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発明の名称 原子炉の出力領域モニタシステム
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−3399(P2007−3399A)
公開日 平成19年1月11日(2007.1.11)
出願番号 特願2005−185001(P2005−185001)
出願日 平成17年6月24日(2005.6.24)
代理人 【識別番号】100087332
【弁理士】
【氏名又は名称】猪股 祥晃
発明者 小田中 滋 / 井川 慎司 / 小田 直敬 / 伊藤 敏明 / 波連 康彦 / 佐藤 俊文
要約 課題
一部回路装置が故障しても機能の喪失の低減や故障範囲を限定化することによって、保守性の向上、信頼性向上を実現することができるようにした。

解決手段
複数の局部出力演算装置400から出力されたLPRM値を平均演算部501に入力してAPRM値を求め、これらLPRM値、APRM値を監視して原子炉の出力を監視するものであって、局部出力演算装置や原子炉平均出力演算装置をFPGA等でそれぞれを独立した装置として構成したことを特徴とする。
特許請求の範囲
【請求項1】
原子炉炉心内部に設置された複数の中性子束検出器からの検出信号を入力して演算処理し局部出力値を求める局部出力演算装置と、
測定された再循環流量または炉心流量に基づいて原子炉炉心内部に流れる冷却材の流量信号を求める流量計測手段と、
この流量計測手段の計測結果に基づいて設定値を定める設定値算出手段と、
前記局部出力演算装置から出力された局部出力値を入力して平均値を求める平均演算部、この平均演算部の演算結果を前記設定値と比較して異常か否かを判定して異常と判定した場合トリップ信号を出力する原子炉平均出力トリップ判定部を備えた原子炉平均出力演算装置とから構成され、原子炉出力を監視する原子炉の出力領域モニタシステムにおいて、
少なくとも、前記各局部出力演算装置および原子炉平均出力演算装置をそれぞれを独立した装置として構成したことを特徴とする原子炉の出力領域モニタシステム。
【請求項2】
原子炉炉心内部に設置された中性子束検出器からの検出信号を入力して演算処理し局部出力値を求め、この局部出力値を予め定めた第1の設定値と比較し、異常と判定された場合トリップ信号を出力するトリップ判定部およびこれら局部出力値、トリップ判定部の判定結果を出力する入出力装置を備えた局部出力演算装置と、
測定された再循環流量または炉心流量に基づいて原子炉炉心内部に流れる冷却材の流量信号を求める流量計測手段と、
この流量計測手段の計測結果に基づいて第2の設定値を定める設定値算出手段と、
前記局部出力演算装置から出力された局部出力値を入力して平均値を求める平均演算部、この平均演算部の演算結果を前記第2の設定値と比較して異常か否かを判定し、異常と判定された場合トリップ信号を出力するトリップ判定部を備えた原子炉平均出力演算装置とから構成され、原子炉出力を監視する原子炉の出力領域モニタシステムにおいて、
前記局部出力演算装置を前記中性子束検出器と対応した数だけ設けると共に、この局部出力演算装置と、原子炉平均出力演算装置と、流量計測手段とをそれぞれを独立した回路で構成したことを特徴とする原子炉の出力領域モニタシステム。
【請求項3】
前記出力領域モニタを局部出力演算装置のみ収納したユニットと、局部出力演算装置及び原子炉平均出力演算装置を収納したユニットとの2つのユニットに分割し、分割されたそれぞれのユニットの局部出力演算装置に中性子束検出器を接続し、各ユニットにおいて原子炉の局部出力および原子炉平均出力の監視することを特徴とする請求項1または2記載の原子炉の出力領域モニタシステム。
【請求項4】
原子炉炉心内に設置した中性子束検出器を電気的かつ物理的にn個の系統に分離し、前記局部出力演算装置のみ収納したユニットを(n−i)台設けると共に、局部出力演算装置及び原子炉平均出力演算装置を収納したユニットをi台設け、これらn台のユニットに対して、前記中性子束検出器のn個の系統をそれぞれ接続してn個の系統により監視を行うようにしたことを特徴とする請求項1記載の原子炉の出力領域モニタシステム。
【請求項5】
前記出力領域モニタを局部出力演算装置のみ備えた第1の系統と、局部出力演算装置および原子炉平均出力演算装置を備えた第2の系統とに分離し、第1の系統から第2系統に局部出力演算値を伝送する伝送手段を設け、第1の系統で求められた局部出力値を第2の系統に入力して第2系統で求められた局部出力値と加算して原子炉平均出力値を求めるように構成したことを特徴とする請求項1または2記載の原子炉の出力領域モニタシステム。
【請求項6】
