特許 6382578 安定性演算監視装置、原子炉出力安定性監視システムおよび原子炉出力安定性監視方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6382578

(24)【登録日】2018年8月10日

(45)【発行日】2018年8月29日

(54)【発明の名称】安定性演算監視装置、原子炉出力安定性監視システムおよび原子炉出力安定性監視方法

(51)【国際特許分類】

   G21C 17/00 20060101AFI20180820BHJP

【ＦＩ】

   G21C17/00 VGDB

   G21C17/00 C

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-109507(P2014-109507)

(22)【出願日】2014年5月27日

(65)【公開番号】特開2015-224945(P2015-224945A)

(43)【公開日】2015年12月14日

【審査請求日】2017年2月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】317015294

【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001092

【氏名又は名称】特許業務法人サクラ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】河野 繁宏

(72)【発明者】

【氏名】富高 真

【審査官】 道祖土 新吾

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−２３１０８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１６１９１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２４７６４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２４０４６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−３１２９８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２４０８１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１８１７６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１５４６３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ２１Ｃ １７／００−１７／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

原子炉の炉心内の中性子を計測する複数の中性子検出器からの信号に基づいて前記原子炉の出力振動をリアルタイムで監視する安定性演算監視装置において、
前記複数の中性子検出器からの信号を共通の検出サンプリング周期でそれぞれサンプリングしてそれぞれの検出サンプリング信号を出力する検出サンプリング部と、
前記検出サンプリング信号のそれぞれを中性子束信号に換算する局部出力監視部と、
前記中性子束信号のそれぞれにローパスフィルタリングを施すローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタを透過した前記中性子束信号のそれぞれを前記検出サンプリング周期より長い周期でダウンサンプリングを行うダウンサンプリング部と、
前記ダウンサンプリングされた前記中性子束信号のそれぞれに離散ウェーブレット変換を施してそれぞれについて離散ウェーブレット変換の各レベルのウェーブレット係数を算出するウェーブレット変換部と、
前記ウェーブレット変換部で算出された前記ウェーブレット係数の時間的変化を監視する監視部と、
を備えることを特徴とする安定性演算監視装置。

【請求項2】

前記局部出力監視部は、前記複数の中性子検出器を複数のグループにグルーピングしたそれぞれのグループごとに、それぞれのグループ内の中性子検出器からの信号の平均値について換算を行うことを特徴とする請求項１に記載の安定性演算監視装置。

【請求項3】

前記監視部は、前記各レベルのうちのいずれかのレベルにおける前記ウェ−ブレット係数の値の絶対値が所定のしきい値を超えた場合、ウェ−ブレット係数の値の絶対値の時間的変化率が所定のしきい値を超えた場合、または、あるレベルで１次モードの発振が出現した後、更に高次のレベルに発振が出現した場合は、異常と判定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の安定性演算監視装置。

【請求項4】

前記ウェーブレット係数の時間および周波数についての分布図を前記複数の中性子検出器からの中性子束信号のそれぞれごとに表示する表示部をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の安定性演算監視装置。

【請求項5】

原子炉の炉心内に配列された複数の中性子検出器と、
前記中性子検出器からの信号に基づいて前記原子炉の出力の安定性を監視する安定性演算監視装置と、
を備える原子炉出力安定性監視システムであって、
前記安定性演算監視装置は、
前記複数の中性子検出器からの信号をそれぞれ共通の検出サンプリング周期でサンプリングしてそれぞれの検出サンプリング信号を出力する検出サンプリング部と、
前記検出サンプリング信号のそれぞれを中性子束信号に換算する局部出力監視部と、
前記中性子束信号のそれぞれにローパスフィルタリングを施すローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタを透過した前記中性子束信号のそれぞれを前記検出サンプリング周期より長い周期でダウンサンプリングを行うダウンサンプリング部と、
前記ダウンサンプリングされた前記中性子束信号のそれぞれに離散ウェーブレット変換を施してそれぞれについて離散ウェーブレット変換の各レベルのウェーブレット係数を算出するウェーブレット変換部と、
前記ウェーブレット変換部で算出された前記ウェーブレット係数の時間的変化を監視する監視部と、
を有することを特徴とする原子炉出力安定性監視システム。

