JPS607392A - Method of monitoring output from nuclear reactor - Google Patents

Method of monitoring output from nuclear reactor

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JPS607392A
JPS607392A JP58114375A JP11437583A JPS607392A JP S607392 A JPS607392 A JP S607392A JP 58114375 A JP58114375 A JP 58114375A JP 11437583 A JP11437583 A JP 11437583A JP S607392 A JPS607392 A JP S607392A
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JP
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determined
unstable
unstable phenomenon
reactor
coherence
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重人 村田
正浩 小池
増原 康博
山内 淳男
小谷 皓市
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Hitachi Ltd
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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、沸騰水型原子炉の出力監視方法に係り、特に
出力が時間的に変動する不安定現象が発生した場合には
その旨をfi1y良好にして検出したうえ、更にその不
安定現象が炉心全体に発生しているか局所的に発生して
いるか、局所的に発生しティる場合はその局所位置を特
定するだめの原子炉出力監視方法に関するものである。
Detailed Description of the Invention [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a method for monitoring the output of a boiling water nuclear reactor, and in particular, when an unstable phenomenon in which the output fluctuates over time occurs, A reactor output monitoring method that not only detects the unstable phenomenon but also determines whether the unstable phenomenon is occurring throughout the reactor core or locally, and if it occurs locally, its local location. It is related to.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

従来よシ原子炉は不安定現象が生じないように設計され
、また、運転されるが、万一不安定現象が生じた場合に
は早急にその旨を検出したうえ不安定の種類やその発生
位置にもとづき不安定現象を抑制することが必要となっ
ている。不安定現象を放置する場合は制御が困難となる
からである。
Traditionally, nuclear reactors have been designed and operated in such a way that unstable phenomena do not occur, but in the event that an unstable phenomenon occurs, it must be detected immediately and the type of instability and its occurrence must be investigated. There is a need to suppress instability phenomena based on location. This is because if the unstable phenomenon is left unattended, control becomes difficult.

不安定現象を検出するために従来より原子炉出力の監視
が行なわれているが、従来より採られている方法による
場合は種度良好にして不安定現象を検出し得ないものと
なっている。
Nuclear reactor output has traditionally been monitored in order to detect unstable phenomena, but with conventional methods it is not possible to detect unstable phenomena even though the species is in good condition. .

即ち、従来技術に係る原子炉出力監視方法は、LPRM
(Local power几ange Mon1tor
)検出信号とこれら信号の平均としてのAP几M(Av
er2gedpower Range Mo” for
) %3号とをモニタすることによって、出力と出力の
時間的変動を検出するようにして行なわれていたもので
ある。第1図は110万kW級BW几の原子炉炉心平面
(大きさはインチ単位として表示)を示すが、これによ
ると炉心1は764体の燃料集合体2間に185本の制
御棒3や43体のLPRM4が図示の如くに配されるよ
うにしてなり、LPRM4各々はまた4つの中性子検出
器よυなるものとなっている。第2図に示す如<LPR
Mを構成する4つの中性子検出器A−Dは炉下端よシ0
内に表示した距離(インチ表示)だけ離れた位置に設け
られ、その位置で中性子を検出することによって炉心出
力が測定されるようになっているわけである。
That is, the reactor power monitoring method according to the prior art is LPRM.
(Local power management
) detection signal and AP(Av) as the average of these signals.
er2gedpower Range Mo” for
%3) to detect the output and temporal fluctuations in the output. Figure 1 shows the plane of the reactor core of a 1.1 million kW class BW reactor (the size is expressed in inches). According to this figure, the reactor core 1 has 185 control rods 3 between 764 fuel assemblies 2, Forty-three LPRM4s are arranged as shown in the figure, and each LPRM4 also has four neutron detectors υ. As shown in Figure 2 <LPR
The four neutron detectors A-D that make up M are located at the bottom of the reactor.
The reactor core power is measured by detecting neutrons at that position.

出力変動の振幅が時間とともに大きくなる不安定現象が
生じた場合にはその旨を、更にはその種別や発生位置を
町及的速やかに検出したうえ出力の変動を抑制すべく制
御棒を挿入するなどの措置が採られるようになっている
わけである。しかしながら、従来の方法においては、出
力変動の振幅がLPRM信号およびAPRM信号に含ま
れるノイズの振幅と同程度か、またはそれよりも小さい
場合はそれら111号より直接変動を検出し得なく、ま
た、出力変動の発生源が炉心内の如何なる領域にあるか
は、監視員が個々のLP几M信号の振幅を比較しなけれ
ばならないといつだ不具合があるというものである。
If an unstable phenomenon occurs in which the amplitude of output fluctuation increases over time, we will promptly detect this fact, its type and location, and insert control rods to suppress the output fluctuation. Measures such as these are being taken. However, in the conventional method, if the amplitude of the output fluctuation is the same as or smaller than the amplitude of the noise contained in the LPRM signal and APRM signal, the fluctuation cannot be directly detected from those No. 111; In order to determine in what region within the core the source of power fluctuations lies, there is always a problem if the monitor has to compare the amplitudes of the individual LP and M signals.

