JPS59184895A - 原子炉の負荷追従制御方法 - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、原子炉の負荷、追従運転Ｘｌ１ｌ制御方法に
係り、・特に、制瞬棒及び液体ポイズンを用いて出力制
御を行う原子炉の日負荷追従運転に適用できる原子炉の
負荷追従運転制御方法に関するものである。

〔発明の背景〕

圧力管型原子炉は、燃料集合体を内蔵する多数の圧力管
を、減速材が充填されたカランドリアタンクにそれを貫
通して設置したものである。圧力管内は、冷却材が流動
する。このような圧力管型原子炉の出力制御は、カラン
ドリアタンク内で圧力管の間に挿入される制御棒の出入
れ操作と、カランドリアタンク内の減速材中に混入され
る液体ポイズン濃度の調節によって行われる。

最近、原子炉の運転方法としては、ベースロード用とし
ての固定された出力運転だけでなく、負荷の変動に応じ
て出力を変える負荷追従運転の適用が検討され始めてい
る。前述の圧力管型原子炉も、例外ではなく負荷追従運
転を適用することが検討されている。その具体例として
、特開昭５７−１４１５９４号公報に示すものがすでに
提案されている。

上記公開公報の第５図に示す圧力管型原子炉の負荷追従
運転制御装置は、１日の昼間と夜間の電力需、要に対応
させて毎日昼間の原子炉出力を高くして夜間の原子炉出
力を低く制御するものである。

圧力管型原子炉のように制御手段として制−棒及び液体
ポイズン濃度調節を用いる原子炉（圧力管型原子炉以外
に加圧水型原子炉がある）では、原子炉出力の下降（ま
たは上昇は、所定のＦ降率（または上昇率）で設定され
た出力下降線（または出力上昇級）を中心に上下に許容
幅をもたせてなる許容出力か上限線と許容出力下限線と
の範囲内で行わｆる。

圧力Ｒ型原子炉の負荷追従運転制御について以下に説明
する。カランドリアタンク内の液体ポイズンの濃度を増
加することによシ昼間の高い原子炉出力よシ夜間の低い
原子炉出力に下げる。制御棒の挿入、引抜き等の操作は
、急激な出力変動によって燃料集合体に与えるダメージ
が大きいので、原子炉出力が許容出力の上限または下限
線を逸脱する場合にのみ実施される。制御棒操作は液体
ポイズ７４度の調節に比べて原子炉出力の変動割合が極
めて大きく、原子炉出力の高出力領域でのその操作は燃
料集合体に損傷を与える危険性がある。

このため、高出功須域での制御棒の操作は、できるだけ
抑制することが望ましい。

前述の公開公報の第５図に示す圧力管型原子炉の負荷追
従運転制御は、負荷追従運転時の制御棒操作の回数を低
減しようとするものでちる。この負荷追従運転制御は、
原子炉出方の設定値及び原子炉の動特性解析用データを
用いて原子炉出力変化から反応度の時間変化の予測値を
求め、予測値から求めた反応度変化率の大きさに応じて
出力制御の時間を区分し、各区分時間内における液体ポ
イズンの注入量または除去量の最適値を求め、カランド
リアタンク内の液体ポイズン濃度を最適値に調整するも
のである。しかしながら、本方法においても、制御棒の
操作回数は減少したとはいえ、原子炉出力を５０％にす
る負荷追従運転を実施した場合、原子炉出力を５０％に
保持する前後の制御棒の操作回数は、約３００回にも及
ぶ。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記した事項を考慮して繰返し実施さ
れる負荷追従運転制御を単純化できる原子炉の負荷追従
運転制御方法を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の特徴は、ある負荷変動サイクルに投入された反
応度に基づいてその次の負荷変動サイクルにおける原子
炉出力制御手段の操作量を決定することにある。

圧力管型原子炉に負荷追従運転を適用した場合、負荷変
更計画が毎日同じパターンすなわち、負荷変動サイクル
で繰返えされると、２日目以降の炉心反応度変化のパタ
ーンが実質的に同一になるということがわかった。その
現象を、以下に説明する。第１図は、毎日負荷を変更す
る負荷追従運転を行った場合の圧力管型原子炉の炉心反
応度変化を示している。この場合における負荷追従運転
の負荷変更計画３７Ａは、１００％の電気出力を特性１
（実線）で示すように１時間で５０％まで下げ、５０％
電気出力を８時間保持し、その時間経過後ＶＣ１時間で
電気出力を５０％から１００％まで上昇させ、電気出力
１００％を１４時間保持するというパターン（負荷変動
サイクル）を、毎日繰返すものである。このような負荷
追従運転計画３７Ａに沿った負荷追従運転が実施される
までは、圧力管型原子炉は電気出力１００％を得るよう
に運転されていたものとする。特性１のように電気出力
が変化すると、それに伴って原子炉の熱出力は特性２（
破線）のように、また炉心内で燃料の核分裂によって発
生するキセノンの濃度は特性３（一点鎖線）のように変
化する。特性１の如く電気出力を変更する場合、炉心反
応度は、特性３のキセノン濃度の変化及び出力係数の影
響を受け、特性４（二点鎖線）の如く変化する。特性４
の炉心反応度は、原子炉の運転形態を変えた１白目は別
として２日目以降で実質的に同じ変化をしている。

このような傾向は、高電気出力１００％、低電気出力５
０％の負荷追従運転パターンから高電気出力１００％、
低電気高カフ０％の異なる負荷追従運転パターンに変え
た場合でも同じである。すなわち、後者のパターンを繰
返して負荷追従運転を実施することによシ、パターン変
化後２白目以降の炉心反応度の変化は実質的に同じであ
る。

本発明は、同じパターンの負荷追従運転を繰返して実施
する場合、そのパターンを何回か繰返した後では、炉心
反応度の変化が実質的に同じであるという現象を利用し
たものである。

〔発明の実施例〕

本発明の好適な一実施例である原子炉の負荷追従運転制
御方法を第２図に丞づいて説明する。第２図は、圧力管
型原子炉に適用した負荷追従運転制御装（ｔを示してい
る。圧力管型原子炉は、内部に減速材である重水が充填
されているカランドリアタンク１及びカランドリアタン
ク１に貫通させて取付けて燃料集合体３を内蔵する圧力
管２を有している。圧力管２のカランドリアタンク１の
水平断面における配置は、第３図に示す。冷却材である
軽水（単に冷却水という）は、圧力管２の下部より圧力
管２内に供給され、燃料集合体３によシ加熱されて蒸気
となる。蒸気を含んでｂる冷却水は、圧力管２の上部よ
シ蒸気ドラム（図示せず）内に供給される。ここで蒸気
は分離されてタービン（図示せず）に送られる。冷却水
は、蒸気ドラムに供給される給水とともに圧力管２の下
部に再び導かれる。冷却材として重水を用いる圧力管型
原子炉もある。この場合、圧力管２よシ吐出された重水
は、蒸気発生器にて軽水と熱交換され、再び圧力管２内
に戻される。軽水は、蒸気発生器にて蒸気となジタービ
ンに送られる。カランドリアタンク１内の減速材である
重水は、循環ポンプ４の駆動により重水循環、配管５及
びカランドリアタンクｌ内を循環する。

圧力管型原子炉の原子炉出力は、カランドリアタンク１
の圧力管２の間、すなわち燃料集合体３の間に出入され
る出力調整用の制御棒（ステンレス棒）６の操作及びカ
ランドリアタンク１内に充填されている重水中に含まれ
る液体ポイズンの濃度の調節によって制御される。制御
棒６は、制御棒駆動装置７に連結され、制御棒駆動装置
７により多数の燃料集合体３にて構成される炉心に挿入
されまたはそれから引抜かれる。出力調整用の制御棒６
以外に、原子炉の運転を停止させる運転停止用の制御棒
（図示せず）が多数設けられている。

