JPH01126595A - 炉心性能監視装置 - Google Patents
炉心性能監視装置Info
- Publication number
- JPH01126595A JPH01126595A JP62284671A JP28467187A JPH01126595A JP H01126595 A JPH01126595 A JP H01126595A JP 62284671 A JP62284671 A JP 62284671A JP 28467187 A JP28467187 A JP 28467187A JP H01126595 A JPH01126595 A JP H01126595A
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- Pending
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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】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は、燃料装荷パターンおよび制御棒パターンが１
７４対称性を有する原子炉の炉心性能を監視するための
炉心性能監視装置に関する。
７４対称性を有する原子炉の炉心性能を監視するための
炉心性能監視装置に関する。
（従来の技術）
一般に原子炉においては、炉心がその健全性を保ちなが
ら必要とされる性能を発揮しているか否かを監視するた
めに、精度の高い炉心の出力分布を得ることが要求され
る。このような原子炉の炉心性能のオンライン監視精度
の向上を目的として、プロセス計算機に炉心３次元物理
モデルを内蔵させる場合、出力分布の算出には正確な燃
焼度分布が必要とされる。
ら必要とされる性能を発揮しているか否かを監視するた
めに、精度の高い炉心の出力分布を得ることが要求され
る。このような原子炉の炉心性能のオンライン監視精度
の向上を目的として、プロセス計算機に炉心３次元物理
モデルを内蔵させる場合、出力分布の算出には正確な燃
焼度分布が必要とされる。
燃焼度分布は、燃料集合体中に含まれるウラン重元素の
単位重量当りの積算出力を表す。
単位重量当りの積算出力を表す。
炉心を空間的に多数の節点（ノード）の集合で表した場
合、ノードｎの時刻ｔ１での燃焼度分布は時刻ｔｏでの
燃焼度分布を用いて次式で表すことができる。
合、ノードｎの時刻ｔ１での燃焼度分布は時刻ｔｏでの
燃焼度分布を用いて次式で表すことができる。
Ｅｏ （ｔ＋ ）＝Ｅｎ （ｔｏ ）＋／ ［ｐｉ
＜ｔ）／ｗｎ ］ ｃｔｔ ・・・（１）ｔ。
＜ｔ）／ｗｎ ］ ｃｔｔ ・・・（１）ｔ。
ここで、
Ｅｎ （ｔ）・・・時ｖｑｔにおけるノードｎの燃焼
度Ｐｎ （ｔ）・・・時刻ｔにおけるノードｎの出力
Ｗｏ・・・ノードｎの炉心装荷時のウラン重量である。
度Ｐｎ （ｔ）・・・時刻ｔにおけるノードｎの出力
Ｗｏ・・・ノードｎの炉心装荷時のウラン重量である。
原子炉炉心の燃料装荷パターンは、一般に１７４鏡像対
称あるいは１７４回転対称を持つように設計される。従
って、制御棒パターンもまた同様の対称性を持つ場合は
、炉心３次元物理モデルによる計算を１７４の炉心領域
でのみ行うようにすれば、炉心性能計算時間を大幅に短
縮することができる。
称あるいは１７４回転対称を持つように設計される。従
って、制御棒パターンもまた同様の対称性を持つ場合は
、炉心３次元物理モデルによる計算を１７４の炉心領域
でのみ行うようにすれば、炉心性能計算時間を大幅に短
縮することができる。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、燃料装荷パターンが１７４対称性を持つ
場合でも、（１）式におけるノードｎの炉心装荷時のウ
ラン重量は、製造工程上の誤差により微小な差を有する
のが背通である。燃焼度分布は燃料の熱的制限値を計算
