KR0148481B1 - 가압수형 원자로의 비상차단한계의 결정및 평가방법 - Google Patents

Abstract

가압수형 핵원자로의 비상 차단 한계를 결정하고 평가하기 위한 방법에 있어서, 일반식

을 적용함으로써 차단 한계를 계산하는 것으로 구성되며, 이때 Mar은 구해지는 차단 한계이고, ΔPg는 원자로 제어봉 전체 세트가 완전 후퇴 위치로부터 완전 삽입 위치로 이동할 때 원자로의 제어봉 전체 세트에 영향을 미치는 음의 반응도이며, ΔPp는 공칭 동력으로부터 0인 동력까지의 변화에 의해 발생하는 반응도이고, ΔPr은 반응로를 반응로가 어느 순간에 고려되는 상태로 되게 하는데 이미 소비된 음의 반응도이며, 상기 ΔPr은 식

를 적용함으로써 계산되고, 이때 EG는 동력 제어군의 측정된 위치로부터 얻어지고 측정된 동력의 축방향 분포 및 노심의 미리 한정된 소모를 고려한 음의 반응도이며, DC는 공칭 동력으로부터 원자로의 현상태로의 동력의 강하에 의해 영향을 받는 반응도를 평가하는 항이고, EGo는 스케일 상수를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

Description

가압수형 원자로의 비상 차단 한계의 결정 및 평가 방법

도면은 가압수형 원자력 발전소의 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 노심 2 : 증기 발생기

4 : 1차 회로 5 : 가압기

12 : 2차 회로 13 : 터어빈

14 : 교류 발전기 15 : 응축기

본 발명은 가압수형 원자력 발전소의 작동 및 제어에 관한 것으로, 특히 상기 발전소의 원자로의 비상 차단 한계의 결정 및 평가에 관한 것이다. 더욱 엄밀하게는, 본 발명은 2차 회로로부터 증기의 우발적인 손실을 미리 고려하게 하는 비상 차단 한계를 평가하는 것을 목적으로 한다.

가압수형 원자로(PWR)은 공지되어 있다. 개략적으로, 상기 원자로는 상기 원자로의 용기 내에 핵분열성 물질을 함유한 연료봉으로 구성되는 연료 조립체를 보유하는 원자로를 포함하며, 이러한 원자로의 몇몇에는 중성자를 흡수하는 물질을 함유한 이동 가능한 제어봉들이 삽입되어 있다. 함께 작동되는 연료 조립체의 제어봉들은 제어군을 형성한다. 연료 조립체들은 수개의 1차 루우프들을 가지는 1차 회로 내에서 순환하는 가압수 내에 잠겨 있으며, 상기 루우프들은 각각 1차 펌프 및 증기 발생기를 포함하고 있다. 상기 루우프들 중의 하나는 또한 원자로 내의 수압을 유지시키는 가압기를 포함하고 있다. 가압수는 감속 유체 및 열전달 유체의 역할을 한다. 또한 상기 가압수는 제어군으로서 원자로의 작동을 조절하기 위하여 용액 내에 중성자 흡수 물질인 붕소를 함유하고 있다.

증기 발생기는 교류 발전기를 구동하는 터어빈, 응축기 및 몇개의 펌프들을 필수적으로 포함하는 2차 회로에 증기를 공급한다.

반응도는 원자로의 노심(core) 내의 연쇄 반응에 있어서 변화의 척도가 된다. 상기 연쇄 반응에서, 1차 회로의 가압수인 감속재에 의해 감속되고, 중핵의 핵분열에 의해 생성되고, 또한 제어봉 및 용해된 붕소에 의해 어느 정도 흡수되는 중성자들은 연이어 추가적인 핵분열을 하게 된다. 한 주기 동안의 핵분열 회수에 곱해지는 계수(k)는 대체로 1정도이다. 상기 계수는 때때로 1보다 클 수도 있다. 반응도는 k및 1 사이의 양의 차이(positive difference)를 말한다. 상기 반응도는 십만분의 1단위로 계산된다. 0이 아닌 반응도에서 연쇄 반응은 증가하려고 한다. 계수(k)가 1보다 작은 경우 반응도는 음이고 결손(deficit)으로 불리워진다. 상기 경우에 반응은 약화되게 된다.

원자로의 동력은 반응도를 변화시킴으로써, 실제적으로는 제어봉의 위치 및/ 또는 붕소의 농도를 변화시킴으로써 조절된다. 동력을 증가시키기 위해 양의 반응도가 유발된다. 반응이 증가하게 된다. 원자로 내에서 온도는 상승하고 1차 회로 내의 물의 밀도는 감소한다. 반응도의 균형을 최종적으로 유지시키는 음의 반응도의 부가와 등가인 감속 효과는 감소된다. 그리고나서, 원자로는 동력의 높은 수준에서 안정되게 된다. 동력을 감소시키기 위해 역공정(reverse process)이 수행되어야 한다.

그러므로 원자로는 발전소가 연결되는 동력 그리드(grid)의 전기 수요를 대체로 만족시키기 위해 요구되는 열동력을 제공한다.

원자로를 조절하는 2개의 방법, 즉 제어봉에 의하거나 붕소 레벨에 의하는 방법 중에서 선택할 때의 고려 사항으로서, 제어봉에 의한 작용은 즉각적인 효과를 가지는 반면 용해된 붕소에 의한 작용은 비교적 느리게 된다는 것이 첫번째로 언급되어야 한다.

더우기, 용액 내의 붕소의 농도를 증가시키기 위해서는 붕산을 저장하고 주입하는 장치가 필요하며, 붕소 농도를 감소시키기 위해서는 희석시키기 위한 장치 및 무엇보다도 유출액(effluent)의 처리 및 저장을 위한 장치가 필요하게 되고, 상기 장치는 용해된 붕소에 의한 작용을 더욱 자주 그리고 더욱 긴 기간동안 사용해야 하므로 더욱 크고 고가이다.

그러므로 용해된 붕소는 근본적으로 크세논 효과 및 연료의 묵힘(ageing)을 의미하는 원자로 작동의 반응도에 대한 장기적인 효과를 보정하기 위해서만 사용된다.

따라서, 동력 그리드의 요구에 부응하기 위해 원자로에 의해 공급된 열동력의 조절은 바람직하게는 제어봉에 의해 영향을 받는다. 그러나, 제어봉의 삽입은 원자로에서 생산된 동력의 축방향 분포에 악영향을 미친다. 이것은 원자로 노심 내의 온도 불균일을 유발하고, 특히 가장 뜨거운 위치에서의 연료의 가속되는 소모(depletion)에 의해 그리고 크세논의 국소적인 생성에 의해 수반되며, 이들 인자는 원자로 제어 공정에서의 제한된 역할을 담당하며 용해된 붕소의 레벨에 상관적으로(correlative) 의존하게 된다.

전체 전기 생성량에 대해 원자력 발전소가 차지하는 비중의 증가는, 초기에는 거의 일정한 출력을 갖는 최저 부하의 발전소로 사용되었던 원자력 발전소가 일일 사용 곡선을 거의 따르는 생성 수준을 갖는 부하 상태로, 더우기 원격-제어 모드에서 임의 곡선을 따르는 생성 수준의 부하로, 결국 요구되는 제어 작용을 증가시켜서 전술한 바와 같은 역효과를 갖는 부하 상태로 사용되는 것이 필요하게 되었다. 그러므로, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 동력의 축방향 분포의 왜곡이 줄어들고 역효과가 제한되게 되는 제어봉에 근거한 조절 방법을 연구하였다.

일예가 프랑스공화국 특허 제2 395 572호에 기재되어 있고, 상기 특허에는 원자력 발전소의 작동 및 제어 방법이 제공되며, 반응로 노심의 평균 온도와 요구되는 동력 수준의 함수인 기준 온도 사이에 있는 각 경우에 존재하는 차이에 의하여 터어빈의 필요한 동력의 함수만으로 동력 변동에 기인한 반응도 효과를 제어하기 위해 낮은 음의 반응도를 갖는 흡수성 재료의 군으로 제조된 그룹들을 이동시킬 뿐만 아니라 반응기의 출력을 변화시키기 위하여 큰 흡수형 재료의 군으로 제조된 R 그룹으로 명명된 그룹을 이동시키고, 용액 내의 붕소 농도상의 작용(action)은 장기적인 반응도 효과를 보정할 뿐만 아니라 R 그룹을 특정 범위로 유지하는 역할을 한다.

또한, 프랑스공화국 특허 제2 493 582호에는 원자로 작동 및 제어 방법이 기재되어 있고, 상기 방법에서 동력의 축방향 분포의 방해가 항상 제한되도록 제어봉 그룹의 원자로 노심 내의 조절된 이동에 의해 제어되게 된다. 이것은 용해된 붕소에의 의존성을 피하게 하고, 그리고 나서 붕소 농도는 크세논 방출 및 연료봉의 묵힘의 효과를 보상하기 위해서만 조절된다.

상기 프랑스공화국 특허 제2 493 582호의 시스템이 정상적인 원자로 작동 중에 필수적인 장점을 제공한다 할지라도, 상기 시스템은 2차 회로의 우발적인 파열을 고려할 때 안전성에 관한 결점을 갖는다.

상기와 같은 상황에서, 2차 회로는 갑자기 냉각되고 1차 회로 및 원자로 노심에서도 동일한 현상이 일어난다. 이 안전 장치는 전체 제어군의 완전한 삽입 및 붕소의 안전 분사를 일으키게 된다. 이것은 통상 원자로의 차단에 선행하게 되다.

그러나, 상기 설명한 2개의 작동 및 제어 방법에서, 상기 현상이 일어났을 때 제어봉의 삽입은 비교적 중요한 반면에 붕소 용액의 레벨은 비교적 낮게 된다. 제어봉의 완전 삽입은 원자로 내에서 열동력의 방출을 정지시키기에 충분한 음의 반응도를 제공한다. 2차 회로의 파열에 의해 발생하는 1차 회로의 냉각과 함께 상기 효과는 원자로 노심 내의 수온을 실질적으로 강하시키고, 따라서 감속재로서의 효과 및 대응하는 반응도의 부가에 따른 효과를 증사키기게 된다. 안전용 붕소 주입 효과는 즉시 나타나지 않기 때문에 상기 반응도의 부가는 제어봉의 완전한 삽입에 의한 음의 반응도를 극복하여 이 반응은 재개되고 일시적으로 그리고 아마 연료 요소의 온도의 간단하고 바람직하지 않은 상승을 초래할 수도 있다.

이러한 어려움은 비상 차단 한계, 달리 표현하면 만약 가능하다면 보정 작용을 일으킬 목적으로 2차 회로 내의 파열의 경우 특히 요구되는 음의 반응도에 대해 비상 차단을 위해 사용될 수 있는 음의 반응도의 결정 및 평가 방법에 의해 인식되고 극복된다.

특허 제2 395 572호에 기재된 원자로 작동 및 제어 방법과 관련하여 더욱 특정의 것으로 마련된 상기 방법은 근본적으로 R 그룹이 항시 제공할 수 있는 음의 반응도를 감시하는 것이 포함된다. 사실상, 동력 제어군은 상기 제어군이 완전히 삽입되기 전까지는 그다지 영향을 미치지 않는다. 비록 상기 제어군이 음의 반응도를 제공하기는 하나, 감속재 내의 온도의 대응하는 강하는 동일한 값의 양의 반응도를 제공한다. 이러한 관점으로의 안전봉의 기여는 공지되어 있다. R 그룹의 군들만이 온도에 의존하기 않는 연속 변화 위치에 있는, 따라서 상기 위치는 감시되는 유일한 인자이다. 안전성의 관점에서, 특히 동력 제어봉의 음의 반응도는 효과에 관하여 제어 시스템의 모든 부정확성에 대한 평가가 추가되어야 한다. 그러므로, 요구되는 음의 반응도는 최악의 상태도 적용할 수 있도록 근사법에 의해 얻어진 일정값의 안전 계수에 의해 보강된다. 또한 온도 제어봉이 제공할 수 있는 음의 반응도는 안전성의 관점에서 최악의 경우에 제어봉의 위치로부터 그리고 제어봉의 위치 및 음의 반응도 사이에 관계로부터 유도된 측정값이다.

상기 방법은 특허 제2 493 582호에 따른 작동 및 제어 방법의 경우에 더 이상 적용될 수 없다. 사실상, 동력 제어 그룹 및 온도 제어 그룹 R 사이의 구별은 없어지게 된다. 동력 제어 그룹들의 위치는 복잡한 프로그램에 의해 연속적으로 변한다. 점검되어야 하는 인자는 하나가 아니고 여러개이며, 관심의 대상은 제어봉들의 그룹의 위치만이 아니다.

그러므로, 본 발명의 목적은 부수적으로 언급된 작동과 제어 방법 및 더욱 일반적으로는 모든 작동과 제어 방법에 적합한 가압수형 원자로 내의 비상 차단 한계를 결정하는 방법을 제공하기 위함이다.

또한 이미 설명된 바와 같이, 본 발명에 적용되는 비상 차단 한계를 결정하는 방법은 요구되는 음의 반응도를 증가시키는 안전 계수의 형태인 측정되지 않은 영향의 근사와 온도 조절봉의 항시 제공할 수 있는 음의 반응도에 관한 다른 근사를 포함한다. 이것은 종종 원자로 조절상의 부적절한 제한을 초래한다.

본 발명의 다른 목적은 상기 제한을 받지 않는 비상 차단 한계의 결정 방법을 제공하기 위함이다.

본 발명에 따른 가압수형 원자로의 비상 차단 한계를 결정하고 평가하는 방법은 일반식,

을 적용함에 의해 차단 한계를 계산하는 것으로 구성되며, 이때 Mar는 구하고자 하는 차단 한계이고, ΔPg는 원자로의 제어봉 전체 세트가 후퇴 위치부터 완전 삽입 위치로 이동할 때 원자로의 제어봉 전체 세트에 대한 음의 반응도(음으로 표시됨)이며, ΔPp는 공칭 동력으로부터 0(zero)인 동력으로의 변화에 의해 발생하는 반응도(양으로 표시됨)이고, ΔPr은 원자로가 어느 순간에 고려되는 상태로 되게 하는데 이미 소비된 음의 반응도이며, 상기 ΔPr은

을 적용함으로써 계산되는데, 이때 EG는 미리 한정된 노심의 소모 및 측정된 축방향 동력 분포를 고려하는 동력 제어군의 측정된 위치로부터 얻어진 음의 반응도이며, DC는 원자로의 공칭 동력으로부터 원자로의 현상태까지 동력 강하에 의해 발생된 반응도를 평가한 항이고, EGo는 스케일(scale) 상수를 포함한다.

항 DC는,

- 축방향 동력에서의 측정된 왜곡의 1차 함수이고 공칭 공력에 관계하는 동력 감소에 대한 반응도 효과에 대응하는 제1항 DP와,

- 측정된 동력 왜곡의 2차 함수인 원자로 노심 내의 가압수 밀도의 분포 왜곡에 의해 발생되는 측정된 실제 동력에서의 오차의 반응도 효과에 대응하는 제1 보정항 FP와,

- 측정된 크기인 노심의 평균 온도와 설정된 크기인 설정 온도 사이의 차이의 반응도 효과에 대응하는 제2 보정항 FT들 중 하나 또는 그 이상을 포함하는 합계일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 방법은 상기와 같이 계산된 비상 차단 한계와 소정 원자로의 모든 것에 대하여 일단 계산되고 상수 EGo에 포함된 것으로서 상수로 취해진 최소 한계 사이의 차이를 결정하는 것을 지향한다.

또한 본 발명의 방법은 1차 회로 내에서 용해된 붕소 레벨의 수정을 구성하는 보정 작용을 일으키기 위하여 후자의 차이를 사용하도록 한다.

본 발명의 여러 목적 및 특징이 가압수형 원자력 발전소를 매우 개략적으로 도시하는 첨부 도면을 참조하여 취해진 본 발명의 특정 실시예의 후술하는 설명에서 더 상세히 설명될 것이다.

이하, 도면을 참조로 하여 본 발명을 상술하기로 한다.

도면에서 가압수형 원자로의 노심(1)은 1차 회로(4) 내에서 증기 발생기(2)와 연결된 것으로 도시되어 있다. 가압수는 1차 펌프(3)에 의해 이동하도록 된다. 가압기(5)는 물의 체적 및 압력을 1차 회로 내에서 유지한다. 상기 다른 요소들은 증기 발생기(2)에 연결된 2차 회로(12)의 파이프가 통과하는 밀폐체(10) 내에서 배열된다. 2차 회로(12)는 교류 발전기(14)를 구동하는 터어빈(13), 응축기(15) 및 2차 펌프(16)을 포함한다. 밸브(19, 20)은 교류 발전기 구동이 중단되어야만 하는 경우에 2차 회로를 유지하기 위해 터어빈(13)이 바이패스 되도록 한다.

전술한 바와 같이, 원자로의 노심은 상기 노심의 용기 내에서 핵분열성 물질을 포함하는 연료봉으로 구성되는 연료 조립체를 포함하고, 상기 조립체들 중의 일부에는 중성자 흡수성 물질을 포함하는 이동 가능한 제어봉(6)이 삽입된다. 함께 작동되는 연료 조립체의 제어봉들은 제어군(control cluster)을 형성한다. 연료 조립체는 1차 회로(4) 내에서 유동하는 가압수 내로 침수되고, 실제로 상기 회로(4)는 다수의 1차 루우프들로 구성되며, 상기 루우프들 중의 (도면에 도시된) 하나의 루우프만이 가압기(5)를 포함한다. 가압수는 감속 유체 및 냉각제의 역할을 한다. 게다가, 상기 가압수는 원자로의 작동을 조절하기 위하여 제어군으로서 역할하는 중성자 흡수성 물질인 붕소를 용액 내에 포함한다.

붕산의 형태인 붕소를 1차 회로(4) 내로 주입하기 위한 회로는 도면에서 생략되어 있다.

도면은 또한 다른 높이 레벨에서 중성자 플럭스(neurton flux)를 측정하기 위해 원자로 용기 외측에서 원자로에 근접하여 배열된 이온화 격실(C₁내지 C₆)을 도시하고 있다. 실제로, 이러한 검출기는 레벨당 4개의 별개의 검출기로 구성되고, 상기 검출기들의 출력 신호들은 조합되어 각각의 검출기들이 대응 레벨에서 원자로에 의한 순간 동력 출력을 나타내는 신호를 보내도록 한다.

1차 회로의 여러 부분들에서의 온도, 제어봉의 삽입 깊이 및 1차 회로 내에서의 가압수의 붕소 함유량과 같은 다양한 변수들을 측정하고 결정하기 위한 다른 장치들은 도면에서 생략되어 있다.

최종적으로, 공지된 방식에서, 원자로 노심의 상태는 원자로가 설정 작동 상태에 있게 하고 일부가 측정 목적을 위해 노심 내로 도입된 탐침(probe)을 사용하는 특정 특정을 수행함으로써 주기적으로 재규정한다.

작동시, 원자로의 실제 동력은 공칭 동력(정격 출력)의 비율, 다시 말해 제어봉의 삽입이 최소가 되어 원자로가 작동되도록 설계된 최대 동력의 비율로서 상대적인 항으로 표시된다. 실제 동력(Prel)은 예컨대 검출기(C1 내지 C6)에 의해 지시된 중성자 플럭스를 근거로 하여 추정된다. 축방향의 동력 왜곡, 다시 말해 실제의 동력 분포의 비대칭성을 나타내는 값은 또한 이러한 센서들로부터의 출력 신호로부터 얻어진다. 제어봉의 위치는 제어군 삽입 단계 계수기(counter)에 의해 바로 표시된다. 기준 온도(Tref)는 원자로의 소요 출력에 따라 한정된다. 노심의 평균 온도(Tav)는 원자로에의 가압수 유입구 및 원자로로부터의 가압수 배출구에서 1차 회로 내에서 측정된 온도로부터 얻어진다.

본 발명은 2차 회로(12)로부터의 증기의 손실을 예방적으로 고려할 수 있는, 정상 작동 상태에서 이러한 원자로를 위한 비상 차단 한계를 결정하고 평가하는 방법에 관한 것이다.

이러한 상황에서, 압력 및 온도값들의 비정상적인 진폭에 의해 시동되는 자동 안정 시스템들은 모든 제어봉을 완전히 삽입시킨다. 그러나 안전을 위해 제어군들 중의 하나가 삽입을 수행하지 않을 수 있음을 예상하여야만 한다. 동시에 안전용 붕소 주입이 원자로를 정지시키는 일정 효과를 가지고서 일어난다.

문제는 붕소 주입 명령의 효과는 즉각적이지 않고 제어봉 삽입에 의해 제공된 음의 반응도는 적어도 2차 회로로부터의 증기의 누출에 따라 1차 회로 내에서 물의 냉각에 의해 제공된 반응도를 상쇄하기에 충분하여야만 한다는 것이다. 돌발적인 원인에 의한 이러한 반응도는 계산에 의해 한정될 수 있다. 따라서, 제어군의 잠재적인 음의 반응도가 항상 이러한 필요성을 충족시키도록 해야 한다.

본 발명에 따라, 비상 차단 한계는 일반식,

을 적용함으로써 계산되며, 이때 Mar은 구해지는 (음의) 차단 한계이고, ΔPg는 원자로의 제어봉 전체 세트가 후퇴 위치로부터 완전 삽입 위치로 이동할 때 원자로의 제어봉 전체 세트에 영향을 미치는 음의 반응도이며, ΔPp는 공칭(정격) 동력으로부터 0(zero)인 동력까지의 변화에 의해 발생하는 (양의) 반응도이고, ΔPr은 반응로를 반응로가 어느 순간에 고려되는 상태로 되게 하는데 이미 소비된 음의 반응도이며, ΔPr은 이하의 식,

을 적용함으로써 계산되고, 이때 EG는 제어군의 측정된 위치로부터 얻어지고 측정된 동력의 축방향 분포 및 노심의 미리 한정된 소모를 고려한 음의 반응도고, DC는 공칭(정격) 동력으로부터 원자로의 현상태로의 동력의 강하에 의해 영향을 받는 반응도를 평가하는 항이며, EGo는 스케일 상수를 포함하는 것이다.

상기에 언급한 식이 어떻게 전개되는가 하는 관점에서 상기 식의 다른 항들을 고찰한다.

- 동력 제어군 및 비상 차단(긴급 정지)군을 포함하는 제어봉의 전체 음의 반응도인 ΔPg는 미리 결정된 원자로의 특성이고, 안전 목적을 위해 최대 음의 반응도를 갖는 하나의 군이 삽입을 수행치 못하는 것을 고려할 것이다.

- 연쇄 반응의 정지에 대응하는 온도로의 가압수의 냉각에 기인한 전체 반응도인 ΔPp는 또한 미리 결정된 원자로의 특성이다.

- 삽입된 제어봉에 의해 소비되는 음의 반응도인 ΔPr은 결과적으로 원자로 작동의 실제 조건에 따른다.

- EGo는 상수이다.

원자로의 특성에 따른 ΔPg, ΔPp, 및 EGo가 상수로 설정될 때, 본 발명에 따른 방법은 ΔPr의 선 상에서의 결정만을 제공하며 일예는 상기 일예의 다양한 구성 부분들이 결정되는 방식으로 주어질 것이다.

EG는 제어봉의 삽입에 의해 소비된 음의 반응도에 대응하고, 중성자 플럭스 검출기로부터의 동력 측정 신호 및 동력 제어군의 삽입 레벨을 근거로 결정된다.

본 발명의 일실시예에 따라, EG는 행렬식의 형태인 이하의 식,

을 적용하여 구할 수 있으며, 이때 [Pref] 및 [Pr]은 축방향의 동력 분포를 나타내는 벡터이며, [Pref]는 노심의 축방향 소모를 나타내기 위해 기준 상태에서 주기적으로 재규정되고, [Pr]은 중성자 검출기에 의해 수행되는 온라인 측정으로부터 얻어진다.

하나 및 다른 하나는 이하의 유형의 식,

을 적용함으로써 결정되고, 이때 [P]는 축방향의 동력 분포이고, [T]는 측정 시스템의 트랜스퍼 행렬이고, [S]는 검출기의 감도 행렬이며, [I]는 중성자 검출기로부터의 출력을 나타낸다.

[A]는 동력 제어군에 의해 영향을 받는 음의 반응도를 나타내는 대각선 행렬이고 동력 제어 그룹의 수만큼의

[A] = C₁[G₁]

의 합이며, 이때 C₁은 결정되거나 미리 측정된 제어군의 전체 유효성을 나타내고, [G₁]은 제어군의 삽입 단계 계수기에 의해 표시된 제어군의 위치에 의해 바로 정의되는 항들로 이루어진 위치 행렬이다.

본 발명의 방법은 또한 공칭 동력(정격 출력) 및 원자로의 현상태 사이의 동력의 차이로 인한 반응도의 부가를 DC의 형태로 평가하도록 한다. 이미 소비된 반응도의 값을 가능한 한 정밀하게 평가하기 위해 본 발명은 상기 항을 이하에서 정의된 DP, FP, 및 FT 중 하나 또는 그 이상으로 구성되는 합계로서 구성한다.

제1항 DP는 공칭 동력으로부터의 동력 감소의 반응도 효과에 대응하고 이하의 식,

을 근거로 한 측정된 축방향의 동력 왜곡의 1차 함수이며, 이때 p1 및 p2는 일정한 차원화 계수이고, Prel은 본 명세서에서 이미 정의되었으며, Ao는 식

을 사용함으로써 계산된 축방향의 동력 왜곡이고, 이때 Ph 및 Pb는 각각 중성자 검출기에 의한 온라인 측정으로부터 얻어진 노심의 상부 부분 및 하부 부분에서의 동력이다.

제1 보정항 FP는 원자로 노심 내에서의 물의 밀도 분포 왜곡의 실제 측정된 동력에서의 반응도 효과에 대응하고, 식

에 따른, 측정된 축방향의 동력 분포의 2차 함수이며, 이때 p3, p4 및 p5는 일정한 차원화 계수이다.

제2 보정항 FT는 측정된 변수인 노심의 평균 온도와 예비 설정량인 설정 온도 사이의 차이의 반응도 효과에 대응하고, 식

에 따르며, 이때 p6은 새로운 일정한 계수이고, Tav는 노심의 유입구 및 배출구에서의 1차 회로 온도로부터 얻어진 원자로 노심의 평균 온도이다.

상기 보정에 따라, 제어봉의 잠재적인 음의 반응도의 결정은 매우 정확하게 되어 EGo가 간단한 스케일 상수가 될 수 있도록 한다. 그럼에도 불구하고, 상기 상수는 소정 원자로를 위한 모든 것에 대해 일단 계산되고 일정한 것으로 추정되는 최소 한계, 즉 2차 회로 내에서의 파열의 결과를 고려한 한계를 포함한다. 그리고나서, 상기의 경우에 세트 한계의 평가는 간단해진다. 영보다 클 것만이 필요하게 된다.

본 발명은 또한 임의의 이용 가능한 수단에 의해 시동을 위하여 상기와 같이 결정되고 평가된 비상 차단 한계를 사용하는 것과, 1차 회로 내에서 용액 중의 붕소의 레벨을 상승시키는 것으로 구성되는 보정 작용을 제공한다.

본 발명의 실시예의 예 및 이들의 변경에 대한 이상의 설명은 이하의 특허청구의 범위에 의해 한정된 본 발명의 범주를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.

Claims (8)

1. 가압수형 핵원자로의 비상 차단 한계를 결정하고 평가하기 위한 방법에 있어서, 일반식

   

   을 적용함으로써 차단 한계를 계산하는 것으로 구성되며, 이때 Mar은 구해지는 차단 한계이고, ΔPg는 원자로 제어봉 전체 세트가 완전 후퇴 위치로부터 완전 삽입 위치로 이동할 때 원자로의 제어봉 전체 세트에 영향을 미치는 음의 반응도이며, ΔPp는 공칭 동력으로부터 0인 동력까지의 변화에 의해 발생하는 반응도이고, ΔPr은 반응로를 반응로가 어느 순간에 고려되는 상태로 되게 하는데 이미 소비된 음의 반응도이며, 상기 ΔPr은 식

   

   를 적용함으로써 계산되고, 이때 EG는 동력 제어군의 측정된 위치로부터 얻어지고 측정된 동력의 축방향 분포 및 노심의 미리 한정된 소모를 고려한 음의 반응도이며, DC는 공칭 동력으로부터 원자로의 현상태로의 동력의 강하에 의해 영향을 받는 반응도를 평가하는 항이고, EGo는 스케일 상수를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, DC는 공칭 동력에 관한 동력 감소의 반응도 효과에 대응하고 축방향의 동력에서 측정된 왜곡의 1차 함수인 제1항 DP와, 원자로 노심 내에서 물의 밀도 분포의 왜곡에 의해 생기는 측정된 실제 동력에 있어서의 오차의 반응도 효과에 대응하고 측정된 축방향의 동력 왜곡의 2차 함수인 제1 보정항 FP와, 측정된 양인 노심의 평균 온도와 설정량인 설정 온도 사이의 차이의 반응도 효과에 대응하는 제2 보정항 FT와 같은 항들의 하나 또는 그 이상의 항들로 구성된 합계인 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제2항에 있어서, 제1항 DP는 공칭 동력으로부터의 동력 감소의 반응도 효과에 대응하고, 식

   

   을 근거로 한 측정된 축방향의 동력 왜곡의 1차 함수이며, 이때 p1 및 p2는 일정한 차원화 계수이며, Prel은 원자로 노심에 의해 방출된 중성자 플럭스의 온라인 측정에 의해 결정되는 노심에 의해 공급된 상대 동력이고, Ao는 식

   

   을 사용함으로써 계산된 축방향의 동력 왜곡이며, 이때 Ph 및 Pb는 중성자 플럭스의 온라인 측정으로부터 얻어지는 각각의 노심의 상부 부분 및 하부 부분에서의 동력인 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제2항에 있어서, 제1 보정항 FP는 원자로 노심 내에서의 물의 밀도 분포의 왜곡에 의해 일어나는 측정된 실제 출력으로부터의 편차의 반응도 효과에 대응하고, 식

   

   에 따른, 측정된 축방향의 동력 왜곡의 2차 함수이며, 이때 p3, p4 및 p5는 일정한 차원화 계수인 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제2항에 있어서, 제2 보정항 FT는 측정된 변수인 노심의 평균 온도와 예비 설정량인 설정 온도 사이의 차이의 반응도 효과에 대응하고, 식

   

   에 따르며, 이때 p6은 일정한 계수이며, Tav는 노심의 유입구 및 배출구에서 1차 회로 온도로부터 얻어지는 원자로 노심의 평균 온도인 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기와 같이 계산된 비상 차단 한계가 소정 원자로를 위한 모든 것에 대해 일단 계산되고 상수로서 추정되는 최소 한계에 대한 차이를 나타내도록 상기 최소 한계의 상수 EGo 내에 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 비상 차단 한계는 1차 회로 내에서 용액 중의 붕소 레벨을 변화시키는 것으로 구성되는 보정 작용을 트리거하도록 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제6항에 있어서, 비상 차단 한계는 1차 회로 내에서 용액 중의 붕소 레벨을 변화시키는 것으로 구성되는 보정 작용을 트리거하도록 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.