JPS5924399B2 - 原子炉出力分布予測装置 - Google Patents
原子炉出力分布予測装置Info
- Publication number
- JPS5924399B2 JPS5924399B2 JP51100630A JP10063076A JPS5924399B2 JP S5924399 B2 JPS5924399 B2 JP S5924399B2 JP 51100630 A JP51100630 A JP 51100630A JP 10063076 A JP10063076 A JP 10063076A JP S5924399 B2 JPS5924399 B2 JP S5924399B2
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- distribution
- region
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-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は原子炉の出力分布予測装置に関するものである
。
。
以下、沸騰水型原子炉を例にとって説明する。
沸騰水型原子炉においては燃料棒の過熱による破損を防
止するため燃料棒の線出力密度を一定の制限値以下に保
持するよう種々の運転制限条件が課せられている。
止するため燃料棒の線出力密度を一定の制限値以下に保
持するよう種々の運転制限条件が課せられている。
現在は走行型炉内中性子束検出器（Ｔ Ｉ Ｐ、 Ｔ
ｒａｖｅｒｓｉｎｇ Ｉ ｎｃｏｒｅ Ｐ ｒｏｌ
ｅ ）を走行し、その指示値をあらかじめ定められてい
る関係式を用いてＴＩＰ周囲の燃料集合体中の燃料棒最
大線出力密度に換算し、線出力密度を監視している。
ｒａｖｅｒｓｉｎｇ Ｉ ｎｃｏｒｅ Ｐ ｒｏｌ
ｅ ）を走行し、その指示値をあらかじめ定められてい
る関係式を用いてＴＩＰ周囲の燃料集合体中の燃料棒最
大線出力密度に換算し、線出力密度を監視している。
また、線出力密度の予測は現場技術者が過去の運転実績
、あるいは類似の炉心状態について解析したことのある
オフラインの計算結果を参考にして行なっており過渡状
態の炉心特性の予測は定量的には把握されていない。
、あるいは類似の炉心状態について解析したことのある
オフラインの計算結果を参考にして行なっており過渡状
態の炉心特性の予測は定量的には把握されていない。
そのため、原子炉を安全に運転するために過去な熱的余
裕を見込んでおりこれが運転効率の低下の一因となって
いる。
裕を見込んでおりこれが運転効率の低下の一因となって
いる。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、プ
ロセス計算機を用いて短時間に炉心流量変更後、ゼノン
濃度変化後の出力分布を予測する装置に関するものであ
る。
ロセス計算機を用いて短時間に炉心流量変更後、ゼノン
濃度変化後の出力分布を予測する装置に関するものであ
る。
現状出力分布推定手段、炉心平均特性予測手段に関して
はすでに特願昭４９−１４１５８４ ［騰水型原子炉の
出力分布監視装置」特願昭５０−１００２０１ 「オン
ライン原子炉模擬装置」にて特許出願済みであり本特許
においても同一手段を用いる。
はすでに特願昭４９−１４１５８４ ［騰水型原子炉の
出力分布監視装置」特願昭５０−１００２０１ 「オン
ライン原子炉模擬装置」にて特許出願済みであり本特許
においても同一手段を用いる。
今、現状出力分布推定手段にて得られたある特定領域内
の出力分布の現状値をＰ’ｚとする。
の出力分布の現状値をＰ’ｚとする。
添字Ｚは軸方向の位置を表わす。
また、炉心平均特性予測手段にて得られた半径方向に平
均した軸方向の炉心平均出力分布の現状値をＱｏＺおよ
び炉心流量変更後あるいはゼノン濃度変化後の炉心平均
出力分布の予測値をＱｚとする。
均した軸方向の炉心平均出力分布の現状値をＱｏＺおよ
び炉心流量変更後あるいはゼノン濃度変化後の炉心平均
出力分布の予測値をＱｚとする。
炉心流量の変化は流路部で一様に生ずるので、流量変更
およびこれに附随して起るゼノン濃度の変化が出力分布
に与える影響は炉心で一様に近いと考えてよい。
およびこれに附随して起るゼノン濃度の変化が出力分布
