JP2007155361A - 原子炉蒸気ドームのコンポーネント上の変動圧力荷重を決定するためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】圧力−時間履歴を獲得するために既存のセンサを使用する。蒸気ドーム内部の変動圧力荷重の正確な決定は、蒸気ドームの外部の蒸気送出システムを、モデル化し、全ての予想される音響ソースを含み、音響回路法および圧力−時間履歴を使用して、解析し、そして、これらの結果を、本質的に境界条件の一部として、蒸気ドーム内部のヘルムホルツ方程式の解決に結びつけることによって、獲得される。
【選択図】図1
Description
本出願は、名称が「原子炉蒸気ドームのコンポーネント上の非定常圧力荷重を決定するための法(Methodology to determine unsteady pressure loading on components in reactor steam domes)」である、アラン ジェイ.ビラニン(Alan J. Bilanin)によって、2004年5月25日に出願された米国特許仮出願第60/573,844号に関連し、また、当該米国特許仮出願に基づく優先権を主張しており、その内容の全ては、これによって、参照し、組み込まれている。
本発明は、変動圧力荷重を決定するための分野に関し、より詳しくは、原子炉蒸気ドームのコンポーネント上の変動圧力荷重を決定するための分野に、関する。
沸騰水型原子炉(BWR)は、単純かつロバストデザインを有し、米国において、長年、成功裏に運転されている。成功した運転の歴史に基づいて、多くのBWRオペレータは、彼らの原子炉の寿命を、予定された35年から50年に延長し、かつ、原子炉からの出力を、約15〜20%増加させることを欲している。出力におけるこの増加は、蒸気流速を単純に増加させることで、獲得することが可能であるが、システムにおけるトータル圧力を一定に保つ必要がある。原子力発電所は、40%だけメインコントロールバルブを開にして、運転するように設計されているので、これは可能である。若干大きく(約46〜48%開)、前記バルブを開くことよって、トータル圧力が増加することなく、蒸気は、既存のパイプシステムを経由し、15〜20%早く流れることが可能になる。蒸気タービンから取得される出力は、圧力と直接的に比例する蒸気密度と、速度との組み合わせに対して、比例する。そのため、これは、電力出力において、対応する増加を生じることとなる。さらに、システムにおけるトータル圧力の増加がないため、既存の発電所構造は、基本的状態を変化させることを、必要としない。
本発明は、BWR蒸気ドーム内部の蒸気乾燥器などのコンポーネント上の変動圧力荷重を、蒸気ドームの外部のBWR施設のコンポーネントにおいて成される圧力−時間履歴測定を使用して、正確に推定するためのシステムおよび方法を提供する。
図1は、代表的な沸騰水型原子炉(BWR)の概略断面を示している図である。
本発明は、原子炉蒸気ドーム内部におけるコンポーネント上の変動しているあるいは非定常圧力荷重を、決定するためのシステムおよび方法に関する。
Claims (23)
- 少なくとも1つのコンポーネント上の変動圧力荷重を決定するための方法であって、
原子炉構造体あるは前記原子炉構造体の表現を、提供するためのステップを有し、前記原子炉構造体は、前記少なくとも1つのコンポーネントを含んでいる原子炉蒸気ドーム、および、前記ドームから蒸気を移送するための少なくとも1つの蒸気ラインを有し、前記少なくとも1つの蒸気ラインは、インレット領域を経由して前記ドームに接続されており、また、
前記インレット領域におけるインレット変動質量流束を推定するためのステップ、および、
前記インレット変動質量流束を使用し、3次元波動方程式あるいは3次元ヘルムホルツ方程式の1つを解くことで、前記少なくとも1つのコンポーネント上における変動圧力荷重を獲得するためのステップ
を有することを特徴とする方法。 - 前記蒸気ラインにおける少なくとも1つの圧力−時間履歴を測定するためのステップを、さらに有しており、
インレット変動質量流束を推定するための前記ステップは、前記圧力−時間履歴を使用するためのステップを、さらに有することを特徴とする請求項1に記載の方法。 - インレット変動質量流束を推定するための前記ステップは、音響回路解析、定差解析および有限要素解析の1つ、あるいは、それらの組み合わせを使用するためのステップを、さらに有することを特徴とする請求項2に記載の方法。
- インレット変動質量流束を推定するための前記ステップは、
前記原子炉構造体の内部における少なくとも1つの音響ソースのロケーションを推測するためのステップ、および、推測された音響ソース毎に、前記蒸気ラインの少なくとも1つの付加的かつ独立的な圧力−時間履歴を測定するためのステップを、さらに有することを特徴とする請求項3に記載の方法。 - 前記原子炉蒸気ドームおよび前記少なくとも1つのコンポーネントを、等間隔の矩形グリッドあるいは非均一グリッド上に表現するためのステップを、さらに有し、
変動圧力荷重を獲得するための前記ステップは、前記表現を使用し、3次元波動方程式あるいは3次元ヘルムホルツ方程式の1つを解くためのステップを、さらに有する
ことを特徴とする請求項3に記載の方法。 - 前記3次元ヘルムホルツ方程式の形式は、
前記式を解くために使用される境界条件は、
