JPS59188591A - Method of operating reactor - Google Patents

Method of operating reactor

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JPS59188591A
JPS59188591A JP58063363A JP6336383A JPS59188591A JP S59188591 A JPS59188591 A JP S59188591A JP 58063363 A JP58063363 A JP 58063363A JP 6336383 A JP6336383 A JP 6336383A JP S59188591 A JPS59188591 A JP S59188591A
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output
reactor
poison
adjustment
power
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JP58063363A
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博之 増田
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、出力調整用制御棒と減速材中の液体ポイズン
濃度制御装置とを設けた原子炉の運転方法に係シ、肴に
原子炉の日負荷追従運転時における出力レベルの高低に
応じて出力調整用制御棒の挿入位置を変える原子炉の運
転方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a method of operating a nuclear reactor equipped with a control rod for output adjustment and a device for controlling the concentration of liquid poison in a moderator. The present invention relates to a method of operating a nuclear reactor that changes the insertion position of control rods for output adjustment according to the output level during daily load follow-up operation.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

一般に重水減速型原子炉等の出力反応度係数が比較的小
さな原子炉においては、炉心が大型化するとキセノンの
濃度変化によシ炉心の出力分布が空間的に変動し、いわ
ゆるキセノン空間振動が発生する。このキセノン空間振
動は、中性子を吸収するキセノンが燃料の核分裂による
直接生成やヨウ素の壊変による間接生成、または中性子
を吸収して消滅する直接消滅やキセノンの自然崩壊によ
り、空間的にキセノン濃度が異なることによシ生ずる。
In general, in nuclear reactors with relatively small power reactivity coefficients, such as heavy water-moderated reactors, as the core becomes larger, the power distribution of the core varies spatially due to changes in xenon concentration, resulting in so-called xenon spatial oscillations. do. This xenon spatial oscillation is caused by the direct production of xenon absorbing neutrons through nuclear fission of fuel, indirect production through the decay of iodine, direct annihilation in which xenon absorbs neutrons and annihilation, and natural decay of xenon, resulting in spatially varying xenon concentrations. Occasionally this occurs.

第1図は、重水減速型原子炉における炉心径方向のキセ
ノン空間振動による出力分布変動の一例を示したもので
ある。第1図に示した炉心の出力分布変動は、キセノン
空間撮動が発生した時刻をOhr  として時間的にど
のように変化するかを示している。このような出力分布
の変動により局部的に出力が高くなることは、燃料の健
全性や原子炉の運転にとって好ましくないため、キセノ
ン空間振動を制御するようにしている。
FIG. 1 shows an example of power distribution fluctuation due to xenon spatial vibration in the radial direction of the core in a heavy water-moderated nuclear reactor. The core power distribution fluctuation shown in FIG. 1 shows how it changes over time, with Ohr being the time when xenon spatial imaging occurs. Localized increases in output due to such fluctuations in output distribution are unfavorable for the health of the fuel and the operation of the reactor, so xenon spatial vibrations are controlled.

このキセノン空間振動の制御方法として、炉心を多領域
に分割し、4!ri5j[載録に独立して出力制御をす
る方法が一般に行なわれている。第2図は、炉心を多領
域に分割した一例を示すもので、本例においては5領域
に分割されている。第2図において、炉心タンク10内
には、多数の燃料集合体12が多数装荷しである。そし
て、燃料集合体12の周囲5は重水減速材14によシ満
たされており、また、炉心タンク10内には適宜位置に
中性子検出器16と出力調整用制御棒18とが配置され
ている。そして、炉心の分割した領域は、炉心の中央部
とその周囲を4等分した5つの領域に分割され、各領域
に属する出力調整用制御棒18tl−独立に駆動し、各
領域の出力を一定に保つように運転制御している。出力
調整用制御棒18の挿入位置は、上下に駆動するのにも
つとも適した位置である半挿入位置をノミナル位置(中
心位置)として通常運転されている。しかし、出力調整
用制御棒位置を常時手挿入位置としている結果、燃料の
上半分の燃焼が抑制され、下半分の燃焼が促進されて原
子炉の運転サイクル末期に不都合を生じる。即ち、第3
図に示すように、運転のサイクル初期においては出力調
整用制御棒18が半挿入位置にあるため、炉心の出力は
、炉心軸方向上半分において低く下半分において高くな
り、燃料の下半分の燃焼が促進される。そして、サイク
ル末期に出力調整用制御棒18を引抜くと、燃焼が抑制
されていた燃料の上半分の出力が非常に大きくなり、軸
方向ピーキングが許容限界値に近づき、熱的に非常に苦
しい状態となる。このため、サイクル末期においてキセ
ノン空間振動が発生したときは、出力調整用制御棒18
を大きく上下動させることができなくなり、原子炉の運
転上問題となる。
As a method of controlling this xenon spatial vibration, the reactor core is divided into multiple regions, and 4! ri5j [A method of controlling the output independently of the recording is generally used. FIG. 2 shows an example in which the core is divided into multiple regions, and in this example, it is divided into five regions. In FIG. 2, a large number of fuel assemblies 12 are loaded in a core tank 10. The periphery 5 of the fuel assembly 12 is filled with heavy water moderator 14, and a neutron detector 16 and a power adjustment control rod 18 are arranged at appropriate positions in the core tank 10. . The divided regions of the reactor core are divided into five regions, which are the central part of the core and its surroundings divided into four equal parts, and the output adjustment control rods 18tl belonging to each region are driven independently to keep the output of each region constant. Operation is controlled to maintain The output adjustment control rod 18 is normally operated with the nominal position (center position) as the half-insertion position, which is the most suitable position for vertical driving. However, as a result of the power adjustment control rod being always placed in the manually inserted position, combustion of the upper half of the fuel is suppressed and combustion of the lower half is promoted, causing inconvenience at the end of the reactor operating cycle. That is, the third
As shown in the figure, at the beginning of the operation cycle, the power adjustment control rod 18 is in the half-inserted position, so the power of the core is low in the upper half in the axial direction of the core and high in the lower half, and the lower half of the fuel is burned. is promoted. Then, when the output adjustment control rod 18 is pulled out at the end of the cycle, the output of the upper half of the fuel whose combustion has been suppressed becomes extremely large, and the axial peaking approaches the allowable limit value, resulting in extremely thermal hardship. state. Therefore, when xenon spatial vibration occurs at the end of the cycle, the output adjustment control rod 18
It is no longer possible to move the reactor up and down significantly, which poses a problem in the operation of the reactor.

