JPH05113488A - 制御棒引抜阻止モニタ装置 - Google Patents

制御棒引抜阻止モニタ装置

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JPH05113488A
JPH05113488A JP3272919A JP27291991A JPH05113488A JP H05113488 A JPH05113488 A JP H05113488A JP 3272919 A JP3272919 A JP 3272919A JP 27291991 A JP27291991 A JP 27291991A JP H05113488 A JPH05113488 A JP H05113488A
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rbm
prevention
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Jun Hirose
瀬 純 広
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Toshiba Corp
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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
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    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 制御棒引抜阻止動作中であっても、最少限の
制御棒の操作ができるようにする。 【目的】 制御棒引抜阻止モニタ装置1に、判別手段1
1を設ける。この判別手段11は、連続引抜PBがOF
Fであることを条件として、引抜阻止信号を、制御棒引
抜阻止信号として制御棒操作系2に与える。したがっ
て、引抜阻止信号は、連続引抜を行なおうとする場合に
は有効となるが、1ノッチ引抜時には、引抜阻止を受け
ず、自由に行なうことができる。このため、制御棒の健
全性を確認するサーベイランステストができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、沸騰水型原子炉におけ
る制御棒引抜阻止モニタ装置に係り、特に制御棒引抜阻
止動作中であっても、最少限の制御棒操作を許容する制
御棒引抜阻止モニタ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】沸騰水型原子炉においては、炉心内で炉
水が沸騰してボイドが発生するため、燃料棒冷却効率を
確保することが燃料棒の健全性を維持する上で非常に重
要である。
【0003】沸騰状態は、大別して、核沸騰状態と膜沸
騰状態とがあり、核沸騰状態では、燃料棒表面にボイド
が生成・消滅を繰返すため、冷却効率は高く、燃料棒の
健全性は確保できる。一方、膜沸騰状態は、燃料棒表面
温度(燃料棒出力)が核沸騰状態よりも高いときに起き
る状態で、燃料棒出力を上昇させると急速に燃料棒表面
全体に蒸気層ができ、冷却効率が非常に低下する状態を
いう。この状態では、冷却効率が悪化することによりさ
らに表面温度が上昇し、ついには燃料棒が破損してしま
う。
【0004】このように、核沸騰状態から膜沸騰状態へ
は急速に移行するが、このときの燃料棒の発熱量を限界
出力といい、限界出力と現在の出力との比を限界出力比
(=限界出力/現在の出力)という。限界出力比は、炉
心内の各燃料毎に求めることができ、通常の運転状態
(核沸騰状態)では1以上の値であり、値が小さいほ
ど、膜沸騰に移行する出力が近いことを示している。特
に、炉心内で最も小さい限界出力比を最小限界出力比
(以下、MCPRと称す)といい、炉心の運転において
監視すべきパラメータの最も重要なものの1つとなって
いる。
【0005】ところが、燃料棒の沸騰状態では、通常運
転状態ではもちろん、いかなる事象においても膜沸騰状
態となることは避けなければならない。このため原子炉
運用上は、1.0以上ではなく、安全側(1.0以上)
に2つのレベルを設けて監視している。
【0006】そのうちの1つは、計算機が計算した限界
出力比の確からしさを考慮して決められたもので、安全
最小限界出力比(以下、SLMCPRと称す)といい、
いかなる事象が起こっても、この値を下廻ってはならな
い。この値を下廻ることは、炉心内で膜沸騰に移行する
可能性が高くなることを示す。
【0007】また他の1つは、運転最小限界出力比(以
下、OLMCPRと称す)と呼ばれる値で、SLMCP
Rよりもさらに安全側に設けられている。原子炉で考え
られる種々の事象の中には、過渡的に事象発生前のMC
PRよりも悪くなるケースがある。初期のMCPRと最
も小さくなったMCPRとの差をΔMCPRと呼ぶが、
種々の事象の中で最大のΔMCPRをSLMCPRに対
し上乗せし、通常運転中の監視レベルとする必要があ
る。この値がOLMCPRである。
【0008】定格出力運転中、MCPRが過渡的に悪く
なる事象の1つに、挿入制御棒の誤引抜きがある。制御
棒が全挿入から全引抜になったとすると、そのときの炉
心の状態にもよるが、最悪の場合、他の事象よりもΔM
CPRが大きくなってしまう可能性がある。この場合、
OLMCPRの値は高く、炉心運転計画上の支障とな
る。
【0009】そこで従来は、制御棒誤引抜きのΔMCP
Rを小さくするため、制御棒引抜阻止モニタ装置(以
下、RBM装置と称す)を設置するようにしている。
【0010】RBM装置は、引抜き制御棒を囲む2〜4
本のLPRMストリングにあるLPRM信号の平均をと
り、引抜き前のAPRM指示に合うようにゲインを調整
する(この信号をRBM信号と称す)。引抜きに伴ない
局所的に出力が増加し、RBM信号が予め設定されてい
る制御棒引抜阻止設定レベルに達した場合、図3に示す
ように、RBM装置1は、RBM引抜阻止信号を制御棒
引抜阻止信号として制御棒操作系2に送って引抜きを阻
止する。制御棒引抜に伴なうΔMCPRは、局部的な出
力増加とほぼ正比例の関係にあるので、引抜前のRBM
信号と引抜阻止設定レベルとの差が、ほぼΔMCPRと
一対一に対応している。
【0011】現在、1100MWe級沸騰水型原子炉で
は、引抜阻止設定レベルは、図4に示す出力−流量図と
いわれる原子炉の状態を表わす図上に線で表わすことが
でき、原子炉の状態がこれらの線の上にくると、制御棒
は引抜き動作が阻止される。
【0012】すなわち、引抜阻止設定レベルは、図4に
示すように、低位置レベル3、中位置レベル4および正
位置レベル5の3つのレベルが設定されるが、このう
ち、低位置レベル3および中位置レベル4は、設定値到
達後に操作員によりバイパス可能である。一方、正位置
レベル5はバイパス機能はない。
【0013】これら各レベル3,4,5は、8%出力間
隔で設定されており、したがって、RBM信号は、1回
の引抜きで最大8%までの増加量に対する引抜き量しか
許容されないことになる。RBM信号8%に相当するΔ
MCPRは、制御棒誤引抜きを除く他の事象の中の最も
大きなΔMCPRよりも小さくなる程度まで小さく抑え
られる。
【0014】このように、RBM装置は、制御棒誤引抜
き時のΔMCPRを小さくし、誤引抜き事象が最も厳し
い事象とならないようにする装置である。
【0015】なお、RBM信号が、正位置レベル5に達
した場合は、前述のようにバイパスはできず、それ以上
制御棒の引抜はできなくなる。これは、初期の燃料特性
でOLMCPRの下限値が高い場合に、OLMCPRを
下廻らないように制限するものである。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】ところで、原子炉の燃
料設計には、改良が加えられてきており、炉心特性的に
も経済的にも、初期の燃料に比べて改善されている。そ
して、それに伴ない原子炉定格運転状態も、なるべく広
い炉心流量範囲で運転したいという要求が高まってい
る。以下、図4を参照して具体的に説明する。
【0017】図4は、横軸に炉心流量、縦軸に原子炉出
力をとり、原子炉の運転状態をグラフ上の点で表わした
もので、原子炉起動時の原子炉状態の軌跡を表わしてい
る。図中、符号6は、炉心流量増加による代表的な原子
炉起動曲線、符号7は、制御棒引抜による代表的な原子
炉起動曲線である。
【0018】ここで、定格出力状態は、点Aと点Bとの
間の状態をとることができるが、経済性をよくするため
には、符号8で示す定格出力時の原子炉運転範囲を、符
号9で示す原子炉運転範囲まで拡大することが必要とな
る。
【0019】ところが、RBMの引抜阻止設定の各レベ
ル3,4,5は、再循環流量が下がるに従って下がって
くるため、炉心流量の低い運転点B′では、運転点Bの
場合と異なり、RBMの正位置レベル5よりも上にきて
しまう。通常は、定格出力運転中の制御棒操作による運
転は行なわないが、制御棒の健全性を確認するサーベイ
ランステストでは、制御棒の1ノッチ挿入、引抜を行な
う必要があり、運転点B′では、RBMが制御棒の引抜
きを阻止しているため、制御棒のサーベイランステスト
を実施することができなくなる。
【0020】また、原子炉起動時にも、定格出力到達時
の炉心流量を低くするため、目標制御棒パターンは、従
来よりもより引抜かれた状態であり、図4に符号Cと対
比して符号C′で示すように、目標パターン作成時に、
正位置レベル5を超えてしまう可能性が大きくなる。
【0021】これを解決するためには、RBMの設定値
を見直し、正位置レベル5を上に上げることが考えられ
るが、現状の設定値を変更すると、非安全側への変更と
なるため好ましくない。そこで、現状の正位置レベル5
の設定ラインの上に、新たな設定ラインを追加するよう
にすればよいが、この方法の場合には、RBMの変更が
大掛かりとなるという問題がある。
【0022】本発明は、このような点を考慮してなされ
たもので、わずかな変更のみで制御棒操作可能な運転範
囲を拡げることができる制御棒引抜阻止モニタ装置を提
供することを目的とする。
【0023】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成する手段として、引抜阻止信号を、制御棒引抜阻止信
号として制御棒操作系に与える制御棒引抜阻止モニタ装
置において、判別手段を設け、この判別手段により、連
続引抜を行なおうとする際に制御棒引抜スイッチと同時
にONとなる連続引抜スイッチのOFFを条件として、
前記引抜阻止信号を制御棒操作系に与えるようにしたこ
とを特徴とする。
【0024】
【作用】本発明に係る制御棒引抜阻止モニタ装置におい
ては、連続引抜スイッチのOFFを条件として、引抜阻
止信号が制御棒操作系に与えられる。すなわち、連続引
抜は不可能であるが、1ノッチ引抜は可能となる。この
ため、制御棒の健全性を確認するサーベイランステスト
が可能となる。
【0025】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。
【0026】図1は、本発明に係る制御棒引抜阻止モニ
タ装置を示すもので、図中、符号1はRBM装置、符号
2は制御棒操作系である。RBM装置1からの引抜阻止
信号は、判別手段11を介し制御棒引抜阻止信号として
制御棒操作系2に与えられる。
【0027】判別手段11は、制御棒操作系2からの連
続引抜押釦スイッチ(以下、連続引抜PBと称す)のO
FFを条件として、引抜阻止信号を制御棒操作系2に与
える。この連続引抜PBは、連続引抜を行なおうとする
際に、制御棒引抜押釦スイッチと同時にONする。
【0028】次に、本実施例の作用について説明する。
【0029】RBM装置1からの引抜阻止信号は、判別
手段11を介し制御棒引抜阻止信号として制御棒操作系
2に与えられるが、判別手段11は、連続引抜PBのO
FFを条件として、引抜阻止信号を制御棒操作系2に与
える。すなわち、連続引抜を行なおうとする場合にの
み、RBM装置1の引抜阻止信号が有効となり、1ノッ
チ引抜は、RBM装置1による引抜阻止を受けずに自由
に行なうことが可能となる。
【0030】これを、図2を参照して詳細に説明する。
【0031】図2(a)は、従来の原子炉運転範囲を示
すもので、図中、符号5は、制御棒引抜阻止の正位置レ
ベルを示すもので、この正位置レベル5以下の範囲が、
連続ノッチ引抜許容範囲12となっている。
【0032】一方、図2(b)は、本発明における原子
炉運転範囲を示すもので、制御棒引抜阻止の正位置レベ
ル5以下の範囲が連続ノッチ引抜許容範囲12となって
いるとともに、正位置レベル5とその上方の中性子束高
制御棒引抜阻止設定レベル13との間がノッチ引抜許容
範囲14となっている。したがって、中性子高制御棒引
抜阻止設定レベル13までが引抜可能な範囲となる。
【0033】このように、制御棒操作可能な運転範囲を
拡げることができ、それに伴ない定格出力状態での操作
が可能となる。これにより、従来は不可能であった制御
棒の健全性を確認するサーベイランステストが可能とな
り、運転領域を拡大することができる。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、判
別手段を設けるというわずかの変更のみで、制御棒操作
可能な運転範囲を拡げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る制御棒引抜阻止モニタ
装置を示す構成図である。
【図2】(a)は従来装置における原子炉の運転範囲を
示す出力−流量図である。 (b)は本発明に係るRBM装置における原子炉運転範
囲を示す出力−流量図である。
【図3】従来の制御棒引抜阻止モニタ装置を示す構成図
である。
【図4】RBM制御棒引抜阻止設定レベルと運転領域拡
大時の原子炉運転範囲との関係を示す出力−流量図であ
る。
【符号の説明】
1 RBM装置 2 制御棒操作系 11 判別手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】引抜阻止信号を、制御棒引抜阻止信号とし
    て制御棒操作系に与える制御棒引抜阻止モニタ装置にお
    いて、判別手段を設け、この判別手段は、連続引抜を行
    なおうとする際に制御棒引抜スイッチと同時にONとな
    る連続引抜スイッチのOFFを条件として、前記引抜阻
    止信号を制御棒操作系に与えるようになっていることを
    特徴とする制御棒引抜阻止モニタ装置。
JP03272919A 1991-10-21 1991-10-21 制御棒引抜阻止モニタ装置 Expired - Fee Related JP3080726B2 (ja)

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