このため上記方法とは別に最近LP几M信号の処理にス
ペクトル解析を適用することも考えられている(特開昭
57−50780号)。不安定現象が発生していない場
合でのスペクトルを予めめておき、これと任意時刻に測
定されたLP几M信号のスペクトルとを比較し、その差
が設定値よりも犬となる場合は不安定現象が発生してい
ると判定するものである。しかしながら、この方法によ
る場合には、ノイズなどによってスペクトルが変化した
場合でも不安定現象が発生していると誤まって判定され
る場合があシ検出精度上問題であるばかシか、局所不安
定現象の発生位置を検出し得ないものとなっている。
For this reason, apart from the above method, it has recently been considered to apply spectrum analysis to the processing of LP-M signals (Japanese Patent Laid-Open No. 57-50780). Prepare the spectrum in advance when no instability phenomenon occurs, compare it with the spectrum of the LP-M signal measured at any time, and if the difference is larger than the set value, it is considered a failure. It is determined that a stability phenomenon is occurring. However, when using this method, even if the spectrum changes due to noise etc., it may be mistakenly determined that an unstable phenomenon has occurred. This makes it impossible to detect the location where the phenomenon occurs.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

よって本発明の目的は、イ]!度良好にして不安定現象
を検出し得、更には不安定現象を検出した場合にはそれ
が炉心全体に係るものか局所的なものか、局所的なもの
である場合にはその発生位置を得 速やかにめる原子炉出力監視方法を供するにあ八 る。
Therefore, the purpose of the present invention is to If an unstable phenomenon is detected, it is possible to determine whether it is related to the entire core or localized, and if it is localized, the location of its occurrence can be detected. It is our goal to provide a method for monitoring reactor output as quickly as possible.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

この目的のため本発明は、不安定現象発生時での出力振
動の周波数は炉型や運転条件によって多少の差は見受け
られるもののほぼ0.3〜0.5 HZであって、しか
も不安定現象が炉心全体に係る場合と局所的なものの場
合とでは出力振動の波形が異なることに着目し、以下の
内容の方法を供せんとするものである。
For this purpose, the present invention provides that the frequency of output oscillation when an unstable phenomenon occurs is approximately 0.3 to 0.5 Hz, although there are some differences depending on the furnace type and operating conditions. Focusing on the fact that the waveform of the output oscillation is different depending on whether the output oscillation is related to the entire core or local, the following method is proposed.

即ち、LPR,M信号をスペクトル解析することによっ
てパワースペクトル密度関数(PSD)を得たうえ任意
2つの信号の全ての組合せに係るコヒーレンスおよび伝
達関数をめることによって不安定現象が発生しているか
否か、更に不安定現象が発生している場合にはそれが炉
心全体に係るものか局所的なものか、局所的なものであ
る場合にはその発生位置をめようというものである。
That is, by obtaining the power spectral density function (PSD) by spectral analysis of the LPR and M signals, and then calculating the coherence and transfer functions for all combinations of any two signals, it is possible to determine whether an unstable phenomenon is occurring. In addition, if an unstable phenomenon occurs, it is necessary to determine whether it is related to the entire core or localized, and if it is localized, the location of the occurrence is determined.

〔発明の実施例、〕[Embodiments of the invention,]

以下、本発明を第3図から第20図により説明する。 The present invention will be explained below with reference to FIGS. 3 to 20.

先ず本発明を具体的に説明する前にその理論的背景につ
いて説明しておく。
First, before specifically explaining the present invention, its theoretical background will be explained.

一般に炉心は出力が大なる程に、また、炉心軸方向出力
分布が下部ピーク(出力のピークUlfMが炉心下端に
近い状態)になる程に不安定現象を呈する傾向がある。
In general, a reactor core tends to become unstable as its power increases and as its axial power distribution reaches a lower peak (a state in which the output peak UlfM is closer to the lower end of the core).