運転停止用の制御棒は、原子炉の通常運転時に炉心から
引抜かれてお）、停止時に炉心に挿入される。液体ポイ
ズン濃度の調節は、液体ポイズン注入装置９及び液体ポ
イズン除去装置１６の操作にて行われる。液体ポイズン
注入装置９及び液体ポイズン除去装置１６は、重水循環
配管５に取付けられる。液体ポイズン注入装置９は、重
水循環配管５に接続される配管１０、配管１０に接続さ
れて内部に液体ポイズンが充填された液体ポイズンタン
ク１１、配管１０に取付けられる止め弁１２及び流量調
節弁１３から構成される。液体ポイズン濃度計１４及び
流量計１５が、配管１０に設けられる。液体ポイズン除
去装置１６は、両端が重水循環配管５に接続される配管
１７、配管１７に取付けられて内部にイオン交換樹脂が
充填された′ｏ、体ポイズン除去塔１８、配Ｗ１７に設
けられた止め弁１９及び２０からなっている。流量計２
１が配管１７に設けられる。流量調節弁２２は、重水循
環配管５に設置され、液体ポイズン除去装置１６が機能
していない時、すなわち止め弁１９及び２０が閉になっ
ている時には全開の状態にある。

液体ポイズン除去装置１６が機能している時、すなわち
止め弁１９及び２０が開になっている時、流量ｉｖ４節
弁２２の開度が減少されて重水循環配管５より液体ポイ
ズン除去塔１８に供給される重水流量が制御される。

制御棒６、液体ポイズン注入装置９及び液体ポイズン除
去装置１６の操作は、カランドリアタンクｌ内で圧力管
２０間に配置された中性子検出器２３の出力に基づいて
制御される。

このような圧力管型原子炉の負荷追従制御装置は、負荷
追従制御装置２４、液体ポイズン除去制御装置２９Ａ、
ｉ体ポイズン注入制御装置２９Ｂ。

一定負荷追従制御装置３０、原子炉出力統括制御装置３
３及び操作盤３４からなっている。操作盤３４を除く他
の制御装置は電子計算機にて構成される。原子炉出力統
括制御装置は、負荷追従制御装置２４及び一定負荷追従
制御装置３０を統括している。

比較的長時間の人きな反応度の市１］御には重水中の液
体ポイズン濃度の調節が適し、短時間での反応度の微修
正には制御棒６の操作が適している。

しかしながら原子炉出力が高い・煩域における匍］仰棒
６の操作は燃料破損の危険ｔＥを低減させる観点からで
きるだけ避けることが望しい。液体ポイズン績度調節手
段は遅効性制御手段であるとともに原子炉出力微調整用
制御手段でるる。制御棒６は即効性制御手段であるとと
もに液体ポイズン一度調節手段に比べて原子炉出力を犬
さく変動させるので原子炉出力微調整用制御手段である
とも言える。本実施例は、負荷追従運転を、できるだけ
液体ポイズン濃度の調節を実施することにより達成しよ
うとするものである。

負荷追従制御装置２４は、第４図に示すように、制御棒
制御装置２５、成体ポイズン除去・注入速度修正装置２
６、液体ポイズン除去・注入速度決定装置２７及び制御
棒位置修正装ｆｆ２８がら々っている。一定負荷追従主
制御装置３ｏば、第２図に示すように、投入反応度計算
装置３１及び液体ポイズン除去・注入速度指示装置３２
を有している。

上記の制御装置を用いて第１図の特性（電気出力）で示
す負荷変更計画３７Ａを実施する本実施例の負荷追従運
転制御方法を、以下に詳細に説明する。第５図に示す負
荷変更計画３’７Ｂは、第１図の特性１に示す電気出力
による負荷変更計画、３７Ａを原子炉熱出力の変化で示
したものである。

すなわち、負荷変更計画３７Ｂは、原子炉熱出力（以下
単に原子炉出力という）を１００％から１時間で５５％
壕で下げ、５５％原子炉出力を８時間保持し、その後に
１時間で原子炉出力を５５％から１００％まで上昇させ
１００％で１４時間保持するものである。この運転パタ
ーンは、操作盤３４から解除の指令がでるまで毎日繰返
えされる。

原子炉出力が５５％の時に電気出力が５０％まで下がる
のは、原子炉出力が低くなるとタービン効率が低下する
ためである。第５図の破線３８及び３９は、負荷変更計
画３７’Ｈの上限値及び下限値を示している。圧力管壁
原子炉は、出力制御を行う際、キセノンの濃度変化の影
響を受は易く原子炉出力が変動し易い。この変動を抑制
して原子炉の出力制＃を容易にするために上限値３８及
、び下限値３９が設けられている。負荷変更計画３７Ｂ
と上限値３８及び下限値３９との各出力差ΔＰは、出力
許容幅を示している。

負荷変更計画３７Ａは、操作盤３４より原子炉出力統括
制御装置３３に人力され、そのメモリ（図示せず）内に
記憶される。出力許容幅ΔＰは、あらかじめ原子炉出力
統括１制御装置３３のメモリ内に記憶されている。原子
炉出力伏括制酬１装置３３は、原子炉の運転計画を比較
し、今まで実施していた原子炉の運転計画と異なる運転
計画が入力されると、開閉器３５を閉じる。原子炉出力
統括制御装置３３は、負荷変更計画３７Ａに基づいて時
間ｔに対応する眠気出力ｐ、（ｔ）を原子炉出力Ｐｂ（
ｔ）に変換呟この原子炉出力Ｐ　ｈ　（ｔ）を開閉器３
５を介して順次負荷追従制御装置２４に伝える。

すなわち、原子炉統括制御装置３３は、負荷変更計画３
７Ａ（第１図）を負荷変更計画３７Ｂ（第５図）に変換
して出力する。時間ｔは、原子炉統括制御装置３３に内
蔵されるタイマ機能によって計測される。出力許容幅Δ
Ｐ及び時間ｔも、原子炉出力統括制御装置３３から負荷
追従制御装置２４に伝えられる。

これらの信号を入力する負荷追従制御装置２４の機能を
説明する。

負荷追従制御装置２４の制御棒制御装置２５の動作を第
６図により説明する。中性子検出器２３の出力信号φＩ
（ｔ）が、制御棒制御装置２５に入力される。制御棒制
御装置２５のブロック２５Ａは、炉心の制御領域ｉ毎の
出力信号φ１（ｔ）に基づいて制御領域ｌの原子炉出力
Ｐｂ＋（ｔ）を求める。フ゛ロック２５Ａの出力である
ｐ　ｈ　１（ｔ）は、ブロック２５Ｂに入力される。こ
こで、すべての制御領域ｉの原子炉出力ｐｈ＋（ｔ）を
合計することにより原子炉出力’ｐｈｔ（ｔ）が求めら
れる。ｐｂｔ（ｔ）は、ブロック２５Ｃに入力され、（
１）式の条件が満足されるか否かが比較される。

Ｐｈ　（ｔ）−ΔＰ（Ｐｈ　ｔ（ｔ）＜ｐｈ（ｔ）＋Δ
Ｐ　　　・・・・・・・・・（１）（１）式の条件が満
足される場合、利−棒駆動装置７は動作せず、副ｉａ１
棒６は動かない。（１）式の条件が満足しない時、すな
わち、ｐｈｔ（ｔ）が［Ｐｈ（ｔ）−ΔＰ〕よυも小さ
い場合は制御棒引抜き信号がまたｐｈｔ（ｔ）がＣＰｂ
（ｔ）＋ΔＰ〕よりも大きい場合は制御棒挿入信号が、
ブロック２５Ｃより出力される。これらの制御棒操作信
号が出力され、ブロック２５Ｄにて操作すべき制御棒１
・、妨助装置ｆ７が選択される。選択さｎた制御棒駆動
装置７にブロック２５Ｄの出力信号が入力されると、そ
れに連結された制御棒６が（１）式を満足するまで炉心
より引抜かれる（甘たけ挿入される）、制御棒駆動装置
７の制御棒位置検出器８の出力である位置信号ＨＣＲ（
ｔ）は、ブロック２５Ｅに伝えられる。ここで、位（両
信号ＨＣＲ（ｔ）は、矧］＃棒６の先端の位置である。

