JPS6022692A - 沸騰水型原子炉の炉心安定性監視方法 - Google Patents

沸騰水型原子炉の炉心安定性監視方法

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JPS6022692A
JPS6022692A JP58129561A JP12956183A JPS6022692A JP S6022692 A JPS6022692 A JP S6022692A JP 58129561 A JP58129561 A JP 58129561A JP 12956183 A JP12956183 A JP 12956183A JP S6022692 A JPS6022692 A JP S6022692A
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JP
Japan
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value
neutron flux
core
average value
reactor
Prior art date
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Application number
JP58129561A
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English (en)
Inventor
阪本 弘志
福元 龍二
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Toshiba Engineering Corp
Toshiba Corp
Nippon Genshiryoku Jigyo KK
Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Engineering Corp
Toshiba Corp
Nippon Genshiryoku Jigyo KK
Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
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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

Landscapes

  • 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】 〔発明の技術分野〕 不発り]は、沸j1)水型原子炉の炉心安定性監視方法
(−関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
沸11電水型原子炉の運転は、通常1tjlJ御棒と炉
心光景の両者を1h1」御すること(二より、炉出力の
上昇。
下降等の変更を行なっているが、ある種の条件下では、
原子炉の核及び熱水力的動特性のカンプリング(二より
炉心が不安定状態になることがある。
そのため、あらかじめ設計計算にょシ設定した範囲内で
の炉出力、炉ルθ1Ufflの変更を行なっているのが
現状である。これに対し、炉心安定性を常時側>ご監視
できれば、原子力発心プラントの安全な運11云(二役
立つのみならず、従来の運転範囲を広げることができ、
一層効率的な原子力発心プラントの″運用(一つながる
従来、このような炉心安定性を測定する装置としては、
人為的外乱tプラント(二加え、その応答から評価する
方法、定常状態(=おいて、中性子束信号の変動成分の
パワスペクトル冨度をめ、そのパターンから炉心安定性
を評価する方法等が提案されているが、いずれもある程
既の長さのデータを測定した後(ロチ心安定性をめるも
ので必仄オンライン逐欠壓で炉心安定性を測定する装置
べではない。また、オンライン逐次型の監視装置として
自己回帰モデルに基づく方法もあるが、計纜、が複雑な
為、システムの太ささや演算速度(二間)但がありよ勺
簡便でかつ直接的な炉心安51性を監視する方法の開発
が望“まれでいた。
〔発明の目的〕
本発明は、上り己事情に鑑みてなされたもので、その目
