JP2006349575A - Ｂｗｒの過度燃料健全性監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】 「運転時の正常でない過渡変化」が発生した場合に、燃料健全性評価を行うＢＷＲの過渡燃料棒温度監視システムを提供する。
【解決手段】 ＢＷＲプラントの主要パラメータの過度的変化を監視記録する過渡現象記録装置１１、運転条件や機器トリップ時刻や動作時刻等を時系列的に記録するプロコンデータ１０及び炉心の特性を評価する炉心核燃料データ１２をサイトＬＡＮ１３で結ぶとともに、炉心全バンドルの限界出力比（ＣＰＲ）変化と燃料棒の被覆管温度変化を計算する全バンドル過渡シミュレータ２０をオフサイトＬＡＮ２１に結び、サイトＬＡＮ１３とオフサイトＬＡＮ２１を１つまたは複数のコンピュ−タネットワ−ク上に結合し、デ−タの移動、評価要求指示、計算結果表示等を行い、燃料被覆管温度の健全性を評価する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）の運転時の正常でない過度変化に対する燃料の健全性監視システムに関する。

原子炉を運転する際には、通常運転時において原子炉の安全性を保つための様々な制限値を遵守する必要がある。また、原子炉内に冷却材の流量変化や炉心内の温度や圧力の変化等の何らかの過度変化が発生した場合においても、原子炉の安全性を保つための制限値を遵守する必要がある。

特に燃料の破損に関わる制限値の代表的なものとして、線出力密度（Linear Heat Generation Rate；以下、ＬＨＧＲという）と限界出力比（Critical Power Ratio；以下、ＣＰＲという）が挙げられる。ＬＨＧＲとは燃料棒の単位長さあたりの発熱量を指すものであり、また、ＣＰＲは、燃料集合体のある点において沸騰遷移を生じさせる燃料集合体出力（限界出力と呼ばれる）と実際の燃料集合体出力との比であり、１以上であれば沸騰遷移を起こすことはない。ところで、沸騰水型原子炉では燃料棒内で発生した熱は冷却材に伝わって蒸気となるが、その際、燃料被覆管表面では蒸気泡が発生する核沸騰状態を維持するように設計される。そこで何らかの異常で原子炉の出力が急激に上昇したり、或いは冷却材流量が減少したりして、冷却状態が悪化すると燃料被覆管表面が蒸気の膜で覆われた状態になる。これを膜沸騰といい、核沸騰から膜沸騰に遷移することを沸騰遷移という。

一般的な原子炉においては、ＬＨＧＲについては、燃料被覆管と燃料ペレットの機械的相互作用による被覆管の損傷等を防止する観点から「燃料被覆管に１％の円周方向の平均塑性歪が生じる線出力密度」以下となるよう、炉心の最大線出力密度（ＭＬＨＧＲ）を制限している。また、ＣＰＲについては、熱伝達の悪化による燃料被覆材の損傷を防止する観点から、「炉心内燃料の９９．９％以上が沸騰遷移を起こさない」ように、炉心内の最小限界出力比（ＭＣＰＲ）を制限している。こうして定められたＬＨＧＲやＣＰＲの基準値、つまり上述の最大線出力密度（ＭＬＨＧＲ）及び最小限界出力比（ＭＣＰＲ）のことを安全限界値という。一般に、定格出力における定常運転状態でこれらの安全限界値を遵守していれば、通常予想される過渡変化においても燃料の健全性が損なわれることはない。

このような観点から、従来の沸騰水型原子力発電所の「運転時の正常でない過渡変化」解析では厳しい仮定の基で、炉心平均の挙動を評価し、それから熱的に厳しい高出力バンドルを対象に最小限界出力比（ＭＣＰＲ）の評価を行なってきた。すなわち、ＭＣＰＲ評価は単一チャンネルを模擬し、これを軸方向一次元に多ノードに分割し、各ノードについて燃料棒には半径方向だけの熱伝導方程式を適用して冷却材への熱伝達を計算し、チャンネル内冷却材には質量、運動量およびエネルギー保存則を適用して熱水力挙動を計算する単チャンネル熱水力解析コードで評価する（柏崎刈羽原子力発電所原子炉設置変更許可申請書（６，７号原子炉の増設）設置許可申請書）。その結果、例えば、ＡＢＷＲプラントでは定格の１０２％出力、定格の９０％炉心流量の厳しい仮定のもとで９×９燃料に対してＭＣＰＲの運転制限値が１．２２と評価されている。この高出力バンドルに対するＭＣＰＲが「運転時の正常でない過渡変化」の制約条件となっている。また、現在のＢＷＲでは過渡時に被覆管温度上昇は考慮していない。すなわち、「運転時の正常でない過渡変化」の判断基準の一つは最小限界出力比（ＭＣＰＲ）が許容限界値１．０７以上であることである（柏崎刈羽原子力発電所原子炉設置変更許可申請書（６，７号原子炉の増設）設置許可申請書）。

