JPH0444957B2 - - Google Patents
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- JPH0444957B2 JPH0444957B2 JP58117898A JP11789883A JPH0444957B2 JP H0444957 B2 JPH0444957 B2 JP H0444957B2 JP 58117898 A JP58117898 A JP 58117898A JP 11789883 A JP11789883 A JP 11789883A JP H0444957 B2 JPH0444957 B2 JP H0444957B2
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- reactor
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- calculation device
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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
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は、原子炉の起動あるいは再起動時の
運転計画を作成する原子炉起動計画作成装置に係
り、特に原子炉出力と時間との関係を示すロード
カーブを自動的に計画作成する原子炉起動計画作
成装置に関する。
運転計画を作成する原子炉起動計画作成装置に係
り、特に原子炉出力と時間との関係を示すロード
カーブを自動的に計画作成する原子炉起動計画作
成装置に関する。
一般に、沸騰水型原子炉のような熱中性子炉で
は、核分裂性物質あるいはその娘核（中間的核分
裂性物質であるヨウ素135のβ崩壊）としてゼノ
ン（Xe）が生成される。このゼノンは中性子吸
収能力が大きいため、ゼノンが全く存在しない起
動開始時と、ゼノンが飽和に達した原子炉の定格
運転時とでは、ゼノンが寄与する反応度効果が
2.5％ΔK／Ｋ（ただし、Ｋは中性子実効増倍率1.0
に対する反応度の大きさ）程度異なり、原子炉の
起動あるいは再起動計画を立案する上でゼノン濃
度が重要なウエートを占めることになる。
は、核分裂性物質あるいはその娘核（中間的核分
裂性物質であるヨウ素135のβ崩壊）としてゼノ
ン（Xe）が生成される。このゼノンは中性子吸
収能力が大きいため、ゼノンが全く存在しない起
動開始時と、ゼノンが飽和に達した原子炉の定格
運転時とでは、ゼノンが寄与する反応度効果が
2.5％ΔK／Ｋ（ただし、Ｋは中性子実効増倍率1.0
に対する反応度の大きさ）程度異なり、原子炉の
起動あるいは再起動計画を立案する上でゼノン濃
度が重要なウエートを占めることになる。
例えば、原子炉の起動時において、ゼノンがほ
とんどない起動初期に制御棒を引き抜くと、原子
炉炉心部は急速に反応し、定格の原子炉出力レベ
ルを実現するに必要とされる制御棒パターンまで
制御棒を引き抜く以前に、原子炉出力が大幅に上
昇する。制御棒の引抜き量の少ない段階で炉出力
を上昇させると、引き抜かれた制御棒の割合が少
ないため、核反応が引き抜かれた制御棒の燃料集
合体に集中し、この部分に局所的に過出力部分が
存在する。
とんどない起動初期に制御棒を引き抜くと、原子
炉炉心部は急速に反応し、定格の原子炉出力レベ
ルを実現するに必要とされる制御棒パターンまで
制御棒を引き抜く以前に、原子炉出力が大幅に上
昇する。制御棒の引抜き量の少ない段階で炉出力
を上昇させると、引き抜かれた制御棒の割合が少
ないため、核反応が引き抜かれた制御棒の燃料集
合体に集中し、この部分に局所的に過出力部分が
存在する。
一般に、原子炉の燃料設計は、定格運転時の飽
和ゼノンの状態（平衡ゼノン状態）で適切な炉出
力分布となるように行なわれており、ゼノンのな
い状態では、ボイドの発生がない炉心下部の出力
が局所的に大幅に増大するという問題がある。
和ゼノンの状態（平衡ゼノン状態）で適切な炉出
力分布となるように行なわれており、ゼノンのな
い状態では、ボイドの発生がない炉心下部の出力
が局所的に大幅に増大するという問題がある。
原子炉の運転にあたつては、一般に燃料の健全
性を確保するためにいわゆるPCIOMR
（Preconditioning Interim Operating
Management Recommendations；燃料のなら
し運転）が設けられ、燃料の出力に制限値（これ
をPC（Preconditioning）エンベロープと呼ぶ）
が設定されている。このため、ゼノンのない状態
