JP6585402B2 - 炉心監視システム及び炉心監視方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、沸騰水型原子力発電プラントにおける、炉心監視技術に関する。

一般に、沸騰水型原子力発電プラント（ＢＷＲ）では、燃料の健全性を保つために、線出力密度（ＬＨＧＲ）及び限界出力比（ＣＰＲ）という２つの熱的状態値が制限値を超えないように、監視する必要がある。
ここでＬＨＧＲとは、燃料集合体内の燃料棒に対する単位長さあたりの熱出力であり、ＣＰＲとは、遷移沸騰が起こる燃料集合体出力と実際の燃料集合体出力との比である。

これら熱的状態値は通常、１時間周期又は運転員のオンデマンドにより起動される多群３次元炉心性能計算により求められる。
このように求められたＬＨＧＲやＣＰＲが、制限値に達していなければ、運転員は、原子炉出力を上昇させることが可能と判断し、この判断に基づいて制御棒操作や炉心流量操作が継続される。

また、改良型沸騰水型原子力発電プラント（ＡＢＷＲ）では、運転の省力化やプラントの高速起動による経済性向上を目的として、自動出力調整装置が使用されている。
このようなＡＢＷＲにおいては、簡易計算により、熱的状態値の簡易値を短周期で計算し、リアルタイムで得られるこの簡易値に基づき炉心監視を行っている。

特公平７−６９４５１号公報 特開平３−１２８４８５号公報

一般的なＢＷＲにおいて、熱的状態値は、１時間周期又は運転員のオンデマンドにより起動される多群３次元炉心性能計算により求められている。
しかし、この多群３次元炉心性能計算は、計算結果を得るのに現状では長時間（例えばおおよそ５分）要するため、炉心をリアルタイムで監視する用途に適さない。

また、上述したＡＢＷＲでは、熱的状態値の簡易値を、平均出力モニタ（ＡＰＲＭ）、局所出力領域モニタ（ＬＰＲＭ）、炉心流量、制御棒位置等のデータに基づいて簡易計算により求めている。
しかし、この熱的状態値の簡易値は、炉心のリアルタイム監視には適しているが、精度が低いため、係数等を設け評価が厳しくなる側に誤差が出るように簡易値が演算される。このため熱的状態値の簡易値が制限値に到達しないように、制御棒や炉心流量を操作するとなると、監視が過度に保守的となる問題がある。

この問題を解決するために、多群３次元炉心性能計算装置により炉心の燃焼度管理を行うとともに、それとは別個に、高速計算が可能な修正１群３次元炉心性能計算装置を設け、熱的状態値をリアルタイムで導く方法がある。
しかし、多群３次元炉心性能計算装置により長周期間隔で出力される熱的状態値と、修正１群３次元炉心性能計算装置により短周期間隔で出力される熱的状態値とでは、それぞれの計算で使用するデータの取得タイミングが相違するため、同じ出力タイミングであっても両者が乖離してしまう場合があるという課題が存在した。

本発明の実施形態はこのような事情を考慮してなされたもので、取得タイミングの一致したデータを計算で使用することにより、出力周期の異なる別々の装置から同じタイミングで出力される熱的状態値を、略一致させることができる炉心監視技術を提供することを目的とする。

