JP3989139B2 - 沸騰水型原子炉のボイド反応度係数測定方法および装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、沸騰水型原子炉の運転中にオンラインでボイド反応度係数を測定することができるボイド反応度係数測定方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
沸騰水型原子炉においては、反応度増加による出力上昇時に、燃料温度上昇に伴うドップラー効果やボイド率の増加に伴う負のボイド反応度効果により、出力係数が常に負に維持できるよう設計され、このような沸騰水型原子炉の基本的特性は実機プラントの運転により既に確認されている。
【０００３】
そして、従来、このようなボイド反応度を求めるためのボイド反応度係数を測定する方法として、人為的外乱をプラントに加え、その応答に基づいて評価する方法が提案されている。この方法は、ボイド反応度係数に限らず、対象系の動特性を規定するパラメータの推定方法として一般的に知られるものである（例えばＣ．Ｌ．Ｍｅｄｌｅｒ ＆ Ｃｈｉｈ−Ｃｈｉ Ｈｓｕ ： Ａｎ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏｒ Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ Ｓｙｓｔｅｍ ＰａｒａｍｅｔｅｒＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ， ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ， ｐｐ．７２６−７２８， Ｄｅｃ． １９６９参照）。以下、図６を参照してこのような動特性パラメータを推定する従来の方法について説明する。
【０００４】
【外１】
【０００５】
このようなボイド反応度係数測定方法においては、外乱を印加することで中性子束に有意の変化を生じさせるために比較的大きなＳ／Ｎ比で測定可能であり、精度良く測定できる利点を持っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のボイド反応度係数測定方法においては、プラント状態に有意の過渡変化が現れるだけの外乱を印加することが必要である。しかしながら、発電を目的とする原子炉の場合、このような外乱の印加は電力の安定供給と言う役割からできるだけ避けねばならず、通常は起動試験の中でのみ行われるものである。
【０００７】
従って従来のボイド反応度係数測定方法は発電開始後のサイクル運転中の原子炉には適用できないと言う課題があった。
【０００８】
運転中にボイド反応度係数を測定することができれば、原子力プラントの安全な運転に役立つのみならず、従来に比べてより現実的な炉心運用の可能性が期待される。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、サイクル運転中のプラントに外乱を与えること無く、オンラインで随時あるいは定期的にボイド反応度係数を測定することができる沸騰水型原子炉のボイド反応度係数測定方法および装置を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、過渡試験が行われる場合においても、精度の高い測定を行えるボイド反応度係数測定方法および装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１記載の発明に係る沸騰水型原子炉のボイド反応度係数測定方法は、沸騰水型原子炉の中性子束信号と炉心流量信号の変動成分から、炉心流量を入力、中性子束を出力とする伝達関数を同定し、その伝達関数から伝達特性を特徴付ける複数の特徴パラメータの値を求め、その特徴パラメータ値をボイド反応度係数に変換する相関式を用いて特徴パラメータ値からボイド反応度係数を求めることを特徴とするものである。
【００１２】
ここで伝達関数Ｇは、入力である炉心流量をｕ（ｔ）、出力の中性子束をｙ（ｔ）とし、次式で表わされる制御入力を含む自己回帰モデル（ＡＲＸモデルと呼ぶ）の係数Ａ，Ｂを求めることにより同定する。即ち、
【数１】
Ａ（ｚ）ｙ（ｔ）＝Ｂ（ｚ）ｕ（ｔ）＋ｅ（ｔ）
なる関係から、伝達関数ＧはＧ（ｚ）＝Ｂ（ｚ）／Ａ（ｚ）により求められる。ここでｚはｚ−ｋｕ（ｔ）＝ｕ（ｔ−ｋ）なる時間シフトオペレータであり、Ａ、Ｂはそれぞれ
【数２】
である。ｅ（ｔ）は白色雑音であり、Ａ、Ｂはモデル次数ｎａ、ｎｂを与えてｅ（ｔ）の分散が最小となるように定める。
【００１３】
上記のようにして求めたディジタル領域での伝達関数Ｇ（ｚ）から、例えばｚ＝ｅｘｐ（ｉ・２πｆ）なる関係を用いて周波数領域に変換した伝達関数のゲイン｜Ｇ（ｆ）｜を周波数ｆに関して積分した値
【数３】
を含む複数の特徴パラメータΘ＝｛θｉ｝を求め、予め与えられた相関式Ｋ＝Ｆ（Θ）を用いてΘからボイド反応度係数Ｋを算出する。
【００１４】
このような本発明によれば、ボイド反応度係数を、定常運転中に観測される炉心流量および中性子束信号の変動成分のみを用いて測定するため、プラントに外乱を与える必要が無いことから、サイクル運転中にオンラインで随時あるいは定期的にボイド反応度係数の測定が可能となる。
【００１５】
請求項２記載の発明は、上記の伝達関数を中性子束信号、炉心流量信号、および炉心圧力信号の各変動成分から、炉心流量と炉心圧力を入力、中性子束を出力とする自己回帰モデルを同定し、そのモデルの係数を基に、炉心流量を入力、中性子束を出力として求めることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明においては前記ＡＲＸモデルが２つの入力変数、炉心流量ｕ１と炉心圧力ｕ２、を含む次式
【数４】
で表現され、炉心流量から中性子束への伝達関数Ｇは
【数５】
Ｇ（ｚ）＝Ｂ１（ｚ）／Ａ（ｚ）
により求められる。
【００１７】
本発明のボイド反応度係数測定方法によれば、プラントに外乱を与えること無くサイクル運転中にオンラインで随時、あるいは定期的にボイド反応度係数の測定を行なうことができる点において、請求項１記載の発明と同様な作用効果が得られる。また、定常運転中の炉心圧力の変動が中性子束の変動に与える影響が無視できない程度に大きい原子炉の場合にも、中性子束の変動から炉心圧力変動の影響を除いて、炉心流量から中性子束への伝達特性を正しく評価できるため、ボイド反応度係数の測定精度の向上が期待される。
