermometer 34 responds to the change in the measured value S2.
Using the inverse function of the sensor response calculated from the above structure as a prediction filter, the measured value S2 is corrected, the predicted value U is calculated, and an abnormality is determined from the amount of change in the value. FIG.
In (C), the predicted value of the gamma ray flux exceeds the abnormality determination criterion T at the sensor unit positions Y3, Y4, Y5, and it is determined that there is an abnormality. If it is determined that the distribution is abnormal, the distribution abnormality detector 36 outputs a distribution abnormality output 37. Note that the gamma thermometer 34 may have various shapes such as a type including a heater, and the abnormality determination method of the present embodiment can be applied to those shapes. In addition, as a device for detecting a shape abnormality, a device for recognizing a shape graphically is also included. The abnormality criterion T predicts a predicted change in the power distribution in the axial direction, such as control rod withdrawal of a nuclear reactor, and determines an appropriate value from the change range.

【0099】以上の第6の実施形態によれば、炉心内に
ステンレス棒15および熱電対14を組み合わせた簡単
な構造のセンサ部を炉心の軸方向に並べてガンマサーモ
メータ34を構成し、各センサ位置におけるガンマ線の
出力分布形状の変化から原子炉出力の振動の原因となる
出力分布異常を早期に検出することができる。
According to the sixth embodiment described above, the gamma thermometer 34 is constructed by arranging sensor parts having a simple structure in which the stainless steel bar 15 and the thermocouple 14 are combined in the core in the axial direction of the core. From the change in the power distribution shape of the gamma ray at the position, the power distribution abnormality which causes the vibration of the reactor power can be detected at an early stage.

【0100】[0100]

【発明の効果】本発明によれば、炉内にステンレス棒お
よび熱電対を組み合わせた簡単な構造のセンサを挿入す
ることで、原子炉炉心の流量、水位、圧力、ボイド率、
微小な中性子束の測定が可能となり、炉内の情報を直接
測定することができ、それにより、炉内のパラメータの
計測精度の向上が図れると共に、従来、原子炉圧力容器
に接続していた配管を削減し、それら配管の保守点検の
作業数を削減することができる。
According to the present invention, by inserting a sensor having a simple structure combining a stainless steel rod and a thermocouple into the reactor, the flow rate, water level, pressure, void ratio,
It is possible to measure minute neutron flux and directly measure the information inside the reactor, thereby improving the measurement accuracy of the parameters inside the reactor and improving the piping connected to the reactor pressure vessel. And the number of operations for maintenance and inspection of those pipes can be reduced.

【0101】また、炉内のガンマ線発熱量を、炉心の軸
方向の複数点において連続的に測定することにより、原
子炉の出力振動の原因となる出力分布の異常形状を監視
でき、この早期検出により適正な対処を早期に実現する
ことができる。したがって、原子炉自体の信頼性、操作
性の向上が図れるという優れた効果が奏される。
Further, by continuously measuring the gamma ray heating value in the reactor at a plurality of points in the axial direction of the reactor core, it is possible to monitor the abnormal shape of the power distribution which causes the output vibration of the reactor, and to detect this early stage. Thus, appropriate measures can be realized at an early stage. Therefore, an excellent effect that the reliability and operability of the reactor itself can be improved is achieved.

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

【図1】本発明に係る炉内情報監視装置の第1の実施形
態を示すシステム構成図。
FIG. 1 is a system configuration diagram showing a first embodiment of an in-furnace information monitoring device according to the present invention.

【図2】(A)は図1に示した炉内情報監視装置におけ
る温度計測部分の構造を示す拡大図、(B)は前記
(A)の横断面図。
2 (A) is an enlarged view showing a structure of a temperature measuring portion in the in-furnace information monitoring device shown in FIG. 1, and FIG. 2 (B) is a cross sectional view of the above (A).

【図3】図1に示した炉内情報監視装置の温度計部分の
温度分布および炉内の冷却水の流速の測定原理を示す説
明図。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a temperature distribution of a thermometer portion of the in-furnace information monitoring device shown in FIG. 1 and a measurement principle of a flow rate of cooling water in the furnace.

【図4】本発明に係る炉内情報監視装置の第2の実施形
態を示すシステム構成図。
FIG. 4 is a system configuration diagram showing a second embodiment of the in-furnace information monitoring device according to the present invention.