- 前記3次元ヘルムホルツ方程式は、0Hzから200Hzの範囲の周波数について、解かれることを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記3次元波動方程式の形式は、
前記式を解くために使用される境界条件は、
- 前記音響回路解析が解を提供する方程式の形式は、
- 前記変動圧力P’nおよび速度u’nのための前記解の形式は、
- 少なくとも1つのコンポーネント上の変動圧力荷重を決定するためのシステムであって、
原子炉構造体あるは前記原子炉構造体を表現するための手段を有し、前記原子炉構造体は、前記少なくとも1つのコンポーネントを含んでいる原子炉蒸気ドーム、および、前記ドームから蒸気を移送するための少なくとも1つの蒸気ラインを有し、前記少なくとも1つの蒸気ラインは、インレット領域を経由して前記ドームに接続されており、
前記インレット領域におけるインレット変動質量流束を推定するための手段、および、
境界条件の一部として、前記インレット変動圧力を有する3次元波動方程式あるいは3次元ヘルムホルツ方程式の1つを解くことで、前記少なくとも1つのコンポーネント上における変動圧力荷重を決定するための手段
を、有することを特徴とするシステム。 - 推定するための前記手段は、
前記蒸気ラインにおける少なくとも1つの圧力−時間履歴を測定するための手段を、さらに有しており、
音響回路解析、定差解析および有限要素解析の1つ、あるいは、それらの組み合わせを使用する
ことを特徴とする請求項11に記載のシステム。 - 推定するための前記手段は、
前記原子炉構造体の内部における少なくとも1つの音響ソースのロケーションを推測するための手段、および、
推測された音響ソース毎に、前記蒸気ラインの少なくとも1つの付加的かつ独立的な圧力−時間履歴を測定するための手段を、さらに有する
ことを特徴とする請求項12に記載のシステム。 - 少なくとも1つのコンポーネント上の変動圧力荷重の決定を、提供するための装置であって、
原子炉構造体あるは前記原子炉構造体の表現、および、
コンピュータ可読媒体を有するコンピュータデバイスを有し、
前記原子炉構造体は、前記少なくとも1つのコンポーネントを含んでいる原子炉蒸気ドーム、および、前記ドームから蒸気を移送するための少なくとも1つの蒸気ラインを有し、前記少なくとも1つの蒸気ラインは、インレット領域を経由して前記ドームに接続されており、
前記コンピュータ可読媒体は、
前記インレット領域におけるインレット変動質量流束を推定するためのインストラクション、および、
境界条件の一部として、前記インレット変動圧力を有する3次元波動方程式あるいは3次元ヘルムホルツ方程式の1つを解くことで、前記少なくとも1つのコンポーネント上における変動圧力荷重の決定を提供するためのインストラクション
を、有することを特徴とする装置。 - 前記蒸気ラインから取得される、少なくとも1つの圧力−時間履歴の測定を、さらに有しており、
推定するための前記インストラクションは、
音響回路解析、定差解析および有限要素解析の1つ、あるいは、それらの組み合わせ、および、前記少なくとも1つの圧力−時間履歴の測定を、使用するためのインストラクションを、さらに有する
ことを特徴とする請求項14に記載の装置。 - 前記原子炉構造体の内部における少なくとも1つの音響ソースのロケーション、および、
前記少なくとも1つの音響ソース毎に、前記蒸気ラインの少なくとも1つの付加的かつ独立的な時間履歴の測定
を、さらに有することを特徴とする請求項15に記載の装置。 - 少なくとも1つのコンポーネント上における1つ以上の変動圧力荷重推定を表現する1つ以上の値を提示することを、有する変動圧力荷重推定であって、
前記値は、推定プロセスによって得られ、
前記推定プロセスは、
原子炉構造体あるは前記原子炉構造体の表現を、提供するためのプロセスを有し、前記原子炉構造体は、前記少なくとも1つのコンポーネントを含んでいる原子炉蒸気ドーム、および、前記ドームから蒸気を移送するための少なくとも1つの蒸気ラインを有し、前記少なくとも1つの蒸気ラインは、インレット領域を経由して前記ドームに接続されており、また、
前記インレット領域におけるインレット変動質量流束を推定するためのプロセス、および、
前記インレット変動質量流束を使用し、3次元波動方程式あるいは3次元ヘルムホルツ方程式の1つを解くことで、前記少なくとも1つのコンポーネント上における変動圧力荷重を獲得するためのプロセス
を有することを特徴とする変動圧力荷重推定。 - 前記推定プロセスは、前記蒸気ラインにおける少なくとも1つの圧力−時間履歴を測定するためのプロセスを、さらに有しており、
インレット変動質量流束を推定するための前記プロセスは、前記圧力−時間履歴を使用するためのプロセスを、さらに有する
ことを特徴とする請求項17に記載の変動圧力荷重推定。 - インレット変動質量流束を推定するための前記プロセスは、
音響回路解析、定差解析および有限要素解析の1つ、あるいは、それらの組み合わせを使用するためのプロセスを、さらに有する
ことを特徴とする請求項18に記載の変動圧力荷重推定。 - インレット変動質量流束を推定するための前記プロセスは、
前記原子炉構造体内部における少なくとも1つの音響ソースのロケーションを推測するためのプロセス、および、
推測された音響ソース毎に、前記蒸気ラインの少なくとも1つの付加的かつ独立的な圧力−時間履歴を測定するためのプロセス