【００１８】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のボイド反応度係数測定方法において、伝達特性の特徴パラメータ値をボイド反応度係数に変換する相関式が、動特性シミュレーションコードによりボイド反応度係数を変えて生成した時系列データから前記伝達特性の特徴パラメータ値を求め、ボイド反応度係数と特徴パラメータ値との関係を表わす近似式として求めたものであることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明によれば、動特性シミュレーションコードを用いた時系列データの生成においては、炉心流量に実機で観測される定常変動の周波数と同様の周波数範囲の過渡変化を与えることにより、生成された時系列データから実機に近い伝達特性の特徴パラメータを得ることができる。今ボイド反応度係数の値をＫとして生成したシミュレーション結果から求めた伝達特性の特徴パラメータがΘｓ、シミュレーションと同様の運転条件下で実機の定常変動データから得られる特徴パラメータ値がΘ＝Ｃ・Θｓであったとすると、ボイド反応度係数値を幾通りか変えて行なったシミュレーション結果から、実機におけるボイド反応度係数と特徴パラメータ値との関係をＫ＝Ｆ（Ｃ・Θｓ）なる近似式で与える。
【００２０】
また、本発明のボイド反応度係数測定方法によれば、実機の定常変動データから測定される前記伝達特性の特徴パラメータとボイド反応度係数との関係を表わす相関式を、動特性シミュレーションコードを用いて予め作成しておくことができる。
【００２１】
請求項４記載の発明は、請求項１または２記載のボイド反応度係数測定方法において、伝達特性の特徴パラメータ値をボイド反応度係数に変換する相関式は、動特性シミュレーションコードによりボイド反応度係数を変えて生成した時系列データから前記伝達特性の特徴パラメータ値Θを求め、ボイド反応度係数Ｋと特徴パラメータ値Θとの関係を表わす近似式Ｋ＝Ｆ（Θ）を求め、ボイド反応度係数Ｋ０が既知の運転状態で測定された前記伝達特性の特徴パラメータΘに前記近似式Ｋ＝Ｆ（Θ）を適用して得られるボイド反応度係数測定値Ｋ１が前記既知の値Ｋ０に等しくなるように、前記近似式をＫ＝Ｆ（Θ）＋Ｋ０−Ｋ１と補正したものであることを特徴とするものである。
【００２２】
本発明のボイド反応度係数測定方法によれば、例えば起動時に一度だけ過渡試験を行なって従来方法によるボイド反応度係数の測定を行なえば、その結果を用いて予め動特性シミュレーションコードで作成した前記相関式を補正することにより、サイクル運転中のボイド反応度測定の精度を向上することが期待できる。
【００２３】
請求項５記載の発明は、請求項１から４までのいずれかに記載のボイド反応度係数測定方法において、前記伝達特性の特徴パラメータには、前記伝達関数のゲインを周波数について積分した値、前記伝達関数のゲインの主要ピークの値、そのピーク周波数における減幅比あるいは減衰係数、前記伝達関数から算出した炉心流量の単位ステップ入力に対する中性子束の応答のオーバーシュート量、の全てあるいは複数個を含むことを特徴とするものである。
【００２４】
ここで、前記伝達関数のゲインを周波数について積分した値とは、請求項１についての説明において述べたθ１であり、炉心流量から中性子束への動的な伝達ゲインを表わす量である。また、前記伝達関数のゲインの主要ピークの値θ２と、そのピーク周波数ｆｐにおける減幅比ＤＲ、減数係数ζは次のようにして得られる量である。即ち、先ず伝達関数Ｇ（ｚ）＝Ｂ（ｚ）／Ａ（ｚ）を
【数６】
のように部分分数に展開する。ここでｐｍはＧの極であり、Ｂ（ｚ）の次数ｎｂがＡ（ｚ）の次数ｂａより小さい場合にはゲイン項ｋｊはゼロである。沸騰水型原子炉の炉心流量から中性子束への伝達関数において観測される、炉心部の熱水力的特性に起因する主要ピークは０．３〜１Ｈｚの減衰振動成分であることが知られている。
【００２５】
この知見に基づき、ここでは
【数７】
ｚ＝ｅｘｐ（ｓ・Δｔ）
なる関係を用いてディジタル領域の複素極±ｐｍをアナログ（ｓ）領域の極
【数８】
ｓｍ＝−σｍ±ｉ・ωｍ
に変換し、これから前記周波数範囲の主要ピーク周波数
【数９】
ｆｐ＝（σｍ ２＋ωｍ ２）１／２／（２π）
が決定され、
【数１０】
θ２＝２・｜ｒｍ／（１−ｐｍｚ−１）｜
よりピーク値θ２を得る。
【００２６】
ピーク周波数ｆｐにおける減衰係数は
【数１１】
ζ＝σｍ／（σｍ ２＋ωｍ ２）１／２
により得られ、この値から減幅比ＤＲは
【数１２】
ＤＲ＝ｅｘｐ（−２πζ・（１−ζ２）−１／２）
として得る。伝達特性の特徴パラメータθ３には減衰係数ζあるいは減幅比ＤＲの何れか一方を用いる。
【００２７】
炉心流量の単位ステップ入力に対する中性子束の応答のオーバーシュート量θ４は、入力ｕ（ｔ）を単位ステップとし、
【数１３】
Ａ（ｚ）ｙ（ｔ）＝Ｂ（ｚ）ｕ（ｔ）
なる関係からｙ（ｔ）を求め、その最大値の整定値
【数１４】
Ｂ（ｚ＝１）／Ａ（ｚ＝１）
からの偏差として得る。上記の特徴パラメータθ１が伝達ゲインのみを表わすパラメータであるのに対し、特徴パラメータθ４は各周波数成分の位相関係を含んだ伝達特性を表わすパラメータとなっている。
【００２８】
本発明のボイド反応度係数測定方法によれば、ボイド反応度係数の影響を受けて変化する前記炉心流量から中性子束への伝達関数の特徴を、少数の特徴パラメータにより適切に表現することが可能となり、ボイド反応度係数の計算に用いる相関式が簡単化できる。
【００２９】
また、請求項６記載の発明に係る沸騰水型原子炉のボイド反応度係数測定装置は、発明では、沸騰水型原子炉の中性子束信号と炉心流量信号の変動成分を測定し時系列データに変換する信号入力部と、時系列データから炉心流量を入力、中性子束を出力とする伝達関数を同定する伝達関数同定部と、同定された伝達関数から伝達特性を特徴付ける複数の特徴パラメータの値を求める伝達特性パラメータ演算部と、伝達特性の特徴パラメータの値とボイド反応度係数との関係を相関式として保存した相関式保存部と、伝達特性の特徴パラメータの値を前記相関式に適用してボイド反応度係数を求めるボイド反応度係数演算部と、ボイド反応度係数の演算結果を測定値として出力表示する出力表示部を有することを特徴とするものである。