前記出力領域モニタを局部出力演算装置および原子炉平均出力演算装置を備えた第1の系統と、局部出力演算装置および原子炉平均出力演算装置を備えた第2の系統とに分離し、第1の系統および第2系統間で局部出力演算値を相互に伝送する伝送手段を設け、第1の系統で求められた局部出力値を第2の系統に入力して第2系統で求められた局部出力値と加算して原子炉平均出力値を求め、第2の系統で求められた局部出力値を第1の系統に入力して第1系統で求められた局部出力値と加算して原子炉平均出力値を求めることを特徴とする請求項1または2記載の原子炉の出力領域モニタシステム。
【請求項7】
局部出力値を伝送する手段として、多重シリアル伝送を行う多重シリアル信号変換装置を設けた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の出力領域モニタシステム。
【請求項8】
局部出力値を多重化した伝送手段により伝送することを特徴とする請求項6記載の原子炉の出力領域モニタシステム。
【請求項9】
伝送路を多重化し、常用の伝送路の伝送異常が検出されたとき、他の健全な伝送路へ切替える切り替え手段を備えたことを特徴とする請求項6記載の原子炉の出力領域モニタシステム。
【請求項10】
1つのユニットを構成する局部出力演算装置、原子炉平均出力演算装置等の各装置間をプリント配線装置およびコネクタにより接続することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の原子炉の出力領域モニタシステム。
【請求項11】
前記局部出力演算装置毎および原子炉平均出力演算装置毎にそれぞれの情報を監視可能な表示装置を設けたことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の原子炉の出力領域モニタシステム。
【請求項12】
前記局部出力演算装置および原子炉平均出力演算装置の情報を一括して監視可能な集中表示装置を設けたことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の原子炉の出力領域モニタシステム。

発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、原子炉平均出力値および局部出力値を監視する原子炉の出力領域モニタシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
沸騰水型軽水炉、改良型沸騰水型軽水炉等の原子炉では、原子炉の出力変動を監視し、異常時に警報を発生する出力領域モニタシステムを備えている。この出力領域モニタシステムは、原子炉の炉心内に設けた複数個の局部出力モニタ検出器(以下、中性子束検出器という)により原子炉炉心内の中性子束を計測することで、原子炉平均出力値および局所出力値を監視するもので、原子炉平均出力値あるいは局所出力値の異常時には警報を発生させ、制御棒の引抜き阻止(制御棒ブロック)や制御棒の全挿入信号(スクラム信号)を発生させるように構成されている。この出力領域モニタシステムは、既に特許文献1や特許文献2の他、非特許文献1にも開示されており、その構成は添付した図14の構成とほぼ同様になっている。
【0003】
以下、図14を参照して、従来の原子炉の出力領域モニタシステムについて説明する。すなわち、従来の原子炉の出力領域モニタシステム1は、図示しない原子炉炉内に設置された複数個(n群×m個)の中性子束検出器211、…21m、221、…22m、2、…2nmによって検出された中性子束検出信号(アナログ値)を出力領域モニタ3に設けられた検出器信号処理部4、4、…4にそれぞれ入力し、デジタル信号処理するように構成されている。
【0004】
各検出器信号処理部4、4、…4は、中性子束検出信号をそれぞれ増幅器5を経てマルチプレクサ6で順次選択し、AD変換器7でデジタルデータに変換した後、デジタルフィルタ8で処理することにより局部出力値(LPRM値)を出力し、そしてこのLPRM値をシステムバス9を介してマイクロプロセッサ10に入力するように構成されている。
【0005】
このマイクロプロセッサ10は、予めインストールしているアプリケーションソフトに基づいて、入力した各LPRM値を加算平均して原子炉平均出力値(APRM値)を求め、さらに熱出力値(TPM値)の演算等も行うようになっている。
【0006】
ところで、沸騰水型軽水炉では、出力と安定性を増大させるために原子炉炉心冷却水を複数系統の再循環系により循環させるようにしている。各再循環系に設けた再循環流量測定器11、…11で検出された流量信号は、流量変換装置12に入力され、ここで増幅器13を経てマルチプレクサ14で順次選択され、AD変換器15でデジタルデータに変換された後、電気/光信号変換器16によって光信号に変換されて前述の出力領域モニタ3内の検出器信号処理部17に入力されるようになっている。
検出器信号処理部17では、光/電気信号変換器18により光信号を電気信号に変換し、バッファ19を介して前述のシステムバス9に入力する。