「運転時の正常でない過渡変化」に対してＭＣＰＲや燃料被覆管の健全性を評価する手法としては以下のようなものがある。すなわち、
（１）炉心シミュレータ、データライブラリー、過渡解析器から構成され、炉心の内部状態が炉心シミュレータを用いて計算され、かつ過渡事象中における原子炉装置の動作が過渡解析器を用いてシミュレートされ過渡時ＭＣＰＲを計算するようになっているもの（特開平６−３４７５８６号公報参照）。
（２）原子炉で過渡事象の発生を想定した場合においても燃料の健全性を確保するために、炉心性能計算手段の情報に基づいて過渡解析を行い当該時点でのＣＰＲや最大線出力密度（ＬＨＧＲ）を計算する過渡解析計算手段と、通常時に遵守すべきＣＰＲなどの運転制限値計算手段を具備し、ＣＰＲなどが運転制限値を逸脱した場合に制御棒の選択挿入などの指令を発することや、炉心状態の変化が大きいときには事前解析によって予め求められた運転制限値を与えるもの（特開平１０−２９８７号公報参照）。
（３）原子炉の炉心性能監視システムのＭＣＰＲおよびＭＬＨＧＲ計算プログラムを異常な過渡事象発生と同時に起動し、計算プログラムではＭＣＰＲおよびＭＬＨＧＲをできる限りリアルタイムで計算するようにし、それが不可能な場合にも定常運転復帰後に解析できるように炉心状態データおよび局所出力領域モニタ（ＬＰＲＭ）データを格納する記憶装置を整備しており、また、ＭＣＰＲの計算には沸騰遷移後の冷却材流動まで計算できる解析コードを使用するもの（特開平８−１３６６８８号公報参照）。
（４）原子炉の炉心監視に関わるデータから、限界出力相関式を用いて全燃料棒のＣＰＲを算出し、算出されたＣＰＲから限界出力相関式におけるデータの不確実性を考慮した上で、沸騰遷移に至る燃料棒本数の期待値を求め、これらの計算結果を視覚的に表示し、全運転領域に亘る現実的な熱的余裕を視覚的に確認・把握し、安全性を損なうことなく効率の良い運転を可能とするもの（特開平２００１−９９９７６号公報参照）。
等がある。

以上のように、従来の技術では、「運転時の正常でない過渡変化」の判断基準の一つである「過渡時に被覆管温度が上昇しない」という条件の基で、精度の良い炉心出力を基に過渡時炉心シミュレータを使用し限界出力相関式からＭＣＰＲを評価するものが多い。
特開平６−３４７５８６号公報 特開平１０−２９８７号公報 特開平８−１３６６８８号公報 特開平２００１−９９９７６号公報 柏崎刈羽原子力発電所原子炉設置変更許可申請書 （６，７号原子炉の増設）、 ＢＷＲにおける過渡的な沸騰遷移後の燃料健全性評価基準 ：２００３、２００３年６月、日本原子力学会

上述した「運転時の正常でない過渡変化」に対するＭＣＰＲや燃料健全性の評価システムは、過渡変化時において燃料被覆管温度上昇を仮定しないものである。しかしながら、最近、「運転時の正常でない過渡変化」時に燃料被覆管温度の一時的な上昇を許容する、燃料の健全性及び再使用判断基準（ポストＢＴ基準）の導入の方向であり、この基準が採用された場合は、現行の「運転時の正常でない過渡変化」に対するＭＣＰＲや燃料健全性の評価システムは適用することができない。

ポストＢＴ基準は、図１２に示すように、燃料被覆管温度や沸騰遷移継続時間（ドライアウト持続時間）に基づき、太線で囲まれている範囲であれば健全性を有し再使用可能であるという燃料健全性や燃料集合体の再使用の判断基準を示したものである。このように、今後、「運転時の正常でない過渡変化」時に燃料被覆管温度の一時的な上昇を許容するポストＢＴ基準の導入にあたって燃料再使用の判定から沸騰遷移が発生したバンドル（ＢＴバンドル）、沸騰遷移が発生したロッド（ＢＴロッド）、沸騰遷移が発生した位置（ＢＴ位置）、沸騰遷移が発生していた時間（ＢＴ時間）、最高被覆管温度（ＰＣＴ）の評価が重要である。すなわち、「運転時の正常でない過渡変化」の解析において、どの燃料棒がどの位の期間にわたり沸騰遷移（ＢＴ）を経験したか、また、その時の燃料棒被覆管温度の最高値（ＰＣＴ）がどの位であるかの評価が重要であるが、これらは従来の監視システムでは十分な評価はできない。また、従来の監視システムでは、全バンドルの限界出力比（ＣＰＲ）の変化を評価しておらず、また過渡変化時の炉心三次元出力分布とバンドル内の熱水力状態のフィードバックを考慮していないなどの問題がある。

