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JP2021071313A - Nuclear reactor output monitoring device - Google Patents

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Abstract

To provide a nuclear reactor output monitoring device capable of accurately correcting, by fast response, delay of a detection signal for a nuclear reactor output during output change.SOLUTION: A nuclear reactor output monitoring device comprises: a self-output type gamma-ray detector; a delayed gamma-ray correction device for correcting a delayed gamma-ray in real time; a data sampling device for sampling a detection signal from the self-output type gamma-ray detector; and a delayed gamma-ray ratio calculation device for calculating a delayed gamma-ray ratio on the basis of the sampled detection signal. The data sampling device includes an output operation signal input device, detects a start and an end of output fluctuation of a nuclear reactor on the basis of the output operation signal input into the output operation signal input device, and samples the detection signal from the self-output type gamma-ray detector in a constant output state during output fluctuation and after output fluctuation. The delayed gamma-ray correction device corrects the delayed gamma-ray for the detection signal using the delayed gamma-ray ratio calculated by the delayed gamma-ray ratio calculation device.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、原子炉内に固定した自己出力型ガンマ線検出器を用いて原子炉出力を監視する原子炉出力監視装置に関する。 The present invention relates to a reactor power monitoring device that monitors the reactor power using a self-powered gamma ray detector fixed in the reactor.

従来、原子炉の出力を監視するため、原子炉内または原子炉外の放射線検出器により原子炉出力を測定するシステムが用いられている。
例えば、沸騰水型原子炉では、原子炉内に固定した固定式中性子検出器と、この固定式中性子検出器を校正するための移動式中性子検出器を組み合わせて、炉内の核分裂反応により生じた中性子を検出して、出力や出力分布を計測してきた。
固定式中性子検出器は、有感物質のウランの感度が中性子の照射により劣化していくため、移動式中性子検出器によって運転中に定期的に校正している。
Conventionally, in order to monitor the output of a reactor, a system for measuring the output of the reactor with a radiation detector inside or outside the reactor has been used.
For example, in a boiling water reactor, a fixed neutron detector fixed in the reactor and a mobile neutron detector for calibrating this fixed neutron detector were combined and generated by a nuclear split reaction in the reactor. We have detected neutrons and measured the output and output distribution.
Since the sensitivity of uranium, which is a sensitive substance, deteriorates due to neutron irradiation, fixed neutron detectors are periodically calibrated during operation by mobile neutron detectors.

近年、校正用の移動式中性子検出器に代えて、固定式のガンマ線検出器を用いることが検討されている。 In recent years, it has been studied to use a fixed gamma ray detector instead of the mobile neutron detector for calibration.

特許文献1には、沸騰水型原子炉において、局所出力検出器(固定式中性子検出器)を、局所出力検出器に隣接して配置されたγ線温度計を用いて校正する、検出器集合体が開示されている。即ち、移動式中性子検出器に代えて、固定式のガンマ線検出器の一種であるγ線温度計を用いた構成である。 Patent Document 1 describes a set of detectors in which a local power detector (fixed neutron detector) is calibrated in a boiling water reactor using a γ-ray thermometer arranged adjacent to the local power detector. The body is disclosed. That is, instead of the mobile neutron detector, a γ-ray thermometer, which is a kind of fixed gamma-ray detector, is used.

しかしながら、γ線温度計の測定原理は、炉内で生じたγ線によりセンサ部が発熱し、センサ部の温度を測定することによりγ線や隣接燃料の出力に関する情報を得るので、起動時などにおける炉出力変化に対して応答が遅れる。
応答が遅れる第1の理由は、センサ部がもつ熱容量により、出力変化後に温度が平衡するまでに時間を要することである。
応答が遅れる第2の理由は、核分裂生成物から放出される遅発γ線の影響により、γ線自体が出力変化後に時間遅れをもって変化することである。遅発γ線は、炉心内で発生する全γ線の30%程度を占め、その時定数が1秒以下の成分から1年を越える成分まで広範囲に存在し、長時間の応答遅れを生じる。
However, the measurement principle of the γ-ray thermometer is that the sensor unit generates heat due to the γ-rays generated in the furnace, and by measuring the temperature of the sensor unit, information on the output of the γ-rays and adjacent fuel is obtained. Response is delayed in response to changes in reactor power in.
The first reason for the delay in response is that it takes time for the temperature to equilibrate after the output changes due to the heat capacity of the sensor unit.
The second reason for the delayed response is that the γ-rays themselves change with a time delay after the output changes due to the influence of the delayed γ-rays emitted from the fission products. Delayed γ-rays occupy about 30% of all γ-rays generated in the core, and are present in a wide range from components having a time constant of 1 second or less to components having a time constant of more than 1 year, resulting in a long-term response delay.

ここで、ステップ状に出力を上昇した場合のγ線の応答の一例を、図9に示す。
図9に示すように、出力上昇後、γ線は遅発成分以外の即発成分が瞬時に上昇するが、残りの遅発成分は緩やかに定常値に漸近していく。
Here, an example of the response of γ-rays when the output is increased stepwise is shown in FIG.
As shown in FIG. 9, after the output increases, the prompt components other than the delayed components of the γ-rays increase instantaneously, but the remaining delayed components gradually approach the steady-state value.

特許文献2には、ガンマサーモメータ(γ線温度計)の信号に含まれる遅発ガンマ成分をその時定数及び重みで表し、その時定数及び重みにより表された遅発ガンマ成分を信号から除去して、遅発ガンマ成分の影響の無いガンマサーモメータ信号を求める、ガンマサーモメータ現場盤及び制御盤を備えた炉内計装信号処理装置が開示されている。 In Patent Document 2, the delayed gamma component contained in the signal of the gamma thermometer (γ-ray thermometer) is represented by its time constant and weight, and the delayed gamma component represented by the time constant and weight is removed from the signal. Disclosed is an in-core instrumentation signal processor equipped with a gamma thermometer field panel and a control panel for obtaining a gamma thermometer signal that is not affected by a delayed gamma component.

また、特許文献3には、γ線測定値を用い、出力に即応しない遅発γ線成分の寄与を予め内蔵した補正モデルにしたがって補正して、任意の時刻で補正値を出力する、遅発γ線補正手段と、遅発γ線補正手段に内蔵された補正モデルのパラメータを変更・調整する手段とを付加した原子炉出力測定装置が開示されている。 Further, in Patent Document 3, a γ-ray measurement value is used, the contribution of a delayed γ-ray component that does not immediately respond to the output is corrected according to a correction model built in in advance, and the correction value is output at an arbitrary time. A reactor power measuring device to which a γ-ray correction means and a means for changing / adjusting parameters of a correction model built in the delayed γ-ray correction means are added is disclosed.

ガンマサーモメータ以外のガンマ線検出器としては、電離箱や自己出力型ガンマ線検出器(SPGD;Self-Powered Gamma Detector)などがある。
自己出力型ガンマ線検出器(SPGD)は、ガンマ線の照射により中心部のエミッタと呼ばれる部材中の電子が弾き出されることによって生じる電流値を計測するものであり、遅発ガンマ線の影響により、出力に対する応答の遅れはあるものの、ガンマサーモメータのような検出器の熱容量による応答の遅れは生じない。
特許文献4には、600℃以上の耐熱性を持ち、ガンマ線に感度の高いタングステンをエミッタに適用した自己出力型ガンマ線検出器が開示されている。
Examples of gamma ray detectors other than gamma ray thermometers include ionization chambers and self-powered gamma ray detectors (SPGD; Self-Powered Gamma Detector).
The self-output type gamma ray detector (SPGD) measures the current value generated by ejecting electrons in a member called a central emitter by irradiation with gamma rays, and responds to the output due to the influence of delayed gamma rays. Although there is a delay in response, there is no delay in response due to the heat capacity of a detector such as a gamma thermometer.
Patent Document 4 discloses a self-output type gamma ray detector in which tungsten having a heat resistance of 600 ° C. or higher and having high sensitivity to gamma rays is applied to an emitter.

特開平3−65696号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 3-65696 特開2001−83280号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-83280 特開2002−202395号公報JP-A-2002-202395 特許第6095099号公報Japanese Patent No. 6095099

前述した特許文献3による原子炉出力測定装置では、遅発ガンマ線補正手段に内蔵された補正モデルのパラメータを変更・調整する手段として、2種類の方法が開示されている。 In the reactor power measuring apparatus according to Patent Document 3 described above, two types of methods are disclosed as means for changing / adjusting the parameters of the correction model built in the delayed gamma ray correction means.

第1の方法は、予め評価しておいたパラメータ値と燃料燃焼度、及びパラメータ値とボイド率の関係などから、ガンマ線検出器付近の燃料燃焼度及びボイド率の情報に基づいてパラメータ値を更新する方法である。
ただし、この方法は、実際の測定値に基づいたパラメータの調整ではないため、事前評価の不確かさが残る。
In the first method, the parameter value is updated based on the information on the fuel burnup and the void rate near the gamma ray detector from the relationship between the parameter value and the fuel burnup evaluated in advance and the parameter value and the void rate. How to do it.
However, since this method does not adjust the parameters based on the actual measured values, the uncertainty of the preliminary evaluation remains.

第2の方法は、固定式中性子検出器で測定された出力と遅発γ線成分を補正したγ線測定値との時系列データの比較に基づき、補正モデルのパラメータを変更・調整する方法である。
ただし、この方法は、ガンマ線検出器に隣接する固定式中性子検出器が必要である。従って、検出器の合理化のためにガンマ線検出器のみの構成として固定式中性子検出器を削除する場合、あるいは、固定式中性子検出器の設置数を減じてガンマ線検出器と隣接する固定式中性子検出器が必ずしも無い場合、などには使用できない。
The second method is to change / adjust the parameters of the correction model based on the comparison of the time series data between the output measured by the fixed neutron detector and the γ-ray measurement value corrected for the delayed γ-ray component. is there.
However, this method requires a fixed neutron detector adjacent to the gamma ray detector. Therefore, when removing the fixed neutron detector as a configuration of only the gamma ray detector for rationalization of the detector, or reducing the number of fixed neutron detectors installed, the fixed neutron detector adjacent to the gamma ray detector Cannot be used when there is not always.