的は、オンラインでかつ逐次的(′−炉心安定性を監視
することのできる沸)1誓水型原子炉の炉心安定性監視
方法を提供するにらる。
〔発明の概要〕
本発明は、沸騰水現原子炉の炉心から検出される中性子
束信号の変動成分の掘勤周よす」のばらつきが小さいこ
と、その振幅のばらつきが小さいことおよびその平均振
幅がある程度以上の大きさであることを遂次的に監視す
ること(=よって炉心の発振現欺を早期に発見するとと
も(二その程度(=よυアラートまたはアラームを表示
出力すること(=よって沸騰水現原子炉の炉心安定性を
監視しようとするものである。
以下、その塩山を詳細IZ説明する。
今、炉心から第1図(二示すような中性子束48号が得
られたとする。X、1をn+18点での炉心から得られ
る中性子束16号の瞬時値とし、Xn −I T Xn
+sをそれぞれ(−n−1)時点、(n+1;1時点の
中性子束信号の瞬時値とする。こJtらの中性子束信号
の瞬時値よ”Xn−XI、−(−ΔXn HXn+I 
Xn=△Xn + 1 なる式(二基ついてそれぞれ圧
分ΔXn 、ΔXn++を逐次的(=求め、下i己判定
式(1)、(2)(ユより各時点(二おける極値を判定
する。tなわち、 (1)、Δxn) o 、△Xn+1 <00とき極太
値(Xmax + Lmax )(2)、ΔXn < 
0 、 No+(〉0のとき極小値(Xa+in T 
Lm +n)ここで、XInax + Xm1nはそれ
ぞれ極太値、極小値Lmax r jmlnはそれぞれ
極大値Xmax +極小値xml。のときの時点を表わ
す。
次に、隣接する極大値間の時、ij]間隔をτmaX’
l 隣接する極小値間の時間間隔をτ□4.n、峠接す
る・歳値間の変化幅をPとして、これら時間間Pl′h
τ□ax + ′rminおよび変化幅Pをめる。この
ようにしてめた過去M時点のτm、。、τmin およ
びP(二基づいてそれぞれの平均値マと標$1Iij差
直1茫下記(3)および(4)式よりめる。
= = (−!−ダ(Xk−マ)2)1 ・・・・・・
・・・(・1)NJk+ 。
すなわち14接する極大直向の時間間Lrjτmax 
+二ついて過去WX ++a点のτmixのデータから
ぞのτn+a工の平均値−一=ケ市記(3)式からめる
。壕だ、4公M時点の1m8Xの標準偏差値ゐ。8を前
記(・0式からめる。
同体(−1過去上4時点のτm1.のデータからそのτ
mfnの平均値7片−および標準Gia屋匝鳳11を前
記(3)式3よび(4)式よりめ、さらに、過去M時点
のPのデータからそのPの平均値百および標準偏差値り
をそれぞれ前記(3)式および(4)式よりめる。
しかして、メモリー内(二は過去M点の極値(τmat
 +τmdn)と2M点の4’A a:i、間5り(ヒ
”A’l P A” 保JさAしてpl)、τ。nX 
l τmlo、Pの平均器−?1ヶ’! j、’A ’
(11δ差はと匹らのデータから計4されるが、メモリ
ー内データ区間相当の全点のデータケメモリー内データ
区rdl it刊当の全点のデータをメモリー内に保f
メする皇はできないので、中性子束の平均苗、μVよ下
記(b)式(二より指数荷M型の遂次計昇(二でめる。
μ=μ”十ω・(X−μ“) ・・・・・・・・・ (
5)ここで、μ−,L1 il、7点前平均値、ωば】
kみ係数、Xは最新データで■る。
以上のようにしてめたノ尚去M(町点のτmallτm
11およびPの各掠準II4走1直i−1;および頁な
らび(二過去M時点のPの平均憔Fが下i酎6)式また
は(l)弐の榮汁を電たずとき炉心は(ig等かの異常
現象が生起していると判別し°Cアラートを表示する。
unax < Kmax OR7ml。< Kmin 
・・””・(61ここで、Kmax + Kmlnはし
さい:lI’、で・りる。
F 〜 万くl覧1. ん〜p、−−−−−ンP1 ・・・・・
i’l)μ ここで、Kpはしきい値、μは中性子束信号の遂次平均
値、Plはプラントの状態で決まるしきい値である。
つまシ、前記(6)式の条件は、中性子束信号の特定振
動成分が増加1頃向C二あることを、また、前記(7)
式の条件はその振幅がある程度以上揃っていることを示
しているから炉心に何等かの異常現象が生フ萌している
と一’i’(lθtしてアラート全出力表示する。
さら(二、前記過去へ1時点のτ□nX l τ□10