【0007】
マイクロプロセッサ10は、LPRM値と予め定めてある設定値とを比較してトリップ判定を行うと共に、検出器信号処理部17から出力された複数の再循環流量信号を加算して再循環流量合計値を求め、この再循環流量合計値を設定値とし、既に求めてあるAPRM値と比較することによりトリップ判定を行い、これらのトリップ出力をデジタル出力カード20から外部へ出力し、LPRM値、APRM値やTPM値等の演算結果をアナログ出力カード21から外部へ出力している。
22は演算結果を図示しない上位計算機に伝送するための伝送カード、23は図示しないヒューマンインターフェース(HMI)に接続するためのインターフェースカードである。
【0008】
なお、以上説明した原子炉の出力領域モニタシステムは安全保護系の一部であることから、システム全体として機器の単一故障によるシステム全体の機能喪失を防止するために、図15に示すように出力領域モニタ3(3A、3B、…3F)および流量変換装置12(12A、12B、…12D)を多重化構成にしたり、あるいは一部を独立化した構成としている。
【特許文献1】特開平7−294688号公報
【特許文献2】特開2002−116283号公報
【非特許文献1】通産省資源エネルギー庁公益事業部原子力発電課編、原子力発電便覧、(3)BWRの中性子計測装置、'82年版、電力新報社、昭和57年7月20日、P.414−415
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
上述したように、従来の原子炉の出力領域モニタシステム1は、複数の装置に共用されるマイクロプロセッサ10によりシステム全体を制御するように、システムを構成する各装置の信号は全てシステムバス9を介してマイクロプロセッサ10に入出力している。このため、マイクロプロセッサ10に不具合が発生した場合、複数の処理機能が同時に喪失する可能性があり、また、マイクロプロセッサ10以外の共用部分が故障した場合にも、システム全体の監視機能が喪失する可能性がある。
【0010】
また、回路の分散化、独立化あるいは多重化は、システムの信頼性を向上させるという点で大変優れているがその反面、コスト上昇やスペース増大等を招くのみならず、システムの複雑化ゆえに故障要因の特定を困難にするという欠点も同時に有している。
【0011】
さらに、マイクロプロセッサを含むデジタル部品・素子に関する技術の進展は著しく、性能向上や高機能化が容易である反面、部品の改廃周期は短期間になり、交換部品の長期的な調達を困難にし、出力領域モニタシステムの保守に影響のでることが懸念されている。
【0012】
そこで、本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたもので、システムを構成する装置をFPGA等の専用の論理集積回路で構築することにより、長期的に部品調達を受け易くすると共に、一部の回路が故障してもシステム全体としての機能喪失の低減や故障範囲を限定化を図ることによって、保守性の向上、信頼性の向上を経済的に実現することのできる原子炉の出力領域モニタシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
上記の目的を達成するため、請求項1に係る原子炉の出力領域モニタシステムの発明は、原子炉炉心内部に設置された複数の中性子束検出器からの検出信号を入力しアナログ信号をデジタル信号に変換して出力するアナログ/デジタル信号変換部、このアナログ/デジタル信号変換部から出力されたデジタル信号を入力して演算処理し局部出力値を求めるデジタルフィルタを備えた複数の局部出力演算装置と、測定された再循環流量または炉心流量に基づいて原子炉炉心内部に流れる冷却材の流量信号を求める流量計測手段と、この流量計測手段の計測結果に基づいて設定値を定める設定値算出手段と、前記複数の局部出力演算装置から出力された局部出力値を入力して平均値を求める平均演算部、この平均演算部の演算結果を前記設定値と比較して異常か否かを判定して異常と判定した場合トリップ信号を出力する原子炉平均出力トリップ判定部を備えた原子炉平均出力演算装置とから構成され、原子炉の出力を監視する原子炉の出力領域モニタシステムにおいて、前記各局部出力演算装置と、原子炉平均出力演算装置と、流量計測手段とをそれぞれを独立した装置として構成し、これら装置の信号及び状態を監視可能としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
本発明による原子炉の出力領域モニタシステムは、複数個の検出器信号処理部を独立して機能させ、かつそれらの組み合わせによりシステムを構成することにより、例え一部の装置に不具合が生じたとしても、その影響範囲を該当する装置単位に限定させ、不具合が生じていない他の装置で継続して監視することにより、システム全体としての健全性確保および信頼性向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