特許文献2や特許文献3では、校正用の移動式中性子検出器に代えて、固定式のガンマ線検出器を用いた構成であった。
固定式のガンマ線検出器は、中性子の照射による感度の劣化が小さく、また、定常状態であれば、固定式中性子検出器と同等の出力計測が可能である。
そこで、従来の固定式中性子検出器の一部または全部を、固定式のガンマ線検出器で代替をすることによって、出力監視用の検出器を合理化し、コスト削減を図ることが考えられる。
しかしながら、固定式のガンマ線検出器では、前述した遅発ガンマ線によって、検出信号が出力に遅れる。また、遅発ガンマ線の割合は、燃料の組成やボイド率により変化し、一定ではない。
In Patent Document 2 and Patent Document 3, a fixed gamma ray detector is used instead of the mobile neutron detector for calibration.
The fixed gamma ray detector has little deterioration in sensitivity due to neutron irradiation, and can measure the same output as the fixed neutron detector in a steady state.
Therefore, by substituting a part or all of the conventional fixed neutron detector with a fixed gamma ray detector, it is conceivable to rationalize the detector for output monitoring and reduce the cost.
However, in the fixed gamma ray detector, the detection signal is delayed in the output due to the delayed gamma ray described above. In addition, the proportion of delayed gamma rays varies depending on the fuel composition and void ratio, and is not constant.

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、出力変化時の原子炉出力に対する検出信号の遅れを、速い応答で精度良く補正することが可能な、原子炉出力監視装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to accurately correct a delay of a detection signal with respect to a reactor output when the output changes with a fast response. The purpose is to provide an output monitoring device.

また、本発明の上記の目的及びその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって、明らかにする。 In addition, the above-mentioned object and other object and novel features of the present invention will be clarified by the description and the accompanying drawings of the present specification.

本発明の原子炉出力監視装置は、ガンマ線の照射により電子を放出する金属製のエミッタと、エミッタを電気的に絶縁して内包する金属製のコレクタとを備えた、自己出力型ガンマ線検出器と、実時間で遅発ガンマ線を補正する遅発ガンマ線補正装置とを備える。
本発明の原子炉出力監視装置は、さらに、自己出力型ガンマ線検出器からの検出信号を採取するデータ採取装置と、データ採取装置に採取された検出信号に基づいて、遅発ガンマ線割合を算出する遅発ガンマ線割合算出装置と、を備える。
また、データ採取装置は、操作員または制御装置により出力操作信号が入力される、出力操作信号入力装置を備える。そして、データ採取装置は、出力操作信号に基づいて、原子炉の出力変動の開始と終了を検知し、出力変動中及び出力変動後の出力一定状態での自己出力型ガンマ線検出器からの前記検出信号を採取する。
また、遅発ガンマ線補正装置は、遅発ガンマ線割合算出装置で算出した遅発ガンマ線割合を用いて、データ採取装置で採取された出力一定状態における自己出力型ガンマ線検出器からの検出信号に対して、実時間で遅発ガンマ線を補正する。
The reactor power monitoring device of the present invention includes a self-powering gamma ray detector including a metal emitter that emits electrons by irradiation with gamma rays and a metal collector that electrically insulates and contains the emitters. , Equipped with a delayed gamma ray correction device that corrects delayed gamma rays in real time.
The reactor power monitoring device of the present invention further calculates the delayed gamma ray ratio based on the data collecting device that collects the detection signal from the self-powered gamma ray detector and the detection signal collected by the data collecting device. It is equipped with a delayed gamma ray ratio calculation device.
Further, the data collection device includes an output operation signal input device to which an output operation signal is input by an operator or a control device. Then, the data collection device detects the start and end of the output fluctuation of the reactor based on the output operation signal, and the detection from the self-output type gamma ray detector in the state of constant output during and after the output fluctuation. Collect the signal.
In addition, the delayed gamma ray correction device uses the delayed gamma ray ratio calculated by the delayed gamma ray ratio calculation device for the detection signal from the self-output type gamma ray detector in a constant output state collected by the data collection device. , Correct late gamma rays in real time.

本発明によれば、自己出力型ガンマ線検出器は中性子による感度劣化が小さく、また遅発ガンマ線補正装置により実時間で遅発ガンマ線を補正できるので、原子炉出力の変化に対する検出信号の遅れを精度良く補正し、かつ応答の速い原子炉出力の測定ができる。
これにより、隣接する固定式中性子検出器が必ずしも無い場合でも、かつ応答の速い原子炉出力の測定ができる。
従って、コストの掛かる走査型中性子検出器を廃止できるとともに、自己出力型ガンマ線検出器によって固定式中性子検出器の一部または全てを代替することで、検出器の合理化とコスト削減を図ることができる。
According to the present invention, the self-powered gamma ray detector has little deterioration in sensitivity due to neutrons, and the delayed gamma ray correction device can correct the delayed gamma ray in real time, so that the delay of the detection signal with respect to the change in the reactor output is accurate. It is possible to measure the reactor power with good correction and quick response.
This makes it possible to measure the reactor power with a fast response even when there is not necessarily an adjacent fixed neutron detector.
Therefore, the costly scanning neutron detector can be abolished, and by substituting a part or all of the fixed neutron detector with a self-powered gamma ray detector, the detector can be rationalized and the cost can be reduced. ..

また、本発明によれば、中性子による感度劣化が小さい自己出力型ガンマ線検出器で固定式中性子検出器を代替できるため、検出器の寿命を伸長することができ、コスト削減と廃棄物の物量低減を図ることができる。 Further, according to the present invention, since the fixed neutron detector can be replaced with a self-powered gamma ray detector with less sensitivity deterioration due to neutrons, the life of the detector can be extended, and the cost and the amount of waste can be reduced. Can be planned.

なお、上記以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 Issues, configurations and effects other than the above will be clarified by the following description of the embodiments.

実施例1の原子炉出力監視装置の全体構成図である。It is an overall block diagram of the reactor power monitoring apparatus of Example 1. FIG. 図1の自己出力型ガンマ線検出器の一例の構造図である。It is a structural diagram of an example of the self-output type gamma ray detector of FIG. 図1の遅発ガンマ線補正装置の一例の構成図である。It is a block diagram of an example of the delayed gamma ray correction apparatus of FIG. 図3の入力装置のインターフェース画面の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the interface screen of the input device of FIG. 図1のデータ採取装置の一例の構成図である。It is a block diagram of an example of the data collection apparatus of FIG. 図5に示すデータ採取装置の演算装置が実施する出力操作信号に基づく処理のフローチャートである。It is a flowchart of the process based on the output operation signal carried out by the arithmetic unit of the data collection apparatus shown in FIG. 即発ガンマ線割合及び遅発ガンマ線割合を計算するためのフィッティングの模式図である。It is a schematic diagram of the fitting for calculating the prompt gamma ray ratio and the delayed gamma ray ratio. 実施例2の原子炉出力監視装置の全体構成図である。It is an overall block diagram of the reactor power monitoring apparatus of Example 2. FIG. ステップ状に出力を上昇した場合のγ線の応答の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the response of γ-rays when the output is increased stepwise.

以下、本発明に係る実施の形態及び実施例について、文章もしくは図面を用いて説明する。ただし、本発明に示す構造、材料、その他具体的な各種の構成等は、ここで取り上げた実施の形態及び実施例に限定されることはなく、要旨を変更しない範囲で適宜組み合わせや改良が可能である。また、本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。 Hereinafter, embodiments and examples according to the present invention will be described with reference to text or drawings. However, the structure, materials, and various other specific configurations shown in the present invention are not limited to the embodiments and examples taken up here, and can be appropriately combined and improved without changing the gist. Is. In addition, elements not directly related to the present invention are not shown.

前述した課題を解決するために、本発明の原子炉出力監視装置では、自己出力型ガンマ線検出器と、自己出力型ガンマ線検出器からの検出信号に対して、実時間で遅発ガンマ線を補正する遅発ガンマ線補正装置を備える。また、原子炉の出力変化の開始と終了を検知して、出力変動中及び出力変動後の出力一定状態での自己出力型ガンマ線検出器からの検出信号を採取するデータ採取装置を備える。 In order to solve the above-mentioned problems, the reactor power monitoring device of the present invention corrects delayed gamma rays in real time with respect to the detection signals from the self-powered gamma ray detector and the self-powered gamma ray detector. It is equipped with a delayed gamma ray correction device. It is also provided with a data collection device that detects the start and end of the power change of the nuclear reactor and collects the detection signal from the self-powered gamma ray detector during the power fluctuation and in the constant power state after the power fluctuation.

本発明の原子炉出力監視装置は、自己出力型ガンマ線検出器と、実時間で遅発ガンマ線を補正する遅発ガンマ線補正装置と、自己出力型ガンマ線検出器からの検出信号を採取するデータ採取装置と、データ採取装置に採取された検出信号に基づいて、遅発ガンマ線割合を算出する遅発ガンマ線割合算出装置とを備える。
自己出力型ガンマ線検出器は、ガンマ線の照射により電子を放出する金属製のエミッタと、エミッタを電気的に絶縁して内包する金属製のコレクタとを備える。
データ採取装置は、操作員または制御装置により出力操作信号が入力される、出力操作信号入力装置を備える。そして、データ採取装置は、出力操作信号に基づいて、原子炉の出力変動の開始と終了を検知し、出力変動中及び出力変動後の出力一定状態での自己出力型ガンマ線検出器からの検出信号を採取する。
遅発ガンマ線補正装置は、遅発ガンマ線割合算出装置で算出した遅発ガンマ線割合を用いて、データ採取装置で採取された出力一定状態における自己出力型ガンマ線検出器からの検出信号に対して、実時間で遅発ガンマ線を補正する。
The reactor power monitoring device of the present invention includes a self-powered gamma-ray detector, a delayed gamma-ray correction device that corrects delayed gamma-rays in real time, and a data collection device that collects detection signals from the self-powered gamma-ray detector. And a delayed gamma ray ratio calculation device that calculates a delayed gamma ray ratio based on a detection signal collected by the data collection device.
The self-powered gamma ray detector includes a metal emitter that emits electrons by irradiation with gamma rays, and a metal collector that electrically insulates and contains the emitter.
The data collection device includes an output operation signal input device to which an output operation signal is input by an operator or a control device. Then, the data collection device detects the start and end of the output fluctuation of the reactor based on the output operation signal, and the detection signal from the self-output type gamma ray detector in the state of constant output during and after the output fluctuation. To collect.
The delayed gamma ray correction device uses the delayed gamma ray ratio calculated by the delayed gamma ray ratio calculation device, and actually applies the detection signal from the self-output type gamma ray detector in the constant output state collected by the data collection device. Correct late gamma rays with time.

上記の原子炉出力監視装置において、さらに、データ採取装置が、制御棒操作信号及び再循環流量操作信号のうちの一方の信号または両方の信号を、出力操作信号として用いる構成とすることができる。 In the above-mentioned reactor output monitoring device, the data collection device can further be configured to use one or both signals of the control rod operation signal and the recirculation flow rate operation signal as the output operation signal.

