JPS6165191A - 原子炉出力監視装置 - Google Patents

原子炉出力監視装置

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JPS6165191A
JPS6165191A JP59186372A JP18637284A JPS6165191A JP S6165191 A JPS6165191 A JP S6165191A JP 59186372 A JP59186372 A JP 59186372A JP 18637284 A JP18637284 A JP 18637284A JP S6165191 A JPS6165191 A JP S6165191A
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JP
Japan
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output
monitor
reactor
signal
power
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JP59186372A
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English (en)
Inventor
篠原 薫
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication of JPS6165191A publication Critical patent/JPS6165191A/ja
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    • 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

(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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は原子炉の出力を監視する之めに炉心内に設けら
れた中性子検出器の出力信号を演算処理し、原子炉の平
均出力を適確に監視するに好適な原子炉出力監視装置に
関する。
〔発明の背景〕
原子炉には、安全性の損うおそれのある異常な過渡状態
ヤ誤動作が生じた場合、あるいはこのような事態の発生
が予想される場合には、それを防止あるいは抑制するた
めに自動的に安全保護動作を起こすなどによシ原子炉を
保護するため安全保護系が設けられている。この安全保
護系の1つとして原子炉出力を計測する代表的パラメー
タである原子炉の中性束を計測し、その中性子束が規定
値を越えた場合に原子炉を自動的に停止(スクラム)さ
せる手段がろる。
沸騰水型及び重水減速型原子炉では、一般的にいって、
中性子源領域から出力領域までの約9桁にわたる原子炉
出力を下記の3種類の形式の中性子束検出器によって監
視している。
(1)中性子束分布モニタ(S几M) (2)中間領域モニタ(IRM) (3)出力領域モニタ(PRM) (a)  局部出力領域モニタ(LPRM)(b)  
平均出力領域モニタ(APRM)本発明は、このうち出
力領域モニタの改良に係るものである。この従来の出力
領域モニタの構成を第2図に示す。
出力領域モニタは、炉心内に複数個設けた局部出力領域
モニタ(LPRM)と、これらの出力信号を平均演算す
る平均出力領域モニタ(APRM)より構成している。
L P RM A 1〜A。は、炉心の局部出力の連続
測定を行っているもので、原子炉型や原子炉出力によっ
てでの個数は異なるが、110万KW級の沸騰水型の場
合には、43X4=172個、80万KW級の場合には
31X4=124個また重水冷却凰の60万KW級の場
合には、各領域当り、11X4=44個(領域は全部で
4領域ある)の検出器が炉心内に配置されている。
APRMはこれらのいくつかのLPRMの信号を平均演
算処理し、この出力信号は、炉心の平均出力を指示して
いるので、この信号が予め定められた規定値を越えるよ
うな場合には、炉心を保護する目的で、安全保独系10
0ヘスクラム信号を発している。実際には、スクラム信
号を発するため、APRMは少なくとも4つ以上設け(
第2図ではAPRMA、B、C,D)その多数決論理で
原子炉スクラムとなるように構成している。
また、このAPRMAよりスクラム信号を発する要因と
しては、中性子束分布が高くなり、燃料被覆管の損傷を
防止するための「高嵩」信号、炉心における表面熱流束
に相当するように演算処理され次「熱光束高」の信号及
びAPRMr不作動」の信号がその要因となっている。
この「不作動」という信号は具体的には、下記の場合に
発するようKなっている。
(1)AP几M信号処理のモード選択スイッチが「動作
」位置にない場合、 (2)装置内のインターロックがはずれ比場合、(3)
入力信号であるLPRMが規定数以上バイパスされた場
合、 すなわち、上記の(1)と(2)はAPRMの監視が行
われなく、機能が喪失しているため「不作動」とするも
ので、(3)は、APRMで平均演算処理する信号であ
るLPR,Mが、故障等の原因でバイパスされ之場合、
