KR830001313B1 - Protection of Pressurized Water Reactor - Google Patents

Protection of Pressurized Water Reactor Download PDF

Info

Publication number
KR830001313B1
KR830001313B1 KR1019790004536A KR790004536A KR830001313B1 KR 830001313 B1 KR830001313 B1 KR 830001313B1 KR 1019790004536 A KR1019790004536 A KR 1019790004536A KR 790004536 A KR790004536 A KR 790004536A KR 830001313 B1 KR830001313 B1 KR 830001313B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
output
reactor
distribution
fuel
core
Prior art date
Application number
KR1019790004536A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR830001730A (en
Inventor
미셀 델로
미셀 브뤼에르
Original Assignee
샤를르 브뤼낭고
프라마톰
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 샤를르 브뤼낭고, 프라마톰 filed Critical 샤를르 브뤼낭고
Priority to KR1019790004536A priority Critical patent/KR830001313B1/en
Publication of KR830001730A publication Critical patent/KR830001730A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR830001313B1 publication Critical patent/KR830001313B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • 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

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

내용 없음.No content.

Description

가압수형 원자로의 보호방법Protection of Pressurized Water Reactor

제1도는 공칭출력의 90%와 동일한 출력의 낮은 플라토우의 경우에 공칭출력에 관한 원자로 출력수준을 가압수형 원자로의 3일간의 운전 동안의 시간의 함수로서 도시하는 도면.FIG. 1 shows the reactor power level with respect to the nominal power as a function of time during three days of operation of a pressurized water reactor in the case of a low plato with an output equal to 90% of the nominal power.

제2도는 제1도와 같은 그래프에 상응한 운전기간 동안 연료 요소부를 따른 단위길이 당 출력의 최대값의 변화를 도시하는 도면.FIG. 2 shows a change in the maximum value of the output per unit length along the fuel element portion during the operation period corresponding to the graph as in FIG.

제3도는 비등위기에 대한 보호의 개시점에 관한 마아진으로부터 상응한 변화를 도시하는 도면.3 shows the corresponding change from the margin relative to the starting point of protection against boiling.

제4도는 공칭출력의 50%와 동일한 값에서 낮은 플라토우로 3일간의 운전싸이클 과정중 공칭출력에 대해 측정된 출력의 변화를 도시하는 도면.4 shows the change in output measured for nominal power during a three-day operating cycle with a low plato at a value equal to 50% of nominal power.

제5도는 연료요소부에 따라 단위 길이당 최대출력의 상응한 변화를 도시하는 도면.5 shows a corresponding change in maximum power per unit length according to fuel element portion.

제6도는 비등위기에 대한 보호의 개시점에 관해 마아진의 상응한 변화를 도시하는 도면.FIG. 6 shows the corresponding change in margin with respect to the onset of protection against boiling.

제7도는 공칭출력의 50%와 동일한 낮는 플라토우와 공칭출력 사이에 원자로를 운전하는 경우에, 공칭출력의 50%에서 여러주기의 운전후에 공칭출력으로 순간 귀환하는 과정 중 플럭스의 축상편차의 전개를 도시하는 도면.7 shows the development of the axial deviation of the flux during the instantaneous return to the nominal output after several cycles of operation at 50% of the nominal output when operating the reactor between the lower plateau and 50% of the nominal output. The figure which shows.

제8도는 매시간 출력의 순간귀환으로 공칭출력의 50%에서 공칭출력과 플라토우 사이의 운전중 연료 요소부를 따라 단위길이당 최대출력의 전개를 도시하는 도면.FIG. 8 shows the development of maximum power per unit length along the fuel element portion during operation between nominal power and plato at 50% of nominal power as an instantaneous return of power every hour.

제9도는 비등위기에 대한 보호의 개시점에 대한 마아진의 상응한 전개를 도시하는 도면.9 shows the corresponding development of a margin relative to the point of initiation of protection against a crisis.

본 발명은 비등위기의 발생 또는 하나이상의 연료 펠릿의 용융에 의해 연료 전체가 방해받지 않도록 작동한계를 넘는 것을 피할 수 있는가 압수형 원자로의 보호방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for protecting seizure reactors that avoids exceeding operating limits such that the entire fuel is not disturbed by the occurrence of boiling crisis or melting of one or more fuel pellets.

가압수형 원자로에서, 연료 요소부는 원자로의 노심내에서 서로 평행하게 배열되어 있으며, 원자로의 제어를 위해 중성자를 흡수하는 물질로된 제어봉이 연료 요소부 사이를 움직인다. 연료 요소부는 열전달 그리고 감속재로서의 역할을 하는 가압하의 물인 1차유체에 잠겨있다.In a pressurized water reactor, the fuel element portions are arranged parallel to each other in the core of the reactor, and control rods of material that absorb neutrons for control of the reactor move between the fuel element portions. The fuel element is submerged in the primary fluid, which is water under pressure, which serves as heat transfer and moderator.

원자로의 가동중에, 열의 양이 너무커서 흡수할 수 없고 열운반 유체에 의해 운반되지 못하거나 열운반 유체의 흐름이 불충분하면, 그들이 방출하는 열효과 하에서 비가역 강하를 수행하는 연료요소부의 전체를 방해하는 것을 피하게 하는 것이 필요하다.During the operation of the reactor, if the amount of heat is too large to be absorbed and not carried by the heat carrier fluid or the flow of the heat carrier fluid is insufficient, it may interfere with the entire fuel element section performing irreversible drops under the thermal effects they emit. It is necessary to avoid things.

