JPS608472B2 - 原子炉の起動装置 - Google Patents
原子炉の起動装置Info
- Publication number
- JPS608472B2 JPS608472B2 JP48108403A JP10840373A JPS608472B2 JP S608472 B2 JPS608472 B2 JP S608472B2 JP 48108403 A JP48108403 A JP 48108403A JP 10840373 A JP10840373 A JP 10840373A JP S608472 B2 JPS608472 B2 JP S608472B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reactor
- simulator
- time
- reactivity
- control rod
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- 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】
本発明は原子炉の起動装置に係り、特に再起勤時におけ
るゼノンの中性子捕獲による反応度の急速増加を予知し
、それを予防する手段を備えた原子炉の起動装置に関す
る。
るゼノンの中性子捕獲による反応度の急速増加を予知し
、それを予防する手段を備えた原子炉の起動装置に関す
る。
従来、原子炉をトリップしたあと再起動する場合には、
全挿入された制御棒を1本づつ除々に引抜き、それにつ
れて上昇する中性子東の振舞いを出力計と、原子炉周期
計とで運転員が注意ふくかく監視しながら再起動させて
いる。
全挿入された制御棒を1本づつ除々に引抜き、それにつ
れて上昇する中性子東の振舞いを出力計と、原子炉周期
計とで運転員が注意ふくかく監視しながら再起動させて
いる。
ところが、再起敷時において原子炉反応度(すなわち、
原子炉出力)が原子炉周期の制限値をオーバーして、原
子炉を再びトリッブしてしまうという不都合が生じる。
原子炉出力)が原子炉周期の制限値をオーバーして、原
子炉を再びトリッブしてしまうという不都合が生じる。
なお、ゼノンとはキセノン(化学記号:Xe)のことで
あるが、原子力関係では一般にこのように呼ぶのでこれ
をそのまま用いる。本発明の目的は、上記した従来技術
の欠点をなくし、原子炉の再起勤時における原子炉のト
リップを防止することにある。
あるが、原子力関係では一般にこのように呼ぶのでこれ
をそのまま用いる。本発明の目的は、上記した従来技術
の欠点をなくし、原子炉の再起勤時における原子炉のト
リップを防止することにある。
本発明の特徴は、制御榛位置信号を入力して中性子の動
特性、ゼノン、沃素の動特性および原子炉反応度の動特
性を模擬する手段を備え、しかも実際の原子炉と同じ時
間で動作する実時間原子炉シミュレータと、中性子の動
特性、ゼノン、沃素の動特性および原子炉反応度の動特
性を模擬する手段を備え、しかも原子炉再起勤時の制御
榛駆動によりトリガされてこの時点における実時間原子
炉シミュレータの出力を初期値として入力し、実際の原
子炉よりも高速で動作する高速原子炉シミュレータとの
二つのシミュレー夕を有し、高速原子炉シミュレータに
よって求められる原子炉出力が炉周期の制限値を越えた
場合に制御榛駆動機構をブロックすることにある。
特性、ゼノン、沃素の動特性および原子炉反応度の動特
性を模擬する手段を備え、しかも実際の原子炉と同じ時
間で動作する実時間原子炉シミュレータと、中性子の動
特性、ゼノン、沃素の動特性および原子炉反応度の動特
性を模擬する手段を備え、しかも原子炉再起勤時の制御
榛駆動によりトリガされてこの時点における実時間原子
炉シミュレータの出力を初期値として入力し、実際の原
子炉よりも高速で動作する高速原子炉シミュレータとの
二つのシミュレー夕を有し、高速原子炉シミュレータに
よって求められる原子炉出力が炉周期の制限値を越えた
場合に制御榛駆動機構をブロックすることにある。
すなわち、本発明では原子炉起動時にゼノンを考慮にい
れ時間軸を短縮した高速の勤特性シミュレータを原子炉
の制御系に組み入れ、運転員の制御榛操作信号でこの高