ここで、解析条件として炉心を第3図に示す如く4つの
領域1〜■に分割したうえ領域I〜■各々に対し第4図
に示す如くに出力分布を与えた場合を想定すれば、領域
Iは他の領域■〜■に比し出力が高く、シかも下部ピー
クとなっていることから不安定であり、また領域■〜■
は解析の結果安定であることが判る。このような状、態
にある炉心には局所的に不安定現象が発生しているわけ
である。
Here, as an analysis condition, if we assume that the core is divided into four regions 1 to 2 as shown in Fig. 3 and a power distribution is given to each region I to 2 as shown in Fig. 4, the area I has a higher output than other areas ■~■, and it is unstable because it has a lower peak, and areas ■~■
The analysis results show that it is stable. Local instability phenomena are occurring in the core under these conditions.

ここで領域I〜■各々の炉心出力の変化の3次元核熱水
力安定性解析コードによる解析結果を初期値に対する相
対性として第5図(a)に示す。また、第5図(1))
はその一部分を拡大図示したものであるが、これからも
判るように追域Iでの振動の振幅は他の領域■〜■での
それに比し大きく、また、位相も他の領域■〜■のそれ
よシ遅れておシ波形は異なるものとなっている。領域■
〜■でも出力が振動しているが、これば領域Iからの中
性子拡散によるものである。まだ、位相が遅れるのは、
領域■では出力が他の領域■〜■よシも大きいが故に発
生するボイド責蒸気tf!l)量が多く、このボイドが
流路内に存在する時間が他の領域■〜■に比して長くな
るからである。ボイドが多ければ中性子の減速効果が小
さくなり出力は増加しなくなるわけである。
Here, the analysis results of the changes in core power in each of regions I to ① using the three-dimensional nuclear thermal-hydraulic stability analysis code are shown in FIG. 5(a) as relative values to the initial values. Also, Figure 5 (1))
is an enlarged view of a part of the diagram, and as can be seen, the amplitude of the vibration in tracking area I is larger than that in other areas ■~■, and the phase is also different from that in other areas ■~■. After that, the waveform becomes different. Area■
The output also oscillates in ~■, but this is due to neutron diffusion from region I. The phase is still delayed because
In region ■, the output is larger than in other regions ■~■, so void steam tf is generated! l) The amount of voids is large, and the time that these voids exist in the flow path is longer than in other regions (1) to (2). If there are many voids, the effect of moderating neutrons will be reduced and the output will not increase.

第6図は炉心全体に不安定現象が発生した場合での同じ
く3次元核熱水力安定性jvr析コードを用い解析した
出力応答を初期匝に対する(l対置とし′て示したもの
である。この場合には不安定現象が炉心全体に分布して
いると考えられるから、振幅、位相ともにほぼ等しくな
る。
Figure 6 shows the output response analyzed using the same three-dimensional nuclear thermal-hydraulic stability JVR analysis code when an instability phenomenon occurs in the entire core, as opposed to the initial capacity. In this case, the instability phenomenon is considered to be distributed throughout the core, so both the amplitude and phase are approximately equal.

本発明は以上の背景の下になされたものであり、以下本
発明をへ体的に説明する。
The present invention has been made against the above background, and the present invention will be explained in detail below.

第7図は本発明に係る原子炉出力監視装置を炉心やLP
几Mとともに示したものである。これによると複数のL
P几M4各々を構成している中性子検出器からの計測信
号(LPRM信号)は、中性子検出器対応の増幅器5(
51〜5N)、マルチプレクサ6、A/Dコンバータ7
を介しディジタル信号化された形で一旦バツファメモリ
8に格納される。バッファメモリ8に格納された泪測信
号はこの後セレクタ9よシ選択的にスペクトルアナライ
ザ10に与えられ、スペクトルアナライザ10によって
スペクトル解析されPSDや伝達関数、コヒーレンスが
められるものである。スペクトルアナライザ10からの
PSDや伝達関数などけその後演算回路11にて所定に
処理演算されるところとなるものである。なお、本例で
は中性子検出器の数はN個とされているが、中性子検出
器からのN間の船種11信号は必ずしも全て必要とされ
ず必委に応じ心間なもののみを選択するととも可能であ
る。適当に計測信号を選択して処理に供する場合はよシ
速やかにt′1」定処理を行ない得るものである。また
、スペクトルアナライザ10ではPSDなどがめられる
が、これらの物j里的意味は以下のようである。即ち、
PSDはランダム変動の平均パワーに対する各周波数成
分の寄与率を表わしたもので、したがって不安定振動の
周波数帯域では大きな値を示すことになる。次にコヒー
レンスであるが、これは2つの計測16″号間の関連度
を表わす指標であシ、関連が完全であれば「1」、全く
関連がなければその値は「0」となるように定義された
ものである。最淡の伝達関数はまた2つの計測信号間の
絶対1直の比とムγ相差を表わすものとなっている。
Figure 7 shows how the reactor power monitoring device according to the present invention is installed in the reactor core and LP.
This is shown together with Rin M. According to this, multiple L
The measurement signal (LPRM signal) from the neutron detector composing each P-M4 is sent to the amplifier 5 (
51 to 5N), multiplexer 6, A/D converter 7
The signal is converted into a digital signal and is temporarily stored in the buffer memory 8. The measurement signal stored in the buffer memory 8 is then selectively given to the spectrum analyzer 10 by the selector 9, and the spectrum is analyzed by the spectrum analyzer 10 to determine the PSD, transfer function, and coherence. The PSD, transfer function, etc. from the spectrum analyzer 10 are then processed and calculated in a predetermined manner by the calculation circuit 11. In this example, the number of neutron detectors is set to N, but all of the 11 signals between N ship types from the neutron detectors are not necessarily required, and only those between the two can be selected as necessary. Both are possible. If a measurement signal is appropriately selected and subjected to processing, the t'1'' determination process can be carried out very quickly. In addition, the spectrum analyzer 10 uses PSD, etc., and their meanings are as follows. That is,
PSD represents the contribution rate of each frequency component to the average power of random fluctuations, and therefore shows a large value in the frequency band of unstable vibrations. Next is coherence, which is an index that expresses the degree of association between two measurements.If the relationship is perfect, the value is ``1'', and if there is no relationship at all, the value is ``0''. It is defined in . The lightest transfer function also represents the ratio of absolute unity between the two measurement signals and the γ phase difference.

