WO2017154275A1

WO2017154275A1 - 制御棒操作監視方法及び制御棒操作監視システム

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Publication number: WO2017154275A1
Application number: PCT/JP2016/084879
Authority: WO
Inventors: 航治松本; 一弥石井; 貴夫近藤; 暁木間; 暁之土屋
Original assignee: 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社
Priority date: 2016-03-09
Filing date: 2016-11-25
Publication date: 2017-09-14
Also published as: US20190214157A1; EP3428926B1; JP6453262B2; EP3428926A1; EP3428926A4; JP2017161344A; US11114210B2

Abstract

原子炉の運転中において制御棒挿入阻止信号の生成の判定精度を向上させることができる制御棒操作監視方法を提供する。　炉心の軸方向に配置される複数のＬＰＲＭ６を含む４つの中性子検出器集合体５Ａ，５Ｂ，５Ｃ及び５Ｄが炉心に同時に挿入される複数の挿入選択制御棒４のそれぞれに隣接して配置される。４つまたは３つの中性子検出器集合体５ごとに設けられた中性子束比算出ユニット５１において、炉心の制御棒挿入端に最も近い位置Ａの各ＬＰＲＭ６の平均ＬＰＲＭ信号に対する、位置Ｂ，位置Ｃ及び位置Ｄのそれぞれの各ＬＰＲＭ６の平均ＬＰＲＭ信号の比（中性子束比Ｂ_A／Ａ_A，Ｃ_A／Ａ_A及びＤ_A／Ａ_A）を中性子束比算出装置１３Ａでそれぞれ算出する。これらの中性子束比のうち最大の中性子束比が設定中性子束比を超えたとき、局所領域制御棒挿入監視装置１１Ａが生成した制御棒挿入阻止信号を出力する。

Description

制御棒操作監視方法及び制御棒操作監視システム

　本発明は、制御棒操作監視方法及び制御棒操作監視システムに係り、特に、沸騰水型原子炉に適用するのに好適な、制御棒の挿入操作を監視できる制御棒操作監視方法及び制御棒操作監視システムに関する。

　沸騰水型原子炉では、制御棒の操作、具体的には、制御棒の引抜操作の監視が、一般的に行われている。この制御棒の引抜操作の監視は、炉心に配置された中性子検出器の一種である局所出力領域モニター（ＬＰＲＭ）からの出力信号が入力される制御棒引抜監視装置を用いて行われる。

　沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器内に存在する炉心には、複数の燃料集合体が装荷されている。炉心は、１体の制御棒及びこの制御棒の周囲に配置された４体の燃料集合体を含む複数のセルを有する。ＬＰＲＭを含む複数のＬＰＲＭ集合体は、隣り合う４つのセルのそれぞれに含まれる１体の燃料集合体であって互いに隣り合っている４体の燃料集合体のコーナー部に囲まれた領域（制御棒が挿入されない領域）の一部にそれぞれ配置される。具体的には、炉心の対角線に対する１／２対称性を考慮して、その対角線で折り返した場合に、制御棒が装荷されている対角の全ての位置に装荷されているようになっている。各ＬＰＲＭ集合体は、チューブ、及びこのチューブ内で、炉心の軸方向において異なる位置である４つの位置（Ａ，Ｂ，Ｃ及びＤ）にそれぞれ配置される４つのＬＰＲＭを含んでいる。位置Ａ，Ｂ，Ｃ及びＤのうち位置Ａは最も下方に位置し、位置Ｂ，Ｃ及びＤは、炉心の軸方向において、この順に、高くなっている。

　沸騰水型原子炉の運転中において、原子炉出力を上昇させるために、炉心から引き抜かれる制御棒が選択される。制御棒の引き抜きは、１本の制御棒を引き抜くシングルモードまたは複数本の制御棒を同時に引き抜くギャングモードで行われる。

　特開平１－２５３６９５号公報に記載されているように、炉心から引き抜く制御棒が選択されたとき、この選択された制御棒の周囲に存在してこの制御棒に近接した４体のＬＰＲＭ集合体が選択され、選択された４体のＬＰＲＭ集合体で位置Ａ及び位置Ｃに配置された合計８個のＬＰＲＭから出力された各信号が、制御棒引抜監視装置の一つのチャンネルに入力されて平均化される。さらに、その４体のＬＰＲＭ集合体で位置Ｂ及び位置Ｄに配置された合計８個のＬＰＲＭから出力された各信号（ＬＰＲＭ信号）が、制御棒引抜監視装置のもう一つのチャンネルに入力されて平均化される。前者のチャンネル（Ａ及びＣ）で得られたＬＰＲＭ信号の平均及び後者のチャンネル（Ｂ及びＤ）で得られたＬＰＲＭ信号の平均のいずれかが設定値を超えたとき、制御棒引抜監視装置は、選択された制御棒の引き抜きを阻止する制御棒引抜阻止信号をその選択された制御棒を操作する制御棒駆動装置に出力する。この制御棒駆動装置は駆動を停止し、選択された制御棒の引き抜きが阻止される。

　上記の制御棒引抜監視装置は、原子炉出力の上昇のための制御棒の引抜き操作において引き抜かれる制御棒に隣接する燃料集合体の異常な出力上昇を抑え、燃料集合体に含まれる燃料棒の破損を防止する機能を有する。このような制御棒引抜監視装置は、出力上昇による燃料棒の破損を防止するという観点から、原子炉出力が上昇する制御棒引抜きのみを監視対象としている。

　炉心への制御棒の挿入を阻止する機能を有する制御棒操作監視装置の一例が、特開２０１２－１６３４３８号公報に記載されている。この制御棒操作監視装置は、炉心からの制御棒の引き抜きを阻止する機能も有している。

　原子炉においては、複数本の制御棒を引き抜いて原子炉を短時間局所的に臨界にする冷温臨界試験が、原子炉の運転停止中に実施される。冷温臨界試験では、制御棒の１ノッチ引き抜き時の反応度投入量が制限されており、この制限を超える場合には、この１ノッチの制御棒引き抜き前に分散操作が行われる。分散操作とは、反応度価値の大きい制御棒の引き抜き操作を行う前に、他の制御棒を引き抜いて小さい反応度価値を投入してこの投入された反応度価値を確認し、問題がなければ、当該他の制御棒を挿入した後に、反応度価値の大きい前者の制御棒を引き抜く操作である。分散操作では、制御棒の引き抜き操作と他の制御棒の挿入操作の両方が行われる。

　特開２０１２－１６３４３８号公報に記載された制御棒操作監視装置は、分散操作において挿入する制御棒がシーケンスと異なって選択された場合には、その選択された制御棒の炉心への挿入を阻止する。また、分散操作において引き抜く制御棒がシーケンスと異なって選択された場合には、その制御棒操作監視装置は、その選択された制御棒の炉心からの引き抜きを阻止する。

特開平１－２５３６９５号公報特開２０１２－１６３４３８号公報

　原子炉の運転中における炉心への制御棒の挿入は、原子炉出力を減少させるため、燃料棒の破損の危険性は少ない。しかしながら、制御棒を炉心に挿入する場合でも、多数の制御棒が同時に挿入されるときには、炉心の軸方向における出力分布が歪み、制御棒が挿入されていない炉心上部の出力が上昇するため、その部分で燃料棒の破損が発生する可能性がある。したがって、制御棒の挿入時においても、誤った制御棒の挿入操作に伴う出力の局所的な増大を監視し、万が一、燃料棒の破損の可能性がある場合には制御棒の挿入を阻止することが望ましい。

　前述の制御棒引抜監視装置では、引き抜く制御棒が選択されると、前述したように、一つのチャンネル（Ａ及びＣ）においてその選択制御棒に近接する位置Ａ及び位置Ｃに存在する８個のＬＰＲＭからのＬＰＲＭ信号が平均化され、他の一つのチャンネル（Ｂ及びＤ）においてその選択制御棒に近接する位置Ｂ及び位置Ｄに存在する８個のＬＰＲＭからのＬＰＲＭ信号が平均化される。これらの二つのチャンネルのそれぞれで平均化されたＬＰＲＭ信号の値は、平均出力領域モニター（ＡＰＲＭ）の出力信号の値に規格化される。例えば、選択された制御棒の引き抜き前の原子炉出力が定格出力の１００％であれば、制御棒引抜監視装置の前述の二つのチャンネルで平均化されたそれぞれの値は１００％となる。そして、制御棒の引き抜き操作により、いずれかのチャンネルで平均化された値が、例えば１０５％になると、選択された制御棒の引き抜きが阻止される。

　二つのチャンネルでそれぞれ平均化されたＬＰＲＭ信号のいずれかが設定値を超えたときに制御棒の引き抜きを阻止するという制御棒引抜監視装置における制御棒の引き抜き阻止の考え方を、制御棒の挿入阻止に適用した場合には、以下の課題が生じることを発明者らが新たに見出した。

　すなわち、複数本の制御棒を炉心に同時に挿入した場合には、炉心上部の出力が上昇するが、炉心下部の出力が低下する。このため、位置Ａ及び位置Ｃにおける各ＬＰＲＭ信号を平均化し、位置Ｂ及び位置Ｄにおける各ＬＰＲＭ信号を平均化した場合には、出力の上昇を検知することが難しくなり、制御棒の挿入阻止を適切に行うことができなくなる。

　また、制御棒の挿入操作により炉心上部の出力が上昇する場合において、例えば、チャンネルで平均化されたＬＰＲＭ信号の値が１００％から１０５％に変化するときのように、その平均値の変化幅が小さい場合には、ＬＰＲＭ信号のゆらぎの影響を受け、ＬＰＲＭ信号の平均化された値が設定値を超えてしまい、制御棒の炉心への挿入が阻止される可能性がある。すなわち、ＬＰＲＭ信号のゆらぎの影響がなければ、制御棒の炉心への挿入が継続されるにもかかわらず、ＬＰＲＭ信号のゆらぎの影響により、原子炉の通常運転時における制御棒の適切な挿入操作を間違って阻止してしまう可能性がある。

　このため、原子炉の通常運転時における制御棒の挿入阻止の判断を精度良く行い、制御棒の挿入操作の間違った阻止を防止することが必要になる。

　本発明の目的は、原子炉の運転中において制御棒挿入阻止信号の生成の判定精度を向上させることができる制御棒操作監視方法及び制御棒操作監視システムを提供することにある。

　上記した目的を達成する本発明の特徴は、炉心に挿入される挿入選択制御棒に隣接する中性子検出器集合体に含まれて炉心の軸方向に配置される複数の中性子検出器のうち炉心の制御棒挿入端に最も近い第１の位置に存在する中性子検出器で測定される中性子束に対する、この中性子検出器よりも炉心の他端側の第２の位置に存在する他の中性子検出器で測定される中性子束の比である中性子束比を算出し、
　この中性子束比が設定中性子束比を超えるとき、その挿入選択制御棒に対する制御棒挿入阻止信号を生成することにある。

　第１の位置に存在する中性子検出器で測定される中性子束に対する第２の位置に存在する他の中性子検出器で測定される中性子束の比である中性子束比を算出し、この中性子束比が設定中性子束比を超えるとき、その挿入選択制御棒に対する制御棒挿入阻止信号を生成するので、原子炉の運転中において制御棒挿入阻止信号の生成の判定精度を向上させることができ、その制御棒挿入阻止信号を間違って生成することを低減することができる。

　本発明によれば、原子炉の運転中において制御棒挿入阻止信号の生成の判定精度を向上させることができ、その制御棒挿入阻止信号を間違って生成することを低減できる。

本発明の好適な一実施例である実施例１の制御棒操作監視システムを示す構成図である。図１に示された制御棒挿入監視装置の詳細構成図である。本発明の好適な他の実施例である実施例２の制御棒操作監視システムを示す構成図である。

　発明者らは、制御棒引抜監視装置における制御棒の引き抜き阻止の考え方を制御棒の挿入阻止に適用した場合に生じる課題を改善する対策について種々の検討を行った。この検討結果を以下に説明する。

　原子炉の運転中における燃料棒の破損回避に対しては、前述したように、制御棒引抜監視装置を設置し、二つのチャンネルでそれぞれ平均化されたＬＰＲＭ信号のいずれかが設定値を超えたとき、制御棒引抜監視装置によりその選択制御棒の引き抜きを阻止することが一般に行われている。

　通常運転時のシングルモード（１本）またはギャングモード（４、８本）による制御棒の挿入では炉心の出力が局所的に増加する可能性はほとんどないが、何らかの原因により全ての制御棒またはそれと同程度の本数の制御棒がモータ駆動の制御棒駆動機構により同時に挿入される場合は、炉心の出力が局所的に増加する可能性がある。なお、全ての制御棒を挿入する場合でも適切な本数毎に時間差を設けて順次挿入すれば、局所的な出力の増加は回避できる。制御棒の挿入により炉心の出力が局所的に設定値を超える場合には、燃料棒の破損を避けるためにも、挿入操作されている制御棒の挿入阻止を行う必要がある。上記の制御棒引き抜き阻止の考え方を、制御棒の挿入阻止に適用した場合には、前述の二つの課題が生じる。すなわち、第１の課題は、炉心下部のＬＰＲＭ信号（位置ＡのＬＰＲＭ信号または位置ＢのＬＰＲＭ信号）と炉心上部のＬＰＲＭ信号（位置ＣのＬＰＲＭ信号または位置ＤのＬＰＲＭ信号）を平均化することにより、出力の上昇を検知することが難しくなることである。さらに、第２の課題は、ＬＰＲＭ信号の平均値の変化幅が小さい場合には、ＬＰＲＭ信号のゆらぎの影響を受け、ＬＰＲＭ信号の平均化された値が設定値を超えてしまい、正常な制御棒の炉心への挿入が誤って阻止される可能性があることである。