速シミュレータをトリガさせ、勤特性の予知に必要な十
分な時間に相当する勤特性を実時間より早く解いてしま
い、その結果、原子炉周期の制限値を超した場合は、制
御棒の引抜きをブロックしてしまい、制限以内であれば
そのまま引抜きを続行させるようにして再起動時の制御
棒操作、とくに蓄積ゼノソの中性子捕獲による反応度の
急上昇ひいては炉周期によるスクラムを防止する。前述
の特徴を有する発明は、以下の点に着目してなされたも
のである。
れ時間軸を短縮した高速の勤特性シミュレータを原子炉
の制御系に組み入れ、運転員の制御榛操作信号でこの高
速シミュレータをトリガさせ、勤特性の予知に必要な十
分な時間に相当する勤特性を実時間より早く解いてしま
い、その結果、原子炉周期の制限値を超した場合は、制
御棒の引抜きをブロックしてしまい、制限以内であれば
そのまま引抜きを続行させるようにして再起動時の制御
棒操作、とくに蓄積ゼノソの中性子捕獲による反応度の
急上昇ひいては炉周期によるスクラムを防止する。前述
の特徴を有する発明は、以下の点に着目してなされたも
のである。
すなわち、原子炉トリツフ。後の再起動で注意すべきこ
とは、ゼノン反応度が中性子東に及ぼす影響である。ト
リップ後、ゼノン反応度は、ゼノン平衡状態値からその
数塔にビルドァップして原子炉反応度を低下させる。し
かし「制御榛引抜きによる中性子東の上昇とともに、ビ
ルドアップしたゼノンは中性子捕獲によって減少し、そ
の結果、原子炉反応度が急激に増加する。このため、原
子炉再起動時に中性子東の急激な上昇を招き、ひいては
原子炉周期の制限値をオーバーして原子炉を再びトリツ
プさせることになる。したがって、ビルドアツプしたゼ
ノンの中性子捕獲に基づいて原子炉反応度、すなわち原
子炉出力の著しい低下が生じる恐れの場合には、あらか
じめ制御棒の引抜き操作を停止することによって前述の
問題を解決できるということを考えついた。このような
検討結果に基づいてなされた本発明の好適な一実施例を
以下に示す。
とは、ゼノン反応度が中性子東に及ぼす影響である。ト
リップ後、ゼノン反応度は、ゼノン平衡状態値からその
数塔にビルドァップして原子炉反応度を低下させる。し
かし「制御榛引抜きによる中性子東の上昇とともに、ビ
ルドアップしたゼノンは中性子捕獲によって減少し、そ
の結果、原子炉反応度が急激に増加する。このため、原
子炉再起動時に中性子東の急激な上昇を招き、ひいては
原子炉周期の制限値をオーバーして原子炉を再びトリツ
プさせることになる。したがって、ビルドアツプしたゼ
ノンの中性子捕獲に基づいて原子炉反応度、すなわち原
子炉出力の著しい低下が生じる恐れの場合には、あらか
じめ制御棒の引抜き操作を停止することによって前述の
問題を解決できるということを考えついた。このような
検討結果に基づいてなされた本発明の好適な一実施例を
以下に示す。
本発明の全構成を第1図に示す。
原子炉1の再起動にあたって、制御榛操作スイッチ9を
ON‘こして制御極駆動機構6により制御棒2を引抜き
原子炉出力を上昇させる。他方、運転員による制御榛操
作スイッチ9のON信号により、タイマ10を経て、高
速原子炉シミュレータ4を稼動させ、タイマ10の設定
時間後自動的にリセットする。
ON‘こして制御極駆動機構6により制御棒2を引抜き
原子炉出力を上昇させる。他方、運転員による制御榛操
作スイッチ9のON信号により、タイマ10を経て、高
速原子炉シミュレータ4を稼動させ、タイマ10の設定
時間後自動的にリセットする。
この間、判定機構5を動かしておき原子炉周期の制御値
をオーバーすることがあれば、ブロック機構7により制
御榛操作スイッチ9からの信号をブロックし、制御棒2
の駆動を停止する。リセットされた高速シミュレータ4
は一定時間後再び動作可能の状態にもどるが、その時、
運転員が制御榛操作スイッチ9をOMこしていなければ
待期状態となっている。
をオーバーすることがあれば、ブロック機構7により制
御榛操作スイッチ9からの信号をブロックし、制御棒2
の駆動を停止する。リセットされた高速シミュレータ4
は一定時間後再び動作可能の状態にもどるが、その時、
運転員が制御榛操作スイッチ9をOMこしていなければ
待期状態となっている。
