JP2585357B2 - 原子炉の軸方向出力分布予測方法 - Google Patents
原子炉の軸方向出力分布予測方法Info
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- JP2585357B2 JP2585357B2 JP63086731A JP8673188A JP2585357B2 JP 2585357 B2 JP2585357 B2 JP 2585357B2 JP 63086731 A JP63086731 A JP 63086731A JP 8673188 A JP8673188 A JP 8673188A JP 2585357 B2 JP2585357 B2 JP 2585357B2
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、原子炉の炉心内を流れる冷却材流量を変化
させて出力制御を行う原子炉の軸方向出力分布予測方法
に係り、特に長時間にわたって炉出力を予測するのに好
適な原子炉の軸方向出力分布予測方法に関する。
させて出力制御を行う原子炉の軸方向出力分布予測方法
に係り、特に長時間にわたって炉出力を予測するのに好
適な原子炉の軸方向出力分布予測方法に関する。
（従来の技術） 原子炉の炉心内を流れる冷却材流量を変化させること
によって原子炉出力を制御しうるプラントでは、冷却材
流量を変化させた後の原子炉出力の経時変化を正確に予
測できることが必要であり、そのためには、原子炉内に
おけるXeの濃度分布、冷却材中のボイド分布、出力分布
等の変化を予測できなければならない。
によって原子炉出力を制御しうるプラントでは、冷却材
流量を変化させた後の原子炉出力の経時変化を正確に予
測できることが必要であり、そのためには、原子炉内に
おけるXeの濃度分布、冷却材中のボイド分布、出力分布
等の変化を予測できなければならない。
前述の変数を考慮して、オフラインで正確に炉出力の
予測を行なうことは可能であるが、計算の入力データと
なるべき変数の初期値、たとえばXeの濃度などは時々刻
々変化しており、数も多いため、これらの値を準備する
には非常に労力を要し、さらに原子炉スクラム後のよう
に急を要する場合にはほとんど予測は不可能である。
予測を行なうことは可能であるが、計算の入力データと
なるべき変数の初期値、たとえばXeの濃度などは時々刻
々変化しており、数も多いため、これらの値を準備する
には非常に労力を要し、さらに原子炉スクラム後のよう
に急を要する場合にはほとんど予測は不可能である。
さらに燃料被覆管保護のためにゆっくりとした上昇率
で出力を変更する場合に、目的とする出力に達するか否
かを予測することは、運転員の労力を軽減し、かつ出力
上昇期間のむだな増加を防ぎ経済的にも非常に有用であ
る。
で出力を変更する場合に、目的とする出力に達するか否
かを予測することは、運転員の労力を軽減し、かつ出力
上昇期間のむだな増加を防ぎ経済的にも非常に有用であ
る。
以上の観点から、原子力発電所の炉出力の変更を行な
うに当り、オンラインで求めた現在の炉心データを基に
して、流量を変化させた場合の炉出力をXeの動特性を考
慮して予測する装置の一例が特公昭59−799号公報に開
示されている。
うに当り、オンラインで求めた現在の炉心データを基に
して、流量を変化させた場合の炉出力をXeの動特性を考
慮して予測する装置の一例が特公昭59−799号公報に開
示されている。
この原子炉の炉出力予測装置のブロック図を第５図に
示す。同図において原子炉容器１内に収められた炉心２
には複数本の制御棒３と中性子束検出器４が挿入されて
いる。また炉内ジェットポンプ５、前記ポンプ５に冷却
材を送る再循環ポンプ６が付属している。制御棒駆動装
置７からの制御棒位置信号８、前述の中性子検出器４か
らの中性子束信号９さらに炉心内外のプロセス信号10
（炉心出力、炉内や配管等の温度・流量）から炉心性能
を計算するのが炉心性能計算装置11である。