に与える影響は炉心で一様に近いと考えてよい。
流量変更やゼノン濃度変化による出力レベルの変化、ボ
イド発生量の変化による出力分布変化の影響はすべてＱ
ｚに含まれている。
イド発生量の変化による出力分布変化の影響はすべてＱ
ｚに含まれている。
したがって、流量変更後あるいはゼノン濃度変化後の特
定の領域の出力分布Ｐｚは式（１）で予測される。
定の領域の出力分布Ｐｚは式（１）で予測される。
以下、本発明を商用沸騰水型原子炉に適用し、実測デー
タと比較した結果を示す。
タと比較した結果を示す。
第１図は電気出力４６０ ＭＷｅ の沸騰水型原子炉の
炉心断面の一例である。
炉心断面の一例である。
１〜４は燃料集合体である。１〜３は初装荷燃料でポイ
ズン・カーテン（反応度を押えるための吸収材）の量１
てよって３種類に分類される。
ズン・カーテン（反応度を押えるための吸収材）の量１
てよって３種類に分類される。
４は取替燃料である。５は走行型検出器の案内管であり
それぞれＡ−１、Ｂ−１など名称がつけられている。
それぞれＡ−１、Ｂ−１など名称がつけられている。
通常原子炉は中心軸ａ−ａ’、ｂ−ｂ’に対して対称と
なるよう運転されるので他の象限の検出器の読みを使用
することができ、６で示す位置にも仮想的な検出器が存
在すると考えられる。
なるよう運転されるので他の象限の検出器の読みを使用
することができ、６で示す位置にも仮想的な検出器が存
在すると考えられる。
７は制御棒である。検出器を囲む燃料集合体４個から成
る領域を考える。
る領域を考える。
第１図において領域８の出力分布を本発明によって予測
してみる。
してみる。
第２図は領域８を示したもので９が炉内に常設されてい
る検出器で局所出力検出器（ＬＰＲＭ、 Ｌｏｃａｌ
Ｐｏｗｅｒ ＲａｎｇｅＭｏｎｉｔｏｒ ）と呼ば
れている。
る検出器で局所出力検出器（ＬＰＲＭ、 Ｌｏｃａｌ
Ｐｏｗｅｒ ＲａｎｇｅＭｏｎｉｔｏｒ ）と呼ば
れている。
これは走行型検出器の案内管５の中に約９０ＣｒｒＬ間
かくで４個設置されている。
かくで４個設置されている。
第３図に結果を示す。
炉心流量を定格の４７．４％から８０．５％に増加させ
たときの、第１図に示した領域８の出力分布を予測した
例である。
たときの、第１図に示した領域８の出力分布を予測した
例である。
１０は炉心流量４７．４％時の出力分布の実測値、１１
：よ局所出力検出器の読み９を用いて現状出力分布監視
手段によって推定した出力分布、１２は炉心流量８０．
５％時の出力分布の実測値、１３は本発明による炉心流
量８０．５％の時の出力分布の予測結果である。
：よ局所出力検出器の読み９を用いて現状出力分布監視
手段によって推定した出力分布、１２は炉心流量８０．
５％時の出力分布の実測値、１３は本発明による炉心流
量８０．５％の時の出力分布の予測結果である。
他の領域について種々、本発明を適用した結果、予測精
度は平均二重誤差で表現して約６％であり実用上満足す
べきものと考える。
度は平均二重誤差で表現して約６％であり実用上満足す
べきものと考える。
次に、上記手段を実現するための実施例を第４図に示す
。
。
運転操作指示手段１５によって領域８の指定と予測すべ
き運転状態２０を指示する。
き運転状態２０を指示する。
現状出力分布監視手段１６は指示により領域８の局所出
力検出器の読み９を取込み状状出力分布Ｐ’ｚを推定す
る。
力検出器の読み９を取込み状状出力分布Ｐ’ｚを推定す
る。
１８，２１は炉心平均特性予測手段で１８は走行型検出
器の水平方向の平均値１４を用いて一次元中性子拡散モ
デルを修正し、炉心平均の出力分布を推定する手段で、
２１は炉心平均出力分布１９と指示２０により運転操作
後の炉心平均出力分布を予測する手段である。
器の水平方向の平均値１４を用いて一次元中性子拡散モ
デルを修正し、炉心平均の出力分布を推定する手段で、
２１は炉心平均出力分布１９と指示２０により運転操作
後の炉心平均出力分布を予測する手段である。
領域８の現状出力分布１７と運転操作後の炉心平均出力
分布は乗算器２３によって掛は合わされ、その積２４は
除算器２５によって炉心平均の現状出力分布１９で割ら
れ式（１）に従った領域８の出力分布の予測値２６が出
力される。
分布は乗算器２３によって掛は合わされ、その積２４は
