JPS60220895A - 制御棒引抜阻止装置 - Google Patents

制御棒引抜阻止装置

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JPS60220895A
JPS60220895A JP59076488A JP7648884A JPS60220895A JP S60220895 A JPS60220895 A JP S60220895A JP 59076488 A JP59076488 A JP 59076488A JP 7648884 A JP7648884 A JP 7648884A JP S60220895 A JPS60220895 A JP S60220895A
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JP
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control rod
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withdrawn
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満田 透
木口 高志
福崎 孝治
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    • 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

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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

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、原子炉の運転監視装置に係り、特に制御棒引
抜による燃料損傷?防止するために制御棒引抜阻止信号
音発生する制御棒引抜阻止装置に関する。
〔発明の背景〕
第1図に沸騰水型原子炉の構成図の一例?示す。
圧力容器lには、炉心2、気水分離器3、ドライウェル
4が含1れており、炉心2t;j:冷却材(軽水)で満
たされている。炉心で発生した蒸気は、タービン5へ供
給され、タービン5は発電機6ケ駆動する。タービンで
使用された蒸気は復水器7へ送られ、さらに給水ポンプ
8により、再び圧力容器へ戻される。また、冷却材は、
再循環ポンプ9にエリ、炉心内金循環している。炉心下
部からは、制御棒lOが、制御棒駆動装置iiにより、
炉心内に挿入される。炉心の出力(反応度)の制御は、
再循環流量のff11整及び制御棒の挿入量の調整に工
っで実施される。制御棒制御装置12は、制御棒駆動装
置11に制御し、制#神選択信号?、監視装置及び保護
装置へ送る。制御棒引抜阻止信号13が制御棒制御装置
へ送られて来た場合には、それ以上の制御棒の引抜きは
禁止される。
本発明に関する制御棒引抜阻止装置は、上記制御棒引抜
阻止信号音発生する装置である。以下に従来の制御棒引
抜阻止装置ケ説明する(Pi−A3.565,760.
米国)。
第2図に、炉心の断面図の一例(炉心の4分の1)k示
す。炉心には、燃料集合体14が装荷されており、燃料
集合#:4体に1本の割合で制御棒15が挿入できるよ
うになっている。また、燃料集合体の間には、中性子束
計装管16が設置されている。中性子計装管16には、
第3図に示すように軸方向に4個の局所出力領域検出器
+LPRM)17が設置されてbる。また、計装管16
には、走行型中性子検出器TTIP)18のための計装
管19も設置されている。走行型中性子検出器t’l”
IP)により炉心の軸方向の連続的な出力分布を得ると
共に、上記局所出力領域検出器I L P RM )の
較正ケ行うことができる。
制御棒引抜阻止装置の構成図ケ第4図に示す。
ある制御棒が引抜制御棒として選択されると(第2図の
Aン、選択制御棒信号20が、制御棒制御装置(第1図
の12)より、LPRM選択回路21へ送られて来る。
LPRM選択回路21は、全LPRMの測定信号22の
中から、選択制御棒の回りの4個の中性子計測管(第2
図の23゜24.25.26)に設置されているLPR
Mの測定信号?選択する。制御棒引抜阻止装置は、サブ
システムIとサブシステム■から構成されており、上記
LPRM選択信号で選択されたLPRM測定信号の中で
、AとC(第3図)の測定信号はサブシステムIへ、B
とDの測定信号はサブシステム■へ送られる。サブシス