가압수형 원자로의 제어에 있어서, 사람들은 연료의 어느정도 완전한 파괴를 수반하는 두 가지 다른 현상에 대비하도록 노력하게 되었다. 두개의 현상은, 한편으로는 연료 요소부와 접촉하고 있는 압력하의 물의 비등위기이고, 다른 한편으로는 연료의 용융이다.In the control of pressurized water reactors, people have sought to prepare for two other phenomena that involve some complete destruction of fuel. Two phenomena are, on the one hand, the boiling crisis of water under pressure in contact with the fuel element portion, and on the other hand the melting of the fuel.

결국, 연료봉의 외부표면을 횡단하여 압력하의 물과 연료 사이의 열교환을 할때에, 물이 고압으로 유지됨에도 불구하고 비등에 가까운 상태로 연료요소부의 고온의 영향을 받게된다. 연료요소부 가까운곳의 제한된 비등현상은 압력하의 연료요소부와 물사이의 열교환을 항시 허락한다. 그러나, 연료요소부를 따라 증기의 막을 형성 시키는 이러한 비등을 피할 필요가 있는데, 이것은 증기의 일한 막이 구상조건의 현상에 의해 압력하에 연료 요소부와 물 사이의 큰 교환을 방해하기 때문이다.As a result, when the heat exchange between the water and the fuel under pressure across the outer surface of the fuel rod, the high temperature of the fuel element portion in the near boiling state despite the water is maintained at a high pressure. Limited boiling near the fuel element always permits heat exchange between the fuel element and the water under pressure. However, it is necessary to avoid such boiling, which forms a film of steam along the fuel element section, because a single film of steam prevents large exchanges between the fuel element section and water under pressure by the phenomenon of nominal conditions.

따라서, 원자로를 주행시키는 동안에 비등위기가 나타나는 가동구역이 초래되는 것을 피하기 위하여, 연료 요소부와 접촉하는 증기의 발생으로 비등의 시작이나 비등위기가 나타나는 것을 지켜보는 것이 매우 중요하다.Therefore, it is very important to watch the onset of boiling or the appearance of boiling crisis by the generation of steam in contact with the fuel element portion, in order to avoid the occurrence of an operating zone in which the boiling crisis occurs while driving the reactor.

실제로, 지금까지는, 비등위기가 나타나는 조건의 평가방법 및 측정의 정확도를 고려하기 위해서, 원자로의 가동조건과 비등 위기가 나타나는 조건사이의 안전도의 마아진이 존재하는 조건에 놓여지기에 노력해왔다.Indeed, until now, in order to consider the method of evaluating the measurement conditions and the accuracy of the boiling crisis, efforts have been made to place a margin of safety between the operating conditions of the reactor and the conditions in which the boiling crisis occurs.

다른 한편으로는, 연료 요소부의 수준에서 나타날 수 있고 그들의 파괴를 유도하는 2차형태의 현상이 연료펠릿을 형성하는 재료의 용융점까지 도달하는 온도의 국부적인 상승처럼 나타나는 출력의 너무 큰 방출로 인하여 연료 요소부의 하나 또는 그 이상의 펠릿이 용융되는 것이다. 이러한 출력의 방출이 단위 길이당 값 또는 선형출력이 연료의 특성함수로서 결정되는 어떤 시발점을 초과하면 용융을 유도한다.On the other hand, fuels are caused by too large emissions of power, which can occur at the level of the fuel elements and cause their destruction to occur as a local rise in temperature reaching the melting point of the material forming the fuel pellets. One or more pellets of the urea part are melted. Melt is induced when the release of this output exceeds a value per unit length or a certain starting point, determined by the fuel's characteristic function.

이러한 두가지 현상중 하나의 출현에 대해 가압수형 원자로의 보호기술은 지금까지는 이러한 현상을 나타내는 변수를 계산하고 변수중의 하나가 정해진 제한값을 초과할 때 비상 정지를 개시하는 것으로 구성되었고, 이러한 제한값은 측정의 어떤 부정확성, 변수의 대표적인 특성 및 이러하 변수의 측정의 정확성을 고려한다.The protection technology of pressurized water reactors for the emergence of either of these two phenomena has thus far consisted of calculating the variables indicative of these phenomena and initiating an emergency stop when one of the variables exceeds a specified limit, which is measured. Consider any inaccuracies, representative characteristics of the variables, and the accuracy of the measurement of these variables.

따라서, 변수의 결정이 어떤 부정확성으로 행하여지면 실제 임계에 도달하지 않은 경우에 비상정지를 개시하는 것을 유도할 수도 있다.Thus, if the determination of the variable is done with some inaccuracy, it may be possible to initiate an emergency stop when the actual threshold has not been reached.

비등위기를 나타내는 변수와 선형출력이 원자로의 냉각재의 인입구 및 배출구 온도의 측정으로 부터, 이러한 냉각재의 압력과 유량의 측정 및 원자로의 노심의 출력의 분포로부터 계산에 의해 결정된다.Variables and linear outputs representing the boiling crisis are determined by calculation from the measurement of the inlet and outlet temperatures of the coolant of the reactor, from the measurement of the pressure and flow rate of this coolant and the distribution of the core output of the reactor.

