JPS6283696A - 炉内軸方向出力分布の監視方法 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、原子炉に関し、特多こその炉心内位おける軸
方向の出力分布を常時監視する方法に関するものである
。

［従来の技術］ 第１図において、１は加圧水型原子炉、２は圧力容器、
３は出力領域中性子検出器であり、この出力領域中性子
検出器３は、加圧水型原子炉１の炉外において図示のよ
うに設置されるのが一般的である。また、出力領域中性
子検出器３は、軸方向に関しては一最に上下の２分割型
であるが、軸方向出力分布を常時炉外信号から合成計算
できるように開発された、４分割型のような多分割型の
ものもある。第２図は４分割型の中性子検出器設置例を
示している。。

このように炉外に４分割して設置される中性子検出器か
らの信号により、軸方向出力分布ｐ（ｚ）を合成計算す
る方法に関し、従来の技術では、フーリエ級数展開法を
利用している。即ち、軸方向出力分布ｐ（ｚ）は次式で
表現できると仮定する。

ただし、 Ｐ（Ｚ）・・・・軸方向位置Ｚの相対出力であり、４分
割の検出器信号から上記のフーリエ級数Ｃｉを決定して
軸方向出力分布ｐ（ｚ）を計算している。即ち、従来の
技術では（１）式のようにただ単純にフーリエ展開する
のみであり、軸方向出力分布に関するなんらの解析的関
数表示も用いていないために、その合成計算によって得
られた軸方向出力分布Ｐ（Ｚ）の精度に問題があった。

［発明が解決しようとする問題点］ 従って、従来の技術では合成計算の精度に問題があった
ので、可動型炉内検出器による毎月１度の定例の炉内出
力分布測定結果に一致するよう、軸方向位置毎に補正係
数を与える必要があり、これ等の補正係数の決定及び設
定値修正等が、炉心管理上非常に下問のかかる煩わしい
作業であるという問題点があった。

本発明は上述した問題点を速やかに解決する炉内出力分
布の監視方法を提供することを目的とするものである。

［問題点を解決するための手段及び作用］この目的から
、本発明による炉内軸方向出力分布の監視方法は、軸方
向に４分割された出力領域中性子検出器を炉心の外側に
配設して、各中性子検出器により前記炉心の軸方向に４
等分した各炉心部分の出力を検出し、この出力検出によ
って、炉心平均の軸方向偏差信号、炉心上半分での軸方
向偏差信号及び炉心下半分での軸方向偏差信号を取り出
し、且つ炉心底部の軸方向位置をＺｂ、炉心の下半分に
おける出力ピークの軸方向位置をＺ７、炉心の上半分に
おける出力ピークの軸方向位置を２２、炉心頂部の軸方
向位置をＺｔとするとき、前記炉心を軸方向に関し、ｚ
ｂ≦Ｚ≦２．．２．≦Ｚ≦７２、及びＺ２≦Ｚ≦Ｚｔの
３つの領域に分け、それぞれの領域について、前記３種
の軸方向偏差信号を使用して軸方向出力分布を生成し常
時監視するものである。

本発明の監視方法は、関数形を利用して軸方向出力分布
を合成計算するものであり、既に関数形の選定及びその
インプットデータの与え方のところで軸方向出力分布の
基本的条件が入っているために、４分割の検出器信号を
使用した軸方向出力分布の合成計算の精度は高く、実測
出力分布に会わせるための補正係数などは不要である。

従って、従来のフーリエ展開による方法などよりは軸方
向の出力分布合成計算の精度は高く、且つ関数形が簡単
なものであるから容易に軸方向出力分布計算が可能であ
る。

［実施例コ 次に、本発明の好適な実施例について添付図面を参照し
て詳細に説明するが、図中、同一符号は同−又は対応部
分を示すものとする。

第１図において、１は炉心であって、圧力容器２内に配
設されている。圧力容器２の外側には、炉心１を囲む円
周方向の４箇所の各位置に、上方の１／４部分長の出力
領域検出器３ａと、その下方の１／４部分長の出力領域
検出器３ｂ、３ｃ、３ｄとが配設されている。これ等の
４箇所は炉心１の軸心に関して対称である。１／４部分
長の上部出力領域検出器３ａ及び３ｂは炉心１の上半分
に対応して配設されて炉心１の上半分の出力を検出する
ことができ、また、１／４部分長の下部出力領域検出器
３ｃ及び３ｄは炉心１の下半分の出力を検出することが
できる。

゛上部出力領域検出器３ａ及び３ｂの合計出力を腎、下
部出力領域検出器３ｃ及び３ｄの合計出力をｑ、とする
と、アキシャルオフセット、即ち軸方向偏差＾、０、は
、　　　′ で定義される。本発明では、この軸方向偏差＾、０゜を
取り出して軸方向出力分布を導くものである。