実施形態に係る炉心監視システムにおいて、少なくとも原子炉熱出力及び原子炉圧力を計算するプロセス計算装置と、中性子エネルギーを３つ以上の群に分けてそれぞれに拡散方程式を立てて原子炉の出力分布を計算しさらにＴＩＰ走査により得たＴＩＰデータから導いたベース分布学習に基づき長周期状態値を長周期毎に出力する多群３次元炉心性能計算装置と、少なくともＡＰＲＭ値及びＬＰＲＭ値に基づき炉心流量及び制御棒位置を制御するプラント制御装置と、中性子は高速中性子群及び熱中性子群のみが存在するものとし更にこれらの存在比率は一定であるとして計算を行う修正１群３次元炉心性能計算装置とを備え、前記修正１群３次元炉心性能計算装置は、前記ベース分布学習が終了したことを示すＴＩＰトリガを前記多群３次元炉心性能計算装置から受信するＴＩＰトリガ受信部と、前記多群３次元炉心性能計算装置における前記ベース分布学習を導いた前記ＴＩＰデータを取得して前記ＴＩＰトリガの受信を契機にベース分布を計算するベース分布計算部と、少なくとも前記原子炉熱出力、前記原子炉圧力、前記ＡＰＲＭ値、前記ＬＰＲＭ値、前記炉心流量及び前記制御棒位置を取得して理論状態値を計算し、前記ＴＩＰトリガを受信した場合は新たに更新された前記ベース分布を用いて前記理論状態値を補正し、前記ＴＩＰトリガを受信しない場合は前回使用した前記ベース分布を用いて前記理論状態値を補正して短周期状態値を計算し前記長周期状態値よりも短周期で出力する短周期状態値計算部と、前記短周期状態値と比較するための制限値を記憶する記憶部と、前記短周期状態値が前記制限値を超えないように前記炉心流量及び前記制御棒位置の制御を調整する調整信号を前記プラント制御装置に出力する比較調整部と、を備えることを特徴とする。

本発明の実施形態により、取得タイミングの一致したデータを計算で使用することにより、出力周期の異なる別々の装置から同じタイミングで出力される熱的状態値を、略一致させることができる炉心監視技術が提供される。

本発明の第１実施形態に係る炉心監視システムを示すブロック図。 第１実施形態における修正１群３次元炉心性能計算装置の動作を説明するフローチャート。 第２実施形態に係る炉心監視システムを示すブロック図。 第２実施形態における修正１群３次元炉心性能計算装置の動作を説明するフローチャート。 第３実施形態に係る炉心監視システムを示すブロック図。 第４実施形態に係る炉心監視システムを示すブロック図。

（第１実施形態）
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に示すように第１実施形態に係る炉心監視システム１０Ａ（１０）は、少なくとも原子炉熱出力３１及び原子炉圧力３２を計算するプロセス計算装置１１と、ＴＩＰ走査により得たＴＩＰデータ３３から導いたベース分布学習に基づき長周期状態値を長周期毎に出力する多群３次元炉心性能計算装置１２と、少なくともＡＰＲＭ値３５及びＬＰＲＭ値３６に基づき炉心流量３７及び制御棒位置３８を制御するプラント制御装置１３と、修正１群３次元炉心性能計算装置２０とから構成されている。

そして、修正１群３次元炉心性能計算装置２０は、ベース分布学習が終了したことを示すＴＩＰトリガ３４を多群３次元炉心性能計算装置１２から受信するＴＩＰトリガ受信部２１と、多群３次元炉心性能計算装置１２におけるベース分布学習を導いたＴＩＰデータ３３を取得してＴＩＰトリガ３４の受信を契機にベース分布４２を計算するベース分布計算部２２と、少なくともベース分布４２、原子炉熱出力３１、原子炉圧力３２、ＡＰＲＭ値３５、ＬＰＲＭ値３６、炉心流量３７及び制御棒位置３８を取得して出力分布計算により短周期状態値４３を前記長周期状態値よりも短周期で出力する短周期状態値計算部２３と、短周期状態値４３と比較するための制限値４１を記憶する記憶部２４と、短周期状態値４３が制限値４１を超えないように炉心流量３７及び制御棒位置３８の制御を調整する調整信号４４をプラント制御装置１３に出力する比較調整部２５と、を備えている。

プロセス計算装置１１は、原子炉のヒートバランス計算により原子炉熱出力３１を計算する。この原子炉熱出力３１は、単位時間あたりの原子炉内部での核反応により生じる熱量を表す物理量である。
そしてプロセス計算装置１１は、プロセス計装からの入力に基づいて原子炉圧力３２を計算する。この原子炉圧力３２は、原子炉圧力容器の圧力を表す物理量である。

