JP4064775B2 - 炉心監視方法 - Google Patents
炉心監視方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4064775B2 JP4064775B2 JP2002283148A JP2002283148A JP4064775B2 JP 4064775 B2 JP4064775 B2 JP 4064775B2 JP 2002283148 A JP2002283148 A JP 2002283148A JP 2002283148 A JP2002283148 A JP 2002283148A JP 4064775 B2 JP4064775 B2 JP 4064775B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- istr
- string
- power
- ratio
- lprm
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- 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
-
- 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)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子炉の炉心流量操作時又は制御棒操作時に時々刻々変化する原子炉の最大線出力密度、最小限界出力比（以下、この２つの値を熱的特性と称す）を定期的又は運転員の要求により実施される出力分布計算結果と炉内核計装実測値から、出力分布計算が実施されていない時刻における熱的特性を計算し、熱的特性が許容値又は運転制限値を超えた場合に警報を発し、炉心流量操作又は制御棒操作を停止させるように構成した炉心監視方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
沸騰水型原子炉の起動時又は炉心の反応度調整のための制御棒パターン調整時には、炉心流量の増減操作、制御棒の引抜き／挿入操作を実施している。これらの操作において原子炉の熱的特性は時々刻々変化するが、この熱的特性を一定時間毎又は運転員の要求により実施される出力分布計算により運転制限値を満足していることを確認しながら操作する必要がある。
【０００３】
一般的な起動、制御棒パターン調整の手順を図14に示す。
すなわち、操作開始から制御棒操作炉心流量操作、操作停止、出力分布計算、熱的特性確認を必要に応じて繰返し行い、目標出力と照合する。
【０００４】
出力分布計算においては、中性子の挙動を計算する核計算と炉心内の流量分布、ボイド率分布を計算する熱水力計算を結合した炉心三次元シミュレータにより、炉内の中性子束を計測する核計装系及び原子炉圧力、制御棒パターン、炉心流量等のプラントデータ実測値から、炉心を構成する各燃料集合体の熱的特性を計算する。このため、出力分布計算には時間を要し、炉心流量操作、制御棒操作時に適宜、操作を中断しながら熱的特性を確認する必要がある。
【０００５】
また、炉内の局所の中性子束レベルを測定する局所出力領域モニタ（Local Power Range Monitor；以下、ＬＰＲＭと称す）の存在する４つのストリングに囲まれる16体の燃料集合体の熱的特性を、４つのストリングに含まれる検出器集合体のＬＰＲＭ指示値より予測する方法が、従来から用いられている。以下、検出器集合体の位置をストリングという。
【０００６】
図15により従来のＬＰＲＭ指示値から熱的特性を算出する方法を説明する。
この方法では４つのストリングに属する検出器集合体Ｂ１〜Ｂ４のＬＰＲＭ指示値の平均の上昇率から、４つのストリングに囲まれる16体の燃料集合体Ａ１〜Ａ16のうち、最も厳しい限界出力比と、各ＬＰＲＭ高さ毎に16体の燃料集合体Ａ１〜Ａ16のうち最も厳しい線出力密度を、比例計算により算出している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の炉心監視方法では、熱的特性が最も厳しくなる燃料集合体がストリングに隣接している燃料集合体Ａ１、Ａ４、Ａ13、Ａ16を除く燃料集合体であるような場合、検出器集合体Ｂ１〜Ｂ４のＬＰＲＭ検出器が熱的特性が厳しい燃料集合体と離れた状態となっている。また、16体中熱的特性が最も厳しい燃料集合体が燃料集合体Ａ１、Ａ４、Ａ13、Ａ16のいずれかである場合には、上記熱的特性の計算には、この熱的特性が最も厳しい燃料集合体から離れて位置する検出器集合体のＬＰＲＭの指示値をも用いることになる。すなわち、熱的特性が最も厳しいのが燃料集合体Ａ１の場合、検出器集合体Ｂ２〜Ｂ４が離れているため、熱的特性とＬＰＲＭ指示値の相関が弱く、精度良い熱的特性の算出が困難である。
【０００８】
上述したように、従来の炉心監視方法で、沸騰水型原子炉の炉心流量操作時、又は制御棒操作時における熱的特性を監視するためには、計算時間がかかりその都度（図14に示される１サイクル毎に）操作を停止する必要がある。また、局所出力領域モニタ指示値から容易に熱的特性を評価する場合、精度良く熱的特性を評価することができず、大きな余裕を取る等の課題がある。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、局所出力領域モニタの指示値と直前に実施された出力分布計算結果を基に、炉心流量操作時及び制御棒操作時の原子炉の熱的特性をより速やかに精度よく、連続的に監視でき、また、燃料の健全性を維持し、起動、パターン調整に要する時間を短縮できる炉心監視方法および炉心監視システムを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、原子炉の炉心流量操作又は制御棒操作を自動で行う出力上昇過程の炉心監視方法において、軸方向にほぼ等間隔で４個所に配置される局所出力領域モニタの存在するストリングに隣接する４体の燃料集合体のなかで局所出力領域モニタの高さ、又は前記局所出力領域モニタに隣接するノード、或いは燃料有効長の1/4毎の最大の線出力密度及び最小の限界出力比を、出力分布計算結果と局所出力領域モニタの指示値の変化率とから (1) 式及び (2 式により算出し、全ストリングまわりの複数の燃料集合体の算出された線出力密度の最大値及び算出された限界出力比の最小値の少なくとも一方が運転制限値を逸脱した場合に、自動操作停止信号、制御棒操作系に対する制御棒操作禁止信号、流量制御系に対する流量操作禁止信号のうちの少なくとも１つを発することを特徴とする。
MFLPDAT(K,ISTR) ＝ MFLPDIN(K,ISTR)
× (1+(1/FK(K)) × (LPRMAT(K,ISTR)/LPRMIN(K,ISTR)-1)) … (1) 式
ここで、
MFLPDAT(K,ISTR) ：ストリング位置 ISTR 、高さ位置 K でのストリングまわり４体の燃料集合体中の最大の線出力密度と運転制限値の比
LPRMAT(K,ISTR) ：ストリング位置 ISTR 、高さ位置 K でのＬＰＲＭ指示値
MFLPDIN(K,ISTR) ：ストリング位置 ISTR 、高さ位置 K でのストリングまわり４体の燃料集合体中の出力分布計算による最大の線出力密度と運転制限値の比
LPRMIN(K,ISTR) ：ストリング位置 ISTR 、高さ位置 K での出力分布計算時のＬＰＲＭ指示値
FK(K) ：高さ位置 K での線出力密度算出の安全係数
MFLCPAT(ISTR) ＝ MFLCPIN(ISTR)
× (1 ＋ (1/FC) × (LPAVAT(ISTR)/LPAVIN(ISTR)-1)) … (2) 式
ここで
MFLCPAT(ISTR) ：限界出力比の運転制限値と、ストリング位置 ISTR まわり４体の燃料集合体中の最小の限界出力比の比
MFLCPIN(ISTR) ：出力分布計算による限界出力比の運転制限値と、ストリング位置 ISTR まわり４体の燃料集合体中の最小の限界出力比の比
LPAVAT(ISTR) ：ストリング位置 ISTR に属する４つのＬＰＲＭ−Ａ〜Ｄの指示値の加重平均値
LPAVIN(ISTR) ：出力分布計算時のストリング位置 ISTR に属する４つのＬＰＲＭ−Ａ〜Ｄの指示値の加重平均値
FC ：限界出力比算出の安全係数
【００１１】
請求項２の発明は、原子炉の炉心流量操作又は制御棒操作を自動で行う出力上昇過程の炉心監視方法において、軸方向にほぼ等間隔で４個所に配置される局所出力領域モニタの存在するストリングに隣接する４体の燃料集合体、及びこの４体の燃料集合体に対称な位置に装荷されている燃料集合体のなかで局所出力領域モニタの高さ、又は前記局所出力領域モニタに隣接するノード、或いは燃料有効長の1/4 毎の最大の線出力密度及び最小の限界出力比を、出力分布計算結果と局所出力領域モニタの指示値の変化率とから(1) 式及び (2) 式により算出し、全ストリングまわりの複数の燃料集合体及びその対称位置の燃料集合体の算出された線出力密度の最大値及び算出された限界出力比の最小値の少なくとも一方が運転制限値を逸脱した場合に、自動操作停止信号、制御棒操作系に対する制御棒操作禁止信号、流量制御系に対する流量操作禁止信号のうちの少なくとも１つを発することを特徴とする。
MFLPDAT(K,ISTR) ＝ MFLPDIN(K,ISTR)
× (1+(1/FK(K)) × (LPRMAT(K,ISTR)/LPRMIN(K,ISTR)-1)) … (1) 式
ここで、
MFLPDAT(K,ISTR) ：ストリング位置 ISTR 、高さ位置 K でのストリングまわり４体の燃料集合体中の最大の線出力密度と運転制限値の比
LPRMAT(K,ISTR) ：ストリング位置 ISTR 、高さ位置 K でのＬＰＲＭ指示値
MFLPDIN(K,ISTR) ：ストリング位置 ISTR 、高さ位置 K でのストリングまわり４体の燃料集合体中の出力分布計算による最大の線出力密度と運転制限値の比
LPRMIN(K,ISTR) ：ストリング位置 ISTR 、高さ位置 K での出力分布計算時のＬＰＲＭ指示値
FK(K) ：高さ位置 K での線出力密度算出の安全係数
MFLCPAT(ISTR) ＝ MFLCPIN(ISTR)
× (1 ＋ (1/FC) × (LPAVAT(ISTR)/LPAVIN(ISTR)-1)) … (2) 式
ここで
MFLCPAT(ISTR) ：限界出力比の運転制限値と、ストリング位置 ISTR まわり４体の燃料集合体中の最小の限界出力比の比
MFLCPIN(ISTR) ：出力分布計算による限界出力比の運転制限値と、ストリング位置 ISTR まわり４体の燃料集合体中の最小の限界出力比の比
LPAVAT(ISTR) ：ストリング位置 ISTR に属する４つのＬＰＲＭ−Ａ〜Ｄの指示値の加重平均値
LPAVIN(ISTR) ：出力分布計算時のストリング位置 ISTR に属する４つのＬＰＲＭ−Ａ〜Ｄの指示値の加重平均値
FC ：限界出力比算出の安全係数
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１または２において、前記限界出力比の算出に際して、出力分布計算時の炉心流量と限界出力比算出時の炉心流量から限界出力の炉心流量依存の関係を多項式で近似し、この近似多項式を用いて最小限界出力比算出時に前記限界出力比を補正することを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１または２において、前記線出力密度の算出に際して、出力分布計算時と線出力密度算出時の制御棒位置に基づく線出力密度の変化率を局所出力領域モニタの指示値変化率と制御棒位置の関数として、線出力密度を算出することを特徴とする。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記ストリングに隣接する４体の燃料集合体、又はそれらの対称位置を含めた燃料集合体の線出力密度の算出に際して、局所出力領域モニタの存在しない高さの線出力密度を、出力分布計算結果と着目している高さの上下の局所出力領域モニタの指示値の変化率の内挿値によって算出することを特徴とする。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれかにおいて、前記局所出力領域モニタが故障又はバイパス状態の場合には、対称位置で同一の高さに存在する局所出力領域モニタの指示値変化率を故障又はバイパス状態の局所出力領域モニタの指示値変化率として代用することを特徴とする。
【００１６】
請求項７の発明は前記局所出力領域モニタが故障又はバイパス状態の場合には、前記局所出力領域モニタが存在する全ストリングを回転対称で展開した場合に、前記故障又はバイパス状態の局所出力領域モニタを含むストリングに近接する複数のストリングの故障又はバイパス状態の局所出力領域モニタと同じ高さの局所出力領域モニタの平均の指示値上昇率か、あるいは回転対称で展開した場合に、前記故障又はバイパス状態の局所出力領域モニタを含むストリングに近接する１本のストリングの前記故障又はバイパス状態の局所出力領域モニタの同じ高さの局所出力領域モニタの指示値上昇率を、前記故障又はバイパス状態の局所出力領域モニタの指示値変化率として代用することを特徴とする。