결정의 정확도를 증가시키기 위해서, 온도, 압력 및 유량의 측정의 정확도를 명백하게 증가시키거나 지금까지는 원자로의 노심속에 출력의 분포가 원자로의 가동동안에 정확도를 지니고 결정되지 않으며, 축상 분포인지 방사상분포인지는 몰라도 이러한 분포를 위해 피상적인 값을 사용하는데 만족하였다.In order to increase the accuracy of the determination, it is apparent that the accuracy of the measurement of temperature, pressure and flow rate is increased or until now the distribution of output in the core of the reactor is not determined with accuracy during the operation of the reactor, and whether it is an axial distribution or a radial distribution. I was not satisfied with using the superficial values for this distribution.

가압수형 원자로를 취급하는데 일반적으로 사용되는 방법으로, 플럭스의 축상편차를 일정값으로 유지시키려고 해왔다.As a commonly used method for handling pressurized water reactors, attempts have been made to keep the flux axial deviation at a constant value.

플럭스의 축상 편차가 노심의 상부로 부터의 중성자 플럭스

Figure kpo00001
H와 노심의 하부로 부터의 중성자 플럭스
Figure kpo00002
B사이의 불평형을 나타내는 변수이다. 이러한 변수는 비율 t-1 과 같다.The axial deviation of the flux is the neutron flux from the top of the core
Figure kpo00001
Neutron Flux from H and Bottom of Core
Figure kpo00002
Variable representing the unbalance between B This variable is equal to the ratio t-1.

따라서 일정한 축상 편차에서 취급하는 이러한 방법에서는, 노심내의 플럭스 또는 출력의 분포가 관계하는한, 단지 하나의 측정된 변수가 플럭스의 축상 편차이다.Thus in this method of handling at constant on-axis deviation, as long as the distribution of flux or output in the core is concerned, only one measured variable is the on-axis deviation of the flux.

그러나, 축상편차의 하나 그리고 같은 값을 위해, 극히 가변적인 연료요소부를 따라 플럭스 분포의 형태를 가상할 수 있다.However, for one and the same value of the axial deviation, one can simulate the shape of the flux distribution along the extremely variable fuel component.

분포에 대해 이러한 불확실성을 고려하기 위하여, 비등위기 및 선형출력에 대한 변수의 계산을 위하여 극히 양호하지 않은 분배가 사용되고 피상분포라고 불리우고, 이것은 분포의 가장 양호한 경우의 모두가 지닐 수 있고, 플럭스의 하나 그리고 같은 축상편차를 유도한다.To account for this uncertainty about the distribution, an extremely poor distribution is used for the calculation of the variables for boiling and linear output and is called the superficial distribution, which can have all of the best cases of the distribution, one of the fluxes. And induces the same axial deviation.

플럭스의 방사상 분포가 관계하는 한, 모든 가능한 상태를 고려하고 제어봉의 위치의 함수인 분포의 피상인자를 고려한다.As far as the radial distribution of the flux is concerned, all possible states are taken into account and the apparent factor of the distribution as a function of the position of the control rod.

따라서, 이러한 피상분포가 꼭 임계의 경우가 아니더라도 비상정지를 유도할 수 있는 변수의 상대적인 불리한 평가를 유도하게 된다.Therefore, even if such a superficial distribution is not necessarily a critical case, it leads to a relative disadvantageous evaluation of a variable that can lead to an emergency stop.

다른 한편으로는, 일정한 축상편차로 부터 다른 원자로의 취급방법에 있어서, 지금까지 편리하게 사용된 출원인의 프랑스 특허원 제 77-19316호에 기술된 것 같은, 흡수조절 그룹과 일정한 축상편차에서의 취급하는 경우에는 고용되는 그룹보다 적게 흡수되는 제어봉의 그룹을 사용하는 방법에서, 방사성 분포를 위해 제어봉의 위치를 고려하는 피상값을 사용하기에는 더이상 가능하지 않은데, 이는 이러한 피상값이 조절그룹의 위치와 출력회수를 위한 흡수그룹의 위치모두를 고려하기 때문이며, 이는 지극히 복잡하거나 또는 출력회수 그룹의 위치만이며, 이것은 변수의 매우 근사평가에 유도된다. 이러한 방법으로 이러한 취급방법에 연결되는 원자로의 사용의 가요성에 의해 모두 덕을 입는 것은 아니다.On the other hand, in the handling of other reactors from a constant axial deviation, the handling in a constant axial deviation with the absorption control group, as described in Applicant's French Patent Application No. 77-19316, which has been conveniently used so far. In the case of using a group of control rods that absorb less than the group employed, it is no longer possible to use a apparent value that takes into account the position of the control rod for the radioactive distribution, which is the position and output of the control group. This is because both positions of the absorption group for recovery are taken into account, which is either extremely complex or only the position of the output recovery group, which leads to a very approximation of the variables. In this way, not all are benefited by the flexibility of the use of the reactor connected to this handling.

따라서, 본 발명의 목적은 원자로의 조절을 위해 이동되는 제어봉 사이에, 그리고 원자로의 노심 내부에 서로에 평행하게 배치된 연료요소부를 지니는 가압수형 원자로의 보호방법을 제시하는 이것며 이 방법은 비등위기의 출현이나 하나 또는 그 이상의 연료펠릿의 용융에 의해 연료전체가 방해받는 작동의 제한치를 초과하는 것을 피할 수 있고, 연료요소부를 따라 비등위기 또는 연료 요소부의 단위길이당 방출되는 출력을 나타내는 변수가 전해진 제한값을 초과한 때는 비상정지를 개시하게 구성되며, 변수는 원자로속의 냉각재의 인입구 및 배출구 온도의 측정, 이러한 냉각재의 압력 및 유량의 측정, 그리고 원자로 노심의 출력분포로부터 결정되며, 이러한 방법은 보다 적당한 형태로 비상정지를 개시할 수 있고 출력의 기능이 요구될 때 이러한 원자로의 가요성 제어를 가능하게 하도록 완전히 사용되는 원자로의 취급방법이다.It is therefore an object of the present invention to provide a method of protecting a pressurized water reactor having fuel element portions disposed parallel to each other between control rods moved for control of the reactor and inside the core of the reactor, which method is characterized by It is possible to avoid exceeding the limits of the operation in which the whole fuel is impeded by the appearance of or the melting of one or more fuel pellets, and a variable indicative of the output radiated per unit length of the boiling element or fuel element along the fuel element is conveyed. When the limit is exceeded, an emergency stop is initiated and the parameters are determined from the measurement of the inlet and outlet temperatures of the coolant in the reactor, the measurement of the pressure and flow rate of such coolant, and the output distribution of the reactor core, which is more appropriate. Emergency stop can be initiated in the form and this can be A handling method of the reactor is fully utilized to enable flexible control of the character.

이러한 목적으로, 원자로의 이용의 실제 물리적인 제한값에 근사하도록, 원자로 노심내의 출력분포가 측정에 의해서 결정된다. 다시 말해서, 원자로 노심외부에 배치된 이온상자에 의해 출력의 축상 분포의 측정, 연료요소부에 종방향으로 출력분포의 측정, 출력의 방사상 분포를 결정하는 제어봉의 위치의 측정등을 포함하게 된다.For this purpose, the output distribution in the reactor core is determined by measurement to approximate the actual physical limits of the use of the reactor. In other words, the ion box disposed outside the reactor core includes measurement of the axial distribution of the output, measurement of the output distribution in the longitudinal direction of the fuel element portion, measurement of the position of the control rod that determines the radial distribution of the output, and the like.

제한하지 않는 예로서의 실시예가 기술되고, 본 발명에 따른 보호 방법이 단위길이당 출력과 비등위기를 나타내는 변수의 계산을 가능하게 측정이 실행되고, 출력의 축상분포와 출력의 방사상 분포가 제어봉의 위치를 표시하고 측정실을 고려하여 결정되는 가압수형 원자로에 영향을 준다.By way of example and not by way of limitation, embodiments are described, where the measurement is carried out to enable the protection method according to the invention to calculate the variables representing the output and the boiling per unit length, and the axial distribution of the output and the radial distribution of the output determine the position of the control rod. Marking and affecting the pressurized water reactor, which is determined by taking account of the measuring room.

이후에 기술되는 작업의 다른 방법은 노심의 총높이에 상응한 높이를 넘어서, 그리고 원자로 외부의 다른것 위에 하나가 축상으로 배치된 이온상자로 구성된 중성자 플럭스의 측정을 위한 장치를 가압수형 원자로에 수행된다.Another method of work described later is to carry out a device on a pressurized water reactor for the measurement of neutron fluxes which consist of ion boxes which are arranged axially one above the total height of the core and on top of the other outside the reactor. do.

이온상자를 지니는 이러한 측정장치가 이미 프랑스 특허 제 2,268,353호에 기술되었고 2개의 전극을 지닌 6개의 측정실을 지니며, 전극중 하나는 붕소의 침전물로 덮혀있다.Such a measuring device with an ion box has already been described in French Patent No. 2,268,353 and has six measuring chambers with two electrodes, one of which is covered with a precipitate of boron.

6개의 측정실의 각각이 다른 전압에서 유지되는 전극과 접촉하며 이온화 가스를 둘러싸고 있다.Each of the six measuring chambers is in contact with an electrode maintained at a different voltage and surrounds the ionizing gas.

원자로의 노심으로부터 진행하는 중성자에 의한 충격시에, 전극중 하나에 의해 운반되는 붕소의 침전시에 반응(n,

Figure kpo00003
)에 의해서,
Figure kpo00004
입자가 생성되고, 발생된 이온이 전극을 향하여 구동되고 모아지는 결과로 실내에 모아진 가스를 이온화시키면, 이러한 전극의 높이에서 방출되는 전류의 측정이 이온상자의 높이에서 원자로에 의해 방출되는 중성자플럭스의 측정을 나타낸다.Upon impact by neutrons traveling from the core of the reactor, upon precipitation of boron carried by one of the electrodes (n,
Figure kpo00003
),
Figure kpo00004
When particles are generated, and the generated ions are driven and collected toward the electrodes, ionizing the gas collected in the room, the measurement of the current emitted at the height of these electrodes results in the neutron flux emitted by the reactor at the height of the ion box. Indicates measurement.

각각의 실외높이에서 측정된 이온화 전류로부터, 측정실속에서 이행되는 붕소의 침전물의 높이에서 중성자 플럭스를 결정한다.From the ionization current measured at each outdoor height, the neutron flux is determined at the height of the precipitate of boron which is carried out in the measurement stall.

지금까지 노심의 높이를 따라 위치가 정의되는 우물에서의 중성자 플럭스를 측정할 목적으로, 붕소의 침전이 측정실속에서 수행되었고 축상방향으로 짧은 길이이다. 이것은 정확도의 손실과 측정의 감도로 처리되고 노심속의 출력의 축상분포의 정확한 영상을 얻는데 편파적이었다.So far, for the purpose of measuring the neutron flux in wells whose position is defined along the height of the core, the precipitation of boron has been carried out in the measuring chamber and is of short length in the axial direction. This was handled with loss of accuracy and sensitivity of the measurement and was biased in obtaining an accurate image of the axial distribution of the output in the core.

본 발명의 영역속에서 사용되는 이온상자를 지니는 측정장치의 경우에는, 붕소의 침전이 짧은 길이의 각 상자속의 붕소 침전물 사이의 틈새를 지닌 이러한 상자의 전체높이를 넘어 각각의 상자속으로 수행되었고, 6개의 이온 상자속의 붕소의 침전물의 총 길이는 연료요소부의 길이에 근사하게 되었다.In the case of a measuring device having an ion box used in the scope of the present invention, the deposition of boron was carried out into each box over the entire height of such a box with a gap between the boron deposits in each box of short length, The total length of the boron deposits in the six ion boxes became close to the length of the fuel element.

실제로, 4cm간격으로 46.4cm 길이의 6개의 측정부가 사용되었다.In practice, six measuring sections 46.4 cm long with 4 cm spacing were used.

각각의 상자속의 이온화 전류의 측정으로 부터, 출력의 축상 분포를 나타내는 다항식 형태의 함수의 전개를 사용하는, 즉 개발된점의 축상 위치의 함수인 출력의 변화를 사용하는 새로운 계산법이 연료 요소부를 따라 출력의 축상분포를 얻을 수 있는 정확한 대표값을 얻을 수 있게 한다.From the measurement of the ionization current in each box, a new calculation along the fuel element is used, using the expansion of the polynomial function representing the axial distribution of the output, ie the change in output that is a function of the axial position of the developed point. This allows you to get an accurate representation of the axial distribution of the output.

출력의 축상 분포의 결정을 가능하게 하는 이러한 측정에다가, 정확한 측정이 원자로의 출력값을 결정할 수 있게하는 변수의 측정처럼 제어봉의 위치를 결정한다.In addition to these measurements that allow the determination of the axial distribution of the outputs, the control rods are positioned like the measurement of variables that allow accurate measurements to determine the output of the reactor.

출력값을 결정할 수 있는 변수는 1차 유체의 압력, 원자로속의 유체의 인입구 온도와 배출구 온도 및 공칭유량에 대해 측정되는 본 유체의 유량이다. 이러한 변수들로부터 노심의 높이 방향에서 제어봉 그룹의 위치를 알아서 노심높이의 방향에서 제어봉의 위치에 따라 출력의 방사상 분포를 결정하게 하는 원자로의 출력값을 종래의 형태로 결정한다.Variables that can determine the output value are the flow rate of the fluid measured for the pressure of the primary fluid, the inlet and outlet temperatures of the fluid in the reactor, and the nominal flow rate. From these variables, the position of the control rod group in the direction of the core height is determined and the output value of the reactor, which allows the radial distribution of the output to be determined according to the position of the control rod in the direction of the core height, is determined in the conventional form.

원자로의 출력값과 출력의 축상 및 방사상 분포로부터 노심의 높이에 따라 정의되는 각각의 축상영역을 위해 연료요소부를 따른 단위길이당 출력을 결정할 수 있다.From the output of the reactor and the axial and radial distributions of the output, one can determine the output per unit length along the fuel element for each axial region defined by the height of the core.

단위길이당 출력의 값중 하나가 연료의 특성 함수로서 결정되는 제한 출력을 넘는 경우에는 비상정지가 개시된다.An emergency stop is initiated if one of the values of the output per unit length exceeds the limit output determined as a function of the fuel's characteristic.

출력의 축상 및 방사상 분포로부터, 엔탈피 F

Figure kpo00005
H의 증가를 위한 계수를 결정할 수 있다.From the axial and radial distributions of the output, enthalpy F
Figure kpo00005
The coefficient for the increase of H can be determined.

엔탈피 F

Figure kpo00006
H의 증가를 위한 계수로부터, 원자로 출력값 Q로부터, 그리고 이온상자속에서 수행되는 측정으로부터 결정 한계를 결정할 수 있으며, 비등위기에 근사하는 경우에 비상정지를 결정할 수 있다.Enthalpy F
Figure kpo00006
From the coefficients for the increase of H, from the reactor output Q, and from the measurements performed in the ion box, the decision limit can be determined, and the emergency stop can be determined in the case of approximation to the boiling crisis.

이러한 계산은 원자로의 노심만을 나타내는 채널을 위해 이행되고, 이러한 채널은 뜨거운 채널이라고 불리운다. 이것은 확실히 노심속에 출력분포의 모두가 알려지게 되어 보다 복잡한 처리가 남게 되더라도, 데이타의 수지처리의 단순화를 가능하게 한다.This calculation is performed for a channel that represents only the core of the reactor, which channel is called a hot channel. This makes it possible to simplify the resin processing of data even if all of the output distributions are known in the core and more complicated processing remains.

따라서, 본 발명에 따른 방법이 일정한 변수가 그들에게 넘어간 값 이상을 초과하면 비상정지를 결정할 수 있고, 이러한 변수는 피상분포의 사용없이 노심속의 출력분포의 결정을 정확하게 고려하여 결정되어, 일련의 경우들을 보호할 수 있다.Thus, the method according to the present invention can determine an emergency stop if a certain variable exceeds the value exceeded by them, and this variable is determined by accurately considering the determination of the output distribution in the core without the use of the apparent distribution, Can protect them.

따라서, 원자로의 어떤 작동상태에서에, 원자로의 어떤 가동 동안에 노심의 위치와 이러한 변수의 최대값의 함수로서 연료 요소부의 단위길이당 출력을 결정할 수 있다.Thus, in any operating state of the reactor, it is possible to determine the output per unit length of the fuel element as a function of the core position and the maximum value of this variable during any operation of the reactor.

따라서, 원자로가 공칭출력의 90%와 같은 출력에서 또는 공칭출력에서 작동되는 제1도에 상응한 경우에서, 작동상태, 단위길이당 최대출력, 제2도에 표시된 변화등을 결정할 수 있다.Thus, in the case where the reactor corresponds to the first degree of operation at an output equal to 90% of the nominal output or at nominal output, it is possible to determine the operating state, the maximum power per unit length, the change indicated in the second degree, and so forth.

제1도 속에 나타난 그래프에 상응한 원자로의 작동은 단위 길이당 출력으로 넘어가고 이러한 제한값(425 W/cm)과 같은 종축의 수평선으로 표시되는 제한값을 초과하지 않는 것을 볼 수 있다.It can be seen that the operation of the reactor corresponding to the graph shown in FIG. 1 goes to the output per unit length and does not exceed the limit indicated by the horizontal line of the longitudinal axis such as this limit (425 W / cm).

제3도에는, 변화가 제1도에 도시된 출력프로그램에 따른 원자로의 작동과정중에, 비등위기에 대해 보호를 개시하는 개시점에 대한 마아진을 도시한다. 비슷하게 마아진이 출력프로그램에 상응한 3일간에 따를 수 있는 원자로의 운전에 충분히 남게되는 것도 도시된다.FIG. 3 shows the margin for the starting point where the change initiates protection against boiling crisis during the operation of the reactor according to the output program shown in FIG. Similarly, it is shown that the margin remains sufficient to operate the reactor which can be followed for three days corresponding to the output program.

제4도는 원자로가 공칭출력의 50% 또는 그 공칭출력에서 사용되며, 두개의 작동상태 사이에서 이러한 출력에 순간 귀환을 지니는 과정 동안에 3일간의 비슷한 출력프로그램을 나타낸다.Figure 4 shows a similar output program of three days during the course in which the reactor is used at 50% of its nominal output, or at its nominal output, and has a momentary feedback to this output between the two operating states.

제5도에서는, 상응한 변화가 피이트당 CW 및 cm당 와트의 단위로 단위길이당 최대출력을 도시한다.In FIG. 5, the corresponding change shows the maximum power per unit length in units of CW per foot and Watts per cm.

작동이 비상 정지가 개시되는 제한값에 도달하지 않게 가능한 것을 알 수 있다.It can be seen that operation is possible so as not to reach the limit value at which an emergency stop is initiated.

제6도는 비등위기에 대한 보호를 개시하는 개시점에 대한 마아진의 상응한 변화를 도시하며, 작동이 안전도의 한계의 최하 한계에 도달하지 않는 것이 가능하다는 것이 보여진다.6 shows the corresponding change in the margin relative to the starting point for initiating protection against the boiling crisis, and it is shown that it is possible for the operation not to reach the lowest limit of the limit of safety.

제7도에서는, 축상편차를 나타내는 변수의 함수로서, 공칭 출력에 대한 원자로의 요구되는 출력 그래프로서, 방법이 공칭 출력과 공칭출력의 50% 사이에 원자로의 작동을 도시하고, 공칭 출력의 50%로 원자로를 유지시키는 것이 2,6,9,10 및 12시간의 증가된 주기동안에 놓여진다.In FIG. 7, as a function of the variable representing the axial deviation, as a required output graph of the reactor against the nominal output, the method illustrates the operation of the reactor between nominal and 50% of the nominal output, and 50% of the nominal output. Maintaining the furnace reactor is placed for increased periods of 2, 6, 9, 10 and 12 hours.

이러한 그러프에서, 곡선이 남아있는 작업의 사다리꼴의 실선으로 도시되며, 이것은 종래의 원자로의 보호방법이 사용될 때, 비상정지의 개시를 회피하도록 하는 원자로의 작동을 도시한다.In this group, the curve is shown as a trapezoidal solid line of remaining work, which illustrates the operation of the reactor to avoid the onset of emergency stop when a conventional method of protecting nuclear reactors is used.

공칭출력의 50%에서 9시간 이상으로 유지한 후에는, 작업사다리 꼴에 남기 때문에 그 공칭출력에 원자로가 즉시 귀환을 수행하는 것이 가능하지 않게됨을 알 수 있다. 따라서, 종래의 방법이 작업제한 값을 초과하여 비상정지로 유도된다.After maintaining at 50% of nominal power for more than 9 hours, it can be seen that the reactor remains trapezoidal, making it impossible for the reactor to immediately return to its nominal power. Thus, the conventional method leads to an emergency stop exceeding the job limit value.

제8도에서는, 그래프가 어떤 순간의 공칭출력으로 즉시 귀환하는 그 공칭출력의 50%와 공칭출력 사이에서의 원자로의 작동을 위해 시간의 함수로서 단위길이당 최대출력에 상응한 것이 도시되며, 출력의 즉시 귀환이 매시간에 수행되고 공칭출력의 50%에서 유지되는 경우에는 선형출력의 발전을 표시하는 연속곡선위로 배치되는 점에 의하여 나타나는 단위길이당 출력의 증가로 상승된다.In FIG. 8, it is shown that the graph corresponds to the maximum output per unit length as a function of time for the operation of the reactor between 50% of its nominal output and the nominal output immediately returning to the nominal output at any moment. If the immediate return of is carried out every hour and maintained at 50% of the nominal output, it is raised to the increase in output per unit length represented by the point placed on a continuous curve indicating the development of the linear output.

따라서, 단위길이당 최대출력의 제한값이 귀환이 공칭출력으로 되는 때는 절대로 초과하지 않는 것을 볼 수 있다.Therefore, it can be seen that the limit value of the maximum output per unit length never exceeds when the feedback becomes the nominal output.

유사하게, 제9도에는, 상응한 전개가 어떤 순간에 공칭출력으로 귀환하는 경우에 비등위기에 대한 보호의 개시점에 대해 마아진이 도시되고 이러한 마아진은 예상되는 낮은 제한 값보다 높게 유지되는 것이 보여진다.Similarly, FIG. 9 shows that when a corresponding development returns to nominal power at any moment, a margin is shown for the initiation of protection against boiling and this margin remains above the expected lower limit value. Lose.

제 7,8 및 9도에서 도시된 마지막 실시예는 본 발명에 따른 방법이 유용한 제한값을 나타내는 변수의 보다 정확한 계산을 가능하게하는 출력의 축상 및 방사상 분포의 결정을 고려하여 원자로의 작동에 증가된 가요성을 제공하는 것을 보여준다.The last embodiment shown in FIGS. 7,8 and 9 shows an increase in the operation of the reactor in view of the determination of the axial and radial distribution of the output, which allows the method according to the invention to allow more accurate calculations of the variables representing useful limit values. Demonstrates providing flexibility.

비등위기 또는 단위길이당 방출되는 출력을 나타내는 변수중 하나에 대한 작동제한 값을 초과한 결과로, 경보가 개시되고 다른 변수 및 그 값의 초과에 따라 제어봉 다발의 철수를 막거나 비상 정지로 유도되고 터어빈의 부하가 자동적으로 감소되게 한다.As a result of exceeding the operating limit value for one of the variables representing the outputs per boiling or unit length, an alarm is initiated and, depending on the other variable and its value exceeded, prevents the withdrawal of control rod bundles or leads to an emergency stop. Allow the turbine to reduce its load automatically.

다른 변수와 경보의 개시의 결정은 관찰되는 안전변수를 그들로부터 추론하기 위해 측정된 다른변수의 진행을 가능하게 하는 마이크로프로세서의 고려로 얻어진다. 결과의 성과는 원자로의 보호에 관계하는 극한변수의 전개를 관찰할 수 있게 하는 다른 변수의 전개의 관찰과 제한값의 초과로 인한 경보를 허락한다.Determination of the initiation of alarms with other variables is obtained with the consideration of the microprocessor which enables the progression of the other variables measured to infer the observed safety variables from them. The performance of the results allows for the observation of the development of other variables related to the protection of the reactor and the alarm due to exceeding limit values for the observation of the development of other variables.

변수의 얻음을 쉽게할 목적으로, 계산이 뜨거운 채널이라고 불리는 원자로의 노심을 나타내는 채널위에서 수행되는 것을 알 수 있다. 그러나, 긴 잔행시간을 쉽게 얻을 수 있다면, 큰 용량의 컴퓨터를 사용하여 노심전체에 대한 변수를 계산하는 것도 가능하다.For the purpose of facilitating the acquisition of variables, it can be seen that the calculation is performed on a channel representing the core of the reactor called a hot channel. However, if long latencies are readily available, it is also possible to use large computers to calculate variables for the whole core.

즉, 본 발명은 설명된 실시예에 국한되지 않고 어떤 변경도 포함하는 것이다.In other words, the present invention is not limited to the described embodiment but includes any change.

따라서, 측정실이 큰 높이의 감도 재료의 영역을 사용할 때 이온 상자전류의 측정으로 부터의 출력의 축상분포의 결정을 위해 기술된 다항식 형태의 사용도 가능하고, 이것은 노심의 실제상태를 나타내는 축상분포를 얻는데 만족스럽고 이러한 분포의 계산을 가능하게 하는 다른 형태의 해석도 가능하다.Therefore, it is also possible to use the polynomial form described for the determination of the axial distribution of the output from the measurement of the ion box current when the measuring chamber uses a region of sensitive material of high height, which gives an axial distribution representing the actual state of the core. Other forms of interpretation are also possible which are satisfactory to obtain and allow the calculation of this distribution.

출력의 방사상 분포의 계산이 관계되는 한, 제어봉의 다발의 위치로부터, 방법이 방사상 분포 계수를 계산하는 때에, 고려되는 부분의 값에서 제어봉의 그룹의 각각의 존재 또는 부재의 결정으로 그 높이의 방향속에 노심의 구획(예를들어, 30구획부)이 수행되게 이루어진다. 원자로의 작동의 각상을 측정하는 조건에서의 제어봉의 위치를 나타내는 다른 형태도 이해할 수 있다.As far as the calculation of the radial distribution of the output is concerned, the direction of its height from the position of the bundle of control rods to the determination of the presence or absence of each of the groups of control rods at the value of the part under consideration when the method calculates the radial distribution coefficient. A compartment of the core (eg, 30 compartments) is performed in the stomach. Other forms of indicating the position of the control rod under conditions that measure each phase of the reactor's operation are also understood.

또한, 본 발명은 각각의 중간변수의, 그리고 작업제한을 나타내는 변수의 각각의 결정을 위해마이크로 프로세서의 사용에 제한받지 않으며, 보다 복잡한 변수의 결정을 수행하도록 보다 큰 용량의 컴퓨터를 사용할 수 있다.In addition, the present invention is not limited to the use of a microprocessor for each determination of each intermediate variable and a variable indicative of a working limitation, and a larger capacity computer can be used to perform more complex variable determination.

그 양도된 제한값과 변수의 비교로 부터 개시되는 경보 또는 비상장치가 어떤 가능한 형태를 사용해도 좋으며 원자로의 제어 요소부에 반대의 개시 자동 작동이나 수동 조종을 불가피하게 한다.Any possible form of alarm or emergency device initiated from the comparison of the assigned limit value and the variable may be used and inevitably initiates reverse automatic operation or manual control of the control element of the reactor.

마지막으로, 본 발명에 따른 보호방법이 어떤 취급방법이나 어떤 요구되는 출력 프로그램에서도 가압수형 원자로에 적용될 수 있다.Finally, the protection method according to the invention can be applied to pressurized water reactors in any handling method or in any required output program.

Claims (1)

비등위기의 출현이나 하나 또는 그 이상의 연료펠릿의 용융에 의해 연료전체가 방해받게 되는 제한값을 초과하지 않게 하고, 원자로 노심내의 출력의 분포, 냉각재의 유량 및 압력, 원자로내의 냉각재의 인입구 및 배출구 온도의 측정으로 부터 결정되는 연료요소부의 단위길이당 방출되는 출력이나 연료 요소부를 따라 비등위기를 나타내는 변수가 정해진 제한값을 초과할 때 비상정지를 개시하게 구성된 방법에 있어서, 원자로의 사용상 실제 물리적인 제한값에 가능한 가깝게 접근하기 위하여, 원자로심의 출력분포는, 노심 외부에 설치된 이온 상자에 의해 출력의 축상분포, 즉 연료 요소부의 종방향의 출력 분포를 측정하고, 출력의 방사상 분포를 결정하여 제어봉의 위치를 측정하므로써 결정되는 것을 특징으로 하는 가압수형 원자로의 보호방법.The distribution of output in the reactor core, the flow rate and pressure of the coolant, the inlet and outlet temperatures of the coolant in the reactor, and the limits of the fuel fuel being impeded by the appearance of a boiling crisis or melting of one or more fuel pellets. A method configured to initiate an emergency stop when an output emitted per unit length of a fuel element determined from a measurement or a variable representing an boiling crisis along the fuel element exceeds a specified limit, so that the actual physical limit for use of the reactor is possible. In order to approach closely, the output distribution of the reactor core is measured by measuring the axial distribution of the output, that is, the longitudinal output distribution of the fuel element portion, by determining the radial distribution of the output and measuring the position of the control rod by an ion box installed outside the core. Method for protecting a pressurized water reactor, characterized in that determined.
KR1019790004536A 1979-12-20 1979-12-20 Protection of Pressurized Water Reactor KR830001313B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019790004536A KR830001313B1 (en) 1979-12-20 1979-12-20 Protection of Pressurized Water Reactor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019790004536A KR830001313B1 (en) 1979-12-20 1979-12-20 Protection of Pressurized Water Reactor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR830001730A KR830001730A (en) 1983-05-18
KR830001313B1 true KR830001313B1 (en) 1983-07-06

Family

ID=19213946

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019790004536A KR830001313B1 (en) 1979-12-20 1979-12-20 Protection of Pressurized Water Reactor

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR830001313B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
KR830001730A (en) 1983-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR0180718B1 (en) Control method for a pressurised-water nuclear, and nuclear reactor using this method
JP2593177B2 (en) Fuel assembly stability control method
US3998693A (en) Thermal margin control
EP0102068B1 (en) Method of and apparatus for controlling output power of nuclear reactor
JPS6161360B2 (en)
KR830001313B1 (en) Protection of Pressurized Water Reactor
KR940003801B1 (en) Controlling a nuclear reactor with dropped control rods
EP0165675B1 (en) Apparatus for measuring thermal stress of pressure-tight tube
MacDonald et al. Effect of pellet cracking on light water reactor fuel temperatures
Greiner et al. Use of fuel assembly/backfill gas effective thermal conductivities to predict basket and fuel cladding temperatures within a rail package during normal transport
US4555382A (en) Method of protection of a pressurized-water nuclear reactor
JPS6211317B2 (en)
Macdonald et al. An empirical model of the effects of pellet cracking on the thermal conductivity of UO2 light water reactor fuel
Z Mesquita et al. An innovative method for online power monitoring in nuclear reactors
Sweeney et al. Measurement of core coolant flow velocities in PWRs using temperature: neutron noise cross correlation
Goldberg et al. Fission gas release and grain growth in ThO 2-UO 2 fuel irradiated at high temperature
Weber et al. Towards accurate measurement of post-CHF flow boiling heat transfer of water in a circular tube
Sarber Results of initial nuclear tests on LWBR (LWBR Development Program)
Lewis Isothermal Temperature Coefficient for the SRE with Thorium-Uranium Fuel
Sandberg et al. ANALYSIS OF THE CVTR POST-CONSTRUCTION THERMAL AND HYDRAULIC DATA
SU1025203A1 (en) Method for automatic control of water level in steam generator drum of two-circuit atomic power plant
JP4429707B2 (en) Automatic thermal limit value monitoring device
Neef et al. Detection of flux perturbations in pebble bed HTGRs by near core instrumentation
Hicks et al. Preliminary tests of a model of cooling-pond thermal performance
Bell et al. A Dilatometer Method for the Precision Measurement of the Densities of Liquids to 400° C and 352 kg/cm2