【図5】図4に示した炉内情報監視装置により監視され
る炉内の冷却水の流速と差動熱電対により検出される温
度差との関係を示す特性図。
5 is a characteristic diagram showing a relationship between a flow rate of cooling water in the furnace monitored by the furnace information monitoring device shown in FIG. 4 and a temperature difference detected by a differential thermocouple.

【図6】本発明に係る炉内情報監視装置の第3の実施形
態を示すシステム構成図。
FIG. 6 is a system configuration diagram showing a third embodiment of the in-furnace information monitoring device according to the present invention.

【図7】本発明に係る炉内情報監視装置の第4の実施形
態を示すシステム構成図。
FIG. 7 is a system configuration diagram showing a fourth embodiment of the in-furnace information monitoring apparatus according to the present invention.

【図8】図7に示す炉内情報監視装置により監視される
炉内の冷却水の水位と熱電対の温度出力との関係を示す
説明図。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the relationship between the level of cooling water in the furnace and the temperature output of the thermocouple, which are monitored by the furnace information monitoring device shown in FIG. 7;

【図9】本発明に係る炉内情報監視装置の第5の実施形
態を示すシステム構成図。
FIG. 9 is a system configuration diagram showing a fifth embodiment of the in-furnace information monitoring apparatus according to the present invention.

【図10】(A)、(B)、(C)は図9に示した炉内
情報監視装置の計測原理を示す説明図。
10 (A), (B) and (C) are explanatory diagrams showing the measurement principle of the in-furnace information monitoring device shown in FIG.

【図11】本発明に係る炉内情報監視装置の第6の実施
形態を示すシステム構成図。
FIG. 11 is a system configuration diagram showing a sixth embodiment of the in-furnace information monitoring apparatus according to the present invention.

【図12】(A)、(B)、(C)は図11に示した炉
内情報監視装置に適用される炉内の軸方向出力分布の異
常検出方法を示す説明図。
12 (A), (B), and (C) are explanatory diagrams showing a method for detecting an abnormality in an axial power distribution in a furnace applied to the in-furnace information monitoring apparatus shown in FIG.

【図13】従来の炉内プロセス量計測装置の一例を示す
システム構成図。
FIG. 13 is a system configuration diagram showing an example of a conventional in-furnace process amount measuring device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 原子炉圧力容器 12 炉心 13 冷却水 14 熱電対 14a 高接点 14b 低接点 15 ステンレス棒 16 断熱体 16a ステンレス管 16b アルゴンガス 16c 断熱体 16d 断熱体 17 冷却管 18 中性子検出器 19 ガンマ線発熱評価装置 20 流速評価装置 21 ヒータ 22a 圧力円筒部 22b 圧力円筒部 23a 圧力穴 23b 圧力穴 24 圧力評価装置 25 直流計測装置 26 交流計測装置 27 水位評価装置 28 ガンマ線変化監視装置 29 中性子変化監視装置 30 立上がり補正器 31 ボイド評価器 32 ガンマ線評価器 33 中性子束評価器 34 ガンマサーモメータ 35 軸方向ガンマ線分布監視装置 36 分布異常検出器 37 分布異常出力 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Reactor pressure vessel 12 Reactor core 13 Cooling water 14 Thermocouple 14a High contact 14b Low contact 15 Stainless steel rod 16 Insulator 16a Stainless tube 16b Argon gas 16c Insulator 16d Insulator 17 Cooling tube 18 Neutron detector 19 Gamma ray heat generation device 20 Flow velocity evaluation device 21 Heater 22a Pressure cylinder portion 22b Pressure cylinder portion 23a Pressure hole 23b Pressure hole 24 Pressure evaluation device 25 DC measurement device 26 AC measurement device 27 Water level evaluation device 28 Gamma ray change monitoring device 29 Neutron change monitoring device 30 Rise correction device 31 Void evaluator 32 Gamma ray evaluator 33 Neutron flux evaluator 34 Gamma thermometer 35 Axial gamma ray distribution monitoring device 36 Distribution abnormality detector 37 Distribution abnormality output

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G21C 17/02 GDBC 17/10 GDBF ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Agency reference number FI Technical display location G21C 17/02 GBBC 17/10 GBDF

