JPS6367680B2 - - Google Patents

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JPS6367680B2
JPS6367680B2 JP56061345A JP6134581A JPS6367680B2 JP S6367680 B2 JPS6367680 B2 JP S6367680B2 JP 56061345 A JP56061345 A JP 56061345A JP 6134581 A JP6134581 A JP 6134581A JP S6367680 B2 JPS6367680 B2 JP S6367680B2
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JP
Japan
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output
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bwr
power
following operation
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JP56061345A
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English (en)
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JPS57175995A (en
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Kosei Akyama
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication of JPS57175995A publication Critical patent/JPS57175995A/ja
Publication of JPS6367680B2 publication Critical patent/JPS6367680B2/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
    • 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)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は沸騰水型原子炉の負荷追従運転法に係
り、特に負荷追従運転中に燃料棒の破損を防止す
るために、燃料棒に予め経験させておくべき出力
分布を定めるのに好適な負荷追従運転用出力分布
の作成法に関する。
沸騰水型原子炉(以下BWRと略記する)の負
荷追従運転においては、従来はある負荷追従運転
時の特定の変化出力パターンを想定し、計算機に
よるシミユレーシヨン等により負荷追従運転時の
出力分布の最大値(以後これを最大出力分布と称
する)を求め、燃料棒に予め経験させるべき出力
分布(以後これを出力エンベロープと称する)が
最大出力分布を包含するようにその都度出力エン
ベロープを定めていた。しかしこのような方法は
以下のような点で実際上不都合な点があつた。
特定の出力変化パターンを想定しても、実際に
電力系統からBWRに要求される出力変化パター
ンは状況に応じて大幅に変化することがあるた
め、予め計算で求めた知見を利用することができ
ない。
例え予め想定した出力変化パターンで運転され
る状況にあつたとしても、電力系統事故あるいは
原子力発電所事故等による予期しない出力変更に
対しては対処することができない。
出力エンベロープを確立するためには、目標と
する出力分布を長時間(現状では十数時間)一定
値に保持する必要があるため、状況の変化に対す
る適応性がほとんどない。
従つて従来は個々のケースに対する対策しか与
えられておらず、実際の運転の柔軟性に欠けてい
た。
本発明の目的は、BWRの負荷追従運転の柔軟
性を増大させるBWR負荷追従運転用出力分布の
作成法を提供するにある。
本発明により上記の目的は、BWRの出力分布
が核分裂に伴つて発生するゼノン毒物の長時間に
亘る変化の作用を受けて時々刻々変化してゆく特
性と、最も激しい変化を伴う出力変化パターンと
の関係を明らかにし、あらゆる負荷要求パターン
に対して有効な出力エンベロープを明らかにする
ことによつて、負荷追従運転に際して予め確立す
べき出力エンベロープの目標値を与える基準を定
めることにより達成される。
以下、本発明の実施例を図面に従つて説明す
る。
BWRの炉心には、第1図で示すようにその軸
方向のA、B、C、Dの位置に4個の中性子検出
器LPRM1が設置されている。なお図中Pは前
記A、B、C、Dの位置に対応した線出力密度を
表している。また、A、B、C、Dの位置に設置
された4個のLPRMはLPRMストリングと称さ
れている。第2図はBWRの炉心平面を示す図で
あり、前記LPRMストリング2が炉心内に一定
の間隔で並べられ、その周囲には燃料アツセンブ
リ3、制御棒4が配置されている。
炉心下部からは再循環ポンプとジエツトポンプ
によつて冷却水が燃料アツセンブリ3に送り込ま
れる。この冷却水流量(炉心流量)は再循環ポン
プの回転数またはポンプ吐出配管に設けられた流
量制御弁の開度を調整することによつて変更され
る。電力系統からの負荷要求に応じて炉心流量を
増減することにより、炉出力もほぼ比例的に増減
する点がBWRの特徴である。
そこで、炉心流量によつて負荷追従運転を行つ
た場合の問題について以下述べる。
例えば、第3図の負荷要求パターンに従つて
BWRの出力を炉心流量制御によつて調節したと
する。高出力復帰点Dでの出力分布は初期点Aで
の定常時の出力分布と一致しない。そればかり
か、ゼノン毒作用の影響のため高出力復帰後の
点、即ち高出力復帰直後のD点、炉心流量のA点
と同じに戻る点で低出力保持時間等によつては存
在しない場合もあるE点、高出力復帰後初めて炉
心流量が最小となるF点等で出力分布がA点の出
力分布を超過する傾向にある。これを以後出力分
布超過量と称する。なお、図中QHは高出力点、
QLは低出力点、Hは出力変化幅及びTLは低出力
保持時間を示している。また、Bは炉出力を低出
力にした直後の点を示し、Cは低出力運転の最終
点を示している。
前記出力分布超過量を炉心全体に亘つて評価
し、簡単のため出力変化幅Hは一定として特に低
出力保持時間TLとの関連を求めた結果、次の事
が明らかとなつた。即ち、第3図の流量制御によ
る負荷追従運転中にA点の出力分布を超える状態
は第4図に示すように炉心下部で発生する場合
と、第5図に示すように炉心上部で発生する場合
の2つに分かれる。なお、第4図及び第5図にお
いて、符号1は第3図のA点、符号2は第3図の
D点、符号3は第3図のF点を示しており符号
OPは出力分布超過域を示している。
第6図は出力分布超過量と低出力保持時間の関
係を示したものである。第4図で示した炉心下部
で出力分布を超える場合は、低出力保持時間TL
の増大と共に増え第3図に示すF点で出力分布超
過量が増大となる。但し、TLが26時間程度以上
では実際上ほぼ一定と考えてよい。また、低出力
保持時間が16時間以上では第3図で示すD点にお
いても炉心下部で出力分布超過量が発生し、これ
は第6図破線に示してある。しかしこのD点で発
生するものはF点のそれに比べてずつと小さい。
一方、出力分布を炉心上部で発生する場合は低出
力保持時間が5時間程度で第3図中のD点で最大
の出力分布超過量が発生する。なお第6図中Qは
炉心下部(第3図のF点)で起こる出力分布超過
量を示し、Rは炉心上部(第3図のB点)で起き
る出力分布超過量を示している。
これらの特性は燃料棒の核的特性によつて多少
の影響を受けるが、主役はゼノン毒作用に基づく
動特性である。このため、低出力保持時間に対す
る特性、例えば低出力保持時間が5時間近傍の時
高出力復帰直後のD点での出力分布超過量が最大
になる等、は大きく変ることはない。このことか
ら、炉心にとつて換言すればゼノン動特性にとつ
て最も急激な外乱である矩形状出力変更に対し
て、低出力保持時間TLをほぼ5時間とした場合
に、第3図のD点で形成される出力分布と、低出
力保持時間TLを26時間以上とした時に第3図の
F点でで形成される出力分布との共通包絡面(第
7図参照)を出力エンベロープとして予め形成し
ておく。こうしておけば、他のいかなる出力変化
パターンを採用しても前記出力エンベロープを超
過することがなくなる。
従つて、予期される最大の出力変化幅Hmaxに
対して、第7図の斜線ハツチングで表示した共通
包絡面を包合する出力エンベロープを負荷追従運
転に先立つて確立しておく。こうしておけば、あ
らゆる低出力保持時間TLに対し、また第3図中
に破線で示したような任意の出力変化パターンに
対しても出力エンベロープを超えることがなく
BWRの柔軟な運転が可能となる。但し、前記出
力変化幅Hmaxの値は原子力発電所を出力40%か
ら100%の間で負荷追従運転を行うというように
電力系統との関連で運用者によつて定められるも
のである。また、第3図に示した出力変化幅Hは
Hmax以内にある。
以上のように事前に確立すべき出力エンベロー
プの目標値が定められたが、具体的にこれを確立
する手順として次のものが考えられる。
第8図及び第9図は本発明に係るBWR負荷追
従運転用出力分布の作成法の一実施例を具体的に
作成するための説明図である。
原子炉起動時には最初に制御棒が深く挿入され
ているため、第8図のaに示される線出力密度曲
線は炉心上部がふくらんでいる。第9図は炉心流
量、対出力軌跡図上による出力エンベロープ作成
手順を示し、図に示すように制御棒と炉心流量の
増減操作を繰返すと共にa、b、c、d点で出力
エンベロープを確立するのに必要な時間の間炉出
力を一定値に保持し、第8図に示す出力分布a,
b,c,dを順次対応して作成する。こうする事
により前述の目標とする第8図の太線で示す出力
エンベロープeを包合する斜線で示す出力エンベ
ロープを第8図中に作成することができる。
あるいは、軸方向に沿つて一部突出した出力分
布を制御棒操作で作成し、炉心流量を定格値以上
に増大して規定時間保持し、その後炉心流量を減
少した後突出した出力分布を制御棒操作によつて
軸方向に沿つて移動し再び炉心流量を増大して出
力を長時間保持する過程を繰返すことによつて、
目標とする出力エンベロープを作成することも可
能である。上記した手順によつて目標となる出力
エンベロープ(第8図e)を確立した後負荷追従
運転を実施する。
本実施例によれば、最も急激な外乱である矩形
状出力変更に対して低出力保持時間TLをほぼ5
時間とした場合に第3図のD点で形成される出力
分布と、低出力保持時間TLを26時間以上とした
場合に第3図のF点で形成される出力分布の共通
包絡面を出力エンベロープとして予め作成して負
荷追従運転を実施するため、電力系統からBWR
に要求されるどの様な出力変化パターンに対して
も負荷追従運転を行う効果があり、また電力系統
事故あるいは原子力発電所事故等による予期しな
い出力変更に対しても対処する効果がある。従つ
てBWR運転の柔軟性が著しく増大する効果があ
る。
第10図は本発明に係るBWR負荷追従運転用
出力分布の作成法の他の実施例を説明するもので
ある。
図のように燃料棒保護の観点や他の機器に対す
る制約条件等から炉出力上昇速度及び炉出力降下
速度がそれぞれGH、GLに制限される場合がある。
この場合も今までの考察と同様に、与えられた出
力変化速度制限内で最も激しい炉出力変更を伴う
炉出力パターン、即ち、A′→B′→C′→D′→E′→
F′を想定する。こうしておいて、高出力復帰点
D′点前後に形成される出力分布の内、A′の出力
分布を最も大きく超える出力分布と、高出力復帰
点後に炉心流量が最小となるF′点の前後に形成さ
れる出力分布のうち、最も大きくA′点の出力分
布を越えるものとの共通の包絡面を目標エンベロ
ープとする。この場合の共通の包絡面を求める2
種の出力分布の発生する時間は、矩形状出力変化
パターンの場合と異なり低出力保持時間TL、出
力変更速度GL,GHの関数として与えられる。こ
のようにしておけば、第10図で示されるいかな
る低出力保持時間及び破線に示す任意の負荷パタ
ーンに対しても、負荷追従運転中に出力分布が出
力エンベロープを越えることはない。従つて本実
施例も先の実施例と同様の効果がある。
これまでの説明では出力変更幅Hが一定として
進めてきたが、Hが状況によつて各種変化する場
合にも、予測される最大の出力変更幅Hmaxに対
して上述の方式を採用すれば良いことは自明であ
る。
また、一般に一週間以上に亘つて第3図に示す
負荷パターンを繰返した場合においても、出力変
更中に第3図で示された初期状態を定格平衡状態
とする出力変化パターンに対して定めた出力エン
ベロープを越えることはほとんどない。このため
第3図あるいは出力変化速度に制限のある場合に
は第10図によつて定めた出力エンベロープは、
長期間に亘つて繰返し負荷追従を行う場合にも有
効である。燃料組成、炉心構成、出力変化パター
ンによつては、同一の出力変化パターンを繰返す
時最初の(定格平衡状態を指す)出力変化パター
ンよりも第n回目(n≧2)の出力変化パターン
の方がより大きい出力分布超過量を持つた場合が
あるかも知れない。しかしこの時は繰返しサイク
ルの中で最大の出力分布超過量を持つサイクルの
初期状態を第3図または第10図の出力変更時の
初期値に与えて、前述と全く同様の考え方により
2種類の出力分布共通包絡面を目標とした出力エ
ンベロープを作成すれば、同様の効果を得ること
ができる。
以上の説明から明らかなように本発明よれば、
どの様な出力変化パターンに対しても対応できる
出力エンベロープを負荷追従運転に先立つて確立
してあるため、BWRの負荷追従運転の柔軟性を
増大させるBWR負荷追従運転用出力分布の作成
法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はBWR炉心の軸方向模式図と線出力密
度線図、第2図はBWR炉心平面図、第3図は、
炉出力の矩形状出力変更パターン図、第4図は炉
心下部で出力エンベロープを超過した場合の線出
力密度線図、第5図は炉心上部で出力エンベロー
プを超過した場合の線出力密度線図、第6図は出
力分布超過量と低出力保持時間の関係を示した線
図、第7図は共通包絡面による目標エンベロープ
を示した線出力密度線図、第8図は本発明に係る
BWR負荷追従運転用出力分布の作成法の一実施
例を説明する目標エンベロープを示した線出力密
度線図、第9図は本発明に係るBWR負荷追従運
転用出力分布の作成法の一実施例を説明する炉心
流量、対出力軌跡図上による出力エンベロープ作
成手順を示した炉出力と炉心流量の関係を示した
線図、第10図は本発明に係るBWD負荷追従運
転用出力分布の作成法の他の実施例を説明する台
形状出力変更パターン線図である。 1…LPRM、2…LPRMストリング、3…燃
料アツセンブリ、4…制御棒。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 炉心流量制御によるBWRの負荷追従運転に
    際して予め燃料棒に規定時間以上に亘つて経験さ
    せるBWR負荷追従運転用出力分布の作成法にお
    いて、定格炉出力より炉心流量操作によつて炉出
    出を最小運転出力値まで許容できる最大の出力降
    下速度で減少させ、該最小運転出力値に第1の規
    定時間保持した後、再び許容できる最大の出力上
    昇速度で該定格出力に復帰した後に得られる最大
    の出力分布超過量を持つ第1の出力分布と、該最
    小運転出力値に第1の規定時間よりも長い第2の
    規定時間保持した後、定格出力に復帰して得られ
    る最大の出力分布超過量を持つ第2の出力分布と
    から成る包絡面分布を包合する出力分布を作成し
    たものを用いることを特徴としたBWR負荷追従
    運転用出力分布の作成法。 2 第1の出力分布と第2の出力分布を規定時間
    以上に亘つて燃料棒に経験させることをBWR起
    動及び出力上昇中に行わせることを特徴とした特
    許請求の範囲第1項記載のBWR負荷追従運転用
    出力分布の作成法。 3 同一の出力変化パターンを繰返してBWRを
    運転する場合に、該繰返しのうち最大の出力分布
    超過量を持つ繰返しサイクルの初期状態を前記定
    格炉出力の初期状態に与えることを特徴とした特
    許請求の範囲第1項記載のBWR負荷追従運転用
    出力分布の作成法。
JP56061345A 1981-04-24 1981-04-24 Method of making power distribution for bwr reactor load following-up operation Granted JPS57175995A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56061345A JPS57175995A (en) 1981-04-24 1981-04-24 Method of making power distribution for bwr reactor load following-up operation

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JP56061345A JPS57175995A (en) 1981-04-24 1981-04-24 Method of making power distribution for bwr reactor load following-up operation

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Publication Number Publication Date
JPS57175995A JPS57175995A (en) 1982-10-29
JPS6367680B2 true JPS6367680B2 (ja) 1988-12-27

Family

ID=13168447

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP56061345A Granted JPS57175995A (en) 1981-04-24 1981-04-24 Method of making power distribution for bwr reactor load following-up operation

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JP (1) JPS57175995A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH057514Y2 (ja) * 1990-06-20 1993-02-25

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH057514Y2 (ja) * 1990-06-20 1993-02-25

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JPS57175995A (en) 1982-10-29

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