【００３０】
請求項７記載の発明は、請求項６記載のボイド反応度係数測定装置において、伝達特性パラメータ演算部の出力である伝達特性の特徴パラメータの値と、既知入力として与えられるボイド反応度係数から、相関式保存部に保存された相関式を補正する手段を有することを特徴とするものである。
【００３１】
請求項８記載の発明は、請求項６または７記載のボイド反応度係数測定装置において、前記伝達特性の特徴パラメータには、前記伝達関数のゲインを周波数について積分した値、前記伝達関数のゲインの主要ピークの値、そのピーク周波数における減幅比あるいは減衰係数、前記伝達関数から算出した炉心流量の単位ステップ入力に対する中性子束の応答のオーバーシュート量、の全てあるいは複数個を含むことを特徴とするものである。
【００３２】
また、上述した他の目的を達成するため、請求項９記載のボイド反応度係数測定方法は、沸騰水型原子炉の炉心流量に過渡変化を与えたときの中性子束信号と炉心流量信号を測定し、炉心流量を入力、中性子束を出力とする伝達関数を同定し、その伝達関数から伝達特性を特徴付ける複数の特徴パラメータの値を求め、その特徴パラメータ値をボイド反応度係数に変換する相関式を用いて特徴パラメータ値からボイド反応度係数を求めることを特徴とするものである。
【００３３】
本発明によれば、過渡試験が行われる場合において、前記請求項１に記載の方法と同一の処理により、定常変動のみを用いるよりも精度の高い測定が可能となる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る沸騰水型原子炉のボイド反応度係数測定方法および装置の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００３５】
まず、本発明の一実施形態を図１および図２を参照して説明する。
【００３６】
図１は本発明の一実施形態による装置のシステム構成を示す図であり、図２は同装置を用いた処理手順を示すフローチャートである。
【００３７】
図１に示すように、本実施形態では、沸騰水型原子炉内に設けられた図示しない検出器から出力される信号、即ち中性子束信号、炉心流量信号、炉心圧力信号を含むプラント信号１００の変動成分を入力して時系列データ１０１に変換する信号入力部１と、この信号入力部１に入力される時系列データ１０１から炉心流量を入力、中性子束を出力とする伝達関数１０２を同定する伝達関数同定部２と、同定された伝達関数１０２から伝達特性を特徴付ける複数の特徴パラメータ１０３の値を求める伝達特性パラメータ演算部３と、伝達特性の特徴パラメータ１０３の値とボイド反応度係数との関係を相関式１０４として保存した相関式保存部５と、伝達特性の特徴パラメータ１０３の値を前記相関式１０４に適用してボイド反応度係数１０５を求めるボイド反応度係数演算部４と、ボイド反応度係数の演算結果１０５を測定値として出力表示する出力表示部６とを備えた構成とされている。
【００３８】
このように構成された装置における処理の流れを図２も用いて説明する。ボイド反応度係数の測定は、プラントが定常に運転されている状態で利用者の要求により随時、あるいは予め指定された時間に定期的に開始される。開始後、先ず信号入力部１により一定時間長のプラント信号１００が測定され（Ｓ１）、時系列データ１０１に変換される。続いて、伝達関数同定部２において、測定された時系列データ１０１に対して前述したＡＲＸモデルの当て嵌めが行われ、伝達関数Ｇ（ｚ）が同定される（Ｓ２）。このとき、中性子束の定常変動に対する炉心圧力変動の寄与が無視できる程度に小さいプラントの場合には、炉心流量のみを入力、中性子束を出力とするＡＲＸモデルを基に伝達関数を同定する。一方、炉心圧力変動の寄与が無視できない程度に大きいプラントの場合には、前述したように、炉心流量と炉心圧力の２つを入力、中性子束を出力とするＡＲＸモデルを基に、炉心流量から中性子束への伝達関数を同定する。
【００３９】
同定された伝達関数データ１０２は伝達特性パラメータ演算部３に入力され、前記伝達関数のゲインを周波数について積分した値θ１、前記伝達関数のゲインの主要ピークの値θ２、そのピーク周波数における減幅比θ３、前記伝達関数から算出した炉心流量の単位ステップ入力に対する中性子束の応答のオーバーシュート量θ４、の全てあるいは複数を含む伝達特性特徴パラメータΘ＝｛θｉ｝が算出される（Ｓ３）。減幅比に替えて減衰係数を計算し、これをθ３とすることも可能である。
【００４０】
伝達特性特徴パラメータΘの計算結果１０３はボイド反応度係数演算部４に入力され、予め相関式保存部５に保存されている、伝達特性の特徴パラメータの値とボイド反応度係数Ｋとの関係を記述したＫ＝Ｆ（Θ）なる相関式１０４を用いたボイド反応度係数の演算が行なわれ（Ｓ４）、演算結果１０５が出力表示部６により出力表示されて（Ｓ５）、１回の測定が終了する。
【００４１】
このような一実施形態によれば、定常運転中に観測されるプラント信号の変動成分のみを用いてボイド反応度係数を測定するため、プラントに外乱を与える必要が無い。したがって、サイクル運転中にオンラインで随時に、あるいは定期的にボイド反応度係数を測定することができる。
【００４２】
次に、本発明に係る沸騰水型原子炉のボイド反応度係数測定装置の他の実施形態を図３〜図５を用いて説明する。
【００４３】
図５に示すように、本実施形態の測定装置は基本的な構成においては、第１の実施形態のものと略同様である。即ち、中性子束信号、炉心流量信号、炉心圧力信号を含むプラント信号１００の変動成分を入力して時系列データ１０１に変換する信号入力部１と、この信号入力部１に入力される時系列データ１０１から炉心流量を入力、中性子束を出力とする伝達関数１０２を同定する伝達関数同定部２と、同定された伝達関数１０２から伝達特性を特徴付ける複数の特徴パラメータ１０３の値を求める伝達特性パラメータ演算部３と、伝達特性の特徴パラメータ１０３の値とボイド反応度係数との関係を相関式１０４として保存した相関式保存部５と、伝達特性の特徴パラメータ１０３の値を前記相関式１０４に適用してボイド反応度係数１０５を求めるボイド反応度係数演算部４と、ボイド反応度係数の演算結果１０５を測定値として出力表示する出力表示部６とを備える。
【００４４】