　これらの課題を改善し、原子炉の運転中における、制御棒の炉心への挿入操作を精度良く阻止できるのはどのような対策であるのか、について発明者らは種々の検討を行った。これらの検討によって、発明者らは、一つの知見を得ることができた。この知見は、挿入された選択制御棒に近接してこの制御棒の周囲に存在する燃料集合体の軸方向の出力は、この燃料集合体の、その選択制御棒の挿入部分に隣接している部分で低くなり、最も低いその出力は制御棒の炉心への挿入度合いによってほとんど変化しないという現象に着目することにより得られた。

　例えば、沸騰水型原子炉では、制御棒が下方から炉心に挿入される。このため、沸騰水型原子炉では、挿入された選択制御棒に近接してこの制御棒の周囲に存在する燃料集合体の軸方向の出力は、この燃料集合体の、炉心の下端側でより早く出力が低くなる。また、加圧水型原子炉では、制御棒が上方から炉心に挿入される。このため、加圧水型原子炉では、挿入された選択制御棒に近接してこの制御棒の周囲に存在する燃料集合体の軸方向の出力は、この燃料集合体の、炉心の上端側でより早く出力が低くなる。

　このような現象に着目することによって、炉心に制御棒が挿入された状態において、挿入された選択制御棒に近接してこの制御棒の周囲に存在する燃料集合体の、炉心の制御棒挿入端（沸騰水型原子炉における炉心の下端、及び加圧水型原子炉の炉心の上端）側でのその選択制御棒の挿入部分に隣接している部分での出力（以下、説明の都合上、燃料集合体の隣接部分の出力という）を基準にし、燃料集合体のその部分での出力に対する、挿入された選択制御棒に近接してこの制御棒の周囲に存在するその燃料集合体の、その選択制御棒の挿入部分に隣接していない部分での出力（以下、説明の都合上、燃料集合体の非隣接部分の出力という）の比に基づいて、選択制御棒の挿入を阻止するか否かを判定すれば良いとの新たな知見を得ることができた。

　燃料集合体の隣接部分の出力は、挿入選択制御棒に近接して配置された、複数の中性子検出器を含む中性子検出器集合体の、その挿入選択制御棒の炉心への挿入部分に隣接している中性子検出器で検出された中性子束に相当する。また、燃料集合体の非隣接部分の出力は、その中性子検出器集合体の、その挿入選択制御棒の炉心への挿入部分に隣接していない中性子検出器で検出された中性子束に相当する。

　燃料集合体の隣接部分の出力に対する燃料集合体の非隣接部分の出力の比を用いて制御棒挿入阻止信号を出力するかの判定することによって、炉心下部の出力（位置ＡのＬＰＲＭ信号または位置ＢのＬＰＲＭ信号）と炉心上部の出力（位置ＣのＬＰＲＭ信号または位置ＤのＬＰＲＭ信号）の平均化を行う必要がなくなるために第１の課題を解消することができ、さらに、全ての制御棒またはそれと同程度の本数の制御棒がＦＭＣＲＤにより同時に挿入される場合には、軸方向出力分布が異常に歪むことから挿入阻止信号を励起する出力比は大きな値を設定できるため、正常な挿入操作の場合ではゆらぎがあったとしても設定値には到達しにくくなるため、ゆらぎの影響による制御棒挿入阻止信号の生成を抑制でき、第２の課題を改善することができる。

　上記の新たな知見に基づいてなされた本発明の、実施例を、以下に説明する。

　本発明の好適な一実施例である実施例１の制御棒操作監視方法を、図面を用いて以下に説明する。

　まず、本実施例の制御棒操作監視方法が適用される改良型沸騰水型原子炉（ＡＢＷＲ）の概略を、図１を用いて説明する。原子炉１は、原子炉圧力容器２、複数の燃料集合体３が装荷された炉心（図示せず）及び複数の制御棒４を備えている。これらの燃料集合体３が装荷された炉心は原子炉圧力容器２内に配置される。ＡＢＷＲでは、例えば、１９１本の制御棒が設けられている。制御棒４が炉心に装荷されて隣り合う燃料集合体３の相互間に挿入され、各制御棒４の周りを４体の燃料集合体３が取り囲んでいる。それぞれの制御棒４は、別々に、モータ駆動の制御棒駆動機構（以下、ＣＲＤという）７に連結される。このＣＲＤ７は、スクラム時に制御棒４を炉心に急速挿入するとき、モータではなく高圧の駆動水により駆動される。ＣＲＤ７は、原子炉圧力容器２の底部に取り付けられた制御棒駆動機構ハウジング（図示せず）内に設置され、制御棒４の炉心への挿入操作及び制御棒４の炉心からの引抜操作を行う。炉心の軸方向に配置された４個の局所出力領域モニター（以下、ＬＰＲＭという）６を含む複数のＬＰＲＭ集合体５が、炉心内で燃料集合体３の相互間で制御棒４の操作に支障が生じない位置に配置される。各ＬＰＲＭ６は中性子検出器であり、炉心の軸方向に配置された複数個（例えば、４個）のＬＰＲＭ６を含むＬＰＲＭ集合体５は中性子検出器集合体である。これらのＬＰＲＭ集合体５は、炉心の対角線に対する1／２対称性を考慮して、その対角線で折り返した場合に、制御棒が装荷されている対角の全ての位置に装荷されているようになっている。炉心流量検出器９が原子炉圧力容器２に設置される。各ＬＰＲＭ集合体５のチューブ（図示せず）内で、４個のＬＰＲＭ６が、図２に示すように、炉心の下端から炉心の上端に向かってＡ，Ｂ，Ｃ及びＤのそれぞれの位置に配置されている。

　本実施例の制御棒操作監視方法に用いられる制御棒操作監視システム１０は、図１に示すように、制御棒挿入監視装置１１、制御棒引抜監視装置１５、制御棒操作監視装置１６及び制御棒駆動補助盤１７を有する。

　各ＬＰＲＭ６に１本ずつ接続された配線２０は、制御棒引抜監視装置１５に接続される。各ＬＰＲＭ６に１本ずつ接続された配線２０に別々に接続された各配線２２は、平均出力領域モニター（以下、ＡＰＲＭという）４７に接続される。炉心流量検出器９が配線２３によって制御棒引抜監視装置１５に接続される。制御棒引抜監視装置１５が、配線２４によって制御棒操作監視装置１６に接続される。表示装置１９を有する操作盤１８が配線２６によって制御棒操作監視装置１６に接続される。制御棒操作監視装置１６が配線２７によっても操作盤１８に接続される。制御棒駆動補助盤１７が、配線２８によって制御棒操作監視装置１６に接続され、配線２９によってＣＲＤ７に接続される。

　各ＬＰＲＭ６に１本ずつ接続された配線２０に別々に接続された配線２１は、制御棒挿入監視装置１１に接続される。さらに、制御棒挿入監視装置１１に接続された配線３１は、制御棒操作監視装置１６に接続される。

　制御棒挿入監視装置１１の構成を、図２を用いて説明する。制御棒挿入監視装置１１は、局所領域制御棒挿入監視装置（第１制御棒挿入監視装置）１１Ａ、広域領域制御棒挿入監視装置（第２制御棒挿入監視装置）１１Ｂ及びオア回路５０を有する。

　局所領域制御棒挿入監視装置１１Ａは複数の中性子束比算出ユニット５１、複数の制御棒挿入阻止装置１４Ａ及びオア回路４９を含み、各中性子束比算出ユニット５１は、４つの中性子束平均装置１２Ａ及び一つの中性子束比算出装置１３Ａを含んでいる。

　中性子束比算出ユニット５１の個数と挿入選択制御棒の本数の関係を以下に説明する。

　一つの運転サイクルにおける原子炉の運転においては、後述するように、複数の制御棒パターン交換が実施される。これらの制御棒パターン交換においては、制御棒パターン交換実施前とその実施後では、原子炉の運転中に炉心に挿入されて原子炉出力の制御に用いられる制御棒４の炉心横断面におけるパターンが変わっている。挿入選択制御棒４の炉心への挿入は、制御棒パターン交換時に行われる。このとき、複数の挿入選択制御棒４が同時に炉心に挿入される。

　局所領域制御棒挿入監視装置１１Ａでは、同時に挿入される複数の挿入選択制御棒４ごとに、中性子束比算出ユニット５１を設けることが好ましい。これにより、同時に挿入される複数の挿入選択制御棒４のそれぞれに隣接する燃料集合体の出力が設定出力を超えたかをリアルタイムで判定することができる。

　しかしながら、一つの運転サイクルにおける制御棒パターン交換において同時に挿入する挿入選択棒４の本数は、その運転サイクルで実施される複数の制御棒パターン交換の間においては勿論のこと、一つの制御棒パターン交換においても異なっている。一つの制御棒パターン交換においては、挿入すべき挿入選択制御棒４を本数の異なる複数のグループに分け、グループごとに複数の挿入選択制御棒４を同時に挿入する可能性もある。このため、一つの運転サイクルの複数の制御棒パターン交換において、同時に挿入される挿入選択制御棒４の本数のうち最大の本数に基づいて、中性子束比算出ユニット５１の個数を決定する。中性子束比算出ユニット５１の個数は、制御棒パターン交換において同時に挿入される挿入選択制御棒４の最大本数と同じにする。

　各中性子束比算出ユニット５１に含まれる複数の中性子束平均装置１２Ａは、炉心に挿入される挿入選択制御棒４に近接してこの挿入選択制御棒４の周囲に配置された４つのＬＰＲＭ集合体５のそれぞれの位置Ａに配置されたＬＰＲＭ６、その４つのＬＰＲＭ集合体５のそれぞれの位置Ｂに配置されたＬＰＲＭ６、その４つのＬＰＲＭ集合体５のそれぞれの位置Ｃに配置されたＬＰＲＭ６及びその４つのＬＰＲＭ集合体５のそれぞれの位置Ｄに配置されたＬＰＲＭ６ごとに設けられる。位置Ａに配置されたＬＰＲＭ６に対応して設けられた中性子束平均装置１２Ａが、中性子束平均装置１２Ａａである。位置Ｂに配置されたＬＰＲＭ６に対応して設けられた中性子束平均装置１２Ａが、中性子束平均装置１２Ａｂである。位置Ｃに配置されたＬＰＲＭ６に対応して設けられた中性子束平均装置１２Ａが、中性子束平均装置１２Ａｃである。位置Ｄに配置されたＬＰＲＭ６に対応して設けられた中性子束平均装置１２Ａが、中性子束平均装置１２Ａｄである。

　例えば、一つの運転サイクルの複数の制御棒パターン交換において同時に挿入される挿入選択制御棒４の最大本数が、８本であると想定する。この場合には、局所領域制御棒挿入監視装置１１Ａは、８つの中性子束比算出ユニット５１及び８つの制御棒挿入阻止装置１４Ａを有する。

　選択挿入制御棒４に近接してこの挿入選択制御棒４の周囲に配置された４つのＬＰＲＭ集合体５のそれぞれに含まれるＬＰＲＭ６と中性子束比算出ユニット５１に含まれる中性子束平均装置１２Ａａ，１２Ａｂ，１２Ａｃ及び１２Ａｄとの接続状態の概念を以下に説明する。

　或る１本の挿入選択制御棒４に近接してこの挿入選択制御棒４の周囲に配置された４つのＬＰＲＭ集合体５が、例えば、図２に示されたＬＰＲＭ集合体５Ａ，５Ｂ，５Ｃ及び５Ｄであるとする。ＬＰＲＭ集合体５Ａ，５Ｂ，５Ｃ及び５Ｄのそれぞれに含まれる、位置Ａに配置されたＬＰＲＭ６が、別々の配線２１により、一つの中性子束比算出ユニット５１に含まれる中性子束平均装置１２Ａａに接続される。ＬＰＲＭ集合体５Ａ，５Ｂ，５Ｃ及び５Ｄのそれぞれに含まれる、位置Ｂに配置されたＬＰＲＭ６が、別々の配線２１により、その中性子束比算出ユニット５１に含まれる中性子束平均装置１２Ａｂに接続される。ＬＰＲＭ集合体５Ａ，５Ｂ，５Ｃ及び５Ｄのそれぞれに含まれる、位置Ｃに配置されたＬＰＲＭ６が、別々の配線２１により、その中性子束比算出ユニット５１に含まれる中性子束平均装置１２Ａｃに接続される。また、ＬＰＲＭ集合体５Ａ，５Ｂ，５Ｃ及び５Ｄのそれぞれに含まれる、位置Ｄに配置されたＬＰＲＭ６が、別々の配線２１により、その中性子束比算出ユニット５１に含まれる中性子束平均装置１２Ａｄに接続される。