【請求項6】

原子炉の炉心内の中性子を計測する複数の中性子検出器からの信号に基づいて前記原子炉の出力振動をリアルタイムで監視する原子炉出力安定性監視方法において、
前記複数の中性子検出器からの信号をそれぞれ共通の検出サンプリング周期でサンプリングしてそれぞれの検出サンプリング信号を出力する検出サンプリングステップと、
前記検出サンプリング信号のそれぞれを中性子束信号に換算する換算ステップと、
前記中性子束信号のそれぞれにローパスフィルタリングを施すローパスフィルタリングステップと、
前記ローパスフィルタリングされた前記中性子束信号それぞれについて、前記検出サンプリング周期より長い周期でダウンサンプリングを行うダウンサンプリングステップと、
前記ダウンサンプリングされた前記中性子束信号のそれぞれに離散ウェーブレット変換を施して各レベルのウェーブレット係数を算出するウェーブレット変換ステップと、
前記ウェーブレット変換ステップで算出された前記ウェーブレット係数の時間的変化を監視する監視ステップと、
を有することを特徴とする原子炉出力安定性監視方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、沸騰水型原子炉の安定性演算監視装置、これを用いた原子炉出力安定性監視システム、およびにこれらを用いた原子炉出力安定性監視方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の沸騰水型原子炉の原子炉出力安定性監視装置においては、原子炉内の燃料集合体のうち一部を取り囲むように設置した中性子検出器の出力の平均値（局部的な原子炉出力の平均値）を監視している。このような原子炉出力安定性監視装置としては、出力振動範囲監視（ＯＰＲＭ）装置がある（例えば特許文献１参照）。

【0003】

沸騰水型原子炉の原子炉出力の安定性は、原子炉の燃料装荷領域全体の中性子束の揺らぎと、原子炉出力の局部的な振動の２面性がある（非特許文献１）。

【0004】

また、原子炉出力信号をフーリエ変換して得られるパワースペクトル密度において、高調波の有無を確認することにより、原子炉出力の不安定性を監視する技術が開示されている（特許文献２および特許文献３）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第３０６４０８４号公報

【特許文献2】特許第２８３８００２号公報

【特許文献3】特許第３８４７９８８号公報

【非特許文献】

【0006】

【非特許文献1】ＩＡＥＡ―ＴＥＣＤＯＣ−１４７４，ＩＡＥＡ，Ｎｏｖｅｍｂｅｒ ２００５

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

沸騰水型原子炉の安定性については多くの研究が行われてきており、原子炉出力の局部的な振動は熱水力学的特性の不安定状態によって発生し、原子炉全体の振動は核的特性によって発生することが分かっている。

【0008】

熱水力学的特性の不安定状態とは、炉心下部と炉心上部における冷却材密度の差によって生じるものであり、この振動を検知するには同一燃料チャンネルの下部と上部の出力を別々に監視する必要がある。また、核的特性による振動は、局部的に熱水力学的特性の不安定領域が存在する場合に、炉心の対象位置を最大振幅点とした高次モードの出力分布が発生し、それが減衰せずに継続的に存在することによって生じると考えられている。

【0009】

炉心出力分布の高次モードの有無を判断するには、炉心中心と局部的な不安定領域を含む平面上に配置された中性子検出器の出力信号を用いて出力分布曲線を作成することで確認できる。しかしながら、局部的な不安定領域が炉心中心を挟んで水平な対称位置に存在するとは限らず、前記平面が水平面に対して傾きを持つ場合もあり得ると考えられる。

【0010】

しかし、非特許文献１でも指摘されているように、現行の出力振動範囲監視（ＯＰＲＭ）装置においては、原子炉の局部出力を鉛直方向に平均して監視するため、原子炉出力の軸方向の出力分布の振動が監視できないという課題があった。また、局部的な空間的平均出力のみを監視しているため、原子炉全体の出力振動を的確に検知することが難しかった。

