JPH0536758B2 - - Google Patents
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- JPH0536758B2 JPH0536758B2 JP59037133A JP3713384A JPH0536758B2 JP H0536758 B2 JPH0536758 B2 JP H0536758B2 JP 59037133 A JP59037133 A JP 59037133A JP 3713384 A JP3713384 A JP 3713384A JP H0536758 B2 JPH0536758 B2 JP H0536758B2
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- reactor
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- 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
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Transplanting Machines (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
本発明は原子炉において、制御棒を自動的に引
き抜く制御棒自動操作装置に係り、特に制御棒の
全挿入あるいは未臨界の状態から臨界状態となる
間に制御棒を自動的に引き抜く制御棒自動操作装
置に関する。
き抜く制御棒自動操作装置に係り、特に制御棒の
全挿入あるいは未臨界の状態から臨界状態となる
間に制御棒を自動的に引き抜く制御棒自動操作装
置に関する。
［発明の技術的背景とその問題点］
原子炉プラント、特に沸騰水形原子炉を起動す
る場合には、炉心内に配設される百数十本に及ぶ
制御棒がすべて炉心内に挿入された状態から、こ
の制御棒を順次引き抜き炉心を臨界状態とさせ、
この後、引き続き制御棒を引き抜きながら炉心温
度および炉圧を上昇させることが行われている。
る場合には、炉心内に配設される百数十本に及ぶ
制御棒がすべて炉心内に挿入された状態から、こ
の制御棒を順次引き抜き炉心を臨界状態とさせ、
この後、引き続き制御棒を引き抜きながら炉心温
度および炉圧を上昇させることが行われている。
このような原子炉起動時において、原子炉の臨
界状態が非常に大きな意味をもつている。すなわ
ち一般に原子炉が臨界状態となるまでは、制御棒
を引き抜いて反応度を印加しても核分裂によつて
発生する中性子の数は直ぐに一定値に落ち着いて
しまう。
界状態が非常に大きな意味をもつている。すなわ
ち一般に原子炉が臨界状態となるまでは、制御棒
を引き抜いて反応度を印加しても核分裂によつて
発生する中性子の数は直ぐに一定値に落ち着いて
しまう。
一方、臨界状態となつた後に制御棒を大きく引
き抜いて反応度を印加すると、核分裂によつて発
生する中性子数は指数関数的に増加し原子炉はス
クラムしてしまう。
き抜いて反応度を印加すると、核分裂によつて発
生する中性子数は指数関数的に増加し原子炉はス
クラムしてしまう。
すなわち、臨界状態前後における制御棒操作に
対して、払うべき注意事項は大きく異なることに
なる。
対して、払うべき注意事項は大きく異なることに
なる。
ところで、原子炉の臨界の判定は非常に困難で
あり、現在は単位時間当たりに発生する中性子の
数の倍加時間を測定し、これが決められた値以下
となつたときを臨界としている。
あり、現在は単位時間当たりに発生する中性子の
数の倍加時間を測定し、これが決められた値以下
となつたときを臨界としている。
原子炉を短時間で起動しようとする場合には、
臨界となる前の制御棒引抜を自動化すれば短時間
で臨界点まで制御棒を引き抜くことができる。特
に原子炉スクラム後の再起動時においては、炉水
