JPH0517514B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0517514B2
JPH0517514B2 JP58025829A JP2582983A JPH0517514B2 JP H0517514 B2 JPH0517514 B2 JP H0517514B2 JP 58025829 A JP58025829 A JP 58025829A JP 2582983 A JP2582983 A JP 2582983A JP H0517514 B2 JPH0517514 B2 JP H0517514B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stability
fuel
fuel bundle
core
channel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP58025829A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS59151095A (en
Inventor
Yukio Takigawa
Tadayoshi Kato
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP58025829A priority Critical patent/JPS59151095A/en
Publication of JPS59151095A publication Critical patent/JPS59151095A/en
Publication of JPH0517514B2 publication Critical patent/JPH0517514B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

Landscapes

  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] 本発明は沸騰水形原子炉における燃料バンドル
の熱水力学的振動(チヤンネル安定性)の監視方
法及びその装置に係り、特に各燃料バンドルの出
力と流量並びに軸方向の出力分布等から、安定性
の悪いと予想される燃料バンドルを数体限定した
上で、それらの燃料バンドルの中から安定性解析
により最も安定度の小さい燃料バンドルを決定し
てその燃料バンドル近傍の局所出力検出器集合体
の信号を炉心平均出力検出器の信号と共に制御盤
上に表示することにより、局所的現象であるチヤ
ンネル安定性を監視する方法とその装置に関す
る。
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a method and apparatus for monitoring thermal-hydraulic oscillations (channel stability) of fuel bundles in a boiling water nuclear reactor, and particularly relates to a method and apparatus for monitoring thermo-hydraulic oscillations (channel stability) of fuel bundles in a boiling water nuclear reactor. After limiting the number of fuel bundles that are expected to have poor stability based on the flow rate, axial power distribution, etc., the fuel bundle with the least stability is determined from among those fuel bundles by stability analysis. The present invention relates to a method and apparatus for monitoring channel stability, which is a local phenomenon, by displaying the signal of a local power detector assembly near the fuel bundle on a control panel together with the signal of the core average power detector.

[発明の技術的背景とその問題点] 一般に、沸騰水形原子炉の炉心内に配置された
燃料バンドルを通る冷却材は水と蒸気の二相流を
なして、炉心内に発生する熱を除去するが、この
二相流には冷却材中の蒸気泡の量(ボイド量)、
圧力損失、流量間のフイードバツクに基づく熱水
力学的振動の可能性があることが知られている。
炉心内には多数の燃料チヤンネルがあり、これら
は並行流路を形成するので、各燃料チヤンネルに
とつてはその熱水力学的振動は入口、出口間の差
圧一定の条件の下で他の燃料バンドルと一応独立
に生ずるものと考えてよい。さらに、振動の局所
性から核特性を介するフイードバツクは二義的な
ものと考えられるので、第一近似としてはこれを
無視することができる。このような振動モードを
“チヤンネル安定性”と呼ぶ。一方、燃料チヤン
ネルの二相流のフイードバツク現象に炉心の核特
性及び再循環流路の動特性が関係する振動のモー
ドを“炉心安定性”と呼んでいる。通常、炉心安
定性の振動は炉心全体での中性子束(或いは出
力)の振動として現われる。
[Technical background of the invention and its problems] In general, the coolant that passes through the fuel bundles arranged in the core of a boiling water nuclear reactor forms a two-phase flow of water and steam to dissipate the heat generated in the core. However, this two-phase flow includes the amount of vapor bubbles (void amount) in the coolant,
It is known that there is a possibility of thermo-hydraulic oscillations based on feedback between pressure drop and flow rate.
There are many fuel channels in the reactor core, and they form parallel flow paths. Therefore, for each fuel channel, its thermo-hydraulic oscillation is caused by other fuel channels under a constant differential pressure between the inlet and the outlet. It can be considered that this occurs independently of the fuel bundle. Furthermore, since feedback via nuclear properties is considered to be secondary due to the locality of vibration, it can be ignored as a first approximation. Such a vibration mode is called "channel stability." On the other hand, the mode of vibration in which the feedback phenomenon of the two-phase flow in the fuel channel is related to the nuclear characteristics of the reactor core and the dynamic characteristics of the recirculation flow path is called "core stability." Normally, oscillations in core stability appear as oscillations in neutron flux (or power) throughout the core.

実際の原子力発電所の運転時の炉心安定性は炉
心平均出力検出器信号、再循環流量等の全体的信
号によつて監視することが可能であるが、チヤン
ネル安定性についてはそれが局所的な現象である
ために、炉心内に多数の局所出力検出器集合体が
設置されているものの炉心平均出力検出器信号の
ように常時監視に用いられているわけではないの
で、振動を常に監視することはできない。従つ
て、設計段階においてチヤンネル安定性について
十分解析して、安定に運転できる範囲を決定する
ようにしている。
Core stability during actual nuclear power plant operation can be monitored by global signals such as core average power detector signals and recirculation flow rates, but channel stability can be monitored locally. Because it is a phenomenon, although many local power detector assemblies are installed in the reactor core, they are not used for constant monitoring like the core average power detector signal, so vibrations must be constantly monitored. I can't. Therefore, channel stability is sufficiently analyzed at the design stage to determine the range in which stable operation can be achieved.

このような設計段階における運転範囲は最も苛
酷な状態を基にして決定されているので、通常の
場合にはかなりの安定余裕があるものと考えられ
るが、運転に入つた原子力発電所では長年月の間
には燃料の種類、運転に関する制約等の変化によ
つてその運転条件は変りうるものであり、その場
合には当然安定性解析を実施して運転範囲の再決
定を行なつているが、それに至らないような小さ
な変化例えば燃料チヤンネルの微小な変形等も含
めれば、実際の原子炉におけるチヤンネル安定性
の安定余裕は時々刻々変化していると言つても過
言ではない。
The operating range at the design stage is determined based on the most severe conditions, so in normal cases there is considered to be a considerable margin of stability. During this period, operating conditions may change due to changes in fuel type, operating constraints, etc. In such cases, stability analysis is naturally performed to redetermine the operating range. It is no exaggeration to say that the stability margin for channel stability in an actual nuclear reactor changes from moment to moment, including small changes that do not lead to this, such as minute deformation of the fuel channel.

従つて、このようなチヤンネル安定性の安定余
裕つまりは安定度を現実の運転状態において全て
の燃料バンドルについて一定時間毎に評価するこ
とができ、そしてその中で最も安定度の小さい燃
料バンドルを選び出すことができれば、その燃料
バンドル近傍の局所出力検出器集合体の信号を監
視することによつて、チヤンネル安定性を常時監
視することができる。そしてこれによつて、万一
安定性の限界を越えて、振動が発生したことがわ
かれば、速やかに近傍の制御棒を挿入するなどし
て出力を下げるような処置をとることができる。
Therefore, the stability margin of channel stability, that is, the stability, can be evaluated at regular intervals for all fuel bundles under actual operating conditions, and the fuel bundle with the least stability can be selected. If possible, channel stability can be constantly monitored by monitoring the signal of a local power detector assembly near the fuel bundle. As a result, if it is determined that vibration has occurred beyond the stability limit, it is possible to immediately take measures such as inserting a nearby control rod to reduce the output.

しかしながら、全燃料バンドルについてチヤン
ネル安定性の解析を行なつて最も安定性の悪い燃
料バンドルを決定するには時間がかかり効率が悪
いという問題がある。
However, there is a problem in that it takes time and is inefficient to analyze channel stability for all fuel bundles and determine the fuel bundle with the least stability.

[発明の目的] 本発明はかかる事情に対処してなされたもの
で、全燃料バンドルについて安定性解析を行なう
ことなくチヤンネル安定性の安定度を評価して、
最もチヤンネル安定性の安定度の小さい燃料バン
ドルを効率よく検出し、その燃料バンドル近傍に
配置された局所出力検出器集合体の信号を制御盤
上に表示することにより、炉心内の全ての局所出
力検出器集合体の信号を表示して監視するよりも
容易にチヤンネル安定性を監視することができる
原子炉のチヤンネル安定性監視方法及びその装置
を提供することを目的とする。
[Objective of the Invention] The present invention has been made in response to the above situation, and it is possible to evaluate the stability of channel stability without performing stability analysis on all fuel bundles,
By efficiently detecting the fuel bundle with the lowest channel stability and displaying the signal from the local power detector assembly placed near that fuel bundle on the control panel, all local power in the core can be detected. It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for monitoring channel stability of a nuclear reactor, which allows channel stability to be monitored more easily than by displaying and monitoring signals from a detector assembly.

[発明の概要] すなわち本発明は、原子炉炉心内に配置される
燃料バンドルの炉心平均に対する出力比と軸方向
の出力分布形とに基づいてチヤンネル安定性の悪
い複数の燃料バンドルを選択し、これらの燃料バ
ンドルについて行なつた安定性解析から最もチヤ
ンネル安定性の悪い燃料バンドルを決定してこの
燃料バンドル近傍の局所出力検出器集合体を選定
し、このように選択された局所出力検出器集合体
の信号と炉心平均出力検出器の信号とを制御盤上
に表示することによつてチヤンネル安定性を監視
することを特徴とする原子炉のチヤンネル安定性
監視方法、および、原子炉炉心内の核熱水力計算
を行なう炉心性能計算装置と、この炉心性能計算
装置の計算結果を入力して各燃料バンドルのチヤ
ンネル安定性を評価するパラメータを計算する安
定性評価パラメータ計算装置と、この安定性評価
パラメータ計算装置の計算結果に基づいてチヤン
ネル安定性の悪い複数の燃料バンドルを選択する
燃料バンドル選択装置と、この燃料バンドル選択
装置によつて選択された燃料バンドルについて前
記炉心性能計算装置の出力データを用いてチヤン
ネル安定性の安定度を計算し安定度の最も小さい
燃料バンドルとその時の安定度を決定する安定性
計算装置と、この安定性計算装置によつて決定さ
れた安定度の最も小さい燃料バンドル近傍に配置
された局所出力検出器集合体を複数選定する局所
出力検出器集合体選定装置と、この局所出力検出
器集合体選定装置によつて選定された局所出力検
出器集合体の信号を炉心平均出力検出器の信号と
共に表示する表示装置とから成ることを特徴とす
る原子炉のチヤンネル安定性監視装置である。
[Summary of the Invention] That is, the present invention selects a plurality of fuel bundles with poor channel stability based on the power ratio of the fuel bundles arranged in the reactor core to the core average and the axial power distribution shape, From the stability analysis performed on these fuel bundles, the fuel bundle with the worst channel stability is determined, and a local output detector set near this fuel bundle is selected. A method for monitoring channel stability in a nuclear reactor, characterized in that the channel stability is monitored by displaying a signal from a nuclear reactor and a signal from a core average power detector on a control panel, and A core performance calculation device that performs nuclear thermal-hydraulic calculations, a stability evaluation parameter calculation device that inputs the calculation results of this core performance calculation device and calculates parameters for evaluating channel stability of each fuel bundle, and a stability evaluation parameter calculation device that calculates parameters for evaluating channel stability of each fuel bundle. a fuel bundle selection device that selects a plurality of fuel bundles with poor channel stability based on the calculation results of the evaluation parameter calculation device; and output data of the core performance calculation device regarding the fuel bundles selected by the fuel bundle selection device. A stability calculation device that calculates the stability of channel stability using A local output detector aggregate selection device that selects a plurality of local output detector aggregates arranged near the bundle, and a signal of the local output detector aggregate selected by the local output detector aggregate selection device. This is a channel stability monitoring device for a nuclear reactor, characterized by comprising a display device that displays a signal from a core average power detector.

[発明の実施例] 以下、一実施例を用いて本発明を詳細に説明す
る。
[Example of the Invention] The present invention will be described in detail below using an example.

第1図に本発明のチヤンネル安定性監視装置の
一実施例の構成を示す。図において符号1は原子
炉を示しており、例えば、原子炉1の炉心2に設
置されている各検出器より、炉心性能計算装置3
は炉心流量、炉心圧力、炉心出力、制御棒パター
ン等のプロセス量を入力し、各燃料バンドルの出
力、流量及び軸方向出力分布を計算する。
FIG. 1 shows the configuration of an embodiment of the channel stability monitoring device of the present invention. In the figure, reference numeral 1 indicates a nuclear reactor. For example, each detector installed in the core 2 of the reactor 1
inputs process variables such as core flow rate, core pressure, core power, control rod pattern, etc., and calculates the output, flow rate, and axial power distribution of each fuel bundle.

安定性評価パラメータ計算装置4は炉心性能計
算装置3の計算結果を用いて、安定性評価パラメ
ータを計算する。
The stability evaluation parameter calculation device 4 uses the calculation results of the core performance calculation device 3 to calculate stability evaluation parameters.

燃料バンドル選択装置5は、安定性評価パラメ
ータ計算装置4で計算された安定性評価パラメー
タとその他のチヤンネル安定性に影響を及ぼすフ
アクターとを考慮に入れて、チヤンネル安定性の
安定度が低いと思われるものから順に数体の燃料
バンドルを選択する。
The fuel bundle selection device 5 takes into consideration the stability evaluation parameter calculated by the stability evaluation parameter calculation device 4 and other factors that affect channel stability, and selects a fuel bundle that is considered to have low channel stability. Select several fuel bundles in order from those listed.

安定性計算装置6は燃料バンドル選択装置5で
選択された数本の燃料バンドルについて炉心性能
計算装置3のデータを用いて安定性解析を行な
い、チヤンネル安定性の安定度の最も小さい燃料
バンドルを決定しかつその安定度を算出する。
The stability calculation device 6 performs stability analysis on several fuel bundles selected by the fuel bundle selection device 5 using data from the core performance calculation device 3, and determines the fuel bundle with the lowest degree of channel stability. Moreover, its stability is calculated.

局所出力検出器集合体選定装置7は安定性計算
装置6による安定性解析の結果定まつた燃料バン
ドルの位置の近傍の4体の局所出力検出器集合体
を自動的に選定し、それによつて制御盤上にある
表示装置8に、このように選定された4体の局所
出力検出器集合体の信号と炉心平均出力検出器9
との信号とを合わせて表示する。
The local output detector assembly selection device 7 automatically selects four local output detector assemblies near the position of the fuel bundle determined as a result of the stability analysis by the stability calculation device 6. The display device 8 on the control panel displays the signals of the four local power detector aggregates selected in this way and the core average power detector 9.
and the signal are displayed together.

ここで、安定性評価パラメータ計算装置4で計
算される安定性評価パラメータについて詳述す
る。一般にチヤンネル安定性に影響を及ぼすパラ
メータとしては数多くのものが考えられるが、原
子力発電所の通常の運転範囲内で問題となるの
は、冷却材が燃料バンドルに流れ込む入り口とな
る部分の穴(以下オリフイスと呼ぶ)の面積、各
燃料バンドルの出力と流量、並びに軸方向の出力
分布形である。
Here, the stability evaluation parameters calculated by the stability evaluation parameter calculation device 4 will be described in detail. Although there are many parameters that can generally affect channel stability, the one that is of concern within the normal operating range of a nuclear power plant is the hole where the coolant flows into the fuel bundle (see below). (called an orifice), the output and flow rate of each fuel bundle, and the axial output distribution shape.

通常、炉心内に流れ込む冷却材は未飽和状態で
あり、単相流である。従つてオリフイスの面積の
大小は単相部での圧力損失に影響を与える。即
ち、面積が小さいと流れに対する抵抗(以下オリ
フイス係数と呼ぶ)が大きく圧力損失が大きくな
る。チヤンネル安定性は全圧損の中で単相部の圧
損の割合が大きい程安定となるので、オリフイス
係数が大きい程安定であると言える。通常の炉心
では最外周の燃料バンドルはその内部の燃料バン
ドルよりオリフイス係数がずつと大きくなつてお
り、また最外周の燃料バンドルは出力も小さいこ
ともあり、チヤンネル安定性上殆ど問題ない。
Normally, the coolant flowing into the core is unsaturated and has a single phase flow. Therefore, the size of the orifice area affects the pressure loss in the single phase section. That is, if the area is small, the resistance to flow (hereinafter referred to as orifice coefficient) is large and the pressure loss becomes large. The channel stability becomes more stable as the ratio of pressure loss in the single phase portion to the total pressure loss increases, so it can be said that the greater the orifice coefficient, the more stable the channel stability becomes. In a normal core, the outermost fuel bundles have a larger orifice coefficient than the inner fuel bundles, and the output of the outermost fuel bundles is also small, so there is almost no problem in terms of channel stability.

次に出力と流量に関しては出力が高い程、かつ
流量が低い程、チヤンネル安定性の安定度は低化
する。従つて、一般的に高出力低流量の運転状態
程安定度が小さくなる。また、これら以外でチヤ
ンネル安定性に大きな影響を及ぼすものとして、
軸方向の出力分布形があげられる。
Next, regarding the output and flow rate, the higher the output and the lower the flow rate, the lower the channel stability becomes. Therefore, in general, the higher the output and the lower the flow rate of operation, the lower the stability. In addition to these, there are other things that have a big impact on channel stability.
An example is the output distribution type in the axial direction.

すなわち、この軸方向の出力分布形はチヤンネ
ル安定性に大きな影響を及ぼす上に、実際の運転
状態において、制御棒の出入れや燃焼に伴なう核
種ゼノンの効果等によつてかなり変化し、かつ、
燃料チヤンネル毎に異なつた形になつているの
で、現実の運転状態に即した安定度評価を行なう
ためには、軸方向の出力分布形の効果を考慮する
必要がある。
In other words, this axial power distribution shape not only has a great influence on channel stability, but also changes considerably in actual operating conditions due to the effects of the nuclide Zenon associated with control rod insertion and removal and combustion. and,
Since each fuel channel has a different shape, it is necessary to take into account the effect of the axial power distribution shape in order to evaluate stability in accordance with actual operating conditions.

ところで、軸方向の出力分布形とチヤンネル安
定性の安定度との関係は、一般的には、軸方向の
出力分布形のピークの高さが高ければ高い程、か
つ、ピーク位置が炉心(燃料バンドル)の下部で
あればある程、安定度が小さくなるということが
できる。
By the way, in general, the relationship between the axial power distribution shape and the stability of the channel stability is that the higher the peak height of the axial power distribution shape, and the closer the peak position is to the core (fuel It can be said that the lower the bundle (bundle), the lower the stability.

すなわち、ピークの高さが高くかつ、ピーク位
置が下部であるということは下部での発熱量が多
いことを意味し、下部での発熱量が多いと、冷却
材の沸騰開始点が下部になり、不安定化要素であ
る2相流の領域が長くなるので安定度が小さくな
ると考えることができる。
In other words, if the peak height is high and the peak position is at the bottom, it means that the amount of heat generated is large at the bottom, and if the amount of heat generated at the bottom is large, the boiling point of the coolant will be at the bottom. , it can be considered that stability decreases because the region of two-phase flow, which is a destabilizing factor, becomes longer.

この実施例では以上の点を考慮に入れて、燃料
バンドルの出力と流量、軸方向出力分布形に着目
してチヤンネル安定性を監視する。
In this embodiment, taking the above points into consideration, channel stability is monitored by focusing on the output, flow rate, and axial output distribution of the fuel bundle.

すなわち、炉心内に収容される多数の燃料バン
ドルのうちj番目の燃料バンドルの出力の大きさ
を表わすパラメータとしてバンドルの出力係数Pr j
を用いる。
That is, the output coefficient P r j of the bundle is used as a parameter representing the magnitude of the output of the j-th fuel bundle among the large number of fuel bundles accommodated in the reactor core.
Use.

このPr jは次の式で表わせる。 This P r j can be expressed by the following formula.

Pr j=Qj1(Q/N) ここでQjはj番目の燃料バンドルの出力、Q
は炉心全体の出力、Nは原子炉炉心内の燃料バン
ドルの本数である。
P r j = Q j 1 (Q/N) where Q j is the output of the j-th fuel bundle, Q
is the power of the entire reactor core, and N is the number of fuel bundles in the reactor core.

また、軸方向の出力分布形を特徴づけるものと
して軸方向の出力のピーキング係数とピークの位
置を採用する。
Furthermore, the peaking coefficient and peak position of the axial output are used to characterize the axial output distribution.

一般に、軸方向の出力分布形は、例えば第2図
に示すように燃料バンドルを軸方向に沿つて例え
ば1〜24の多数のノードに分けて求められるので
ここでもそれに従うこととする。
In general, the axial power distribution shape is determined by dividing the fuel bundle into a large number of nodes, for example 1 to 24, along the axial direction, as shown in FIG. 2, and this will be followed here as well.

なお、第2図において、横軸には出力が、縦軸
には軸方向ノードがとられており、各曲線(A),
(B),(C)は、それぞれ燃料バンドルの出力分布を示
している。
In Fig. 2, the horizontal axis shows the output, and the vertical axis shows the axial nodes, and each curve (A),
(B) and (C) each show the output distribution of the fuel bundle.

いま、j番目の燃料バンドルの軸方向のi番目
のノードでの軸方向出力係数をPi jとすると、Pi j
次の式で表わせる。
Now, if the axial output coefficient at the i-th node in the axial direction of the j-th fuel bundle is P i j , P i j can be expressed by the following equation.

Pi j=Qi j/(Qj/Nax) ここでQi jはj番目の燃料バンドルのi番目の
ノードでの出力、Naxは軸方向のノード数であ
る。
P i j =Q i j /(Q j /Nax) where Q i j is the output at the i-th node of the j-th fuel bundle, and Nax is the number of nodes in the axial direction.

このPi jのうちで最大のものを軸方向ピーキング
係数Pax jとする。
The largest one among these P i j is defined as the axial peaking coefficient P ax j .

従つて、 Pax jmax j(Pi j) と表わすことができる。 Therefore, it can be expressed as P ax j = max j (P i j ).

このPax jによつて、軸方向出力分布形のピーク
の高さを評価することができる。
Using this P ax j , the height of the peak of the axial output distribution type can be evaluated.

すなわち、Pax jが大きい程ピークの高さは高く
なる。
That is, the larger P ax j becomes, the higher the peak height becomes.

次に軸方向出力分布形のピークの位置を表わす
ためのパラメータとして次の量を定義する。
Next, the following quantities are defined as parameters for expressing the position of the peak of the axial output distribution.

Pl j=(Nax−Np j)/Nax ここでNp jはj番目の燃料バンドルのピークの
存在するノード番号で、ノード番号は燃料バンド
ルの下部から順に上方へ向かつてつけられるもの
とする。
P l j = (Nax − N p j )/Nax Here, N p j is the node number where the peak of the j-th fuel bundle exists, and the node numbers are assigned upward from the bottom of the fuel bundle. do.

このPl jによるとPl jの値が大きい程ピークの位置
は燃料バンドルの下部であることがわかる。
According to this P l j , it can be seen that the larger the value of P l j, the lower the peak position is in the fuel bundle.

j番目の燃料バンドルの軸方向出力分布形は上
で定義した2つのパラメータPax j,Pl jの積として、 Pp j=Pax j・Pl j で定義されるPp jによつて評価することができる。
The axial power distribution shape of the j-th fuel bundle is expressed by P p j defined as P p j = P ax j・P l j as the product of the two parameters P ax j and P l j defined above . can be evaluated based on

また、出力の大きさも含めて次のパラメータPj
を定義する。
In addition, the following parameter Pj including the output size
Define.

Pj=Pr j・Pp j=Pr j・Pax j・Pl j 各燃料バンドルのチヤンネル安定性の安定度の
大小はパラメータPjの大きさにより大体予測する
ことができる。すなわち一般的な傾向として安定
性評価パラメータPjが大きい程安定性が悪いと考
えられる。
Pj = P r j · P p j = P r j · P ax j · P l j The degree of channel stability of each fuel bundle can be roughly predicted by the size of the parameter Pj. That is, as a general tendency, it is considered that the larger the stability evaluation parameter Pj is, the worse the stability is.

次に、前述の構成のチヤンネル安定性監視装置
の作用及びそのチヤンネル安定性監視方法につい
て説明する。
Next, the operation of the channel stability monitoring device configured as described above and its channel stability monitoring method will be explained.

上述した安定性評価パラメータPjは核熱水力計
算する炉心性能計算装置3のデータを用いれば非
常に簡単かつ短時間に計算することができるの
で、安定性評価パラメータ計算装置4は一定時間
毎に定期的に核熱水力計算をする炉心性能計算装
置3の計算結果を入力して燃料バンドル全てにつ
いて安定性評価パラメータPjを計算する。そし
て、その計算結果を用いて燃料バンドル選択装置
5において、まず第一段階として安定性評価パラ
メータPjの値が大きいものから順に全炉心の中で
チヤンネル安定性が悪い燃料バンドルが数体選択
される。この場合、オリフイス係数がかなり大き
い最外周燃料バンドルは除くことにし、又、もし
も炉心内に異なつたタイプの燃料バンドルが混在
している場合には各タイプ毎にPjの大きい燃料バ
ンドルが数体選択される。このようにして選ばれ
た数体の燃料バンドルに関して、安定性計算装置
6により安定性解析が行なわれ、チヤンネル安定
性の最も悪い燃料バンドルとその時の安定度が求
められる。次いで、局所出力検出器集合体選定装
置7において、チヤンネル安定性の最も悪い燃料
バンドル近傍の4体の局所出力検出器集合体が選
定され、これら局所出力検出器集合体の信号が表
示装置8に炉心平均出力検出器信号と共に表示さ
れて監視される。
The above-mentioned stability evaluation parameter Pj can be calculated very easily and in a short time by using the data of the core performance calculation device 3 that calculates nuclear thermal and hydraulic power, so the stability evaluation parameter calculation device 4 calculates the The stability evaluation parameters Pj are calculated for all fuel bundles by inputting the calculation results of the core performance calculation device 3, which periodically performs nuclear thermal and hydraulic calculations. Then, in the first step, the fuel bundle selection device 5 uses the calculation results to select a number of fuel bundles with poor channel stability among all the reactor cores in descending order of the value of the stability evaluation parameter Pj. . In this case, we will exclude the outermost fuel bundle with a fairly large orifice coefficient, and if different types of fuel bundles coexist in the core, we will select several fuel bundles with large Pj for each type. be done. Stability analysis is performed by the stability calculation device 6 on the several fuel bundles selected in this way, and the fuel bundle with the worst channel stability and the stability at that time are determined. Next, the local output detector assembly selection device 7 selects four local output detector assemblies near the fuel bundle with the worst channel stability, and the signals of these local output detector assemblies are displayed on the display device 8. Displayed and monitored along with the core average power detector signal.

ここで、第3図、第4図及び第5図にそれぞ
れ、局所出力検出器集合体の炉心内水平方向の設
置位置、局所出力検出器集合体内の局所出力検出
器の垂直方向の配置及び局所出力検出器集合体の
炉心全体の水平方向の配置を示す。これらの図に
おいて、符号10,11,12はそれぞれ燃料バ
ンドル、制御棒、局所出力検出器集合体であり、
a,b,c,dは局所出力検出器集合体12にお
いて垂直方向に等間隔で配置されている局所出力
検出器である。
Here, FIG. 3, FIG. 4, and FIG. 5 respectively show the installation position of the local power detector assembly in the horizontal direction in the core, the vertical arrangement of the local power detector in the local power detector assembly, and the local The horizontal arrangement of the power detector assembly throughout the core is shown. In these figures, numerals 10, 11, and 12 are a fuel bundle, a control rod, and a local power detector assembly, respectively;
A, b, c, and d are local output detectors arranged at equal intervals in the vertical direction in the local output detector assembly 12.

局所出力検出器集合体選定装置7において4つ
の局所出力検出器集合体が、これら4つの局所出
力検出器集合体を結んでできる正方形内に安定性
計算装置6で決定した最もチヤンネル安定性の悪
い燃料バンドルが入るように自動的に選定される
ものとし、このようにすることによつて、出力の
変動が生じた場合にその炉心内での拡がりの程度
も監視できるようにする。但し、表示に際して
は、チヤンネル安定性の最も悪い燃料バンドルに
一番近い局所出力検出器集合体の信号と、他の3
つの局所出力検出器集合体の信号とは区別できる
ように表示装置8に表示され、チヤンネル安定性
の最も悪い燃料バンドルに一番近い局所出力検出
器集合体信号と炉心平均出力検出器の信号が最低
監視されれば良いようにする。そして、他の3つ
の信号は参考に用いられる。
In the local output detector assembly selection device 7, four local output detector assemblies are selected within the square formed by connecting these four local output detector assemblies, and the one with the worst channel stability determined by the stability calculation device 6 is selected. The fuel bundles shall be automatically selected for entry so that the degree of spread within the core of any power fluctuations can also be monitored. However, when displaying, the signal of the local output detector assembly closest to the fuel bundle with the worst channel stability and the other three
The signal of the local power detector assembly closest to the fuel bundle with the worst channel stability and the signal of the core average power detector are displayed on the display device 8 so as to be distinguishable from the signals of the two local power detector aggregates. It should be supervised at least. The other three signals are then used for reference.

なお、炉心性能計算装置3により計算は一定時
間毎に定期的に行なわれるが、制御棒操作等炉心
状態を変える時等に運転員の要求によつて行なわ
れることもある。そして、チヤンネル安定性の安
定度が最も小さい燃料バンドルとその近傍の局所
出力検出器集合体の決定は、その都度行なわれる
ものとし、それによつて監視すべき局所出力検出
器集合体の位置が移動した場合、自動的に表示信
号が切り換えられる。
Note that calculations are performed periodically by the core performance calculation device 3 at fixed time intervals, but may also be performed at the request of an operator when changing the core state, such as when operating a control rod. The fuel bundle with the lowest channel stability and the local power detector assembly in its vicinity shall be determined each time, and as a result, the position of the local power detector assembly to be monitored may be moved. In this case, the display signal will be automatically switched.

以上述べた方法によつて、炉心性能計算装置3
による計算が行なわれた時点では安定性解析によ
つてチヤンネル安定性も最も悪い燃料バンドルの
位置とその時の安定性がわかり、次の計算までの
間は、制御盤上の計器による出力検出器信号表示
によつてチヤンネル安定性の監視を行なうことが
できる。
By the method described above, the core performance calculation device 3
At the time the calculation is performed, the stability analysis determines the location of the fuel bundle with the worst channel stability and the stability at that time, and until the next calculation, the output detector signal from the instrument on the control panel is determined. The display allows channel stability monitoring.

なお、安定性解析の結果、チヤンネル安定性の
安定度が非常に小さく、安定性の限界に近い場合
には、制御棒の引抜きによる出力上昇等の安定性
が悪くなるような操作は控えるようにする。ま
た、万が一安定性の限界を越えて振動が発生した
場合には、すみやかに近傍の制御棒を挿入するな
どして出力を下げるような操作を行なうことは言
うまでもないが、それを自動的に実施することも
できる。
In addition, if the stability analysis results show that the channel stability is very low and close to the stability limit, refrain from operations that will worsen the stability, such as increasing the output by withdrawing the control rod. do. In addition, in the event that vibrations occur beyond the stability limit, it goes without saying that we will immediately take measures to reduce the output, such as by inserting nearby control rods, and this will be done automatically. You can also.

[発明の効果] 以上の説明からも明らかなように、本発明によ
れば、安定性評価パラメータPjの大きさによつて
予め数体の燃料バンドルを選択するという方法を
とることによつて、全燃料バンドルのチヤンネル
安定性の解析を行なつて最も安定度の小さい燃料
バンドルを決定するよりも非常に効率よく短時間
で安定性の悪い燃料バンドルを求めることができ
ると共に、各時刻で自動的にチヤンネル安定性が
最も悪い燃料バンドルの近傍の局所出力検出器集
合体を選定して、それらの信号を表示するので、
炉心内の全ての局所出力検出器集合体の信号を表
示し、監視するのと比較して、見落しの可能性も
少なく、かつ炉心平均出力検出器信号により炉心
安定性を監視するのと同じ程度に容易に局所的な
出力変動の監視が行なえる等の効果がある。
[Effects of the Invention] As is clear from the above explanation, according to the present invention, by selecting several fuel bundles in advance depending on the magnitude of the stability evaluation parameter Pj, Rather than analyzing the channel stability of all fuel bundles to determine the least stable fuel bundle, it is much more efficient and quick to find the fuel bundle with poor stability. The local output detector clusters near the fuel bundles with the worst channel stability are selected and their signals are displayed.
Compared to displaying and monitoring the signals of all local power detector assemblies in the core, there is less chance of oversight, and it is the same as monitoring core stability using core average power detector signals. This has the advantage that local output fluctuations can be monitored fairly easily.

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

第1図は本発明のチヤンネル安定性監視装置の
一実施例を示すブロツク図、第2図は燃料バンド
ルの軸方向出力分布を示すグラフ、第3図は燃料
バンドル、制御棒及び局所出力検出器集合体の炉
心内の水平方向における配置関係を示す横断面
図、第4図は局所出力検出器集合体内の垂直方向
の局所出力検出器の配置を示す斜視図、第5図は
炉心内における局所出力検出器集合体の水平方向
の配置を示す炉心平面図である。 1……原子炉、10……燃料バンドル、11…
…制御棒、12……局所出力検出器集合体。
Fig. 1 is a block diagram showing one embodiment of the channel stability monitoring device of the present invention, Fig. 2 is a graph showing the axial power distribution of the fuel bundle, and Fig. 3 is the fuel bundle, control rod, and local power detector. 4 is a cross-sectional view showing the arrangement of the assembly in the horizontal direction within the core; FIG. 4 is a perspective view showing the arrangement of the local power detectors in the vertical direction within the local power detector assembly; and FIG. FIG. 3 is a plan view of the core showing the horizontal arrangement of the output detector assembly. 1... Nuclear reactor, 10... Fuel bundle, 11...
...Control rod, 12...Local output detector assembly.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 原子炉炉心内の配置される燃料バンドルの炉
心平均に対する出力比と軸方向の出力分布形とに
基づいてチヤンネル安定性の悪い複数の燃料バン
ドルを選択し、これらの燃料バンドルについて行
なつた安定性解析から最もチヤンネル安定性の悪
い燃料バンドルを決定してこの燃料バンドル近傍
の局所出力検出器集合体を選定し、このように選
択された局所出力検出器集合体の信号と炉心平均
出力検出器の信号とを制御盤上に表示することに
よつてチヤンネル安定性を監視することを特徴と
する原子炉のチヤンネル安定性監視方法。 2 軸方向の出力分布形は、燃料バンドルの軸方
向の平均出力に対する最高出力の比と、燃料バン
ドルを軸方向に沿つて多数のノードに均一に分割
したときのその全ノード数に対する出力ピークの
位置より上方のノード数の比との積で評価される
特許請求の範囲第1項記載の原子炉のチヤンネル
安定性監視方法。 3 原子炉炉心内の核熱水力計算を行なう炉心性
能計算装置と、この炉心性能計算装置の計算結果
を入力して各燃料バンドルのチヤンネル安定性を
評価するパラメータを計算する安定性評価パラメ
ータ計算装置と、この安定性評価パラメータ計算
装置の計算結果に基づいてチヤンネル安定性の悪
い複数の燃料バンドルを選択する燃料バンドル選
択装置と、この燃料バンドル選択装置によつて選
択された燃料バンドルについて前記炉心性能計算
装置の出力データを用いてチヤンネル安定性の安
定度を計算し安定度の最も小さい燃料バンドルと
その時の安定度を決定する安定性計算装置と、こ
の安定性計算装置によつて決定された安定度の最
も小さい燃料バンドル近傍に配置された局所出力
検出器集合体を複数選定する局所出力検出器集合
体選定装置と、この局所出力検出器集合体選定装
置によつて選定された局所出力検出器集合体の信
号を炉心平均出力検出器の信号と共に表示する表
示装置とから成ることを特徴とする原子炉のチヤ
ンネル安定性監視装置。 4 燃料バンドルのチヤンネル安定性を評価する
パラメータは、燃料バンドルの炉心平均に対する
出力比と、軸方向の平均出力に対する最高出力の
比と、燃料バンドルを軸方向に沿つて多数のノー
ドに均一に分割したときの全ノード数に対する最
高出力の位置より上方のノード数の比との積で表
わされる特許請求の範囲第3項記載の原子炉のチ
ヤンネル安定性監視装置。
[Claims] 1. A plurality of fuel bundles with poor channel stability are selected based on the power ratio of the fuel bundles arranged in the reactor core to the core average and the power distribution shape in the axial direction, and these fuel bundles are The fuel bundle with the worst channel stability is determined from the stability analysis performed on the bundle, a local output detector assembly near this fuel bundle is selected, and the signal of the local output detector assembly selected in this way is determined. A method for monitoring channel stability of a nuclear reactor, characterized in that channel stability is monitored by displaying on a control panel a signal from a core average power detector and a signal from a core average power detector. 2 The axial power distribution shape is the ratio of the maximum power to the average power in the axial direction of the fuel bundle, and the ratio of the power peak to the total number of nodes when the fuel bundle is uniformly divided into many nodes along the axial direction. The method for monitoring channel stability of a nuclear reactor according to claim 1, wherein the channel stability monitoring method for a nuclear reactor is evaluated by the product of the position and the ratio of the number of nodes above the position. 3 A core performance calculation device that performs nuclear thermal-hydraulic calculations in the reactor core, and a stability evaluation parameter calculation that inputs the calculation results of this core performance calculation device and calculates parameters for evaluating the channel stability of each fuel bundle. a fuel bundle selection device that selects a plurality of fuel bundles with poor channel stability based on calculation results of the stability evaluation parameter calculation device; and a fuel bundle selection device that selects a plurality of fuel bundles with poor channel stability based on the calculation results of the stability evaluation parameter calculation device; A stability calculation device that calculates the stability of the channel stability using the output data of the performance calculation device and determines the fuel bundle with the least stability and the stability at that time, and A local output detector assembly selection device that selects a plurality of local output detector aggregates arranged near the fuel bundle with the lowest stability; and a local output detector selected by the local output detector assembly selection device. A display device for displaying a signal from a reactor assembly together with a signal from a core average power detector. 4 The parameters for evaluating the channel stability of a fuel bundle are the power ratio of the fuel bundle to the core average, the ratio of the maximum power to the average power in the axial direction, and the uniform division of the fuel bundle into a number of nodes along the axial direction. 4. The channel stability monitoring device for a nuclear reactor according to claim 3, which is expressed as a product of the ratio of the number of nodes above the position of maximum output to the total number of nodes when
JP58025829A 1983-02-18 1983-02-18 Method and device for monitoring reactor channel stability Granted JPS59151095A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58025829A JPS59151095A (en) 1983-02-18 1983-02-18 Method and device for monitoring reactor channel stability

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58025829A JPS59151095A (en) 1983-02-18 1983-02-18 Method and device for monitoring reactor channel stability

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59151095A JPS59151095A (en) 1984-08-29
JPH0517514B2 true JPH0517514B2 (en) 1993-03-09

Family

ID=12176741

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58025829A Granted JPS59151095A (en) 1983-02-18 1983-02-18 Method and device for monitoring reactor channel stability

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS59151095A (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4770843A (en) * 1987-04-08 1988-09-13 Westinghouse Electric Corp. Controlling fuel assembly stability in a boiling water reactor

Also Published As

Publication number Publication date
JPS59151095A (en) 1984-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101158459B1 (en) Method and installation for monitoring the core of a nuclear reactor
JP2593177B2 (en) Fuel assembly stability control method
JP2001042079A (en) Method and system for monitoring at least one operation parameter of reactor core
US6744840B2 (en) Incore monitoring method and incore monitoring equipment
WO2011142383A1 (en) Output monitoring device for nuclear reactor
SE513236C2 (en) Power monitoring system in a nuclear reactor
JP4854654B2 (en) Core performance calculator
SE513236C3 (en) System for power monitoring in a nuclear reactor
EP1775732A1 (en) A method of estimating dryout properties in a nuclear light water reactor
JPH0517514B2 (en)
JP2005283269A (en) Transient boiling transition monitoring system for boiling water nuclear reactor and monitoring method
JP4966900B2 (en) Method and apparatus for calculating core performance of boiling water reactor
Bayless et al. Severe accident natural circulation studies at the INEL
JP2011242168A (en) Nuclear reactor power monitoring device and method therefor
US4319959A (en) Method of supervising the channel stability in reactor cores of nuclear reactors
JP4526781B2 (en) Method and apparatus for evaluating fuel assembly thermal characteristics
JP4064775B2 (en) Core monitoring method
JP4363870B2 (en) Boiling water reactor monitoring method
US11289221B2 (en) Detection apparatus, system, and method for detection of coolant flow rate and temperature in a nuclear environment
JPH02130498A (en) Thermal operation margin monitor of boiling water reactor
JPH1138175A (en) Monitoring-controlling equipment of boiling water reactor
JPH0249476B2 (en)
JP3564239B2 (en) Reactor core monitoring method
JP5574943B2 (en) Nuclear thermal hydraulic stability monitoring apparatus, method and program for nuclear reactor
JP2849409B2 (en) Spectral shift operation method and operation control device for boiling water reactor