この結果、サイクル末期においてキセノン空間振動が発
生した場合には、原子炉の出力全低下させなければなら
ず、原子炉の稼動率が低下し経済上の問題が発生する。
As a result, when xenon spatial oscillations occur at the end of the cycle, the entire output of the reactor must be reduced, reducing the operating rate of the reactor and causing economic problems.

しかも、燃料を不均一に燃焼させることは、燃料の取出
燃焼度を低下させ、燃料の経済上においても望ましくな
い。
Moreover, non-uniform combustion of the fuel lowers the fuel extraction burnup, which is undesirable from the viewpoint of fuel economy.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、前記従来技術の欠点を解消するためになされ
たもので、燃料の取出燃焼度全向上することができる原
子炉の運転方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to eliminate the drawbacks of the prior art, and an object of the present invention is to provide a method of operating a nuclear reactor that can completely improve the fuel extraction burnup.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、原子炉の出力全負荷変動に追従させて変化さ
せる原子炉の運転方法において、原子炉の低出力時に出
力調整用制御棒を浅挿入位置ないし全引抜位置にすると
ともに、前記制御棒の挿入位置に対応して減速材中のポ
イズン濃度を変えることによ)、低出力時における燃料
上部の燃焼を促進し、燃料の軸方向における燃焼を均一
にするようにして取出燃焼度全向上できるように構成し
たものである。
The present invention provides a method for operating a nuclear reactor in which the output of the reactor is changed in accordance with fluctuations in the full load of the reactor. By changing the concentration of poison in the moderator depending on the insertion position of the moderator), combustion in the upper part of the fuel is promoted at low power, and combustion in the axial direction of the fuel is made uniform, thereby improving the extraction burnup. It is configured so that it can be done.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

第4図は、原子炉の熱出力とキセノン振動との関係を示
したものである。一般に原子炉の熱出力とキセノン撮動
との関係は原子炉の大きさ等にょシ異なり、電気出力が
60万キロワット程度の原子炉においては、第4図に示
すように原子炉の熱出力が約70%以下になると、炉心
における中性子束が減少し、中性子束の大きさに比例す
るキセノンの生成量が低下するため、キセノン空間振動
が発生しなくなる。従って、熱出力が70%以下の場合
には、出力調整用制御棒を半挿入位置のノミナル位置に
おいて上下に駆動させ、キセノン空間振動を制御する必
要がなくなる。そして、熱出力が70%以下の十分低い
出力レベルにおいては、出力調整用制御棒全引抜いても
出力分布が定格出力において形成した出力分布包絡線(
エンベロープ)内に入シ、燃料の健全性上問題を生ずる
ことがない。本発明は、上記の事実に基づいてなされた
もので、負荷の変動に出力を追従させる運転方法におい
て、出力レベルが低い運転時に出力調整用制御棒を浅挿
入位置または全引抜位置にし、定格出力時には、出力調
整用制御棒を半挿入位置に挿入するようにしたものであ
る。
FIG. 4 shows the relationship between the thermal output of the nuclear reactor and the xenon oscillation. In general, the relationship between the thermal output of a nuclear reactor and xenon imaging differs depending on the size of the reactor, etc. In a nuclear reactor with an electrical output of about 600,000 kW, the thermal output of the reactor is as shown in Figure 4. When it becomes about 70% or less, the neutron flux in the reactor core decreases, and the amount of xenon produced, which is proportional to the magnitude of the neutron flux, decreases, so that xenon spatial vibrations no longer occur. Therefore, when the thermal output is 70% or less, there is no need to drive the output adjustment control rod up and down at the nominal position of the half-inserted position to control the xenon spatial vibration. At a sufficiently low output level where the thermal output is 70% or less, even if all the control rods for output adjustment are pulled out, the output distribution will remain within the output distribution envelope formed at the rated output (
If the fuel enters the fuel envelope), it will not cause any problems regarding the integrity of the fuel. The present invention has been made based on the above-mentioned fact, and in an operating method in which the output follows load fluctuations, the control rod for output adjustment is placed in the shallow insertion position or the fully withdrawn position during operation at a low output level, and the rated output is Sometimes, the power adjustment control rod is inserted in a semi-inserted position.