示す。同図において原子炉容器１内に収められた炉心２
には複数本の制御棒３と中性子束検出器４が挿入されて
いる。また炉内ジェットポンプ５、前記ポンプ５に冷却
材を送る再循環ポンプ６が付属している。制御棒駆動装
置７からの制御棒位置信号８、前述の中性子検出器４か
らの中性子束信号９さらに炉心内外のプロセス信号10
（炉心出力、炉内や配管等の温度・流量）から炉心性能
を計算するのが炉心性能計算装置11である。
軸方向炉出力分布予測装置12は、炉心を軸方向一次元
の拡散モデルで近似してXe濃度や炉心流量変化に伴なう
炉出力の予測を必要な精度で迅速に求める装置である。
一方Xe濃度分布計算装置13は、前者に必要とされる軸方
向Xeの濃度分布の現在値を炉心の運転データに基づいて
推定する装置である。
の拡散モデルで近似してXe濃度や炉心流量変化に伴なう
炉出力の予測を必要な精度で迅速に求める装置である。
一方Xe濃度分布計算装置13は、前者に必要とされる軸方
向Xeの濃度分布の現在値を炉心の運転データに基づいて
推定する装置である。
炉心性能計算装置11から軸方向炉出力分布予測装置12
に転送するデータとしては、炉出力分布、ボイド履歴分
布、燃焼度分布、制御棒位置、プロセスデータ等があ
り、これらは予測を必要とするたびに軸方向炉出力分布
予測装置12からのデータ要求信号16に基づいて転送され
る。一方Xe濃度は過去の出力履歴に基づいて決まるもの
であり、これが反応度に及ぼす効果は非常に大きく、将
来の炉出力予測を行なうためには、正確な値を必要とす
る。
に転送するデータとしては、炉出力分布、ボイド履歴分
布、燃焼度分布、制御棒位置、プロセスデータ等があ
り、これらは予測を必要とするたびに軸方向炉出力分布
予測装置12からのデータ要求信号16に基づいて転送され
る。一方Xe濃度は過去の出力履歴に基づいて決まるもの
であり、これが反応度に及ぼす効果は非常に大きく、将
来の炉出力予測を行なうためには、正確な値を必要とす
る。
軸方向炉出力分布予測装置12は、炉心性能計算装置1
1、Xe濃度分布計算装置13よりデータ要求信号16に基づ
いて最初のデータを受け、以下に示す方法により炉出力
の予測を行なう。また同装置には、炉心流量、炉出力分
布、ボイド分布、Xe分布、制御棒位置等から核定数（た
とえばＫ∞、M2）を求める装置を含む。
1、Xe濃度分布計算装置13よりデータ要求信号16に基づ
いて最初のデータを受け、以下に示す方法により炉出力
の予測を行なう。また同装置には、炉心流量、炉出力分
布、ボイド分布、Xe分布、制御棒位置等から核定数（た
とえばＫ∞、M2）を求める装置を含む。
すなわち、軸方向炉出力分布予測装置12では次の一次
元拡散方程式を解いて軸方向中性子束分布φｉを求め、
これを出力分布に変換する。
元拡散方程式を解いて軸方向中性子束分布φｉを求め、
これを出力分布に変換する。
▽２φｉ＋［｛（Ｋ∞i/λ）−１｝/M2i −｛B2i＋Ｃ（WDi−WDi0）｝］φｉ ＝０ ここで、Ｋ∞ｉ、M2i、B2iはそれぞれ軸方向ノードｉ
での無限増倍率、移動面積、径方向へのもれを示す。Ｋ
∞、M2は、燃料の燃焼度、冷却密度、Xe濃度、制御棒密
度、燃料温度などに依存する。これらのファクターのＫ
∞、M2に与える効果は、燃料集合体を対象とするオフラ
インの詳細計算により求めたフィッティング定数を用い
た計算により評価される。なお、ここでの燃焼度、冷却
材密度、Xe濃度、制御棒密度、燃料温度は、軸方向位置
ｉでの、径方向を平均した値が使用される。
での無限増倍率、移動面積、径方向へのもれを示す。Ｋ
∞、M2は、燃料の燃焼度、冷却密度、Xe濃度、制御棒密
度、燃料温度などに依存する。これらのファクターのＫ
∞、M2に与える効果は、燃料集合体を対象とするオフラ
インの詳細計算により求めたフィッティング定数を用い
た計算により評価される。なお、ここでの燃焼度、冷却
材密度、Xe濃度、制御棒密度、燃料温度は、軸方向位置
ｉでの、径方向を平均した値が使用される。
またＣはボイド補正係数、WDiは炉出力予測を行なう
