JPH0527077A - 原子炉状態予測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、原子炉の炉心内の制御棒の
挿入位置データの操作員による入力操作の負担を軽減
し、挿入位置データの誤入力を防止できる信頼性の高い
原子炉状態予測装置を提供する。 【構成】 原子炉状態予測装置１００は、制御棒の挿入
位置データを入力するデータ入力領域とこのデータ入力
領域の全炉心領域への展開方法を入力する対称性領域入
力手段１１、前記入力領域に挿入位置データを入力する
挿入位置データ入力手段１２、前記入力領域を全炉心領
域に展開する全炉心展開手段１３、炉心運転パラメータ
を入力する炉心データ入力手段１４、全炉心領域の制御
棒の挿入位置データおよび炉心データ入力手段１４で指
定された炉心運転パラメータに基づき炉心運転の予測計
算を行う予測計算手段１５とから構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原子力プラントの運転
管理および運転計画に使用される原子炉状態予測装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】原子力プラントでは、炉心流量，炉心熱
出力，時刻，制御棒パターン等の炉心運転データに基づ
いて原子炉出力の制御を行うと共に、これに並行して将
来の任意の時刻で最適な炉心運転を計画するため原子炉
状態予測装置が使用されている。

【０００３】この原子炉状態予測装置は、上記各炉心運
転データを任意に指定し、想定した時刻での炉心運転計
画に対して予測計算を繰り返し、各炉心運転データを検
討することにより最適な炉心運転計画を可能とするもの
である。以下、従来の原子炉状態予測装置を図１１のブ
ロック構成図を参照して説明する。原子炉状態予測装置
１００は、挿入位置データ入力手段１，炉心データ入力
手段２，予測計算手段３とから構成されている。挿入位
置データ入力手段１は、原子炉の炉心の全ての領域（以
下、全炉心領域という）に配置される制御棒の挿入状態
を示す挿入位置データを入力する。炉心データ入力手段
２は、炉心熱量，炉心熱出力，時刻等の炉心運転パラメ
ータを指定し入力する。

【０００４】予測計算手段３は、挿入位置データ入力手
段１により入力される全炉心領域内の挿入位置データと
炉心データ入力手段２により入力される炉心運転パラメ
ータに基づき炉心運転状態の予測計算を行う。次に、従
来の原子炉状態予測装置の作用を説明する。

【０００５】操作員は、ＣＲＴおよびキーボード等の入
力装置１０１から挿入位置データ入力手段１により全炉
心領域に挿入位置データを入力する。挿入位置データ
は、それぞれの制御棒の挿入状態（挿入深さ）を０から
４８の数字で入力する。更に同様に炉心データ入力手段
２により炉心流量，炉心熱出力，時刻等の炉心運転パラ
メータのデータを入力する。予測計算手段３は上記各デ
ータに基づき炉心運転状態を計算し、その予測計算を結
果表示手段１０３によりＣＲＴおよびプリンタ等に出力
表示する。以上の一連処理を繰り返すことにより、最適
な炉心運転計画を可能とする炉心運転データを設定する
ことができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の原子炉状態予測
装置は、全炉心領域に配置される全ての制御棒の挿入位
置データを操作員が１本づつ入力していた。

【０００７】しかしながら、一般に炉心には制御棒が百
数十本あり、各制御棒の挿入位置データを入力するには
莫大な時間が必要であり、また操作員による制御棒の誤
選択や挿入位置データの誤入力などが生じやすい問題が
あった。本発明の目的は、挿入位置データの入力操作が
容易で、誤入力を低減できる信頼性の高い原子炉状態予
測装置を得ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明において原子炉の炉心を平面上で対称的に区分
して得られる領域をデータ入力領域として設定する領域
設定手段と、このデータ入力領域内に配置される原子炉
の制御棒の挿入位置データを入力する挿入位置データ入
力手段と、この挿入位置データを全炉心領域に展開する
展開方法を入力する全炉心展開方法入力手段と、この展
開方法により上記挿入位置データを全炉心領域に展開す
る全炉心展開手段と、上記原子炉の炉心運転パラメータ
を入力する炉心データ入力手段と、上記全炉心領域での
挿入位置データと前記炉心運転パラメータとに基づき原
子炉の炉心運転の予測計算を行なう予測計算手段とから
成ることを特徴とする原子炉状態予測装置を提供する。