除算器２５によって炉心平均の現状出力分布１９で割ら
れ式（１）に従った領域８の出力分布の予測値２６が出
力される。
２６は表示手段２７により表示、記録される。
当然のことながら、１８においてモデルの修正は頻はん
に実施する必要はなく通常は信号１４を得るために走行
型検出器を走行させる必要はない。
に実施する必要はなく通常は信号１４を得るために走行
型検出器を走行させる必要はない。
制御棒は、軸方向出力分布に大きな影響を与える。
しかし、例えば制御棒が挿入されていても、それを動か
さなければ出力分布が変化することはない。
さなければ出力分布が変化することはない。
本発明は、炉心に挿入されている制御棒のパターンを固
定した状態で、炉心流量のみを変化させた場合の出力分
布予測を行うものである。
定した状態で、炉心流量のみを変化させた場合の出力分
布予測を行うものである。
炉心流量の変化に伴ってボイドの軸方向分布が変化する
が、その変化は滑らかである。
が、その変化は滑らかである。
ボイド分布が軸方向に滑らかに変化するので、制御棒パ
ターンが固定されている状態ではそれらによって生じる
軸方向出力分布の変化もまた滑らかである。
ターンが固定されている状態ではそれらによって生じる
軸方向出力分布の変化もまた滑らかである。
一般的な傾向として炉心流量の増加、減少によって軸方
向の出力ピークは多少、上下にシフトするが、軸方向出
力分布の変化の様子は、炉心の半径方向の位置に関係な
くほぼ一様である。
向の出力ピークは多少、上下にシフトするが、軸方向出
力分布の変化の様子は、炉心の半径方向の位置に関係な
くほぼ一様である。
これは、前述したように炉心流量の変化が、流路部、す
なわち各燃料集合体内で一様に生じるためである。
なわち各燃料集合体内で一様に生じるためである。
制御棒パターンを固定して炉心流量を変えた場合の軸方
向出力分布の変化について図面を用いて詳細に説明する
。
向出力分布の変化について図面を用いて詳細に説明する
。
第５図は沸騰水型原子炉の初期炉心での制御棒パターン
を示している。
を示している。
第５図の縦線および横線は、炉心上部格子板を示してい
る。
る。
その炉心上部格子板の１つの升目ｐ内には、図示されて
いないが、１つの制御棒とそれを取囲む４体の燃料集合
体が配置されている。
いないが、１つの制御棒とそれを取囲む４体の燃料集合
体が配置されている。
升目内の数字は制御棒の炉心内への挿入度を示している
。
。
４８は制御棒が炉心内に完全に挿入された場合、０は制
御棒が炉心から完全に引抜かれた状態を示す。
御棒が炉心から完全に引抜かれた状態を示す。
数字がついていない升目は制御棒が炉心から完全に引抜
かれている。
かれている。
第６図、第１図および第８図は、第５図に示す炉心の各
々の半径方向の位置での軸方向の出力分布を示している
。
々の半径方向の位置での軸方向の出力分布を示している
。
第６図は第５図のＡ点、第７図はＢ点および第８図は０
点での軸方向出力分布を示している。
点での軸方向出力分布を示している。
第６図のＡ４．およびＡ２、第７図のＢ、およびＢ２
、および第８図のＣ１は、それぞれ制御棒である。
、および第８図のＣ１は、それぞれ制御棒である。
制御棒Ａ、は第５図のＡ点の右上の升目内における挿入
位置４０の制御棒、制御棒Ａ２はＡ点の左下の升目内に
おける挿入位置２００制御棒、制御棒Ｂ１はＢ点の右上
の升目内における挿入位置３６０制御棒、制御棒Ｂ２は
Ｂ点の左下の升目内における挿入位置１４０制御棒、制
御棒ＣＩは０点の左下の升目内における挿入位置１２０
制御棒である。
位置４０の制御棒、制御棒Ａ２はＡ点の左下の升目内に
おける挿入位置２００制御棒、制御棒Ｂ１はＢ点の右上
の升目内における挿入位置３６０制御棒、制御棒Ｂ２は
Ｂ点の左下の升目内における挿入位置１４０制御棒、制
御棒ＣＩは０点の左下の升目内における挿入位置１２０
制御棒である。
第６図、第７図および第８図において、実線は第５図の
制御棒パターンで炉心流量１００％（原子炉出カフ５％
）の軸方向出力分布、破線は同一の制御棒パターンで炉
心流量３９％（原子炉出力４６％）の軸方向出力分布を
示している。
制御棒パターンで炉心流量１００％（原子炉出カフ５％
）の軸方向出力分布、破線は同一の制御棒パターンで炉
