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公開番号2025103315
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-09
出願番号2023220637
出願日2023-12-27
発明の名称改良型沸騰水型原子炉の炉心流量測定装置及び炉心流量測定方法
出願人株式会社東芝,東芝エネルギーシステムズ株式会社
代理人弁理士法人東京国際特許事務所
主分類G21C 17/032 20060101AFI20250702BHJP(核物理;核工学)
要約【課題】原子炉インターナルポンプの実回転数を簡易に検出して炉心流量を測定できること。
【解決手段】原子炉格納容器1内に設置されて炉心3を収容する原子炉圧力容器2に、原子炉再循環ポンプとして原子炉インターナルポンプ4が複数台設置され、この原子炉インターナルポンプにより炉心へ流れる冷却材の流量を炉心流量として測定する改良型沸騰水型原子炉の炉心流量測定装置10において、原子炉格納容器1外に設置され、原子炉インターナルポンプの駆動モータ4Aへ供給される電流を計測する電流計測手段11と、原子炉格納容器1外に設置され、電流計測手段11により計測された電流を解析して原子炉インターナルポンプの実回転数を検出するポンプ回転数検出手段12と、原子炉格納容器1外に設置され、ポンプ回転数検出手段12により検出された実回転数を用いて炉心流量を演算する炉心流量演算手段13と、を有して構成されたものである。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
原子炉格納容器内に設置されて炉心を収容する原子炉圧力容器に、原子炉再循環ポンプとして原子炉インターナルポンプが複数台設置され、この原子炉インターナルポンプにより前記炉心へ流れる冷却材の流量を炉心流量として測定する改良型沸騰水型原子炉の炉心流量測定装置において、
前記原子炉格納容器外に設置され、前記原子炉インターナルポンプの駆動モータへ供給される電流を計測する電流計測手段と、
前記原子炉格納容器外に設置され、前記電流計測手段により計測された電流を解析して前記原子炉インターナルポンプの実回転数を検出するポンプ回転数検出手段と、
前記原子炉格納容器外に設置され、前記ポンプ回転数検出手段により検出された実回転数を用いて前記炉心流量を演算する炉心流量演算手段と、を有して構成されたことを特徴とする改良型沸騰水型原子炉の炉心流量測定装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
原子炉格納容器内に設置されて炉心を収容する原子炉圧力容器に、原子炉再循環ポンプとして原子炉インターナルポンプが複数台設置され、この原子炉インターナルポンプにより前記炉心へ流れる冷却材の流量を炉心流量として測定する改良型沸騰水型原子炉の炉心流量測定装置において、
前記原子炉格納容器外に設置され、前記原子炉インターナルポンプの駆動モータへ供給される電流を計測する電流計測手段と、
前記原子炉格納容器外に設置され、前記電流計測手段により計測された電流を解析して前記原子炉インターナルポンプの実回転数を検出するポンプ回転数検出手段と、
前記原子炉格納容器外に設置され、前記原子炉インターナルポンプの実回転数を用いて前記炉心流量を演算する炉心流量演算手段と、
前記原子炉インターナルポンプに設置されたセンサを備え、このセンサにより前記原子炉インターナルポンプの実回転数を計測するポンプ回転数計測手段と、
前記ポンプ回転数検出手段からの実回転数と前記ポンプ回転数計測手段からの実回転数とを択一に切り替えて前記炉心流量演算手段に入力させる切替手段と、を有して構成されたことを特徴とする改良型沸騰水型原子炉の炉心流量測定装置。
【請求項３】
前記ポンプ回転数検出手段は、電流計測手段により計測された電流をスペクトルに変換して算出するスペクトル算出部と、
前記スペクトル算出部にて算出されたスペクトルを解析して、原子炉インターナルポンプの実回転数に依存して発生する周波数成分によるピークを検知するピーク検知部と、
前記ピーク検知部により検知されたピークが存在する周波数成分を読み取って、前記原子炉インターナルポンプの実回転数を算出する実回転数算出部と、を有して構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の改良型沸騰水型原子炉の炉心流量測定装置。
【請求項４】
原子炉格納容器内に設置されて炉心を収容する原子炉圧力容器に、原子炉再循環ポンプとして原子炉インターナルポンプが複数台設置され、この原子炉インターナルポンプにより前記炉心へ流れる冷却材の流量を炉心流量として測定する改良型沸騰水型原子炉の炉心流量測定方法において、
前記原子炉格納容器外に設置された電流計測手段が、前記原子炉インターナルポンプの駆動モータへ供給される電流を計測するステップと、
前記原子炉格納容器外に設置されたポンプ回転数検出手段が、前記電流計測手段により計測された電流を解析して前記原子炉インターナルポンプの実回転数を検出するステップと、