ブロック２５Ｅは、ＨＣＲ（わが次式の条件を満足する
か否かを判断する。

ＨＣＲ−Δｈ（ＨｃＲ（ｔ）（ＨｃＲ＋Δｈ・・・・・
・・・・（２）ここで、ＨＩ２ＩＬ　　は制御棒６の初
期位置及びΔｈは制御棒６の許容移動範囲を示している
。（■（０Ｒ −Δｈ）は制御棒６の許容下限位置、（ＨｃＲ＋Δｈ）
は制御棒６の許容上限位置をそれぞれ示している。位置
信号ＨＣＲ（ｔ）が、（２）式の条件を満足しない時、
ブロック２５Ｆの出力信号により開閉器２５Ｆが閉じら
れる。（２）式の条件が満足されている時、開閉器２５
Ｆ’は開いている。開閉器２’　５　Ｆが閉じられると
、（２）式の条件を満足しない位置信号ＨＣＲ（わが液
体ポイズン除去・注入速度修正装置２８に伝達される。

また、制御棒位置検出器８の出力の位置１言号ＨＣＲ（
’）は、液体ポイズン除去・注入速度修正装置２６に伝
達される。

液体ポイズン除去・注入速度決定装置２７の機能を第７
図に基づいて説明する。負荷変更計画３７Ｂが、液体ポ
イズン除去・注入速度決定装置２７に入力される。まず
、ステップ２７Ａにて、負荷変更計量　３７　Ｂに対応
するキセノン数密度及びサマリウム数密度等の動特性を
炉心一点炉モデルによシ求める。すなわち、これらの数
密度の変化は、下記に示す（３）〜（６）式にて求めら
れる。

ｄニ ー−φΣｔＹ＋　　２＋Ｉ　　　　　　　・・・・・・
・・・（３）ｔ ｄＸ。

■＝φΣｔＹｘ＋λ＋Ｉ−（λア＋φσ：）Ｘ、　　・
（４）ｐｖａ −＝φΣｔＹｐ−λｐＰｍ　　　　　　　　・・・・・
・・・・（５）ｔ 外−φΣｔ　Ｙｓ＋λ、ｐ、−（λ５＋φσ、“）Ｓ。

・・・（６）ｔ ただし、ｔは時間、■は燃料内のよう素の数密度、Ｘ６
は燃料内のキセノンの数密度、Ｐ□は燃料内のグロメチ
ウムの数密度、Ｓ、、は燃料内のサマリウムの数密度、
φは燃料内の平均中性子束、Σｆは燃料内のマクロ吸収
断面積、Ｙは各原子の核分裂による生成割合、λは各原
子の崩壊定数及びσ１は各原子のミクロ吸収断面積であ
る。Σｆ。

Ｙ、λ及びσ６等の上記演算に必要なデータは、液体ポ
イズン除去・注入速度決定装置２７内に記憶されている
。（３）〜（６）式に基づいて求めた負荷変更計画３７
Ｂに対応するキセノン及びサマリウムの数密度の変化を
第８図に示す。次に、炉心反応度の変化をステップ２７
Ｂで求める。炉心反応度の変化は、キセノン及びサマリ
ウムの数密度の変化に対応する各反応度変化と炉心出力
の変化に対応する反応度変化の和である。キセノン、サ
マリウムの数密度の変化及び炉心出力の変化に対応すル
各々ノ反応度の変化は、キセノン、サマリウムの数密度
の変化及び炉心出力の変化のそれぞれに対する比例計算
で求めることができる。炉心反応度変化の計算結果金、
キセノン及びサマリウムの数密度に対応する各反応度変
化及び炉心出力の変化に対応する反応度（ドツプラ、ボ
イド、減速材温度反応度）変化とともに第９図に示す。

ステップ２７Ｃでは、負荷変更計画３７Ａを達成するの
に必要な制（３）ｊ反応度ＫＢの変化が求められる。こ
の制御反応度Ｋ　Ｂば、第１０図に示すように第９図に
示す炉心反応度とは絶対値が等しく、正、負の符号が炉
心反応度の逆になっているだけである。

すなわち、炉心反応度とは逆の符号の反応度を制御反応
度として投入すれば、炉心の中性子の発生数と吸収数が
うまくバランスされ、目標の負荷変更計画３７を達成で
きる。

制御時間区分が、ステップ２７Ｄによって決定される。

第１１図に示すように制御反応度ＫＢを時間区分反応度
ΔＫＩを用いて分割し、それに対応した時間Ｔ１〜Ｔｎ
で制御時間区分を設ける。

上記の時間区分反応度ΔＫ　Ｉは、負荷俊（計画３．７
　Ａとともに操作盤３４よｈ　ｊａ荷追従制御装置２４
に伝達される。なお、負荷変更計画３７Ｂにおいて、原
子炉出力の降下開始する時間、降下を終了した時間、原
子炉出力の上昇開始時間及びその終了時間は、制御時間
区分の時間になるようにする。

ステップ２７Ｄで決定された各々の制御時間区分に対す
るポイズン除去・注入基準速度Ｖｂａｍｓが、ステップ
２７Ｅにて求められる。時間ＴＩ、からＴゎ＋ｓ’ｌで
の期間におけるポイズン除去・注入基準速度Ｖｂ　ａ　
ｓ。（Ｔ、〜’ｒ、、、＋　）は、次式で表わされる。

ただし、Ｔアはｎ回目及びＴ　ｎ　＋　１は（ｎ＋１）
回目の制御時間区分開始時間であシ、γは液体ポイズン
の単位濃度当シの反応度である。上記のγは、第１２図
に示す重水中の液体ポイズン濃度と液体ポイズンによる
反応度との関係に基づいて求められる。ステップ２７Ｅ
で各制御時間区分に対応して得られたポイズン除去・注
入基準速度Ｖｂａｓ＊の計算結果を、第１３図に示す。

縦軸の零よシ上方の正の値が液体ポイズンの注入、零よ
シ下方の負の値がその除去を示している。この計算結果
は、負荷変更計画３７Ｂに対応するものである。

ステップ２７Ｅの出力信号、すなわち、第１３図に示さ
れた速度信号は、ステップ２７Ｆに送られる。また、ス
テップ２７Ｆには、液体ポイズン除去・注入速度修正装
置２６からの出力信号ΔＶＣＲが入力される。Ｖｂａｍ
。は、ステップ２７ＦにおいてΔ■ＣＲによシ修正され
る。修正後の液体ポイズン除去・注入速度を■０とする
と、■０は次式で示される。

Ｖ　ｏ　（’）　−Ｖｂ　−−−（ｔ）＋Δ■ＣＲ（ｔ
）・・・・・・・・・（８）で修正された液体ポイズン
除去・注入速度■。（１）が、ステップ２７Ｇに入力さ
れる。制仰棒位置修−ＩＮ 正装置２８からの注入速度信号■。−たは除去速度信号
■　　がステップ２７Ｇに入力されない時は、ステップ
２７Ｇは液体ポイズン除去・注入速度ＶＯ（ｔ）を液体
ポイズン除去制御装置２９Ａまだは液体ポイズン注入制
御装置２９Ｂに出力する。

すなわち、Ｖｏ　（ｔ）が負の値の場合は液体ポイズン
除去制御装置２９Ａに、■０（ｔ）が正の値の場合は液
体ポイズン注入制御装置２９Ｂに出力されろう注入速度
信号■。Ｒまたは除去速度信号■。Ｒがステップ２７Ｇ
に入力された時は、■０（ｔ）がステップ２７Ｇより出
力されていたとしてもＶＯ（ｔ）の代りに注入速度信号
ＶｃＲが優先的にステップ２７Ｇより液体ポイズン注入
制御装置２９Ｂに出力され、邊たは除去速度信号■　　
が優先的に液体ポイズン除去゛制御装置２９Ａに出力さ
れる。注入速度信号■ｆｓは制御棒位置修正装置２８か
ら操作中止信Ｒ 号ＳＩＮがステップ２７Ｇに入力された時点で、除去速
度信号■　　は操作中止信号５ＯＵＴが入力さＲ れた時点でその効力を失う。すなわち、信号Ｖ。（１）
のステップ２７Ｇからの出力が引続いて開始される。