このような構成において、伝達特性パラメータ演算部３の出力である伝達特性の特徴パラメータの値１０３と、既知入力として与えられるボイド反応度係数から、相関式保存部５に保存された相関式を補正する相関式補正部７を有している。
【００４５】
相関式補正部７は図３に示すように補正データ設定部８より与えられる補正データ１０６と伝達特性の特徴パラメータ１０３、および、予め相関式保存部５に保存されている相関式を用いて補正演算部９において補正を行ない、補正後の相関式１０７を相関式保存部５に保存する。
【００４６】
この補正演算部の処理について図４および図５を用いて説明する。
【００４７】
予め相関式保存部５に与える相関式は次のようにして定める。即ち、沸騰水型原子炉の動特性シミュレーションコードを用いてボイド反応度係数Ｋを数通り変えて生成した時系列データを用い、炉心流量から中性子束への伝達関数を求め、伝達特性の特徴パラメータを得る。
【００４８】
図４は、Ｋを３通りに変えて得られた前記特徴パラメータの例として、伝達関数のゲインを周波数について積分した値θ１、前記伝達関数のゲインの主要ピークの値θ２、そのピーク周波数における減衰係数θ３を示したものである。また、図５の上部（Ａ）は、この積分値Θｓ＝（θ１，θ２，θ３）ｓに対し、対象とする実機プラントの定常変動データから同じ伝達特性の特徴パラメータΘを求めた結果を示している。この図５の上部（Ａ）に例示したように、積分値はΘ＝（１０，１／２，５）・Θｓとなっていることから、図４に示したＫとΘ＝（１０，１／２，５）・Θｓとの関係をＫ＝Ｆ（Θ）として求め、この関数Ｆを相関式として与えておく。
【００４９】
図５の下部（Ｂ）は、同図上部に示した特徴パラメータΘから上記の相関式Ｋ＝Ｆ（Θ）を用いて計算したボイド反応度係数の測定値を、「補正前測定値」として真値と比較して示したものである。今、図５で測定回数＝１と示した時点がプラントの起動時に当り、例えば従来技術の説明で述べた過渡試験によりボイド反応度係数の真値相当の値Ｋ０が得られたとし、同一運転条件下で定常変動データから測定された補正前測定値がＫ１であったとする。
【００５０】
このとき、相関式補正部７は、補正データ設定部８より与えられたＫ０を補正データ１６とし、補正演算部９において補正相関式１０７をＫ＝Ｆ（Θ）＋Ｋ０−Ｋ１として求め、これを相関式保存部５に保存する。補正相関式を用いて、その後のボイド反応度係数の変化を測定した結果を、図５の下部（Ｂ）に「補正後測定値」として示した。同図より明らかな如く、補正後の測定値は真値にほぼ近い値となっている。
【００５１】
このような他の実施形態のボイド反応度係数測定装置によれば、例えば起動時に一度だけ過渡試験を行なって従来方法によるボイド反応度係数の測定を行なえば、その結果を用いて予め動特性シミュレーションコードで作成した相関式を補正することにより、以後のサイクル運転中のボイド反応度測定の精度向上が期待される。
【００５２】
【発明の効果】
以上で詳述したように、本発明の沸騰水型原子炉のボイド反応度係数測定方法および装置によれば、定常運転中に観測されるプラント信号の変動成分のみを用いて測定するため、プラントに外乱を与える必要が無く、サイクル運転中にオンラインで随時に、あるいは定期的にボイド反応度係数を測定することができる。
【００５３】
また、起動時に過渡試験が行われる場合には、従来方法によりボイド反応度係数を測定し、その結果を用いて予め動特性シミュレーションコードで作成した相関式を補正する手段を備えたことにより、以後のサイクル運転中のボイド反応度測定の精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による沸騰水型原子炉のボイド反応度係数測定装置の構成を示す図。
【図２】前記一実施形態による沸騰水型原子炉のボイド反応度係数測定装置の処理の流れを示すフローチャート。
【図３】本発明の他の実施の形態の沸騰水型原子炉のボイド反応度係数測定装置の構成図。
【図４】前記他の実施形態において動特性シミュレーションにより求めたボイド反応度係数と伝達特性特徴パラメータとの相関を示す図。
【図５】前記他の実施形態による沸騰水型原子炉のボイド反応度係数測定装置の相関式補正部の処理を説明する図。
【図６】従来の方法を説明する図。
【符号の説明】
１ 信号入力部
２ 伝達関数同定部
３ 伝達特性パラメータ演算部
４ ボイド反応度係数演算部
５ 相関式保存部
６ 出力表示部
７ 相関式補正部
８ 補正データ設定部
９ 補正演算部
１００ プラント信号
１０１ 時系列データ
１０２ 伝達関数データ
１０３ 伝達特性特徴パラメータ
１０４ 相関式
１０５ ボイド反応度係数計算結果
１０６ 補正データ
１０７ 補正相関式
【発明の属する技術分野】
本発明は、沸騰水型原子炉の運転中にオンラインでボイド反応度係数を測定することができるボイド反応度係数測定方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
沸騰水型原子炉においては、反応度増加による出力上昇時に、燃料温度上昇に伴うドップラー効果やボイド率の増加に伴う負のボイド反応度効果により、出力係数が常に負に維持できるよう設計され、このような沸騰水型原子炉の基本的特性は実機プラントの運転により既に確認されている。
【０００３】
そして、従来、このようなボイド反応度を求めるためのボイド反応度係数を測定する方法として、人為的外乱をプラントに加え、その応答に基づいて評価する方法が提案されている。この方法は、ボイド反応度係数に限らず、対象系の動特性を規定するパラメータの推定方法として一般的に知られるものである（例えばＣ．Ｌ．Ｍｅｄｌｅｒ ＆ Ｃｈｉｈ−Ｃｈｉ Ｈｓｕ ： Ａｎ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏｒ Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ Ｓｙｓｔｅｍ ＰａｒａｍｅｔｅｒＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ， ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ， ｐｐ．７２６−７２８， Ｄｅｃ． １９６９参照）。以下、図６を参照してこのような動特性パラメータを推定する従来の方法について説明する。
【０００４】
【外１】