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 原子炉の炉心内に設置されガンマ線によ
って発熱する発熱体と、この発熱体に取付けられた温度
検出用の熱電対と、前記発熱体の回りに配設され周囲へ
の熱放出を抑制する断熱体と、前記発熱体と前記断熱体
との間に形成され周囲流量に依存した流量の冷却材を流
通させることで発熱部の冷却を行わせる冷却路と、炉心
部の放射線検出に基づいて発熱体位置のガンマ線量を評
価するガンマ線発熱評価装置と、前記熱電対およびガン
マ線発熱評価装置の検出出力を取り込み、これらの検出
出力に基づいて発熱体周辺の冷却水の流速を計測する流
速評価装置とを有することを特徴とする炉内情報監視装
置。
1. A heating element installed in a reactor core of a nuclear reactor and generating heat by gamma rays, a thermocouple for temperature detection attached to the heating element, and a heat release disposed around the heating element and radiating heat to the surroundings. A cooling path formed between the heat generating element and the heat insulating body, the cooling path having a flow rate dependent on an ambient flow rate to cool the heat generating section, and radiation detection of the core section. A gamma ray heat generation evaluation device that evaluates the gamma dose at the position of the heating element based on the detection output of the thermocouple and the gamma ray heat generation evaluation device, and measures the flow velocity of the cooling water around the heating element based on these detection outputs. An in-furnace information monitoring device comprising a flow velocity evaluation device.
【請求項2】 ガンマ線発熱評価装置は、原子炉内また
は原子炉外に設置した放射線検出器の出力を用い、計算
補正により前記発熱体位置におけるガンマ線発熱量を評
価するものであることを特徴とする請求項1記載の炉内
情報監視装置。
2. The gamma ray heat generation evaluating apparatus evaluates a gamma ray heat generation amount at the position of the heating element by calculation correction using an output of a radiation detector installed inside or outside a nuclear reactor. The in-furnace information monitoring device according to claim 1.
【請求項3】 原子炉の炉心内に設置されガンマ線によ
って発熱する発熱体と、この発熱体の回りに位置を異な
らせて配設され周囲への熱放出を抑制する1対の断熱体
と、前記発熱体と前記断熱体の一方との間に形成され周
囲流量に依存した流量の冷却材を流通させることで発熱
部の冷却を行わせる冷却路と、前記断熱体および冷却路
が接している前記発熱体の部分の温度を検出する第1の
熱電対と、前記断熱体に接し、かつ前記冷却路に接して
いない前記発熱体部分の温度を検出する第2の熱電対
と、前記第1、第2の熱電対の検出出力を取り込み、予
め記憶されている前記発熱体の2つの温度測定部位間の
温度差と前記発熱体周囲における冷却水の流速との関係
を示す特性データを参照して前記発熱体周囲における冷
却水の流速を計測する流速評価装置とを有することを特
徴とする炉内情報監視装置。
3. A heating element installed in the core of the nuclear reactor and generating heat by gamma rays, and a pair of heat insulators arranged around the heating element at different positions to suppress heat release to the surroundings; A cooling path formed between the heat generating element and one of the heat insulating bodies and configured to flow a coolant having a flow rate depending on an ambient flow rate to cool the heat generating unit is in contact with the heat insulating body and the cooling path. A first thermocouple for detecting a temperature of the heating element portion, a second thermocouple for detecting a temperature of the heating element portion that is in contact with the heat insulator and not in contact with the cooling path, and Taking in the detection output of the second thermocouple, and referring to characteristic data indicating the relationship between the temperature difference between the two temperature measurement sites of the heating element and the flow rate of the cooling water around the heating element which are stored in advance. Measure the flow velocity of the cooling water around the heating element An in-furnace information monitoring device comprising a flow velocity evaluation device.
【請求項4】 請求項3記載の熱電対に代え、2つの接
点を有する1つの熱電対を設け、その1つの接点を断熱
体および冷却路が接している発熱体の温度を測定する部
分に配置し、他の接点を前記断熱体に接し、かつ冷却路
の接していない発熱体の温度を測定する部分に配置した
ことを特徴とする請求項3記載の炉内情報監視装置。
4. A thermocouple having two contacts is provided in place of the thermocouple according to claim 3, and the one contact is provided at a portion for measuring the temperature of the heat generating body with which the heat insulator and the cooling path are in contact. 4. The in-furnace information monitoring apparatus according to claim 3, wherein the contact point is disposed, and another contact point is disposed at a portion where the temperature of the heating element not in contact with the heat insulating body is measured.
【請求項5】 ガンマ線によって発熱する前記発熱体に
接し、電気によって発熱するとヒータ部を有することを
特徴とする請求項1から4までのいずれかに記載の炉内
情報監視装置。
5. The in-furnace information monitoring apparatus according to claim 1, further comprising a heater portion which comes into contact with the heating element which generates heat by gamma rays and generates heat by electricity.
【請求項6】 原子炉の炉心内に設置されガンマ線によ
って発熱する発熱体と、この発熱体に取付けられた温度
検出用の熱電対と、前記発熱体に接続され断熱効果が周
囲圧力に応じて変化する断熱体と、炉内圧力に応じた前
記断熱体の断熱効果の変化により炉内圧力を反映した前
記熱電対の検出出力に基づいて炉内圧力を計測する圧力
評価装置とを有することを特徴とする炉内情報監視装
置。
