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JP2001099981A - Reactor power measurement device - Google Patents

Reactor power measurement device

Info

Publication number
JP2001099981A
JP2001099981A JP27817899A JP27817899A JP2001099981A JP 2001099981 A JP2001099981 A JP 2001099981A JP 27817899 A JP27817899 A JP 27817899A JP 27817899 A JP27817899 A JP 27817899A JP 2001099981 A JP2001099981 A JP 2001099981A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
ray
ray detector
reactor
processing device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP27817899A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Setsuo Arita
節男 有田
Makoto Hasegawa
真 長谷川
Hiromi Maruyama
博見 丸山
Kazuhiko Ishii
一彦 石井
Takeshi Nozaki
健 野崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP27817899A priority Critical patent/JP2001099981A/en
Publication of JP2001099981A publication Critical patent/JP2001099981A/en
Pending legal-status Critical Current

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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

Landscapes

  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】γ線検出器からの出力信号のうち遅発γ線の影
響を短時間で精度良く補正し、さらにその補正したγ線
検出信号に基づき、計算機で中性子検出器の校正定数の
算出できるようにする。 【解決手段】原子炉内で発生したγ線による金属の発熱
量を測定するγ線検出器4a〜4kと、前記γ線検出器
から出力される出力信号を入力するデータ処理装置1
2、該データ処理装置12から出力されるγ線検出信号
に基づいて原子炉出力を求める計算機14とを備え、該
データ処理装置は入力した前記γ線検出器の出力信号の
時系列データをもとに遅発γ線成分を補正する遅発γ線
補正部121を備え、遅発γ線成分を補正したγ線検出
信号に基づいて原子炉出力を求める計算機を備える。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To accurately correct the influence of delayed γ-rays in an output signal from a γ-ray detector in a short time, and further, based on the corrected γ-ray detection signals, a neutron detector in a computer. To be able to calculate the calibration constant. Kind Code: A1 A gamma ray detector for measuring a calorific value of a metal due to a gamma ray generated in a nuclear reactor, and a data processing device for inputting an output signal output from the gamma ray detector.
2. a computer 14 for obtaining a reactor output based on a γ-ray detection signal output from the data processing device 12, wherein the data processing device also stores time-series data of the input output signal of the γ-ray detector. And a late γ-ray correction unit 121 for correcting the late γ-ray component, and a computer for obtaining the reactor output based on the γ-ray detection signal corrected for the late γ-ray component.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、原子炉内で発生し
たγ線による金属の発熱量を測定するγ線検出器を用い
て原子炉出力を測定する原子炉出力測定装置に係り、特
に、γ線検出器から出力される出力信号のうち、遅発γ
線成分を補正して原子炉出力を測定する原子炉出力測定
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reactor power measuring apparatus for measuring a reactor power by using a gamma ray detector for measuring a calorific value of a metal due to a gamma ray generated in a nuclear reactor. Of the output signals output from the γ-ray detector,
The present invention relates to a reactor power measuring device for measuring a reactor power by correcting a line component.

【0002】[0002]

【従来の技術】沸騰水型原子炉における炉出力を測定す
るための中性子検出器は、周知のように、被覆管内に核
分裂性物質を収容して構成され、その核分裂性物質が中
性子を吸収して核分裂したときのガス電離作用を利用し
て炉出力に対応した出力信号を得るようになっている。
しかし、炉内で使用することにより核分裂性物質の量が
減少して中性子の検出感度が徐々に変化するため、感度
の校正を行う必要があった。
2. Description of the Related Art As is well known, a neutron detector for measuring reactor power in a boiling water reactor is constituted by containing a fissile material in a cladding tube, and the fissile material absorbs neutrons. An output signal corresponding to the reactor power is obtained using the gas ionization effect at the time of fission.
However, since it is used in a reactor, the amount of fissile material decreases and the neutron detection sensitivity gradually changes, so it is necessary to calibrate the sensitivity.

【0003】そこで、特開平6−289182号公報,特開平9
−236687号公報、及びProceedingsof a Specialists' M
eeting on In Core Instrumentation and ReactorAsses
sment(1988,June)のp271−p277“Technology
and Use of GammaThermometers”に記載されているよう
に、中性子検出器を収容する保護管内にγ線検出器を設
置し、そのγ線検出器を用いて測定される炉出力に基づ
いて中性子検出器の感度を校正していた。
Therefore, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. Hei 6-289182 and Hei 9
-236687, and Proceedings of a Specialists' M
eeting on In Core Instrumentation and ReactorAsses
sment (1988, June), p271-p277 "Technology
and use of GammaThermometers, a gamma-ray detector is installed in a protective tube containing a neutron detector, and a neutron detector is installed based on the reactor power measured using the gamma-ray detector. The sensitivity was calibrated.

【0004】上述のγ線検出器とは、炉心内のγ線と僅
かな中性子から付与されるエネルギー(放射線照射)によ
って発熱する金属の温度を、熱電対や測温抵抗体などの
測温手段によって検出するものであって、その検出結果
からγ線束や中性子束が求められ、更にγ線束や中性子
束が炉出力に比例することを利用して炉出力が求められ
る。また、Transactions of the American Nuclear Soc
iety,Vol.75(1996)のp333−p334“Applicat
ion of the Gamma Thermometer to BWR CoreMonitorin
g”に示されているように、γ線検出器の感度はプラン
ト運転経過に伴い変化するため、γ線検出器自体を校正
する必要がある。校正にあたっては、電源装置から所定
の電圧及び電流を校正用ヒータに供給し、校正用ヒータ
を加熱してγ線検出器に対して熱を与え、校正用ヒータ
における発熱量とその時のγ線検出器の出力電圧、更に
発熱量とγ線検出器の出力電圧との関係を示す校正曲線
に基づいて感度の校正を行う。なお、γ線検出器は、中
性子検出器の校正用としてだけでなく、炉心の軸方向出
力分布の測定にも適用される。但し、中性子検出器に比
べて応答性に劣るため、原子炉の安全保護系用の検出器
としては適さないと言われている。
[0004] The above-mentioned γ-ray detector refers to a temperature measuring means such as a thermocouple or a resistance temperature detector which measures the temperature of a metal which is heated by energy (radiation irradiation) given by γ-rays and a small amount of neutrons in a reactor core. The γ-ray flux and the neutron flux are obtained from the detection result, and the furnace power is obtained by utilizing the fact that the γ-ray flux and the neutron flux are proportional to the reactor power. Also, Transactions of the American Nuclear Soc
Society, Vol. 75 (1996), p333-p334 "Applicat
ion of the Gamma Thermometer to BWR CoreMonitorin
As shown in “g”, since the sensitivity of the γ-ray detector changes with the operation of the plant, it is necessary to calibrate the γ-ray detector itself. Is supplied to the calibration heater, the calibration heater is heated to give heat to the gamma ray detector, and the calorific value of the calibration heater, the output voltage of the gamma ray detector at that time, the calorific value and the gamma ray detection The sensitivity is calibrated based on the calibration curve showing the relationship with the output voltage of the detector.The gamma ray detector is used not only for the calibration of neutron detectors but also for the measurement of the axial power distribution of the core. However, it is said that it is not suitable as a detector for a safety protection system of a nuclear reactor because of its poor response compared to a neutron detector.

【0005】上記特開平9−236687 号公報には、γ線検
出器の出力電圧を現場である原子炉建屋内に設置したマ
ルチプレクサ処理部に入力し、ディジタル信号に変換
後、所定フォーマットの伝送データに変換して、中操の
信号処理部に多重伝送によって伝送し、信号処理部から
計算機にそのままデータを出力するようになっている。
[0005] Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-236687 discloses that the output voltage of a gamma ray detector is input to a multiplexer processing unit installed in a reactor building, which is a site, converted into a digital signal, and then transmitted in a predetermined format. The signal is then transmitted by multiplex transmission to the signal processing unit in the middle operation, and the data is directly output from the signal processing unit to the computer.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】原子炉内で発生するγ
線は、核分裂反応や中性子捕獲反応で発生する即発γ線
と核分裂生成物等の崩壊で発生する遅発γ線があり、遅
発γ線は30%程度の寄与を持っている。したがって、
この遅発γ線の影響を短時間で補正し、補正後の値を用
いて前述した中性子検出器の感度を補正することが必要
となる。中性子検出器の感度を補正するために必要な校
正定数の算出は、前述した計算機で実施される。
Γ generated in a nuclear reactor
The rays include prompt γ-rays generated by a fission reaction or a neutron capture reaction and delayed γ-rays generated by decay of fission products, etc. The delayed γ-rays contribute about 30%. Therefore,
It is necessary to correct the influence of the delayed γ-ray in a short time and to correct the sensitivity of the neutron detector using the corrected value. The calculation of the calibration constant required to correct the sensitivity of the neutron detector is performed by the above-described computer.

【0007】遅発γ線はそれまでの出力履歴等の影響を
強く受ける。しかも崩壊定数の異なる複数の核種によ
り、原子炉出力が上昇後安定になっても、γ線検出器の
出力信号は時間経過と共に変化する。遅発γ線の崩壊定
数は短時間(例、数秒)のものから長時間(例、数百時
間程度、それ以上もある)のものまで複数存在する。炉
出力に対して、分オーダ以上の崩壊定数を持つ遅発γ線
の影響が大きく、これらの遅発γ線成分の影響を補正し
た後に、中性子検出器の感度を補正するための校正定数
を算出する必要が生じる。上記のように、遅発γ線はそ
れまでの出力履歴等の影響を強く受けるため、崩壊定数
が分オーダ以上の遅発γ線成分の履歴を監視する必要が
ある。このためには、少なくとも時間的に短い、分オー
ダの遅発γ線成分の履歴を管理できなければならない。
分オーダの遅発γ線成分の履歴を管理するためには、そ
の十分の一程度の時間でデータをサンプリングできるよ
うにしなければ誤差が大きくなってしまう。したがっ
て、γ線検出器からの出力信号は少なくても0.1 分オ
ーダ、つまり秒オーダでサンプリングして、上記遅発γ
線成分の履歴を管理することになる。この管理を前記計
算機に持たせると下記の問題が発生する。
The delayed gamma rays are strongly affected by the output history and the like. Moreover, even if the reactor power becomes stable after the rise due to a plurality of nuclides having different decay constants, the output signal of the γ-ray detector changes over time. There are a plurality of delayed γ-ray decay constants ranging from short (eg, several seconds) to long (eg, several hundred hours or more). The effect of delayed γ-rays having decay constants on the order of minutes or more on the reactor power is large.After correcting the effects of these delayed γ-ray components, the calibration constant for correcting the sensitivity of the neutron detector is adjusted. It needs to be calculated. As described above, since delayed γ-rays are strongly affected by the output history, etc., it is necessary to monitor the history of delayed γ-ray components whose decay constants are on the order of minutes or more. For this purpose, it is necessary to be able to manage the history of the delayed γ-ray component in at least a short time, on the order of minutes.
In order to manage the history of the late γ-ray component on the order of minutes, an error will increase unless data can be sampled in about one tenth of the time. Therefore, the output signal from the γ-ray detector is sampled at least on the order of 0.1 minute, that is, on the order of seconds, and
The history of line components is managed. If this management is given to the computer, the following problem occurs.

