JPS5916677B2 - 燃料反応度追跡方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、原子力発電プラントにおける燃焼反応度追跡
方法に関するものである。

従来燃焼反応度の追跡は、つぎの手順に従っていた。

■。１、燃焼棒単位で核種組成の燃焼に伴う変化を求め
る。

２、求められた核種組成と、核種それぞれの既知の核定
数とから、燃料棒あるいは燃料集合体の実効的な核定数
を求め、かつ中性子無限増倍率を求める。

３、中性子無限増倍率より全炉心の実効増倍率を求める
。

４、燃焼ＩＪＥＥｉ毎に１〜３の手順により、実効増倍
率Ｋ （Ｅ ｉ ）を求める。

５、以上の計算により式（１）で燃焼反応度ρ（Ｅｉ）
を求める。

ρ（Ｅｉ ）−（Ｋ（Ｅｉ ） １ ）／ Ｋ（Ｅｉ
） （１）この方法によると、計算時間、計算機容
量が膨大となり、オンラインで燃焼反応度を知るのに適
していない。

本発明は、上記したような膨大な計算機記憶容量を必要
とせず、かつ計算時間が短かく、オンライン的に燃焼反
応度を原子炉のプロセス量によって追跡できる装置を提
供しようとするものである。

燃焼度を換算し得るプロセス量として積算電気出力をこ
こでは例として説明する。

燃焼反応度の微小変化をΔρＢとすると、ａρ ΔρＢ＝ａＥΔＥ（２） と表わすことができる。

ここではΔＥは燃焼度がΔρ８進んだときの発電量の変
化分である。

いまΔＥを燃焼度零の時点からに白目時刻ｎの積算電力
Ｂｋ・ａと、ｋ−１日の最終時刻Ｎの積算電力Ｅｋ−１
，Ｎとで表わし、ｋ−１白目最終時刻Ｎと、ｋ白目時刻
ｎとの差をその間の燃焼反応度変化とすれば、式（２）
は式（３）のように書き直すことができる。

ｋｔｎ ｋ−１，ＮθρＢ ｋ、ｎ ｋ＝ｌ、ＮΔ
ρＢ−ρＢ−ρＢ −一（Ｅ −Ｅ ） （
３）Ｂ ここでρＢｋνｎ：に白目時刻ｎの燃焼反応度ρｋ
ｌ、Ｎ：ｌｃ、 １日目最終時刻Ｎの燃焼反応度 である。

反応度変化Δρが微小で実効増倍率が１に近いとき実効
増倍率変化Δには、Δに一Δρとなる。

したがって、式（３）燃焼反応度係数ａρＢ／ａＥはつ
ぎのように展開できる。

ａｐ ａＫ ａＫ ａＢ −＝ −＝ −／ −（４） ａＥ ａＥ ａＷ ａＷ ここでＷは炉心流量を表わす。

ａＫ／ａＷは流量係数であり、これは炉心流量にのみ依
存し、ほかのプロセス量、燃焼度にはほとんど依存せず
次式で表現できることが、炉心３次元計算コードによっ
て判明している。