【0011】

さらに、核的特性の不安定状態を特徴づける平面の傾きを事前に予測することは困難であるため、炉心軸方向に４つの高さ（レベルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）に設置されている既設の局部出力領域モニタ（ＬＰＲＭ）検出器を用いて、限られたレベル平面の原子炉出力の揺らぎを監視するだけでは、核的特性による原子炉出力の不安定の度合いを監視するには不十分であった。

【0012】

本発明の実施形態は、上述した課題を解決するためになされたものであり、従来の原子炉出力領域中性子監視装置の中性子検出器の信号を用いて、原子炉出力の振動をリアルタイムで監視することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

上述の目的を達成するため、本実施形態は、原子炉の炉心内の中性子を計測する複数の中性子検出器からの信号に基づいて前記原子炉の出力振動をリアルタイムで監視する安定性演算監視装置において、前記複数の中性子検出器からの信号を共通の検出サンプリング周期でそれぞれサンプリングしてそれぞれの検出サンプリング信号を出力する検出サンプリング部と、前記検出サンプリング信号のそれぞれを中性子束信号に換算する局部出力監視部と、前記中性子束信号のそれぞれにローパスフィルタリングを施すローパスフィルタと、前記ローパスフィルタを透過した前記中性子束信号のそれぞれを前記検出サンプリング周期より長い周期でダウンサンプリングを行うダウンサンプリング部と、前記ダウンサンプリングされた前記中性子束信号のそれぞれに離散ウェーブレット変換を施してそれぞれについて離散ウェーブレット変換の各レベルのウェーブレット係数を算出するウェーブレット変換部と、前記ウェーブレット変換部で算出された前記ウェーブレット係数の時間的変化を監視する監視部と、を備えることを特徴とする。

【0014】

また、本実施形態は、原子炉の炉心内に配列された複数の中性子検出器と、前記中性子検出器からの信号に基づいて前記原子炉の出力の安定性を監視する安定性演算監視装置と、を備える原子炉出力安定性監視システムであって、前記安定性演算監視装置は、前記複数の中性子検出器からの信号をそれぞれ共通の検出サンプリング周期でサンプリングしてそれぞれの検出サンプリング信号を出力する検出サンプリング部と、前記検出サンプリング信号のそれぞれを中性子束信号に換算する局部出力監視部と、前記中性子束信号のそれぞれにローパスフィルタリングを施すローパスフィルタと、前記ローパスフィルタを透過した前記中性子束信号のそれぞれを前記検出サンプリング周期より長い周期でダウンサンプリングを行うダウンサンプリング部と、前記ダウンサンプリングされた前記中性子束信号のそれぞれに離散ウェーブレット変換を施してそれぞれについて離散ウェーブレット変換の各レベルのウェーブレット係数を算出するウェーブレット変換部と、前記ウェーブレット変換部で算出された前記ウェーブレット係数の時間的変化を監視する監視部と、を有することを特徴とする。

【0015】

また、本実施形態は、原子炉の炉心内の中性子を計測する複数の中性子検出器からの信号に基づいて前記原子炉の出力振動をリアルタイムで監視する原子炉出力安定性監視方法において、前記複数の中性子検出器からの信号をそれぞれ共通の検出サンプリング周期でサンプリングしてそれぞれの検出サンプリング信号を出力する検出サンプリングステップと、前記検出サンプリング信号のそれぞれを中性子束信号に換算する換算ステップと、前記中性子束信号のそれぞれにローパスフィルタリングを施すローパスフィルタリングステップと、前記ローパスフィルタリングされた前記中性子束信号を、前記検出サンプリング周期より長い周期でダウンサンプリングを行うダウンサンプリングステップと、前記ダウンサンプリングされた前記中性子束信号に離散ウェーブレット変換を施して各レベルのウェーブレット係数を算出するウェーブレット変換ステップと、前記ウェーブレット変換ステップで算出された前記ウェーブレット係数の時間的変化を監視する監視ステップと、を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0016】