上記の原子炉出力監視装置において、さらに、遅発ガンマ線補正装置が、遅発ガンマ線を最短1秒未満から最長1日以上の複数の崩壊時定数の群にまとめ、全遅発ガンマ線の寄与を各群からの寄与の和として算出するモデル式を用いて、遅発ガンマ線を補正する構成とすることができる。 In the above reactor power monitoring device, the delayed gamma ray correction device further groups the delayed gamma rays into a group of a plurality of decay time constants from a minimum of less than 1 second to a maximum of 1 day or more, and contributes to each of the total delayed gamma rays. A model formula calculated as the sum of contributions from the group can be used to correct the delayed gamma rays.

上記の原子炉出力監視装置において、さらに、データ採取装置が、出力操作信号に基づき原子炉の出力変動の開始と終了を検知し、出力開始から出力変動後の出力一定状態での自己出力型ガンマ線検出器の検出信号を採取して遅発ガンマ線割合算出装置に送出し、遅発ガンマ線割合算出装置が、予め定めた処理に従って遅発ガンマ線割合を算出して、遅発ガンマ線補正装置に送出し、遅発ガンマ線補正装置が、送出された遅発ガンマ線割合により、その時点で格納していた値を更新する、構成とすることができる。 In the above reactor output monitoring device, the data collection device further detects the start and end of the reactor output fluctuation based on the output operation signal, and self-output gamma rays in a constant output state after the output fluctuation from the start of the output. The detection signal of the detector is collected and sent to the delayed gamma ray ratio calculation device, and the late gamma ray ratio calculation device calculates the late gamma ray ratio according to a predetermined process and sends it to the late gamma ray correction device. The delayed gamma ray correction device can be configured to update the value stored at that time according to the transmitted delayed gamma ray ratio.

上記の原子炉出力監視装置において、さらに、遅発ガンマ線補正装置からの出力に基づいて、原子炉のスクラム信号を生成する原子炉保護装置を備えた構成とすることができる。 The above-mentioned reactor power monitoring device may further include a reactor protection device that generates a scram signal of the reactor based on the output from the delayed gamma ray correction device.

上記の原子炉出力監視装置において、さらに、遅発ガンマ線補正装置からの出力に基づいて、炉心三次元シミュレータの計算を補正し、最大線出力密度及び最小限界出力比を計算する、炉心性能計算装置を備えた構成とすることができる。 In the above reactor power monitoring device, the core performance calculation device further corrects the calculation of the core three-dimensional simulator based on the output from the delayed gamma ray correction device, and calculates the maximum line output density and the minimum limit output ratio. Can be configured to include.

本発明の原子炉出力監視装置は、沸騰水型原子炉(BWR)等の原子炉に適用することができる。 The reactor power monitoring device of the present invention can be applied to a nuclear reactor such as a boiling water reactor (BWR).

上記の原子炉出力監視装置において、自己出力型ガンマ線検出器は、ガンマ線の照射により電子を放出する金属製のエミッタと、エミッタを電気的に絶縁して内包する金属製のコレクタとを備える構成である。
この構成の自己出力型ガンマ線検出器では、ガンマ線が照射されたエミッタから電子が放出されて、エミッタとコレクタの間に電流が生じる。そして、この電流を、検出信号として検出できる。
自己出力型ガンマ線検出器をこのような構成としたことにより、ガンマサーモメータでは熱応答の影響から分離できないような、短い期間の比較的大きな変化を検出して、遅発ガンマ線割合の評価に使用することができる。
In the above reactor power monitoring device, the self-powered gamma ray detector has a configuration including a metal emitter that emits electrons by irradiation with gamma rays and a metal collector that electrically insulates and contains the emitter. is there.
In the self-powered gamma ray detector having this configuration, electrons are emitted from the emitter irradiated with gamma rays, and a current is generated between the emitter and the collector. Then, this current can be detected as a detection signal.
With this configuration of the self-powered gamma ray detector, a gamma thermometer can detect relatively large changes over a short period of time that cannot be separated from the effects of thermal response, and is used to evaluate the percentage of delayed gamma rays. can do.

自己出力型ガンマ線検出器において、エミッタには、例えば鉛金属を用いることができ、コレクタには、例えばステンレスを用いることができる。
上記の原子炉出力監視装置において、自己出力型ガンマ線検出器としては、例えば、特許文献4等に開示された従来公知の自己出力型ガンマ線検出器も、採用することができる。
In the self-powered gamma ray detector, for example, lead metal can be used for the emitter, and for example, stainless steel can be used for the collector.
In the above-mentioned reactor power monitoring device, as the self-powered gamma-ray detector, for example, a conventionally known self-powered gamma-ray detector disclosed in Patent Document 4 or the like can also be adopted.

自己出力型ガンマ線検出器は、好ましくは、炉心内に三次元的に複数個配置する。
そして、自己出力型ガンマ線検出器を、例えば、炉心の高さ方向に4か所以上設置した場合には、ロッドブロック性能を十分に確保できる。
A plurality of self-powered gamma ray detectors are preferably arranged three-dimensionally in the core.
When, for example, four or more self-output type gamma ray detectors are installed in the height direction of the core, the rod block performance can be sufficiently ensured.

遅発ガンマ線補正装置は、好ましくは、遅発ガンマ線を最短1秒未満から最長1日以上の複数の崩壊時定数の群にまとめ、全遅発ガンマ線の寄与を各群からの寄与の和として算出するモデル式を用いて、遅発ガンマ線を補正する構成とする。
このように、モデル式の群のうち、崩壊時定数が最短の群の時定数を1秒未満とすることにより、遅発ガンマ線の補正の精度と応答性を高くすることができる。そして、遅発ガンマ線補正装置からの出力に基づいて、原子炉のスクラム信号を生成する原子炉保護装置をさらに備えた構成とすれば、スクラム信号の精度と応答性も高くすることができる。
The delayed gamma ray correction device preferably groups the delayed gamma rays into a group of a plurality of decay time constants having a minimum of less than 1 second and a maximum of 1 day or more, and calculates the contribution of all delayed gamma rays as the sum of the contributions from each group. The late gamma ray is corrected by using the model formula.
As described above, by setting the time constant of the group having the shortest decay time constant to less than 1 second among the group of model formulas, the accuracy and responsiveness of correction of delayed gamma rays can be improved. Further, if the configuration is further provided with a reactor protection device that generates a scram signal of the reactor based on the output from the delayed gamma ray correction device, the accuracy and responsiveness of the scram signal can be improved.

上記の構成の原子炉出力監視装置によれば、ガンマ線の照射により電子を放出する金属製のエミッタと、エミッタを電気的に絶縁して内包する金属製のコレクタとを備えた、自己出力型ガンマ線検出器を備えている。この自己出力型ガンマ線検出器は、中性子による感度劣化が小さいので、従来の固定式の中性子検出器よりも中性子による感度劣化を低減することができる。
また、遅発ガンマ線補正装置は、自己出力型ガンマ線検出器からの検出信号に対して、実時間で遅発ガンマ線を補正するので、応答の早い原子炉出力の測定ができる。
これにより、隣接する固定式中性子検出器が必ずしも無い場合でも、出力変化時の原子炉出力からの遅れを精度良く補正することが可能になる。
また、コストの掛かる走査型中性子検出器を廃止でき、固定式中性子検出器の一部または全てを代替することで、検出器の合理化とコスト削減を図ることができる。
さらにまた、中性子による感度劣化が小さい自己出力型ガンマ線検出器で、固定式の中性子検出器を代替できるため、検出器の寿命を伸長することができ、コスト削減と廃棄物の物量低減を図ることができる。
According to the reactor power monitoring device having the above configuration, a self-powered gamma ray having a metal emitter that emits electrons by irradiation with gamma rays and a metal collector that electrically insulates and contains the emitter. Equipped with a detector. Since this self-powered gamma ray detector has a small sensitivity deterioration due to neutrons, it is possible to reduce the sensitivity deterioration due to neutrons as compared with the conventional fixed neutron detector.
Further, since the delayed gamma ray correction device corrects the delayed gamma ray in real time with respect to the detection signal from the self-output type gamma ray detector, it is possible to measure the reactor output with a quick response.
This makes it possible to accurately correct the delay from the reactor output when the output changes, even if there is not necessarily an adjacent fixed neutron detector.
In addition, the costly scanning neutron detector can be abolished, and by substituting a part or all of the fixed neutron detector, the detector can be rationalized and the cost can be reduced.
Furthermore, since a self-powered gamma-ray detector with less sensitivity deterioration due to neutrons can replace the fixed neutron detector, the life of the detector can be extended, and cost reduction and waste volume reduction can be achieved. Can be done.

また、データ採取装置は、操作員または制御装置により出力操作信号入力装置に入力される出力操作信号に基づき、原子炉の出力変動の開始と終了を検知し、出力変動中及び出力変動後の出力一定状態での自己出力型ガンマ線検出器からの検出信号を採取する。
さらにまた、データ採取装置に採取された検出信号に基づいて、遅発ガンマ線割合を算出する遅発ガンマ線割合算出装置を備えている。そして、この遅発ガンマ線割合算出装置で算出した遅発ガンマ線割合を用いて、遅発ガンマ線補正装置において、データ採取装置で採取された出力一定状態における検出信号に対する遅発ガンマ線の補正を行う。
従って、データ採取装置において、原子炉の出力一定状態を精度良く把握することができるので、遅発ガンマ線補正装置において、精度良く、かつリアルタイムで、遅発ガンマ線の補正を行うことができる。これにより、原子炉の出力の状態に精度良く対応して、原子炉の運転及び停止を行うことができ、原子炉の運転性を向上できる。
In addition, the data collection device detects the start and end of the output fluctuation of the reactor based on the output operation signal input to the output operation signal input device by the operator or the control device, and outputs during and after the output fluctuation. The detection signal from the self-output type gamma ray detector in a constant state is collected.
Furthermore, it is provided with a delayed gamma ray ratio calculation device that calculates a delayed gamma ray ratio based on a detection signal collected by the data collection device. Then, using the delayed gamma ray ratio calculated by this delayed gamma ray ratio calculation device, the delayed gamma ray correction device corrects the delayed gamma ray for the detection signal in the constant output state collected by the data collection device.
Therefore, since the data collection device can accurately grasp the constant output state of the reactor, the delayed gamma ray correction device can accurately and in real time correct the delayed gamma ray. As a result, the reactor can be started and stopped in accordance with the output state of the reactor with high accuracy, and the operability of the reactor can be improved.