【００１８】
原子炉の炉心は通常、1/4 対称性、更に1/8 対称性をもつように構成され、炉心を構成する燃料集合体の種類及び体数によって対称性が維持できない場合においても非対称となる部分が少なくなるように燃料装荷パターンを決定する。
【００１９】
また、制御棒操作も対称位置制御棒を１本ずつ又は複数本同時に行い、制御棒パターンも対称になるように決定される。これは、対称性を持たせることにより、炉心の径方向ピ−キングが低減され熱的特性が改善されることと、対称位置の複数の燃料集合体の燃焼履歴及び対称位置の制御棒の中性子照射履歴が同一になるため、燃料及び制御棒の管理が容易になる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１から図４により本発明に係る炉心監視方法の実施の形態を説明する。
図１は1300MWe 級沸騰水型原子炉の炉心配置の一例を概略的に示す平面図で、炉心内には、図２（ｂ）に示すように炉内の中性子束レベルを測定する局所出力領域モニタ検出器（ＬＰＲＭ検出器）４が軸方向にほぼ等間隔で４個所に配置されている検出器集合体１が設置されるストリングが存在する。
【００２１】
図１及び図２（ａ）に示すように４体の燃料集合体２の中央に１本の十字形の制御棒３が炉心下部（図示せず）から挿入される構造になっており、ＬＰＲＭ検出器４を４個含む検出器集合体１は、燃料集合体２が16体、制御棒３が４本に１本の割合で炉心径方向に等間隔で設置される。
【００２２】
図２（ａ）は図１における炉心の一部を拡大した燃料集合体２、制御棒３、検出器集合体１の位置を示しており、図２（ｂ）は図２（ａ）における検出器集合体１内の軸方向の構成を示している。検出器集合体１内には、図２（ｂ）に示したようにＬＰＲＭ検出器４が軸方向にほぼ等間隔に下部からＬＰＲＭ−Ａ、ＬＰＲＭ−Ｂ、ＬＰＲＭ−Ｃ、ＬＰＲＭ−Ｄの４個が配置される。
【００２３】
また、ＬＰＲＭ検出器４の校正及び軸方向の中性子束分布を連続的に測定するための移動式炉心内計装系中性子検出器（Traversing Incore Probe；以下ＴＩＰと称す）が内部を移動するＴＩＰ校正用導管５で構成される。
【００２４】
燃料集合体２内の核燃料物質が充填されている燃料有効長を24分割（または25分割）し、この長さをノードと称する。図２（ｂ）に例示された検出器集合体１においては、ＬＰＲＭ検出器４は、燃料有効長下端から第３ノードと第４ノードのほぼ中央の高さにＬＰＲＭ検出器Ａが、第９ノードと第10ノードのほぼ中央の高さにＬＰＲＭ検出器Ｂが、第15ノードと第16ノードのほぼ中央の高さにＬＰＲＭ検出器Ｃが、第21ノードと第22ノードのほぼ中央の高さにＬＰＲＭ検出器Ｄが位置する。
【００２５】
ＬＰＲＭ検出器は、その位置での中性子束レベルを測定しており、このため、これに隣接する燃料集合体でそのＬＰＲＭ検出器の高さ位置の燃料棒単位長さ当たりの出力、つまり、線出力密度はこのＬＰＲＭ検出器の指示値の上昇率にほぼ比例し、また、隣接する燃料集合体の出力はそのストリングに属する４つのＬＰＲＭ検出器の指示値の平均上昇率にほぼ比例する。
【００２６】
この相関を用いることにより炉心三次元シミュレータとＬＰＲＭ検出器及びプラントデータ実測値から求められた出力分布計算結果を基準にして、ストリングまわりの燃料集合体の熱的特性をＬＰＲＭ検出器の指示値の上昇率から容易に算出することができる。
すなわち、ストリングまわりの線出力密度及び限界出力比を以下の式で表すことができる。
【００２７】
（線出力密度）
MFLPDAT(K,ISTR)＝MFLPDIN(K,ISTR)×（１＋（１/FK(K)）×(LPRMAT(K,ISTR)/LPRMIN(K,ISTR)−１））…(1)
ここで、
MFLPDAT(K,ISTR)：ストリング位置ISTR、高さ位置Kでのストリングまわり４体の燃料集合体中の最大の線出力密度と運転制限値の比
LPRMAT(K,ISTR)：ストリング位置ISTR、高さ位置KでのＬＰＲＭ指示値
MFLPDIN(K,ISTR)：ストリング位置ISTR、高さ位置Kでのストリングまわり４体の燃料集合体中の出力分布計算による最大の線出力密度と運転制限値の比
LPRMIN(K,ISTR)：ストリング位置ISTR、高さ位置Kでの出力分布計算時のＬＰＲＭ指示値
FK(K) ：高さ位置Kでの線出力密度算出の安全係数、である。
【００２８】
（限界出力比）
MFLCPAT(ISTR)＝MFLCPIN(ISTR)×（１＋（１/FC）×(LPAVAT(ISTR)/LPAVIN(ISTR)−１））…(2)
ここで
MFLCPAT(ISTR)：限界出力比の運転制限値と、ストリング位置ISTRまわり４体の燃料集合体中の最小の限界出力比の比
MFLCPIN(ISTR)：限界出力比の運転制限値と、出力分布計算によるストリング位置ISTRまわり４体の燃料集合体中の最小の限界出力比の比
LPAVAT(ISTR)：ストリング位置ISTRに属する４つのＬＰＲＭ−Ａ〜Ｄの指示値の加重平均値
LPAVIN(ISTR)：出力分布計算時のストリング位置ISTRに属する４つのＬＰＲＭ−Ａ〜Ｄの指示値の加重平均値
FC：限界出力比算出の安全係数、である。
【００２９】
本発明に係る炉心監視方法では、(1)式、(2)式を用いることにより、予め計算された MFLPDIN(K,ISTR)，LPRMIN(K,ISTR)あるいはMFLCPN(ISTR)，LPAVIN(ISTR)の値を用いて、制御棒操作、炉心流量操作時の出力分布計算が実施されていない時点での熱的特性を算出することができる。この方法を、図１４に示した従来の場合と対比して、図３に示す。図３に示すようにこの方法では、各サイクルで、時間を要する出力分布計算を伴わずに、以前に計算した出力分布計算の結果と、ＬＰＲＭ検出器の指示値を使い（１）式、（２）式を用いて瞬時の演算を行うことによって、熱的特性の計算の都度制御棒や炉心流量の操作を停止する必要がない。すなわち、図３に実線Ｃ１で示した、出力分布計算が行われない時点での制御棒操作あるいは炉心流量操作時のＬＰＲＭ指示値に基づく簡易な計算による熱的特性の計算のサイクルは、連続的に繰り返し行われ、他方、図３に破線Ｃ２で示した出力分布計算による熱的特性の計算のサイクルは、一定時間毎の頻度であるいは要求により行われる。
【００３０】
ここで、(1)式、(2)式において、各ストリングまわりの燃料集合体４体の中で熱的特性が最も厳しいものを計算しているが、これは先述の燃料装荷パターン、制御棒パターンの対称性により、対称位置の燃料集合体の熱的特性は互いに等しくなるため、ストリングまわりの４体の中で厳しいものを監視すれば十分であるためである。
【００３１】
すなわち、図１では符合１で表される５２体の検出器集合体に１から５２の番号を付しているが、図中の番号１の検出器集合体を例にとると、Ｘ−Ｙ座標系で表示される検出器集合体を例にとると、燃料集合体座標27−04、29−04、27−06、29−06に位置する４体の燃料集合体の熱的特性は、対称軸ａ−ａ'，ｂ−ｂ'で回転対称の場合、燃料集合体座標03−42、03−40、05−42、05−40の４体、41−66、39−66、41−64、39−64の４体、及び65−28、65−30、63−28、63−30の４体の燃料集合体の熱的特性に等しい。
【００３２】
このような対称性を考慮すると、図１に示した検出器集合体のみにより、炉心の径方向最外周に位置する燃料集合体の一部を除いて炉心中の全燃料集合体の熱的特性を算出することができる。また、最外周の燃料集合体出力は、中性子の洩れのため低く、熱的特性が厳しくなることはない。
【００３３】
このことより、本発明に係る炉心監視方法でストリングまわりの燃料集合体の熱的特性を算出し、その中で一番厳しいものを取出し、それが運転制限値を逸脱していないことを確認できれば、制御棒操作、炉心流量操作を停止する必要はない。
【００３４】
次に図４により本発明に係る炉心監視方法を実施するための炉心監視システムのシステム構成を説明する。
図４において、符号６で示す原子炉圧力容器内に、炉心を包み冷却材流路を形成するシュラウド９が設置されている。炉心は燃料集合体２、検出器集合体１及び炉心下部から挿入される制御棒３により構成されている。シュラウド９上には炉心で発生した蒸気と炉水を分離する気水分離器８、蒸気を乾燥させる蒸気乾燥器７が設置されている。
【００３５】
原子炉圧力容器６の下部にはインターナルポンプ11が設置されており、インターナルポンプ11はその回転速度により炉心を流れる冷却材流量、すなわち炉心流量を調整する。また、原子炉圧力容器６の下部を貫通して下方に制御棒３の位置を調整する複数本の制御棒駆動機構10が設けられている。制御棒操作系14は制御棒駆動機構10を介して制御棒３の位置を調整する装置である。再循環流量制御系13はインターナルポンプ11の回転数を変更することにより炉心流量を調整する装置である。
【００３６】
出力上昇時及び制御棒パターン調整時に、炉心監視装置16は、炉心の熱的特性が運転制限値を逸脱した時に、再循環流量制御系13、制御棒操作系14に操作禁止指令信号を送信することにより、それぞれ炉心流量操作、制御棒操作を停止させる。プラントデータ18は、原子炉の炉心流量、制御棒パターン、炉心圧力、主蒸気流量、給水温度等のセンサ−値のデータ群であり、これらは、時々刻々更新されるものである。
【００３７】
炉内計装系12は、炉心内中性子束計装である複数のＬＰＲＭ検出器の信号を平均化し、熱出力相当に校正した平均出力領域モニタ（Average Power Range Monitor；ＡＰＲＭ）の信号を処理する装置であり、炉内計装系１２からの信号を基に、プロセスコンピュータ１５で出力分布計算が、炉心監視装置１６で熱的特性の計算がそれぞれなされる。また、炉内計装系１２は、炉内の中性子束レベルが異常値を示した場合、警報及び全制御棒急速挿入によりプラントを停止させる信号を発信する機能も有する。
【００３８】
プロセスコンピュータ15では、プラントデータ18、炉内計装系12からの実測値データを受信し、内蔵されている炉心三次元シミュレータにより出力分布計算を実施し、各燃料集合体の熱的特性、ボイド率分布等の計算を行う。なお、この出力分布計算は、一定時間毎もしくは運転員の要求により実施される。
【００３９】
自動出力調整系17は、起動時、制御棒パターン調整時、停止時の炉心流量操作、制御棒操作の手順があらかじめ装荷されており、この手順に従って再循環流量制御系13または制御棒操作系14にそれぞれ炉心流量操作、制御棒操作指令信号を自動で発信し、それぞれ炉心流量、制御棒を自動的に手順に従って調整するものである。
【００４０】
炉心監視装置16は、プロセスコンピュータ15による出力分布計算結果と出力分布計算時のプラントデータ及びＬＰＲＭ検出器の指示値をプロセスコンピュータ15から受信し、時々刻々更新されているプラントデータ18、炉内計装系12からのＬＰＲＭ検出器の指示値を絶えず受信し、(1)、(2)式によりストリングまわりの燃料集合体の熱的特性を連続的に算出する。
【００４１】
算出された熱的特性が運転制限値を逸脱した場合には、運転員に警報を発信し、自動操作停止信号を自動出力調整系17に、炉心流量操作、制御棒操作の禁止指令をそれぞれ再循環流量制御系13、制御棒操作系14に送信して、炉心流量の調整や制御棒操作を停止させるものである。実際、かかる調整・操作は出力を増加させる効果を有するものであり、熱的特性が運転制限値を逸脱した状況が回避できるまで中止される。
【００４２】
次に本発明に係る炉心監視方法の具体的な実施例を説明する。
（実施例１）
本発明の実施例１は、図４のシステム構成図に示される炉心監視システムにおいて、一定時間毎もしくは運転員の要求によりプロセスコンピュータ15で行われる出力分布計算結果を基に、炉心監視装置16は、(1)式、(2)式に従って出力分布計算がなされていない時刻での炉心流量操作、制御棒操作が行われている最中の最大線出力密度、最小限界出力比を算出し、これらの熱的特性が運転制限値を逸脱した場合に警報を発し、炉心流量、制御棒操作を停止するものである。
【００４３】
ここで、炉心監視装置16がプロセスコンピュータ15から受信する出力分布計算時のストリングまわりの線出力密度は、各ストリングのＬＰＲＭ検出器の高さに応じて、燃料有効長さ24分割で下部より、ＬＰＲＭ−Ａでは第３ノードと第４ノード、ＬＰＲＭ−Ｂでは第９ノードと第10ノード、ＬＰＲＭ−Ｃでは第15ノードと16ノード、ＬＰＲＭ−Ｄでは第21ノードと第22ノードのそれぞれほぼ中間の高さに設置され、それぞれの高さの線出力密度を受信する。
【００４４】
又は、それぞれ上下に隣接するノードの線出力密度の高いノードの値、すなわち、ＬＰＲＭ−Ａでは第３ノードと第４ノードの高い方の線出力密度を受信するか、もしくは各ＬＰＲＭ検出器に燃料有効部を６ノードずつ４分割した領域の１つをそれぞれ対応させて、６ノード内での最大を受信しても良い。炉心監視装置16は、受信した線出力密度を基準にして、ＬＰＲＭ検出器の指示値変化率から線出力密度を算出する。