以下、本発明に係る原子炉の出力領域モニタシステムの実施例について、図面を参照して説明する。なお、各図を通じて共通する部品には共通符号を付けて、重複する説明は適宜省略するものとする。
【0016】
(実施例1)
図1は本発明に係る原子炉の出力領域モニタシステムの実施例1の構成図である。図1において、100は原子炉の出力領域モニタシステムである。300は本実施例1に係る出力領域モニタであって従来の出力領域モニタ3に対応するものであるが、出力領域モニタ3と大きく異なるところは、共通のマイクロプロセッサ10で各信号処理や各カードの入出力処理を一元的に行うことをやめ、代わりに、例えばFPGA(Field Programmable Gate Array(フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ);プログラミングすることができる大規模集積回路)で局部出力演算装置(LPRM装置という)400、…400と、原子炉平均出力演算装置(APRM装置という)500と、これら演算装置(LPRM装置、APRM装置)の演算結果を上位計算機、計器盤あるいはトリップ装置等の外部装置に受け渡しするための入出力装置600とをそれぞれモジュール構成とし、それぞれのモジュール装置で個々に信号処理が行えるように構成したところにある。
【0017】
LPRM装置400、…400は、図示しない原子炉炉心内部に設置された複数個(n個)の中性子束検出器2、…2のチャンネルと1対1に対応するように出力領域モニタ300内に実装されており、中性子束検出器2、…2から出力されたアナログ量の中性子束検出器信号e、…eを入力して個別にデジタル信号処理するように構成されている。なお、中性子束検出器2、…2はLPRM装置400、…400の検出器電源供給部から電源供給がなされるように構成されている。
LPRM装置400、…400は構成、機能が全て同一なので、ここではLPRM装置の代表例として400を説明することにする。
【0018】
中性子束検出器2から出力された検出信号e1は、ICPS1を介して増幅器5で増幅されたのち、次段のアナログ・デジタル変換部(A/D変換部)7に入力されてデジタル信号に変換され、さらにデジタルフィルタ8で演算処理されて目的とする局部出力値(LPRM値)になって出力される。
【0019】
デジタルフィルタ7で得られたこの局部出力値(LPRM値)は、データ表示部25、局部出力値トリップ判定部26(図では、単にトリップ判定部26と表記)およびAPRM装置500にそれぞれ入力される。データ表示部25は、入力したLPRM値を表示するための演算処理を行い、LPRM値を液晶パネルやCRT等のディスプレイによって表示する。
【0020】
また、局部出力値トリップ判定部26は、入力したLPRM値と予め定めてある第1の設定値とを比較し、LPRM値が第1の設定値の設定範囲から逸脱した場合、異常と判定してトリップ信号26Tを出力する。さらに、APRM装置500は、原子炉平均出力演算部501に複数チャンネル分のLPRM値を入力してその平均値であるAPRM値を演算し、出力する。
【0021】
この原子炉平均出力演算部501は、求めたAPRM値をデータ表示部27および原子炉平均出力値トリップ判定部28(図では、単にトリップ判定部28と表記)に出力すると共に、入出力装置600のデータ伝送装置600およびアナログ出力装置600に出力するようにしている。原子炉平均出力値トリップ判定部28は、再循環流量若しくは炉心流量とAPRM値とが所定の関係にあるか否かを判定するものであり、APRM値と第2の設定値39S(後述する再循環流量若しくは炉心流量に基づいて流量信号選択器39で設定された値)と比較することにより、APRM値が第2の設定値で定めた設定範囲を逸脱した場合、異常ありと判定してトリップ信号28Tを出力する。
【0022】
そして、LPRM装置400、…400の演算結果であるLPRM値、APRM装置500の演算結果であるAPRM値、TPM値等は、データ伝送装置600を介して上位計算機システムへ、またアナログ出力装置600を介して計器盤等に入力される。
【0023】
さらに、局部出力値トリップ判定部26および原子炉平均出力値トリップ判定部28の判定結果であるトリップ出力26T、28Tはデジタル出力装置600に入力されて外部のトリップ回路に出力されるようになっている。
【0024】
なお、本実施例ではAPRM値と比較される再循環流量信号を次のようにして求める。すなわち、沸騰水型軽水炉の場合、再循環系配管の入口と出口の圧力差を測定して流量を把握するようにしているので、再循環流量計測器111、11n−2、11n−1、11でそれぞれ測定した差圧測定信号を、FPGAによって構成された開平演算装置29にそれぞれ入力してAD変換部30でデジタルデータ変換し、これをさらに開平演算部31に入力して線形の流量信号に変換する。