また、データ採取装置が、制御棒操作信号及び再循環流量操作信号のうちの一方の信号または両方の信号を、出力操作信号として用いる構成としたときには、運転中に変化する即発ガンマ線割合及び遅発ガンマ線割合を、炉出力が一定の状態の出力信号から算出できる。これにより、さらに精度良く遅発ガンマ線を補正できる。 Further, when the data collection device is configured to use one or both of the control rod operation signal and the recirculation flow rate operation signal as the output operation signal, the rate of prompt gamma rays and the delayed gamma ray ratio that change during operation The gamma ray ratio can be calculated from the output signal when the reactor output is constant. As a result, delayed gamma rays can be corrected with higher accuracy.

また、遅発ガンマ線補正装置が、遅発ガンマ線を最短1秒未満から最長1日以上の複数の崩壊時定数の群にまとめ、全遅発ガンマ線の寄与を各群からの寄与の和として算出するモデル式を用いて、遅発ガンマ線を補正する構成としたときには、自己出力型ガンマ線検出器の検出信号から、逐次的に遅発成分を補正した信号を算出できる。 In addition, the delayed gamma ray correction device groups the delayed gamma rays into a group of a plurality of decay time constants from a minimum of less than 1 second to a maximum of 1 day or more, and calculates the contribution of all delayed gamma rays as the sum of the contributions from each group. When the late-onset gamma-ray is corrected by using the model formula, a signal in which the late-onset component is sequentially corrected can be calculated from the detection signal of the self-output type gamma-ray detector.

また、データ採取装置が、出力操作信号に基づき原子炉の出力変動の開始と終了を検知し、出力開始から出力変動後の出力一定状態での自己出力型ガンマ線検出器の検出信号を採取して遅発ガンマ線割合算出装置に送出する構成としたときには、出力操作信号に基づき原子炉の出力変動を精度良く検知できる。
さらに、遅発ガンマ線割合算出装置が、予め定めた処理に従って遅発ガンマ線割合を算出して遅発ガンマ線補正装置に送出し、遅発ガンマ線補正装置が、送出された遅発ガンマ線割合により、その時点で格納していた値を更新する構成としたときには、原子炉の出力変動に精度良く追随して遅発ガンマ線割合を算出できる。そして、遅発ガンマ線補正装置において、原子炉の出力変動に精度良く追随して遅発ガンマ線を補正できる。特に、原子炉の出力の大きさの変動に対して、短時間で精度良く追随して、遅発ガンマ線を補正できる。
In addition, the data collection device detects the start and end of the output fluctuation of the reactor based on the output operation signal, and collects the detection signal of the self-output type gamma ray detector in the constant output state after the output fluctuation from the start of the output. When the configuration is set to send to the delayed gamma ray ratio calculation device, the output fluctuation of the reactor can be detected accurately based on the output operation signal.
Further, the delayed gamma ray ratio calculation device calculates the delayed gamma ray ratio according to a predetermined process and sends it to the delayed gamma ray correction device, and the delayed gamma ray correction device determines the time point according to the transmitted delayed gamma ray ratio. When the value stored in is updated, the delayed gamma ray ratio can be calculated by accurately following the output fluctuation of the reactor. Then, in the delayed gamma ray correction device, the delayed gamma ray can be corrected by accurately following the output fluctuation of the nuclear reactor. In particular, it is possible to accurately follow fluctuations in the output of a nuclear reactor in a short time and correct delayed gamma rays.

また、遅発ガンマ線補正装置からの出力に基づいて、原子炉のスクラム信号を生成する原子炉保護装置を備えた構成としたときには、精度良く遅発ガンマ線が補正された、遅発ガンマ線補正装置からの出力に基づいてスクラム信号を生成できる。これにより、スクラム信号を、原子炉の出力に対応して精度良く生成できるので、出力が原子炉を緊急停止する必要がない状態である場合であってもスクラム信号を生成してしまうことを抑制し、原子炉の運転性を向上できる。 In addition, when the configuration is equipped with a reactor protection device that generates a scram signal of the reactor based on the output from the delayed gamma ray correction device, the delayed gamma ray correction device that accurately corrects the delayed gamma ray correction device A scram signal can be generated based on the output of. As a result, the scrum signal can be generated accurately according to the output of the reactor, so that it is possible to prevent the scrum signal from being generated even when the output does not need to stop the reactor in an emergency. However, the operability of the reactor can be improved.

また、遅発ガンマ線補正装置からの出力に基づいて、炉心三次元シミュレータの計算を補正し、最大線出力密度及び最小限界出力比を計算する、炉心性能計算装置を備えた構成としたときには、遅発ガンマ線補正装置から炉心性能計算装置へ、応答性が速く精度の高い出力信号を供給できる。従って、炉心性能計算を速く精度良く行うことができ、炉心性能を速く精度良く監視して、原子炉の運用性及び安全性を向上できる。 In addition, when the configuration is equipped with a core performance calculation device that corrects the calculation of the core three-dimensional simulator based on the output from the delayed gamma ray correction device and calculates the maximum line output density and the minimum limit output ratio, it is delayed. It is possible to supply a highly responsive and highly accurate output signal from the emission gamma ray correction device to the core performance calculation device. Therefore, the core performance calculation can be performed quickly and accurately, the core performance can be monitored quickly and accurately, and the operability and safety of the reactor can be improved.

次に、原子炉出力監視装置の実施例について、図面を用いて詳細に説明する。 Next, an embodiment of the reactor power monitoring device will be described in detail with reference to the drawings.

(実施例1)
実施例1の原子炉出力監視装置の全体構成図を、図1に示す。
本実施例の原子炉出力監視装置は、図1に示すように、炉心2を収容した原子炉圧力容器1内に挿入された、炉内計装管3及び自己出力型ガンマ線検出器4を備えている。
また、本実施例の原子炉出力監視装置は、原子炉圧力容器1の外部に、遅発ガンマ線補正装置6、データ採取装置7、原子炉保護システム8、制御棒駆動制御装置12、再循環流量制御装置13、遅発ガンマ線割合算出装置15を備えている。
(Example 1)
The overall configuration diagram of the reactor power monitoring device of the first embodiment is shown in FIG.
As shown in FIG. 1, the reactor output monitoring device of this embodiment includes an in-reactor instrumentation tube 3 and a self-powered gamma ray detector 4 inserted in a reactor pressure vessel 1 containing a core 2. ing.
Further, the reactor output monitoring device of this embodiment has a delayed gamma ray correction device 6, a data collection device 7, a reactor protection system 8, a control rod drive control device 12, and a recirculation flow rate outside the reactor pressure vessel 1. A control device 13 and a delayed gamma ray ratio calculation device 15 are provided.

自己出力型ガンマ線検出器4は、炉心2の内部の出力を計測するために、炉内計装管3に内包されている。自己出力型ガンマ線検出器4には、ケーブル5が接続されており、このケーブル5の他端は、遅発ガンマ線補正装置6及びデータ採取装置7が接続されている。
遅発ガンマ線補正装置6は、原子炉保護システム8に接続されている。
データ採取装置7には、出力操作信号入力装置14が内蔵されている。データ採取装置7は、遅発ガンマ線割合算出装置15に接続されている。
原子炉保護システム8は、原子炉を緊急停止させるスクラム信号を発生する。
The self-powered gamma ray detector 4 is included in the in-core instrumentation tube 3 in order to measure the internal output of the core 2. A cable 5 is connected to the self-output type gamma ray detector 4, and a delayed gamma ray correction device 6 and a data collection device 7 are connected to the other end of the cable 5.
The delayed gamma ray correction device 6 is connected to the reactor protection system 8.
The data collection device 7 has a built-in output operation signal input device 14. The data collection device 7 is connected to the delayed gamma ray ratio calculation device 15.
The reactor protection system 8 generates a scrum signal to stop the reactor in an emergency.

制御棒駆動制御装置12は、原子炉圧力容器1に取り付けられた制御棒9及び制御棒駆動装置10への操作信号を発信する。
再循環流量制御装置13は、再循環ポンプ11への操作信号を発信する。
なお、制御棒9、制御棒駆動装置10、再循環ポンプ11、制御棒駆動制御装置12、再循環流量制御装置13は、原子炉の制御を行うために従来から用いられている構成である。
The control rod drive control device 12 transmits an operation signal to the control rod 9 and the control rod drive device 10 attached to the reactor pressure vessel 1.
The recirculation flow rate control device 13 transmits an operation signal to the recirculation pump 11.
The control rod 9, control rod drive device 10, recirculation pump 11, control rod drive control device 12, and recirculation flow rate control device 13 have a configuration conventionally used for controlling a nuclear reactor.

そして、特に、データ採取装置7に内蔵された出力操作信号入力装置14が、制御棒駆動制御装置12と再循環流量制御装置13に、接続されている。
これにより、制御棒駆動制御装置12の制御信号や、再循環流量制御装置13の制御信号を、出力操作信号として、出力操作信号入力装置14に入力することができる。
In particular, the output operation signal input device 14 built in the data collection device 7 is connected to the control rod drive control device 12 and the recirculation flow rate control device 13.
As a result, the control signal of the control rod drive control device 12 and the control signal of the recirculation flow rate control device 13 can be input to the output operation signal input device 14 as an output operation signal.

次に、図1の自己出力型ガンマ線検出器4の一例の構造図を、図2に示す。
図2に示す自己出力型ガンマ線検出器4は、中心に鉛金属製のエミッタ17、外側にステンレス製のコレクタ19を配設し、両者の間はアルミナ製の絶縁材18で絶縁されている。
エミッタ17は、金属シースケーブルの芯線20に接続され、エミッタ17と芯線20の間は導通している。金属シースケーブルの芯線20は、金属製シース21で覆われており、アルミナ製の絶縁材22により金属製シース21と絶縁されている。
また、コレクタ19の両端は、金属製の端栓23により、内部が気密な構造となっている。
この構成の自己出力型ガンマ線検出器4では、ガンマ線が照射されたエミッタ17から電子が放出されて、エミッタ17とコレクタ19の間に電流が生じる。そして、この電流を、検出信号として検出できる。
Next, a structural diagram of an example of the self-output type gamma ray detector 4 of FIG. 1 is shown in FIG.
The self-output gamma ray detector 4 shown in FIG. 2 has a lead metal emitter 17 in the center and a stainless steel collector 19 on the outside, and is insulated from each other by an alumina insulating material 18.
The emitter 17 is connected to the core wire 20 of the metal sheath cable, and the emitter 17 and the core wire 20 are conductive. The core wire 20 of the metal sheath cable is covered with a metal sheath 21, and is insulated from the metal sheath 21 by an insulating material 22 made of alumina.
Further, both ends of the collector 19 have a structure in which the inside is airtight due to the metal end plugs 23.
In the self-output type gamma ray detector 4 having this configuration, electrons are emitted from the emitter 17 irradiated with gamma rays, and a current is generated between the emitter 17 and the collector 19. Then, this current can be detected as a detection signal.