即ち、先ず第２図に示すように、炉心の高さを基準にし
てこれを１．０とし、且つ・、 Ｐ（Ｚ）：軸方向出力 Ｚ　：軸方向高さくＯ〜１．０） Ｚｌ：下部ピーク位置 Ｚ２：上部ピーク位置 Ｆｚ、　：下部ピーク出力 Ｆｚ、　：上部ピーク出力 とすると、炉心を軸方向に （３）　　　Ｚ２＜　ｚ　＜　１．。

の領域に３分割し、 領域（１）では、 ｐ（ｚ）＝＾＋＝Ｆｚ＋（ｃｏｓ［：’ｒ　（ｚ−Ｚｌ
）Ｘａ＋コ＋Ｃ＋ｘ（Ｚ　　Ｚｌ））　　　・・・・・
（３）領域（２）では ｐ（ｚ）＝＾２＋＾。

＾２＝　Ｆｚ＋ｅ−（Ｚ−Ｚｌ）ｂ＋　ｘ　ｃｏｓ［−
２ｒ　（Ｚ−Ｚｌ）ｘ　ａｗｌ・・・・・（４） ＾３＝　ＦＺ２ｅ（ｚ−ｚ２）ｂ２Ｘ　ｃｏｓ［：’ｒ
　（Ｚ−Ｚ２）　Ｘ　ａ＝］・・・・・（５） 領域（３）では、 ｐ（ｚ）−＾＜　＝　ＦＺ２　（ｅｏｓ［−２π　（Ｚ
−Ｚ２ン×ａ、１＋　Ｃ４ｘ　（Ｚ２　　Ｚ）　）　　
　　・・・・・（６）とする。ここで、ａｌ、Ｃ３は、 ４（２２−Ｚｌ＞ である。

次に、　　Ｓ　　Ｐ（Ｚ）ｄｚ＝１．０　　　　　、・
・−・（７）と規格化する。（２）式の軸方向偏差＾、
０．は次のように表される。

Ｓ　　Ａ＋ｄｚ　　　　　　　　　　−・・−（１３）
一方、軸方向各点における出力は第３図に例示するよう
に、軸方向偏差の変化に対して直線となる傾向がある。

従って、一般に軸方向偏差＾、０．に関して上部ピーク
Ｆｚ２及び下部ピークＦｚｌは次のように表示できる。

前記の式（３）〜（６）を式（７）、（８）及び（９）
と組み合わせると、（３）〜〈６）式中の定数ａ８、Ｃ
４、ｂｏ、ｂ２が決まってくる。

一方、定数Ｃ，、Ｃ，は炉心上下端での外挿距離λ２、
λｆが一定値であるとの仮定を使用して次の式で決めら
れる。

前記のように式（３）〜＜６）の各定数は次のデータを
与えれば自動的に決定され出力分布を合成計算できるこ
とになる。

上部ピーク位置　　　Ｚ２ 下部ピーク位置　　　Ｚ。

（９）式の係数　　　　　Ｃ８、α。

β１、β。

上端での外挿距離　　　λ２ 下端での外挿距離　　λ。

これ等のデータを予め計算により求めておけば、任意の
軸方向偏差に相当する軸方向出力分布が式〈３）〜（６
）により合成計算される。

一方、炉心の上半分及び下半分での軸方向偏差＾、Ｏ，
ｔｏｐ及び＾、０．ｂｏｔＬｏｍは次のように算出でき
る。

ただし、Ｑｔ、、　Ｊ２、ｑｂｌ、ｑｂ２はそれぞれ出
力領域中性子検出器３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄによる出力
である。

また、 ｑＬ−ｑＬ１＋ｑｔ２）・・・・・（１３）ｑｂ＝　ｑ
ｂ、　＋　ｑｂ２ であるため、Ｊ、、Ｑｔ２、ｑ６０、ｑｂ、は炉心の軸
方向偏差＾５０．及び＾、０．ｔｏｐ、＾、０．ｂｏｔ
ｔｏｍと次式の関係がある。

４分割の炉外中性子検出器からの信号により炉内の軸方
向出力分布を合成計算する手順は次の通りである。先ず
、（２）、（１３）式より＾、０．が決まり、次に（３
）〜（６）式より軸方向出力分布ｐ（ｚ）が求まる。

次に（１１）、（１２）式の＾、０．ｔｏｐ、八、Ｏ，
ｂｏｔＬｏ−が軸方向出力分布ｐ　（ｚ）より算出され
る＾、Ｏ，ｔｏｐ、＾、Ｏ，ｂｏｔｔｏｍと一致するよ
うに、合成計算式のパラメータλ１、λ２及びａｌ、Ｃ
４を調整する。＾、０３、＾、０．ｔｏｐ、＾、０゜ｂ
ｏｔｔｏｍｓの３者が実測値と一致した場合のｐ（ｚ）
が求めるものである。

第４図には炉心寿命末期での軸方向出力分布の合成計算
例が示されている。図中、実線１０は＾、・λ２＝０．
０５の例であり、鎖線１１は＾、＝０．０９、λ２：０
．０６５の例であり、点線１２はλ、　＝０．０１、λ
２・０．０３の例である。これ等の例では＾、０．は−
２，６％としているが、同じ八、０．に対してもλ８、
λ２によって軸方向出力分布は変動することが分かる。