心流量３９％（原子炉出力４６％）の軸方向出力分布を
示している。
炉心の半径方向における位置、すなわちＡ点、Ｂ点およ
び０点においては、軸方向における出力のピーク位置は
多少異っているが、炉心流量が変化した（例えば３９％
から１００％に；ことによる軸方向の出力分布の変化の
割合がほぼ等しい。
び０点においては、軸方向における出力のピーク位置は
多少異っているが、炉心流量が変化した（例えば３９％
から１００％に；ことによる軸方向の出力分布の変化の
割合がほぼ等しい。
第９図は、第５図の炉心状態よりも燃焼度が増した９炉
心（燃焼度７５００ＭＷＤ／’Ｔ ）における制御棒パ
ターンを示している。
心（燃焼度７５００ＭＷＤ／’Ｔ ）における制御棒パ
ターンを示している。
第１０図は第９図のＤ点、第１１図は第９図のＥ点、第
“１２図は第９図のＦ点における軸方向の出力分布を示
している。
“１２図は第９図のＦ点における軸方向の出力分布を示
している。
第１０図の制御棒Ｄ１ は第９図のＤ点の左下の挿入位
置４４との制御棒で、制御棒Ｄ２はＤ点の右上の挿入位
置８０制簡１棒である。
置４４との制御棒で、制御棒Ｄ２はＤ点の右上の挿入位
置８０制簡１棒である。
第１１図の制御棒Ｅ、 はＥ点の左下の挿入位置４２０
制御棒で、制御棒Ｅ２はＥ点の右上の挿入位置８０制御
棒である。
制御棒で、制御棒Ｅ２はＥ点の右上の挿入位置８０制御
棒である。
第１２図の制御棒Ｆ１ はＦ点の左下の挿入位置２２の
制御棒で制御棒Ｆ２はＦ点の右上の挿入位置１６の制御
棒である。
制御棒で制御棒Ｆ２はＦ点の右上の挿入位置１６の制御
棒である。
第１０図、第１１図および第１２図において、実線は第
９図の制御棒パターンで炉心流量８１％（原子炉出力９
８％）の軸方向の出力分布、破線は同一のパターンで炉
心流量４７％（原子炉出カフ３％）の軸方向の出力分布
である。
９図の制御棒パターンで炉心流量８１％（原子炉出力９
８％）の軸方向の出力分布、破線は同一のパターンで炉
心流量４７％（原子炉出カフ３％）の軸方向の出力分布
である。
炉心流量の変化によってＤ点、Ｅ点およびＦ点の軸方向
出力分布の変化する割合はお互にほぼ等しくなっている
。
出力分布の変化する割合はお互にほぼ等しくなっている
。
このように、炉心流量が変わることによる軸方向の出力
分布の変化の割合は、炉心の半径方向の位置にほとんど
依存しない。
分布の変化の割合は、炉心の半径方向の位置にほとんど
依存しない。
制御棒の挿入状態が変わっても、炉心流量を変化させる
時には制御棒が変わった状態に固定されているので炉心
流量の変化による軸方向出力分布の変化割合は炉心の半
径方向において等しくなる。
時には制御棒が変わった状態に固定されているので炉心
流量の変化による軸方向出力分布の変化割合は炉心の半
径方向において等しくなる。
以上説明したごとく本発明によれば頻ばんな検出器の走
行を必要とせず指定された領域の出力分布の現状値なら
びに流量変更後あるいはゼノン濃度変化後の出力分布の
予測値なオンラインで計算し、原子力発電所の運転員や
技術員に提供することができ、運転操作の円滑化、安全
運転の確認に寄与する所が大きい。
行を必要とせず指定された領域の出力分布の現状値なら
びに流量変更後あるいはゼノン濃度変化後の出力分布の
予測値なオンラインで計算し、原子力発電所の運転員や
技術員に提供することができ、運転操作の円滑化、安全
運転の確認に寄与する所が大きい。
第１図は代表的な沸騰水型原子炉の炉心断面図、第２図
は燃料集合体４個からなる領域と検出器の関係を示す図
、第３図は本発明による炉心流量変更後の出力分布の予
測結果を示す特性図、第４図は本発明の好適な実施例の
回路図、第５図は本発明の初期炉心での制御棒パターン
を示す説明図、第６図、第７図および第８図は第５図の
Ａ、 Ｂ、０点における軸方向の出力分布を示す特性図
、第９図は燃焼が進んだ炉心の制御棒パターンを示す説
明図、第１０図から第１２図は第９図のり、 Ｅ、Ｆ点
における軸方向の出力分布を示す特性図である。
は燃料集合体４個からなる領域と検出器の関係を示す図
、第３図は本発明による炉心流量変更後の出力分布の予
測結果を示す特性図、第４図は本発明の好適な実施例の
回路図、第５図は本発明の初期炉心での制御棒パターン
を示す説明図、第６図、第７図および第８図は第５図の