およびPの谷標準偏差1直;、;および刀ならび(−過
去M時点のPの平均値Vが下記(8)氏または(9)式
の条件を満たすとき炉心は発振状態にあり、安全ス丞1
1云の範囲を逸脱したと判断してアラームを出力表示す
る。
一ζ;く為。8 鮒D 互〈Σ1□i4ハD亙〈Σ、 
届D 上〉P、 ・・−・・・(8)μ ここで、4m1K +2m1ntΣPはしきい値である
’ >P2 ・・・・・・・・・(9)μ ここで、P2はPlよシ大きいしきい値でプラントの状
態で決まる。
つ1シ、目iJ try (8)式の奈Y1−は44定
振動成分が強くかつ山幅がある程度以上」誦っているの
で、炉心は発振状態(二ある用船性が十分(二高いこと
を示しておシ、且た、前記(9)式の条件は、特定振動
成分の振幅が前記(方式および(8)式のしきい値P1
よりさらに大きいしきい旭Pzより大きいことを示して
いるから炉心は発振状態(二めp、安定運転の範四奮逸
脱したと判断してアラームを表示出力してプラント運転
員に注意を換起し、さら(−図示はしていないが、過度
(=逸脱しスクラムレベルを越した場合にはプラントを
緊急停止させてプラントの安全性を確保している。
〔発明の実施例〕
本発明の一実施例を図面?参照して説明する。
第2図は本発明のブロック471成図であp、同図(=
示すより)二、中性子東検出器2(二よって炉心1から
(’Jしれる中性子束信号を低域フィルタ3(二人力し
、この低域フィルタ3(−おいて炉心特:牛に関係がな
いと考えられる1、0 Hz以上の茜lIJ波成分を除
去する。次(二、この低域フィルタ3の出力をA/D変
換回路4 Tニー尋人してディジタル化したi&個号処
理装置5(二人力する。この信号処理装置65の出力は
判定回路6(二人力され、この人力信号がプラントの状
態および経験的に火められたしきいイ直を越えると表示
装置7C二よりアラートまたはアラーム情’a、(i?
a示するものでおる。
第3図は、前記第2図の本発明のブロック46成図C二
したがってその手1@を説明1−るためのフローチャー
トである。
次に、このフローチャート(二ついて説明する。
中性子束信号の安定性監視装置の開始指令8を出すと、
炉心からの中性子束信号を読み取り、とσ よってA/D変換されディジタル化される。また、この
ディジタル信号は、ざら(二、演算回路(二よってオン
ラインに遂次平均値が演算され、極値判定に入力される
。極値判定(二よる判定結果がNOであれば、信号入力
処理装置(二次される。一方、判定結果がYESなれば
極太値時間間隔(以下τml1xという)捷たは極小値
時間間隔(以下τ□1□という)および隣接極値開変位
(以下Pという)がめられる。さらに、演8ネ回路(二
おいてτmat lτ□ln+Pからそれぞitのa準
聞差−一一、T、婬およびそれぞれの平均値属=、1−
1Vが演算された後、判定回路(二人力され、判定結果
が正常ならば信号入力処理装置へ戻される。判定回路(
=よる判定結果が異常であれば、+m記(6)または(
7)式のアラート条件または前記り8)式または(9)
式のアラーム条件に従ってアラートまたはアラームが表
示出力される。
次C二、代衣的な1〜2例を挙げて説明する。
先ず、第1例とじて第4図の波形(二ついて説明する。
同図は中性子束検出器(二よって炉心から検出された中
性子束信号を低域フィルタを通して炉心情報(二不要な
高周波成分を除去した波形とする。
この波形の極太値を順次XI r X3 + X5・・
・、またta小値を順次X2 + x41 x、、・・
・とする。そして憾犬1匝x1とX3の時間間隔をτ、
1.極太+1i x3とX、の時間間隔をτx3 +・
・・ 、とし、また、腿小1[X2と絢の時間間隔をτ
8□+ fi/J−領々とX6の時間間1iffiをτ
x4 +・・・とする。さら(=、隣接する極値間の変
化1陥すなわち極大1直A1と極小値A2間の変化幅を
Px+ 、・’L従小値A2と極太11区A3間の変化
幅をPz2 +憾犬値A3と極小値入間の変化幅をPx
3+・・・とする。そして、仁のような極大値間の時間
間隔τ8□、τx3+・・・、極小値間の時間間隔τx
2 + τx4+・・・、お」;びi排づ妾、襖1直間
の変化幅Px11 PCB□、・・・を第4図の中性子