6. A heating element installed in the core of a nuclear reactor and generating heat by gamma rays, a thermocouple for temperature detection attached to the heating element, and an insulation effect connected to the heating element and depending on ambient pressure. A heat insulator that changes, and a pressure evaluation device that measures a furnace pressure based on a detection output of the thermocouple reflecting a furnace pressure by changing a heat insulating effect of the heat insulator according to a furnace pressure. Characteristic furnace information monitoring device.
【請求項7】 原子炉の炉心内に設置されガンマ線によ
って発熱する発熱体と、周囲圧力に応じ断熱効果が変化
する第1の断熱体と、周囲圧力に応じて断熱効果が変化
しない第2の断熱体と、前記第1の断熱体により断熱さ
れた前記発熱体の部分の温度を検出する第1の熱電対
と、前記第2の断熱体により断熱された前記発熱体の部
分の温度を検出する第2の熱電対と、第1、第2の熱電
対の検出出力を取り込み周囲圧力に対する前記第1、第
2の断熱体の断熱効果の相違により炉内圧力を反映した
前記第1、第2の熱電対の検出出力から得られる前記発
熱体の2つの温度測定部位間の温度差に基づいて炉内圧
力を計測する圧力評価装置とを有することを特徴とする
炉内情報監視装置。
7. A heating element installed in the core of a nuclear reactor and generating heat by gamma rays, a first heat insulating body whose heat insulating effect changes according to ambient pressure, and a second heat insulating material whose heat insulating effect does not change according to ambient pressure. A heat insulator, a first thermocouple for detecting the temperature of the portion of the heating element insulated by the first heat insulator, and a temperature detection of the portion of the heating element insulated by the second heat insulator The first and second thermocouples, and the first and second thermocouples, which take in the detection outputs of the first and second thermocouples and reflect the in-furnace pressure due to the difference in the heat insulating effect of the first and second heat insulators with respect to the ambient pressure. And a pressure estimating device for measuring a furnace pressure based on a temperature difference between two temperature measuring portions of the heating element obtained from detection outputs of the two thermocouples.
【請求項8】 周囲圧力に応じて断熱効果が変化する前
記断熱体は、内部に空洞を有し、外部圧力により空洞部
の体積が変化し、断熱体の熱伝導率が圧力により変化す
ることを特徴とする請求項6または7のいずれかに記載
の炉内情報監視装置。
8. The heat insulator whose heat insulating effect changes according to the ambient pressure has a cavity inside, the volume of the hollow portion changes according to the external pressure, and the heat conductivity of the heat insulator changes according to the pressure. The in-furnace information monitoring device according to claim 6, wherein:
【請求項9】 ガンマ線によって発熱する発熱体に接し
た位置に、電気によって発熱するヒータ部を有すること
を特徴とする請求項6から8までのいずれかに記載の炉
内情報監視装置。
9. The in-furnace information monitoring apparatus according to claim 6, further comprising a heater section that generates heat by electricity at a position in contact with a heating element that generates heat by gamma rays.
【請求項10】 原子炉の炉心内に設置されガンマ線に
よって発熱する発熱体と、この発熱体に取付けられた温
度検出用の熱電対と、前記発熱体の回りに配設され周囲
への熱放出を抑制する断熱体と、前記熱電対の出力の直
流成分を計測する直流計測装置と、前記熱電対の出力の
交流成分を計測する交流計測装置と、前記直流計測装置
および交流計測装置の計測結果から炉内の冷却水の水位
を評価する水位評価装置とを有することを特徴とする炉
内情報監視装置。
10. A heating element installed in a core of a nuclear reactor and generating heat by gamma rays, a thermocouple for temperature detection attached to the heating element, and a heat release disposed around the heating element and radiating heat to the surroundings. Insulating body that suppresses, a DC measurement device that measures the DC component of the output of the thermocouple, an AC measurement device that measures the AC component of the output of the thermocouple, and the measurement results of the DC measurement device and the AC measurement device And a water level evaluation device for evaluating the water level of the cooling water in the furnace.
【請求項11】 ガンマ線によって発熱する発熱体内部
に、電気によって発熱するヒータ部を設けたことを特徴
とする請求項10記載の炉内情報監視装置。
11. The in-furnace information monitoring apparatus according to claim 10, wherein a heater section that generates heat by electricity is provided inside a heating element that generates heat by gamma rays.
【請求項12】 原子炉の炉心内に設置されガンマ線に
よって発熱する発熱体と、この発熱体に接続され、この
発熱体に発生する熱を炉内の冷却水と断熱する断熱体
と、この断熱体の断熱効果により高温となる前記発熱体
の部分の温度を検出する第1の熱電対と、前記断熱体に
より断熱されない前記発熱体の部分の温度を検出する第
2の熱電対と、第1、第2の熱電対の検出出力の差の変
化を監視するガンマ線変化監視装置と、第1、第2の熱
電対の検出出力の変化を前記発熱体と断熱体の構造に依
存したパラメータで補正する補正器と、炉内の中性子成
分を測定する中性子監視装置と、この中性子監視装置お
よび補正器の出力を取り込み、それらの出力の比率の変
化を監視する出力変化監視装置とを有することを特徴と
する炉内情報監視装置。