で急激に炉出力を上昇させると、前述のように局
所的な出力上昇が発生し、このPCエンベロープ
を部分的に越えてしまうことが考えられる。した
がつて、原子炉出力上昇時には、ゼノンの蓄積を
待つて順次出力を増加させることが、燃料の健全
性や原子炉の健全性を確保する上でも、必要であ
る。
性を確保するためにいわゆるPCIOMR
（Preconditioning Interim Operating
Management Recommendations；燃料のなら
し運転）が設けられ、燃料の出力に制限値（これ
をPC（Preconditioning）エンベロープと呼ぶ）
が設定されている。このため、ゼノンのない状態
で急激に炉出力を上昇させると、前述のように局
所的な出力上昇が発生し、このPCエンベロープ
を部分的に越えてしまうことが考えられる。した
がつて、原子炉出力上昇時には、ゼノンの蓄積を
待つて順次出力を増加させることが、燃料の健全
性や原子炉の健全性を確保する上でも、必要であ
る。
一般に、沸騰水型原子炉では炉出力レベルの制
御手段として、再循環流量による方法と制御棒操
作による方法とがあり、原子炉起動時には制御棒
を全挿入の状態から順次引き抜いて最終的には定
格運転用制御棒パターンとするが、この間に引き
抜かれる制御棒引抜パターンによつては、炉出力
分布が局所的に大きく歪み、PCエンベロープを
侵す場合が考えられる。このような場合にはゼノ
ン濃度の増加を利用して局所的な炉出力の増加を
下げる必要がある。
御手段として、再循環流量による方法と制御棒操
作による方法とがあり、原子炉起動時には制御棒
を全挿入の状態から順次引き抜いて最終的には定
格運転用制御棒パターンとするが、この間に引き
抜かれる制御棒引抜パターンによつては、炉出力
分布が局所的に大きく歪み、PCエンベロープを
侵す場合が考えられる。このような場合にはゼノ
ン濃度の増加を利用して局所的な炉出力の増加を
下げる必要がある。
一方、再循環流量により炉出力レベルを制御す
る場合には、前述のPCIOMRがある規定値以下
の出力上昇率であれば、PCエンベロープを越え
た局所的な炉出力上昇が許容されている。このた
め、炉出力を徐々に増加させることが可能とな
り、PCIOMRで定められた設定値以上に炉出力
を上昇させることができる。
る場合には、前述のPCIOMRがある規定値以下
の出力上昇率であれば、PCエンベロープを越え
た局所的な炉出力上昇が許容されている。このた
め、炉出力を徐々に増加させることが可能とな
り、PCIOMRで定められた設定値以上に炉出力
を上昇させることができる。
従来の沸騰水型原子炉の起動時の運転では、起
動運転の簡便さを優先させ、制御棒を充分に低い
局所的な炉出力レベルで引き抜くことができるよ
うに低出力レベル運転を長時間続けているため、
起動に要する時間が非常に長くなるという問題が
ある。このことから、原子炉の起動時間を短縮す
る要求が、原子力発電プラントの稼動率を向上さ
せる観点から非常に強く、PCIOMRを満たしつ
つ短時間で原子炉を起動させることができる原子
炉起動計画の作成が強く望まれていた。
動運転の簡便さを優先させ、制御棒を充分に低い
局所的な炉出力レベルで引き抜くことができるよ
うに低出力レベル運転を長時間続けているため、
起動に要する時間が非常に長くなるという問題が
ある。このことから、原子炉の起動時間を短縮す
る要求が、原子力発電プラントの稼動率を向上さ
せる観点から非常に強く、PCIOMRを満たしつ
つ短時間で原子炉を起動させることができる原子
炉起動計画の作成が強く望まれていた。
しかしながら、原子炉の起動運転時には、ゼノ
ン濃度が複雑に変化し、また、制御棒引抜き操作
に伴う局所的な炉出力分布変化が大きいため、原
子炉の起動時におけるいわゆるロードカーブを自
動的に作成することができる原子炉起動計画作成
装置を提供することは困難であつた。
ン濃度が複雑に変化し、また、制御棒引抜き操作
に伴う局所的な炉出力分布変化が大きいため、原
子炉の起動時におけるいわゆるロードカーブを自
動的に作成することができる原子炉起動計画作成
装置を提供することは困難であつた。
このような従来からの技術的課題を解決すべく
鋭意研究した結果、原子炉の起動、再起動計画を
ゼノン濃度を横軸にとり、縦軸に出力レベルをと
つたいわゆるゼノン・炉出力空間と呼ぶ空間内で
作成することにより、制御棒（引抜き）パターン
と局所的な炉出力分布との関係やゼノン濃度変化
を充分に考慮に入れて原子炉の起動・再起動計画
を作成することができることを見出した。
鋭意研究した結果、原子炉の起動、再起動計画を
ゼノン濃度を横軸にとり、縦軸に出力レベルをと
つたいわゆるゼノン・炉出力空間と呼ぶ空間内で
作成することにより、制御棒（引抜き）パターン