時点の水の密度、WDi0、B2iはそれぞれＴ＝０（データ
取得時点）での水の密度および径方向のもれを示す。
時点の水の密度、WDi0、B2iはそれぞれＴ＝０（データ
取得時点）での水の密度および径方向のもれを示す。
軸方向炉出力分布予測装置12で出力予測を行なうに
は、オペレータ入力装置14より流量を時間の関数で入力
し、初期条件には炉心性能計算装置11で得られるプラト
ンデータと、Xe濃度分布計算装置13のデータを利用す
る。この炉出力予測の結果は予測出力表示装置15に出力
される。
は、オペレータ入力装置14より流量を時間の関数で入力
し、初期条件には炉心性能計算装置11で得られるプラト
ンデータと、Xe濃度分布計算装置13のデータを利用す
る。この炉出力予測の結果は予測出力表示装置15に出力
される。
（発明が解決しようとする課題） このような装置においては、冷却材流量による出力分
布の変化は主として軸方向分布に現れ、またその予測が
複雑であることから、軸方向炉出力分布予測装置の精度
が重要である。前記した装置の例では、径方向へのもれ
を考慮した軸方向一次元拡散方程式を解くことによって
その要求を満たしている。
布の変化は主として軸方向分布に現れ、またその予測が
複雑であることから、軸方向炉出力分布予測装置の精度
が重要である。前記した装置の例では、径方向へのもれ
を考慮した軸方向一次元拡散方程式を解くことによって
その要求を満たしている。
同装置では、炉心性能計算装置11から得られた燃焼度
や冷却材密度履歴などの三次元分布データを径方向につ
いて平均化した一次元分布を用いてｋ∞やM2などをフィ
ッティング定数から求めて拡散方程式を解く。ここで、
三次元的に考えると、実際には燃料集合体ごとに出力お
よびその軸方向分布が異なるから、データ取得時点から
将来の予測時点までの間に蓄積される燃焼度およびその
軸方向分布も燃焼集合体ごとに異なるが、一次元モデル
による予測ではどの燃料も全く同じに燃焼度が蓄積され
ることになる。
や冷却材密度履歴などの三次元分布データを径方向につ
いて平均化した一次元分布を用いてｋ∞やM2などをフィ
ッティング定数から求めて拡散方程式を解く。ここで、
三次元的に考えると、実際には燃料集合体ごとに出力お
よびその軸方向分布が異なるから、データ取得時点から
将来の予測時点までの間に蓄積される燃焼度およびその
軸方向分布も燃焼集合体ごとに異なるが、一次元モデル
による予測ではどの燃料も全く同じに燃焼度が蓄積され
ることになる。
第６図に一例として、１サイクル間に蓄積される燃焼
度分布を示す。本例では１回の燃料交換で全体の1/4の
燃料が交換され、その結果４タイプの燃料が炉内にあ
る。同図に示されるように、実際には燃焼度の進み方は
燃料の炉内滞在期間によって大きく異なるが、一次元モ
デルではどの燃料も一様に、炉心平均として示された分
だけ燃焼度が蓄積される。
度分布を示す。本例では１回の燃料交換で全体の1/4の
燃料が交換され、その結果４タイプの燃料が炉内にあ
る。同図に示されるように、実際には燃焼度の進み方は
燃料の炉内滞在期間によって大きく異なるが、一次元モ
デルではどの燃料も一様に、炉心平均として示された分
だけ燃焼度が蓄積される。
冷却材密度履歴についても同様である。その結果、一
次元モデルでは将来の軸方向出力分布の予測が不正確に
なる。前記の装置では、この点を克服するために径方向
のもれを表す項に、予測時点での冷却材密度分布による
補正を取り入れた一次元拡散方程式を解いている。
次元モデルでは将来の軸方向出力分布の予測が不正確に
なる。前記の装置では、この点を克服するために径方向
のもれを表す項に、予測時点での冷却材密度分布による
補正を取り入れた一次元拡散方程式を解いている。
しかしながら、径方向のもれに対する補正だけでは、
特に数週間から数ヶ月のように予測が長期になるほど、
密度が劣ってくることは避けられない。
特に数週間から数ヶ月のように予測が長期になるほど、
密度が劣ってくることは避けられない。