さて、第8図、第9図は不安定現象が発生した場合での
任意の2つの中性子検出ff1f5t、5Jで測定され
ると予想される計測信号の規格化PSDを示したもので
ある。これら図よシスベクトルのピークito、3〜0
.51−(Z付近に現われるが、この事実だけでは不安
定現象が発生していると?−1,1′lJ定し得ないも
のとなっている。安定時であっても実炉で測定されたL
P几M信号のノイズ解析によれば、炉型によっては第1
1図に示す如くに0.351(zでスペクトルのピーク
が現われるといった結果も得られているからである( 
Application ofNo I Re Ana
 Iys I S Me thod t OA40n 
1 torStabi目ty of Boiling 
Water ReactorHI3゜1も、U9adh
yaya他3名、 progress in Nucl
earEnergY 1982. Vo19. pp6
57〜664)。したがって、スペクトルのピークの存
在は一応の目安になるしてもピークの存在を以て直ちに
不安定現象が発生していると判定することは1ば軸性上
問題である。しかして、信頼性を向上させるべく任7行
2つの信号の全ての組合せに係るコヒーレンスC0Hr
zをとるものである。もしも不安定現象が発生していれ
ば、第10図に示す如くにコヒーレンスCOHr sは
0.3〜0.5 HZの周波数帯域で「1」に近い値を
示すところとなるものである。
Now, FIG. 8 and FIG. 9 show the normalized PSD of the measurement signal expected to be measured by arbitrary two neutron detections ff1f5t and 5J when an unstable phenomenon occurs. These figures show the peak of the cis vector ito, 3 to 0.
.. 51-(Appears near Z, but does this fact alone indicate that an unstable phenomenon has occurred?-1,1'lJ cannot be determined.Even when it is stable, it has not been measured in an actual reactor. L
According to the noise analysis of the P-fired M signal, depending on the furnace type, the first
As shown in Figure 1, results have been obtained in which a spectrum peak appears at 0.351 (z).
Application of No I Re Ana
Iys I S Me thod t OA40n
1 torStabi eyes of Boiling
Water Reactor HI3゜1 also U9adh
yaya and 3 others, progress in Nucl
earEnergY 1982. Vo19. pp6
57-664). Therefore, even though the presence of a peak in a spectrum can serve as a rough guide, it is a problem in terms of uniaxiality to immediately determine that an unstable phenomenon has occurred based on the presence of a peak. Therefore, in order to improve the reliability, the coherence C0Hr of all combinations of two signals in seven rows is calculated.
It takes z. If an unstable phenomenon occurs, the coherence COHrs will show a value close to "1" in the frequency band of 0.3 to 0.5 Hz, as shown in FIG.

この際不β定現象が発生しCいるか否かを判定するため
のしきい値を設定しておく必要があるが、しきい値とし
ては[0,5J程度が妥当となっている。第12図は炉
内における代表的な2点間で測定されたノイズのコヒー
レンスを示したものである( No1se inves
tigations in J30i1ing −Wa
ter and pressurized−Water
 R,eactors ;G、Kosaly、Prog
ress in Nucle3r EnergyVol
、 5. pp145−199 ) 。勿論安定状態時
でのものであるが、コヒーレンスは最大値としてl−0
,4Jを示していることから、上記の如くに設置するこ
とが妥当であると考えられるものである。
At this time, it is necessary to set a threshold value for determining whether a β-indeterminate phenomenon occurs and C is present, and a value of about [0.5 J is appropriate as the threshold value. Figure 12 shows the noise coherence measured between two representative points in the furnace.
tigations in J30i1ing-Wa
ter and pressurized-Water
R,actors;G,Kosaly,Prog
Ress in Nucle3r Energy Vol.
, 5. pp145-199). Of course, this is in a stable state, but the coherence is l-0 as the maximum value.
, 4J, it is considered appropriate to install it as described above.

