JP4388446B2 - Subcriticality evaluation apparatus, subcriticality evaluation method, and subcriticality evaluation program - Google Patents

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Description

本発明は、原子炉の未臨界度の評価に関するものである。   The present invention relates to the evaluation of the subcriticality of a nuclear reactor.

原子炉の運転においては、原子炉が臨界に到達したか否かを知ることが重要である。原子炉が臨界に到達したか否かを判定するためには、例えば、炉心の周辺に配置された中性子検出器からの出力信号を取得して、反応度ρとして表示する反応度計が用いられる(例えば特許文献1)。   In the operation of a nuclear reactor, it is important to know whether the nuclear reactor has reached criticality. In order to determine whether or not the nuclear reactor has reached criticality, for example, a reactivity meter that acquires an output signal from a neutron detector arranged around the core and displays it as the reactivity ρ is used. (For example, patent document 1).

特開平6−207997号公報JP-A-6-207997

しかし、反応度計は臨界の近傍においては精度よく反応度を求めることができるが、未臨界が深くなるにしたがって、反応度の測定精度は極めて低下する。このため、未臨界度が深い状態から臨界まで広範囲に使用することはできなかった。そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、未臨界から臨界までの広範囲にわたって未臨界度を評価できる未臨界度評価装置及び未臨界度評価方法、並びに未臨界度評価用プログラムを提供することを目的とする。   However, the reactivity meter can accurately obtain the reactivity in the vicinity of the criticality, but as the subcriticality becomes deeper, the measurement accuracy of the reactivity is extremely lowered. For this reason, it could not be used in a wide range from a deep subcriticality to a criticality. Therefore, the present invention has been made in view of the above, and a subcriticality evaluation apparatus, a subcriticality evaluation method, and a subcriticality evaluation program capable of evaluating subcriticality over a wide range from subcritical to critical. The purpose is to provide.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る未臨界度評価装置は、中性子検出器から取得した検出器信号と、空間補正係数とから、中性子密度を算出する中性子密度算出部と、ある定常炉心状態を初期状態としたときに前記中性子密度算出部によって求められた中性子密度と、前記初期状態における初期実効増倍率とから、中性子源強度を求める中性子源強度算出部と、前記中性子源強度と、前記中性子密度算出部が求めた、前記初期状態以降の炉心状態における中性子密度とを所定の一点炉動特性方程式に与えて、前記初期状態以降における炉心状態での実効増倍率を算出する実効増倍率算出部と、を含んで構成されることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the subcriticality evaluation apparatus according to the present invention calculates a neutron density from a detector signal acquired from a neutron detector and a spatial correction coefficient. A neutron source strength calculation unit for obtaining a neutron source strength from a neutron density obtained by the neutron density calculation unit when the steady state core state is an initial state, and an initial effective multiplication factor in the initial state, The neutron source strength and the neutron density calculated by the neutron density calculation unit are given to a predetermined single-point reactor dynamic characteristic equation after the initial state, and an effective multiplication factor in the core state after the initial state And an effective multiplication factor calculation unit that calculates

この未臨界度評価装置は、未臨界度の評価に実効増倍率を用いるとともに、実効増倍率を求めるための算出式である一点炉動特性方程式に中性子源強度を考慮するとともに、空間補正係数を用いて中性子密度を求める。これにより、未臨界度が深い場合でも、高い精度で実効増倍率を求めて、未臨界度を評価できる、その結果、未臨界から臨界までの広範囲にわたって未臨界度を評価できる。この場合、線源領域、中間領域検出用の中性子検出器を用いると、中性子束が小さい未臨界においても中性子を精度よく検出できるので、求める実効増倍率の精度をより向上できるので好ましい。   This subcriticality evaluation apparatus uses the effective multiplication factor for subcriticality evaluation, considers the neutron source strength in the one-point reactor dynamics equation that is a calculation formula for obtaining the effective multiplication factor, and sets the spatial correction coefficient. To determine the neutron density. Thus, even when the subcriticality is deep, the effective multiplication factor can be obtained with high accuracy and the subcriticality can be evaluated. As a result, the subcriticality can be evaluated over a wide range from subcritical to critical. In this case, it is preferable to use a neutron detector for detecting the source region and the intermediate region, since neutrons can be detected with high accuracy even in a subcritical state where the neutron flux is small, and the accuracy of the effective multiplication factor to be obtained can be further improved.

次の本発明に係る未臨界度評価装置は、前記未臨界度評価装置において、前記初期実効増倍率は、解析によって求められた値であることを特徴とする。   The subcriticality evaluation apparatus according to the present invention is characterized in that, in the subcriticality evaluation apparatus, the initial effective multiplication factor is a value obtained by analysis.

この未臨界度評価装置は、前記未臨界度評価装置と同様の構成を備えるので、前記未臨界度評価装置と同様の作用、効果を奏する。さらに、この未臨界度評価装置では、初期状態における実効増倍率に、解析によって求められた値を用いる。これにより、初期状態における実効増倍率を実測できない場合でも、未臨界度を評価できる。   Since the subcriticality evaluation apparatus has the same configuration as the subcriticality evaluation apparatus, the subcriticality evaluation apparatus has the same operations and effects as the subcriticality evaluation apparatus. Further, in this subcriticality evaluation apparatus, a value obtained by analysis is used for the effective multiplication factor in the initial state. Thereby, even when the effective multiplication factor in the initial state cannot be measured, the subcriticality can be evaluated.

次の本発明に係る未臨界度評価装置は、前記未臨界度評価装置において、評価対象が臨界に到達した後、前記評価対象の状態を、臨界到達前に設定した臨界近傍における基準状態と同じ状態とするとともに、この基準状態で求めた実効増倍率を修正実効増倍率として設定し、前記実効増倍率算出部は、前記修正実効増倍率に基づいて、既に求めた臨界到達までの実効増倍率を再計算することを特徴とする。   The subcriticality evaluation apparatus according to the present invention is the same as the reference state in the vicinity of the criticality set before reaching the criticality after the evaluation target reaches the criticality in the subcriticality evaluation apparatus. The effective multiplication factor obtained in this reference state is set as the corrected effective multiplication factor, and the effective multiplication factor calculation unit calculates the effective multiplication factor up to the already reached criticality based on the corrected effective multiplication factor. Is recalculated.

この未臨界度評価装置は、前記未臨界度評価装置と同様の構成を備えるので、前記未臨界度評価装置と同様の作用、効果を奏する。さらに、この未臨界度評価装置では、臨界近傍における基準状態で求めた修正実効増倍率に基づいて、既に求めた臨界到達までの実効増倍率を再計算する。これにより、臨界到達までの実効増倍率の精度が向上する。   Since the subcriticality evaluation apparatus has the same configuration as the subcriticality evaluation apparatus, the subcriticality evaluation apparatus has the same operations and effects as the subcriticality evaluation apparatus. Furthermore, this subcriticality evaluation apparatus recalculates the effective multiplication factor that has already been obtained based on the corrected effective multiplication factor obtained in the reference state near the criticality. This improves the accuracy of the effective multiplication factor up to the criticality.

次の本発明に係る未臨界度評価方法は、未臨界の定常炉心状態を初期状態として設定し、前記初期状態における初期実効増倍率と、空間補正係数を用いて算出する前記初期状態における初期中性子密度と、前記初期実効増倍率と前記初期中性子密度とから算出する中性子源強度とを求める手順と、前記中性子源強度と、前記初期状態以降の炉心状態における中性子密度とを所定の一点炉動特性方程式に与えて、前記初期状態以降における炉心状態での実効増倍率を算出する手順と、を含むことを特徴とする。 The following subcriticality evaluation method according to the present invention sets a subcritical steady state core state as an initial state, and calculates initial neutrons in the initial state calculated using an initial effective multiplication factor and a spatial correction coefficient in the initial state. A procedure for obtaining a density, a neutron source intensity calculated from the initial effective multiplication factor and the initial neutron density, a neutron source intensity, and a neutron density in a core state after the initial state, and a predetermined one-point reactor dynamic characteristic And a procedure for calculating an effective multiplication factor in the core state after the initial state by giving an equation .