このようなボイド反応度係数測定方法においては、外乱を印加することで中性子束に有意の変化を生じさせるために比較的大きなＳ／Ｎ比で測定可能であり、精度良く測定できる利点を持っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のボイド反応度係数測定方法においては、プラント状態に有意の過渡変化が現れるだけの外乱を印加することが必要である。しかしながら、発電を目的とする原子炉の場合、このような外乱の印加は電力の安定供給と言う役割からできるだけ避けねばならず、通常は起動試験の中でのみ行われるものである。
【０００７】
従って従来のボイド反応度係数測定方法は発電開始後のサイクル運転中の原子炉には適用できないと言う課題があった。
【０００８】
運転中にボイド反応度係数を測定することができれば、原子力プラントの安全な運転に役立つのみならず、従来に比べてより現実的な炉心運用の可能性が期待される。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、サイクル運転中のプラントに外乱を与えること無く、オンラインで随時あるいは定期的にボイド反応度係数を測定することができる沸騰水型原子炉のボイド反応度係数測定方法および装置を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、過渡試験が行われる場合においても、精度の高い測定を行えるボイド反応度係数測定方法および装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１記載の発明に係る沸騰水型原子炉のボイド反応度係数測定方法は、沸騰水型原子炉の中性子束信号と炉心流量信号の変動成分から、炉心流量を入力、中性子束を出力とする伝達関数を同定し、その伝達関数から伝達特性を特徴付ける複数の特徴パラメータの値を求め、その特徴パラメータ値をボイド反応度係数に変換する相関式を用いて特徴パラメータ値からボイド反応度係数を求めることを特徴とするものである。
【００１２】
ここで伝達関数Ｇは、入力である炉心流量をｕ（ｔ）、出力の中性子束をｙ（ｔ）とし、次式で表わされる制御入力を含む自己回帰モデル（ＡＲＸモデルと呼ぶ）の係数Ａ，Ｂを求めることにより同定する。即ち、
【数１】
Ａ（ｚ）ｙ（ｔ）＝Ｂ（ｚ）ｕ（ｔ）＋ｅ（ｔ）
なる関係から、伝達関数ＧはＧ（ｚ）＝Ｂ（ｚ）／Ａ（ｚ）により求められる。ここでｚはｚ−ｋｕ（ｔ）＝ｕ（ｔ−ｋ）なる時間シフトオペレータであり、Ａ、Ｂはそれぞれ
【数２】
【００１３】
上記のようにして求めたディジタル領域での伝達関数Ｇ（ｚ）から、例えばｚ＝ｅｘｐ（ｉ・２πｆ）なる関係を用いて周波数領域に変換した伝達関数のゲイン｜Ｇ（ｆ）｜を周波数ｆに関して積分した値
【数３】
【００１４】
このような本発明によれば、ボイド反応度係数を、定常運転中に観測される炉心流量および中性子束信号の変動成分のみを用いて測定するため、プラントに外乱を与える必要が無いことから、サイクル運転中にオンラインで随時あるいは定期的にボイド反応度係数の測定が可能となる。
【００１５】
請求項２記載の発明は、上記の伝達関数を中性子束信号、炉心流量信号、および炉心圧力信号の各変動成分から、炉心流量と炉心圧力を入力、中性子束を出力とする自己回帰モデルを同定し、そのモデルの係数を基に、炉心流量を入力、中性子束を出力として求めることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明においては前記ＡＲＸモデルが２つの入力変数、炉心流量ｕ１と炉心圧力ｕ２、を含む次式
【数４】
【数５】
Ｇ（ｚ）＝Ｂ１（ｚ）／Ａ（ｚ）
により求められる。
【００１７】
本発明のボイド反応度係数測定方法によれば、プラントに外乱を与えること無くサイクル運転中にオンラインで随時、あるいは定期的にボイド反応度係数の測定を行なうことができる点において、請求項１記載の発明と同様な作用効果が得られる。また、定常運転中の炉心圧力の変動が中性子束の変動に与える影響が無視できない程度に大きい原子炉の場合にも、中性子束の変動から炉心圧力変動の影響を除いて、炉心流量から中性子束への伝達特性を正しく評価できるため、ボイド反応度係数の測定精度の向上が期待される。
【００１８】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のボイド反応度係数測定方法において、伝達特性の特徴パラメータ値をボイド反応度係数に変換する相関式が、動特性シミュレーションコードによりボイド反応度係数を変えて生成した時系列データから前記伝達特性の特徴パラメータ値を求め、ボイド反応度係数と特徴パラメータ値との関係を表わす近似式として求めたものであることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明によれば、動特性シミュレーションコードを用いた時系列データの生成においては、炉心流量に実機で観測される定常変動の周波数と同様の周波数範囲の過渡変化を与えることにより、生成された時系列データから実機に近い伝達特性の特徴パラメータを得ることができる。今ボイド反応度係数の値をＫとして生成したシミュレーション結果から求めた伝達特性の特徴パラメータがΘｓ、シミュレーションと同様の運転条件下で実機の定常変動データから得られる特徴パラメータ値がΘ＝Ｃ・Θｓであったとすると、ボイド反応度係数値を幾通りか変えて行なったシミュレーション結果から、実機におけるボイド反応度係数と特徴パラメータ値との関係をＫ＝Ｆ（Ｃ・Θｓ）なる近似式で与える。
【００２０】
また、本発明のボイド反応度係数測定方法によれば、実機の定常変動データから測定される前記伝達特性の特徴パラメータとボイド反応度係数との関係を表わす相関式を、動特性シミュレーションコードを用いて予め作成しておくことができる。
【００２１】
請求項４記載の発明は、請求項１または２記載のボイド反応度係数測定方法において、伝達特性の特徴パラメータ値をボイド反応度係数に変換する相関式は、動特性シミュレーションコードによりボイド反応度係数を変えて生成した時系列データから前記伝達特性の特徴パラメータ値Θを求め、ボイド反応度係数Ｋと特徴パラメータ値Θとの関係を表わす近似式Ｋ＝Ｆ（Θ）を求め、ボイド反応度係数Ｋ０が既知の運転状態で測定された前記伝達特性の特徴パラメータΘに前記近似式Ｋ＝Ｆ（Θ）を適用して得られるボイド反応度係数測定値Ｋ１が前記既知の値Ｋ０に等しくなるように、前記近似式をＫ＝Ｆ（Θ）＋Ｋ０−Ｋ１と補正したものであることを特徴とするものである。