12. A heating element installed in a reactor core of a nuclear reactor and generating heat by gamma rays, an insulating body connected to the heating element and insulating heat generated in the heating element with cooling water in the reactor; A first thermocouple for detecting the temperature of the portion of the heating element that is heated to a high temperature due to the heat insulating effect of the body, a second thermocouple for detecting the temperature of the portion of the heating element that is not insulated by the heat insulating member, and a first thermocouple. A gamma ray change monitoring device for monitoring a change in the difference between the detection outputs of the second thermocouple, and a change in the detection output of the first and second thermocouples corrected by a parameter depending on the structure of the heating element and the heat insulator. A neutron monitoring device for measuring a neutron component in the reactor, and an output change monitoring device for capturing the outputs of the neutron monitoring device and the corrector and monitoring a change in the ratio of the outputs. Furnace information monitoring device .
【請求項13】 原子炉の炉心内に設置されガンマ線に
よって発熱する発熱体と、この発熱体の回りに配設され
周囲への熱放出を抑制する断熱体と、この断熱体の断熱
効果により高温となる前記発熱体の部分の温度を検出す
る第1の熱電対と、炉内の水に直接接している部分の温
度を検出する第2の熱電対と、第1、第2の熱電対の検
出出力から平均のガンマ線束を評価するガンマ線評価器
と、炉内の中性子成分からノイズ成分として前記ガンマ
線評価器から得られたガンマ線成分を除去して中性子成
分のみを抽出する中性子評価器とを有することを特徴と
する炉内情報出力監視装置。
13. A heating element installed in a reactor core of a nuclear reactor and generating heat by gamma rays, a heat insulating element disposed around the heat generating element to suppress heat release to the surroundings, and a high temperature due to the heat insulating effect of the heat insulating element. A first thermocouple for detecting a temperature of a portion of the heating element, a second thermocouple for detecting a temperature of a portion directly in contact with water in the furnace, and a first thermocouple and a second thermocouple. A gamma ray evaluator that evaluates an average gamma ray flux from the detection output, and a neutron evaluator that extracts only a neutron component by removing a gamma ray component obtained from the gamma ray evaluator as a noise component from a neutron component in the furnace. An in-furnace information output monitoring device, characterized in that:
【請求項14】 原子炉の炉心内に設置されガンマ線に
よって発熱する発熱体と、この発熱体に取付けられた温
度検出用の熱電対と、前記発熱体の回りに配設され周囲
への熱放出を抑制する断熱体とによりセンサ部を構成
し、このセンサ部を炉内の炉心軸方向に複数配置し、か
つ各センサ部の熱電対出力に基づく炉内の軸方向の出力
分布を記憶する軸方向ガンマ線分布監視装置と、前記出
力分布の形状の正常値と原子炉の異常時に現れる出力分
布の形状を予め記憶し、軸方向ガンマ線分布監視装置の
出力を用いて原子炉の異常を検出する異常検出器とを有
することを特徴とする炉内軸方向出力異常監視装置。
14. A heating element installed in a reactor core of a nuclear reactor and generating heat by gamma rays, a thermocouple for temperature detection attached to the heating element, and a heat release disposed around the heating element and emitted to the surroundings. And a plurality of sensor units are arranged in the core axis direction in the furnace, and an axis for storing the axial output distribution in the furnace based on the thermocouple output of each sensor unit. A direction gamma ray distribution monitoring device, an abnormality in which a normal value of the shape of the power distribution and a shape of the power distribution appearing when the reactor is abnormal are stored in advance, and an abnormality of the reactor is detected using the output of the axial gamma ray distribution monitoring device. A furnace axial output abnormality monitoring device, comprising: a detector.
【請求項15】 異常比較器は、軸方向ガンマ線分布監
視装置の出力を用いて、過去の出力分布との変化率を評
価し、その変化率から異常を検出することを特徴とする
請求項14記載の炉内情報監視装置。
15. The abnormality comparator evaluates a rate of change from a past output distribution using an output of the axial gamma ray distribution monitoring device, and detects an abnormality from the rate of change. The in-furnace information monitoring device described in the above.
【請求項16】 異常比較器は、軸方向ガンマ線分布監
視装置の出力を用いて、過去の炉内の出力分布との変化
率を評価し、その変化率を前記発熱体、断熱体、熱電対
の構造から決定した予測フィルタにより補正し、現在の
炉内のガンマ線の出力分布を推定し、その推定値から異
常を検出することを特徴とする請求項14記載の炉内情
報監視装置。
16. An abnormality comparator evaluates a rate of change from a past power distribution in a furnace using an output of an axial gamma ray distribution monitoring device, and evaluates the rate of change with the heating element, the heat insulator, and the thermocouple. 15. The in-furnace information monitoring apparatus according to claim 14, wherein the correction is performed by a prediction filter determined from the structure of (1), a current gamma ray output distribution in the furnace is estimated, and an abnormality is detected from the estimated value.
JP18971196A 1996-07-18 1996-07-18 In-furnace information monitoring apparatus Pending JPH1039083A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18971196A JPH1039083A (en) 1996-07-18 1996-07-18 In-furnace information monitoring apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18971196A JPH1039083A (en) 1996-07-18 1996-07-18 In-furnace information monitoring apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1039083A true JPH1039083A (en) 1998-02-13