束振動波形(=対応してグラフ化したのが第5図の変化
11μ一時間図である。また、極太f直間の時間間ド5
τXll τx3+・・・、極小値間の時間間隔τ工2
.τX4+・・・、および隣接極値間の変化幅Pxl 
* Px2 + Pxx I・・・については過去風時
点のデータケ保持し、それぞれの平均値すなわち、τX
+ + τKB +・・・の平均値−ζ−とその標準偏
差値可=、τX21 τX41・・・の平均+1U ”
xminとその標準偏差値;、Pxt + PI3 +
 ’Pxs + ・・・の干均値且とその標準偏差値苓
が演算される。したがって、新規時点の極大直間の時間
間隔、極小値間の時間間隔および隣接極値間の変化幅の
テークが入力されるたび(二過去lV/I一時点のこれ
らデータは更新される。他方、中性子束イば号の遂次乎
均威μnx k fJ!J記(5)式(二基づいてめる
。このよう(−して、遂次的(二求めた標準偏浬1区ζ
。1工+ 7Xmi11 、石、、平均値も、遂次平均
値μ、、8が、アラート条件を示す6tl記(61式ま
たは(7)式、アラーム条件を示す前記(8)式または
(9)式(二より判別さオしるが本例では第5図(=示
すように過当にi孜はりC−9、]、IJ日己(6)〜
(9)式を満たずことはないので、炉心は正常状態にめ
ると判定してアラートまたはアラームを表示出力するこ
とはない。
次(二、第2例として第6図の波形(二ついて説明する
。同図は、中性子束検出器(=よって炉心から侠出ちれ
た中性子束1吉号を低域フィルりを通して炉心情報(二
不要な一周波l戊分を除去した波形と−Fる。この波形
の極太1匝を順次yI、y31y5゛゛・また極小値を
順次)’213’4+ 76・・・ とする。そして、
憔犬1区yIとy3の時間間隔全τ71 s極太1直y
3とy5の時間間隔をτ、3・・・とじ、また、俟小(
II y2とy4の時1司間隔をτ72 s極小イ直y
4とy6の時間間隔をτ、4・・・とする。さら(二、
lj4接する極値間の変化幅丁なわち極太値Bl 、!
:極小埴B2闇の変化幅をPyI、極小値B2と極太値
33間の変化幅をPF2、極太値B、と極小値入間の変
化幅をP、3.・・・とする。そして、このような極大
値間の時11]間隔τ、1.τys +・・・、極小+
U1ujlの時間間隔τy21 τy4 +・・・、お
よび賭接極値間の変化幅鳥1 + p、 + Py3+
・・・を第6図の中性子東振動阪形(二対窓してグラフ
化したのが第7図の変化幅−荷間図である。また、極大
直間の時間間隔τ、1゜τy3 +・・・、極小値1【
すの時間間隔τ、2.τy4.・・・、 2よび隣接極
値間の変化幅Pyl+ Pyz + Pys・・・(二
ついては過去M時点のデータを保任し、そgぞれの平均
値ずなわちτyl + τ、3.・・・の平均値゛〒、
;=とその標準偏差呟−6、τ72+ τ、4の平均直
刃;とその標準偏差値;、PyI + Py2 r P
ys・・・の平均値πとその様準偏差値扁が演算される
。したがって、新規時点の極大値間の時間間隔、極小値
間の時間tbJ隔および隣接極値間の変化幅のデータが
入力されるたび(=過去M時点のこれらデータは更新さ
れる。
他方、中性子東伯号の遂次平均値μ++yを前記(5)
式に基づいてめる。このよう(二遂次的にめた標準偏差
値籟nax l ’ymln j rPy !平均値P
、 l逐次平均値μ。、が、アラート条件を示す前Ij
i2(6)式または(7)式、アラーム条件を示す前記
(8)式または(9)式により)′13別される。本例
では第7図に示すようにτyl lτ、8・・・、τ、
2.τア、・・・、pyl l PF2 + Pya・
・・のばらつきが小さいので前記(6)式または(7)
式のアラート条件、または前記(8)式または(9)式
のアラーム条件が満足されるので炉心は発振状態(二あ
ると判定してアラートまたはアラームが表示出力さオす
る。
〔発明の効果〕
本発明によれば、炉心の発振現象の特徴として振11・
υ周期のばらつき、振幅のばらつきおよび平均振幅の3
つの事項をオンライン遂次的(二監視してアラート−ま
たはアラームを表示出力するので、炉心の異常発振を監
視できることは勿論、炉心の不安定化現象を早期に検知
することができるので、炉心へ悪影響を及ぼす前(二監