前記原子炉格納容器外に設置された炉心流量演算手段が、前記ポンプ回転数検出手段により検出された実回転数を用いて前記炉心流量を演算するステップと、を有することを特徴とする改良型沸騰水型原子炉の炉心流量測定方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、改良型沸騰水型原子炉の炉心流量測定装置、及び改良型沸騰水型原子炉の炉心流量測定方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
改良型沸騰水型原子炉（ＡＢＷＲ）を含む沸騰水型軽水炉では、炉心管理のために炉心流量を測定している。特に、原子炉インターナルポンプ（ＲＩＰ）を備えた改良型沸騰水型原子炉における炉心流量の測定では、炉心支持板差圧の測定結果から炉心流量を算出する方法や、原子炉インターナルポンプの流量と差圧との関係、ポンプ揚程、ポンプ回転数、給水流量、及び給水エントロピー等を用いた計算による測定方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第３７３５４５８号公報
特許第４７９１９９３号公報
特許第４６５６８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
炉心流量の測定については、その精度や応答を改善するために種々の改良が提案されている（特許文献１、２）。また、原子炉インターナルポンプの流量と差圧との関係、ポンプ揚程、及びポンプ回転数等の関係によらず、原子炉インターナルポンプの吐出流量を超音波流量計で計測する方法も提案されている（特許文献３）。
【０００５】
このうちの特許文献３では、原子炉インターナルポンプの本体に超音波探触子を設置し、超音波を用いて原子炉インターナルポンプの吐出流量を測定し、これにより炉心流量を測定する場合、超音波探触子やケーブル類が原子炉格納容器内に配置されているため、超音波探触子等に対し鉛シール等の放射線遮蔽、原子炉格納容器内の配線が必要になる。また、このケーブルを中央制御室まで導くために、原子炉格納容器を貫通するペネトレーション、原子炉建屋内の配線、パワーアンプ、その他回路類が必要になる。これらの工事には多大な工数と費用を要し、設備の維持にも毎年の整備費用として部品代及び校正費が必要になり、作業工数等も発生する。
【０００６】
更に、原子炉インターナルポンプに設置された超音波探触子には定期的な整備や故障時の取り換えが必要であり、そのために定期検査の日数が増加して、原子力発電プラントの稼働率の改善に支障を来たす恐れがある。
【０００７】
付言すると、運転中の沸騰水型軽水炉の原子炉格納容器内は放射線が充満しており、窒素が充填されているため、上述の原子炉格納容器内の超音波探触子や回路、配線等に故障が生じても、原子力発電プラントを停止しなければ修理等することができない。
【０００８】
本発明の実施形態は、上述の事情を考慮してなされたものであり、原子炉インターナルポンプの実回転数を簡易に検出して炉心流量を測定することができる改良型沸騰水型原子炉の炉心流量測定装置及び改良型沸騰水型原子炉の炉心流量測定方法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】
【０００９】
本発明の実施形態における改良型沸騰水型原子炉の炉心流量測定装置は、原子炉格納容器内に設置されて炉心を収容する原子炉圧力容器に、原子炉再循環ポンプとして原子炉インターナルポンプが複数台設置され、この原子炉インターナルポンプにより前記炉心へ流れる冷却材の流量を炉心流量として測定する改良型沸騰水型原子炉の炉心流量測定装置において、前記原子炉格納容器外に設置され、前記原子炉インターナルポンプの駆動モータへ供給される電流を計測する電流計測手段と、前記原子炉格納容器外に設置され、前記電流計測手段により計測された電流を解析して前記原子炉インターナルポンプの実回転数を検出するポンプ回転数検出手段と、前記原子炉格納容器外に設置され、前記ポンプ回転数検出手段により検出された実回転数を用いて前記炉心流量を演算する炉心流量演算手段と、を有して構成されたことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の実施形態における改良型沸騰水型原子炉の炉心流量測定装置は、原子炉格納容器内に設置されて炉心を収容する原子炉圧力容器に、原子炉再循環ポンプとして原子炉インターナルポンプが複数台設置され、この原子炉インターナルポンプにより前記炉心へ流れる冷却材の流量を炉心流量として測定する改良型沸騰水型原子炉の炉心流量測定装置において、前記原子炉格納容器外に設置され、前記原子炉インターナルポンプの駆動モータへ供給される電流を計測する電流計測手段と、前記原子炉格納容器外に設置され、前記電流計測手段により計測された電流を解析して前記原子炉インターナルポンプの実回転数を検出するポンプ回転数検出手段と、前記原子炉格納容器外に設置され、前記原子炉インターナルポンプの実回転数を用いて前記炉心流量を演算する炉心流量演算手段と、前記原子炉インターナルポンプに設置されたセンサを備え、このセンサにより前記原子炉インターナルポンプの実回転数を計測するポンプ回転数計測手段と、前記ポンプ回転数検出手段からの実回転数と前記ポンプ回転数計測手段からの実回転数とを択一に切り替えて前記炉心流量演算手段に入力させる切替手段と、を有して構成されたことを特徴とするものである。
（【００１１】以降は省略されています）

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