温度が高く、またゼノン濃度も高いため臨界まで
に引き抜くべき制御棒の本数が非常に多く、自動
化による効果は非常に大きい。
臨界となる前の制御棒引抜を自動化すれば短時間
で臨界点まで制御棒を引き抜くことができる。特
に原子炉スクラム後の再起動時においては、炉水
温度が高く、またゼノン濃度も高いため臨界まで
に引き抜くべき制御棒の本数が非常に多く、自動
化による効果は非常に大きい。
しかしながら、制御棒の自動引抜を実施するた
めには、炉心の未臨界度あるいは反応度を正確に
推定することが不可欠であり、このような炉心の
未臨界度あるいは反応度を確実に推定し、これに
基づいて制御棒の自動引抜をすることのできる制
御棒自動操作装置が要望されている。
めには、炉心の未臨界度あるいは反応度を正確に
推定することが不可欠であり、このような炉心の
未臨界度あるいは反応度を確実に推定し、これに
基づいて制御棒の自動引抜をすることのできる制
御棒自動操作装置が要望されている。
［発明の目的］
本発明はかかる従来の事情に対処してなされた
もので、炉心の未臨界度あるいは反応度を正確に
推定し、これに基づいて原子炉の臨界達成前の制
御棒の引抜を迅速かつ確実に行なうことのできる
制御棒自動操作装置を提供しようとするものであ
る。
もので、炉心の未臨界度あるいは反応度を正確に
推定し、これに基づいて原子炉の臨界達成前の制
御棒の引抜を迅速かつ確実に行なうことのできる
制御棒自動操作装置を提供しようとするものであ
る。
［発明の概要］
すなわち本発明は、原子炉の臨界達成までの制
御棒引抜操作を自動的に行う制御棒自動操作装置
において、炉心内に配設される炉内中性子検出器
からの信号を入力し、制御棒操作のない状態で入
力した中性子検出器の信号に基づいて炉内の中性
子源の値を推定し、この推定した中性子源の値を
利用して逐次入力する中性子検出器の信号から炉
心内の反応度を推定する反応度推定装置と、この
反応度推定装置で推定された反応度、現在の炉心
内の制御棒パターンおよび予め定められた制御棒
引抜シーケンスに基づいて操作すべき制御棒を求
める制御棒選択装置と、この制御棒選択装置で求
められた操作すべき制御棒を示す信号および反応
度推定装置で推定された反応度を入力し、操作す
べき制御棒の挿入深度に基づく軸方向反応度補正
係数と制御棒の本数を考慮して、反応度印加量が
原子炉の未臨界度を比例するように制御棒の引抜
速度を設定する制御棒引抜速度設定装置とを備え
たことを特徴とする制御棒自動操作装置である。
御棒引抜操作を自動的に行う制御棒自動操作装置
において、炉心内に配設される炉内中性子検出器
からの信号を入力し、制御棒操作のない状態で入
力した中性子検出器の信号に基づいて炉内の中性
子源の値を推定し、この推定した中性子源の値を
利用して逐次入力する中性子検出器の信号から炉
心内の反応度を推定する反応度推定装置と、この
反応度推定装置で推定された反応度、現在の炉心
内の制御棒パターンおよび予め定められた制御棒
引抜シーケンスに基づいて操作すべき制御棒を求
める制御棒選択装置と、この制御棒選択装置で求
められた操作すべき制御棒を示す信号および反応
度推定装置で推定された反応度を入力し、操作す
べき制御棒の挿入深度に基づく軸方向反応度補正
係数と制御棒の本数を考慮して、反応度印加量が
原子炉の未臨界度を比例するように制御棒の引抜
速度を設定する制御棒引抜速度設定装置とを備え
たことを特徴とする制御棒自動操作装置である。
［発明の実施例］
以下本発明の詳細を図面に示す一実施例につい
て説明する。
て説明する。
第１図は本発明の一実施例の制御棒自動操作装
置を示すもので、この制御棒自動操作装置は反応
度推定装置１、制御棒選択装置２、制御棒引抜速
度設定装置３、速度制限装置４および制御棒駆動
指令装置５とから主体部分が構成されている。
置を示すもので、この制御棒自動操作装置は反応
度推定装置１、制御棒選択装置２、制御棒引抜速