【0025】
開平演算部31から出力された流量信号はデータ表示部32に入力されて表示されると共に、後段に設けた流量演算装置33に入力される。この流量演算装置33も開平演算部31同様FPGAで構成され、開平演算装置29から出力された2つの線形流量信号を合計流量演算部34で加算演算して再循環流量合計信号を出力する。ここで2つの線形流量信号を合計する理由は、一般に再循環系は2系統(A系統、B系統)設けているので総流量を求めるためには2系統の流量を合算する必要があるからである。
【0026】
合計流量演算部34で求められた再循環総流量信号は、データ表示部35に入力されて表示されると共に、流量トリップ判定部(図では、単にトリップ判定部と表記)36に入力されて予め定めてある第3の設定値と比較され、再循環総流量信号が第3の設定値で定めた範囲を逸脱した場合は異常ありと判定してトリップ信号36Tを出力する。さらに、再循環総流量信号は、電気/光信号変換器37によって光信号に変換された後、光ファイバーで構成された伝送路を経て出力領域モニタ300まで伝送される。
出力領域モニタ300では、受信した光信号を光/電気信号変換器38で電気信号に変換し、前述した原子炉平均出力演算装置500内の流量信号選択器39に入力する。
【0027】
流量信号選択器39は、2系統分入力された再循環総流量信号を1系統づつ選択し、選択した再循環総流量信号を設定値として出力する。したがって、設定値は、再循環総流量信号の数だけある。原子炉平均出力値トリップ判定部28では、原子炉平均出力演算部501の演算結果であるAPRM値と流量信号選択器39から出力された第2の設定値39Sと個々に比較し、APRM値が第2の設定値を超え、異常ありと判断さた場合はトリップ信号を出力する。
【0028】
なお、データ表示部27は、APRM値がそれぞれの第2の設定値に対して所定の関係にあるのか否かをグラフとして明示するために、APRM値と第2の設定値とを同一画面上に重ねて表示するように構成されている。
【0029】
以上述べたように、本実施例1による原子炉の出力領域モニタシステムは、信号処理機能毎にFPGA等の独立した回路装置として構成し、その組み合わせでシステムを構成するようにしたので、不具合が生じた場合の影響範囲を故障した装置単位に限定し、不具合が生じていない装置での監視を継続可能とすることができる。この結果、システムとして単一故障に対する健全性確保・信頼性の向上を図ることができる。
【0030】
また、システムの各機能をFPGAで構成したことにより、各装置のデータ表示部で各装置の演算処理結果を表示することができる。さらに、システムの各機能をFPGAで構成したことにより、部品の長期的な供給が受け易くなり、原子炉の出力領域モニタシステムの保守を長期に亘って行うことができる。
【0031】
(実施例2)
図2および図3は本発明に係る原子炉の出力領域モニタシステムの実施例2の構成図であり、図2は原子炉の出力領域モニタシステム全体のブロック図を、図3はこの内の1系統分のユニット構成を示す図である。
【0032】
本実施例2は、図2で示すようにA、B2つの再循環ループのうち、Aループに対して再循環ポンプPの近傍に再循環流量測定器を4個(11A、11B、11C、11D)設置し、他方のBループに対して、再循環ポンプPの近傍に再循環流量測定器を4個(11E、11F、11G、11H)設置している。
【0033】
そして、A、B両再循環ループでそれぞれ測定した再循環流量からの合計流量(総流量)を得るために、再循環流量測定器11Aと11Eとの流量信号を開平演算装置29、29に入力した後、流量演算装置33で合計流量を演算する。以下、同様にして再循環流量測定器11Cと11Gとの流量信号を開平演算装置29、29に入力した後、流量演算装置33で合計流量を演算し、再循環流量測定器11Bと11Fとの流量信号を開平演算装置29、29に入力した後、流量演算装置33で合計流量を演算し、再循環流量測定器11Dと11Hとの流量信号を開平演算装置29、29に入力した後、流量演算装置33で合計流量を演算する。
【0034】
そして、第1系統側において、流量演算装置33、33双方の出力を、出力領域モニタ3A,3C,3EのLPRM装置およびAPRM装置を1つの筐体に組み込んだユニット(図中、LPRM/APRM UNITと表記)300Uにそれぞれ入力し、中性子束検出器2、2、・・・2の出力をLPRM装置のみを1つの筐体に収納したユニット(図ではLPRM UNITと表記)400Uと、前記ユニット300Uの双方のユニットにそれぞれ入力して、原子炉の局部出力(LPRM値)、原子炉平均出力(APRM値)の監視を行うように構成する。
【0035】