【0008】計算機は中性子検出器の校正定数の算出,
炉出力分布(3次元出力分布や軸方向出力分布)の算
出、及び熱的余裕評価を主な機能としているため、その
処理時間は分オーダになる。また、γ線検出器は軸方向
に9個、あるいはそれ以上設置され、かつ中性子検出器
と同数のストリング数(例、50個)になるため、γ線
検出器の出力信号点数は例えば450点にもなる。上記
機能に加えてこれらの信号点に対する遅発γ線成分の履
歴を管理しようとすると、まず秒オーダでγ線検出器か
らの出力信号を入力することができなくなり、遅発γ線
成分の履歴管理に誤差を生じ、結果として中性子検出器
の感度を補正するために必要な校正定数を正しく算出で
きなくなる。
The computer calculates a calibration constant of the neutron detector,
Since the main functions of calculating the furnace power distribution (three-dimensional power distribution and axial power distribution) and evaluating the thermal margin, the processing time is on the order of minutes. The number of γ-ray detectors is nine or more in the axial direction, and the number of strings is equal to the number of neutron detectors (eg, 50). Therefore, the number of output signal points of the γ-ray detector is, for example, 450 Also. When trying to manage the history of delayed γ-ray components for these signal points in addition to the above function, it becomes impossible to input the output signal from the γ-ray detector in the order of seconds, and the history of delayed γ-ray components An error occurs in the management, and as a result, a calibration constant required for correcting the sensitivity of the neutron detector cannot be correctly calculated.

【0009】さらに、前記計算機の処理は、γ線検出器
からの出力信号の入力に対する処理時間が全処理時間の
大半を占めるようになり、本来すべきに中性子検出器の
校正定数の算出,炉出力分布(3次元出力分布や軸方向
出力分布)の算出、及び熱的余裕評価の処理に誤差をも
たらしたり、それらの処理時間が伸張してプラント運転
管理に支障をきたす可能性がある。
Further, in the processing of the computer, the processing time for the input of the output signal from the γ-ray detector occupies most of the entire processing time, and the calculation of the calibration constant of the neutron detector, There is a possibility that the calculation of the power distribution (three-dimensional power distribution or axial power distribution) and the processing of the thermal margin evaluation may cause an error, or the processing time may be extended to hinder plant operation management.

【0010】本発明は、以上の点に鑑みなされたもので
あり、その目的は、まず、γ線検出器からの出力信号の
うち遅発γ線の影響を短時間で精度良く補正し、次にそ
の補正したγ線検出信号に基づき、計算機で中性子検出
器の校正定数の算出,炉出力分布(3次元出力分布や軸
方向出力分布)の算出、及び熱的余裕評価を精度良く実
施することができる原子炉出力測定装置を提供すること
にある。
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to firstly and accurately correct the influence of delayed γ-rays in an output signal from a γ-ray detector in a short time. Based on the corrected γ-ray detection signal, the calculation of the calibration constant of the neutron detector, the calculation of the reactor power distribution (three-dimensional power distribution and axial power distribution), and the evaluation of the thermal margin are performed with high accuracy by a computer. To provide a reactor power measuring device capable of performing the above.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の特徴は、原子炉内で発生したγ線による金属の発熱
量を測定するγ線検出器と、前記γ線検出器から出力さ
れる出力信号を入力するデータ処理装置、該データ処理
装置から出力されるγ線検出信号に基づいて原子炉出力
を求める計算機とを備え、該データ処理装置は入力した
前記γ線検出器の出力信号の時系列データをもとに遅発
γ線成分を補正する手段を備えたことにある。特に、前
記データ処理装置は入力した前記γ線検出器の出力信号
の時系列データをもとに遅発γ線成分のうち少なくと
も、分オーダから時間オーダの崩壊定数を持つ遅発γ線
成分を補正し、炉出力レベルに比例する成分を算出す
る。
A feature of the present invention to achieve the above object is that a gamma ray detector for measuring the calorific value of metal due to gamma rays generated in a nuclear reactor, and a gamma ray output from the gamma ray detector. A data processing device for inputting an output signal, and a calculator for obtaining a reactor output based on a γ-ray detection signal output from the data processing device, wherein the data processing device inputs the output signal of the γ-ray detector. Means for correcting the delayed γ-ray component based on the time series data. In particular, the data processing device is configured to generate at least a delayed γ-ray component having a decay constant of a minute order to a time order among the delayed γ-ray components based on the time-series data of the input output signal of the γ-ray detector. Correct and calculate a component proportional to the furnace power level.

【0012】γ線検出器からの出力信号のうち遅発γ線
の影響を短時間で精度良く補正することにより、γ線検
出器から出力される出力信号の測定を短時間で精度良く
行うことができる。この遅発γ線成分を補正したγ線検
出信号に基づき、計算機で精度良く、かつ時間伸長を生
じることなく、中性子検出器の校正定数の算出をするこ
とが可能になる。
A method for accurately measuring the output signal output from a γ-ray detector in a short time by accurately correcting the influence of delayed γ-rays in the output signal from the γ-ray detector in a short time. Can be. Based on the γ-ray detection signal in which the delayed γ-ray component has been corrected, it becomes possible to calculate the calibration constant of the neutron detector with high accuracy and without time extension by a computer.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
例を詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0014】図1は、本発明の好適な一実施例である原
子炉出力測定装置を示す。図1において、原子炉圧力容
器1の炉心2内には、複数の燃料集合体(図示せず)と
共に複数の検出器集合体が設置される。検出器集合体
は、炉心2を貫通して設けられた複数の保護管3のそれ
ぞれの内部に、出力領域の中性子束を検出する複数の中
性子束検出器5A〜5D(以下、LPRMセンサ5A〜
5Dという)と、複数のγ線検出器4a〜4kを設置し
て構成される。
FIG. 1 shows a reactor power measuring apparatus according to a preferred embodiment of the present invention. In FIG. 1, in a core 2 of a reactor pressure vessel 1, a plurality of detector assemblies are installed together with a plurality of fuel assemblies (not shown). The detector assembly includes a plurality of neutron flux detectors 5A to 5D (hereinafter, LPRM sensors 5A to 5D) for detecting a neutron flux in an output region inside each of a plurality of protection tubes 3 provided through the core 2.
5D) and a plurality of γ-ray detectors 4a to 4k.

【0015】なお、LPRMとは、炉心2内の局所の中
性子束を検出する局所出力領域モニタのことであり、L
PRMセンサ5A〜5Dは、図に示すように、炉心2の
軸方向に沿って設けられている。そして、複数の保護管
3のそれぞれに設置されたLPRMセンサ5A〜5Dの
中性子束検出結果であるLPRM信号は、信号ケーブル
5Sを介し、格納容器15に設けられたペネトレーショ
ンP1を通過して、格納容器15外で原子炉建屋内に設
置される複数の伝送処理装置6に振り分けられて、入力
される。なお、図1では、複数の伝送処理装置6を重ね
書きで示している。また、その他の装置についても、複
数設置される場合には重ね書きを用いている。
The LPRM is a local power area monitor for detecting a local neutron flux in the core 2.
The PRM sensors 5A to 5D are provided along the axial direction of the core 2 as shown in the drawing. The LPRM signals, which are the neutron flux detection results of the LPRM sensors 5A to 5D installed in each of the plurality of protection tubes 3, pass through the penetration P1 provided in the storage container 15 via the signal cable 5S and are stored. The input is distributed to a plurality of transmission processing devices 6 installed inside the reactor building outside the vessel 15. In FIG. 1, a plurality of transmission processing devices 6 are shown in an overwritten manner. In the case of a plurality of other devices, overwriting is used.

【0016】伝送処理装置6は、複数のLPRM信号を
個々にフィルタ61に入力し、フィルタ61は、それぞ
れに入力されたLPRM信号に含まれる高周波の電磁ノ
イズを除去した後、出力する。伝送装置62は、複数の
フィルタ61から出力されたLPRM信号を選択的に取
り込んで、取り込んだLPRM信号を予め決められた形
式のディジタルデータにA/D変換した後、中央制御室
の伝送装置8に多重伝送する。一般に、原子炉建屋と中
央制御室との間は150〜200〔m〕程度も離れてお
り、またLPRM信号は信号点数が多いため、本実施例
のように多重伝送によってLPRM信号を送信するよう
に構成した方が安価である。また、LPRM信号は微弱であ
るため、本実施例ではディジタル伝送を用いることによ
り、後述する切替スイッチ132の切り替え時にスイッ
チングノイズが発生したり、校正用ヒータの電流制御の
ために電気ノイズが発生した場合でも、LPRM信号に
これらのノイズが重畳することを防止でき、耐ノイズ性
が向上する。更に、光伝送を用いることにより、その効
果はより一層向上する。
The transmission processing device 6 individually inputs a plurality of LPRM signals to a filter 61. The filter 61 removes high-frequency electromagnetic noise contained in each of the input LPRM signals, and outputs the resultant signals. The transmission device 62 selectively takes in the LPRM signals output from the plurality of filters 61, A / D converts the taken LPRM signals into digital data in a predetermined format, and then transmits the LPRM signals to the transmission device 8 in the central control room. Multiplex transmission. Generally, the reactor building is separated from the main control room by about 150 to 200 [m], and since the LPRM signal has a large number of signal points, the LPRM signal is transmitted by multiplex transmission as in the present embodiment. Is cheaper. Further, since the LPRM signal is weak, in the present embodiment, by using digital transmission, switching noise occurs when the changeover switch 132 described later is switched or electric noise occurs due to current control of the calibration heater. Even in such a case, it is possible to prevent such noise from being superimposed on the LPRM signal, and the noise resistance is improved. Furthermore, the effect is further improved by using optical transmission.