テムIと■は同じ処理手順を実行するので、以下サブシ
ステムIについて説明する。
選択されたLPRMの測定信号27は、平均回路28に
よって平均化される。平均回路の出力29は平均出力領
域検出器(APRM)の出力30と比較され、ゲイン調
整回路31により、出力レベルが調整される。レベル調
整後の出力32は、あらかじめ設定された制限値34と
比較回路33で比較され、制限値ケ越える場合には、引
抜阻止信号35が制御棒制御装置へ送られる。同時に、
表示信号36が表示装置へ送られる。制限値は、第5図
に示すように再循環流歓の関数として設定されている。
現在の沸騰水型原子炉の制御棒引抜装置は、ある一定幅
で段階的に引抜く機構となっている。また、同時に引抜
く制御棒の本数も、1本に限定されており、同時に複数
本の制御棒金引抜くことはない。
これに対し、今後実用化される新型の沸騰水型原子炉の
制御棒引抜装置は、無段階で連続的に制御棒金引抜く機
構となっており、制御棒の引抜方法も、同時に複数本の
制御棒?引抜く方法(ギヤング引抜)に改良される。
従来の制御棒引抜阻止装置は、1本のみの制御棒の引抜
金想定しており、ギヤング引抜に対応できない。すなわ
ち、従来の制御棒引抜阻止装置?そのままギヤング引抜
に適応した場合、引抜制限値は、1本のみの引抜を想定
【7た制限値と異なり、同時に引抜く制御本の本数によ
って変化するため、適切な阻止信号音発生できないとい
う不具合?生ずる。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、新型の沸騰水型原子炉で実施される制
御棒のギヤング引抜に対応できる制御棒引抜阻止装置全
提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明の特徴は、ギヤング引抜の引抜制御棒本数に応じ
、かつ、または、その時の炉心運転状態に応じて、制御
棒引抜制限値音発生する制限値発生装置ケ有することに
ある。
制御棒引抜阻止装置において、第5図に示すような制御
棒引抜制限値は、制御棒引抜による出力上昇により、燃
料損傷が発生する時の出力と設定している。すなわち、
最小限界加力比+MCPR)が、限界値に達する時の出
力を制限値と設定する。
上記制限値は、あらかじめオフライン計算によってめら
れる。従来の制限値は、1本のみの制御棒引抜を想定し
て設定されている。
ギヤング引抜?実施する場合には、炉心?対称に運転す
る必要性から、対称位置にある4本またげ8本の制御棒
?同時に引抜く。4本の制御棒2同時に引抜く場合と、
1本の制御棒のみ?引抜く場合とでは、制御棒に隣接し
たLPRMの測定値が等しいとしても、最小限界出力比
(MCPR)は異なる。これは、MCPFLが燃料集合
体の出力たけではなく、ボイド率、出力分布にも依存し
、制御棒引抜本数がボイド率出力分布に影響及ばずこと
が原因である。従って、制御棒1本のみを想定して計算
した制限値倉、ギヤング引抜に適用することはできない
又、同時に4本引抜く場合でも制御棒の位置により1本
の制御棒の引抜が、他の制御棒付近の局所的出力に及ぼ
す影響力が異なるため、引抜制御棒位置も考慮して制限
値を設定する必要がある。
上記の理由から、本発明では、第一の実施例として、制
御棒の引抜本数及び炉心内位置に応じてオフライン計算
により制限値ヶ設定する。 ′上記のように、オフライ
ンであらかじめ制限値を設定しても、オフライン計算で
想定した炉心状態と、実際に運転中の炉心状態が異なる
場合が生ずることがある。例えば、炉心流量、炉心出力
、制御棒パターンが同じでも出力分布に差が生じてくる
。このような場合、オフライン計算で設定(〜た制限値
をそのまま用いることは好ましくない。
本発明では、第2の実施例としてシミュレータによるオ
ンライン予測計算?実施することにより、その時点での
炉心運転状態ケ考慮して、制限値ケ設定する。すなわち
、引抜制御棒が選択された時点で、シミュレータにエリ
、制御棒引抜後のN1cpa及びLPRM指示値の予測
値?計算し、両者から、MCPRが限界値に達する時の
LPR,M指示値葡計算し、さらにLPrLM計算値よ
り、制限値?計算する。
〔発明の実施例〕
以下、本発明ケ実施例ケ用いて詳細に説明する。
第6図に、本発明の実施例の構成図ケ示す。第7図に示
す4本の制御棒が同時に引抜かれる場合を考える。引抜
かれる制御棒が選択されると、各制御棒に隣接した16
個の中性子計装管が選択さt’L (a −1,d −
4) 、各計装管に設置されたLPRM測定信号42が
、LPRM選択回路40により選択される。次に、谷グ