【０００９】

【作用】このように構成された原子炉状態予測装置にお
いては、原子炉の炉心を区分して得られるデータ入力領
域を設定し、このデータ入力領域に挿入位置データを入
力して、全炉心展開方法入力手段で入力された展開方法
でこの挿入位置データを全炉心領域に展開するので、挿
入位置データの入力操作を軽減できる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１から図１０を
参照して説明する。図１は、本発明に係わる原子炉状態
予測装置の一実施例を示すブロック構成図である。

【００１１】原子炉状態予測装置１００は、対称性領域
入力手段１１，挿入位置データ入力手段１２，全炉心展
開手段１３，炉心データ入力手段１４および予測計算手
段１５とから構成されている。

【００１２】対称性領域入力手段１１は、制御棒の挿入
位置データを入力するデータ入力領域と、このデータ入
力領域の挿入位置データを全炉心領域へ展開する展開方
法とを入力装置１０１から入力する。挿入位置データ入
力手段１２は、対称性領域入力手段１１で入力されたデ
ータ入力領域に挿入位置データを入力装置１０１から入
力する。

【００１３】全炉心展開手段１３は、対称性領域入力手
段１１で入力された展開方法により挿入位置データ入力
手段１２で入力された挿入位置データを全炉心領域に展
開する。炉心データ入力手段１４は、炉心流量，炉心熱
出力，時刻等の炉心運転パラメータを入力する。

【００１４】予測計算手段１５は、全炉心展開手段１３
で得られる全炉心領域の制御棒の挿入位置データおよび
炉心データ入力手段１４で入力された炉心運転パラメー
タに基づき炉心運転の予測計算を行う。結果表示手段１
０３は、予測計算手段１５で求まる予測計算をＣＲＴお
よびプリンタ等に出力表示するものである。次に、本実
施例の原子炉状態予測装置の作用を説明する。

【００１５】操作員は、ＣＲＴおよびキーボード等の入
力装置１０１から炉心データ入力手段１４により炉心流
量，炉心熱出力，時刻等の炉心運転パラメータを入力す
る。次に、対称性領域入力手段１１において設定されて
いる３つのパターンのうちから１つを入力装置１０１に
より選択する。図２に、入力装置１０１に表示される表
示画面１５０の模式図を示す。

【００１６】表示画面１５０に表示されているパターン
１の「１；全炉心入力」を選択した場合は、（従来の技
術）と同様に挿入位置データ入力手段１２において全炉
心領域に全ての制御棒の挿入位置データを入力する。そ
して、予測計算手段１５はこの挿入位置データおよび炉
心運転パラメータに基づき予測計算を行う。

【００１７】パターン２の「２；１／４炉心入力鏡対称
展開」を選択した場合は、データ入力領域として全炉心
領域の１／４の領域が設定される。そして、展開方法と
して鏡対称展開が設定される。

【００１８】パターン３の「３；１／４炉心入力回転対
称展開」を選択した場合は、データ入力領域として全炉
心領域の１／４の領域が設定される。そして、展開方法
として回転対称展開が設定される。

【００１９】図３において原子炉の炉心内の制御棒の配
置を示す。横軸をＩ座標，縦軸をＪ座標とし（Ｉ，Ｊ）
により各制御棒の配置位置を示す。また、ここでＩmax
はＩ座標の最大値，Ｊmax はＪ座標の最大値を示すもの
である。

【００２０】図４は、図２の表示画面１５０上に表示さ
れているパターン２およびパターン３を選択し入力した
場合の展開方法を示している。図４の（Ａ）は１／４デ
ータ入力鏡対称展開、図４の（Ｂ）は１／４データ入力
回転対称展開である。図５および図６は、全炉心領域展
開手段１３の作用をフローチャートに示したものであ
る。まず、対称性領域入力手段１１においてパターン１
を選択すると終了し、挿入位置データ入力手段１２によ
り全炉心領域に挿入位置データが入力される。