本発明はかかる従来の事情に対処してなされたもの
で、従来に較べて炉出力を長期間にわたって正確に予測
することのできる原子炉の軸方向出力分布予測方法を提
供しようとするものである。
で、従来に較べて炉出力を長期間にわたって正確に予測
することのできる原子炉の軸方向出力分布予測方法を提
供しようとするものである。
（課題を解決するための手段） すなわち本発明は、原子炉の炉心に挿入されている炉
内計装装置から送られてくるある時刻での信号を用いて
前記炉心の将来の任意の時刻における軸方向出力分布を
予測するにあたり、前記炉心に装荷されている燃料集合
体を、濃縮度分布、可燃性毒物分布、炉内滞在期間、炉
内装荷位置のうちの少なくともいづれか一つによって幾
つかのタイプに分類し、各々のタイプｎについて、タイ
プｎの全燃料の径方向の表面のうちタイプｎ′の燃料と
する対向する面の割合に応じて中性子の流出入量を変化
させた拡散方程式を解くことによって前記軸方向出力分
布を計算することを特徴とする。
内計装装置から送られてくるある時刻での信号を用いて
前記炉心の将来の任意の時刻における軸方向出力分布を
予測するにあたり、前記炉心に装荷されている燃料集合
体を、濃縮度分布、可燃性毒物分布、炉内滞在期間、炉
内装荷位置のうちの少なくともいづれか一つによって幾
つかのタイプに分類し、各々のタイプｎについて、タイ
プｎの全燃料の径方向の表面のうちタイプｎ′の燃料と
する対向する面の割合に応じて中性子の流出入量を変化
させた拡散方程式を解くことによって前記軸方向出力分
布を計算することを特徴とする。
前述したように燃料集合体間での出力や燃焼度の軸方
向分布の相違は、第６図に示したようにその燃料の炉内
滞在期間によって大きく異なり、炉内滞在期間が等しい
燃料間ではその相違は小さい。
向分布の相違は、第６図に示したようにその燃料の炉内
滞在期間によって大きく異なり、炉内滞在期間が等しい
燃料間ではその相違は小さい。
このような観点から、本発明では、基本的には、炉内
滞在期間が等しい燃料を１つのタイプとして考え、この
タイプを１要素とする拡散方程式を解く。この拡散方程
式は、三次元拡散方程式に対する平均化操作によって導
かれたものである。ｘ、ｙ、ｚ座標系でのノード（i,j,
k）に対する三次元拡散方程式は次のように表せる。
滞在期間が等しい燃料を１つのタイプとして考え、この
タイプを１要素とする拡散方程式を解く。この拡散方程
式は、三次元拡散方程式に対する平均化操作によって導
かれたものである。ｘ、ｙ、ｚ座標系でのノード（i,j,
k）に対する三次元拡散方程式は次のように表せる。
▽２φijk2＋Bijk 2φijk＝０ …… φijk:中性子束 Bijk2:材料バックリング ＝｛ｋ∞ijk/（λ−１）｝/M2ijk これは段差式として次のように表せる。
△ｘ＝△y:径方向のメッシュ幅 △ｚ ：軸方向のメッシュ幅 すなわち、 式は便宜上、左辺は隣接する燃料集合体のみの中性
子束を、右辺は自分自信の中性子束とバックリングのみ
を含むように整理したものである。
子束を、右辺は自分自信の中性子束とバックリングのみ
を含むように整理したものである。
本発明におけるタイプはそのｘ−ｙ座標（i,j）を指
定すれば決まる。これをｔ（i,j）で表す。
定すれば決まる。これをｔ（i,j）で表す。
ここで、（i,j）が異なっていてもｔ（i,j）が等しけ
れば中性子束およびバックリングは等しいと仮定する。
すなわち、 （i,j）≠（ｉ′,j′）,t（i,j）＝ｔ（ｉ′,j′）＝ｎ →φijk＝φｉ′ｊ′ｋ′＝φnk, Bijk2＝Bi′ｊ′k2＝Bnk2 …… タイプｎについての拡散方程式を導く。そのために、
ｔ（i,j）＝ｎである全ての（i,j）について、三次元拡
散方程式を平均化する。これは、同じタイプの燃料で
あってもそのｘ−ｙ座標によって隣接する燃料集合体の
タイプｔ（ｉ−l,j）,t（ｉ＋1,j）,t（i,j−１）,t
（i,j＋１）が異なるからである。タイプｎの燃料体数
をNnとする。