【００２２】
本発明のボイド反応度係数測定方法によれば、例えば起動時に一度だけ過渡試験を行なって従来方法によるボイド反応度係数の測定を行なえば、その結果を用いて予め動特性シミュレーションコードで作成した前記相関式を補正することにより、サイクル運転中のボイド反応度測定の精度を向上することが期待できる。
【００２３】
請求項５記載の発明は、請求項１から４までのいずれかに記載のボイド反応度係数測定方法において、前記伝達特性の特徴パラメータには、前記伝達関数のゲインを周波数について積分した値、前記伝達関数のゲインの主要ピークの値、そのピーク周波数における減幅比あるいは減衰係数、前記伝達関数から算出した炉心流量の単位ステップ入力に対する中性子束の応答のオーバーシュート量、の全てあるいは複数個を含むことを特徴とするものである。
【００２４】
ここで、前記伝達関数のゲインを周波数について積分した値とは、請求項１についての説明において述べたθ１であり、炉心流量から中性子束への動的な伝達ゲインを表わす量である。また、前記伝達関数のゲインの主要ピークの値θ２と、そのピーク周波数ｆｐにおける減幅比ＤＲ、減数係数ζは次のようにして得られる量である。即ち、先ず伝達関数Ｇ（ｚ）＝Ｂ（ｚ）／Ａ（ｚ）を
【数６】
【００２５】
この知見に基づき、ここでは
【数７】
ｚ＝ｅｘｐ（ｓ・Δｔ）
なる関係を用いてディジタル領域の複素極±ｐｍをアナログ（ｓ）領域の極
【数８】
ｓｍ＝−σｍ±ｉ・ωｍ
に変換し、これから前記周波数範囲の主要ピーク周波数
【数９】
ｆｐ＝（σｍ ２＋ωｍ ２）１／２／（２π）
が決定され、
【数１０】
θ２＝２・｜ｒｍ／（１−ｐｍｚ−１）｜
よりピーク値θ２を得る。
【００２６】
ピーク周波数ｆｐにおける減衰係数は
【数１１】
ζ＝σｍ／（σｍ ２＋ωｍ ２）１／２
により得られ、この値から減幅比ＤＲは
【数１２】
ＤＲ＝ｅｘｐ（−２πζ・（１−ζ２）−１／２）
として得る。伝達特性の特徴パラメータθ３には減衰係数ζあるいは減幅比ＤＲの何れか一方を用いる。
【００２７】
炉心流量の単位ステップ入力に対する中性子束の応答のオーバーシュート量θ４は、入力ｕ（ｔ）を単位ステップとし、
【数１３】
Ａ（ｚ）ｙ（ｔ）＝Ｂ（ｚ）ｕ（ｔ）
なる関係からｙ（ｔ）を求め、その最大値の整定値
【数１４】
Ｂ（ｚ＝１）／Ａ（ｚ＝１）
からの偏差として得る。上記の特徴パラメータθ１が伝達ゲインのみを表わすパラメータであるのに対し、特徴パラメータθ４は各周波数成分の位相関係を含んだ伝達特性を表わすパラメータとなっている。
【００２８】
本発明のボイド反応度係数測定方法によれば、ボイド反応度係数の影響を受けて変化する前記炉心流量から中性子束への伝達関数の特徴を、少数の特徴パラメータにより適切に表現することが可能となり、ボイド反応度係数の計算に用いる相関式が簡単化できる。
【００２９】
また、請求項６記載の発明に係る沸騰水型原子炉のボイド反応度係数測定装置は、発明では、沸騰水型原子炉の中性子束信号と炉心流量信号の変動成分を測定し時系列データに変換する信号入力部と、時系列データから炉心流量を入力、中性子束を出力とする伝達関数を同定する伝達関数同定部と、同定された伝達関数から伝達特性を特徴付ける複数の特徴パラメータの値を求める伝達特性パラメータ演算部と、伝達特性の特徴パラメータの値とボイド反応度係数との関係を相関式として保存した相関式保存部と、伝達特性の特徴パラメータの値を前記相関式に適用してボイド反応度係数を求めるボイド反応度係数演算部と、ボイド反応度係数の演算結果を測定値として出力表示する出力表示部を有することを特徴とするものである。
【００３０】
請求項７記載の発明は、請求項６記載のボイド反応度係数測定装置において、伝達特性パラメータ演算部の出力である伝達特性の特徴パラメータの値と、既知入力として与えられるボイド反応度係数から、相関式保存部に保存された相関式を補正する手段を有することを特徴とするものである。
【００３１】
請求項８記載の発明は、請求項６または７記載のボイド反応度係数測定装置において、前記伝達特性の特徴パラメータには、前記伝達関数のゲインを周波数について積分した値、前記伝達関数のゲインの主要ピークの値、そのピーク周波数における減幅比あるいは減衰係数、前記伝達関数から算出した炉心流量の単位ステップ入力に対する中性子束の応答のオーバーシュート量、の全てあるいは複数個を含むことを特徴とするものである。
【００３２】
また、上述した他の目的を達成するため、請求項９記載のボイド反応度係数測定方法は、沸騰水型原子炉の炉心流量に過渡変化を与えたときの中性子束信号と炉心流量信号を測定し、炉心流量を入力、中性子束を出力とする伝達関数を同定し、その伝達関数から伝達特性を特徴付ける複数の特徴パラメータの値を求め、その特徴パラメータ値をボイド反応度係数に変換する相関式を用いて特徴パラメータ値からボイド反応度係数を求めることを特徴とするものである。
【００３３】
本発明によれば、過渡試験が行われる場合において、前記請求項１に記載の方法と同一の処理により、定常変動のみを用いるよりも精度の高い測定が可能となる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る沸騰水型原子炉のボイド反応度係数測定方法および装置の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００３５】
まず、本発明の一実施形態を図１および図２を参照して説明する。
【００３６】
図１は本発明の一実施形態による装置のシステム構成を示す図であり、図２は同装置を用いた処理手順を示すフローチャートである。
【００３７】
図１に示すように、本実施形態では、沸騰水型原子炉内に設けられた図示しない検出器から出力される信号、即ち中性子束信号、炉心流量信号、炉心圧力信号を含むプラント信号１００の変動成分を入力して時系列データ１０１に変換する信号入力部１と、この信号入力部１に入力される時系列データ１０１から炉心流量を入力、中性子束を出力とする伝達関数１０２を同定する伝達関数同定部２と、同定された伝達関数１０２から伝達特性を特徴付ける複数の特徴パラメータ１０３の値を求める伝達特性パラメータ演算部３と、伝達特性の特徴パラメータ１０３の値とボイド反応度係数との関係を相関式１０４として保存した相関式保存部５と、伝達特性の特徴パラメータ１０３の値を前記相関式１０４に適用してボイド反応度係数１０５を求めるボイド反応度係数演算部４と、ボイド反応度係数の演算結果１０５を測定値として出力表示する出力表示部６とを備えた構成とされている。