第5図は、負荷追従する出力変更パターンの一例を示す
ものである。第5図の実線に示した出力変更パターンは
、昼間の14時間を定格出方運転即ち100%の出力で
運転し、1時間で出方50%まで降下させ、夜間の8時
間を50%出力運転し、再び1時間で100%の定格出
力まで上昇させるいわゆる日負荷追従遅転出カッくター
ンを示したものである。そして、破線は、出力調整用制
御棒の炉心軸方向における挿入位置を示している。
FIG. 5 shows an example of an output change pattern that follows the load. The output change pattern shown by the solid line in Figure 5 is to operate at the rated output, that is, 100% output, for 14 hours during the day, reduce the output to 50% in one hour, and output 50% output for 8 hours at night. This figure shows the so-called daily load follow-up slow shift turn, where the output is increased to 100% of the rated output in one hour after operation. The broken line indicates the insertion position of the power adjustment control rod in the axial direction of the reactor core.

即ち、定格出力時には、出力調整用制御棒が半挿入位置
(ノミナル位置)である軸方向ノード7.5の位置まで
挿入され、電気出力が50%の低出力値には浅挿入位置
である炉心軸方向ノード14まで挿入(炉心軸方向ノー
ド13まで引抜き)し、運転するようにしている。なお
、炉心軸方向ノードが00とき全挿入位置を示し、15
が全引抜位置を示す。
That is, at rated output, the power adjustment control rods are inserted to the axial node 7.5, which is the half-insertion position (nominal position), and when the electrical output is at a low output value of 50%, the control rods are inserted into the core, which is the shallow insertion position. It is inserted up to the axial node 14 (pulled out to the core axial node 13) and operated. In addition, when the core axial direction node is 00, it indicates the full insertion position, and 15
indicates the fully withdrawn position.

第6図は、第5図に示した運転方法を実施するための制
御装置の一例を示すものである。第6図において、炉心
タンク10には、多数の圧力管20が配設してあり、こ
の圧力管20内に燃料集合体12が収納しである。そし
て、燃料集合体12の燃焼によ多発生した熱は、圧力管
20内を流通する軽水冷却材(H2O)22により図示
しない熱交換器に運ばれる。また、炉心タンク10内に
は、重水減速材(DzO)14  を導く重水案内管2
4および中性子検出器16が設置されているとともに、
出力調整用制御棒18が挿入できるようになっている。
FIG. 6 shows an example of a control device for carrying out the operating method shown in FIG. 5. In FIG. 6, a large number of pressure pipes 20 are arranged in the core tank 10, and fuel assemblies 12 are housed in the pressure pipes 20. The heat generated by the combustion of the fuel assembly 12 is carried to a heat exchanger (not shown) by the light water coolant (H2O) 22 flowing through the pressure pipe 20. Also, inside the core tank 10, there is a heavy water guide pipe 2 that guides a heavy water moderator (DzO) 14.
4 and a neutron detector 16 are installed,
A control rod 18 for output adjustment can be inserted.

炉心タンク10内の重水減速材14は、重水循環ポンプ
26により重水循環路28を介して重水案内管24に導
くようになっている。重水循環路28には、重水減速材
を浄化するための重水浄化塔30が設けであるとともに
、重水減速材14中のポイズンを除去するポイズン除去
筒32が取シ付けである。
The heavy water moderator 14 in the core tank 10 is guided to the heavy water guide pipe 24 via a heavy water circulation path 28 by a heavy water circulation pump 26. The heavy water circulation path 28 is provided with a heavy water purification tower 30 for purifying the heavy water moderator, and a poison removal cylinder 32 for removing poison from the heavy water moderator 14 is attached.

中性子検出器16は、中性子束−出力変換器34を介し
て出力変化率判定器36と出力分布計算器38とに接続
しである。出力変換率判定器36の信号は、調整棒引抜
出力判定器40または調整棒挿入出力判定器42とに送
られ、出力設定器44からの信号と比較される。調整棒
引抜判定器40は、調整棒浅挿入位置指示器45に信号
を送る。この調整棒浅挿入位置指示器45は、出力調整
用制御棒18を駆動する制御棒駆動装置46に接続しで
ある制御棒位置検出器48からの検出信号と、制御棒浅
挿入位置設定器50からの信号を受けるようKなってい
るとともに1ポイズン注入指示器60に出力信号を送る
。また、調整棒挿入出力判定器42からの信号は、制御
棒挿入位置検出器48と調整棒ノミナル位置設定器52
とに接続しである調整棒ノミナル位置指示器54に入力
される。
The neutron detector 16 is connected to an output change rate determiner 36 and an output distribution calculator 38 via a neutron flux-to-output converter 34. The signal from the output conversion rate determiner 36 is sent to an adjustment rod withdrawal output determiner 40 or an adjustment rod insertion output determiner 42, and is compared with the signal from the output setting device 44. The adjustment rod withdrawal determination device 40 sends a signal to the adjustment rod shallow insertion position indicator 45. This adjustment rod shallow insertion position indicator 45 receives a detection signal from a control rod position detector 48 connected to a control rod drive device 46 that drives the output adjustment control rod 18, and a control rod shallow insertion position setting device 50. It is set to receive a signal from the 1-poison injection indicator 60 and sends an output signal to the 1-poison injection indicator 60. Further, the signal from the adjustment rod insertion output determiner 42 is transmitted to the control rod insertion position detector 48 and the adjustment rod nominal position setter 52.
It is input to the adjustment rod nominal position indicator 54 which is connected to.