を、さらに有することを特徴とする請求項19に記載の変動圧力荷重推定。 - 前記提示は、前記値の1つを、グラフとして表現することを有することを特徴とする請求項17に記載の変動圧力荷重推定。
- 前記提示は、1つ以上の前記値を、1つ以上の英数字記号として表現することを有することを特徴とする請求項17に記載の変動圧力荷重推定。
- 前記提示は、電子文書を有することを特徴とする請求項17に記載の圧力荷重推定。
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Cited By (7)
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JP2008046120A (ja) * | 2006-08-14 | 2008-02-28 | General Electric Co <Ge> | 沸騰水型原子炉の蒸気系に関する応力を予測する方法 |
JP2008256681A (ja) * | 2007-03-14 | 2008-10-23 | Toshiba Corp | 原子力プラントの圧力変動監視システム |
JP2009074878A (ja) * | 2007-09-20 | 2009-04-09 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 沸騰水型原子炉のドライヤの健全性を確認する方法 |
US8009788B2 (en) | 2006-02-28 | 2011-08-30 | Hitachi, Ltd. | Monitoring method and monitoring program for boiling water reactor, and acoustic damping method for boiling water reactor |
JP2014511461A (ja) * | 2011-02-15 | 2014-05-15 | ウェスティングハウス エレクトリック カンパニー エルエルシー | サイドブランチ型共振器を用いた原子炉用ノイズ振動低減システム |
CN112906266A (zh) * | 2021-02-07 | 2021-06-04 | 杭州汽轮机股份有限公司 | 一种工业汽轮机排汽接管的设计方法 |
CN113593736A (zh) * | 2021-07-23 | 2021-11-02 | 中国核动力研究设计院 | 一种脉动压力测量装置及其使用方法 |
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---|---|---|---|---|
US8009788B2 (en) | 2006-02-28 | 2011-08-30 | Hitachi, Ltd. | Monitoring method and monitoring program for boiling water reactor, and acoustic damping method for boiling water reactor |
US8571163B2 (en) | 2006-02-28 | 2013-10-29 | Hitachi, Ltd. | Monitoring method and monitoring program for boiling water reactor, and acoustic damping method for boiling water reactor |
JP2008046120A (ja) * | 2006-08-14 | 2008-02-28 | General Electric Co <Ge> | 沸騰水型原子炉の蒸気系に関する応力を予測する方法 |
US8437445B2 (en) | 2006-08-14 | 2013-05-07 | General Electric Company | Method for predicting stresses on a steam system of a boiling water reactor |
JP2008256681A (ja) * | 2007-03-14 | 2008-10-23 | Toshiba Corp | 原子力プラントの圧力変動監視システム |
JP2009074878A (ja) * | 2007-09-20 | 2009-04-09 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 沸騰水型原子炉のドライヤの健全性を確認する方法 |
JP2014511461A (ja) * | 2011-02-15 | 2014-05-15 | ウェスティングハウス エレクトリック カンパニー エルエルシー | サイドブランチ型共振器を用いた原子炉用ノイズ振動低減システム |
CN112906266A (zh) * | 2021-02-07 | 2021-06-04 | 杭州汽轮机股份有限公司 | 一种工业汽轮机排汽接管的设计方法 |
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CN113593736A (zh) * | 2021-07-23 | 2021-11-02 | 中国核动力研究设计院 | 一种脉动压力测量装置及其使用方法 |
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