JPS61144595A - プロセス計算機 - Google Patents
プロセス計算機Info
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- JPS61144595A JPS61144595A JP59267161A JP26716184A JPS61144595A JP S61144595 A JPS61144595 A JP S61144595A JP 59267161 A JP59267161 A JP 59267161A JP 26716184 A JP26716184 A JP 26716184A JP S61144595 A JPS61144595 A JP S61144595A
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- core
- multiplication factor
- conditions
- fuel
- ijk
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- 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)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、原子力発電プラントにおける炉心運転管理方
法に関する。
法に関する。
一般に、原子炉は安全に停止し１９８機能を有する必要
がある。また原子炉の起動時には全制御棒挿入状態から
順次制御棒を引抜いていき、臨界に到達する時点では臨
界制御棒パターンの予測精度が運転上重要となる。この
ため、従来の炉心運転管理方法では炉心を適当な計算メ
ツシュに３次元領域分割し、各々の領域における燃焼度
分布Ｅｉｊｋ、ボイド率履歴分布Ｖ ｉｊｋから定まる
無限増倍率Ｋ。（ｉｊｋ）を使用し、与えられた制御棒
パターン等の条件下において中性子実効増倍率を計算し
て炉停止余裕および臨界制御棒パターン予測等を行って
いる。
がある。また原子炉の起動時には全制御棒挿入状態から
順次制御棒を引抜いていき、臨界に到達する時点では臨
界制御棒パターンの予測精度が運転上重要となる。この
ため、従来の炉心運転管理方法では炉心を適当な計算メ
ツシュに３次元領域分割し、各々の領域における燃焼度
分布Ｅｉｊｋ、ボイド率履歴分布Ｖ ｉｊｋから定まる
無限増倍率Ｋ。（ｉｊｋ）を使用し、与えられた制御棒
パターン等の条件下において中性子実効増倍率を計算し
て炉停止余裕および臨界制御棒パターン予測等を行って
いる。
従来の運転管理方法において使用される無限増倍率Ｋ。
は、予めオフライン計算機により、燃料および炉心状態
として設計条件または標準条件をもとに計算される。以
下に主要パラメータの標準的な計算条件を示す。
として設計条件または標準条件をもとに計算される。以
下に主要パラメータの標準的な計算条件を示す。
１、キセノン１３５０Ｓ度・・・零と仮定する。すなわ
ち炉停止後段期間を経過し、完全に崩壊した状態を仮定
するのである（キセノンフリーと称する）。
ち炉停止後段期間を経過し、完全に崩壊した状態を仮定
するのである（キセノンフリーと称する）。
２、サマリウム１４９の濃度・・・炉停止直前の出力分
布が定格出力運転時の平均出力密度一定と仮定し、先行
核のプロメジウム１４９が全てサマリウム１４９に崩壊
したと仮定する（平均出力発生後の平衡すマリラム濃度
と称する）。
布が定格出力運転時の平均出力密度一定と仮定し、先行
核のプロメジウム１４９が全てサマリウム１４９に崩壊
したと仮定する（平均出力発生後の平衡すマリラム濃度
と称する）。
３．燃料集合体条件・・・核分裂性物質の濃縮度、可燃
性毒物の濃度、構成材料の寸法・形状は設計値通りと仮
定する。
性毒物の濃度、構成材料の寸法・形状は設計値通りと仮
定する。
４、制御棒条件・・・中性子吸収物質量、構成材料の寸
法・形状は設計値を使用し、未照射の状態であると仮定
する。
法・形状は設計値を使用し、未照射の状態であると仮定
する。
以上のような従来の炉心運転管理方法では、例えば冷温