前記した出力分布計算器38は、各時刻における出力分
布をエンベロープ記憶装置56に入力するとともに、出
力分布判定器58に入力する。エンベロープ記憶装置5
6は、入力された出力分布に基づきエンベロープを求め
、出力分布判定器58に入力する。出力分布判定器58
は、出力分布計算器38から入力された出力分布が、エ
ンベロープに入っているか否かを判定し、ポイズン注入
指示器60とポイズン除去指示器62とに信号を送る。
The output distribution calculator 38 described above inputs the output distribution at each time to the envelope storage device 56 and also to the output distribution determiner 58. Envelope storage device 5
6 calculates an envelope based on the input output distribution and inputs it to the output distribution determiner 58. Output distribution determiner 58
determines whether the output distribution inputted from the output distribution calculator 38 falls within the envelope, and sends a signal to the poison injection indicator 60 and the poison removal indicator 62.

ポイズン注入指示器60は、調整棒浅挿入位置指示器4
5と出力分布判定器58との信号により、重水循環路2
8に増9付けたポイズン溶解槽64のポイズン注入調整
弁66t−制御する。
The poison injection indicator 60 is the adjustment rod shallow insertion position indicator 4
5 and the output distribution determiner 58, the heavy water circulation path 2
The poison injection regulating valve 66t of the poison dissolving tank 64, which has been added to 8 to 9, is controlled.

(9) また、ポイズン除去指示器62は、調整棒ノミナル位置
指示器54と出力分布判定器58との信号により、ポイ
ズン除去塔32のポイズン除去調整弁68を制御する。
(9) Further, the poison removal indicator 62 controls the poison removal adjustment valve 68 of the poison removal tower 32 based on the signals from the adjustment rod nominal position indicator 54 and the output distribution determiner 58.

上記の如く構成した制御装置における日負荷追従は次の
如くして実施される。
Daily load tracking in the control device configured as described above is carried out as follows.

原子炉が定格出力において運転されている場合には、出
力調整用制御棒18がノミナル位置、即ち炉心軸心方向
)+1.ドの中央部まで挿入されている。
When the reactor is operated at the rated output, the output adjustment control rod 18 is at the nominal position (in the core axis direction)+1. is inserted to the center of the card.

そして、原子炉の出力を第5図のAに示す如く定格出力
から50%出力まで低下させるときは、次の如くして行
なわれる。図示しない出力制御装置には出力変更パター
ンが入力されておシ、この出力変更パターンに基づいて
第7図に示すようなキセノン濃度やサマリウム濃度の変
化が予測計算され、反応度変化が求められる。そして、
出力制御装置は、反応度変化を補償するようにポイズン
の注入速度を決定し、ポイズン溶解槽64のポイズン注
入調整弁66を制御して負荷追従のための出力制御を開
始する。一方、出力設定器44には、(10) 出力調整用制御棒18に70%以上引抜いた浅挿入位置
にするか、ノミナル位置まで押入するかを選択する原子
炉出力、例えば定格出力の75%出力が入力される。
When the output of the nuclear reactor is to be reduced from the rated output to 50% output as shown in A in FIG. 5, it is done as follows. An output change pattern is input to an output control device (not shown), and based on this output change pattern, changes in xenon concentration and samarium concentration are predicted and calculated as shown in FIG. 7, and reactivity changes are determined. and,
The output control device determines the poison injection rate to compensate for the change in reactivity, controls the poison injection regulating valve 66 of the poison dissolving tank 64, and starts output control for load following. On the other hand, the output setting device 44 is set to (10) select whether to place the output adjustment control rod 18 in the shallow insertion position where it is pulled out by more than 70% or to push it in to the nominal position.For example, the reactor output is 75% of the rated output. Output is input.

原子炉の出力は、炉心タンク10内に設置した複数の中
性子検出器16によシ中性子束として検出され、中性子
束−出力変換器34により原子炉出力に変換された後、
前記した図示しない出力制御装置および出力変化率判定
器36、出力分布計算器38に入力される。図示しない
出力制御装置は、所定の注入速度に従ってポイズン溶解
槽64からポイズンを炉心タンク10内に注入し、中性
子検出器16が検出する原子炉出力の微少変動を制御棒
駆動装置46を介して出力調整用制御棒18により調整
しつつ出力を低下させていく。
The power of the nuclear reactor is detected as a neutron flux by a plurality of neutron detectors 16 installed in the reactor core tank 10, and after being converted into reactor power by a neutron flux-output converter 34,
The signal is input to the output control device, output change rate determiner 36, and output distribution calculator 38 (not shown). A power control device (not shown) injects poison from the poison dissolution tank 64 into the core tank 10 according to a predetermined injection rate, and outputs minute fluctuations in the reactor power detected by the neutron detector 16 via the control rod drive device 46. The output is decreased while being adjusted by the adjustment control rod 18.