さらにプロセス計算装置１１は、炉心の熱的状態値の監視に必要なＦＬＰＤ制限値、ＦＬＣＰＲ制限値を、修正１群３次元炉心性能計算装置２０内の記憶部２４に送信する。
この送信は長周期毎に（例えば１０分周期）行われる。

ＦＬＰＤとは、線出力密度（ＬＨＧＲ）と運転管理基準で定義された熱的制限値との比で表される。この線出力密度（ＬＨＧＲ）は、通常、その値そのもののではなく、ＦＬＰＤによって監視される。このように定義されたＦＬＰＤは、１．０を超えないように監視されることになるが、更に余裕を見込み１．０よりも小さい値に設定されたＦＬＰＤ制限値により監視が行われる。

線出力密度（ＬＨＧＲ）は、燃料集合体内の燃料棒の単位長さ当りの熱出力であり、それぞれの燃料集合体において複数の高さ（通常２４か所）毎に計算されている。
線出力密度（ＬＨＧＲ）は、炉心内のどの箇所においても、運転管理基準にて規定された制限値を上回ってはならない。

ＦＬＣＰＲとは、限界出力比（ＣＰＲ）と運転管理基準で定義された熱的制限値との比で表される。限界出力比（ＣＰＲ）は、遷移沸騰が起こる燃料集合体熱出力と実際の燃料集合体熱出力との比であり、運転管理基準にて規定された制限値を上回ってはならない。
この限界出力比（ＣＰＲ）は、通常、その値そのもののではなく、ＦＬＣＰＲによって監視されている。このように定義されたＦＬＣＰＲは、１．０を超えないように監視されることになるが、更に余裕を見込み１．０よりも小さい値に設定されたＦＬＣＰＲ制限値により監視が行われる。

多群３次元炉心性能計算装置１２は、中性子エネルギーを３つ以上の群（例えば、高速中性子群、熱中性子群、それらの中間の群など）に分け、それぞれに拡散方程式を立てて原子炉の出力分布（中性子束分布）を計算する。
この多群３次元炉心性能計算は、修正１群３次元炉心性能計算よりも計算精度が高いが、同等の計算能力を有する計算機を使用する場合、計算時間を多く要する。

ところで、修正１群３次元炉心性能計算や多群３次元炉心性能計算は、いずれも理論計算であるため、計算された中性子束分布と実測された中性子束分布との間には誤差が存在する。
そこで、ＴＩＰ走査により定期的に（例えば月に１回）実測されるＴＩＰデータ３３と理論計算による計算値との比（以下、ベースという）を保存する。
そして多群３次元炉心性能計算装置１２は、長周期毎に計算される中性子束分布の理論計算値に、補正のためのベースを乗算した長周期状態値を出力する。

ここでＴＩＰ走査とは、移動式炉心内計装系（ＴＩＰ：Traversing Incore Probe）において原子炉内に挿入した稼働検出器により、原子炉の出力分布を実測することである。
この炉心性能計算結果を補正するための比をベースといい、このベースの炉内における分布をベース分布という。
移動式炉心内計装系（ＴＩＰ）によりＴＩＰ走査が実施される度に、多群３次元炉心性能計算装置１２おいてベース分布が更新される。
なお、多群３次元炉心性能計算装置１２におけるベース分布の計算とは別に、修正１群３次元炉心性能計算装置２０におけるベース分布４２の計算が、同じＴＩＰデータ３３に基づき独自に実行される。