この未臨界度評価方法は、未臨界度の評価に実効増倍率を用いるとともに、実効増倍率を求めるための算出式である一点炉動特性方程式に中性子源強度を考慮するとともに、空間補正係数を用いて中性子密度を求める。これにより、未臨界度が深い場合でも、高い精度で実効増倍率を求めて、未臨界度を評価できる、その結果、未臨界から臨界までの広範囲にわたって未臨界度を評価できる。   This subcriticality evaluation method uses the effective multiplication factor for subcriticality evaluation, considers the neutron source strength in the single-point reactor dynamics equation, which is a calculation formula for obtaining the effective multiplication factor, and sets the spatial correction coefficient. To determine the neutron density. Thus, even when the subcriticality is deep, the effective multiplication factor can be obtained with high accuracy and the subcriticality can be evaluated. As a result, the subcriticality can be evaluated over a wide range from subcritical to critical.

次の本発明に係る未臨界度評価方法は、前記未臨界度評価方法において、前記初期実効増倍率は、解析によって求められた値であることを特徴とする。   The following subcriticality evaluation method according to the present invention is characterized in that, in the subcriticality evaluation method, the initial effective multiplication factor is a value obtained by analysis.

この未臨界度評価方法は、前記未臨界度評価方法と同様の構成を備えるので、前記未臨界度評価方法と同様の作用、効果を奏する。さらに、この未臨界度評価方法では、初期状態における実効増倍率に、解析によって求められた値を用いる。これにより、初期状態における実効増倍率を実測できない場合でも、未臨界度を評価できる。   Since the subcriticality evaluation method has the same configuration as the subcriticality evaluation method, the subcriticality evaluation method has the same operations and effects as the subcriticality evaluation method. Further, in this subcriticality evaluation method, a value obtained by analysis is used for the effective multiplication factor in the initial state. Thereby, even when the effective multiplication factor in the initial state cannot be measured, the subcriticality can be evaluated.

次の本発明に係る未臨界度評価方法は、前記未臨界度評価方法において、評価対象が臨界に到達した後、前記評価対象の状態を、臨界到達前に設定した臨界近傍における基準状態と同じ状態とするとともに、この基準状態で求めた実効増倍率を修正実効増倍率として設定する手順と、前記修正実効増倍率に基づいて、既に求めた臨界到達までの実効増倍率を再計算する手順と、をさらに含むことを特徴とする。   The subcriticality evaluation method according to the present invention is the same as the reference state in the vicinity of the criticality set before reaching the criticality after the evaluation target reaches the criticality in the subcriticality evaluation method. And a procedure for setting the effective multiplication factor obtained in the reference state as a corrected effective multiplication factor, and a procedure for recalculating the effective multiplication factor that has already been obtained based on the corrected effective multiplication factor. , Further included.

この未臨界度評価方法は、前記未臨界度評価方法と同様の構成を備えるので、前記未臨界度評価方法と同様の作用、効果を奏する。さらに、この未臨界度評価方法では、臨界近傍における基準状態で求めた修正実効増倍率に基づいて、既に求めた臨界到達までの実効増倍率を再計算する。これにより、臨界到達までの実効増倍率の精度が向上する。   Since the subcriticality evaluation method has the same configuration as the subcriticality evaluation method, the subcriticality evaluation method has the same operations and effects as the subcriticality evaluation method. Further, in this subcriticality evaluation method, the effective multiplication factor up to the already reached criticality is recalculated based on the corrected effective multiplication factor obtained in the reference state near the criticality. This improves the accuracy of the effective multiplication factor up to the criticality.

前記修正実効増倍率は、次の本発明に係る未臨界度評価方法のように、評価対象が臨界に到達したときに求めた中性子源強度により前記所定の一点炉動特性方程式を再設定する手順と、再設定した前記所定の一点炉動特性方程式に、前記基準状態において求めた中性子密度を与えて求めた実効増倍率を前記修正実効増倍率とする手順と、によって設定してもよい。 The modified effective multiplication factor is a procedure for resetting the predetermined one-point reactor dynamic characteristic equation based on the neutron source strength obtained when the evaluation target reaches criticality, as in the subcriticality evaluation method according to the present invention described below. And the procedure for setting the effective multiplication factor obtained by giving the neutron density obtained in the reference state to the predetermined one-point reactor dynamic characteristic equation that is set as the corrected effective multiplication factor.

次の本発明に係る未臨界度評価用プログラムは、前記未臨界度評価方法を、コンピュータに実行させることを特徴とする。これにより、前述の未臨界度評価方法が、コンピュータを利用して実現できる。なお、ここでいうコンピュータとは、いわゆるパーソナル・コンピュータやワークステーション等の汎用コンピュータを含む他、計測機器や制御機器等に搭載される、当該機器の仕様に合わせて専用設計された中央演算装置も含む。   The following subcriticality evaluation program according to the present invention causes a computer to execute the subcriticality evaluation method. Thereby, the above-mentioned subcriticality evaluation method can be realized using a computer. The computer here includes general-purpose computers such as so-called personal computers and workstations, as well as a central processing unit specially designed according to the specifications of the equipment, which is mounted on measurement equipment, control equipment, etc. Including.

この発明に係る未臨界度評価装置及び未臨界度評価方法、並びに未臨界度評価用プログラムでは、未臨界から臨界までの広範囲にわたって未臨界度を評価できる。   With the subcriticality evaluation apparatus, the subcriticality evaluation method, and the subcriticality evaluation program according to the present invention, the subcriticality can be evaluated over a wide range from subcritical to critical.

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための最良の形態によってこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。本発明は、すべての種類の原子炉に適用することができる。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the best mode for carrying out the invention. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art or those that are substantially the same. The present invention can be applied to all types of nuclear reactors.

この実施例に係る未臨界度評価装置及び未臨界度評価方法は、未臨界度の評価尺度として反応度ではなく実効増倍率を用いるとともに、実効増倍率を求めるための算出式である一点炉動特性方程式に中性子源強度を考慮するとともに、空間補正係数を用いて中性子密度を求める点に特徴がある。   The subcriticality evaluation apparatus and the subcriticality evaluation method according to this embodiment use an effective multiplication factor instead of a reactivity as a subcriticality evaluation scale, and a one-point reactor operation that is a calculation formula for obtaining an effective multiplication factor. The characteristic equation is characterized in that the neutron source strength is taken into account and the neutron density is obtained using a spatial correction coefficient.