と局所的な炉出力分布との関係やゼノン濃度変化
を充分に考慮に入れて原子炉の起動・再起動計画
を作成することができることを見出した。
すなわち、ある１つの制御棒（引抜き）パター
ンにおける炉心で適当なゼノン・ヨウ素濃度を仮
定し、そのまま放置した場合を考えると炉心内の
炉出力分布および炉出力レベルはゼノン・ヨウ素
濃度に関して立てられる次式の微分方程式から決
まるゼノン濃度変化に対応して変化する。
ンにおける炉心で適当なゼノン・ヨウ素濃度を仮
定し、そのまま放置した場合を考えると炉心内の
炉出力分布および炉出力レベルはゼノン・ヨウ素
濃度に関して立てられる次式の微分方程式から決
まるゼノン濃度変化に対応して変化する。
dX／dt＝γx・Σfφ＋λI・Ｉ
−λx・Ｘ−σx・Ｘ・φ
dI／dt＝γx・Σfφ−λI・Ｉ ……(1)
ここに、Ｘ：ゼノン濃度
Ｉ：ヨウ素濃度
γx：核分裂あたりのゼノンの発生割合
γI：核分裂あたりのヨウ素の発生割合
Σf：核分裂断面積
λI：ゼノンの崩壊定数
λx：ヨウ素の崩壊定数
σx：ゼノンの中性子吸収断面積
φ：中性子束である。
なお、ヨウ素は中間的核分裂生成物であり、そ
のβ崩壊により安定したゼノンに変換される。
のβ崩壊により安定したゼノンに変換される。
第１図はこのときのゼノン濃度と出力レベルの
変化を横軸に時間をとつて示すもので、曲線ａは
ゼノン濃度の変化を、曲線ｂは炉出力の変化をそ
れぞれ示している。一般に、ゼノン濃度は原子炉
の炉心内に三次元的に分布するものであるが第１
図では、ゼノン濃度をわかり易く表現できるよう
に、第１図の炉出力の時間変化を(1)式のφ（中性
子束）に代入して得られた値がゼノン濃度とされ
ている。
変化を横軸に時間をとつて示すもので、曲線ａは
ゼノン濃度の変化を、曲線ｂは炉出力の変化をそ
れぞれ示している。一般に、ゼノン濃度は原子炉
の炉心内に三次元的に分布するものであるが第１
図では、ゼノン濃度をわかり易く表現できるよう
に、第１図の炉出力の時間変化を(1)式のφ（中性
子束）に代入して得られた値がゼノン濃度とされ
ている。
すなわち、第１図は、ゼノンが零の状態である
制御棒（引抜き）パターンにまで制御棒を引き抜
いた状態（時刻零）から(1)式に従つて曲線ａで示
されるようにゼノンが蓄積し、このゼノンの中性
子吸収能力による中性子吸収量が増大し、この結
果炉出力が曲線ｂで示されるように減少し、やが
てゼノン濃度および炉出力が平衡状態に落ちつく
ことが示されている。
制御棒（引抜き）パターンにまで制御棒を引き抜
いた状態（時刻零）から(1)式に従つて曲線ａで示
されるようにゼノンが蓄積し、このゼノンの中性
子吸収能力による中性子吸収量が増大し、この結
果炉出力が曲線ｂで示されるように減少し、やが
てゼノン濃度および炉出力が平衡状態に落ちつく
ことが示されている。
第２図は第１図で示したゼノン濃度と炉出力と
の関係を、横軸にゼノン濃度を縦軸に炉出力をと
つて示されるゼノン・炉出力空間にプロツトした
もので、炉出力はほぼゼノン濃度に反比例し、ゼ
ノンのないＡ点から平衡ゼノンのＢ点まで減少し
ている。さらに、ゼノン濃度が平衡値より増大し
た場合として両者の関係はＣ点まで延長すること
ができる。
の関係を、横軸にゼノン濃度を縦軸に炉出力をと
つて示されるゼノン・炉出力空間にプロツトした
もので、炉出力はほぼゼノン濃度に反比例し、ゼ
ノンのないＡ点から平衡ゼノンのＢ点まで減少し
ている。さらに、ゼノン濃度が平衡値より増大し
た場合として両者の関係はＣ点まで延長すること
ができる。
すなわち、一般に与えられた制御棒（引抜き）
パターンと再循環流量とでゼノン濃度を変化させ
ると、炉出力は点線AC上を変化することになる。
また、AC間で実現される出力分布のうち、先に
述べたPCエンベロープ内におさまる点をＤとす
れば、炉出力レベルAD間ではPCエンベロープを
満足できず、DC間でPCエンベロープに対する制
限が満足されることになる。
パターンと再循環流量とでゼノン濃度を変化させ
ると、炉出力は点線AC上を変化することになる。
また、AC間で実現される出力分布のうち、先に
述べたPCエンベロープ内におさまる点をＤとす
れば、炉出力レベルAD間ではPCエンベロープを
満足できず、DC間でPCエンベロープに対する制
限が満足されることになる。
この発明は上述した点を考慮し、目標とする制
御棒（引抜き）パターンを作成する際のゼノン濃
度やゼノン濃度分布を考慮し、原子炉の最適な起
動あるいは再起動計画を作成することができる原
子炉起動計画作成装置を提供することを目的とす
る。
御棒（引抜き）パターンを作成する際のゼノン濃
度やゼノン濃度分布を考慮し、原子炉の最適な起
動あるいは再起動計画を作成することができる原