れば中性子束およびバックリングは等しいと仮定する。
すなわち、 （i,j）≠（ｉ′,j′）,t（i,j）＝ｔ（ｉ′,j′）＝ｎ →φijk＝φｉ′ｊ′ｋ′＝φnk, Bijk2＝Bi′ｊ′k2＝Bnk2 …… タイプｎについての拡散方程式を導く。そのために、
ｔ（i,j）＝ｎである全ての（i,j）について、三次元拡
散方程式を平均化する。これは、同じタイプの燃料で
あってもそのｘ−ｙ座標によって隣接する燃料集合体の
タイプｔ（ｉ−l,j）,t（ｉ＋1,j）,t（i,j−１）,t
（i,j＋１）が異なるからである。タイプｎの燃料体数
をNnとする。
平均化を行う前に式の左辺を書き換えておく。その
ための次の記号を導入する。
ための次の記号を導入する。
δiji′ｊ′：（i,j）と（ｉ′,j′）とが互いに対向す
るとき＝１ それ以外のとき＝０ これを用いると式の左辺は と書ける。ここで（ｉ′,j′）についての和は全炉心に
ついてとる。
るとき＝１ それ以外のとき＝０ これを用いると式の左辺は と書ける。ここで（ｉ′,j′）についての和は全炉心に
ついてとる。
さらに（ｉ′,j′）をタイプで分類すると次のように
表せる。
表せる。
ｎ′についての和は全てのタイプについて、（ｉ′,
j′）についての和はタイプがｎ′であるような全ての
燃料についてとるものとする。
j′）についての和はタイプがｎ′であるような全ての
燃料についてとるものとする。
式を平均化するには、ｔ（i,j）＝ｎであるような
全ての（i,j）についての和をとりNnで割ればよい。
式の仮定を用いれば式の右辺は次のようになり平均化
しても変わらない。
全ての（i,j）についての和をとりNnで割ればよい。
式の仮定を用いれば式の右辺は次のようになり平均化
しても変わらない。
−（φnk−１−２φnk＋φnk＋１）／（△ｚ）２ ＋｛4/（△ｘ）２−Bnk2｝φnk …… 一方、式の左辺は、式、式を用いて平均化すれ
ば、 となる。２番目の｛ ｝内はそのタイプがｎであるよう
な燃料（i,j）とそのタイプｎ′であるような燃料
（ｉ′,j′）とが対向している面の総数を表している。
この面の総数をmnn′としタイプｎの燃料の面の総数が4
Nnであることを考慮すると、 fnn′＝mnn′/4Nn は、タイプｎの燃料の全ての面のうちタイプｎ′の燃料
に対向する割合を表すことになる。これを用いると式
は、 のように表せる。
ば、 となる。２番目の｛ ｝内はそのタイプがｎであるよう
な燃料（i,j）とそのタイプｎ′であるような燃料
（ｉ′,j′）とが対向している面の総数を表している。
この面の総数をmnn′としタイプｎの燃料の面の総数が4
Nnであることを考慮すると、 fnn′＝mnn′/4Nn は、タイプｎの燃料の全ての面のうちタイプｎ′の燃料
に対向する割合を表すことになる。これを用いると式
は、 のように表せる。
タイプｎについての拡散方程式は式と式とから次
のように求められる。
のように求められる。
さらに、 であることを利用すれば、式は次のように書き換えら
れる。
れる。
式が本発明において解くべき、タイプｎについての
軸方向ノードｋに対する拡散方程式である。
軸方向ノードｋに対する拡散方程式である。
以上では炉内滞在期間の異なる燃料のみを区別した
が、さらに細く分類することによって予測精度を向上さ
せることができる。特に、炉心最外周に配置される燃料
は、そこで発生した中性子の一部が炉外へもれていくの
で、他の燃料と著しく異った振る舞いを呈す。そこで最
外周に配置されている燃料を、炉心内部に配置されてい
る炉内滞在期間が等しい燃料と区別して取り扱えば、出
力分布の予測精度をさらに向上させることができる。
が、さらに細く分類することによって予測精度を向上さ
せることができる。特に、炉心最外周に配置される燃料
は、そこで発生した中性子の一部が炉外へもれていくの
で、他の燃料と著しく異った振る舞いを呈す。そこで最
外周に配置されている燃料を、炉心内部に配置されてい
る炉内滞在期間が等しい燃料と区別して取り扱えば、出