第13図はスペクトルアナライザでのスペクトル解析の
処理フローを、まだ、第14図は演算回路で行なわれる
安定、不安屋の判定処理のフローを示したものである。
FIG. 13 shows the process flow of spectrum analysis in the spectrum analyzer, and FIG. 14 shows the process flow of determining whether the system is stable or insecure, which is performed by the arithmetic circuit.

これによるとスペクトル解析においては先ずN個の中性
子検出器からの計測信号についてPSDがめられ、この
後それら計測信号の2つの全ての組合せについて伝達関
数’1’lJとコヒーレンスCQHIJがめられるよう
になっている。このスペクトルアナライザでの処理が終
了すれば次に演n1回路が起動され、第14図に示すと
ころの処理が実行されるものである。この安定、不安定
の処理におい°Cは全ての計測信号対応のPSDについ
て0.3〜0.5 If Zの範囲内でピークの有無が
判定され、ピークがあると判定された場合にはピークが
存在すると判定されたものの全ての組合せについてのコ
ヒーレンスが基準値(0,5程度)以上か否かが判定さ
れたうえ基準値以上に係る組合せの個数が計数されるよ
うになっている。この場合ピーク有無の判断基準は0.
3〜0、5 HZの(1シ域でのスペクトルが他の帯域
でのそれの1.1倍以上か否かとされるが、この値は炉
型や運転条件によって適当に設定されるべきであシ、コ
ヒーレンスの基準値についても同様となっている。
According to this, in spectrum analysis, first the PSD is determined for the measurement signals from N neutron detectors, and then the transfer function '1' lJ and coherence CQHIJ are determined for all two combinations of those measurement signals. There is. When the processing in the spectrum analyzer is completed, the operator n1 circuit is activated next, and the processing shown in FIG. 14 is executed. In this stable/unstable process, the presence or absence of a peak is determined within the range of 0.3 to 0.5 If Z for all PSDs corresponding to measurement signals, and if it is determined that there is a peak, the It is determined whether or not the coherence of all the combinations of those determined to exist are equal to or greater than a reference value (approximately 0.5), and the number of combinations that are equal to or greater than the reference value is counted. In this case, the criterion for determining the presence or absence of a peak is 0.
It is assumed that the spectrum in the 3 to 0,5 Hz (1 band) range is 1.1 times or more than that in other bands, but this value should be set appropriately depending on the furnace type and operating conditions. The same holds true for the reference values for reeds and coherence.

このようにしてコヒーレンスが基準値以上のものについ
てはその組合せの個数が計数されるが、コヒーレンスが
基準値以上か否かの処理が終了すれば次にそのb1訣さ
れた個滅の全体の組合せの個数(NC2=N (N−1
) /2 )に対する割合にもとづき不安定現象が発生
しているか否かが判定されるものとなっている。本例で
は計数された個数がNC2/ 2よシも犬であるか否か
によって不安定現象が発生しているか否かが判定されて
いるが、この基準値も炉型などによって最適に設定され
るべべものである。
In this way, the number of combinations for which the coherence is greater than the reference value is counted, but once the processing to determine whether the coherence is greater than or equal to the reference value is completed, the total number of combinations of the b1-determined individuals is counted. number of pieces (NC2=N (N-1
) /2 ) It is determined whether an unstable phenomenon is occurring or not based on the ratio to ). In this example, whether or not an unstable phenomenon has occurred is determined based on whether the counted number is a dog or not compared to NC2/2, but this reference value is also set optimally depending on the furnace type, etc. It is a rubebe thing.

以上のようにして不安定現象が発生しているか否かが知
れるが、次に不安定現象が発生している場合にそれが炉
心全体に係るものか、局所的なものかを判定する処理に
ついて説明する。
As described above, it is possible to know whether or not an unstable phenomenon is occurring.Next, when an unstable phenomenon occurs, the process of determining whether it is related to the entire core or local. explain.

第15図はその処理のフローを示したものである。既に
第6図で説明したように不安定現象が炉心全体に係って
いる場合には、炉内各領域での出力の振幅の相対値はほ
ぼ等しく、また、位相差も殆ど存在しないことが判る。
FIG. 15 shows the flow of the process. As already explained in Fig. 6, when the instability phenomenon affects the entire core, the relative values of the amplitude of the output in each region within the reactor are almost equal, and there is almost no phase difference. I understand.