ある一定の数までは、それが許容できるが、バイパス数
が予め定められた許容数を越えると、APRMでの平均
演算処理は残りのLPRMだけで演算される之め、もは
−′P誤差が大きくなり、炉心全体の平均出力を代表し
て指示しているとは言えなくなる。このことは、APR
Mでの原子炉出力の監視がもはや正確ではなく、機能が
喪失しているということと等価のため「不作動」として
いる。
LPRMのバイパス許容数は、原子炉型、電気出力等に
よって異なシ、安全解析により予め定められた数となっ
ている。
LPRMが故障等によりその出力が異常になつた場合、
運転員により、LP几M信号処理装置内の信号処理機能
を手動でバイパスし、このバイパスされ次という信号を
APRMに出力し、APR,Mで、この数をカウントす
ることにより、規定値以上になれば、スクラム信号を出
力する。
原子炉の出力運転中に、何らかの原因でLPRMが故障
した場合を想定すると、その故障モードは、下記の2つ
に大きく分類できる。
(1)  フェイルセーフ側の故障モードこれは、故障
によりLPRMの出力電流が増大し、結果としてAPR
Mr高高」信高嵩発生させる側の故障、すなわち安全側
の故障モード。
(2)非安全側の故障モード これは、故障によりLPRMの出力電流が減少し、結果
としてAPRMの出力信号が小さくなってしまう。
このような非安全側の故障モードは、LPRMが断線な
どした時に発生する。
従来、このような非安全側の故障モード発生に対しては
、LPRM「低」の信号で警報を発し、゛それを確認し
た後、運転員が掻該LPRM全手動でバイパスし、残っ
たLPRMで平均出力を演算するように構成していた。
また、非安全側の故障モードの代表的な例である検出器
の断線は、地震などの発生によシ、同時に断線しないよ
うにLPRM検出器の耐震クラスをAクラスとし耐震性
を考慮した設計としていた。
耐震性をもったLPRMとする之め、原子炉内において
L P RMのサポートをする必要がでてきたりしてい
る。特に重水冷却炉では防振板を特別に設け、地震時の
LPRMの振れ止めの役割を果たし、耐震性?もたせて
いる。防振板は原子炉内に設けられている之め、中性子
経済が悪くな9、防振板が削除できれば、燃料等の寿命
が伸び、中性子経済が改善できる。
このためには、LP凡Mt−7エイルセーフの設計とし
、非安全側の故障モードの発生時には、A P RMが
不作動となるような回路設計とすればニー゛よ<APR
Mがクエイルセー2の設計といえるのユズ、安全上の問
題はなくなる。
すなわち、LPRMの故障により非安全側になる故障モ
ードでも、何らかの方法で、APRM不作動となるよう
に構成すれば、フェイルセーフの設計とすることが可能
となり、安全保護動作が確実に行われ、プラント全体の
安全性が向上する。
また、フェイルセーフの設計となっていることが明確に
言えれば、耐震性等の要求がなくなり、経済的な設計に
することも可能となる。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、LPRMの故障により、その故障モー
ドが非安全側になっても、AP几M不作動となるように
APRMはフェイルセーフとなるように設計し、安全保
護動作を確実に行い、プラントの安全性を向上するとと
もに、LPRMに対する耐震性の必要註全なくすこと2
目的とする原子炉出力監視装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
原子力発電所の、原子炉の出力を監視する定め、原子炉
内に複数個設けられ次局部出力モニタ、いくつかの局部
出力モニタを入力信号とし、原子炉の平均出力を演算処
理する平均出力モニタにおいて、局部出力モニタの信号
処理回路に警報回路を設け、局部出力モニタの信号が予
め定められ次出力値以下になつた場合、当該局部出力モ
ニタの信号を、平均出力モニタでの演算処理よシ、自動
的にバイパスする手段、平均出力モニタでの演算処理よ
シバイパスされる局部出力モニタの数をカウントする手
段、このカウントする手段と、原子炉出力の関数として
予め決められ次局部出力モニタの許容バイパス数とを比
較する比較回路、この比較回路にて、許容バイパス数以
上の局部出力モニタがバイパスされ次時、平均出力モニ
タを不作動とする手段をもったことを特徴とする原子炉
出力監視装置。
LPRMの非安全側の故障モードは、LPRMが低出力
となる状態なので、LPRMの出力信号が規定値以下に
なった場合にはAPRMの平均演算処理回路より自動的
にバイパスし、その数をカウントする。又この許容バイ
パス数は、原子炉出力の関数として設定し、バイパス数
が許容バイパス数を越えた時にAPFLM「不作動」と
することにより、APRMにはフェイルセーフとなるよ
う設計することである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。原子
炉の平均出力を演算するのに必要なLPRMA+〜A。
、n@ある。各々の出力信号はLPRM−警報回路IA
t〜IA、で、予め定められた低出力設定値と比較され
、低出力設定値以上の場合には、そのまtLP几M出力
信号10AI〜IOA、とじて、平均演算回路2に入力
される。
低出力設定値以下の場合には、LPRMが断線などして
故障していると判断し、自動バイパス信号11AI〜I
