JPH0376438B2 - - Google Patents

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JPH0376438B2
JPH0376438B2 JP58039151A JP3915183A JPH0376438B2 JP H0376438 B2 JPH0376438 B2 JP H0376438B2 JP 58039151 A JP58039151 A JP 58039151A JP 3915183 A JP3915183 A JP 3915183A JP H0376438 B2 JPH0376438 B2 JP H0376438B2
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JP
Japan
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time
time mesh
equilibrium
power distribution
concentration
Prior art date
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JP58039151A
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Japanese (ja)
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Koji Fukuzaki
Tooru Mitsuda
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0376438B2 publication Critical patent/JPH0376438B2/ja
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    • YGENERAL 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
    • 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)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、起動停止時や負荷追従中などに炉心
の出力分布や熱的余裕の変化を事前に予測するた
めの装置に係り、特に出力分布計算の時間間隔を
キセノン濃度、ヨウ素濃度の平衡濃度からのずれ
の程度をも考慮して決定するようにした原子炉出
力分布予測装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a device for predicting changes in the power distribution and thermal margin of a reactor core in advance during startup and shutdown, load following, etc. The present invention relates to a nuclear reactor power distribution prediction device that determines the calculation time interval by taking into consideration the degree of deviation of xenon concentration and iodine concentration from the equilibrium concentration.

〔従来技術〕 原子炉出力分布予測装置は炉心の出力分布や熱
的余裕の変化を事前に予測するものとして知られ
ている(榎本、西沢、他:原子力誌、22(11)、
821(1980))が、従来のものにあつては予計精度
の向上を図るためにはオペレータの負担が増大す
る場合がある。
[Prior art] A reactor power distribution prediction device is known as a device that predicts changes in the power distribution and thermal margin of the reactor core in advance (Enomoto, Nishizawa, et al.: Nuclear Power Magazine, 22 (11),
821 (1980)), but in the case of conventional methods, the burden on the operator may increase in order to improve the prediction accuracy.

ここで沸騰水型原子炉での具体的な運転例によ
リオペレータ等による従来技術に係る原子炉出力
分布予測装置の使用法とその装置構成について説
明すれば以下のようである。
Here, the usage of a conventional reactor power distribution prediction device using a reoperator or the like and its device configuration will be explained using a specific example of operation in a boiling water reactor.

即ち、原子炉出力分布の予測が必要される場合
としては起動停止時や負荷追従時、制御棒挿入パ
ターン変更時が挙げられるが、これらの場合には
制御棒や炉心流量が適当に操作されるようになつ
ている。第1図はそのような場合での具体的な運
転例を示したものである。これによると〓として
示す制御棒操作時期においてはオペレータは制御
棒の引抜・挿入操作によつて熱出力を調整する
が、その操作に先立つて原子炉出力分布予測装置
により制御棒操作後の出力分布などを予測計算す
るものとなつている。その予測計算結果に応じて
必要ならば操作される制御棒や操作量を修正する
ところとなるものである。一方、炉心流量調整時
においては〓印以外の時期にオペレータは炉心流
量を調整することによつて熱出力の調整を行なう
ようになつている。具体的には〓印として示すよ
うに核分裂生成物質であるキセノンの濃度が過渡
的に変化している間に熱出力を一定に保持するた
めの調整が行なわれたり、熱出力を目標値にまで
増加、減少するための調整が行なわれるわけであ
る。
In other words, the cases where prediction of the reactor power distribution is required include during start-up and shutdown, during load following, and when changing the control rod insertion pattern, and in these cases, control rods and core flow rates are appropriately manipulated. It's becoming like that. FIG. 1 shows a specific example of operation in such a case. According to this, during the control rod operation period shown as 〓, the operator adjusts the thermal output by withdrawing and inserting the control rods, but before that operation, the reactor power distribution prediction device predicts the power distribution after the control rod operation. It is designed to predict and calculate such things. The control rods to be operated and the amount of operation are corrected if necessary according to the predicted calculation results. On the other hand, when adjusting the core flow rate, the operator adjusts the heat output by adjusting the core flow rate at times other than the times marked with a cross mark. Specifically, as shown by the cross mark, adjustments are made to keep the thermal output constant while the concentration of xenon, a fission product, changes transiently, and adjustments are made to keep the thermal output constant until the thermal output reaches the target value. Adjustments are made to increase or decrease.