出力変化率判定器36は、中性子束−出力変換器34を
介して中性子検出器16が検出する原子炉出力の変化が
、プラスであるかマイナスであるかを判定し、原子炉の
出力が上昇中であるか下降中であるかを判定する。そし
て、原子炉出力が第(11) 5図Aに示した如く下降中であるときは、調整棒引抜出
力判定器40に原子炉出力の信号を送る。
The output change rate determiner 36 determines whether the change in the reactor output detected by the neutron detector 16 via the neutron flux-output converter 34 is positive or negative, and the output of the reactor increases. Determine whether it is in the middle or descending. Then, when the reactor power is decreasing as shown in FIG.

調整棒引抜出力判定器40は、出力変化率判定器36か
ら送られてきた原子炉出力と、出力設定器44から指示
されている原子炉出力(本実施例の場合定格の75%)
とを比較する。この出力の比較により出力変化判定器3
6からの原子炉出力が出力設定器44から指示されてい
る出力より大きいときは、前記した出力制御装置によシ
ボイズンの注入が継続して行なわれる。そして、出力変
化率判定器36からの出力が出力設定器44から指示さ
れ−fc田力よりも小さくなると、即ち、出力変化率判
定器36からの出力が定格の75%以下であることを示
しているときは、調整棒引抜出力判定器40の出力信号
が調整棒浅挿入位置指示器45に送られる。調整棒浅挿
入位置指示器45は、制御棒位置検出器48を介して伝
達される出力調整用制御棒18の挿入位置と、調整棒浅
挿入位置設定器50から指示された制御棒の挿入位置と
全比較し、出力調整用制御棒18の挿入位置が調整(1
2) 棒浅挿入位置設定器50の指示した位置より深いときは
、ポイズン注入指示器60に出力信号管送る。
The adjustment rod withdrawal power determiner 40 uses the reactor power sent from the output change rate determiner 36 and the reactor power instructed by the power setting device 44 (75% of the rated power in this embodiment).
Compare with. By comparing these outputs, the output change determiner 3
When the reactor output from 6 is greater than the output instructed by the output setter 44, the injection of shivozen is continued by the above-mentioned output control device. Then, when the output from the output change rate determiner 36 becomes smaller than the -fc power as instructed by the output setter 44, it indicates that the output from the output change rate determiner 36 is 75% or less of the rating. When the adjustment rod is inserted, the output signal of the adjustment rod withdrawal output determiner 40 is sent to the adjustment rod shallow insertion position indicator 45. The adjustment rod shallow insertion position indicator 45 indicates the insertion position of the output adjustment control rod 18 transmitted via the control rod position detector 48 and the control rod insertion position instructed from the adjustment rod shallow insertion position setting device 50. The insertion position of the output adjustment control rod 18 is adjusted (1
2) When the rod is deeper than the position indicated by the shallow rod insertion position setter 50, send an output signal tube to the poison injection indicator 60.

他方、出力分布計算器38は、中性子束−出力変換器3
4を介して送られてきた原子炉の出力から、出力調整用
制御棒18に隣接した燃料の出力分布を含む原子炉内の
出力分布を算出する。この算出した出力分布は、逐次エ
ンベロープ記憶装置56に入力され、出力分布の時間的
包絡線(エンベロープ)が記憶さnる。また、出力分布
計算器38が算出した現在の出力分布とエンベロープ記
憶装置56が記憶しているエンベロープとが出力分布判
定器58に入力される。出力分布判定器58は、現在の
出力分布が工/ペロープ内に十分な余裕をもって入って
いると判定したときには、燃料の健全性に問題なしとい
う信号をポイズン注入指示器60に伝達する。ポイズン
注入指示器60は、調整棒浅挿入位置指示器45と出力
分布判定器58とからの信号を受けると、ポイズン注入
調整弁66をさらに開き、ポイズン溶解槽64(13) 内のポイズン全重水循環路28と重水案内管24とを介
して炉心タンク10内に注入する。炉心タンク10内に
ボイズ/が注入されると、炉心の反応度が低下するため
、図示しない出力制御装置はこの反応度の低下を補償し
、出力変更パターンに従う所定の出力全維持するため制
御棒駆動装置46を介して出力調整用制御棒18を引抜
く。そして、・出力調整用制御棒18が調整棒浅挿入位
置設定器500指示した位置まで引抜かれると、調整棒
浅挿入位置指示器45はポイズン注入指示器60にポイ
ズンの注入停止信号を送る。
On the other hand, the output distribution calculator 38 uses the neutron flux-to-output converter 3
4, the power distribution within the reactor including the power distribution of the fuel adjacent to the power adjustment control rod 18 is calculated. This calculated output distribution is sequentially input to the envelope storage device 56, and the temporal envelope of the output distribution is stored therein. Further, the current output distribution calculated by the output distribution calculator 38 and the envelope stored in the envelope storage device 56 are input to the output distribution determiner 58. When the power distribution determiner 58 determines that the current power distribution is within the power/perope range with sufficient margin, it transmits a signal indicating that there is no problem with the health of the fuel to the poison injection indicator 60. When the poison injection indicator 60 receives the signals from the adjustment rod shallow insertion position indicator 45 and the output distribution judger 58, it further opens the poison injection adjustment valve 66 and removes the total weight of the poison in the poison dissolution tank 64 (13). The water is injected into the core tank 10 via the water circulation path 28 and the heavy water guide pipe 24. When voids are injected into the core tank 10, the reactivity of the core decreases, so a power control device (not shown) compensates for this decrease in reactivity and controls the control rods to maintain the full predetermined output according to the output change pattern. The output adjustment control rod 18 is pulled out via the drive device 46. When the output adjustment control rod 18 is pulled out to the position indicated by the adjustment rod shallow insertion position setting device 500, the adjustment rod shallow insertion position indicator 45 sends a poison injection stop signal to the poison injection instruction device 60.