状態での運転のように、現実の運転状態、運転履歴およ
び燃料集合体、制御棒の寸法・形状、物質の濃度等が標
準条件と異なっている場合には、システム自体の予測１
１度が低下するという問題があった。
状態での運転のように、現実の運転状態、運転履歴およ
び燃料集合体、制御棒の寸法・形状、物質の濃度等が標
準条件と異なっている場合には、システム自体の予測１
１度が低下するという問題があった。
この発明はこのような問題を解消するためになされたも
ので、その目的は、冷温状態のように、現実の運転状態
、運転履歴および燃料集合体、制御棒の寸法・形状、物
質の濃度等が標準条件と異なっている場合でも原子炉の
実効増倍率計算の予測精度を向上し得る炉心運転管理方
法を提供することにある。
ので、その目的は、冷温状態のように、現実の運転状態
、運転履歴および燃料集合体、制御棒の寸法・形状、物
質の濃度等が標準条件と異なっている場合でも原子炉の
実効増倍率計算の予測精度を向上し得る炉心運転管理方
法を提供することにある。
以上の目的達成のため、本発明の炉心運転管理方法は、
炉心におけるある標準条件または設計条件を仮定して、
燃焼度およびボイド率の関数として予め計算される燃料
の無限増倍率に、前記標準条件または設計条件に合致し
ない割合に応じた無限増倍率修正因子を加算して与えら
れた制御棒パターン等の条件下で炉心の中性子実効増倍
率を求めることを特徴とするものである。
炉心におけるある標準条件または設計条件を仮定して、
燃焼度およびボイド率の関数として予め計算される燃料
の無限増倍率に、前記標準条件または設計条件に合致し
ない割合に応じた無限増倍率修正因子を加算して与えら
れた制御棒パターン等の条件下で炉心の中性子実効増倍
率を求めることを特徴とするものである。
以下、本発明の一実施例を第１図ないし第２図にもとづ
き説明する。
き説明する。
第１図は沸騰水型原子力発電プラントの概略構成を示す
もので、原子炉圧力容器１内の炉心２は、第２図に示す
如く十字状の断面形状をなす多数の制御棒３・・・をマ
トリックス状の配置で装荷し、各制御棒３・・・の周囲
にそれぞれ４体の燃料集合体４を装荷して構成されてい
る。各燃料集合体４・・・内には多数の燃料棒（図示せ
ず）が収容されている。
もので、原子炉圧力容器１内の炉心２は、第２図に示す
如く十字状の断面形状をなす多数の制御棒３・・・をマ
トリックス状の配置で装荷し、各制御棒３・・・の周囲
にそれぞれ４体の燃料集合体４を装荷して構成されてい
る。各燃料集合体４・・・内には多数の燃料棒（図示せ
ず）が収容されている。
また制御棒３の対角線上の位置には、１６体の燃料集合
体ごとに１個のＬＰＲＭ （局所出力モニター）５が配
設され、このＬＰＲＭ５により原子炉運転中の中性子束
を監視している。原子炉を構成する各機器の、運転中の
プロセス量およびＬＰＲＭ５より出力される中性子束信
号はプロセス計算機６に伝送され、このプロセス計算機
６では原子炉出力、出力分布、ボイド率分布、炉心冷却
材分布、燃料度分布等が計算される。計算された重要な
開数値はタイバー７でプリントアウトされ、またはＣＲ
Ｔ８に出力される。プロセス計算′Ｉａ６がオペレータ
との対話型である場合は、入出力器９により入力、出力
がなされる。前記プロセス計算機６は冷温時運転管理機
能１０およびその他の機能２１を備えている。冷温時運
転管理機能１０は、第３図に符号１１〜２０で示す計算
・処理ルーチン１〜１０より構成されており、これらの
ルーチンについて説明する。
体ごとに１個のＬＰＲＭ （局所出力モニター）５が配
設され、このＬＰＲＭ５により原子炉運転中の中性子束
を監視している。原子炉を構成する各機器の、運転中の
プロセス量およびＬＰＲＭ５より出力される中性子束信
号はプロセス計算機６に伝送され、このプロセス計算機
６では原子炉出力、出力分布、ボイド率分布、炉心冷却
材分布、燃料度分布等が計算される。計算された重要な
開数値はタイバー７でプリントアウトされ、またはＣＲ
Ｔ８に出力される。プロセス計算′Ｉａ６がオペレータ
との対話型である場合は、入出力器９により入力、出力
