JPS58129293A - 冷却材流量測定装置 - Google Patents

冷却材流量測定装置

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JPS58129293A
JPS58129293A JP57010084A JP1008482A JPS58129293A JP S58129293 A JPS58129293 A JP S58129293A JP 57010084 A JP57010084 A JP 57010084A JP 1008482 A JP1008482 A JP 1008482A JP S58129293 A JPS58129293 A JP S58129293A
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JP
Japan
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core
flow rate
differential pressure
reactor
coolant
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JP57010084A
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吉本 佑一郎
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Hitachi Ltd
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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
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、冷却材流量測定装置に係り、特にインターナ
ルポンプを有する原子炉の炉心を流れる冷却材流量を測
定するのに好適な冷却材流量測定装置に関するものであ
る。
再循環系配管をなくし、その代りにインターナルポンプ
を設置する沸騰水型原子炉が提案されている。この沸騰
水型原子炉は、原子炉圧力容器内にインペラを配置した
複数のインターナルポンプを有するものである。原子炉
圧力容器内に導かれた給水は、インターナルポンプによ
り燃料集合体が多数装荷されてなる炉心に導かれる。
炉心に導かれる冷却水の流量は、炉心下部支持板に着脱
可能に取付けられた燃料支持金具の人口オリフィスの前
後の差圧を測定することにより正確に求められる。しか
し、このためには、燃料支持金具に差圧検出用の固定配
管を設ける必要があり、制御棒の交換時における燃料支
持金具の取外しが困難になる。従って、インターナルポ
ンプの出入口の差圧およびインターナルポンプの回転数
に基づいて炉心を流れる冷却水の流量を求めている。こ
の方法では、冷却水流量が低くなると%誤差が大きくな
る。
本発明の目的は、上記問題点を解消し、広範囲にわたっ
て冷却材流量の測定精度を高くすることにある。
本発明の特徴は、少なくとも一台のインターナルポンプ
で冷却材の逆流が生じている場合に、炉心支持部材を介
して隣接する二領域の差圧に基づいて炉心を流れる冷却
材流量を求めることにある。
沸騰水型原子炉に適用した本発明の好適な一実施例を第
1図〜第5図に基づいて説明する。第1図は、インター
ナルポンプを備えた沸騰水型原子炉の概略構造を示すも
のである。多数の燃料集合体4が装荷されてなる炉心3
は、原子炉圧力容器1内に役けられる炉心シュラウド2
内に存在する。
10台のインターナルポンプ11は、原子炉圧力容器1
と炉心シュラウド2との間に形成される環状通路12の
下部に配置され、原子炉圧力容器1に取付けられる。イ
ンターナルポンプ11は、インペラ81回転軸9および
モータ10からなってケーシング13内に配置される。
回転軸9は、インペラ8に取付けられて原子炉圧力容器
1を貝通し、原子炉圧力容器1の外部に達している。モ
ータ10Fi、原子炉圧力容器1の外部に取付けられ。
しかも回転軸9に連結される。内部を制御棒(図示せず
)が移動する多数の制御棒案内管7が、炉心3の下方で
炉心シュラウド2内に設置される。
第2図に示すように、制御棒案内管7の上端は。
炉心シュラウド2に取付けられた炉心下部支持板5に支
持される。燃料支持金具6は、炉心下部支持板5に着脱
可能に取付けられる。燃料支持金具6の下部は、炉心下
部支持板5の上方より制御棒案内管7内に挿入される。
燃料支持金具6内にVi。
4つの冷却水通路17が設けられる。人口オリフィス1
8が、各々の冷却水通路17内に設けられる。4体の燃
料集合体4は、燃料支持金具6に支持される。各々の燃
料集合体4の下端部が、冷却水通路17に挿入される。
制御棒(図示せず)ハ。
制御棒案内管7より、4つの冷却水通路17に囲筐れて
燃料支持金具6内に設けられた貫通孔を通って炉心3内
、すなわち、燃料集合体4間に挿入される。
給水配管15から供給された冷却水は、インターナルポ
ンプ11の駆動によって環状通路12を下降し、インペ
ラ8から吐出される。その後、冷却水は、開口14を通
って炉心シュラウド2内に流入し、燃料支持金具6G冷
却水通路17より燃料集合体4内へと達する。冷却水は
