JPH0358074B2 - - Google Patents
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- JPH0358074B2 JPH0358074B2 JP58052498A JP5249883A JPH0358074B2 JP H0358074 B2 JPH0358074 B2 JP H0358074B2 JP 58052498 A JP58052498 A JP 58052498A JP 5249883 A JP5249883 A JP 5249883A JP H0358074 B2 JPH0358074 B2 JP H0358074B2
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は沸騰水型原子炉（BWR）の運転方法
に関し、更に詳しくはBWRの出力上昇を
PCIOMR（Pre−Conditioning Interim
Operating Management Recommendation）の
ルールのもとに最も効率よく行なうための改良さ
れた運転方法に関する。
に関し、更に詳しくはBWRの出力上昇を
PCIOMR（Pre−Conditioning Interim
Operating Management Recommendation）の
ルールのもとに最も効率よく行なうための改良さ
れた運転方法に関する。
二酸化ウラン燃料ペレツトをジルカロイ製の被
覆管に挿入した燃料棒から成る軽水炉燃料では、
ある出力以上でペレツトと被覆管が接触し、さら
に出力を急上昇させると被覆管に応力が働き破損
するという所謂PCI（Pellet−Clad Interaction：
ペレツト−被覆管相互作用）を起すことがある。
覆管に挿入した燃料棒から成る軽水炉燃料では、
ある出力以上でペレツトと被覆管が接触し、さら
に出力を急上昇させると被覆管に応力が働き破損
するという所謂PCI（Pellet−Clad Interaction：
ペレツト−被覆管相互作用）を起すことがある。
ところで、ペレツトと被覆管が接触を開始する
線出力密度（PCI開始線出力）以上ではゆるやか
に出力を上昇させる、ならし運転を行なえば、
PCI破損を避けることができ、また高出力到達後
にこの出力を一定時間以上保持すれば、この出力
以下で出力変動を自由に行つても燃料破損は生じ
ないことが経験上明らかになつている。
線出力密度（PCI開始線出力）以上ではゆるやか
に出力を上昇させる、ならし運転を行なえば、
PCI破損を避けることができ、また高出力到達後
にこの出力を一定時間以上保持すれば、この出力
以下で出力変動を自由に行つても燃料破損は生じ
ないことが経験上明らかになつている。
BWRのならし運転は炉心冷却材の流量制御に
よつて行なうが、これは、流量制御では出分布を
一様に保ちながらゆるやかに出力を上昇させるこ
とができるからである。
よつて行なうが、これは、流量制御では出分布を
一様に保ちながらゆるやかに出力を上昇させるこ
とができるからである。
しかしながら、流量制御の範囲は炉心熱出力に
関して通常約40％定格出力程度である。例えば定
格流量で100％出力を達成するためには最低流量
（約40％）で60％出力までの反応度を制御棒の引
抜きによつて与えておかなければならない。
関して通常約40％定格出力程度である。例えば定
格流量で100％出力を達成するためには最低流量
（約40％）で60％出力までの反応度を制御棒の引
抜きによつて与えておかなければならない。
ところで制御棒の引抜きは流量制御と異なり急
激な出力分布の変化を伴なうためにPCI破損を招
くことがある。これを避けるには制御棒引抜き後
の線出力分布が、ならし軍転で達成された線出力
分布以内になるようにしなければならない。この
ような限界の線出力分布はPCI閾値（線出力
8kw／ft以下）または流量制御によつて到達でき
る線出力のいずれか大きい値で定められる出力包
絡線であり、これを通称エンベロープという。エ
ンベロープは低出力状態において制御棒パターン
を変えて流量制御で拡張することができる。