即ち、任意の2つの計測信号の伝達関数TIJを想定す
れば、その絶対値l TrJlと位相差arg(TIJ
)はそれぞれ第16図、第17図に示す如くになり、0
.3〜0.5HZの周波1y、帯域では杷対直&、j:
t(odl、位相差は0にほぼ等しくなるものである。
That is, assuming the transfer function TIJ of two arbitrary measurement signals, its absolute value l TrJl and phase difference arg(TIJ
) are shown in Figures 16 and 17, respectively, and 0
.. Frequency 1y from 3 to 0.5Hz, band: loquat vs. direct &, j:
t(odl), the phase difference is approximately equal to 0.

したがって、第14図に示すフローにて不安定現象が発
生していると判定された場合には第15図に示すフロー
が実行され、NC2個に係る組合せのうち何個が上記条
件(1−ε<ITIJ+<1+ε、且つ−φ<a r 
g (’I’rJ) <φ)を満たすがが引数されるよ
うになっている。もしも、最終的に得られる計数結果が
NC2/2より犬ならば不安定現象が炉心全体に系るも
のと判定するものである。
Therefore, if it is determined in the flow shown in FIG. 14 that an unstable phenomenon has occurred, the flow shown in FIG. ε<ITIJ+<1+ε, and −φ<a r
g ('I'rJ) < φ) is taken as an argument. If the final count result is worse than NC2/2, it is determined that the instability phenomenon is occurring throughout the core.

この場合ε、φの値は一般的に0.05、π/20とし
て設定されるが、炉型や運転条件に応じ適当に設定され
るべきである。また、基準として用いたNC,/2の1
直にしても同様である。
In this case, the values of ε and φ are generally set as 0.05 and π/20, but should be set appropriately depending on the furnace type and operating conditions. Also, 1 of NC, /2 used as a reference
The same goes for straightening.

不安定現象が発生している場合にそれが炉心全体に係る
ものではないと判定された鴨合には、結局不安定現象が
局所的に発生していることになるが、このような場合に
はその局所位置を特定する必要がある。第18図はその
局所位置を判定するだめのフローを示したものである。
If an unstable phenomenon occurs, but it is determined that it does not affect the entire core, it means that the unstable phenomenon is occurring locally. needs to identify its local location. FIG. 18 shows the flow for determining the local position.

このフローでの判定原理はi5図(a)、 (b)およ
び第6図よシ明らかな如く不安定現象が局A的に発生し
た場合には、不安定領域に係る計測信号と安定領域に係
るそれとの間の伝達関数はその絶対値と位相差が第19
図、第20図に示す如くになるというものである。
The principle of judgment in this flow is that when an unstable phenomenon occurs locally as shown in Figures 5 (a) and (b) and Figure 6, the measurement signal related to the unstable region and the stable region The absolute value and phase difference of the transfer function between the
The result is as shown in FIG.

即ち、中性子検出器51,5Jからの計測信号がともに
安定領域に係るものであれば伝達関数TIJの絶対値は
1 (OdB)に近く、また、位相差は0に近くなるが
、これに対し中性子検出器5!からの計測信号が不安定
領域に係るものである場合にはIからJへの伝達関数T
rJの絶対値はlよシも4目当小さくなり、しかも位相
差a r g (TIJ)は大きくなるというものであ
る。したがって、2つの11“測信号全ての組合せに係
る伝達関数の中より絶対値が最小で、しかも位相差最大
のものを検出すれば、不安定現象が発生している局所位
置がめられるというわけである。
That is, if the measurement signals from the neutron detectors 51 and 5J are both related to the stable region, the absolute value of the transfer function TIJ is close to 1 (OdB), and the phase difference is close to 0; Neutron detector 5! If the measurement signal from I is related to the unstable region, the transfer function T from I to J
The absolute value of rJ becomes smaller by 4 times than l, and the phase difference a r g (TIJ) becomes larger. Therefore, by detecting the transfer function that has the smallest absolute value and the largest phase difference among the transfer functions related to the combination of all the two 11" measurement signals, the local position where the unstable phenomenon is occurring can be found. be.

さて、第18図に示すフローについて説明すれば、先ず
第13図に示すフローにてめられた伝達関数TIJよシ
伝達関故TIJがl Tsr 1 = 1 /ITIJ
I、a r g (TJx) = a r g (TI
J)としでめられるようになっている。例えば伝7!関
数T12よシ伝達関aT21がめられるものである。
Now, to explain the flow shown in FIG. 18, first, the transfer function TIJ determined in the flow shown in FIG.
I, a r g (TJx) = a r g (TI
J). For example, Den 7! A transfer function aT21 is determined from the function T12.