がなされる。前記プロセス計算機６は冷温時運転管理機
能１０およびその他の機能２１を備えている。冷温時運
転管理機能１０は、第３図に符号１１〜２０で示す計算
・処理ルーチン１〜１０より構成されており、これらの
ルーチンについて説明する。
＊ルーチン１ 「炉心配置変え計算ルーチン１１」・・
・前サイクル末期までの運転履歴を定検期間中に行われ
る新燃料装荷、シャラフリング終了後の次サイクル用炉
心まで保存するためのもので、起動実行する時刻ｔ１に
おける炉心燃料および制ｍ捧の配置が、炉停止時ｔｏの
ものと異なっている場合にのみ作動する。すなわち時刻
ｔ１において炉心座標（＋、ｊ）に存在する燃料が新燃
料の場合はそこに位置する燃料の燃料特性Ｃ１ｊｋが新
燃料のものと置換され、新燃料でなく時刻１．における
炉心座標（ｉ”、ｊ−）にあった燃料がシャラフリング
されてきた場合には、燃料特性（：、 ｉｊｋはＣｉｚ
ｊｌ ｋと置換される。ここでいう燃料特性とは、次
段の燃焼度・ボイド率層歴読込みルーチン１２以降で使
用する全てのパラメータを意味する。なお、上記炉心座
標（ｉ、ｊ）に燃料が存在しない場合は水の核特性Ｃｗ
ｉｊｋに置換する。ここで、ｉ、ｊは半径方向位置、
ｋは軸方向位置を示す記号である。
・前サイクル末期までの運転履歴を定検期間中に行われ
る新燃料装荷、シャラフリング終了後の次サイクル用炉
心まで保存するためのもので、起動実行する時刻ｔ１に
おける炉心燃料および制ｍ捧の配置が、炉停止時ｔｏの
ものと異なっている場合にのみ作動する。すなわち時刻
ｔ１において炉心座標（＋、ｊ）に存在する燃料が新燃
料の場合はそこに位置する燃料の燃料特性Ｃ１ｊｋが新
燃料のものと置換され、新燃料でなく時刻１．における
炉心座標（ｉ”、ｊ−）にあった燃料がシャラフリング
されてきた場合には、燃料特性（：、 ｉｊｋはＣｉｚ
ｊｌ ｋと置換される。ここでいう燃料特性とは、次
段の燃焼度・ボイド率層歴読込みルーチン１２以降で使
用する全てのパラメータを意味する。なお、上記炉心座
標（ｉ、ｊ）に燃料が存在しない場合は水の核特性Ｃｗ
ｉｊｋに置換する。ここで、ｉ、ｊは半径方向位置、
ｋは軸方向位置を示す記号である。
コトルーチン２ 「燃焼度・ボイド率腹歴読込みルーチ
ン１２」・・・各ンード１ｊｋにおける燃焼度分布１：
ｉｊｋおよびボイド率履歴分布Ｖｉｊｋを読込み記憶す
る。
ン１２」・・・各ンード１ｊｋにおける燃焼度分布１：
ｉｊｋおよびボイド率履歴分布Ｖｉｊｋを読込み記憶す
る。
＊ルーチン３ 「制御棒パターン読込みルーチン１３」
・・・制御棒パターンから各ノードｉｊｋに制御棒が挿
入されているかどうか判断し、制御棒挿入ノードのδ値
を１、非挿入ノートのδ値を０とするδｉｊｋ分布を作
成し、記憶する。
・・・制御棒パターンから各ノードｉｊｋに制御棒が挿
入されているかどうか判断し、制御棒挿入ノードのδ値
を１、非挿入ノートのδ値を０とするδｉｊｋ分布を作
成し、記憶する。
＊ルーチン４ 「無限増倍率計算ルーチン１４」・・・
計算８１６のメモリから燃焼ＩＣＥ、ボイド率履歴■お
よび制御棒の有無の関数である無限増倍率を読込み、各
ノードｉｊｋごとにＥ ｉｊｋ、Ｖ ｉｊｋ、δｉｊｋ
に対応する無限増倍率Ｋ。ｏ（ｉ、ｊ、ｋ ）を次の式
より計算し記憶する。
計算８１６のメモリから燃焼ＩＣＥ、ボイド率履歴■お
よび制御棒の有無の関数である無限増倍率を読込み、各
ノードｉｊｋごとにＥ ｉｊｋ、Ｖ ｉｊｋ、δｉｊｋ
に対応する無限増倍率Ｋ。ｏ（ｉ、ｊ、ｋ ）を次の式
より計算し記憶する。
Ｋｏｏ （ｉ、ｊ、ｋ ）
＝（１−δ） −ｋＯ（Ｅ ｉｊｋ、Ｖ ｉｊｋ ）＋
６−に’ｊ （Ｅｉｊｋ、Ｖｉｊｋ ）の式より計算
し記憶する。ただしケ、に１ はそれぞれ制御棒非挿
入部、挿入部の無限増倍率計算値であり、予めオフライ
ン計算機により求めておき、そのオフライン計算機に入
力しておくものとする。
６−に’ｊ （Ｅｉｊｋ、Ｖｉｊｋ ）の式より計算
し記憶する。ただしケ、に１ はそれぞれ制御棒非挿
入部、挿入部の無限増倍率計算値であり、予めオフライ
ン計算機により求めておき、そのオフライン計算機に入
力しておくものとする。