激な出力分布の変化を伴なうためにPCI破損を招
くことがある。これを避けるには制御棒引抜き後
の線出力分布が、ならし軍転で達成された線出力
分布以内になるようにしなければならない。この
ような限界の線出力分布はPCI閾値（線出力
8kw／ft以下）または流量制御によつて到達でき
る線出力のいずれか大きい値で定められる出力包
絡線であり、これを通称エンベロープという。エ
ンベロープは低出力状態において制御棒パターン
を変えて流量制御で拡張することができる。
BWRの起動および制御棒パターン交換後の出
力上昇では低出力・低流量で制御棒引抜きをエン
ベロープ範囲内で進め、次に流量を除々に増加さ
せるならし運転によつてエンベロープの拡帳を行
い、再び制御棒の引抜きおよびならし運転を行う
という複雑な手順を操り返す。このような場合、
特に流量制御操作を行うならし運転のために起動
に長時間を要し、原子炉の稼動率が制約されてい
ることは周知の通りである。
力上昇では低出力・低流量で制御棒引抜きをエン
ベロープ範囲内で進め、次に流量を除々に増加さ
せるならし運転によつてエンベロープの拡帳を行
い、再び制御棒の引抜きおよびならし運転を行う
という複雑な手順を操り返す。このような場合、
特に流量制御操作を行うならし運転のために起動
に長時間を要し、原子炉の稼動率が制約されてい
ることは周知の通りである。
従来のBWRの起動時における出力上昇手順を
第１図および第２図を参照して説明する。
第１図および第２図を参照して説明する。
第１図は時間経過に対する原子炉出力の変化を
示す。起動時点t1から時点t2の間に制御棒を引抜
いて出力を増加させt2からt3の間で炉心冷却材流
量をゆるやかに増加させながら第１回目のならし
運転を行う。定格流量に近づいた時点t3で流量増
加を止めt4までの一定時間の間この出力を保持す
る。このとき時点t2における制御棒パターンで定
まる出力分布に従つてt4時点でエンベロープが形
成される。このエンベロープを超えない範囲で次
の制御棒引抜きを進めるが、そのためには、まず
t4〜t5の間で流量を短時間で落し、t5〜t6の間で
制御棒引抜きを行。以下同様の手順で第２回目の
ならし運転を行い時点t3で形成されたエンベロー
プを利用して時点t9とt10の間で制御棒を引抜き、
最終の制御棒パターンを得た後に流量を増加させ
て時点t11から定格運転状態に至る。
示す。起動時点t1から時点t2の間に制御棒を引抜
いて出力を増加させt2からt3の間で炉心冷却材流
量をゆるやかに増加させながら第１回目のならし
運転を行う。定格流量に近づいた時点t3で流量増
加を止めt4までの一定時間の間この出力を保持す
る。このとき時点t2における制御棒パターンで定
まる出力分布に従つてt4時点でエンベロープが形
成される。このエンベロープを超えない範囲で次
の制御棒引抜きを進めるが、そのためには、まず
t4〜t5の間で流量を短時間で落し、t5〜t6の間で
制御棒引抜きを行。以下同様の手順で第２回目の
ならし運転を行い時点t3で形成されたエンベロー
プを利用して時点t9とt10の間で制御棒を引抜き、
最終の制御棒パターンを得た後に流量を増加させ
て時点t11から定格運転状態に至る。
同じ手順を出力流量マツプ上で表わしたものが
第２図である。この図において第１回目の制御棒
引抜き後のt2時点の出力はそのときの出力分布で
定まる極所的な線出力が炉心のいかなる燃料棒の
いかなる高さ位置においてもPCI閾値以下となる
ような出力でなければならない。また第２回目の
制御棒引抜きではt4時点で形成されたエンベロー
プによる制約からt6時点の出力はt4時点よりも小
さくなければならない。第３回目の制御棒引抜き
においても同様でありt10時点の出力はこのとき
の線出力分布がt8時点で形成されたエンベロープ
に包含されるようにt8時点の出力よりも低くなけ
ればならない。
第２図である。この図において第１回目の制御棒
引抜き後のt2時点の出力はそのときの出力分布で
定まる極所的な線出力が炉心のいかなる燃料棒の
いかなる高さ位置においてもPCI閾値以下となる
ような出力でなければならない。また第２回目の