プラント制御装置１３は、少なくともＡＰＲＭ値３５及びＬＰＲＭ値３６に基づき炉心流量３７及び制御棒位置３８を制御する
ここで、局部出力領域モニタ（ＬＰＲＭ：Local Power Range Monitor）とは、原子炉内の燃料集合体間に均等に多数設けられている中性子センサであり、ＬＰＲＭ値３６とは、これら中性子センサの各々における中性子束の測定値である。
また平均出力領域モニタ（ＡＰＲＭ：Average Power Range Monitor）とは、複数のＬＰＲＭを、配列の規則性に則っていくつかのグループに分類し、各々のグループに含まれる複数のＬＰＲＭの測定値を平均したＡＰＲＭ値３５を出力する。

修正１群３次元炉心性能計算装置２０は、原子炉の出力分布の計算を、多群３次元炉心性能計算装置１２よりも簡易的にかつ短周期で実行する。具体的に修正１群３次元炉心性能計算装置２０は、中性子は高速中性子群及び熱中性子群のみが存在するものとし、更に、これらの存在比率は一定であるとして計算を行う。

図２のフローチャートに基づき、修正１群３次元炉心性能計算装置２０Ａの動作説明をする（適宜、図１参照）。
ＴＩＰトリガ受信部２１が、多群３次元炉心性能計算装置１２からＴＩＰトリガ３４を受信しない場合（Ｓ１１ Ｎｏ）、短周期状態値計算部２３は、短周期（例えば２００ｍｓ周期）毎に、プラント制御装置１３からＡＰＲＭ値３５、ＬＰＲＭ値３６、炉心流量３７及び制御棒位置３８を取得し、プロセス計算装置１１から原子炉熱出力３１及び原子炉圧力を取得し、理論状態値を計算する。
さらに、短周期状態値計算部２３は、前回使用したベース分布４２を用いて、この理論状態値を補正した短周期状態値４３を計算する（Ｓ１３）。

一方において、ＴＩＰトリガ受信部２１が、多群３次元炉心性能計算装置１２からＴＩＰトリガ３４を受信した場合は（Ｓ１１ Ｙｅｓ）、多群３次元炉心性能計算装置１２からＴＩＰデータ３３を取得して、計算部２２においてベース分布４２の更新が行われる（Ｓ１２）。
この場合、短周期状態値計算部２３は、新たに更新されたベース分布４２を用いて、理論状態値を補正し短周期状態値４３を計算する（Ｓ１３）。
なお計算された短周期状態値４３は、上述したＦＬＰＤ及びＦＬＣＰＲに変換され、短周期毎に比較調整部２５へ送られる。

比較調整部２５は、短周期状態値計算部２３から送られたＦＬＰＤ及びＦＬＣＰＲと、記憶部２４に記憶されているＦＬＰＤ制限値及びＦＬＣＰＲ制限値とを比較し、炉心流量３７及び制御棒位置３８の制御を調整する調整信号４４をプラント制御装置１３に出力する。

第１実施形態によれば、多群３次元炉心性能計算により出力される長周期状態値と、修正１群３次元炉心性能計算により出力される短周期状態値とでは、同じタイミングで取得したＴＩＰデータ３３がそれぞれの計算で使用されているため、同じタイミングで出力される両者は略一致している。
これにより、炉心の熱的状態値の監視を短周期でかつ高精度で行うことができ、過度に保守的にならない監視が可能となる。また、短周期による監視を継続しながら、ＴＩＰ走査によるベース分布の学習を行うことが可能であり、監視を長時間継続することが可能となる。

（第２実施形態）
図３を用いて第２実施形態に係る炉心監視システム１０Ｂ（１０）を説明する。なお図１と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

ＬＰＲＭは、炉心内に常時配置されているため、中性子照射を受け、感度が経年劣化する。そのため、増幅器のゲイン調整を行い、ＬＰＲＭゲインを較正するという作業が定期的に行われる。このＬＰＲＭゲイン較正作業は手作業で行われ、すべてのＬＰＲＭゲイン較正が完了するのに長時間（例えば、数時間）要する。
このＬＰＲＭゲイン較正作業中は、増幅器のゲイン調整に伴い、急激にＬＰＲＭ値が不連続変化するといった事象が発生する。
このため、修正１群３次元炉心性能計算装置２０は、通常、ＬＰＲＭ値を使用して計算しているため、ＬＰＲＭゲイン較正中は、通常とは異なる動作をする必要がある。

そこで第２実施形態の修正１群３次元炉心性能計算装置２０Ｂは、ＬＰＲＭゲインが較正中である場合、そのことを通知するフラグ５１を多群３次元炉心性能計算装置１２から受信する。

この修正１群３次元炉心性能計算装置２０Ｂは、装置２０Ａ（図１）の構成に加えさらに、フラグ５１を受信している期間中バイパス判定信号４５を送信し、短周期状態値計算部２３がＬＰＲＭ値３６を取得してもバイパス処理させるバイパス判定処理部２６と、ＬＰＲＭゲインの較正が完了しフラグ５１の受信が停止したタイミングでＬＰＲＭ値の較正定数の再計算及び更新を行うＬＰＲＭ較正定数計算部２７と、をさらに備えている。

ここで、バイパス処理とは、具体的には、短周期状態値計算部２３における短周期状態値４３の計算を停止させ炉心の監視を一時中断する処理である。
ＬＰＲＭ較正定数の計算とは、炉心性能計算により求まったＬＲＰＭの理論値とＬＰＲＭ実測値の比を計算するというもので、この値に基づきプラント制御装置１３にてＬＰＲＭのゲインが較正される。較正実施後は、プラント制御装置１３より、較正済みのＬＰＲＭ値が伝送されることとなるため、較正実施が完了したことを正しく認識できないと、短周期状態値計算部２３における処理に対し誤った計算結果を出力してしまうという影響を及ぼす。

図４のフローチャートに基づき、修正１群３次元炉心性能計算装置２０Ｂの動作説明をする（適宜、図３参照）。
バイパス判定処理部２６が、多群３次元炉心性能計算装置１２からＬＰＲＭゲイン較正中フラグ５１を受信しない場合（Ｓ２１ Ｎｏ）、短周期状態値計算部２３は、通常通りプラント制御装置１３からＡＰＲＭ値３５、ＬＰＲＭ値３６、炉心流量３７及び制御棒位置３８を取得し、プロセス計算装置１１から原子炉熱出力３１及び原子炉圧力を取得し、さらにベース分布４２を用いて、短周期状態値４３を計算する（Ｓ２５）。

一方において、バイパス判定処理部２６が、多群３次元炉心性能計算装置１２からＬＰＲＭゲイン較正中フラグ５１を受信した場合は（Ｓ２１ Ｙｅｓ）、取得されるＬＰＲＭ値３６が不安定な為、このフラグ５１の受信が終了するまでバイパス処理がなされ実質的に炉心の監視が一時的に中断される（Ｓ２２，Ｓ２３ Ｎｏ）。
そして、フラグ５１の受信が終了したところで（Ｓ２３ Ｙｅｓ）、ＬＰＲＭ較正定数を更新し（Ｓ２４）、短周期状態値４３の計算を再開する（Ｓ２５）。

第２実施形態によれば、ＬＰＲＭゲイン較正作業中はＦＬＰＤ、ＦＬＣＰＲ（短周期状態値４３）の計算を中止するため、誤った比較結果をプラント制御装置１３に出力することを防止することができる。また、ＬＰＲＭゲイン較正作業が終了したタイミングを検知し、ＬＰＲＭ較正定数を更新することで、それ以降受信するＬＰＲＭ値を正しく認識することができ、次回以降のＬＰＲＭ値を用いた修正１群３次元炉心性能計算を正しく再開することが可能となる。

（第３実施形態）
図５を用いて第３実施形態に係る炉心監視システム１０Ｃ（１０）を説明する。なお図１と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
第３実施形態は、第２実施形態におけるバイパス判定処理部２６（図３）の構成に替えて、ＬＰＲＭゲイン較正中フラグ５１を受け取ると短周期状態値計算部２３を、ＬＰＲＭ値を使用せずに熱的状態値を計算させるモードに切り替える計算モード切替部２９をさらに備えている。

多群３次元炉心性能計算装置１２は、ＬＰＲＭゲイン較正中には計算モード切替部２９に対して、ＬＰＲＭゲイン較正中フラグ５１を送信する。
修正１群３次元炉心性能計算装置２０Ｃは、計算モード切替部２９がＬＰＲＭゲイン較正中フラグ５１を受信した場合と、その受信が終了した場合とにおいて、次のような異なる処理を行う。

計算モード切替部２９が、多群３次元炉心性能計算装置１２からＬＰＲＭゲイン較正中フラグ５１を受信しない場合、短周期状態値計算部２３は、通常通りプラント制御装置１３からＡＰＲＭ値３５、ＬＰＲＭ値３６、炉心流量３７及び制御棒位置３８を取得し、プロセス計算装置１１から原子炉熱出力３１及び原子炉圧力を取得し、さらにベース分布４２を用いて、短周期状態値４３を計算する。

一方において、計算モード切替部２９が、多群３次元炉心性能計算装置１２からＬＰＲＭゲイン較正中フラグ５１を受信した場合は、取得されるＬＰＲＭ値３６が不安定な為、短周期状態値計算部２３は、ＬＰＲＭ値は使わず、ベース分布を用いた計算を行う。
そして、フラグ５１の受信が終了したところで、ＬＰＲＭ較正定数を更新し（Ｓ２４）、通常の単周期状態値の計算を再開する。

通常、プラント運転中には定期的にＬＰＲＭゲイン較正作業を行う必要がある。しかし、ＬＰＲＭゲイン較正作業は手作業で行われ、較正作業実施中は、ＬＰＲＭ値の示す値が突然変化するといった事象が起こる。
そのため、ＬＰＲＭゲイン較正作業中にＬＰＲＭ値を使用して短周期状態値４３を計算すると、正しい計算結果を得られず、その結果、誤った比較結果をプラント制御装置１３に出力する恐れがある。
このような事態を防止するために、従来では監視を一時中断していたが、この場合、ＬＰＲＭゲイン較正中は炉心の監視ができないという課題が残る。

そこで第３実施形態によれば、ＬＰＲＭゲイン較正作業中も、ベース分布から短周期状態値４３の予測計算が可能となり、切れ目なく監視を継続することができる。また、ＬＰＲＭゲイン較正作業が終了したタイミングを検知し、ＬＰＲＭ較正定数を更新することで、それ以降受信するＬＰＲＭ値を正しく認識することができ、次回以降のＬＰＲＭ値及びベース分布を用いた修正１群３次元炉心性能計算を正しく再開することが可能となる。

（第４実施形態）
図６を用いて第４実施形態に係る炉心監視システム１０Ｄ（１０）を説明する。なお図１と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
第４実施形態における修正１群３次元炉心性能計算装置２０Ｄは、第１実施形態の構成に加え、多群３次元炉心性能計算装置１２で得られた高精度な補正データ５２（例えばＬＰＲＭ熱中性子照射量データ、制御棒照射量データ、ノード毎燃焼度データ）の受信を行う補正データ受信部２８を備えている。

多群３次元炉心性能計算装置１２は長周期毎（例えば１時間周期）に多群炉心性能計算を行い、補正データ５２（例えば、ＬＰＲＭ熱中性子照射量データ、制御棒照射量データ、ノード毎燃焼度データ）を計算する。
この補正データ５２が求まると、多群３次元炉心性能計算装置１２は、補正データ５２を、修正１群３次元炉心性能計算装置２０Ｄの補正データ受信部２８に送信する。その後、補正データ受信部２８は、受信した補正データ５２を、短周期状態値計算部２３が内部保持する対応データに上書きする。

従来では、多群３次元炉心性能計算装置１２も修正１群３次元炉心性能計算装置２０も、独自にＬＰＲＭ熱中性子照射量データ、制御棒照射量データ、ノード毎燃焼度データ等のデータを計算し、内部に保持しており、これらに基づいてそれぞれ３次元炉心性能計算を実施している。
しかし、多群３次元炉心性能計算と修正１群３次元炉心性能計算の精度には違いがあり、これらデータは両者の間で次第にずれていき、その結果求まる炉心性能計算結果にもずれが生じることとなる。

第４実施形態によれば、多群３次元炉心性能計算装置１２が保持しているデータと修正１群３次元炉心性能計算装置２０が保持しているデータを定期的に合わせこむことができ、両装置間で保持しているデータにずれが生じるのを防止するとともに、修正１群３次元炉心性能計算の精度を維持することが可能となる。

上述した第１実施形態から第４実施形態において、図示を省略するが、短周期状態値計算部２３によって計算された各種データを履歴として記憶する履歴データ記憶装置、及びこの履歴データ記憶装置にて記憶したデータを表示する履歴データ表示装置をさらに備えている。
これにより、履歴データ記憶装置にアクセスし、任意の時刻の計算データを履歴として閲覧することができ、炉心の監視機能を向上させることができる。

以上述べた少なくともひとつの実施形態の炉心監視システムによれば、熱的状態値の計算に必要なベース分布を、同じタイミングで取得したＴＩＰデータから導き出すことで、出力周期の異なる別々の装置から同じタイミングで出力される熱的状態値を、略一致させることが可能となる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１０（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ）…炉心監視システム、１１…プロセス計算装置、１２…次元炉心性能計算装置、１３…プラント制御装置、２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ）…次元炉心性能計算装置、２１…ＴＩＰトリガ受信部、２２…ベース分布計算部、２３…短周期状態値計算部、２４…記憶部、２５…比較調整部、２６…バイパス判定処理部、２７…ＬＰＲＭ較正定数計算部、２８…補正データ受信部、２９…計算モード切替部、３１…原子炉熱出力、３２…原子炉圧力、３３…ＴＩＰデータ、３４…ＴＩＰトリガ、３５…ＡＰＲＭ値、３６…ＬＰＲＭ値、３７…炉心流量、３８…制御棒位置、４１…制限値、４２…ベース分布、４３…短周期状態値、４４…調整信号、４５…期間中バイパス判定信号、５１…ＬＰＲＭゲイン較正中フラグ（フラグ）、５２…補正データ。

Claims (5)

1. 少なくとも原子炉熱出力及び原子炉圧力を計算するプロセス計算装置と、中性子エネルギーを３つ以上の群に分けてそれぞれに拡散方程式を立てて原子炉の出力分布を計算しさらにＴＩＰ走査により得たＴＩＰデータから導いたベース分布学習に基づき長周期状態値を長周期毎に出力する多群３次元炉心性能計算装置と、少なくともＡＰＲＭ値及びＬＰＲＭ値に基づき炉心流量及び制御棒位置を制御するプラント制御装置と、中性子は高速中性子群及び熱中性子群のみが存在するものとし更にこれらの存在比率は一定であるとして計算を行う修正１群３次元炉心性能計算装置とを備え、
   前記修正１群３次元炉心性能計算装置は、
   前記ベース分布学習が終了したことを示すＴＩＰトリガを前記多群３次元炉心性能計算装置から受信するＴＩＰトリガ受信部と、
   前記多群３次元炉心性能計算装置における前記ベース分布学習を導いた前記ＴＩＰデータを取得して前記ＴＩＰトリガの受信を契機にベース分布を計算するベース分布計算部と、
   少なくとも前記原子炉熱出力、前記原子炉圧力、前記ＡＰＲＭ値、前記ＬＰＲＭ値、前記炉心流量及び前記制御棒位置を取得して理論状態値を計算し、前記ＴＩＰトリガを受信した場合は新たに更新された前記ベース分布を用いて前記理論状態値を補正し、前記ＴＩＰトリガを受信しない場合は前回使用した前記ベース分布を用いて前記理論状態値を補正して短周期状態値を計算し、前記長周期状態値よりも短周期で出力する短周期状態値計算部と、
   前記短周期状態値と比較するための制限値を記憶する記憶部と、
   前記短周期状態値が前記制限値を超えないように前記炉心流量及び前記制御棒位置の制御を調整する調整信号を前記プラント制御装置に出力する比較調整部と、を備えることを特徴とする炉心監視システム。
2. 請求項１に記載の炉心監視システムにおいて、
   前記ＬＰＲＭ値のゲイン較正中である旨を通知するフラグを受信している期間中、バイパス判定信号を送信し、前記短周期状態値計算部が前記ＬＰＲＭ値を取得してもバイパス処理させるバイパス判定処理部と、
   前記ゲイン較正が完了し前記フラグの受信が停止したタイミングで前記ＬＰＲＭ値の較正定数の再計算及び更新を行うＬＰＲＭ較正定数計算部と、をさらに備えることを特徴とする炉心監視システム。
3. 請求項２に記載の炉心監視システムにおいて、
   前記バイパス判定処理部に替えて、前記フラグを受け取ると前記短周期状態値計算部を、前記ＬＰＲＭ値を使用せずに熱的状態値を計算させるモードに切り替える計算モード切替部を、さらに備えることを特徴とする炉心監視システム。
4. 請求項１に記載の炉心監視システムにおいて、
   前記多群３次元炉心性能計算装置で得られたＬＰＲＭ熱中性子照射量データ、制御棒照射量データ及びノード毎燃焼度データのうち少なくとも一つの補正データを受信し、前記短周期状態値計算部に内部保持させる補正データ受信部を、さらに備えることを特徴とする炉心監視システム。
5. 少なくとも原子炉熱出力及び原子炉圧力を計算するプロセス計算装置と、中性子エネルギーを３つ以上の群に分けてそれぞれに拡散方程式を立てて原子炉の出力分布を計算しさらにＴＩＰ走査により得たＴＩＰデータから導いたベース分布学習に基づき長周期状態値を長周期毎に出力する多群３次元炉心性能計算装置と、少なくともＡＰＲＭ値及びＬＰＲＭ値に基づき炉心流量及び制御棒位置を制御するプラント制御装置と、中性子は高速中性子群及び熱中性子群のみが存在するものとし更にこれらの存在比率は一定であるとして計算を行う修正１群３次元炉心性能計算装置とを備えるシステムの炉心監視方法であって、
   前記修正１群３次元炉心性能計算装置における処理が、
   前記ベース分布学習が終了したことを示すＴＩＰトリガを前記多群３次元炉心性能計算装置から受信するステップと、
   前記多群３次元炉心性能計算装置における前記ベース分布学習を導いた前記ＴＩＰデータを取得して前記ＴＩＰトリガの受信を契機にベース分布を計算するステップと、
   少なくとも前記原子炉熱出力、前記原子炉圧力、前記ＡＰＲＭ値、前記ＬＰＲＭ値、前記炉心流量及び前記制御棒位置を取得して理論状態値を計算し、前記ＴＩＰトリガを受信した場合は新たに更新された前記ベース分布を用いて前記理論状態値を補正し、前記ＴＩＰトリガを受信しない場合は前回使用した前記ベース分布を用いて前記理論状態値を補正して短周期状態値を計算し、前記長周期状態値よりも短周期で出力するステップと、
   前記短周期状態値と比較するための制限値を記憶するステップと、
   前記短周期状態値が前記制限値を超えないように前記炉心流量及び前記制御棒位置の制御を調整する調整信号を前記プラント制御装置に出力するステップと、を含むことを特徴とする炉心監視方法。
   

Images