第５図には、λ、が変化する場合の＾、Ｏ，ｔｏｐ、＾
、Ｏ，ｂｏｔＬｏｍの変化例をそれぞれ実線１３．１４
によって示しているが、軸方向出力分布はλ１に対して
ほぼ直線的に変化していることが分かる。即ち、同じ＾
、Ｏ０に対して＾、０．ｔｏｐ、＾、０．ｂｏｔｔｏｍ
を種々に変えるには＾、及びλ２を変えればよいことが
分かる。

同様に第６図にはａｌ、ａ４を変えた場合の軸方向出力
分布の変化例を示している。図中、実線１５はａ、＝ａ
、＝１．０の例であり、点線１６は１．＝Ｑ、１、ａ４
＝０．９の例であり、鎖線１７はａＩ＝＝ａ４＝１．５
の例である。

また、第７図にはａｌの変動による＾、０．ｔｏｐ（実
線１８）及び＾、０．ｂｏｔｔｏｍ（実線１９）の変化
例を示している。

第７図から諒解されるように、同じ＾、０．に対して＾
、０．ｔｏｐ、＾、Ｏ，ｂｏＬｔｏｍを種々に変えるに
はａｌ及びａ４を変えればよい。

上記のようにパラメータλ１、λ２、ａｌ、ａ、を調整
することによって、＾、０２、＾、Ｏ，ｔｏｐ、＾、０
．ｂｏｔｔｏｎの種々の組み会わせを作ることが可能で
あり、４分割の検出器信号に合致する軸方向出力分布を
き成計算することができる。

上述した計算は第８図にブロック図で示すような装置を
使って自動的に行うことができる。第８図において、４
は４分割の検出器３ａ〜３ｄからの信号により＾、０１
、＾、０．ｔｏｐ、＾、０．ｂｏｔｔｏｍを作る生成装
置、５は与えられたインプットデータを使用して＾、０
１、＾、Ｏ，ｔｏｐ、＾、Ｏ，ｂｏｔｔｏｍに合致する
軸方向出力分布ｐ（ｚ）を作る演算装置である。

［発明の効果〕 従来のフーリエ展開による４分割の検出器信号からの軸
方向出力分布合成計算法に比較して、解析的解法を利用
した本発明はより簡単且つ精度良く軸方向出力分布をき
成計算できる。また、従来の技術では必要であった補正
係数の使用などの手間のかかる炉心管理を行う必要がな
く、本発明の監視方法と実施する自動処理装置も簡単な
ものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は中性子検出器の円周方向配置を説明するための
炉心平面図、第２図は中性子検出器の軸方向配置を説明
するための炉心側面図、第３図は炉心軸方向の各部出力
と軸方向偏差信号との関係を示す線図、第４図は軸方向
出力分布のλ１、＾２による変化例を示す！１図、第５
図はλ１による＾、０゜ｔｏｐ、＾、０．ｂｏｔｔｏｍ
の変化例を示す線図、第６図は軸方向出力分布のａｌ、
ａ４による変化例を示す線図、第７図は＾、Ｑ、ｊ□ｐ
Ｊ、ｏ、ｂｏｔｔｏｍのａ、による変化例を示す線図、
第８図は軸方向出力分布計算装置の構成を示すブロック
図である。 １・・・炉心　　　　　　２・・・圧力容器３ａ　、３
ｂ　、３ｃ　、３ｄ−中性子検出器出願人　　三菱原子
カニ業株式会社 第３図 アキシマル大フセット（％） 第５図 ＡＯ，ｔｏｐ、Ａ、Ｏ，ｂｏｔｔｏｍのχＩによるｔ（
ｌＺｔＡＯ＝−２，６％）第８図 入１．χ２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 軸方向に４分割された出力領域中性子検出器を炉心の外
   側に配設して、各中性子検出器により前記炉心の軸方向
   に４等分した各炉心部分の出力を検出し、この検出出力
   によって、炉心平均の軸方向偏差信号、炉心上半分での
   軸方向偏差信号及び炉心下半分での軸方向偏差信号を取
   り出し、且つ炉心底部の軸方向位置をＺｂ、炉心の下半
   分における出力ピークの軸方向位置をＺ＿１、炉心の上
   半分における出力ピークの軸方向位置をＺ＿２、炉心頂
   部の軸方向位置をＺｔとするとき、前記炉心を軸方向に
   関し、Ｚｂ≦Ｚ≦Ｚ＿１、Ｚ＿１≦Ｚ≦Ｚ＿２及びＺ＿
   ２≦Ｚ≦Ｚｔの３つの領域に分け、それぞれの領域につ
   いて、前記３種の軸方向偏差信号を使用して軸方向出力
   分布を生成し常時監視する、炉内軸方向出力分布の監視
   方法。