Family

ID=16245922

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP18971196A Pending JPH1039083A (en) 1996-07-18 1996-07-18 In-furnace information monitoring apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH1039083A (en)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6408041B2 (en) * 1998-08-25 2002-06-18 Kabushiki Kaisha Toshiba In-core fixed nuclear instrumentation system and power distribution monitoring system
JP2006322727A (en) * 2005-05-17 2006-11-30 Toshiba Corp Measuring method of axial-direction void fraction distribution, and fuel assembly neutron multiplication factor evaluation method before storage in storing device
JP2009229114A (en) * 2008-03-19 2009-10-08 Tdk Corp Hydrogen gas sensor
JP2013083591A (en) * 2011-10-12 2013-05-09 Toshiba Corp Water level measuring device
WO2013073178A1 (en) 2011-11-18 2013-05-23 株式会社 東芝 Reactor water level measurement system
JP2013104750A (en) * 2011-11-11 2013-05-30 Toshiba Corp Alternative measurement device, alternative measurement system, and alternative measurement method
WO2013077349A1 (en) 2011-11-22 2013-05-30 株式会社東芝 Reactor water level measuring system
WO2013094737A1 (en) * 2011-12-22 2013-06-27 株式会社東芝 Atomic reactor state monitoring device and monitoring method thereof
JP2013137236A (en) * 2011-12-28 2013-07-11 Toshiba Corp Water level measurement device
KR20160025088A (en) * 2014-08-25 2016-03-08 주식회사 우진 Multipoints thermocouple in In-Core Instrument assembly, system and method for post severe accident reactor internal status monitoring using the same
CN105890235A (en) * 2016-04-11 2016-08-24 海信(山东)空调有限公司 Dryness control device and method for two-phase flow cooling system

