JPH0214676B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は原子炉運転監視装置に係り、特に軽水
冷却型あるいは重水冷却型の原子炉に好適な原子
炉運転監視装置に関するものである。

以下、沸騰水型原子炉を例にとつて説明する。
第１図は沸騰水型原子炉システムを示す系統図で
ある。第１図において、原子炉炉心１の燃料集合
体２で発生する熱出力は、炉心１に挿入された制
御棒３および炉心冷却材流量によつて制御され
る。制御棒３は、制御棒駆動機構４により炉心１
に挿入あるいは炉心１から引抜きの操作が行われ
る。制御棒３の挿入深さは、制御棒位置検出器５
によつて検出される。一方、炉心冷却材は、再循
環ポンプ６およびジエツトポンプ７によつて炉心
部に供給されるように循環している。９は炉心冷
却材流量を制御するための再循環ポンプ制御装置
である。また、原子炉炉心１で発生した蒸気は、
主蒸気管１０を通つてタービン１１に導かれ、タ
ービン１１に連結してある発電機１２を回転させ
て発電する。タービン１１を出た蒸気は、復水器
１３で２次冷却水によつて冷却されて水となり、
原子炉給水系ポンプ１４により給水管１５を通つ
て原子炉圧力容器１６内に戻される。

原子炉炉心１は、燃料棒を複数本規則的に配置
構成した燃料集合体２と十字型制御棒３とで構成
されていて、炉心１内の各所に中性子検出器１７
が規則的に配置してある。第２図は炉心の水平断
面の概念図である。

第３図は燃料棒の縦断面図である。燃料棒２１
は、被覆管２２内に多数の燃料ペレツト２３を積
み重ね、被覆管２２の上下両端は端栓２４，２５
を溶接して密封構造としてある。燃料棒２１の上
端部には、核分裂性ガスを蓄積するガスプレナム
２６が設けてあつて、このガスプレナム２６内に
設けたコイルバネ２７により、燃料ペレツト２３
を上部から押えつけている。

原子炉の出力を上昇させると、燃料棒２１の燃
料ペレツト２３内で発生する熱のため、燃料ペレ
ツト２３の温度が上昇し、燃料ペレツト２３の熱
膨張によつて製造時に設けられていた燃料ペレツ
ト２３と被覆管２２との間の空隙２８が狭められ
る。燃料棒２１の線出力密度がある値に達する
と、この空隙２８がなくなり、燃料ペレツト２３
と被覆管２２との間に機械的相互作用（Pellet
Cladding Mechanical Interaction；以下PCMI
と略す。）が働き出す。さらに原子炉の出力を増
加させると、PCMIが強くなり、被覆管２２に
PCMIによる応力が発生する。

沸騰水型原子炉では、被覆管２２に過大な応力
および歪が発生するのを防止するため、第４図に
示すような運転法を採用している。すなわち、原
子炉炉心１内の燃料棒２１の線出力がしきい線出
力（通常、8kW／ftを採用している。）に達する
までは、制御棒３の引抜き操作あるいは炉心流量
制御による原子炉の出力上昇には制限を設けずに
自由に行い、燃料棒２１の線出力をしきい線出力
以上に上昇させるときは、炉心流量制御により、
例えば、0.06kW／ft／ｈ以下の線出力上昇速度
で徐々に出力を上昇させ、定格出力に到達した
後、その出力を12時間以上保持するような原子炉
の運転法を実施している。以下、この運転をプレ
コンデイシヨニング運転と呼ぶことにする。な
お、第４図の矢印で示してある部分は、プレコン
デイシヨニング運転により出力上昇している部分
を示す。また、12時間以上定格出力に保持された
ときの燃料棒２１の線出力をその燃料棒２１のエ
ンベロープ線出力と呼ぶことにする。一旦、プレ
コンデイシヨンした燃料棒２１（プレコンデイシ
ヨニング運転完了時点の燃料棒）では、エンベロ
ープ線出力以下での出力上昇は、制御棒３の操作
および流量制御による制限を設けず自由に行うこ
とができる。ただし、このエンベロープ線出力以
下での自由な出力上昇は、プレコンデイシヨンし
た燃料棒２１の燃焼度増加量がある一定値（通
常、1GWd／ｔ）以内のときのみ採用することが
でき、燃焼度増加量がある一定値を越える場合に
は、プレコンデイシヨニング運転により原子炉出
力を上昇させなければならないとされている。