熱出力や炉心流量、出力分布は原子炉出力分布
予測装置によつて計算されるが、第2図はその装
置の一例での機能構成を示したものである。これ
によると全体は入力部1、処理部2および出力部
3よりなり、入力部1においてはオペレータ等に
よる予測計算の設定内容は計算条件受付部10を
介して、また、ヒートバランスデータや制御棒位
置などについての現炉心状態データはデータ取込
部11を介して処理部2に取り込まれるようにな
つている。処理部2では入力部1からの現炉心状
態データにもとづき現時点での熱出力、炉心流量
および出力分布が現状設定部20によつて計算さ
れ、また、タイムメツシユ分割部21では計算条
件と現状とが比較され予測計算用の核熱水力特性
解析モデルを使用する時間間隔、即ち、タイムメ
ツシユが設定されるようになつている。このタイ
ムメツシユ毎にレベル予測部22によつて熱出力
あるいは炉心流量が予測計算され、更に出力分布
予測部23によつては出力分布が予測計算される
ところとなつているものである。このようにして
得られた予測計算結果は出力編集部30なよつて
適当に編集されたうえ外部に出力されるようにな
つているわけである。
Thermal output, core flow rate, and power distribution are calculated by a reactor power distribution prediction device, and FIG. 2 shows the functional configuration of an example of the device. According to this, the entire system consists of an input section 1, a processing section 2, and an output section 3. In the input section 1, settings for predictive calculation by an operator etc. are sent via a calculation condition receiving section 10, and heat balance data and control rod data are input to the input section 1. Current core state data regarding the position and the like is imported into the processing unit 2 via the data acquisition unit 11. In the processing section 2, the current thermal output, core flow rate, and power distribution are calculated by the current setting section 20 based on the current core state data from the input section 1, and the time mesh division section 21 calculates the calculation conditions and the current state. A time interval, ie, a time mesh, is set for comparing and using the nuclear thermal hydraulic property analysis model for predictive calculation. For each time mesh, the level prediction unit 22 predicts and calculates the thermal output or core flow rate, and the power distribution prediction unit 23 predicts and calculates the power distribution. The prediction calculation results obtained in this manner are appropriately edited by the output editing section 30 and then output to the outside.

このようにしてなる原子炉出力分布予測装置に
おいて予測計算の結果の精度に影響を与えるもの
としてはタイムメツシユ分割部が挙げられる。タ
イムメツシユ分割部はオペレータ等の負担を軽減
すべく、しかも予測計算に要される時間を徒らに
増大せしめることなしに予測精度を向上せしめる
ためのものである。しかしながら、従来にあつて
はタイムメツシユの設定は一応の目安にもとづき
ながらもオペレータ等による経験によるところが
大きく、これがために予測精度の向上が図れない
などの不具合をきたしているのが実状である。
In the reactor power distribution prediction apparatus constructed as described above, the time mesh dividing section is one of the elements that influences the accuracy of the prediction calculation results. The purpose of the time mesh dividing section is to reduce the burden on operators and the like, and to improve prediction accuracy without unnecessarily increasing the time required for prediction calculations. However, in the past, although the setting of the time mesh was based on a rough guideline, it largely depended on the experience of the operator, etc., which resulted in problems such as an inability to improve prediction accuracy.

ここで第2図におけるタイムメツシユ分割部の
一例での構成を説明すれば第3図に示す如くであ
る。即ち、熱出力・炉心流量変化率計算部分21
0にて現時点と予測時点との間の大まかな熱出力
あるいは炉心流量の時間に対する変化率が求めら
れ、これを受けてタイムメツシユ設定部分211
でタイムメツシユが設定されるようになつてい
る。変化率が大なる程にタイムメツシユは小とし
て設定されるものである。具体的にはタイムメツ
シユτは以下のように設定される。
The configuration of an example of the time mesh division section in FIG. 2 will now be described as shown in FIG. 3. That is, the thermal power/core flow rate change calculation part 21
0, the rough rate of change in thermal output or core flow rate with respect to time between the current time and the predicted time is determined, and in response to this, the time mesh setting section 211
The time mesh is now set. The larger the rate of change, the smaller the time mesh is set. Specifically, the time mesh τ is set as follows.