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6408041B2 (en) * 1998-08-25 2002-06-18 Kabushiki Kaisha Toshiba In-core fixed nuclear instrumentation system and power distribution monitoring system
JP2006322727A (en) * 2005-05-17 2006-11-30 Toshiba Corp Measuring method of axial-direction void fraction distribution, and fuel assembly neutron multiplication factor evaluation method before storage in storing device
JP2009229114A (en) * 2008-03-19 2009-10-08 Tdk Corp Hydrogen gas sensor
JP2013083591A (en) * 2011-10-12 2013-05-09 Toshiba Corp Water level measuring device
JP2013104750A (en) * 2011-11-11 2013-05-30 Toshiba Corp Alternative measurement device, alternative measurement system, and alternative measurement method
WO2013073178A1 (en) 2011-11-18 2013-05-23 株式会社 東芝 Reactor water level measurement system
WO2013077349A1 (en) 2011-11-22 2013-05-30 株式会社東芝 Reactor water level measuring system
JP2013108905A (en) * 2011-11-22 2013-06-06 Toshiba Corp Reactor water level instrumentation system
US9395227B2 (en) 2011-11-22 2016-07-19 Kabushiki Kaisha Toshiba Reactor water-level measurement system
WO2013094737A1 (en) * 2011-12-22 2013-06-27 株式会社東芝 Atomic reactor state monitoring device and monitoring method thereof
JP2013130542A (en) * 2011-12-22 2013-07-04 Toshiba Corp Nuclear reactor state monitoring device and monitoring method thereof
US10102934B2 (en) 2011-12-22 2018-10-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Reactor state monitoring apparatus and monitoring method thereof
JP2013137236A (en) * 2011-12-28 2013-07-11 Toshiba Corp Water level measurement device
KR20160025088A (en) * 2014-08-25 2016-03-08 주식회사 우진 Multipoints thermocouple in In-Core Instrument assembly, system and method for post severe accident reactor internal status monitoring using the same
CN105890235A (en) * 2016-04-11 2016-08-24 海信(山东)空调有限公司 Dryness control device and method for two-phase flow cooling system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102324497B1 (en) A method for monitoring boron dilution during a reactor outage
US20120300892A1 (en) Passive Gamma Thermometer Level Indication And Inadequate Core Monitoring System And Methods For Power Reactor Applications During A Station Electrical Blackout (SBO) Or Prolonged Station Blackout (PSBO) Event
WO2013077349A1 (en) Reactor water level measuring system
US9442203B2 (en) Neutron monitoring system
EP2801979B1 (en) Atomic reactor state monitoring device and monitoring method thereof
JPH1039083A (en) In-furnace information monitoring apparatus
KR20170030615A (en) Thermo-acoustic nuclear power distribution measurement assembly
US11728057B2 (en) Nuclear fuel failure protection system
CN110553596B (en) Comprehensive monitoring and diagnosis system applied to internal components of fusion reactor device
JP4723963B2 (en) Core coolant temperature measuring device, core coolant temperature measuring method, and reactor monitoring device
JP2007064635A (en) Monitoring device and monitoring method for nuclear reactor state
CA2851029C (en) Rod position detection apparatus and method
JPS6211317B2 (en)
RU2565249C1 (en) Method to control quality of installation of internal reactor heat sensors
JPH11101890A (en) Output-monitoring device in reactor
JP3871912B2 (en) Internal pressure creep rupture detection method
Hashemian et al. I&C System Sensors for Advanced Nuclear Reactors
Alekseev et al. Outcomes of the “steady-state crisis” experiment in the MIR reactor channel
JP3886664B2 (en) In-furnace process quantity measuring device
JP2001042083A (en) Automatic calibration device of incore neutron flux measuring device
JP3442598B2 (en) Fixed in-core instrumentation system
Zhang et al. The cause analysis and treatment of the positive deviation for RPVL/RPVDT measured temperatures in an EPR nuclear power plant
JP2015219163A (en) Nuclear instrumentation sensor system and nuclear reactor output monitoring system
Ferriere et al. Measurement of concentrated solar radiation: the camorimeter ASTERIX
Versluis CE in-core instrumentation-functions and performance