また、図1の遅発ガンマ線補正装置6の一例の構成図を、図3に示す。
図3に示す遅発ガンマ線補正装置6は、図1の自己出力型ガンマ線検出器4からケーブル5で接続され、微弱電流測定器25、演算装置26、記憶装置27、送信器28、入力装置29、初期化スイッチ30、を備えている。
Further, a configuration diagram of an example of the delayed gamma ray correction device 6 of FIG. 1 is shown in FIG.
The delayed gamma ray correction device 6 shown in FIG. 3 is connected to the self-output type gamma ray detector 4 of FIG. 1 by a cable 5, and is a weak current measuring device 25, an arithmetic device 26, a storage device 27, a transmitter 28, and an input device 29. , The initialization switch 30 is provided.

微弱電流測定器25は、ケーブル5に接続され、ケーブル5からの信号を受信する。
微弱電流測定器25は、演算装置26に接続されている。
演算装置26は、記憶装置27、初期化スイッチ30、送信器28に、それぞれ接続されている。
記憶装置27には、入力装置29が接続されている。
The weak current measuring instrument 25 is connected to the cable 5 and receives a signal from the cable 5.
The weak current measuring device 25 is connected to the arithmetic unit 26.
The arithmetic unit 26 is connected to the storage device 27, the initialization switch 30, and the transmitter 28, respectively.
An input device 29 is connected to the storage device 27.

ここで、図3の入力装置29のインターフェース画面の例を、図4に示す。
図4の画面左側にある、即発ガンマ線割合a及び遅発ガンマ線の各成分j(この画面ではj=1〜10)の崩壊定数λと割合aを、画面右側にある方向ボタンと変数選択ボタンで選択し、数字ボタンと変更実行ボタンで変更する。
これらの定数の意味については後述する。
Here, an example of the interface screen of the input device 29 of FIG. 3 is shown in FIG.
The decay constant λ j and the ratio a j of each component j (j = 1 to 10 in this screen) of the prompt gamma ray ratio a 0 and the delayed gamma ray on the left side of the screen in FIG. 4 are set by the direction buttons and variables on the right side of the screen. Select with the select button and change with the number button and change execution button.
The meaning of these constants will be described later.

また、図3のデータ採取装置7の一例の構成図を、図5に示す。
図5に示すデータ採取装置7は、出力操作信号入力装置14、微弱電流測定器32、演算装置33、記憶装置34、送信器35、を備えている。
Further, a configuration diagram of an example of the data collection device 7 of FIG. 3 is shown in FIG.
The data collection device 7 shown in FIG. 5 includes an output operation signal input device 14, a weak current measuring device 32, an arithmetic device 33, a storage device 34, and a transmitter 35.

出力操作信号入力装置14は、制御棒駆動制御装置12及び再循環流量制御装置13からの操作信号を受信する。
微弱電流測定器32は、ケーブル5に接続され、ケーブル5からの信号を受信する。
微弱電流測定器32は、さらに演算装置33に接続されている。
演算装置33は、記憶装置34、送信器35に、それぞれ接続されている。
The output operation signal input device 14 receives the operation signals from the control rod drive control device 12 and the recirculation flow rate control device 13.
The weak current measuring device 32 is connected to the cable 5 and receives a signal from the cable 5.
The weak current measuring device 32 is further connected to the arithmetic unit 33.
The arithmetic unit 33 is connected to the storage device 34 and the transmitter 35, respectively.

次に、上述したように構成した原子炉出力監視装置の動作を以下に説明する。 Next, the operation of the reactor power monitoring device configured as described above will be described below.

原子炉の運転が開始されると、原子炉圧力容器1に保持された炉心2の核分裂反応により、生成されたガンマ線が自己出力型ガンマ線検出器4に照射される。
自己出力型ガンマ線検出器4では、ガンマ線が照射されたエミッタ17から電子が放出されることにより、エミッタ17とコレクタ18の間に電流が生じる。この電流が検出信号として、遅発ガンマ線補正装置6とデータ採取装置7に送られる。
When the operation of the reactor is started, the generated gamma rays are irradiated to the self-powered gamma ray detector 4 by the fission reaction of the core 2 held in the reactor pressure vessel 1.
In the self-output type gamma ray detector 4, electrons are emitted from the emitter 17 irradiated with gamma rays, so that a current is generated between the emitter 17 and the collector 18. This current is sent as a detection signal to the delayed gamma ray correction device 6 and the data collection device 7.

遅発ガンマ線補正装置6では、時々刻々受信する電流を微弱電流測定器25で測定し、出力信号に換算して、デジタル値として演算装置26に送出する。
演算装置26では、記憶装置27に保持された即発ガンマ線割合a0及び遅発ガンマ線の崩壊定数λと割合aを呼び出し、予め内蔵された補正モデルに従って、遅発ガンマ線成分を補正した出力信号を生成する。
補正モデルとしては、下記の式(1)に示すように、遅発ガンマ線を放出する核変換をいくつかの時定数の成分にまとめ、遅発ガンマ線を各成分の和として算出するモデルを用いる。
In the delayed gamma ray correction device 6, the current received every moment is measured by the weak current measuring device 25, converted into an output signal, and sent to the arithmetic unit 26 as a digital value.
The arithmetic unit 26 calls the prompt gamma ray ratio a 0 and the decay constants λ j and the ratio a j of the delayed gamma ray held in the storage device 27, and corrects the delayed gamma ray component according to the correction model built in in advance. To generate.
As the correction model, as shown in the following equation (1), a model is used in which the transmutation that emits delayed gamma rays is grouped into several time constant components and the delayed gamma rays are calculated as the sum of each component.

Figure 2021071313
ここで、G(t)はガンマ線測定値であり、GC(t)は遅発成分を補正したガンマ線測定値である。
また、前述したように、λjは第j群の遅発ガンマ線の崩壊定数であり、aは全ガンマ線に占める即発ガンマ線の割合であり、aは全ガンマ線に占める第j群の遅発ガンマ線の割合である。
Figure 2021071313
Here, G (t) is a gamma ray measurement value, and GC (t) is a gamma ray measurement value corrected for a delayed component.
Further, as described above, λ j is the decay constant of the delayed gamma rays of the j group, a 0 is the ratio of the prompt gamma rays to the total gamma rays, and a j is the delayed gamma rays of the j group to the total gamma rays. The percentage of gamma rays.

崩壊時定数(崩壊定数の逆数)としては、1秒未満のオーダから1日超まで10個(N=10)のものを用いる。
この式(1)を用い、一定周期で得られる出力信号から逐次的に遅発成分を補正した出力信号を算出することができる。
この出力信号の算出に用いる逐次式を、下記の式(2)に示す。
As the collapse time constant (the reciprocal of the collapse constant), 10 pieces (N = 10) from an order of less than 1 second to more than 1 day are used.
Using this equation (1), it is possible to calculate an output signal in which the delayed component is sequentially corrected from the output signal obtained at a fixed cycle.
The sequential formula used for calculating this output signal is shown in the following formula (2).

Figure 2021071313
Figure 2021071313

この式(2)において、Gkは時刻kでの出力信号を表し、GCj kは第j群の遅発γ線からの寄与を表し、GCkは補正した出力信号を表している。
また、時刻は、自己出力型ガンマ線検出器の電流サンプリング周期Δtの間隔で離散化されており、kは現在の時刻を表し、k−1は一周期前の時刻を表す。
式(2)では、全遅発ガンマ線の寄与を、各群(j=1〜N)の遅発ガンマ線からの寄与の和として算出して、遅発ガンマ線成分を補正している。
In this equation (2), G k represents the output signal at time k, GC j k represents the contribution from the delayed γ-rays of the j-th group, and GC k represents the corrected output signal.
The time is discretized at intervals of the current sampling cycle Δt of the self-output gamma ray detector, where k represents the current time and k-1 represents the time one cycle before.
In the formula (2), the contribution of all delayed gamma rays is calculated as the sum of the contributions from the delayed gamma rays of each group (j = 1 to N), and the delayed gamma ray component is corrected.

この式(2)を用いた遅発ガンマ線の補正処理手順では、まず、現時刻kでの出力信号Gkが読み込まれる。
次に、補正した出力信号GCk、及び各成分の遅発γ線寄与GCj kが初期化されているか否かを確認する。
そして、初期化されていない場合には、出力信号が現時刻まで常に一定であったと仮定して初期化する。
一方、初期化済みであった場合には、式(2)に従い、現時刻の補正した出力信号GCk、各成分の遅発γ線寄与GCj kの順に算出する。
In the delayed gamma ray correction processing procedure using this equation (2), first, the output signal G k at the current time k is read.
Next, it is confirmed whether or not the corrected output signal GC k and the delayed γ-ray contribution GC j k of each component are initialized.
Then, if it is not initialized, it is initialized on the assumption that the output signal is always constant until the current time.
On the other hand, if it has been initialized, the output signal GC k corrected at the current time and the delayed γ-ray contribution GC j k of each component are calculated in this order according to the equation (2).

補正した出力信号GCk、及び各成分の遅発γ線寄与GCj kの初期化は、原子炉出力監視装置の起動時には自動的に実施し、その他、必要に応じて操作員が初期化スイッチ30を押下した時刻に、出力信号が現時刻まで常に一定であったと仮定して、実施する。
出力信号GCk、及び各成分の遅発γ線寄与GCj kの初期化は、下記の式(3)及び式(4)に従って、実施する。
The corrected output signal GC k and the delayed γ-ray contribution GC j k of each component are automatically initialized when the reactor output monitoring device is started, and the operator also initializes the initialization switch if necessary. It is assumed that the output signal is always constant until the current time at the time when 30 is pressed.
The initialization of the output signal GC k and the delayed γ-ray contribution GC j k of each component is carried out according to the following equations (3) and (4).

Figure 2021071313
Figure 2021071313

上述したように、予め内蔵された補正モデルに従って遅発ガンマ線成分を補正して生成した出力信号は、遅発ガンマ線補正装置6の送信器28により、原子炉保護システム8に送出して、スクラム信号の生成に使用する。 As described above, the output signal generated by correcting the delayed gamma ray component according to the correction model built in in advance is transmitted to the reactor protection system 8 by the transmitter 28 of the delayed gamma ray correction device 6, and is a scrum signal. Used to generate.