本発明の実施形態によれば、従来の原子炉出力領域中性子監視装置の中性子検出器の信号を用いて、原子炉出力の振動をリアルタイムで監視することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】第１の実施形態に係る原子炉出力安定性監視システムの構成を示すブロック図である。

【図2】第１の実施形態に係る原子炉出力安定性監視方法における信号処理の流れを示すフロー図である。

【図3】中性子検出器の検出サンプリング後の出力信号の時間チャートの例である。

【図4】第１の実施形態に係る原子炉出力安定性監視方法におけるローパスフィルタの特性の例を示すグラフである。

【図5】第１の実施形態に係る原子炉出力安定性監視方法におけるダウンサンプリング後の出力信号の時間チャートの例である。

【図6】第１の実施形態に係る原子炉出力安定性監視方法における離散ウェーブレット変換の結果の例を示すグラフである。

【図7】第１の実施形態に係る原子炉出力安定性監視方法における離散ウェーブレット変換による第２レベルのウェーブレット係数の時間的変化の例を示すグラフである。

【図8】第１の実施形態に係る原子炉出力安定性監視方法における離散ウェーブレット変換による第１レベルのウェーブレット係数の時間的変化の例を示すグラフである。

【図9】第２の実施形態に係る原子炉出力安定性監視システムの構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る安定性演算監視装置、原子炉出力安定性監視システムおよび原子炉出力安定性監視方法について説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には、共通の符号を付して、重複説明は省略する。

【0019】

［第１の実施形態］
図１は、実施形態に係る原子炉出力安定性監視システムの構成を示すブロック図である。原子炉出力安定性監視システム２００は、複数の中性子検出器１および一つの安定性演算監視装置１００を有する。中性子検出器１は、図示しない炉心内に挿入される局部出力領域監視（ＬＰＲＭ）用の検出器である。中性子検出器１には通常１００Ｖの直流電圧が印加されており、照射される中性子束密度に比例した電流信号を発生する。

【0020】

安定性演算監視装置１００は、複数の検出信号処理部１０および一つの演算監視部２０を有する。演算監視部２０の後述するローパスフィルタ２１とダウンサンプリング部２２、および検出信号処理部１０は、複数の中性子検出器１のそれぞれに対応して設けられている。

【0021】

なお、図示の都合上、中性子検出器１が３つの場合を図示し、以下、中性子検出器１が３つの場合で説明するが、通常は、一つの原子炉につき百本程度あるＬＰＲＭの全数に対応した数である。ただし、局所的な振動の監視の機能を損なわない範囲で、ＬＰＲＭをグループに分けてもよい。この場合は、中性子検出器１の出力信号に代えて、それぞれのグループに属する中性子検出器１の信号の平均値を用いてもよい。あるいは、ＬＰＲＭの全数から炉心内の各箇所で選択した中性子検出器１の出力信号を用いてもよい。

【0022】

検出信号処理部１０は、Ｉ／Ｖ変換部１１、検出サンプリング部１２、および局部出力監視部１３を有する。

【0023】

Ｉ／Ｖ変換部１１は、中性子検出器１による電流出力信号を電圧信号に変換する。検出サンプリング部１２は、電圧信号に変換された中性子検出器１の出力信号を、それぞれの中性子検出器１の出力信号に対して共通のサンプリング時間で、サンプリングする。通常中性子検出器１の信号の監視には、原子炉出力の異常な上昇時に迅速に原子炉を停止する目的のために速い応答性が要求されるため、高速のサンプリング（例えば１ミリ秒）が実施される。

【0024】

中性子検出器１は中性子照射により感度が変化するため、局部出力監視部１３は、Ｉ／Ｖ変換部１１の出力にＬＰＲＭゲインを乗じて中性子束（ｎｖ）に対応した局部原子炉出力密度（Ｊ／ｃｍ^２）信号を得る。電圧信号に変換された中性子検出器１の信号にＬＰＲＭゲインを乗算して、原子炉の局部出力（ＬＰＲＭ信号）に換算する。