本例でのフローでは伝達関数To + T2z +・・
・TNNもめられるようになっているが、後述するよう
にこれらは不要とされるので適当に処理されるものとな
っている。必要とされる全ての組合せに係る伝達関数が
められたならば次に絶対値が最小で、位相差が最大の伝
達関数TxJが更新可として検出されるようになってい
る。全ての伝達関数よp上記条件を満足する伝達関数1
’tzを検出すれば、中性子検出器5■を中心とした領
域に不安定現象が発生していると判定し得るものである
。したがって、その頑域対応の制御棒を挿入するなどの
措置を採ることによって出方の不安定振動を抑制し得る
ものである。
In the flow of this example, the transfer function To + T2z +...
・Although TNNs are also included, as will be explained later, these are deemed unnecessary and will be handled appropriately. Once transfer functions related to all required combinations have been found, the next transfer function TxJ with the minimum absolute value and maximum phase difference is detected as updatable. For all transfer functions, ptransfer function 1 that satisfies the above conditions.
If 'tz is detected, it can be determined that an unstable phenomenon is occurring in the region centered on the neutron detector 5. Therefore, by taking measures such as inserting control rods that are compatible with this robust area, unstable vibrations in the exit direction can be suppressed.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明は、計d11]信号とじての
LP几M信号をスペクトル解析することにPADを得た
うえ任意2つのL P ILM信号の全ての組合せに係
るコヒーレンスおよび伝達関数をめ、PSDのスペクト
ルとコヒーレンスとにもとづき不安定現象の有無を、不
安定現象が発生している場合には伝達関数よシネ安定現
象の種別を、更にはその不安定現象が局所的である場什
にはその局所位置をめるようにしたものである。したが
って、本発明による場合は、精度良好にして不安定現象
の有無とその性別、更には不安定現象発生に係る局所位
置を検出し得るという効果がある。
As explained above, the present invention obtains the PAD by spectrum analysis of the LP ILM signal including the total d11] signal, and then calculates the coherence and transfer function related to all combinations of any two L P ILM signals. , based on the PSD spectrum and coherence, it is possible to determine the presence or absence of an unstable phenomenon, and if an unstable phenomenon occurs, the transfer function and the type of cine stable phenomenon are determined, and furthermore, if the unstable phenomenon is local, the The local position is determined by Therefore, the present invention has the advantage of being able to detect the presence or absence of an unstable phenomenon, its gender, and further the local position related to the occurrence of the unstable phenomenon with good accuracy.