一方、データ採取装置7では、遅発ガンマ線補正装置6と同様に、時々刻々受信する電流を微弱電流測定器32で測定し、出力信号に換算して、デジタル値として演算装置33に送出する。
演算装置33には、出力操作信号入力装置14が接続されており、制御棒駆動制御装置12からの制御棒操作信号と、再循環流量制御装置13からの再循環流量操作信号とを、演算装置33に入力する。
演算装置33では、制御棒駆動装置12または再循環流量制御装置13により、原子炉の出力が変化を開始した時点から、所定の条件を満たす出力操作をさせた後に一定時間経過するまでの出力信号を、記憶装置34に格納する。
そして、全データの格納を完了した後に、このデータを、送信器35により遅発ガンマ線割合算出装置15に送出する。
On the other hand, in the data collecting device 7, similarly to the delayed gamma ray correction device 6, the current received every moment is measured by the weak current measuring device 32, converted into an output signal, and sent to the arithmetic unit 33 as a digital value.
An output operation signal input device 14 is connected to the arithmetic unit 33, and the control rod operation signal from the control rod drive control device 12 and the recirculation flow rate operation signal from the recirculation flow rate control device 13 are input to the arithmetic unit 33. Enter in 33.
In the arithmetic unit 33, the output signal from the time when the output of the reactor starts to change by the control rod drive device 12 or the recirculation flow rate control device 13 until a certain time elapses after the output operation satisfying a predetermined condition is performed. Is stored in the storage device 34.
Then, after the storage of all the data is completed, this data is transmitted to the delayed gamma ray ratio calculation device 15 by the transmitter 35.

ここで、図5に示すデータ採取装置7の演算装置33が実施する、出力操作信号に基づく処理のフローチャートを、図6に示す。 Here, FIG. 6 shows a flowchart of processing based on the output operation signal performed by the arithmetic unit 33 of the data collection device 7 shown in FIG.

図6に示すフローチャートでは、演算装置33が処理を開始すると、まず、ステップS1において、制御棒操作または再循環流量操作があるまで、出力信号の初期値P0を現在の出力信号Pに初期化する。さらに、ステップS2において、1つめのタイマの初期値t1を現在の時刻tにリセットする。
この状態で、ステップS3において、制御棒操作または再循環流量操作が行われたかどうかを検知する。そして、制御棒操作または再循環流量操作が行われた場合には、ステップS4に進み、出力信号の記憶装置34への格納を開始する。一方、制御棒操作も再循環流量操作も行われない場合には、ステップS1に戻り、出力信号の初期値P0を現在の出力信号Pに初期化する。
In the flowchart shown in FIG. 6, when the arithmetic unit 33 starts processing, first, in step S1, the initial value P0 of the output signal is initialized to the current output signal P until there is a control rod operation or a recirculation flow rate operation. .. Further, in step S2, the initial value t1 of the first timer is reset to the current time t.
In this state, in step S3, it is detected whether or not the control rod operation or the recirculation flow rate operation has been performed. Then, when the control rod operation or the recirculation flow rate operation is performed, the process proceeds to step S4, and the storage of the output signal in the storage device 34 is started. On the other hand, when neither the control rod operation nor the recirculation flow rate operation is performed, the process returns to step S1 and the initial value P0 of the output signal is initialized to the current output signal P.

ステップS4で出力信号の記憶装置34への格納を開始した後には、ステップS5において、制御棒操作または再循環流量操作が行われていないかどうかを、検知する。そして、制御棒操作も再循環流量操作も行われていない場合(Yes)には、操作が完了したと認定して、ステップS6に進む。一方、制御棒操作または再循環流量操作が行われている場合(No)には、操作が完了していないと認定して、ステップS5の前に戻る。 After starting the storage of the output signal in the storage device 34 in step S4, it is detected in step S5 whether or not the control rod operation or the recirculation flow rate operation is performed. Then, when neither the control rod operation nor the recirculation flow rate operation is performed (Yes), it is determined that the operation has been completed, and the process proceeds to step S6. On the other hand, when the control rod operation or the recirculation flow rate operation is performed (No), it is determined that the operation has not been completed, and the process returns to the step S5.

操作完了の後、ステップS6において、制御棒操作または再循環流量操作による出力変化|P−P0|が、所定値ΔP1(例えば定格出力の5%)以上であるかどうかを検知する。出力変化|P−P0|がΔP1以上である場合には、出力変化が十分であると認定して、ステップS9に進む。一方、出力変化|P−P0|がΔP1未満である場合には、出力変化が不十分であると認定して、ステップS7に進む。 After the operation is completed, in step S6, it is detected whether or not the output change | P−P0 | due to the control rod operation or the recirculation flow rate operation is equal to or greater than the predetermined value ΔP1 (for example, 5% of the rated output). When the output change | P−P0 | is ΔP1 or more, it is determined that the output change is sufficient, and the process proceeds to step S9. On the other hand, when the output change | P−P0 | is less than ΔP1, it is determined that the output change is insufficient, and the process proceeds to step S7.

ステップS7において、操作開始からの経過時間t−t1が、所定値Δt1(例えば2分)未満であるかどうかを検知する。経過時間t−t1がΔt1未満である場合には、経過時間が十分ではないと認定して、ステップS6の前に戻り、その後に再びステップS6の出力変化|P−P0|の検知を行う。一方、経過時間t−t1がΔt1以上である場合には、十分な時間を経過してもなお出力変化が不十分であると認定して、ステップS8に進む。
ステップS8では、出力変化が不十分で精度の良い評価ができないと判断し、記憶装置34に格納した出力信号を消去し、ステップS1の前に戻る。
In step S7, it is detected whether or not the elapsed time t−t1 from the start of the operation is less than the predetermined value Δt1 (for example, 2 minutes). If the elapsed time t−t1 is less than Δt1, it is determined that the elapsed time is not sufficient, the process returns to the front of step S6, and then the output change | P−P0 | of step S6 is detected again. On the other hand, when the elapsed time t−t1 is Δt1 or more, it is determined that the output change is still insufficient even after a sufficient time has elapsed, and the process proceeds to step S8.
In step S8, it is determined that the output change is insufficient and accurate evaluation cannot be performed, the output signal stored in the storage device 34 is erased, and the process returns to the step S1.

ステップS9において、2つめのタイマの初期値t2を現在の時刻tに初期化する。
そして、ステップS10において、操作なしの状態での経過時間t−t2が所定値Δt2(例えば5分)以上であるかを検知する。経過時間t−t2がΔt2以上である場合には、経過時間が十分であると認定して、ステップS12に進む。一方、経過時間t−t2がΔt2未満である場合には、経過時間が不十分であると認定して、ステップS11に進む。
In step S9, the initial value t2 of the second timer is initialized to the current time t.
Then, in step S10, it is detected whether the elapsed time t−t2 in the state without operation is equal to or more than the predetermined value Δt2 (for example, 5 minutes). If the elapsed time t−t2 is Δt2 or more, it is determined that the elapsed time is sufficient, and the process proceeds to step S12. On the other hand, when the elapsed time t−t2 is less than Δt2, it is determined that the elapsed time is insufficient, and the process proceeds to step S11.

ステップS11では、操作なしの状態での経過時間が短いため、出力がまだ変化する可能性があることから、精度の良い評価ができないと判断する。そして、ステップS8の処理と同様に、記憶装置34に格納した出力信号を消去し、ステップS1の前に戻る。 In step S11, since the elapsed time without operation is short and the output may still change, it is determined that accurate evaluation cannot be performed. Then, as in the process of step S8, the output signal stored in the storage device 34 is erased, and the process returns to the step S1.

ステップS12では、記憶装置34への出力信号の格納を完了し、ステップS13に進む。
ステップS13では、記憶装置34へ格納したデータを、遅発ガンマ線割合算出装置15へ送信する。
その後、データ採取装置7での処理を終了する。また、ステップS1の前に戻り、次の処理では、再度初期化を行う。
In step S12, the storage of the output signal in the storage device 34 is completed, and the process proceeds to step S13.
In step S13, the data stored in the storage device 34 is transmitted to the delayed gamma ray ratio calculation device 15.
After that, the process in the data collection device 7 is terminated. Further, the process returns to the previous step S1, and in the next process, initialization is performed again.

炉心出力変更後の出力信号データを受信した遅発ガンマ線割合算出装置15では、受信したデータにモデルを当てはめて、原子炉の運転中に変化する、式(1)及び式(2)のパラメータa及びaと真の出力変化ΔPを求める。
ただし、短時間のデータで崩壊時定数が短い成分の寄与を決定する方法は、精度が出ない。
そこで、短時間での応答精度を優先し、変更するパラメータa(または1−a)のみとし、これに応じて、下記の式(5)に示すように、和が1となるようにaを規格化し直す方法を用いる(λjも一定とする)。
In the delayed gamma ray ratio calculation device 15 that has received the output signal data after the core output has been changed, the model is applied to the received data, and the parameters a of equations (1) and (2) that change during the operation of the reactor. Find 0 and a j and the true output change ΔP.
However, the method of determining the contribution of a component having a short decay time constant from short-time data is not accurate.
Therefore, giving priority to the response accuracy in a short time, only the parameter a 0 (or 1-a 0 ) to be changed is used, and the sum is set to 1 as shown in the following equation (5) accordingly. A method of restandardizing a j is used (λ j is also constant).

Figure 2021071313
Figure 2021071313

ここで、即発ガンマ線割合及び遅発ガンマ線割合を計算するためのフィッティングの模式図を、図7に示す。
図7に示すように、受信した出力信号データの各時刻の値に対して、前述の式(1)に基づいて算出したフィッティング値の差の二乗和が最も小さくなるように、a及びaとΔPを決定する。このとき、真の出力変化ΔPの前と後では出力が一定であった、との仮定の下で、a及びaとΔPを決定する。
このようにして決定したa及びaを、遅発ガンマ線補正装置6に送出する。
Here, FIG. 7 shows a schematic diagram of the fitting for calculating the prompt gamma ray ratio and the delayed gamma ray ratio.
As shown in FIG. 7, a 0 and a so that the sum of squares of the difference between the fitting values calculated based on the above equation (1) is the smallest for each time value of the received output signal data. Determine j and ΔP. At this time, a 0 and a j and ΔP are determined on the assumption that the output is constant before and after the true output change ΔP.
The a 0 and a j thus determined are sent to the delayed gamma ray correction device 6.

遅発ガンマ線補正装置6では、記憶装置27に格納されたa及びaの値を自動的に書き換えるか、もしくは、a及びaの値の書き換えの可否を操作者に確認するための画面を表示させる。 In delayed gamma ray correction device 6, or the value of the stored a 0 and a j in the storage device 27 automatically rewritten, or to confirm whether the rewriting of the values of a 0 and a j to the operator Display the screen.