【0025】

演算監視部２０は、ローパスフィルタ２１、ダウンサンプリング部２２、第１の記録部２３、ウェーブレット変換部２４、第２の記録部２５、レベル別監視部２６、および出力分布監視部２７を有する。レベル別監視部２６は、図１に示すように、第１監視部２６ａ、第２監視部２６ｂ、第３監視部２６ｃを有する。ローパスフィルタ２１およびダウンサンプリング部２２は、前述のように中性子検出器１の数と同数設けられている。

【0026】

それぞれのローパスフィルタ２１は、特定の周波数より高い周波数領域の信号を減衰することにより除去し特定の周波数より低い領域を残す処理を行う。ローパスフィルタ２１で除去する周波数領域は２つの条件から決定する。

【0027】

第１は、中性子検出器１の通常の振動周波数または予測される不安定振動周波数の高い方の周波数（例えば、１．２６Ｈｚ）より十分高い周波数（例えば、１０Ｈｚ）以上の周波数成分の信号を除去するという条件である。第２は、後述するダウンサンプリング、すなわち再サンプリング時の周波数の１／２以上という条件である。たとえば再サンプリング周波数を２０Ｈｚ、すなわち再サンプリング周期５０ｍＳとした場合、１０Ｈｚ以上の周波数領域を除去する。

【0028】

それぞれのダウンサンプリング部２２は、それぞれのローパスフィルタ２１でフィルタリングされた信号を、局部出力監視部１３で適用しているサンプリング周波数より低い周波数（例えば、２０Ｈｚ）で再サンプリングする。第１の記録部２３は、それぞれのダウンサンプリング部２２によりダウンサンプリングされた各中性子検出器１の信号、すなわち中性子検出信号のデータを記録する。

【0029】

ウェーブレット変換部２４は、第１の記録部２３から、それぞれの中性子検出器１に対応する一定個数の中性子検出信号を時系列的に読み出して、ｎレベルの離散ウェーブレット変換（ＤＷＴ）を行い、各レベルのウェーブレット係数を算出する。第２の記録部２５は、ＤＷＴにより得られたそれぞれの中性子検出器１についての各レベルのウェーブレット係数を記録する。

【0030】

レベル別監視部２６の第１監視部２６ａ、第２監視部２６ｂ、および第３監視部２６ｃは、第２の記録部２５からそれぞれの中性子検出器１に対応するウェーブレット係数を読み出して監視する。出力分布監視部２７は、レベル別監視部２６の第１監視部２６ａ、第２監視部２６ｂ、および第３監視部２６ｃからそれぞれの監視結果を入力して、原子炉の局部出力の安定性が維持されているか否かを判定する。

【0031】

図２は、第１の実施形態に係る原子炉出力安定性監視方法における信号処理の流れを示すフロー図である。なお、ここでは、１つの中性子検出器１からの信号の演算、処理を行う場合について説明する。複数の中性子検出器１からの信号の処理については、後述する。

【0032】

まず、中性子検出器１により中性子を検出し、Ｉ／Ｖ変換部１１が電流信号を電圧信号に変換し、検出サンプリング部１２がサンプリングを実施する（ステップＳ０１）。次に、局部出力監視部１３は、電圧信号に変換されたＩ／Ｖ変換部１１の出力にＬＰＲＭゲインを乗じて中性子束（ｎｖ）に対応した局部原子炉出力密度（Ｊ／ｃｍ^２）信号を得る（ステップＳ０２）。

【0033】

次に、ローパスフィルタ２１が、出力信号のローパスフィルタリングを行う（ステップＳ０３）。次に、ダウンサンプリングを行う（ステップＳ０４）。たとえば、再サンプリング後の中性子束信号を約５１秒間収集するとデータ数は１０２５データとなる。中性子検出器１の出力信号には、冷却材の沸騰に伴う気泡が検出器近傍を通過することで発生する約０．２５Ｈｚの周波数（１周期＝約４秒）の揺らぎ成分が２％出力程度含まれている。これらのデータは、第１の記録部２３に記録される。