本発明は、このような点に鑑み、「運転時の正常でない過渡変化」が発生した場合にサイト内からプラントデータをインターネット経由でオフサイト内へ伝達し、オフサイト内の炉心全バンドル過渡シミュレータにより炉心内の詳細熱流動解析を行い、燃料健全性評価を提供することのできるＢＷＲの過渡燃料棒温度監視システムを得ることを目的とする。

本発明は、ＢＷＲプラントの過渡燃料健全性監視システムにおいて、ＢＷＲプラントの主要パラメータの過度的変化を監視記録する過渡現象記録装置、過渡的変化発生時における運転条件や機器トリップ時刻や動作時刻等を時系列的に記録するプロコンデータ、及び炉心の特性を評価する炉心核燃料データをサイトＬＡＮで結ぶとともに、これらのデータベースを基に、炉心全バンドルの限界出力比（ＣＰＲ）変化と炉心全バンドル全ての燃料棒の被覆管温度変化を計算する炉心全バンドル過渡シミュレータをオフサイトＬＡＮに結び、上記サイトＬＡＮとオフサイトＬＡＮを１つまたは複数のコンピュ−タネットワ−ク上に結合させ、デ−タの移動、評価要求指示、計算結果表示等を行い、運転時の通常でない過渡的変化が発生した場合に、前記過渡現象記録装置に記録されている実機の主要パラメータの過度的変化、プロコンデータ、炉心核燃料データを読み込み前記炉心全バンドル過渡シミュレータで燃料被覆管温度の健全性を評価することを特徴とする。

本発明は、上述のように構成したので、発電所で「運転時の正常でない過渡変化」が発生した場合、どのバンドルのどの燃料棒の軸方向のどの位置で燃料被覆管の温度上昇が発生したか、その時の燃料被覆管の最高温度や燃料被覆管が温度上昇した時間（ドライアウト時間）を評価することができ、燃料健全性の確認を行うことができる。

以下、添付図面を参照して本発明におけるＢＷＲの過渡燃料健全性監視システムの実施の形態について説明する。

図１は、本発明におけるＢＷＲの過渡燃料健全性監視システムの基本的な実施の形態を示すブロック図であり、発電所内のプロセスコンピュータデータ（プロコンデータ）１０、過渡現象記録装置１１、及び炉心核燃料データ１２と、それらをつなぐサイトＬＡＮ１３と、メーカー内の炉心全バンドル過渡シミュレータ２０とつながっているオフサイトＬＡＮ２１と、サイトＬＡＮ１３とオフサイトＬＡＮ２１をつなぐインターネット３０から構成されている。

プロコンデータ１０は、運転時の正常でない過渡変化が発生した時点における運転条件（出力／流量等）とその過渡的変化発生時における機器トリップ時刻や動作時刻等を時系列的に記録し、過渡現象記録装置１１は実機の中性子束、原子炉流量、原子炉圧力、原子炉水位等の主要パラメ−タの過渡的変化を記録し、炉心核燃料データ１２は原子炉の炉心状態をコンピューターで計算した結果である炉心における核と熱水力に関するデータを格納している。

また、炉心全バンドル過渡シミュレータ２０はＢＷＲシステムの過渡変化を解析するものであり、図２の（ａ）に示すように、炉心部は全バンドルを個別に模擬するとともに、各バンドルにおいては、図２の（ｂ）に示すように全ての燃料棒を模擬し、さらに、図２の（ｃ）に示すように、バンドル内の燃料棒も軸方向に例えば２４分割して模擬し、熱流動挙動は、全てのバンドル内における水と蒸気の二相流の流れを、水と蒸気の流速が異なり（非均質）、水と蒸気の温度が同じでない（非平衡）という仮定の下で解析する、三次元の非均質非平衡二相流モデルに基づき、また、中性子挙動は炉心からの中性子の漏れが少ないと仮定し、さらに近似的に１つのエネルギーで取り扱った拡散方程式で近似する修正１群の拡散理論に基づいて計算して燃料被覆管温度を計算する。この場合、燃料棒は、ＺｒＯ_２からなる被覆管内にＵＯ_２ の燃料ペレットが挿入してあり、その被覆管と燃料ペレットとの間にはギャップがある。そこで、上記燃料ペレット及び被覆管を細かいメッシュで分割して半径方向の熱伝導方程式を解き、被覆管表面ではバンドル内熱流動計算から決まる熱伝導係数を用いて被覆管表面温度を計算する。すなわち、炉心全バンドル過渡シミュレータ２０では「運転時の正常でない過渡変化」が発生した場合にどのバンドルのどの燃料棒の軸方向のどの位置で燃料被覆管の温度上昇が発生したか、その時の燃料被覆管の最高温度や燃料被覆管が温度上昇した時間（ドライアウト時間）を評価する。