実時間原子炉シミュレー夕3は制御榛位置信号発生器8
からの制御棒の位置信号を入力とし、実時間で中性子東
、ゼノン、沃素および反応度の計算を実施しており、高
速原子炉シミュレータ4にそれがトリガーされた時点の
初期条件を与える働らきをする。
からの制御棒の位置信号を入力とし、実時間で中性子東
、ゼノン、沃素および反応度の計算を実施しており、高
速原子炉シミュレータ4にそれがトリガーされた時点の
初期条件を与える働らきをする。
以下、各構成部分について説明する。
まず実時間原子炉シミュレータ3の構成についてのべる
。
。
ここで使用する記号はとくに断らない限り、通常の原子
炉動特性を記述した著書のものと同一である。シミュレ
ータの構成はさらに次の3部分に分割される。1 原子
炉動特性方程式 凶=2〒昼o+2,^i,Ci (1’ dt 等=ご−入i・Ci ■ 2 ゼノン、沃素の動特性 寮九‐1十y2‐2f‐?−^2 ・Xe−。
炉動特性を記述した著書のものと同一である。シミュレ
ータの構成はさらに次の3部分に分割される。1 原子
炉動特性方程式 凶=2〒昼o+2,^i,Ci (1’ dt 等=ご−入i・Ci ■ 2 ゼノン、沃素の動特性 寮九‐1十y2‐2f‐?−^2 ・Xe−。
2・ぐXe (31dl
−=一入・−1十yt・2f・〇(4)
dt
3 反応度の特性
pXeら−Xe(0.02 (
5)2Up=prod十p×e ただし、‘1}〜{5)式において各誌号は以下のもの
を表わしている。
5)2Up=prod十p×e ただし、‘1}〜{5)式において各誌号は以下のもの
を表わしている。
マ:中性子東
1:中性子寿命
8:全ての中性子数に対する遅発中性子数の割合p:反
応度 入;崩壊定数(半減期の逆数) c;遅発中性子先行核数 Xe:ゼーノン 1:沃素 y,:核分裂によって発生する1の割合 y2:核分裂によって発生するXeの割合02:Xeの
中性子吸収断面積 ×e(t):Xeの時間変化 2f:核分裂の巨視的断面積 2u:燃料の中性子吸収巨視的断面積 また、先行核数C、崩壊定数入、遅発中性子の割合8に
示した添字iはi番目の先行核数Ciに対する入,8の
値を示し、反応度prodおよびpxeは夫々制御榛お
よびゼノンに対する反応度である。
応度 入;崩壊定数(半減期の逆数) c;遅発中性子先行核数 Xe:ゼーノン 1:沃素 y,:核分裂によって発生する1の割合 y2:核分裂によって発生するXeの割合02:Xeの
中性子吸収断面積 ×e(t):Xeの時間変化 2f:核分裂の巨視的断面積 2u:燃料の中性子吸収巨視的断面積 また、先行核数C、崩壊定数入、遅発中性子の割合8に
示した添字iはi番目の先行核数Ciに対する入,8の
値を示し、反応度prodおよびpxeは夫々制御榛お
よびゼノンに対する反応度である。
これら{1)〜(5}式の間の関係を第2図に示すよう
に、原子炉動特性からゼノンおよび沃素の勤特性が求め
られ、この勤特性と初期値として与えられる制御棒の反
応度から原子炉全体としての反応度の動特性が求められ
る。
に、原子炉動特性からゼノンおよび沃素の勤特性が求め
られ、この勤特性と初期値として与えられる制御棒の反
応度から原子炉全体としての反応度の動特性が求められ
る。
反応度の勤特性は前記の原子炉勤特性を求めるのに使用
される。再起動時の原子炉動特性は、この実時間シミュ
レータを解いて得られるがいまその結果を半定性的に第
3図を用いて説明する。
される。再起動時の原子炉動特性は、この実時間シミュ
レータを解いて得られるがいまその結果を半定性的に第
3図を用いて説明する。
一例として、第3図bのように中性子東、め。=2×1
び4/嫌ノsecで定常運転を続けてきた原子炉がトリ
ップし、その後5時間後に再起動する場合を考える。定
常運転時においてはゼノンの妨害反応度は4.6%程度
に飽和しているが、原子炉トリップ後はそのバランス条
件がくずれ、ゼノンは一時ビルドアップし、1幼時間後
には第3図aに示すように、妨害反応度が約40%にも
達し、その後ゆっくりと減少はじめる。ところで5時間
後に定格出力の1/1の墓度で再起動させると、妨害反
応度が30%ぐらいに達していたものが、ゼノン中性子
捕獲により急速に減少し、新しい平衡値に向かう。この