子炉起動計画作成装置を提供することを目的とす
る。
上述した目的を達成するため、この発明に係る
原子炉起動計画作成装置は、原子炉の起動あるい
は再起動計画を作成するものであり、横軸にゼノ
ン濃度、縦軸に炉出力をとつた二次元空間内に、
目標とする制御棒パターンおよび再循環流量に対
応して炉出力およびゼノン濃度を演算する第１計
算装置と、発電機併入から急速な出力上昇可能な
炉出力および制御棒パターンを計算する第２計算
装置と、第１および第２計算装置からの入力を受
けて前記発電機併入から目標とする制御棒パター
ン作成までの過程のゼノン濃度を計算し、このゼ
ノン濃度が前記第１計算装置で求めた炉出力に対
応するゼノン濃度となるように原子炉起動あるい
再起動用ロードカーブを作成する第３計算装置
と、前記第１計算装置により得られた炉出力、再
循環流量、制御棒パターンで平衡ゼノン状態の軸
方向ゼノン濃度分布を計算する第４計算装置と、
前記第３計算装置で作成されたロードカーブに基
づいて計算された軸方向ゼノン濃度分布を第４計
算装置により計算された平衡ゼノン状態での軸方
向ゼノン濃度分布とほぼ同一となるように制御棒
パターンを調整する第５計算装置とを有し、この
第５計算装置から所望のロードカーブ、制御棒パ
ターンを出力するように設定したものである。
原子炉起動計画作成装置は、原子炉の起動あるい
は再起動計画を作成するものであり、横軸にゼノ
ン濃度、縦軸に炉出力をとつた二次元空間内に、
目標とする制御棒パターンおよび再循環流量に対
応して炉出力およびゼノン濃度を演算する第１計
算装置と、発電機併入から急速な出力上昇可能な
炉出力および制御棒パターンを計算する第２計算
装置と、第１および第２計算装置からの入力を受
けて前記発電機併入から目標とする制御棒パター
ン作成までの過程のゼノン濃度を計算し、このゼ
ノン濃度が前記第１計算装置で求めた炉出力に対
応するゼノン濃度となるように原子炉起動あるい
再起動用ロードカーブを作成する第３計算装置
と、前記第１計算装置により得られた炉出力、再
循環流量、制御棒パターンで平衡ゼノン状態の軸
方向ゼノン濃度分布を計算する第４計算装置と、
前記第３計算装置で作成されたロードカーブに基
づいて計算された軸方向ゼノン濃度分布を第４計
算装置により計算された平衡ゼノン状態での軸方
向ゼノン濃度分布とほぼ同一となるように制御棒
パターンを調整する第５計算装置とを有し、この
第５計算装置から所望のロードカーブ、制御棒パ
ターンを出力するように設定したものである。
以下、この発明の好ましい実施例について添付
図面を参照して説明する。
図面を参照して説明する。
第３図はこの発明に係る原子炉起動計画作成装
置の一実施例を示すもので、この原子炉起動計画
作成装置は、入力装置１と、第１乃至第５計算装
置２，３，４，５，６と、出力装置７とから構成
される。
置の一実施例を示すもので、この原子炉起動計画
作成装置は、入力装置１と、第１乃至第５計算装
置２，３，４，５，６と、出力装置７とから構成
される。
入力装置１は各計算装置２〜６に対して初期設
定を行なう装置で、目標とする制御棒パターンや
目標制御棒パターンに到る制御棒引抜きシーケン
スへの入力を行なう装置である。もちろん、目標
制御棒パターンおよび制御棒引抜きシーケンスの
自動作成装置を作ることも可能である。
定を行なう装置で、目標とする制御棒パターンや
目標制御棒パターンに到る制御棒引抜きシーケン
スへの入力を行なう装置である。もちろん、目標
制御棒パターンおよび制御棒引抜きシーケンスの
自動作成装置を作ることも可能である。
第１計算装置２は、ゼノン濃度を横軸に、縦軸
に炉出力をとつて示される二次元空間内に、目標
制御棒パターンおよび再循環流量に対応した炉出
力やゼノン濃度を計算する装置である。初めに、
ゼノン濃度・ヨウ素濃度をゼロとして達成される
炉出力を計算し、以下時間を更新してゼノン濃度
と炉出力との関係を計算し、その計算結果から
PCIOMR上の限界炉出力を算出し、この限界出
力に対応するゼノン濃度を第３計算装置４に出力
するようになつている。
に炉出力をとつて示される二次元空間内に、目標
制御棒パターンおよび再循環流量に対応した炉出
力やゼノン濃度を計算する装置である。初めに、
ゼノン濃度・ヨウ素濃度をゼロとして達成される
炉出力を計算し、以下時間を更新してゼノン濃度
と炉出力との関係を計算し、その計算結果から
PCIOMR上の限界炉出力を算出し、この限界出
力に対応するゼノン濃度を第３計算装置４に出力
するようになつている。
一方、第２計算装置３は、発電機併入（発電機
の送電開始）から急速な出力上昇で達成し得る炉
出力および制御棒パターンを計算する装置であ
る。この第２計算装置３では入力装置１の制御棒