第2系統側においても、同様に流量演算装置33、33双方の出力を、出力領域モニタ3B,3D、3Fのユニット300Uにそれぞれ入力し、一方、中性子束検出器2、210、・・・216の出力をLPRM装置のみを収納したユニット400Uと、ユニット300Uの双方のユニットにそれぞれ入力して、原子炉の局部出力(LPRM値)、原子炉平均出力(APRM値)の監視を行うように構成する。
【0036】
このように、複数(現実には約14〜22個)のLPRM値およびLPRM値の加算平均値であるAPRM値によりそれぞれ原子炉の局部出力、原子炉平均出力の監視を行う場合、LPRM装置のみを1つの筐体に収納したLPRMユニット400Uと、LPRM装置およびAPRM装置を1つの筐体に収納したLPRM/APRMユニット300Uとの2種類のユニットに分離し、この2種類のユニット400UおよびLPRM/APRMユニット300Uを適宜組み合わせて出力領域モニタ3A、3B、…3Fを構成することにより、制御盤に収納する場合の配置上の制約を解消することができる。
なお、流量演算装置33〜33から出力されたRBM信号は図示しない制御棒引抜監視装置に入力されるようになっている。
【0037】
また、以上の説明では、便宜的に、LRPMユニット400UをLPRM装置のみを1つの筐体に収納したユニットと称し、LRPM/ARPMユニット300UをLPRM装置とAPRM装置とを1つの筐体に収納したユニットと称したが、それぞれのユニット内部の詳細構成は、図3で示すように、LPRM装置やAPRM装置の他に、入出力装置600を備えてLPRM値、APRM値を入出力できるように構成されていることは言うまでもなく、以後の説明においてLRPMユニット400、LRPM/ARPMユニット300の説明で特に入出力装置600に言及しなくても、それぞれのユニットは入出力装置600を備えている。
【0038】
図3では局部出力演算装置400〜400と入出力装置600とを収納したLRPMユニット400Uと、局部出力演算装置400i+1〜400、原子炉平均出力演算装置500および入出力装置600を収納したLRPM/ARPMユニット300Uとの2ユニットの組み合わせ例を示したもので、局部出力演算装置(LPRM装置)400〜400から出力されたLPRM値をデータ伝送装置600伝送路tlを介してユニット300Uに設けたデータ受信装置600で受信してユニット300U内のデータ伝送装置600に入力し、このデータ伝送装置600からさらに上位計算機へ伝送する。
【0039】
本実施例2は、実施例1の奏する作用効果に加えて、局部出力演算装置(LPRM装置)のみを収納したLRPMユニット400Uと、局部出力演算装置(LPRM装置)および原子炉平均出力演算装置(APRM装置)を収納したLRPM/ARPMユニット300Uとを適宜組み合わせることによって、原子炉の出力領域モニタシステムを構築することができる。
【0040】
(実施例3)
図4は本発明に係る原子炉の出力領域モニタシステムの実施例3の構成図である。
本実施例は、例えば208個の中性子束検出器2を電気的および物理的に4つの系統(第1系統〜第4系統)に分離してそれぞれの系統毎に局部出力演算装置(LPRM装置)、原子炉平均出力演算装置(APRM装置)を監視するようにしたものであるが、図4は4系統のうちの1系統分(中性子束検出器数52個分)を示すものである。
【0041】
本実施例は、1系統を、局部出力演算装置(LPRM装置)のみを1つの筐体に収納したLRPMユニット400Uを3ユニット(400U〜400U)、局部出力演算装置および原子炉平均出力演算装置を1つの筐体に収納したLRPM/ARPMユニット300Uを1ユニットの合計4ユニットで構成し、それぞれのユニット毎に約14個乃至10個の中性子束検出器2の検出信号を用いて演算することにより、制御盤に収納する場合の配置上の制約を解消させることができる。
【0042】
(実施例4)
図5は本発明に係る原子炉の出力領域モニタシステムの実施例4の構成図である。
本実施例は、検出器数の少ない小型の原子炉(例えば全検出器数約80個程度の原子炉)に対して、原子炉の出力の監視を行う場合に好適な実施例である。
【0043】
本実施例は、図5で示すようにAPRM装置500による平均化処理信号数を増やすために、例えば10チャンネル分のLPRM装置と1組の入出力装置600からなるLPRMユニット400Uと、10チャンネル分のLPRM装置、1個のAPRM装置および1組の入出力装置600からなるLRPM/ARPMユニット300Uとから構成されている。
【0044】
LPRMユニット400Uから出力された10チャンネル分のLRPM値はデータ伝送装置600により伝送路tlを経てLRPM/ARPMユニット300Uのデータ受信装置600に伝送され、このLRPM/ARPMユニット300UのAPRM装置500にて自装置の10チャンネル分のLRPM値と受信したLRPM値とを加算して合計20チャンネル分のLRPM値の平均演算値を得る。