制御棒引抜きではt4時点で形成されたエンベロー
プによる制約からt6時点の出力はt4時点よりも小
さくなければならない。第３回目の制御棒引抜き
においても同様でありt10時点の出力はこのとき
の線出力分布がt8時点で形成されたエンベロープ
に包含されるようにt8時点の出力よりも低くなけ
ればならない。
次に以上述べたことの繰り返しになるが、線出
力とエンベロープの関係をさらに詳しくみる。第
３図に、ある位置の燃料に着目したときの時点
t4，t6，t8，t10の４点の線出力分布E4，E6，E8，
510の比較例を示す。第３図において点線は２回
のならし運転終了時に形成されるエンベロープを
表す。このエンベロープが形成されるためには実
線E8と実線E4の出力分布が各々のならし運転に
おいて現されていなければならない。また、実線
E8の出力分布が実現されるためには第２回目の
制御棒引抜き後における出力分布E6が実線E8よ
りも低く且つそれと似た状態になつていなければ
ならない。さらに破線E6の出力分布がPCIOMR
を守るためには破線E6の線出力は第１回目のな
らし運転後のエンベロープである実線E4とPCI閾
値のいずれか大きい方よりも小さくなければなら
ない。
力とエンベロープの関係をさらに詳しくみる。第
３図に、ある位置の燃料に着目したときの時点
t4，t6，t8，t10の４点の線出力分布E4，E6，E8，
510の比較例を示す。第３図において点線は２回
のならし運転終了時に形成されるエンベロープを
表す。このエンベロープが形成されるためには実
線E8と実線E4の出力分布が各々のならし運転に
おいて現されていなければならない。また、実線
E8の出力分布が実現されるためには第２回目の
制御棒引抜き後における出力分布E6が実線E8よ
りも低く且つそれと似た状態になつていなければ
ならない。さらに破線E6の出力分布がPCIOMR
を守るためには破線E6の線出力は第１回目のな
らし運転後のエンベロープである実線E4とPCI閾
値のいずれか大きい方よりも小さくなければなら
ない。
上に述べた線出力とエンベロープの関係は一例
に過ぎず、実際には出力分布が燃料配置、制御棒
パターン、ボイド分布、燃焼度分布に関して燃料
ごとに複雑に変化する。したがつて制御棒引抜き
後の線出力とエンベロープの関係を数100体のす
べての燃料について満足させながら出力上昇を首
尾よく行なうことは容易でなく、従来の方法では
経験により十分の安全余裕をとつた出力上昇計画
に基づいて運転を行行なつている。このような経
験による方法では誤差が多く最適な出力上昇計画
と大きな差があり稼動率の損失をもたらすことに
なる。
に過ぎず、実際には出力分布が燃料配置、制御棒
パターン、ボイド分布、燃焼度分布に関して燃料
ごとに複雑に変化する。したがつて制御棒引抜き
後の線出力とエンベロープの関係を数100体のす
べての燃料について満足させながら出力上昇を首
尾よく行なうことは容易でなく、従来の方法では
経験により十分の安全余裕をとつた出力上昇計画
に基づいて運転を行行なつている。このような経
験による方法では誤差が多く最適な出力上昇計画
と大きな差があり稼動率の損失をもたらすことに
なる。
即ち、BWRの起動および制御棒パターンの交
換における出力上昇計画ではPCIOMRが制約と
なつており、このため、この条件の下でいかにう
まくエンベロープの拡張を行ない、その結果長時
間を要するならし運転の回数を少なくし、また各
ならし運転における出力を高くして原子炉の稼動
率を高めるかということが問題である。エンベロ
ープの拡張はならし運転時の制御棒パターンの設
定の仕方に依存する。従来はこの制御棒パターン
を設定するときに目標となる最適な出力分布が明
確に与えられていないために単にPCIOMRを守
る出力上昇計画の一例を経験および試行錯誤によ
つて求めているに過ぎず、最適な方法からはほど
遠い結果となつている。
換における出力上昇計画ではPCIOMRが制約と
なつており、このため、この条件の下でいかにう
まくエンベロープの拡張を行ない、その結果長時
間を要するならし運転の回数を少なくし、また各
ならし運転における出力を高くして原子炉の稼動