【００３８】
このように構成された装置における処理の流れを図２も用いて説明する。ボイド反応度係数の測定は、プラントが定常に運転されている状態で利用者の要求により随時、あるいは予め指定された時間に定期的に開始される。開始後、先ず信号入力部１により一定時間長のプラント信号１００が測定され（Ｓ１）、時系列データ１０１に変換される。続いて、伝達関数同定部２において、測定された時系列データ１０１に対して前述したＡＲＸモデルの当て嵌めが行われ、伝達関数Ｇ（ｚ）が同定される（Ｓ２）。このとき、中性子束の定常変動に対する炉心圧力変動の寄与が無視できる程度に小さいプラントの場合には、炉心流量のみを入力、中性子束を出力とするＡＲＸモデルを基に伝達関数を同定する。一方、炉心圧力変動の寄与が無視できない程度に大きいプラントの場合には、前述したように、炉心流量と炉心圧力の２つを入力、中性子束を出力とするＡＲＸモデルを基に、炉心流量から中性子束への伝達関数を同定する。
【００３９】
同定された伝達関数データ１０２は伝達特性パラメータ演算部３に入力され、前記伝達関数のゲインを周波数について積分した値θ１、前記伝達関数のゲインの主要ピークの値θ２、そのピーク周波数における減幅比θ３、前記伝達関数から算出した炉心流量の単位ステップ入力に対する中性子束の応答のオーバーシュート量θ４、の全てあるいは複数を含む伝達特性特徴パラメータΘ＝｛θｉ｝が算出される（Ｓ３）。減幅比に替えて減衰係数を計算し、これをθ３とすることも可能である。
【００４０】
伝達特性特徴パラメータΘの計算結果１０３はボイド反応度係数演算部４に入力され、予め相関式保存部５に保存されている、伝達特性の特徴パラメータの値とボイド反応度係数Ｋとの関係を記述したＫ＝Ｆ（Θ）なる相関式１０４を用いたボイド反応度係数の演算が行なわれ（Ｓ４）、演算結果１０５が出力表示部６により出力表示されて（Ｓ５）、１回の測定が終了する。
【００４１】
このような一実施形態によれば、定常運転中に観測されるプラント信号の変動成分のみを用いてボイド反応度係数を測定するため、プラントに外乱を与える必要が無い。したがって、サイクル運転中にオンラインで随時に、あるいは定期的にボイド反応度係数を測定することができる。
【００４２】
次に、本発明に係る沸騰水型原子炉のボイド反応度係数測定装置の他の実施形態を図３〜図５を用いて説明する。
【００４３】
図５に示すように、本実施形態の測定装置は基本的な構成においては、第１の実施形態のものと略同様である。即ち、中性子束信号、炉心流量信号、炉心圧力信号を含むプラント信号１００の変動成分を入力して時系列データ１０１に変換する信号入力部１と、この信号入力部１に入力される時系列データ１０１から炉心流量を入力、中性子束を出力とする伝達関数１０２を同定する伝達関数同定部２と、同定された伝達関数１０２から伝達特性を特徴付ける複数の特徴パラメータ１０３の値を求める伝達特性パラメータ演算部３と、伝達特性の特徴パラメータ１０３の値とボイド反応度係数との関係を相関式１０４として保存した相関式保存部５と、伝達特性の特徴パラメータ１０３の値を前記相関式１０４に適用してボイド反応度係数１０５を求めるボイド反応度係数演算部４と、ボイド反応度係数の演算結果１０５を測定値として出力表示する出力表示部６とを備える。
【００４４】
このような構成において、伝達特性パラメータ演算部３の出力である伝達特性の特徴パラメータの値１０３と、既知入力として与えられるボイド反応度係数から、相関式保存部５に保存された相関式を補正する相関式補正部７を有している。
【００４５】
相関式補正部７は図３に示すように補正データ設定部８より与えられる補正データ１０６と伝達特性の特徴パラメータ１０３、および、予め相関式保存部５に保存されている相関式を用いて補正演算部９において補正を行ない、補正後の相関式１０７を相関式保存部５に保存する。
【００４６】
この補正演算部の処理について図４および図５を用いて説明する。
【００４７】
予め相関式保存部５に与える相関式は次のようにして定める。即ち、沸騰水型原子炉の動特性シミュレーションコードを用いてボイド反応度係数Ｋを数通り変えて生成した時系列データを用い、炉心流量から中性子束への伝達関数を求め、伝達特性の特徴パラメータを得る。
【００４８】
図４は、Ｋを３通りに変えて得られた前記特徴パラメータの例として、伝達関数のゲインを周波数について積分した値θ１、前記伝達関数のゲインの主要ピークの値θ２、そのピーク周波数における減衰係数θ３を示したものである。また、図５の上部（Ａ）は、この積分値Θｓ＝（θ１，θ２，θ３）ｓに対し、対象とする実機プラントの定常変動データから同じ伝達特性の特徴パラメータΘを求めた結果を示している。この図５の上部（Ａ）に例示したように、積分値はΘ＝（１０，１／２，５）・Θｓとなっていることから、図４に示したＫとΘ＝（１０，１／２，５）・Θｓとの関係をＫ＝Ｆ（Θ）として求め、この関数Ｆを相関式として与えておく。
【００４９】
図５の下部（Ｂ）は、同図上部に示した特徴パラメータΘから上記の相関式Ｋ＝Ｆ（Θ）を用いて計算したボイド反応度係数の測定値を、「補正前測定値」として真値と比較して示したものである。今、図５で測定回数＝１と示した時点がプラントの起動時に当り、例えば従来技術の説明で述べた過渡試験によりボイド反応度係数の真値相当の値Ｋ０が得られたとし、同一運転条件下で定常変動データから測定された補正前測定値がＫ１であったとする。
【００５０】
このとき、相関式補正部７は、補正データ設定部８より与えられたＫ０を補正データ１６とし、補正演算部９において補正相関式１０７をＫ＝Ｆ（Θ）＋Ｋ０−Ｋ１として求め、これを相関式保存部５に保存する。補正相関式を用いて、その後のボイド反応度係数の変化を測定した結果を、図５の下部（Ｂ）に「補正後測定値」として示した。同図より明らかな如く、補正後の測定値は真値にほぼ近い値となっている。
【００５１】