液体ポイズン除去・注入速度修正装置２６の機能を第１
４図により説明する。液体ポイズン除去・注入速度修正
装置２６は、原子炉出力統括制御装置３３より負荷変可
計画３７を入力する。液体ポイズン除去・注入速度修正
袋＠２６は、制御時間区分よりひじように短かい偏差平
均時間（例えば５分）内における制御棒操作による投入
反応度（制御反応度の予測値と負荷変更を開始した後の
制御反応度の実測値との差）に対応する液体ポイズン除
去・注入速度を求め、これに基づいて次の偏差平均時間
内における液体ポイズン除去・注入度応を修正するもの
である。偏差平均時間は、液体ポイズン除去・注入速度
修正装置２６内で記憶されている。ステップ２６Ａで偏
差平均時間Δｔが経過したか否かを判定する。偏差平均
時間Δｔが経過した時、ｆｌｉｌＪ御棒制御装置ｆ２５
から入力した制御棒６の位置信号Ｈａ　Ｒ（ｔ）を記憶
する（ステップ２６Ｂ）。あらたな偏差平均時間が経過
した時点の位置信号ＨＣＲ（りをＨ１１時間時間前に記
憶したＨｃ　Ｒ（ｔ）をＨｏと称する。偏差平均時間Δ
を内における制御棒６の操作による投入反応度ΔＫ　Ｃ
ｅ次式にて求める（ステップ２６Ｃ）。ここで、αは制
御棒６の単位長さ移動時における反応度である。

ΔＫＣ＝　（ＨＩ　　ＨＯ）α　　　・・・・・・・・
・（９）次に、制御棒投入反応度ΔＫＣを、等価な反応
度を得る液体ポイズン濃度ΔＰに換算する（ステップ２
６Ｄ）。

ΔＰ−ΔＫＣ／β　　　　・・・・・・・・・（１０）
ここでβは液体ポイズンの単位濃度当シの反応度である
。液体ポイズン濃度ΔＰに基づいて、次の偏差平均時間
Δを内における液体ポイズン除去・注入速度の修正分Δ
ＶＣＲを次式にて求める（ステップ２６Ｅ）。

ΔＶｃｘ＝ＪＰ／Δｔ　　・・・・・・・・・（１１）
時間Δを前に記憶したΔＶｃＲの値の代シにステップ２
６Ｅで求めた新たな修正分ΔＶＣＲをステップ２６Ｆで
記憶する。この修正分ΔＶｃａの値は、次回以降の偏差
平均時間が経過してしかも制御棒６の操作が実施される
まで液体ポイズン除去・注入速度修正装置２６から液体
ポイズン除去・注入速度決定装置２７に出力される。

制御棒位置修正装置２８は、制御卸嘩６の位置を所定範
囲内に納めようとするものである。その詳細な機能を第
１５図に基づいて説明する。（２）式の条件が満されず
開閉器２５．Ｆが閉じた時、（２）式の条件を満してい
ない位置信号ＨＣＲ（１）が制御棒位置修正装置２８に
入力され、（１２）及び（１３）式にて制御棒６の位置
修正のために液体ポイズンを除去すべきかまたは注入す
べきかを判定する（ステップＨＣＲ（ｔ）＜ＨＣＲ−Δ
ｈ　　　　　　・・・・・・・・・（１２）ＨＣＲ（ｔ
）＞Ｈ’　　＋Δｈ９０１１１０１．（１３）Ｒ プ２８Ａ）。（１２）式の条件を満足する時は液体ポイ
ズンが除去され、（１３）式の条件を満足する時は液体
ポイズンが注入されろう （１２）式の条件を満足する時には、ステップ２８Ｂに
て次式の判定がなされる。

ＨＣＲ（ｔ）≧Ｈ−Δｈ　　　　・・・・・・・・・（
１４）Ｒ （１４）式の判定が否の場合、液体ポイズンの注入速度
信号■ＩＮが出力される（ステップ２８Ｃ）。

（１４）式の条件が満足された時、ｌ液体ポイズンの注
入操作を中止する操作中止信号８ｒＮｉ）”出力される
（ステップ２８Ｄ）。

（１３）式の条件を満足する時に（は、ステップ２８Ｂ
にて次式の判定がなされる。

ＨＣＲ（ｔ）≦胎＋Δｈ　　・・・・・・・・・（１５
）（１５）式の判定が否の場合、液体ポイズン除去速度
信号■。Ｒが出力される（ステップ゛２８Ｆ）。

■　　及び操作中止信号ＳＩＮ及びＳ。ＩＪＴは、前述
したように液体ポイズン除去注入速度決定装置２７に出
力される。

投入反応度計算装置３１の機能を第１６図に基づいて説
明する。投入反応度計算装置３１は、実際に炉心に挿入
されている制御棒６の位置及び減速材である重水中の液
体ポイズン濃度に基づき時間ｔにおいて炉心に投入され
ている投入反応度Ｋ（ｔ）を求め、その投入反応度Ｋ（
ｔ）の制御時間区分である時間Ｔｎ−ｓからＴ１まで変
化ΔＫ（Ｔ−ｔ〜Ｔわ）によシ翌日の時間Ｔ、−１から
Ｔ１までの液体ポイズンの注入または除去速度Ｖ（Ｔ−
１〜Ｔ、）を求める。

これらの演算を詳細に説明する。

各制御棒位置検出器８の出力信号である各々の制御棒６
の位置信号ＨｃＲ（ｔ）が、投入反応度計算装置３１に
それぞれ入力される。液体ポイズン注入装置９の液体ポ
イズン濃度計１４の出力信号ａ及び流量計１５の出力信
号Ｗ１は、液体ポイズン注入制御装置２９Ｂを介して投
入反応度計算装置３１に入力される。さらに液体ポイズ
ン除去装置１６の流量計２１の出力信号Ｗ２は、液体ポ
イズン除去制御装置２９Ａを介して投入反応度計算装置
３１に入力される（ステップ３１Ａ）。時間ｔまでのΔ
１．（例えば５分）間に移動した制御棒６の本数ｎを、
各々の制御棒６の時間ｔにおける位置信号ＨＣＲ（ｔ）
より求める（ステップ３１Ｂ）。

制御棒６が移動したか否かは、Ｈｃ　Ｒ（ｔ）　＝　Ｈ
ｃ　ｎ　（ｏ）　ｉたはＨｃＲ（ｔ）←Ｈｃ　Ｒ（０）
のいずれに該当するかによって判定する。Ｈｃ　Ｒ（ｔ
）　−Ｈｃ　Ｒ（０）であれば制御棒６は４１１間で移
動して”　り　ＸＨｃ　ｎ　（ｔ）←Ｈｅ　Ｒ（ｏ）で
われは制御棒６（は移動していない。ここで、Ｈｃ　Ｒ
（ｏ）は、時間ｔよシΔｔ１前の時間における制御棒６
の位ＩＷである。時間Δｔ、は、投入反応度計算装置３
１のメモリに８己１意させておく。また、Δｔ１は操作
盤３４より入力してもよく、任意の直を選択できる。

Δｔ、間に移動した全制御棒６によって炉心に投入され
る投入反応度Ｃ（ｔ）を求める（ステップ３１Ｃ）。ま
ず、移動した１本の制御棒６によって投入された投入反
応度ｃｏ（ｔ）は、次式のように表わされる。

Ｃｏ１（ｔ）−ＣＡＩ（ｔ）−ＣＡＩ（０）　　　　・
・・・・・・・・（１６）ここで、ＣＡＩ（ｔ）はＨｃ
旧（１）に対応する制御棒反応度であり、ｃＡｔ（ｏ）
はＨｃ　Ｒｔ　（ｏ）に対応する制御棒反応度である。

