JP5523930B2 - 原子炉の出力振動監視装置、方法及びプログラム - Google Patents
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Description
それぞれのLPRM信号は、核熱水力不安定性に起因する振動以外にノイズ成分の振動を含むため、このノイズ成分を除去するためにフィルタ処理が行われる。
このフィルタ処理された複数のLPRM信号(フィルタフラックス値)は、冗長性が確保されるように定められたセルに割り当てられ、各々のセル毎に平均化された平均フラックス値が演算される。なお、ABWRにおいては、44個のセルが構成されている。
またOPRMは、52個のLPRM検出器のLPRM信号の平均値(APRM値)及び炉心流量値(FLOW)を受信し、原子炉が出力振動を発生する可能性の有る運転領域であるか否かを判定する。そして、出力振動の発生が無い運転領域であると判定した場合は、誤判断によるスクラム信号の発生を防止するために、出力振動監視のアルゴリズムを停止させる。
(1)発信元のLPRM検出器が故障状態にあるもの、(2)OPRMの前段におけるLPRM信号の伝送経路に異常が発生しているもの、(3)LPRM信号の値が設定値より小さいもの(例えば5%未満)。
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図1に示すように原子炉30は、炉心26を収容する圧力容器21と、この炉心26で発生した蒸気をタービン(図示略)に導く主蒸気管22aと、このタービンで仕事をして膨張した蒸気が冷却して凝縮した給水を再び圧力容器21に戻す給水管22bとから構成されている。
そして、炉心26で発生した蒸気は、気水分離器23で気水分離され、その蒸気は前記したように主蒸気管22aに導かれて発電に寄与し、分離された分離水は給水管22bから戻された給水と合流する。このように合流した炉水は、周方向に複数設けられた再循環ポンプ28により(図面では省略して一つのみ記載)、シュラウド25及び圧力容器21にて形成される領域(ダウンカマD)を下降して下部プレナムLに案内される。
下部プレナムLに案内された炉水は、再び炉心26を通過して加熱され気液二相流となって、上部プレナムUに到達する。この到達した気液二相流は、再び気水分離器23に導かれ、前記したプロセスを繰り返す。
炉心26は、図2にその水平断面図が示されるように、多数の燃料棒(図示略)が収納されている角筒状のチャンネルボックスを有する燃料集合体33と、核分裂反応に伴う中性子を吸収して出力を制御する制御棒32と、この中性子を検出するLPRM検出器31(図1)を支持するとともに上部格子板24及び炉心支持板27にそれぞれ上下端が固定されている計装管34とが、多数配列して構成されている。
炉心流量導出部36は、再循環ポンプ28及びその他の機器からの信号を取り込んで、炉心26内を流動する炉水の量を示す炉心流量信号(FLOW)を出力する。
例えばABWRにおいてセルは44個から構成され、隣り合うセルは同じLPRM信号を演算に使用する。
(1)発信元のLPRM検出器31(図1)が前段ユニット(図示略)で故障判定されているもの、(2)故障によりバイパスされているもの、(3)前段ユニットとの間の伝送経路において伝送異常が発生しているもの、(4)LPRM信号が設定値より小さいもの。
さらに除外処理部3は、除外処理されるフィルタフラックス値F(LPRM信号)の対象に変更があった場合は、その旨を示す変更通知信号Tを規格値初期化部10及びアルゴリズム初期化部11に送信する。
なお、ここに示す時間平均フラックス値Jの算出方法は、例示であって、その他の一般的に使用される時間平均方法を適宜採用することができる。
ところで、規格値Kを算出する元になる時間平均フラックス値Jは、前記したとおり一定期間過去に受信した平均フラックス値Hの情報を反映したものである。この平均フラックス値Hは、除外処理部3において除外処理されるフィルタフラックス値F(LPRM信号)の対象に変更があった場合に、図4の破線Xに示すように、その変更の前後において演算値が不連続に変化する場合がある。
この異常な変化は、真の規格化値Kの振幅を越えない程度に抑制されれば充分であるために、規格値演算部6は、初期化信号S1に同期して、規格値Kに代えて定数cを出力することとした。
このようにして、規格値演算部6において演算される規格値K及び定数cは、判定部7に送信される。
判定部7は、求められた振幅及び/又は周期を評価する閾値を有し、所定のアルゴリズムに従って、この振幅及び/又は周期から核熱水力不安定性に起因する出力振動を検知してスクラム信号Rを出力する。
この初期化信号S(S1,S2)の送信のトリガとなる情報は、上述した除外処理部3からの変更通知信号T以外に、故障診断部8からの故障情報信号U、外部からのバイパス信号B、テスト回路9からのテストモード信号M、運転状態判定部14からの運転情報信号N等がある。
(1)除外処理部3で除外処理される対象のフィルタフラックス値Fが変化したことを示す変更通知信号Tが送信された場合、(2)セルバイパス信号が、バイパス状態から非バイパス状態へ変化した場合、(3)故障診断部8からの故障情報信号Uが、故障状態から非故障状態へ変化した場合、(4)外部からのバイパス信号Bがバイパス状態から非バイパス状態へ変化した場合、(5)テスト回路9からのテストモード信号がテスト状態から非テスト状態へ変化した場合、(6)運転状態判定部14からの運転情報信号Nがバイパス状態から非バイパス状態へ変化した場合。
これらの条件のうち、(3)〜(6)は特定のセルのみに影響する変化ではなく、すべてのセルに影響する変化であるため、出力振動監視装置1で演算処理を行うすべてのセルに対して初期化を実行する。