力分布の予測精度をさらに向上させることができる。
このように、本発明におけるタイプ分類は、炉内滞在
期間に加えて炉内装荷位置に従って実施することもでき
る。
期間に加えて炉内装荷位置に従って実施することもでき
る。
（作 用） 本発明によれば、軸方向の出力、燃焼度および冷却材
密度履歴分布が著しく異なる燃料を区別して拡散方程式
が解かれるので、現時点で取得した燃焼度および冷却材
密度履歴のデータを用いて、将来の長期にわたって各燃
料タイプ毎に燃焼度および冷却材密度履歴を精度よく予
測することができ、ｋ∞、M2が精度よく求められ、軸方
向出力分布を正確に予測することができる。なお、計算
時間に関しても、従来例における一次元拡散モデルに比
べれば数倍の時間ではあるが、オフライン係数で用いら
れる三次元に比べれば数分の一から数十分の一に過ぎな
いので、オンライン計算モデルとして充分に使用できる
ものである。
密度履歴分布が著しく異なる燃料を区別して拡散方程式
が解かれるので、現時点で取得した燃焼度および冷却材
密度履歴のデータを用いて、将来の長期にわたって各燃
料タイプ毎に燃焼度および冷却材密度履歴を精度よく予
測することができ、ｋ∞、M2が精度よく求められ、軸方
向出力分布を正確に予測することができる。なお、計算
時間に関しても、従来例における一次元拡散モデルに比
べれば数倍の時間ではあるが、オフライン係数で用いら
れる三次元に比べれば数分の一から数十分の一に過ぎな
いので、オンライン計算モデルとして充分に使用できる
ものである。
（実施例） 以下、本発明方法を電気圧力110万kWの沸騰水型原子
炉のサイクル末期の軸方向出力分布の予測に適用した実
施例を図面を参照して説明する。
炉のサイクル末期の軸方向出力分布の予測に適用した実
施例を図面を参照して説明する。
第１図は、炉心性能計算装置から送られてきたサイク
ル初期のデータから、本発明に基づいてサイクル末期の
軸方向出力分布を予測するアルゴリズムを示しており、
第２図は、この実施例において対象とした原子炉の取替
え炉心における燃料装荷パターンを示している。なお、
第２図は、全炉心の４分の１を示しており、１つの正方
形が燃料集合体１体を表し、その数字が炉内滞在サイク
ル数を示している。
ル初期のデータから、本発明に基づいてサイクル末期の
軸方向出力分布を予測するアルゴリズムを示しており、
第２図は、この実施例において対象とした原子炉の取替
え炉心における燃料装荷パターンを示している。なお、
第２図は、全炉心の４分の１を示しており、１つの正方
形が燃料集合体１体を表し、その数字が炉内滞在サイク
ル数を示している。
この実施例では、特に流量や出力を変化させてはおら
ず単純にサイクル初期のデータからサイクル末期の出力
分布を予測する例であるが、流量や出力を変化させる場
合には、データとしてそれらを追加入力する。
ず単純にサイクル初期のデータからサイクル末期の出力
分布を予測する例であるが、流量や出力を変化させる場
合には、データとしてそれらを追加入力する。
また、この実施例では拡散計算のためのタイプ分類を
第３図に示すようにように行っている。すなわち、炉内
滞在期間による分類に加えて最外周および最外周から２
層目の燃料をさらに別のタイプとしている。
第３図に示すようにように行っている。すなわち、炉内
滞在期間による分類に加えて最外周および最外周から２
層目の燃料をさらに別のタイプとしている。
まず、第３図から拡散計算のためのfnn′を求める方
法を述べる。簡単な例としてｎ＝４の場合を考える。タ
イプ４に面している燃料タイプｎ′の数は次のとおりで
ある。（炉心は回転対称性を有している） ｎ′＝１（４体）、ｎ′＝２（１体）、ｎ′＝３（13
体）、ｎ′＝４（２体）、ｎ′＝５（０体）、ｎ′＝６
（０体）、ｎ′＝７（０体）、ｎ′＝８（０体）、 よってN4＝20から f41＝0.20 f42＝0.05 f43＝0.65 f44＝0.10 f45＝f46＝f47＝f48＝0.0 と求まる。
法を述べる。簡単な例としてｎ＝４の場合を考える。タ