【００４５】
（実施例２）
本発明の実施例２は、前記実施例１において、基準となる出力分布計算による熱的特性をプロセスコンピュータ15から受信する場合、各ストリングに隣接した燃料集合体４体、及びこれらの燃料集合体位置に対称な位置に装荷されている燃料集合体の中で、最も厳しい限界出力比及び各ＬＰＲＭ検出器の高さに応じた線出力密度を受信して熱的特性を算出するものである。
【００４６】
炉心の燃料装荷パターンが完全な対称性を確保できない場合には熱的特性は対称位置の燃料で差が生じるが、本実施例２においては、制御棒操作の対称性から、制御棒操作、炉心流量操作による熱的特性の変化率は、対称位置でほぼ等しくなるという性質を利用する。
【００４７】
本実施例２では、ストリングに隣接した燃料集合体及び対称位置に装荷されている燃料集合体の中で、最も厳しい限界出力比及び線出力密度をＬＰＲＭ指示値上昇率より算出する。これを全ストリングで実施すれば、炉心最外周の一部を除く全燃料集合体で最も厳しい限界出力比、線出力密度が求められる。
【００４８】
（実施例３）
本発明の実施例３は、前記実施例１または２において、限界出力比算出過程において、炉心流量の変化に起因する限界出力の変化を考慮した限界出力比の補正を行うものである。
【００４９】
限界出力比は、沸騰遷移を起こす限界出力と燃料集合体の出力の比で定義される。燃料集合体内の冷却材流量が増加すると冷却能力が増加するために限界出力が増加する。図５に燃料集合体内流量と限界出力の関係を示す。ここで、燃料集合体内流量の1.0 は、定格炉心流量時の燃料集合体１体当たりの集合体内流量に相当する。
【００５０】
図５に示される関係からわかるように、冷却材流量が増加するにつれて限界出力が増加する効果を考慮しない場合、（２）式により計算される限界出力比は、炉心流量増加時は実際よりも過大評価し、また炉心流量減少時は過小評価することになる。
【００５１】
そこで本実施例３においては、一定時間毎又は運転員の要求により実施される出力分布計算時と、炉心監視装置16が熱的特性を算出する時点、すなわち限界出力比算出時のそれぞれの時点での炉心流量（燃料集合体内流量）に基づき、炉心流量と限界出力の相関を多項式、あるいは関数で近似する。すなわち、炉心流量と対応する限界出力を求め、この関係から、図４に描かれるような曲線あるいはプロット折れ線を近似する多項式あるいは関数を求める。
【００５２】
次に、この近似多項式あるいは近似関数を用いて、出力分布計算時の炉心流量に相当する限界出力と最小限界出力比算出時の炉心流量に相当する限界出力との比を求め、この比を前記(2)式右辺に乗じて限界出力比を算出することで、限界出力比を補正し、炉心流量変化に起因する限界出力の変化を反映した限界出力比を得ることができる。
【００５３】
（実施例４）
本発明の実施例４は、前記実施例１または２において、線出力密度算出過程において、制御棒の位置の変化に起因する、線出力密度とＬＰＲＭ検出器の指示値のそれぞれの上昇率（変化率）の関係の変化に考慮した線出力密度の補正を行うものである。
【００５４】
前述した通り、ＬＰＲＭ検出器近傍の線出力密度は、そのＬＰＲＭ検出器の指示値上昇率（変化率）にほぼ比例するが、制御棒の位置によってその線出力密度とＬＰＲＭ検出器の指示値の変化率の関係が多少変化する。図５は、ストリングに隣接した１本の制御棒を全挿入状態（制御棒位置０）から全引抜き状態（制御棒位置200 ）まで引抜いた場合のストリングに隣接する４体の燃料集合体のうち、ＬＰＲＭ−Ａの高さ位置の最大の線出力密度の上昇率（変化率）とＬＰＲＭ−Ａの指示値上昇率（変化率）の比と制御棒位置の関係を示したものである。
【００５５】
図５から明らかなように、制御棒全挿入位置（０）から約3/4 まで引抜けた制御棒位置（150 ）までは、線出力密度上昇率とＬＰＲＭ指示値上昇率の比はほぼ1.0 であり、制御棒位置が150 から全引抜き位置の200 の間で、この比が若干低下することが認められる。すなわち、ＬＰＲＭ検出器の指示値上昇率に対して線出力密度の上昇率が小さくなる。
【００５６】
このようにして求められた各ＬＰＲＭ検出器の高さ位置における線出力密度上昇率は、図５のようなグラフによって、ＬＰＲＭ指示値上昇率と、制御棒位置との関数として求められる。図５に示すＬＰＲＭ−Ａの場合では、制御棒位置が０から150の範囲では、ＬＰＲＭ指示値上昇率は線出力密度とほぼ等しくなっている。
【００５７】
本実施例４では、前記実施例１または２において、ストリングに隣接した燃料集合体４体の各ＬＰＲＭ検出器の高さ位置での最大の線出力密度を求める際に、一定時間毎又は運転員の要求により実施される出力分布計算時と、この出力分布計算時に続く、炉心監視装置16が熱的出力を算出する時点すなわち最大線出力密度算出時の、それぞれにおけるストリングに隣接する制御棒の位置に基づき、線出力密度の上昇率（変化率）を、このＬＰＲＭ検出器の指示値の上昇率（変化率）と制御棒位置の関数として求める。すなわち、例えば図５に描かれるような、制御棒位置と、線出力密度の上昇率とＬＰＲＭ検出器指示値の上昇率との比の関係を示す曲線またはプロット折れ線を近似して、線出力密度の上昇率を、ＬＰＲＭ検出器の指示値の上昇率と、制御棒密度の上昇率とを２つのパラメータとして表される関数を求める。
【００５８】
こうして求められた関数を用いて、前記(1)式により算出された線出力密度を補正する。例えば、制御棒位置と、上述した２時点にかけてのＬＰＲＭ検出器指示値の上昇率から、上述の関数を用いて実際の線出力密度上昇率を算定し、この上昇率を前記(1)式右辺に乗じて線出力密度を算出することで、最大線出力密度を補正し、制御棒挿入位置変化に起因するＬＰＲＭ検出器指示値の変化を反映した最大線出力密度を得ることができる。
【００５９】
図５はＬＰＲＭ−Ａの高さ位置における、線出力密度上昇率とＬＰＲＭ指示値上昇率の比と、制御棒位置との関係を求めたものであるが、同様にしてＬＰＲＭ−Ｂ、Ｃ、Ｄの高さ位置についても本図に対応する関係を求めることにより、より適切な補正が施された線出力密度が得られる。
【００６０】
（実施例５）
本発明の実施例５は実施例１または２において、ＬＰＲＭ検出器の高さに隣接しないノード位置での線出力密度を算出する場合に、線出力密度が軸方向に連続であることを利用して着目ノードの上下に位置するＬＰＲＭ検出器の指示値上昇率を着目ノードの高さで内挿した値を用いて、着目ノード位置での線出力密度を算出するものである。
【００６１】
図２（ｂ）に示される検出器集合体として、ＬＰＲＭ−Ａは燃料有効長下部より第３ノードと第４ノード、ＬＰＲＭ−Ｂは第９ノードと第10ノード、ＬＰＲＭ−Ｃは第15ノードと16ノード、ＬＰＲＭ−Ｄは21ノードと22ノードのそれぞれほぼ中間の高さに設置されている。
【００６２】
ＬＰＲＭ検出器がこのような配置を有する場合に、以下簡単な例として、線出力密度が軸方向に局所的に一定割合で変化すると仮定して、内挿演算に線出力密度変化率を適用した場合を考慮する。ＬＰＲＭ−Ａ及びＬＰＲＭ−Ｂの各ノード位置での線出力密度変化率がそれぞれａ，ｂと算出されたとき、この２つのＬＰＲＭのノード位置の中点である６ノードと７ノードの中間の高さ位置での線出力密度変化率は
ａ＋（ｂ−ａ）／２＝（ａ＋ｂ）／２
と算出される。同様に、７ノードと８ノードの中間の高さ位置での線出力密度変化率は
ａ＋２（ｂ−ａ）／３＝（ａ＋２ｂ）／３
と算出される。
【００６３】
なお、下部の第１ノード、第２ノード及び上部の第23ノード、第24ノードは下部、上部にＬＰＲＭが存在しないが、これらのノードでは炉心下部及び上部からの中性子の洩れのため出力が低く、これらのノードの高さで線出力密度が炉心内の最大になることはないので監視は不要である。
【００６４】
これにより、４体のＬＰＲＭ検出器により、着目ノード位置で直接ＬＰＲＭ検出器により検出を行うことなく、着目した高さ位置での線出力密度を精度よく求めることができる。
【００６５】
（実施例６）
ＬＰＲＭ検出器は、運転中に電離ガスの漏れ、断線等により故障もしくは検査等のため信号を故意に遮断するバイパス状態になることがある。このような場合、炉心監視装置16は故障又はバイパス状態にあるＬＰＲＭの適切な指示値を炉内計装系12から受信できず、そのＬＰＲＭを含むストリングに隣接した燃料集合体の熱的特性を算出できないことになる。
【００６６】
図１に示す通り、ストリングはｃ−ｃ'を対称軸にして存在するため対称軸ｃ−ｃ'上のストリングを除くストリングに含まれるＬＰＲＭが故障又はバイパス状態の場合は必ず同じ高さ位置で対称なＬＰＲＭが一つ存在することになる。
【００６７】
本発明の実施例６は、前記実施例１ないし５のいずれかにおいて、このようなＬＰＲＭの対称性を利用し、故障又はバイパス状態にあるＬＰＲＭの同じ高さで対称位置にある他のＬＰＲＭの指示値の上昇率を代用して、故障又はバイパス状態にあるストリングまわりの熱的特性を計算するものである。本実施例は燃料装荷パターン、制御棒パターンの対称性より、対称位置のＬＰＲＭ指示値上昇率はほぼ等しくなることを利用したものである。
【００６８】
本実施例６では、１番のストリングのＬＰＲＭ−Ａが故障又はバイパス状態にあるとき、これとｃ−ｃ'を対称軸にして対称な17番のストリングのＬＰＲＭ−Ａの指示値は、炉内計装系12を介して炉心監視装置16に受信され、炉心監視装置16はこの指示値を１番のストリングのＬＰＲＭ−Ａの指示値の代用値として取扱い、計算を行う。
【００６９】
これにより、一部のストリングのＬＰＲＭ検出器が故障又はバイパス状態にあるときであっても、そのＬＰＲＭを含むストリングに隣接した燃料集合体の熱的特性を精度よく算出することができる。
【００７０】
（実施例７）
上述の実施例６においては、対称軸ｃ−ｃ'上のストリングのＬＰＲＭには、対称位置のＬＰＲＭが存在しないため、この対称軸上のストリングのＬＰＲＭが故障又はバイパス状態の場合に代用値を求めることができない。また対称位置の複数のＬＰＲＭが同時に故障又はバイパス状態の場合は、代用値を求めることができない。
【００７１】
本発明の実施例７は前記実施例６におけるこのような場合にも対応できるようにしたもので、まず図１の対称軸ａ−ａ'、ｂ−ｂ'に対しストリング位置を回転対称で展開する。図７にストリングを展開した炉心平面図を示す。図７で四角桝目は、制御棒及び制御棒隣接の４体の燃料集合体すなわち制御棒セルを表す。図７において、各番号は、四角桝目の左上角部におけるストリングの番号である。○印のついたストリング（番号１番〜52番）は、検出器集合体１の存在するストリング（実ストリング）を示している。それ以外は、実ストリングを回転対称で展開したときの実ストリング番号を示している。
【００７２】
図７から、例えばストリング番号６Ａのストリングに近接する展開されたストリングは23Ａ，34Ａ，26Ａ，24Ａのストリングである。すなわち、ストリング番号６Ａは23Ａ，34Ａ，26Ａ，24Ａのストリングに囲まれており、なおかつそれらは、一番近い位置のストリングになる。このため、ストリング番号６のＬＰＲＭが故障もしくはバイパス状態にある時は、これら対称展開した時に近接する１つないし４つのストリングの同一高さのＬＰＲＭの指示値上昇率の平均を代用するものである。すなわち、ストリング番号６Ａと対称位置にあるストリング６Ｂに隣接するストリング２６Ｂ，３４ＢのＬＰＲＭ検出器の指示値変化率と、ストリング番号６Ａと対称位置にあるストリング６Ｃに隣接するストリング２３Ｃ，２４ＣのＬＰＲＭ検出器の指示値変化率との平均を求め、ストリング６ＡのＬＰＲＭ検出器の指示値変化率の代用として用いる。
【００７３】
また、本実施例の変形例として、原子炉の対称性を利用し、ある検出器集合体が存在するストリング位置に対称なストリング位置にも検出器集合体が配置されているような場合には、このどちらかの検出器集合体のＬＰＲＭ検出器が故障もしくはバイパス状態にある場合に、このＬＰＲＭ検出器と同一高さで対称位置にあるＬＰＲＭ検出器の指示値をもとに、熱的特性の計算を行うことも想定される。
以上説明した７つの実施例においては、適宜複数の実施例を組み合わせて適用することも可能である。
【００７４】
次に、本発明に係る炉心監視方法の作用として、オフラインの炉心三次元シミュレータを用いて本発明による炉心監視方法の応答を求めた結果について説明する。
【００７５】
図８（ａ）〜（ｉ）に、出力上昇途中の炉心状態１〜９を示す。制御棒パターンは1/4対称であるため、各図は炉心の1/4 の領域について示しており、出力及び流量は定格熱出力、定格炉心流量を100 ％として示している。
【００７６】
出力分布計算は図８（ａ）に示す炉心状態１で実施され、ここでのオフライン炉心三次元シミュレータによる出力分布計算結果を基準にして、図８（ｂ）〜（ｆ）に示す炉心状態２〜６での炉心監視方法による熱的特性計算値とそれぞれの炉心状態に対応するオフライン炉心三次元シミュレータによる出力分布計算結果を比較する。
【００７７】
また、同様に図８（ｆ）に示す炉心状態６で出力分布計算が実施されたものとして、図７（ｇ）〜（ｉ）に示す炉心状態７〜９での炉心監視方法による熱的特性計算値とそれぞれの炉心状態に対応するオフライン炉心三次元シミュレータによる出力分布計算結果を比較する。
【００７８】
図１の検出器集合体番号26に位置するＬＰＲＭ指示値上昇率から算出したそれぞれのＬＰＲＭ高さ位置の線出力密度の計算結果を図９ないし図12に示す。なお、図９ないし図12では線出力密度の代わりにそれと同じ意味を持つ線出力密度と運転制限値の比を示しており、また横軸の炉心状態１〜９は前述の図８（ａ）〜（ｉ）にそれぞれ対応する。また、ここで実線は本発明の炉心監視方法による応答から求められる比を示したものであり、点線は炉心三次元シミュレータによる実際の線出力密度から求められる比を示している。
【００７９】
なお、図９は、ＬＰＲＭ−Ａの高さに相当し、線出力密度はストリングまわりの４体の燃料集合体の第３ノード、第４ノードの線出力密度の最大を示している。同様に図10は、ＬＰＲＭ−Ｂの高さに相当し、線出力密度はストリングまわりの４体の燃料集合体の第９ノード、第10ノードの線出力密度の最大、図11は、ＬＰＲＭ−Ｃの高さに相当し、線出力密度はストリングまわりの４体の燃料集合体の第15ノード、第16ノードの線出力密度の最大、図12は、ＬＰＲＭ−Ｄの高さに相当し、線出力密度はストリングまわりの４体の燃料集合体の第21ノード、第22ノードの線出力密度の最大を、それぞれ示している。
【００８０】
なお、図９ないし図12に示す本発明に係る炉心監視方法による線出力密度の算出は、(1)式に従い、実施例４で述べた制御棒位置による補正は含まれていない。図９ないし図12から、炉心状態１〜９において、炉心監視は、線出力密度をＬＰＲＭの指示値上昇率より精度良く求めていることが分かる。なお、図９に示したＬＰＲＭ−Ａの高さ位置では、炉心状態３〜６で炉心監視方法で算出された線出力密度が若干過大評価しているが、実施例４で述べた制御棒位置の関係を補正することで、更に精度を向上することができる。
【００８１】
図13は、同様に図１の検出器集合体番号23に隣接する４体の燃料集合体のうち、最小の限界出力比の推移を示したものである。なお、図12では、限界出力比の代わりに、限界出力比の運転制限値と限界出力比の比を示している。ここで実線は本発明の炉心監視方法によって算出した限界出力比から求められる比であり、点線は炉心三次元シミュレータによる実際の出力分布計算結果である。
【００８２】
ここで、本発明の炉心監視方法による限界出力比の算出は(2)式により実施したものであり、ＬＰＲＭ指示値の加重平均はＬＰＲＭ−Ａ〜Ｄ全て同じウエート（重み）としており、また、図５に示す関係を用いて炉心流量の変化による限界出力の変化を補正したものである。図13から、本発明の炉心監視方法によれば、炉心状態に応じて精度良く限界出力比を算出していることが認められる。
【００８３】
【発明の効果】
本発明によれば、制御棒操作、炉心流量操作時で出力分布計算がなされていない時刻における炉心の熱的特性を瞬時に簡便に求めることができるとともに、直前に実施された出力分布計算結果と、絶えず更新されるプラントデータ、ＬＰＲＭ検出器指示値から精度良く、連続的に熱的特性を監視できる。
【００８４】
また、熱的特性が運転制限値を逸脱した場合には、制御棒、炉心流量の自動操作を禁止し、燃料健全性を維持できるとともに、起動、制御棒パターン調整時に熱的特性確認のために操作を停止して出力分布計算を実施する必要がないため、起動、パターン調整に要する時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を説明するための1300MWe級沸騰水型原子炉の燃料集合体、制御棒、検出器集合体位置を示す炉心を概略的に示す平面図。
【図２】（ａ）は図１における炉心の要部を拡大して示す平面図、（ｂ）は（ａ）における検出器集合体の軸方向を概略的に示す立面図。
【図３】本発明に係る炉心監視方法の実施の形態における、起動、制御棒パターン調整の手順を示す系統図。
【図４】本発明に係る炉心監視方法の実施の形態を説明するためのシステム構成図。
【図５】同じく、燃料集合体内流量と限界出力の関係を示す特性図。
【図６】同じく、ＬＰＲＭ−Ａ高さ位置でのストリングに隣接する制御棒位置と線出力密度上昇率とＬＰＲＭ−Ａ指示値上昇率の比を示す特性図。
【図７】図１の検出器集合体位置をａ−ａ'，ｂ−ｂ'で回転対称で展開した時の炉心平面図。
【図８】本発明に係る炉心監視方法の実施の形態における起動途中の炉心状態を説明するためのもので、（ａ）から（ｉ）はそれぞれの炉心状態における1/4 炉心平面図。
【図９】本発明に係る炉心監視方法の実施の形態における第１の特性図。
【図１０】本発明に係る炉心監視方法の実施の形態における第２の特性図。
【図１１】本発明に係る炉心監視方法の実施の形態における第３の特性図。
【図１２】本発明に係る炉心監視方法の実施の形態における第４の特性図。
【図１３】本発明に係る炉心監視方法の実施の形態における第５の特性図。
【図１４】一般的な起動、制御棒パターン調整の手順を示す系統図。
【図１５】従来のＬＰＲＭ指示値から熱的特性を算出するための炉心を部分的に示す平面図。
【符号の説明】
１…検出器集合体、２…燃料集合体、３…制御棒、４…ＬＰＲＭ検出器、５…ＴＩＰ校正用導管、６…原子炉圧力容器、７…蒸気乾燥器、８…気水分離器、９…シュラウド、10…制御棒駆動機構、11…インターナルポンプ、12…核計装系、13…再循環流量制御系、14…制御棒操作系、15…プロセスコンピュータ、16…炉心監視装置、17…自動出力調整系、18…プラントデータ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子炉の炉心流量操作時又は制御棒操作時に時々刻々変化する原子炉の最大線出力密度、最小限界出力比（以下、この２つの値を熱的特性と称す）を定期的又は運転員の要求により実施される出力分布計算結果と炉内核計装実測値から、出力分布計算が実施されていない時刻における熱的特性を計算し、熱的特性が許容値又は運転制限値を超えた場合に警報を発し、炉心流量操作又は制御棒操作を停止させるように構成した炉心監視方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
沸騰水型原子炉の起動時又は炉心の反応度調整のための制御棒パターン調整時には、炉心流量の増減操作、制御棒の引抜き／挿入操作を実施している。これらの操作において原子炉の熱的特性は時々刻々変化するが、この熱的特性を一定時間毎又は運転員の要求により実施される出力分布計算により運転制限値を満足していることを確認しながら操作する必要がある。
【０００３】
一般的な起動、制御棒パターン調整の手順を図14に示す。
すなわち、操作開始から制御棒操作炉心流量操作、操作停止、出力分布計算、熱的特性確認を必要に応じて繰返し行い、目標出力と照合する。
【０００４】
出力分布計算においては、中性子の挙動を計算する核計算と炉心内の流量分布、ボイド率分布を計算する熱水力計算を結合した炉心三次元シミュレータにより、炉内の中性子束を計測する核計装系及び原子炉圧力、制御棒パターン、炉心流量等のプラントデータ実測値から、炉心を構成する各燃料集合体の熱的特性を計算する。このため、出力分布計算には時間を要し、炉心流量操作、制御棒操作時に適宜、操作を中断しながら熱的特性を確認する必要がある。
【０００５】
また、炉内の局所の中性子束レベルを測定する局所出力領域モニタ（Local Power Range Monitor；以下、ＬＰＲＭと称す）の存在する４つのストリングに囲まれる16体の燃料集合体の熱的特性を、４つのストリングに含まれる検出器集合体のＬＰＲＭ指示値より予測する方法が、従来から用いられている。以下、検出器集合体の位置をストリングという。
【０００６】
図15により従来のＬＰＲＭ指示値から熱的特性を算出する方法を説明する。
この方法では４つのストリングに属する検出器集合体Ｂ１〜Ｂ４のＬＰＲＭ指示値の平均の上昇率から、４つのストリングに囲まれる16体の燃料集合体Ａ１〜Ａ16のうち、最も厳しい限界出力比と、各ＬＰＲＭ高さ毎に16体の燃料集合体Ａ１〜Ａ16のうち最も厳しい線出力密度を、比例計算により算出している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の炉心監視方法では、熱的特性が最も厳しくなる燃料集合体がストリングに隣接している燃料集合体Ａ１、Ａ４、Ａ13、Ａ16を除く燃料集合体であるような場合、検出器集合体Ｂ１〜Ｂ４のＬＰＲＭ検出器が熱的特性が厳しい燃料集合体と離れた状態となっている。また、16体中熱的特性が最も厳しい燃料集合体が燃料集合体Ａ１、Ａ４、Ａ13、Ａ16のいずれかである場合には、上記熱的特性の計算には、この熱的特性が最も厳しい燃料集合体から離れて位置する検出器集合体のＬＰＲＭの指示値をも用いることになる。すなわち、熱的特性が最も厳しいのが燃料集合体Ａ１の場合、検出器集合体Ｂ２〜Ｂ４が離れているため、熱的特性とＬＰＲＭ指示値の相関が弱く、精度良い熱的特性の算出が困難である。
【０００８】
上述したように、従来の炉心監視方法で、沸騰水型原子炉の炉心流量操作時、又は制御棒操作時における熱的特性を監視するためには、計算時間がかかりその都度（図14に示される１サイクル毎に）操作を停止する必要がある。また、局所出力領域モニタ指示値から容易に熱的特性を評価する場合、精度良く熱的特性を評価することができず、大きな余裕を取る等の課題がある。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、局所出力領域モニタの指示値と直前に実施された出力分布計算結果を基に、炉心流量操作時及び制御棒操作時の原子炉の熱的特性をより速やかに精度よく、連続的に監視でき、また、燃料の健全性を維持し、起動、パターン調整に要する時間を短縮できる炉心監視方法および炉心監視システムを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、原子炉の炉心流量操作又は制御棒操作を自動で行う出力上昇過程の炉心監視方法において、軸方向にほぼ等間隔で４個所に配置される局所出力領域モニタの存在するストリングに隣接する４体の燃料集合体のなかで局所出力領域モニタの高さ、又は前記局所出力領域モニタに隣接するノード、或いは燃料有効長の1/4毎の最大の線出力密度及び最小の限界出力比を、出力分布計算結果と局所出力領域モニタの指示値の変化率とから (1) 式及び (2 式により算出し、全ストリングまわりの複数の燃料集合体の算出された線出力密度の最大値及び算出された限界出力比の最小値の少なくとも一方が運転制限値を逸脱した場合に、自動操作停止信号、制御棒操作系に対する制御棒操作禁止信号、流量制御系に対する流量操作禁止信号のうちの少なくとも１つを発することを特徴とする。
MFLPDAT(K,ISTR) ＝ MFLPDIN(K,ISTR)
× (1+(1/FK(K)) × (LPRMAT(K,ISTR)/LPRMIN(K,ISTR)-1)) … (1) 式
ここで、
MFLPDAT(K,ISTR) ：ストリング位置 ISTR 、高さ位置 K でのストリングまわり４体の燃料集合体中の最大の線出力密度と運転制限値の比
LPRMAT(K,ISTR) ：ストリング位置 ISTR 、高さ位置 K でのＬＰＲＭ指示値
MFLPDIN(K,ISTR) ：ストリング位置 ISTR 、高さ位置 K でのストリングまわり４体の燃料集合体中の出力分布計算による最大の線出力密度と運転制限値の比
LPRMIN(K,ISTR) ：ストリング位置 ISTR 、高さ位置 K での出力分布計算時のＬＰＲＭ指示値
FK(K) ：高さ位置 K での線出力密度算出の安全係数
MFLCPAT(ISTR) ＝ MFLCPIN(ISTR)
× (1 ＋ (1/FC) × (LPAVAT(ISTR)/LPAVIN(ISTR)-1)) … (2) 式
ここで
MFLCPAT(ISTR) ：限界出力比の運転制限値と、ストリング位置 ISTR まわり４体の燃料集合体中の最小の限界出力比の比
MFLCPIN(ISTR) ：出力分布計算による限界出力比の運転制限値と、ストリング位置 ISTR まわり４体の燃料集合体中の最小の限界出力比の比
LPAVAT(ISTR) ：ストリング位置 ISTR に属する４つのＬＰＲＭ−Ａ〜Ｄの指示値の加重平均値
LPAVIN(ISTR) ：出力分布計算時のストリング位置 ISTR に属する４つのＬＰＲＭ−Ａ〜Ｄの指示値の加重平均値
FC ：限界出力比算出の安全係数
【００１１】
請求項２の発明は、原子炉の炉心流量操作又は制御棒操作を自動で行う出力上昇過程の炉心監視方法において、軸方向にほぼ等間隔で４個所に配置される局所出力領域モニタの存在するストリングに隣接する４体の燃料集合体、及びこの４体の燃料集合体に対称な位置に装荷されている燃料集合体のなかで局所出力領域モニタの高さ、又は前記局所出力領域モニタに隣接するノード、或いは燃料有効長の1/4 毎の最大の線出力密度及び最小の限界出力比を、出力分布計算結果と局所出力領域モニタの指示値の変化率とから(1) 式及び (2) 式により算出し、全ストリングまわりの複数の燃料集合体及びその対称位置の燃料集合体の算出された線出力密度の最大値及び算出された限界出力比の最小値の少なくとも一方が運転制限値を逸脱した場合に、自動操作停止信号、制御棒操作系に対する制御棒操作禁止信号、流量制御系に対する流量操作禁止信号のうちの少なくとも１つを発することを特徴とする。
MFLPDAT(K,ISTR) ＝ MFLPDIN(K,ISTR)
× (1+(1/FK(K)) × (LPRMAT(K,ISTR)/LPRMIN(K,ISTR)-1)) … (1) 式
ここで、
MFLPDAT(K,ISTR) ：ストリング位置 ISTR 、高さ位置 K でのストリングまわり４体の燃料集合体中の最大の線出力密度と運転制限値の比
LPRMAT(K,ISTR) ：ストリング位置 ISTR 、高さ位置 K でのＬＰＲＭ指示値
MFLPDIN(K,ISTR) ：ストリング位置 ISTR 、高さ位置 K でのストリングまわり４体の燃料集合体中の出力分布計算による最大の線出力密度と運転制限値の比
LPRMIN(K,ISTR) ：ストリング位置 ISTR 、高さ位置 K での出力分布計算時のＬＰＲＭ指示値
FK(K) ：高さ位置 K での線出力密度算出の安全係数
MFLCPAT(ISTR) ＝ MFLCPIN(ISTR)
× (1 ＋ (1/FC) × (LPAVAT(ISTR)/LPAVIN(ISTR)-1)) … (2) 式
ここで
MFLCPAT(ISTR) ：限界出力比の運転制限値と、ストリング位置 ISTR まわり４体の燃料集合体中の最小の限界出力比の比
MFLCPIN(ISTR) ：出力分布計算による限界出力比の運転制限値と、ストリング位置 ISTR まわり４体の燃料集合体中の最小の限界出力比の比
LPAVAT(ISTR) ：ストリング位置 ISTR に属する４つのＬＰＲＭ−Ａ〜Ｄの指示値の加重平均値
LPAVIN(ISTR) ：出力分布計算時のストリング位置 ISTR に属する４つのＬＰＲＭ−Ａ〜Ｄの指示値の加重平均値
FC ：限界出力比算出の安全係数
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１または２において、前記限界出力比の算出に際して、出力分布計算時の炉心流量と限界出力比算出時の炉心流量から限界出力の炉心流量依存の関係を多項式で近似し、この近似多項式を用いて最小限界出力比算出時に前記限界出力比を補正することを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１または２において、前記線出力密度の算出に際して、出力分布計算時と線出力密度算出時の制御棒位置に基づく線出力密度の変化率を局所出力領域モニタの指示値変化率と制御棒位置の関数として、線出力密度を算出することを特徴とする。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記ストリングに隣接する４体の燃料集合体、又はそれらの対称位置を含めた燃料集合体の線出力密度の算出に際して、局所出力領域モニタの存在しない高さの線出力密度を、出力分布計算結果と着目している高さの上下の局所出力領域モニタの指示値の変化率の内挿値によって算出することを特徴とする。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれかにおいて、前記局所出力領域モニタが故障又はバイパス状態の場合には、対称位置で同一の高さに存在する局所出力領域モニタの指示値変化率を故障又はバイパス状態の局所出力領域モニタの指示値変化率として代用することを特徴とする。
【００１６】
請求項７の発明は前記局所出力領域モニタが故障又はバイパス状態の場合には、前記局所出力領域モニタが存在する全ストリングを回転対称で展開した場合に、前記故障又はバイパス状態の局所出力領域モニタを含むストリングに近接する複数のストリングの故障又はバイパス状態の局所出力領域モニタと同じ高さの局所出力領域モニタの平均の指示値上昇率か、あるいは回転対称で展開した場合に、前記故障又はバイパス状態の局所出力領域モニタを含むストリングに近接する１本のストリングの前記故障又はバイパス状態の局所出力領域モニタの同じ高さの局所出力領域モニタの指示値上昇率を、前記故障又はバイパス状態の局所出力領域モニタの指示値変化率として代用することを特徴とする。
【００１８】
原子炉の炉心は通常、1/4 対称性、更に1/8 対称性をもつように構成され、炉心を構成する燃料集合体の種類及び体数によって対称性が維持できない場合においても非対称となる部分が少なくなるように燃料装荷パターンを決定する。
【００１９】
また、制御棒操作も対称位置制御棒を１本ずつ又は複数本同時に行い、制御棒パターンも対称になるように決定される。これは、対称性を持たせることにより、炉心の径方向ピ−キングが低減され熱的特性が改善されることと、対称位置の複数の燃料集合体の燃焼履歴及び対称位置の制御棒の中性子照射履歴が同一になるため、燃料及び制御棒の管理が容易になる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１から図４により本発明に係る炉心監視方法の実施の形態を説明する。
図１は1300MWe 級沸騰水型原子炉の炉心配置の一例を概略的に示す平面図で、炉心内には、図２（ｂ）に示すように炉内の中性子束レベルを測定する局所出力領域モニタ検出器（ＬＰＲＭ検出器）４が軸方向にほぼ等間隔で４個所に配置されている検出器集合体１が設置されるストリングが存在する。
【００２１】
図１及び図２（ａ）に示すように４体の燃料集合体２の中央に１本の十字形の制御棒３が炉心下部（図示せず）から挿入される構造になっており、ＬＰＲＭ検出器４を４個含む検出器集合体１は、燃料集合体２が16体、制御棒３が４本に１本の割合で炉心径方向に等間隔で設置される。
【００２２】
図２（ａ）は図１における炉心の一部を拡大した燃料集合体２、制御棒３、検出器集合体１の位置を示しており、図２（ｂ）は図２（ａ）における検出器集合体１内の軸方向の構成を示している。検出器集合体１内には、図２（ｂ）に示したようにＬＰＲＭ検出器４が軸方向にほぼ等間隔に下部からＬＰＲＭ−Ａ、ＬＰＲＭ−Ｂ、ＬＰＲＭ−Ｃ、ＬＰＲＭ−Ｄの４個が配置される。
【００２３】
また、ＬＰＲＭ検出器４の校正及び軸方向の中性子束分布を連続的に測定するための移動式炉心内計装系中性子検出器（Traversing Incore Probe；以下ＴＩＰと称す）が内部を移動するＴＩＰ校正用導管５で構成される。
【００２４】
燃料集合体２内の核燃料物質が充填されている燃料有効長を24分割（または25分割）し、この長さをノードと称する。図２（ｂ）に例示された検出器集合体１においては、ＬＰＲＭ検出器４は、燃料有効長下端から第３ノードと第４ノードのほぼ中央の高さにＬＰＲＭ検出器Ａが、第９ノードと第10ノードのほぼ中央の高さにＬＰＲＭ検出器Ｂが、第15ノードと第16ノードのほぼ中央の高さにＬＰＲＭ検出器Ｃが、第21ノードと第22ノードのほぼ中央の高さにＬＰＲＭ検出器Ｄが位置する。
【００２５】
ＬＰＲＭ検出器は、その位置での中性子束レベルを測定しており、このため、これに隣接する燃料集合体でそのＬＰＲＭ検出器の高さ位置の燃料棒単位長さ当たりの出力、つまり、線出力密度はこのＬＰＲＭ検出器の指示値の上昇率にほぼ比例し、また、隣接する燃料集合体の出力はそのストリングに属する４つのＬＰＲＭ検出器の指示値の平均上昇率にほぼ比例する。
【００２６】
この相関を用いることにより炉心三次元シミュレータとＬＰＲＭ検出器及びプラントデータ実測値から求められた出力分布計算結果を基準にして、ストリングまわりの燃料集合体の熱的特性をＬＰＲＭ検出器の指示値の上昇率から容易に算出することができる。
すなわち、ストリングまわりの線出力密度及び限界出力比を以下の式で表すことができる。
【００２７】
（線出力密度）
MFLPDAT(K,ISTR)＝MFLPDIN(K,ISTR)×（１＋（１/FK(K)）×(LPRMAT(K,ISTR)/LPRMIN(K,ISTR)−１））…(1)
ここで、
MFLPDAT(K,ISTR)：ストリング位置ISTR、高さ位置Kでのストリングまわり４体の燃料集合体中の最大の線出力密度と運転制限値の比
LPRMAT(K,ISTR)：ストリング位置ISTR、高さ位置KでのＬＰＲＭ指示値
MFLPDIN(K,ISTR)：ストリング位置ISTR、高さ位置Kでのストリングまわり４体の燃料集合体中の出力分布計算による最大の線出力密度と運転制限値の比
LPRMIN(K,ISTR)：ストリング位置ISTR、高さ位置Kでの出力分布計算時のＬＰＲＭ指示値
FK(K) ：高さ位置Kでの線出力密度算出の安全係数、である。
【００２８】
（限界出力比）
MFLCPAT(ISTR)＝MFLCPIN(ISTR)×（１＋（１/FC）×(LPAVAT(ISTR)/LPAVIN(ISTR)−１））…(2)
ここで
MFLCPAT(ISTR)：限界出力比の運転制限値と、ストリング位置ISTRまわり４体の燃料集合体中の最小の限界出力比の比
MFLCPIN(ISTR)：限界出力比の運転制限値と、出力分布計算によるストリング位置ISTRまわり４体の燃料集合体中の最小の限界出力比の比
LPAVAT(ISTR)：ストリング位置ISTRに属する４つのＬＰＲＭ−Ａ〜Ｄの指示値の加重平均値
LPAVIN(ISTR)：出力分布計算時のストリング位置ISTRに属する４つのＬＰＲＭ−Ａ〜Ｄの指示値の加重平均値
FC：限界出力比算出の安全係数、である。
【００２９】
本発明に係る炉心監視方法では、(1)式、(2)式を用いることにより、予め計算された MFLPDIN(K,ISTR)，LPRMIN(K,ISTR)あるいはMFLCPN(ISTR)，LPAVIN(ISTR)の値を用いて、制御棒操作、炉心流量操作時の出力分布計算が実施されていない時点での熱的特性を算出することができる。この方法を、図１４に示した従来の場合と対比して、図３に示す。図３に示すようにこの方法では、各サイクルで、時間を要する出力分布計算を伴わずに、以前に計算した出力分布計算の結果と、ＬＰＲＭ検出器の指示値を使い（１）式、（２）式を用いて瞬時の演算を行うことによって、熱的特性の計算の都度制御棒や炉心流量の操作を停止する必要がない。すなわち、図３に実線Ｃ１で示した、出力分布計算が行われない時点での制御棒操作あるいは炉心流量操作時のＬＰＲＭ指示値に基づく簡易な計算による熱的特性の計算のサイクルは、連続的に繰り返し行われ、他方、図３に破線Ｃ２で示した出力分布計算による熱的特性の計算のサイクルは、一定時間毎の頻度であるいは要求により行われる。
【００３０】
ここで、(1)式、(2)式において、各ストリングまわりの燃料集合体４体の中で熱的特性が最も厳しいものを計算しているが、これは先述の燃料装荷パターン、制御棒パターンの対称性により、対称位置の燃料集合体の熱的特性は互いに等しくなるため、ストリングまわりの４体の中で厳しいものを監視すれば十分であるためである。
【００３１】
すなわち、図１では符合１で表される５２体の検出器集合体に１から５２の番号を付しているが、図中の番号１の検出器集合体を例にとると、Ｘ−Ｙ座標系で表示される検出器集合体を例にとると、燃料集合体座標27−04、29−04、27−06、29−06に位置する４体の燃料集合体の熱的特性は、対称軸ａ−ａ'，ｂ−ｂ'で回転対称の場合、燃料集合体座標03−42、03−40、05−42、05−40の４体、41−66、39−66、41−64、39−64の４体、及び65−28、65−30、63−28、63−30の４体の燃料集合体の熱的特性に等しい。
【００３２】
このような対称性を考慮すると、図１に示した検出器集合体のみにより、炉心の径方向最外周に位置する燃料集合体の一部を除いて炉心中の全燃料集合体の熱的特性を算出することができる。また、最外周の燃料集合体出力は、中性子の洩れのため低く、熱的特性が厳しくなることはない。
【００３３】
このことより、本発明に係る炉心監視方法でストリングまわりの燃料集合体の熱的特性を算出し、その中で一番厳しいものを取出し、それが運転制限値を逸脱していないことを確認できれば、制御棒操作、炉心流量操作を停止する必要はない。
【００３４】
次に図４により本発明に係る炉心監視方法を実施するための炉心監視システムのシステム構成を説明する。
図４において、符号６で示す原子炉圧力容器内に、炉心を包み冷却材流路を形成するシュラウド９が設置されている。炉心は燃料集合体２、検出器集合体１及び炉心下部から挿入される制御棒３により構成されている。シュラウド９上には炉心で発生した蒸気と炉水を分離する気水分離器８、蒸気を乾燥させる蒸気乾燥器７が設置されている。
【００３５】
原子炉圧力容器６の下部にはインターナルポンプ11が設置されており、インターナルポンプ11はその回転速度により炉心を流れる冷却材流量、すなわち炉心流量を調整する。また、原子炉圧力容器６の下部を貫通して下方に制御棒３の位置を調整する複数本の制御棒駆動機構10が設けられている。制御棒操作系14は制御棒駆動機構10を介して制御棒３の位置を調整する装置である。再循環流量制御系13はインターナルポンプ11の回転数を変更することにより炉心流量を調整する装置である。
【００３６】
出力上昇時及び制御棒パターン調整時に、炉心監視装置16は、炉心の熱的特性が運転制限値を逸脱した時に、再循環流量制御系13、制御棒操作系14に操作禁止指令信号を送信することにより、それぞれ炉心流量操作、制御棒操作を停止させる。プラントデータ18は、原子炉の炉心流量、制御棒パターン、炉心圧力、主蒸気流量、給水温度等のセンサ−値のデータ群であり、これらは、時々刻々更新されるものである。
【００３７】
炉内計装系12は、炉心内中性子束計装である複数のＬＰＲＭ検出器の信号を平均化し、熱出力相当に校正した平均出力領域モニタ（Average Power Range Monitor；ＡＰＲＭ）の信号を処理する装置であり、炉内計装系１２からの信号を基に、プロセスコンピュータ１５で出力分布計算が、炉心監視装置１６で熱的特性の計算がそれぞれなされる。また、炉内計装系１２は、炉内の中性子束レベルが異常値を示した場合、警報及び全制御棒急速挿入によりプラントを停止させる信号を発信する機能も有する。
【００３８】
プロセスコンピュータ15では、プラントデータ18、炉内計装系12からの実測値データを受信し、内蔵されている炉心三次元シミュレータにより出力分布計算を実施し、各燃料集合体の熱的特性、ボイド率分布等の計算を行う。なお、この出力分布計算は、一定時間毎もしくは運転員の要求により実施される。
【００３９】
自動出力調整系17は、起動時、制御棒パターン調整時、停止時の炉心流量操作、制御棒操作の手順があらかじめ装荷されており、この手順に従って再循環流量制御系13または制御棒操作系14にそれぞれ炉心流量操作、制御棒操作指令信号を自動で発信し、それぞれ炉心流量、制御棒を自動的に手順に従って調整するものである。
【００４０】
炉心監視装置16は、プロセスコンピュータ15による出力分布計算結果と出力分布計算時のプラントデータ及びＬＰＲＭ検出器の指示値をプロセスコンピュータ15から受信し、時々刻々更新されているプラントデータ18、炉内計装系12からのＬＰＲＭ検出器の指示値を絶えず受信し、(1)、(2)式によりストリングまわりの燃料集合体の熱的特性を連続的に算出する。
【００４１】
算出された熱的特性が運転制限値を逸脱した場合には、運転員に警報を発信し、自動操作停止信号を自動出力調整系17に、炉心流量操作、制御棒操作の禁止指令をそれぞれ再循環流量制御系13、制御棒操作系14に送信して、炉心流量の調整や制御棒操作を停止させるものである。実際、かかる調整・操作は出力を増加させる効果を有するものであり、熱的特性が運転制限値を逸脱した状況が回避できるまで中止される。
【００４２】
次に本発明に係る炉心監視方法の具体的な実施例を説明する。
（実施例１）
本発明の実施例１は、図４のシステム構成図に示される炉心監視システムにおいて、一定時間毎もしくは運転員の要求によりプロセスコンピュータ15で行われる出力分布計算結果を基に、炉心監視装置16は、(1)式、(2)式に従って出力分布計算がなされていない時刻での炉心流量操作、制御棒操作が行われている最中の最大線出力密度、最小限界出力比を算出し、これらの熱的特性が運転制限値を逸脱した場合に警報を発し、炉心流量、制御棒操作を停止するものである。
【００４３】
ここで、炉心監視装置16がプロセスコンピュータ15から受信する出力分布計算時のストリングまわりの線出力密度は、各ストリングのＬＰＲＭ検出器の高さに応じて、燃料有効長さ24分割で下部より、ＬＰＲＭ−Ａでは第３ノードと第４ノード、ＬＰＲＭ−Ｂでは第９ノードと第10ノード、ＬＰＲＭ−Ｃでは第15ノードと16ノード、ＬＰＲＭ−Ｄでは第21ノードと第22ノードのそれぞれほぼ中間の高さに設置され、それぞれの高さの線出力密度を受信する。
【００４４】
又は、それぞれ上下に隣接するノードの線出力密度の高いノードの値、すなわち、ＬＰＲＭ−Ａでは第３ノードと第４ノードの高い方の線出力密度を受信するか、もしくは各ＬＰＲＭ検出器に燃料有効部を６ノードずつ４分割した領域の１つをそれぞれ対応させて、６ノード内での最大を受信しても良い。炉心監視装置16は、受信した線出力密度を基準にして、ＬＰＲＭ検出器の指示値変化率から線出力密度を算出する。
【００４５】
（実施例２）
本発明の実施例２は、前記実施例１において、基準となる出力分布計算による熱的特性をプロセスコンピュータ15から受信する場合、各ストリングに隣接した燃料集合体４体、及びこれらの燃料集合体位置に対称な位置に装荷されている燃料集合体の中で、最も厳しい限界出力比及び各ＬＰＲＭ検出器の高さに応じた線出力密度を受信して熱的特性を算出するものである。
【００４６】
炉心の燃料装荷パターンが完全な対称性を確保できない場合には熱的特性は対称位置の燃料で差が生じるが、本実施例２においては、制御棒操作の対称性から、制御棒操作、炉心流量操作による熱的特性の変化率は、対称位置でほぼ等しくなるという性質を利用する。
【００４７】
本実施例２では、ストリングに隣接した燃料集合体及び対称位置に装荷されている燃料集合体の中で、最も厳しい限界出力比及び線出力密度をＬＰＲＭ指示値上昇率より算出する。これを全ストリングで実施すれば、炉心最外周の一部を除く全燃料集合体で最も厳しい限界出力比、線出力密度が求められる。
【００４８】
（実施例３）
本発明の実施例３は、前記実施例１または２において、限界出力比算出過程において、炉心流量の変化に起因する限界出力の変化を考慮した限界出力比の補正を行うものである。
【００４９】
限界出力比は、沸騰遷移を起こす限界出力と燃料集合体の出力の比で定義される。燃料集合体内の冷却材流量が増加すると冷却能力が増加するために限界出力が増加する。図５に燃料集合体内流量と限界出力の関係を示す。ここで、燃料集合体内流量の1.0 は、定格炉心流量時の燃料集合体１体当たりの集合体内流量に相当する。
【００５０】
図５に示される関係からわかるように、冷却材流量が増加するにつれて限界出力が増加する効果を考慮しない場合、（２）式により計算される限界出力比は、炉心流量増加時は実際よりも過大評価し、また炉心流量減少時は過小評価することになる。
【００５１】
そこで本実施例３においては、一定時間毎又は運転員の要求により実施される出力分布計算時と、炉心監視装置16が熱的特性を算出する時点、すなわち限界出力比算出時のそれぞれの時点での炉心流量（燃料集合体内流量）に基づき、炉心流量と限界出力の相関を多項式、あるいは関数で近似する。すなわち、炉心流量と対応する限界出力を求め、この関係から、図４に描かれるような曲線あるいはプロット折れ線を近似する多項式あるいは関数を求める。
【００５２】
次に、この近似多項式あるいは近似関数を用いて、出力分布計算時の炉心流量に相当する限界出力と最小限界出力比算出時の炉心流量に相当する限界出力との比を求め、この比を前記(2)式右辺に乗じて限界出力比を算出することで、限界出力比を補正し、炉心流量変化に起因する限界出力の変化を反映した限界出力比を得ることができる。
【００５３】
（実施例４）
本発明の実施例４は、前記実施例１または２において、線出力密度算出過程において、制御棒の位置の変化に起因する、線出力密度とＬＰＲＭ検出器の指示値のそれぞれの上昇率（変化率）の関係の変化に考慮した線出力密度の補正を行うものである。
【００５４】
前述した通り、ＬＰＲＭ検出器近傍の線出力密度は、そのＬＰＲＭ検出器の指示値上昇率（変化率）にほぼ比例するが、制御棒の位置によってその線出力密度とＬＰＲＭ検出器の指示値の変化率の関係が多少変化する。図５は、ストリングに隣接した１本の制御棒を全挿入状態（制御棒位置０）から全引抜き状態（制御棒位置200 ）まで引抜いた場合のストリングに隣接する４体の燃料集合体のうち、ＬＰＲＭ−Ａの高さ位置の最大の線出力密度の上昇率（変化率）とＬＰＲＭ−Ａの指示値上昇率（変化率）の比と制御棒位置の関係を示したものである。
【００５５】
図５から明らかなように、制御棒全挿入位置（０）から約3/4 まで引抜けた制御棒位置（150 ）までは、線出力密度上昇率とＬＰＲＭ指示値上昇率の比はほぼ1.0 であり、制御棒位置が150 から全引抜き位置の200 の間で、この比が若干低下することが認められる。すなわち、ＬＰＲＭ検出器の指示値上昇率に対して線出力密度の上昇率が小さくなる。
【００５６】
このようにして求められた各ＬＰＲＭ検出器の高さ位置における線出力密度上昇率は、図５のようなグラフによって、ＬＰＲＭ指示値上昇率と、制御棒位置との関数として求められる。図５に示すＬＰＲＭ−Ａの場合では、制御棒位置が０から150の範囲では、ＬＰＲＭ指示値上昇率は線出力密度とほぼ等しくなっている。
【００５７】
本実施例４では、前記実施例１または２において、ストリングに隣接した燃料集合体４体の各ＬＰＲＭ検出器の高さ位置での最大の線出力密度を求める際に、一定時間毎又は運転員の要求により実施される出力分布計算時と、この出力分布計算時に続く、炉心監視装置16が熱的出力を算出する時点すなわち最大線出力密度算出時の、それぞれにおけるストリングに隣接する制御棒の位置に基づき、線出力密度の上昇率（変化率）を、このＬＰＲＭ検出器の指示値の上昇率（変化率）と制御棒位置の関数として求める。すなわち、例えば図５に描かれるような、制御棒位置と、線出力密度の上昇率とＬＰＲＭ検出器指示値の上昇率との比の関係を示す曲線またはプロット折れ線を近似して、線出力密度の上昇率を、ＬＰＲＭ検出器の指示値の上昇率と、制御棒密度の上昇率とを２つのパラメータとして表される関数を求める。
【００５８】
こうして求められた関数を用いて、前記(1)式により算出された線出力密度を補正する。例えば、制御棒位置と、上述した２時点にかけてのＬＰＲＭ検出器指示値の上昇率から、上述の関数を用いて実際の線出力密度上昇率を算定し、この上昇率を前記(1)式右辺に乗じて線出力密度を算出することで、最大線出力密度を補正し、制御棒挿入位置変化に起因するＬＰＲＭ検出器指示値の変化を反映した最大線出力密度を得ることができる。
【００５９】
図５はＬＰＲＭ−Ａの高さ位置における、線出力密度上昇率とＬＰＲＭ指示値上昇率の比と、制御棒位置との関係を求めたものであるが、同様にしてＬＰＲＭ−Ｂ、Ｃ、Ｄの高さ位置についても本図に対応する関係を求めることにより、より適切な補正が施された線出力密度が得られる。
【００６０】
（実施例５）
本発明の実施例５は実施例１または２において、ＬＰＲＭ検出器の高さに隣接しないノード位置での線出力密度を算出する場合に、線出力密度が軸方向に連続であることを利用して着目ノードの上下に位置するＬＰＲＭ検出器の指示値上昇率を着目ノードの高さで内挿した値を用いて、着目ノード位置での線出力密度を算出するものである。
【００６１】
図２（ｂ）に示される検出器集合体として、ＬＰＲＭ−Ａは燃料有効長下部より第３ノードと第４ノード、ＬＰＲＭ−Ｂは第９ノードと第10ノード、ＬＰＲＭ−Ｃは第15ノードと16ノード、ＬＰＲＭ−Ｄは21ノードと22ノードのそれぞれほぼ中間の高さに設置されている。
【００６２】
ＬＰＲＭ検出器がこのような配置を有する場合に、以下簡単な例として、線出力密度が軸方向に局所的に一定割合で変化すると仮定して、内挿演算に線出力密度変化率を適用した場合を考慮する。ＬＰＲＭ−Ａ及びＬＰＲＭ−Ｂの各ノード位置での線出力密度変化率がそれぞれａ，ｂと算出されたとき、この２つのＬＰＲＭのノード位置の中点である６ノードと７ノードの中間の高さ位置での線出力密度変化率は
ａ＋（ｂ−ａ）／２＝（ａ＋ｂ）／２
と算出される。同様に、７ノードと８ノードの中間の高さ位置での線出力密度変化率は
ａ＋２（ｂ−ａ）／３＝（ａ＋２ｂ）／３
と算出される。
【００６３】
なお、下部の第１ノード、第２ノード及び上部の第23ノード、第24ノードは下部、上部にＬＰＲＭが存在しないが、これらのノードでは炉心下部及び上部からの中性子の洩れのため出力が低く、これらのノードの高さで線出力密度が炉心内の最大になることはないので監視は不要である。
【００６４】
これにより、４体のＬＰＲＭ検出器により、着目ノード位置で直接ＬＰＲＭ検出器により検出を行うことなく、着目した高さ位置での線出力密度を精度よく求めることができる。
【００６５】
（実施例６）
ＬＰＲＭ検出器は、運転中に電離ガスの漏れ、断線等により故障もしくは検査等のため信号を故意に遮断するバイパス状態になることがある。このような場合、炉心監視装置16は故障又はバイパス状態にあるＬＰＲＭの適切な指示値を炉内計装系12から受信できず、そのＬＰＲＭを含むストリングに隣接した燃料集合体の熱的特性を算出できないことになる。
【００６６】
図１に示す通り、ストリングはｃ−ｃ'を対称軸にして存在するため対称軸ｃ−ｃ'上のストリングを除くストリングに含まれるＬＰＲＭが故障又はバイパス状態の場合は必ず同じ高さ位置で対称なＬＰＲＭが一つ存在することになる。
【００６７】
本発明の実施例６は、前記実施例１ないし５のいずれかにおいて、このようなＬＰＲＭの対称性を利用し、故障又はバイパス状態にあるＬＰＲＭの同じ高さで対称位置にある他のＬＰＲＭの指示値の上昇率を代用して、故障又はバイパス状態にあるストリングまわりの熱的特性を計算するものである。本実施例は燃料装荷パターン、制御棒パターンの対称性より、対称位置のＬＰＲＭ指示値上昇率はほぼ等しくなることを利用したものである。
【００６８】
本実施例６では、１番のストリングのＬＰＲＭ−Ａが故障又はバイパス状態にあるとき、これとｃ−ｃ'を対称軸にして対称な17番のストリングのＬＰＲＭ−Ａの指示値は、炉内計装系12を介して炉心監視装置16に受信され、炉心監視装置16はこの指示値を１番のストリングのＬＰＲＭ−Ａの指示値の代用値として取扱い、計算を行う。
【００６９】
これにより、一部のストリングのＬＰＲＭ検出器が故障又はバイパス状態にあるときであっても、そのＬＰＲＭを含むストリングに隣接した燃料集合体の熱的特性を精度よく算出することができる。
【００７０】
（実施例７）
上述の実施例６においては、対称軸ｃ−ｃ'上のストリングのＬＰＲＭには、対称位置のＬＰＲＭが存在しないため、この対称軸上のストリングのＬＰＲＭが故障又はバイパス状態の場合に代用値を求めることができない。また対称位置の複数のＬＰＲＭが同時に故障又はバイパス状態の場合は、代用値を求めることができない。
【００７１】
本発明の実施例７は前記実施例６におけるこのような場合にも対応できるようにしたもので、まず図１の対称軸ａ−ａ'、ｂ−ｂ'に対しストリング位置を回転対称で展開する。図７にストリングを展開した炉心平面図を示す。図７で四角桝目は、制御棒及び制御棒隣接の４体の燃料集合体すなわち制御棒セルを表す。図７において、各番号は、四角桝目の左上角部におけるストリングの番号である。○印のついたストリング（番号１番〜52番）は、検出器集合体１の存在するストリング（実ストリング）を示している。それ以外は、実ストリングを回転対称で展開したときの実ストリング番号を示している。
【００７２】
図７から、例えばストリング番号６Ａのストリングに近接する展開されたストリングは23Ａ，34Ａ，26Ａ，24Ａのストリングである。すなわち、ストリング番号６Ａは23Ａ，34Ａ，26Ａ，24Ａのストリングに囲まれており、なおかつそれらは、一番近い位置のストリングになる。このため、ストリング番号６のＬＰＲＭが故障もしくはバイパス状態にある時は、これら対称展開した時に近接する１つないし４つのストリングの同一高さのＬＰＲＭの指示値上昇率の平均を代用するものである。すなわち、ストリング番号６Ａと対称位置にあるストリング６Ｂに隣接するストリング２６Ｂ，３４ＢのＬＰＲＭ検出器の指示値変化率と、ストリング番号６Ａと対称位置にあるストリング６Ｃに隣接するストリング２３Ｃ，２４ＣのＬＰＲＭ検出器の指示値変化率との平均を求め、ストリング６ＡのＬＰＲＭ検出器の指示値変化率の代用として用いる。
【００７３】
また、本実施例の変形例として、原子炉の対称性を利用し、ある検出器集合体が存在するストリング位置に対称なストリング位置にも検出器集合体が配置されているような場合には、このどちらかの検出器集合体のＬＰＲＭ検出器が故障もしくはバイパス状態にある場合に、このＬＰＲＭ検出器と同一高さで対称位置にあるＬＰＲＭ検出器の指示値をもとに、熱的特性の計算を行うことも想定される。
以上説明した７つの実施例においては、適宜複数の実施例を組み合わせて適用することも可能である。
【００７４】
次に、本発明に係る炉心監視方法の作用として、オフラインの炉心三次元シミュレータを用いて本発明による炉心監視方法の応答を求めた結果について説明する。
【００７５】
図８（ａ）〜（ｉ）に、出力上昇途中の炉心状態１〜９を示す。制御棒パターンは1/4対称であるため、各図は炉心の1/4 の領域について示しており、出力及び流量は定格熱出力、定格炉心流量を100 ％として示している。
【００７６】
出力分布計算は図８（ａ）に示す炉心状態１で実施され、ここでのオフライン炉心三次元シミュレータによる出力分布計算結果を基準にして、図８（ｂ）〜（ｆ）に示す炉心状態２〜６での炉心監視方法による熱的特性計算値とそれぞれの炉心状態に対応するオフライン炉心三次元シミュレータによる出力分布計算結果を比較する。
【００７７】
また、同様に図８（ｆ）に示す炉心状態６で出力分布計算が実施されたものとして、図７（ｇ）〜（ｉ）に示す炉心状態７〜９での炉心監視方法による熱的特性計算値とそれぞれの炉心状態に対応するオフライン炉心三次元シミュレータによる出力分布計算結果を比較する。
【００７８】
図１の検出器集合体番号26に位置するＬＰＲＭ指示値上昇率から算出したそれぞれのＬＰＲＭ高さ位置の線出力密度の計算結果を図９ないし図12に示す。なお、図９ないし図12では線出力密度の代わりにそれと同じ意味を持つ線出力密度と運転制限値の比を示しており、また横軸の炉心状態１〜９は前述の図８（ａ）〜（ｉ）にそれぞれ対応する。また、ここで実線は本発明の炉心監視方法による応答から求められる比を示したものであり、点線は炉心三次元シミュレータによる実際の線出力密度から求められる比を示している。
【００７９】
なお、図９は、ＬＰＲＭ−Ａの高さに相当し、線出力密度はストリングまわりの４体の燃料集合体の第３ノード、第４ノードの線出力密度の最大を示している。同様に図10は、ＬＰＲＭ−Ｂの高さに相当し、線出力密度はストリングまわりの４体の燃料集合体の第９ノード、第10ノードの線出力密度の最大、図11は、ＬＰＲＭ−Ｃの高さに相当し、線出力密度はストリングまわりの４体の燃料集合体の第15ノード、第16ノードの線出力密度の最大、図12は、ＬＰＲＭ−Ｄの高さに相当し、線出力密度はストリングまわりの４体の燃料集合体の第21ノード、第22ノードの線出力密度の最大を、それぞれ示している。
【００８０】
なお、図９ないし図12に示す本発明に係る炉心監視方法による線出力密度の算出は、(1)式に従い、実施例４で述べた制御棒位置による補正は含まれていない。図９ないし図12から、炉心状態１〜９において、炉心監視は、線出力密度をＬＰＲＭの指示値上昇率より精度良く求めていることが分かる。なお、図９に示したＬＰＲＭ−Ａの高さ位置では、炉心状態３〜６で炉心監視方法で算出された線出力密度が若干過大評価しているが、実施例４で述べた制御棒位置の関係を補正することで、更に精度を向上することができる。
【００８１】
図13は、同様に図１の検出器集合体番号23に隣接する４体の燃料集合体のうち、最小の限界出力比の推移を示したものである。なお、図12では、限界出力比の代わりに、限界出力比の運転制限値と限界出力比の比を示している。ここで実線は本発明の炉心監視方法によって算出した限界出力比から求められる比であり、点線は炉心三次元シミュレータによる実際の出力分布計算結果である。
【００８２】
ここで、本発明の炉心監視方法による限界出力比の算出は(2)式により実施したものであり、ＬＰＲＭ指示値の加重平均はＬＰＲＭ−Ａ〜Ｄ全て同じウエート（重み）としており、また、図５に示す関係を用いて炉心流量の変化による限界出力の変化を補正したものである。図13から、本発明の炉心監視方法によれば、炉心状態に応じて精度良く限界出力比を算出していることが認められる。
【００８３】
【発明の効果】
本発明によれば、制御棒操作、炉心流量操作時で出力分布計算がなされていない時刻における炉心の熱的特性を瞬時に簡便に求めることができるとともに、直前に実施された出力分布計算結果と、絶えず更新されるプラントデータ、ＬＰＲＭ検出器指示値から精度良く、連続的に熱的特性を監視できる。
【００８４】
また、熱的特性が運転制限値を逸脱した場合には、制御棒、炉心流量の自動操作を禁止し、燃料健全性を維持できるとともに、起動、制御棒パターン調整時に熱的特性確認のために操作を停止して出力分布計算を実施する必要がないため、起動、パターン調整に要する時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を説明するための1300MWe級沸騰水型原子炉の燃料集合体、制御棒、検出器集合体位置を示す炉心を概略的に示す平面図。
【図２】（ａ）は図１における炉心の要部を拡大して示す平面図、（ｂ）は（ａ）における検出器集合体の軸方向を概略的に示す立面図。
【図３】本発明に係る炉心監視方法の実施の形態における、起動、制御棒パターン調整の手順を示す系統図。
【図４】本発明に係る炉心監視方法の実施の形態を説明するためのシステム構成図。
【図５】同じく、燃料集合体内流量と限界出力の関係を示す特性図。
【図６】同じく、ＬＰＲＭ−Ａ高さ位置でのストリングに隣接する制御棒位置と線出力密度上昇率とＬＰＲＭ−Ａ指示値上昇率の比を示す特性図。
【図７】図１の検出器集合体位置をａ−ａ'，ｂ−ｂ'で回転対称で展開した時の炉心平面図。
【図８】本発明に係る炉心監視方法の実施の形態における起動途中の炉心状態を説明するためのもので、（ａ）から（ｉ）はそれぞれの炉心状態における1/4 炉心平面図。
【図９】本発明に係る炉心監視方法の実施の形態における第１の特性図。
【図１０】本発明に係る炉心監視方法の実施の形態における第２の特性図。
【図１１】本発明に係る炉心監視方法の実施の形態における第３の特性図。
【図１２】本発明に係る炉心監視方法の実施の形態における第４の特性図。
【図１３】本発明に係る炉心監視方法の実施の形態における第５の特性図。
【図１４】一般的な起動、制御棒パターン調整の手順を示す系統図。
【図１５】従来のＬＰＲＭ指示値から熱的特性を算出するための炉心を部分的に示す平面図。
【符号の説明】
１…検出器集合体、２…燃料集合体、３…制御棒、４…ＬＰＲＭ検出器、５…ＴＩＰ校正用導管、６…原子炉圧力容器、７…蒸気乾燥器、８…気水分離器、９…シュラウド、10…制御棒駆動機構、11…インターナルポンプ、12…核計装系、13…再循環流量制御系、14…制御棒操作系、15…プロセスコンピュータ、16…炉心監視装置、17…自動出力調整系、18…プラントデータ。
Claims (7)
- 原子炉の炉心流量操作又は制御棒操作を自動で行う出力上昇過程の炉心監視方法において、軸方向にほぼ等間隔で４個所に配置される局所出力領域モニタの存在するストリングに隣接する４体の燃料集合体のなかで局所出力領域モニタの高さ、又は前記局所出力領域モニタに隣接するノード、或いは燃料有効長の1/4毎の最大の線出力密度及び最小の限界出力比を、出力分布計算結果と局所出力領域モニタの指示値の変化率とから (1) 式及び (2) 式により算出し、全ストリングまわりの複数の燃料集合体の算出された線出力密度の最大値及び算出された限界出力比の最小値の少なくとも一方が運転制限値を逸脱した場合に、自動操作停止信号、制御棒操作系に対する制御棒操作禁止信号、流量制御系に対する流量操作禁止信号のうちの少なくとも１つを発することを特徴とする炉心監視方法。
MFLPDAT(K,ISTR) ＝ MFLPDIN(K,ISTR)
× (1+(1/FK(K)) × (LPRMAT(K,ISTR)/LPRMIN(K,ISTR)-1)) … (1) 式
ここで、
MFLPDAT(K,ISTR) ：ストリング位置 ISTR 、高さ位置 K でのストリングまわり４体の燃料集合体中の最大の線出力密度と運転制限値の比
LPRMAT(K,ISTR) ：ストリング位置 ISTR 、高さ位置 K でのＬＰＲＭ指示値
MFLPDIN(K,ISTR) ：ストリング位置 ISTR 、高さ位置 K でのストリングまわり４体の燃料集合体中の出力分布計算による最大の線出力密度と運転制限値の比
LPRMIN(K,ISTR) ：ストリング位置 ISTR 、高さ位置 K での出力分布計算時のＬＰＲＭ指示値
FK(K) ：高さ位置 K での線出力密度算出の安全係数
MFLCPAT(ISTR) ＝ MFLCPIN(ISTR)
× (1 ＋ (1/FC) × (LPAVAT(ISTR)/LPAVIN(ISTR)-1)) … (2) 式
ここで
MFLCPAT(ISTR) ：限界出力比の運転制限値と、ストリング位置 ISTR まわり４体の燃料集合体中の最小の限界出力比の比
MFLCPIN(ISTR) ：出力分布計算による限界出力比の運転制限値と、ストリング位置 ISTR まわり４体の燃料集合体中の最小の限界出力比の比
LPAVAT(ISTR) ：ストリング位置 ISTR に属する４つのＬＰＲＭ−Ａ〜Ｄの指示値の加重平均値
LPAVIN(ISTR) ：出力分布計算時のストリング位置 ISTR に属する４つのＬＰＲＭ−Ａ〜Ｄの指示値の加重平均値