この炉心全バンドル過渡シミュレータ２０の解析にあたってはプロコンデータ１０、過渡現象記録装置１１に記録された主要パラメ−タの過渡的変化、炉心燃料データ１２がインターネット３０を介して境界条件として入力される。

しかして、発電所で「運転時の正常でない過渡変化」が発生した場合には、発電所内のプロコンデータ１０、過渡現象記録装置１１に記録された主要パラメ−タの過渡的変化、炉心核燃料データ１２内のデータをサイトＬＡＮ１３からインターネット３０を介してオフサイトＬＡＮ２１の炉心全バンドル過渡シミュレータ２０に送信し、炉心全バンドル過渡シミュレータ２０で炉心内全バンドルの全燃料棒の燃料被覆管温度変化を計算する。したがって、本実施の形態によれば、発電所で「運転時の正常でない過渡変化」が発生した場合、どのバンドルのどの燃料棒の軸方向のどの位置で燃料被覆管の温度上昇が発生したか、その時の燃料被覆管の最高温度や燃料被覆管が温度上昇した時間（ドライアウト時間）を評価することができ、燃料健全性の確認を行うことができる。

図３は、本発明に係る燃料健全性判断結果等を記録し管理するデ−タサ−バの実施例を示す図であり、オフサイトＬＡＮ２１と炉心全バンドル過渡シミュレ−タ２０と、判断基準発生装置３５と比較器３６と燃料健全性デ−タベ−ス３７とから構成されている。 そこで、沸騰遷移が発生した場合には、炉心全バンドル過渡シミュレ−タ２０で計算された、燃料バンドルの被覆管最高温度とドライアウト時間を、判断基準発生装置３５で発生された判断基準と比較器３６で比較し、その結果を燃料健全性デ−タベ−ス３７に書き込む。燃料健全性デ−タベ−ス３７には、沸騰遷移発生の有無に係わらず全バンドルに対して評価結果を書き込み、評価結果としては炉心位置、燃料種類、軸方向位置、燃料棒位置、沸騰遷移（ＢＴ）の有無、沸騰遷移（ＢＴ）発生時刻、沸騰遷移が終了して核沸騰に戻る時刻（リウェット時刻）、ドライアウト時間、被覆管最高温度、判断基準発生装置３５で発生された判断基準を満足した被覆管温度とドライアウト時間、最小限界出力比（ＭＣＰＲ）等を記入する。

しかして、このような実施の形態によれば、過渡時の燃料健全性評価結果が自動的にデ−タベ−スとして蓄積されるので、その後の燃料管理においてどの燃料が再使用可能であるか、あるいは再使用不可能であるか等の管理が容易に行なえるようになる。このような管理はメ−カ−内ネットワークだけではなく、インタ−ネットを介して解析結果を送付することにより、発電所内ネットワークでも実施可能である。

図４は、本発明に係る燃料健全性判断結果等の表示装置の実施例を示す図であり、燃料炉心健全性デ−タベ−ス３７に蓄積されている沸騰遷移（ＢＴ）が発生した燃料バンドルの炉心位置と、ＢＴ経験回数と、満足した判断基準と、バンドル内燃料棒位置と、軸方向位置と、被覆管最高温度と、ドライアウト時間と、被覆管温度挙動等のデ−タをＬＡＮを通して燃料健全性表示装置４０に送る。燃料健全性表示装置４０においてはまず、沸騰遷移が発生したバンドルの炉心の平断面を示すマップ上での位置を画面４１の上に表示するとともに、各バンドルが満足した判断基準と過去のＢＴ経験回数を同時に燃料健全性表示装置の画面４１上に表示する。画面上で沸騰遷移が発生したバンドルを指定することによって、当該バンドルの断面図が表示されＢＴが発生した燃料棒位置が燃料健全性表示装置４０の画面４１上に表示される。さらに、バンドル断面図上のＢＴ燃料棒を画面４１上で指定すると当該燃料棒の軸方向位置におけるＢＴ発生位置が表示されるとともに、被覆管最高温度とドライアウト時間が同画面上に示される。また、燃料健全性デ−タベ−スから、被覆管最高温度、ドライアウト時間、判断基準の種類等をキ−ワ−ドとして検索することにより、特定燃料のＢＴ経験デ−タを燃料健全性表示装置上に表示させることもできる。

本機能は燃料健全性デ−タベ−スに蓄積されたデ−タ以外にも炉心全バンドル過渡シミュレ−タの解析結果を直接ＬＡＮを介して表示することも可能である。

本実施の形態によれば、燃料健全性デ−タベ−スに蓄積された過渡時の燃料健全性評価結果が燃料健全性表示装置の画面上にビジュアルに表示されるので、膨大な燃料デ−タから簡単に燃料のＢＴ経験を示すことが可能となる。また、燃料健全性デ−タベ−スから、被覆管最高温度、ドライアウト時間、判断基準の種類等をキ−ワ−ドとして検索することにより、ユ−ザ−の目的に応じた燃料のＢＴ経験デ−タを燃料健全性表示装置上に表示することが可能となる。