図1−1は、原子炉の炉心に対する中性子検出器の配置を示す平面図である。図1−2は、原子炉の炉心に対する中性子検出器の配置を示す側面図である。原子炉7の運転においては、炉心1の周囲に配置した中性子検出器により、炉心1から放射される中性子を検出し、原子炉7の運転を制御する。原子炉7の運転においては、線源領域(SR:Source Range)、中間領域(IR:Intermediate Range)及び出力領域(PR:Power Range)それぞれの領域で中性子検出が可能な中性子検出器を用意するとともに、それぞれの中性子検出器の測定レンジをオーパラップさせる。これにより、原子炉7の運転に必要な幅広い測定レンジを十分にカバーすることができる。原子炉の定格出力を100%とすると、SR中性子検出器は10−9%〜10−3%、IR中性子検出器は10−6%〜10%、PR中性子検出器は10−2%〜10%程度の範囲で用いることができる。 FIG. 1-1 is a plan view showing the arrangement of neutron detectors with respect to the reactor core. FIG. 1-2 is a side view showing the arrangement of the neutron detector with respect to the core of the nuclear reactor. In the operation of the nuclear reactor 7, neutrons emitted from the core 1 are detected by a neutron detector arranged around the core 1, and the operation of the nuclear reactor 7 is controlled. In the operation of the nuclear reactor 7, a neutron detector capable of detecting neutrons is prepared in each of a source region (SR), an intermediate region (IR), and an output region (PR: Power Range). At the same time, the measurement range of each neutron detector is overlapped. Thereby, the wide measurement range required for the operation of the nuclear reactor 7 can be sufficiently covered. If the rated power of the reactor is 100%, the SR neutron detector is 10 −9 % to 10 −3 %, the IR neutron detector is 10 −6 % to 10 2 %, and the PR neutron detector is 10 −2 % to It can be used in the range of about 10 3 %.

この実施例において、出力領域においては出力領域用の中性子検出器2(以下PR2)により中性子を検出し、中間領域においては中間領域用の中性子検出器3(以下IR3)により中性子を検出し、線源領域においては線源領域用の中性子検出器4(以下SR4)により中性子を検出する。図1−1に示すように、炉心1の中心軸Zに直交する断面内において、PR2やIR3等の配置される位置は、前記中心軸Zに対するある位置を0°としたときにおいて、当該0°の位置からの傾き角度で表す。   In this embodiment, neutrons are detected by an output region neutron detector 2 (hereinafter PR2) in the output region, and neutrons are detected by an intermediate region neutron detector 3 (hereinafter IR3) in the intermediate region. In the source region, neutrons are detected by a neutron detector 4 (hereinafter referred to as SR4) for the source region. As shown in FIG. 1A, in the cross section perpendicular to the central axis Z of the core 1, the positions where PR2 and IR3 are arranged are 0 when a certain position with respect to the central axis Z is 0 °. Expressed as the angle of inclination from the position of °.

PR2は、炉心1が格納される圧力容器5の外側であって、45°、135°、225°及び315°の位置の合計4個所に配置される。IR3とSR4とは、0°及び180°の位置に配置される。図1−2に示すように、PR2は、中心軸Zに対して平行に、かつ炉心1の全長にわたって中性子が検出できるように配置される。IR3とSR4とは、炉心1の中心軸Zに対して平行に、かつ、炉心1の中心軸Z方向における全長のほぼ中央に配置される。   PR2 is arranged outside the pressure vessel 5 in which the core 1 is stored, and is arranged at a total of four positions of 45 °, 135 °, 225 °, and 315 °. IR3 and SR4 are arranged at 0 ° and 180 ° positions. As shown in FIG. 1-2, PR2 is arranged in parallel to the central axis Z so that neutrons can be detected over the entire length of the core 1. IR3 and SR4 are arranged in parallel to the central axis Z of the core 1 and at substantially the center of the entire length in the direction of the central axis Z of the core 1.

PR2、IR3及びSR4は、この実施例に係る未臨界度評価装置10に接続され、出力が取得される。未臨界度評価装置10は、取得した出力値から、実効増倍率を算出する。次に、この実施例に係る未臨界度評価装置10の構成について説明する。図2は、この実施例に係る未臨界度評価装置の構成を示す説明図である。この実施例に係る未臨界度評価方法は、この実施例に係る未臨界度評価装置10によって実現できる。   PR2, IR3, and SR4 are connected to the subcriticality evaluation apparatus 10 according to this embodiment, and an output is acquired. The subcriticality evaluation apparatus 10 calculates an effective multiplication factor from the acquired output value. Next, the configuration of the subcriticality evaluation apparatus 10 according to this embodiment will be described. FIG. 2 is an explanatory diagram showing the configuration of the subcriticality evaluation apparatus according to this embodiment. The subcriticality evaluation method according to this embodiment can be realized by the subcriticality evaluation apparatus 10 according to this embodiment.

図2に示すように、未臨界度評価装置10は、入力処理回路11と、入力ポート12と、処理部20と、記憶部25と、出力ポート13と、出力処理回路14と、表示手段16とを含んで構成される。処理部20は、例えば、CPU(Central Processing Unit:中央演算装置)とメモリとを組み合わせて構成することができる。処理部20は、中性子密度算出部21と、中性子源強度算出部22と、実効増倍率算出部23と、制御部24とを含んで構成される。このうち、中性子密度算出部21と、中性子源強度算出部22と、実効増倍率算出部23とが、この実施例に係る未臨界度評価方法を実行する部分となる。   As shown in FIG. 2, the subcriticality evaluation apparatus 10 includes an input processing circuit 11, an input port 12, a processing unit 20, a storage unit 25, an output port 13, an output processing circuit 14, and a display unit 16. It is comprised including. The processing unit 20 can be configured by combining, for example, a CPU (Central Processing Unit) and a memory. The processing unit 20 includes a neutron density calculation unit 21, a neutron source intensity calculation unit 22, an effective multiplication factor calculation unit 23, and a control unit 24. Among these, the neutron density calculation part 21, the neutron source intensity calculation part 22, and the effective multiplication factor calculation part 23 are parts for executing the subcriticality evaluation method according to this embodiment.

処理部と、記憶部25とは、バス15〜15と入力ポート12及び出力ポート13とを介して接続される。これにより、未臨界度評価装置10の処理部を構成する中性子密度算出部21と中性子源強度算出部22と実効増倍率算出部23とは、相互に制御データをやり取りしたり、一方に命令を出したりできるように構成される。 The processing unit and the storage unit 25 are connected via the buses 15 1 to 15 3 , the input port 12, and the output port 13. As a result, the neutron density calculation unit 21, the neutron source intensity calculation unit 22, and the effective multiplication factor calculation unit 23 that constitute the processing unit of the subcriticality evaluation apparatus 10 exchange control data with each other, or issue commands to one of them. It can be put out.

入力ポート12には、入力処理回路11が接続されている。入力処理回路11には、IR3及びSR4が接続されている。そして、IR3及びSR4から出力される信号は、入力処理回路11に備えられるノイズフィルタやA/Dコンバータ等により、処理部20が利用できる信号に変換されてから、入力ポート12を介して処理部20へ送られる。これにより、処理部20は、実効増倍率を求めるために必要な情報を取得することができる。   An input processing circuit 11 is connected to the input port 12. The input processing circuit 11 is connected to IR3 and SR4. The signals output from IR3 and SR4 are converted into signals that can be used by the processing unit 20 by a noise filter, an A / D converter, or the like provided in the input processing circuit 11, and then processed through the input port 12. 20 is sent. Thereby, the process part 20 can acquire information required in order to obtain | require an effective multiplication factor.

出力ポート13には、出力処理回路14が接続されている。出力処理回路14には、表示手段16や、外部出力用の端子が接続されている。出力処理回路14は、表示手段制御回路や、信号増幅回路等を備えており、処理部20で算出された実効増倍率や反応度を、表示手段16に表示させたり、外部機器へ出力したりする。表示手段16は、例えば液晶表示パネルやCRT(Cathode Ray Tube)等を用いることができる。   An output processing circuit 14 is connected to the output port 13. The output processing circuit 14 is connected to a display means 16 and an external output terminal. The output processing circuit 14 includes a display means control circuit, a signal amplification circuit, and the like, and displays the effective multiplication factor and reactivity calculated by the processing unit 20 on the display means 16 or outputs them to an external device. To do. As the display means 16, for example, a liquid crystal display panel, a CRT (Cathode Ray Tube) or the like can be used.