このようにして原子炉の出力が定格の50%まで低下す
ると、図示しない出力制御装置は、第5図Bに示しfc
50%出力を維持するため、炉心タンク10内のポイズ
ン濃度を調整する。即ち、第7図に示す如く燃料中のキ
セノン濃度が変化するのに伴ない原子炉の反応度が変化
するため、この反応度変化を補償するようにポイズン除
去調整弁68を開き、ポイズン除去塔32において重水
減速材14のポイズン?除去し7、またポイズン溶解(
14) 槽64から重水減速材中にポイズンを注入する。
When the output of the reactor drops to 50% of the rated power in this way, the output control device (not shown) switches to fc as shown in FIG. 5B.
In order to maintain 50% output, the poison concentration in the core tank 10 is adjusted. That is, as shown in FIG. 7, the reactivity of the nuclear reactor changes as the xenon concentration in the fuel changes, so the poison removal adjustment valve 68 is opened to compensate for this change in reactivity, and the poison removal tower is closed. Poison of heavy water moderator 14 in 32? Remove 7 and also dissolve poison (
14) Poison is injected into the heavy water moderator from tank 64.

この間、出力調整用制御棒18は、第5図に示す如く調
整棒浅挿入位置設定器50が指示した浅挿入位置にほぼ
維持され、原子炉出力の微少変動を出力制御装置からの
指示により上下動させられて調整する。
During this time, the power adjustment control rods 18 are almost maintained at the shallow insertion position instructed by the adjustment rod shallow insertion position setting device 50 as shown in FIG. be moved and adjusted.

原子炉の出力を第5図Cに示した如く50%出力から定
格の100%出力まで上昇させるときは、前記した出力
の下降時における操作とほぼ逆の手順により行なわれる
。即ち、図示しない出力制御装置は、出力変更パターン
に従い第8図の9時間口から10時時間口示す如く所定
のポイズン除去速度をもって重水中のポイズンを除去し
出力の上昇を図る。原子炉の出力が上昇し始めると出力
変化率判定器36は、原子炉の出力が上昇中であること
判定し、原子炉出力の信号を調整棒挿入出力判定器42
に伝達する。調整棒挿入出力判定器より大きくなると調
整棒ノミナル位置指示器54(15) に信号を送る。調整棒ノミナル位置指示器54は、調整
棒ノミナル位置設定器52が指示する位置より出力調整
用制御棒18の挿入位置が浅いときには、ポイズン除去
指示器62に信号を伝達する。
When the power of the nuclear reactor is increased from 50% to 100% of the rated power as shown in FIG. That is, the output control device (not shown) removes poison from the heavy water at a predetermined poison removal rate, as shown from the 9th hour to the 10th hour in FIG. 8, in accordance with the output change pattern, thereby increasing the output. When the output of the reactor starts to rise, the output change rate determiner 36 determines that the output of the reactor is increasing, and sends the signal of the reactor output to the adjustment rod insertion output determiner 42.
to communicate. When the output becomes larger than the adjustment rod insertion output determiner, a signal is sent to the adjustment rod nominal position indicator 54 (15). The adjustment rod nominal position indicator 54 transmits a signal to the poison removal indicator 62 when the insertion position of the output adjustment control rod 18 is shallower than the position indicated by the adjustment rod nominal position setting device 52.

ポイズン除去指示器62は、出力分布判定器58から原
子炉の出力が十分な余裕をもってエンベロープ内に入っ
ていると判定された信号を受け、ポイズン除去調整弁6
8をさらに開き、重水循環路28を介して炉心タンク1
0内の重水減速材14をポイズン除去塔32内に流入さ
せポイズンを除去する。このため、炉心の反応度が所定
の値よシ上昇し、図示しない出力制御装置は出力調整用
制御棒をノミナル位置に向けて挿入する。このようにし
て出力調整用制御棒18がノミナル位置まで挿入される
と、調整棒ノミナル位置指示器54は、出力調整用制御
棒18がノミナル位置に挿入されたことを判定し、ポイ
ズン除去指示器62にポイズン除去停止の信号を送る。
The poison removal indicator 62 receives a signal from the power distribution determiner 58 indicating that the reactor output is within the envelope with sufficient margin, and the poison removal adjustment valve 6
8 is further opened, and the core tank 1 is passed through the heavy water circulation path 28.
The heavy water moderator 14 in 0 flows into the poison removal tower 32 to remove poison. Therefore, the reactivity of the core increases to a predetermined value, and the output control device (not shown) inserts the output adjustment control rod toward the nominal position. When the output adjustment control rod 18 is inserted to the nominal position in this way, the adjustment rod nominal position indicator 54 determines that the output adjustment control rod 18 has been inserted to the nominal position, and the poison removal indicator 54 determines that the output adjustment control rod 18 has been inserted to the nominal position. 62 to stop poison removal.