ｉは１，２．・・・、ｎであって移動した制御棒６に対
する番号である。ＣＡ　Ｉ（ｔ）及びＣＡＩ（０）は、
第１７図の特性に基づき制御棒６の位置、すなわちＨｅ
　ｎ　Ｉ（ｔ）　、　Ｈｃ　ｎ　Ｉ（ｏ）に対応する値
となる。

従って、投入反応度Ｃ（ｔ）は、 Ｃ（す＝　Σ　Ｃｏ１　　　　　　　　・・・・・・・
・・　（１７）ｍｌ となる。４１１間に炉心に挿入された制御棒６による投
入反応度よりも炉心から引抜かれた制御棒６による投入
反応度が大きい場合は、Ｃ（ｔ）は正の値となる。前者
の投入反応度が後者のそれよシも大きい場合は、Ｃ（’
）は負の値となる。時間ｔまでの４１１間における液体
ポイズン注入時間ΔＴ！及び液体ポイズン除去時間ΔＴ
２を求める（ステップ３１Ｄ）。これらの時間ΔＴ１及
びΔＴ２は、具体的には以下のようにして求める。液体
ポイズン注入操作の実施、未実施の判別及び液体ポイズ
ン除去操作の実施、未実施の判別は、流量信号Ｗ１及び
Ｗ２に基づいて行う。。それぞれの操作が実施されてい
ない場合には流量信号Ｗｔ及びＷ２がそれぞれ零になり
、それぞれの操作が実施されている場合にはそれぞれの
信号が零より太きな値を示す。

４１１間における液体ポイズン注入時間ΔＴ１は、下記
の（ｔ）〜（１ｖ）のように決定される。ここで時間Δ
ｔｂ及びΔｔ６は、Δ１．＞Δ１．＞Δｔ０の関係にあ
るものとする。

（１）時間（を−Δｔｂ）から時間ｔ−１での間でＷｌ
〉０である時、ΔＴ１−Δｔｂ （１１）時間３１１間でＷｌ＞Ｏである時、ΔＴｌ＝Δ
　ｔＩｌ （ｉｉｉ）時間（ｔ−Δ１．）から時間（を−Δ１ｂ）
（ までの間でＷｌ〉０である時、ΔＴｌ−Δｔ。

−Δｔｂ （１■）時間（を−Δｔｂ）から時間（を−Δｔ。）ま
での間でＷｌ〉０である時、ΔＴ１−Δｔｂ−Δ１ｅ また、４１１間における液体ポイズン除去時間ΔＴ２は
、下記の（Ｖ）〜（ｖｉｌのように決定される。

（Ｖ）時間（を−Δ１ｂ）から時間ｔまでの間でＷ２〉
０である時、ΔＴ２＝Δｔ。

（■１）時間Δｔ、間でＷ２　＞０である時、ΔＴ２−
Δｔ１ （ｖｉｉ）時間（を−Δ１．）から時間（ｔ−Δｔｂ）
までの間でＷ２〉０である時、ΔＴ２　＝Δｔ。

−Δ１ｂ （ｖｉｉＤ時間（ｔ−Δｔ　ｂ　）　カラ時間（ｔ　−
Ａ　ｔ。）までの間でＷ２〉０である時、ΔＴ２−Δｔ
ｂ−Δｔ０ ステップ３１Ｅは、ステップ３１Ｄにおいて求められた
液体ポイズン注入時間ΔＴ１及び液体ポイズン除去時間
ΔＴ２を用いて、４１１間に液体ポイズンの濃度調節に
よシ投入された投入反応度Ｐ　（ｔ）を計算する。この
演算は、次式にて行う。

Ｐ（す＝ｆ　（ａ、　Δ’ｒｔ　　）＋ｆ　　（Ｗ２　
　、　　ΔＴ２　　）・・・・・・・・・（１８） ｆ（ａ、ΔＴｌ　　）及びｆ（Ｗ２．ΔＴ２　）は、第
１８図の特性に基づいて求められる。前者の値は第１８
図の実線の特性から、後者の値は第１８図の破線の特性
から求められる。実線の特性は注入される液体ポイズン
濃度ａをパラメータとして、破線の特注は液体ポイズン
除去塔１８に供給される流、１−Ｊ、　Ｗ２　をパラメ
ータとして示されている。

Ｐ　（ｔ）の値は、液体ポイズン除去に伴う投入反応度
が液体ポイズン注入に伴う投入反応度よシも大きい場合
に正の値となシ、それらの投入反応度の大きさが逆の場
合に負の値となる。

原子炉出力（原子炉熱出力）ｉｌ′ｉ、燃料の燃焼度が
大きくなるに伴って、燃料の劣化等による炉心出力係数
の変化の影響を受けて徐々（て変化する。

このような原子炉出力の変化量は、負荷追従運転開始初
期においてはわずか１ｒｌＡである。しかし、負荷追従
運転開始後８０日ではその累計量は大きなものとなる。

すなわち、８０日白目おける原子炉出力の変化量は、制
御棒を１４４０回操作した時に変化する原子炉出力の変
化量に号しい。１日肖りの制御棒操作回数にすると、１
８回である。

１８回の制４１１棒操作によって１日に投入される投入
反応度を、時間Δｔ、毎に分担させることによシ、炉心
出力係数による原子炉出力の変化を補償することができ
る。時間ｔにおける投入反応度の補正量ｍ（ｔ）は、次
式によシ求める（ステップ３１Ｆ）。

□ｍ（ｔ）＝ΔＰＫ−ΔＰＯＷＥＲ（ｔ）　　　−・・
・−・−（１９）ここで、ΔＰＫは原子炉出力１％変化
当りの炉心反応度の１日尚シの変化であシ、ΔＰＯＷＥ
Ｒ（ｔ）は時間ｔまでの３１．間における原子炉出力変
化を示している。

次に、Δｔ、経過後の時間ｔにおける炉心への全投入反
応度ΔＫ（ｔ）’を次式によシ求める（ステップ３１Ｇ
）。

ΔＫ（ｔ）＝Ｃ（ｔ）＋Ｐ（ｔ）＋ｍ（ｔ）　　−・・
・−・・・（２０））制御時間区分子つを決定する（ス
テップ３１Ｈ）。

すなわち、現在の時間ｔが制御時間区分子１である。時
間ｔよシΔｔ、前の時間（を−Δ１．）が、制御時間区
分子ｎ　＋　１となる。

翌日の同じ制御時間区分子０−１からＴアまでの時間Δ
ｔ、の間での液体ポイズン除去・注入速度■（Ｔｆｉ、
、１〜Ｔｆｉ）′！ｉｌ−次式より求める（ステップ３
１１）。

・・・・・・・・・（２１） ここで、αは液体ポイズン濃度の換算値（Δに／ｐｐｍ
）である。

負荷変更計画３７Ｂの原子炉出力降下開始時以降の制御
時間区分に対して得ら扛た液体ポイズン除去・注入速度
Ｖ（Ｔ。−１−’ｉ’、）及び投入反応度ΔＫ　（Ｔ−
＋　−Ｔ−）は、液体ポイズン除去・注入速度指示装置
３２に入力される。

液体ポイズン除去・注入速度指示装置３２を第１９図に
示す。液体ポイズン除去・注入速度指示装置３２は、制
御時間区分子ｔ　Ｉ　Ｔ２　＋・・・・・・。

Ｔ、、−ＩＨＴｎに対応する液体ポイズン除去・注入速
度Ｖ（Ｔｏ−Ｔｔ　）　、　Ｖ（Ｔｔ〜Ｔｚ　）　、−
−、Ｖ（Ｔ−ｔ〜Ｔｎ）およびΔＫ　（、Ｔｏ＝Ｔｔ）
　、ΔＫ　（Ｔｌ〜Ｔ２）。