【0045】
本実施例3のように、複数チャンネル分のLPRM装置と1組の入出力装置を1つの筐体に収納したLPRMユニット400Uと、複数チャンネル分のLPRM装置、1個のAPRM装置および1組の入出力装置600を1つの筐体に収容したLRPM/ARPMユニット300Uの両ユニット間を伝送路tlで接続することにより、1つの制御盤に収納する場合の配置上の制約を解消させることができる。
【0046】
図6は図5の実施例の変形例を示す構成図であり、LPRM装置、APRM装置および入出力装置を収納しかつ中性子束検出信号10チャンネル分を入力するLPRM/APRMユニット300Uを物理的および電気的に2分して第1系統300U、第2系統300Uとし、これら第1系統、第2系統にLPRM値の伝送のためにデータ伝送装置600とデータ受信装置600の対をそれぞれ設け、相互間を信号伝送路tlで接続し、お互いのユニット間でLPRM値を伝送し合うように構成したものである。
【0047】
このように構成すると、第1系統、第2系統とも、自系統および他系統に入力したLPRM値の平均加算を行うことができる(図では、20チャンネル分のLPRM値によって原子炉平均出力演算することができる)ので、この変形例の場合においても1つの制御盤に収納する場合の配置上の制約を解消させることができる。
【0048】
(実施例5)
図7は本発明に係る原子炉の出力領域モニタシステムの実施例5の構成図である。
本実施例は図6と類似する構成であるが、図6と異なるところはLPRM値の系統間取合いを行っているデータ伝送装置600およびデータ受信装置600をそれぞれ2つに分離することにより、異なる系統との電気的・物理的分離を確実に行い、かつAPRM装置500で処理するLPRM値の数を増やし、要求精度等の系統要求に適合させるようにしたものである。その他、本実施例5の奏する作用効果は実施例4の場合と同じである。
【0049】
(実施例6)
図8は本発明に係る原子炉の出力領域モニタシステムの実施例6の構成図である。
本実施例6は、複数のLPRM装置400のみを1つの筐体に収納したLPRMユニット400Uと、複数のLPRM装置400及び1台のAPRM装置を収納したLPRM/APRMユニット300Uとから構成したもので、LPRMユニット400Uから複数のLPRM値をLPRM/APRMユニット300Uへ伝送するために、LPRMユニット400Uには複数のパラレル信号をシリアル信号に変換して伝送を行うためのシリアル信号変換部41を備えたデータ伝送装置600を設け、一方、LPRM/APRMユニット300Uには受信したシリアル信号をパラレル信号に変換して出力するパラレル信号変換部42を備えたデータ受信装置600を設け、このパラレル信号変換部42で変換された信号をAPRM装置500に入力してAPRM値を演算するように構成したものである。なお、実際には流量演算装置からの流量信号がLPRM/APRMユニット300Uに入力されるが、図8では図示を省いている。
【0050】
本実施例6によれば、LPRM値をLPRMユニット400UからLPRM/APRMユニット300Uに送る場合、パラレル伝送ではなくシリアル伝送を採用するようにしたので、パラレル伝送に比べて、LPRMユニット300Uと、LPRM/APRMユニット300U間の配線物量を削減することが可能となる。
【0051】
(実施例7)
図9は本発明に係る原子炉の出力領域モニタシステムの実施例7の構成図である。
本実施例は、実施例6(図8)同様に、複数のLPRM装置のみ収納したユニット400Uと、LPRM及びAPRMを収納したLPRM/APRMユニット300Uとから構成され、データ伝送装置6001を用いてLPRMユニット400Uから複数のLPRM値をユニット300Uへ伝送するものであるが、実施例6(図8)と異なるところは、1つのAPRM装置へ入力する全信号数をn(この場合22)としたとき、nを2重化した伝送チャンネルで伝送してLPRM/APRMユニット300Uに伝送するように構成した点である。
【0052】
このように本実施例7は、伝送系を2重化構成としたことにより、一方の伝送回路の伝送異常が検出された場合、他方の伝送回路へ切替えることにより、伝送部分の単一故障に対する健全性を確保し、伝送回路の信頼性を向上させることができる。
【0053】
なお、図10は図9の原子炉の出力領域モニタシステムの実施例の変形例を示す図であり、1つのAPRM装置へ入力する全信号数をn(この場合22)とし、全信号数nに対するバイパス許容数をmとしたとき、データ伝送装置の1つの多重化信号処理部へ入力するLPRM値の数を最大mに分割し、n/mの数の伝送路を用いてLPRMユニット400UからLPRM/APRMユニット300UへLPRM値を伝送するようにしたものである。
なお、LPRM/APRMユニット300Uのデータ受信部600には、パラレル信号変換部42をm個分設ける。
【0054】
(実施例8)
図11は本発明に係る原子炉の出力領域モニタシステムの実施例9の構成図である。
本実施例9は、1つのユニットを構成するLPRM装置、APRM装置等の各装置を収納するユニット筐体内に、コネクタ付のプリント配線装置43を配置し、この配線装置43によりLPRM装置400i、APRM装置500、入出力装置600、光/電気信号変換部38等の各装置との間をコネクタ接続するように構成したものである。
このように筐体内の各装置間をコネクタ付のプリント配線装置43で接続するように構成したことにより、ユニット内部の装置相互間の配線物量を大幅に削減することができる。
【0055】
(実施例9)
図12は本発明に係る原子炉の出力領域モニタシステムの実施例9の構成図である。
本実施例9は、出力領域モニタ300内にLPRM装置、APRM装置等の複数の装置の情報を監視するための表示装置44を追加して設けるように構成したものである。
【0056】
このように表示装置44を追加して設けることにより、各データ表示部25,27に表示する内容を1つの表示装置44にて一括表示することができ、より一層運転員の視認性の向上を図ることができる。
【0057】
(実施例10)
図13は本発明に係る原子炉の出力領域モニタシステムの実施例10の構成図である。
本実施例10は、各装置のプラントの運転中又は保守時に設定を行うパラメータ(ゲイン設定等)の設定、設定変更及び確認を、フロントパネル45に設けた操作スイッチ46から行うようにし、一方、プラントの初期調整時に設定した後は変更する可能性の低い設定パラメータ(各種設定値など)については、装置の基板47に搭載した設定スイッチ48により設定を行うようにし、フロントパネルの監視部49では、設定値の確認のみを行えるようにすることで、設定値変更に関する誤操作の低減を図ることができる。
【0058】
なお、図示していないが、本発明は、ユニットを構成する各装置を収納する筐体を高剛性ものとし、また各装置を、重量配分の考慮、EMI干渉及び発熱の最小化とする配置とすることにより、高信頼性を実現することができる。
【0059】
また、本発明は、再循環流量測定器の出力をLPRM値およびAPRM値の設定値としたが、再循環流量測定器の出力に代えて炉心流量測定器の出力を設定値とするようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0060】
【図1】本発明に係る原子炉の出力領域モニタシステムの実施例1を示す基本構成図。
【図2】本発明に係る原子炉の出力領域モニタシステムの実施例2のシステム構成図。
【図3】図2の1系統分のユニット構成を示す図。
【図4】本発明に係る原子炉の出力領域モニタシステムの実施例3の構成図。
【図5】本発明に係る原子炉の出力領域モニタシステムの実施例4の構成図。
【図6】実施例4の変形例を示す構成図。
【図7】本発明に係る原子炉の出力領域モニタシステムの実施例5の構成図。
【図8】本発明に係る原子炉の出力領域モニタシステムの実施例6の構成図。
【図9】本発明に係る原子炉の出力領域モニタシステムの実施例7の構成図。
【図10】本発明の実施例7の変形例を示す構成図。
【図11】本発明に係る原子炉の出力領域モニタシステムの実施例8の構成図。
【図12】本発明に係る原子炉の出力領域モニタシステムの実施例9の構成図。
【図13】本発明に係る原子炉の出力領域モニタシステムの実施例10の構成図
【図14】従来の原子炉の出力領域モニタシステムの基本構成図。
【図15】従来の原子炉の出力領域モニタシステムのシステム構成図。
【符号の説明】
【0061】
2…中性子束検出器、5…増幅器、7…AD変換部、8…デジタルフィルタ、11…再循環流量測定器、25…データ表示部、26…トリップ判定部、27…データ表示部、28…トリップ判定部、29…開平演算装置、30…AD変換部、31…開平演算部、32…データ表示部、33…流量演算装置、34合計流量演算部、35…データ表示部、36…トリップ判定部、37…電気/光信号変換部、38…光/電気信号変換部、39…流量信号選択器、41…シリアル伝送変換部、42…パラレル信号変換部、43…配線装置、44…表示装置、45…フロントパネル、46…操作スイッチ、47…装置基板、48…設定スイッチ、49…監視部100…原子炉の出力領域モニタシステム、300…出力領域モニタ、300U…LPRM/APRMユニット、400…局部出力演算装置、400U…LPRMユニット、500…原子炉平均出力演算装置、501…原子炉平均出力演算部、600…入出力装置、601…データ伝送装置、602…アナログ出力装置、603…デジタル出力装置、604…データ受信装置。





 

 


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