ループ(a−d)毎及びチャンネル毎(A、B)に、加
算回路43に工ってLPRM測定信号が加算される。例
えば、グループaの場合、各計装管には、A、B、C。
Dの4個のL P RMが設置されているため、a −
1−A−8−4−DJで、16個のL P RM測定信
号が存在する。これをチャンネルA(LPRMのAとC
)、チャンネルB(LPRMのCとD)毎に加算し、信
号Aa、Bad出力する。
Aa−Σ 、ΣLPRMa−i−x ・−・団・(1)
X=A、C1=1 加算回路の出力信号は、Aa、 Ba、 Ab、 Bb
Ac、Bc、Ad、Bd の8個となる。次に、ゲイン
調整回路44にエリ、炉心の出力(平均出力領域検出器
の出力)45と比較し、出力レベルが調整される。次に
、平均回路46により、各チャンネルA、B毎に、出力
信号が平均化され、信号A。
Bが出力される。
出力信号A、Bは、制限値発生装置47により送られて
来た制限値48と比較回路49で比較され、A、Bいず
れか1つのチャンネルが制限値ケ起えた場合には、制御
棒引抜阻止信号50及び表示信号51勿発生させる。
この実施例では、ゲイン調整回路と平均回路との順序ケ
交換することにエリ、ゲイン調整回路の個数ケ減少させ
ることもできる。−j?わち、ゲイン調整回路は、8個
(A a −B dに対する)から、2個(A、Bに対
する)に減少する。
また、平均回路の代りに最大値回路を用いることもでき
る。すなわち、 A=Max(Aa、Ab、Ac、Ad)とする。これは
、4本の制御棒の中で最も局所出力が上昇【−た制御棒
を基準として、阻止信号を発生すること?意味する。
制御棒引抜き本数が8本の場合にも同様な処理により、
制御棒引抜阻止信号を発生することができる。本発明に
よれば、制御棒引抜本数が増加1゜ても、制御棒引抜阻
止装置を増加させる必要はない。
次に本発明の特徴である制限値発生装置を実施例?用い
て説明する。
(1) ギヤング引抜制御棒?パラメータとしてあらか
じめ制限値を設定しておく場合、 制御棒引抜本数及び炉心流緻?パラメータとして制限値
?設定した例全第8図に示す。このようにして設定され
た制限値勿、制限値発生装置のメモリーに格納しておく
。制御棒が選択されると、制御棒選択信号、及び炉心流
量測定信号に応じて、制限償金発生する。制御棒引抜本
数に応じて制限値を発生することより、適切な阻止信号
を発生することが可能となる。
また、引抜制御棒の位置葡バ2メータとして、制限値ケ
あらかじめ設定することも可能である。
例えば、第9図に示すように、炉心全焼つかの領域に分
割し、各領域に含1れる制御棒毎に、制限値?設定する
(匂 予測計算ケ実施することにより、制限値?設定す
る場合、 制限値発生装置の構成図ケ第10図に示す。引抜制御棒
が選択された時点で、制御棒引抜シーケンスに従って制
御棒が引抜かれた場合の予測計算ケシミュレータ60(
特開昭53−22639)により実施する。すなわち、
まず、現状の炉心69の出力、流量、制8棒パターン等
ケ入力とし、炉心の現状の出力分布、キセノン分布等を
計算する。
この際、シミュレータの計算モデルのパラメータケ中性
子束検出器測定値を用いて調整し、計算モデルを炉心状
態に適応させる。次に、上記出力分布、キセノン分布等
ケ初期値とし、制御棒引抜シーケンス64を入力として
、制御棒引抜による炉心状態の変化を計算する。
このよう斤予測計算は、オフライン計算と異なり、計算
モデルヶ現状の炉心状態に適応させることができ、かつ
、炉心の現状の出力分布等金初期値として用いることが
できるため、運転中の炉心状態?計算に反映することが
できる。上記予測計算により、LPRM指示値及びMC
P fi−計算する。
今、MCPHの予測値lIrMCP Re−燃料集合体
が損傷する限界値k M CP RLとすると、熱的制
限値の余裕ΔMCPRは、 ΔMCPR=MCPRL MCPRc ”・−−”・(
3)に工りめられる。一方、選択された制御棒に隣接す
るLPRM指示値の予測1直iLpaM4に=1−N、
Nは制御棒本数によって変化する)とする。
ΔMCPR65及びLPRMi66ケ用いて、LPRM
制限値計算装置61によυ、MCP’B、が限界値に達
する時の、すなわちΔMCPR,=0となる時のLPR
M二の値(LPRM制限値ILPRMハロ7を計算する
。計算法の一例としては、(4)式が考えられる。
次に上記L P RM制限値67會用いて制限値計算装
置62により制御棒引抜制限値68ケ計算する。計算方
法としては、第6図に示したLPFLM測定信号から信
号A、B’lk計算した方法と同じ方法音用いることが
できる。すなわち、LPRM測定信号の代りに、上記L
 P RM制限値を用い出力信号AI 、s/會計算し
、A/ 、 B/の平均値?制限値とする。この場合、
ゲイン調整回路では、APR,M測定信号の代りに予測
計算でめたAPRM指示値予測値?用いる。
LPRM制限値をめる方法としては、上記の実施例以外
に、予測計算でMCPRが限界値に達するLPRM指示
値を直接求める方法も可能である。本発明により、炉心
運転状態に応じた制御棒引抜制限値ケ設定することが可
能となる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、引抜制御棒本数、制御棒位置、炉心運
転状態に応じた制御棒引抜制限値ケ設定することが可能
となることにエリ、新型沸騰水型原子炉で実施される制
御棒のギヤング引抜に対応できる制御棒引抜阻止装置が
実現できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は沸騰水型原子炉の構成図、第2図は炉心の部分
説明図、第3図は中性子束計装管の説明図、第4図は従
来の制御棒引抜阻止装置の構成図、第5図は制限値を示
す図、第6図は本発明の構成図、第7図は炉心の断面図
、第8図は本発明の制限値、第9図は炉心の説明図、第
10図は制限値発生装置の構成図ケ示す。 40・・・LPRM選択回路、41・・・選択制御棒信
号、42・・・選択LPFLM信号、43・・・加算回
路、44・・・ゲイン調整回路、45・・・APRM信
号、46・・・平均回路、47・・・制限値発生装置、
48・・・制限値、49・・・比較回路、50・・・制
御棒引抜阻止信号、51・・・表示信号、60・・・炉
心シミュレータ、61・・・LPRM制限値計算装置、
62・・・制限値計算装置、63・・・熱的余裕、64
・・・LPRM指示値予測値、65・・・LPRM制限
値、66・・・制御棒引抜制限値。 代理人 弁理士 高橋明夫 も1図 も5図 再楯環赤童(η) 第8図 再傷環揃量(y、)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、炉内に設けた中性子束検出器の測定信号2、あらか
    じめ設定した制限値と比較し、測定信号が制限値に達し
    た時、制御棒の引抜き紫阻止する制御棒引抜阻止装置に
    おいて、引抜かれる制御棒の本数に応じて、制限値ケ設
    定する制限値発生装置ケ有すること?特徴とした制御棒
    引抜阻止装置。 2、引抜かれる制御棒の炉心内の配置に応じて、制限値
    ケ設定する制限値発生装置ケ有すること全特徴とした特
    許請求の範囲第1項記載の制御棒引抜阻止装置。 3、引抜かれる制御棒が選択された時点で、炉心シミュ
    レータにより、制御棒引抜き後の炉心状態ゲ予側し、予
    測結果に基づいて制限値ケ設定する制限値発生装置ケ有
    すること全特徴とした特許請求の範囲第1項記載の制御
    棒引抜阻止装置。
JP59076488A 1984-04-18 1984-04-18 制御棒引抜阻止装置 Granted JPS60220895A (ja)

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JPS60220895A true JPS60220895A (ja) 1985-11-05
JPH051915B2 JPH051915B2 (ja) 1993-01-11

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017154275A1 (ja) * 2016-03-09 2017-09-14 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 制御棒操作監視方法及び制御棒操作監視システム

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017154275A1 (ja) * 2016-03-09 2017-09-14 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 制御棒操作監視方法及び制御棒操作監視システム
JP2017161344A (ja) * 2016-03-09 2017-09-14 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 制御棒操作監視方法及び制御棒操作監視システム

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