Ａ、 Ｂ、０点における軸方向の出力分布を示す特性図
、第９図は燃焼が進んだ炉心の制御棒パターンを示す説
明図、第１０図から第１２図は第９図のり、 Ｅ、Ｆ点
における軸方向の出力分布を示す特性図である。
Claims (1)
- １ 原子炉において、炉心内の一定の領域内の出力分布
を、炉心の一次元中性子拡散モデルに基づいて計算する
手段と、前記計算結果を該領域内の中性子検出器の信号
と比較照合する手段により該−次元計算の境界条件を修
正し該領域の出力分布を該出力分布から推定した検出器
信号が測定される信号と一致するまで繰り返し計算し求
める該領域内の現状出力分布推定手段と、炉心全体で測
定される中性子検出器の信号を水平方向に平均し軸方向
−次元平均出力分布を求め、該平均出力分布に適合せし
めるよう一次元中性子拡散モデルを修正する手段と、該
修正されたモデルを用いて炉心状態の平均的変化を予測
する炉心平均特性予測手段と、該炉心平均特性予測手段
により予測された炉心平均出力分布と炉心平均現状出力
分布の比を、該領域内の現状出力分布に乗することによ
り、該領域内の出力分布を予測する手段から成ることを
特徴とする出力分布予測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51100630A JPS5924399B2 (ja) | 1976-08-25 | 1976-08-25 | 原子炉出力分布予測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51100630A JPS5924399B2 (ja) | 1976-08-25 | 1976-08-25 | 原子炉出力分布予測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5327793A JPS5327793A (en) | 1978-03-15 |
| JPS5924399B2 true JPS5924399B2 (ja) | 1984-06-08 |
Family
ID=14279147
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51100630A Expired JPS5924399B2 (ja) | 1976-08-25 | 1976-08-25 | 原子炉出力分布予測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5924399B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6124438U (ja) * | 1984-07-18 | 1986-02-13 | 株式会社 秀 | 隙間入りステンドグラス |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56168595A (en) * | 1980-05-30 | 1981-12-24 | Nippon Atomic Ind Group Co | Device for forecasting power distribution of nuclear reactor |
| US4642213A (en) * | 1984-07-27 | 1987-02-10 | Westinghouse Electric Corp. | Anticipatory control of xenon in a pressurized water reactor |
-
1976
- 1976-08-25 JP JP51100630A patent/JPS5924399B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6124438U (ja) * | 1984-07-18 | 1986-02-13 | 株式会社 秀 | 隙間入りステンドグラス |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5327793A (en) | 1978-03-15 |
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