引抜きシーケンスに従い、ゼノン濃度・ヨウ素濃
度ゼロで達成され得る炉出力を求め、PCエンベ
ロープを満足しているか否かを判定し、このPC
エンベロープを満足すべき制御棒パターンや炉出
力が急速な出力上昇で達成される。
の送電開始）から急速な出力上昇で達成し得る炉
出力および制御棒パターンを計算する装置であ
る。この第２計算装置３では入力装置１の制御棒
引抜きシーケンスに従い、ゼノン濃度・ヨウ素濃
度ゼロで達成され得る炉出力を求め、PCエンベ
ロープを満足しているか否かを判定し、このPC
エンベロープを満足すべき制御棒パターンや炉出
力が急速な出力上昇で達成される。
また、第３計算装置４は発電機併入から目標制
御棒パターンを作成するまでの起動過程のゼノン
濃度を計算し、第１計算装置２により算出された
炉出力に対応するゼノン濃度となるように起動工
程を作成する装置である。
御棒パターンを作成するまでの起動過程のゼノン
濃度を計算し、第１計算装置２により算出された
炉出力に対応するゼノン濃度となるように起動工
程を作成する装置である。
この第３計算装置４により作成された起動工程
の１例を第４図に示す。
の１例を第４図に示す。
第４図は横軸に時間、縦軸に炉出力をとつたい
わゆるロードカーブで、０点で発電機に併入さ
れ、Ａ点まで炉出力を急速に上昇させる。Ａ点か
らＢ点に到る区画は炉出力分布の確認のための時
間を示しており、この確認後、Ｂ点からＣ点まで
ゼノン蓄積のためのランプ出力の上昇が行なわれ
る。Ｃ点からＤ点は再循環流量減による炉出力降
下を、Ｄ点からＥ点は制御棒引抜きによる炉出力
上昇が示される。制御棒引抜きにより炉出力が上
昇した後、Ｆ点までゼノン安定のための炉出力保
持が行なわれ、その後、Ｆ点から再循環流量増加
によりＧ点までランプ出力が上昇せしめられ、そ
の後定格出力運転が行なわれる。
わゆるロードカーブで、０点で発電機に併入さ
れ、Ａ点まで炉出力を急速に上昇させる。Ａ点か
らＢ点に到る区画は炉出力分布の確認のための時
間を示しており、この確認後、Ｂ点からＣ点まで
ゼノン蓄積のためのランプ出力の上昇が行なわれ
る。Ｃ点からＤ点は再循環流量減による炉出力降
下を、Ｄ点からＥ点は制御棒引抜きによる炉出力
上昇が示される。制御棒引抜きにより炉出力が上
昇した後、Ｆ点までゼノン安定のための炉出力保
持が行なわれ、その後、Ｆ点から再循環流量増加
によりＧ点までランプ出力が上昇せしめられ、そ
の後定格出力運転が行なわれる。
第３計算装置４によるロードカーブ作成におい
て、Ａ点は第２計算装置により計算された炉出力
を示し、Ｅ点は第１計算装置２により算出された
炉出力を示す。第３計算装置４では、上記ロード
カーブのＢ点からＣ点に至るゼノン蓄積工程をパ
ラメータとして演算し、Ｅ点で第１計算装置２に
より算出されたゼノン濃度となるように、０点か
らＥ点に至るポイントモデルのゼノン過度解析手
段を用いて計算を行なう。
て、Ａ点は第２計算装置により計算された炉出力
を示し、Ｅ点は第１計算装置２により算出された
炉出力を示す。第３計算装置４では、上記ロード
カーブのＢ点からＣ点に至るゼノン蓄積工程をパ
ラメータとして演算し、Ｅ点で第１計算装置２に
より算出されたゼノン濃度となるように、０点か
らＥ点に至るポイントモデルのゼノン過度解析手
段を用いて計算を行なう。
また、第４計算装置５は、第１計算装置２によ
り得られた炉出力、再循環流量、制御棒パターン
で、平衡ゼノン濃度の計算を行なう装置で、この
計算装置５により軸方向相対ゼノン濃度分布XEQ
(Z)、すなわち原子炉炉心部上下方向のゼノン濃度
分布が第５計算装置６に出力される。
り得られた炉出力、再循環流量、制御棒パターン
で、平衡ゼノン濃度の計算を行なう装置で、この
計算装置５により軸方向相対ゼノン濃度分布XEQ
(Z)、すなわち原子炉炉心部上下方向のゼノン濃度
分布が第５計算装置６に出力される。
第５計算装置６は第４計算装置５により計算さ
れた軸方向ゼノン濃度分布と、第３計算装置によ
つて作成されたロードカーブに基づいて詳細に計
算した場合のＥ点の軸方向相対ゼノン濃度分布
XE(Z)が同一となるように、Ｅ点までの制御棒パ
ターンとを調整する装置である。
れた軸方向ゼノン濃度分布と、第３計算装置によ
つて作成されたロードカーブに基づいて詳細に計
算した場合のＥ点の軸方向相対ゼノン濃度分布
XE(Z)が同一となるように、Ｅ点までの制御棒パ
ターンとを調整する装置である。
次に、第５図を参照して原子炉炉心軸方向位置
（上下方向位置）におけるゼノン濃度分布と炉出
力分布との関係について説明する。
（上下方向位置）におけるゼノン濃度分布と炉出
力分布との関係について説明する。
第５図Ａは、平衡ゼノン状態でないある軸方向
相対ゼノン濃度分布曲線Ｃおよび軸方向相対出力