τ=ε/(|Δx/Δt|) ……(1) 但し、εは入力定数(誤定値)を、また、Δx
は現時点と予測時点との間の熱出力あるいは炉心
流量の差を示す。入力定数εは原子炉設計段階で
ほぼ定まるものであるが、オペレータ等はこの値
を中心としてある範囲内で設定可となつている。
τ=ε/(|Δx/Δt|) ...(1) However, ε is the input constant (error value), and Δx
indicates the difference in thermal power or core flow between the current time and the predicted time. The input constant ε is almost determined at the reactor design stage, but the operator etc. can set it within a certain range around this value.

したがつて、ここで第1図における点Bの時点
で点Cの時点での炉心流量を予測計算する場合を
想定すれば、点Bでの熱出力PB、炉心流量fB、時
間tBは図よりそれぞれ46%、47%、14時間(h)と求
められ、また、点Cでの目標熱出力PC時間tCはそ
れぞれ75%、65時間であるから、結局タイムメツ
シユτ(h)は入力定数(%)εを5として以下のよ
うに求められることになる。
Therefore, assuming that the core flow rate at point C in Figure 1 is predicted and calculated from point B in Figure 1, thermal output P B at point B, core flow rate f B , time t B are found to be 46%, 47%, and 14 hours (h), respectively, from the figure, and the target heat output P C time t C at point C is 75% and 65 hours, respectively, so the time mesh τ(h) is obtained as follows, with the input constant (%) ε being 5.

τ=5/{(75−46)/(65−14)≒8.8……(2) 即ち、この例では8.8時間毎に核熱水力特性解
析モデルを使用してレベル予測部で点Cまでの炉
心流量の変化が離散的に、更には出力分布予測部
では出力分布の変化が予測されるところとなるも
のである。
τ=5/{(75−46)/(65−14)≒8.8……(2) In other words, in this example, the level prediction unit uses the nuclear thermal hydraulic property analysis model to reach point C every 8.8 hours. The change in the core flow rate is discrete, and furthermore, the power distribution prediction unit predicts the change in the power distribution.

第4図は第1図における一部を拡大図示したも
のであるが、これによつてタイムメツシユ分割部
の存在理由を明らかにすれば以下のようである。
FIG. 4 is an enlarged view of a part of FIG. 1, and the reason for the existence of the time mesh division section can be explained as follows.

即ち、オペレータ等が点Cでの時間tCと熱出力
PCを入力すれば、タイムメツシユτは約8.8時間
と求められ、これにより点Bから点Cまでの炉心
流量の予測値は黒丸印として求められるものであ
る。一方、これに対し点B,C間での実線表示は
タイムメツシユ分割部が存在しない場合での予測
結果を示すが、図からも明らかなようにタイムメ
ツシユ分割部による予測結果が実績値(破線表
示)により一致していることが判る。即ち、タイ
ムメツシユ分割部によつて予測精度の向上が図れ
るわけである。
That is, the operator etc. calculates the time t C and heat output at point C.
If P C is input, the time mesh τ is determined to be approximately 8.8 hours, and from this, the predicted value of the core flow rate from point B to point C is determined as a black circle. On the other hand, the solid line between points B and C indicates the prediction result when the time mesh division part does not exist, but as is clear from the figure, the prediction result by the time mesh division part is the actual value (displayed by the broken line). It can be seen that they match. That is, the time mesh dividing section can improve prediction accuracy.