【0017】複数の伝送装置8は、複数の伝送処理装置
6の各伝送装置62から伝送されてくるLPRM信号を
受信し、複数のLPRM装置10に対してLPRM信号
を出力する。LPRM装置10は、入力されたLPRM
信号に対して、それぞれに設定されたゲインをかける。
なお、LPRM装置10に設定されるゲインについては
後述する。LPRM装置10において得られたLPRM
信号は、複数のAPRM(平均出力領域モニタ)装置11や
計算機14等の装置に出力される。APRM装置11
は、入力された複数のLPRM信号の平均を求め、平均
炉出力として出力する。また、APRM装置11は、求
めた平均炉出力と予め設定された基準値とを比較し、平
均炉出力が基準値を超えた場合に炉出力を減少させるた
めのスクラム指令を出力する。複数のAPRM装置11
のいずれかからスクラム指令が出力されると、炉心2に
制御棒(図示せず)が緊急挿入され、炉出力は減少す
る。γ線検出器4a〜4kは、図1に示すように、LP
RMセンサ5A〜5Dよりも数多く設けられており、L
PRMセンサ5A〜5Dに対して径方向の位置をずらし
て、かつ炉心2の軸方向に沿って設けられている。この
ように、γ線検出器の設置数を多くしているのは、LP
RMセンサ5A〜5Dの校正精度及び軸方向出力分布の
測定精度を高めるためである。なお、本実施例では、1
1個のγ線検出器4a〜4kを設けているが、LPRM
センサ5A〜5Dと同数、或いはそれ以上であればLP
RMセンサ5A〜5Dの校正を行うことは可能なので、
例えば8個又は9個でもよい。また、保護管3内におけ
る径方向の配置は、LPRMセンサ5A〜5Dを中央に
配置し、γ線検出器4a〜4kをLPRMセンサ5A〜
5Dとずらして配置する。このように配置する理由は、
LPRMセンサ5A〜5Dが検出する中性子束は水ギャ
ップの影響を受けるため、LPRMセンサ5A〜5Dを
保護管3の中央に配置して各燃料集合体からの距離を均
一にする必要があり、一方のγ線検出器4a〜4kが検
出するγ線は水ギャップの影響を受けないため、γ線検
出器4a〜4kは保護管3内のどの位置に配置しても同
じ検出結果が得られるためである。
The plurality of transmission devices 8 receive the LPRM signals transmitted from the transmission devices 62 of the plurality of transmission processing devices 6 and output the LPRM signals to the plurality of LPRM devices 10. The LPRM device 10 receives the input LPRM.
Apply the set gain to each signal.
The gain set in the LPRM device 10 will be described later. LPRM obtained in LPRM device 10
The signal is output to a plurality of devices such as an APRM (average output area monitor) device 11 and a computer 14. APRM device 11
Calculates an average of a plurality of input LPRM signals and outputs the average as an average furnace output. Further, the APRM device 11 compares the calculated average furnace power with a preset reference value, and outputs a scrum command for reducing the furnace power when the average furnace power exceeds the reference value. Multiple APRM devices 11
When a scrum command is output from any of the above, a control rod (not shown) is urgently inserted into the core 2 and the furnace output decreases. The γ-ray detectors 4a to 4k are, as shown in FIG.
More RM sensors are provided than the RM sensors 5A to 5D.
The PRM sensors 5 </ b> A to 5 </ b> D are provided along the axial direction of the core 2 with their positions in the radial direction shifted from each other. The reason why the number of γ-ray detectors installed is large is that LP
This is for improving the calibration accuracy of the RM sensors 5A to 5D and the measurement accuracy of the axial output distribution. In this embodiment, 1
Although one γ-ray detector 4a to 4k is provided, the LPRM
LP if the same number or more than the sensors 5A to 5D
Since it is possible to calibrate the RM sensors 5A to 5D,
For example, the number may be eight or nine. The radial arrangement in the protection tube 3 is such that the LPRM sensors 5A to 5D are arranged at the center, and the γ-ray detectors 4a to 4k are connected to the LPRM sensors 5A to 5K.
It is displaced from 5D. The reason for this arrangement is
Since the neutron flux detected by the LPRM sensors 5A to 5D is affected by the water gap, it is necessary to arrange the LPRM sensors 5A to 5D at the center of the protection tube 3 to make the distance from each fuel assembly uniform. Since the γ-rays detected by the γ-ray detectors 4a to 4k are not affected by the water gap, the same detection result can be obtained regardless of where the γ-ray detectors 4a to 4k are arranged in the protective tube 3. It is.

【0018】図2は、γ線検出器の構造例を示す。図2
(a)はγ線検出器の縦断面図であり、図2(b)は横
断面図である。図に示すようにγ線検出器は、γ線発熱
金属42(例えばSUS)を円筒形のアウターチューブ
41に挿入して構成され、更にγ線発熱金属42の内部
には複数の熱電対43と校正用ヒータ44が設けられて
いる。また、アウターチューブ41とγ線発熱金属42
との間には、軸方向に任意の間隔をおいて複数の空間が
設けられており、その空間に不活性ガス(例えばアルゴ
ンガス)を充填することにより空間の熱伝導率を低下さ
せ、断熱チャンバ45を形成している。
FIG. 2 shows an example of the structure of the γ-ray detector. FIG.
FIG. 2A is a longitudinal sectional view of the γ-ray detector, and FIG. 2B is a transverse sectional view. As shown in the figure, the γ-ray detector is configured by inserting a γ-ray heating metal 42 (for example, SUS) into a cylindrical outer tube 41, and further includes a plurality of thermocouples 43 inside the γ-ray heating metal 42. A calibration heater 44 is provided. Further, the outer tube 41 and the γ-ray heating metal 42
A plurality of spaces are provided at arbitrary intervals in the axial direction, and the space is filled with an inert gas (e.g., argon gas) to reduce the thermal conductivity of the space and to provide heat insulation. A chamber 45 is formed.

【0019】γ線検出器において、γ線発熱金属42
は、炉心内で発生したγ線及び僅かな中性子による放射
線照射によって発熱する。図に示すように、γ線検出器
の外周は、炉心冷却水の循環によって冷却されているた
め、断熱チェンバ45が無い部分のγ線発熱金属42
は、放射線照射によって発熱しても炉心冷却水の温度と
同程度の温度(実際には冷却水温度より少し高め)とな
る。一方、断熱チャンバ45の内側部分のγ線発熱金属
42は冷却されないため、放射線照射による発熱で高温
状態となる。図示したように、断熱チャンバ45の内側
部分と断熱チェンバ45が無い部分には、熱電対43の
高温接点部43A及び冷温接点部43Bがそれぞれ設置
されており、それぞれγ線発熱金属42の温度を測定す
る。この熱電対43は差動型熱電対であり、高温接点部
43A及び冷温接点部43Bで測定した温度の差が測定
電圧として出力される。この測定電圧がγ線検出器の出
力、すなわちγ線検出信号となる。
In the γ-ray detector, the γ-ray heating metal 42
Is heated by irradiation with gamma rays and slight neutrons generated in the core. As shown in the figure, since the outer periphery of the γ-ray detector is cooled by circulation of the core cooling water, the γ-ray heat
Is substantially the same as the temperature of the core cooling water (actually, slightly higher than the cooling water temperature) even if heat is generated by radiation irradiation. On the other hand, since the γ-ray heat generating metal 42 inside the heat insulating chamber 45 is not cooled, the γ-ray heat generating metal 42 is in a high temperature state due to the heat generated by radiation irradiation. As shown in the drawing, a high temperature contact portion 43A and a cold temperature contact portion 43B of a thermocouple 43 are provided in an inner portion of the heat insulating chamber 45 and a portion where the heat insulating chamber 45 is not provided, respectively. Measure. The thermocouple 43 is a differential thermocouple, and outputs a temperature difference measured at the high-temperature contact portion 43A and the cold-temperature contact portion 43B as a measured voltage. This measured voltage becomes an output of the γ-ray detector, that is, a γ-ray detection signal.

【0020】図2(b)に示すように、γ線発熱金属4
2の内部には熱電対43が校正用ヒータ44を取り囲む
ように配置されており、この例では熱電対43が8個設
けられているのでγ線検出器も8個である。なお、校正
用ヒータ44はγ線検出器の感度の校正時に用いられる
が、γ線検出器の感度の校正については後述する。以
上、γ線検出器の構造例について説明したが、本実施例
のγ線検出器4a〜4kも熱電対の数が11個である点
で異なるだけで、基本的には図2と同様の構造である。
As shown in FIG. 2B, the γ-ray heating metal 4
A thermocouple 43 is disposed inside the heater 2 so as to surround the calibration heater 44. In this example, since eight thermocouples 43 are provided, the number of γ-ray detectors is also eight. The calibration heater 44 is used when calibrating the sensitivity of the γ-ray detector. Calibration of the sensitivity of the γ-ray detector will be described later. Although the example of the structure of the γ-ray detector has been described above, the γ-ray detectors 4 a to 4 k of the present embodiment are basically the same as those in FIG. 2 except that the number of thermocouples is eleven. Structure.

【0021】γ線検出器4a〜4kにおける熱電対によ
る測定電圧は、γ線検出信号として保護管3内のそれぞ
れのγ線検出器4a〜4kから出力され、コネクタ16
及び信号ケーブル4Sを介し、格納容器15に設けられ
たペネトレーションP2を通過して、格納容器15外で
原子炉建屋内に設置された複数の伝送処理装置7に振り
分けられて、入力される。伝送処理装置7は、伝送処理
装置6と同一構成になっており、γ線検出信号4Sを複
数のフィルタ71に個々に入力し、それぞれのフィルタ
71でγ線検出信号4Sに含まれる高周波の電気ノイズ
を除去する。伝送装置72は、フィルタ71により電気
ノイズが除去されたγ線検出信号4Sを選択的に取り込
んで、取り込んだγ線検出信号4Sを予め決められた形
式のディジタルデータにA/D変換した後、中央制御室
の伝送装置9に多重伝送する。本実施例では、前述のL
PRM信号と同様に、多重伝送によってγ線検出信号4
Sを送信するように構成しているため安価である。ま
た、ディジタル伝送を用いることにより、後述する切替
スイッチ132の切替え時にスイッチングノイズが発生
したり、校正用ヒータの電流制御のために電気ノイズが
発生した場合でも、γ線検出信号4Sにこれらのノイズ
が重畳することを防止でき、耐ノイズ性が向上する。更
に、光伝送を用いることにより、その効果はより一層向
上する。
The voltages measured by the thermocouples in the γ-ray detectors 4 a to 4 k are output from the respective γ-ray detectors 4 a to 4 k in the protection tube 3 as γ-ray detection signals.
Then, the signal passes through a penetration P2 provided in the containment vessel 15 via the signal cable 4S, is distributed to a plurality of transmission processing devices 7 installed in the reactor building outside the containment vessel 15, and is input. The transmission processing device 7 has the same configuration as the transmission processing device 6, and individually inputs the γ-ray detection signal 4S to a plurality of filters 71, and each filter 71 outputs a high-frequency electric signal included in the γ-ray detection signal 4S. Remove noise. The transmission device 72 selectively captures the γ-ray detection signal 4S from which the electrical noise has been removed by the filter 71, and A / D converts the captured γ-ray detection signal 4S into digital data of a predetermined format. Multiplex transmission is performed to the transmission device 9 in the central control room. In the present embodiment, the aforementioned L
Like the PRM signal, the γ-ray detection signal 4
It is inexpensive because it is configured to transmit S. Further, by using digital transmission, even if switching noise occurs when the changeover switch 132 described later is switched or electric noise occurs due to current control of the calibration heater, these noises are included in the γ-ray detection signal 4S. Can be prevented from being superimposed, and noise resistance is improved. Furthermore, the effect is further improved by using optical transmission.

【0022】伝送装置9は、複数の伝送処理装置7の各
伝送装置75から伝送されてくるγ線検出信号を受信
し、複数のデータ処理装置12に対してγ線検出信号を
個々に出力する。データ処理装置12は、遅発γ線補正
部121,信号処理部125,データ出力切替部122
及び校正定数算出部123から成る。データ処理装置1
2において、入力されたγ線検出信号は遅発γ線補正部
121に入力され、後述するが、遅発γ線成分の補正演
算を実施し、遅発γ線成分を補正したγ線検出信号を信
号処理部125に出力する。信号処理部125は、予め
設定された変換式を用いてγ線検出信号から放射線照射
による発熱量を求める。この変換式は数1で示される。
The transmission device 9 receives the γ-ray detection signals transmitted from the transmission devices 75 of the plurality of transmission processing devices 7 and individually outputs the γ-ray detection signals to the plurality of data processing devices 12. . The data processing device 12 includes a delayed γ-ray correction unit 121, a signal processing unit 125, a data output switching unit 122
And a calibration constant calculation unit 123. Data processing device 1
In step 2, the input γ-ray detection signal is input to the delayed γ-ray correction unit 121, which performs a correction operation on the delayed γ-ray component and corrects the delayed γ-ray component, as described later. Is output to the signal processing unit 125. The signal processing unit 125 obtains the amount of heat generated by irradiation with radiation from the γ-ray detection signal using a conversion equation set in advance. This conversion formula is shown by Expression 1.

【0023】[0023]

【数1】 (Equation 1)

【0024】(数1)において、W:放射線照射による
発熱量〔w/g〕,U:熱電対の出力電圧(γ線検出信
号)〔mV〕,S0 :γ線検出器の感度〔mV/(w/
g)〕,α:温度係数〔1/mV〕である。なお、αは定
数である。
In (Equation 1), W: amount of heat generated by radiation irradiation [w / g], U: output voltage of the thermocouple (γ-ray detection signal) [mV], S 0 : sensitivity of the γ-ray detector [mV] / (W /
g)], α: temperature coefficient [1 / mV]. Here, α is a constant.