率を高めるかということが問題である。エンベロ
ープの拡張はならし運転時の制御棒パターンの設
定の仕方に依存する。従来はこの制御棒パターン
を設定するときに目標となる最適な出力分布が明
確に与えられていないために単にPCIOMRを守
る出力上昇計画の一例を経験および試行錯誤によ
つて求めているに過ぎず、最適な方法からはほど
遠い結果となつている。
本発明は、BWRの出力上昇手順をPCIOMRの
条件を守りながらもつとも効率よく行い、稼動率
の損失を出来る限り小さく抑えようとする運転手
順を与えることを目的とするものである。
条件を守りながらもつとも効率よく行い、稼動率
の損失を出来る限り小さく抑えようとする運転手
順を与えることを目的とするものである。
BWRのならし運転、すなわち制御棒パターン
を一定にして定流量から高流量までゆつくりと炉
心冷却材流量を増加させると、個々の燃料棒の線
出力は、第４図に示すように、初期状態P1から
最終状態P2に、あるいは初期状態P3から量終状
態P4に変化する。この変化の程度を表す量とし
てP′／Ｐを導入する。ここでＰは流量増加開始時
の線出力で、P′は流量の増加を停止したときの線
出力である。今、P′／Ｐの値を第５図の実線およ
び破線の場合についてそれぞれプロツトすると、
第５図に示ように燃料の高さ方向で両者が殆んど
重なるように分布し、その値は1.0から2.0の間の
値であつて高い位置ほど大きな値となる。このよ
うにして流量御が線出力に及ぼ効果、すなわちエ
ンベロープ拡張効果は、P′／Ｐを用いれば次の二
つの特性として一般的にまとめられることがわか
つた。
を一定にして定流量から高流量までゆつくりと炉
心冷却材流量を増加させると、個々の燃料棒の線
出力は、第４図に示すように、初期状態P1から
最終状態P2に、あるいは初期状態P3から量終状
態P4に変化する。この変化の程度を表す量とし
てP′／Ｐを導入する。ここでＰは流量増加開始時
の線出力で、P′は流量の増加を停止したときの線
出力である。今、P′／Ｐの値を第５図の実線およ
び破線の場合についてそれぞれプロツトすると、
第５図に示ように燃料の高さ方向で両者が殆んど
重なるように分布し、その値は1.0から2.0の間の
値であつて高い位置ほど大きな値となる。このよ
うにして流量御が線出力に及ぼ効果、すなわちエ
ンベロープ拡張効果は、P′／Ｐを用いれば次の二
つの特性として一般的にまとめられることがわか
つた。
第一に、第５図に示すようにP′／Ｐは出力分布
に係りなく炉心のどの位置の燃料についても殆ん
ど同じ分布となる。
に係りなく炉心のどの位置の燃料についても殆ん
ど同じ分布となる。
第二に、制御棒パターンが異なつても、すなわ
ち原子炉出力および出力分布が異なる場合でも、
ならし運転における流量の変化幅が同じならば
P′／Ｐの分布は変らない。つまり前述の例につい
て言えば第１図および第２図に示すならし運転に
おけるエンベロープの拡張効果はすべての燃料棒
について同一の分布P′／Ｐで表される。
ち原子炉出力および出力分布が異なる場合でも、
ならし運転における流量の変化幅が同じならば
P′／Ｐの分布は変らない。つまり前述の例につい
て言えば第１図および第２図に示すならし運転に
おけるエンベロープの拡張効果はすべての燃料棒
について同一の分布P′／Ｐで表される。
本発明は、ならし運転の出力および出力分布の
最適な目標を上述の流量制御の特性を使つて与え
ることにより、この目標出力分布に対応した最適
の制御棒パターンを決めることを特徴とする改良
された運転法を提示するものである。
最適な目標を上述の流量制御の特性を使つて与え
ることにより、この目標出力分布に対応した最適
の制御棒パターンを決めることを特徴とする改良
された運転法を提示するものである。
このような各ならし運転の目標出力分布は次の
式に与えられる。
式に与えられる。
PN（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝Ｃ・PN+1
（Ｘ，Ｙ，Ｚ）／Ｋ（Ｚ） (1)
PN-1（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝Ｃ・PN
（Ｘ，Ｙ，Ｚ）／Ｋ（Ｚ） (2)
＝C2・PN+1（Ｘ，Ｙ，Ｚ）／K2（Ｚ）
ここでＸ，Ｙ，Ｚは炉心内の燃料の水平方向の
位置と高さを表わす座標である。PN+1はＮ回目の
ならし運転終了時、すなわち定格運転状態に達し
たときの線出力分布を示し、PN、PN+1はそれぞ
れＮ−１回目、Ｎ−２回目のならし運転終了時の
線出力分布の目標値である。Ｋ（Ｚ）は燃料の高
さ方向にのみ依存する一定の関数として予じめ与
えられており、前述P′／Ｐと同じ量を表わす。
P′／Ｐは、厳密に言えば燃料毎に変化する。すな
わちＫはＸ，Ｙ，Ｚの関数であるが、Ｘ，Ｙに対
する依存性は、Ｚに対する依存性に比べて遥かに
小さい。そのため、以下の大部分の説明において
は単にＺのみの関数とみなすことにする。Ｃは後
述するように１に近い安全係数である。Ｎは、な
らし運転の最適回数で、次の(3)(4)式に基づいて決
定される。
位置と高さを表わす座標である。PN+1はＮ回目の
ならし運転終了時、すなわち定格運転状態に達し
たときの線出力分布を示し、PN、PN+1はそれぞ
れＮ−１回目、Ｎ−２回目のならし運転終了時の
線出力分布の目標値である。Ｋ（Ｚ）は燃料の高
さ方向にのみ依存する一定の関数として予じめ与
えられており、前述P′／Ｐと同じ量を表わす。
P′／Ｐは、厳密に言えば燃料毎に変化する。すな
わちＫはＸ，Ｙ，Ｚの関数であるが、Ｘ，Ｙに対
する依存性は、Ｚに対する依存性に比べて遥かに
小さい。そのため、以下の大部分の説明において
は単にＺのみの関数とみなすことにする。Ｃは後
述するように１に近い安全係数である。Ｎは、な
らし運転の最適回数で、次の(3)(4)式に基づいて決
定される。
｛Ｋ（Ｚ）／Ｃ｝n＝PN+1（Ｘ，Ｙ，Ｚ）
／P*（Ｘ，Ｙ，Ｚ） …(3)
ｎ＝log｛PN+1（Ｘ，Ｙ，Ｚ）／P*
（Ｘ，Ｙ，Ｚ）｝／log｛Ｋ（Ｚ）／Ｃ｝…(4)
ここで、(4)式における右辺の対数は一般的には
自然対数とするが、(4)式ではこれら対数を比とし
て扱つて単に指数を求めるための計算を行なうの
で、自然対数または常用対数のいずれを用いても
ｎの値に変りはない。PN+1（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は定格
運転状態の出力分布であり制御棒計画によつて定
まつている。
自然対数とするが、(4)式ではこれら対数を比とし
て扱つて単に指数を求めるための計算を行なうの
で、自然対数または常用対数のいずれを用いても
ｎの値に変りはない。PN+1（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は定格
運転状態の出力分布であり制御棒計画によつて定
まつている。
P*（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は初期状態すなわち出力上昇を
開始する前のエンベロープまたはPCI閾値の分布
であり、これも既知である。したがつて座標
（Ｘ，Ｙ，Ｚ）ごとに(4)式からｎが定まり、この
ｎの最大値に対しｎ＋１を超えない整数Ｎがなら
し運転の最適回数である。
開始する前のエンベロープまたはPCI閾値の分布
であり、これも既知である。したがつて座標
（Ｘ，Ｙ，Ｚ）ごとに(4)式からｎが定まり、この
ｎの最大値に対しｎ＋１を超えない整数Ｎがなら
し運転の最適回数である。
上記の(4)式でならし運転の必要な回数が決まれ
ば各ならし運転における目標出力分布が、(1)，(2)
式より既知の出力分布PN+1（Ｘ，Ｙ，Ｚ）および
P*（Ｘ，Ｙ，Ｚ）から漸化式によつて導かれる。
その一例を第６図に示す。
ば各ならし運転における目標出力分布が、(1)，(2)
式より既知の出力分布PN+1（Ｘ，Ｙ，Ｚ）および
P*（Ｘ，Ｙ，Ｚ）から漸化式によつて導かれる。
その一例を第６図に示す。
このようにして求められた目標出力分布を実現
する制御棒パターンを使つて各々ならし運転を行
なうことにより無駄のない最適な出力上昇を行う
ことができる。
する制御棒パターンを使つて各々ならし運転を行
なうことにより無駄のない最適な出力上昇を行う