　その一つの中性子束比算出ユニット５１では、中性子束平均装置１２Ａａ，１２Ａｂ，１２Ａｃ及び１２Ａｄが、一つの中性子束比算出装置１３Ａに接続される。

　前述の或る１本の挿入選択制御棒４と同時に炉心に挿入される残りの７本の挿入選択制御棒４のそれぞれに対応して、局所領域制御棒挿入監視装置１１Ａに設けられた残りの７つの中性子束比算出ユニット５１のそれぞれにおいても、前述の一つの中性子束比算出ユニット５１と同様に、中性子束平均装置１２Ａａ，１２Ａｂ，１２Ａｃ及び１２Ａｄが、その７本の挿入選択制御棒４のうち該当する１本の挿入選択制御棒４に近接してこの挿入選択制御棒４の周囲に配置された４つのＬＰＲＭ集合体５のそれぞれの位置ＡにおけるＬＰＲＭ６，位置ＢにおけるＬＰＲＭ６，位置ＣにおけるＬＰＲＭ６及び位置ＤにおけるＬＰＲＭ６に接続され、さらに、一つの中性子束比算出装置１３Ａに接続される。

　以上に述べた、選択挿入制御棒４に近接してこの挿入選択制御棒４の周囲に配置された４つのＬＰＲＭ集合体５のそれぞれに含まれるＬＰＲＭ６と中性子束比算出ユニット５１に含まれる中性子束平均装置１２Ａａ，１２Ａｂ，１２Ａｃ及び１２Ａｄとの接続状態の概念は、制御棒パターン交換で同時に８本の挿入選択制御棒４が選択されたときにおけるそれらの接続状態を示している。一つの運転サイクルにおいて実施される複数回の制御棒パターン交換では、常に同じ挿入選択制御棒４が操作されるとは限らず、炉心の横断面において異なる位置に配置された制御棒が挿入選択制御棒４として操作されることもあり、また、同時に炉心に挿入される挿入選択制御棒４の本数も最大本数（例えば、８本）以下の範囲で異なっている。以上の事情を考慮し、選択された各選択挿入制御棒４に近接してこの挿入選択制御棒４の周囲に配置された４つのＬＰＲＭ集合体５のそれぞれに含まれるＬＰＲＭ６と中性子束比算出ユニット５１に含まれる中性子束平均装置１２Ａａ，１２Ａｂ，１２Ａｃ及び１２Ａｄとの接続状態の自由度を担保するために、制御棒挿入監視装置１１は所定の数のＬＰＲＭ信号選択部を有している。これらのＬＰＲＭ信号選択部を用いた、ＬＰＲＭ集合体５の各ＬＰＲＭ６と中性子束比算出ユニット５１の中性子束平均装置１２Ａａ，１２Ａｂ，１２Ａｃ及び１２Ａｄとの接続状態を以下に説明する。

　８つの中性子束比算出ユニット５１のそれぞれに含まれる中性子束平均装置１２Ａａは、中性子束比算出ユニット５１ごとに制御棒挿入監視装置１１の別々のＬＰＲＭ信号選択部（図示せず）を介して、配線２１により、複数の制御棒パターン交換において挿入される全ての挿入選択制御棒４のそれぞれに近接してそれぞれの周囲に配置された各ＬＰＲＭ集合体５の位置Ａに存在するＬＰＲＭ６に接続される。８つの中性子束比算出ユニット５１のそれぞれに含まれる中性子束平均装置１２Ａｂは、中性子束比算出ユニット５１ごとに制御棒挿入監視装置１１の別々の他のＬＰＲＭ信号選択部を介して、配線２１により、その全ての挿入選択制御棒４のそれぞれに近接してそれぞれの周囲に配置された各ＬＰＲＭ集合体５の位置Ｂに存在するＬＰＲＭ６に接続される。８つの中性子束比算出ユニット５１のそれぞれに含まれる中性子束平均装置１２Ａｃは、中性子束比算出ユニット５１ごとに制御棒挿入監視装置１１の別々の他のＬＰＲＭ信号選択部を介して、配線２１により、その全ての挿入選択制御棒４のそれぞれに近接してそれぞれの周囲に配置された各ＬＰＲＭ集合体５の位置Ｃに存在するＬＰＲＭ６に接続される。８つの中性子束比算出ユニット５１のそれぞれに含まれる中性子束平均装置１２Ａｄは、中性子束比算出ユニット５１ごとに制御棒挿入監視装置１１の別々の他のＬＰＲＭ信号選択部を介して、配線２１により、その全ての挿入選択制御棒４のそれぞれに近接してそれぞれの周囲に配置された各ＬＰＲＭ集合体５の位置Ｄに存在するＬＰＲＭ６に接続される。

　８つの中性子束比算出ユニット５１のそれぞれの中性子束比算出装置１３Ａは、別々の制御棒挿入阻止装置１４Ａに接続される。各制御棒挿入阻止装置１４Ａがオア回路４９に接続される。

　広域領域制御棒挿入監視装置１１Ｂは、複数の中性子束平均装置１２Ｂ、中性子束比算出装置１３Ｂ及び制御棒挿入阻止装置１４Ｂを含んでいる。中性子束平均装置１２Ｂは、炉心に配置された全てのＬＰＲＭ集合体５に含まれる位置ＡのＬＰＲＭ６、位置ＢのＬＰＲＭ６、位置ＣのＬＰＲＭ６及び位置ＤのＬＰＲＭ６ごとに設けられる。

　具体的には、図２に示された全て（ｎ本）のＬＰＲＭ集合体５であるＬＰＲＭ集合体５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，……，５ｎのそれぞれに含まれる、位置Ａに配置されたＬＰＲＭ６が、別々の配線２１により中性子束平均装置１２Ｂａに接続される。それらのＬＰＲＭ集合体５のそれぞれに含まれる、位置Ｂに配置されたＬＰＲＭ６が、別々の配線２１により中性子束平均装置１２Ｂｂに接続される。それらのＬＰＲＭ集合体５のそれぞれに含まれる、位置Ｃに配置されたＬＰＲＭ６が、別々の配線２１により中性子束平均装置１２Ｂｃに接続される。また、それらのＬＰＲＭ集合体５のそれぞれに含まれる、位置Ｄに配置されたＬＰＲＭ６が、別々の配線２１により中性子束平均装置１２Ｂｄに接続される。さらに、中性子束平均装置１２Ｂａ，１２Ｂｂ，１２Ｂｃ及び１２Ｂｄが中性子束比算出装置１３Ｂに接続され、中性子束比算出装置１３Ｂが制御棒挿入阻止装置１４Ｂに接続される。

　局所領域制御棒挿入監視装置１１Ａのオア回路４９及び広域領域制御棒挿入監視装置１１Ｂの制御棒挿入阻止装置１４Ｂがオア回路５０に接続される。前述した、制御棒挿入監視装置１１に接続された配線３１は、制御棒挿入監視装置１１のオア回路５０に接続される。

　ＡＢＷＲでは、２体のＣＲＤ７ごとに１台の水圧制御ユニットが設けられ、１台の水圧制御ユニットが２体のＣＲＤ７に接続されている。水圧制御ユニットの個数は、ＡＢＷＲに設けられたＣＲＤ７の体数の１／２である。水圧制御ユニットは、アキュームレータ４１、及び加圧された窒素が充填された窒素容器４２を含んでいる。窒素容器４２がアキュームレータ４１に接続される。開閉弁であるスクラム弁４３が設けられたスクラム配管４４が、アキュームレータ４１と１体のＣＲＤ７を接続する。図示されていないが、他のスクラム弁４３が設けられた他のスクラム配管４４が、スクラム弁４３の上流で図示されているスクラム配管４４に接続され、さらに、他の１体のＣＲＤ７に接続される。操作盤１８に接続された配線５２が、アキュームレータ４１に接続された各スクラム配管４４に設けられた各スクラム弁４３に接続される。

　制御棒操作監視システム１０を用いて行われる本実施例の制御棒操作監視方法を以下に説明する。本実施例の制御棒操作監視方法は、制御棒引抜監視方法及び制御棒挿入監視方法を含んでいる。

　まず、その制御棒引抜監視方法について説明する。

　或る一つの運転サイクルのＡＢＷＲ起動時において、制御棒４が、ＣＲＤ７の操作により、炉心から引抜かれて未臨界状態から臨界状態になる。その後、制御棒４がさらに引抜かれる昇温昇圧過程を経て、原子炉出力が定格出力まで上昇される。このような制御棒４の引抜きに際して、制御棒引抜シーケンスの制御棒引抜情報が、順次、操作盤１８の表示装置１９に表示される。引抜き対象の制御棒（以下、引抜選択制御棒という）４に関する制御棒引抜情報は、引抜選択制御棒４の炉心横断面における位置情報及び設定引抜量の情報を含んでいる。オペレータは、表示装置１９に表示された制御棒引抜情報に基づいて、次に引抜く引抜選択制御棒４の炉心横断面での位置情報及び設定引抜量情報を操作盤１８から入力する。これらの情報を入力することによって、該当する引抜選択制御棒４を操作するＣＲＤ７に対する制御棒引抜指令が、操作盤１８から配線２６を経て制御棒操作監視装置１６に出力される。この制御棒引抜指令は、引抜選択制御棒４の上記位置情報及び設定引抜量情報を含んでいる。

　さらに、制御棒引抜指令を入力した制御棒操作監視装置１６は、引抜選択制御棒４に対する制御棒引抜要求信号を配線２８を経て制御棒駆動補助盤１７に出力する。制御棒引抜要求信号に基づいて制御棒駆動補助盤１７から出力された制御棒引抜信号が、上記位置情報で指定された引抜選択制御棒４を操作するＣＲＤ７のモータを駆動させる。モータの駆動によってＣＲＤ７が操作され、引抜選択制御棒４が設定引抜量だけ炉心から徐々に引抜かれる。引抜選択制御棒４の引抜量は、ＣＲＤ７に設けられた制御棒位置検出器（図示せず）で検出された、炉心軸方向における引抜選択制御棒４の位置に基づいて把握することができる。

　原子炉出力の上昇過程では、引抜選択制御棒４の引抜きによって、原子炉出力が上昇する。特に、引抜選択制御棒４に隣接する４体の燃料集合体３で出力が増大する。

　ＡＢＷＲの運転中、炉心には冷却水が供給され、燃料集合体３に含まれる各燃料棒を冷却する。炉心に供給される冷却水流量は、インターナルポンプ（図示せず）によって制御され、炉心流量検出器９によって検出される。その冷却水流量を検出した炉心流量検出器９は、炉心流量信号３３を配線２３に出力する。この炉心流量信号３３が制御棒引抜監視装置１５に入力される。各燃料集合体３内の各燃料棒に含まれた核燃料物質の核分裂で発生した熱によってその冷却水が加熱され、冷却水の一部が蒸気になる。この蒸気は、原子炉圧力容器２に接続された主蒸気配管（図示せず）によりタービン（図示せず）に導かれる。

　炉心内に配置された各ＬＰＲＭ集合体５に設けられたそれぞれのＬＰＲＭ６は、ＡＢＷＲの起動後において、燃料集合体３に含まれる核燃料物質の核分裂によって発生した中性子束を検出し、この中性子束の検出信号（以下、ＬＰＲＭ信号という）を出力する。それぞれのＬＰＲＭ６から出力されたＬＰＲＭ信号（中性子検出信号）３０は、配線２０を通って制御棒引抜監視装置１５に入力され、配線２０及び配線２２を通ってＡＰＲＭ４７に入力される。ＡＰＲＭ４７はＬＰＲＭ信号３０を平均して原子炉出力を求める。

　制御棒引抜監視装置１５は、オペレータの操作盤１８での誤操作等により、引抜選択制御棒４の過剰引抜きが発生し、引抜選択制御棒４の周りに位置してこの引抜選択制御棒４に隣接する燃料集合体３における出力の増加幅が大きくなる場合において、その燃料集合体３内の燃料棒の破損を防止するために、その引抜選択制御棒４の引抜きを阻止する機能を有する。このため、制御棒引抜監視装置１５は、配線２０を通してＬＰＲＭ信号３０を、及び配線２３を通して炉心流量信号３３を入力する。制御棒引抜監視装置１５は、引抜選択制御棒４の引抜きを監視するために、引抜選択制御棒４に近接してその周囲に位置するＬＰＲＭ集合体５内に存在する各ＬＰＲＭ６から出力された各ＬＰＲＭ信号のうち、該当するＬＰＲＭ信号を用いて、制御棒引抜監視に用いる原子炉出力である制御棒引抜監視出力（以下、ＲＢＭ値と称する）を算出する。