記憶部25には、この実施例に係る未臨界度評価方法の処理手順を含むコンピュータプログラムや実効増倍率の初期値を推定するためのコンピュータプログラム等が格納されている。ここで、記憶部25は、RAM(Random Access Memory)のような揮発性のメモリ、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成することができる。   The storage unit 25 stores a computer program including a processing procedure of the subcriticality evaluation method according to this embodiment, a computer program for estimating an initial value of the effective multiplication factor, and the like. Here, the storage unit 25 can be configured by a volatile memory such as a RAM (Random Access Memory), a nonvolatile memory such as a flash memory, or a combination thereof.

上記コンピュータプログラムは、処理部20へすでに記録されているコンピュータプログラムと組み合わせによって、この実施例に係る未臨界度評価方法の処理手順を実現できるものであってもよい。また、この未臨界度評価装置10は、前記コンピュータプログラムの代わりに専用のハードウェアを用いて、中性子密度算出部21、中性子源強度算出部22及び実効増倍率算出部23の機能を実現するものであってもよい。   The computer program may be capable of realizing the processing procedure of the subcriticality evaluation method according to this embodiment in combination with the computer program already recorded in the processing unit 20. The subcriticality evaluation apparatus 10 implements the functions of a neutron density calculation unit 21, a neutron source intensity calculation unit 22, and an effective multiplication factor calculation unit 23 using dedicated hardware instead of the computer program. It may be.

また、この実施例に係る未臨界度評価方法は、予め用意された未臨界度評価用プログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーション、あるいはプラント制御用コンピュータ等のコンピュータシステムで実行することによって実現することもできる。また、このプログラムは、ハードディスク等の記録装置、フレキシブルディスク(FD)、ROM、CD−ROM、MO、DVDなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器などのハードウェアを含むものとする。   In addition, the subcriticality evaluation method according to this embodiment may be realized by executing a prepared subcriticality evaluation program on a computer system such as a personal computer, a workstation, or a plant control computer. it can. The program is recorded on a computer-readable recording medium such as a recording device such as a hard disk, a flexible disk (FD), ROM, CD-ROM, MO, and DVD, and is executed by being read from the recording medium by the computer. You can also The “computer system” here includes an OS and hardware such as peripheral devices.

また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」には、インターネットなどのネットワークや電話回線などの通信回線網を解してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものを含むものとする。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。次に、この実施例に係る未臨界度評価装置10及び実効倍増率測定方法で用いる、実効増倍率の算出方法について説明する。   In addition, the “computer-readable recording medium” can be programmed dynamically for a short time, such as a communication line when a program is transmitted through a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. Such as a volatile memory inside a computer system serving as a server or a client in that case, and a program that holds a program for a certain period of time. Further, the program may be for realizing a part of the functions described above, and may be capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in the computer system. Next, a method for calculating the effective multiplication factor used in the subcriticality evaluation apparatus 10 and the effective multiplication factor measuring method according to this embodiment will be described.

式(1−1)、式(1−2)は、この実施例に係る未臨界度評価において、実効増倍率を求めるための算出式である一点炉動特性方程式である。なお、式中のΣは「和」を表す(以下同様)。
dn/dt={(1−β)×k−1}×n/l+Σ(λi×Ci)[i=1〜6]+S・・・(1−1)
dCi/dt=βi×k×n/l−λi×Ci[i=1〜6]・・・(1−2)
この実施例では、式(1−1)、式(1−2)を連立させて解くことにより、kを求める。ここで、nは中性子密度、tは時間、Cは遅発中性子先行核濃度、Sは中性子源強度、λは遅発中性子先行核崩壊定数、βは遅発中性子先行核比率、lは即発中性子寿命、kは実効増倍率である(以下同様)。ここで、従来用いられている、いわゆる反応度計は臨界近傍で用いるため、中性子源強度Sは用いられていない。このため、従来の反応度計では、臨界近傍しか測定ができなかった。また、この実施例に係る未臨界度評価では反応度ρを用いず、実効増倍率kを用いる。
Expressions (1-1) and (1-2) are one-point furnace dynamic characteristic equations that are calculation expressions for obtaining an effective multiplication factor in the subcriticality evaluation according to this embodiment. In the formula, Σ represents “sum” (the same applies hereinafter).
dn / dt = {(1-β) × k−1} × n / l + Σ (λi × Ci) [i = 1 to 6] + S (1-1)
dCi / dt = [beta] i * k * n / l- [lambda] i * Ci [i = 1-6] (1-2)
In this embodiment, k is obtained by solving equations (1-1) and (1-2) simultaneously. Where n is the neutron density, t is the time, C is the concentration of the delayed neutron precursor nucleus, S is the neutron source intensity, λ is the delayed neutron precursor nuclear decay constant, β is the delayed neutron precursor nucleus ratio, and l is the prompt neutron Life and k are effective multiplication factors (the same applies hereinafter). Here, since the so-called reactivity meter used conventionally is used in the vicinity of the criticality, the neutron source intensity S is not used. For this reason, the conventional reactivity meter can measure only near the criticality. In the subcriticality evaluation according to this example, the effective multiplication factor k is used without using the reactivity ρ.

従来用いられている反応度計は、反応度を求めるために即発中性子世代時間Λ(=l/k)を用いた基本式を使用しているので、体系の増倍率によりΛの値が変化する。このように、臨界近傍であれば定数とみなすことができるΛを未臨界が深い状態で用いた場合には、求まる反応度に誤差が生じてしまう。この実施例に係る未臨界度評価装置10は、式(1−1)、式(1−2)に示すように、即発中性子世代時間Λではなく、体系の増倍率に依存しない即発中性子寿命lを用いる。これにより、前記誤差が生ずることはなく、未臨界が深い状態から臨界近傍まで、より正確に実効増倍率kを求めることができる。   Since the reactivity meter used in the past uses the basic formula using the prompt neutron generation time Λ (= l / k) to obtain the reactivity, the value of Λ varies depending on the multiplication factor of the system. . Thus, when Λ, which can be regarded as a constant in the vicinity of the criticality, is used in a state where the subcriticality is deep, an error occurs in the obtained reactivity. The subcriticality evaluation apparatus 10 according to this embodiment has an immediate neutron lifetime l that does not depend on the multiplication factor of the system, but not the prompt neutron generation time Λ, as shown in equations (1-1) and (1-2). Is used. As a result, the error does not occur, and the effective multiplication factor k can be determined more accurately from the subcritical state to the critical vicinity.

定常状態においては、式(2)の関係が成立する位置に中性子検出器を設置することにより、未臨界体系で反応度を測定できることが分かっている。
(1−k)×n=l×S=一定・・・(2)
この実施例に係る未臨界度評価では、IR3又はSR4により測定された検出器信号φdetを、未臨界度評価装置10内のノイズフィルタによってノイズを除去する。そして、ノイズ除去後の検出器信号φdetから炉心平均中性子密度を求めるための空間補正係数SFを用いて、第(3)式から中性子密度nを求める。
n=φdet/SF・・・(3)
ここで、空間補正係数SFは、∫ωφdV/∫φdVと定義される。ωは、炉心に装荷される各燃料集合体で発生した中性子が中性子検出器に到達する割合を示し、中性子輸送計算コードにより解析的に確定される。また、φは各燃料集合体の位置における中性子束、Vは炉心の体積を表す。
It has been found that in a steady state, the reactivity can be measured in a subcritical system by installing a neutron detector at a position where the relationship of Equation (2) is established.
(1-k) × n = 1 × S = constant (2)
In the subcriticality evaluation according to this embodiment, noise is removed from the detector signal φ det measured by IR3 or SR4 by a noise filter in the subcriticality evaluation apparatus 10. Then, the neutron density n is obtained from the equation (3) using the spatial correction coefficient SF for obtaining the core average neutron density from the detector signal φ det after noise removal.
n = φ det / SF (3)
Here, the spatial correction coefficient SF is defined as ∫ωφdV / ∫φdV. ω indicates the rate at which neutrons generated in each fuel assembly loaded in the core reach the neutron detector, and is analytically determined by the neutron transport calculation code. Φ represents the neutron flux at the position of each fuel assembly, and V represents the volume of the core.