、燃料集合体4内で加熱されて蒸気になる。この蒸気は
、原子炉圧力容器1内で水分を除去された後、主蒸気配
管16を通ってタービンへと送られる。
インペラ80入口側の圧力を検出する圧力管19および
インペラ8の出口側の圧力を検出する圧力管20が、原
子炉圧力容器1内に配置される。
炉心下部支持板5より上方の領域の圧力を検出する圧力
管22および炉心下部支持板5より下方の領域の圧力を
検出する圧力管23が一原子炉圧力容器1内に配置され
る。圧力管19,20.22および23は、原子炉圧力
容器1を貫通して外部に導かれ、前者の二つは差圧検出
器21に、後者の二つは差圧検出器24にそれぞれ接続
される。これらの差圧検出器の出力信号およびモータl
Oの回転数を測定する回転数検出器25の出力信号が。
コンピュータ26に入力される。このコンピュータ26
には1図示されていないが炉心3に配置された中性子束
検出器、給水配管15に設けられた給水流量検出器およ
び給水温度検出器、主蒸気配管16に設はられた主蒸気
流量検出器および主蒸気圧力検出器、原子炉圧力容器1
内の冷却水面上方のドーム圧力検出器の測定値がそれぞ
れ入力される。
コンピュータ26内において実施される演算のフローチ
ャートを第3図、第4図および第5図に基づいて説明す
る。炉心を流れる冷却水流i−(以下、炉心流量という
)は、定期的に求められる。
所定の時間Δtが経過すると、炉心流量を求める演算が
スタートする。現在の時間Tが炉心流tを求めた前回の
時間T0よυ大きいか否かを判定すb CZfツブ31
)M1テ・ツブa 2 r−Tト’I、^(墨0とおく
。次に、入力された全インターナルポンプ11のモータ
10が回転しているか否かを判定する(ステップ33)
、各インターナルポンプ11は1個別に回転数制御装置
を有するため、必らずしも全部が同一運転状態とは限ら
ず1例えば一台は停止中で他の光合が運転中という状態
もありうる。すべてのインターナルポンプ11が駆動し
ている場合でも1例えば一台のインターナルポンプ11
の回転数が他のインターナルポンプ11に比べ極趨に低
い時には、その低回転数のインターナルポンプ11には
冷却水の逆流が生じ、各インターナルポンプ11の吐出
流量の加算による炉心流量評価が意味をなさなくなるこ
とがある。従って、このようなケースをさける為に全イ
ンターナルポンプ11の回転数の最大値NMAXと最低
値Xwtwf’)差が定格回転数1のα%以下か否かで
判定(ステップ34)する、その差がα%以上の場合は
、S分台数のインターナルポンプ停止と同様の扱いとす
る。このα%設定は、インターナルポンプ11の性能に
依存するμ、例えば定格回転数にて約4 Qln、約7
000m”/Hr(7)仕様のインターナルポンプの場
合、炉心の自然循環駆動揚程が通常約5〜8m程度であ
ることから1回転数差として約10〜20%程度と設定
する(5〜8m/40m=0.12〜0.2.揚程は回
転数にほぼ比例tステップ34の条件を満足する場合に
は、後述するようにステップ35において求めた各イン
ターナルポンプ11の吐出流量Qp+から全インターナ
ルポンプ11の吐出流量Qp eを求める(ステップ3
6)。すなわち、インターナルポンプ110個数Nが土
台の場合には、土台のインターナルポンプ11の各々の
吐出流量を合計する。その債。
時刻T0の炉心熱出力Pに対応してしかも後述するよう
にステップ37で求めた炉心流fQcとステップ36で
求めた吐出流量Q?、とにより、補正係数Knl’=’
r、  (=Qt*/Qe )を求める。
ステップ33および34の条件が満足されていない場合
、すなわち、少なくとも一台のインターナルポンプ11
が停止している場合および全部のインターナルポンプ1
1が運転されているが回転数差が大きい場合のようにイ
ンターナルポンプ11で冷却水の逆流が生じている場合
には、FLAG=1と箇<(ステップ39)。冷却水の
逆流しているインターナルポンプ11の存在の有無は、
検出された各インターナルポンプ11の回転数に基づい
てステップ33および34で判定できる。
インターナルポンプ11の運転状態を示すF LAGの
領(零または零を示す)、吐出流量Qpat炉心流量W
eおよび補正係数K[F]に基づいて、ステップ40t
;を炉心流量をWcを求める。すなわち。
インターナルポンプ11の運転状態がステップ33およ
び34の条件を満足する場合にll1FLAGは零のま
まであり、炉心流量Wcは全インターナルポンプ11の
吐出流量QP11に合計したものである。また、インタ
ーナルポンプ11で逆流が生じている場合にri、FL
AGが1となり、炉心流量Weは次式に基づいて求めら
れる。ここで、補正係数K[F]は、評価時刻以前でQ
paが使用可能でめった時点の最新の値を用いる。この
補正を行なう理由は、炉心支持板5の差圧が炉心3の燃
料集合体および炉心構造の経年変化等の影響を受は易い
ことによる。
ステップ40によって、インターナルポンプ11の運転
状態に応じて、異なる手法によって求められた炉心流量
Wcが出力される。このため、インターナルポンプ11
の運転状態の変化、すなわち、インターナルポンプ11
がすべて正常に運転されている場合、インターナルポン
プ11の少なくとも一台が停止している場合およびすべ
てのインターナルポンプ11が運転されてはいるがそれ