その後、原子炉の出力は、出力制御装置にょシ定格に維
持される。即ち、第7図に示す如くキセ(16) ノン濃度の変化に従い変動する反応度を保障するように
ポイズンの除去あるいはポイズンの注入を行なう。そし
て、原子炉の微少な出力変動は、ノミナル位置に挿入さ
れた出力調整用制御棒がノミナル位置近傍において上下
動させられ調整される。
Thereafter, the reactor power is maintained at the power control device's rated power. That is, as shown in FIG. 7, the removal or injection of poison is performed so as to ensure the reactivity which varies according to the change in the concentration of fluorine (16). Then, minute fluctuations in the output of the nuclear reactor are adjusted by moving an output adjustment control rod inserted at the nominal position up and down in the vicinity of the nominal position.

第7図は、第5図に示した日負荷追従出力変更パターン
に基づいて制御された出力変動を示しておシ、電気出力
が計画通9制御されていることが分かる。また、第8図
の破線に示す如く本実施例における重水中のポイズン濃
度は、電気出力が75%以下となった低出力レベルにお
いてさらにポイズンが注入されるため、従来に比較し低
出力レベルにおけるポイズン濃度が高くなっていること
が分かる。
FIG. 7 shows output fluctuations controlled based on the daily load follow-up output change pattern shown in FIG. 5, and it can be seen that the electrical output is controlled according to plan. Furthermore, as shown by the broken line in Fig. 8, the concentration of poison in the heavy water in this example is higher than that in the conventional case because more poison is injected at the low output level when the electrical output is 75% or less. It can be seen that the poison concentration is increasing.

このように原子炉の50%出力運転時に出力調整用制御
棒18を浅挿入位置、即ち炉心軸方向へμ゛14の位置
まで引抜くことにょシ、原子炉運転のサイクル末期にお
いて出力調整用制御棒を全引抜位置にしても炉心軸方向
)−’r”上部の出力が非常に大きくなることがない。
In this way, when the power adjustment control rod 18 is pulled out to the shallow insertion position, that is, to the position μ゛14 in the core axial direction during 50% power operation of the reactor, the power adjustment control is performed at the end of the reactor operation cycle. Even when the rod is in the fully withdrawn position, the output at the upper part of the reactor core (in the axial direction) does not become very large.

これは、低出方時に田(17) 力調整用制御棒18全浅挿入位置まで引抜くことにより
、燃料の上部における燃焼が促進され、原子炉の軸方向
の燃焼度分布が比較的均一にされる。
By pulling out the force adjustment control rod 18 to the fully shallow insertion position when the output is low, combustion in the upper part of the fuel is promoted and the burnup distribution in the axial direction of the reactor is relatively uniform. be done.

このため、運転のサイクル末期における出力調整用制御
棒18の全引抜きを行なっても、原子炉出力の炉心軸方
向出力が平順化され、軸方向出力の熱的な制限値(第9
図の相対出力において1.4程v)を超えることがなく
、原子炉の安全性を向上することができる。従って、サ
イクル末期においてキセノン空間振動のような不安定現
象が発生したとしても、出力調整用制御棒を十分駆動さ
せてキセノン空間振動を制御することができ、原子炉の
制御性が向上し、原子炉の稼動率をあげることができる
。また、出力調整用制御棒近傍および炉心上半分の燃料
の燃焼度全促進させる結果、燃料の取出燃焼度が増加し
燃料の経済性を向上することができる。
Therefore, even if the power adjustment control rods 18 are completely withdrawn at the end of the operation cycle, the reactor power in the core axial direction is normalized, and the thermal limit value of the axial power (9th
The relative output shown in the figure does not exceed about 1.4 v), and the safety of the nuclear reactor can be improved. Therefore, even if an unstable phenomenon such as xenon spatial oscillation occurs at the end of the cycle, the output adjustment control rods can be sufficiently driven to control the xenon spatial oscillation, improving reactor controllability and The operating rate of the furnace can be increased. In addition, as a result of fully promoting the burnup of fuel near the power adjustment control rods and the upper half of the core, the burnup of fuel taken out increases and fuel economy can be improved.