IA、を出力し、LP几M出力信号10Al〜IOA、
を平均演算回路2に入力しないで、正しい信号のみで、
平均出力を演算する。
一方、手動あるいは自動でバイパスされ次場合には、バ
イパス信号11LP几Mバイノくスカウント回路3に入
力し、バイパス数をカウントする。
一般に、原子炉の出力が低い場合には、LPRMの出力
信号も、当然低くなり、実際にLPRMが故障して出力
信号が低下したのか区別することが困難になる。したが
って定格出力状態で定められた許容バイパス数では、低
出力時には自動的にバイパスされてしまうLPRMが多
くなるため、これだけでA P RM不作動となり、自
動的にスクラムしてしまう。
本発明では、この対策として、許容バイパス数を原子炉
の出力関数として定めることにし友。低出力では許容バ
イパス数は多くなるので、LPRMの出力信号が低出力
設定値以下になって、目動的にバイパスされても、バイ
パス許容数が多い之め、真にLPRMが故障により、出
力信号が低下したもの数をカウントすることによシ、原
子炉の安全性を維持することができる。このバイパス許
容数は、予め安全解析にて、いくつかの出力段階で設定
すればよく、許容バイパス数比較回路4dの中に設けて
おく。この回路では平均演算回路2で演算された平均出
力によって決められル許容バイパス数とLPRMバイパ
スカウント回路3でのカウント数を比較することにより
実行することができる。
第3図に、本許容バイパス数比較回路4dの実施例の1
つを示す。第3図では予め安全解析を実施して、原子炉
出力を大きく3段階に分け、各々の原子炉出力レベルに
対する許容バイパス数を図示しである。原子炉出力を演
算する平均演算回路2よりのAP几M信号を横軸にと9
、縦軸にLPRMバイパスカウント回路上pのバイパス
数をとって、ハツチングに示さnている範囲内におれば
良いが万一、ハンチングに示されている範囲外にあれば
直ちに警報トリップ回路Uヘトリップ信号を出力するよ
うに構成する。
なお、第3図は許容バイパス数を3段階に定めた例だが
、これをもつときめこまかく設定してももちろん問題は
ない。そして許容バイノくス数を越えた場合には警報ト
リップ回路5を動作させ不作動スクラム信号9を出力さ
せる。
なお、他のスクラム信号である中性子束高高スクラム信
号及び熱流束高スクラム信号についての演算処理につい
ては従来技術と同じであり、中性子束高/低警報につい
ても同じである。ま尺、スクラム信号の多重性のため、
同様のAPRMが101B〜101Dと少なくとも4つ
あることも従来と変わっていない。
以上、述べたようなAP几M不作動スクラム信号9の構
成が本発明の基本的なものである。
〔発明の効果〕
本発明による効果は以下の通りである。
(1)  LPRMの断線などによる故障により、LP
f(、Mの出力信号が低下するような場合でも、APR
Mを不作動とするように構成できるため、LPRMの故
障が7エイ、ルセーフの故障と言え、プラントの安全性
が向上する。
(2)LPRMを7エイルセーフの設計とすることによ
り、耐展性の要求をなくすことができ、耐震性を満足す
るためのサポート類が不要となり経斬的なものとするこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の原子炉出力監視装置の構成
図、第2図は従来の原子炉出力監視装置の構成図、第3
図は本発明による許容バイパス比較回路の説明図である
。 2・・・平均演算回路、4・・・比較回路、4a・・・
中性子束嵩高回路、4b・・・中性子束高/低回路、4
c・・・熱流束高回路、4d・・・許容バイパス数比較
回路、5・・・警報トリップ回路、6・・・中性子束高
高スクラム信号、7・・・中性子束高/低曽報信号、8
・・・熱流束高スクラム信号、9・・・不作動スクラム
信号、12・・・バイパス信号、100・・・安全保護
系。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、原子力発電所の、原子炉の出力を監視するため、原
    子炉内に複数個設けられた局部出力モニタ、いくつかの
    局部出力モニタを入力信号とし、原子炉の平均出力を演
    算処理する平均出力モニタにおいて、局部出力モニタの
    信号処理回路に警報回路を設け、局部出力モニタの信号
    が予め定められた出力値以下になつた場合、当該局部出
    力モニタの信号を、平均出力モニタでの演算処理より、
    自動的にバイパスする手段、平均出力モニタでの演算処
    理よりバイパスされる局部出力モニタの数をカウントす
    る手段、このカウントする手段と、原子炉出力の関数と
    して予め決められた局部出力モニタの許容バイパス数と
    を比較する比較回路、この比較回路にて、許容バイパス
    数以上の局部出力モニタがバイパスされた時、平均出力
    モニタを不作動とする手段をもつたことを特徴とする原
    子炉出力監視装置。
JP59186372A 1984-09-07 1984-09-07 原子炉出力監視装置 Pending JPS6165191A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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