分布曲線ｄを示す。軸方向相対出力分布が炉心下
部で歪んで大きいのは、炉心下部のゼノン濃度蓄
積が少ないためである。したがつて、軸方向相対
ゼノン濃度を、第５図Ｂに示すように、平衡ゼノ
ン濃度分布XEQ(Z)（曲線ｅで表わす。）とほぼ同
一とすることにより、炉心部の軸方向出力分布は
曲線ｇで示すように炉心下部に歪みのない炉出力
を得ることができる。
相対ゼノン濃度分布曲線Ｃおよび軸方向相対出力
分布曲線ｄを示す。軸方向相対出力分布が炉心下
部で歪んで大きいのは、炉心下部のゼノン濃度蓄
積が少ないためである。したがつて、軸方向相対
ゼノン濃度を、第５図Ｂに示すように、平衡ゼノ
ン濃度分布XEQ(Z)（曲線ｅで表わす。）とほぼ同
一とすることにより、炉心部の軸方向出力分布は
曲線ｇで示すように炉心下部に歪みのない炉出力
を得ることができる。
ここにおいて、平衡ゼノン状態とは原子炉の定
格運転時のゼノンが飽和に達した状態をいい、ゼ
ノンが飽和するとは、原子炉の運転によつて発生
するゼノンの生成量と生成されたゼノンの核分裂
による崩壊量とが等しく平衡となつていることを
いう。
格運転時のゼノンが飽和に達した状態をいい、ゼ
ノンが飽和するとは、原子炉の運転によつて発生
するゼノンの生成量と生成されたゼノンの核分裂
による崩壊量とが等しく平衡となつていることを
いう。
第５図Ｂは平衡ゼノン状態における軸方向相対
ゼノン濃度分布曲線ｅおよび軸方向相対出力分布
曲線ｆを示すもので、軸方向相対ゼノン濃度分布
を、平衡ゼノン状態と同一にした場合、非平衡ゼ
ノン状態の場合にも、軸方向相対出力分布が第５
図Ｂの曲線ｇで示されるように、平衡ゼノン状態
と同様安定した炉出力が得られることがわかる。
ゼノン濃度分布曲線ｅおよび軸方向相対出力分布
曲線ｆを示すもので、軸方向相対ゼノン濃度分布
を、平衡ゼノン状態と同一にした場合、非平衡ゼ
ノン状態の場合にも、軸方向相対出力分布が第５
図Ｂの曲線ｇで示されるように、平衡ゼノン状態
と同様安定した炉出力が得られることがわかる。
したがつて、軸方向相対ゼノン濃度分布を、平
衡ゼノン状態で得られる軸方向相対ゼノン濃度分
布曲線ｅに一致させることにより、軸方向相対出
力分布は平衡ゼノン状態における炉出力分布と同
一となり、その結果、PCIOMRを遵守できるよ
うな平坦でなめらかな炉出力分布を得ることがで
きる。
衡ゼノン状態で得られる軸方向相対ゼノン濃度分
布曲線ｅに一致させることにより、軸方向相対出
力分布は平衡ゼノン状態における炉出力分布と同
一となり、その結果、PCIOMRを遵守できるよ
うな平坦でなめらかな炉出力分布を得ることがで
きる。
この点に着目し、第５計算装置６では、第４図
のＥ点における軸方向相対ゼノン濃度分布XE(Z)
と、平衡ゼノン濃度分布XEQ(Z)とを原子炉炉心部
を軸方向に24等分して次式で演算する。
のＥ点における軸方向相対ゼノン濃度分布XE(Z)
と、平衡ゼノン濃度分布XEQ(Z)とを原子炉炉心部
を軸方向に24等分して次式で演算する。
ここにおいて、ε…経験的な判定因子（通常は
２〜３％）である。
２〜３％）である。
軸方向相対ゼノン濃度分布XE(Z)が(2)式を満足
する場合には演算を終了し、出力装置７からロー
ドカーブ、制御棒パターンを出力する。
する場合には演算を終了し、出力装置７からロー
ドカーブ、制御棒パターンを出力する。
軸方向相対ゼノン濃度分布XE(Z)が(2)式を満足
させない場合には次式により軸方向ゼノン濃度が
炉心下部で蓄積されているか否かを判定する。12 〓Z=1 （XE(Z)−XEQ(Z)）≦０ ……(3) (3)式が成立する場合には、ゼノンは炉心下部で
蓄積されていないことになり、第４図におけるＥ
点までの炉出力上昇過程で、炉心下部にゼノン濃
度の蓄積をうながすために、Ａ点からＢ点にかけ
て浅挿入制御棒（少し挿入されている制御棒）の
引抜きが行なわれる。浅挿入制御棒の引抜きによ
り軸方向の相対的出力分布は炉心下部に出てくる
ので、炉心下部にゼノン濃度の蓄積が可能にな
る。
させない場合には次式により軸方向ゼノン濃度が
炉心下部で蓄積されているか否かを判定する。12 〓Z=1 （XE(Z)−XEQ(Z)）≦０ ……(3) (3)式が成立する場合には、ゼノンは炉心下部で
蓄積されていないことになり、第４図におけるＥ
点までの炉出力上昇過程で、炉心下部にゼノン濃
度の蓄積をうながすために、Ａ点からＢ点にかけ
て浅挿入制御棒（少し挿入されている制御棒）の
引抜きが行なわれる。浅挿入制御棒の引抜きによ
り軸方向の相対的出力分布は炉心下部に出てくる
ので、炉心下部にゼノン濃度の蓄積が可能にな
る。
逆に、(3)式が成立しない場合は、ゼノンが炉心
下部で充分蓄積されていることになり、この場