前記空間補正係数SFを用いて、検出器信号φdetに対して上記補正をすることにより、中性子検出器(IR3やSR4)の位置に依存することなく、上記一点炉動特性方程式が成り立つ。その結果、未臨界状態でも実効増倍率kを測定することができるので、リアルタイムで未臨界状態における実効増倍率k、すなわち、反応度ρを評価できる。なお、反応度ρと実効増倍率kとは、ρ=(k−1)/kの関係がある。この実施例では、未臨界度を評価するにあたって実効増倍率kを測定するが、未臨界状態で実効増倍率kが測定できるということは、反応度ρも測定できる。 By making the above correction on the detector signal φ det using the spatial correction coefficient SF, the one-point reactor dynamic characteristic equation is established without depending on the position of the neutron detector (IR3 or SR4). As a result, since the effective multiplication factor k can be measured even in the subcritical state, the effective multiplication factor k in the subcritical state, that is, the reactivity ρ can be evaluated in real time. The reactivity ρ and the effective multiplication factor k have a relationship of ρ = (k−1) / k. In this embodiment, the effective multiplication factor k is measured in evaluating the subcriticality. However, the fact that the effective multiplication factor k can be measured in the subcritical state can also measure the reactivity ρ.

また、中性子源強度Sは、ある基底定常炉心状態において、上記第(2)式が成り立つため、この基底定常炉心状態における実効増倍率(初期実効増倍率)k=k 、中性子密度をnとすると、このときの中性子源強度Sは第(4)式のように推定することができる。
S=(1−k )×n/l・・・(4)
ここで、k は、例えば3次元炉心解析等によって求められた値を用い、中性子密度nは、中性子検出器(IR3やSR4)の出力信号値を上記第(3)式に与えることによって求められた値を用いる。
Further, the neutron source intensity S is obtained by the above equation (2) in a certain base steady state core state. Therefore, the effective multiplication factor (initial effective multiplication factor) k = k 0 C in this base steady state core state, and the neutron density n If it is set to 0 , the neutron source intensity S at this time can be estimated as shown in Equation (4).
S = (1-k 0 C ) × n 0 / l (4)
Here, k 0 C uses, for example, a value obtained by three-dimensional core analysis or the like, and neutron density n 0 gives the output signal value of the neutron detector (IR3 or SR4) to the above equation (3). The value obtained by is used.

この実施例において、ある基底定常炉心状態における実効増倍率k は解析によって求めるため、k を基準として得られた中性子源強度Sを用いて求めるある基底定常炉心状態以降の実効増倍率には、実効増倍率k を求める際の計算誤差による影響が含まれる。この計算誤差による影響を取り除くため、この実施例においては、臨界到達後に、中性子源強度Sの影響が無視できる中性子束のレベルにおいて、新たな基準となる修正実効増倍率k を実測し、これに基づいて既に求めた実効増倍率を再計算することで、実効増倍率の精度を向上させ、未臨界度の評価精度を向上させることができる。次に、この実施例に係る未臨界度評価方法及び未臨界度評価装置10の動作について説明する。なお、次の説明においては、適宜図1、図2を参照されたい。 In this embodiment, since the effective multiplication factor k 0 C in a certain basal steady state core state is obtained by analysis, the effective multiplication factor after a certain basal steady state core state obtained using the neutron source intensity S obtained with k 0 C as a reference is used. Includes an influence due to a calculation error in obtaining the effective multiplication factor k 0 C. In order to remove the influence due to the calculation error, in this embodiment, after reaching the criticality, the corrected effective multiplication factor k 0 t as a new reference is measured at a neutron flux level where the influence of the neutron source intensity S can be ignored, By recalculating the effective multiplication factor already obtained based on this, the accuracy of the effective multiplication factor can be improved and the evaluation accuracy of the subcriticality can be improved. Next, the operation of the subcriticality evaluation method and the subcriticality evaluation apparatus 10 according to this embodiment will be described. In the following description, please refer to FIGS. 1 and 2 as appropriate.

図3は、この実施例に係る未臨界度評価方法の手順を示すフローチャートである。また、図4は、この実施例に係る未臨界度評価方法の手順を説明する概略図である。この実施例に係る未臨界度評価を実行するにあたり、まず、未臨界における、ある定常炉心状態を初期状態とする。そして、このときの実効増倍率をk=k (初期実効増倍率)として、例えば3次元炉心解析等のコンピュータシミュレーションによりk を算出する(ステップS101)。k は、この実施例に係る未臨界度評価装置10の処理部20が備える実効増倍率算出部23により求めてもよいし、これとは別個のコンピュータシステム等によって求めてもよい。 FIG. 3 is a flowchart showing the procedure of the subcriticality evaluation method according to this embodiment. FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the procedure of the subcriticality evaluation method according to this embodiment. In performing the subcriticality evaluation according to this embodiment, first, a certain steady state core state in the subcritical state is set as an initial state. Then, assuming that the effective multiplication factor at this time is k = k 0 C (initial effective multiplication factor), k 0 C is calculated by computer simulation such as three-dimensional core analysis (step S101). k 0 C may be obtained by the effective multiplication factor calculation unit 23 provided in the processing unit 20 of the subcriticality evaluation apparatus 10 according to this embodiment, or may be obtained by a separate computer system or the like.

次に、処理部20が備える中性子密度算出部21は、中性子検出器であるSR4又はIR3から、SR4又はIR3が検出した中性子束に関する情報である検出器信号φdet0を取得する(ステップS102)。未臨界度が深い場合、中性子密度算出部21はSR4から検出器信号φdetを取得し、ある程度臨界に近くなったらIR3から検出器信号φdet0を取得する。このように、SR4又はIR3を用いることで、γ補正が不要になるとともに、中性子束が小さい場合でも、中性子束の検出精度が向上する。 Next, the neutron density calculation unit 21 included in the processing unit 20 acquires a detector signal φ det0 that is information on the neutron flux detected by the SR4 or IR3 from the SR4 or IR3 that is a neutron detector (step S102). When the subcriticality is deep, the neutron density calculation unit 21 acquires the detector signal φ det from SR4, and acquires the detector signal φ det0 from IR3 when it becomes close to a certain degree of criticality. Thus, using SR4 or IR3 eliminates the need for γ correction and improves the detection accuracy of the neutron flux even when the neutron flux is small.

中性子密度算出部21が検出器信号φdet0を取得したら(ステップS102)、中性子密度算出部21は、上記第(3)式を用いて、初期状態における中性子密度(初期中性子密度)nを求める(ステップS103)。次に、処理部20が備える中性子源強度算出部22は、初期状態における実効増倍率k と、ステップS103で求めた初期状態における中性子密度nとを用いて、上記第(4)式から中性子源強度Sを求める(ステップS104)。次に、この中性子源強度Sを用いて、初期状態直後の炉心状態(第1状態)における仮の実効増倍率k’を求める。 When the neutron density calculation unit 21 acquires the detector signal φ det0 (step S102), the neutron density calculation unit 21 obtains the neutron density (initial neutron density) n 0 in the initial state using the above equation (3). (Step S103). Next, the neutron source intensity calculation unit 22 included in the processing unit 20 uses the effective multiplication factor k 0 C in the initial state and the neutron density n 0 in the initial state obtained in step S103, the above equation (4) The neutron source intensity S is obtained from (S104). Next, using this neutron source intensity S, a provisional effective multiplication factor k 1 ′ in the core state (first state) immediately after the initial state is obtained.