図５は、本発明に係る炉心全バンドル過渡シミュレ−タ２０によるプラント主要パラメ−タの解析結果と過渡現象記録装置１１により記録されたプラント主要パラメ−タの比較表示装置の実施例を示す図であり、図５では燃料健全性表示装置４０の画面上に炉心全バンドル過渡シミュレ−タ２０によって計算された原子炉出力と炉心流量と被覆管温度の解析結果を示すことができ、さらに上記解析結果を実線で示し、過渡現象記録装置１１により記録された原子炉出力と炉心流量と被覆管温度を破線で表示することにより、炉心全バンドル過渡シミュレ−タにより解析されたプラントパラメ−タと実機プラントパラメ−タ挙動を直接比較することができ、解析の妥当性を判断する情報を得る事が可能となる。

次に、図６は本発明に係る炉心全バンドル過渡シミュレ−タによる被覆管温度挙動の評価方法を説明する図であり、過渡現象記録装置１１に記録された実機の原子炉出力や炉心流量等を直接境界条件として炉心全バンドル過渡シミュレ−タ２０に入力として与え、被覆管温度挙動４２を解析する。本実施の形態によれば、主要パラメ−タの解析結果が過渡現象記録に一致するので、精度の良い被覆管温度評価結果を得ることが可能となる。

本発明に係るＢＷＲの過渡燃料健全性監視システムの全体構成は、図１に示すように、個々の機能としてサイト（発電所）における炉心管理システムとそのデータベース（炉心核燃料データ）１２、プロセスコンピュータとそのデータベース（プロコンデータ）１０およびプラント過渡現象記録装置１１、これらをサイト内で結合するサイト内ネットワークＬＡＮ１３、オフサイトにおける炉心全バンドル過渡シミュレータ２０とオフサイトネットワークＬＡＮ２１があり、そしてサイト、オフサイトのネットワークを結合する広域インターネット３０から構成された複合情報処理システムである。また、これらの処理された情報を管理・供給するサーバがサイト、オフサイトにそれぞれ存在している。

こうした個々のローカル機能を連携させるためには、ローカル機能間での情報インターフェースを共通化させる必要がある。この場合、個々の機能（ローカルアプリケーション）が頻繁に更新されるような場合には、連携手順が固定された、いわゆる密な結合にしてしまうと、修正はシステム全体に及ぶため保守性・拡張性の面から望ましくない。

すなわち、ローカル処理を連携処理から切り離してしまう、すなわち個々の機能をシステム全体から隠蔽することがシステム全体の保守性・拡張性の観点から重要である。こうした個々の機能を隠蔽する手段としては、大きく分けてトランスジューサ方式とラッパー方式がある。前者は言語変換器（トランスジューサ）を介することにより、個々の機能から共通インターフェイスへ変換する手段でありＣＯＲＢＡのＩＤＬがその代表例である。後者は文字通り、個々の機能をラップして外部インターフェイスから隠蔽する手段であり、外部インターフェイスとの連携はラッパーが代行する。

トランスジューサは共通インターフェイスへの言語変換器としての機能しか有しないが、ラッパーには共通インターフェースとの連携以外にも様々な機能を持たせることが可能であり、本発明ではラッパー方式を採用している。

ラッパー方式によるアプリケーション連携の概念図を図７に示す。ローカルノードに存在する個々の機能（アプリケーション）例えば炉心管理システム５３、プロセスコンピュータ１０、過渡現象記録装置１１，過渡シミュレータ５４は、ラッパー５０ａ〜５０ｄにより隠蔽され外部インターフェイスとの連携はローカルノード間を移動するモバイル・エージェントである仲介エージェント５１により行われる。仲介エージェント５１はＡＣＬ（エージェント間通信言語）５２と呼ばれる共通言語によりローカルノードの個々のラッパー５０ａ〜５０ｄと通信を行い、情報を交換し、それらをまた別のラッパーへと伝える役割を果たす。

このように構成された本実施の形態においては、個々のアプリケーション１０、１１、５３、５４の修正や拡張による変更は、そのローカルノードにおけるラッパー５０ａ〜５０ｄに限定されてシステム全体へ影響しないため、システムの保守や拡張が容易となる。

次に、本発明に係るＢＷＲの過渡燃料健全性監視システムにおいてサイト・オフサイト間での機能の具体的な連携手段について図８を用いて説明する。

仲介エージェントは、共通のエージェントフレームワークとセキュリティポリシーを備えたイントラネットのようなローカルネットワーク６０内においては自由に移動することができるが、ファイアウォール（Ｆ／Ｗ）６１などを介して広域ネットワーク間を移動させることはセキュリティ上困難である。