ことができる。
ここで(1)(2)(3)(4)式の内容を説明すると、(3)(4)式
は、流量制御によるエンベロープ拡張係数Ｋ（Ｚ）
がならし運転時の出力分布と燃料の位置に依らず
一定の関数であるから、初期エンベロープP*か
ら最終状態の線出力Ｐにエンベロープを拡張する
ためには少なくともｎ回のならし運転の繰り返し
が必要であることを示す。ｎは燃料の位置に関係
するからこのようなｎのうち最大のものが最低限
必要なならし運転の回数Ｎを与ええる。
は、流量制御によるエンベロープ拡張係数Ｋ（Ｚ）
がならし運転時の出力分布と燃料の位置に依らず
一定の関数であるから、初期エンベロープP*か
ら最終状態の線出力Ｐにエンベロープを拡張する
ためには少なくともｎ回のならし運転の繰り返し
が必要であることを示す。ｎは燃料の位置に関係
するからこのようなｎのうち最大のものが最低限
必要なならし運転の回数Ｎを与ええる。
この値を仮にＮ＝２として実際に(1)(2)式を出力
の低い方から見直してみると、最初の制御棒引抜
きにおいて出力分布が初期値P1（これはもちろん
初期エンベロープP*（Ｘ，Ｙ，Ｚ）以下であれば
よい。）に近づくように制御棒パターンを決めめ
る。その後ならし運転を行なうとP2＝KP1／Ｃで
拡張できる。ここで定数Ｃは１よりも大きく、制
御棒パターンによつて現実に出力を完全にP1ま
で近づけることとはできないことを考慮してその
安全余裕を与える係数である。次に第２回目の制
御棒引抜きを行ない出力分布をP2に近づけたの
ち再び流量制御でならし運転を行なつてP3＝
P2K／Ｃ＝P1（Ｋ／Ｃ）2の出力分布を得る。この
ように(1)(2)式で与えられるならし運転の目標出力
分布に近づける制御棒パターンを採用すればもつ
とも効率のよい出力上昇手順が与えられる。
の低い方から見直してみると、最初の制御棒引抜
きにおいて出力分布が初期値P1（これはもちろん
初期エンベロープP*（Ｘ，Ｙ，Ｚ）以下であれば
よい。）に近づくように制御棒パターンを決めめ
る。その後ならし運転を行なうとP2＝KP1／Ｃで
拡張できる。ここで定数Ｃは１よりも大きく、制
御棒パターンによつて現実に出力を完全にP1ま
で近づけることとはできないことを考慮してその
安全余裕を与える係数である。次に第２回目の制
御棒引抜きを行ない出力分布をP2に近づけたの
ち再び流量制御でならし運転を行なつてP3＝
P2K／Ｃ＝P1（Ｋ／Ｃ）2の出力分布を得る。この
ように(1)(2)式で与えられるならし運転の目標出力
分布に近づける制御棒パターンを採用すればもつ
とも効率のよい出力上昇手順が与えられる。
以上のべたことから(1)(2)式がPCIOMRを守る
ことは明らかである。BWRの起動および制御棒
パターン交換においては第１図にみられるように
ならし運転の炉心冷却材の流量制御の操作時間が
制御棒操作の時間にくらべて圧倒的に長い。それ
ゆえに稼動率を高めるには第一にならし運転の回
数を最小にすることが有効である。しかるに流量
制御のエンベロープ拡大効果はどのような制御棒
パターンを選んでも一定の特定関数Ｋ（Ｚ）で表
され変えることができない。こうして一義的に(3)
(4)式によりならし運転に必要な回数が最終目標出
力分布と初期エンベロープの比およびＫ（Ｚ）の
組合せによつて決まる。この回数Ｎに対して実際
に行われるならし運転の回数を小さくすることは
できないが大きくすることはできる。すなわち(3)
(4)式で求められるＮはならし運転の最適回数であ
る。
ことは明らかである。BWRの起動および制御棒
パターン交換においては第１図にみられるように
ならし運転の炉心冷却材の流量制御の操作時間が
制御棒操作の時間にくらべて圧倒的に長い。それ
ゆえに稼動率を高めるには第一にならし運転の回
数を最小にすることが有効である。しかるに流量
制御のエンベロープ拡大効果はどのような制御棒
パターンを選んでも一定の特定関数Ｋ（Ｚ）で表
され変えることができない。こうして一義的に(3)
(4)式によりならし運転に必要な回数が最終目標出
力分布と初期エンベロープの比およびＫ（Ｚ）の
組合せによつて決まる。この回数Ｎに対して実際
に行われるならし運転の回数を小さくすることは