イプ４に面している燃料タイプｎ′の数は次のとおりで
ある。（炉心は回転対称性を有している） ｎ′＝１（４体）、ｎ′＝２（１体）、ｎ′＝３（13
体）、ｎ′＝４（２体）、ｎ′＝５（０体）、ｎ′＝６
（０体）、ｎ′＝７（０体）、ｎ′＝８（０体）、 よってN4＝20から f41＝0.20 f42＝0.05 f43＝0.65 f44＝0.10 f45＝f46＝f47＝f48＝0.0 と求まる。
そして、第１図に示すように、上記fnn′を用いて、
次のようにして軸方向出力分布を求める。
次のようにして軸方向出力分布を求める。
まず、サイクル初期における三次元炉心特性データ、
すなわち燃焼度分布Eijk、冷却材密度履歴分布UHijk、
燃料タイプIFTijk等を炉心性能計算装置から取得する
（イ）。
すなわち燃焼度分布Eijk、冷却材密度履歴分布UHijk、
燃料タイプIFTijk等を炉心性能計算装置から取得する
（イ）。
次に、上記三次元炉心特性データから、燃料タイプ分
類に従って、タイプごとの燃焼度分布Enk、冷却密度履
歴分布UHnk、燃料タイプIFTnk等を編集し、また、前述
のようにしてfnn′を求める（ロ）。
類に従って、タイプごとの燃焼度分布Enk、冷却密度履
歴分布UHnk、燃料タイプIFTnk等を編集し、また、前述
のようにしてfnn′を求める（ロ）。
この後、上記Enk、UHnk等を用いてIFTnkのフィッティ
ング定数からＫ∞nk、M2nkを求める（ハ）。
ング定数からＫ∞nk、M2nkを求める（ハ）。
しかる後、上記Ｋ∞nk、M2nkを用い、前述の拡散方程
式を解いて、φnk、固有値を求める（ニ）。
式を解いて、φnk、固有値を求める（ニ）。
そして、上記φnkを出力分布Pnkに変換し、これを用
いて減速材密度分布UInkを求める（ホ）。
いて減速材密度分布UInkを求める（ホ）。
ここで、サイクル末期であるか判断し（ヘ）、サイク
ル末期でない場合は、ある期間燃焼を進め、Pnk、UInk
をそれぞれ積分してEnk、UHnkを求め（ト）、上記ステ
ップ（ハ）からの操作を繰返す。
ル末期でない場合は、ある期間燃焼を進め、Pnk、UInk
をそれぞれ積分してEnk、UHnkを求め（ト）、上記ステ
ップ（ハ）からの操作を繰返す。
また、上記判断の結果がサイクル末期の場合は、終了
する（チ）。
する（チ）。
この実施例によって求められたサイクル末期の軸方向
出力分布を第４図に実線で示す。同図にはオフラインで
計算した三次元モデルによる出力分布を点線で示してあ
るが、非常によい一致を示している。また固有値も、本
発明と三次元モデルとによる差は0.1％未満であり、こ
の点からも本発明が長期間にわたる予測能力を有してい
ることが示される。なお、計算時間は、概ねタイプ数と
燃料体数との比に比例し、本発明では三次元モデルの8/
191＝1/24の計算時間で済んだ。
出力分布を第４図に実線で示す。同図にはオフラインで
計算した三次元モデルによる出力分布を点線で示してあ
るが、非常によい一致を示している。また固有値も、本
発明と三次元モデルとによる差は0.1％未満であり、こ
の点からも本発明が長期間にわたる予測能力を有してい
ることが示される。なお、計算時間は、概ねタイプ数と
燃料体数との比に比例し、本発明では三次元モデルの8/
191＝1/24の計算時間で済んだ。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、炉心性能計算
装置から取得した炉心の三次元データをもとに長期間に
わたって将来の軸方向出力分布をオンラインで精度よく
予測することができる。その結果、炉心内を流れる冷却
材流量を変化させて出力制御を行う原子炉において炉出
力を長期間にわたって正確に予測することが可能とな
り、これによりプラトンの運転が容易になり、信頼性の
向上および稼働率の向上を図ることができる。
装置から取得した炉心の三次元データをもとに長期間に
わたって将来の軸方向出力分布をオンラインで精度よく