【0034】

図３は、中性子検出器の検出サンプリング後の出力信号の時間チャートの例である。図示されているサンプリング点数、すなわちデータ数は、５１２００個である。図４は、ローパスフィルタの特性の例を示すグラフである。除去する周波数範囲について、元のゲイン０に対して、−５０ｄＢないし−１００ｄＢ程度に減衰させている。

【0035】

図５は、ダウンサンプリング後の出力信号の時間チャートの例である。図５の場合、図示されているサンプリング点数、すなわちデータ数は、１０２４個である。ローパスフィルタリングおよびダウンサンプリングを実施した後の信号の時間変化は、図３に示す実施前の信号の時間変化に比べ、有意な変化は見られない。したがって、ローパスフィルタリングおよびダウンサンプリング処理は、いずれも問題ないことが分かる。

【0036】

次に、ダウンサンプリングを行って得られたデータを用いてＤＷＴを実施する（ステップＳ０５）。たとえば、再サンプリング後の中性子束信号が１０２５個を用いて１０レベルのＤＷＴを実施して当該１分間の時間−周波数分布図を得る場合を例にとって説明する。図６は、ＤＷＴの結果の例を示すグラフである。この３次元グラフにおいて、水平方向の一方の軸は、ＤＷＴによって得られたレベルを示す。また、もう一方の軸は時間軸である。縦軸、すなわちこの２軸による面に垂直方向の軸は、それぞれのレベルのウェーブレット係数値である。

【0037】

この時間−周波数分布図において、各レベルに対応する周波数は、第１レベルが１０Ｈｚ相当、第２レベル５Ｈｚ相当、第３レベルが２６Ｈｚ相当、第４レベルが１．２６Ｈｚ相当、第５レベルが０．６２６Ｈｚ相当、第６レベルが０．３１３Ｈｚ相当、第７レベルが０．１５６Ｈｚ相当、第８レベルが０．０７８Ｈｚ相当、第９レベルが０．０３９Ｈｚ相当、第１０レベルが０．０２０Ｈｚ相当となる。すなわち、第１レベルの周波数ｆ１に対して、第ｎレベルの周波数ｆｎは、ｆ１／２^{（ｎ−１）}の関係がある。

【0038】

ＤＷＴの結果では、第８レベルに大きなピークがあるという結果である。第８レベルは、中性子束信号の揺らぎの基本周波数に対応する成分である。図６では、ウェーブレット係数値が０〜ｃ１１の値を有する範囲に斜線を施して表示している。しかしながら、第８レベル以外の領域で斜線が施されている領域では第８レベルに比べてウェーブレット係数値が小さく、第１レベルないし第１０レベルを同時に表示した場合、第８レベル以外のレベルのウェーブレット係数値の時間的な変化がどうなっているか判別がつかない。

【0039】

次に、ウェーブレット係数の監視を行う（ステップＳ０６）。図７は、離散ウェーブレット変換による第２レベルのウェーブレット係数の時間的変化の例を示すグラフである。第２レベルのみを取り出して縦軸のスケールを変更している。この結果、第２レベルのウェーブレット係数が時間的に増大している、すなわち、５Ｈｚ相当の周波数成分が増大していることがわかる。

【0040】

また、図８は、離散ウェーブレット変換による第１レベルのウェーブレット係数の時間的変化の例を示すグラフである。第１レベルのみを取り出して縦軸のスケールを変更している。この結果、第１レベルのウェーブレット係数が時間的に増大している。すなわち、１０Ｈｚ相当の周波数成分が増大していることがわかる。

【0041】

このように、ＤＷＴのレベルごとのウェーブレット係数の時間的変化を監視することによって、原子炉出力の安定性を監視することができる。具体的には、いずれかのレベルにおいて、ウェ−ブレット係数の値の絶対値が所定のしきい値を超えた場合に、出力分布監視部２７は異常、すなわち原子炉出力の局部的な発信現象が発生したと判定する。

【0042】

あるいは、ウェ−ブレット係数の値の絶対値の時間的変化率が所定のしきい値を超えた場合、あるいは、これらの組み合わせでいずれかがしきい値を超えた場合に異常と判定することでもよい。あるいは、各レベルの信号を監視して、図７に示すようにあるレベルで１次モードの発振が出現した後、図８に示すようにその次のレベルに２次モードの発振が出現した場合、および更に高次の発振が高い周波数に相当するレベルに出現した場合に異常と判断することでもよい。