しかしながら、第1図における点A,B間にお
いてタイムメツシユ分割部によつて予測計算を行
なおうとしても予測計算の向上は図れないものと
なる。これは、熱出力の変化率が式(1)より約0.11
%/hと非常に小さくなり結果的にタイムメツシ
ユτの値が大きなものとなつてしまうからであ
る。実際には核分裂生成物質であるキセノンXe
の過渡変化により第4図に示す破線表示の如くに
炉心流量が変化するにも拘わらず、予測結果は黒
丸印として示す如くに実線表示の形で得られ、結
果としてタイムメツシユ分割部が存在しない場合
と同様な結果が得られるものである。
However, even if the time mesh division section attempts to perform predictive calculation between points A and B in FIG. 1, the predictive calculation cannot be improved. This means that the rate of change in heat output is approximately 0.11 from equation (1).
%/h, which becomes extremely small, resulting in a large value of time mesh τ. Xenon Xe, which is actually a fission product
Despite the fact that the core flow rate changes as shown by the broken line in Figure 4 due to transient changes in Similar results can be obtained.

このような不具合を解消するためには入力定数
εの値を常に小さく設定しておくか、あるいはオ
ペレータ等がキセノンXe濃度が過渡変化してい
ることを理解してそのような場合にはタイムメツ
シユを小さくすべく入力定数εの値を小さく設定
することが考えられる。常時予測点を細かく採る
か、あるいは必要に応じて予測点を細かく採るわ
けであるが、前者による場合はキセノン濃度が過
渡変化していない場合でも計算に多くの時間を要
する一方、後者による場合にはオペレータはキセ
ノン濃度の変化を意識している必要がありその負
担が大きいばかりか、入力定数εの設定にしても
最適に行ない得なく予測精度の向上が図れないと
いつた不具合がある。
In order to solve this problem, the value of the input constant ε should always be set to a small value, or the operator should understand that the xenon Xe concentration is changing transiently and set the time mesh in such a case. It is conceivable to set the value of the input constant ε to a small value in order to reduce the value. Prediction points are always taken finely, or prediction points are taken finely as necessary, but the former takes a lot of time to calculate even when there is no transient change in the xenon concentration, while the latter takes a lot of time. Not only does this require the operator to be aware of changes in the xenon concentration, which is a heavy burden, but the input constant ε cannot be set optimally, making it impossible to improve prediction accuracy.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

よつて本発明の目的は、予測計算に多くの時間
を要することなく、しかもオペレータに大きな負
担をかけることなく精度大にして予測結果が得ら
れる原子炉出力分布予測装置を供するにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a nuclear reactor power distribution prediction device that can obtain prediction results with high accuracy without requiring much time for prediction calculations and without placing a large burden on the operator.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

この目的のため本発明は、キセノン濃度および
ヨウ素濃度の平衡濃度からのずれの程度、即ち、
非平衡度をも考慮し、一般に非平衡度が大なる程
にタイムメツシユを小として設定するようになし
たものである。
To this end, the present invention provides a means for determining the degree of deviation of the xenon and iodine concentrations from the equilibrium concentration, i.e.
The degree of non-equilibrium is also taken into consideration, and the time mesh is generally set smaller as the degree of non-equilibrium increases.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明を第5図から第7図により説明す
る。
The present invention will be explained below with reference to FIGS. 5 to 7.