(1)除外処理部3で除外処理される対象のフィルタフラックス値Fが変化したことを示す変更通知信号Tが送信された場合、(2)セルバイパス信号が、バイパス状態の場合、(3)故障診断部8からの故障情報信号Uが、故障状態から非故障状態へ変化した場合、(4)外部からのバイパス信号Bがバイパス状態から非バイパス状態へ変化した場合、(5)テスト回路9からのテストモード信号がテスト状態から非テスト状態へ変化した場合、(6)運転状態判定部14からの運転情報信号Nがバイパス状態の場合。
次に図5を参照して第2実施形態に係る出力振動監視装置1を説明する。なお、図3において図3と同一又は相当する部分は、同一符号で示し、すでにした記載を援用して、詳細な説明を省略する。
第2実施形態における出力振動監視装置1は、規格値初期化部10及びアルゴリズム初期化部11の後段にタイミング制御部18を追加したものである。
例えば(1)の条件は初期化信号S(S1,S2)の両方に共通の条件であり、この条件が成立した場合は、規格値Kの初期化(定数c=1の場合を考える)と同時のタイミングでアルゴリズムの初期化が行われることになる。
このためLPRM信号の状態によっては、アルゴリズムのシーケンスが必ずしも規格値Kが1から始まらないことがある。
これにより、判定部7は状態変化が発生した場合にも必ず監視対象となる規格値が1の状態からその変化を監視することができ、原子炉における炉心安定性の評価において誤判定が低減する出力振動監視装置を提供することができる。
そして、規格値Kから出力振動の振幅及び/又は周期を導いて(S20)、所定のアルゴリズムに基づき核熱出力不安定性の判定を実行する(S21)。
例えば、出力振動監視装置は、コンピュータによって各機能部をプログラムにより実現することも可能である。
また、規格値演算部6は、初期化信号Sを受信して規格値Kに代えて定数c(=1)を出力する実施形態を示したが、判定部7における誤判定を回避するためであれば規格値Kの代わりに出力されるものは定数cに限定されない。
Claims (8)
- 炉心内に配置される複数のLPRM検出器から発信される各々のLPRM信号を指定のセルに割り付けて受信する受信部と、
前記セルに割り付けられたLPRM信号のうち除外条件に該当するLPRM信号を検索する除外処理部と、
前記除外条件に該当するLPRM信号を除いて割り付けられているLPRM信号を前記セル毎に平均化して平均フラックス値を出力する平均化部と、
前記平均フラックス値の時間平均を演算して時間平均フラックス値を出力する時間平均部と、
前記平均フラックス値を前記時間平均フラックス値で除算して規格値を出力する規格値演算部と、
前記除外条件に該当するLPRM信号に変更があった場合にこの変更があったLPRM信号が割り付けられているセルを識別した初期化信号を出力する初期化部と、
前記規格値から出力振動の振幅及び周期の少なくとも一方を導いて所定のアルゴリズムに基づく判定を実行する判定部と、を備えることを特徴とする原子炉の出力振動監視装置。 - 請求項1に記載の原子炉の出力振動監視装置において、
前記規格値演算部は、前記初期化信号に同期して、この初期化信号で識別されているセルの前記規格値に代えて定数を出力することを特徴とする原子炉の出力振動監視装置。 - 請求項1に記載の原子炉の出力振動監視装置において、
前記判定部は、前記初期化信号に同期して、前記アルゴリズムを初期化することを特徴とする原子炉の出力振動監視装置。 - 請求項2に記載の原子炉の出力振動監視装置において、
前記判定部は、前記初期化信号に同期して、前記アルゴリズムを初期化することを特徴とする原子炉の出力振動監視装置。 - 請求項4に記載の原子炉の出力振動監視装置において、
前記規格値演算部から前記定数が出力され続けている期間内に、前記判定部において前記アルゴリズムを初期化させるタイミング制御部を備えることを特徴とする原子炉の出力振動監視装置。 - 請求項5に記載の原子炉の出力振動監視装置において、
前記タイミング制御部は、前記規格値演算部から前記定数が出力され続ける期間を設定することを特徴とする原子炉の出力振動監視装置。 - 炉心内に配置される複数のLPRM検出器から発信される各々のLPRM信号を指定のセルに割り付けて受信する工程と、
前記セルに割り付けられたLPRM信号のうち除外条件に該当するLPRM信号を検索する工程と、
前記除外条件に該当するLPRM信号を除いて割り付けられているLPRM信号を前記セル毎に平均化して平均フラックス値を出力する工程と、
前記平均フラックス値の時間平均を演算して時間平均フラックス値を出力する工程と、
前記平均フラックス値を前記時間平均フラックス値で除算して規格値を出力する工程と、
前記除外条件に該当するLPRM信号に変更があった場合にこの変更があったLPRM信号が割り付けられているセルを識別した初期化信号を出力する工程と、
前記規格値から出力振動の振幅及び周期の少なくとも一方を導いて所定のアルゴリズムに基づく判定を実行する工程と、を含むことを特徴とする原子炉の出力振動監視方法。 - コンピュータを、
炉心内に配置される複数のLPRM検出器から発信される各々のLPRM信号を指定のセルに割り付けて受信する手段、
前記セルに割り付けられたLPRM信号のうち除外条件に該当するLPRM信号を検索する手段、
前記除外条件に該当するLPRM信号を除いて割り付けられているLPRM信号を前記セル毎に平均化して平均フラックス値を出力する手段、
前記平均フラックス値の時間平均を演算して時間平均フラックス値を出力する手段、
前記平均フラックス値を前記時間平均フラックス値で除算して規格値を出力する手段、
前記除外条件に該当するLPRM信号に変更があった場合にこの変更があったLPRM信号が割り付けられているセルを識別した初期化信号を出力する手段、
前記規格値から出力振動の振幅及び周期の少なくとも一方を導いて所定のアルゴリズムに基づく判定を実行する手段、として機能させることを特徴とする原子炉の出力振動監視プログラム。
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