インターネット６２上で情報交換する手段としては、電子メールとブラウザ閲覧によるＷｅｂサービスが代表的である。これらはそれぞれのサービスを提供するサーバを持ち、クライアント管理や専用のソケットレイアや通信ポートを使うことによりセキュリティを確保している。どちらかと言うと前者はサービスが最後に提供されるバッチ処理、後者は逐次的にサービスを提供する連続処理に向いている。

本発明が対象とするのは、過渡事象が発生した際に炉心内に存在する全燃料棒の健全性を最終的な情報としてバッチ的に提供するサービスであるので、前者の電子メールがインターネットワーク間での情報通信手段としてはよりふさわしい。

構成は図８に示す様に、サイト、オフサイト各ローカルネットワーク６０上にメールサーバが存在する。個々のアプリケーションのエージェントラッパーは、アプリケーションを隠蔽するラッパーであると同時にメールクライアント６３でもある。ラッパーはメール受信を感知するとメールの内容（添付ファイルなど）をアプリケーションに渡して、アプリケーションに必要な処理を行わせる。また、アプリケーションの結果を添付ファイルとして電子メールで送信する。この際、メールサーバ６４はセキュリティを確保するために添付ファイルを暗号化したり、あるいはメールクライアント６３の認証を行う。ここで、例えば個々のアプリケーション処理をメールクライアント６３に割り付けることにより、そのメールクライアント６３の保持するセキュリティ内の処理に制限されるため、アプリケーション処理がシステム全体に予想外の影響を及ぼすことが防止できる。また、同様にアプリケーションの結果が送信される相手もクライアントに限定されるため、不用意な情報漏洩を防止することができる。更に、メールサーバのインボックスを監視することにより、ジョブ管理ができるため、インボックスをジョブのキューとして用いることが可能となる。

次に、本発明に係るＢＷＲの過渡燃料健全性監視システムにおいてサイト・オフサイト間での機能の具体的な連携の実施例を図９を用いて説明する。

過渡事象が発生した場合などに、本システムが起動された場合、最終的なサービスである炉心内全燃料棒温度評価解析に必要な情報、すなわち、図９のサイトＬＡＮ１３におけるプロコンデータ１０から例えば事象発生時点の運転条件（出力／流量等）、器機トリップ時刻、動作時刻等のイベントシーケンスが出力され、過渡現象記録装置１１からは例えばプラントの各種パラメータ挙動データ（過渡時系列データ）が、炉心核燃料データベースからは炉心核、熱水力データ等が出力され、これらのデータの仲介を、まずサイトネットワークＬＡＮ１３内において仲介エージェント７８が行う。これらは過渡発生前後に亘るもので、過渡発生時刻に基づいて選択・収集を行う。必要なデータの収集管理はサイトＬＡＮ１３にあるメールエージェント７０が行い、必要なデータが全て集まると、それらを暗号化して添付ファイルとして電子メール７１で、例えば炉心核、熱水力データ（ＷＵファイル）、事象発生時点の運転条件（出力／流量等）、実機主要パラメータ挙動等のデータを送信する。

なお、図９において、収集・表示システム７４はデータ収集要求、評価要求、履歴表示要求等の各種必要な要求が入力され、評価結果としてＢＴ発生燃料、被覆管温度、ドライアウト時間、実機と解析の主要パラメータ、事象発生時の運転状態、ＭＣＰＲ等およびＢＴ履歴として現在の炉心装荷燃料のＢＴ経験等を出力することができる。また、燃料管理サーバ７５にはＢＴ発生燃料、最高温度、ドライアウト時間が入力される。

この電子メール７１のインターネット３０を介した配信先であるオフサイトＬＡＮ２１のメールエージェント７２は、メールサーバのインボックスを常時監視することにより、メール着信を検知すると、そのメールの添付ファイルから炉心全バンドル過渡シミュレータ２０の解析に必要なデータを生成し、仲介エージェント７６を介して炉心全バンドル過渡シミュレータ２０に解析実行を要求する。生成された解析に必要なデータ例えばＢＴ発生燃料、被覆管温度、ドライアウト時間、主要パラメータはあらかじめ設定されたデータベース７３に保存され、炉心全バンドル過渡シミュレータ２０はそれを参照することにより解析を行う。また、ＰＣ７７によって実機主要パラメータ挙動、事象発生時点の運転条件（出力／流量等）、ＢＴ発生燃料、被覆管温度、ドライアウト時間、主要パラメータ、ＭＣＰＲ等の解析結果を得ることができる。