以上のように、炉心の出力操作信号として、制御棒操作信号と再循環流量操作信号とを入力することにより、参照となる中性子束信号が無くとも、炉出力が一定状態での出力信号から運転中に変化する遅発ガンマ線割合を算出することができ、遅発ガンマ線を精度よく補正することができる。
また、遅発ガンマ線は、最初の1分までにその半分程度が飽和するため、自己出力型ガンマ線検出器4を用いることにより、ガンマサーモメータでは熱応答の影響から分離できない期間の比較的大きな変化を、遅発ガンマ線割合の評価に使用することができる。これにより、短い時間のデータで評価が可能となるともに、出力変化直後の補正の精度を向上することができる。
As described above, by inputting the control rod operation signal and the recirculation flow rate operation signal as the core output operation signal, the operation is performed from the output signal in a constant state of the reactor output even if there is no reference neutron flux signal. It is possible to calculate the ratio of delayed gamma rays that change during the process, and it is possible to accurately correct the delayed gamma rays.
In addition, since about half of the delayed gamma rays are saturated by the first minute, by using the self-output gamma ray detector 4, a relatively large change in the period that cannot be separated from the influence of the thermal response by the gamma thermometer. Can be used to evaluate the percentage of late-onset gamma rays. As a result, it is possible to evaluate with data for a short time, and it is possible to improve the accuracy of correction immediately after the output change.

上述の本実施例の構成によれば、鉛金属製のエミッタ17と、エミッタ17を絶縁材(アルミナ)18で絶縁して内包するステンレス製のコレクタ19を備えた自己出力型ガンマ線検出器4を備えている。
この構成の自己出力型ガンマ線検出器4では、ガンマ線が照射されたエミッタ17から電子が放出されて、エミッタ17とコレクタ19の間に電流が生じる。そして、この電流を、検出信号として検出できる。
自己出力型ガンマ線検出器4をこのような構成としたことにより、ガンマサーモメータでは熱応答の影響から分離できないような、短い期間の比較的大きな変化を検出して、遅発ガンマ線割合の評価に使用することができる。
そして、この構成の自己出力型ガンマ線検出器4を備えていることにより、自己出力型ガンマ線検出器4は中性子による感度劣化が小さいので、従来の固定式の中性子検出器よりも中性子による感度劣化を低減することができる。
According to the configuration of the present embodiment described above, a self-output gamma ray detector 4 having a lead metal emitter 17 and a stainless steel collector 19 in which the emitter 17 is insulated by an insulating material (alumina) 18 and contained therein is provided. I have.
In the self-output type gamma ray detector 4 having this configuration, electrons are emitted from the emitter 17 irradiated with gamma rays, and a current is generated between the emitter 17 and the collector 19. Then, this current can be detected as a detection signal.
By adopting the self-output gamma ray detector 4 in such a configuration, a relatively large change in a short period of time that cannot be separated from the influence of the thermal response by the gamma thermometer can be detected, and the delayed gamma ray ratio can be evaluated. Can be used.
Since the self-powered gamma-ray detector 4 having this configuration is provided with the self-powered gamma-ray detector 4, the sensitivity deterioration due to neutrons is smaller than that of the conventional fixed neutron detector. Can be reduced.

上述の本実施例の構成によれば、遅発ガンマ線補正装置6が、自己出力型ガンマ線検出器4からの検出信号に対して、実時間で遅発ガンマ線を補正することができ、応答の早い原子炉出力の測定ができる。
これにより、自己出力型ガンマ線検出器4に隣接する固定式中性子検出器が必ずしも無い場合でも、出力変化時の原子炉出力からの遅れを精度良く補正することが可能になる。
また、コストの掛かる走査型中性子検出器を廃止でき、固定式中性子検出器の一部または全てを代替することで、検出器の合理化とコスト削減を図ることができる。
さらにまた、中性子による感度劣化が小さい自己出力型ガンマ線検出器4で、固定式の中性子検出器を代替できるため、検出器の寿命を伸長することができ、コスト削減と廃棄物の物量低減を図ることができる。
According to the configuration of the present embodiment described above, the delayed gamma ray correction device 6 can correct the delayed gamma ray in real time with respect to the detection signal from the self-output type gamma ray detector 4, and the response is quick. Can measure reactor power.
As a result, even if there is not necessarily a fixed neutron detector adjacent to the self-powered gamma ray detector 4, it is possible to accurately correct the delay from the reactor power when the power changes.
In addition, the costly scanning neutron detector can be abolished, and by substituting a part or all of the fixed neutron detector, the detector can be rationalized and the cost can be reduced.
Furthermore, since the self-powered gamma ray detector 4 with less sensitivity deterioration due to neutrons can replace the fixed neutron detector, the life of the detector can be extended, and cost reduction and waste volume reduction can be achieved. be able to.

上述の本実施例の構成によれば、データ採取装置7が、操作員または制御装置により出力操作信号入力装置14に入力される出力操作信号に基づき、原子炉の出力変化の開始と終了を検知し、出力変動中及び出力変動後の出力一定状態での自己出力型ガンマ線検出器4からの検出信号を採取する。また、データ採取装置7に採取された検出信号に基づいて、遅発ガンマ線割合を算出する遅発ガンマ線割合算出装置15を備えており、この遅発ガンマ線割合算出装置15で算出した遅発ガンマ線割合を用いて、遅発ガンマ線補正装置6において、検出信号に対する遅発ガンマ線の補正を行う。
従って、データ採取装置7において、原子炉の出力一定状態を精度良く把握することができるので、遅発ガンマ線補正装置6において、精度良く、かつリアルタイムで、遅発ガンマ線の補正を行うことができる。これにより、原子炉の出力の状態に精度良く対応して、原子炉の運転及び停止を行うことができ、原子炉の運転性を向上できる。
According to the configuration of the present embodiment described above, the data collection device 7 detects the start and end of the output change of the reactor based on the output operation signal input to the output operation signal input device 14 by the operator or the control device. Then, the detection signal from the self-output type gamma ray detector 4 is collected during the output fluctuation and in the constant output state after the output fluctuation. Further, a delayed gamma ray ratio calculation device 15 for calculating the delayed gamma ray ratio based on the detection signal collected by the data collection device 7 is provided, and the delayed gamma ray ratio calculated by the delayed gamma ray ratio calculation device 15 is provided. Is used to correct the delayed gamma ray for the detection signal in the delayed gamma ray correction device 6.
Therefore, since the data collection device 7 can accurately grasp the constant output state of the reactor, the delayed gamma ray correction device 6 can accurately and in real time correct the delayed gamma rays. As a result, the reactor can be started and stopped in accordance with the output state of the reactor with high accuracy, and the operability of the reactor can be improved.

上述の本実施例の構成によれば、データ採取装置7に内蔵された出力操作信号入力装置14が、制御棒駆動制御装置12と再循環流量制御装置13に、接続されている。
従って、制御棒駆動制御装置12からの制御棒操作信号、及び再循環流量制御装置13からの再循環流量操作信号のうちの、一方の信号または両方の信号を、出力操作信号として用いることができる。これにより、運転中に変化する即発ガンマ線割合及び遅発ガンマ線割合を、炉出力が一定の状態の出力信号から算出でき、さらに精度良く遅発ガンマ線を補正できる。
According to the configuration of the present embodiment described above, the output operation signal input device 14 built in the data collection device 7 is connected to the control rod drive control device 12 and the recirculation flow rate control device 13.
Therefore, one or both of the control rod operation signal from the control rod drive control device 12 and the recirculation flow rate operation signal from the recirculation flow rate control device 13 can be used as the output operation signal. .. As a result, the ratio of prompt gamma rays and the ratio of delayed gamma rays that change during operation can be calculated from the output signal in a state where the furnace output is constant, and the delayed gamma rays can be corrected more accurately.

上述の本実施例の構成によれば、遅発ガンマ線補正装置6からの出力に基づいて、原子炉のスクラム信号を生成する原子炉保護装置8を備えるので、精度良く遅発ガンマ線が補正された、遅発ガンマ線補正装置6からの出力に基づき、スクラム信号を生成できる。
これにより、スクラム信号を、原子炉の出力に対応して精度良く生成できるので、出力が原子炉を緊急停止する必要がない状態である場合であってもスクラム信号を生成してしまうことを抑制し、原子炉の運転性を向上できる。
According to the configuration of the present embodiment described above, since the reactor protection device 8 that generates the scram signal of the reactor based on the output from the delayed gamma ray correction device 6 is provided, the delayed gamma ray correction is performed with high accuracy. , A scram signal can be generated based on the output from the delayed gamma ray correction device 6.
As a result, the scrum signal can be generated accurately according to the output of the reactor, so that it is possible to prevent the scrum signal from being generated even when the output does not need to stop the reactor in an emergency. However, the operability of the reactor can be improved.

(実施例2)
実施例2の原子炉出力監視装置の全体構成図を、図8に示す。
本実施例では、図1に示した実施例1の原子炉出力監視装置の構成に、炉心性能監視装置37が追加されている。
炉心性能監視装置37は、遅発ガンマ線補正装置6に接続されている。
(Example 2)
The overall configuration diagram of the reactor power monitoring device of the second embodiment is shown in FIG.
In this embodiment, the core performance monitoring device 37 is added to the configuration of the reactor output monitoring device of the first embodiment shown in FIG.
The core performance monitoring device 37 is connected to the delayed gamma ray correction device 6.

自己出力型ガンマ線検出器4(図1、図8では1個のみ記載)は、炉心2内に三次元的に配置されており、自己出力型ガンマ線検出器4から出力された微弱電流が、遅発ガンマ線補正装置6とデータ採取装置7に送られる。 The self-output type gamma ray detector 4 (only one is described in FIGS. 1 and 8) is three-dimensionally arranged in the core 2, and the weak current output from the self-output type gamma ray detector 4 is slow. It is sent to the gamma ray correction device 6 and the data collection device 7.

遅発ガンマ線補正装置6では、時々刻々受信する電流を出力信号に換算して、式(1)及び式(2)に示した補正モデルに従って、遅発ガンマ線成分を補正した出力信号を生成する。 The delayed gamma ray correction device 6 converts the current received every moment into an output signal, and generates an output signal corrected with the delayed gamma ray component according to the correction models shown in the equations (1) and (2).

データ採取装置7では、微弱電流を出力信号に換算して、原子炉の出力が変化を開始した時点から、所定の条件を満たす出力操作をさせた後に一定時間経過するまでの出力信号を、遅発ガンマ線割合算出装置15に送出する。
そして、遅発ガンマ線割合算出装置15により算出された、最新のa及びaが遅発ガンマ線補正装置6に送られ、ガンマ線補正装置6によって遅発ガンマ線を補正された出力信号が、炉心性能計算装置37に送られる。
The data collection device 7 converts a weak current into an output signal, and delays the output signal from the time when the output of the reactor starts to change until a certain time elapses after performing an output operation satisfying a predetermined condition. It is sent to the emission gamma ray ratio calculation device 15.
Then, the latest a0 and aj calculated by the delayed gamma ray ratio calculation device 15 are sent to the delayed gamma ray correction device 6, and the output signal corrected by the gamma ray correction device 6 is the core performance. It is sent to the computing device 37.

炉心性能計算装置37では、原子炉運転中の即発ガンマ線割合を考慮した出力信号に基づき、内蔵された炉心計算プログラム(炉心三次元シミュレータ)を調整(計算を補正)して、出力分布や最大線出力密度及び最小限界出力比などの炉心管理情報を出力する。
炉心性能計算装置37からの炉心管理情報の出力先としては、数値を表示する表示部、情報を表示するモニタ、情報を記憶する記憶装置、等が挙げられる。
The core performance calculation device 37 adjusts (corrects the calculation) the built-in core calculation program (core three-dimensional simulator) based on the output signal considering the ratio of prompt gamma rays during reactor operation, and adjusts the output distribution and maximum line. Outputs core management information such as output density and minimum limit output ratio.
Examples of the output destination of the core management information from the core performance calculation device 37 include a display unit for displaying numerical values, a monitor for displaying information, a storage device for storing information, and the like.

上述の本実施例の構成によれば、遅発ガンマ線補正装置6からの出力に基づいて、炉心計算プログラムを調整し、出力分布や最大線出力密度及び最小限界出力比等の炉心管理情報を出力する炉心性能計算装置37を備える。
これにより、遅発ガンマ線補正装置6から炉心性能計算装置37へ、応答性が速く精度の高い出力信号を供給できるので、炉心性能計算を速く精度良く行うことができ、炉心性能を速く精度良く監視して、原子炉の運用性及び安全性を向上できる。
According to the configuration of the present embodiment described above, the core calculation program is adjusted based on the output from the delayed gamma ray correction device 6, and the core management information such as the output distribution, the maximum line output density, and the minimum limit output ratio is output. The core performance calculation device 37 is provided.
As a result, the delayed gamma ray correction device 6 can supply the core performance calculation device 37 with a highly responsive and highly accurate output signal, so that the core performance calculation can be performed quickly and accurately, and the core performance can be monitored quickly and accurately. Therefore, the operability and safety of the nuclear reactor can be improved.

(変形例)
実施例1及び実施例2では、制御棒駆動制御装置12と再循環流量制御装置13から出力操作信号入力装置14に出力操作信号が入力される構成であったが、操作員によって出力操作信号入力装置14に出力操作信号が入力される構成としても構わない。
(Modification example)
In the first and second embodiments, the output operation signal is input from the control rod drive control device 12 and the recirculation flow rate control device 13 to the output operation signal input device 14, but the output operation signal is input by the operator. The output operation signal may be input to the device 14.

また、実施例1及び実施例2では、制御棒操作信号及び再循環流量操作信号の両方の信号を出力操作信号として用いていたが、制御棒操作信号或いは再循環流操作信号のいずれか一方の信号のみを出力信号として用いても構わない。 Further, in the first and second embodiments, both the control rod operation signal and the recirculation flow rate operation signal are used as output operation signals, but either the control rod operation signal or the recirculation flow operation signal is used. Only the signal may be used as the output signal.

なお、本発明は、上述した実施の形態及び実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施の形態及び実施例は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。 The present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and includes various modifications. For example, the above-described embodiments and examples have been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the described configurations.

1 原子炉圧力容器、2 炉心、3 炉内計装管、4 自己出力型ガンマ線検出器、5 ケーブル、6 遅発ガンマ線補正装置、7 データ採取装置、8 原子炉保護システム、9 制御棒、10 制御棒駆動装置、11 再循環ポンプ、12 制御棒駆動制御装置、13 再循環流量制御装置、14 出力操作信号入力装置、15 遅発ガンマ線割合算出装置、17 エミッタ、18 絶縁材、19 コレクタ、20 芯線、21 金属製シース、22 絶縁材、23 端栓、25 微弱電流測定器、26 演算装置、27 記憶装置、28 送信器、29 入力装置、30 初期化スイッチ、32 微弱電流測定器、33 演算装置、34 記憶装置、35 送信器、37 炉心性能計算装置 1 Reactor pressure vessel, 2 Reactor core, 3 In-reactor instrumentation tube, 4 Self-powered gamma ray detector, 5 Cable, 6 Delayed gamma ray correction device, 7 Data collection device, 8 Reactor protection system, 9 Control rod, 10 Control rod drive device, 11 Recirculation pump, 12 Control rod drive control device, 13 Recirculation flow control device, 14 Output operation signal input device, 15 Delayed gamma ray ratio calculation device, 17 Emitter, 18 Insulation material, 19 Collector, 20 Core wire, 21 metal sheath, 22 insulation, 23 end plug, 25 weak current measuring device, 26 arithmetic device, 27 storage device, 28 transmitter, 29 input device, 30 initialization switch, 32 weak current measuring instrument, 33 arithmetic Equipment, 34 storage equipment, 35 transmitter, 37 core performance calculation equipment

Claims (6)

ガンマ線の照射により電子を放出する金属製のエミッタと、前記エミッタを電気的に絶縁して内包する金属製のコレクタとを備えた、自己出力型ガンマ線検出器と、
実時間で遅発ガンマ線を補正する遅発ガンマ線補正装置と、
前記自己出力型ガンマ線検出器からの検出信号を採取するデータ採取装置と、
前記データ採取装置に採取された前記検出信号に基づいて、遅発ガンマ線割合を算出する遅発ガンマ線割合算出装置と、を備え、
前記データ採取装置は、操作員または制御装置により出力操作信号が入力される、出力操作信号入力装置を備え、前記出力操作信号に基づいて原子炉の出力変動の開始と終了を検知し、出力変動中及び出力変動後の出力一定状態での前記自己出力型ガンマ線検出器からの前記検出信号を採取し、
前記遅発ガンマ線補正装置は、前記遅発ガンマ線割合算出装置で算出した前記遅発ガンマ線割合を用いて、前記データ採取装置で採取された前記出力一定状態における前記自己出力型ガンマ線検出器からの前記検出信号に対して、実時間で遅発ガンマ線を補正する
原子炉出力監視装置。
A self-output gamma ray detector provided with a metal emitter that emits electrons by irradiation with gamma rays and a metal collector that electrically insulates and encloses the emitter.
A delayed gamma ray correction device that corrects delayed gamma rays in real time,
A data collection device that collects detection signals from the self-output gamma ray detector, and
A delayed gamma ray ratio calculation device for calculating a delayed gamma ray ratio based on the detection signal collected by the data collection device is provided.
The data collection device includes an output operation signal input device to which an output operation signal is input by an operator or a control device, detects the start and end of the output fluctuation of the reactor based on the output operation signal, and outputs the output fluctuation. The detection signal from the self-output type gamma ray detector in the medium and constant output state after the output fluctuation is collected, and the detection signal is collected.
The delayed gamma ray correction device uses the delayed gamma ray ratio calculated by the delayed gamma ray ratio calculation device, and the self-output type gamma ray detector from the self-output type gamma ray detector in the constant output state collected by the data collection device. Reactor output monitoring device that corrects delayed gamma rays in real time for detection signals.
前記データ採取装置は、制御棒操作信号及び再循環流量操作信号のうちの一方の信号または両方の信号を、前記出力操作信号として用いる請求項1に記載の原子炉出力監視装置。 The reactor output monitoring device according to claim 1, wherein the data collection device uses one or both signals of a control rod operation signal and a recirculation flow rate operation signal as the output operation signal. 前記遅発ガンマ線補正装置は、遅発ガンマ線を最短1秒
未満から最長1日以上の複数の崩壊時定数の群にまとめ、全遅発ガンマ線の寄与を各前記群からの寄与の和として算出するモデル式を用いて、前記遅発ガンマ線を補正する請求項1に記載の原子炉出力監視装置。
The delayed gamma ray correction device groups the delayed gamma rays into a group of a plurality of decay time constants having a minimum of less than 1 second and a maximum of 1 day or more, and calculates the contribution of all delayed gamma rays as the sum of the contributions from each of the groups. The reactor power monitoring device according to claim 1, wherein the delayed gamma ray is corrected by using a model formula.
前記データ採取装置は、前記出力操作信号に基づき原子炉の出力変動の開始と終了を検知し、出力開始から出力変動後の出力一定状態での前記自己出力型ガンマ線検出器の前記検出信号を採取して前記遅発ガンマ線割合算出装置に送出し、
前記遅発ガンマ線割合算出装置は、予め定めた処理に従って前記遅発ガンマ線割合を算出して、前記遅発ガンマ線補正装置に送出し、
前記遅発ガンマ線補正装置は、送出された前記遅発ガンマ線割合により、その時点で格納していた値を更新する、請求項1に記載の原子炉出力監視装置。
The data collection device detects the start and end of the output fluctuation of the reactor based on the output operation signal, and collects the detection signal of the self-output type gamma ray detector in a constant output state after the output fluctuation from the start of the output. Then, it is sent to the delayed gamma ray ratio calculation device.
The delayed gamma ray ratio calculation device calculates the delayed gamma ray ratio according to a predetermined process and sends it to the delayed gamma ray correction device.
The reactor output monitoring device according to claim 1, wherein the delayed gamma ray correction device updates a value stored at that time according to the transmitted delayed gamma ray ratio.
前記遅発ガンマ線補正装置からの出力に基づいて、原子炉のスクラム信号を生成する原子炉保護装置をさらに備えた請求項1に記載の原子炉出力監視装置。 The reactor output monitoring device according to claim 1, further comprising a reactor protection device that generates a scram signal of the reactor based on the output from the delayed gamma ray correction device. 前記遅発ガンマ線補正装置からの出力に基づいて、炉心三次元シミュレータの計算を補正し、最大線出力密度及び最小限界出力比を計算する、炉心性能計算装置をさらに備えた請求項1に記載の原子炉出力監視装置。 The first aspect of claim 1, further comprising a core performance calculation device that corrects the calculation of the core three-dimensional simulator based on the output from the delayed gamma ray correction device and calculates the maximum line output density and the minimum limit output ratio. Reactor output monitoring device.
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