このような他の実施形態のボイド反応度係数測定装置によれば、例えば起動時に一度だけ過渡試験を行なって従来方法によるボイド反応度係数の測定を行なえば、その結果を用いて予め動特性シミュレーションコードで作成した相関式を補正することにより、以後のサイクル運転中のボイド反応度測定の精度向上が期待される。
【００５２】
【発明の効果】
以上で詳述したように、本発明の沸騰水型原子炉のボイド反応度係数測定方法および装置によれば、定常運転中に観測されるプラント信号の変動成分のみを用いて測定するため、プラントに外乱を与える必要が無く、サイクル運転中にオンラインで随時に、あるいは定期的にボイド反応度係数を測定することができる。
【００５３】
また、起動時に過渡試験が行われる場合には、従来方法によりボイド反応度係数を測定し、その結果を用いて予め動特性シミュレーションコードで作成した相関式を補正する手段を備えたことにより、以後のサイクル運転中のボイド反応度測定の精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による沸騰水型原子炉のボイド反応度係数測定装置の構成を示す図。
【図２】前記一実施形態による沸騰水型原子炉のボイド反応度係数測定装置の処理の流れを示すフローチャート。
【図３】本発明の他の実施の形態の沸騰水型原子炉のボイド反応度係数測定装置の構成図。
【図４】前記他の実施形態において動特性シミュレーションにより求めたボイド反応度係数と伝達特性特徴パラメータとの相関を示す図。
【図５】前記他の実施形態による沸騰水型原子炉のボイド反応度係数測定装置の相関式補正部の処理を説明する図。
【図６】従来の方法を説明する図。
【符号の説明】
１ 信号入力部
２ 伝達関数同定部
３ 伝達特性パラメータ演算部
４ ボイド反応度係数演算部
５ 相関式保存部
６ 出力表示部
７ 相関式補正部
８ 補正データ設定部
９ 補正演算部
１００ プラント信号
１０１ 時系列データ
１０２ 伝達関数データ
１０３ 伝達特性特徴パラメータ
１０４ 相関式
１０５ ボイド反応度係数計算結果
１０６ 補正データ
１０７ 補正相関式
Claims (9)
- 沸騰水型原子炉の中性子束信号と炉心流量信号の変動成分から、炉心流量を入力、中性子束を出力とする伝達関数を同定し、その伝達関数から伝達特性を特徴付ける複数の特徴パラメータの値を求め、その特徴パラメータ値をボイド反応度係数に変換する相関式を用いて特徴パラメータ値からボイド反応度係数を求めることを特徴とする沸騰水型原子炉のボイド反応度係数測定方法。
- 前記伝達関数は、中性子束信号、炉心流量信号、および炉心圧力信号の各変動成分から、炉心流量と炉心圧力を入力、中性子束を出力とする自己回帰モデルを同定し、そのモデルの係数を基に、炉心流量を入力、中性子束を出力として求めたものであることを特徴とする請求項１記載の沸騰水型原子炉のボイド反応度係数測定方法。
- 前記伝達特性の特徴パラメータ値をボイド反応度係数に変換する相関式は、動特性シミュレーションコードによりボイド反応度係数を変えて生成した時系列データから前記伝達特性の特徴パラメータ値を求め、ボイド反応度係数と特徴パラメータ値との関係を表わす近似式として求めたものであることを特徴とする請求項１または２記載の沸騰水型原子炉のボイド反応度係数測定方法。
- 前記伝達特性の特徴パラメータ値をボイド反応度係数に変換する相関式は、動特性シミュレーションコードによりボイド反応度係数を変えて生成した時系列データから前記伝達特性の特徴パラメータ値Θを求め、ボイド反応度係数Ｋと特徴パラメータ値Θとの関係を表わす近似式Ｋ＝Ｆ（Θ）を求め、ボイド反応度係数Ｋ０が既知の運転状態で測定された前記伝達特性の特徴パラメータΘに前記近似式Ｋ＝Ｆ（Θ）を適用して得られるボイド反応度係数測定値Ｋ１が前記既知の値Ｋ０に等しくなるように、前記近似式をＫ＝Ｆ（Θ）＋Ｋ０−Ｋ１と補正したものであることを特徴とする請求項１または２記載の沸騰水型原子炉のボイド反応度係数測定方法。
- 前記伝達特性の特徴パラメータは、前記伝達関数のゲインを周波数について積分した値、前記伝達関数のゲインの主要ピークの値、そのピーク周波数における減幅比あるいは減衰係数、前記伝達関数から算出した炉心流量の単位ステップ入力に対する中性子束の応答のオーバーシュート量、の全てあるいは複数個を含むことを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載の原子炉のボイド反応度係数測定方法。
- 沸騰水型原子炉の中性子束信号と炉心流量信号の変動成分を測定し時系列データに変換する信号入力部と、時系列データから炉心流量を入力、中性子束を出力とする伝達関数を同定する伝達関数同定部と、同定された伝達関数から伝達特性を特徴付ける複数の特徴パラメータの値を求める伝達特性パラメータ演算部と、伝達特性の特徴パラメータの値とボイド反応度係数との関係を相関式として保存した相関式保存部と、伝達特性の特徴パラメータの値を前記相関式に適用してボイド反応度係数を求めるボイド反応度係数演算部と、ボイド反応度係数の演算結果を測定値として出力表示する出力表示部とを備えたことを特徴とする沸騰水型原子炉のボイド反応度係数測定装置。
- 伝達特性パラメータ演算部の出力である伝達特性の特徴パラメータの値と、既知入力として与えられるボイド反応度係数から、相関式保存部に保存された相関式を補正する手段を有することを特徴とする請求項６記載の沸騰水型原子炉のボイド反応度係数測定装置。
- 前記伝達特性の特徴パラメータは、前記伝達関数のゲインを周波数について積分した値、前記伝達関数のゲインの主要ピークの値、そのピーク周波数における減幅比あるいは減衰係数、前記伝達関数から算出した炉心流量の単位ステップ入力に対する中性子束の応答のオーバーシュート量、の全てあるいは複数個を含むことを特徴とする請求項６または７記載の沸騰水型原子炉のボイド反応度係数測定装置。
- 沸騰水型原子炉において炉心流量に過渡変化を与えたときの中性子束信号と炉心流量信号を測定し、炉心流量を入力、中性子束を出力とする伝達関数を同定し、その伝達関数から伝達特性を特徴付ける複数の特徴パラメータの値を求め、その特徴パラメータ値をボイド反応度係数に変換する相関式を用いて特徴パラメータ値からボイド反応度係数を求めることを特徴とする沸騰水型原子炉のボイド反応度係数測定方法。
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