なお、上記ルーチン１〜４は従来システムと同様であっ
てもよい。
てもよい。
＊ルーチン５ 「燃料集合体条件補正ルーチン１５」・
・・製作された燃料集合体の設計条件または標準条件と
の差異にもとづく反応度補正量ΔＫＢ（ｉｊｋ）を求め
る。
・・製作された燃料集合体の設計条件または標準条件と
の差異にもとづく反応度補正量ΔＫＢ（ｉｊｋ）を求め
る。
ただし
Δに８（ｉｊｋ）−ΔＫｅ＋ΔＫＧ ＋ΔＫａΔＫｅ
：核分裂性物質（ウラン、プルトニウム）の濃縮度密度
の設計値に対する補正量 ΔＫＧ ＝可燃性毒物（ガドリニウム等）の濃度の設計
値に対する補正量 ΔＫｏ ：その他、燃料集合体を構成する材料の設計条
件または標準条件との差異にもとづく反応度補正量（水
あか付着量、スペーサ、炉内計装管等の反応度寄与が考
えられる。） ＊ルーチン６ 「制御棒条件補正ルーチン１６」・・・
製作された制御棒の設計条件または標準条件との差異に
もとづく反応度補正量ΔＫｏ（ｉｊｋ）を求める。
：核分裂性物質（ウラン、プルトニウム）の濃縮度密度
の設計値に対する補正量 ΔＫＧ ＝可燃性毒物（ガドリニウム等）の濃度の設計
値に対する補正量 ΔＫｏ ：その他、燃料集合体を構成する材料の設計条
件または標準条件との差異にもとづく反応度補正量（水
あか付着量、スペーサ、炉内計装管等の反応度寄与が考
えられる。） ＊ルーチン６ 「制御棒条件補正ルーチン１６」・・・
製作された制御棒の設計条件または標準条件との差異に
もとづく反応度補正量ΔＫｏ（ｉｊｋ）を求める。
ただし
Δにフ （ｉｊｋ）−ΔＫＡ＋ΔＫＸ ＋ΔＫＭΔＫ
Ａ二制御棒に封入される中性子吸収物質（Ｂ４Ｃ，ハフ
ニウム等）の初期濃度、密度の設計値に対する補正量 Δに！：中性子照射による中性子吸収物質の減損に対す
る補正量（なお、通常のプロセス計算機では制御棒の中
性子照射ｌを計算している。）ΔＫＭ：その他、制御棒
を構成する材料の設計条件または標準条件との差異にも
とづく反応度補正量 ＊ルーチン７ 「非定常キセノン反応度効果計算ルーチ
ン１７」 （ステップ１）・・・定常出力運転時の出力分布Ｐ″ｉ
ｊｋから初期キセノン１３５濃度分布および先行核のよ
う素１３５１１度分布を計算し、炉停止時刻１、からの
炉停止時間Δを後の時刻ｔｔ（ｔｘ−ｔｏ ＋Δｔ）に
おけるキセノン１３５分布Ｘｅ １ｊｋ（ｔｌ）を求め
る。なお、キセノン１３５の毒作用については後述する
。
Ａ二制御棒に封入される中性子吸収物質（Ｂ４Ｃ，ハフ
ニウム等）の初期濃度、密度の設計値に対する補正量 Δに！：中性子照射による中性子吸収物質の減損に対す
る補正量（なお、通常のプロセス計算機では制御棒の中
性子照射ｌを計算している。）ΔＫＭ：その他、制御棒
を構成する材料の設計条件または標準条件との差異にも
とづく反応度補正量 ＊ルーチン７ 「非定常キセノン反応度効果計算ルーチ
ン１７」 （ステップ１）・・・定常出力運転時の出力分布Ｐ″ｉ
ｊｋから初期キセノン１３５濃度分布および先行核のよ
う素１３５１１度分布を計算し、炉停止時刻１、からの
炉停止時間Δを後の時刻ｔｔ（ｔｘ−ｔｏ ＋Δｔ）に
おけるキセノン１３５分布Ｘｅ １ｊｋ（ｔｌ）を求め
る。なお、キセノン１３５の毒作用については後述する
。
（ステップ２）・・・標準条件であるキセノンフリー（
キセノン１３５）の状態での無限増倍率ｒ。
キセノン１３５）の状態での無限増倍率ｒ。
ｋ″に対する（ステップ１）で求めたキセノン１３５に
よる無限増倍率補正量ΔＫｘｅＩｊｋを計算し、記憶す
る。
よる無限増倍率補正量ΔＫｘｅＩｊｋを計算し、記憶す
る。
ただし
ΔＫｘｅ （ｔｊｋ ） ＝ ｆｘ＠ （ｘｅ
ｉｊｋ ）ここで、キセノン濃度ｘｅに対する無限増
倍率補正量ｆｘｅ（Ｘｅ）は予めオフライン計算により
求めておく。
ｉｊｋ ）ここで、キセノン濃度ｘｅに対する無限増
倍率補正量ｆｘｅ（Ｘｅ）は予めオフライン計算により
求めておく。
なお、ｔｏが１５０時間以上であればキセノン１３５の
存在量は無視しうるのでルーチン１５の補正は不要とな
る。
存在量は無視しうるのでルーチン１５の補正は不要とな
る。
＊ルーチン８ ［非定常サマリウム反応度効果計算ルー