する上で、また重元素アイソトープの管理の点でも非常
に重要な量であるので、この微小な差を無視することは
できず、従来は１／４の炉心領域での計算だけで精度の
良い燃焼度分布を得ることができなかった。
場合でも、（１）式におけるノードｎの炉心装荷時のウ
ラン重量は、製造工程上の誤差により微小な差を有する
のが背通である。燃焼度分布は燃料の熱的制限値を計算
する上で、また重元素アイソトープの管理の点でも非常
に重要な量であるので、この微小な差を無視することは
できず、従来は１／４の炉心領域での計算だけで精度の
良い燃焼度分布を得ることができなかった。
なお、第４図に１７４鏡像対称の８０万ＫＷ級の沸騰水
型原子炉におけるバンドル初期重元素量の違いと、バン
ドル平均燃焼度の違いの一例を示す。この例において鏡
像対称位置の座徨（０５，１０）のＡ点、座ａ（Ｏ５，
１７） ｃｙ＞Ｂ点、座標（２２，１０） ノＣ点、（
２２゜１１）のＤ点におけるバンドル初期重元素量は、
それぞれ１７２０５５（１、１７１９４９０，１７２０
８７（］ 、１７１９３１（１であり、バンドル平均燃
焼度は、それぞれ１７５７５８Ｗｄ／ｌ、 １７５５０
ＭＷｄ／ｌ、 １７５５５ＭＷｄ／ｌ、 １７５６７８
騨ｄ／ｌである。
型原子炉におけるバンドル初期重元素量の違いと、バン
ドル平均燃焼度の違いの一例を示す。この例において鏡
像対称位置の座徨（０５，１０）のＡ点、座ａ（Ｏ５，
１７） ｃｙ＞Ｂ点、座標（２２，１０） ノＣ点、（
２２゜１１）のＤ点におけるバンドル初期重元素量は、
それぞれ１７２０５５（１、１７１９４９０，１７２０
８７（］ 、１７１９３１（１であり、バンドル平均燃
焼度は、それぞれ１７５７５８Ｗｄ／ｌ、 １７５５０
ＭＷｄ／ｌ、 １７５５５ＭＷｄ／ｌ、 １７５６７８
騨ｄ／ｌである。
本発明はかかる点に対処してなされたもので、１／４対
称性を有する炉心について、短時間でかつ精度の高い燃
焼度分布を得ることのできる炉心性能監視装置を提供し
ようとするものである。
称性を有する炉心について、短時間でかつ精度の高い燃
焼度分布を得ることのできる炉心性能監視装置を提供し
ようとするものである。
〔発明の構成］
（問題点を解決するための手段）
本発明の炉心性能監視装置は、炉心３次元物理モデルに
基づいて１／４の炉心領域の出力分布を算出する出力分
布計算装置と、この出力分布計算装置によって算出され
た１／４の炉心領域の出力分布と過去の燃焼度分布と炉
心装荷時の核分裂性物質重量の比率に基づき炉心出力の
対称性を利用して全炉心内の燃焼度分布を算出する燃焼
度分布計算装置とを備えたことを特徴とする。
基づいて１／４の炉心領域の出力分布を算出する出力分
布計算装置と、この出力分布計算装置によって算出され
た１／４の炉心領域の出力分布と過去の燃焼度分布と炉
心装荷時の核分裂性物質重量の比率に基づき炉心出力の
対称性を利用して全炉心内の燃焼度分布を算出する燃焼
度分布計算装置とを備えたことを特徴とする。
（作 用）
本発明の炉心性能監視装置において、出力分布計算装置
は原子炉内に配置された各種計測器からの計数値を入力
するとともに燃焼度分布記憶装置から燃焼度分布を入力
しあらかじめこの装置内に内蔵されている炉心３次元物
理モデルに基づき、１／４対称性を有する炉心の１７４
の領域の出力分布のみを計算し、燃焼度分布計算装置は
この出力分布計算装置で計算された１／４炉心の出力分
布と燃焼度分布記憶装置から入力した過去の燃焼度分布
に基づき核分裂性物質装荷重量の微小な非対称性を補正
した炉心内全体の燃焼度分布を算出することにより、従
来よりも短時間で正確な燃焼度分布を計算することがで
きる。
は原子炉内に配置された各種計測器からの計数値を入力
するとともに燃焼度分布記憶装置から燃焼度分布を入力
しあらかじめこの装置内に内蔵されている炉心３次元物
理モデルに基づき、１／４対称性を有する炉心の１７４
の領域の出力分布のみを計算し、燃焼度分布計算装置は
この出力分布計算装置で計算された１／４炉心の出力分
布と燃焼度分布記憶装置から入力した過去の燃焼度分布
に基づき核分裂性物質装荷重量の微小な非対称性を補正
した炉心内全体の燃焼度分布を算出することにより、従
来よりも短時間で正確な燃焼度分布を計算することがで
きる。
（実施例）
以下、図面に示す一実施例について本発明の詳細な説明
する。
する。
第１図は本発明の一実施例の炉心性能監視装置の構成を
示すもので、この炉心性能監視装置は、原子炉１内に配
置されている各種計測器からの計数値を入力するデータ
入力装置２と、装置内に予め内蔵されている炉心３次元
物理モデルに基づき炉心内出力分布を計算する出力分布
計算装置３と、この出力分布計算装置３で計算された出
力分布に基づいて燃焼度分布を計算する燃焼度分布計算
装置４と、この燃焼度分布計算装置４で計算された燃焼
度分布を記憶する燃焼度分布記憶装置５と、これらの炉
心性能計算結果を出力するオペレータ出力波ｒ！１６と
で構成されている。
示すもので、この炉心性能監視装置は、原子炉１内に配
置されている各種計測器からの計数値を入力するデータ
入力装置２と、装置内に予め内蔵されている炉心３次元
物理モデルに基づき炉心内出力分布を計算する出力分布
計算装置３と、この出力分布計算装置３で計算された出
力分布に基づいて燃焼度分布を計算する燃焼度分布計算
装置４と、この燃焼度分布計算装置４で計算された燃焼
度分布を記憶する燃焼度分布記憶装置５と、これらの炉
心性能計算結果を出力するオペレータ出力波ｒ！１６と
で構成されている。
次に、このように構成された炉心性能監視装置の動作に
ついて第２図のフローチャートを参照して説明する。
ついて第２図のフローチャートを参照して説明する。
まず、データ入力装置２により、原子炉１内に設置され
た各種計測器から現在の炉心状態を表すプラントデータ
を入力する（ａ）。
た各種計測器から現在の炉心状態を表すプラントデータ
を入力する（ａ）。
次に、出力分布計算装置３において、データ入力装置２
より入力された炉心現状データと、燃焼度分布記憶装置
５に記憶された燃焼度分布とから、炉心の１７４の領域
（以下問題領域というンの出力分布を炉心３次元物理モ
デルに基づいて算出する（ｂ）。
より入力された炉心現状データと、燃焼度分布記憶装置
５に記憶された燃焼度分布とから、炉心の１７４の領域
（以下問題領域というンの出力分布を炉心３次元物理モ
デルに基づいて算出する（ｂ）。
この後、燃焼度分布計算装置４において、上記問題領域
の出力分布からこの領域の燃焼度増分を算出する（ｃ）
。
の出力分布からこの領域の燃焼度増分を算出する（ｃ）
。
しかる後、燃焼度分布計算装置４において、上記問題領
域以外の対称位置バンドル座標を算出しくｄ）、問題領
域のバンドルとこれらの対称位置バンドルとのウラン重
量比を算出して（ｅ）、問題領域以外の燃焼度増分を算
出しくｆ）、これらの燃焼度増分から全炉心の燃焼度の
積算を行う（ｇ）。
域以外の対称位置バンドル座標を算出しくｄ）、問題領
域のバンドルとこれらの対称位置バンドルとのウラン重
量比を算出して（ｅ）、問題領域以外の燃焼度増分を算
出しくｆ）、これらの燃焼度増分から全炉心の燃焼度の
積算を行う（ｇ）。
なお、燃焼度分布計算装置４は、１／４の炉心の出力分
布から次のようにして全炉心の燃焼度分布の計算を行う
。
布から次のようにして全炉心の燃焼度分布の計算を行う
。
第３図に示す炉心の径方向断面図において、問題領域外
のノードｍの斜線で示す問題領域内の鏡像対称あるいは
回転対称の位置のノードをｎとすれば、問題領域内のノ
ードｎについては出力分布Ｐ１１が計算されており、時
刻ｔｏと時刻ｔ１の間の燃焼度の増分δＥ、Ｑは（１）
式よりδＥ、＝／ ［Ｐ、（ｔ）／ＶＬ ］ ｄｔ・
（２）ｔ。
のノードｍの斜線で示す問題領域内の鏡像対称あるいは
回転対称の位置のノードをｎとすれば、問題領域内のノ
ードｎについては出力分布Ｐ１１が計算されており、時
刻ｔｏと時刻ｔ１の間の燃焼度の増分δＥ、Ｑは（１）
式よりδＥ、＝／ ［Ｐ、（ｔ）／ＶＬ ］ ｄｔ・
（２）ｔ。
で計算されるため、時刻ｔ１の燃焼度分布Ｅｆｌ（ｔｌ
）は次式で与えられる。
）は次式で与えられる。
Ｅａ Ｃｔ＋ ’）＝Ｅｎ （ｔｏ ）＋δＥｌ＋
−（３）ここで時刻ｔｏにおける燃焼度分布Ｅｏ（ｔｏ
）は燃焼度分布記憶装置５に記憶されている。
−（３）ここで時刻ｔｏにおける燃焼度分布Ｅｏ（ｔｏ
）は燃焼度分布記憶装置５に記憶されている。
一方、問題領域外のノードｍについては出力分布Ｐ、が
与えられていないので、第１近似として問題領域内の対
称位置ノードの出力分布Ｐ０を代用すると、ノードｍの
時刻ｔｏと時刻ｔ１の間の燃焼度増分δＥ、は、 δ Ｅ、 ＝ｆ ［Ｐｎ （ｔ）／ｗ、 コ
ｄｔ ・ ＜４）ｔ。
与えられていないので、第１近似として問題領域内の対
称位置ノードの出力分布Ｐ０を代用すると、ノードｍの
時刻ｔｏと時刻ｔ１の間の燃焼度増分δＥ、は、 δ Ｅ、 ＝ｆ ［Ｐｎ （ｔ）／ｗ、 コ
ｄｔ ・ ＜４）ｔ。
となる、（４）式は
δＢ ｍ ＝ （ｗｎ ／ Ｗｍ ） ｘｆ （Ｐｎ
（ｔ）／Ｗｎ ）ａｔ・・・（５）ｔ。
（ｔ）／Ｗｎ ）ａｔ・・・（５）ｔ。
と変形することができるので、結局燃焼度増分δＥ１は
、 δＥ＠ ＝ （Ｗｎ ／Ｗｍ ）δＥｎ ＝（６）で
表される。ここで、Ｗ、 、Ｗ、はそれぞれノードｎ、
ｍの炉心装荷時のウラン重量である。
、 δＥ＠ ＝ （Ｗｎ ／Ｗｍ ）δＥｎ ＝（６）で
表される。ここで、Ｗ、 、Ｗ、はそれぞれノードｎ、
ｍの炉心装荷時のウラン重量である。
問題領域外のノードｍの時刻ｔ１における燃焼度分布Ｅ
−（ｔ＋）は Ｅａ （ｔｌ） −Ｅｖｓ （ｔ ｏ ）＋δＥ、
−（７）で表されるため、（６）、（７）式よりＥｘ
（ｔ ＋ ） ＝Ｅ！ｌ （ｔ ｏ ） ＋＜Ｗｆ
ｌ ／Ｗｍ ）δＥｆｉ・・・（８）で計算することが
できる。
−（ｔ＋）は Ｅａ （ｔｌ） −Ｅｖｓ （ｔ ｏ ）＋δＥ、
−（７）で表されるため、（６）、（７）式よりＥｘ
（ｔ ＋ ） ＝Ｅ！ｌ （ｔ ｏ ） ＋＜Ｗｆ
ｌ ／Ｗｍ ）δＥｆｉ・・・（８）で計算することが
できる。
以上のようにして燃焼度分布計算装置４で計算された燃
焼度分布ＥｆｉおよびＥｌにより燃、焼度分布記憶装置
５の内容が更新される。
焼度分布ＥｆｉおよびＥｌにより燃、焼度分布記憶装置
５の内容が更新される。
オペレータ出力装置６は以上の炉心性能計算結果をオペ
レータに表示する。
レータに表示する。
このように本発明の炉心性能監視装置によれば、炉心が
１７４対称性を有する場合に、出力分布の計算を炉心の
１／４の領域でのみ行ってもウラン装荷量の微小な非対
称性を考慮した全炉心にわたる精度の良い燃焼度分布を
短時間で計算することができる。
１７４対称性を有する場合に、出力分布の計算を炉心の
１／４の領域でのみ行ってもウラン装荷量の微小な非対
称性を考慮した全炉心にわたる精度の良い燃焼度分布を
短時間で計算することができる。
以上の説明からも明らかなように、本発明の炉心性能監
視装置によれば、１／４対称性を有する炉心について、
炉心性能監視上非常に重要で正確さを要求される燃焼度
分布を短時間で計算することができ、高速度かつ高精度
の炉心性能監視を行うことが可能となる。
視装置によれば、１／４対称性を有する炉心について、
炉心性能監視上非常に重要で正確さを要求される燃焼度
分布を短時間で計算することができ、高速度かつ高精度
の炉心性能監視を行うことが可能となる。
第１図は本発明の一実施例の炉心性能監視装置を示すブ
ロック図、第２図は第１図に示す炉心性能監視装置の動
作を示すフローチャート、第３図は炉心の径方向断面図
、第４図はバンドル初期重元素量の違いとバンドル平均
燃焼度の違いの例を示す説明図である。 １・・・・・・・・・原子炉 ３・・・・・・・・・出力分布計算装置４・・・・・・
・・・燃焼度分布計算装置５・・・・・・・・・燃焼度
分布記憶装置出願人 日本原子カ事業株式会
社出願人 株式会社 東芝 代理人 弁理士 須 山 佐 − 第１ 図 第２図 第３図
ロック図、第２図は第１図に示す炉心性能監視装置の動
作を示すフローチャート、第３図は炉心の径方向断面図
、第４図はバンドル初期重元素量の違いとバンドル平均
燃焼度の違いの例を示す説明図である。 １・・・・・・・・・原子炉 ３・・・・・・・・・出力分布計算装置４・・・・・・
・・・燃焼度分布計算装置５・・・・・・・・・燃焼度
分布記憶装置出願人 日本原子カ事業株式会
社出願人 株式会社 東芝 代理人 弁理士 須 山 佐 − 第１ 図 第２図 第３図
Claims (1)
- （１）炉心３次元物理モデルに基づいて１／４の炉心領
域の出力分布を算出する出力分布計算装置と、この出力
分布計算装置によって算出された１／４の炉心領域の出
力分布と過去の燃焼度分布と炉心装荷時の核分裂性物質
重量の比率に基づき炉心出力の対称性を利用して全炉心
内の燃焼度分布を算出する燃焼度分布計算装置とを備え
たことを特徴とする炉心性能監視装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62284671A JPH01126595A (ja) | 1987-11-11 | 1987-11-11 | 炉心性能監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62284671A JPH01126595A (ja) | 1987-11-11 | 1987-11-11 | 炉心性能監視装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01126595A true JPH01126595A (ja) | 1989-05-18 |
Family
ID=17681475
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62284671A Pending JPH01126595A (ja) | 1987-11-11 | 1987-11-11 | 炉心性能監視装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01126595A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0527077A (ja) * | 1991-07-22 | 1993-02-05 | Toshiba Corp | 原子炉状態予測装置 |
| JP2009300394A (ja) * | 2008-06-17 | 2009-12-24 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | 原子炉内における核分裂性元素の総重量算出装置、方法及びプログラム |
| KR102123236B1 (ko) * | 2019-07-31 | 2020-06-16 | 한전원자력연료 주식회사 | 집합체 단위 노심 변수예측을 위한 심층학습 방법 |
-
1987
- 1987-11-11 JP JP62284671A patent/JPH01126595A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0527077A (ja) * | 1991-07-22 | 1993-02-05 | Toshiba Corp | 原子炉状態予測装置 |
| JP2009300394A (ja) * | 2008-06-17 | 2009-12-24 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | 原子炉内における核分裂性元素の総重量算出装置、方法及びプログラム |
| KR102123236B1 (ko) * | 2019-07-31 | 2020-06-16 | 한전원자력연료 주식회사 | 집합체 단위 노심 변수예측을 위한 심층학습 방법 |
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