次に、本発明に係るＢＷＲの過渡燃料健全性監視システムにおいて解析結果を提供する際の実施例を図１０を用いて説明する。

解析ノード８０で解析に必要なデータを受信するとそれに基づいて解析を実行して、解析結果を添付ファイルとして電子メール８１をメールサーバノード８２に送信する。この場合の解析結果の表示方法であるが、例えば解析結果をＥｘｃｅｌ８３のような表計算の形式で作成する。この場合、解析結果データからグラフ化を行うような表計算マクロを用意しておけば、添付ファイルから表計算ツールを起動すれば、特別な表示機能を有さずとも表計算ソフトのグラフ機能により結果をグラフ表示できる。ただし、この場合はメール添付ファイルにマクロ機能を含んでいるため、メール送受信の際のセキュリティ・ポリシーに注意する必要がある。

また、本発明に係るＢＷＲの過渡燃料健全性監視システムにおいて解析結果をＷｅｂサーバによりネットワーク上で表示させる実施例を図１１を用いて説明する。なお、図９と同一部分には同一符号を付し、その構成の説明は省略する。

Ｗｅｂサーバ８４、８５はそれぞれのＬＡＮ１３、２１上にそれぞれ存在して互いに独立した内容で表示してもよいし、またインターネットワーク上のどこかに１台存在して、セキュアなソケットレイアにより限定されたクライアントにのみ表示可能な形式で運用してもよい。

Ｗｅｂサーバ８４、８５には解析サーバより結果が送られてくると、表示内容を最新のものへと更新する。ただし、これらの結果はデータベースに保存されており、クライアントは過去の結果も任意に閲覧可能である。Ｗｅｂサーバ８４、８５に表示サイズを調整する機能を備えておけば、画面の小さな携帯電話やＰＤＡなどのモバイル情報機器からも閲覧が可能である。

次に、本発明に係るＢＷＲの過渡燃料健全性監視システムにおいて解析結果を共通データ形式にしてデータベース化して再利用する際、そのコードに特有の形式で保存してしまうと、他のコードで利用する場合などにはそのままでは利用できず、また利用するためには特殊な変換方式を知らなければならない。これに対して、結果を国際標準のデータ記述形式であるＸＭＬを用いて保存しておけば、誰でも特別なデータ構成に関する知識をもたなくても再利用が可能である。ＸＭＬではデータにタグを付けることにより、データを構造化し、またその構造に基づいて汎用のブラウザで表示することが可能である。必要なデータはタグから検索して、参照することが可能である。また、ＸＭＬからアプリケーション利用可能な特殊なデータ形式に変換する場合にも、ＸＳＬＴやＤＯＭなどで変換ツールを作成しておけば、誰でも変換して利用することが可能となる。

ところで、解析結果を汎用の表計算ツールなどで利用可能なＣＳＶ形式、あるいは表計算ツールの形式で保存しておけば、表計算ツールさえあればこれも誰でも利用が可能となる。この際、表計算ツールと共通の処理エンジン、例えばＣＯＭなどを採用しているアプリケーション間での相互利用が可能である。例えばＣＯＭを用いれば、ＡＣＣＥＳＳをデータベースとし、ＥＸＣＥＬを表計算ツールとし、ＥＸＣＥＬのＶＢＡを用いて自由にデータ処理が可能である。また、処理プログラムを自作してＤＬＬ化させておけば、それを使用したい人がダウンロードして自分のシステムに入れ込んでおけば、データベースから自由にデータを利用することが可能になる。

本発明の第１の実施の形態を示す図。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、全バンドル過渡シミュレータにおける表示例を示す図。 第２の実施の形態説明図。 第３の実施の形態説明図。 第４の実施の形態説明図。 第５の実施の形態説明図。 第６の実施の形態説明図。 第７の実施の形態説明図。 第８の実施の形態説明図。 第９の実施の形態説明図。 第１０の実施の形態説明図。 燃料の健全性及び再使用判断基準の説明図。

符号の説明

１０ プロコンデータ
１１ 過渡現象記録装置、
１２ 炉心燃料データ
１３ サイトＬＡＮ
２０ 炉心全バンドル過渡シミュレータ
２１ オフサイトＬＡＮ
３０ インターネット

Claims (15)