度設定装置３、速度制限装置４および制御棒駆動
指令装置５とから主体部分が構成されている。
すなわち、反応度推定装置１は沸騰水形原子炉
６の炉心内に配設される炉内中性子検出器７から
の信号を入力し、この信号に基づいて炉心内の反
応度を推定する。
６の炉心内に配設される炉内中性子検出器７から
の信号を入力し、この信号に基づいて炉心内の反
応度を推定する。
すなわち、この反応度推定装置１は炉内中性子
検出器７からの信号を入力し、次に示す(4)式に示
される中性子源を含む体系での中性子の時間変化
を表わす動特性方程式における反応度ρを推定す
る。
検出器７からの信号を入力し、次に示す(4)式に示
される中性子源を含む体系での中性子の時間変化
を表わす動特性方程式における反応度ρを推定す
る。
すなわち、Ｎを炉心内の中性子数、ｌを中性子
の寿命、λを核分裂物質のうち遅発中性子を発生
するものの崩壊定数、Ｃを遅発中性子を発生する
先行核の個数、βを全中性子数中の遅発中性子の
発生割合、Ｓを中性子源から単位時間当たりに発
生する中性子の数とすると、次のような関係が成
立する。
の寿命、λを核分裂物質のうち遅発中性子を発生
するものの崩壊定数、Ｃを遅発中性子を発生する
先行核の個数、βを全中性子数中の遅発中性子の
発生割合、Ｓを中性子源から単位時間当たりに発
生する中性子の数とすると、次のような関係が成
立する。
dN／ｄ・ｔ＝｛（ρ−β）／ｌ｝・Ｎ＋λC＋Ｓ
……(1) dC／dt＝｛β／ｌ｝・Ｎ−λC ……(2) ここで対象とする現象は、中性子の寿命ｌに比
べて非常に緩やかであり、また反応度ρは全中性
子数中の遅発中性子の発生割合βより小であるの
で、(1)式を次のようにプロンプト近似と呼ばれる
方法で近似することができる。
……(1) dC／dt＝｛β／ｌ｝・Ｎ−λC ……(2) ここで対象とする現象は、中性子の寿命ｌに比
べて非常に緩やかであり、また反応度ρは全中性
子数中の遅発中性子の発生割合βより小であるの
で、(1)式を次のようにプロンプト近似と呼ばれる
方法で近似することができる。
｛（ρ−β）／ｌ｝・Ｎ＋λC＋Ｓ＝０……(3)
なお前述したｌ，β，λ等は燃料の特性から決
まる定数である。今、ある期間中でρ，Ｓが一定
であるとすれば、(3)式は(1)，(2)式より ｛−１／λ｝・｛（ρ−β）／ｌ｝・｛dN／dt｝＝｛ρ
／ｌ｝・Ｎ＋SdN／dt ＝−｛λρ／（ρ−β）｝・Ｎ−｛λl／（ρ−β）
｝・Ｓ……(4) となる。
まる定数である。今、ある期間中でρ，Ｓが一定
であるとすれば、(3)式は(1)，(2)式より ｛−１／λ｝・｛（ρ−β）／ｌ｝・｛dN／dt｝＝｛ρ
／ｌ｝・Ｎ＋SdN／dt ＝−｛λρ／（ρ−β）｝・Ｎ−｛λl／（ρ−β）
｝・Ｓ……(4) となる。
(4)式において未知数はρとＳであり、この未知
数を炉内中性子検出器７の時系列信号より定める
こととなるが、本発明者は原子炉起動時の実測デ
ータを使用してこれらの未知数を求める方法を検
討したところ、まず第１段階として(4)式より制御
棒操作のない、すなわちρが一定の状態で予めＳ
を推定し、この後第２段階として(4)式においてＳ
が既知であるとしてρを推定するという２段階の
推定法が有効であることを見出した。
数を炉内中性子検出器７の時系列信号より定める
こととなるが、本発明者は原子炉起動時の実測デ
ータを使用してこれらの未知数を求める方法を検
討したところ、まず第１段階として(4)式より制御
棒操作のない、すなわちρが一定の状態で予めＳ
を推定し、この後第２段階として(4)式においてＳ
が既知であるとしてρを推定するという２段階の
推定法が有効であることを見出した。
第２図は起動時における炉内中性子検出器７の
実測信号の例を示すもので、横軸には時間が、縦
軸には炉内中性子検出器７の出力がとられてい
る。図から明らかなように、制御棒操作にかかわ
りなく中性子の数は振動しており、図に示す例え
ば区間ABでは制御棒が全挿入状態とされ、点Ｂ
から制御棒の引抜が行われている。
実測信号の例を示すもので、横軸には時間が、縦
軸には炉内中性子検出器７の出力がとられてい
る。図から明らかなように、制御棒操作にかかわ
りなく中性子の数は振動しており、図に示す例え
ば区間ABでは制御棒が全挿入状態とされ、点Ｂ
から制御棒の引抜が行われている。
まず、前述した第１段階では、第２図のAB間
のデータを使用して次のようにＳの値が推定さ
れ、さらにこの時点でのρの値が推定される。
のデータを使用して次のようにＳの値が推定さ
れ、さらにこの時点でのρの値が推定される。
すなわち、(4)式を時間間隔Δで差分化すると、
次式が導かれる。
次式が導かれる。
Nk＝Nk-1−｛Δλ／（ρ−β）｝
・（ρNk-1＋lS） ……(5)
データN* k-1より、時間ステツプＫでの中性子
量Nkを(5)式を用いて推定すれば、 Nk＝N* k-1−｛Δλ／（ρ−β）｝ ・（ρNk-1＋lS） ……(6) となる。
量Nkを(5)式を用いて推定すれば、 Nk＝N* k-1−｛Δλ／（ρ−β）｝ ・（ρNk-1＋lS） ……(6) となる。
次に、(6)式より推定されるNkと、実測のN* k
との差が最も小さくなる、すなわち次の評価関数 Ｊ＝KB 〓K=KA （N* k−Nk）2 ……(7) を最小にするρとＳの値が求められる。ここで
KAは、第２図のＡ点に対応するタイムステツプ、
KBはＢ点に対応するタイムステツプである。
との差が最も小さくなる、すなわち次の評価関数 Ｊ＝KB 〓K=KA （N* k−Nk）2 ……(7) を最小にするρとＳの値が求められる。ここで
KAは、第２図のＡ点に対応するタイムステツプ、
KBはＢ点に対応するタイムステツプである。
すなわち、
Ｊ＝KB
〓K=KA
［（N* k−N* k-1＋｛λΔ／（ρ−β）｝
・（ρNk-1＋Sl）］2＝J′／（ρ−β）
を最小にするようにρとＳの値を定めることにな
るが、計算を簡単にするために実質的に同一効果
を持つ J′＝KB 〓K=KA ［（N* k−N* k-1）＊（ρ−β） ＋λΔ（ρNk-1＋Sl）］2 ……(8) を最小にするように、ρとＳの値を定めることと
した。但し、ここで N* k（ｋ＝KA-1、KA、KB）は既知である。
るが、計算を簡単にするために実質的に同一効果
を持つ J′＝KB 〓K=KA ［（N* k−N* k-1）＊（ρ−β） ＋λΔ（ρNk-1＋Sl）］2 ……(8) を最小にするように、ρとＳの値を定めることと
した。但し、ここで N* k（ｋ＝KA-1、KA、KB）は既知である。
(8)式で、
∂J′／∂ρ＝０、
∂J′／∂S＝０より、ρ、Ｓが次のように定ま
る。
る。
Ｓ＝（β／λΔl）・［KB
〓K=KA
（Nk−Nk-1）・
（Nk＋（λΔ−１）Nk-1）・
KB
〓K=KA
（Nk＋（λΔ−１）Nk）−KB
〓K=KA
（Nk−
Nk-1）・KB 〓K=KA （Nk＋（λΔ−１）Nk-1）］／［〓
（Nk ＋（λΔ−１）Nk-1）・〓（Nk＋（λΔ −１）Nk-1）−KB−KA）・λΔl・〓 （Nk＋（λΔ−１）Nk-1）］2 ρ＝β・［KB 〓K=KA （Nk−Nk-1）・（Nk＋（λΔ −１）Nk-1）−KB 〓K=KA （Nk−Nk-1）・KB 〓K=KA （Nk＋
（λΔ −１）Nk-1）］／［KB 〓K=KA （Nk＋（λΔ−１）
Nk-1）2 −（KB 〓K=KA （Nk＋（λΔ−１）Nk-1）］2 以上で第１段階は完了することになる。この第
１段階は制御棒を自動操作する前段階で実施する
ものであつて、制御棒自動制御中に実施されるの
は、次の第２段階である。この第２段階では、あ
る一定時間における反応度が順次推定される。
Nk-1）・KB 〓K=KA （Nk＋（λΔ−１）Nk-1）］／［〓
（Nk ＋（λΔ−１）Nk-1）・〓（Nk＋（λΔ −１）Nk-1）−KB−KA）・λΔl・〓 （Nk＋（λΔ−１）Nk-1）］2 ρ＝β・［KB 〓K=KA （Nk−Nk-1）・（Nk＋（λΔ −１）Nk-1）−KB 〓K=KA （Nk−Nk-1）・KB 〓K=KA （Nk＋
（λΔ −１）Nk-1）］／［KB 〓K=KA （Nk＋（λΔ−１）
Nk-1）2 −（KB 〓K=KA （Nk＋（λΔ−１）Nk-1）］2 以上で第１段階は完了することになる。この第
１段階は制御棒を自動操作する前段階で実施する
ものであつて、制御棒自動制御中に実施されるの
は、次の第２段階である。この第２段階では、あ
る一定時間における反応度が順次推定される。
以下第２図の区間CD間の反応度推定方法につ
いて説明するが、推定方法は、第１段階とほとん
ど同じである。異なる点は前述した(8)式のＳが既
知である点と、(8)式で評価対象とされるタイムス
テツプの範囲が第２図の区間CDに対応する点で
ある。
いて説明するが、推定方法は、第１段階とほとん
ど同じである。異なる点は前述した(8)式のＳが既
知である点と、(8)式で評価対象とされるタイムス
テツプの範囲が第２図の区間CDに対応する点で
ある。
すなわち(8)式は次のように書換えることができ
る。
る。
J′＝KD
〓K=KC
［（N* k−N* k-1）＊（ρ−β）
＋λΔ（ρNk-1＋Sl）］2 ……(9)
但し、ここでKc，KDは第２図の点Ｃ，Ｄに対
応するタイムステツプである。(9)式をＳが一定の
もとでρに関して最小にするのであるから ∂J／∂ρ＝０より ρ＝β・［KD 〓K=KC （Nk−Nk-1）・（Nk＋（λΔ −１）Nk-1）−λΔlKD 〓K=KC （Nk＋（λΔ −１）Nk-1）］／KD 〓K=KC ［Nk＋（λΔ−１）Nk-1］2
……(10) により反応度が推定されることになる。
応するタイムステツプである。(9)式をＳが一定の
もとでρに関して最小にするのであるから ∂J／∂ρ＝０より ρ＝β・［KD 〓K=KC （Nk−Nk-1）・（Nk＋（λΔ −１）Nk-1）−λΔlKD 〓K=KC （Nk＋（λΔ −１）Nk-1）］／KD 〓K=KC ［Nk＋（λΔ−１）Nk-1］2
……(10) により反応度が推定されることになる。
第３図は第２図に示す炉内中性子検出器７の出
力信号に基づいて上述した手法により反応度を推
定した結果を示すもので、点のプロツトは反応度
を曲線ｂは制御棒密度を示している。なお第３図
において横軸には時間が、縦軸には反応度および
制御棒密度がとられている。
力信号に基づいて上述した手法により反応度を推
定した結果を示すもので、点のプロツトは反応度
を曲線ｂは制御棒密度を示している。なお第３図
において横軸には時間が、縦軸には反応度および
制御棒密度がとられている。
制御棒選択装置２は反応度推定装置１で推定さ
れた反応度、現在の炉心内の制御棒パターン８お
よび予め定められた制御棒引抜シーケンス９を入
力し、これらの値に基づいて操作すべき制御棒を
求める。
れた反応度、現在の炉心内の制御棒パターン８お
よび予め定められた制御棒引抜シーケンス９を入
力し、これらの値に基づいて操作すべき制御棒を
求める。
すなわち、この制御棒選択装置２は一度に操作
可能な制御棒が１本だけの駆動機構の場合には、
現在選択されている制御棒の挿入深度と、この制
御棒の予定挿入深度を比較し、予定挿入深度に達
している場合には制御棒引抜シーケンス９に基づ
き、この制御棒の次に操作すべき制御棒を見出
し、この制御棒を自動操作すべき制御棒として選
択する。なお制御棒が予定挿入深度に達していな
い場合には選択制御棒の変更は行なわれない。一
方多数本の制御棒が同時に駆動可能な構造の原子
炉の場合には、制御棒選択装置２は現在の制御棒
パターン８と制御棒引抜シーケンス９に基づいて
現在の制御棒パターン８の制御棒引抜シーケンス
９上の位置を求める。
可能な制御棒が１本だけの駆動機構の場合には、
現在選択されている制御棒の挿入深度と、この制
御棒の予定挿入深度を比較し、予定挿入深度に達
している場合には制御棒引抜シーケンス９に基づ
き、この制御棒の次に操作すべき制御棒を見出
し、この制御棒を自動操作すべき制御棒として選
択する。なお制御棒が予定挿入深度に達していな
い場合には選択制御棒の変更は行なわれない。一
方多数本の制御棒が同時に駆動可能な構造の原子
炉の場合には、制御棒選択装置２は現在の制御棒
パターン８と制御棒引抜シーケンス９に基づいて
現在の制御棒パターン８の制御棒引抜シーケンス
９上の位置を求める。
なお、ここで、前回のタイムステツプで選択さ
れた制御棒の位置が制御棒引抜シーケンス９上の
位置に対して定められた挿入深度に達していない
場合には、前回のタイムステツプで選択されたと
同一の制御棒が選択される。一方この制御棒の挿
入深度が制御棒引抜シーケンス９上で定められた
位置まで達している場合には、制御棒引抜シーケ
ンス９に従い新しい制御棒が選択される。なおこ
の際、同時に操作される制御棒の本数を定めるこ
とが重要であるが、これは反応度推定装置１によ
り推定された反応度に基づいて行なわれ、未臨界
の度合が高い程多数本の制御棒が選択される。
れた制御棒の位置が制御棒引抜シーケンス９上の
位置に対して定められた挿入深度に達していない
場合には、前回のタイムステツプで選択されたと
同一の制御棒が選択される。一方この制御棒の挿
入深度が制御棒引抜シーケンス９上で定められた
位置まで達している場合には、制御棒引抜シーケ
ンス９に従い新しい制御棒が選択される。なおこ
の際、同時に操作される制御棒の本数を定めるこ
とが重要であるが、これは反応度推定装置１によ
り推定された反応度に基づいて行なわれ、未臨界
の度合が高い程多数本の制御棒が選択される。
制御棒引抜速度設定装置３は制御棒選択装置２
で求められた操作すべき制御棒を示す信号および
反応度推定装置１で推定された反応度を入力し、
操作すべき制御棒の本数、挿入深度および反応度
推定装置１で推定された反応度に基づいて制御棒
の引抜速度を設定する。この制御棒引抜速度設定
装置３と制御棒選択装置２とは共に炉心の反応度
（未臨界度）に対応して炉心に印加すべき反応度
を設定するものであるが、制御棒選択装置２が大
まかな反応度印加量を定めるものであるのに対
し、制御棒引抜速度設定装置３は反応度の印加量
を詳細に調整する役割を果している。
で求められた操作すべき制御棒を示す信号および
反応度推定装置１で推定された反応度を入力し、
操作すべき制御棒の本数、挿入深度および反応度
推定装置１で推定された反応度に基づいて制御棒
の引抜速度を設定する。この制御棒引抜速度設定
装置３と制御棒選択装置２とは共に炉心の反応度
（未臨界度）に対応して炉心に印加すべき反応度
を設定するものであるが、制御棒選択装置２が大
まかな反応度印加量を定めるものであるのに対
し、制御棒引抜速度設定装置３は反応度の印加量
を詳細に調整する役割を果している。
すなわち、横軸に中性子束を縦軸に炉心内の位
置をとつて示す第４図に示すように、未臨界時に
おける軸方向中性子束分布は炉心上部が非常に高
い分布をしているため、炉心上部での制御棒の引
抜により大量の反応度が印加されるが、炉心下部
での制御棒引抜ではほとんど反応度は印加されな
い。従つて、反応度を炉心内に時間的に均等に印
加しようとする場合には、炉心上部での制御棒引
抜速度を小さく、炉心下部での制御棒引抜速度を
大きくする必要がある。
置をとつて示す第４図に示すように、未臨界時に
おける軸方向中性子束分布は炉心上部が非常に高
い分布をしているため、炉心上部での制御棒の引
抜により大量の反応度が印加されるが、炉心下部
での制御棒引抜ではほとんど反応度は印加されな
い。従つて、反応度を炉心内に時間的に均等に印
加しようとする場合には、炉心上部での制御棒引
抜速度を小さく、炉心下部での制御棒引抜速度を
大きくする必要がある。
すなわち、操作制御棒の挿入深度により制御棒
引抜速度を変化させる必要がある。また、挿入制
御棒の本数が多い程一度に印加される反応度は大
きく、これを詳細に評価しようとする場合には、
挿入される制御棒の座標をも考慮する必要があ
る。
引抜速度を変化させる必要がある。また、挿入制
御棒の本数が多い程一度に印加される反応度は大
きく、これを詳細に評価しようとする場合には、
挿入される制御棒の座標をも考慮する必要があ
る。
いま、反応度印加速度をρioとし、未臨界度を
ρ、αを定数とすれば ρio＝αρ ……(11) となる。
ρ、αを定数とすれば ρio＝αρ ……(11) となる。
そこで、未臨界度に比例して、反応度印加量を
増加させることとし、さらに制御棒引抜速度を
ｖ、軸方向反応度補正係数をａ（Ｋ）、一度に操作
する制御棒本数をＮとすれば、反応度印加速度は ρfo＝ｖ・ａ(K)・Ｎ ……(12) （但しここでＫは操作制御棒の軸方向位置） となり、(11)式および(12)式より ｖ＝−（αρ）／（ａ(K)・Ｎ）となる。
増加させることとし、さらに制御棒引抜速度を
ｖ、軸方向反応度補正係数をａ（Ｋ）、一度に操作
する制御棒本数をＮとすれば、反応度印加速度は ρfo＝ｖ・ａ(K)・Ｎ ……(12) （但しここでＫは操作制御棒の軸方向位置） となり、(11)式および(12)式より ｖ＝−（αρ）／（ａ(K)・Ｎ）となる。
速度制限装置４は制御棒引抜速度設定装置３か
ら制御棒の引抜速度を入力し、この引抜速度が予
め定められた値を越えるか否かを判断し、これを
越える場合には予め定められた値に制御棒の引抜
速度を設定する。
ら制御棒の引抜速度を入力し、この引抜速度が予
め定められた値を越えるか否かを判断し、これを
越える場合には予め定められた値に制御棒の引抜
速度を設定する。
制御棒駆動指令装置５は制御棒選択装置２から
操作すべき制御棒および制御棒の本数を、速度制
限装置４から制御棒の引抜速度を入力し、この信
号を制御棒を直接制御する制御棒駆動系１０に出
力する。制御棒駆動系１０の作動に伴い制御棒パ
ターン８および炉内中性子検出器７の出力信号が
変化される。
操作すべき制御棒および制御棒の本数を、速度制
限装置４から制御棒の引抜速度を入力し、この信
号を制御棒を直接制御する制御棒駆動系１０に出
力する。制御棒駆動系１０の作動に伴い制御棒パ
ターン８および炉内中性子検出器７の出力信号が
変化される。
［発明の効果］
以上述べたように本発明の制御棒自動操作装置
によれば、炉心内の未臨界度あるいは反応度に基
づいて原子炉の臨界達成前の制御棒の引抜操作を
迅速かつ確実に行なううことができ、起動時間の
短縮、運転員の負担軽減、炉心安全性向上が図れ
る。
によれば、炉心内の未臨界度あるいは反応度に基
づいて原子炉の臨界達成前の制御棒の引抜操作を
迅速かつ確実に行なううことができ、起動時間の
短縮、運転員の負担軽減、炉心安全性向上が図れ
る。
第１図は本発明の一実施例の制御棒自動操作装
置を示すブロツク図、第２図は未臨界状態におけ
る炉内中性子検出器の実測信号の一例を示すグラ
フ、第３図は反応度推定装置により推定された反
応度を示すグラフ、第４図は未臨界状態における
軸方向中性子束分布を示すグラフである。 １…反応度推定装置、２…制御棒選択装置、３
…制御棒引抜速度設定装置、４…速度制限装置、
５…制御棒駆動指令装置、６…原子炉、７…炉内
中性子検出器、８…制御棒パターン、９…制御棒
引抜シーケンス、１０…制御棒駆動系。
置を示すブロツク図、第２図は未臨界状態におけ
る炉内中性子検出器の実測信号の一例を示すグラ
フ、第３図は反応度推定装置により推定された反
応度を示すグラフ、第４図は未臨界状態における
軸方向中性子束分布を示すグラフである。 １…反応度推定装置、２…制御棒選択装置、３
…制御棒引抜速度設定装置、４…速度制限装置、
５…制御棒駆動指令装置、６…原子炉、７…炉内
中性子検出器、８…制御棒パターン、９…制御棒
引抜シーケンス、１０…制御棒駆動系。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 原子炉の臨界達成までの制御棒引抜操作を自
動的に行う制御棒自動操作装置において、 炉心内に配設される炉内中性子検出器からの信
号を入力し、制御棒操作のない状態で入力した前
記中性子検出器の信号に基づいて炉内の中性子源
の値を推定し、この推定した中性子源の値を利用
して逐次入力する前記中性子検出器の信号から炉
心内の反応度を推定する反応度推定装置と、 この反応度推定装置で推定された反応度、現在
の炉心内の制御棒パターンおよび予め定められた
制御棒引抜シーケンスに基づいて操作すべき制御
棒を求める制御棒選択装置と、 この制御棒選択装置で求められた操作すべき制
御棒を示す信号および前記反応度推定装置で推定
された反応度を入力し、前記操作すべき制御棒の
挿入深度に基づく軸方向反応度補正係数と前記制
御棒の本数を考慮して、反応度印加量が原子炉の
未臨界度に比例するように前記制御棒の引抜速度
を設定する制御棒引抜速度設定装置 とを備えたことを特徴とする制御棒自動操作装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59037133A JPS60179689A (ja) | 1984-02-28 | 1984-02-28 | 制御棒自動操作装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59037133A JPS60179689A (ja) | 1984-02-28 | 1984-02-28 | 制御棒自動操作装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60179689A JPS60179689A (ja) | 1985-09-13 |
| JPH0536758B2 true JPH0536758B2 (ja) | 1993-05-31 |
Family
ID=12489111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59037133A Granted JPS60179689A (ja) | 1984-02-28 | 1984-02-28 | 制御棒自動操作装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60179689A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63273091A (ja) * | 1987-04-30 | 1988-11-10 | Toshiba Corp | 原子炉出力制御装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50146796A (ja) * | 1974-05-20 | 1975-11-25 | ||
| JPS50149898A (ja) * | 1974-05-27 | 1975-12-01 |
-
1984
- 1984-02-28 JP JP59037133A patent/JPS60179689A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50146796A (ja) * | 1974-05-20 | 1975-11-25 | ||
| JPS50149898A (ja) * | 1974-05-27 | 1975-12-01 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60179689A (ja) | 1985-09-13 |
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