【0025】信号処理部125は、更に、(数1)によ
り求められた発熱量WからLPRM信号に相当するLP
RM相当信号を演算する。信号処理部125は、求めた
LPRM相当信号をデータ出力切替部122に出力し、ま
た、γ線検出信号を校正定数算出部123に出力する。
データ出力切替部122は、後述する電源制御装置134
からの指示により開閉動作を行うスイッチであり、スイ
ッチが閉じられているときには入力されたLPRM相当
信号を計算機14に出力し、逆にスイッチが開かれてい
るときにはLPRM相当信号の出力を行わない。校正定
数算出部123は、信号処理部125に設定された(数
1)の変換式中の感度S0 を更新するためのものであ
り、校正定数算出部123による感度S0 の更新につい
ては後述する。なお、校正定数算出部123は、感度の
校正に係る情報を表示器124に出力し、表示させる。
The signal processing unit 125 further calculates the LP corresponding to the LPRM signal from the heat generation amount W obtained by (Equation 1).
An RM equivalent signal is calculated. The signal processing unit 125 determines
An LPRM equivalent signal is output to the data output switching unit 122, and a γ-ray detection signal is output to the calibration constant calculation unit 123.
The data output switching unit 122 includes a power control device 134 described later.
The switch performs an opening / closing operation in response to an instruction from the computer. When the switch is closed, the input LPRM-equivalent signal is output to the computer 14, and when the switch is open, the LPRM-equivalent signal is not output. Calibration constant calculating unit 123 is for updating the sensitivity S 0 in the conversion formula is set to the signal processing section 125 (the number 1), described later updates the sensitivity S 0 by a calibration constant calculating unit 123 I do. Note that the calibration constant calculation unit 123 outputs information related to the calibration of the sensitivity to the display unit 124 to display the information.

【0026】図1に示すように、本実施例では、LPR
Mセンサ5A,5B,5C,5Dと、γ線検出器4c,
4e,4g,4iとがそれぞれ同じ高さ(軸方向位置)
に配置されている。従って、LPRMセンサ5A,5
B,5C,5Dの感度は、γ線検出器4c,4e,4
g,4iによる検出結果に基づいてそれぞれ校正するこ
とができ、計算機14によってLPRMセンサを校正す
るための校正定数が求められる。計算機14は、入力さ
れたLPRM信号とLPRM相当信号のうち、対応する
信号同士(例えば、LPRMセンサ5Aにより得られた
信号とγ線検出器4cにより得られた信号)のレベル比
をLPRMセンサ毎に計算し、校正定数としてプリンタ
(図示せず)に出力する。
As shown in FIG. 1, in this embodiment, the LPR
M sensors 5A, 5B, 5C, 5D and γ-ray detector 4c,
4e, 4g, 4i are the same height (axial position)
Are located in Accordingly, the LPRM sensors 5A, 5A
The sensitivities of B, 5C and 5D are determined by the γ-ray detectors 4c, 4e and 4
Calibration can be performed based on the detection results by g and 4i, respectively, and the computer 14 calculates a calibration constant for calibrating the LPRM sensor. The computer 14 compares the level ratio between the corresponding signals (for example, the signal obtained by the LPRM sensor 5A and the signal obtained by the γ-ray detector 4c) among the input LPRM signal and the LPRM equivalent signal for each LPRM sensor. And outputs it as a calibration constant to a printer (not shown).

【0027】プリンタは入力されたLPRMセンサ毎の
校正定数をプリントアウトし、その結果を用いて運転員
がLPRM装置10のゲインを補正することによって、
LPRMセンサ5A〜5Dの感度の校正が行われる。なお、
本実施例ではプリンタを介して運転員がLPRM装置1
0のゲインを補正しているが、プリンタを介さずに、校
正定数をLPRM装置10に直接入力してゲインを自動
で補正してもよい。
The printer prints out the input calibration constant for each LPRM sensor, and the operator corrects the gain of the LPRM device 10 using the result, whereby
Calibration of the sensitivity of the LPRM sensors 5A to 5D is performed. In addition,
In this embodiment, the operator operates the LPRM device 1 via the printer.
Although the gain of 0 is corrected, the calibration may be automatically corrected by directly inputting the calibration constant to the LPRM device 10 without going through a printer.

【0028】計算機14は、LPRMセンサ5A〜5D
を校正するための校正定数の算出以外に、3次元出力分
布や軸方向出力分布のような炉出力分布の算出及び熱的
余裕評価を行う。3次元出力分布や軸方向出力分布の算
出は、まず炉心状態データ(熱的収支データ,炉心流量
等)に基づき3次元炉心シミュレーションを実行して流
量分布,ボイド分布を求めた後、出力分布を求め、更に
その計算を繰返して、最終的にはγ線検出器4a〜4k
の検出結果と一致するように出力分布が求められる。
The computer 14 has LPRM sensors 5A to 5D.
In addition to the calculation of the calibration constants for calibrating, the calculation of the furnace power distribution such as the three-dimensional power distribution and the axial power distribution and the evaluation of the thermal margin are performed. The three-dimensional power distribution and axial power distribution are calculated by first performing a three-dimensional core simulation based on core state data (thermal balance data, core flow, etc.) to obtain the flow distribution and void distribution, and then calculating the power distribution. The calculation is repeated, and finally the γ-ray detectors 4a to 4k
The output distribution is determined so as to match the detection result of.

【0029】原子炉内で発生するγ線は、核分裂反応や
中性子捕獲反応で発生する即発γ線と核分裂生成物等の
崩壊で発生する遅発γ線があり、遅発γ線はそれまでの
出力履歴等の影響を強く受ける。しかも崩壊定数の異な
る複数の核種により、原子炉出力が上昇後安定になって
も、γ線検出器の出力信号は時間経過と共に変化する。
遅発γ線の崩壊定数は短時間(例、数秒)のものから長
時間(例、数百時間程度、それ以上もある)のものまで
複数存在する。炉出力に対して、分オーダ以上の崩壊定
数を持つ遅発γ線の影響が大きく、これらの遅発γ線成
分の影響を補正した後に、中性子検出器の感度を補正す
るための校正定数を算出する必要が生じる。上記のよう
に、遅発γ線はそれまでの出力履歴等の影響を強く受け
るため、崩壊定数が分オーダ以上の遅発γ線成分の履歴
を監視する必要がある。このためには、少なくとも時間
的に短い、分オーダの遅発γ線成分の履歴を管理できな
ければならない。分オーダの遅発γ線成分の履歴を管理
するためには、その十分の一程度の時間でデータをサン
プリングできるようにしなければ誤差が大きくなってし
まう。したがって、γ線検出器からの出力信号は少なく
ても0.1 分オーダ、つまり秒オーダでサンプリングし
て、上記遅発γ線成分の履歴を管理することになる。計
算機14はLPRMセンサ5A〜5Dの校正定数の算
出,炉出力分布(3次元出力分布や軸方向出力分布)の
算出、及び熱的余裕評価を主な機能としているため、そ
の処理時間は分オーダになる。また、γ線検出器は軸方
向に9個、あるいはそれ以上設置され、かつLPRMセ
ンサと同数のストリング数(例、50個)になるため、
γ線検出器の出力信号点数は例えば450点にもなる。
上記機能に加えてこれらの信号点に対する遅発γ線成分
の履歴を管理しようとすると、まず秒オーダでγ線検出
器からの出力信号を入力することができなくなり、遅発
γ線成分の履歴管理に誤差を生じ、結果として中性子検
出器の感度を補正するために必要な校正定数を正しく算
出できなくなる。
The gamma rays generated in a nuclear reactor include prompt gamma rays generated by fission reactions and neutron capture reactions, and delayed gamma rays generated by the decay of fission products and the like. Strongly affected by output history and the like. Moreover, even if the reactor power becomes stable after the rise due to a plurality of nuclides having different decay constants, the output signal of the γ-ray detector changes over time.
There are a plurality of delayed γ-ray decay constants ranging from short (eg, several seconds) to long (eg, several hundred hours or more). The effect of delayed γ-rays having decay constants on the order of minutes or more on the reactor power is large.After correcting the effects of these delayed γ-ray components, the calibration constant for correcting the sensitivity of the neutron detector is adjusted. It needs to be calculated. As described above, since delayed γ-rays are strongly affected by the output history, etc., it is necessary to monitor the history of delayed γ-ray components whose decay constants are on the order of minutes or more. For this purpose, it is necessary to be able to manage the history of the delayed γ-ray component in at least a short time, on the order of minutes. In order to manage the history of the late γ-ray component on the order of minutes, an error will increase unless data can be sampled in about one tenth of the time. Therefore, the output signal from the γ-ray detector is sampled at least on the order of 0.1 minutes, that is, on the order of seconds, and the history of the late γ-ray component is managed. Since the computer 14 has the main functions of calculating the calibration constants of the LPRM sensors 5A to 5D, calculating the furnace power distribution (three-dimensional power distribution and axial power distribution), and evaluating the thermal margin, the processing time is on the order of minutes. become. In addition, since 9 or more γ-ray detectors are installed in the axial direction and the number of strings is the same as the number of LPRM sensors (for example, 50),
The number of output signal points of the γ-ray detector reaches, for example, 450 points.
When trying to manage the history of delayed γ-ray components for these signal points in addition to the above function, it becomes impossible to input the output signal from the γ-ray detector in the order of seconds, and the history of delayed γ-ray components An error occurs in the management, and as a result, a calibration constant required for correcting the sensitivity of the neutron detector cannot be correctly calculated.

【0030】さらに、前記計算機14の処理は、γ線検
出器からの出力信号の入力に対する処理時間が全処理時
間の大半を占めるようになり、本来すべきにLPRMセ
ンサの校正定数の算出,炉出力分布(3次元出力分布や
軸方向出力分布)の算出、及び熱的余裕評価の処理に誤
差をもたらしたり、それらの処理時間が伸張してプラン
ト運転管理に支障をきたす可能性がある。このために、
γ線検出器から出力される出力信号を入力するデータ処
理装置12において入力した前記γ線検出器の出力信号
の時系列データをもとに遅発γ線成分を補正するように
している。
Further, in the processing of the computer 14, the processing time for the input of the output signal from the γ-ray detector occupies most of the entire processing time, and the calculation of the calibration constant of the LPRM sensor, the There is a possibility that the calculation of the power distribution (three-dimensional power distribution or axial power distribution) and the processing of the thermal margin evaluation may cause an error, or the processing time may be extended to hinder plant operation management. For this,
The delayed γ-ray component is corrected based on the time series data of the output signal of the γ-ray detector input in the data processing device 12 for inputting the output signal output from the γ-ray detector.

【0031】これにより、γ線検出器からの出力信号の
うち遅発γ線の影響を短時間で精度良く補正することが
でき、γ線検出器から出力される出力信号の測定を短時
間で精度良く行うことができる。この遅発γ線成分を補
正したγ線検出信号に基づき、計算機で精度良く、かつ
時間伸長を生じることなく、LPRMセンサの校正定数
の算出をすることが可能になる。
This makes it possible to accurately correct the effect of delayed γ-rays in the output signal from the γ-ray detector in a short time, and to measure the output signal output from the γ-ray detector in a short time. It can be performed with high accuracy. Based on the γ-ray detection signal in which the delayed γ-ray component is corrected, it becomes possible to calculate the calibration constant of the LPRM sensor with high accuracy and without time extension by a computer.