仇員(″−注7・jを促すことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は炉心から倚られた中性子束信号波形図、第2図
は本発明の一央〃4例のブロック17j j戊図、弔3
図は第2図のフローチャート、未4図および第6図はそ
れぞれ正常状1法および発づ辰状態の中性子束信号波形
図、第5図および第7図はそれぞれ第4図および第6図
の隣接極II[f間変化幅を説明するための隣接極1直
聞変化幅一時++4+閾作図である。 1・・・炉心、 2・・・中性子束vミ出器3・・・低
域フィルタ、4・・・A/JJ 俊41回路5・・・信
号処理装置、6・・・刊>l IX!l路7・・・光示
装置 (8733) 代理人 升埋士 猪 11t 4t” 
晃 (ほか1名)第3図 第4図 第5図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)炉心からの中性子束信号(=基づいて炉心状態を
    監視する沸騰水型原子炉の炉心安定性監視方法において
    、1狗記中性子束信号を低域フィルタを通してA/D変
    侠回路C二よりディジタル化し、このディジタル■に基
    づいて振動周期のばらつき、振幅のばらつきおよび平均
    振幅の大きさケ遂次的(二監視してこJtら振動周期(
    1)はらつき、振11−のばらつきおよび平均振1Mの
    大きさがアラート条件またはアラーム粂件を(7勺たし
    たとき(二その表示出力をなすよう(=したこと金特以
    とする沸騰水型原子炉の炉心安定性監視方法。 (2)遂次的にめた中性子束信号の最太極呟または最小
    極値の標準偏差11ILがそれぞJtの第1または第2
    のしきい値より小さいかまたは隣接極仏間変化幅の標′
    $uj差値が第3のしきい値よシ小さくかつその変化幅
    の平均値を中性子束信号の遂次平均値で除した値がプラ
    ント状態でP:まる弔4のしきい値より大きいときアラ
    ートを源示出力するよう(二した特許請求の範囲第1項
    一!戊のdφIf!i;水凋原子炉の炉心安定性監視方
    法。 +31 遂次的にめた中性子束1ぎ号の取人毬1世およ
    び最小他I匹の標準偏光1ばがそれぞれの第5および第
    6のしきい値よりとも(−小さく、・し刀)も瞬接極値
    16」変化幅の標$偏差11iiが第7のしaい値よp
    小でかつその変化1−の平均稙忙中注子束イに号の遂次
    平均値で除した1直がプラント状態で決まる第8のしさ
    い1直より犬で−ろるときアラームγ云示出力するよう
    (二した特許請求の郭[出力1項一)1火の弊1i・香
    水型原子炉の炉心安定監視方法、。 (4)遂次的にめた中性子束信号のl)> 4”c Q
    値開変化幅の平均値を中性子束信号の遂次平均値で除し
    た値がアラ−) 4z件で決まる第4のしきい値よシさ
    らに犬である第9のしきい値より犬であるときアラーム
    を表示出力するようにした特許請求の範囲第1項記載の
    沸騰水型原子炉の炉心安定監視方法。
JP58129561A 1983-07-18 1983-07-18 沸騰水型原子炉の炉心安定性監視方法 Pending JPS6022692A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6181761B1 (en) * 1998-09-21 2001-01-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Apparatus and method of monitoring reactor power of reactor at the time of startup thereof
JP2011137701A (ja) * 2009-12-28 2011-07-14 Toshiba Corp 原子炉の出力監視装置及びその方法
JP2011242168A (ja) * 2010-05-14 2011-12-01 Toshiba Corp 原子炉の出力監視装置及びその方法

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