沸騰水型原子炉では、炉心１内の燃料集合体２
を一様に燃焼させるため、一定期間毎に制御棒パ
ターンを変更する必要があり、その都度、プレコ
ンデイシヨニング運転を行なわなければならな
い。したがつて、現在実施している原子炉の運転
方法では、原子炉出力を定格出力まで上昇させる
のに約１週間の日数を要し、原子炉の稼動率の低
下を余儀なくされている。このような原子炉の運
転方法では非常に不経済であり、そのため、燃料
棒２１の破損を防止しつつ原子炉の稼動率を向上
させる運転法が強く望まれており、そのための運
転監視装置の開発が要望されている。

本発明は上記に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、燃料棒の破損を防止し、か
つ、原子炉の稼動率を高めるように原子炉を運転
することを可能とする原子炉運転監視装置を提供
することにある。

本発明の第１の特徴は、制御棒および冷却材流
量により出力分布を制御する原子炉において、原
子炉炉心性能計算機の出力量である燃料集合体出
力分布および燃焼度分布のデータを使用して制御
棒操作によつて燃料棒に損傷を与えることなく線
出力を上昇させ得る範囲の上限である燃料棒出力
急昇許容上限線出力を算出する出力急昇許容上限
線出力計算装置と、前記燃料棒の線出力および出
力急昇許容上限線出力を表示する線出力表示装置
とよりなり、前記出力急昇許容上限線出力計算装
置が、燃料棒の出力急昇許容上限線出力Pcを該
Pcの初期値として設定したしきい線出力P₁を用
い、前記燃料棒の線出力が直前に決定したPcよ
り大きいときは、時刻ｔにおける前記燃料棒の出
力急昇許容上限線出力Pc（ｔ）を時刻（ｔ−Δt）
における前記燃料棒の出力急昇許容上限線出力
Pc（ｔ−Δt）と時刻（ｔ−12）と時刻ｔの間の前
記燃料棒線出力の最小値P₂のうちの大きい方の
値として決定し、前記燃料棒の線出力が直前に決
定したP_cより小さいときは、前記P_cを低線出力で
の運転期間の燃料棒の燃焼度増加量ΔBに比例し
て低下させ、かつ該P_cの低下量を1.3ΔB以下とす
るような構成とした点にあり、第２の特徴は、制
御棒および冷却材流量により出力分布を制御する
原子炉において、原子炉炉心性能計算機の出力量
である燃料集合体出力分布および燃焼度分布のデ
ータを使用して制御棒操作によつて燃料棒に損傷
を与えることなく線出力を上昇させ得る範囲の上
限である燃料棒出力急昇許容上限線出力を算出す
る出力急昇許容上限線出力計算装置と、前記燃料
棒操作および冷却材流量変化等の出力制御変数の
変化に対する前記燃料集合体の出力分布の変化を
予測する原子炉出力分布予測装置と、該原子炉出
力分布予測装置により予測した前記燃料集合体の
線出力が前記出力急昇許容上限線出力計算装置で
算出した出力急昇許容上限線出力以下であるかど
うかを判定する線出力判定装置と、該線出力判定
装置での判定結果と前記燃料棒の線出力および出
力急昇許容上限線出力を表示する線出力表示装置
とよりなり、前記出力急昇許容上限線出力計算装
置が、燃料棒の出力急昇許容上限線出力P_cを該P_c
の初期値として設定したしきい線出力P₁を用い、
前記燃料棒の線出力が直前に決定したP_cより大き
いときは、時刻ｔにおける前記燃料棒の出力急昇
許容上限線出力P_c（ｔ）を時刻（ｔ−Δt）におけ
る前記燃料棒の出力急昇許容上限線出力P_c（ｔ−
Δt）と時刻（ｔ−12）と時刻ｔの間の前記燃料
棒線出力の最小値P₂のうちの大きい方の値とし
て決定し、前記燃料棒の線出力が直前に決定した
P_cより小さいときは、前記P_cを低線出力での運転
期間の燃料棒の燃焼度増加量ΔBに比例して低下
させ、かつ該P_cの低下量を1.3ΔB以下とするよう
な構成とした点にある。

以下本発明を第８図、第９図、第１２図に示し
た実施例および第５図ないし第７図、第１０図、
第１１図を用いて詳細に説明する。

本発明は従来技術について検討した結果得られ
たものであり、まず、従来技術の検討結果につい
て説明する。

軽水炉用燃料棒を種々の燃焼度時点で制御棒操
作によつて線出力を上昇させた場合、第５図に示
す線出力以下の出力上昇では、燃料棒に損傷が発
生しない。したがつて、出力急昇許容上限線出力
の下限値として第５図に図示したものをしきい線
出力として採用することができる。このしきい線
出力P₁は、次式によつて表わされる。

Ｂ＜10GWd／ｔのとき、 P₁＝12−0.4B ……(1) Ｂ≧10GWd／ｔのとき、 P₁＝８ ……(2) ここに、Ｂ；燃料棒の燃焼度（GWd／ｔ）燃
料棒の線出力がしきい線出力P₁以下では、制御
棒操作および炉心流量制御による出力上昇に対し
て特に制限を設ける必要がない。

次に、第６図に示すように、時刻Ａでプレコン
デイシヨニング運転が完了した後、時刻Ｂにおい
て原子炉出力を低下させ、その直後の時刻Ｃにお
いて再び原子炉出力を上昇させた場合、燃料棒の
線出力がプレコンデイシヨニング運転完了時の線
出力レベル、すなわち、エンベロープ線出力まで
は、制御棒操作および流量制御に制限を設けるこ
となく自由に原子炉出力を上昇させることができ
る。したがつて、プレコンデイシヨニング運転が
完了した直後では、出力急昇許容上限線出力とし
てプレコンデイシヨニング運転完了時の線出力を
採用することができる。

従来の原子炉運転法では、すでに述べたよう
に、燃料棒のプレコンデイシヨニング運転の効果
は、プレコンデイシヨンした燃料棒の燃焼度増加
量がある一定値以下のときのみ有効であり、燃焼
度増加量がある一定値を越えると、有効性が消失
するとされていた。しかしながら、以下に述べる
理由により、燃料棒の出力急昇許容上限線出力
は、燃料棒の出力履歴および燃焼度の増加ととも
に徐々に変化する。

第７図ｂに示すように、燃料棒のプレコンデイ
シヨニング運転完了後、点Ｄにおいて燃料棒の線
出力が低下し、長期間にわたり低線出力を保持し
たときは、主に燃料ペレツトの照射スウエリング
および被覆管の冷却材圧力によるクリープ変形の
ため、もし、第７図ｂのＥ点において、燃料ペレ
ツトと被覆管との間に空隙が存在する場合には、
空隙の大きさが燃焼とともに減少し、それにとも
なつて、再び燃料棒の線出力を上昇させた場合
に、PCMIが働き始める線出力レベルが燃焼とと
もに低下し、場合によつては低線出力での燃焼期
間中にPCMIが働き始める。もし、Ｅ点において
すでにPCMIが働いている場合には、一般に
PCMIの強さが燃焼とともに増加する。このた
め、ある期間にわたり低線出力で運転した後、再
び燃料棒の線出力をＤ点における線出力レベルま
で制御棒操作により上昇させると、PCMIにより
被覆管に大きな応力および歪が発生する可能性が
ある。

第７図ｂに示すように、Ｅ点以降燃料棒の線出
力を低いレベルに保持して運転した後、再び線出
力を上昇させた場合のＤ点における被覆管の応力
と等価な応力が生じる燃料棒の線出力の燃焼にと
もなう変化を算出した結果を図示すると、第７図
ａに示すようになる。すなわち、被覆管に等価応
力を発生する線出力は、低線出力での運転期間中
の燃料棒の燃焼度増加量が大きいほど低下し、同
じ燃焼度増加に対しては、第７図ｂのa₁，b₁にそ
れぞれ対応するa₂，b₂曲線の比較からわかるよう
に、低線出力での運転期間における線出力レベル
が低いほど低下する傾向がある。この被覆管等価
応力を発生する線出力の低下の大きさΔP_cについ
て、軽水炉の燃料棒が経験する線出力の範囲内の
種々の出力履歴の場合を想定して検討した結果、
ΔP_cは1.3ΔB以下であるとの結論を得た。なお、
ΔBは低線出力での運転期間の燃料棒の燃焼度増
加量である。したがつて、プレコンデイシヨニン
グ運転完了後、燃料棒の線出力がプレコンデイシ
ヨニング運転完了時の線出力レベルより低下した
場合は、次式で与えられる出力急昇許容上限線出
力P_c以下では、燃料棒の線出力を制御棒操作およ
び流量制御により変動させても、被覆管には大き
な応力および歪が発生せず、燃料棒に損傷を生じ
ることはない。

P_c＝P_c,p−ΔP_c ……(3) ΔP_c＝1.3ΔB ……(4) ここに、 P_c,p；線出力低下直前における出力急昇許容上限
線出力 P_c；線出力低下後ΔBだけ燃焼度が増加した時点
における出力急昇許容上限線出力 ΔP_c；線出力低下後ΔBだけ燃焼度が増加する期
間中の出力急昇許容上限線出力の低下量 以上の検討結果から燃料棒の出力急昇許容上限
線出力を燃料棒の出力履歴および燃焼度の関数と
して決定することができることがわかる。

第８図は本発明の装置の一実施例を示すブロツ
ク図であり、第１図と同一部分は同じ符号で示
し、ここでは説明を省略する。第８図において、
３０は原子力プラントの各測定信号を処理するプ
ロセス計算機、３１は燃料棒の出力急昇許容上限
線出力を計算する計算装置、３２は燃料棒の線出
力および出力急昇許容上限線出力を表示する線出
力表示装置である。

プロセス計算機３０では、炉心１内に配置され
た中性子束検出器１７の出力信号、制御棒３の炉
心１への挿入深さを検出する制御棒位置検出器５
の出力信号およびジエツトポンプ７入口と出口と
の間の差圧を利用して炉心冷却材流量を測定する
流量測定装置１８の出力信号等を入力として処理
し、原子炉炉心１に装荷された燃料集合体２の出
力分布および燃焼度分布を算出する。

出力急昇許容上限線出力計算装置３１は、電子
計算機により構成してあり、プロセス計算機３０
のアウトプツトである燃料集合体２の出力分布お
よび燃焼度分布のデータを入力として、各燃料棒
２１（第３図参照）の出力急昇許容上限出力を計
算する。

線出力表示装置３２としては、タイプライター
や図形表示機能を有する装置を用いてある。

燃料棒２１の出力急昇許容上限線出力は一定時
間経過する毎に周期的に計算する場合と、運転員
の要求により随時計算する場合とを考慮してあ
る。

第９図は時刻ｔにおける燃料棒２１の出力急昇
許容上限線出力P_c,ijkl（ｔ）の計算フローチヤート
である。ここに、ｉおよびｊは燃料集合体２のｘ
座標およびｙ座標を、ｋは燃料集合体２の軸方向
座標を、ｌは燃料集合体２内の燃料棒２１を指定
する座標を表わす。なお、燃料棒２１のP_c,ijkl
（ｔ）の初期値P_c,ijkl（ｔ＝０）としては、(1)、(2)
式で決まるしきい線出力P₁を用いる。以下、時
刻ｔにおけるP_c,ijkl（ｔ）の計算処理法を第９図を
用いて説明する。

まず、中性子束検出器１７で測定された中性子
データを用いて、ステツプS1で燃料集合体２の
出力分布P^B _ijk、ボイド率分布V^B _ijkを反復計算によ
り計算する。また、ステツプS2で燃料集合体２
の燃焼度分布B^B _ijkを増分計算により計算し、ステ
ツプS3でボイド率と燃焼度によつて決まる燃料
集合体２内燃料棒出力分担率f_lを計算する。そし
てステツプS4で、燃料集合体２の出力分布P^B _ijk、
燃料棒出力分担率f_lおよび燃料集合体出力から燃
料棒線出力への変換係数C₂の積として与えられ
る燃料棒２１の線出力P_ijklを計算する。ステツプ
S5では、時刻ｔにおける燃料棒線出力が時刻
（ｔ−Δt）におけるP_c,ijkl（ｔ−Δt）を越えたかど
うかを判定する。もし越えたらステツプS6で直
前の12時間の燃料棒線出力の最小値P′_ijklを計算
し、P_c,ijkl（ｔ）としてP_c,ijkl（ｔ−Δt）とP′_ijkl
のう
ち大きい方を選ぶ。時刻ｔにおける燃料棒線出力
がP_c,ijkl（ｔ−Δt）より低下したときは、ステツプ
S7で、(3)、(4)式にしたがつてP_c,ijkl（ｔ）を燃焼度
の増加とともに低下させる。ただし、P_c,ijkl（ｔ）
が(1)、(2)式で与えられるP₁以下になつたときは、
P_c,ijkl（ｔ）＝P₁と設定する。

以上の計算を全燃料棒の全軸方向ノードについ
て実行する。ただし、計算時間の短縮をはかるた
め、燃料集合体当り数本の代表燃料棒を選び、そ
の燃料棒に対してのみ上記の計算を実行し、その
結果を原子炉の運転監視に役立てるのが便利であ
る。

第９図のフローチヤートに基づいて計算した燃
料棒の一軸方向ノードの出力急昇許容上限線出力
の例を第１０図に示す。第１０図において、実線
ｃで示したのが燃料棒線出力、点線ｄで示したの
がしきい線出力、破線ｅで示したのが出力急昇許
容上限線出力である。

第１１図は、上記した実施例の原子炉運転監視
装置を使用して出力上昇させた場合の燃料棒の線
出力上昇経過および出力急昇許容上限出力と、従
来の方法による燃料棒の線出力上昇経路との比較
を示した線図である。第１１図において、実線
ｆ、１点鎖線ｇはそれぞれ上記監視装置を使用し
た場合の燃料棒線出力上昇経路、燃料棒出力急昇
許容上限線出力、点線ｈ、２点鎖線ｉはそれぞれ
従来の方法による場合の燃料棒線出力上昇経路、
燃料棒出力急昇が許される範囲である。これよ
り、上記した原子炉運転監視装置を使用して原子
炉出力を上昇させる方が、従来の方法にくらべ
て、制御棒操作および流量制御に制限を設けずに
線出力を上昇させ得る燃料棒出力急昇許容上限線
出力の範囲が大幅に拡大され、より短時間で定格
出力まで原子炉出力を上昇させ得ることがわか
る。したがつて、原子炉の稼動率の向上をはかる
ことができ、また、出力制御の自由度が拡大され
る。

第１２図は本発明の装置の他の実施例を示すブ
ロツク図である。第１２図において、３０はプロ
セス計算機、３１は燃料棒の出力急昇許容上限線
出力計算装置、３３はプロセス計算機３０からの
出力分布および燃焼度分布等のデータを使用して
制御棒操作や炉心冷却材流量変化等の種々の制御
変数の変化に対する炉心出力分布変化を予測する
原子炉出力分布予測装置、３４は原子炉出力分布
予測装置３３で予測した燃料集合体の出力分布を
計算装置３１の入力として使用して算出した燃料
棒の線出力と燃料棒の出力急昇許容上限線出力と
の大小関係を判定する線出力判定装置、３２は線
出力判定装置３４での判定結果等をも表示する線
出力表示装置である。

第１３図、第１４図は第１２図の原子炉出力分
布予測装置の一実施例を示すブロツク図である。
第１３図はパラメータ設定手段３５のブロツク図
で、第１３図において、３５０はＫ∞分布計算手
段、３５１はカーネル分布計算手段、３５２は燃
焼度・制御棒位置検出手段、３５３はボイド分布
計算手段、３５４は反射率計算手段である。

Ｋ∞は、現状出力分布、燃焼度、制御棒位置、
ボイド分布により決定される。また、カーネルは
ボイド分布から計算される。出力分布、Ｋ∞、カ
ーネルが与えられると、次式から、 P_K＝Ｋ∞_K｛W^V _K-1P_K-1＋W^V _K+1P_K+1 ＋〔１−2W^V _K−４（４−α_K）W^H _K〕P_K｝ ……(5) ここに、 P_K；高さ方向ノードＫの出力 Ｋ∞_K；ノードＫの中性子無限増倍係数 W^V _K；ノードＫの中性子が上または下に隣接する
ノードで吸収される確率（カーネル） W^H _K；ノードＫの中性子が水平方向に隣接するノ
ードで吸収される確率（カーネル） α_K；ノードＫの中性子反射率 反射率α_Kが下記の式より求まる。

α_K＝１／W^H／_K｛１／P_K（P_K／Ｋ∞_K−W^V _K-1P_K-1 −W^V _K+1P_K+1）−１＋2W^V _K＋4W^H _K｝ ……(6) 以上の一連の計算により、モデルのパラメータ
である反射率α_Kが求まり、次の予測計算では、
このα_Kを用いる。

第１４図は出力分布予測計算手段３６と予測条
件指定手段３７のブロツク図で、第１４図におい
て、３６０はＫ∞分布計算手段、３６１はカーネ
ル分布計算手段、３６２は燃焼度、制御棒位置検
出手段、３６３はボイド分布計算手段、３６５は
出力分布計算手段、３７０はキセノン濃度設定手
段、３７１は炉心流量設定手段である。出力分布
計算手段３６５では、与えられたＫ∞、カーネ
ル、反射率に対する出力分布P_Kを計算する。予
測したい炉心のキセノン濃度、炉心流量はキセノ
ン濃度設定手段３７０、炉心流量設定手段３７１
から原子炉運転員により与えられ、Ｋ∞、ボイド
分布計算の入力情報となる。なお、ボイド分布と
出力分布は、互に影響しあうので、出力分布、ボ
イド分布の計算を予測出力分布が収れんするま
で、交互に繰り返す。結果は予測出力分布表示手
段３８で運転員に示す。

第１２図に示す原子炉運転監視装置を使用すれ
ば、原子炉出力上昇時に制御棒操作を行うとき
に、その操作を実行する前に、操作する制御棒に
近接する燃料集合体内の燃料棒の線出力の変動を
あらかじめ予測し、予測された燃料棒の線出力の
変動が、出力急昇許容上限線出力P_c以下の範囲に
入るかどうかを判定して表示することができる。
また、炉心冷却材流量変化により急激に出力上昇
させる場合にも、同様に燃料棒の線出力の変動が
P_c以下であるかどうかをあらかじめ予測して表示
することができる。運転員は、それらの表示値を
参照して出力上昇のための運転制御操作を合理的
に選定することができる。例えば、ある制御棒操
作に対して燃料棒の線出力がP_cを越えると判定さ
れた場合には、その制御棒操作を禁止する。ま
た、冷却材流量による出力制御に対して、すべて
の燃料棒の線出力が各燃料棒の出力急昇許容上限
線出力P_c以下の範囲では、流量制御によつてプレ
コンデイシヨニング運転法で採用されている線出
力上昇速度を上まわる線出力上昇速度で出力を上
昇させることができる。燃料棒の線出力がP_cを越
えた場合は、従来と同様、プレコンデイシヨニン
グ運転法を採用し、徐々に出力を上昇させること
により、燃料棒の健全性を保つことができる。こ
のような方法により、燃料棒の健全性を保持し、
かつ、最短時間で原子炉出力を定格出力まで上昇
させることができる。

以上説明したように、本発明によれば、原子炉
出力上昇時の制御棒操作および冷却材流量制御に
よる出力制御の自由度を最大限に拡大し、燃料棒
の破損を防止し、かつ、原子炉の稼動率を高める
ように原子炉を合理的に運転制御することが可能
になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は沸騰水型原子炉システムを示す系統
図、第２図は原子炉炉心水平断面の概念図、第３
図は燃料棒の縦断面図、第４図はプレコンデイシ
ヨニング運転法による場合の出力上昇線図、第５
図は燃料棒のしきい線出力と燃焼度との関係線
図、第６図はプレコンデイシヨニング運転後にお
ける出力変動の状態を説明するための線図、第７
図は燃料棒の線出力の履歴および被覆管の等価応
力が一定となる燃料棒の線出力と燃焼度増加との
関係線図、第８図は本発明の原子炉運転監視装置
の一実施例を示すブロツク図、第９図は第８図の
出力急昇許容上限線出力計算装置での計算処理の
一実施例を示す計算フローチヤート、第１０図は
燃料棒の線出力の履歴、しきい線出力および出力
急昇許容上限線出力の関係の一例を示す線図、第
１１図は燃料棒線出力上昇経路の一例を示す線
図、第１２図は本発明の他の実施例を示すブロツ
ク図、第１３図、第１４図は第１２図の原子炉出
力分布予測装置の一実施例を示すブロツク図であ
る。 １……原子炉炉心、２……燃料集合体、３……
制御棒、４……制御棒駆動機構、５……制御棒位
置検出器、１６……原子炉圧力容器、１７……中
性子検出器、１８……炉心流量測定装置、２１…
…燃料棒、３０……プロセス計算機、３１……出
力急昇許容上限線出力計算装置、３２……線出力
表示装置、３３……原子炉出力分布予測装置、３
４……線出力判定装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 制御棒および冷却材流量により出力分布を制
   御する原子炉において、原子炉炉心性能計算機の
   出力量である燃料集合体出力分布および燃焼度分
   布のデータを使用して制御棒操作によつて燃料棒
   に損傷を与えることなく線出力を上昇させ得る範
   囲の上限である燃料棒出力急昇許容上限線出力を
   算出する出力急昇許容上限線出力計算装置と、前
   記燃料棒の線出力および出力急昇許容上限線出力
   を表示する線出力表示装置とよりなり、前記出力
   急昇許容上限線出力計算装置が、燃料棒の出力急
   昇許容上限線出力P_cを該P_cの初期値として設定し
   たしきい線出力P₁を用い、前記燃料棒の線出力
   が直前に決定したP_cより大きいときは、時刻ｔに
   おける前記燃料棒の出力急昇許容上限線出力P_c
   （ｔ）を時刻（ｔ−Δt）における前記燃料棒の出
   力急昇許容上限線出力P_c（ｔ−Δt）と時刻（ｔ−
   12）と時刻ｔの間の前記燃料棒線出力の最小値
   P₂のうちの大きい方の値として決定し、前記燃
   料棒の線出力が直前に決定したP_cより小さいとき
   は、前記P_cを低線出力での運転期間の燃料棒の燃
   焼度増加量ΔBに比例して低下させ、かつ該P_cの
   低下量を1.3ΔB以下とすることを特徴とする原子
   炉運転監視装置。 ２ 前記しきい線出力P₁を燃料棒の燃焼度Ｂが、
   Ｂ＜10GWd／ｔのときは、 P₁＝12−0.4B（kW／ft） により、Ｂ≧10GWd／ｔのときは、 P₁＝８ により決定するようにしてある特許請求の範囲第
   １項記載の原子炉運転監視装置。 ３ 制御棒および冷却材流量により出力分布を制
   御する原子炉において、原子炉炉心性能計算機の
   出力量である燃料集合体出力分布および燃焼度分
   布のデータを使用して制御棒操作によつて燃料棒
   に損傷を与えることなく線出力を上昇させ得る範
   囲の上限である燃料棒出力急昇許容上限線出力を
   算出する出力急昇許容上限線出力計算装置と、前
   記制御棒操作および冷却材流量変化等の出力制御
   変数の変化に対する前記燃料集合体の出力分布の
   変化を予測する原子炉出力分布予測装置と、該原
   子炉出力分布予測装置により予測した前記燃料集
   合体の線出力が前記出力急昇許容上限線出力計算
   装置で算出した出力急昇許容上限線出力以下であ
   るかどうかを判定する線出力判定装置と、該線出
   力判定装置での判定結果と前記燃料棒の線出力お
   よび出力急昇許容上限線出力を表示する線出力表
   示装置とよりなり、前記出力急昇許容上限線出力
   計算装置が、燃料棒の出力急昇許容上限線出力P_c
   を該P_cの初期値として設定したしきい線出力P₁
   を用い、前記燃料棒の線出力が直前に決定したP_c
   より大きいときは、時刻ｔにおける前記燃料棒の
   出力急昇許容上限線出力P_c（ｔ）を時刻（ｔ−
   Δt）における前記燃料棒の出力急昇許容上限線
   出力P_c（ｔ−Δt）と時刻（ｔ−12）と時刻ｔの間
   の前記燃料棒線出力の最小値P₂のうちの大きい
   方の値として決定し、前記燃料棒の線出力が直前
   に決定したP_cより小さいときは、前記P_cを低線出
   力での運転期間の燃料棒の燃焼度増加量ΔBに比
   例して低下させ、かつ該P_cの低下量を1.3ΔB以下
   とすることを特徴とする原子炉運転監視装置。