δに 館ｒα１Ｗ２＋α２Ｗ＋α３（５） ここでα１〜α３は定数である。

さて、ＱＩＥ／δＷは、ｋ−１白目以前の積算電力と炉
心流量によって最小自乗法で求めることができに白目に
外挿する。

ｋ−ｉ日目の流量−電力に−１ 係数を（ａｗ７δＥ） で表現すれば式（６）で求
めることができる。

ただし、Ｅ、Ｗは積算電力、炉心流量であり、ｋ−ｉ、
Ｎは、ｋ−ｉ日目の最終時刻Ｎを示す添字である。

またｋ −ｉ ＜ Ｏのときはプロセス量は零とする。

式（３）〜式（５）とから、燃焼反応度零時点からに白
目時刻ｎの燃焼反応度は式（７）で表わされる。

を燃焼反応度係数となづける。

この方法によれば、／＝４としたときの四則演算は５０
回以下であり、計算時間は通常の論理素子で実施すると
考えた場合１ｍｓ以下である。

第１図は本発明の実施例を示す図である。

原子力発電プラントの原子炉１の炉心流量２をサンプラ
６によって炉心流量を一定周期でサンプリングする。

一方積算電力５をサンプラＩによって、炉心流量・と同
一時刻にサンプリングする。

ｋ−１日からに一７日の最終時刻の積算電力、炉心流量
を記憶装置８で記憶する。

つぎに、それらのデータを用いて、流量−電力係数計算
装置は式（６）によって（ａＷｌａ Ｅ ） を
計算する。

ｋ−１日月最終時刻の炉心流量２のサンプル値１５を用
いて、流量係数計算装置９はδに／θＷを計算する。

流量−電力係数計算装置１０の出力に−１ である（δＷ／ａＥ） と流量係数計算装置９の
出力であるａＫ／θＷとによってに白目の燃焼反応度係
数ａρ ／ａＥを燃焼反応度係数計算装置１１によって
計算する。

ｋ日月時刻ｎの積算に、ｎ 電力ΔＥ と前日の最終時刻Ｎでの積算電力ΔＥ
ｋ ｌ−８、と上記燃焼反応度係数ａρ ／ａＥおよ
び前日最終時刻Ｎでの燃焼反応度１１５によってに白目
時刻ｎの燃焼反応度は式（７）で計算される。

この計算をし出力するのが、燃焼反応度出力装置１３で
ある。

以上詳述したように、炉心流量、積算電力から燃焼反応
度が簡単な四則演算で求め得ることがわかった。

本発明を原子力発電プラントに適用することによりオン
ラインで、原子炉のプロセス量を知るだけで燃焼反応度
を求めることが可能になる。

この装置により計算された燃焼反応度により正確な炉心
の燃焼度がわかり、運転に寄与することができる。

また、反応度平衡法による原子炉異常診断装置（参考：
特公昭５ｌ−１８３６）で、残留反応度を求めるときプ
ロセス量から容易に燃焼反応度の補償が可能になり、残
留反応度をより正確に求められることになる。

本発明は、計算機によって代替することも可能である。

また、燃焼反応度係数を求めるとき、１８単位で更新す
ることを前提としているが、これは一例であり１時間単
位とすることなど、更新間隔は任意である。

また、式（６）の最小自乗法は、１８単位の更新を前提
としかつ過去１日間のデータを使用しているが、更新間
隔を変更したときはそれに伴って変更すればよい。

また本実施例では積算電気出力を燃焼度を表わすパラメ
ータとして説明したが、積算電力の代りに炉心熱出力を
積算することによって燃焼度を計算ず−ること、給水流
量・給水湿度、主蒸気流量、主蒸気淵度を利用して、燃
焼度を計算することなど、積算電気出力以外のプロセス
量によって燃焼度を求めることによって、以上積算電気
出力で説明した本発明はそのまま適用できる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を原子力発電プラントの模式図とと
もに示した図である。 １２・・・・・・積算電力サンプル値、１３・・・・・
・燃焼反応度出力装置、１４・・・・・・燃焼反応度、
１５・・・・・・炉心流量サンプル値、１６・・・・・
・積算電力サンプル値、１７・・・・・・燃焼反応度計
算装置、１Ｂ・・・・・・燃焼反応度追跡装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 原子力発電プラントの原子炉の炉心流量Ｗ及び前記
   原子力発電プラントの積算電力Ｅを検出し、前日である
   （ｋ−１）Ｅｌこ測定された前記炉心流量Ｗ及び前記積
   算電力Ｅに基づいて流量−電力係数（ａｗｌａｗ）ｋ−
   １を求め、前記炉心流量に基づいて流量係数θに／δＷ
   を求め、前記（ｋ−１）日の最終時刻Ｎでの燃焼反応度
   をρＢｋ−１・ Ｎ前記（ｋ−１）日の時刻Ｎでの積算
   電力をＥｋ−１，ｌ’Ｊ及びに日の時刻ｎでの積算電力
   をＢｋ・ｎとした時、ｋ日の時刻ｎでの燃焼反応度ρＢ
   ｋ・ｎを次式％式％ ） によって求めることを特徴とする燃焼反応度追跡方法。