できないが大きくすることはできる。すなわち(3)
(4)式で求められるＮはならし運転の最適回数であ
る。
本発明の基本的構成と作用は上に述べたとおり
である。
である。
本法を実施するにあたり、二・三の変形があり
うる。第一回目のならし運転を実施した後エンベ
ロープP1（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が得られる。これは最初
に想定した(1)(2)式のP1（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と全く同じ
ということはありえない。よつてP1（Ｘ，Ｙ，
Ｚ）を初期エンベロープと置換えて新らしいエン
ベロープP*（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を作り、再び(1)(2)(3)(4)
式を適用して残りの出力上昇計画をみなおすこと
がある。もう一つの例は制御棒引抜きは必ずしも
最低流量で行なうとは限らず、またならし運転の
最大流量は必ずしも定格流量とすることはない場
合である。このときＫ（Ｚ）の値は流量変動範囲
に従つてみ直すこともある。その具体的な数値は
原子炉解析コードによつて容易に得られ、この場
合、前述の説明ではＺ方向のみの関数とみなした
Ｋ（Ｚ）は必要ならば３次元の位置の関数Ｋ（Ｘ，
Ｙ，Ｚ）であつてもよい。このような変形された
場合でも上記の方法は容易に適用できる。
うる。第一回目のならし運転を実施した後エンベ
ロープP1（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が得られる。これは最初
に想定した(1)(2)式のP1（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と全く同じ
ということはありえない。よつてP1（Ｘ，Ｙ，
Ｚ）を初期エンベロープと置換えて新らしいエン
ベロープP*（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を作り、再び(1)(2)(3)(4)
式を適用して残りの出力上昇計画をみなおすこと
がある。もう一つの例は制御棒引抜きは必ずしも
最低流量で行なうとは限らず、またならし運転の
最大流量は必ずしも定格流量とすることはない場
合である。このときＫ（Ｚ）の値は流量変動範囲
に従つてみ直すこともある。その具体的な数値は
原子炉解析コードによつて容易に得られ、この場
合、前述の説明ではＺ方向のみの関数とみなした
Ｋ（Ｚ）は必要ならば３次元の位置の関数Ｋ（Ｘ，
Ｙ，Ｚ）であつてもよい。このような変形された
場合でも上記の方法は容易に適用できる。
以上に述べべたように本発明のBWRの運転方
法は、炉心冷却材の流量制御で行なうならし運転
による出力上昇が、ならし運転の出力および制御
棒パターンによらず一定の特性関数で表現できる
という新らたな知見に基づくものであり、ならし
運転の目標出力分布を正確に定め、この目標出力
分布を用いて原子炉起動および制御棒パターンの
交換を最適化し、従つて最適化された運転手順に
よつて原子炉の稼動率の損失を最小化できるもの
である。
法は、炉心冷却材の流量制御で行なうならし運転
による出力上昇が、ならし運転の出力および制御
棒パターンによらず一定の特性関数で表現できる
という新らたな知見に基づくものであり、ならし
運転の目標出力分布を正確に定め、この目標出力
分布を用いて原子炉起動および制御棒パターンの
交換を最適化し、従つて最適化された運転手順に
よつて原子炉の稼動率の損失を最小化できるもの
である。
尚、本発明の方法の実施にあたり、前述特性関
数Ｋ（Ｚ）を計算して出力上昇の目標出力分布を
解析するデータ処理システムないしこの目標出力
分布に対してならし運転の目標制御棒パターンを
解析するデータ処理システムを組むことは好まし
いことである。
数Ｋ（Ｚ）を計算して出力上昇の目標出力分布を
解析するデータ処理システムないしこの目標出力
分布に対してならし運転の目標制御棒パターンを
解析するデータ処理システムを組むことは好まし