チン１８」 （ステップ１）・・・定常出力運転時の出力分布ｐ’
ｉｊｋから初期サマリウム１４９分布濃度および先行核
のプロメジウム１４９濃度分布を計算し、炉停止時刻ｔ
＝からの炉停止時間Δを後の時刻ｔｌ（ｔｒ＝ｔｏ＋Δ
ｔ）におけるサマリウム１４９分布Ｓｉ ｉｊｋ （
ｔｔ ）を求める。なお、サマリウム１４９の毒作用に
ついては後述する。
チン１８」 （ステップ１）・・・定常出力運転時の出力分布ｐ’
ｉｊｋから初期サマリウム１４９分布濃度および先行核
のプロメジウム１４９濃度分布を計算し、炉停止時刻ｔ
＝からの炉停止時間Δを後の時刻ｔｌ（ｔｒ＝ｔｏ＋Δ
ｔ）におけるサマリウム１４９分布Ｓｉ ｉｊｋ （
ｔｔ ）を求める。なお、サマリウム１４９の毒作用に
ついては後述する。
（ステップ２）・・・標準計算条件である平均出力発生
後の平衡サマリウム濃度での無限増倍率に０゜心に対す
る（ステップ１）で求めたサマリウム１４９による無限
増倍率補正量Δに、、ｍｔｊｋを計算し、記憶する。
後の平衡サマリウム濃度での無限増倍率に０゜心に対す
る（ステップ１）で求めたサマリウム１４９による無限
増倍率補正量Δに、、ｍｔｊｋを計算し、記憶する。
ただし
Δに％；；ｌ、、 ＜ ｒｊｈ ＞ ＝ ｔ ｓｍ （
ｓｌ、＋ｋ＞ここで、サマリウム１４９１度３ｍに対す
る無限増倍率補正量ｆｓ■（Ｓａ＋ ）は予めオフライ
ン計算により求めておく。
ｓｌ、＋ｋ＞ここで、サマリウム１４９１度３ｍに対す
る無限増倍率補正量ｆｓ■（Ｓａ＋ ）は予めオフライ
ン計算により求めておく。
なお、ルーチン５〜８は燃料集合体の取出し、取替、シ
ャラフリング再装荷、並びに制御棒の取出し、取替、位
置変換等に従って炉心の領域ｉｊｋに適切に対応させる
ことが必要である。
ャラフリング再装荷、並びに制御棒の取出し、取替、位
置変換等に従って炉心の領域ｉｊｋに適切に対応させる
ことが必要である。
＊ルーチン９ 「各ノード１ｊｋにおける無限増倍率の
計算ルーチン１９」・・・ルーチン４〜８により求めた
各ノードｉｊｋにおける無限増倍率および補正量を合算
し、真の無限増倍率Ｋ。（ｉｊｋ）を求め、記憶する。
計算ルーチン１９」・・・ルーチン４〜８により求めた
各ノードｉｊｋにおける無限増倍率および補正量を合算
し、真の無限増倍率Ｋ。（ｉｊｋ）を求め、記憶する。
Ｋｃｘ）（＋、ｊ、ｋ＞
−ＫＣ，ｏ（ｉ、ｊ、ｋ ） ＋ ＫＸｅ（ｉ、ｊ、ｋ
）＋Δに″ （ｉ、ｊ、ｋ ）＋Δに′：：＜ ＋
、 ｊ、 ｋ＞町η ＋ΔＫｏ （ｉ、ｊ、ｋ ） ＊ルーチン１０ 「中性子実行増倍率計算ルーチン２０
」・・・各ノードにおける真の無限増倍率Ｋ（ｌＸ−。
）＋Δに″ （ｉ、ｊ、ｋ ）＋Δに′：：＜ ＋
、 ｊ、 ｋ＞町η ＋ΔＫｏ （ｉ、ｊ、ｋ ） ＊ルーチン１０ 「中性子実行増倍率計算ルーチン２０
」・・・各ノードにおける真の無限増倍率Ｋ（ｌＸ−。
（ｉｊｋ）を使用し、原子炉体系での中性子実効増倍率
に＠ｆｆ を求める。すなわち Ｖ２＠ ｉｊｋ＋Ｂ２１ｊｋ−Ｏ１ｊｋ−０を解く。
に＠ｆｆ を求める。すなわち Ｖ２＠ ｉｊｋ＋Ｂ２１ｊｋ−Ｏ１ｊｋ−０を解く。
ただし
Ｂ２ ｉｊｋ ＝Ｆ （Ｋヶ （ｉ、ｊ、ｋ ）
、 Ｋｅｆｒ）■２ ニラブラシアン Φｉｊｋ ：ノードｉ、ｊ、ｋにおける中性子束なお、
本ルーチンは従来システムと同一であってもよい。
、 Ｋｅｆｒ）■２ ニラブラシアン Φｉｊｋ ：ノードｉ、ｊ、ｋにおける中性子束なお、
本ルーチンは従来システムと同一であってもよい。
以下に、各ルーチンについてさらに詳細に説明する。
■ キセノン反応度効果計算ルーチン
１７・・・１３５ｘｅは最も重要な毒物であり、熱中性
子吸収断面積２１．７ ｘｌＯ８ｂをもっ非％吸収体で
ある。１ｓａｘｅは次の過程で生成する。
子吸収断面積２１．７ ｘｌＯ８ｂをもっ非％吸収体で
ある。１ｓａｘｅは次の過程で生成する。
１３■１ｍ＞（ｅ
ま
１！′１６Ｘｅ
Ｈ５Ｔ ｅおよび１３ＳＸ ｅの半減期は短いので１１
■が核分裂により直接生成され、 ｘｅに壊変すると近
似できる。
■が核分裂により直接生成され、 ｘｅに壊変すると近
似できる。
１３５■の生成、消滅を表わす微分方程式はγ（１ゝは
１３５Ｉの核分裂収率である。′３５Ｉが中性子を吸収
して消滅する割合は小さいので無視しである。一方、１
３ＦＸｅの生成、消滅を表わす微分方程式は ここでγ（Ｘ）は”’Ｘ ｅの核分裂収率、σａ（ｘ）
は１３５ｘｅの中性子吸収断面積である。
１３５Ｉの核分裂収率である。′３５Ｉが中性子を吸収
して消滅する割合は小さいので無視しである。一方、１
３ＦＸｅの生成、消滅を表わす微分方程式は ここでγ（Ｘ）は”’Ｘ ｅの核分裂収率、σａ（ｘ）
は１３５ｘｅの中性子吸収断面積である。
上記微分方程式を解くことによりＸ（ｔ）、１（１＞を
求める。この計算は座標（ｉ、ｊ、ｋ ）ごとに行い無
限増倍率補正量ΔＫｘｅ ＋ｊｋを計算する。
求める。この計算は座標（ｉ、ｊ、ｋ ）ごとに行い無
限増倍率補正量ΔＫｘｅ ＋ｊｋを計算する。
ΔＫｘｅ（ｉｊｋ ） −ｆｘｅ（Ｘｅ ｉｊｋ ）第
４図は運転中および炉停止後のｌ ３！Ｘ ｅの吸収反
応度の変化を示すもので、■、■、■は運転中の中性子
束レベルがそれぞれ２，７ ｘｌｏ 、 ５．４ ｘ
ｌｏ 、 ２．７ ｘｌＯ（ｎ／ａＩ−ｓｅａ）であ
った場合の炉停止後のキセノ２１３５反応度の変化を表
わしている。約７０時間でキセノ２１３５反応度はピー
クとなり、約１５０時間後にはキセノンフリーとなる。
４図は運転中および炉停止後のｌ ３！Ｘ ｅの吸収反
応度の変化を示すもので、■、■、■は運転中の中性子
束レベルがそれぞれ２，７ ｘｌｏ 、 ５．４ ｘ
ｌｏ 、 ２．７ ｘｌＯ（ｎ／ａＩ−ｓｅａ）であ
った場合の炉停止後のキセノ２１３５反応度の変化を表
わしている。約７０時間でキセノ２１３５反応度はピー
クとなり、約１５０時間後にはキセノンフリーとなる。
従来の方法ではキセノンフリーを標準条件としており、
炉停止後１５０時間以前での中性子実効増倍率計算には
大幅な計算誤差が生じていたが、以上の方法により計算
精度を向上することができる。
炉停止後１５０時間以前での中性子実効増倍率計算には
大幅な計算誤差が生じていたが、以上の方法により計算
精度を向上することができる。
■ サマリウム反応度効果計算ルーチン１８・・・”’
Ｓ ｌは、熱中性子吸収断面積４，８ Ｘ１０４ ｂを
もつ非し■吸収体である。１４０ｓ ｍの毒作用はＩ
＊５ｘｅより弱いが、安定同位体であるため自然壊変が
なく、＋ ３６ ｘｅとは変化の様相が異なる。′４９
ＳＩｌｌは次の過程で生成する。
Ｓ ｌは、熱中性子吸収断面積４，８ Ｘ１０４ ｂを
もつ非し■吸収体である。１４０ｓ ｍの毒作用はＩ
＊５ｘｅより弱いが、安定同位体であるため自然壊変が
なく、＋ ３６ ｘｅとは変化の様相が異なる。′４９
ＳＩｌｌは次の過程で生成する。
１４９Ｎｂの半減期が短いので、＋４１ｐＩＩｌは核分
裂によって直接生成すると近似できる。＋４９ｐＩＩｌ
の生成、消滅を表わす微分方程式は次の通りである。
裂によって直接生成すると近似できる。＋４９ｐＩＩｌ
の生成、消滅を表わす微分方程式は次の通りである。
王迎＝ア（ｐ）Σ１Φ（１）−λ（ｐ） ｐ （ｔ ）
ｔ γ（ｐ）は＋４＋ＩＰ１１の核分裂収率である。 ＰＩ
ｍが中性子を吸収して消滅する割合は小さいので無視し
である。
ｔ γ（ｐ）は＋４＋ＩＰ１１の核分裂収率である。 ＰＩ
ｍが中性子を吸収して消滅する割合は小さいので無視し
である。
１４＜１３．の生成、消滅を表わす微分方程式は次の通
りである。
りである。
」叫＝、ｔ（ｐ）Ｐ（ｔ）
ｔ
−σａ（８）Φ（ｔ）Ｓ（ｔ）
上記微分方程式を解くことにより５（ｔ）、Ｐ（１）を
求める。この計算は座標（ｉ、ｊ、ｋ ）ごとに行い無
限増倍率補正量ΔＫＳ ｒＪ ｋを計算する。
求める。この計算は座標（ｉ、ｊ、ｋ ）ごとに行い無
限増倍率補正量ΔＫＳ ｒＪ ｋを計算する。
Δ ＫＳ醜 （ｉｊｋ ） ＝ｆｓｇｉ（Ｓｉ
ｊｋ ）第５図は原子炉運転中、原子炉停止後および
再起動後の１４１１８ ｆｆｌの変化を示すものである
。”’Ｓ ｍ濃度の炉停止後の増大および再起動直後の
急減は１３５）（６の場合と同様の理由によるものであ
るが、１４ｏＳ■は自然壊変がないために、炉停止後は
再起動まで単調増大をつづける。回申■、■、■は運転
中の中性子束レベルがそれぞれ２，７ ＸＩｏ 、
５゜４ ｘｌｏ” 、 ２．７ ｘｌＯ” （ｎ／ｃＩ
ｉ−ｓｅａ ）であった場合のサマリウム１４９の反応
度変化を表わしている。キセノン１３５と異なり前サイ
クル末期での出力分布の履歴が次サイクルの炉心にまで
影響を及ぼすことがわかる。
ｊｋ ）第５図は原子炉運転中、原子炉停止後および
再起動後の１４１１８ ｆｆｌの変化を示すものである
。”’Ｓ ｍ濃度の炉停止後の増大および再起動直後の
急減は１３５）（６の場合と同様の理由によるものであ
るが、１４ｏＳ■は自然壊変がないために、炉停止後は
再起動まで単調増大をつづける。回申■、■、■は運転
中の中性子束レベルがそれぞれ２，７ ＸＩｏ 、
５゜４ ｘｌｏ” 、 ２．７ ｘｌＯ” （ｎ／ｃＩ
ｉ−ｓｅａ ）であった場合のサマリウム１４９の反応
度変化を表わしている。キセノン１３５と異なり前サイ
クル末期での出力分布の履歴が次サイクルの炉心にまで
影響を及ぼすことがわかる。
従来の方法では、平均出力密度（約４Ｘ １０”ｎ／ｄ
−ｓｅａ）で運転された後、平衡サマリウム１度となっ
ている状態を標準条件としている。従って、炉停止直前
での出力分布のピーキング（中性子レベルが異なる原因
）により反応度計算誤差を生じていたが、本方法ではそ
のようなことがなく、計算精度を向上することができる
。
−ｓｅａ）で運転された後、平衡サマリウム１度となっ
ている状態を標準条件としている。従って、炉停止直前
での出力分布のピーキング（中性子レベルが異なる原因
）により反応度計算誤差を生じていたが、本方法ではそ
のようなことがなく、計算精度を向上することができる
。
以上のように、本発明の方法では原子炉停止中のあらゆ
る状態での中性子実効増倍率を高精度に計算することが
可能となり、原子炉停止余裕の確保、臨界制御棒パター
ンの予測等における精度を向上させることができる。
る状態での中性子実効増倍率を高精度に計算することが
可能となり、原子炉停止余裕の確保、臨界制御棒パター
ンの予測等における精度を向上させることができる。
すなわち、本発明方法により精度の向上を期待できる計
算可能炉心状態および項目は次の通りである。
算可能炉心状態および項目は次の通りである。
＊計算可能炉心状態
■炉停止直後におけるキセノン反応度の大幅変化時
■燃料移動中（炉心に燃料が一部挿入されていない場合
でも可能） ■燃料移動完了後 すなわち炉停止後、定検中および定検後のいかなる炉心
状態においても、運転履歴を考慮することが可能となっ
た。
でも可能） ■燃料移動完了後 すなわち炉停止後、定検中および定検後のいかなる炉心
状態においても、運転履歴を考慮することが可能となっ
た。
＊改良項目
■キセノン反応度効果
■サマリウム反応度効果
■燃料製造実績値（核分裂物質の存在量、反応度寄与物
質等） ■制御棒製造実績、照射実績 以上の項目に関し、オフライン計算により無限増倍率
賜（Ｅ、Ｖ）を計算した時のノミナル条件（寸法・形状
、構成材料の濃度、運転条件）と現実フ珈心状態が異な
っていることの反応度補正が可能となった。
質等） ■制御棒製造実績、照射実績 以上の項目に関し、オフライン計算により無限増倍率
賜（Ｅ、Ｖ）を計算した時のノミナル条件（寸法・形状
、構成材料の濃度、運転条件）と現実フ珈心状態が異な
っていることの反応度補正が可能となった。
第１図は沸騰水型原子力発電プラントの概略構成図、第
２図は炉心の構成を示す平面図、第３図は計算仮定を示
す流れ図、第４図はキセノンの吸収反応度の変化を示す
線図、第５図はサマリウム吸収反応度の変化を示す縮図
である。 １・・・原子炉圧力容器、２・・・炉心、３・・・制帥
棒、４・・・燃料集合体、５・・・ＬＰＲＭ、６・・・
プロセス計算機、１１〜２０・・・計算・処理ルーチン
。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第２１ｉ
２図は炉心の構成を示す平面図、第３図は計算仮定を示
す流れ図、第４図はキセノンの吸収反応度の変化を示す
線図、第５図はサマリウム吸収反応度の変化を示す縮図