らの最大回、転数と最小回転数の差が著しく大きい場合
のいずれの状態においても炉心流量Weを精度良く測定
することができる。
次にTo”To+Δ【と置いて(ステップ41)一連の
演算を終了する。求められた炉心流tWcは1図示され
ていないがディスプレーに表示される。
ステップ35における各々のインターナルポンプ11の
吐出流量QFIを求める手法を、第4図に基づいて説明
する。一般にインターナルポンプ11Vi、ポンプメー
カの納入試験にて、インターナルポンプ11の出入口差
圧と吐出流量Q1の関係(いわゆるQ−H%性)を測定
評価する。そこで原子炉圧力容器1内に据付けたインタ
ーナルポンプ11の出入口差圧ΔH1を第2図に示す圧
力管19および204Cよりポンプメーカの計測と同等
の位置で計測する。このようにして差圧検出器22にて
得られた差圧ΔHPIおよびあらかじめ求められている
Q−H%性を用いてポンプ回転数との対応でステップ4
1のように吐出流量QPIを評価することが出来る。
また、炉心支持板5間の差圧ΔHcから炉心流量Wcを
評価する手法を第5図に示す。圧力管22および23に
基づく炉心支持板5を挾む二領域間の差圧−心支持板差
圧と−う)は、炉心3の径方向分布を考慮してM個の点
で計測する。この個数は、炉心3内の燃料集合体4の配
列および制御棒パターンの対称性を考慮し、4個〜8個
程度が適当である。炉心支持板差圧は、このM個の計測
点の平均値算出手法としては、単純な算術平均も可能で
あるが、炉心3内の配置も考慮した加重平均手法を用い
ることでより目的の流量評価精度の向上が期待できる。
この炉心支持板平均差圧(jHc)ssl〜Vと、原子
炉の他の計装系から得られる評価時刻に対応した炉心平
均軸方向出力分布P(7,>(ステップ52)、炉心熱
出力P*h (ステップ53)、炉心入口サブクールΔ
h、m(ステップ54)および原子炉ドーム圧力P4*
ma(ステップ55)等の原子炉運転状態量により、ス
テップ51のように、炉心部分の圧力損失計算を行い。
炉心支持板差圧(jHc)L−t〜IIK対応する炉心
流量Qcを算出する。炉心出力分布P■は、炉心3に配
置した中性子束検出器の測定値に基づいて得られる。炉
心熱出力P1は、蒸気流量、蒸気圧力。
給水流量および給水温度から求められる。原子炉ドーム
圧力P4*wa@は、ドーム圧力の測定値である。
炉心入口サブクールΔh1.は、給水流量、炉心流量お
よび原子炉ドーム圧力により求められる。炉心流量は1
本実施例によって得られる炉心流量Wcを求める。この
ため、炉心入ロサブクールΔhI−Vi、求められた炉
心流量Weを用いて収れんするまで行なわれる。
ステップ52〜55で求められる各状態量は、炉心運転
状態を示している。
本実施例は、前述し九ようにインターナルポンプ11の
インペラBの出入口の差圧による炉心流量の演算と炉心
下部支持板5を介して隣接する上下二領域間の差圧によ
る炉心流量の演算を、インターナルポンプ11の運転状
態に基づいて切換えているので、炉心流量が少ない場合
でも精度良く炉心流量を求めることができる。ま九、圧
力管22および23は、炉心下部支持板5に取付けられ
ているので、制御棒交換のために、燃料集合体4および
燃料支持金具6の取外しに悪影響を与えることがない。
すなわち、制御棒の交換作業が容易である。
本発明の冷却材流量測定装置にて得られた炉心流量を用
いて炉心の熱的余裕を求める手法を第6図を用いυ下に
述べる。ステップ40以前は、第3図〜第5図に示す各
ステップと同じ演算を行なう。ステップ61&Cで、ス
テップ40で得ら冶、た炉心流量Wc’IC対応する限
界出力CPを求める。
また、ステップ62において、中性子束検出器の測定に
て得られた炉心30半径方向の出力ビーキング係数と第
5図のステップ53にて得られた炉心熱出力PI&とか
ら撚出集合体出力BPを求める。
限界出力比CPRは%CP/B Pによって得られる(
ステップ63)。この限界出力比CPR’e限界出力比
の制限値と比較することによって炉心σ)熱的余裕を評
価することができる(ステップ64)。
このようにして求まる炉心3の熱的余裕も、インターナ
ルポンプ11の運転状態にかかわらず常に精度良く求め
ることができる。
本発明によれば、インターナルポンプを有する原子炉の
炉心を流れる冷却材流量をインターナルポンプの運転状
態が変化しても常に精度良く求めることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はインターナルポンプを備えた沸騰水型原子炉の
外観図、第2図は第1図の沸騰水m原子炉に適用した本
発明の好適な一実施例である冷却材流量測定装置の系統
図、第3図は第2図のコンピュータにて実施される演算
のフローチャート。 第4図は第3図のステップ35の詳細な内容を示す説明
図、第5図は第3図のステップ37の詳細な内容を示す
説明図、第6図は本発明の実施例を適用した炉心の熱的
余裕を求める手法の説明図である。 1・・・原子炉圧力容器、2・・・炉心シュラウド、3
・・・炉、心、4・・・燃料集合体、5・・・炉心下部
支持板、6・・・燃料支持金具、8・・・インペラ、9
・・・回転軸。 10・・・モータ、11・・・インターナルポンプ、1
9゜2G、22.23・・・圧力管、21.24−9.
差圧検、第 l  圀 第 2 口 目