いことである。
第１図は一般的なBWRの起動時の出力上昇運
転の様子を時間と出力の関係で示した線図、第２
図は前図の出力昇運転の出力・流量マツプを示す
線図、第３図は第１および２図の運転時点t4，
t6，t8，t10における燃料高さ方向の出力分布を示
す線図、第４図は炉心冷却材流量制御による出力
分布の変化を示す線図、第５図は前図の出力分布
変化の特性を示す線図、第６図は出力上昇ならし
運転における燃料高さ方向の目標出力分布の一例
を示す線図である。
転の様子を時間と出力の関係で示した線図、第２
図は前図の出力昇運転の出力・流量マツプを示す
線図、第３図は第１および２図の運転時点t4，
t6，t8，t10における燃料高さ方向の出力分布を示
す線図、第４図は炉心冷却材流量制御による出力
分布の変化を示す線図、第５図は前図の出力分布
変化の特性を示す線図、第６図は出力上昇ならし
運転における燃料高さ方向の目標出力分布の一例
を示す線図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 沸騰水型原子炉の起動および制御棒パターン
交換における出力上昇過程で熱料破損を避けるべ
く炉心冷却材流量制御によるならし運転を何回か
繰り返しながら目標定格運転状態まで出力上昇を
行なうに際して、 最終目標制御棒パターンで定まる定格出力状態
の燃料各点の線出力密度PN+1と、燃料各点の過去
のならし運転で達成されているエンベロープまた
はPCI開始線出力のいずれか大きいほうの線出力
密度P*との比PN+1／P*の自然対数に相当する値
ｎを求め、このｎの最大値以上でｎ＋１未満の整
数Ｎをならし運転の回数とし、 最終目標制御棒パターンで定まる最終ならし運
転の流量下限における燃料各点の線出力密度PN
と前記線出力密度PN+1との比PN+1／PNを特性関
数として固定し、 Ｎ−１回目のならし運転の燃料各点の目標出力
分布PN-1を１より大きい安全係数Ｃと前記特性関
数とによりＣ×PN／（PN+1／PN）の計算によつ
て求め、 この目標出力分布に対してＮ−１回目のならし
運転の制御棒パターンを決定し、 この決定された制御棒パターンでＮ−１回目の
ならし運転を行ない、 以下同様にして各ならし運転時の制御棒パター
ンを定めて行なうことを特徴とする沸騰水型原子
炉の運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58052498A JPS59178400A (ja) | 1983-03-30 | 1983-03-30 | 沸騰水型原子炉の運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58052498A JPS59178400A (ja) | 1983-03-30 | 1983-03-30 | 沸騰水型原子炉の運転方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59178400A JPS59178400A (ja) | 1984-10-09 |
| JPH0358074B2 true JPH0358074B2 (ja) | 1991-09-04 |
Family
ID=12916380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58052498A Granted JPS59178400A (ja) | 1983-03-30 | 1983-03-30 | 沸騰水型原子炉の運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59178400A (ja) |
-
1983
- 1983-03-30 JP JP58052498A patent/JPS59178400A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59178400A (ja) | 1984-10-09 |
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