・・・・・・、ΔＫ　’（Ｔ、、−ｔ〜Ｔ、）の値を、
投入反応度計算装置３１より入力しくステップ３２Ａ）
、これらの値を記憶装置（磁気ディスク、磁気ドラム等
）内に記憶させる（ステップ３２Ｂ）。制御時間区分子
ｌ　＋　Ｔ２　ｔ・・・・・・、Ｔイとは、負荷追従運
転を開始時からＴ１までの期間、ＴＩからＴ２４での期
間、・・・・・・、Ｔｆｉ−１からＴアまでの期４間を
意味する。

Ｖ　（Ｔ−−ｔ〜Ｔｎ）　　の値は翌日の時間Ｔ　ｎ　
−１からＴ。

までの値でちるのに対してΔＫ　（Ｔ＝ｔ〜Ｔ、）の値
は今日の時間Ｔ　ｎ　−１からＴアまでの値である。こ
れらの値は、毎日、投入反応度計算装置３１よシ入力さ
れて前述の記憶装置内に記憶される。

次に、今日とその前日における負荷追従運転して原子炉
出力降下開始時から３０分（任意の時間）経過時までの
投入反応度ΔＫ　（Ｔｏ　＝Ｔｏ　）を求める（ステッ
プ３２Ｃ）。前日の投入反応度Δにア（Ｔｏ＝Ｔｓ）は
、記憶装置内に記憶されている前日のΔＫ　（Ｔｏ　＝
Ｔｔ　　）　、−−、ΔＫ（Ｔｓ〜Ｔ６　）を加算した
ものである。今日の投入反応度ΔＫｔ（Ｔｏ−Ｔ６．）
は、記憶装置内に記憶されている今日のΔＫ（Ｔｏ−Ｔ
ｌ　）、・・・・・・、ΔＫ（Ｔ５〜’Ｉ”６　）を加
算したものである。投入反応度は、第１０図に示す負荷
変更計画３７Ａを達成するのに必要な制御反応度である
。負荷変更計画３７Ａに基づく負荷追従運転を開始した
最初の日についてのΔＫ　ｔ　（Ｔｏ　＝Ｔａ　）は求
まるが、その前日のΔＫｙ　（Ｔｏ　＝Ｔａ　）は当然
のことながら零となる。

ΔＫｔ　（Ｔｏ　＝Ｔａ　）及びΔＫｙ　（Ｔｏ　□Ｔ
ａ　）を求めた後、これらの値を比較する（ステップ３
２Ｄ）。

この比較は、次式にて行う。

０．９９ΔＫｙ　（Ｔｏ　＝Ｔｓ　）≦ΔＫｔ　（Ｔｏ
　−ＴＯ）≦１．０１ΔＫｙ　（Ｔｏ　＝Ｔｓ　）　　
　”・・・・−（２２）ΔＫｔ　（Ｔｏ　”Ｉ’ｓ　）
が（２２）式を満足しない時は、ステップ３２Ｄよ、９
ＮＯＴ信号が出力される。

ＮＯＴ信号は、原子炉出力統括制御装置３３に入力され
る。原子炉出力統括制御装置３３は、ＮＯＴ信号を入力
することによって、開閉器３５を閉のまま保持する。す
なわち、ΔＫ　ｔ　（ＴＯ−ＴＯ）が（２２）式を満し
ない時は、負荷追従制御装置２４による負荷追従運転、
すなわち、修正機能を有する予測（（３）〜（６）式に
よる予測）に基づく負荷追従運転が、今日の時間Ｔ６以
降においても引続いて実施例 ΔＫｉ　（Ｔｏ　＝Ｔｓ　）が（２２）式を満足する時
は、ステップ３２ＤよｊＤＹＥ８信号が出力される。

ＹＥＳ信号の出力は、厳密にはΔＫｔ　（Ｔｏ−Ｔｅ　
）＝Δにア（Ｔｏ　＝Ｔｓ　）の場合に行うことが望ま
しい。しかし、実際には検出器の出力信号等に誤差が含
まれているので、ΔＫｔ　（Ｔｏ　＝Ｔａ　）　　とΔ
Ｋｙ　（Ｔｏ　＝Ｔａ　）　　の比較は、（２２）式に
示されるように±１％の許容範囲内で行っても何等差支
えない、ΔＫｔ　（Ｔｏ　＝Ｔｓ　）はΔに、　（ＴＯ
−Ｔａ　）に比べて補正分ｍ（ｔ）の差だけ大きくなる
が、その差は１日の違いだけではわずかのものであシ±
１％内に含まれる。ＹＥＳ信号が出力されると、ステッ
プ３２Ｅにおいて記憶装置に記憶されている前日求めた
（第１６図のステップ３１１で求めた）液体ポイズン除
去・注入速度Ｖ（Ｔ＝ｔ〜Ｔ、）であって時間Ｔ７以降
の液体ポイズン除去・注入速度を、記憶装置から今日の
時間の経過に対応して順次呼び出す。呼び出された液体
ポイズン除去・注入速度Ｖ　’（Ｔ−ｔ−Ｔ−）は、液
体ポイズン除去速度Ｖｏｔｒｔ　（Ｔ−−ｔ〜Ｔ、　）
と液体ポイズン注入速度■！Ｎ（Ｔ−−＋〜Ｔ、）に分
けられて別々に出力される（ステップ３２Ｆ）。液体ポ
イズン除去速度Ｖ　ｏ　Ｕ　Ｔ（Ｔヨー１〜Ｔ、）は、
負の値であって液体ポイズン除去制御装置２９Ａに伝え
られる。液体ポイズン注入速度Ｖｒｓ（Ｔ−ｘ〜Ｔ、）
は、正の値であって液体ポイズン注入制御装置２９Ｂに
伝えられる。

ＹＥＳ信号は、ステップ３２Ｄから出力されると同時に
原子炉出力統括制御装置１ｉ３３に入力される。原子炉
出力統括制御装置３３は、ＹＥＳ信号を入力すると、開
閉器３５を開にしてしまう。従って、ΔＫｔ（Ｔｏ　−
Ｔｓ　）が（２２）式を満足する場合は、負荷追従運転
装＠２４による負荷追従制御が打切られ、一定負荷追従
制御装置３０による負荷追従制御が実施される。一定負
荷追従制御装置３０による負荷追従制御は、負荷変更計
画３７Ａに基づく負荷追従運転が実施され、しかも、Δ
に＝　（Ｔ−ｔ−Ｔ’−）が（２２）式を満足する間、
実施される。一定負荷追従制御装置３０による負荷追従
制御が実施される場合は、液体ポイズン除去・注入速度
指示装置３２は、投入反応度計算装置３１のステップ３
１１で求めた前日の投入反応度に基づく液体ポイズン除
去・注入速度’Ｖ’（Ｔ−＋〜Ｔ、）を記憶装置から呼
び出して常に液体ポイズン除去装置２９Ａまたは液体ポ
イズン注入制御装置２９Ｂに出力する。

以上に本実施例の負荷追従制御装置の機能を説明したが
、この負荷追従制御装置による負荷追従運転方法を、時
間の経過とともに説明する。

電気出力１００％を得るために運転されている圧力管型
原子炉に対して負荷変更計画３７Ａに基づく負荷追従運
転を実、畑すべく、運転員は操作盤３４ｆ：操作する。

この指令は操作盤３４よ多原子炉出力統括制御装置３３
に伝えられ、開閉器３５が閉する。原子炉出力統括制御
装置３３は、電気出力による負荷変更計画３７Ａを原子
炉出力（原子炉熱出力）による負荷変更計画３７Ｂに変
換して負荷追従制御装置２４に出力する。