【0032】つぎに、遅発γ線補正部121における遅
発γ線成分の補正について説明する。図3に、炉出力を
ステップ的に上昇させたときのγ線検出器の出力信号を
示す。時刻t1 で炉出力をステップ的に上昇させると、
γ線検出器の出力信号は理想的には時刻t1 でレベルL
4に到達し、その後一定になれば良い。しかし、遅発γ
線成分の影響でこのようにはならない。γ線検出器の出
力信号はレベルL1からL2まで炉出力に比例して瞬間
的に上昇する。これが即発γ線成分である。その後、L
2からL4までは長い時間を要して上昇する。この部分
が遅発γ線成分である。
Next, the correction of the late γ-ray component in the late γ-ray correction unit 121 will be described. FIG. 3 shows an output signal of the γ-ray detector when the furnace power is increased stepwise. The reactor power when the stepwise increase at time t 1,
The output signal of the γ-ray detector is ideally at level L at time t 1.
It only has to reach 4 and then be constant. However, late γ
This is not the case due to the effects of the line components. The output signal of the gamma ray detector rises instantaneously from level L1 to L2 in proportion to the furnace power. This is the prompt gamma ray component. Then, L
It takes a long time to rise from 2 to L4. This portion is the delayed gamma ray component.

【0033】いま、時刻t2 でγ線検出器の出力信号を
遅発γ線補正部121で入力したとする。この時刻にお
いて、γ線検出器の出力信号の最終整定レベルL4を求
めることが、遅発γ線の補正である。補正方法として
は、2種類考えられる。まずは、時刻t2 までの入力し
た時系列データを用いて最終整定レベルL4を算出す
る。他の方法は、時刻t2 までの入力した時系列データ
を用いてγ線検出器の出力信号から遅発γ線成分を引い
てL2レベルを求め、これに、あるゲイン(例えば予め
解析により求めておく)を掛けてL4レベルを算出す
る。ここでは、前者の方法を以下に説明する。
It is assumed that the output signal of the γ-ray detector is input by the delayed γ-ray correction unit 121 at time t 2 . At this time, obtaining the final settling level L4 of the output signal of the γ-ray detector is the correction of the delayed γ-ray. There are two types of correction methods. First, to calculate the final settling level L4 using time-series data input up to time t 2. Another method is to obtain a L2 level by subtracting a delayed γ-ray component from an output signal of a γ-ray detector using time-series data input up to time t 2 , and obtain an L2 level, and obtain a L2 level based on the L2 level. To calculate the L4 level. Here, the former method will be described below.

【0034】遅発γ線に対する補正の方法の実施形態を
説明する。
An embodiment of a method for correcting delayed gamma rays will be described.

【0035】固定式γ線検出器4は炉内の出力分布を測
定するためのものであり、隣接燃料集合体の出力に比例
した出力信号が得られるのが理想である。しかし、前述
したように主に核分裂生成物の崩壊γ線の影響で仮に出
力レベルが一定になったとしても必ずしもγ線検出器の
出力は一定にならない。しかも、この変化は炉内の各点
の出力履歴に依存するため、この影響を取り除いて出力
に比例する信号に変換する必要がある。ここで注意すべ
きことは、この信号が出力の絶対値に比例する必要は必
ずしもなく、炉内各点の出力の相対的な関係が保たれて
いればよいということである。何故なら、炉心全体の出
力はプラントヒートバランス計算等で得られる値に規格
化されるからである。
The fixed gamma ray detector 4 is for measuring the power distribution in the furnace, and ideally an output signal proportional to the output of the adjacent fuel assembly is obtained. However, as described above, even if the output level becomes constant mainly due to the influence of decay γ-rays of fission products, the output of the γ-ray detector does not always become constant. Moreover, since this change depends on the power history at each point in the furnace, it is necessary to remove this effect and convert it to a signal proportional to the power. It should be noted here that this signal does not necessarily have to be proportional to the absolute value of the output, but only that the relative relationship between the outputs at each point in the furnace be maintained. This is because the output of the entire core is normalized to a value obtained by a plant heat balance calculation or the like.

【0036】一般に、出力レベルが一定になった後の核
分裂生成物から発生するγ線エネルギーの変化は、近似
的に数2
In general, the change in gamma ray energy generated from fission products after the output level becomes constant is approximately expressed by the following equation (2).

【0037】[0037]

【数2】 (Equation 2)

【0038】と表わせる。ここで、iは核種、εは崩壊
当りのγ線放出エネルギー、Fは核分裂率、γは核分裂
収率、λは崩壊定数であり、tは出力レベルが一定とな
った後の基点とする時刻(例えば、測定開始時)からの
経過時間、N0,i は基点となる時刻の核種iの密度であ
る。ここで、核分裂核種は数多く存在するので、核分裂
生成物をほぼ同じ崩壊定数を持つ幾つかの組に分けて扱
うのが便利である。例えば、原子炉の崩壊熱の時間変化
を表わすには33の崩壊定数を持つ核種の組に分けて扱
うことが推奨されている。こうすると数1のiを核種の
組(i=1〜33)として考えればよい。
Can be expressed as follows. Here, i is the nuclide, ε is the γ-ray emission energy per decay, F is the fission rate, γ is the fission yield, λ is the decay constant, and t is the time when the output level is constant. Elapsed time from (for example, at the start of measurement), N 0, i is the density of nuclide i at the base time. Here, since there are many fission nuclides, it is convenient to handle fission products in several groups having almost the same decay constant. For example, in order to represent the time variation of the decay heat of a nuclear reactor, it is recommended that the decay heat be divided into sets of nuclides having a decay constant of 33. In this case, i in Equation 1 may be considered as a set of nuclides (i = 1 to 33).

【0039】ところで、出力履歴の影響は、各点におけ
る異なる崩壊定数を持つ核種の組成、すなわち、数1の
右辺第2項に含まれる核種密度の相違として現れる。そ
して、この式から分かるように、十分長い時間が経てば
この寄与が無視でき、γ線エネルギーは核分裂に比例し
たものになる。
The effect of the output history appears as a difference in the composition of nuclides having different decay constants at each point, that is, a difference in the nuclide densities contained in the second term on the right side of Equation 1. As can be seen from this equation, after a sufficiently long time, this contribution can be ignored, and the γ-ray energy becomes proportional to fission.

【0040】図4に、異なる出力履歴を経て、t=0で
同じ出力レベルになった幾つかのケースについて、γ線
エネルギーの平均値と分散を示す。図に示すように、出
力整定直後は出力履歴の影響が大きいが10時間以上経
てばそれによる分散は小さくなる。したがって、10時
間以上先の測定値を予測でき、そしてそれが出力に比例
するならば、出力履歴の影響がない出力測定値として使
用できることになる。図5に、遅発γ線の本発明の一実
施形態の補正手順を示す。本図には、APRMの平均炉
出力信号により炉出力の整定を確認し、時系列データの
取得開始信号を発生する例が示されている。炉出力の整
定は、APRMの平均炉出力信号から算出された原子炉
ペリオドがあらかじめ定めた数値以上の値を一定時間
(例えば、5分間)持続したことにより確認し、このと
き時系列データの取得開始信号を発生する。この信号を
受けて、データ処理装置は時系列データの取得を開始す
る。漸近線判定装置では数2を基に、数3
FIG. 4 shows the average value and the variance of the γ-ray energy in several cases in which the same output level was obtained at t = 0 through different output histories. As shown in the figure, immediately after the output is settled, the influence of the output history is large, but after 10 hours or more, the variance due to it becomes small. Thus, a measurement value more than 10 hours ahead can be predicted and if it is proportional to the output, it can be used as an output measurement without the effect of output history. FIG. 5 shows a procedure for correcting delayed gamma rays according to an embodiment of the present invention. This figure shows an example in which the furnace power setting is confirmed based on the APRM average furnace power signal, and a time-series data acquisition start signal is generated. The reactor power is set by confirming that the reactor period calculated from the average power signal of the APRM has maintained a value equal to or greater than a predetermined value for a certain period of time (for example, 5 minutes). Generate a start signal. Upon receiving this signal, the data processing device starts acquiring time-series data. The asymptote determination device uses Equation 3 based on Equation 2

【0041】[0041]

【数3】 (Equation 3)

【0042】の関数形に当てはめる。すなわち、上式の
係数A,Bを時系列データから定める。しかし、数3の
Nは、必ずしも上述した核分裂生成物の組数33とする
必要はない。33組の半減期は、非常に短いもの(例え
ば、10-5h)から非常に長いもの(例えば、10
10h)まである。非常に短い半減期を持つものは直ぐに
その出力レベルに追随し、逆に、非常に長い半減期を持
つものは測定の時間内ではほとんど変化しない。測定
が、仮に炉出力整定後数分から1時間程度の間に行われ
るとしたら、この間のγ線計測値の変化に寄与するのは
数分から数十時間の半減期を持つ組だけである。したが
って、数3に用いる崩壊定数の組も整定を判定した時
刻、すなわち、時系列データ取得開始信号が発せられた
時刻からの経過時間によって選択する方が当てはめ精度
が良くなる。
This is applied to the function form of That is, the coefficients A and B in the above equation are determined from the time-series data. However, N in Equation 3 does not necessarily have to be the number of fission product sets 33 described above. The half-life of 33 sets ranges from very short (eg, 10 −5 h) to very long (eg, 10 −5 h).
Up to 10 h). Those with very short half-lives immediately follow their output level, while those with very long half-life change little in the time of measurement. Assuming that the measurement is performed within a few minutes to about one hour after the furnace power is settled, only the group having a half life of several minutes to several tens of hours contributes to the change of the γ-ray measurement value during this period. Therefore, the fitting accuracy is improved when the set of decay constants used in Equation 3 is selected based on the time at which the settling is determined, that is, the elapsed time from the time at which the time-series data acquisition start signal is issued.

【0043】半減期0.1h〜100hを持つ7つの組
(N=7)を用いて、50%出力から80%及び100
%に出力上昇した場合のγ線エネルギー変化を、出力整
定1時間後から1時間測定し、数3に当てはめて、先に
述べた出力履歴の影響が小さくなる10時間後のγ線エ
ネルギーを推定した結果を表1に示す。
7 sets with half life 0.1h-100h
Using (N = 7), 50% output to 80% and 100%
%, The change in γ-ray energy when the output is increased to 1% is measured for 1 hour from 1 hour after the output is settled, and is applied to Equation 3 to estimate the γ-ray energy after 10 hours when the influence of the output history described above is reduced. Table 1 shows the results.

【0044】[0044]

【表1】 [Table 1]

【0045】この実施形態における10時間後のγ線エ
ネルギー予測誤差は1%以下であった。また、この結果
に示されるように、10時間後のγ線エネルギー予測値
は出力レベルと1%の精度で一致し、この方法によって
出力履歴の影響を排除した出力測定が可能であることが
分かる。このことは、10時間待ってγ線エネルギーを
計測することを、本発明を用いれば1時間の計測で達成
できることになる。
The γ-ray energy prediction error after 10 hours in this embodiment was 1% or less. Further, as shown in the results, the predicted value of the γ-ray energy after 10 hours matches the output level with an accuracy of 1%, and it can be seen that the output measurement without the influence of the output history can be performed by this method. . This means that the measurement of γ-ray energy after waiting for 10 hours can be achieved in 1 hour by using the present invention.