前記実施例においては、重水減速型原子炉について説明
しプヒが、加圧水屋原子炉のように軽水中にポイズン全
溶解する原子炉についても適用する(18) ことができる。また、原子炉の出力信号として炉内中性
子検出器16からの信号を使用した場合について説明し
たが、出力信号は発電機の電気出力信号に置換えてもよ
い。
In the above embodiment, a heavy water-moderated nuclear reactor is described, but the present invention can also be applied to a nuclear reactor in which poison is completely dissolved in light water, such as a pressurized water reactor (18). Further, although the case has been described in which the signal from the in-core neutron detector 16 is used as the output signal of the nuclear reactor, the output signal may be replaced with an electrical output signal of the generator.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明によれば、出力変動を伴う原
子炉の運転において、低出力時に出力調整用制御棒を浅
挿入位置まで引抜くことにより、燃料の炉心上部におけ
る燃焼が促進され、ひいては燃料の取出し燃焼度を向上
することができる。
As explained above, according to the present invention, in the operation of a nuclear reactor with power fluctuations, by withdrawing the power adjustment control rod to the shallow insertion position at low power, combustion of fuel in the upper part of the core is promoted, and as a result, The fuel extraction burnup can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は重水減速型原子炉におけるキセノン空間振動の
一例を示す図、第2図は重水減速型原子炉の炉心を多領
域に分割した例を示す図、第3図は原子炉の運転サイク
ル初期と運転サイクル末期の炉心軸方向における従来の
相対出力を示す図、第4図は原子炉熱出力とキセノン振
動減巾比との関係を示す図、第5図は本発明の原子炉の
出力運転方法に係る実施例の電気出力と出力調整用制御
棒挿入位置との関係を示す図、第6図は本発明に(19
) 係る原子炉の運転方法の実施をするための制御装置の一
例を示す図、第7図は電気出力変化に対するキセノン濃
度およびサマリウム濃度の変化を示す図、第8図は原子
炉の運転方法における重水減速材中の従来のポイズン濃
度と本発明に係る実施例におけるポイズン濃度との変化
を示す図、第9図は従来の原子炉の運転方法と本発明に
係る実施例の運転方法とにおけるサイクル末期の炉心軸
方向相対出力の比較を示す図である。 10・・・炉心タンク、・14・・・重水減速材、16
・・・中性子検出器、18・・・出力調整用制御棒、3
2・・・ポイズン除去塔、36・・・出力変化率判定器
、38・・・出力分布計算器、40・・・調整棒引抜出
力判定器、42・・・調整棒挿入出力判定器、45・・
・調整棒浅挿入位置指示器、54・・・調整棒ノミナル
位置指示器、58・・・出力分布判定器、6o・・・ポ
イズン注入指示器、62・・・ポイズン除去指示器、6
4・・・ポイズン溶解槽。 代理人 弁理士 鵜沼辰之 (20) 第 1 口 wlじ全方ず司 第20 第ろ口 1汀出刃 $ 4 図 θ           5θ          l
θθ厚Jが爪上刃(7S) 第T閉 $ど ω
Figure 1 shows an example of xenon spatial vibration in a heavy water-moderated reactor, Figure 2 shows an example of a heavy water-moderated reactor core divided into multiple regions, and Figure 3 shows the reactor operating cycle. A diagram showing the conventional relative power in the core axis direction at the initial stage and at the end of the operation cycle, Figure 4 is a diagram showing the relationship between the reactor thermal output and the xenon vibration attenuation ratio, and Figure 5 is the power output of the reactor of the present invention. FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the electrical output and the insertion position of the output adjustment control rod in the embodiment related to the operation method, and FIG.
) A diagram showing an example of a control device for implementing such a nuclear reactor operating method, FIG. 7 is a diagram showing changes in xenon concentration and samarium concentration with respect to changes in electrical output, and FIG. A diagram showing changes in the conventional poison concentration in the heavy water moderator and the poison concentration in the embodiment according to the present invention, and FIG. 9 shows a cycle in the conventional nuclear reactor operating method and the operating method according to the embodiment according to the present invention. FIG. 3 is a diagram showing a comparison of relative power in the axial direction of the core at the final stage. 10... Core tank, 14... Heavy water moderator, 16
...Neutron detector, 18...Output adjustment control rod, 3
2... Poison removal tower, 36... Output change rate determiner, 38... Output distribution calculator, 40... Adjustment rod extraction output determiner, 42... Adjustment rod insertion output determiner, 45・・・
- Adjustment rod shallow insertion position indicator, 54... Adjustment rod nominal position indicator, 58... Output distribution judger, 6o... Poison injection indicator, 62... Poison removal indicator, 6
4... Poison dissolution tank. Agent Patent Attorney Tatsuyuki Unuma (20) No. 1, All Rights Reserved, No. 20, No. 1, Deba $ 4 Figure θ 5θ l
θθ thickness J is the claw upper blade (7S) No. T closed $ ω

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、減速材中のポイズン濃度と出力調整用制御棒の挿入
位置とを変え、出力を負荷変動に追従させる原子炉の運
転方法において、前記原子炉の低出力運転時に前記制御
棒を浅挿入位置以上に引抜くとともに、前記制御棒の挿
入位置に対応して前記減速材中のポイズン濃度を変える
ことを特徴とする原子炉の運転方法。
1. In a method of operating a nuclear reactor in which the poison concentration in the moderator and the insertion position of a control rod for output adjustment are changed to make the output follow load fluctuations, the control rod is placed in a shallow insertion position during low output operation of the reactor. A method for operating a nuclear reactor, characterized in that the control rod is withdrawn by the above amount, and the concentration of poison in the moderator is changed in accordance with the insertion position of the control rod.
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