【００２１】また、対称性領域入力手段１１においてパ
ターン２を選択すると（Ｓ１）、Ｊ座標に初期値として
「１」が設定され（Ｓ２）、続いてＩ座標に初期値とし
て「１」が設定される（Ｓ３）。

【００２２】図７の（Ａ）の斜線で示されている領域
は、挿入位置データ入力手段１２において挿入位置デー
タが入力されている領域である。すなわち、挿入位置デ
ータが入力されたＤＡＴＡ（Ｉ，Ｊ）はＤＡＴＡ（Ｉma
x −Ｉ＋１，Ｊ）に複写することで鏡対称展開され図７
の（Ｂ）の斜線で示されている領域内に展開される。さ
らに、上記ＤＡＴＡ（Ｉ，Ｊ）はＤＡＴＡ（Ｉ，Ｊmax
−Ｊ＋１）に複写することで鏡対称展開され図７の
（Ｃ）の斜線で示されている領域に展開され、上記ＤＡ
ＴＡ（Ｉ，Ｊ）はＤＡＴＡ（Ｉmax −Ｉ＋１，Ｊmax −
Ｊ＋１）に複写することで鏡対称展開され図７の（Ｄ）
の斜線で示されている領域内に展開される（Ｄ４）。こ
こで、Ｉ座標を＋１とする（Ｓ５）。

【００２３】次に、Ｉ座標が（Ｉmax −１）／２より小
さい場合は（Ｓ４）に戻り再び（Ｓ４），（Ｓ５）の処
理を行い、Ｉ座標が（Ｉmax −１）／２より大きい場合
は次のステップへ進む（Ｓ６）。ここで、Ｊ座標を＋１
とする（Ｓ７）。

【００２４】次に、Ｊ座標が（Ｊmax −１）／２より小
さい場合は（Ｓ３）に戻り再び（Ｓ３），（Ｓ４），
（Ｓ５），（Ｓ６），（Ｓ７）の処理を行い、Ｊ座標が
（Ｊmax −１）／２より大きい場合は次のステップへ進
む（Ｓ８）。

【００２５】一般に、原子炉の炉心内には縦横それぞれ
奇数本の制御棒が配置されているので、以上（Ｓ１）〜
（Ｓ８）処理により、図８の（Ａ）の斜線で示されてい
る対称線上を除く領域に挿入位置データが入力されるこ
とになる。次に、炉心内の対称線上の領域への挿入位置
データの展開を図６を参照して説明する。

【００２６】（Ｓ８）の処理後に、再びＩ座標を「１」
として初期化し（Ｓ９）、挿入位置データ入力手段１２
により挿入位置データが入力される図８の（Ｂ１）の斜
線で示されている領域のＤＡＴＡ（Ｉ，（Jmax+1)/2 ）
はＤＡＴＡ（Ｉmax-I+1 ，(Ｊmax+1)/2）に複写するこ
とで鏡対称展開され図８の（Ｂ２）の斜線で示されてい
る領域に展開した後に（Ｓ１０）、Ｉ座標を＋１とする
（Ｓ１１）。

【００２７】次に、Ｉ座標が（Ｉmax −１）／２より小
さい場合は（Ｓ１０）に戻り再び（Ｓ１０），（Ｓ１
１）の処理を行い、Ｉ座標が（Ｉmax−１）／２より大
きい場合は次のステップへ進み（Ｓ１２）、Ｊ座標を
「１」として初期化する（Ｓ１３）。

【００２８】挿入位置データ入力手段１２により挿入位
置データが入力される図８の（Ｃ１）の斜線で示されて
いる領域のＤＡＴＡ（（Imax+1)/2 ，J ）はＤＡＴＡ
（(Imax+1)/2，Jmax-I+1）に複写することで鏡対称展開
され図８の（Ｃ２）の斜線で示されている領域に展開し
た後に（Ｓ１４）、Ｊ座標を＋１とする（Ｓ１５）。

【００２９】次に、Ｊ座標が（Ｊmax −１）／２より小
さい場合は（Ｓ１４）に戻り再び（Ｓ１４），（Ｓ１
５）の処理を行い、Ｊ座標が（Ｊmax−１）／２より大
きい場合は炉心内の対称線上の領域への挿入位置データ
の展開が終了する（Ｓ１６）。

【００３０】一方、対称性領域入力手段１１においてパ
ターン３を選択すると、図５に示すように、Ｊ座標に初
期値として「１」が設定され（Ｓ１７）、続いてＩ座標
に初期値として「１」が設定される（Ｓ１８）。

【００３１】図７の（Ａ）の斜線で示されている領域、
すなわち挿入位置データが入力されたＤＡＴＡ（Ｉ，
Ｊ）はＤＡＴＡ（Ｊ，Ｊmax −Ｉ＋１）に複写すること
で回転対称展開され図７の（Ｂ）の斜線で示されている
領域内に展開される。さらに、上記ＤＡＴＡ（Ｉ，Ｊ）
はＤＡＴＡ（Ｊmax −Ｉ＋１，Ｉmax −Ｊ＋１）に複写
することで回転対称展開され図７の（Ｃ）の斜線で示さ
れている領域内に展開される。そして、上記ＤＡＴＡ
（Ｉ，Ｊ）はＤＡＴＡ（Ｉmax −Ｉ＋１，Ｊmax −Ｊ＋
１）に複写することで鏡対称展開され図７の（Ｄ）の斜
線で示されている領域内に展開される（Ｓ１９）。ここ
で、Ｉ座標を＋１とする（Ｓ２０）。

【００３２】次に、Ｉ座標が（Ｉmax −１）／２より小
さい場合は（Ｓ１９）に戻り再び（Ｓ１９），（Ｓ２
０）の処理を行い、Ｉ座標が（Ｉmax−１）／２より大
きい場合は次のステップへ進む（Ｓ２１）。ここで、Ｊ
座標を＋１とする（Ｓ２２）。

【００３３】次に、Ｊ座標が（Ｊmax −１）／２より小
さい場合は（Ｓ１８）に戻り再び（Ｓ１８），（Ｓ１
９），（Ｓ２０），（Ｓ２１），（Ｓ２２）の処理を行
い、Ｊ座標が（Ｊmax −１）／２より大きい場合は次の
ステップへ進む（Ｓ２３）。炉心内の対称線上の領域へ
の挿入位置データの展開は、（Ｓ１）でパターン２を選
択した場合の展開方法と同様なので説明を省略する。

【００３４】以上のように、全炉心展開手段１３の処理
により全炉心領域に入力された挿入位置データと炉心デ
ータ入力手段１４により入力された炉心流量，炉心熱出
力，時刻等の炉心運転パラメータに基づき予想計算手段
１５は予測計算を行い、その結果をＣＲＴおよびプリン
タ等の結果表示手段１０３に出力表示する。

【００３５】この実施例では対称性領域入力手段１１の
パターンを全炉心入力，１／４炉心入力鏡対称展開，１
／４炉心入力回転対称展開の３パターンとしたが、図９
の（Ａ）に示してあるように制御棒の挿入位置データを
入力するデータ入力領域を全炉心領域の１／８部分とし
全炉心領域に展開して行うこともできる。以下、データ
入力領域を全炉心の１／８部分とし全炉心領域に展開す
る方法を図１０のフローチャートを参照して説明する。

【００３６】まず、対称性領域入力手段１１で１／８炉
心入力展開を選択できるようにし、図９の（Ａ）の斜線
で示されている全炉心の１／８をデータ入力領域とし挿
入位置データを入力する。全炉心展開手段１３では、Ｊ
座標に初期値として「１」が設定され（Ｓ２４）、続い
てＩ座標に初期値として「１」が設定される（Ｓ２
５）。

【００３７】そして、Ｉ座標がＪ座標より小さい場合は
（Ｓ２６）、ＤＡＴＡ（Ｉ，Ｊ）はＤＡＴＡ（Ｊ，Ｉ）
に複写することで対称展開され図９の（Ｂ）の斜線で示
されている領域内に展開され（Ｓ２７）、Ｉ座標を＋１
とする（Ｓ２８）。一方、Ｉ座標がＪ座標より大きい場
合は（Ｓ２６）、ステップ（Ｓ２７）を省略しステップ
（Ｓ２８）へ進む。

【００３８】次に、Ｉ座標が（Ｉmax ＋１）／２より小
さい場合は（Ｓ２６）に戻り再び（Ｓ２６），（Ｓ２
７），（Ｓ２８）の処理を行い、Ｉ座標が（Ｉmax ＋
１）／２より大きい場合は（Ｓ２９）、Ｊ座標を＋１と
し（Ｓ３０）次のステップ（Ｓ３１）へ進む。

【００３９】そして、Ｊ座標が（Ｊmax ＋１）／２より
小さい場合は（Ｓ２５）に戻り再び（Ｓ２６），（Ｓ２
７），（Ｓ２８），（Ｓ２９），（Ｓ３０）の処理を行
い、Ｊ座標が（Ｊmax ＋１）／２より大きい場合は次の
ステップ（Ｓ３２）へ進む。（Ｓ３１）

【００４０】上記処理により、全炉心の１／４領域に挿
入位置データが入力された状態となり、ステップ（Ｓ３
２）では図５のステップ（Ｓ１）でパターン２を選択し
た際の展開方法と同様の処理が行われる。

【００４１】本実施例は、図３の炉心内の制御棒配置図
に示してあるように炉心の大きさとしてＩmax ＝Ｊmax
＝１３の場合で説明したが、Ｉmax ＝Ｊmax ＝（奇数）
であれば本実施例と同じフローチャートを使用すること
ができる。また、Ｉmax ＝Ｊmax ＝（偶数）であっても
図６のフローチャートを削除することにより適用でき
る。また、この実施例では、図２に示すように、データ
入力領域および展開方法を同時に選択できるようにした
が、これらを別々のメニューで選択するようにしてもよ
い。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば原子炉の炉心を対称的に
区分した領域に制御棒の挿入位置データを入力し、この
領域を全炉心領域に展開するので、操作員の入力作業を
軽減させることができ、制御棒の誤選択および制御棒の
挿入位置データの誤入力を低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる原子炉状態予測装置の一実施例
を示すブロック図。

【図２】本発明の一実施例である対称性領域入力手段の
パターンを示す表示画面の模式図。

【図３】本発明の一実施例である炉心内の制御棒配置
図。

【図４】本発明の一実施例である１／４炉心入力鏡対称
展開および１／４炉心入力回転対称展開方法を示す模式
図。

【図５】本発明の一実施例である全炉心展開手段のフロ
ーチャート。

【図６】本発明の一実施例である全炉心展開手段のフロ
ーチャート。

【図７】本発明の一実施例である全炉心展開方法を示す
模式図。

【図８】本発明の一実施例である全炉心展開方法を示す
模式図。

【図９】本発明の他の実施例である全炉心展開方法を示
す模式図。

【図１０】本発明の他の実施例である全炉心展開手段の
フローチャート。

【図１１】従来の原子炉状態予測装置のブロック図。

【符号の説明】

１１…対称性領域入力手段、１２…挿入位置データ入力
手段、１３…全炉心展開手段、１４…炉心データ入力手
段、１５…予測計算手段、１００…原子炉予測状態装
置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 原子炉の炉心を平面上で対称的に区分し
   て得られる領域をデータ入力領域として設定する領域設
   定手段と、 前記データ入力領域内に配置される前記原子炉の制御棒
   の挿入位置データを入力する挿入位置データ入力手段
   と、 前記挿入位置データを全炉心領域に展開する展開方法を
   入力する全炉心展開方法入力手段と、 前記展開方法により前記挿入位置データを全炉心領域に
   展開する全炉心展開手段と、 前記原子炉の炉心運転パラメータを入力する炉心データ
   入力手段と、 前記全炉心領域での挿入位置データと前記炉心運転パラ
   メータとに基づき前記原子炉の炉心運転の予測計算を行
   なう予測計算手段とから成ることを特徴とする原子炉状
   態予想装置。