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

第1図は、BW几原子炉炉心平面を示す図、第2図は、
原子炉炉心に配されるLPRMの構成を説明するための
図、第3図、第4図は、解析条件として炉心を4つの領
域に分割したうえ領域各々に出力分布を与えた場合を示
す図、第5図(a)、 (b)は、解析によってめられ
た原子炉局所不安定発生時での出力応答とその一部を拡
大して示す図、第6図は、同じく原子炉炉心不安定発生
時での出力応答を示す図、第7図は、本発明に係る原子
炉出力監視装置の4111成を炉心などとともに示す図
、第8図、第9図は、不安定現象発生時での任意2つの
計測信号のPSL)を示す図、第10図は、不安定現象
発生時での任意2つの計測(g対間のコヒーレンスを示
す図、第11図は、火炉で測定された安定時でのLPR
M−=号のノイズ解析を示す図、第12図は、安定時で
の炉内における代表的な2点間で測定されたノイズのコ
ヒーレンスを示す図、第13図は、スペクトルアナライ
ザでのスペクトル解析の処理のフローを示す図、第14
図、第15図、第18図は、演算回路で実行される不安
定現象発生の判定処理、不安定現象の種別のLIJ定処
理、不安定局所位置の判定処理のフロー全それぞれ示す
図、第16図、第17図は、不安定現象の種別を判定す
るだめの原理を説明するだめの図、第19図、第20図
は、不安定局所位置を判定するだめの判定原理を説明す
るだめの図である。 1・・・炉心、4・・・LPRM、5 (5t〜5N)
・・・増幅器、6・・・マルチブレフサ、7・・・A/
Dコンバータ、8・・・バッファメモリ、9・・・セレ
クタ、1o・・・スペクトルアナライザ、11・・・演
辞回路。 代理人 弁理士 秋本正実 斗 茅2固 第 b 団 ’rrME (5εC) 浩7図 1図 第10図 胴衣W:(H′L) 不11 図 こ 第1Z図 茅 ノ3 図 茅14固 竿15月 矛 76 ノ又I 鳴 、f−m= イ・ ・ 旧?#p < Hg3 イ・7・ 蔓巴 □ I → ′1 \\′1 づ゛ 茅 lθ 目 $lq固 川 i麿& <〃Zノ 茅2θ図 周数数(〃l) 546−
Figure 1 is a diagram showing the BW reactor core plane, Figure 2 is
Figures 3 and 4, which are diagrams for explaining the configuration of the LPRM arranged in the reactor core, are diagrams showing the case where the core is divided into four regions as an analysis condition and a power distribution is given to each region. , Figures 5(a) and 5(b) are diagrams showing the output response when local instability occurs in the nuclear reactor, as determined by analysis, and an enlarged view of a part of it. FIG. 7 is a diagram showing the 4111 configuration of the reactor power monitoring device according to the present invention together with the reactor core, and FIG. 8 and FIG. 9 are diagrams showing the output response when an unstable phenomenon occurs. Figure 10 is a diagram showing the coherence between two arbitrary measurement signals when an unstable phenomenon occurs (PSL of two arbitrary measurement signals), and Figure 11 is a diagram showing the coherence between two arbitrary measurement signals when an unstable phenomenon occurs. LPR at time
Figure 12 is a diagram showing the noise analysis of No. M-=, Figure 12 is a diagram showing the coherence of noise measured between two representative points in the furnace during stable conditions, and Figure 13 is the spectrum measured by the spectrum analyzer. Diagram showing the flow of analysis processing, No. 14
15 and 18 are diagrams showing the entire flow of the process of determining the occurrence of an unstable phenomenon, the LIJ determination process of the type of unstable phenomenon, and the process of determining an unstable local position, respectively, which are executed by the arithmetic circuit. Figures 16 and 17 are diagrams for explaining the principle of determining the type of unstable phenomenon, and Figures 19 and 20 are diagrams for explaining the principle of determining unstable local positions. This is a diagram. 1... Core, 4... LPRM, 5 (5t~5N)
...Amplifier, 6...Multiple breech, 7...A/
D converter, 8... Buffer memory, 9... Selector, 1o... Spectrum analyzer, 11... Rhetoric circuit. Agent Patent Attorney Masamito Akimoto Kaya 2nd b Group'rrME (5εC) Hiroshi 7 Figure 1 Figure 10 Waist W: (H'L) Fu 11 Figure 1Z Kaya No 3 Figure 14 Gun 15 Moon spear 76 nomata I ring, f-m = I... old? #p < Hg3 I・7・Tsuruba□ I → '1 \\'1 Zu゛茅 lθ 目$lqKugawa imaro &<〃Zノ輼2θ Diagram number of cycles (〃l) 546-

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、炉内に散在設置された複数の中性子検出器からの計
測信号をスペクトル解析することによってパワースペク
トル密度関数をめたうえ、任意2つの計測信号の全ての
組合せに係るコヒーレンスおよび伝達関数をめ、パワー
スペクトル密度関数の特定周波数帯域にスペクトルのピ
ークが存在することを前走としてコヒーレンスより不安
定現象の有無を少なくとも判定することを特徴とする原
子炉出力監視方法。 2、不安定現象有と判定された際には、伝達関数の絶対
値および位相差にもとづき不安定現象の種別が判定され
る特許請求の範囲第1項記載の原子炉出力監視方法。 3、局所不安定と判定された際には、伝達関数の絶対値
および位相差にもとづき不安定局所位置が判定される特
許請求の範囲第2項記載の原子炉出力監視方法。
[Claims] 1. A power spectral density function is determined by spectrum analysis of measurement signals from a plurality of neutron detectors installed scattered within the reactor, and the power spectrum density function is calculated based on all combinations of any two measurement signals. A nuclear reactor power monitoring method characterized by determining at least the presence or absence of an unstable phenomenon based on coherence based on coherence and transfer function, using the presence of a spectral peak in a specific frequency band of a power spectral density function as a precursor. 2. The reactor power monitoring method according to claim 1, wherein when it is determined that an unstable phenomenon exists, the type of the unstable phenomenon is determined based on the absolute value and phase difference of the transfer function. 3. The reactor power monitoring method according to claim 2, wherein when it is determined that local instability is occurring, the unstable local position is determined based on the absolute value and phase difference of the transfer function.
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JP2011137701A (en) * 2009-12-28 2011-07-14 Toshiba Corp Device and method for monitoring reactor power
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US9177676B2 (en) 2010-05-14 2015-11-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Nuclear reactor power monitor

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JPS52149593A (en) * 1976-06-08 1977-12-12 Nippon Atom Ind Group Co Ltd Unstable state monitoring method and device in reactor

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