である。 １・・・原子炉圧力容器、２・・・炉心、３・・・制帥
棒、４・・・燃料集合体、５・・・ＬＰＲＭ、６・・・
プロセス計算機、１１〜２０・・・計算・処理ルーチン
。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第２１ｉ
Claims (1)
- 炉心におけるある標準条件または設計条件を仮定して、
燃焼度およびボイド率の関数として予め計算される燃料
の無限増倍率に、前記標準条件または設計条件に合致し
ない割合に応じた無限増倍率修正因子を加算して与えら
れた制御棒パターン等の条件下で炉心の中性子実効増倍
率を求めることを特徴とする炉心運転管理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59267161A JPS61144595A (ja) | 1984-12-18 | 1984-12-18 | プロセス計算機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59267161A JPS61144595A (ja) | 1984-12-18 | 1984-12-18 | プロセス計算機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61144595A true JPS61144595A (ja) | 1986-07-02 |
| JPH0473560B2 JPH0473560B2 (ja) | 1992-11-24 |
Family
ID=17440939
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59267161A Granted JPS61144595A (ja) | 1984-12-18 | 1984-12-18 | プロセス計算機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61144595A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0395493A (ja) * | 1989-09-07 | 1991-04-19 | Toshiba Corp | 臨界防止装置 |
| JP2008139308A (ja) * | 2006-11-29 | 2008-06-19 | Global Nuclear Fuel Americas Llc | 原子炉に関して臨界実効増倍率ｋを予測するシステムと方法 |
| JP2016138768A (ja) * | 2015-01-26 | 2016-08-04 | 原子燃料工業株式会社 | 原子炉長期停止時の炉心特性評価及びそのシステム |
-
1984
- 1984-12-18 JP JP59267161A patent/JPS61144595A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0395493A (ja) * | 1989-09-07 | 1991-04-19 | Toshiba Corp | 臨界防止装置 |
| JP2809739B2 (ja) * | 1989-09-07 | 1998-10-15 | 株式会社東芝 | 臨界防止装置 |
| JP2008139308A (ja) * | 2006-11-29 | 2008-06-19 | Global Nuclear Fuel Americas Llc | 原子炉に関して臨界実効増倍率ｋを予測するシステムと方法 |
| JP2016138768A (ja) * | 2015-01-26 | 2016-08-04 | 原子燃料工業株式会社 | 原子炉長期停止時の炉心特性評価及びそのシステム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0473560B2 (ja) | 1992-11-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |