JPS6086489A - 原子炉炉心シミユレ−シヨン方式 - Google Patents

原子炉炉心シミユレ−シヨン方式

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JPS6086489A
JPS6086489A JP58194156A JP19415683A JPS6086489A JP S6086489 A JPS6086489 A JP S6086489A JP 58194156 A JP58194156 A JP 58194156A JP 19415683 A JP19415683 A JP 19415683A JP S6086489 A JPS6086489 A JP S6086489A
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JP
Japan
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output
control rod
value
notches
current
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Pending
Application number
JP58194156A
Other languages
English (en)
Inventor
裕 和田
康弘 小林
木口 高志
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6086489A publication Critical patent/JPS6086489A/ja
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    • YGENERAL 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
    • 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、原子炉炉心内局所出力領域モニタ出ノ月l[
ft−制御棒バタンに対応して速やかに模擬計算によシ
得られる、原子炉炉心シミュレーション方式に関するも
のである。
〔発明の背景〕
従来の原子炉炉心シミュレーション方式〇よ、主に、核
熱水力モデルを使用している。この方式によれば、演算
方法は行列演算を主としたくシかえし算法になっている
ので、計算時間が長く、実時間でプロセスjIkを模擬
しその模擬出力値葡求めることは困−でめった。この理
由によシ、原子炉の運転状態を実時間で模擬した運転−
11練用シミユレータを構成することができなかった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、原子炉炉心内に配置された局所出力領
域モ=り(I、ocal power几anteMon
itor、LPRMと以下称す)の出力値を、現状の制
御棒パタ/に対応して実時間で速やかに演算によシ原子
炉炉心シミュレーション方式を提供することにある。
〔発明Og要〕
上記の目的のため本発明は、制御棒の単位長引抜による
LP几M位置でのLPfLM出力値の変化率を用い、L
P几11−囲む限定した煩域の制御棒のパタンの変化を
制御棒の引抜/そう人長さとその置さ方間位置で検出し
、LPRMの出力値に変化率を引抜/そう人長さに応じ
重ね合せて乗じ、更にLPRMを囲む限定した領域ごと
に、距離による補正のために係数を乗じた直をもって、
現状のLPRM出力1直とする方式とした。
〔発明の実施例〕
以下、本発明を第1図から第 図によシ説明する。
第1図は、本発明の原子炉炉心シミュレーション方式に
よ、!7LPRM出力値を演算・出力する処理手順の流
れ図でおる。
まず、代表的な出力における制御棒パタ/と、その出力
でのLPRM出力値金参照値として入力する。Iloo
MW、級BWRにおける購御棒総数は185本である。
LPRMは制御棒のそう人されない燃料チャンネル間の
、燃料チャンネル4体に一本が割当てられる位置(以下
ストリング位置と呼ぶ)43ケ所に、高さ方向4点に配
置されている。高さ方向に、炉心を24分割したノード
の、となシ合う上下ノード間の高式にLPRMは置かれ
る。下から順に第3ノードと第4ノードの間に最下位置
のLPRMがおかれ、第9ノードの間に下から3番目の
LPRMが、そして、第21ノードと第22ノードの間
に最上位置のL l)几Mが置かれている。
制御棒の引抜ノツチ数は、完全そう人時に0、完全引抜
時に48となるように引抜の有効炉心内憂を48分割し
て表わし、制御棒総数185個用意する。
LPRMの出力値は、相対値で表わし、炉心の43本の
ストリング位置の高さ方向4点の172個用意する。
以上の、制御棒引抜ノツチ数に関する数値と、LP几M
出力値の参照値を、代表的な出力レベルに対応させ入力
する。以下の実施例では出力レベルを、25%、50%
、75%、100%とする。
炉心シュミレータとして、本発明では任意の制御棒パタ
ンを入力すれば、LPRM出力値をLP几M出力値の参
照値を用いて、後述する方式による内そう計算によシ得
る。そのため、次のステップでは、制御棒バタン金入力
して、その引抜ノツチ数金計算して判別する。
(1)もし、引抜ノツチ数が、出力レベル25%。
50%、75%、100%といずれかでの制御棒引抜ノ
ツチ数であれば、その出力レベルでのLP几M出力値の
参照+iを規格化した値に、出力レベル(%)をlOで
割った値忙かけて、LP几M出力値とする。更に、 (2)もし引抜ノツチ総数が、25%、50九、75%
、100%の出力レベルの中のとなシ甘うレベルでの引
抜ノツチ総数の間の値t−取シ、シかも、この引抜ノツ
チ総、数が、シミュレータの起動後はじめて25%、5
0%、75%、100%での引抜ノツチ総数のいずれか
の、間の匝を取った場合、(3)もし、引抜ノツチ数が
、25316.50%、75%、100%の出力レベル
の中のとなシ会うレベルでの引抜ノツチ総数の間の値を
取シ、しかも、シミュレータの起動後のLPBM出力値
計n時に同じ引抜ノツチ総数間の値をこれまでに取った
ことがめる場合、に分けてLPI(M出力値e i4’
l詳すゐ。
以下では、上記(2)・(3)での処理の手順の笑ht
iI例を説明する。
上記(2)の例えでは、次の処理手順を実行する。
制rI&t1棹引抜総ノツチ数Nが、1ヒとえは、50
夕C出力レベルでの制御棒パタンノツチ数NSOと75
%出力レベルでの制御棒バタンノツチM Ny aの間
にるる場合、すなわち、 Ns o < N < Nt aとなる場合、と考える
。後述する方式による内そう計算により、まず50%出
力レベルでのLP几M出力値から得た、現制御棒総ノツ
チ数Nに対応する制御棒バタンでのLPRM出力値を相
対値も。とじてめる。同様に、75%出力レベルでのL
P几M出力値から、LPAM出力値全相対値R7!とし
てめる。B、。。
几7Bは、172個のLPRMについて計算される。
しかるに、現制御棒総ノツチ数Nに対応する制御棒パタ
ン時のLP几M出力値は、まず相対値几を、によ請求め
、この相対値Re、172個のLPRMについての平均
値によシ割った値に、現制御棒総ノンチ故Nにより定ま
る出力レベル係数Fをかけた値とする。出力レベル係数
Fは、LP1’LM出力値の規格化後の平均値が、25
%出力レベルで15.100%出力レベルで10.0と
なるように定め、次式で与える。
12、N100ill:100%出力レベルでの制御棒
引接線ノツチ数を表わす。
前記(3)の例では、次の処理手順を実行する。前記(
3)の例は、すでに、50%と75%出力レベルを与え
る制御棒バタンとLPRM出ノ月直とから、前記(2)
の場合を経て2つのLP几M出力値の相対値R5゜、几
71が、得られてい/)場合でるる。制御棒が、制御棒
引抜総ノンテ数Nをこえ、さらに引抜かれ、しかも、 N、。<N’<Nts を満たす制御棒引抜総ノンチ数N′になった時、前記(
2)の手順でNをN’とおきかえて処理するかわシに、
几う。、几7Ilから、後述する方式による内そう計算
によシ、制御棒引抜総ノンチ赦Nに対応する制御棒バタ
ンからN′に対応する制御棒バタンに変化した後のLP
几M出力値の相対値をめる。R5゜からめられfcMi
rfcな相対値R5゜′。
几7.からめられた新たな相対値ル。′を用いて、現制
御棒総ノツチ数N′に対応する制御棒バタン時のLPR
M出力直出力対値几′は、 によシ氷めゐ。前記(2)の場合と同様に、各LP几M
出力1直は、N′をN′の175個のLPRMについて
の平均値によシ割りた値に、出力レベル係数F′をかけ
た値とする。出力レベル係数F′は、この場合、 によシ与える。
以上の、(3)の場合は、制御棒引接線ノツチ数N ’
が、N、。(N’ < Nullを満たすN′を継続し
てとゐような制御棒バタンか入力として与えられる間、
〈りかえして実行される処理手順である。
更に、制御棒引抜が進み、N′がN7.に等しくなった
時は、前記(1)の場合の処理手順を実行し、N、。<
 N ’ < Nt s を満たすN′の次に、 N□< N” < Nl。。
を満たすN”を与える制御棒バタンか人力されると、前
記(2)の場合に該当し、その処理手順を実行する。
以上の実施例に2ける、LPRM出力値の内そう計算方
式について、以下説明する。以下説明するLPRM出力
値の内そう計算方式とは、制御棒バタンとその制御棒パ
タン時のLPRM出力値の相対値をもとに、制御棒のそ
う入拳引抜操作後に変化した制御棒バタンとなった時の
LPRM出力値の相対値をめる計算方式である。
第2図に、LP几M出力値の変化率を与える制御棒引抜
位置と、LPRM位置の位置関係を示す。
LX及至L6は、炉心を高さ方向24分割したノード間
位置を示し、B6が炉心上方に位置する。
B1及至B7は、分割され九ノードを示すとともに、2
ノツチ引抜・そう大分の制御棒部分を示す。
1ノードは、制御棒2ノツチに相当する。いま、制御棒
先端がノードB4とB5の間から、ノードR3と84の
間に1ノード移動した場合を考える。
中性子吸収体がノードB4から消失したことによシ、こ
のノードをはさむ上下6点のノード間位置L1からR6
各点にもし局所出力績域モニタを設・けた時のその出力
値の変化率は、LlではR1゜R2では几6.L3では
Rs、R4ではR4゜R5ではR,、、R6ではR6と
与える。この変化率R1及至R0を用いて、複数ノード
数にわたる制御棒の引抜・そう人によるLP几M出力値
の変化4をめる行列AIjを次のように定める。
AIJは、7行7列の正方行列で、その161列要素の
値aIjは、 all ==Q、 Oj=j au =Rt j=i+l、 i=1.2.3.4.5
.6aB−几IX几1.1 + J−’+2Ii=L 
2+ 3.’s 5aIH=Rt XR,+ +3 X
Rt +t + J=’ +d、i=x、 2゜3.4 a + 1 =kL+ XRt + 、 Xft量ヤ、
×土し++s 、 j=i+4、i=i、 2. s a II =flしt XRt + 、 XJコLI+
 t XRt + S ×Lもl +4 + 3 =’
+5 +i=i、2 as ? =R1’l XR,×几、×几、×几、XI
L。
all =1.0/an とする。
この行列k11を用いて、下から工番目と(II1)番
目のノードにあるLPiLMの出力値の変化率は、その
LPRMを含むLP几Mストリングの周囲の制御棒の先
端が下からj着目のノードからに番目のノードに移動し
た時、次の様に計算する。
変化率= A I J ただし 1=I−J+4 jII −に+ 4 ただし、i27の時i=7、J27の時j=7第3図に
、一本の局所出力憤城モニタストリ/グ(LPRMスト
リング)と、それを囲む16本の制御棒の位置関係を示
す。
LPRMストリングに最も近い制御棒2のバタン変化に
伴うLPRM出力値の変化車積(前記のR8からR6)
に比べて、制御a2aのバタン変化に伴うLPR,M出
力値の変化率11xは、小さくとることにし、 R+’ −(R+ 1.0 ) XCE+1.0により
足める。ただし、0≦α(i、 。
更に、?l1II御@2bのバタン変化に伴う変化車積
″も B(’ = (fL r l、U ) Xβ十i、。
により定め、β〈αとして距離による効果を反映させる
以上で説明したLP几M出カ値の変化率をめる行列AH
を用いて、制御バタン変化後のLl(M出力値は、次の
手順でめる。
(1) お心制御棒に注目し1本毎に、バタンの変化を
制@欅先端ノードの位It変化としてめる。
(2)制御棒に最も近いL P RMストリング、次に
近いLPRMストリング、次に近いLPRMストリング
の谷LPRM尚さでの変化率を行列AIJによ請求める
(3)求められた、変化率を対応するLPkLM出方1
直にかける。これにより注目し7辷制御褌のバタ/(引
抜)ツチ赦)変化による、周囲1.PRM出力値への効
果が計算される。
(4)注目する制御棒をかえる。すべての制御棒につい
て、計算終了したら終了。
第4図に、本発明による原子炉炉心シミュレーション方
式で模擬した、LPB、M出力値の制御棒引抜に伴う推
移を示す。LPRMストリングは、炉心中央付近とし、
25%出レ出歩ベル50%出力レベルへ出力上昇する過
程を示す。制御棒を、このLP几MストIJングのまわ
りで、第5図に示した制御棒引抜手順で引抜いた時、L
P几M出力値は、上のLPRMからa、b、c、dで示
す様に変化する。なお、eは出力レベルをlOで割った
ものでLPRM出力値の平均値でその変化は、LP几M
出力1直の増加率となる。
以上、本実施例によれば、制御棒操作後のLP几M出力
値を、あらかじめたくわえた代表的出力レベルでの制御
棒パタ/としLPi(M出力値(相対1[)を参照し、
出ノ月直の変化率をめる行列をよみとシ基準となるLP
RM出力値にかけることで計算することができる。この
計算法は、<)かえし行列算法、特殊関数、級数等の反
復算出法を用層いていないので、上記の処理は、大型計
JEdを用いると関数演算時ff1l程度の演算処理時
間で行なうことができる効果がある。
〔発明の効果」 本発明によれば、原子炉炉心シュミレーションにおいて
、原子炉の起動・出力運転・停止の各状態Vご2いて圧
怠の制御棒パタンを入力として、′速ヤかに、LPRM
出刃値を模擬した計算結果が得られるという効果がある
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による原子炉炉心シミュレーション方式
の処理手順の一実施例を示す図、第2図は局所出力領域
モニタと、その出力値の変化率を与える制鍔揮位置との
位置関係を示す図、第3図は局所出力領域モニタストリ
ングを含む制御棒・燃料チャネルの位置関係を示す図、
第4図及第5図は本発明による原子炉炉心シミュレーシ
ョン方式により模擬された局所出力領域モニタ出力値の
制御棒引抜にともなう推移の例を示す図である。 l・・・局所出力領域モニタストリング、2・・・制御
棒、3・・・燃料チャネル。 代理人 弁理士 高橋明夫 耐 l 図 第 zm 稟 3 図 別寸卯棒引′L鋭・ノッ+氏

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、実際の原子炉を模擬し、起動・出力運転・停止の状
    態に応じた原子炉内の局所出力領域モニタの出力+1t
    を演算し、その数1ii’に原子炉内中性子束分布の模
    擬測定結果として得る、原子炉炉心シミュレーション方
    式に2いて、代表的出力レベルでの制御棒パタン、引抜
    線ノツチ数と局部出力領域モニタからの出力値tデータ
    として電子計算機内の記憶装置に記憶しておき、現状の
    制御棒パタンを入力すると、最も近い制御棒パタンの出
    力レベルを現状の出力レベルの上下2点選び、各出力レ
    ベルに対応する制御棒バタンと現状の制御棒パタ/を比
    較し、制御棒の単位長引抜令そう人による局所出力領域
    モニタの出力値の変化率を用いて下の出力レベルでの局
    所出力領域モニタ出力値から計算された現状の局所出力
    領域モニタ出力値の推定値と、同様に上の出力レベルで
    の局所出力領域モニタ出力値から計算された現状の局所
    出力機械モニタ出力値の推に値の両者の平均【、上の出
    力レベルでの制御棒線ノツチ数と現状のノツチ数の差と
    下の出力レベルでの制御棒線ノツチ数と現状のノツチ数
    の差を各々前者、後者の推定呟の重みにしてItt算し
    た値をもって、現状の制御棒/くタンでの局所出力領域
    モニタ出力値とすゐことを特徴とする原子炉炉心シミュ
    レーション方式。
JP58194156A 1983-10-19 1983-10-19 原子炉炉心シミユレ−シヨン方式 Pending JPS6086489A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8739345B2 (en) 2009-03-31 2014-06-03 Industrial Brushware Limited Down hole cleaning tool

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8739345B2 (en) 2009-03-31 2014-06-03 Industrial Brushware Limited Down hole cleaning tool

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