ここで、「仮の」とした意味について説明する。前記第1状態やそれ以降の炉心状態において実効増倍率を求める際には、ステップS104で求めた中性子源強度Sを用いる。上記ステップS101〜S104から分かるように、この中性子源強度Sには、解析で求めた初期状態における実効増倍率k が使用されている。したがって、前記第1状態以降における実効増倍率には、初期状態における実効増倍率k を求める際の計算誤差による影響が含まれるので、第1状態以降における実効増倍率を「仮の」実効増倍率と称する。 Here, the meaning of “temporary” will be described. When obtaining the effective multiplication factor in the first state or the subsequent core state, the neutron source intensity S obtained in step S104 is used. As can be seen from steps S101 to S104, the effective multiplication factor k 0 C in the initial state obtained by analysis is used for the neutron source intensity S. Therefore, the effective multiplication factor after the first state includes an influence due to a calculation error when obtaining the effective multiplication factor k 0 C in the initial state. Therefore, the effective multiplication factor after the first state is set to the “temporary” effective multiplication factor. This is called multiplication factor.

次に、中性子密度算出部21は、中性子検出器であるSR4又はIR3から、SR4又はIR3が検出した中性子に関する情報である検出器信号φdet1を取得する(ステップS105)。そして、中性子密度算出部21は、この検出器信号φdet1を上記第(3)式に与えて、第1状態における中性子密度nを求める(ステップS105)。次に、処理部20が備える実効増倍率算出部23は、ステップS105で求めた中性子密度nと、ステップS104で求めた中性子源強度Sとを式(1−1)、式(1−2)に与える。すると、式(1−1)、式(1−2)は次のようになる。
dn/dt={(1−β)×k’−1}×n/l+Σ(λi×Ci)[i=1〜6]+S・・・(1−1)’
dCi/dt=βi×k’×n/l−λi×Ci[i=1〜6]・・・(1−2)’
そして、実効増倍率算出部23は、上記式(1−1)’、式(1−2)’を連立させて解き、第1状態における仮の実効増倍率k’を求める(ステップS106)。
Next, the neutron density calculation unit 21 acquires a detector signal φ det1 that is information on neutrons detected by SR4 or IR3 from SR4 or IR3 that is a neutron detector (step S105). Then, the neutron density calculation unit 21 gives the detector signal φ det1 to the above equation (3) to obtain the neutron density n 1 in the first state (step S105). Next, the effective multiplication factor calculation unit 23 included in the processing unit 20 calculates the neutron density n 1 obtained in step S105 and the neutron source intensity S obtained in step S104 using the equations (1-1) and (1-2). ). Then, Formula (1-1) and Formula (1-2) are as follows.
dn 1 / dt = {(1 -β) × k 1 '-1} × n 1 / l + Σ (λi × Ci) [i = 1~6] + S ··· (1-1)'
dCi / dt = βi × k 1 ′ × n 1 / l−λi × Ci [i = 1 to 6] (1-2) ′
Then, the effective multiplication factor calculation unit 23 solves the above equations (1-1) ′ and (1-2) ′ simultaneously to obtain a temporary effective multiplication factor k 1 ′ in the first state (step S106). .

同様に、原子炉7が臨界近傍になるまで第1状態以降における仮の実効増倍率を求める(ステップS107;No)。このように、この実施例に係る未臨界度評価では、従来の中性子源増倍法とは異なり、未臨界度が深い状態からリアルタイムで連続的に実効増倍率を取得して未臨界度を評価することができる。より具体的には、およそ10%程度の未臨界から評価できる。これにより、従来の中性子源増倍法と比較して、迅速に未臨界状態を評価して、原子炉7が臨界へ到達するまでの時間を格段に短縮することができる。   Similarly, a provisional effective multiplication factor in the first state and thereafter is obtained until the reactor 7 is close to the criticality (step S107; No). Thus, in the subcriticality evaluation according to this embodiment, unlike the conventional neutron source multiplication method, the subcriticality is evaluated by acquiring the effective multiplication factor continuously in real time from the deep subcriticality state. can do. More specifically, it can be evaluated from subcriticality of about 10%. Thereby, compared with the conventional neutron source multiplication method, the subcritical state can be evaluated quickly, and the time until the reactor 7 reaches the criticality can be remarkably shortened.

臨界近傍になるまで仮の実効増倍率を求めたら(ステップS107;Yes)、未臨界度評価装置10は、臨界近傍の状態で、仮の実効増倍率を再計算するためのデータを取得する(ステップS108)。このときのデータは、検出器信号φdetjの他に、原子炉7の炉心1の臨界に関する情報も取得する。例えば、制御棒の引き抜き情報や冷却水のホウ素濃度等である。これらの情報は、臨界到達後にこれまで求めてきた仮の実効増倍率k’を再計算するために必要となる。すなわち、このときの原子炉7の状態が、再計算のための基準状態となる。ここで、−100pcm程度であれば、本実施例において「臨界近傍」となる。 When the provisional effective multiplication factor is obtained until the vicinity of the criticality is obtained (step S107; Yes), the subcriticality evaluation apparatus 10 acquires data for recalculating the provisional effective multiplication factor in the vicinity of the criticality ( Step S108). The data at this time also obtains information about the criticality of the core 1 of the nuclear reactor 7 in addition to the detector signal φ detj . For example, control rod drawing information, cooling water boron concentration, and the like. These pieces of information are necessary for recalculating the provisional effective multiplication factor k ′ obtained so far after reaching the criticality. That is, the state of the reactor 7 at this time becomes a reference state for recalculation. Here, if it is about -100 pcm, it will be "near criticality" in a present Example.

原子炉7が臨界に到達したら、これまで仮の実効増倍率k’の算出に用いていた算出式を再設定する(ステップS109)。まず、臨界時における検出器出力φdet(k=1)を取得して中性子密度n(k=1)を求める。このとき、炉心1から放射される中性子束は、中性子源強度Sの影響を受けない中性子束の大きさとする。次に、式(1−1)、式(1−2)に、臨界時の実効増倍率k=1と求めた中性子密度n(k=1)とを与え、さらに中性子源の影響を無視できるのでS=0とする。そして、臨界であることから、
Ci=βi×n(k=1)/λi/Λi[i=1〜6]・・・(5)
が成り立つ。ここで、式(5)の左辺のCを、初期遅発中性子先行核濃度とする。また、Λは、即発中性子世代時間である。
When the nuclear reactor 7 reaches the criticality, the calculation formula that has been used to calculate the temporary effective multiplication factor k j ′ is reset (step S109). First, the detector output φ det (k = 1) at the critical time is acquired to obtain the neutron density n (k = 1) . At this time, the neutron flux emitted from the core 1 is set to a neutron flux size that is not affected by the neutron source intensity S. Next, the effective multiplication factor k = 1 at the critical time and the obtained neutron density n (k = 1) are given to the equations (1-1) and (1-2), and the influence of the neutron source can be ignored. Therefore, S = 0 is set. And because it is critical,
Ci = βi × n (k = 1) / λi / Λi [i = 1-6] (5)
Holds. Here, C on the left side of Equation (5) is defined as the initial delayed neutron preceding nucleus concentration. Λ is the prompt neutron generation time.