1. ＢＷＲプラントの主要パラメータの過度的変化を監視記録する過渡現象記録装置、過渡的変化発生時における運転条件や機器トリップ時刻や動作時刻等を時系列的に記録するプロセスコンピュータデータ、及び炉心の特性を評価する炉心核燃料データをサイトＬＡＮで結ぶとともに、これらのデータベースを基に、炉心全バンドルの限界出力比の変化と炉心全バンドル全ての燃料棒の被覆管温度変化を計算する全バンドル過渡シミュレータをオフサイトＬＡＮに結び、上記サイトＬＡＮとオフサイトＬＡＮを１つまたは複数のコンピュ−タネットワ−ク上に結合させ、デ−タの移動、評価要求指示、計算結果表示等を行い、運転時の通常でない過渡的変化が発生した場合に、前記過渡現象記録装置に記録されている実機の主要パラメータの過度的変化、プロコンデータ、炉心核燃料データを読み込み前記全バンドル過渡シミュレータで燃料被覆管温度の健全性を評価するＢＷＲの過渡燃料健全性監視システム。
2. 運転時の通常でない過渡変化により燃料被覆管温度が上昇した場合に、炉心全バンドル過渡シミュレータで計算された、沸騰遷移が発生した燃料バンドルの被覆管最高温度およびドライアウト時間を燃料健全性評価データベースと比較することにより、燃料が健全か健全でないかを判断する、燃料健全性判断結果等を記録し管理するデ−タサ−バを有することを特徴とする、請求項１記載のＢＷＲの過渡燃料健全性監視システム。
3. 沸騰遷移が発生した燃料デ−タを燃料健全性表示装置の画面上に表示することにより各燃料バンドルの沸騰遷移発生の経験の履歴を表示することを特徴とする、請求項２記載のＢＷＲの過渡燃料健全性監視システム。
4. 全バンドル過渡シミュレ−タの計算結果である原子炉の主要パラメ−タを実際のプラントの過渡現象記録装置で記録された主要パラメ−タと比較し、表示することを特徴とする、請求項３記載のＢＷＲの過渡燃料健全性監視システム。
5. プラント挙動データからの主要パラメータの変化を直接境界条件として炉心全バンドル過渡シミュレ−タに入力して燃料被覆管温度の健全性を評価することを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載のＢＷＲの過渡燃料健全性監視システム。
6. コンピュ−タネットワ−ク上で炉心全バンドル過渡シミュレ−タ、デ−タベ−ス、表示装置、測定器、演算装置、過渡現象記録装置等を移動する仲介エ−ジェントと、その仲介エ−ジェントを介して前記炉心全バンドル過渡シミュレ−タ、デ−タベ−ス、表示装置、測定器、演算装置、過渡現象記録装置等を個別に動作させるラッパ−を備えていることを特徴とする、請求項１記載のＢＷＲの過渡燃料健全性監視システム。
7. 個々のローカルネットワーク上のラッパーが収集した情報を、インターネットを介して別のローカルネットワーク上のラッパーに伝える手段として、電子メールを用いることを特徴とする、請求項６記載のＢＷＲの過渡燃料健全性監視システム。
8. 電子メールの送受信を管理するメールエージェントを設け、メールクライアントを限定して送受信を管理したり、添付ファイルを暗号化してセキュリティを管理したり、メールインボックスを管理することにより、ジョブの優先度を管理するなどの機能を有することを特徴とする、請求項７記載のＢＷＲの過渡燃料健全性監視システム。
9. 仲介エ−ジェントが移動する複数のコンピュ−タネットワ−ク間で、必要なデータを収集して、電子メールを通信手段として利用して、そのデ−タをメ−ルの添付ファイルとして送信する仲介エ−ジェントと、メール着信を検出して添付ファイルから必要データを取得し、炉心全バンドル過渡シミュレ−タに必要なデータを生成・実行する仲介エ−ジェントを有することを特徴とする、請求項６記載のＢＷＲの過渡燃料健全性監視システム。
10. 全バンドル過渡シミュレ−タの計算結果をメールの添付ファイルとして送信するエージェントと、メール着信を検出し、予め特定されたメールクライアントに配信するエージェントを有することを特徴とする、請求項９記載のＢＷＲの過渡燃料健全性監視システム。
11. 全バンドル過渡シミュレ−タの計算結果を電子メールの添付ファイルとして配信する際に、同時に結果をグラフ化する機能をグラフ化マクロなどの形式で配信する機能を有することを特徴とする、請求項１０記載のＢＷＲの過渡燃料健全性監視システム。
12. 配信されたメ−ルの添付ファイルから、バンドルの炉心位置、沸騰遷移が発生した時刻（ＢＴ時刻）、被覆管温度変化、最高被覆管温度（ＰＣＴ）、リウェット時刻、ドライアウト時間、ＢＴ燃料棒本数、および燃料健全性判断結果等が表示されることを特徴とする、請求項９記載のＢＷＲの過渡燃料健全性監視システム。
13. 表示される情報などをＷｅｂサーバで管理することにより、必要な情報をＷｅｂ上に公開することを特徴とする、請求項１２記載のＢＷＲの過渡燃料棒温度監視システム。
14. 収集されたデータをＸＭＬで表現することにより標準化し、Ｗｅｂサービスへ提供したり、またデータベース化することにより、広範な解析要求に対応できることを特徴とする、請求項９または１３記載のＢＷＲの過渡燃料健全性監視システム。
15. 収集されたデータをＣＳＶ形式などの表計算ツールで扱える様にデータ形式化してデータベース化することにより、ＣＯＭなどの共通駆動エンジンを備えた汎用アプリケーションでの利用を可能とすることにより、広範な解析要求に対応できることを特徴とする、請求項９記載のＢＷＲの過渡燃料健全性監視システム。

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