JPS5832678B2 - 原子炉用中性子束測定器の異常検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は原子炉の炉心内に装荷される原子炉用中性子束
測定器の異常検出装置に関する。

原子炉用中性子束測定器は高濃縮のウラン−２３５のよ
うな核分裂断面積の大きい物質を包含しており、この物
質が中性子を吸収して核分裂を生じ、このとき発生する
荷電粒子の数に比例する電流が原子炉の外に取出されて
、測定器のある位置での中性子束の測定に利用されてい
る。

沸騰水型原子炉を例にとると、原子炉用中性子束測定器
（以下単に測定器とよぶことにする）は、原子炉内に百
数十個配置されており、炉内の出力分布および炉心全体
の発生する熱出力の測定に利用されている。

しかし炉内で発生する放射線やその他により測定器は損
傷してその読みが正確に中性子束を表わさない状態にな
ることがある。

このようなときにはこの測定器の測定値を無視して出力
分布や熱出力を求めなければならないが、ある時点での
測定器の読みだけから、異常な測定器を判別することは
容易ではない。

よって実際には、測定器より得られる種々のデータから
炉心状態を推定して、推定値より大きく離れる読みを与
える測定器を異常と判断している。

このほか、原子炉出力を変化させて、この出力変化と無
関係に変化する読みを与える測定器を異常とみなす方法
も提案されている。

前者の方法は単に測定器の読みを観察するだけでは不十
分であり、さらに炉心状態を推測するという高度の技術
を必要とする欠点がある。

後者の方法は測定器の異常を検出するためにわざわざ原
子炉出力を変化させるのであるから現実的でない欠点が
ある。

本発明の目的は原子炉用中性子測定器の異常を検出する
ため、特別に炉出力を変化させることなく前記測定器の
異常を検出する装置を提供するにある。

本発明の特徴は以下に述べる通りである。

核分裂の素過程や冷却材流量のゆらぎなどのため、原子
炉炉心内の中性子束はゆらいでいる。

このため測定器の読みもこれに対応してゆらいでいる。

測定器の読みのゆらぎは、中性子束のゆらぎを測定器を
通したものであるから、測定器に異常があれは、この読
みのゆらぎも異常を示すことになる。

従って測定器の読みのゆらぎを観察して特異なものを検
出すれば異常な測定器を発見することができる。

以下本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明
する。

第１図は本発明による装置の構成を示すブロック図であ
る。

図において、原子炉１の炉心に配置された多数の測定器
２の読みはデータサンプリング装置３に入力される。

このデータサンプリング装置３により定期的にサンプリ
ングされた各測定器の読みはデータ記憶装置４に書きこ
まれて記憶される。

データ記憶装置４に書きこまれた各測定器につきＮ個の
最新のデータは、偏差値計算装置５によってデー、夕記
憶装置４に記憶されるように制御され、偏差値計算装置
５は次式に従って各測定器の読みを、各測定器の読みの
時間平均値によって規格化したものの偏差値を計算する
。

ここにＲＰは測定器の読みを示し、添字ｉは識別のため
各測定器に割りふられた番号であり、ｊは現時点から数
えたサンプリング番号である。

ム ＲＰｉがｉ番目の測定器の測定器の読みの偏差値を表わ
す。

式（１） 、 （２）によって、偏差値計算装置５にお
いて計算された偏差値は次に判別装置６に送られる。

判別装置６において偏差値が異常に小さい値と、異常に
大きい値を示す測定器が異常と判断される。

判別装置６により異常な偏差値が示されれば、これらは
最終的に表示装置７に表示される。

第２図は各測定器の読みの平均値に対する偏差のヒスト
グラムを示す図である。

図は炉出力を一定に保ってサンプリング周期を２分にと
った場合を示しているが、偏差値の極端に大きい２つの
測定器Ｉと■が異常であると判断される。

第３図はこれら２つの測定器□■と■の読みの時間的変
化を正常なそれと比較した図である。

ａ図は正常な測定器の２分ごとの読みをｂ図およびＣ図
は測定器■と■の２分ごとの読みを示しである。

ａ図では正常な測定器の読みは時間軸の上下に平均に分
布しているがｂ図では測定器Ｉの読みは多くのピークを
示し、Ｃ図では測定器■の読みは時間軸に対して傾斜し
ている。

測定器Ｉと■の読みは異常であることは明らかである。

この実施例では、各測定器の読みを一定の時間間隔でサ
ンプリングすることにより、時間的に不連続な量として
扱ったが、連続量のまま扱っても差支えない。

また各測定器の読みのゆらぎを定量化するため、読みの
パワスペクトル密度を取ってもよいことはもちろんであ
る。

以上詳細に説明したように、本発明によれば原子炉の定
常運転中に原子炉に側らの外乱を与えることなく、任意
の時刻に異常な測定器を検出することが可能であり、炉
心状態特に炉内出力分布および全熱出力を正確に求めう
る原子炉用中性子束測定器の異常検出装置が得られる。

式（２）に示したように、各測定器の読みの偏差値を、
読みの時間平均値で規格化した後に、計算すれば、各引
測値の読みが、計測器が配置される炉心内位置によって
、大きく異なっていても、計測器の異常を検出できる。

すなわち単に、各測定器の読みの偏差値を求めて、比較
しても、一般に、中性子束レベルの高い位置に配置され
た計測器のそれが大きく、計測器の正常・異常を判断す
る資料にならないのに対し、上記のように平均値で規格
した後のデータで、偏差値を計算すれば計測器が配置さ
れた位置での中性子束レベルの影響を排除することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は各測
定器の読みを、各測定器の読みの時間平均値によって規
格化したものの偏差値のヒストグラム、第３図は異常な
測定器と正常な測定器の２分ごとの読みの時間的変化を
示す図である。 １・・・・・・原子炉、２・・・・・・測定器、３・・
・・・・データサンプリング装置、４・・・・・・デー
タ記憶装置、５・・・・・・偏差値計算装置、６・・・
・・・判別装置、７・・・・・・表示装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 定期的にサンプリングされた原子炉炉心内に装荷さ
   れる多数の原子炉用中性子束測定器の読みのデータを記
   憶する記憶装置と、前記記憶装置に各測定器につき決め
   られた数の最新のデータが記憶され各測定器の読みを、
   読みの時間平均値によって規格化したものの偏差値を求
   める偏差値計算装置と、前記偏差値計算装置で計算され
   た偏差値のうら異常なものを判別する判別装置とからな
   ることを特徴とする原子炉用中性子束測定器の異常検出
   装置。