　具体的には、制御棒引抜監視装置１５のＬＰＲＭ信号選択部（図示せず）は、引抜選択制御棒４が炉心の中央部に位置している場合には、その引抜選択制御棒４に隣接している４つのＬＰＲＭ集合体５内に存在する合計１６個のＬＰＲＭ６のそれぞれから出力されたＬＰＲＭ信号３０を、引抜選択制御棒４が炉心の周辺部に位置している場合には、その引抜選択制御棒４に隣接している３つまたは２つのＬＰＲＭ集合体５内に存在する全てのＬＰＲＭ６のそれぞれから出力されたＬＰＲＭ信号３０を選択する。そして、制御棒引抜監視装置１５は、入力した炉心流量信号３３及びこのＬＰＲＭ信号選択部で選択された全てのＬＰＲＭ信号３０のうち位置Ａ及び位置Ｃに配置された各ＬＰＲＭ信号３０の平均値を用いてＲＢＭ値（第１ＲＢＭ値）を算出し、さらに、炉心流量信号３３及びその全てのＬＰＲＭ信号３０のうち位置Ｂ及び位置Ｄに配置された各ＬＰＲＭ信号３０の平均値を用いてＲＢＭ値（第２ＲＢＭ値）を算出する。第１ＲＢＭ値及び第２ＲＢＭ値の算出は、制御棒引抜監視装置１５の演算周期ごとに行われ、第１ＲＢＭ値及び第２ＲＢＭ値は新たに算出された第１ＲＢＭ値及び第２ＲＢＭ値によって更新される。

　引抜選択制御棒４の引抜き操作により第１ＲＢＭ値及び第２ＲＢＭ値のいずれかが制御棒引抜阻止設定値（以下、ＲＢＬ値という）に到達したとき、制御棒引抜監視装置１５は、配線２４を通して、ロッドブロックのための制御棒引抜阻止信号３４を制御棒操作監視装置１６に出力する。制御棒操作監視装置１６は、制御棒引抜阻止信号３４に基づいて制御棒引抜停止要求信号３６を出力する。配線２８を通して制御棒引抜停止要求信号３６を入力した制御棒駆動補助盤１７は、制御棒引抜停止信号３８を配線２９を通して引抜選択制御棒４が連結されたＣＲＤ７に伝える。これにより、該当するＣＲＤ７のモータの回転が停止され、引抜選択制御棒４の炉心からの引抜きが阻止される。原子炉の起動時においては、制御棒引抜シーケンスと異なる制御棒を選択することが許されないので、原子炉の起動時において引抜選択制御棒の引き抜きが阻止された場合には、この引抜選択制御棒を炉心に挿入して引き抜き前の位置まで戻し、制御棒引抜シーケンスに基づいた引抜選択制御棒の引き抜き操作が実施される。

　前述の一つの運転サイクルにおいて、オペレータは、操作盤１８の表示装置１９に表示された制御棒引抜シーケンスの制御棒引抜情報に基づいて、引抜選択制御棒４の炉心横断面での位置情報及び設定引抜量情報を、引抜選択制御棒４ごとに操作盤１８から、順次、入力する。この操作により、炉心から制御棒４が、順次、引き抜かれ、原子炉出力が定格出力に到達する。そして、ＡＢＷＲは、定格出力で運転される。ＡＢＷＲでは、原子炉出力を定格出力に保持するために、炉心に挿入されている制御棒４がＣＲＤ７を用いて炉心から徐々に引き抜かれる。

　次に、本実施例の制御棒操作監視方法の制御棒挿入監視方法について説明する。

　炉心に装荷された全燃料集合体に含まれる核燃料物質を有効に利用するために、すなわち、一つの運転サイクルの原子炉の運転期間において全燃料集合体に含まれる核燃料物質をできるだけ一様に燃焼させるために、一つの運転サイクルにおいて複数回の制御棒パターン交換が実施される。制御棒パターン交換は、炉心に挿入されたそれぞれの制御棒の、炉心の横断面における位置及び炉心への挿入度合いを変更する操作である。本実施例では、制御棒パターン交換は、例えば、２回実施されるとする。

　このような制御棒パターンの交換は、炉心に供給する冷却水流量を低減して（または制御棒４を炉心に挿入して）原子炉出力を定格出力から、例えば、８０％出力まで低下させ、今まで挿入されていた制御棒４とは炉心の横断面において異なる位置に存在する複数の制御棒４を炉心に挿入し、制御棒パターン交換の前まで炉心に挿入されていた複数の制御棒を全引抜き状態にすることによって行われる。その制御棒の挿入は、例えば、複数本の制御棒（挿入選択制御棒）４を同時に挿入することによって行われ、炉心に挿入された複数の挿入選択制御棒４によって新たな所定の制御棒パターンが形成される。この制御棒パターンが形成された後、例えば、炉心に供給する冷却水流量を増加して原子炉出力を定格出力まで上昇させ、原子炉出力を定格出力に保持した原子炉の運転が継続される。

　制御棒パターン交換実施中において、複数の挿入選択制御棒４を同時に挿入したとき、増加したＬＰＲＭ信号のゆらぎの影響により、挿入選択制御棒４の挿入阻止が生じる可能性がある。

　前述の一つの運転サイクルにおける原子炉の運転中において１回目の制御棒パターン交換の時期に到達したと想定する。操作盤１８の表示装置１９にその制御棒パターン交換前における制御棒パターンが、既に、操作盤１８の表示装置１９に表示されている。そして、その制御棒パターン交換後における制御棒パターンが、新たに、操作盤１８の表示装置１９に表示される。前者の制御棒パターンに含まれる各制御棒４は今回の制御棒パターン交換において炉心から全引抜される引抜選択制御棒４であり、後者の制御棒パターンに含まれる各制御棒４は今回の制御棒パターン交換において炉心に新たに挿入される挿入選択制御棒４である。

　前述のように、原子炉出力を定格出力から８０％出力まで減少させる。１回目の制御棒パターン交換において炉心に挿入される複数の制御棒４は、複数のグループに分けられており、所定の順番によってグループごとに複数の挿入選択制御棒４が同時に炉心に挿入される。挿入選択制御棒の挿入シーケンスに係る、挿入選択制御棒４の炉心横断面における位置情報及び設定挿入量の情報を含む制御棒挿入情報が、操作盤１８の表示装置１９に表示される。

　１回目の制御棒パターン交換において或る挿入選択制御棒のグループが８本の挿入選択制御棒４（本実施例における全制御棒パターン交換において同時に挿入される挿入選択制御棒の最大本数）を含んでいるとする。このグループの８本の挿入選択制御棒４が同時に炉心に挿入される場合について説明する。この８本の挿入選択制御棒４に係る制御棒挿入情報が操作盤１８の表示装置１９に表示される。オペレータは、表示された８本の挿入選択制御棒４の制御棒挿入情報に基づいて、各挿入選択制御棒４の炉心横断面における位置情報及び設定挿入量情報を操作盤１８から入力する。その後、８本の挿入選択制御棒４のそれぞれに連結された各ＣＲＤ７に対する制御棒挿入指令が、操作盤１８から配線２６を経て制御棒操作監視装置１６に出力される。この制御棒挿入指令は、挿入選択制御棒４の上記位置情報及び設定挿入量情報を含んでいる。

　挿入選択制御棒４に関する上記の制御棒挿入指令は、操作盤１８から、局所領域制御棒挿入監視装置１１ＡのＬＰＲＭ信号選択部を制御する制御装置（図示せず）にも出力される。この制御装置は、入力した制御棒挿入指令に基づいて、該当するＬＰＲＭ６のＬＰＲＭ信号が一つの中性子束比算出ユニット５１の該当する中性子束平均装置１２Ａに入力されるように、該当するＬＰＲＭ信号選択部を操作する。

　例えば、上記したように、８本の挿入選択制御棒４が選択された場合には、８つの中性子束比算出ユニット５１のそれぞれに含まれる中性子束平均装置１２Ａａ，１２Ａｂ，１２Ａｃ及び１２Ａｄは、上記の制御装置によって操作された該当するＬＰＲＭ信号選択部によって、該当する挿入選択制御棒４に近接してこの周囲に配置された各ＬＰＲＭ集合体５の位置Ａに存在するＬＰＲＭ６、位置Ｂに存在するＬＰＲＭ６、位置Ｃに存在するＬＰＲＭ６及び位置Ｄに存在するＬＰＲＭ６に接続される。

　さらに、制御棒挿入指令を入力した制御棒操作監視装置１６は、挿入選択制御棒４に対する制御棒挿入要求信号を配線２８を経て制御棒駆動補助盤１７に出力する。制御棒挿入要求信号に基づいて制御棒駆動補助盤１７から出力された制御棒挿入信号が、上記位置情報で指定された挿入選択制御棒４を操作するＣＲＤ７のモータを駆動させる。モータは、制御棒４の引抜き時とは逆方向に回転される。これによって、挿入選択制御棒４が設定挿入量に到達するまで炉心に挿入される。挿入選択制御棒４の挿入量は、前述の制御棒位置検出器で検出された、炉心軸方向における挿入選択制御棒４の位置に基づいて把握することができる。

　８本の挿入選択制御棒４が１回目の制御棒パターン交換において同時に炉心に挿入されるとき、この８本の挿入選択制御棒４に近接する各ＬＰＲＭ集合体５のそれぞれの位置Ａに存在する各ＬＰＲＭ６が、中性子束を検出し、ＬＰＲＭ信号を出力する。これらのＬＰＲＭ信号は、挿入されている８本の挿入選択制御棒４のそれぞれに対応する４つのＬＰＲＭ集合体５ごとに、操作された該当するＬＰＲＭ信号選択部を介して８本の挿入選択制御棒４のそれぞれに対応する中性子束比算出ユニット５１の中性子束平均装置１２Ａａに別々に入力される。８つの中性子束比算出ユニット５１の各中性子束平均装置１２Ａａは、位置Ａに存在する４個のＬＰＲＭ６からのＬＰＲＭ信号を平均化し、位置Ａに対する平均ＬＰＲＭ信号を生成する。

　その８本の挿入選択制御棒４に近接する各ＬＰＲＭ集合体５のそれぞれの位置Ｂに存在する各ＬＰＲＭ６が、中性子束を検出し、ＬＰＲＭ信号を出力する。これらのＬＰＲＭ信号は、挿入されている８本の挿入選択制御棒４のそれぞれに対応する４つのＬＰＲＭ集合体５ごとに、操作された該当するＬＰＲＭ信号選択部を介して８本の挿入選択制御棒４のそれぞれに対応する中性子束比算出ユニット５１の中性子束平均装置１２Ａｂに別々に入力される。８つの中性子束比算出ユニット５１の各中性子束平均装置１２Ａｂは、位置Ｂに存在する４個のＬＰＲＭ６からのＬＰＲＭ信号を平均化し、位置Ｂに対する平均ＬＰＲＭ信号を生成する。

　その８本の挿入選択制御棒４に近接する各ＬＰＲＭ集合体５のそれぞれの位置Ｃに存在する各ＬＰＲＭ６が、中性子束を検出し、ＬＰＲＭ信号を出力する。これらのＬＰＲＭ信号は、挿入されている８本の挿入選択制御棒４のそれぞれに対応する４つのＬＰＲＭ集合体５ごとに、操作された該当するＬＰＲＭ信号選択部を介して８本の挿入選択制御棒４のそれぞれに対応する中性子束比算出ユニット５１の中性子束平均装置１２Ａｃに別々に入力される。８つの中性子束比算出ユニット５１の各中性子束平均装置１２Ａｃは、位置Ｃに存在する４個のＬＰＲＭ６からのＬＰＲＭ信号を平均化し、位置Ｃに対する平均ＬＰＲＭ信号を生成する。

　その８本の挿入選択制御棒４に近接する各ＬＰＲＭ集合体５のそれぞれの位置Ｄに存在する各ＬＰＲＭ６が、中性子束を検出し、ＬＰＲＭ信号を出力する。これらのＬＰＲＭ信号は、挿入されている８本の挿入選択制御棒４のそれぞれに対応する４つのＬＰＲＭ集合体５ごとに、操作された該当するＬＰＲＭ信号選択部を介して８本の挿入選択制御棒４のそれぞれに対応する中性子束比算出ユニット５１の中性子束平均装置１２Ａｄに別々に入力される。８つの中性子束比算出ユニット５１の各中性子束平均装置１２Ａｄは、位置Ｄに存在する４個のＬＰＲＭ６からのＬＰＲＭ信号を平均化し、位置Ｄに対する平均ＬＰＲＭ信号を生成する。

　８つの中性子束比算出ユニット５１のそれぞれにおいて、中性子束平均装置１２Ａａで生成された位置Ａの平均ＬＰＲＭ信号（平均中性子束）、中性子束平均装置１２Ａｂで生成された位置Ｂの平均ＬＰＲＭ信号（平均中性子束）、中性子束平均装置１２Ａｃで生成された位置Ｃの平均ＬＰＲＭ信号（平均中性子束）、及び中性子束平均装置１２Ａｄで生成された位置Ｄの平均ＬＰＲＭ信号（平均中性子束）は、中性子束平均装置１２Ａａ，１２Ａｂ，１２Ａｃ及び１２Ａｄに接続された中性子束比算出装置１３Ａに入力される。そして、８つの中性子束比算出ユニット５１のそれぞれの中性子束比算出装置１３Ａは、位置Ａの平均ＬＰＲＭ信号に対する、位置Ｂの平均ＬＰＲＭ信号の比（中性子束比Ｂ_A／Ａ_A）、位置Ｃの平均ＬＰＲＭ信号の比（中性子束比Ｃ_A／Ａ_A）、及び中性子束平均装置１２Ａｄで生成された位置Ｄの平均ＬＰＲＭ信号の比（中性子束比Ｄ_A／Ａ_A）をそれぞれ算出する。

　８つの中性子束比算出ユニット５１のそれぞれの中性子束比算出装置１３Ａに別々に接続された各制御棒挿入阻止装置１４Ａは、該当する中性子束比算出装置１３Ａから、中性子束比Ｂ_A／Ａ_A，Ｃ_A／Ａ_A及びＤ_A／Ａ_Aを入力し、これらの中性子束比のうちの最大の中性子束比が設定中性子束比を超えているかを判定する。それぞれの制御棒挿入阻止装置１４Ａは、最大の中性子束比が設定中性子束比を超えているときに挿入選択制御棒４の挿入を阻止する制御棒挿入阻止信号４８である信号「１」を出力し、最大の中性子束比が設定中性子束比を超えていないときに挿入選択制御棒４の挿入を阻止しない非制御棒挿入阻止信号である信号「０」を出力する。

　本実施例では、各制御棒挿入阻止装置１４Ａにおいて最大の中性子束比が設定中性子束比を超えていないと判定されるので、全ての制御棒挿入阻止装置１４Ａが信号「０」を出力する。全ての制御棒挿入阻止装置１４Ａから出力された信号「０」は、オア回路４９に入力される。このオア回路４９は、入力信号が全て「０」であるので非制御棒挿入阻止信号である信号「０」を出力する。

　他方、広域領域制御棒挿入監視装置１１Ｂの中性子束平均装置１２Ｂａには、炉心に配置された全てのＬＰＲＭ集合体５のそれぞれの位置Ａに配置された各ＬＰＲＭ６から出力されたＬＰＲＭ信号が入力される。中性子束平均装置１２ＢａはそれらのＬＰＲＭ信号の平均ＬＰＲＭ信号（平均中性子束）を生成する。広域領域制御棒挿入監視装置１１Ｂの中性子束平均装置１２Ｂｂには、その全てのＬＰＲＭ集合体５のそれぞれの位置Ｂに配置された各ＬＰＲＭ６から出力されたＬＰＲＭ信号が入力される。中性子束平均装置１２ＢｂはそれらのＬＰＲＭ信号の平均ＬＰＲＭ信号（平均中性子束）を生成する。広域領域制御棒挿入監視装置１１Ｂの中性子束平均装置１２Ｂｃには、その全てのＬＰＲＭ集合体５のそれぞれの位置Ｃに配置された各ＬＰＲＭ６から出力されたＬＰＲＭ信号が入力される。中性子束平均装置１２ＢｃはそれらのＬＰＲＭ信号の平均ＬＰＲＭ信号（平均中性子束）を生成する。さらに、広域領域制御棒挿入監視装置１１Ｂの中性子束平均装置１２Ｂｄには、その全てのＬＰＲＭ集合体５のそれぞれの位置Ｄに配置された各ＬＰＲＭ６から出力されたＬＰＲＭ信号が入力される。中性子束平均装置１２ＢｄはそれらのＬＰＲＭ信号の平均ＬＰＲＭ信号（平均中性子束）を生成する。

　中性子束平均装置１２Ｂａ，１２Ｂｂ，１２Ｂｃ及び１２Ｂｄのそれぞれで生成された平均ＬＰＲＭ信号は、中性子束比算出装置１３Ｂに入力される。中性子束比算出装置１３Ｂは、中性子束比算出装置１３Ａと同様に、入力したそれらの平均ＬＰＲＭ信号を用いて、位置Ａの平均ＬＰＲＭ信号に対する、位置Ｂの平均ＬＰＲＭ信号の比（中性子束比Ｂ_B／Ａ_B）、位置Ｃの平均ＬＰＲＭ信号の比（中性子束比Ｃ_B／Ａ_B）、及び中性子束平均装置１２Ａｄで生成された位置Ｄの平均ＬＰＲＭ信号の比（中性子束比Ｄ_B／Ａ_B）をそれぞれ算出する。中性子束比算出装置１３Ｂに接続された制御棒挿入阻止装置１４Ｂは、中性子束比算出装置１３Ｂから入力した中性子束比Ｂ_B／Ａ_B，Ｃ_B／Ａ_B及びＤ_B／Ａ_Bを入力し、これらの中性子束比のうちの最大の中性子束比が設定中性子束比を超えているかを判定する。制御棒挿入阻止装置１４Ｂは、最大の中性子束比が設定中性子束比を超えているときに制御棒挿入阻止信号４８である生成した信号「１」を出力し、最大の中性子束比が設定中性子束比を超えていないときに非制御棒挿入阻止信号である生成した信号「０」を出力する。本実施例では、その最大の中性子束比が設定中性子束比を超えていないので、制御棒挿入阻止装置１４Ｂは非制御棒挿入阻止信号であるその信号「０」を出力する。

　制御棒挿入阻止装置１４Ｂから出力された信号「０」（非制御棒挿入阻止信号）及びオア回路４９から出力された信号「０」（非制御棒挿入阻止信号）が、オア回路５０に入力される。このとき、オア回路５０、すなわち、制御棒挿入監視装置１１は、信号「０」、すなわち、非制御棒挿入阻止信号を出力する。

　制御棒挿入監視装置１１からの非制御棒挿入阻止信号を入力した制御棒操作監視装置１６は、制御棒挿入停止要求信号３７を出力しないので、８本の挿入選択制御棒４の炉心への挿入が継続される。これらの挿入選択制御棒４の炉心への挿入量が設定挿入量に達したとき、この８本の挿入選択制御棒４の炉心への挿入が停止される。

　その後、１回目の制御棒パターン交換において、他のグループの複数の挿入選択制御棒４を同時に炉心に挿入する。このグループの挿入選択制御棒の本数は、８本よりも少ない、例えば、４本である。オペレータは、表示された４本の挿入選択制御棒４の制御棒挿入情報に基づいて、各挿入選択制御棒４の炉心横断面における位置情報及び設定挿入量情報を操作盤１８から入力する。その後、４本の挿入選択制御棒４のそれぞれに連結された各ＣＲＤ７に対する制御棒挿入指令が、操作盤１８から配線２６を経て制御棒操作監視装置１６に出力される。これによって、４本の挿入選択制御棒４が、それらのＣＲＤ７の操作によって炉心に挿入される。

　４本の挿入選択制御棒４のそれぞれに近接してそれぞれの挿入選択制御棒４の周囲に配置された各４つのＬＰＲＭ集合体５ごとに、位置Ａに存在する各ＬＰＲＭ６、位置Ｂに存在する各ＬＰＲＭ６、位置Ｃに存在する各ＬＰＲＭ６及び位置Ｄに存在する各ＬＰＲＭ６を、局所領域制御棒挿入監視装置１１Ａの４つの中性子束比算出ユニット５１のそれぞれに含まれる中性子束平均装置１２Ａａ，１２Ａｂ，１２Ａｃ及び１２Ａｄに接続する必要がある。その制御棒挿入指令を入力した前述の制御装置が局所領域制御棒挿入監視装置１１Ａの該当するそれぞれのＬＰＲＭ信号選択部を操作することによって、４本の挿入選択制御棒４のそれぞれに対応する前述の各４つのＬＰＲＭ集合体５の位置Ａに存在する各ＬＰＲＭ６、位置Ｂに存在する各ＬＰＲＭ６、位置Ｃに存在する各ＬＰＲＭ６及び位置Ｄに存在する各ＬＰＲＭ６が、局所領域制御棒挿入監視装置１１Ａに含まれる８つの中性子束比算出ユニット５１のうちの４つの中性子束比算出ユニット５１のそれぞれに含まれる中性子束平均装置１２Ａａ，１２Ａｂ，１２Ａｃ及び１２Ａｄに接続される。このため、前述の各４本のＬＰＲＭ集合体５の位置Ａに存在する各ＬＰＲＭ６からのＬＰＲＭ信号、位置Ｂに存在する各ＬＰＲＭ６からのＬＰＲＭ信号、位置Ｃに存在する各ＬＰＲＭ６からのＬＰＲＭ信号及び位置Ｄに存在する各ＬＰＲＭ６からのＬＰＲＭ信号が、局所領域制御棒挿入監視装置１１Ａの４つの中性子束比算出ユニット５１のそれぞれに含まれる中性子束平均装置１２Ａａ，１２Ａｂ，１２Ａｃ及び１２Ａｄに入力される。

　４つの中性子束比算出ユニット５１のそれぞれに含まれる中性子束平均装置１２Ａａ，１２Ａｂ，１２Ａｃ及び１２Ａｄは、前述したように、位置Ａの平均ＬＰＲＭ信号、位置Ｂの平均ＬＰＲＭ信号、位置Ｃの平均ＬＰＲＭ信号、及び位置Ｄの平均ＬＰＲＭ信号を生成する。また、４つの中性子束比算出ユニット５１のそれぞれの中性子束比算出装置１３Ａは、前述したように、中性子束比Ｂ_A／Ａ_A、中性子束比Ｃ_A／Ａ_A及び中性子束比Ｄ_A／Ａ_Aをそれぞれ算出する。４つの中性子束比算出ユニット５１のそれぞれの中性子束比算出装置１３Ａに接続された４つの制御棒挿入阻止装置１４Ａは、前述したように、中性子束比Ｂ_A／Ａ_A，Ｃ_A／Ａ_A及びＤ_A／Ａ_Aのうちの最大の中性子束比が設定中性子束比を超えているかを判定する。本実施例では、それぞれの制御棒挿入阻止装置１４Ａは、最大の中性子束比が設定中性子束比を超えていないので、非制御棒挿入阻止信号である生成した信号「０」を出力する。この結果、オア回路４９も信号「０」を出力する。

　さらに、広域領域制御棒挿入監視装置１１Ｂの制御棒挿入阻止装置１４Ｂは信号「０」を出力する。オア回路４９及び制御棒挿入阻止装置１４Ｂの各出力を入力するオア回路５０、すなわち、制御棒挿入監視装置１１は、非制御棒挿入阻止信号（信号「０」）を出力する。この結果、４本の挿入選択制御棒４の炉心への挿入が、これらの挿入選択制御棒４の炉心への挿入量が設定挿入量に達するまで継続される。

　４本の挿入選択制御棒４の炉心への挿入が終了した後、１回目の制御棒パターン交換において、まだ、炉心に挿入されない挿入選択制御棒４が残っている場合には、挿入選択制御棒４の挿入シーケンスに係る制御棒挿入情報に基づいて、オペレータが、挿入選択制御棒４の炉心横断面における位置情報及び設定挿入量情報を操作盤１８から入力することにより、残っている挿入選択制御棒４が炉心に挿入される。

　１回目の制御棒パターン交換における挿入選択制御棒４が全て炉心に挿入された後、この制御棒パターン交換の前まで炉心に挿入されていた複数の制御棒が全引抜きされる。これらの引抜選択制御棒４の引抜きは、前述したように、操作盤１８の表示装置１９に表示された制御棒引抜シーケンスの制御棒引抜情報に基づいて、オペレータが、引抜選択制御棒４の炉心横断面での位置情報及び設定引抜量情報を入力することによって行われる。選択された各引抜選択制御棒４が、全引抜き状態になるまで炉心から、順次、引き抜かれる。引抜選択制御棒４に近接してこの引抜選択制御棒４の周囲に配置された４本のＬＰＲＭ集合体５の各ＬＰＲＭ６から出力されたＬＰＲＭ信号が、制御棒引抜監視装置１５に入力される。制御棒引抜監視装置１５は、第１ＲＢＭ値及び第２ＲＢＭ値を算出し、第１ＲＢＭ値及び第２ＲＢＭ値のいずれかがＲＢＬ値に到達したとき、制御棒引抜阻止信号３４を出力する。しかしながら、１回目の制御棒パターン交換での全ての引抜選択制御棒４の引抜き操作では、第１ＲＢＭ値及び第２ＲＢＭ値のいずれもがＲＢＬ値に到達しなかった。

　全ての引抜選択制御棒４の引抜き操作が完了したとき、１回目の制御棒パターン交換が終了する。炉心に供給される冷却水流量が増加され、原子炉出力が定格出力まで増加される。原子炉の定格出力での運転が継続され、やがて、２回目の制御棒パターン交換が実行される。２回目の制御棒パターン交換においても、対象となる挿入選択制御棒４及び引抜選択制御棒４が異なるが、複数の挿入選択制御棒４の炉心への挿入操作及び複数の引抜選択制御棒４の炉心からの引抜き操作が行われる。２回目の制御棒パターン交換が終了した後、原子炉の定格出力での運転が行われる。やがて、原子炉の運転が停止され、一つの運転サイクルが終了する。