【0046】次に、図6に示すような運転パターンを基
に、遅発γ線の効果を補正する方法についての他の実施
形態を説明する。この実施形態は、上述した実施形態に
比べより単純な関数(崩壊定数の組数1〜2)で時系列デ
ータを当てはめ、さらに、解析的に導出される補正係数
で精度を高めた例である。図6は、定格出力(100
%)からΔP(50%)低下させ、ΔT時間で出力上昇
し、出力整定(t=0)した場合の出力パターンを示
す。図中のto,ti,tn は測定値サンプル時間を示
す。
Next, another embodiment of a method for correcting the effect of delayed gamma rays based on an operation pattern as shown in FIG. 6 will be described. This embodiment is an example in which time-series data is applied with a simpler function (the number of sets of decay constants 1 to 2) as compared with the above-described embodiment, and further, the accuracy is improved by a correction coefficient derived analytically. . FIG. 6 shows the rated output (100
%), The output is reduced by ΔP (50%), increased in ΔT time, and output set when the output is settled (t = 0). In the figure, t o , t i , and t n indicate measurement value sample times.

【0047】原子炉の炉心内には、核分裂反応に伴う即
発γ線,生成した核分裂生成物(FP核種)の崩壊に伴う
遅発γ線,中性子吸収反応に伴うγ線などが存在してい
る。定格出力の50%から100%への出力変更(出力
上昇)が生じた場合について、全γ線強度の相対時間変
化(100%出力上昇後の経過時間)を、汎用の放射性
核種生成・崩壊計算コードORIGEN2などを用いて
計算した解析例を、図7に示す。これらの時間変化は、
遅発γ線の影響によって生じたものであり、原子炉の運
転状態や出力変更パターンなどに依存して大きく変化す
るので、これらの実機条件に適切に対応できる補正方式
であることが重要である。そこで、本発明では、以下に
示すように、全γ線強度の実測値を最大限活用する物理
モデルを採用している。
In the reactor core, there are prompt γ-rays associated with the fission reaction, delayed γ-rays associated with the decay of the generated fission products (FP nuclides), γ-rays associated with the neutron absorption reaction, and the like. . When the output is changed from 50% to 100% of the rated output (output increase), the relative time change of the total γ-ray intensity (elapsed time after 100% output increase) is calculated by general-purpose radionuclide production / decay calculation. FIG. 7 shows an analysis example calculated using the code ORIGEN2 or the like. These changes over time
It is caused by the effect of delayed gamma rays, and greatly changes depending on the operating state of the reactor and the output change pattern.Therefore, it is important that a correction method that can appropriately cope with these actual machine conditions is important. . Therefore, in the present invention, a physical model that makes full use of the actual measured value of the total γ-ray intensity is employed as described below.

【0048】本発明では、原子炉の定常運転中に出力変
更が生じた場合の遅発γ線の影響による全γ線強度の時
間変化を、出力上昇後の経過時間(t)に依存する次の
数4で表示する。
In the present invention, the time change of the total γ-ray intensity due to the effect of the delayed γ-ray when the output is changed during the steady operation of the nuclear reactor is determined by the following equation, which depends on the elapsed time (t) after the power rise. Is displayed by Equation 4.

【0049】[0049]

【数4】GT(t)=α・G0・f(t) ここで、G0 は、出力上昇後のt=0における全γ線強
度を表わす量であり、f(t)は、その後の相対的な時間
変化を表わす量である。αは、t=0における全γ線強
度を定常運転時の値に補正する補正因子であり、後述す
る方法で数値シミュレーションによって求める。
G T (t) = α · G 0 · f (t) where G 0 is a quantity representing the total γ-ray intensity at t = 0 after the output rise, and f (t) is: This is a quantity representing a relative change over time. α is a correction factor for correcting the total γ-ray intensity at t = 0 to a value at the time of steady operation, and is obtained by a numerical simulation by a method described later.

【0050】以下では、実測値を用いて数4を具体的に
計算する方法について説明する。
Hereinafter, a method of specifically calculating Equation 4 using the actually measured values will be described.

【0051】時間依存の関数f(t)で記述する物理現象
は、核分裂によって生じた多数の核分裂生成物(FP核
種)から、それぞれに固有な崩壊定数を持って指数関数
的に放出される遅発γ線の時間変化を積算したものであ
る。そこで、本発明では、2個あるいは3個以上のパラ
メータ(指数関数の指数および成分割合)を有する1個
あるいは2個以上の指数関数を用いた関数式でf(t)を
表示する。なお、指数関数の個数は(次に述べるよう
に、計測点の個数に密接に関連する)、要求精度や計測
時間等との兼ね合いで設定すべきものであるが、一般的
には、指数関数の個数が増えるとともに補正値の信頼性
が高まると言える。もっとも簡単なf(t)の例は、f
(t)=A+Bexp(−λt)の形の関数であり、本実施形
態の場合は前述した数3とは異なり崩壊定数λも当ては
めの対象としていることである。
The physical phenomena described by the time-dependent function f (t) are exponentially released from a large number of fission products (FP nuclides) generated by fission with their own decay constants. This is the result of integrating the time change of the emitted γ-ray. Accordingly, in the present invention, f (t) is displayed by a function formula using one or two or more exponential functions having two or three or more parameters (exponential function exponent and component ratio). Note that the number of exponential functions (which is closely related to the number of measurement points as described below) should be set in consideration of required accuracy, measurement time, and the like. It can be said that as the number increases, the reliability of the correction value increases. The simplest example of f (t) is f
This is a function of the form (t) = A + Bexp (−λt). In the case of the present embodiment, the decay constant λ is also an object to be applied, unlike the aforementioned equation (3).

【0052】次に、本発明による固定式γ線検出器を用
いた計測システムの運用時において、出力上昇後の3点
あるいは4点以上(to,…ti…,tn)の時刻で測定さ
れた全γ線強度の実測値を取り込み、上で定めた関数G
0・f(t)の値が実測値に一致するように、この関数に
含まれている3個あるいは4個以上のパラメータ(G0
も含む)を解析的な方法あるいはフィッティング式を用
いた方法で求めることにより、補正関数(G0 ・f
(t))を決定する。
Next, during operation of the measurement system using the fixed type γ-ray detector according to the present invention, at three or four or more points (t o ,... T i , t n ) after the output rises. The measured value of the measured total γ-ray intensity is taken in, and the function G defined above is taken.
Three or four or more parameters (G 0 ) included in this function so that the value of 0 · f (t) matches the actually measured value.
Is obtained by an analytical method or a method using a fitting equation, thereby obtaining a correction function (G 0 · f).
(t)) is determined.

【0053】このような方式で決定した補正関数(G0
・f(t))の解析精度は、その実測時間の範囲内(出力
上昇後の1〜3時間を想定)では、数値計算誤差あるい
はフィッティング計算誤差のみであるため、高精度が予
想される。実際に、原子炉の各種運転状態を模擬した数
値シミュレーションを行った検討結果からは、非常に良
い精度で厳密計算の結果と一致する(0.5%以内の差)
ことが確認されている。
The correction function (G 0 determined in this manner)
The analysis accuracy of (f (t)) is high within the range of the actual measurement time (assuming 1 to 3 hours after the output rise) because only numerical calculation errors or fitting calculation errors are expected. Actually, the results of numerical simulations simulating various operating conditions of the reactor show that the results agree with the results of the rigorous calculation with very good accuracy (within 0.5% difference).
That has been confirmed.

【0054】以上の検討では、γ線検出器による計測時
間を、出力上昇後の1〜3時間と比較的短時間の範囲に
想定しているが、これは、熱中性子束を測定する局部出
力検出器の較正等に、γ線検出器の計測結果を早期に反
映する必要があることなどの計測システムに対する運用
上の要請を考慮したためである。一方、1回の核分裂で
放出される遅発γ線強度の時間変化を示す図8から分か
るように、10時間経過後で約80%,100時間経過
後で約90数%が放出されており、遅発γ線の強度がほ
ぼ定常状態に達する経過時間として10時間以上の経過
時間を目安にすれば実用上問題ないと判断される。
In the above examination, the measurement time by the γ-ray detector is assumed to be within a relatively short range of 1 to 3 hours after the output rise, but this is due to the local output for measuring the thermal neutron flux. This is because operational requirements for the measurement system, such as the need to reflect the measurement results of the γ-ray detector at an early stage in the calibration of the detector, etc., were considered. On the other hand, as can be seen from FIG. 8, which shows the time change of the delayed gamma ray intensity emitted in one nuclear fission, about 80% is emitted after 10 hours and about 90% is emitted after 100 hours. It is determined that there is no practical problem if an elapsed time of 10 hours or more is used as an elapsed time when the intensity of the delayed γ-ray almost reaches a steady state.

【0055】上で定義した補正関数G0 ・f(t)を、1
00時間程度の長時間経過後の補正値として適用する場
合には、長時間経過後の実測値を使ってパラメータを再
計算すれば、原理的には同程度の精度を得ることが可能
である。しかし、上で述べた計測システムの実運用上の
制約から、そのような実測値は得られない見通しであ
り、何らかの対策が必要である。
The correction function G 0 · f (t) defined above is defined as 1
When applied as a correction value after a long time of about 00 hours, if the parameters are recalculated using measured values after a long time, the same accuracy can be obtained in principle. . However, due to the restrictions on the actual operation of the measurement system described above, such measured values are not expected to be obtained, and some countermeasures are required.

【0056】本実施形態では、数4の左辺に示されてい
るように、補正因子αを導入して、この効果を補正して
いる。
In this embodiment, as shown on the left side of Equation 4, a correction factor α is introduced to correct this effect.

【0057】補正因子αの決定に際しての基本的な考え
方は、上述のように、遅発γ線の長半減期成分の効果に
ついては、実測値を用いた補正関数の決定が不可能であ
ることを考慮して、過去の長期間に及ぶ研究開発により
核データおよび解析手法の面で高い技術レベルに達して
いる核特性解析技術を活用して、その補正を行おうとい
うものである。
The basic idea in determining the correction factor α is that, as described above, the effect of the long half-life component of the delayed γ-ray cannot be determined using an actually measured value. In consideration of the above, the nuclear property analysis technology, which has reached a high technical level in terms of nuclear data and analysis techniques through long-term research and development in the past, will be used to make corrections.

【0058】本実施形態では、補正因子αを次の数5で
定義する。
In the present embodiment, the correction factor α is defined by the following equation (5).

【0059】[0059]

【数5】α=≪G(t100)/G(t0)≫|(a) ここで、G(t)は、出力上昇後の経過時間tにおける全
γ線強度の解析値であり(t0 は最初の計測時刻、t
100 は100時間経過後)、記号《》|(a)は、炉心の
各種の運転状態(初装荷炉心/平衡炉心,運転サイクル
初期/中期/末期,燃焼度,出力レベル等)や出力パタ
ーン(出力上昇率,出力変化幅,炉停止期間等)につい
ての多数の解析結果について、パラメータaの関数とし
て平均化することを意味している。ここで、パラメータ
aは、全γ線強度の変化率を表わす量で、計測初期の値
を用いる。
Α = {G (t 100 ) / G (t 0 )} | (a) Here, G (t) is an analysis value of the total γ-ray intensity at the elapsed time t after the output rise ( t 0 is the first measurement time, t
100 is 100 hours after the passage), the symbol <<>> | (a) indicates the various operating states of the core (initial loading core / equilibrium core, initial / middle / end stages of operation cycle, burnup, power level, etc.) and output patterns ( This means that a large number of analysis results on the power increase rate, the output change width, the furnace shutdown period, etc.) are averaged as a function of the parameter a. Here, the parameter a is an amount representing the rate of change of the total γ-ray intensity, and a value at the beginning of the measurement is used.