予測することができる。その結果、炉心内を流れる冷却
材流量を変化させて出力制御を行う原子炉において炉出
力を長期間にわたって正確に予測することが可能とな
り、これによりプラトンの運転が容易になり、信頼性の
向上および稼働率の向上を図ることができる。
第１図は本発明の一実施例の算出手順を示すフローチャ
ート、第２図は実施例において対象とした原子炉の燃料
装荷パターンを示す図、第３図は実施例における燃料集
合体のタイプ分類を示す図、第４図は実施例によって予
測されたサイクル末期の軸方向出力分布を三次元モデル
による出力分布と比較して示すグラフ、第５図は原子炉
の炉出力予測装置のブロック図、第６図は従来方法の問
題点を説明するための１サイクル間に蓄積される燃焼度
分布を示すグラフである。
ート、第２図は実施例において対象とした原子炉の燃料
装荷パターンを示す図、第３図は実施例における燃料集
合体のタイプ分類を示す図、第４図は実施例によって予
測されたサイクル末期の軸方向出力分布を三次元モデル
による出力分布と比較して示すグラフ、第５図は原子炉
の炉出力予測装置のブロック図、第６図は従来方法の問
題点を説明するための１サイクル間に蓄積される燃焼度
分布を示すグラフである。
Claims (1)
- 【請求項１】原子炉の炉心に挿入されている炉内計装装
置から送られてくるある時刻での信号を用いて前記炉心
の将来の任意の時刻における軸方向出力分布を予測する
にあたり、 前記炉心に装荷されている燃料集合体を、濃縮度分布、
可燃性毒物分布、炉内滞在期間、炉内装荷位置のうちの
少なくともいづれか一つによって幾つかのタイプに分類
し、各々のタイプｎについて、タイプｎの全燃料の径方
向の表面のうちタイプｎ′の燃料と対向する面の割合に
応じて中性子の流出入量を変化させた拡散方程式を解く
ことによって前記軸方向出力分布を計算することを特徴
とする原子炉の軸方向出力分布予測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63086731A JP2585357B2 (ja) | 1988-04-08 | 1988-04-08 | 原子炉の軸方向出力分布予測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63086731A JP2585357B2 (ja) | 1988-04-08 | 1988-04-08 | 原子炉の軸方向出力分布予測方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01259296A JPH01259296A (ja) | 1989-10-16 |
| JP2585357B2 true JP2585357B2 (ja) | 1997-02-26 |
Family
ID=13894989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63086731A Expired - Fee Related JP2585357B2 (ja) | 1988-04-08 | 1988-04-08 | 原子炉の軸方向出力分布予測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2585357B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115346700A (zh) * | 2022-08-26 | 2022-11-15 | 核工业西南物理研究院 | 一种反应堆温度历史检测方法及检测装置 |
-
1988
- 1988-04-08 JP JP63086731A patent/JP2585357B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01259296A (ja) | 1989-10-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |