JP7374140B2 - Control rod automatic control device and control rod automatic control method - Google Patents
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Description
本発明は、制御棒自動制御装置および制御棒自動制御方法に関する。 The present invention relates to an automatic control rod control device and an automatic control rod control method.
特許文献1は、原子炉出力制御装置に関し、「原子炉を制御する原子炉出力制御装置に、炉心内に配設された複数の中性子検出器のそれぞれが検出した中性子束に基づいて局所反応度を推定し、その局所反応度の最大値が所定の値を超えた場合に原子炉は臨界近接モード、それ以外の場合は未臨界モードであると判定する反応度推定部を備える。制御棒引抜量計算部は、反応度と目標反応度との差から単位時間あたりに引き抜くべき制御棒の引抜量である制御棒引抜量偏差を算出する。引抜判定器は、臨界近接モードの場合には制御棒を炉周期に基づいて求められた引抜量だけ引き抜く司令、未臨界モードの場合には制御棒を制御棒引抜量偏差に基づいて求められた引抜量だけ引き抜く指令を生成し、その制御棒操作の指令を制御棒駆動制御装置に伝達する。」と記載されている。
沸騰水型原子力プラントにおける沸騰水型原子炉(Boiling Water Reactor)は、その起動にあたり、炉心内に挿入されている制御棒を順次徐々に引き抜いて原子炉に反応度を加えることで、原子炉を臨界状態に到達させる。このような制御棒の操作は、運転の省力化や起動時間の短縮などを目的として自動化したり、あるいは適切なインストラクションを出力する方法が考案されている。 When starting up a boiling water reactor in a boiling water nuclear power plant, the control rods inserted into the reactor core are gradually withdrawn one after another to add reactivity to the reactor. reach a critical state. Methods have been devised to automate such control rod operations in order to save labor and shorten start-up time, or to output appropriate instructions.
例えば、特許文献1には、制御棒の引抜モードとして、炉周期に基づいて求められた引抜量だけ制御棒を引抜く臨界近接モードと、その時点の反応度と目標反応度の差に基づいて求められた引抜量だけ制御棒を引抜く未臨界モードと、に関する技術が開示されている。具体的には、同文献の技術では、中性子束に基づいて推定された反応度が所定の値に到達したときにモード切替えを行うことで、投入反応度を制御しながら原子炉の臨界状態を達成している。
For example,
しかしながら、原子炉停止直後の高温起動時には、炉心内のキセノン濃度が過渡的に変化するため、キセノンのビルドアップによる負の反応度が原子炉に加えられる場合がある。この反応度が大きい場合には、制御棒を引抜いてもなかなか臨界に到達しないため、制御棒の引抜きによる投入反応度を大きくしなければ、臨界到達までにかかる時間が増加することになる。特許文献1に記載の技術では、炉心パラメータが所定値に到達することを制御棒の駆動モードの切替判定に利用しており、炉心パラメータの時間的な変化を考慮していない。そのため、キセノン濃度のビルドアップにより負の反応度が加えられている状態であることを判断できず、投入反応度がより小さい駆動モードに切替えてしまう可能性がある。その場合、制御棒を引抜いても臨界に到達するまでに時間がかかり、起動時間を短縮することが難しい、という課題がある。
However, during high-temperature startup immediately after reactor shutdown, the xenon concentration in the reactor core changes transiently, so negative reactivity due to xenon build-up may be added to the reactor. If this reactivity is large, it will take a long time to reach criticality even if the control rod is withdrawn, so unless the input reactivity is increased by withdrawing the control rod, the time required to reach criticality will increase. The technique described in
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、より適切なタイミングで制御棒の駆動モードを切り替えることで、原子炉の起動時間を短縮することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to shorten the startup time of a nuclear reactor by switching the control rod drive mode at a more appropriate timing.
本願は、上記課題の少なくとも一部を解決する手段を複数含んでいるが、その例を挙げるならば、以下のとおりである。上記の課題を解決する本発明の一態様に係る制御棒自動制御装置は、原子炉の炉心内における制御棒を高速に操作する高速駆動モードと、投入反応度がほぼ等しくなるように前記制御棒の引抜き方向に規定されるブロック量単位で前記制御棒を操作するブロック駆動モードと、前記制御棒の最少操作単位量である1ステップずつ前記制御棒を操作するステップ駆動モードと、を有し、前記駆動モードの切替および前記制御棒の操作を、中性子の実効増倍率の値と、所定時間内における中性子の実効増倍率の増減傾向と、に基づいて行うことを特徴とする。 The present application includes a plurality of means for solving at least part of the above problems, examples of which are as follows. A control rod automatic control device according to one aspect of the present invention that solves the above problems has a high-speed drive mode in which the control rods in the core of a nuclear reactor are operated at high speed and a block drive mode in which the control rod is operated in units of a block amount defined in the drawing direction of the control rod, and a step drive mode in which the control rod is operated in steps of one step, which is the minimum operation unit amount of the control rod, The switching of the drive mode and the operation of the control rod are performed based on the value of the effective multiplication factor of neutrons and the tendency of increase/decrease in the effective multiplication factor of neutrons within a predetermined time.
本発明によれば、より適切なタイミングで制御棒の駆動モードを切り替えることで、原子炉の起動時間を短縮することができる。 According to the present invention, the start-up time of a nuclear reactor can be shortened by switching the control rod drive mode at a more appropriate timing.
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。まず初めに、本発明の原理について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, the principle of the present invention will be explained.
図1は、炉心の未臨界から臨界に達するまでの中性子の実効増倍率の経時変化と駆動モードとの関係を示したグラフを示す図である。横軸は、制御棒の引抜開始後の時間を示している。また、縦軸は、中性子の実効増倍率(Keff)を示している。なお、実効増倍率“1”が臨界を示し、“1”未満が未臨界を示す。また、実効増倍率が“1”を超えると超臨界状態となる。制御棒全挿入時(点A)から臨界判定(点D)までの操作を実現するのが臨界近接モードである。 FIG. 1 is a graph showing the relationship between the driving mode and the change over time in the effective multiplication factor of neutrons from subcriticality to criticality in the core. The horizontal axis indicates the time after the start of withdrawal of the control rod. Moreover, the vertical axis indicates the effective multiplication factor (Keff) of neutrons. Note that an effective multiplication factor of "1" indicates criticality, and an effective multiplication factor of less than "1" indicates subcriticality. Moreover, when the effective multiplication factor exceeds "1", a supercritical state occurs. The near-criticality mode realizes the operation from fully inserted control rods (point A) to criticality determination (point D).
本実施形態に係る制御棒自動制御装置100は、3つの駆動モードを使って制御棒を操作する。具体的には、駆動モードには、高速駆動モードと、ブロック駆動モードと、ステップ駆動モードと、がある。
The control rod
高速駆動モードは、制御棒を高速に引抜く(操作する)モードである。また、ブロック駆動モードは、制御棒の各ブロックの投入反応度がほぼ等しくなるように制御棒をブロック量単位で操作するモードである。また、ステップ駆動モードは、制御棒を最小操作単位量(ステップ)で操作する駆動モードである。 The high-speed drive mode is a mode in which the control rod is pulled out (operated) at high speed. Further, the block drive mode is a mode in which the control rod is operated in block units so that the input reactivity of each block of the control rod is approximately equal. Further, the step drive mode is a drive mode in which the control rod is operated in the minimum operation unit amount (step).
図1において、A点~B点が高速駆動モード、B点~C点がブロック駆動モード、C点~D点がステップ駆動モードによる制御棒の操作を示している。また、それぞれの駆動モードの切替判定は、中性子の実効増倍率の値およびその時間変化に基づいて行われる。 In FIG. 1, points A to B indicate high-speed drive mode, points B to C indicate block drive mode, and points C to D indicate control rod operation in step drive mode. Moreover, the switching determination of each drive mode is performed based on the value of the effective multiplication factor of neutrons and its change over time.
高速駆動モードは、未臨界度が比較的大きく、臨界を超える心配が少ないときに比較的高速で制御棒を引き抜く駆動モードである(A点~B点)。すなわち、点A~点Bにおいては、ペリオド(炉周期)が小さくないため、比較的速い駆動速度で制御棒が引き抜かれる。なお、ペリオド信号は原子炉の安全系に組み込まれており、設定値より短くなると制御棒の引抜きを禁じたり、スクラムする。 The high-speed drive mode is a drive mode in which the control rod is pulled out at a relatively high speed when the degree of subcriticality is relatively large and there is little risk of exceeding criticality (points A to B). That is, from point A to point B, the period (furnace period) is not small, so the control rod is pulled out at a relatively high driving speed. The period signal is built into the reactor's safety system, and if it becomes shorter than a set value, it will prohibit withdrawal of the control rods or cause a scram.
なお、高速駆動モードが使用される領域において、制御棒が中性子検出器の近くを通過し、局所的に中性子束が増加するときにペリオドが小さくなる場合がある。そのため、高速駆動モードでは、ペリオドが短くなると予め予想される位置において制御棒の操作を一時停止させ、それ以外は比較的速い駆動速度で制御棒を引き抜くように制御される。 Note that in a region where the high-speed drive mode is used, the period may become smaller when the control rod passes near a neutron detector and the neutron flux locally increases. Therefore, in the high-speed drive mode, the operation of the control rod is temporarily stopped at a position where the period is predicted to be short, and the control rod is otherwise controlled to be withdrawn at a relatively high drive speed.
ペリオドτと中性子束φや炉心反応度ρ(未臨界ではρ<0)の関係は、以下の数1で表すことができる。
The relationship between the period τ, the neutron flux φ, and the core reactivity ρ (ρ<0 in subcriticality) can be expressed by the following
一時停止位置では、例えば最低10秒間、制御棒の引き抜きが停止される。その結果、単位時間当りの投入反応度dρ/dtが小さくなり、数1によりペリオドτを大きくできることがわかる。なお、制御棒を一時停止させる位置は事前に決定されている。
At the temporary stop position, withdrawal of the control rod is stopped for at least 10 seconds, for example. As a result, it can be seen that the input reactivity dρ/dt per unit time becomes smaller, and the period τ can be increased from
高速駆動モードからブロック駆動モードへの切替判定は、実効増倍率Keffが0.995に到達したときに行われる(点B)。具体的には、制御棒自動制御装置100は、実効増倍率が0.995に到達したとき、その時点を基準に所定時間内(例えば、実効増倍率が0.995に到達した時点から遡って50秒間)の実効増倍率の増加速度が第1の所定値以上(例えば、第1の所定値を下限値とし、任意の上限値との間の所定範囲内)であるときに、高速駆動モードからブロック駆動モードに切替える。なお、実効増倍率の増加速度の一例については後述する。
Switching from the high-speed drive mode to the block drive mode is determined when the effective multiplication factor Keff reaches 0.995 (point B). Specifically, when the effective multiplication factor reaches 0.995, the control rod
一方で、制御棒自動制御装置100は、実効増倍率が0.995に到達したとき、その時点を基準に所定時間内(例えば、実効増倍率が0.995に到達した時点から遡って50秒間)の実効増倍率の増加速度が第1の所定値未満(例えば、第1の所定値を下限値とし、任意の上限値との間の所定範囲未満)であるとき、高速駆動モードを継続する。
On the other hand, when the effective multiplication factor reaches 0.995, the control rod
なお、制御棒自動制御装置100は、それ以降の実効増倍率の増加速度を監視し、所定時間内(例えば、毎秒ごとに、その時点から遡って50秒間)の中性子の増加速度が第1の所定値以上(例えば、第1の所定値を下限値とし、任意の上限値との間の所定範囲内)となった場合には、高速駆動モードからブロック駆動モードに切替える。
Note that the control rod
なお、ブロック駆動モードへの切替判定に用いる実効増倍率の増加速度に関する所定値は、冷温起動時にブロック駆動モードで引抜操作をしているときの代表的な増加速度を参考に設定される。 Note that the predetermined value regarding the rate of increase in the effective multiplication factor used to determine switching to the block drive mode is set with reference to the typical rate of increase when performing a pulling operation in the block drive mode during cold startup.
ブロック駆動モードは、各ブロックの投入反応度がほぼ等しくなるように設定した1ブロック量だけ制御棒を引抜く駆動モードである(点B~点C)。なお、1ブロック量とは、制御棒の引抜き方向において設定される引抜き量を示す単位である。制御棒の反応度は、燃料特性や制御棒の位置によって大きく異なるため、制御棒の物理的な引抜き量の最小操作単位である1ステップで1ブロックを構成することもあれば、20ステップで1ブロックになることもある。1ブロックに相当する引抜き量はあらかじめ計算により求めておく。なお、1ブロック量当りの反応度は、例えば0.05%Δk程度とする。 The block drive mode is a drive mode in which the control rod is pulled out by the amount of one block set so that the input reactivity of each block is approximately equal (points B to C). Note that one block amount is a unit indicating the amount of withdrawal set in the withdrawal direction of the control rod. The reactivity of a control rod varies greatly depending on the fuel characteristics and the position of the control rod, so one block may consist of one step, which is the minimum operating unit for the physical withdrawal amount of a control rod, or one block may consist of 20 steps. It may become a block. The amount of extraction corresponding to one block is calculated in advance. Note that the reactivity per block amount is, for example, about 0.05% Δk.
ブロック駆動モードからステップ駆動モードへの切替判定は、実効増倍率Keffが0.999に到達したときに行う(点C)。具体的には、制御棒自動制御装置100は、実効増倍率が0.999に到達したとき、その時点を基準に所定時間内(例えば、実効増倍率が0.999に到達した時点から遡って50秒間)の実効増倍率の増加速度が第2の所定値以上(例えば、第2の所定値を下限値とし、任意の上限値との間の所定範囲内)であるときに、ブロック駆動モードからステップ駆動モードに切替える。
Switching from the block drive mode to the step drive mode is determined when the effective multiplication factor Keff reaches 0.999 (point C). Specifically, when the effective multiplication factor reaches 0.999, the control rod
一方で、制御棒自動制御装置100は、実効増倍率が0.999に到達したとき、その時点を基準に所定時間内(例えば、実効増倍率が0.999に到達した時点から遡って50秒間)の実効増倍率の増加速度が第2の所定値未満(例えば、第2の所定値を下限値とし、任意の上限値との間の所定範囲未満)であるとき、ブロック駆動モードを継続する。
On the other hand, when the effective multiplication factor reaches 0.999, the control rod
なお、制御棒自動制御装置100は、それ以降の実効増倍率の増加速度を監視し、所定時間内(例えば、毎秒ごとに、その時点から遡って50秒間)の中性子の増加速度が第2の所定値以上(例えば、第2の所定値を下限値とし、任意の上限値との間の所定範囲内)となった場合には、ブロック駆動モードからステップ駆動モードに切替える。
Note that the control rod
なお、ステップ駆動モードへの切替判定に用いる実効増倍率の増加速度に関する所定値は、冷温起動時にステップ駆動モードで引抜操作をしているときの代表的な増加速度を参考に設定される。 Note that the predetermined value regarding the rate of increase in the effective multiplication factor used to determine switching to the step drive mode is set with reference to the typical rate of increase when performing a pull-out operation in the step drive mode during cold start-up.
ステップ駆動モードは、微小な反応度の調整を可能とするため、制御棒を最小操作単位量(水圧駆動型制御棒では1ノッチ、電動駆動型制御棒1ステップと呼ぶ)だけ引抜く駆動モードである(点C~点D)。なお、最小操作量である1ステップ当りの投入反応度は、例えば0.05%Δk以下になるよう設定される。 The step drive mode is a drive mode in which the control rod is pulled out by the minimum operation unit amount (one notch for hydraulically driven control rods and one step for electrically driven control rods) in order to make minute reactivity adjustments possible. Yes (point C to point D). Note that the input reactivity per step, which is the minimum operation amount, is set to be, for example, 0.05% Δk or less.
なお、制御棒自動制御装置100は、各駆動モードの操作中に所定時間内の実効増倍率の増加速度が、所定の範囲を超えた場合には、制御棒の引抜き停止を行う。また、制御棒自動制御装置100は、引抜き停止後も実効増倍率の増加速度が所定の範囲を超える場合には、制御棒の挿入を行う。
Note that the control rod
本機能により、原子炉に正の反応度が付与される場合、例えば原子炉停止直後の高温起動時のようにキセノン濃度が時間経過に伴って減少して正の反応度が付与される場合や、反応度温度係数が負で炉水温度が低下するような場合でも、制御棒自動制御装置は、適切な制御棒の引抜き操作が可能となる。 With this function, positive reactivity is imparted to the reactor, for example, when the xenon concentration decreases over time and positive reactivity is imparted, such as during high-temperature startup immediately after reactor shutdown. Even when the reactivity temperature coefficient is negative and the reactor water temperature decreases, the control rod automatic control device can perform appropriate control rod withdrawal operations.
また、制御棒自動制御装置100は、臨界判定後に臨界維持モードにて臨界状態を維持する。すなわち、制御棒自動制御装置100は、実効増倍率を監視し、未臨界度が所定値を超えた場合には制御棒を引抜き、臨界超過が所定値を超えた場合には制御棒を挿入する制御を行う。
Further, the control rod
以上のように、未臨界の原子炉を臨界にする場合において、炉心内における中性子の実効増倍率が小さい(未臨界度が大きい)場合には、高速駆動モードで制御棒が引抜かれ、臨界に近くなった場合には、ブロック駆動モードおよびステップ駆動モードを利用してほぼ一定のペリオドで制御棒が引抜かれる。 As described above, when making a subcritical reactor critical, if the effective multiplication factor of neutrons in the reactor core is small (the degree of subcriticality is large), the control rods are pulled out in high-speed drive mode and brought to criticality. If the control rods are close to each other, the control rods are withdrawn in approximately constant periods using block drive mode and step drive mode.
このように、制御棒自動制御装置100は、各駆動モードの切替判定を実効増倍率の値だけではなく、所定時間内における中性子の増加速度も考慮して行う。これにより、制御棒自動制御装置は、原子炉停止直後の高温起動時のようにキセノン濃度の過渡変化により正(または負)の反応度が付与される状況下においても、ペリオド短等のリスクが小さく、かつ、最短時間制御に近い最適な駆動モードの切替操作を実現することができる。
In this way, the control rod
また、制御棒自動制御装置100は、臨界判定後においても実効増倍率を監視することで、自動での臨界維持を可能とし、運転の省力化を実現することができる。
Further, the control rod
[動作の説明]
以下、制御棒自動制御装置100で実行される処理について具体的に説明する。
[Explanation of operation]
The processing executed by the control rod
図2は、制御棒自動制御装置100の概略構成を示した図である。図示するように、原子炉圧力容器1内の炉心2には、原子炉の出力を制御する複数の制御棒3が配置されている。各制御棒3は、制御棒駆動機構5と、制御棒3を動かすモータ6と、により駆動される。また、各制御棒3には、制御棒位置検出器8が設置されている。また、炉心2には、原子炉起動時の中性子束を検出する中性子束検出器10が配置され、中性子束モニタ(SRNM)4により中性子束検出器10で検出された値が監視されている。
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the control rod
また、中性子束モニタ4は、中性子束検出器10からの出力信号を変換し、中性子束レベル信号とペリオド信号と、を生成して制御棒操作演算装置14に出力する。また、中性子束モニタ4は、反応度計15に中性子束レベル信号を出力する。反応度計15は、取得した中性子束レベル信号に基づく実効増倍率信号を制御棒操作演算装置14に出力する。 Further, the neutron flux monitor 4 converts the output signal from the neutron flux detector 10, generates a neutron flux level signal and a period signal, and outputs them to the control rod operation calculation device 14. Further, the neutron flux monitor 4 outputs a neutron flux level signal to the reactivity meter 15. The reactivity meter 15 outputs an effective multiplication factor signal based on the acquired neutron flux level signal to the control rod operation calculation device 14.
以下、制御棒自動制御装置100が有する制御棒操作演算装置14と、制御棒の操作を指示する制御棒操作指示装置13と、制御棒の動作を管理する制御棒駆動制御装置16と、が実行する動作処理について説明する。
Hereinafter, the control rod operation calculation device 14 of the control rod
運転員が、制御棒操作指示装置13の入力装置12から臨界近接モードを選択すると、制御棒操作演算装置14は、中性子束モニタ4から取得した中性子束レベル信号およびペリオド信号と、反応度計15から取得した実効増倍率信号と、を用いて、制御棒操作(引抜きあるいは挿入)の許可または不許可の判定処理と、高速駆動モード、ブロック駆動モード、ステップ駆動モードの中から適切な1つの駆動モードを決定する判定処理と、を行う。また、制御棒操作演算装置14は、各々の判定結果を示す制御棒操作許可信号および駆動モード信号を制御棒操作指示装置13に出力する。
When the operator selects the critical proximity mode from the
制御棒操作指示装置13は、制御棒操作演算装置14から受信した制御棒操作許可信号および駆動モード信号を、それぞれ制御棒操作指令および駆動モード信号として制御棒駆動制御装置16に出力する。また、制御棒操作指示装置13は、これらの信号と、予め入力した制御棒操作手順データ9と、を用いて、これから操作する制御棒3の炉心2内における配置と、現在の制御棒の引抜き位置と、目標とする制御棒の引抜き位置と、操作に適した駆動モードと、制御棒3を操作することが可能か否かの情報と、を表示装置11に表示して運転員に知らせる。
The control rod
制御棒駆動制御装置16は、制御棒操作指示装置13から取得した制御棒操作指令および駆動モード信号と、制御棒操作手順データ9と、を用いて、百本以上ある制御棒から操作する制御棒3を選択し、引抜き指令または挿入指令や、制御棒到達目標位置などを、選択した制御棒3に対応するモータ駆動制御装置7に対して送信する。
The control rod
モータ駆動制御装置7は、制御棒駆動制御装置16から取得した引抜き指令または挿入指令や、制御棒位置検出器8により検出された値および制御棒到達目標位置に基づいて、各制御棒3に対応するモータ6の回転数を制御する。また、モータ駆動制御装置7は、引抜き指令または挿入指令に応じた制御が完了した場合や、制御棒3が目標位置に到達した場合、かかる制御の完了を示す制御完了信号あるいは制御棒3が目標位置に到達したことを示す目標位置到達信号を制御棒駆動制御装置16に出力する。
The motor drive control device 7 responds to each control rod 3 based on the withdrawal command or insertion command obtained from the control rod
制御棒駆動制御装置16は、選択した全ての制御棒3に対応するモータ駆動制御装置7から制御完了信号あるいは目標位置到達信号を受信すると、制御棒操作演算装置14と、制御棒操作指示装置13と、にこれらの信号を出力する。かかる信号を受けた制御棒操作演算装置14は、再び、制御棒操作の許可・不許可の判定処理と、次の制御棒操作の駆動モードを決定する判定処理と、を行い、判定結果を示す信号を制御棒操作指示装置13に出力する。
When the control rod
以上の構成により、上述した3つ駆動モードを用いた制御棒操作を実現することができる。 With the above configuration, it is possible to realize control rod operation using the three drive modes described above.
次に、制御棒操作の許可・不許可の判定と、駆動モードを決定する判定と、の詳細について説明する。 Next, the details of the determination of whether control rod operation is permitted or not and the determination of the drive mode will be explained.
図3は、制御棒操作の許可・不許可の判定処理(アルゴリズム)を示したフロー図である。また、図4は、駆動モードを決定する判定処理(アルゴリズム)を示したフロー図である。 FIG. 3 is a flow diagram showing a process (algorithm) for determining permission/disapproval of control rod operation. Further, FIG. 4 is a flow diagram showing a determination process (algorithm) for determining a drive mode.
図3の処理は、運転員が臨界近接モードを選択すると開始される。制御棒操作演算装置14は、ステップS001において初期設定処理の済、未済を判定する。また、制御棒操作演算装置14は、かかる処理を実施済みと判定した場合(ステップS001でYes)、処理をステップS002およびステップS003に移行し、実施が未済と判定した場合(ステップS001でNo)、初期設定を実施する(ステップS004)。ステップS004で実施される初期設定では、第1に制御棒3の駆動モードが高速駆動モードに設定され、第2に制御棒3の引抜き許可信号がONに設定される。 The process in FIG. 3 is started when the operator selects the critical proximity mode. The control rod operation calculation device 14 determines whether the initial setting process has been completed or not in step S001. Further, if the control rod operation calculation device 14 determines that the process has been performed (Yes in step S001), the process proceeds to step S002 and step S003, and if it determines that the process has not been completed (No in step S001). , performs initial settings (step S004). In the initial setting performed in step S004, firstly, the drive mode of the control rod 3 is set to high-speed drive mode, and secondly, the withdrawal permission signal of the control rod 3 is set to ON.
ステップS002およびステップS003では、制御棒操作演算装置14は、制御棒3の引抜きの不許可または許可の判定を行う。具体的には、制御棒操作演算装置14は、(1-1)制御棒3が動作中であり、ペリオドが所定値(例えば、50秒)以下の場合、(1-2)高速駆動モードにおいて制御棒3が停止中であり、制御棒3の停止時間が所定値(例えば、10秒)以下、または、ペリオドが所定値(例えば、200秒)以下の場合、(1-3)ブロック駆動モードにおいて制御棒3が停止中であり、制御棒の停止時間が所定値(例えば、10秒)以下、または、ペリオドが所定値(例えば、200秒)以下、または、実効増倍率の増加速度が所定値(例えば、0.01%Δk/s)以上の場合、(1-4)ステップ駆動モードにおいて制御棒3が停止中であり、制御棒の停止時間が所定値(例えば、10秒)以下、または、ペリオドが所定値(例えば、200秒)以下、または、実効増倍率の増加速度が所定値(例えば、0.0005%Δk/s)以上の場合、のいずれか1つが該当するとき、制御棒3の引抜きを不許可とする判定を行う(ステップS002)。 In step S002 and step S003, the control rod operation calculation device 14 determines whether withdrawal of the control rod 3 is not permitted or permitted. Specifically, if (1-1) the control rod 3 is in operation and the period is less than or equal to a predetermined value (for example, 50 seconds), the control rod operation calculation device 14 (1-2) performs control rod operation in the high-speed drive mode. When the control rod 3 is stopped and the stop time of the control rod 3 is less than or equal to a predetermined value (for example, 10 seconds) or the period is less than or equal to a predetermined value (for example, 200 seconds), (1-3) block drive mode is selected. , the control rod 3 is stopped, and the stop time of the control rod is less than or equal to a predetermined value (e.g., 10 seconds), or the period is less than or equal to a predetermined value (e.g., 200 seconds), or the rate of increase in the effective multiplication factor is less than or equal to a predetermined value. If the value (for example, 0.01%Δk/s) or more, the control rod 3 is stopped in the step drive mode (1-4), and the stop time of the control rod is less than or equal to the predetermined value (for example, 10 seconds); Alternatively, if one of the following applies: the period is less than or equal to a predetermined value (e.g., 200 seconds), or the rate of increase in the effective multiplication factor is greater than or equal to a predetermined value (e.g., 0.0005%Δk/s), the control It is determined that withdrawal of the rod 3 is not permitted (step S002).
一方で、制御棒操作演算装置14は、(2-1)制御棒3が動作中であり、ペリオドが所定値(例えば、50秒)以上の場合、(2-2)高速駆動モードにおいて制御棒3が停止中であり、制御棒3の停止時間が所定値(例えば、10秒)以上、かつ、ペリオドが所定値(例えば、200秒)以上の場合、(2-3)ブロック駆動モードにおいて制御棒3が停止中であり、制御棒3の停止時間が所定値(例えば、10秒)以上、かつ、ペリオドが所定値(例えば、200秒)以上、かつ、実効増倍率の増加速度が所定値(例えば、0.01%Δk/s)以下の場合、(2-4)ステップ駆動モードにおいて制御棒3が停止中であり、制御棒3の停止時間が所定値(例えば、10秒)以上、かつ、ペリオドが所定値(例えば、200秒)以上、かつ、実効増倍率の増加速度が所定値(例えば、0.0005%Δk/s)以下の場合、のいずれか1つが該当するとき、制御棒3の引抜きを許可する判定を行う(ステップS003)。 On the other hand, if (2-1) the control rod 3 is in operation and the period is a predetermined value (for example, 50 seconds) or more, the control rod operation calculation device 14 operates the control rod in the high-speed drive mode (2-2). 3 is stopped, the stop time of the control rod 3 is a predetermined value (for example, 10 seconds) or more, and the period is a predetermined value (for example, 200 seconds) or more, the control is performed in (2-3) block drive mode. The rod 3 is stopped, the stop time of the control rod 3 is a predetermined value (for example, 10 seconds) or more, the period is a predetermined value (for example, 200 seconds) or more, and the rate of increase in the effective multiplication factor is a predetermined value. (for example, 0.01% Δk/s) or less, (2-4) the control rod 3 is stopped in the step drive mode, and the stop time of the control rod 3 is greater than or equal to a predetermined value (for example, 10 seconds); And, when any one of the following applies, the period is greater than or equal to a predetermined value (e.g., 200 seconds) and the rate of increase in the effective multiplication factor is less than or equal to a predetermined value (e.g., 0.0005%Δk/s), the control is performed. A determination is made to permit withdrawal of the rod 3 (step S003).
かかる処理が終わると、制御棒操作演算装置14は、図4に示す駆動モードを決定する判定処理を行う。 When this process is completed, the control rod operation calculation device 14 performs a determination process to determine the drive mode shown in FIG. 4.
図4に示す駆動モードを決定する判定処理が開始されると、制御棒操作演算装置14は、現在の駆動モードを判定する(ステップS010)。具体的には、制御棒操作演算装置14は、高速駆動モード、ブロック駆動モードおよびステップ駆動モードの中から現在の駆動モードがどれであるかを判定する。 When the determination process for determining the drive mode shown in FIG. 4 is started, the control rod operation calculation device 14 determines the current drive mode (step S010). Specifically, the control rod operation calculation device 14 determines which drive mode is the current drive mode among the high-speed drive mode, block drive mode, and step drive mode.
そして、現在の駆動モードが高速駆動モードと判定した場合、制御棒操作演算装置14は、実効増倍率に基づいてブロック駆動モードへのモード切替えを行うか否かを判定する。具体的には、制御棒操作演算装置14は、実効増倍率Keffが、以下の数2を満たすか否かを判定し(ステップS011)、満たさないと判定した場合(ステップS011でNo)、高速駆動モードの継続を決定し(ステップS014)、本フローの処理を終了する。一方で、数2を満たすと判定した場合(ステップS011でYes)、制御棒操作演算装置14は、一時的に制御棒3の引抜き不許可の信号を制御棒操作指示装置13に出力し(ステップS012)、処理をステップS013に移行する。
If the current drive mode is determined to be the high-speed drive mode, the control rod operation calculation device 14 determines whether to switch to the block drive mode based on the effective multiplication factor. Specifically, the control rod operation calculation device 14 determines whether the effective multiplication factor Keff satisfies the following equation 2 (step S011), and if it is determined that it does not satisfy the following equation (No in step S011), the control rod operation calculation device 14 It is determined to continue the drive mode (step S014), and the processing of this flow ends. On the other hand, if it is determined that
ステップS013では、制御棒操作演算装置14は、所定時間内(例えば、実効増倍率が0.995に到達した時点から遡って50秒間)の実効増倍率の増加速度が以下の数3を満たすか否かを判定する。そして、数3を満たすと判定した場合(ステップS013でYes)、制御棒操作演算装置14は、高速駆動モードからブロック駆動モードへの切替えを決定し(ステップS022)、本フローの処理を終了する。一方で、数3を満たさないと判定した場合(ステップS013でNo)、制御棒操作演算装置14は、高速駆動モードの継続を決定し(ステップS014)、本フローの処理を終了する。 In step S013, the control rod operation calculation device 14 determines whether the rate of increase in the effective multiplication factor within a predetermined period of time (for example, 50 seconds retroactively from the time when the effective multiplication factor reaches 0.995) satisfies Equation 3 below. Determine whether or not. If it is determined that Equation 3 is satisfied (Yes in step S013), the control rod operation calculation device 14 determines to switch from the high-speed drive mode to the block drive mode (step S022), and ends the processing of this flow. . On the other hand, if it is determined that Equation 3 is not satisfied (No in step S013), the control rod operation calculation device 14 determines to continue the high-speed drive mode (step S014), and ends the processing of this flow.
また、ステップS10において、現在の駆動モードがブロック駆動モードと判定した場合、制御棒操作演算装置14は、実効増倍率Keffが以下の数4を満たすか否かを判定する(ステップS021)。そして、数4を満たさないと判定した場合(ステップS021でNo)、ブロック駆動モードの継続を決定し(ステップS022)、本フローの処理を終了する。 Further, when it is determined in step S10 that the current drive mode is the block drive mode, the control rod operation calculation device 14 determines whether the effective multiplication factor Keff satisfies the following equation 4 (step S021). If it is determined that Equation 4 is not satisfied (No in step S021), it is determined to continue the block drive mode (step S022), and the processing of this flow ends.
一方で、数4を満たすと判定した場合(ステップS021でYes)、制御棒操作演算装置14は、臨界判定を行う(ステップS031)。具体的には、制御棒操作演算装置14は、制御棒停止後のペリオドが200秒以下の持続時間を計測してから経過時間が120秒を超え、かつ、以下の数5を満たす場合に、臨界に到達したと判定する。 On the other hand, if it is determined that Equation 4 is satisfied (Yes in step S021), the control rod operation calculation device 14 performs a criticality determination (step S031). Specifically, the control rod operation calculation device 14 measures the duration of the period after the control rod stops being 200 seconds or less, and when the elapsed time exceeds 120 seconds and satisfies Equation 5 below, It is determined that criticality has been reached.
制御棒操作演算装置14は、臨界に到達したと判定した場合(ステップS031でYes)、駆動モードを臨界維持モードに切り替える決定をして(ステップS034)、本フローの処理を終了する。なお、この時、制御棒操作演算装置14は、表示装置11を介して臨界に到達したことを運転員に知らせる。
If the control rod operation calculation device 14 determines that criticality has been reached (Yes in step S031), it determines to switch the drive mode to criticality maintenance mode (step S034), and ends the process of this flow. At this time, the control rod operation calculation device 14 notifies the operator via the
一方で、臨界に到達していないと判定した場合(ステップS031でNo)、制御棒操作演算装置14は、所定時間内(例えば、実効増倍率が0.999に到達した時点から遡って50秒間)の実効増倍率の増加速度が以下の数6を満たすか否かを判定する(ステップS032)。そして、数6を満たすと判定した場合(ステップS032でYes)、制御棒操作演算装置14は、ブロック駆動モードからステップ駆動モードへの切替を決定し(ステップS033)、本フローの処理を終了する。一方で、数6を満たさないと判定した場合(ステップS032でNo)、制御棒操作演算装置14は、ブロック駆動モードの継続を決定し(ステップS022)、本フローの処理を終了する。 On the other hand, if it is determined that criticality has not been reached (No in step S031), the control rod operation calculation device 14 operates within a predetermined period of time (for example, 50 seconds from the time when the effective multiplication factor reaches 0.999). ) is determined whether the rate of increase in the effective multiplication factor satisfies Equation 6 below (step S032). If it is determined that Equation 6 is satisfied (Yes in step S032), the control rod operation calculation device 14 determines to switch from the block drive mode to the step drive mode (step S033), and ends the processing of this flow. . On the other hand, if it is determined that Equation 6 is not satisfied (No in step S032), the control rod operation calculation device 14 determines to continue the block drive mode (step S022), and ends the processing of this flow.
また、ステップS010において、現在の駆動モードがステップ駆動モードと判定された場合、制御棒操作演算装置14は、前述のステップS031における臨界判定を行う。なお、ステップS031~ステップS034の処理は前述と同様のため、詳細な説明は省略する。 Further, if it is determined in step S010 that the current drive mode is the step drive mode, the control rod operation calculation device 14 performs the criticality determination in step S031 described above. Note that the processes from step S031 to step S034 are the same as described above, so detailed explanations will be omitted.
なお、現在の駆動モードが臨界維持モードである場合、制御棒操作演算装置14は、図3および図4に示す処理は行わずに、以下の数7または数8が満たされるか否かに応じて所定の処理を行う。具体的には、制御棒操作演算装置14は、数7または数8を満たすか否かを判定し、数7を満たす場合は制御棒3を挿入する決定をし、数8を満たす場合は制御棒3を引抜く決定をする。すなわち、制御棒操作演算装置14は、中性子の実効増倍率が臨界=1.000を超えると制御棒3を挿入し、1.000未満となると制御棒3を引抜く制御を行う。 Note that when the current drive mode is the criticality maintenance mode, the control rod operation calculation device 14 does not perform the processing shown in FIGS. and perform the specified processing. Specifically, the control rod operation calculation device 14 determines whether or not Equation 7 or Equation 8 is satisfied, and if Equation 7 or Equation 8 is satisfied, it is determined to insert the control rod 3, and if Equation 8 is satisfied, the control rod 3 is inserted. Decide to pull out stick 3. That is, the control rod operation calculation device 14 performs control to insert the control rod 3 when the effective multiplication factor of neutrons exceeds the critical value of 1.000, and to withdraw the control rod 3 when it becomes less than 1.000.
また、制御棒操作演算装置14は、図3に示す制御棒操作の許可・不許可の判定処理の判定結果と、図4に示す駆動モードを決定する判定処理の結果と、を制御棒操作指示装置13に送信する。
In addition, the control rod operation calculation device 14 uses the determination result of the control rod operation permission/disapproval determination process shown in FIG. 3 and the determination process result of the drive mode determination process shown in FIG. The information is sent to the
なお、図4の処理で決定された駆動モードが高速駆動モード、ブロック駆動モードおよびステップ駆動モードのいずれかである場合、制御棒操作演算装置14は、図3および図4に示す一連の処理を定期的(例えば、1秒ごと)に実行する。 Note that when the drive mode determined in the process of FIG. 4 is one of the high-speed drive mode, block drive mode, and step drive mode, the control rod operation calculation device 14 executes the series of processes shown in FIGS. 3 and 4. Execute periodically (eg, every second).
このような制御棒自動制御装置によれば、より適切なタイミングで制御棒の駆動モードを切り替えることで、原子炉の起動時間を短縮することができる。すなわち、制御棒自動制御装置によれば、原子炉起動時の操作を最適化・自動化することができるため、起動時間の短縮および運転員の負荷を低減することができる。また、制御棒自動制御装置は、実効増倍率の値およびその時間変化に基づく制御棒の操作判定と駆動モードの切替判定とを行うことで、原子炉停止直後の高温起動時においても起動時間短縮の観点から最適な制御棒の操作制御が可能となる。 According to such an automatic control rod control device, the start-up time of a nuclear reactor can be shortened by switching the control rod drive mode at a more appropriate timing. That is, according to the control rod automatic control device, operations at the time of reactor startup can be optimized and automated, so startup time can be shortened and the load on operators can be reduced. In addition, the control rod automatic control device determines control rod operation and drive mode switching based on the value of the effective multiplication factor and its change over time, thereby reducing startup time even during high-temperature startup immediately after reactor shutdown. Optimal control rod operation is possible from this perspective.
図5は、制御棒操作演算装置14、制御棒操作指示装置13および制御棒駆動制御装置16のハードウェア構成の一例を示した図である。図示するように、これらの各装置は、少なくとも演算装置210と、主記憶装置220と、補助記憶装置230と、通信装置240と、これらの各装置を電気的に接続するバス250と、を有している。
FIG. 5 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the control rod operation calculation device 14, the control rod
演算装置210は、例えばCPU(Central Prosessing Unit)である。主記憶装置220は、例えばRAM(Random Access Memory)あるいはROM(Read Only Memory)などの揮発性または不揮発性のメモリである。補助記憶装置230は、例えばHDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)である。通信装置240は、各装置間を通信可能に接続している所定のネットワークに接続するためのNIC(Network Interface Card)である。
The
制御棒操作演算装置14、制御棒操作指示装置13および制御棒駆動制御装置16は、演算装置210に処理を行わせるプログラムによって所定の動作を実行する。このプログラムは、主記憶装置220あるいは補助記憶装置230に記憶され、プログラムの実行にあたって主記憶装置220上にロードされ、演算装置210により実行される。また、各装置間における情報通信は、通信装置240を介して実行される。
The control rod operation calculation device 14, the control rod
また、制御棒操作演算装置14、制御棒操作指示装置13および制御棒駆動制御装置16における上記の各構成は、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアによって実現されても良い。
Further, each of the above-described configurations of the control rod operation calculation device 14, the control rod
また、本発明は上記した実施形態および変形例に限定されるものではなく、同一の技術的思想の範囲内において様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることが可能である。 Further, the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, but includes various modifications within the scope of the same technical idea. For example, the embodiments described above are described in detail to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and the present invention is not necessarily limited to having all the configurations described. Furthermore, it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Furthermore, it is possible to add, delete, or replace a part of the configuration of each embodiment with other configurations.
また、上記説明では、制御線や情報線は、説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えて良い。 Further, in the above description, the control lines and information lines are those considered necessary for the explanation, and not all control lines and information lines are necessarily shown in the product. In reality, almost all configurations can be considered to be interconnected.
100・・・制御棒自動制御装置、1・・・原子炉圧力容器、2・・・炉心、3・・・制御棒、4・・・中性子束モニタ、5・・・制御棒駆動機構、6・・・モータ、7・・・モータ駆動制御装置、8・・・制御棒位置検出器、9・・・制御棒操作手順データ、10・・・中性子束検出器、11・・・表示装置、12・・・入力装置、13・・・制御棒操作指示装置、14・・・制御棒操作演算装置、15・・・反応度計、16・・・制御棒駆動制御装置、210・・・演算装置、220・・・主記憶装置、230・・・補助記憶装置、240・・・通信装置、250・・・バス 100... Control rod automatic control device, 1... Reactor pressure vessel, 2... Reactor core, 3... Control rod, 4... Neutron flux monitor, 5... Control rod drive mechanism, 6 ...Motor, 7.Motor drive control device, 8.Control rod position detector, 9.Control rod operation procedure data, 10.Neutron flux detector, 11.Display device, 12... Input device, 13... Control rod operation instruction device, 14... Control rod operation calculation device, 15... Reactivity meter, 16... Control rod drive control device, 210... Calculation Device, 220... Main storage device, 230... Auxiliary storage device, 240... Communication device, 250... Bus
Claims (15)
前記駆動モードの切替および前記制御棒の操作を、中性子の実効増倍率の値と、所定時間内における中性子の実効増倍率の増減傾向と、に基づいて行う
ことを特徴とする制御棒自動制御装置。 A high-speed drive mode in which control rods in the core of a nuclear reactor are operated at high speed; and a block drive mode in which the control rods are operated in blocks defined in the withdrawal direction of the control rods so that the input reactivity is approximately equal. and a step drive mode in which the control rod is operated one step at a time, which is the minimum unit operation amount of the control rod,
An automatic control rod control device characterized in that the switching of the drive mode and the operation of the control rod are performed based on a value of an effective multiplication factor of neutrons and a tendency of increase/decrease in the effective multiplication factor of neutrons within a predetermined time. .
前記高速駆動モードで前記制御棒を操作中に、中性子の実効増倍率が第1の所定値に到達し、かつ、前記所定時間内における中性子の実効増倍率の増減傾向が第2の所定値を下限とする所定範囲内であるとき、前記高速駆動モードから前記ブロック駆動モードへの切替を行い、
前記高速駆動モードで前記制御棒を操作中に、中性子の実効増倍率が前記第1の所定値に到達し、かつ、前記所定時間内における中性子の実効増倍率の増減傾向が前記第2の所定値を下限とする所定範囲未満であるとき、前記高速駆動モードを継続する
ことを特徴とする制御棒自動制御装置。 The control rod automatic control device according to claim 1,
While operating the control rod in the high-speed drive mode, the effective multiplication factor of neutrons reaches a first predetermined value, and the tendency of increase/decrease in the effective multiplication factor of neutrons within the predetermined time reaches a second predetermined value. When the lower limit is within a predetermined range, switching from the high-speed drive mode to the block drive mode;
While operating the control rod in the high-speed drive mode, the effective multiplication factor of neutrons reaches the first predetermined value, and the increase/decrease trend of the effective multiplication factor of neutrons within the predetermined time is the second predetermined value. An automatic control rod control device characterized in that the high-speed drive mode is continued when the value is less than a predetermined range with a lower limit.
前記ブロック駆動モードで前記制御棒を操作中に、中性子の実効増倍率が第3の所定値に到達し、かつ、前記所定時間内における中性子の実効増倍率の増減傾向が第4の所定値を下限とする所定範囲内であるとき、前記ブロック駆動モードから前記ステップ駆動モードへの切替を行い、
前記ブロック駆動モードで前記制御棒を操作中に、中性子の実効増倍率が前記第3の所定値に到達し、かつ、前記所定時間内における中性子の実効増倍率の増減傾向が前記第4の所定値を下限とする所定範囲未満であるとき、前記ブロック駆動モードを継続する
ことを特徴とする制御棒自動制御装置。 The control rod automatic control device according to claim 1,
While operating the control rod in the block drive mode, the effective multiplication factor of neutrons reaches a third predetermined value, and the tendency of increase/decrease in the effective multiplication factor of neutrons within the predetermined time reaches a fourth predetermined value. When the lower limit is within a predetermined range, switching from the block drive mode to the step drive mode;
While operating the control rod in the block drive mode, the effective multiplication factor of neutrons reaches the third predetermined value, and the increase/decrease trend of the effective multiplication factor of neutrons within the predetermined time is the fourth predetermined value. An automatic control rod control device characterized in that the block drive mode is continued when the value is less than a predetermined range with a lower limit.
前記ステップ駆動モードで前記制御棒を操作中に、前記所定時間内における中性子の実効増倍率の増減傾向が前記第4の所定値を下限とする所定範囲未満になると、前記ステップ駆動モードから前記ブロック駆動モードへの切替を行う
ことを特徴とする制御棒自動制御装置。 The control rod automatic control device according to claim 3,
While operating the control rod in the step drive mode, if the tendency of increase/decrease in the effective multiplication factor of neutrons within the predetermined time becomes less than a predetermined range with the fourth predetermined value as the lower limit, the control rod is changed from the step drive mode to the block. A control rod automatic control device characterized by switching to a drive mode.
前記各駆動モードで前記制御棒を操作中に、前記所定時間内における中性子の実効増倍率の増加傾向が所定の範囲を超えた場合、前記制御棒の引抜きを停止し、前記制御棒の引抜き停止後も実効増倍率の増加傾向が所定の範囲を超える場合、前記制御棒の挿入を行う
ことを特徴とする制御棒自動制御装置。 The control rod automatic control device according to claim 1,
While operating the control rod in each of the drive modes, if the increasing tendency of the effective multiplication factor of neutrons within the predetermined time exceeds a predetermined range, the withdrawal of the control rod is stopped; An automatic control rod control device characterized in that the control rod is inserted if the increasing tendency of the effective multiplication factor continues to exceed a predetermined range .
臨界到達後に、中性子の実効増倍率が第5の所定値よりも大きいとき、前記制御棒の挿入を行い、中性子の実効増倍率が前記第5の所定値よりも小さいとき、前記制御棒の引抜きを行う
ことを特徴とする制御棒自動制御装置。 The control rod automatic control device according to claim 1,
After reaching criticality, when the effective multiplication factor of neutrons is larger than the fifth predetermined value, the control rod is inserted, and when the effective multiplication factor of neutrons is smaller than the fifth predetermined value, the control rod is withdrawn. A control rod automatic control device characterized by:
前記制御棒が動作中であり、
炉周期であるペリオドが第6の所定値以下の場合、
前記制御棒の引抜きを不許可とする
ことを特徴とする制御棒自動制御装置。 The control rod automatic control device according to claim 1,
the control rod is in operation;
If the period, which is the furnace cycle, is less than or equal to the sixth predetermined value,
A control rod automatic control device characterized in that withdrawal of the control rod is not permitted.
前記高速駆動モードにおいて前記制御棒が停止中であり、
前記制御棒の停止時間が第7の所定値以下、または、
炉周期であるペリオドが第8の所定値以下の場合、
前記制御棒の引抜きを不許可とする
ことを特徴とする制御棒自動制御装置。 The control rod automatic control device according to claim 1,
the control rod is stopped in the high-speed drive mode;
The stop time of the control rod is equal to or less than a seventh predetermined value, or
If the period, which is the furnace cycle, is less than or equal to the eighth predetermined value,
A control rod automatic control device characterized in that withdrawal of the control rod is not permitted.
前記ブロック駆動モードにおいて前記制御棒が停止中であり、
前記制御棒の停止時間が第7の所定値以下、または、
炉周期であるペリオドが第8の所定値以下、または、
前記実効増倍率の増加速度が第9の所定値以上の場合、
前記制御棒の引抜きを不許可とする
ことを特徴とする制御棒自動制御装置。 The control rod automatic control device according to claim 1,
the control rod is stopped in the block drive mode;
The stop time of the control rod is equal to or less than a seventh predetermined value, or
The period, which is the furnace cycle, is equal to or less than the eighth predetermined value, or
When the rate of increase in the effective multiplication factor is equal to or higher than a ninth predetermined value,
A control rod automatic control device characterized in that withdrawal of the control rod is not permitted.
前記ステップ駆動モードにおいて前記制御棒が停止中であり、
前記制御棒の停止時間が第7の所定値以下、または、
炉周期であるペリオドが第8の所定値以下、または、
前記実効増倍率の増加速度が第10の所定値以上の場合、
前記制御棒の引抜きを不許可とする
ことを特徴とする制御棒自動制御装置。 The control rod automatic control device according to claim 1,
the control rod is stopped in the step drive mode;
The stop time of the control rod is equal to or less than a seventh predetermined value, or
The period, which is the furnace cycle, is equal to or less than the eighth predetermined value, or
When the rate of increase in the effective multiplication factor is greater than or equal to a tenth predetermined value,
A control rod automatic control device characterized in that withdrawal of the control rod is not permitted.
前記制御棒が動作中であり、
前記ペリオドが前記第6の所定値以上の場合、
前記制御棒の引抜きを許可する
ことを特徴とする制御棒自動制御装置。 The control rod automatic control device according to claim 7,
the control rod is in operation;
If the period is equal to or greater than the sixth predetermined value,
A control rod automatic control device, characterized in that the control rod is allowed to be withdrawn.
前記高速駆動モードにおいて前記制御棒が停止中であり、
前記制御棒の停止時間が前記第7の所定値以上、かつ、
前記ペリオドが前記第8の所定値以上の場合、
前記制御棒の引抜きを許可する
ことを特徴とする制御棒自動制御装置。 The control rod automatic control device according to claim 8,
the control rod is stopped in the high-speed drive mode;
The stop time of the control rod is equal to or greater than the seventh predetermined value, and
When the period is equal to or greater than the eighth predetermined value,
A control rod automatic control device, characterized in that the control rod is allowed to be withdrawn.
前記ブロック駆動モードにおいて前記制御棒が停止中であり、
前記制御棒の停止時間が前記第7の所定値以上、かつ、
前記ペリオドが前記第8の所定値以上、かつ、
前記実効増倍率の増加速度が前記第9の所定値以下の場合、
前記制御棒の引抜きを許可する
ことを特徴とする制御棒自動制御装置。 The control rod automatic control device according to claim 9,
the control rod is stopped in the block drive mode;
The stop time of the control rod is equal to or greater than the seventh predetermined value, and
the period is greater than or equal to the eighth predetermined value, and
When the rate of increase in the effective multiplication factor is equal to or less than the ninth predetermined value,
A control rod automatic control device, characterized in that the control rod is allowed to be withdrawn.
前記ステップ駆動モードにおいて前記制御棒が停止中であり、
前記制御棒の停止時間が前記第7の所定値以上、かつ、
前記ペリオドが前記第8の所定値以上、かつ、
前記実効増倍率の増加速度が前記第10の所定値以下の場合、
前記制御棒の引抜きを許可する
ことを特徴とする制御棒自動制御装置。 The control rod automatic control device according to claim 10,
the control rod is stopped in the step drive mode;
The stop time of the control rod is equal to or greater than the seventh predetermined value, and
the period is greater than or equal to the eighth predetermined value, and
When the rate of increase in the effective multiplication factor is equal to or less than the tenth predetermined value,
A control rod automatic control device, characterized in that the control rod is allowed to be withdrawn.
前記制御棒自動制御装置は、
原子炉の炉心内における制御棒を高速に操作する高速駆動モードと、投入反応度がほぼ等しくなるように前記制御棒の引抜き方向に規定されるブロック量単位で前記制御棒を操作するブロック駆動モードと、前記制御棒の最少操作単位量である1ステップずつ前記制御棒を操作するステップ駆動モードと、により前記制御棒を操作する操作ステップを行い、
前記操作ステップでは、
前記駆動モードの切替および前記制御棒の操作を、中性子の実効増倍率の値と、所定時間内における中性子の実効増倍率の増減傾向と、に基づいて行う
ことを特徴とする制御棒自動制御方法。 A control rod automatic control method performed by a control rod automatic control device, comprising:
The control rod automatic control device includes:
A high-speed drive mode in which control rods in the core of a nuclear reactor are operated at high speed; and a block drive mode in which the control rods are operated in blocks defined in the withdrawal direction of the control rods so that the input reactivity is approximately equal. and a step drive mode in which the control rod is operated one step at a time, which is a minimum unit operation amount of the control rod;
In the operation step,
A control rod automatic control method characterized in that the switching of the drive mode and the operation of the control rod are performed based on a value of an effective multiplication factor of neutrons and an increase/decrease tendency of the effective multiplication factor of neutrons within a predetermined time. .
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