【0060】ORIGEN2 コードなどを用いたシミュレーシ
ョン結果によれば、BWRの平衡炉心の運転サイクル初
期/中期/末期に対する補正因子αの値は、1.01〜
1.02(バラツキ:±〜0.005)の範囲で、aの値とと
もにほぼ直線的に変化している。したがって、補正因子
αの寄与はあまり大きくないことが分かり、これらのデ
ータをテーブル等の形で整理しておき、実際の補正計算
で数3に従って用いればよい。
According to the simulation results using the ORIGEN2 code and the like, the value of the correction factor α for the initial / middle / end stages of the operating cycle of the equilibrium core of the BWR is 1.01 to
It varies almost linearly with the value of a in the range of 1.02 (variation: ± 〜0.005). Therefore, it is understood that the contribution of the correction factor α is not so large, and these data may be arranged in the form of a table or the like, and may be used in actual correction calculation according to Equation 3.

【0061】前記解析結果から、遅発γ線補正部121
は入力した前記γ線検出器の出力信号の時系列データを
もとに遅発γ線成分のうち少なくとも、分オーダから時
間オーダの崩壊定数を持つ遅発γ線成分を補正すること
により、遅発γ線成分の補正精度を向上させることが可
能である。
From the above analysis result, the delayed γ-ray correction unit 121
Is corrected based on the time-series data of the input output signal of the γ-ray detector, by correcting at least the delayed γ-ray component having a decay constant from the order of minutes to the order of time from among the delayed γ-ray components. It is possible to improve the correction accuracy of the emitted γ-ray component.

【0062】ところで、γ線検出器の感度S0 はプラン
トの運転経過に伴って変化する。これは、γ線検出器の
γ線発熱金属(SUS)に含まれている水素が放射線照
射による発熱によって断熱チェンバ内に入り込み、断熱
チェンバの断熱特性を変化させることによって生じる。
この感度S0 の変化は、特にプラント起動時の出力上昇
過程及びその後の一定期間において大きいため、プラン
ト起動時及びその後一定期間においては、感度S0 を補
正する感度校正を頻繁に実施する必要がある。一方、プ
ラント出力一定運転が行われている間は、感度S0 の変
化は小さいので、感度S0 の校正を頻繁に行う必要はな
い。また、電力需要等の関係から負荷追従運転を実施す
るようになると、出力が変わることによってγ線発熱金
属の発熱量が変化し、感度S0 も変化するため、出力変
化に対応して感度の校正を頻繁に行う必要がある。
By the way, the sensitivity S 0 of the γ-ray detector changes with the operation of the plant. This is caused by the fact that hydrogen contained in the γ-ray heating metal (SUS) of the γ-ray detector enters the heat-insulating chamber due to the heat generated by the radiation irradiation, and changes the heat-insulating characteristics of the heat-insulating chamber.
Since the change in the sensitivity S 0 is large especially during the output rising process at the time of starting the plant and for a certain period thereafter, it is necessary to frequently perform the sensitivity calibration for correcting the sensitivity S 0 at the time of starting the plant and for a certain period thereafter. is there. Meanwhile, while the plant output constant operation is carried out, the change in the sensitivity S 0 is small, there is no need to perform calibration of the sensitivity S 0 frequently. Further, when the load following operation is performed due to the relationship between the power demand and the like, the output changes, the calorific value of the γ-ray heating metal changes, and the sensitivity S 0 also changes. Calibration must be performed frequently.

【0063】次に、本実施例におけるγ線検出器4a〜
4kの感度の校正について概説する。
Next, the gamma ray detectors 4a to 4a according to the present embodiment will be described.
The calibration of the sensitivity of 4k will be outlined.

【0064】まず、運転員により複数のヒータ制御装置
13に校正指令が入力される。なお、ヒータ制御装置1
3は、原子炉建屋外の中央制御室内に設けられ、それぞ
れフィルタ131,切替スイッチ132,電源装置13
3及び電源制御装置134を備えている。
First, a calibration command is input to a plurality of heater control devices 13 by an operator. Note that the heater control device 1
Numeral 3 is provided in a central control room outside the reactor building, and includes a filter 131, a changeover switch 132, and a power supply device 13 respectively.
3 and a power supply control device 134.

【0065】ヒータ制御装置13において、校正指令は
電源制御装置134に入力され、校正指令が入力された
電源制御装置134は、電源装置133に対して予め設
定されたパターンの電流指令を出力する。また、それと
同時に電源制御装置134は、データ出力切替部122
に出力停止指令を、校正定数算出部123に校正定数算
出指令を出力する。なお、本実施例では、電源制御装置
134から電源装置133に電流指令を与えて制御して
いるが、電圧指令、又は電流指令と電圧指令の両方を与
えて制御しても良い。
In the heater control device 13, the calibration command is input to the power control device 134, and the power control device 134 to which the calibration command is input outputs a current command of a preset pattern to the power device 133. At the same time, the power supply control device 134
And outputs a calibration constant calculation command to the calibration constant calculation unit 123. In this embodiment, the power supply control unit 134 controls the power supply 133 by supplying a current command to the power supply 133. However, the control may be performed by supplying a voltage command or both a current command and a voltage command.

【0066】図9(a)は、電源制御装置134に設定
された電流指令のパターンを示す。図9(a)に示すよ
うに、電源制御装置134が出力する電流指令は、第1
設定値I1までランプ的に上昇した後、しばらくの間第
1設定値I1で一定となる。電源装置133は、入力さ
れた電流指令に応じて、出力電流を第1設定値I1まで
ランプ的に上昇させた後、第1設定値I1で一定に保
つ。
FIG. 9A shows a current command pattern set in the power supply control device 134. As shown in FIG. 9A, the current command output from the power control device 134 is the first current command.
After ramping up to the set value I1, it becomes constant at the first set value I1 for a while. The power supply device 133 ramps the output current to the first set value I1 in response to the input current command, and then keeps the output current constant at the first set value I1.

【0067】電源装置133から出力された電流は、切
替スイッチ132を介してフィルタ131のいずれか1
つに入力される。電流が入力されたフィルタ131は、
電流のノイズを除去し、信号ケーブル4Hを介して保護
管3内のγ線検出器4a〜4nに設けられた校正用ヒー
タに電流を流す。このように、電源装置133の出力電
流をプラント運転中に校正用ヒータに流すことにより、
校正用ヒータが加熱される。図9(b)は、校正用ヒー
タにおける発熱量の時間変化を示す。図に示すように、
校正用ヒータの発熱量は、校正用ヒータに流れる電流に
対して若干の応答遅れをもってランプ的に上昇した後、
一定となる。このように校正用ヒータの発熱量をランプ
的に上昇させるので、校正用ヒータにおける熱ストレス
を緩和することができる。γ線検出器4a〜4kでは、
放射線照射による発熱量に校正用ヒータの発熱量が加わ
ることにより、その分上昇した電圧(γ線検出信号)が
出力される。この電圧上昇分と校正用ヒータの発熱量
(ヒータ抵抗とヒータ電流により求める)及び(数1)
を用いて、校正定数算出部123によって新しい感度S
0 を算出することができる。
The current output from the power supply 133 is supplied to one of the filters 131 via the changeover switch 132.
Are entered. The filter 131 to which the current is input is
The current noise is removed, and the current is supplied to the calibration heaters provided in the γ-ray detectors 4a to 4n in the protection tube 3 via the signal cable 4H. As described above, by flowing the output current of the power supply device 133 to the calibration heater during plant operation,
The calibration heater is heated. FIG. 9B shows a time change of a calorific value of the calibration heater. As shown in the figure,
The calorific value of the calibration heater rises like a ramp with a slight response delay to the current flowing through the calibration heater,
It will be constant. Since the calorific value of the calibration heater is increased like a ramp as described above, thermal stress in the calibration heater can be reduced. In the γ-ray detectors 4a to 4k,
When the calorific value of the calibration heater is added to the calorific value due to the radiation irradiation, a voltage (γ-ray detection signal) increased by that amount is output. This voltage rise and the calorific value of the calibration heater (determined by heater resistance and heater current) and (Equation 1)
, The new sensitivity S is calculated by the calibration constant calculation unit 123.
0 can be calculated.

【0068】γ線検出器の感度校正時のγ線検出信号
は、伝送処理装置7から伝送装置9を介してデータ処理
装置12へ出力される。したがって、遅発γ線補正部1
21には、γ線検出器校正のためにヒータ加熱によって
出力が上昇した検出器出力信号が入力されることにな
る。この上昇した信号をそのまま用いて遅発γ線成分の
補正を実施すると、誤った補正をすることになる。この
ために、電源制御装置134からの出力停止指令を入力し
て、γ線検出器校正のためにヒータ加熱が加熱されてい
るときには、遅発γ線成分の補正を中断する。さらに、
校正定数算出部123での演算処理に支障が生じないよう
にするために、遅発γ線補正部121は、この中断期間
中においては、入力データをそのまま信号処理装置12
5に出力する。γ線検出器の校正が完了してから、再度
遅発γ線成分の補正を実施するが、この停止期間は10
分程度であり、かつ出力が安定になっているときにγ線
検出器校正を実施するため、この10分間のデータが欠
落していても遅発γ線成分の補正計算に問題となる誤差
を生じさせることはない。また、データ出力切替部122
にも電源制御装置134から出力停止指令が入力されて
いるため、データ出力切替部122のスイッチは開とな
り、信号処理部125から出力されるLPRM相当信号
がデータ出力切替部122から出力されることはない。
よって、γ線検出器の感度の校正中に、誤ってプラント
データとは異なるデータに基づいてLPRMセンサを校正し
たり、炉心の出力分布を計算してしまうことも防止でき
る。
The γ-ray detection signal at the time of calibrating the sensitivity of the γ-ray detector is output from the transmission processing device 7 to the data processing device 12 via the transmission device 9. Therefore, the late γ-ray correction unit 1
To 21, a detector output signal whose output has increased due to heater heating for calibration of the γ-ray detector is input. If the delayed γ-ray component is corrected using the increased signal as it is, erroneous correction will be performed. For this reason, when the output stop command from the power supply control device 134 is input and the heater heating is being heated for the γ-ray detector calibration, the correction of the delayed γ-ray component is interrupted. further,
During the interruption period, the delayed γ-ray correction unit 121 converts the input data into the signal processing device 12 so as not to hinder the calculation processing in the calibration constant calculation unit 123.
5 is output. After the calibration of the γ-ray detector is completed, the correction of the delayed γ-ray component is performed again.
Since the gamma-ray detector calibration is performed when the output is stable in about a minute and the output is stable, an error that causes a problem in the correction calculation of the delayed gamma-ray component even if the data for 10 minutes is missing. It does not cause it. The data output switching unit 122
Since the output stop command is also input from the power supply control device 134, the switch of the data output switching unit 122 is opened, and the LPRM equivalent signal output from the signal processing unit 125 is output from the data output switching unit 122. There is no.
Therefore, it is possible to prevent the LPRM sensor from being erroneously calibrated based on data different from the plant data or calculating the power distribution of the core during the calibration of the sensitivity of the γ-ray detector.

【0069】なお本実施例ではγ線検出器の検出信号を
伝送装置を介してデータ処理装置に入力しているが、伝
送装置を介さなくとも良い。
In this embodiment, the detection signal of the γ-ray detector is input to the data processing device via the transmission device. However, the detection signal need not be transmitted via the transmission device.