負荷追従制御装置２４の液体ポイズン除去・注入速度決
定装置２７は、第７図のステップ２７Ａ〜２７Ｂに基づ
いて液体ポイズン除去・注入基準速度Ｖｂａｓａを算出
する。負荷変更計画３７Ｂによる負荷追従運転が開始さ
れて原子炉出力降下が始まった直後においては、ΔＶＯ
Ｒ（ｔ）が零であるのでｖ　ｏ　（ｔ）＝　Ｖｂｍａ＠
となシ、Ｖｂａ、ｓ＊に基づく液体ポイズンの注入が実
施される。すなわち、正の値であるＶｏ（ｔ）が液体ポ
イズン注入制御装置２９Ｂに入力され、液体ポイズン注
入制御装置２９Ｂは、止め弁１２を開にするとともに流
量調節弁１３を所定開度にして液体ポイズンタンク１１
内の液体ポイズンを配管１０を介して重水循環配管５内
に供給する。液体ポイズン注入制御装置２９Ｂは、流量
計１５の出力信号Ｗ１を入力して流量調節弁１３の開度
を調節し、所定のＶＯ（ｔ）が達成できるようにフィー
ドバック制御を行っている。供線された液体ポイズンは
、重水とともにカランドリアタンク１内に導かれ、原子
炉出力の低下に寄与する。液体ポイズンの注入によ多原
子炉出力が低下し始めると炉心内のキセノン数密度の影
響を受けて原子炉出力は基準線である負荷変更計画３７
Ｂからずれて上限値３８よシ上昇または下限値３９よシ
低下しようとする。これは、（３）〜（６）式の炉心一
点炉モデルによる出力変化の予測が実際の変化とずれて
いることを意味する。この場合は、負荷追従装置２４の
制御棒制御装置２５のブロック２５Ｃの機能が作用して
制御棒１駆動装置７が、駆動される。このため、それに
連結された制御棒６は炉心に挿入または炉心から引抜か
れ、原子炉出力が上限値３８と下限値３９の間になるよ
うに調節される。この制御棒６の移動による投入反応度
は、液体ポイズン除去・注入速度修正装置２６のステッ
プ２６Ａ〜ステツプ２６Ｅの機能によシ得られた次の偏
差平均時間Δｔ（ｉｏ分間）の液体ポイズン除去・注入
速度修正分ΔＶａＲ（ｔ）として、液体ポイズン除去・
注入速度決定装置２７のステップ２７Ｆにて基準速度Ｖ
ｂａｓ＊（ｔ）に加算される。次の偏差平均時間Δを内
では、ΔＶｅＲ（ｔ）が加味されたＶｏ（ｔ）に基づい
て重水中の液体ポイズンの注入が行われる。制御棒６操
作による投入反応度は液体ポイズン濃度変化によって補
償できるので、次の偏差平均時間以降における制御棒操
作の回数が減少する。

投入反応度計算装置３１は、制御棒位置信号ＨｃＲ（ｔ
）、液体ポイズン濃度信号ａ１流量信号Ｗｔ　ｔＷ２を
入力してステップ３１Ｂ〜３１１の演算処理を行い、翌
日のＴニー五からＴ１のΔｔ、間における液体ポイズン
除去・注入速度Ｖ（Ｔ−１〜Ｔ、）を求めている。得ら
れた値は、常に液体ポイズン除去・注入速度指示装置３
２のステップ３２Ｂで記憶装置内に記憶される。また原
子炉出力降下時（Ｔｏ）から３０分（Ｔｏ）ｅｉｆｆｌ
過した時点でステップ３２Ｃに示すよりに投入反応度Δ
Ｋｒ（Ｔ。

〜Ｔ６　　）を求める。負荷追従運転を開始した時点は
、負荷追従運転の第１日月であって前の日の投入反応度
Δに−（Ｔｏ　＝Ｔｓ　＞は零である。従って、液体ポ
イズン除去・注入速度指示装置３２は、原子炉出力統括
制御装置３３にＮＯＴ信号を出力する。このため、開閉
器３５は閉じたままであって第１日月の負荷追従運転は
、負荷追従制御装置２４にて制御される。

負荷追従運転開始後１時間を経過すると、第１１３図に
示すように液体ポイズンの除去操作が実施される。液体
ポイズンの除去操作は、負の値であるＶＯ（ｔ）が液体
ポイズン除去・注入速度決定装置２７から液体ポイズン
除去制御装置２９Ａに入力されることによシ実施される
。負のＶＯ（ｔ）を入力した液体ポイズン除去制御装置
２９Ａは、止め弁１９及び２０を開にし、流量調節弁２
２の開度をＶｏ（ｔ）が得られるように減少させる。液
体ポイズン除去制御装置２９Ａは、流量計２１の出力信
号Ｗ２を入力してＶｏ（ｔ）のフィードバック制御を行
う。重水中の液体ポイズンは、除去塔１８内のイオン交
換樹脂によって除去されるので、重水中の液体ポイズン
濃度が低下する。このため、キセノン濃度の低下による
原子炉出力の低下が補償され、原子炉出力は一定に保持
される。原子炉出力を上限値３８と下限値３９０間に保
持するために制御棒６を操作した場合は修正分ΔＶｃｉ
＋（ｔ）が求められ、次の偏差平均時間のΔを以降の液
体ポイズンの濃度制御に考慮されるのは、前述と同様で
ある。原子炉出力を一定に保持する１〜９時間の間では
キセノン濃度の変化に応じて液体ポイズンの除去および
注入が実施される。

低出力運転が終って原子炉出力を高出力まで上昇させる
場合は、液体ポイズン除去・注入速度決定装置２７かも
出力される負のＶｏ（ｔ）に基づいて液体ポイズン除去
装置１６が操作される。

原子炉出力が高出力に達すると、最初の間は液体ポイズ
ン注入装置９、時間が経過すると液体ポイズン除去装置
１６が操作され、原子炉出力が１００％に保持される。

当然、液体ポイズンの濃度制御には、修正分ΔＶｃＲ（
ｔ）も加味されている。

第１日目（負荷追従運転開始時から２４時間の間）の負
荷追従運転（第１負荷変動サイクルによる負荷追従運転
）の実施にあたって、制御棒６が初期位置（基準位置）
Ｈを中心とした許容移動範囲を逸脱した場合には、制御
棒位置修正装置２８によりその逸脱分を補償すべくステ
ップ２８Ｃ及び２８Ｆのように液体ポイズン濃度の変化
速度が指示される。この変化速度は、液体ポイズン除去
・注入速度決定装置２７よシ液体ポイズン除去制御装置
２９Ａまたは液体ポイズン注入制御装置２９Ｂに出力さ
れる。従って、上記逸脱分による投入反応度は、液体ポ
イズン濃度変化による投入反応度に置換えられ、制＃棒
６は許、容移動範囲内に戻される。

第２日目の負荷追従運転（第２負荷変動サイクルによる
負荷追従運転）は、３０分経過時まで負荷追従制御装置
２４によシ予測結果（ΔＶｃａ（ｔ）によシ修正されて
いる）に基づいて実施される。第２日目の投入反応度で
あるΔＫｔ　（Ｔｏ　＝Ｔａ　）　　と第１日目の投入
反応度であるΔに、　（Ｔｏ　＝Ｔｓ　）を液体ポイズ
ン除去・注入速度指示装置３２のステップ３２Ｄにて比
較する。第１図の特性４から明らかなように第１日目の
最初の３０分間の投入反応度よシも第２日目のその投入
反応度がひじように大きくなっている。投入反応度は、
特性４の炉心反応度とは絶対値が等しく、単に正、負の
符号の炉心反応度の逆にしたものである。従って、ΔＫ
ｙ　　（Ｔｏ　−Ｔｓ　）とΔＫｔ　（Ｔｏ　−Ｔｓ　
）の比較を投入反応度ではなく炉心反応度で行ってもよ
い。

第１日目の投入反応度と４２日目の投入反応度が異なる
ので、第１日目に求めた第２日目の制御時間区分子ｎの
液体ポイズン除去・注入速度が前述のように記憶装置内
に記憶されているが、第２日目のＴ６以降においては負
荷追従制御装置２４による予測結果により運転が実施さ
れる。