次に、未臨界度評価装置10の制御部24は、原子炉7の制御棒や冷却水のホウ素濃度等を調整して、前記再計算のための基準状態、すなわち、ステップS108における原子炉7の状態とする。例えば、再計算のための基準状態において制御棒が1本だけ炉心1に残っていた場合は、原子炉7をこの状態とする。未臨界度評価装置10は、前記基準状態で、再度検出器信号φdet−tを取得する(ステップS110)。そして、中性子密度算出部21は、上記式(3)を用いて、中性子密度nを算出し、実効増倍率算出部23は、上記式(5)の左辺Ciを初期遅発中性子先行核濃度とし、中性子密度nが与えられた次の式(1−1)’’、式(1−2)’’を連立させて解くことにより、このときの実効増倍率kを求める。
dn/dt={(1−β)×k−1}×n/l+Σ(λi×Ci)[i=1〜6]・・・(1−1)’’
dCi/dt=βi×k×n/l−λi×Ci[i=1〜6]・・・(1−2)’’
Next, the control unit 24 of the subcriticality evaluation apparatus 10 adjusts the control rod of the nuclear reactor 7, the boron concentration of the cooling water, and the like, and the reference state for the recalculation, that is, the nuclear reactor 7 in step S 108. State. For example, when only one control rod remains in the core 1 in the reference state for recalculation, the reactor 7 is set to this state. The subcriticality evaluation apparatus 10 acquires the detector signal φ det-t again in the reference state (step S110). Then, the neutron density calculation unit 21 calculates the neutron density n t using the above formula (3), and the effective multiplication factor calculation unit 23 uses the left side Ci of the above formula (5) as the initial delayed neutron preceding nuclear concentration. The effective multiplication factor k t at this time is obtained by solving the following equations (1-1) ″ and (1-2) ″ given the neutron density n t simultaneously.
dn t / dt = {(1−β) × k t −1} × n t / l + Σ (λi × Ci) [i = 1 to 6] (1-1) ″
dCi / dt = βi × k t × n t / l−λi × Ci [i = 1 to 6] (1-2) ″

再計算のための基準状態は、未臨界ではあるが臨界近傍なので、精度よく実効増倍率kを求めることができる。ここで得られた実効増倍率kを、新たな初期状態における修正実効増倍率k とする(ステップS111)。この修正実効増倍率k を、真値として取り扱う。そして、前記再計算のための基準状態を新たな初期状態とする。未臨界度評価装置10の実効増倍率算出部23は、前記実効増倍率k に基づき、式(6)から修正中性子源強度Sを求める。
=(1−k )×n/l・・・(6)
そして、実効増倍率算出部23は、修正中性子源強度Sと、仮の実効増倍率を求めたときの検出器信号φdetとを用いて、既に求めた仮の実効増倍率を再計算する(ステップS112)。そして、この再計算によって得られた実効増倍率を、真の実効増倍率k とする。
Since the reference state for recalculation is subcritical but close to the criticality, the effective multiplication factor k t can be obtained with high accuracy. The effective multiplication factor k t obtained here is set as a corrected effective multiplication factor k 0 t in a new initial state (step S111). This corrected effective multiplication factor k 0 t is treated as a true value. Then, the reference state for the recalculation is set as a new initial state. Effective multiplication factor calculation section 23 of the subcriticality evaluation device 10, based on the effective multiplication factor k 0 t, obtaining the corrected neutron source strength S t from equation (6).
S t = (1−k 0 t ) × n t / l (6)
The effective multiplication factor calculating section 23, a corrected neutron source strength S t, by using the detector signal phi det when seeking effective multiplication factor of the provisional recalculates the already provisionally effective multiplication factor of the obtained (Step S112). The effective multiplication factor obtained by this recalculation is set as the true effective multiplication factor k j m .

これにより、この実施例に係る未臨界度評価によって得られる実効増倍率の信頼度が向上し、精度よく未臨界度を評価することができる。また、仮の実効増倍率k’と真の実効増倍率k とを比較すれば、仮の実効増倍率k’が真値に近いか否かを検証することもできる。さらに、真の実効増倍率k と解析により求めた初期状態における実効増倍率k とを比較すれば、解析の精度を検証することもできる。これにより、解析プログラムを修正して、より初期状態における実効増倍率k の解析精度を向上させることもできる。 Thereby, the reliability of the effective multiplication factor obtained by the subcriticality evaluation according to this embodiment is improved, and the subcriticality can be evaluated with high accuracy. Further, by comparing the temporary effective multiplication factor k j ′ with the true effective multiplication factor k j m, it is possible to verify whether or not the temporary effective multiplication factor k j ′ is close to the true value. Furthermore, the accuracy of the analysis can be verified by comparing the true effective multiplication factor k 0 m with the effective multiplication factor k 0 C in the initial state obtained by the analysis. Thereby, the analysis program can be modified to improve the analysis accuracy of the effective multiplication factor k 0 C in the initial state.

なお、再計算のための基準状態は臨界近傍なので、反応度計による反応度ρを測定しても、高い精度でこれを求めることができる。したがって、反応度計により取得した反応度ρ(=k−1/k)から実効増倍率算出部23が実効増倍率kを求め、これを新たな初期状態における修正実効増倍率k としてもよい。そして、この実効増倍率k を式(1−1)、式(1−2)に与えて、中性子源強度算出部22が、前記基準状態における修正中性子源強度S’を求めてもよい。そして、この修正中性子源強度S’により、実効増倍率を求める算出式を再設定し、実効増倍率算出部23は、前記実効増倍率k に基づき、再設定した算出式によって既に求めた仮の実効増倍率を再計算する(ステップS112)。 Since the reference state for recalculation is near the criticality, it can be obtained with high accuracy even if the reactivity ρ is measured by a reactivity meter. Therefore, reactivity obtained by the reaction meter ρ t (= k t -1 / k t) the effective multiplication factor calculating section 23 obtains the effective k t from modifying effective k in new initial state this It may be 0 t . Then, the effective multiplication factor k 0 t Equation (1-1), given in equation (1-2), neutron source strength calculating unit 22, also be determined corrected neutron source strength S t 'in the reference state Good. Then, the calculation formula for obtaining the effective multiplication factor is reset based on the corrected neutron source strength S t ′, and the effective multiplication factor calculating unit 23 has already obtained the calculation formula based on the effective multiplication factor k 0 t by the reset calculation formula. The temporary effective multiplication factor is recalculated (step S112).

以上、この実施例によれば、未臨界度を評価するにあたり実効増倍率を求め、この実効増倍率を求める算出式である一点炉動特性方程式に中性子源強度を考慮するとともに、空間補正係数を用いて中性子密度を求める。これにより、従来の反応度計ではなし得なかった未臨界から臨界までの広範囲にわたって、未臨界度を精度よく評価できる。また、未臨界度が深い状態から臨界までリアルタイムで連続的に実効増倍率を取得して未臨界度を評価することができる。これにより、迅速に未臨界状態を評価して、原子炉7が臨界へ到達するまでの時間を格段に短縮することができる。また、臨界到達後に、基準となる実効増倍率を修正し、これに基づいて臨界到達までに取得した実効増倍率を再計算するので、実効増倍率の精度が向上する。   As described above, according to this embodiment, the effective multiplication factor is obtained in evaluating the subcriticality, the neutron source strength is taken into consideration in the one-point reactor dynamic characteristic equation that is a calculation formula for obtaining the effective multiplication factor, and the spatial correction coefficient is set. To determine the neutron density. Thereby, the subcriticality can be accurately evaluated over a wide range from the subcriticality to the criticality which could not be achieved with a conventional reactivity meter. In addition, the subcriticality can be evaluated by acquiring effective multiplication factors continuously in real time from a state where the subcriticality is deep to the criticality. Thereby, the subcritical state can be evaluated quickly, and the time until the reactor 7 reaches the criticality can be significantly shortened. In addition, after reaching the criticality, the effective multiplication factor used as a reference is corrected, and based on this, the effective multiplication factor acquired until reaching the criticality is recalculated, so that the accuracy of the effective multiplication factor is improved.