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、原子炉容器内に設けられた炉心支持部材にて支持さ
    れる炉心内に冷却材を供給し、しかも前記原子炉容器に
    設置された複数のインターナルポンプの出入口の差圧を
    検出する第1差圧検出器と。 前記インターナルポンプの回転数検出器と、前記第1差
    圧検出器および前記回転数検出器の測定値に基づいて前
    記炉心を流れる冷却材流量を求める手段とからなる冷却
    材流量測定装置において、前記炉心支持部材を介して隣
    接する二頭域の差圧を検出する第2差圧検出器と、前記
    回転数検出器の出力に基づいて前記冷却材の逆流が生じ
    ている前記インターナルポンプの有無を判定する手段と
    を有し、インターナルポンプにて前記冷却材が逆流して
    いる時、前記第2差圧検出器の測定値に基づいて前記炉
    心を流れる冷却材流量を求めるように構成したことを特
    徴とする冷却材流量測定装置。
JP57010084A 1982-01-27 1982-01-27 冷却材流量測定装置 Granted JPS58129293A (ja)

Priority Applications (1)

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JP57010084A JPS58129293A (ja) 1982-01-27 1982-01-27 冷却材流量測定装置

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JP57010084A JPS58129293A (ja) 1982-01-27 1982-01-27 冷却材流量測定装置

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JPS58129293A true JPS58129293A (ja) 1983-08-02
JPH0210917B2 JPH0210917B2 (ja) 1990-03-12

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ID=11740473

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JP (1) JPS58129293A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6361190A (ja) * 1986-09-01 1988-03-17 株式会社日立製作所 原子炉内の冷却水循環流量測定装置
JPH02247599A (ja) * 1989-01-23 1990-10-03 General Electric Co <Ge> 沸騰水型原子炉における炉心流量測定値の精度向上
JP2000206285A (ja) * 1998-12-23 2000-07-28 General Electric Co <Ge> 沸騰水型原子炉用の炉心板差圧ラインと原子炉内部ポンプ差圧ライン

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6361190A (ja) * 1986-09-01 1988-03-17 株式会社日立製作所 原子炉内の冷却水循環流量測定装置
JPH02247599A (ja) * 1989-01-23 1990-10-03 General Electric Co <Ge> 沸騰水型原子炉における炉心流量測定値の精度向上
JP2000206285A (ja) * 1998-12-23 2000-07-28 General Electric Co <Ge> 沸騰水型原子炉用の炉心板差圧ラインと原子炉内部ポンプ差圧ライン

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