第３日目の負荷追従運転（第３負荷変動サイクルによる
負荷追従運転）は、３０分経過時までは第２日目と同様
に負荷追従運転−１＃装置２４によシ実施される。３０
分経過時点で第２日目の投入反応度であるΔにア（Ｔｏ
〜Ｔ６）と第３日目の投入反応度であるΔＫｉ　（Ｔｏ
　−Ｔａ　）をステップ３２Ｄにて比較する。第１図の
特性４から明らか々ように両者の値は等しい。従って、
液体ポイズ／除去・注入速度指示装置３３から原子炉出
力統括制御装置３３にＹＥＳ信号が出力されて開閉器３
５が開となり、負荷追従制御装置２４による予測制御が
終了する。その後は、液体ポイズン除去注入速度指示装
置３２から出力される液体ポイズン除去・注入速度Ｖ（
Ｔ−＋〜Ｔ、）に基づいて負荷追従運転が実施される。

この負荷追従運転は、前の日に実際に投入された反応度
に基づくものである。従って、投入される反応度が前日
のそれと同じである場合は、前日の実際の投入反応度に
基づいて求めた液体ポイズン除去・注入速度Ｖ（Ｔ、−
□〜Ｔユ）によ多負荷追従運転を実施したほうが、予測
計算等を行う必要がなくなる。それだけキセノン濃度等
を考慮した負荷追従運転が容易となシ、よシ原子炉の安
全性が増大する。また、翌日の負荷追従運転時における
制御棒６の操作回数が極めて少なくなる。これは、燃料
破損を起こす確率を著しく低減させるものである。

第４日月以降の負荷追従運転は、すべて液体ポイズン除
去・注入速度指示装置３２の出力に基づいて行われる。

以上に述べられている液体ポイズン除去・注入速度とは
、液体ポイズン濃度変化速度を意味している。液体ポイ
ズン注入は液体ポイズン濃度の増加であり、液体ポイズ
ン除去は液体ポイズン濃度の減少である。

前述した本発明の実施例は、加圧水型原子炉に適用可能
でおる。加圧水型原子炉も、制御棒操作と液体ポイズン
濃度調節により原子炉出力を制御している。この実施例
を第２０図により説明する。

加圧水型原子炉は、原子炉容器５０、炉心部５１、　　
ド部炉心支持板５２、下部炉心支持板５２ｋＬえる炉心
槽５３、炉心槽５３と炉心部５１との間に配置されるバ
ッファ板５４、炉心槽５３と原子炉容器５０との間に存
在する熱遮蔽５５、制御棒が挿入される多数の制御管５
１、炉心部５１に配置される燃料集合体５７よｐなる。

制御棒は、位置検出器８を有する制御棒、駆動装置７に
連結される。中性子検出器２３が、炉心部５１に配置さ
れる。

原子炉容器５’　Ｏｒよ、蓋６０、入口ノズル５９及び
出口ノズル５８を有している。液体ポイズンを含有する
冷却水は、ポンプ６１を枢動することによって一次冷却
系配管６２より入口ノズル５９を通って、原子炉容器５
０内の下部プレナム６３に流入する′。さらに冷却水は
、炉心部５１に送られる。

炉心部５１で加熱された冷却水は、上部プレナム６２、
出口ノズル５８を通って一次冷却系配管６２へと吐出さ
れる。高温の冷却水は、蒸気発生器６３の伝熱管６５内
に導かれる。蒸気発生器６３のシェル側には給水配管６
４から給水が供給される。給水と高温の冷却水との間で
熱交換が行われ、給水は蒸気となシ主蒸気管６６へと流
出する。

一次冷却系配管６２には、前述の実施例と同一構造の液
体ポイズン注入装置９及び液体ポイズン除去装置１６が
設置される。刃口圧水型原子炉の負荷追従制御装置は、
前述の実施例と同一機能をゼする負荷追従制御装置２４
、液体ポイズン除去制御装置２９Ａ、液体ポイズン注入
制御装置２９Ｂ１一定負荷追従制御装置３０、原子炉出
力統括制御装置３３及び操作盤３４を有している。

本実施例の負荷追従運転の制御ば、特に説明しないが前
述の実施例と同様に行える。

本発明によれば、前日の投入反応度に基づいて現在の液
体ポイズン＃度の調節を行い原子炉出方を制御している
ので、負荷追従運転を容易に実施することができる。制
御棒の操作回数も著しく少なくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は負荷追従運転を実施した時の圧力管型原子炉に
おける緒特性の変化を示す説明図、第２図は圧力管型原
子炉に適用し／上水発明の好適な一実施例である負荷追
従ｆｊＩＪ御装置の系統図、第３図は第２図のＩＩ＝Ｉ
Ｉ断面図、第４図は第２図に示す負荷追従制御装置の詳
細系統図、第５図は負荷変更計画の説明図、第６図は第
４図に示す制（卸棒制御装置の機能を示す構造図、嬉７
図は第４図に示す液体ポイズン除去・注入速度決定装置
の機能を示すフローチャート、第８図はキセノン及びサ
マリ動特性を示す説明図、第９図は炉心反応度変化を示
す特性図、第１０図は必要制御反応度変化を示す特性図
、第１１図は制御時間区分の決定を示す説明図、第１２
図は重水中の液体ポイズン濃度と反応度との関係を示す
特性図、第１３図は液体ポイメン除去・注入基準速度の
特性図、第１４図は第４図に示す液体ポイズン除去・注
入速度１き正装置の機能を示すフローチャート、第１５
図は第４図に示す制御棒位置修正装置の機能を示すフロ
ー−チャート、第１６図は第２図に示す投入反応度計算
装置Ｒ３’ｌの機能を示すフローチャート、第１７図は
制御棒位置と投入反応度との関係を示す特性図、第１８
図は液体ポイズン除去・注入操作時間と投入反応度との
関係を示す特注図、第１９図は第２図に示す液体ポイズ
ン除去・注入速度指示装置の機能全示すフローチャート
、第２０図は加圧水型原子炉に適用した本発明の他の実
施例の系統図である。 １・・・カランドリアタンク、３．５７・・・燃料集合
体、６・・・制御棒、７・・・制御棒駆動装置、８・・
・制御棒位置検出器、９・・−液体ポイズン注入装置、
【１・・・液体ポイズンタンク、１２，１９．２０・・
・止め弁、１３．２２・・・流量調節弁、１４・・・液
体ポイズン濃度計、１５．２１・・・流量計、２４川負
荷追従制御装置、２５・・・制御棒制御装置、２６・・
・液体ポイズン除去・注入速度修正装置、２７・・・液
体ポイズン除去・注入速度決定装置、２８・・・制ｍｊ
棒位置修正装置、２９Ａ・・・液体ポイズン除去制御装
置、２９Ｂ・・・液体ポイズン注入制御装置、３０・・
・一定負荷追従制御装置、３１・・・投入反応度計算装
置、３２・・・液体ポイズン除去・注入速度指示装置、
３３・・・原σ４ト　　　　　　／％Ｆｌ　　　　　　
　　ｒＭノ５′ 第７目 萎緬 睦晶１　　（メ−ｍ） ｇｑ（Ｂ ｇ９ｆ、”Ｉ（メしｍ〕 茗、θ２ 葛／／♂ ？γ−ｆｅ’Ｊ　　（／Ｉ　Ｏ（／　ｒ）第ｆ２図 ＠ｔｓｒＺＪ 蒔　ｒ、ｇ’ｌ　　（ｈｏｕｒ−） 茗ｔ、ｆ（Ｚｌ 冨７乙囚 ％　、ｚ（３ Ａｔ０１もγズン戸？・去、ン主λ（Ｌ撃４Ｔθ手九１
＄／デ６グ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、原子炉出力の粗調整用の第１制呻手段と前記原子炉
   出力の微調整用の第２制御手段を有する原子炉で前記制
   御手段を□操作して、前記原子炉出力を一定の負荷変動
   サイクルに基づいて変化させる負荷追従制御方法におい
   て、前記負荷変動サイクルに基づく負荷追従制御時にお
   ける前記制御手段の操作にて投入された反応度を求め、
   得られた投入反応度により次の負荷変動サイクルにおけ
   る前記第２４１ｊｌＪ＃手段の藺作量を求め、前記次の
   負荷変動ザイクルの原子炉出力の制＃を前記操作量に基
   づく前記第２制御手段の操作により実施することを特徴
   とする原子炉の負荷追従制御方法。