以上のように、本発明に係る未臨界度評価装置及び未臨界度評価方法、並びに未臨界度評価用プログラムは、未臨界度の評価に有用であり、特に、未臨界から臨界までの広範囲にわたって未臨界度を評価することに適している。   As described above, the subcriticality evaluation apparatus, the subcriticality evaluation method, and the subcriticality evaluation program according to the present invention are useful for the evaluation of subcriticality, and particularly in a wide range from subcriticality to criticality. Suitable for evaluating subcriticality.

原子炉の炉心に対する中性子検出器の配置を示す平面図である。It is a top view which shows arrangement | positioning of the neutron detector with respect to the core of a nuclear reactor. 原子炉の炉心に対する中性子検出器の配置を示す側面図である。It is a side view which shows arrangement | positioning of the neutron detector with respect to the core of a nuclear reactor. この実施例に係る未臨界度評価装置の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the subcriticality evaluation apparatus based on this Example. この実施例に係る未臨界度評価方法の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the subcriticality evaluation method based on this Example. この実施例に係る未臨界度評価方法の手順を説明する概略図である。It is the schematic explaining the procedure of the subcriticality evaluation method based on this Example.

符号の説明Explanation of symbols

1 炉心
2 PR(出力領域用検出器)
3 IR(中間領域用検出器)
4 SR(線源領域用検出器)
5 圧力容器
7 原子炉
10 未臨界度評価装置
20 処理部
21 中性子密度算出部
22 中性子源強度算出部
23 実効増倍率算出部
1 Core 2 PR (Detector for output region)
3 IR (detector for intermediate region)
4 SR (Source region detector)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 Pressure vessel 7 Reactor 10 Subcriticality evaluation apparatus 20 Processing part 21 Neutron density calculation part 22 Neutron source intensity calculation part 23 Effective multiplication factor calculation part

Claims (8)

中性子検出器から取得した検出器信号と、空間補正係数とから、中性子密度を算出する中性子密度算出部と、
ある定常炉心状態を初期状態としたときに前記中性子密度算出部によって求められた中性子密度と、前記初期状態における初期実効増倍率とから、中性子源強度を求める中性子源強度算出部と、
前記中性子源強度と、前記中性子密度算出部が求めた、前記初期状態以降の炉心状態における中性子密度とを所定の一点炉動特性方程式に与えて、前記初期状態以降における炉心状態での実効増倍率を算出する実効増倍率算出部と、
を含んで構成されることを特徴とする未臨界度評価装置。
From the detector signal acquired from the neutron detector and the spatial correction coefficient, a neutron density calculator that calculates the neutron density,
From the neutron density obtained by the neutron density calculator when a certain steady state core state is set to the initial state, and the initial effective multiplication factor in the initial state, a neutron source strength calculator that obtains the neutron source strength,
The neutron source strength and the neutron density calculated by the neutron density calculation unit are given to a predetermined single-point reactor dynamic characteristic equation after the initial state, and an effective multiplication factor in the core state after the initial state An effective multiplication factor calculation unit for calculating
A subcriticality evaluation apparatus comprising:
前記初期実効増倍率は、解析によって求められた値であることを特徴とする請求項1に記載の未臨界度評価装置。   The subcriticality evaluation apparatus according to claim 1, wherein the initial effective multiplication factor is a value obtained by analysis. 評価対象が臨界に到達した後、前記評価対象の状態を、臨界到達前に設定した臨界近傍における基準状態と同じ状態とするとともに、この基準状態で求めた実効増倍率を修正実効増倍率として設定し、
前記実効増倍率算出部は、前記修正実効増倍率に基づいて、既に求めた臨界到達までの実効増倍率を再計算することを特徴とする請求項1又は2に記載の未臨界度評価装置。
After the evaluation target reaches the criticality, the state of the evaluation target is set to the same state as the reference state in the vicinity of the criticality set before reaching the criticality, and the effective multiplication factor obtained in this reference state is set as the corrected effective multiplication factor. And
The subcriticality evaluation apparatus according to claim 1 or 2, wherein the effective multiplication factor calculation unit recalculates the effective multiplication factor that has already been obtained based on the corrected effective multiplication factor.
未臨界の定常炉心状態を初期状態として設定し、前記初期状態における初期実効増倍率と、空間補正係数を用いて算出する前記初期状態における初期中性子密度と、前記初期実効増倍率と前記初期中性子密度とから算出する中性子源強度とを求める手順と、
前記中性子源強度と、前記初期状態以降の炉心状態における中性子密度とを所定の一点炉動特性方程式に与えて、前記初期状態以降における炉心状態での実効増倍率を算出する手順と、
を含むことを特徴とする未臨界度評価方法。
A subcritical steady state core state is set as an initial state, an initial effective multiplication factor in the initial state, an initial neutron density in the initial state calculated using a spatial correction factor, the initial effective multiplication factor, and the initial neutron density A procedure for obtaining the neutron source intensity calculated from
The neutron source strength and the neutron density in the core state after the initial state are given to a predetermined one-point reactor dynamic characteristic equation to calculate the effective multiplication factor in the core state after the initial state,
Subcriticality evaluation method characterized by including.
前記初期実効増倍率は、解析によって求められた値であることを特徴とする請求項4に記載の未臨界度評価方法。   The subcriticality evaluation method according to claim 4, wherein the initial effective multiplication factor is a value obtained by analysis. 評価対象が臨界に到達した後、前記評価対象の状態を、臨界到達前に設定した臨界近傍における基準状態と同じ状態とするとともに、この基準状態で求めた実効増倍率を修正実効増倍率として設定する手順と、
前記修正実効増倍率に基づいて、既に求めた臨界到達までの実効増倍率を再計算する手順と、
をさらに含むことを特徴とする請求項4又は5に記載の未臨界度評価方法。
After the evaluation target reaches the criticality, the state of the evaluation target is set to the same state as the reference state in the vicinity of the criticality set before reaching the criticality, and the effective multiplication factor obtained in this reference state is set as the corrected effective multiplication factor. And the steps to
Based on the modified effective multiplication factor, recalculating the effective multiplication factor up to the already reached criticality;
The subcriticality evaluation method according to claim 4, further comprising:
前記修正実効増倍率は、
評価対象が臨界に到達したときに求めた中性子源強度により前記所定の一点炉動特性方程式を再設定する手順と、
再設定した前記所定の一点炉動特性方程式に、前記基準状態において求めた中性子密度を与えて求めた実効増倍率を前記修正実効増倍率とする手順と、
によって設定されることを特徴とする請求項6に記載の未臨界度評価方法。
The modified effective multiplication factor is
A procedure for resetting the predetermined single-point reactor dynamic characteristic equation based on the neutron source strength obtained when the evaluation target reaches criticality;
A procedure for setting the effective multiplication factor obtained by giving the neutron density obtained in the reference state as the modified effective multiplication factor to the predetermined one-point reactor dynamic characteristic equation that has been reset, and
The subcriticality evaluation method according to claim 6, which is set by:
請求項4〜7のいずれか1項に記載された未臨界度評価方法を、コンピュータに実行させることを特徴とする未臨界度評価用プログラム。   A non-criticality evaluation program characterized by causing a computer to execute the sub-criticality evaluation method according to any one of claims 4 to 7.
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