【0070】[0070]

【発明の効果】本発明によれば、γ線検出器からの出力
信号のうち遅発γ線の影響を短時間で精度良く補正する
ことにより、γ線検出器から出力される出力信号の測定
を短時間で精度良く行うことができる。この遅発γ線成
分を補正したγ線検出信号に基づき、計算機で精度良
く、かつ時間伸長を生じることなく、中性子検出器の校
正定数の算出をすることが可能になる。さらに、γ線検
出器自体の校正時は遅発γ線の影響の補正を中断して、
校正完了後に再開するようにしているので、γ線検出器
自体の校正時にヒータ加熱によって上昇するγ線検出器
出力信号の影響を受けることがなく、高い補正精度を確
保することが可能である。
According to the present invention, the output signal from the γ-ray detector can be measured by accurately correcting the effect of delayed γ-rays in the output signal from the γ-ray detector in a short time. Can be performed accurately in a short time. Based on the γ-ray detection signal in which the delayed γ-ray component has been corrected, it becomes possible to calculate the calibration constant of the neutron detector with high accuracy and without time extension by a computer. Furthermore, when calibrating the γ-ray detector itself, the correction of the effects of delayed γ-rays was interrupted,
Since the calibration is restarted after the completion of the calibration, the calibration of the γ-ray detector itself is not affected by the output signal of the γ-ray detector which rises due to the heating of the heater, and high correction accuracy can be secured.

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

【図1】本発明の好適な一実施例である原子炉出力測定
装置の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a reactor power measuring apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

【図2】γ線検出器の構造例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a γ-ray detector.

【図3】炉出力をステップ的に上昇させたときのγ線検
出器の出力信号を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an output signal of a γ-ray detector when the furnace output is stepwise increased.

【図4】出力履歴の異なるケースの平均γ線エネルギー
変化と分散状態を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an average γ-ray energy change and a dispersion state in cases with different output histories.

【図5】遅発γ線の補正手順のフローを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a flow of a procedure for correcting a delayed γ-ray.

【図6】運転出力パターンを示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an operation output pattern.

【図7】全γ線強度の時間変化(50%→100%出力
上昇後)状態を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a state of a temporal change of the total γ-ray intensity (after 50% → 100% output increase).

【図8】遅発γ線強度変化(U−235熱中性子核分
裂)状態を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a state of delayed gamma ray intensity change (U-235 thermal neutron fission).

【図9】図9(a)は図1の電源制御装置134に設定
された電流指令のパターンを示す図であり、図9(b)
は校正用ヒータにおける発熱量の時間変化を示す図であ
る。
9A is a diagram showing a pattern of a current command set in the power supply control device 134 in FIG. 1, and FIG.
FIG. 4 is a diagram showing a change over time in a calorific value of a calibration heater.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…原子炉圧力容器、2…炉心、3…保護管、4a〜4
k…γ線検出器、5A〜5D…LPRMセンサ、6,7
…伝送処理装置、8,9…伝送装置、10…LPRM装
置、11…APRM装置、12…データ処理装置、13
…ヒータ制御装置、14…計算機、15…格納容器、1
7…電流検出器、121…遅発γ線補正部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Reactor pressure vessel, 2 ... Reactor core, 3 ... Protection tube, 4a-4
k: γ-ray detector, 5A-5D: LPRM sensor, 6, 7
... Transmission processing device, 8, 9 ... Transmission device, 10 ... LPRM device, 11 ... APRM device, 12 ... Data processing device, 13
... heater control device, 14 ... computer, 15 ... containment vessel, 1
7: current detector, 121: delayed gamma ray correction unit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丸山 博見 茨城県日立市大みか町七丁目2番1号 株 式会社日立製作所電力・電機開発研究所内 (72)発明者 石井 一彦 茨城県日立市大みか町五丁目2番1号 株 式会社日立製作所大みか事業所内 (72)発明者 野崎 健 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立事業所内 Fターム(参考) 2G075 AA03 BA03 CA08 DA01 FA11 FB02 FB05 FB07 FC04 GA15 GA21  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hiromi Maruyama 7-2-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside Power & Electric Development Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Kazuhiko Ishii Omika, Hitachi City, Ibaraki Prefecture 5-2-1, Machi, Omika Works, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Ken Nozaki 3-1-1, Sakaimachi, Hitachi, Ibaraki F-term, Hitachi Works, Hitachi Works 2G075 AA03 BA03 CA08 DA01 FA11 FB02 FB05 FB07 FC04 GA15 GA21

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】原子炉内で発生したγ線による金属の発熱
量を測定するγ線検出器と、前記γ線検出器から出力さ
れる出力信号を入力するデータ処理装置、該データ処理
装置から出力されるγ線検出信号に基づいて原子炉出力
を求める計算機とを備え、該データ処理装置は入力した
前記γ線検出器の出力信号の時系列データをもとに遅発
γ線成分を補正することを特徴とする原子炉出力測定装
置。
1. A gamma ray detector for measuring a calorific value of a metal due to a gamma ray generated in a nuclear reactor, a data processing device for inputting an output signal output from the gamma ray detector, A computer for calculating the reactor power based on the output γ-ray detection signal, wherein the data processing device corrects the delayed γ-ray component based on the input time-series data of the output signal of the γ-ray detector. A reactor power measuring device, characterized in that:
【請求項2】原子炉内で発生したγ線による金属の発熱
量を測定するγ線検出器と、前記γ線検出器から出力さ
れる出力信号を入力するデータ処理装置、該データ処理
装置から出力されるγ線検出信号に基づいて原子炉出力
を求める計算機とを備え、該データ処理装置は入力した
前記γ線検出器の出力信号の時系列データをもとに炉出
力レベルに比例する成分を算出することを特徴とする原
子炉出力測定装置。
2. A gamma ray detector for measuring a calorific value of a metal due to gamma rays generated in a nuclear reactor, a data processing device for inputting an output signal output from the gamma ray detector, and a data processing device. A computer for obtaining a reactor power based on the output γ-ray detection signal, wherein the data processing device has a component proportional to the reactor power level based on the input time-series data of the output signal of the γ-ray detector. A nuclear reactor power measurement device characterized by calculating:
【請求項3】原子炉内で発生したγ線による金属の発熱
量を測定するγ線検出器、前記γ線検出器から出力され
る出力信号を入力するデータ処理装置、該データ処理装
置から出力されるγ線検出信号に基づいて原子炉出力を
求める計算機、前記γ線検出器に熱を加えるヒータ、前
記ヒータを発熱させるために前記ヒータに電力を供給す
る電源装置、前記ヒータにより熱を加えられたときの前
記γ線検出器の出力信号に基づいて前記γ線検出器の感
度を校正する校正手段、前記データ処理装置は入力した
前記γ線検出器の出力信号の時系列データをもとに遅発
γ線成分を補正する手段を備え、前記γ線検出器の感度
校正のために前記ヒータが発熱している間は、遅発γ線
成分の補正を中断することを特徴とする原子炉出力測定
装置。
3. A gamma ray detector for measuring a calorific value of a metal due to a gamma ray generated in a reactor, a data processing device for inputting an output signal output from the gamma ray detector, and an output from the data processing device. A computer for obtaining a reactor output based on the γ-ray detection signal, a heater for applying heat to the γ-ray detector, a power supply device for supplying power to the heater to generate heat, and applying heat by the heater Calibrating means for calibrating the sensitivity of the γ-ray detector based on the output signal of the γ-ray detector at the time of the input, and the data processing device is based on time-series data of the output signal of the γ-ray detector that is input. Means for correcting the delayed γ-ray component, and while the heater is generating heat for calibration of the sensitivity of the γ-ray detector, the correction of the delayed γ-ray component is interrupted. Furnace power measurement device.
【請求項4】原子炉内で発生したγ線による金属の発熱
量を測定するγ線検出器、前記γ線検出器から出力され
る出力信号を入力するデータ処理装置、該データ処理装
置から出力されるγ線検出信号に基づいて原子炉出力を
求める計算機、前記γ線検出器に熱を加えるヒータ、前
記ヒータを発熱させるために前記ヒータに電力を供給す
る電源装置、前記ヒータにより熱を加えられたときの前
記γ線検出器の出力信号に基づいて前記γ線検出器の感
度を校正する校正手段、該データ処理装置は入力した前
記γ線検出器の出力信号の時系列データをもとに炉出力
レベルに比例する成分を算出する手段を備え、前記γ線
検出器の感度を校正中は、該炉出力レベルに比例する成
分の算出を中断することを特徴とする原子炉出力測定装
置。
4. A gamma ray detector for measuring a calorific value of metal due to gamma rays generated in a nuclear reactor, a data processing device for inputting an output signal output from the gamma ray detector, and an output from the data processing device A computer for obtaining a reactor output based on the γ-ray detection signal, a heater for applying heat to the γ-ray detector, a power supply device for supplying power to the heater to generate heat, and applying heat by the heater Calibrating means for calibrating the sensitivity of the γ-ray detector based on the output signal of the γ-ray detector at the time when the data processing device receives the time-series data of the input output signal of the γ-ray detector. Means for calculating a component proportional to the reactor power level, and while the sensitivity of the γ-ray detector is being calibrated, the calculation of the component proportional to the reactor power level is interrupted. .
【請求項5】前記データ処理装置は入力した前記γ線検
出器の出力信号の時系列データをもとに遅発γ線成分の
うち少なくとも、分オーダから時間オーダの崩壊定数を
持つ遅発γ線成分を補正することを特徴とする請求項1
あるいは請求項3記載の原子炉出力測定装置。
5. The data processing device according to claim 1, wherein at least one of the delayed gamma ray components has a delayed gamma having a decay constant in the order of minutes to time on the basis of the input time-series data of the output signal of the gamma ray detector. 2. A line component is corrected.
Alternatively, the reactor power measuring device according to claim 3.
【請求項6】前記データ処理装置は、少なくとも分オー
ダ以下のサンプリング周期で前記γ線検出器の出力信号
を入力することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか
に記載の原子炉出力測定装置。
6. The reactor power measurement according to claim 1, wherein the data processing device inputs the output signal of the γ-ray detector at a sampling cycle of at least a minute order or less. apparatus.
【請求項7】前記原子炉内で発生した中性子束を検出す
る中性子束検出器と、前記中性子束検出器から出力され
る出力信号に予め設定されたゲインをかけることによっ
て原子炉出力を求める手段とを備え、前記計算機は、伝
送処理装置から出力されるドリフト補正された前記γ線
検出器から出力される出力信号に基づいて前記ゲインを
補正するための校正定数を算出することを特徴とする請
求項1乃至6のいずれかに記載の原子炉出力測定装置。
7. A neutron flux detector for detecting a neutron flux generated in the reactor, and means for obtaining a reactor output by multiplying an output signal output from the neutron flux detector by a preset gain. Wherein the computer calculates a calibration constant for correcting the gain based on the drift-corrected output signal output from the γ-ray detector output from the transmission processing device. A reactor power measuring device according to any one of claims 1 to 6.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012185589A (en) * 2011-03-04 2012-09-27 Hitachi Ltd Plant instrumentation controlling system
CN114945994A (en) * 2020-01-10 2022-08-26 马克斯·普朗克科学促进会 Apparatus and method for real-time accurate measurement of thermal power of a nuclear reactor
JP2023059468A (en) * 2021-10-15 2023-04-27 株式会社東芝 Neutron detectors, neutron monitors and sensitivity calibration methods for neutron detectors

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