先ず第5図により本発明の理論的背景について
説明する。第5図は目標熱出力(本例では50%)
まで熱出力をステツプ状に変化させた場合に、キ
セノンXe濃度とヨウ素濃度が時間経過に伴れ
如何に変化するかを示したものである。図示の如
く熱出力がステツプ状にある値から目標値(平衡
点)である50%に変化する場合でもキセノン濃度
およびヨウ素濃度は直ちに平衡点対応の濃度には
ならないことが判る。これは、核分裂生成物質で
あるヨウ素の濃度は熱出力にほぼ比例するがβ線
を放射しつつ時間遅れをもつてキセノンに変化す
る一方では、キセノンは中性子を吸収することに
よつて他の核種に変化するといつた挙動によるも
のである。例えば熱出力を100%から50%にステ
ツプ状に変化せしめる場合を想定すると、キセノ
ン濃度は中性子の減少によつて一旦上昇してから
徐々に下降し熱出力50%対応の濃度に落ち着くよ
うになるものである。したがつて、キセノン濃度
とヨウ素濃度の非平衡度を求めればマツプ上で現
在位置が知れ、更には平衡点までのその後の軌跡
やキセノン濃度の経時変化が知れるというもので
ある。キセノン濃度と熱出力との間には反応度を
介して1対1の対応が付くので、よつてキセノン
濃度の経時変化より熱出力の経時変化が知れるも
のである。一方、式(1)より判るようにタイムメツ
シユの分割についての基本的な考え方は、熱出力
あるいは炉心流量が一定量だけ変化する度に核熱
水力特性解析モデルを使用するといつたものであ
る。したがつて、キセノン・ヨウ素マツプより知
れるキセノン濃度の経時変化を利用してタイムメ
ツシユの設定を最適に行ない得るというわけであ
る。なお、第5図に示す如くのキセノン・ヨウ素
マツプは実験データより得られるものではなく、
ここでは詳細に説明しないが理論的解析による微
分方程式より得られるものである(UMEGAKIK.、
et al.:J.Nud.Sci & Tech.、19(7)、513
(1982))。平衡点が50%以外のものも同様に得ら
れることは勿論であり、したがつて、このような
マツプをデータとして予め必要なだけ原子炉出力
分布予測装置内に用意・格納しておくか、あるい
は計算によつて求めることにより最適なタイムメ
ツシユ、即ち、入力定数を可変として自動的に設
定し得るわけである。
First, the theoretical background of the present invention will be explained with reference to FIG. Figure 5 shows the target heat output (50% in this example)
This figure shows how the xenon Xe concentration and iodine concentration change over time when the thermal output is changed in steps up to As shown in the figure, even when the thermal output changes stepwise from a certain value to the target value (equilibrium point) of 50%, it can be seen that the xenon concentration and iodine concentration do not immediately reach the concentrations corresponding to the equilibrium point. This is because the concentration of iodine, a fission product, is almost proportional to the thermal output, but it changes to xenon with a time delay while emitting beta rays, while xenon absorbs neutrons and converts it into other nuclides. This is due to the behavior that has changed. For example, if we assume that the thermal output is changed stepwise from 100% to 50%, the xenon concentration will rise due to the decrease in neutrons, then gradually decrease until it settles at the concentration corresponding to 50% thermal output. It is something. Therefore, by determining the degree of non-equilibrium between the xenon concentration and the iodine concentration, the current position on the map can be determined, and furthermore, the subsequent trajectory to the equilibrium point and the change in the xenon concentration over time can be determined. Since there is a one-to-one correspondence between xenon concentration and heat output via the degree of reactivity, it is possible to know changes in heat output over time rather than changes over time in xenon concentration. On the other hand, as can be seen from equation (1), the basic idea of time mesh division is to use a nuclear thermal-hydraulic characteristic analysis model every time the thermal output or core flow rate changes by a certain amount. Therefore, it is possible to optimally set the time mesh using the temporal change in xenon concentration known from the xenon-iodine map. Note that the xenon-iodine map shown in Figure 5 is not obtained from experimental data;
Although not explained in detail here, it can be obtained from differential equations through theoretical analysis (U MEGAKI K.,
et al.: J.Nud.Sci & Tech., 19(7), 513
(1982)). Of course, equilibrium points other than 50% can also be obtained in the same way. Therefore, it is necessary to prepare and store as many such maps as data in advance in the reactor power distribution prediction device. Alternatively, by calculating the optimum time mesh, it is possible to automatically set the optimum time mesh with variable input constants.

さて、本発明による原子炉出力分布予測装置に
ついて具体的に説明する。その装置構成はほぼ第
2図に示すものに同様であるが、よよ異なるとこ
ろはタイムメツシユ分割部の構成である。これま
での説明からも判るようにタイムメツシユはキセ
ノン・ヨウ素の非平衡度が大なる程に小として設
定されるべきであるが、第6図に示すように本発
明に係るタイムメツシユ分割部においては説明の
簡単化上タイムメツシユは大別して2種類とし、
通常は熱出力あるいは炉心流量の変化率にもとづ
く大なるタイムメツシユを用い予測を行なうが、
キセノン・ヨウ素についての非平衡度が大なる場
合には小なるタイムメツシユにより予測計算が行
なわれるようになつている。第6図に示す如く非
平衡度計算部分212ではキセノンおよびヨウ素
の平衡点に対する非平衡度が計算されたうえ非平
衡度が一定以上か否かに応じて小なるタイムメツ
シユか大なるタイムメツシユよりも大なるタイム
メツシユ(例えば無限大のタイムメツシユ)がタ
イムメツシユ設定部分213で設定されるように
なつているものである。一方、これとは別にタイ
ムメツシム部分211では従来の場合と同様にし
て熱出力あるいは炉心流量の変化率よりタイムメ
ツシユが設定されているが、これら2つの設定タ
イムメツシユのうちから小なるタイムメツシユが
タイムメツシユ選択部分214によつて最適なタ
イムメツシユとして選択されるわけである。ここ
で、選択されるべきタイムメツシユをγ′とすれ
ば、タイムメツシユγoewは以下の選択論理によつ
て選択されることになる。
Now, the nuclear reactor power distribution prediction device according to the present invention will be specifically explained. The configuration of the device is almost the same as that shown in FIG. 2, but the only difference is the configuration of the time mesh division section. As can be seen from the previous explanation, the time mesh should be set to be smaller as the degree of non-equilibrium between xenon and iodine increases, but as shown in FIG. For simplicity, time meshes are roughly divided into two types:
Usually, predictions are made using a large time mesh based on the rate of change of thermal output or core flow rate.
When the degree of non-equilibrium for xenon and iodine is large, predictive calculations are performed using a small time mesh. As shown in FIG. 6, in the non-equilibrium degree calculation part 212, the non-equilibrium degree with respect to the equilibrium point of xenon and iodine is calculated, and depending on whether the non-equilibrium degree is above a certain level, a time mesh that is small or a time mesh that is larger than a large time mesh is calculated. A time mesh (for example, an infinite time mesh) is set in the time mesh setting section 213. On the other hand, apart from this, in the time mesh section 211, a time mesh is set based on the rate of change of thermal output or core flow rate in the same manner as in the conventional case, but the smaller of these two set time meshes is selected as the time mesh selection section 214. Therefore, the time mesh is selected as the optimal time mesh. Here, if the time mesh to be selected is γ', the time mesh γ oew will be selected by the following selection logic.

γoew=Mio(γ,γ′) ……(3) さて、タイムメツシユγ′が具体的に如何に設定
されるかを説明すれば、処理が最も簡単であつ
て、しかも効果上必要十分なものとしては以下の
式によるものである。
γ oew = M io (γ, γ′) ...(3) Now, if we explain specifically how the time mesh γ′ is set, it will be the simplest process and the one that is necessary and sufficient for effectiveness. It is based on the following formula.

γ= γXI(|(X/Xeq)−1|>δXまたは1 (I/Ieq)−1|>δIの場合 (|(X/Xeq)−1|δX且つ| (I/Ieq)−1|δIの場合 ……(4) 但し、δX、δI、τXIはそれぞれ入力定数を、ま
た、X、Iはそれぞれ現時点での実際のキセノン
濃度、ヨウ素濃度を、さらにXeq、Ieqはそれぞれ
現時点で平衡状態を仮定した場合でのキセノン濃
度、ヨウ素濃度を示す。
γ = γ _ _ In the case of I eq ) −1 | δ I ...(4) However, δ X , δ I , and τ Further, X eq and I eq represent the xenon concentration and iodine concentration, respectively, assuming an equilibrium state at the present time.

この場合タイムメツシユτ′が∞であれば式(3)に
よつてタイムメツシユτが、また、タイムメツシ
ユτ′がτXI(<τ)であればタイムメツシユτXIがタ
イムメツシユτoewとして選択され、これにより常
に最適に設定されたタイムメツシユτoewにより予
測計算が精度にして計算されるところとなるもの
である。
In this case, if the time mesh τ′ is ∞, the time mesh τ is selected according to equation (3), and if the time mesh τ′ is τ XI (<τ), the time mesh τ XI is selected as the time mesh τ oew . Prediction calculations are performed with high accuracy using the optimally set time mesh τ oew .

ここでキセノン・ヨウ素マツプの有効性につい
て具体的に説明すれば、第1図における点Aはそ
れ以前に制御棒操作が行なわれているものの近似
的には熱出力を約100%から約50%にステツプ状
に変化させた後5時間(h)経過した点と看做し得
る。即ち、第5図に示すキセソン・ヨウ素マツプ
を利用し得る。第7図は第5図に示す各種軌跡よ
りその熱出力変化に対応した軌跡を抽出して示し
たものであるが、点A,Bはその軌跡上では図示
の如くに位置することになる。したがつてδX=δI
=0.25、τXI=2(h)としたうえ点Aを出発点として
点Bを予測する場合には、点A,Bをも含めて計
6点(黒丸印)がタイムメツシユとして選択され
るものである。図中における太実線枠外では式(4)
によつてτ′=2(h)となり、したがつてτ=2(h)と
なるから、点A,B間での炉心流量の変化は第4
図における破線表示の実績値通りに正確に予測す
ることが可能となるものである。
To explain specifically the effectiveness of the xenon-iodine map, point A in Figure 1 indicates that although the control rods have been operated before, approximately the thermal output has been reduced from about 100% to about 50%. It can be considered that 5 hours (h) have passed since the step-like change. That is, the xeson-iodine map shown in FIG. 5 can be used. FIG. 7 shows a trajectory corresponding to the heat output change extracted from the various trajectories shown in FIG. 5, and points A and B are located on the trajectory as shown. Therefore δ X = δ I
= 0.25, τ It is. Outside the thick solid line frame in the figure, formula (4)
Therefore, τ' = 2(h), and therefore τ = 2(h), so the change in core flow rate between points A and B is the fourth
This makes it possible to accurately predict the actual values indicated by the broken lines in the figure.

最後にタイムメツシユτ′を設定する際での他の
方法などについて説明する。
Finally, other methods for setting the time mesh τ' will be explained.

先ず非平衡度に応じて段階的に設定することが
考えられる。これを式で表わせば以下のようにな
る。
First, it is conceivable to set it in stages according to the degree of non-equilibrium. This can be expressed as a formula as follows.

τ′=τXI(k)(δX(k)<|(X/Xeq) −1|δX(k+1) または δI(k)<|(I/Ieq)−1|δI(k+1) ……(5) また、予測計算を行なう度にタイムメツシユを
設定することも考えられる。現時点で設定されて
いるタイムメツシユによつて1回の予測計算を行
なつた後は新たに非平衡度を計算したうえ式(4)ま
たは式(5)によつてタイムメツシユを設定し直すも
のである。
τ' = τ XI (k )X (k)<|( X /X eq ) −1| δ k+1) ...(5) It is also possible to set a time mesh every time a prediction calculation is performed.After one prediction calculation is performed using the currently set time mesh, a new non-equilibrium degree is set. After calculating, the time mesh is reset using equation (4) or equation (5).

更に本発明には直接関しないが、簡略化された
予測結果にもとづいて設定することも考えられ
る。予測計算に使用される核熱水力特性解析モデ
ルとして簡略化されたものを用い、これによつて
例えば15〜30mmといつた具合に細かいタイムメツ
シユで予測計算を行ない熱出力、炉心流量の概略
的な変化の軌跡を求めるものである。この後その
軌跡より熱出力、炉心流量の変化率に応じてタイ
ムメツシユを設定したうえ核熱水力特性解析モデ
ルによつて出力分布を予測計算するというもので
ある。
Furthermore, although not directly related to the present invention, it is also conceivable to set based on simplified prediction results. A simplified nuclear thermal-hydraulic characteristic analysis model used for predictive calculations is used to perform predictive calculations with a fine time mesh of, for example, 15 to 30 mm, and to obtain a rough estimate of thermal output and core flow rate. The goal is to find a trajectory of change. After that, a time mesh is set based on the trajectory according to the rate of change in thermal output and core flow rate, and the power distribution is predicted and calculated using a nuclear thermal-hydraulic characteristics analysis model.

これらの方法による場合は計算時間は更に低減
されることになる。
Using these methods, the calculation time will be further reduced.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明による場合は、キヤ
ノン濃度、ヨウ素濃度の非平衡度をも考慮してタ
イムメツシユを設定するようになしたものである
から、予測計算に多くの時間を要することなく、
しかもオペレータに大きな負担をかけることなく
予測結果が精度大にして得られるという効果があ
る。
As explained above, in the case of the present invention, the time mesh is set in consideration of the non-equilibrium degree of the canon concentration and the iodine concentration, so the prediction calculation does not require much time.
Furthermore, there is an effect that prediction results can be obtained with high accuracy without placing a large burden on the operator.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、沸騰水型原子炉での具体的な運転例
を示す図、第2図は、従来技術に係る原子炉出力
分布予測装置の一例での機能構成を示す図、第3
図は、その構成におけるタイムメツシユ分割部の
機能構成を示す図、第4図は、第1図における一
部を拡大図として示す図、第5図は、本発明に係
るキセノン・ヨウ素マツプの一例を示す図、第6
図は、本発明に係るタイムメツシユ分割部の一例
での機能構成を示す図、第7図は、第5図におけ
る一部の軌跡を抽出して示す図である。 1……入力部、20……現状設定部、21……
タイムメツシユ分割部、22……レベル予測部、
23……出力分布予測部、210……熱出力・炉
心流量変化率計算部分、211,213……タイ
ムメツシユ設定部分、212……非平衡度計算部
分、214……タイムメツシユ選択部分。
FIG. 1 is a diagram showing a specific example of operation in a boiling water reactor, FIG. 2 is a diagram showing the functional configuration of an example of a reactor power distribution prediction device according to the prior art, and FIG.
The figure shows the functional configuration of the time mesh dividing section in the configuration, FIG. 4 shows an enlarged view of a part of FIG. 1, and FIG. 5 shows an example of the xenon-iodine map according to the present invention. Figure shown, No. 6
This figure shows the functional configuration of an example of the time mesh dividing section according to the present invention, and FIG. 7 is a diagram showing a part of the trajectory extracted from FIG. 5. 1...Input section, 20...Current setting section, 21...
Time mesh division section, 22...Level prediction section,
23...Power distribution prediction section, 210...Thermal power/core flow rate change rate calculation section, 211, 213...Time mesh setting section, 212...Non-equilibrium degree calculation section, 214...Time mesh selection section.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 外部からの要求に応じ原子炉の現状状態を初
期値として将来の原子炉出力分布、熱的余裕の変
化を、熱出力、炉心流量の変化率にもとづいて設
定されるタイムメツシユ毎に核熱水力特性解析モ
デルを使用して予測する原子炉出力分布予測装置
において、キセノン・ヨウ素濃度計算手段からの
キセノン濃度、ヨウ素濃度にもとづき該濃度の平
衡状態に対する非平衡度を求めたうえ該非平衡度
に応じて新たなるタイムメツシユを設定する手段
を有し、該手段からの非平衡度大なる程度に小と
して設定されたタイムメツシユと熱出力、炉心流
量の変化にもとづいて設定されたタイムメツシユ
のうちから何れか小なるタイムメツシユを選択手
段によつて選択したうえ予測用として用いる構成
を特徴とする原子炉出力分布予測装置。
1 In response to external requests, changes in the future reactor power distribution and thermal margin are calculated using the current state of the reactor as an initial value, and are calculated based on the rate of change in thermal output and core flow rate. In a reactor power distribution prediction device that predicts using a force characteristic analysis model, the degree of non-equilibrium with respect to the equilibrium state of the concentration is calculated based on the xenon concentration and iodine concentration from the xenon/iodine concentration calculation means, and then the degree of non-equilibrium is calculated based on the It has a means for setting a new time mesh according to the above, and either a time mesh set as small as the degree of non-equilibrium from the means is large or a time mesh set based on changes in thermal output and core flow rate. A nuclear reactor power distribution prediction device characterized by a configuration in which a small time mesh is selected by a selection means and used for prediction.
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