FC ：限界出力比算出の安全係数 - 原子炉の炉心流量操作又は制御棒操作を自動で行う出力上昇過程の炉心監視方法において、軸方向にほぼ等間隔で４個所に配置される局所出力領域モニタの存在するストリングに隣接する４体の燃料集合体、及びこの４体の燃料集合体に対称な位置に装荷されている燃料集合体のなかで局所出力領域モニタの高さ、又は前記局所出力領域モニタに隣接するノード、或いは燃料有効長の1/4 毎の最大の線出力密度及び最小の限界出力比を、出力分布計算結果と局所出力領域モニタの指示値の変化率とから(1) 式及び (2) 式により算出し、全ストリングまわりの複数の燃料集合体及びその対称位置の燃料集合体の算出された線出力密度の最大値及び算出された限界出力比の最小値の少なくとも一方が運転制限値を逸脱した場合に、自動操作停止信号、制御棒操作系に対する制御棒操作禁止信号、流量制御系に対する流量操作禁止信号のうちの少なくとも１つを発することを特徴とする炉心監視方法。
MFLPDAT(K,ISTR) ＝ MFLPDIN(K,ISTR)
× (1 ＋ (1/FK(K)) × (LPRMAT(K,ISTR)/LPRMIN(K,ISTR)-1)) … (1) 式
ここで、
MFLPDAT(K,ISTR) ：ストリング位置 ISTR 、高さ位置 K でのストリングまわり４体の燃料集合体中の最大の線出力密度と運転制限値の比
LPRMAT(K,ISTR) ：ストリング位置 ISTR 、高さ位置 K でのＬＰＲＭ指示値
MFLPDIN(K,ISTR) ：ストリング位置 ISTR 、高さ位置 K でのストリングまわり４体の燃料集合体中の出力分布計算による最大の線出力密度と運転制限値の比
LPRMIN(K,ISTR) ：ストリング位置 ISTR 、高さ位置 K での出力分布計算時のＬＰＲＭ指示値
FK(K) ：高さ位置 K での線出力密度算出の安全係数
MFLCPAT(ISTR) ＝ MFLCPIN(ISTR)
× (1+(1/FC) × (LPAVAT(ISTR)/LPAVIN(ISTR)-1)) … (2) 式
ここで
MFLCPAT(ISTR) ：限界出力比の運転制限値と、ストリング位置 ISTR まわり４体の燃料集合体中の最小の限界出力比の比
MFLCPIN(ISTR) ：出力分布計算による限界出力比の運転制限値と、ストリング位置 ISTR まわり４体の燃料集合体中の最小の限界出力比の比
LPAVAT(ISTR) ：ストリング位置 ISTR に属する４つのＬＰＲＭ−Ａ〜Ｄの指示値の加重平均値
LPAVIN(ISTR) ：出力分布計算時のストリング位置 ISTR に属する４つのＬＰＲＭ−Ａ〜Ｄの指示値の加重平均値
FC ：限界出力比算出の安全係数 - 前記限界出力比の算出に際して、出力分布計算時の炉心流量と限界出力比算出時の炉心流量から限界出力の炉心流量依存の関係を多項式で近似し、この近似多項式を用いて最小限界出力比算出時に前記限界出力比を補正することを特徴とする請求項１または２記載の炉心監視方法。
- 前記線出力密度の算出に際して、出力分布計算時と線出力密度算出時の制御棒位置に基づく線出力密度の変化率を局所出力領域モニタの指示値変化率と制御棒位置の関数として、線出力密度を算出することを特徴とする請求項１または２記載の炉心監視方法。
- 前記ストリングに隣接する４体の燃料集合体、又はそれらの対称位置を含めた燃料集合体の線出力密度の算出に際して、局所出力領域モニタの存在しない高さの線出力密度を、出力分布計算結果と着目している高さの上下の局所出力領域モニタの指示値の変化率の内挿値によって算出することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか記載の炉心監視方法。
- 前記局所出力領域モニタが故障又はバイパス状態の場合には、対称位置で同一の高さに存在する局所出力領域モニタの指示値変化率を故障又はバイパス状態の局所出力領域モニタの指示値変化率として代用することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか記載の炉心監視方法。
- 前記局所出力領域モニタが故障又はバイパス状態の場合には、前記局所出力領域モニタが存在する全ストリングを回転対称で展開した場合に、前記故障又はバイパス状態の局所出力領域モニタを含むストリングに近接する複数のストリングの故障又はバイパス状態の局所出力領域モニタと同じ高さの局所出力領域モニタの平均の指示値上昇率か、あるいは回転対称で展開した場合に、前記故障又はバイパス状態の局所出力領域モニタを含むストリングに近接する１本のストリングの前記故障又はバイパス状態の局所出力領域モニタの同じ高さの局所出力領域モニタの指示値上昇率を、前記故障又はバイパス状態の局所出力領域モニタの指示値変化率として代用することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか記載の炉心監視方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002283148A JP4064775B2 (ja) | 2001-09-27 | 2002-09-27 | 炉心監視方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001-296171 | 2001-09-27 | ||
| JP2001296171 | 2001-09-27 | ||
| JP2002283148A JP4064775B2 (ja) | 2001-09-27 | 2002-09-27 | 炉心監視方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003172792A JP2003172792A (ja) | 2003-06-20 |
| JP4064775B2 true JP4064775B2 (ja) | 2008-03-19 |
Family
ID=26623050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002283148A Expired - Fee Related JP4064775B2 (ja) | 2001-09-27 | 2002-09-27 | 炉心監視方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4064775B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5025451B2 (ja) * | 2007-12-21 | 2012-09-12 | 株式会社グローバル・ニュークリア・フュエル・ジャパン | 炉心監視装置 |
| JP5762839B2 (ja) * | 2011-06-17 | 2015-08-12 | 株式会社東芝 | Ｔｉｐシステムおよびｔｉｐ監視制御装置 |
| JP6585402B2 (ja) * | 2015-07-10 | 2019-10-02 | 株式会社東芝 | 炉心監視システム及び炉心監視方法 |
| CN115050495B (zh) * | 2022-06-27 | 2024-01-30 | 中国核动力研究设计院 | 适用于六角形结构高通量堆的中子源与堆外探测器布置 |
| CN117747150A (zh) * | 2023-11-29 | 2024-03-22 | 中广核研究院有限公司 | 燃料组件线功率密度测量方法、装置、计算机设备和介质 |
-
2002
- 2002-09-27 JP JP2002283148A patent/JP4064775B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003172792A (ja) | 2003-06-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6744840B2 (en) | Incore monitoring method and incore monitoring equipment | |
| KR100605815B1 (ko) | 원자로 보호 시스템 및 원자로 노심 모니터링 방법 | |
| US4318778A (en) | Method and apparatus for controlling a nuclear reactor | |
| US4080251A (en) | Apparatus and method for controlling a nuclear reactor | |
| CN106128529B (zh) | 一种堆芯三维功率分布的在线测量方法 | |
| KR101158459B1 (ko) | 원자로 노심 모니터링 방법 및 장치 | |
| US4330367A (en) | System and process for the control of a nuclear power system | |
| KR102263405B1 (ko) | 열-음향 원자력 분포 측정 조립체 | |
| JPH0511596B2 (ja) | ||
| JP2018537660A (ja) | 迅速応答自己給電型炉内検出器を用いる臨界未満反応度監視装置 | |
| US3998693A (en) | Thermal margin control | |
| JPS59800B2 (ja) | 原子炉を負荷追従するよう運転する方法 | |
| JPH02247599A (ja) | 沸騰水型原子炉における炉心流量測定値の精度向上 | |
| US4399095A (en) | Protection and control system for a nuclear reactor | |
| KR20100082804A (ko) | 원자로의 작동성을 나타내는 매개 변수의 값을 결정하기 위한 방법, 결정 시스템, 컴퓨터 프로그램 및 대응 매체 | |
| JP5576860B2 (ja) | 原子炉の運転を監視するための方法及び装置 | |
| EP0200999B1 (en) | Controlling a nuclear reactor with dropped control rods | |
| WO2014175939A1 (en) | Thermo-acoustic nuclear power distribution measurement assembly | |
| JP7026019B2 (ja) | 原子炉停止装置、原子力プラント及び原子炉停止方法 | |
| JP2003172792A (ja) | 炉心監視方法および炉心監視システム | |
| JP2005061951A (ja) | 制御棒引抜監視装置 | |
| EP0228857B1 (en) | Dropped control rod protection insensitive to large load loss | |
| JP2001099976A (ja) | 原子炉の熱的運転余裕監視装置および熱的運転余裕監視方法 | |
| JP4707826B2 (ja) | 沸騰水型原子炉の監視制御装置 | |
| JP2670400B2 (ja) | 原子力発電プラントの監視装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041130 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060825 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070209 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20070221 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070529 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070727 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071113 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071128 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20071225 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20071227 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110111 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120111 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130111 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130111 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140111 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |