JPH10504384A - 炉心における三次元出力分布及び冷却材密度の変化について補正した炉外検出器出力電流から加圧水型原子炉の出力を正確に算出する方法及び装置 - Google Patents

炉心における三次元出力分布及び冷却材密度の変化について補正した炉外検出器出力電流から加圧水型原子炉の出力を正確に算出する方法及び装置

Info

Publication number
JPH10504384A
JPH10504384A JP8505729A JP50572996A JPH10504384A JP H10504384 A JPH10504384 A JP H10504384A JP 8505729 A JP8505729 A JP 8505729A JP 50572996 A JP50572996 A JP 50572996A JP H10504384 A JPH10504384 A JP H10504384A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
core
current
detector
power
reactor
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.)
Granted
Application number
JP8505729A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3087766B2 (ja
Inventor
ヘイベル、マイケル・ディー
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.)
CBS Corp
Original Assignee
Westinghouse Electric Corp
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 Westinghouse Electric Corp filed Critical Westinghouse Electric Corp
Publication of JPH10504384A publication Critical patent/JPH10504384A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3087766B2 publication Critical patent/JP3087766B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C17/00Monitoring; Testing ; Maintaining
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21DNUCLEAR POWER PLANT
    • G21D3/00Control of nuclear power plant
    • G21D3/08Regulation of any parameters in the plant
    • G21D3/10Regulation of any parameters in the plant by a combination of a variable derived from neutron flux with other controlling variables, e.g. derived from temperature, cooling flow, pressure
    • 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
    • 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

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 炉外検出器測定値を用い、原子炉の熱出力測定値が未だ正確である間に、原子炉サイクルにおける早期の基本時点に行われた原子炉の熱出力計算値に対して検出器電流測定値を較正することにより、加圧水型原子炉(PWR)のオンラインの絶対原子炉出力を発生する。また、炉心の三次元出力分布及び炉心入口温度についても、基本時点における測定が行われる。次に、現在の炉外検出器電流、最も最近の炉心三次元出力分布及び現在の炉心入口温度を測定することにより、現在の炉心出力測定値を求める。しかる後、現在の炉心出力を、基本時点における原子炉熱出力測定値を乗じた、基本時点における検出器電流に対する現在の検出器電流の比として算出する。この積は、次いで、基本時点における炉心三次元出力分布と最も最近の炉心三次元出力分布の間の差の関数として、三次元出力分布の変化について補正される。また、この積は、現在の炉心入口温度と基本時点における炉心入口温度の差に係数を乗じた指数項である補正係数により、炉心入口温度の変化に対して補正される。この係数は、好ましくは起動中に、異なる2つの温度で経験的に求められる。

Description

【発明の詳細な説明】 炉心における三次元出力分布及び冷却材密度の変化について補正した炉外 検出器出力電流から加圧水型原子炉の出力を正確に算出する方法及び装置 発明の背景 発明の分野 本発明は、炉外検出器系を用いて、加圧水形原子炉(PWR)の広範囲にわた る炉心出力をオンラインで求め、該炉心出力を、炉心における三次元出力分布及 び冷却材密度の変化について補正する方法及び装置に関するものである。背景情報 PWRにおける原子炉熱出力レベルの公的な決定は、二次的な熱量測定とも称 される蒸気発生器(S/G)間の熱バランスに基づいて行われる。この熱量計算 の結果は、原子炉が、認可された出力レベル限界内で運転されているか否かを判 定したり、原子炉出力レベルの他の表示量を算出するのに利用されている。 上記熱量計算はオフライン方式で行われている。例えば、炉外検出器信号レベ ル及びRCSループの温度表示値のような他の原子炉出力レベルの表示値は、定 期的もしくは周期的に熱量測定値に対して較正されて、原子炉制御/保護系に対 しオンラインで原子炉出力レベル入力を発生するのに用いられている。ところで 、原子炉の熱出力レベルの計算に誤りがあると、原子炉出力の他の全ての表示量 に誤りが含まれることになる。現在のところ、原子炉の熱出力計算における小さ な誤りを検出したり補正するのに簡単な方法は存在しない。 熱バランス計算における主たる要素は、S/Gに流入する給水の流量である。 流量の大きさは、典型的に、各S/Gのための主給水管路に設置されたベンチュ リを用いて測定されている。しかし、給水のベンチュリによる流量読取量には、 系の誤差やランダムな誤差が含まれ、その結果、原子炉出力レベルの計算に誤り を招来する。最も頻繁に生ずる系の誤差は、給水流量測定ベンチュリの汚れに起 因する誤差で、算出原子炉出力は実際の原子炉出力レベルと比較して増加してし まう。そのために、見掛け上の出力を運転許容限界内に維持するために、実際の 原子炉出力の減少が必要とされる。かくして、プラントにより発生される出力電 力量は減少し、発電事業所の収入は低減してしまう。 従って、熱出力測定におけるランダムな誤差により影響を受けない原子炉出力 のオンライン測定のための改良された方法及び装置に対する必要性が存在する。 また、給水流量測定用ベンチュリの汚れ又は他の種類の系の熱量測定誤差源に より生ぜしめられる原子炉出力の熱量計算における誤差を補正するための方法及 び装置に対する必要性も存在する。 発明の概要 上述の及び他の必要性は、本発明により、炉心内の三次元出力分布の変化及び 冷却水密度の変化に関して補正された炉外検出器信号を用いてPWRの出力をオ ンラインで求めるための方法及び装置を提供することにより満たされる。 給水流量測定用ベンチュリの汚れは、燃料サイクル中、原子炉運転時間と共に 増加する傾向を示す現象であることが分かっている。従って、燃料サイクルの初 期に行われた熱出力計算は、ベンチュリの汚れによる影響を比較的に受けず、相 当に正確であって、それに依拠する出力表示の較正も相応に正確である。正確な 熱出力測定が行われない期間、炉外検出器に対して既に行われた出力較正の精度 を維持するためには、最後に正確な熱出力測定を行った時点以降に生じている炉 心の半径方向及び軸方向の出力分布の変化に起因する炉外検出器信号の変化を補 償し正規化することを可能にする必要がある。また、原子炉の入口温度が変化す る際に生ずる冷却材密度の変化に起因する表示出力に対する影響をも補正する必 要がある。本発明は、炉外検出器の出力信号を、相対的ではなく、絶対的な仕方 で炉心出力を決定する独立した手段として利用することを可能にする方法及び装 置に向けられている。実際、本発明による炉外検出器出力から求められる原子炉 出力測定量は、熱出力測定の精度を確認するのに使用することができ、更に、必 要に応じ、該熱出力測定量を補正するのに使用することもできる。 本発明によれば、原子炉の熱出力測定が正確である原子炉サイクルにおける早 期の基本時点で行われた原子炉熱出力計算に対して、炉外検出器電流測定値を較 正することにより、絶対的な仕方で原子炉出力を求めるのに上記炉外検出器電流 測定値が用いられる。また、上記基本時点において、三次元炉心出力分布及び炉 心入口温度分布の測定をも行う。現在の炉心出力測定は、現在の炉外検出器電流 、最も最近の三次元炉心出力分布及び現在の炉心入口温度を測定することにより 行う。次いで、現在の炉心出力を、上記基本時点における炉外検出器電流に該基 本時点における原子炉熱出力測定量を乗じた積に対する現在の炉外検出器電流の 比として算出する。次いで、上記積を、上記基本時点における上記出力分布、温 度等のパラメータの測定以降に生じた三次元出力分布及び炉心入口温度の変化に ついて補正する。典型的な加圧水形原子炉においては、炉外検出器系は、原子炉 容器の周囲に等間隔で配設された複数個、通常は4個の炉外検出器を含んでおり 、各検出器は、上部検出器部と下部検出器部とを有し、現在の炉心出力の測定は 、各検出器の各検出器部毎に行い、その結果を平均化して現在の出力を求めてい る。 三次元出力分布は、固定の炉内検出器或は可動の炉内検出器系を利用すること ができる炉内検出器系によって測定することが可能である。前者の場合、三次元 炉心出力分布は、例えば毎分のように繰り返し連続的に測定することができる。 また、このような三次元出力分布は、炉心入口温度及び炉心出口温度を測定する 熱電対パターンからの読出量を利用してオンライン方式で三次元炉心出力分布を 算出する米国特許第4,774,049号明細書に記載されているシステムによっ て発生することも可能である。 本発明は、冷却材密度の変化に関して炉外検出器測定量を補正するための簡単 な手段を提供するものである。補正係数は、現在の炉心入口温度と上記の基本時 点における炉心入口温度との差に定数を乗ずる指数項である。該定数は、好適に は原子炉の始動中、2つの異なった温度で実験的に求める。 本発明においては、原子炉熱出力の1回の測定しか要求されない。即ち、熱量 計算のために給水流量を測定するのに用いられる給水ベンチュリに付着物が堆積 しておらず、原子炉の熱出力計算が正確である基本時点において1回だけ原子炉 熱出力の計算が行われる。本発明は、炉外検出器出力をベースとする絶対的な原 子炉出力の決定方法及び装置を含むものである。 図面の簡単な説明 好適な実施例に関する以下の記載を添付図面を参照して読むことにより、本発 明の完全な理解が得られるであろう。図において、 図1は、本発明を具現したPWRの概要図である。 図2は、図1に示したPWRについての全炉外検出器電流と重み付けした燃料 集合体出力との関係をグラフで表す図である。 図3は、図2に示した相関関係を展開するのに用いられる相対的燃料集合体出 力重み付け係数をグラフで示す図である。 図4及び図5は、PWRによって発生される出力を監視するための出力監視系 で用いられるプログラムを示すフローチャートである。 好適な実施例の説明 図1は、原子力発電プラント1を略示する図であり、同図において、原子力蒸 気供給系(NSSS)3は、タービン発電機5を駆動して電力を発生するために 蒸気を供給する。該原子力蒸気供給系即ちNSSS3は、加圧水形原子炉(PW R)7を有しており、該PWR7は原子炉容器11内に収容された炉心9を備え ている。炉心9内での核分裂反応で熱が発生し、この熱は、炉心を通流する軽水 である冷却材によって吸収される。このようにして、加熱された冷却材は、ホッ トレッグ13を経て蒸気発生器15に供給される。この原子炉冷却材は、原子炉 冷却材ポンプ(RCP)17により蒸気発生器15からコールドレッグ19を経 て原子炉3に戻される。典型的には、PWRは、少なくとも2個、そして一般に は3個もしくは4個の蒸気発生器15を備えており、各蒸気発生器15には、ホ ットレッグ13を介して加熱された冷却材が供給される。該ホットレッグ13は 、コールドレッグ19及びRCP17と共に一次ループを形成し、それぞれ、蒸 気をタービン発電機5に供給する。尚、図1には、図示を明瞭にするために上記 ループの内、1つのループだけを示すに留どめた。 原子炉に環流された冷却材は、環状のダウンカマー18を下方向に通流し、次 いで炉心9を経て上方向に流れる。このような流れの方向は、図1に矢印で示し てある。炉心9の反応度、従って原子炉の出力は、炉心9内に選択的に挿入可能 である制御棒20により短期間ベースで制御される。長期間に亙る反応度の制御 は、冷却材中に溶解されたホウ素のような中性子減速材の濃度の制御によって調 整される。ホウ素濃度の制御で、炉心全体を経て冷却材が循環する際に炉心全体 に亙り反応度が均等化される。他方、制御棒20は局所的反応度を制御するもの であり、従って、炉心9内の軸方向及び半径方向出力分布に非対称性が生ずる。 炉心9内の状態は、幾つかの異なった検出器系により監視される。これ等の検 出器系には、原子炉容器から逃げる中性子束を測定する炉外検出器系21が含ま れる。該炉外検出器系21には、原子炉の運転停止時に使用される中性子源領域 検出器(図示せず)と、原子炉の起動及び停止中に用いられる中間領域検出器( 同様に図示せず)と、原子炉の出力が約5%を越えた場合に用いられる出力領域 検出器とが含まれる。出力領域炉外検出器は、上下に積み重ねられて出力領域炉 外検出器チャンネルを形成する等長の未補償の上部及び下部イオン室21t及び 21bを含む。原子炉容器11の直ぐ外側には、半径方向及び軸方向に対称に配 設された4つの出力領域検出器チャンネルが設けられる(図1には2つのチャン ネルだけを示す)。 旧式のPWRには可動の炉内検出器系23が装備されている。この検出器系2 3は、管27を介して炉心内に挿入される可動検出器25を備える。これら可動 検出器25は、炉内検出器系23により、炉心9内の軸方向及び半径方向出力分 布のマッピングを得る目的で用いられる。 新式のPWRには、上記可動の炉内検出器系23の代わりに、また幾つかの事 例においては、該可動の炉内検出器系23に加えて、固定の炉内検出器ストリン グ29が装備されている。可動の炉内検出器系23は、例えば、月に1回のよう に定期的にのみ使用される。他方、固定の炉内検出器は、炉心内の軸方向及び半 径方向出力分布の連続的なマッピング、例えば数分毎のマッピングを可能にする 。 また、本発明に関連する計装系は、炉心入口温度を測定する抵抗温度検出器( RTD)31を備える。該抵抗温度検出器即ちRTD31は複ループ系の各ルー プ毎に設けられる。また、炉心出口温度を測定するために炉心出口熱電対(TC )33が原子炉の頂部を横切って分布配設されている。これら炉心出口温度情報 は、炉心の軸方向及び半径方向出力分布を求めるための別の手段として、例えば 、米国特許第4,774,050号明細書に記載されているような系で利用するこ とができる。 出力領域炉外検出器系21の各チャンネル検出器21t及び21bにより測定さ れる電流、RTD31により測定される入口温度、可動検出器系23の出力並び に熱電対33によって測定される炉心出口温度に関する情報もしくはデータは全 て出力監視系35に供給され、該出力監視系35は、後述する仕方で炉心出力の 絶対測定信号を発生する。該出力監視系35によって発生された炉心出力信号は 、炉心制御及び保護系において周知の仕方で利用することができる。 原子炉の炉心9を通流する際に加熱される原子炉冷却材は、ホットレッグ13 を介して蒸気発生器15に供給され、そこで加熱された冷却材は、給水系37を 介して供給される給水を蒸気に変換し、この蒸気は、蒸気管路39を経てタービ ン発電機5に供給される。蒸気発生器15に対する給水の流量はベンチュリ41 により測定される。 前述したように、認可条件からPWR7によって発生することができる出力は 、ベンチュリ41により測定された給水流量を含むパラメータから算出される熱 量測定値によって決定される。前述したように、熱出力計算において誤差が生ず るのは、時間経過に伴い上記ベンチュリ41に付着物が堆積するためである。 本発明によれば、ベンチュリ41が汚れていない基本時点又は熱出力が正確で あることが知られている他の時点で得られる熱出力測定値だけを用いて、出力領 域炉外検出器の出力測定値を較正する。先に述べたように、出力領域炉外検出器 21t及び21bから求められる原子炉出力は、その出力表示において絶対炉心出 力の変動による生ぜしめられる変化に加えて、炉心の軸方向及び半径方向出力分 布の相対的変化により生ぜしめられる偏差を受ける。また、出力領域検出器チャ ンネルからの表示出力は、原子炉容器入口温度が変化した場合に生ずる原子炉容 器のダウンカマー18の領域における水の密度及び燃料の変化によって生ずる誤 差を免れない。出力領域検出器チャンネルの出力信号を絶対的な意味において出 力表示に利用可能にするためには、炉外検出器電流に出力レベル変化を生ぜしめ る要因を究明して、炉外検出器信号レベルと実際の炉心出力レベルとの間におけ る関係を補償しなければならない。 炉心の高さをHとした場合に出力領域検出器チャンネル(It)における上部検 出器21tの出力領域炉外検出器電流は次式で表すことができよう。 上式中、 At = 上部検出器の感度並びに検出器及び炉心の形状寸法に比例するパラ メータ、 ΣR = 炉心と炉外検出器との間における巨視的な実効高速中性子捕獲断面 積、 dt = 上部炉外検出器と、該検出器により測定される信号に寄与する燃料 集合体との間の実効距離、 wt(z) =炉外検出器の近傍における軸方向の炉心位置zで発生する中性子の の炉外検出器により測定される信号全体に対する相対的寄与分を記載する上部炉 外検出器のための軸方向重み付け係数、 Pr = 全出力の分数として与えられる炉心の相対出力レベル、 Pwa(z)=炉心の高さzにおいて半径方向に重み付けされた炉心の相対出力分 布。これは、相対的燃料集合体出力と対応の半径方向に変化する重み付け係数と の積の総和に等しい。 本方法を各PWRに適用するためには、wt(z)関数を個々のPWR毎に展開す る必要がある。また、軸方向出力重み付け係数は、各炉外検出器チャンネルにお ける各検出器毎に特殊であり得る。この関数は、当該技術分野で知られている遮 蔽型中性子輸送コード(shielding type neutron transport codes)を利用して 展開し、一旦確立されたならば、検出器の物理的特性或は検出器及び炉心の形状 寸法が変わらない限り変更すべきではない。この形式の関数の一例が図2に示し てあり、同図において、曲線45及び47はそれぞれ、上部及び下部検出器重み 付け係数を表している。 Pwa(z)の値を展開するのに用いられる半径方向の相対的燃料集合体出力重 み付け係数は、軸方向の炉心位置の関数ではない。これら半径方向の相対的燃料 集合体出力重み付け係数は、軸方向重み付け係数算定方法に類似の方法を用いて 、各種のプラント(例えば、2ループ、3ループ、4ループプラント)毎に展開 される。4ループプラントで使用される半径方向重み付け係数の一例が図3に示 してある。 式(1)は、炉心外の高速中性子源と検出器との間における環境の変化を積極 的に考慮に入れて、原子炉の軸方向及び半径方向出力分布状態並びに炉心出力レ ベルの組み合わせで炉外検出器の出力電流がどのように観察されるかを記述した ものである。炉外検出器電流に対するこれら因子の影響を求めることが可能であ れば、炉外検出器の出力信号を絶対的な仕方で、原子炉出力レベルを求めるのに 利用することが可能となる。At及びΣRの値を求める際の複雑性が式(1)の実 用性を相当に低減している。しかし、式(1)の形及び解法は、基準設定状態か ら、炉外検出器出力電流の変化を極めて直截的に決定することを許容するもので ある。ここで、上記基準状態は次式で表すことができる。 上式中、接頭辞Rは式(1)に対して定義されるパラメータの基準状態値を表 す。炉心出力分布及び検出器/炉心環境状態の基準状態からの変化に起因する炉 外検出器電流の変化を求めることにより、炉外検出器電流から原子炉出力レベル を正確に求めることが可能である。 表記を容易にするために、式(1)及び(2)の積分項をそれぞれ次のように 定義する。 上式中、接頭辞Rは基準値を表す。 基準状態で測定した検出器出力に対する上部検出器測定電流の比は次式で表す ことができる。 検出器/炉心の形状寸法が変化しない限り、或は検出器感度が基準測定と現在 の測定との間の時間区間内で変化しない場合には、値Atは該Atの基準値と同じ である筈である。従って、式(5)から係数Aを消去して、実際の炉心出力レベ ルを次式のように表すことができよう。 式(6)は、項ΣR及びdtを除き、全てのパラメータに対し測定した状態を用 いて直接解くことができよう。基準のΣR値並びに現在のΣR値は、式(6)には 表現されていないが、温度依存性を有する。これらΣR値の温度依存性を考慮す るために、基準ΣR値に対し、ΣRの単純な温度依存式を展開することができよう 。 ΣR値が適用範囲に亙る温度変化に伴い線形に変化するものと想定した場合、 炉心のダウンカマー及び燃料領域の水温の基準状態からの偏差に追従するΣRの 値は次のように表すことができよう。 上式中、 Ti =炉外検出器チャンネルの最も近傍に位置する原子炉容器入口においてR TD33によって測定した容器入口温度、 Ti R=基準状態測定時に存在するTiの値。 ΣRに関するこの式を式(6)に代入すると次式が得られる。 上式(8)は、ダウンカマー及び燃料領域温度変動に対し炉外検出器表示出力 を補償するのに必要な温度補正能力を有するが、上式の偏微分項及び指数項にお ける有効距離項が既知となるまでは解くことができない。 正確な補償炉外検出器出力を求めるべく上式を適切に利用する目的で、式(8 )における偏微分項及び実効距離項を個別に或は分析的に求める必要はない。こ れら項の積を求めるだけで充分である。指数項における積について式(8)を解 くと、 tの値は、原子炉の始動試験中、2つの異なった温度及び出力レベルでの測 定量から求めることができ、この値は本質的にサイクル毎に一定に留どまる筈で ある。4ループプラントにおけるKtの典型的な値は0.012/°Fである。式 (9)におけるKtの定義を用いると、式(8)は次のように書き変えられる。 式(10)の形にある式は、各炉外検出器チャンネルにおける上部及び下部検 出器双方に対し展開することができよう。もっとも、各チャンネルにおける下部 検出器については、式(10)における接尾辞「t」を接尾辞「b」で置換する 必要がある。下部検出器に対しては別個の軸方向出力重み付け係数が必要とされ る。全ての炉外検出器補償相対出力値の平均値は、基準状態における精度に対し 、炉外検出器から得られる炉心出力の最も正確な表示となる。 図4は、温度変化に対して調節するのに用いられる定数Kを求めるためのプロ グラム49を示すフローチャートである。Kの値は各検出器毎に算出される。第 1のステップ51においては、例えば図3に示す例におけるように、各x、y半 径方向炉心位置j毎に、各検出器チャンネルiに対する半径方向の相対的燃料集 合体出力重み付け係数を求める。次いで、ステップ53において、例えば図2に 例示した重み付け係数を用い、各検出器j及び各チャンネルi毎に、半径方向に 重み付けされた相対的燃料集合体出力に対し、測定された各炉心軸方向区間zに 対する軸方向重み付け係数を求める。次に、ステップ55及び57において、測 定された原子炉の三次元出力分布、熱出力レベル、炉外検出器信号及び原子炉容 器入口温度を2つの異なった出力設定点P1及びP2において求める。次いで、ス テップ59で、出力レベルP1及びP2におけるQwaを各チャンネルi毎に算出す る。最後に、ステップ61で、各検出器j毎に係数Kを算定する。 図5は、炉外検出器出力電流から現在の出力Pを求めるために炉心監視系35 に設けられたコンピュータで実行することができるプログラム63を示すフロー チャートである。ステップ65において、熱量測定を用いての炉心出力の基準値 、各検出器電流及び各チャンネル毎の入口温度を求めて、各チャンネル毎にQwa を求めるのに用いる。次いで、プログラムはループ65に入る。このループにお いては、定期的に、炉外検出器から現在の出力を求める。即ち、このループにお いては、ステップ67で算出される各検出器電流に対し相対出力が算出される。 次いで、ステップ69で平均出力を求めて、ステップ71で炉外検出器出力決定 量として出力し、新たに出力の決定値がその都度得られる。 以上、本発明の特定の実施形態について詳細に説明したが、当業者には明らか なように、本発明の総合的な教示に徴し種々の変更及び代替を想到することがで きよう。従って、ここに開示した特定の構成は単なる例示に過ぎず、本発明の範 囲を限定する意味に解釈されてはならない。
───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 的に求められる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. 炉外検出器系を有する加圧水形原子炉の出力を決定するための 方法であって、該方法は、 基本時点での前記加圧水形原子炉の熱出力を求め、 前記基本時点での検出器電流の測定を含め、前記炉外検出器系におけ る検出器電流を測定し、 前記基本時点での炉心入口温度の測定を含め、炉心入口温度を測定し 、 前記基本時点での前記加圧水形原子炉における炉心の三次元出力分布 の測定を含め、該加圧水形原子炉における炉心三次元出力分布を定期的に測定し 、 現在の炉心出力を、前記基本時点での検出器電流に前記基本時点での 前記熱出力を乗じた積に対する現在の検出器電流の比として求めて、前記基本時 点以降における前記炉心入口温度及び前記炉心三次元出力分布の変化の関数とし て補正する、 諸ステップを含む方法。 2. 前記現在の炉心出力を、前記基本時点における前記炉心入口温 度と現在の炉心入口温度との間の差の関数として、また、前記基本時点における 前記炉心三次元出力分布と最も最近の炉心三次元出力分布との間の差の関数とし て補正する請求項1の方法。 3. 炉心入口温度の変化の関数として前記現在の炉心入口温度を補 正する前記ステップは、異なる2つの炉心入口温度で求められた炉心出力から係 数を算出し、その後、前記係数に前記基本時点における炉心入口温度と現在の炉 心入口温度の差を乗じた指数項により炉心出力を補正することからなる請求項2 の方法。 4. 前記現在の炉心出力は次の関係式から求める請求項3の方法。 ここで、 Pr = 現在の相対炉心出力 の相対炉心出力 I = 現在の検出器電流 IR = 前記基本時点における検出器電流 wa = 重み付けした最も最近の平均炉心三次元出力分布 i = 現在の炉心入口温度 K = 次の関係式から求められる係数 ここで、Kは異なる2つの炉心入口温度において得た測定値から算出する。 5. 前記炉心三次元出力分布を測定する前記ステップは、該炉心三 次元出力分布を測定するために炉内出力測定系を用いることからなる請求項1の 方法。 6. 前記炉心三次元出力分布を測定する前記ステップは、前記原子 炉を横切る位置での炉心出口温度を測定し、該炉心出口温度、炉心入口温度及び 炉外検出器電流を利用して、前記炉心三次元出力分布を求める請求項1の方法。 7. 前記炉外検出器系は、上部検出器電流を測定する上部検出器と 下部検出器電流を測定する下部検出器とを有する少なくとも1つの炉外検出器を 含み、現在の炉心出力を、前記上部検出器電流を用いて得られた上部検出器炉心 出力測定値と、前記下部検出器電流を用いて得られた下部検出器炉心出力測定値 との間の平均として求める請求項1の方法。 8. 前記検出器系は、それぞれが上部検出器と下部検出器とを有す る複数の炉外検出器からなり、前記現在の炉心出力を、前記複数の炉外検出器の 全てについての前記上部検出器炉心出力測定値と前記下部検出器炉心出力測定値 の平均として求める請求項7の方法。 9. 炉心入口を有する炉心を含み、該炉心入口を介して原子炉冷却 材が流入して前記炉心を通って循環する原子炉と、前記炉心を循環した原子炉冷 却材が前記炉心入口に戻る前に通る蒸気発生器と、前記蒸気発生器に給水を供給 し且つ前記原子炉により発生される熱出力を算出するための給水流量測定値を与 える給水手段とを備える加圧水形原子炉系の出力を決定するための装置であって 、 前記炉心により発生される中性子束に応答して検出器電流を発生する ために前記原子炉に隣接して設けられた炉外検出器手段と、 炉心入口温度を測定するための温度測定手段と、 前記炉心における三次元出力分布を測定するための出力分布測定手段 と、 現在の炉心出力を、基本時点での検出器電流に前記基本時点で算出し た熱出力を乗じた積に対する現在の検出器電流の比として求めて、前記温度測定 手段により測定された現在の炉心入口温度及び前記基本時点で測定された炉心入 口温度の関数として、また、前記出力分布測定手段により測定された最も最近の 炉心三次元出力分布の測定値及び前記基本時点で測定した炉心三次元出力分布の 関数として補正する、手段と、 を含む装置。 10.前記炉外検出器手段は、それぞれが検出器電流を発生する複数 の炉外検出器手段であり、現在の炉心出力を求める前記手段が、前記検出器電流 の各々から求められた現在の炉心出力の平均として現在の炉心出力を算出する請 求項9の装置。 11.複数の炉外検出器手段は、上部検出器電流を発生する上部検出 器部と下部検出器電流を発生する下部検出器部とをそれぞれが有する多重検出器 からなり、現在の炉心出力を求める前記手段が、前記上部検出器電流及び下部検 出器電流の各々から求められた現在の炉心出力の平均として現在の炉心出力を算 出する請求項10の装置。 12.現在の炉心出力を求める前記手段は、次の関係式に従い、各検 出器手段について求めた現在の炉心出力から、前記現在の炉心出力の平均を算出 する請求項10の装置。 ここで、 Pr = 現在の相対炉心出力 の相対炉心出力 I = 現在の検出器電流 IR = 前記基本時点における検出器電流 wa = 重み付けした最も最近の平均炉心三次元出力分布 i = 現在の炉心入口温度 K = 次の関係式から求められる係数 ここで、Kは異なる2つの炉心入口温度において得た測定値から算出する。
JP08505729A 1994-07-21 1995-06-09 炉心における三次元出力分布及び冷却材密度の変化について補正した炉外検出器出力電流から加圧水型原子炉の出力を正確に算出する方法及び装置 Expired - Lifetime JP3087766B2 (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US278,290 1994-07-21
US08/278,290 US5490184A (en) 1994-07-21 1994-07-21 Method and a system for accurately calculating PWR power from excore detector currents corrected for changes in 3-D power distribution and coolant density
US08/278,290 1994-07-21
PCT/US1995/007407 WO1996003753A1 (en) 1994-07-21 1995-06-09 Method and a system for accurately calculating pwr power from excore detector currents corrected for changes in 3-d power distribution and coolant density

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10504384A true JPH10504384A (ja) 1998-04-28
JP3087766B2 JP3087766B2 (ja) 2000-09-11

Family

ID=23064430

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP08505729A Expired - Lifetime JP3087766B2 (ja) 1994-07-21 1995-06-09 炉心における三次元出力分布及び冷却材密度の変化について補正した炉外検出器出力電流から加圧水型原子炉の出力を正確に算出する方法及び装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5490184A (ja)
EP (1) EP0771464B1 (ja)
JP (1) JP3087766B2 (ja)
CN (1) CN1097823C (ja)
DE (1) DE69504850T2 (ja)
WO (1) WO1996003753A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4723963B2 (ja) * 2005-09-15 2011-07-13 株式会社東芝 炉心冷却材温度測定装置、炉心冷却材温度測定方法および原子炉監視装置
JP2013525796A (ja) * 2010-04-30 2013-06-20 ウエスチングハウス・エレクトリック・カンパニー・エルエルシー 原子炉の炉外検出器の校正方法
JP2013217922A (ja) * 2012-04-11 2013-10-24 Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc 原位置および外部での原子炉過酷事故の温度および水位プローブ
KR101444794B1 (ko) * 2012-08-17 2014-09-26 한전원자력연료 주식회사 노내계측기 신호 기반의 반경방향 첨두계수를 이용한 노심운전제한치감시계통의 Pseudo Hot Pin 출력분포 구성 방법

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6061412A (en) * 1995-10-05 2000-05-09 Westinghouse Electric Company Llc Nuclear reaction protection system
US6181759B1 (en) 1999-07-23 2001-01-30 Westinghouse Electric Company Llc Method and apparatus for determining nearness to criticality of a nuclear fueled electric power generating unit
US6404437B1 (en) * 1999-09-10 2002-06-11 General Electric Company Nuclear reactor core performance data visualization system
US6493412B1 (en) * 2000-10-11 2002-12-10 Westinghouse Electric Company Llc Method of calibrating exit thermocouples in a nuclear reactor
KR100450002B1 (ko) * 2002-01-11 2004-09-30 한국전력공사 원자력발전소의 임계전 노외계측기 선형부채널 교정을 위한 교정상수 결정방법
US6801593B2 (en) 2002-11-21 2004-10-05 Westinghouse Electric Company Llc Subcritical reactivity measurement method
US7295944B2 (en) * 2004-02-25 2007-11-13 Analysis And Measurement Services Corporation Cross-calibration of plant instruments with computer data
JP4850537B2 (ja) * 2006-02-27 2012-01-11 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 自然循環型沸騰水型原子炉の温度検出装置
US7532698B2 (en) 2006-11-29 2009-05-12 Global Nuclear Fuel - Americas, Llc Systems and methods of predicting a critical effective k for a nuclear reactor
US8175210B2 (en) * 2007-11-26 2012-05-08 Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc Gamma thermometer axial apparatus and method for monitoring reactor core in nuclear power plant
US8548789B2 (en) 2008-02-11 2013-10-01 Westinghouse Electric Company Llc Methodology for modeling the fuel rod power distribution within a nuclear reactor core
KR100991441B1 (ko) * 2008-10-29 2010-11-03 한국전력공사 원자력발전소 노외계측기의 재규격화 교정방법
JP5875943B2 (ja) * 2011-07-27 2016-03-02 株式会社東芝 炉心監視システム、方法、及びプログラム
CN103150424B (zh) * 2013-02-05 2014-05-28 西安交通大学 一种获取反应堆堆芯三维中子通量密度精细分布的方法
JP6038730B2 (ja) * 2013-06-10 2016-12-07 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 中性子計測システム
CN103617816B (zh) * 2013-10-29 2016-06-08 中国广核集团有限公司 反应堆堆芯功率分布的测量方法
CN103617817B (zh) * 2013-11-19 2015-08-19 国核(北京)科学技术研究院有限公司 监测反应堆堆芯功率的方法及系统
US20150364225A1 (en) * 2014-06-13 2015-12-17 Korea Hydro & Nuclear Power Co., Ltd. Method of synthesizing nuclear reactor power distribution using optimized nonlinear basis function
EP3170185B1 (en) * 2014-07-14 2019-02-27 Westinghouse Electric Company Llc Thermo-acoustic nuclear power distribution measurement assembly
CN105006262B (zh) * 2015-06-15 2017-12-08 中广核研究院有限公司 一种标定核反应堆堆外探测器的方法
CN106992029A (zh) * 2017-03-30 2017-07-28 中广核工程有限公司 一种核电站堆芯饱和裕度计算系统及方法
CN107644133B (zh) * 2017-09-19 2021-05-14 中国核动力研究设计院 一种核反应堆堆芯吊篮振动刻度因子计算方法
CN107492399B (zh) * 2017-09-28 2019-04-02 上海核星核电科技有限公司 一种利用单次堆内通量测量完成堆外探测器刻度的方法
CN108257695B (zh) * 2017-12-13 2024-03-26 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 一种船用小型反应堆堆外轴向功率量程测量装置
CN110689974B (zh) * 2018-11-02 2021-03-30 上海核工程研究设计院有限公司 一种基于瞬时伽马响应修正的改进堆芯功率分布的测量方法
CN109830317B (zh) * 2019-01-29 2023-03-24 中山大学 一种基于跟踪计算的堆芯功率本征正交分解在线重构方法
CN113470839B (zh) * 2021-07-15 2024-03-01 中广核研究院有限公司 一种堆芯在线保护方法
CN113871037A (zh) * 2021-09-14 2021-12-31 中广核研究院有限公司 反应堆的运行控制方法、装置、计算机设备和存储介质
US20240127978A1 (en) * 2021-09-24 2024-04-18 Fred Donald Lang Method for thermal performance monitoring of a nuclear power plant using the ncv method
CN115662664B (zh) * 2022-12-27 2023-04-07 中国核动力研究设计院 基于核热耦合模拟的自然循环稳定运行装置及控制方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB976571A (en) * 1960-07-29 1964-11-25 Atomic Energy Authority Uk Apparatus for the detection of excursions
US3998693A (en) * 1970-11-23 1976-12-21 Combustion Engineering, Inc. Thermal margin control
US4330367A (en) * 1973-05-22 1982-05-18 Combustion Engineering, Inc. System and process for the control of a nuclear power system
US4297581A (en) * 1979-01-15 1981-10-27 The Babcock & Wilcox Company Method for the fast and accurate identification of core power in nuclear reactors
JPS55149900A (en) * 1979-05-11 1980-11-21 Hitachi Ltd Power control device for bwr type reactor
US4637910A (en) * 1984-01-20 1987-01-20 Westinghouse Electric Corp. Method and apparatus for continuous on-line synthesis of power distribution in a nuclear reactor core
US4642213A (en) * 1984-07-27 1987-02-10 Westinghouse Electric Corp. Anticipatory control of xenon in a pressurized water reactor
US4711753A (en) * 1986-03-19 1987-12-08 Westinghouse Electric Corp. Calibration of a nuclear reactor core parameter predictor
US4774050A (en) * 1986-04-10 1988-09-27 Westinghouse Electric Corp. Axial power distribution monitor and display using outputs from ex-core detectors and thermocouples
US4774049A (en) * 1986-04-10 1988-09-27 Westinghouse Electric Corp. Two and three dimensional core power distribution monitor and display
US4839134A (en) * 1987-12-31 1989-06-13 Westinghouse Electric Corp. Continuous, online nuclear power distribution synthesis system and method
US4944035A (en) * 1988-06-24 1990-07-24 Honeywell Inc. Measurement of thermal conductivity and specific heat
FR2639141B1 (fr) * 1988-11-14 1991-02-01 Framatome Sa Procede de pilotage de reacteur nucleaire a eau sous pression et reacteur nucleaire en faisant application
US5024801A (en) * 1989-05-01 1991-06-18 Westinghouse Electric Corp. Reactor core model update system
FR2649240B1 (fr) * 1989-06-29 1991-09-13 Framatome Sa Procede de determination de la repartition de la puissance dans le coeur d'un reacteur nucleaire et procede de calibrage des detecteurs neutroniques autour du coeur d'un reacteur nucleaire

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4723963B2 (ja) * 2005-09-15 2011-07-13 株式会社東芝 炉心冷却材温度測定装置、炉心冷却材温度測定方法および原子炉監視装置
JP2013525796A (ja) * 2010-04-30 2013-06-20 ウエスチングハウス・エレクトリック・カンパニー・エルエルシー 原子炉の炉外検出器の校正方法
JP2013217922A (ja) * 2012-04-11 2013-10-24 Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc 原位置および外部での原子炉過酷事故の温度および水位プローブ
US9251920B2 (en) 2012-04-11 2016-02-02 Ge-Hitachi Nuclear Energy America Llc In-situ and external nuclear reactor severe accident temperature and water level probes
KR101444794B1 (ko) * 2012-08-17 2014-09-26 한전원자력연료 주식회사 노내계측기 신호 기반의 반경방향 첨두계수를 이용한 노심운전제한치감시계통의 Pseudo Hot Pin 출력분포 구성 방법

Also Published As

Publication number Publication date
DE69504850T2 (de) 1999-06-02
CN1153573A (zh) 1997-07-02
EP0771464B1 (en) 1998-09-16
EP0771464A1 (en) 1997-05-07
DE69504850D1 (de) 1998-10-22
JP3087766B2 (ja) 2000-09-11
CN1097823C (zh) 2003-01-01
WO1996003753A1 (en) 1996-02-08
US5490184A (en) 1996-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3087766B2 (ja) 炉心における三次元出力分布及び冷却材密度の変化について補正した炉外検出器出力電流から加圧水型原子炉の出力を正確に算出する方法及び装置
US4774050A (en) Axial power distribution monitor and display using outputs from ex-core detectors and thermocouples
US4080251A (en) Apparatus and method for controlling a nuclear reactor
US4330367A (en) System and process for the control of a nuclear power system
US7894565B2 (en) Subcritical reactivity measurement method
US4318778A (en) Method and apparatus for controlling a nuclear reactor
KR101313920B1 (ko) 원자로 보호 시스템 및 원자로용 센서 시스템 및 원자로 감시 방법
US8238509B2 (en) Neutron monitoring systems including gamma thermometers and methods of calibrating nuclear instruments using gamma thermometers
CN105723467B (zh) 一种用于在反应堆停机期间监控硼稀释的方法
EP0238299A2 (en) Calibration of a nuclear reactor core parameter predictor
US6493412B1 (en) Method of calibrating exit thermocouples in a nuclear reactor
US4927594A (en) Thermocouple based control rod position indication system
JPS6211317B2 (ja)
Tsypin et al. 16N γ-ray diagnostics of a nuclear reactor in a nuclear power plant
JPH06130177A (ja) 原子炉監視装置
JP3442598B2 (ja) 固定式炉内計装システム
JP2003177193A (ja) 原子炉出力監視装置
JP3863690B2 (ja) 固定式原子炉内計装システム
JP4429707B2 (ja) 自動熱的制限値監視装置
Christman Summary of calculational and experimental physics results for Shippingport PWR-1 Seed 1
Leonard et al. MEASURING POWER DISTRIBUTIONS IN PWR
Endter et al. Effect of inoperable in-core detectors on core monitoring system accuracy
JPH0219918B2 (ja)
Callen et al. THERMAL POWER CALIBRATION OF THE ENRICO FERMI REACTOR.
Ahn et al. Several problems in reactor coolant system flow rate measurement

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080714

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090714

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100714

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110714

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120714

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130714

Year of fee payment: 13

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term