【0043】

なお、以上の図２以降についての説明は、中性子検出器１が一つの場合についてであったが、複数の中性子検出器１の信号に対しては、ダウンサンプリング部２２でそれぞれダウンサンプリングされた信号が第１の記録部２３に記憶されており、ステップＳ０２からステップＳ０４までの処理を順次、それぞれの中性子検出器１からの信号について行い、一巡した後、次のステップＳ０５に進むことにより、可能である。すなわち、不安定現象の兆候は、この一巡時間よりも通常、十分長いためである。

【0044】

表示部２８は、以上のようにして得られたそれぞれのウェーブレット係数の時間および周波数についての分布図を、中性子束信号ごとに表示する。また、表示画面の数を、監視上、適正化するために、複数の中性子束信号をグループ化し、それぞれのグループについて表示することでもよい。

【0045】

原子炉出力安定性監視システム２００では、ＬＰＲＭ信号の通常の振動と不安定時の振動の両方を監視する。出力分布監視部２７が原子炉出力の振動発生と判定した場合には、たとえば、原子炉出力を抑制するために、選択制御棒挿入信号を発生する。

【0046】

以上のように本実施形態によれば、従来の原子炉出力領域中性子監視装置の中性子検出器の信号を用いて、原子炉出力の振動をリアルタイムで監視することができる。

【0047】

［第２の実施形態］
図９は、第２の実施形態に係る原子炉出力安定性監視システムの構成を示すブロック図である。本実施形態は、第１の実施形態の変形である。

【0048】

本実施形態に係る原子炉出力安定性監視システム２００は、中性子検出器１、および局部出力監視部３０を有する。局部出力監視部３０のそれぞれは、演算監視部２０を有する。すなわち、第１の実施形態においては、演算監視部２０の一部が各中性子検出器１に対応して設けられていたが、本第２の実施形態においては、各中性子検出器１のそれぞれに対応して演算監視部２０が、局部出力監視部３０内に設けられている。

【0049】

それぞれの局部出力監視部３０においては、演算監視部２０により局部出力の安定性判定が行われる。この判定結果は、局部出力監視部３０から平均出力監視部（ＡＰＲＭ）５に出力される。また、異常ありと判定した場合には、異常ありと判定がなされた局部出力監視部３０から図示しない原子炉出力制御系に選択制御棒挿入信号が出力される。

【0050】

本実施形態によれば、局部出力監視部３０の一部機能として、プログラマブルロジックデバイス等の集積回路によって実現した原子炉出力安定性監視を行う演算監視部２０の機能を有することにより、炉心の局所的振動状態をＬＰＲＭ検出器毎に監視し、選択制御棒挿入信号を発生することが可能となる。

【0051】

従って、各中性子検出器１に対応して演算監視部２０を設けることによって、処理時間が短縮され、予想外に早い不安定現象を早期に把握することができる。

【0052】

また、原子炉出力安定性判定をＬＰＲＭ検出器毎に多重化することができ、信頼性の高い原子炉出力安定性監視装置を供給することが可能となる。

【0053】

［その他の実施形態］
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。また、各実施形態の特徴を組み合わせてもよい。

【0054】

さらに、これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。

【0055】

これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0056】

１…ＬＰＲＭ検出器（中性子検出器）、５…平均出力監視部、１０…検出信号処理部、１１…Ｉ／Ｖ変換部、１２…検出サンプリング部、１３…局部出力監視部、２０…演算監視部、２１…ローパスフィルタ、２２…ダウンサンプリング部、２３…第１の記録部、２４…ウェーブレット変換部、２５…第２の記録部、２６…レベル別監視部、２６ａ…第１監視部、２６ｂ…第２監視部、２６ｃ…第３監視部、２７…出力分布監視部、２８…表示部、３０…局部出力監視部、１００…安定性演算監視装置、２００…原子炉出力安定性監視システム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】