合、ゼノンの中性子吸収効果により炉心下部にお
ける炉心出力分布は抑えられた形となり、
PCIOMR上問題とならないため演算を終了し、
出力装置７からロードカーブ、制御棒パターンを
出力する。
下部で充分蓄積されていることになり、この場
合、ゼノンの中性子吸収効果により炉心下部にお
ける炉心出力分布は抑えられた形となり、
PCIOMR上問題とならないため演算を終了し、
出力装置７からロードカーブ、制御棒パターンを
出力する。
以上に述べたようにこの発明に係る原子炉起動
計画作成装置においては、目標とする制御棒パタ
ーンまでのゼノン濃度を計算し、このゼノン濃度
が第１計算装置により求められた炉出力に対応し
たゼノン濃度となるように原子炉起動あるいは再
起動用ロードカーブを第３計算装置により作成
し、第４計算装置で第１計算装置により得られた
炉出力、再循環流量、制御棒パターンで平衡ゼノ
ン状態の軸方向濃度分布を計算し、前記第３計算
装置で作成されたロードカーブに基づいて計算さ
れた軸方向ゼノン濃度分布を、第４計算装置によ
り計算された平衡ゼノン状態で軸方向ゼノン濃度
分布とほぼ同一になるように第５計算装置で制御
棒パターンを調整し、この第５計算装置から所望
のロードカーブ、制御棒パターンを出力するよう
にしたので、ゼノンの蓄積によるゼノン濃度やゼ
ノン濃度分布を考慮して目標とする制御棒パター
ンまで制御棒を引き抜く運転計画を自動的に作成
して、原子炉の最適な起動あるいは再起動計画を
作成することができ、これにより原子炉の起動あ
るいは再起動に要する時間を短縮するとともに燃
料の健全性や原子炉の健全性を確保でき、原子力
発電プラントの稼働率の向上が図れる等の効果を
奏する。
計画作成装置においては、目標とする制御棒パタ
ーンまでのゼノン濃度を計算し、このゼノン濃度
が第１計算装置により求められた炉出力に対応し
たゼノン濃度となるように原子炉起動あるいは再
起動用ロードカーブを第３計算装置により作成
し、第４計算装置で第１計算装置により得られた
炉出力、再循環流量、制御棒パターンで平衡ゼノ
ン状態の軸方向濃度分布を計算し、前記第３計算
装置で作成されたロードカーブに基づいて計算さ
れた軸方向ゼノン濃度分布を、第４計算装置によ
り計算された平衡ゼノン状態で軸方向ゼノン濃度
分布とほぼ同一になるように第５計算装置で制御
棒パターンを調整し、この第５計算装置から所望
のロードカーブ、制御棒パターンを出力するよう
にしたので、ゼノンの蓄積によるゼノン濃度やゼ
ノン濃度分布を考慮して目標とする制御棒パター
ンまで制御棒を引き抜く運転計画を自動的に作成
して、原子炉の最適な起動あるいは再起動計画を
作成することができ、これにより原子炉の起動あ
るいは再起動に要する時間を短縮するとともに燃
料の健全性や原子炉の健全性を確保でき、原子力
発電プラントの稼働率の向上が図れる等の効果を
奏する。
第１図は原子炉炉心部におけるゼノン濃度と炉
出力レベルの時間的変化を示すグラフ、第２図は
ゼノン・炉出力空間内における炉出力変化を示す
グラフ、第３図はこの発明に係る原子炉起動計画
作成装置の一実施例を示すブロツク図、第４図は
上記原子炉起動計画作成装置に組み込まれた第３
計算装置により作成されたロードカーブを示す
図、第５図Ａは非平衡ゼノン状態における軸方向
相対ゼノン濃度分布および軸方向相対炉出力分布
を示すグラフ、第５図Ｂは平衡ゼノン状態におけ
る軸方向相対ゼノン濃度分布と軸方向相対炉出力
分布を示すグラフである。 １……入力装置、２……第１計算装置、３……
第２計算装置、４……第３計算装置、５……第４
計算装置、６……第５計算装置、７……出力装
置、ａ……ゼノン濃度、ｂ……炉出力、ｃ……非
平衡状態における軸方向相対ゼノン濃度分布、ｄ
……非平衡状態における軸方向相対出力分布、ｅ
……平衡ゼノン状態における軸方向相対ゼノン濃
度分布、ｆ……平衡ゼノン状態における軸方向相
対出力分布、ｇ……非平衡状態における軸方向相
対ゼノン濃度分布。
出力レベルの時間的変化を示すグラフ、第２図は
ゼノン・炉出力空間内における炉出力変化を示す
グラフ、第３図はこの発明に係る原子炉起動計画
作成装置の一実施例を示すブロツク図、第４図は
上記原子炉起動計画作成装置に組み込まれた第３
計算装置により作成されたロードカーブを示す
図、第５図Ａは非平衡ゼノン状態における軸方向
相対ゼノン濃度分布および軸方向相対炉出力分布
を示すグラフ、第５図Ｂは平衡ゼノン状態におけ
る軸方向相対ゼノン濃度分布と軸方向相対炉出力
分布を示すグラフである。 １……入力装置、２……第１計算装置、３……
第２計算装置、４……第３計算装置、５……第４
計算装置、６……第５計算装置、７……出力装
置、ａ……ゼノン濃度、ｂ……炉出力、ｃ……非
平衡状態における軸方向相対ゼノン濃度分布、ｄ
……非平衡状態における軸方向相対出力分布、ｅ
……平衡ゼノン状態における軸方向相対ゼノン濃
度分布、ｆ……平衡ゼノン状態における軸方向相
対出力分布、ｇ……非平衡状態における軸方向相
対ゼノン濃度分布。
Claims (1)
- １ 原子炉の起動あるいは再起動時の運転計画を
作成する原子炉起動計画作成装置において、横軸
にゼノン濃度、縦軸に炉出力をとつた二次元空間
内に、目標とする制御棒パターンおよび再循環流
量に対応して炉出力およびゼノン濃度を計算する
第１計算装置と、発電機併入から急速な出力上昇
可能な炉出力および制御棒パターンを演算する第
２計算装置と、第１および第２計算装置からの入
力を受けて前記発電機併入から目標とする制御棒
パターン作成までの過程のゼノン濃度を計算し、
このゼノン濃度が前記第１計算装置で求めた炉出
力に対応するゼノン濃度となるように原子炉起動
あるい再起動用ロードカーブを作成する第３計算
装置と、前記第１計算装置により得られた炉出
力、再循環流量、制御棒パターンで平衡ゼノン状
態の軸方向ゼノン濃度分布を計算する第４計算装
置と、前記第３計算装置で作成されたロードカー
ブに基づいて計算された軸方向ゼノン濃度分布を
第４計算装置により計算された平衡ゼノン状態で
の軸方向ゼノン濃度分布とほぼ同一となるように
制御棒パターンを調整する第５計算装置とを有
し、この第５計算装置から所望のロードカーブ、
制御棒パターンを出力するように設定したことを
特徴とする原子炉起動計画作成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58117898A JPS608795A (ja) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | 原子炉起動計画作成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58117898A JPS608795A (ja) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | 原子炉起動計画作成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS608795A JPS608795A (ja) | 1985-01-17 |
| JPH0444957B2 true JPH0444957B2 (ja) | 1992-07-23 |
Family
ID=14722935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58117898A Granted JPS608795A (ja) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | 原子炉起動計画作成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS608795A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5327791A (en) * | 1976-08-25 | 1978-03-15 | Hitachi Ltd | Controlling order automatic searching device |
| JPS5570795A (en) * | 1978-11-22 | 1980-05-28 | Hitachi Ltd | Core property forcasting device of bwr type reactor |
-
1983
- 1983-06-29 JP JP58117898A patent/JPS608795A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5327791A (en) * | 1976-08-25 | 1978-03-15 | Hitachi Ltd | Controlling order automatic searching device |
| JPS5570795A (en) * | 1978-11-22 | 1980-05-28 | Hitachi Ltd | Core property forcasting device of bwr type reactor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS608795A (ja) | 1985-01-17 |
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