　ここで、制御棒挿入監視方法における挿入選択制御棒４の挿入阻止が生じる場合を想定して説明する。１回目の制御棒パターン交換において、８本の挿入選択制御棒４がモータ駆動のＣＲＤ７によってゆっくりと炉心に挿入されるこれらの挿入選択制御棒４の挿入操作時に、局所領域制御棒挿入監視装置１１Ａの８つの中性子束比算出ユニット５１のそれぞれに別々に接続された８つの制御棒挿入阻止装置１４Ａのうちの少なくとも１つの制御棒挿入阻止装置１４Ａが入力した中性子束比Ｂ_A／Ａ_A，Ｃ_A／Ａ_A及びＤ_A／Ａ_Aのうちの最大の中性子束比が設定中性子束比を超えていると判定したとき、その少なくとも１つの制御棒挿入阻止装置１４Ａが制御棒挿入阻止信号４８である生成した信号「１」を出力する。このため、オア回路４９も信号「１」を出力する。広域領域制御棒挿入監視装置１１Ｂの制御棒挿入阻止装置１４Ｂが非制御棒挿入阻止信号である信号「０」を出力したとき、オア回路４９及び制御棒挿入阻止装置１４Ｂのそれぞれの出力信号を入力するオア回路５０は、信号「１」である制御棒挿入阻止信号４８を出力する。

　この制御棒挿入阻止信号４８は、制御棒操作監視装置１６に入力される。制御棒操作監視装置１６は、入力した制御棒挿入阻止信号４８に基づいて制御棒挿入停止要求信号３７を出力する。配線２８を通して制御棒挿入停止要求信号３７を入力した制御棒駆動補助盤１７は、制御棒挿入停止信号３９を、配線２９を通して、同時に挿入される８本の挿入選択制御棒４が連結されたそれぞれのＣＲＤ７に伝える。これにより、これらのＣＲＤ７のモータの回転が停止され、同時に挿入されつつある８本の挿入選択制御棒４の炉心への挿入が阻止される。

　同時に挿入される８本の挿入選択制御棒４のそれぞれが、炉心への挿入時においてＣＲＤ７におけるモータ駆動によってゆっくりと炉心に挿入されるとき、最終的に原子炉出力が低下するが、それらの挿入選択制御棒４の炉心への挿入の過程において、何らかの原因で、炉心の軸方向における出力分布が異常に歪み、燃料棒が破損する可能性がある。前述したように挿入選択制御棒の挿入を阻止する本実施例は、このような炉心の軸方向における出力分布の異常な歪みによる燃料棒の損傷を防止することができる。

　制御棒操作監視装置１６は、入力した制御棒挿入阻止信号４８を配線２７を通して操作盤１８に出力する。操作盤１８に入力された制御棒挿入阻止信号４８が表示装置１９に表示されるので、表示装置１９を見たオペレータは、挿入選択制御棒４の炉心への挿入が阻止されたことを知ることができる。

　炉心への挿入選択制御棒４の挿入が阻止されたとき、原子炉はスクラムされる。表示装置１９を見て挿入選択制御棒４の炉心への挿入が阻止されたことを知ったオペレータは、操作盤１８に設けられたスクラム用のレバー（図示せず）をＯＮの位置まで回転させる。このレバーの回転により発生したスクラム信号は、配線５２を通って２体のＣＲＤ７に接続されるスクラム配管４４のそれぞれに設けられたスクラム弁４３に伝えられ、これらのスクラム弁４３を開く。窒素容器４２内の加圧空気によって加圧されている、アキュームレータ４１内の高圧の駆動水は、２本のスクラム配管４４を通って各ＣＲＤ７に供給される。このため、２体のＣＲＤ７が高圧の駆動水によって駆動され、これらのＣＲＤ７に連結された各制御棒４が急速に炉心に挿入される。この結果、原子炉の運転が停止される。
その後、挿入選択制御棒４の炉心への挿入阻止の原因が究明される。

　ここでは、８本の挿入選択制御棒４が同時に炉心に挿入されるときにおいてこれらの挿入選択制御棒４の挿入阻止について述べた。しかしながら、同時に挿入される８本の挿入選択制御棒４に対する挿入阻止が生じなく、他の複数本の挿入選択制御棒４の同時挿入において、オア回路４９が信号「１」を出力し、制御棒挿入阻止装置１４Ｂがる信号「０」を出力したときにおいても、他の複数本の挿入選択制御棒４の炉心への挿入が阻止される。

　間違った挿入選択制御棒が挿入される場合には、特開２０１２－１６３４３８号公報に記載されているように、挿入選択制御棒４を選択するとき（挿入選択制御棒４の位置を入力するとき）、入力された挿入選択制御棒４の位置情報が、挿入選択制御棒の挿入シーケンスにおける挿入選択制御棒の位置情報と異なっている場合に、選択された挿入選択制御棒の挿入が阻止される。本実施例において、局所領域制御棒挿入監視装置１１Ａにより挿入選択制御棒４の炉心への挿入を阻止する制御棒挿入阻止信号、及び広域領域制御棒挿入監視装置１１Ｂにより挿入選択制御棒４を含む全制御棒４の炉心への挿入を阻止する制御棒挿入阻止信号のそれぞれが生成される要因である「何らかの原因」は、例えば、前述の挿入選択制御棒の選択間違いに基づいて挿入選択制御棒の挿入を阻止するシステムの故障、及び挿入選択制御棒の操作を制御するシステムの誤信号の出力等を想定している。

　また、同時に挿入される前述の８本の挿入選択制御棒４が選択されるとき、何らかの原因で、これらの挿入選択制御棒４を含む全制御棒がモータ駆動のＣＲＤ７によってゆっくりと炉心に挿入された場合について説明する。このとき、それぞれの挿入選択制御棒４に近接してそれぞれの挿入選択制御棒４の周囲に配置された各ＬＰＲＭ集合体５、すなわち、炉心に配置された全ＬＰＲＭ集合体５の位置Ａに存在する全ＬＰＲＭ６からのＬＰＲＭ信号が中性子束平均装置１２Ｂａに入力され、全ＬＰＲＭ集合体５の位置Ｂに存在する全ＬＰＲＭ６からのＬＰＲＭ信号が中性子束平均装置１２Ｂａに入力される。そして、全ＬＰＲＭ集合体５の位置Ｃに存在する全ＬＰＲＭ６からのＬＰＲＭ信号が中性子束平均装置１２Ｂｃに入力され、全ＬＰＲＭ集合体５の位置Ｄに存在する全ＬＰＲＭ６からのＬＰＲＭ信号が中性子束平均装置１２Ｂｄに入力される。中性子束平均装置１２Ｂａ，１２Ｂａ，１２Ｂｃ及び１２Ｂｄのそれぞれは、位置Ａに対する平均ＬＰＲＭ信号、位置Ｂに対する平均ＬＰＲＭ信号、位置Ｃに対する平均ＬＰＲＭ信号及び位置Ｄに対する平均ＬＰＲＭ信号を生成する。これらの平均ＬＰＲＭ信号は、中性子束比算出装置１３Ｂに入力される。中性子束比算出装置１３Ｂは、入力した各平均ＬＰＲＭ信号に基づいて中性子束比Ｂ_B／Ａ_B、中性子束比Ｃ_B／Ａ_B及び中性子束比Ｄ_B／Ａ_Bのそれぞれを算出する。

　これらの中性子束比を入力する制御棒挿入阻止装置１４Ｂは、これらの中性子束比のうち最大の中性子束比が設定中性子束比を超えているかを判定する。例えば、ＬＰＲＭ信号がゆらぎの影響を受けてその最大の中性子束比が設定中性子束比を超えるとき、制御棒挿入阻止装置１４Ｂは制御棒挿入阻止信号４８である生成した信号「１」を出力する。このため、局所領域制御棒挿入監視装置１１Ａのオア回路４９の出力が信号「１」であるか信号「０」であるかに拘わらず、制御棒挿入監視装置１１のオア回路５０は制御棒挿入阻止信号（信号「１」）４８を出力する。このため、炉心に挿入されつつある全制御棒の炉心への挿入が阻止される。

　本実施例では、炉心の軸方向における異なる複数の位置（位置Ａ、位置Ｂ、位置Ｃ及び位置Ｄ）にそれぞれ位置するＬＰＲＭ６を有し、かつ炉心内で挿入選択制御棒４の周囲に配置された４つのＬＰＲＭ集合体５の、炉心の軸方向において炉心の制御棒挿入端（炉心の下端）に最も近い位置（位置Ａ）に配置された４つのＬＰＲＭ（第１のＬＰＲＭ）６のそれぞれからのＬＰＲＭ信号の平均に対する、その４つのＬＰＲＭ集合体５の、第１のＬＰＲＭ６よりも炉心の制御棒挿入端とは反対側の炉心の他端（炉心の上端）側で炉心の軸方向において同じ位置に位置する他の４つのＬＰＲＭ（第２のＬＰＲＭ）６からのＬＰＲＭ信号の平均の比、すなわち、中性子束比を算出する。本実施例では、中性子束比Ｂ_A／Ａ_A，Ｃ_A／Ａ_A及びＤ_A／Ａ_Aの３つの中性子束比が求められる。これらの中性子束比のうち最大の中性子束比が設定中性子束比を超えているときに、制御棒挿入阻止信号４８が制御棒挿入監視装置１１から出力される。このような本実施例では、制御棒挿入監視装置１１が中性子束比に基づいて制御棒挿入阻止信号４８を出力するか否かを判定しているので、引抜選択制御棒の引抜き時に行われる炉心下部の出力（位置ＡのＬＰＲＭ信号または位置ＢのＬＰＲＭ信号）と炉心上部の出力（位置ＣのＬＰＲＭ信号または位置ＤのＬＰＲＭ信号）の平均化を行う必要がなくなり、複数の挿入選択制御棒４を同時に挿入するときにおける、挿入選択制御棒４に隣接する燃料集合体の出力上昇を、制御棒挿入阻止信号４８を生成するか、すなわち、制御棒挿入阻止信号４８を出力するかの判定に精度良く反映させることができる。

　また、中性子束比を用いることで、挿入阻止信号を生成する設定値を大きくすることが可能であるため、正常な挿入操作の場合ではゆらぎがあったとしても設定値には到達しにくくなり、ゆらぎの影響による制御棒挿入阻止信号の生成を抑制することができる。このため、中性子束比に基づいた制御棒挿入阻止信号４８を出力するかの判定は中性子束のゆらぎの影響をあまり受けずに行うことができ、制御棒挿入阻止信号４８を出力するかの判定精度、すなわち、制御棒挿入阻止信号４８を生成するかの判定精度を向上させることができる。

　このため、中性子束比に基づいた制御棒挿入阻止信号４８を生成するかの判定により、原子炉の運転中における、挿入選択制御棒４の炉心への挿入操作を精度良く阻止することができ、そして、その挿入操作の間違った阻止を低減することができる。

　ところで、例えば、挿入選択制御棒４の上端が炉心の下端から位置ＢのＬＰＲＭ６よりも少し上の位置まで挿入されているとき、この挿入選択制御棒４に隣接してこの挿入選択制御棒４の周囲に位置する４体の燃料集合体３の出力は、この挿入選択制御棒４の挿入部分に隣接している部分で最も低くなる。それ故、この挿入選択制御棒４に隣接してこの挿入選択制御棒４の周囲に配置された４つのＬＰＲＭ集合体５のそれぞれの位置Ａ及び位置Ｂに存在するＬＰＲＭ６から出力されるＬＰＲＭ信号が最も小さくなり、位置Ａ及び位置Ｂに存在するＬＰＲＭ６のそれぞれから出力されるＬＰＲＭ信号はほぼ等しい。その４つのＬＰＲＭ集合体５のそれぞれの、この挿入選択制御棒４の挿入部分に隣接していない部分に位置する各ＬＰＲＭ６（位置Ｃに存在する各ＬＰＲＭ６及び位置Ｄに存在する各ＬＰＲＭ６）から出力されるＬＰＲＭ信号は大きくなる。

　このような状態では、上記の４つのＬＰＲＭ集合体５の各ＬＰＲＭ６からのＬＰＲＭ信号を入力する或る一つの中性子束比算出ユニット５１の中性子束比算出装置１３Ａで算出される中性子束比Ｂ_A／Ａ_Aは約１となり、中性子束比Ｃ_A／Ａ_A及びＤ_A／Ａ_Aのそれぞれは大きな値となる。挿入選択制御棒４の上端が炉心の下端から位置ＢのＬＰＲＭ６よりも少し上の位置まで挿入されているとき、制御棒挿入阻止装置１４Ａにおいて設定中性子束比を超えているかの判定の対象になる最大中性子束比は、中性子束比Ｂ_A／Ａ_A，Ｃ_A／Ａ_A及びＤ_A／Ａ_Aのうちの中性子束比Ｃ_A／Ａ_A及びＤ_A／Ａ_Aのいずれかになる。

　本実施例では、各制御棒挿入阻止装置１４Ａは、入力した中性子束比Ｂ_A／Ａ_A，Ｃ_A／Ａ_A及びＤ_A／Ａ_Aのうち最大となる中性子束比が設定中性子束比を超えているかを判定しているので、中性子束比Ｂ_A／Ａ_A，Ｃ_A／Ａ_A及びＤ_A／Ａ_Aのそれぞれが設定中性子束比を超えているかを別々に判定する場合に比べて制御棒挿入阻止信号４８を生成するかの判定をより短時間に行うことができる。このため、挿入選択制御棒４の挿入阻止が必要な場合には、それだけ早く挿入選択制御棒４の挿入阻止を行うことができる。

　炉心に配置された全ＬＰＲＭ集合体５の位置Ａ、位置Ｂ、位置Ｃ及び位置Ｄに存在するそれぞれの全ＬＰＲＭ６からのＬＰＲＭ信号が入力される広域領域制御棒挿入監視装置１１Ｂでは、前述したように、中性子束比算出装置１３Ｂが中性子束比Ｂ_B／Ａ_B、中性子束比Ｃ_B／Ａ_B及び中性子束比Ｄ_B／Ａ_Bのそれぞれが算出され、制御棒挿入阻止装置１４Ｂがこれらの中性子束比のうち最大の中性子束比が設定中性子束比を超えているかを判定し、最大の中性子束比が設定中性子束比を超えているとき、制御棒挿入阻止信号４８を出力する。このような広域領域制御棒挿入監視装置１１Ｂを備えている本実施例では、同時に挿入される複数本の挿入選択制御棒４が選択されたときに、何らかの原因で、これらの挿入選択制御棒４を含む全制御棒４が炉心に挿入された場合には、広域領域制御棒挿入監視装置１１Ｂにおける制御棒挿入阻止信号４８を出力するかの判定を、中性子束比を用いて行い、そして、挿入阻止信号を出力する設定中性子束比の値を大きくすることにより、この判定を中性子束のゆらぎの影響をあまり受けずに行うことができ、制御棒挿入阻止信号４８を生成するかの判定精度を向上させることができる。このため、広域領域制御棒挿入監視装置１１Ｂの作用により、複数の挿入選択制御棒４を含む全ての制御棒４の炉心への挿入を阻止することができる。さらに、広域領域制御棒挿入監視装置１１Ｂは全てのＬＰＲＭ集合体５における位置Ａ、位置Ｂ、位置Ｃ及び位置ＤのそれぞれのＬＰＲＭ信号を平均し、各位置の平均ＬＰＲＭ信号を用いて前述の中性子束比を算出するため、操作されている挿入選択制御棒４の位置情報がない場合においても、リアルタイムに挿入選択制御棒４の監視が可能になる。

　本実施例では、同時に複数本の挿入選択制御棒４をゆっくりと炉心に挿入しているときに挿入選択制御棒４の挿入が阻止された場合には、その挿入阻止後に原子炉をスクラムさせる。このスクラムにおいては、原子炉１に設けられた全制御棒４が瞬時に炉心に挿入される。このため、原子炉のスクラムにおいては、同時に複数本の挿入選択制御棒４のそれぞれが、ＣＲＤ７におけるモータ駆動によりゆっくりと炉心に挿入されるときに生じる可能性のある軸方向出力分布の異常な歪みが生じなく、燃料棒が破損しない。また、挿入選択制御棒４の挿入時において、何らかの原因で、この挿入選択制御棒４を含む全ての制御棒４がゆっくりと炉心に挿入された場合においても、同様に、全制御棒４が瞬時に炉心に挿入され、原子炉がスクラムされる。

　また、本実施例では、挿入選択制御棒４の挿入を阻止した後に原子炉のスクラムが行われるので、挿入選択制御棒４の挿入阻止の原因究明を早期に行うことができ、挿入選択制御棒４の挿入が阻止された原子炉の再起動を早く行うことができる。

　本実施例では、それぞれの中性子束比算出ユニット５１の中性子束比算出装置１３Ａに制御棒挿入阻止装置１４Ａを別々に接続しているが、それぞれの中性子束比算出ユニット５１の中性子束比算出装置１３Ａを一つの制御棒挿入阻止装置１４Ａに接続してもよい。この場合には、局所領域制御棒挿入監視装置１１Ａはオア回路４９を有していなく、一つの制御棒挿入阻止装置１４Ａがオア回路５０に直接接続される。

　一つの制御棒挿入阻止装置１４Ａが、各中性子束比算出ユニット５１の中性子束比算出装置１３Ａで算出された中性子束比Ｂ_A／Ａ_A，Ｃ_A／Ａ_A及びＤ_A／Ａ_Aを入力する。制御棒挿入阻止装置１４Ａは、各中性子束比算出装置１３Ａから入力した中性子束比Ｂ_A／Ａ_A，Ｃ_A／Ａ_A及びＤ_A／Ａ_Aに基づいて中性子束比算出装置１３Ａごとに中性子束比Ｂ_A／Ａ_A，Ｃ_A／Ａ_A及びＤ_A／Ａ_Aのうちの最大中性子束比が設定中性子束比を超えているかを判定する。

　同時に挿入される挿入選択制御棒４が８本である場合には、中性子束比Ｂ_A／Ａ_A，Ｃ_A／Ａ_A及びＤ_A／Ａ_Aが、８つの中性子束比算出ユニット５１の中性子束比算出装置１３Ａのそれぞれから一つの制御棒挿入阻止装置１４Ａに入力される。一つの中性子束比算出ユニット５１の中性子束比算出装置１３Ａから入力された中性子束比Ｂ_A／Ａ_A，Ｃ_A／Ａ_A及びＤ_A／Ａ_Aのうちの最大中性子束比が設定中性子束比を超えているとき、制御棒挿入阻止装置１４Ａは制御棒挿入阻止信号４８を出力する。これにより、８本の挿入選択制御棒４の炉心への挿入が阻止される。

　このように、各中性子束比算出ユニット５１の中性子束比算出装置１３Ａを一つの制御棒挿入阻止装置１４Ａに接続することにより、複数の中性子束比算出ユニット５１に対して制御棒挿入阻止装置１４Ａが一つで済み、制御棒操作監視システム１０の構成が簡素化される。

　本実施例では、局所領域制御棒挿入監視装置１１Ａに、同時に挿入される挿入選択制御棒４の最大本数と同じ個数の中性子束比算出ユニット５１を設け、さらに、それぞれの中性子束比算出ユニット５１に、４つの中性子束平均装置１２Ａ、すなわち、中性子束平均装置１２Ａａ，１２Ａｂ，１２Ａｃ及び１２Ａｄ、及び１つの中性子束比算出装置１３Ａを設けている。そして、同時に挿入される挿入選択制御棒４の本数（最大本数以下の本数）に対応する個数の中性子束比算出ユニット５１ごとに、１本の挿入選択制御棒４に近接してその周囲に存在する４本のＬＰＲＭ集合体５Ａ，５Ｂ，５Ｃ及び５Ｄの位置Ａ，位置Ｂ，位置Ｃ及び位置Ｄのそれぞれにおける平均ＬＰＲＭ信号を求め、これらの平均ＬＰＲＭ信号に基づいて中性子束比Ｂ／Ａ，Ｃ／Ａ及びＤ／Ａを算出している。

　これに対して、局所領域制御棒挿入監視装置１１Ａを、記憶装置、一つの中性子束平均装置１２Ａ，一つの中性子束比算出装置１３Ａ及び一つの制御棒挿入阻止装置１４Ａを含む構成にしてもよい。

　このような構成の局所領域制御棒挿入監視装置１１Ａは、ＬＰＲＭ信号の入力により、以下に述べる処理を実行するこの局所領域制御棒挿入監視装置１１Ａでは、同時に挿入される複数本の挿入選択制御棒４のそれぞれに別々に近接して各挿入選択制御棒４の周囲に存在する４本のＬＰＲＭ集合体５Ａ，５Ｂ，５Ｃ及び５Ｄのそれぞれの位置Ａ，それぞれの位置Ｂ，それぞれの位置Ｃ及びそれぞれの位置Ｄに存在する各ＬＰＲＭ６からＬＰＲＭ信号が入力され、これらのＬＰＲＭ信号が前述の記憶装置に記憶される。一つの中性子束平均装置１２Ａは、その記憶装置に記憶されたＬＰＲＭ信号のうち、同時に挿入された複数本の挿入選択制御棒４うちの１本の挿入選択制御棒４に近接して各挿入選択制御棒４の周囲に存在する４本のＬＰＲＭ集合体５Ａ，５Ｂ，５Ｃ及び５Ｄのそれぞれの位置Ａに配置された各ＬＰＲＭ６から出力された４つのＬＰＲＭ信号を平均し、位置Ａにおける平均ＬＰＲＭ信号を求める。さらに、その中性子束平均装置１２Ａは、その４本のＬＰＲＭ集合体５Ａ，５Ｂ，５Ｃ及び５Ｄのそれぞれの位置Ｂ，位置Ｃ及び位置Ｄのそれぞれに配置された各ＬＰＲＭ６から出力された４つのＬＰＲＭ信号を平均し、位置Ｂ，位置Ｃ及び位置Ｄのおける平均ＬＰＲＭ信号を求める。求めた各位置の平均ＬＰＲＭ信号は、前述の記憶装置に記憶される。さらに、その中性子束平均装置１２Ａは、複数本の挿入選択制御棒４うちの残りの挿入選択制御棒４のそれぞれに対しても、同様に、４本のＬＰＲＭ集合体５Ａ，５Ｂ，５Ｃ及び５Ｄのそれぞれの位置Ａ，位置Ｂ，位置Ｃ及び位置Ｄにおける平均ＬＰＲＭ信号を求めて記憶装置に記憶する。

　一つの中性子束比算出装置１３Ａは、同時に挿入された複数本の挿入選択制御棒４の１本の挿入選択制御棒４ごとに、該当する位置Ａ，位置Ｂ，位置Ｃ及び位置Ｄにおける平均ＬＰＲＭ信号を記憶装置から読み出し、中性子束比Ｂ_A／Ａ_A、中性子束比Ｃ_A／Ａ_A及び中性子束比Ｄ_A／Ａ_Aをそれぞれ算出する。さらに、一つの制御棒挿入阻止装置１４Ａは、同時に挿入された複数本の挿入選択制御棒４の１本の挿入選択制御棒４ごとに、中性子束比Ｂ_A／Ａ_A，Ｃ_A／Ａ_A及びＤ_A／Ａ_Aを記憶装置から読み出して入力し、これらの中性子束比のうちの最大の中性子束比が設定中性子束比を超えているかを判定する。この制御棒挿入阻止装置１４Ａは、最大の中性子束比が設定中性子束比を超えているときに該当する挿入選択制御棒４の挿入を阻止する制御棒挿入阻止信号４８である信号「１」を出力し、最大の中性子束比が設定中性子束比を超えていないときに挿入選択制御棒４の挿入を阻止しない非制御棒挿入阻止信号である信号「０」を出力する。

　このような局所領域制御棒挿入監視装置１１Ａは、中性子束平均装置１２Ａ，中性子束比算出装置１３Ａ及び制御棒挿入阻止装置１４Ａのそれぞれの個数を低減することができるので、構成を単純化することができる。

　本発明の好適な他の実施例である実施例２の制御棒操作監視方法を、図３を用いて以下に説明する。

　本実施例の制御棒操作監視方法に用いられる制御棒操作監視システム１０Ａは、図３に示すように、制御棒挿入監視装置１１、制御棒引抜監視装置１５、制御棒操作監視装置１６、制御棒駆動補助盤１７及びスクラム制御装置４０を備えている。

　このような制御棒操作監視システム１０Ａは、実施例１の制御棒操作監視システム１０にスクラム制御装置４０を付加した構成を有する。スクラム制御装置４０は、配線３１によって制御棒挿入監視装置１１、具体的には、制御棒挿入監視装置１１のオア回路５０に接続される。また、スクラム制御装置４０は、配線４５によってスクラム弁４３に接続される。制御棒操作監視システム１０Ａの、スクラム制御装置４０に係る以外の構成は、制御棒操作監視システム１０の構成と同じである。

　本実施例の制御棒操作監視方法では、制御棒操作監視システム１０Ａは、制御棒操作監視システム１０と同様に機能する。制御棒操作監視システム１０Ａの制御棒挿入監視装置１１及び制御棒引抜監視装置１５は制御棒操作監視システム１０の制御棒挿入監視装置１１及び制御棒引抜監視装置１５と同様に作用し、制御棒挿入監視装置１１は制御棒挿入阻止信号４８を出力し、制御棒引抜監視装置１５は制御棒引抜阻止信号３４を出力する。

　制御棒挿入監視装置１１の局所領域制御棒挿入監視装置１１Ａのオア回路４９から制御棒挿入阻止信号４８が出力されたときには、広域領域制御棒挿入監視装置１１Ｂの制御棒挿入阻止装置１４Ｂから制御棒挿入阻止信号４８が出力されない場合でも、制御棒挿入監視装置１１のオア回路５０から制御棒挿入阻止信号４８が出力される。オア回路５０から出力された制御棒挿入阻止信号４８は、スクラム制御装置４０に入力される。制御棒挿入阻止信号４８を入力したスクラム制御装置４０は、配線４５を通してスクラム弁４３に伝えられるスクラム信号４６を出力する。このスクラム信号は、全ての水圧制御ユニットのアキュームレータ４１に連絡される各スクラム配管４４に設けられたスクラム弁４３に伝えられる。これにより、全てのスクラム弁４３が開いて各アキュームレータ４１内の高圧の駆動水が全てのＣＲＤ７に供給され、全制御棒４が炉心に緊急挿入され、原子炉がスクラムされる。

　広域領域制御棒挿入監視装置１１Ｂの制御棒挿入阻止装置１４Ｂから制御棒挿入阻止信号４８が出力されたときには、制御棒挿入監視装置１１の局所領域制御棒挿入監視装置１１Ａのオア回路４９から制御棒挿入阻止信号４８が出力されない場合でも、制御棒挿入監視装置１１のオア回路５０から制御棒挿入阻止信号４８が出力される。このときも、全てのスクラム弁４３が開いて各アキュームレータ４１内の高圧の駆動水が全てのＣＲＤ７に供給され、全制御棒４が炉心に緊急挿入され、原子炉がスクラムされる。

　本実施例は、実施例１で生じる各効果を得ることができる。さらに、本実施例は、制御棒挿入監視装置１１から出力された制御棒挿入阻止信号４８を制御装置４０に入力するので、実施例１よりも早く原子炉をスクラムすることができる。

　本実施例では、該当するＣＲＤ７のモータの駆動によって複数の挿入選択制御棒４を炉心に挿入している操作を、アキュームレータ４１からの高圧駆動水を全ＣＲＤ７に供給することによる全制御棒４の緊急挿入操作に切り替えているので、実質的に、実施例１のように制御棒挿入阻止信号４８に基づいて同時に炉心に挿入される複数の挿入選択制御棒４の挿入を阻止する操作が行われている。

　前述した各実施例はモータ駆動型のＣＲＤ７を設けたＡＢＷＲに適用した例である。通常の原子炉出力の制御時における制御棒の操作及び緊急挿入時における制御棒の操作を、共に、駆動水の圧力によって行うＣＲＤを備えた沸騰水型原子炉（例えば、ＢＷＲ－５）に、各実施例に適用された制御棒操作監視システム１０及び１０Ａのそれぞれを適用してもよい。

　１…原子炉、２…原子炉圧力容器、３…燃料集合体、４…制御棒、５…局所出力領域モニター集合体（中性子検出器集合体）、６…局所出力領域モニター（中性子検出器）、７…制御棒駆動機構、１０，１０Ａ…制御棒操作監視システム、１１…制御棒挿入監視装置、１１Ａ…局所領域制御棒挿入監視装置、１１Ｂ…広域領域制御棒挿入監視装置、１２Ａ，１２Ａａ，１２Ａｂ，１２Ａｃ，１２Ａｄ，１２Ｂａ，１２Ｂｂ，１２Ｂｃ，１２Ｂｄ…中性子束平均装置、１３Ａ，１３Ｂ…中性子束比算出装置、１４Ａ，１４Ｂ…制御棒挿入阻止装置、１５…制御棒引抜監視装置、１６…制御棒操作監視装置、１８…操作盤、４０…制御装置、４１…アキュームレータ、４３…スクラム弁、４４…スクラム配管、４９，５０…オア回路、５１…中性子束比算出ユニット。

Claims

　炉心に挿入される挿入選択制御棒に隣接する中性子検出器集合体に含まれて前記炉心の軸方向に配置される複数の中性子検出器のうち前記炉心の制御棒挿入端に最も近い第１の位置に存在する前記中性子検出器で測定される中性子束に対する、この中性子検出器よりも前記炉心の他端側の第２の位置に存在する他の前記中性子検出器で測定される中性子束の比である第１中性子束比を算出し、
　前記第１中性子束比が設定中性子束比を超えるとき、前記挿入選択制御棒に対する制御棒挿入阻止信号を生成することを特徴とする制御棒操作監視方法。
　前記中性子検出器が、前記第１の位置から前記炉心の他端側で前記軸方向において相互に位置が異なる複数の前記第２の位置にそれぞれ配置されているとき、前記第１中性子束比は、前記複数の第２の位置のそれぞれの前記中性子束に対して算出され、前記制御棒挿入阻止信号の生成は、算出される前記第１中性子束比のうち最大の前記第１中性子束比が前記設定中性子束比を超えるときに行われる請求項１に記載の制御棒操作監視方法。
　前記第１中性子束比の算出は、前記挿入選択制御棒に隣接する複数の前記中性子検出器集合体のそれぞれの前記第１の位置に存在する前記中性子検出器で測定される中性子束を平均し、前記複数の前記中性子検出器集合体のぞれぞれの前記第２の位置に存在する前記中性子検出器で測定される中性子束を平均し、前記第１の位置における前記中性子束の平均に対する前記第２の位置における前記中性子束の平均の比を算出することによって行われる請求項１に記載の制御棒操作監視方法。
　前記中性子検出器が、各前記中性子検出器集合体内で前記第１の位置から前記炉心の他端側で前記軸方向において相互に位置が異なる複数の前記第２の位置にそれぞれ配置されているとき、前記第１中性子束比は、前記第１の位置における前記中性子束の平均を用いて前記複数の第２の位置のそれぞれの前記中性子束の平均に対して算出され、前記制御棒挿入阻止信号の生成は、算出される前記第１中性子束比のうち最大の前記第１中性子束比が前記設定中性子束比を超えるときに行われる請求項３に記載の制御棒操作監視方法。
　炉心の軸方向に配置される複数の中性子検出器を含む複数の中性子検出器集合体であって前記炉心に同時に挿入される複数の挿入選択制御棒のそれぞれに隣接して配置される前記複数の中性子検出器集合体ごとに設けられた中性子束比算出ユニットにおいて、前記軸方向に配置される前記複数の中性子検出器のうち前記炉心の制御棒挿入端に最も近い第１の位置に存在する前記中性子検出器よりも前記炉心の他端側で前記軸方向において相互に位置が異なる複数の第２の位置にそれぞれ存在する他の前記中性子検出器で測定される中性子束ごとに、前記第１の位置に存在する前記中性子検出器で測定される中性子束に対する前記第２の位置に存在する前記他の中性子検出器で測定される前記中性子束の比である第１中性子束比を算出し、
　それぞれの前記中性子束比算出ユニットに接続された一つの制御棒挿入阻止装置が、前記中性子束比算出ユニットで算出される前記第１中性子束比のうち最大の前記第１中性子束比が設定中性子束比を超えるとき、前記挿入選択制御棒に対する制御棒挿入阻止信号を生成することを特徴とする制御棒操作監視方法。
　前記炉心内に配置される全ての中性子検出器集合体のそれぞれの前記第１の位置に存在する前記中性子検出器で測定される中性子束を平均し、前記全ての中性子検出器集合体のぞれぞれの前記第２の位置に存在する前記中性子検出器で測定される中性子束を平均し、前記全ての中性子検出器集合体の前記第１の位置における前記中性子束の平均に対する前記全ての中性子検出器集合体の前記第２の位置における前記中性子束の平均の比である第２中性子束比を算出し、前記第２中性子束比が設定中性子束比を超えるとき、前記炉心内の、前記挿入選択制御棒を含む全ての制御棒に対する制御棒挿入阻止信号を生成する請求項１ないし５のいずれか１項に記載の制御棒操作監視方法。
　前記制御棒挿入阻止信号によって前記挿入選択制御棒の前記炉心への挿入が阻止される請求項１ないし５のいずれか１項に記載の制御棒操作監視方法。
　前記挿入選択制御棒の前記炉心への挿入阻止の後、全ての制御棒が前記炉心内に緊急挿入される請求項７に記載の制御棒操作監視方法。
　前記制御棒挿入阻止信号によって全ての制御棒が前記炉心内に緊急挿入される請求項１ないし５のいずれか１項に記載の制御棒操作監視方法。
　前記第１中性子束比が設定中性子束比を超えるとき、前記制御棒挿入阻止信号によって前記挿入選択制御棒の前記炉心への挿入が阻止される請求項６に記載の制御棒操作監視方法。
　前記第２中性子束比が設定中性子束比を超えるとき、前記制御棒挿入阻止信号によって前記挿入選択制御棒を含む全ての制御棒の前記炉心への挿入が阻止される請求項６に記載の制御棒操作監視方法。
　第１制御棒挿入監視装置を備え、
　前記第１制御棒挿入監視装置が、炉心に挿入される挿入選択制御棒に隣接する中性子検出器集合体に含まれて前記炉心の軸方向に配置される複数の中性子検出器のうち前記炉心の制御棒挿入端に最も近い第１の位置に存在する前記中性子検出器で測定される中性子束に対する、この中性子検出器よりも前記炉心の他端側の第２の位置に存在する他の前記中性子検出器で測定される中性子束の比である第１中性子束比を算出する第１中性子束比算出装置、及び前記第１中性子束比算出装置に接続され、前記第１中性子束比が設定中性子束比を超えるとき、前記挿入選択制御棒に対する制御棒挿入阻止信号を生成する第１制御棒挿入阻止装置を有することを特徴とする制御棒操作監視システム。
　前記第１制御棒挿入監視装置が、前記挿入選択制御棒に隣接する複数の前記中性子検出器集合体のそれぞれの前記第１の位置に存在する前記中性子検出器で測定される中性子束を平均する第１中性子束平均装置、及び前記複数の前記中性子検出器集合体のぞれぞれの前記第２の位置に存在する前記中性子検出器で測定される中性子束を平均する第２中性子束平均装置を含んでおり、
　前記第１中性子束比算出装置が、前記第１中性子束平均装置及び前記第２中性子束平均装置に接続され、前記第１中性子束平均装置で求められる前記中性子束の平均に対する前記第２中性子束平均装置で求められる前記中性子束の平均の比である前記第１中性子束比を算出する第１中性子束比算出装置である請求項１２に記載の制御棒操作監視システム。
　それぞれの前記中性子検出器集合体内で前記第１の位置から前記炉心の他端側で前記軸方向において相互に位置が異なる複数の前記第２の位置にそれぞれ配置されているとき、前記第１中性子束比を、前記第１の位置における前記中性子束の平均を用いて前記複数の第２の位置のそれぞれの前記中性子束の平均に対して算出する前記第１中性子束算出装置、及び前記制御棒挿入阻止信号の生成を、算出される前記第１中性子束比のうち最大の前記第１中性子束比が前記設定中性子束比を超えるときに行う前記第１制御棒挿入阻止装置を有する請求項１３に記載の制御棒操作監視システム。
　前記第１制御棒挿入監視装置が、前記第１中性子束平均装置、前記第２中性子束平均装置及び第１中性子束比算出装置を含む複数の中性子束比算出ユニットを有しており、
　前記中性子束比算出ユニットが、前記炉心に同時に挿入される複数の挿入選択制御棒のそれぞれに隣接して配置される前記複数の中性子検出器集合体ごとに設けられ、
　それぞれの前記中性子束比算出ユニットの第１中性子束比算出装置に接続された一つの前記制御棒挿入阻止装置であって前記中性子束比算出ユニットの前記第１中性子束比算出装置で算出される前記第１中性子束比のうち最大の前記第１中性子束比が設定中性子束比を超えるとき、前記挿入選択制御棒に対する制御棒挿入阻止信号を生成する前記第１制御棒挿入阻止装置を有する請求項１３に記載の制御棒操作監視システム。
　前記制御棒挿入阻止信号に基づいて前記挿入選択制御棒を含む、原子炉に設けられる全ての制御棒を前記炉心に緊急挿入させる制御装置を備えた請求項１２ないし１５のいずれか１項に記載の制御棒操作監視システム。
　第２制御棒挿入監視装置を備え、
　前記第２制御棒挿入監視装置が、前記炉心内に配置される全ての前記中性子検出器集合体の前記第１の位置に存在する前記中性子検出器で測定される中性子束を平均し、前記全ての中性子検出器集合体のぞれぞれの前記第２の位置に存在する前記中性子検出器で測定される中性子束を平均する第３中性子束平均装置、前記全ての中性子検出器集合体のぞれぞれの前記第２の位置に存在する前記中性子検出器で測定される中性子束を平均する第４中性子束平均装置、前記第３中性子束平均装置及び前記第４中性子束平均装置に接続され、前記第３中性子束平均装置で求められる前記中性子束の平均に対する前記第４中性子束平均装置で求められる前記中性子束の平均の比である第２中性子束比を算出する第２中性子束比算出装置、及び前記第２中性子束比が設定中性子束比を超えるとき、前記炉心内の、前記挿入選択制御棒を含む全ての制御棒に対する制御棒挿入阻止信号を生成する第２制御棒挿入阻止装置を有する請求項１２ないし１５のいずれか１項に記載の制御棒操作監視システム。