JPH02157695A - 加圧水型原子炉の反応度係数測定方法 - Google Patents

加圧水型原子炉の反応度係数測定方法

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JPH02157695A
JPH02157695A JP63311971A JP31197188A JPH02157695A JP H02157695 A JPH02157695 A JP H02157695A JP 63311971 A JP63311971 A JP 63311971A JP 31197188 A JP31197188 A JP 31197188A JP H02157695 A JPH02157695 A JP H02157695A
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JP
Japan
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reactivity
control rod
output
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JP63311971A
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English (en)
Inventor
Yoichiro Shimazu
洋一郎 島津
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Atomic Power Industries Inc
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、原子カプラントに関し、特に加圧水型原子炉
の反応度係数測定方法に関するものである。
[従来の技術〕 従来は、反応度を測定する場合、各種の反応度が同時に
発生する状態、即ち出力運転状態では個々の反応度係数
をそれぞれ別個に測定することが困難であるため、それ
ぞれ別個に測定可能な状態、即ち零出力状態で測定する
のが一般的であった。
また、出力運転状態で反応度係数を測定する方法として
は、(1) rJ1’[子カエネルギー年鑑J  (V
OI。
t4. No、 10.1987年、第521〜526
頁)の“全出力時の原子力発電プラントにおけるノイズ
法による温度反応度係数の監視(Monitoring
 Te+@peratureReactivity C
oefficient by No1se Metho
d in aNPP at Full Potler)
″や、(2)  rOEcD原子力機原子力機関員物理
委員会A−420,1980年9月)の“棒落下後の動
的応答の解析によるIRのドツプラー熱交換係数の測定
(Measurellent of Doppler 
ThermalExchange Coefficie
nt in a PWRby analyzingth
e Dynamic Re5ponse after 
a Rod−Drop) ”に記載された技術が提案さ
れている。
[発明が解決しようとする課題] しかし、前者では中性子束の雑音解析が必要であり、ま
た、後者では制御棒落下による大きな外乱が必要である
という欠点がある。
従って、本発明の目的は、出力運転状態において、複合
された反応度係数を通常の運転計画に外乱を与えること
なく測定可能な、加圧水型原子炉の反応度係数測定装置
を提供することである。
[課題を解決するための手段] この目的を達成するために、本発明による加圧水型原子
炉の反応度係数測定方法においては、冷却材平均温度、
原子炉出力、制御棒位置、純水注入量及びほう酸注入量
のデータセットを所定回数採取し、各データセットにつ
いて、基準状態からの冷却材平均温度変化、原子炉出力
変化、制御棒位置変化、ほう素濃度変化及びキセノン濃
度変化を求め、該冷却材平均温度変化、該原子炉出力変
化、該制御棒位置変化、該ほう素濃度変化及び該キセノ
ン濃度変化の各々の反応度への寄与の和がゼロとなるよ
うに最小二乗法に基づいて演算し、減速材温度係数、ド
ツプラー出力係数、制御棒の反応度効果、ほう素濃度の
反応度効果及びキセノンの反応度効果を算出している。
[作用] 減速材温度係数をC1、ドツプラー出力係数をC0、キ
セノンの温度効果をC8、制御棒の反応度効果をC7、
ほう素濃度の反応度効果をαC1、減速材平均温度変化
をΔT1、原子炉出力変化をΔP、キセノン濃度変化を
ΔX1、制御棒位置変化をΔR5ほう素濃度変化をΔC
,とすると、各反応度係数によるそれぞれの反応度の和
は常にゼロであると言えるので、次式が成り立つ。
0=α、・ΔT、+α。・ΔP+α、・ΔX、+α、・
ΔR+α。・ΔC。
ここで、減速材平均温度変化6丁、、原子炉出力変化Δ
P、制御棒位置変化ΔRは通常のデータ採取装置により
直接測定が可能であり、時々刻々のキセノン濃度変化Δ
X、については、キセノン変化を表す方程式から出力変
化履歴を知ることにより算出可能であり、また、ほう素
濃度変化ΔC,については、原子炉−次系への純水注入
量及びほう酸注入量から求めることができる。このため
、ある時点を基準状態にとり、その時点の測定値に対す
る上記パラメータの変化量6丁3、ΔP、ΔX0、ΔR
及びΔC1lを所定数N(N22)計測することにより
、好適な実施例においては評価・演算装置において最小
二乗法により、C1、α。、C8、C8及びα。。
の最適値を評価することができる。即ち、彌in、Σ(
α、・ΔT□◆α0・ΔP−α、・ΔLl÷α、・ΔR
1+αc6・ΔC□)2+4 =J とおく、これより、 であることから、この連立方程式を解くことにより各種
の反応度係数α1、αD、α×、α暦及びαc!1を求
めることができる。
原子カプラントにおいては、周知のように、定期的に少
し出力を低下して機器の試験・検査等を実施するので5
これを利用して上述のデータ採取等を行うことができる
[実施例] 次に、本発明の好適な実施例を添付図面を参照して詳細
に説明する。
先ず、本発明による反応度係数測定装置の動作原理につ
いて説明すると、良く知られているように、出力運転中
の原子炉においては、何らかの反応度変化があれば直ぐ
に出力レベルが変わり、これによる反応度フィードバッ
クにより直ちに荊述の反応度変化分を補償するので、原
子炉は常に臨界を保つようになっている。即ち、各反応
度係数によるそれぞれの反応度の和は常にゼロであると
言えるので、次式(1)が成り立つ。
0=α1・ΔT、+αo・ΔP+α8・ΔX、+α8・
Δl’(+ t2 e a ’ΔC。
・・(1) 二こで、α、: α D : α 真 : α真: α Ca。
ΔT、: 減速材温度係数 ドツプラー出力係数 キセノンの反応度効果 制御棒の反応度効果 ほう素濃度の反応度効果 減速材平均温度変化 ΔP:原子炉出力変化 Δx、:キセノン濃度変化 ΔR:制御棒位置変化 ΔCs:ほう素濃度変化 であり、減速材平均温度変化ΔT1、原子炉出力変化Δ
P、制御棒位置変化ΔRは直接測定が可能である。
また、キセノン濃度変化ΔX、については、次のキセノ
ン変化を表す方程式から出力変化履歴を知ることにより
算出可能である。
ここで、Σf:核分裂巨視断面積 yi、llx:よう素及びキセノンの核分裂による収率 λ工、λX:よう素及びキセノンの崩壊定数I、Xe:
よう素及びキセノンの密度 σX:キセノンの中性子吸収断面積 に:核分裂当たりの発生エネルギー ψ:中性子束 P:出力 また、ほう素濃度変化ΔC,については、原子炉−次系
への純水注入量及びほう酸注入量から求めることができ
る。このなめ、ある時点を基準状態にとり、その時点の
測定値及びキセノンについては解析値に対する上記パラ
メータの変化量ΔT1、ΔP、AX、、ΔR及びΔC,
をN点(N ≧5 ’)計測することにより最小二乗法
に従いC1、C0、C0、α、及びαC1の最適値を評
価することができる。即ち、min、Σ(α、・ΔTm
l”(ZD’八Pへt”(Zm’ΔLt”(Z*’ΔR
t ” Q c a ’ΔC4)2I=1 =J とおく、これより、 であることから、この連立方程式(3)を解くことによ
り各種の反応度係数α1、C0、C8、α真及びαC8
を求めることができる。
上述の原理に従って作動する本発明の反応度係数測定装
置1が第1図に示されている。この測定装置1は、加圧
水型原子炉(図示せず)を含む原子カプラント2の諸系
統から、該系統に連絡した図示しない計測装置により、
前述したような諸データ、即ち減速材平均温度T、、出
力P、制御棒位置MR1ほう素濃度C1を算出するため
に必要な純水注入量、ほう酸注入量等のデータを採取す
るデータ採取装置3を備える。同データ採取装置3には
、コンピュータとすることができる評価・演算装置4が
接続されており、採取されたデータは評価・演算装置4
に入力されて、該評価・演算装置4において後述するよ
うに反応度係数が演算される。
また、動作原理に関連して説明したように、データの採
取は少なくともN点(N≧5)必要であるから、評価・
演算装置4を介してデータ採取装置3にデータの採取を
指令するために、評価・演算装置4にはオペレータコン
ソール5が接続されており、オペレータはデータ採取装
置3にデータの採取を指示することができる。
また、データの採取指令を自動的に行いうるように、評
価 演算装置4にはタイマー6も接続されている。
更に、評価・演算装置4には周知のものでよい表示装置
7及び記録装置8が接続されており、表示装置7にはデ
ータ、評価結果等を表示可能であり、また、記録装置8
には上述のデータ、評価結果等の他にタイマー6によっ
て指示されたデータ採取の時間を記録可能である。
次に、上述した測定装置1による反応度係数の測定につ
いて説明する。原子カプラント・では定期的に少し出力
を低下して機器の試験・検査等を実施することがあるの
で、この機会に、オペレータコンソール5からの指示に
より、データ採取装置3を作動させて、冷却材平均温度
T1.出力P、制御棒位置R1純水注入量、ほう酸注入
量等に関する基準状態のデータを採取し、採取データを
評価・演算装置4に入力する。この基準状態におけるキ
セノン濃度Xeやほう素濃度C3の初期値はオペレータ
コンソール5から与えることもできる。
この後、タイマー6からの一定時間の指示毎に又はオペ
レータコンソール5からの指示毎に、冷却材平均温度T
m、出力P、制御棒位置R1純水注入量、ほう酸注入量
等に関する所定のデータが前述のデータ採取装置3を介
して時々刻々採取され、評価・演算装置4に入力されて
、同評価・演算装置4において、時々刻々の上記データ
値から前述の基準状態における初期値を差し引くことに
よりその変化分が算出される。同時に、タイマー6の指
示によるデータ採取の時間も記録装置8に記録される。
上述のように実測値から基準状態の値を差し弓くことに
よって得られる冷却材平均温度変化ΔTm。
出力変化ΔP、制御棒位置変化ΔR、キセノン濃度変化
ΔXe、ほう素濃度変化ΔC1のデータセットが一定数
に達すると、評価・演算装置4は、前述の連立方程式(
3)を解いて反応度係数α1、α。、α8、α7及びα
。、を算出する。また、算出結果及びその評価結果は表
示装置7に表示されると共に記録装置8に記録される。
データ採取の停止、結果の表示、記録等はオペレータコ
ンソール5からの指示により行ってもよいし、評価・演
算袋M4に組み込まれたプログラムに従って行ってもよ
い。
[発明の効果] 以上のように、本発明によると、原子カプラントで定期
的に少し出力を低下して試験・検査等を実施する機会を
利用して上述した測定方法を実施することにより、出力
運転状態において、複合された反応度係数を通常の運転
計画に外乱を与えることなく測定可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明による加圧水型原子炉の反応度係数測
定方法を実施する装置の概要を示すブロック図である。 1・・・反応度係数測定装置 2・・・原子カプラント
3・・・データ採取袋M   4・・・評価・演算装置
第1図 、/2 1土 手続補正書 平成1年5月16日

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  加圧水型原子炉において、冷却材平均温度、原子炉出
    力、制御棒位置、純水注入量及びほう酸注入量のデータ
    セットを所定回数採取し、各データセットについて、基
    準状態からの冷却材平均温度変化、原子炉出力変化、制
    御棒位置変化、ほう素濃度変化及びキセノン濃度変化を
    求め、該冷却材平均温度変化、該原子炉出力変化、該制
    御棒位置変化、該ほう素濃度変化及び該キセノン濃度変
    化の各々の反応度への寄与の和がゼロとなるように最小
    二乗法に基づいて演算し、減速材温度係数、ドップラー
    出力係数、制御棒の反応度効果、ほう素濃度の反応度効
    果及びキセノンの反応度効果を算出する、加圧水型原子
    炉の反応度係数測定方法。
JP63311971A 1988-12-12 1988-12-12 加圧水型原子炉の反応度係数測定方法 Pending JPH02157695A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6421405B1 (en) * 1998-05-08 2002-07-16 Westinghouse Electric Co. Llc Monitoring control rod element assembly position
KR100598037B1 (ko) * 2004-11-08 2006-07-06 한국수력원자력 주식회사 동적 제어봉 제어능 측정방법
JP2012093140A (ja) * 2010-10-25 2012-05-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 減速材の温度係数測定装置および減速材の温度係数測定方法
JP2012511726A (ja) * 2008-12-11 2012-05-24 ウエスチングハウス・エレクトリック・カンパニー・エルエルシー 臨界未満反応度測定方法
JP2012532315A (ja) * 2009-07-01 2012-12-13 ウエスチングハウス・エレクトリック・カンパニー・エルエルシー 炉内計測器による炉心性能検証方法
JP2014163803A (ja) * 2013-02-25 2014-09-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 反応度温度係数推定装置及び方法

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