再起動時の妨害反応度の低下の割合、換言すれば、反応
度の上昇割合は、定格出力、再起動時刻、再起勤時の出
力などによって種々変化する。高速原子炉シミュレー夕
4は実時間原子炉シミュレータと動特性方程式は同じも
のを使用し、ただ時間スケールフアクタを1/1の茎度
にし、実時間より1庇著の速さで解く。
び4/嫌ノsecで定常運転を続けてきた原子炉がトリ
ップし、その後5時間後に再起動する場合を考える。定
常運転時においてはゼノンの妨害反応度は4.6%程度
に飽和しているが、原子炉トリップ後はそのバランス条
件がくずれ、ゼノンは一時ビルドアップし、1幼時間後
には第3図aに示すように、妨害反応度が約40%にも
達し、その後ゆっくりと減少はじめる。ところで5時間
後に定格出力の1/1の墓度で再起動させると、妨害反
応度が30%ぐらいに達していたものが、ゼノン中性子
捕獲により急速に減少し、新しい平衡値に向かう。この
再起動時の妨害反応度の低下の割合、換言すれば、反応
度の上昇割合は、定格出力、再起動時刻、再起勤時の出
力などによって種々変化する。高速原子炉シミュレー夕
4は実時間原子炉シミュレータと動特性方程式は同じも
のを使用し、ただ時間スケールフアクタを1/1の茎度
にし、実時間より1庇著の速さで解く。
このため制御穣反応度pmdの値は予測値を入力させる
必要があるが、安全サイドの値としてご詩三の最大値が
ある一定時間にわたり引抜かれたとして計算をすすめる
こともできる。従来、原子炉起動時、とくに慎重を期さ
ねばならぬ反応度制御において、原子炉出力計と炉周期
計とを用いて運転してきたが、ここで説明してきた様に
、再起動時にはトリップ期間中に飽和値の数培にもビル
ドアップしたゼノンが中性子束捕獲によって急速に減少
し、反応度がそのために増加する時期がある。
必要があるが、安全サイドの値としてご詩三の最大値が
ある一定時間にわたり引抜かれたとして計算をすすめる
こともできる。従来、原子炉起動時、とくに慎重を期さ
ねばならぬ反応度制御において、原子炉出力計と炉周期
計とを用いて運転してきたが、ここで説明してきた様に
、再起動時にはトリップ期間中に飽和値の数培にもビル
ドアップしたゼノンが中性子束捕獲によって急速に減少
し、反応度がそのために増加する時期がある。
この反応増加が運転員の制御榛引抜操作による反応度に
加算され、運転員の実感以上に反応度が増加し、中性子
東が急上昇し、ひいては炉周期計によるスクラムを生じ
させることになる。本実施例では、上記のような現象を
予測し、しかも運転員による制御榛引抜きを必要に応じ
てブロックさせる新しい機能を追加しているので、原子
炉再起動後の原子炉のトリップを防止することができる
。
加算され、運転員の実感以上に反応度が増加し、中性子
東が急上昇し、ひいては炉周期計によるスクラムを生じ
させることになる。本実施例では、上記のような現象を
予測し、しかも運転員による制御榛引抜きを必要に応じ
てブロックさせる新しい機能を追加しているので、原子
炉再起動後の原子炉のトリップを防止することができる
。
これによって、原子炉の稼動率を向上させることができ
る。さらに、再起敷時の制御榛駆動時に、常時作動して
いる実時間原子炉シミュレータの出力を入力して高速原
子炉シミュレ−夕を作動させるので、高速原子炉シミュ
レータを常時作動させる必要がなく、しかも、再起動時
におけるトリップの発生を精度よく予測できる。フロッ
ク機構7は単に制御棒2の駆動をブロックさせるのみで
なく、部分挿入も可とし、炉周期が制限値を超すことを
積極的に抑えることも可能にすることもできる。本発明
によれば、再起動後のゼノン反応度の変化を予測でき、
原子炉再起動後の原子炉のトリップを防止できる。
る。さらに、再起敷時の制御榛駆動時に、常時作動して
いる実時間原子炉シミュレータの出力を入力して高速原
子炉シミュレ−夕を作動させるので、高速原子炉シミュ
レータを常時作動させる必要がなく、しかも、再起動時
におけるトリップの発生を精度よく予測できる。フロッ
ク機構7は単に制御棒2の駆動をブロックさせるのみで
なく、部分挿入も可とし、炉周期が制限値を超すことを
積極的に抑えることも可能にすることもできる。本発明
によれば、再起動後のゼノン反応度の変化を予測でき、
原子炉再起動後の原子炉のトリップを防止できる。
したがって、原子炉の稼動率を向上できる。
第1図は本発明の原子炉起動装置にかかわる説明図、第
2図は第1図の実時間シミュレー夕3の説明図、第3図
はゼノン動特性の定性的説明図である。 符号の説明、1・・・…原子炉「 2・・・・・・制御
棒、3・・・・・・実時間原子炉シ・ミュレータ、4・
・・・・・高速原子炉シミュレータ、5…・・・判定機
構、6・・・・・・制御榛駆動機構、7・・・・・・ブ
ロック機構、8・・・・・・制御榛位置信号発生器、9
・・・・・・制御榛操作スイッチ、10”“”タイマ。 ブー図才2図 才3図
2図は第1図の実時間シミュレー夕3の説明図、第3図
はゼノン動特性の定性的説明図である。 符号の説明、1・・・…原子炉「 2・・・・・・制御
棒、3・・・・・・実時間原子炉シ・ミュレータ、4・
・・・・・高速原子炉シミュレータ、5…・・・判定機
構、6・・・・・・制御榛駆動機構、7・・・・・・ブ
ロック機構、8・・・・・・制御榛位置信号発生器、9
・・・・・・制御榛操作スイッチ、10”“”タイマ。 ブー図才2図 才3図
Claims (1)
- 1 原子炉内の制御棒位置を決定する制御棒駆動機構と
、制御棒位置信号を入力して中性子の動特性、ゼノン、
沃素の動特性および原子炉反応度の動特性を模擬する手
段を備え、実際の原子炉と同じ時間で動作する実時間原
子炉シミユレータと、中性子の動特性、ゼノン、沃素の
動特性および原子炉反応度の動特性を模擬する手段を備
え、原子炉再起動時の制御棒駆動によりトリガされてこ
の時点における前記実時間原子炉シミユレータの出力を
初期値として入力し、実際の原子炉よりも高速で動作す
る高速原子炉シミユレータと、前記高速原子炉シミユレ
ータによって求められる原子炉出力が炉周期の制御値を
越えたときに出力する炉周期判定機構と、前記炉周期判
定機構の出力信号を受けて前記制御棒駆動機構をブロツ
クする手段とからなる原子炉の起動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP48108403A JPS608472B2 (ja) | 1973-09-28 | 1973-09-28 | 原子炉の起動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP48108403A JPS608472B2 (ja) | 1973-09-28 | 1973-09-28 | 原子炉の起動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5059699A JPS5059699A (ja) | 1975-05-23 |
| JPS608472B2 true JPS608472B2 (ja) | 1985-03-02 |
Family
ID=14483858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP48108403A Expired JPS608472B2 (ja) | 1973-09-28 | 1973-09-28 | 原子炉の起動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS608472B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54145895A (en) * | 1978-05-09 | 1979-11-14 | Nippon Atom Ind Group Co Ltd | Nuclear reactor output estimating device at restarting time of atom power plant |
-
1973
- 1973-09-28 JP JP48108403A patent/JPS608472B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5059699A (ja) | 1975-05-23 |
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