JPH01185483A - 制御棒操作監視方法及びその装置 - Google Patents

制御棒操作監視方法及びその装置

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JPH01185483A
JPH01185483A JP63009595A JP959588A JPH01185483A JP H01185483 A JPH01185483 A JP H01185483A JP 63009595 A JP63009595 A JP 63009595A JP 959588 A JP959588 A JP 959588A JP H01185483 A JPH01185483 A JP H01185483A
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Koji Fukuzaki
福崎 孝治
Mitsuo Kinoshita
木下 光夫
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    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、原子炉の制御棒操作監視装置、特に制御棒操
作自動化に際して不必要な制御棒引抜き阻止の発生を抑
止させてなる制御棒操作監視装置に関する。
〔従来の技術〕
原子炉においては、燃料の健全性維持の観点から、炉心
状態に応じて制御棒の引抜きを阻止する制御棒操作監視
装置を設ける。例えば、沸騰水型原子炉(BWR)に関
しては、米国特許第3565760号「ニュークリア・
リアクター・パワー・モニター・システム(原子炉出力
監視システム)」がある。こ゛の従来例によれば、計測
した中性子束と制限値とを比較し、制御棒引抜きの可否
を判定させた。更に、この従来例では、制御棒の引抜き
開始前に燃料の熱的余裕を評価する指標である最小限界
出力比(MCPR)が、ある基準値(N転限界値)以上
であることを前提として、制御棒引抜き中にMCPRが
安全限界値以下にならないように中性子束の制限値を設
定した。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術では、制御棒引抜き前に、運転限界値と比
較するために、現点でのMCPRが必要となる。しかし
、このMCPRを計算するには、現行のプロセスコンピ
ュータを使用した炉心性能計算では、数分間を要する。
従って、このままでは、この計算所要時間より短い間隔
で制御棒を引抜けなくなる。そこで、制御棒の引抜きに
つれてMCPRが予め想定した最も厳しい状態で変化す
るとして、中性子束の制限値を設定させた。この制限値
を設定させたことにより、炉心性能計算によりMCPR
を計算し直さなくとも、連続して制御棒を引抜くことが
可能となる。
しかし、上記従来技術では、MCPRの変化を保守的に
想定しているため、本来ならばさらに制御棒を引抜く状
況にあっても、この状況に対応せずに、制御棒の引抜き
が阻止されるとの問題があった。
この問題を解決するためには、制御棒の引抜きにつれて
、最も厳しい状態を想定するのではなくその時の炉心の
状態に応じて、より精度よ< MCPRの変化を推定し
てやればよい。この推定結果に基づいて中性子束の制限
値を設定すれば、従来よりも大幅に制御棒が引抜けるこ
とが期待できる。しかし、この場合には、新たに中性子
束の制限値が把握しにくくなるとの問題が生ずる。この
理由は、炉心の状態に応じて制限値が変化するためであ
る。
本発明の目的は、制御棒の引抜き阻止が発生するまでに
どの程度の余裕があるかを判定可能にして不必要な引抜
き阻止を防止してなる制御棒操作監視装置を提供するも
のである。
〔課題を達成するための手段〕
本発明゛の制御棒監視装置は、変化する中性子束の制限
値を算出し、この中性子束の制限値と現在の中性子束と
を同時に表示させることとした。
更に、この表示と共に制限値までの余裕度を表示させる
こととした。
〔作用〕
中性子束の制限値と現在の中性子束とが同時に表示され
、これを監視することにより引抜き阻止までの距離感を
定性的に把握できる。更に、余裕度を同時に表示でき、
引抜き阻止までの距離感をより一層明確に把握できるよ
うになる。
〔実施例〕
第1図は本発明の制御捧操作監視装はの実施例図を示す
。この操作監視装置は、操作監視部1゜制御棒駆動装置
6.計数装置7.運転制御盤8゜炉心性能計算装置9よ
り成り、原子炉2を制御しその制御状態を監視する。
原子炉2の中には、複数の制御棒4.原子炉出力監視用
の中性子検出器3を設けである。制御−捧4の挿入及び
引抜き駆動は制御棒駆動装置6が行う。以下では、制御
棒の引抜きの例で説明する。
運転制御盤8は、引抜き制御棒の選択信号aを発生し、
制御棒駆動装置6はこの信号aを受けてその選択した制
御棒の引抜きを行う。
制御捧駆動装[6は、引抜かれた制御棒及び引抜かれな
い制御棒を含めての全制御棒の位Hbを操作監視部1に
送る。この位gbは制御棒パターンと呼ばれる。但し、
制御棒パターンbは、引抜かれた制御棒のみを示す信号
とし、静止中の制御棒パターンは実際上、送らなくても
よい。前回や前々回等ですでに送っているからである。
計数装置7は、中性子束検出器5の検出信号をパルスと
して壺けとり、これを計数する。
炉心性能計算装置9は、制御棒パターンb及び中性子検
出器指示値信号Cを入力とし、他の図示しない各種入力
信号と共に炉心性能計算を行う。
扱作監視部1は、メモリ11,12.演算処理部132
表示器14より成り、演算処理部13は第1の演算器1
5.第2の演算器16より成る。
メモリ11は、炉心性能計算装置9で炉心性能計算を突
合した際の計算結果の1つである最小限界出力比(MC
PR)d、及びその時の制御棒パターンbと中性子束検
出器指示値Cを格納する。
メモリ12は、制御棒選択信号aが発生した時の制御棒
パターンb及び中性子検出器指示値Cを格納する。
演算器ISは、メモリ11,12の内容e、fをもとに
制御棒の引抜きを阻止すべき中性子束の制限値L1を計
算する。この計算手順は以下の方法による。
炉心性能計算で正確に求めたMCPRから、炉心状態変
化後のMCPRを推定する。この推定は、(1)式を使
う。
MCP Ro= a MCP Rp      =41
)但し、MCPRo・・・炉心状態変化後のMCPRM
CPRo・・・炉心性能計算で計算したMCPR α・・・炉心状態の変化に対応し た補正ファクタ 更に、補正ファクタαは、(2)式で計算する。
値 り、・・・炉心性能計算実行時の中性子束指示値 A・・・炉心性能計算実行時と炉心状態変化後の制御棒
パターンの相異 に応じた補正係数 (2)式を(1)式に代入すると、(3)式を得る。
ここで、MCPRoが制御棒引抜き阻止の制限値MCP
R,に一致する場合の中性子束指示値をり、とすると、 となり、この(4)式を変形してり、を求めると、(5
)式となる。
かくして求めたLヨが中性子束制限値となる。
但し、(5)式で補正係数Aは制御棒パターンの関数で
ある。第2図に、補正係数Aと制御棒引抜き量との関数
関係を示す、制御棒引抜き量がrOJとは全く引抜きを
行わないことを意味し、この時の補正係数AはA=1で
ある。制御棒引抜きが大きくなるに従って、補正係数A
は減少する。
それ故に、(5)式より、制御棒引抜きが大きくなるに
従って、制限値Lヨ自体も減少する。
かかる演算器15での詳細処理を第3図に示す。
ステップ151で、メモリ11の格納信号e(MCP 
Rp 、 Lp 、 CRp )を読出す。ステップ1
52で、メモリ12から格納信号f (Lo 。
CRo)を読出す。
ここで、本実施例では、CRp及びCRoは選択した制
御棒1本の挿入位置を示し、Lp及びLoは選択した制
御棒を取り囲む中性子検出器測定値の平均値をとること
とする。
ステップ153で、CRoをCRに設定する。
これは、以下の手順で異なる制御棒挿入位置で中性子束
の制限値を繰返し計算するためである。ステップ154
で、第2図を利用して、制御棒引抜き量(CR−CRo
)に応じて補正係数Aを求める。
ステップ155で、(5)を利用してCR対応の制限値
り、を求める。
尚、制御棒の引抜きに際しては、予め抜引き上限値りを
定めである。ステップ156で、この引抜き上限値りに
までCRが達したか否かを判定し、達していなければ、
ステップ157で1ノ一ド分挿入を進める。ここで、1
ノードとは制御棒が移動する最小間隔のことであり、例
えば0.5 フィート(ft)に相当する。
引抜き上限値hkこ達していれば、それ以上は挿入を進
めない。
演算器16は、演算器15で求めた制限値し。
を含めての種々の信号g、及び信号す、cを取入み表示
信号としての映像信号に変換し、表示器14に表示する
第4図には、その表示例を示す。表示画面上の横軸に中
様子束をとり、縦軸に制御棒引抜き位置をとり、制限値
L1及び引抜き上限値h、及び中性子束り及び制御パタ
ーンCRの経過曲線Hを表示させた。
第5図には、演算器16での表示処理ステップの詳細例
を示す。先ず、ステップ161で引抜き上限値りを表示
し、ステップ162で制限値し。
を表示し、且つステップ163で現在のCR,Lを取込
み、ステップ164で表示させる。そしてステップ16
5で制御棒引抜き終了する。
第6図は、他の表示例を示す。この表示は、単に制限値
と現在値とを表示だけでなく、必要に応じて運転ガイダ
ンスのメツセージを出力する。このメツセージ例では、
「炉心性能計算の実行必要」とした。
第6図の表示の処理例を第7図に示す。第7図のステッ
プ161〜165は、第5図のステップ161〜165
と同じである。本実施例では、ステップ164とステッ
プ165との間にステップ166〜168を設けた。ス
テップ166で、軌跡Hの延長線と制限値L1との交点
を求める。この交点の中性子束Lcはそのまま進めた場
合の制限中性子束値である。ステップ167で、現在中
性子束りと制限中性子束Lc との差分(Lc−L)を
とり、その差分が許容値内か否かを判定する。
許容値内であれば、ステップ168で運転ガイダンスを
表示する。許容値外であれば、ステップ165へ移る。
ここで、運転ガイダンスとして、警報を発してやれば、
制御棒の引抜きが阻止される前に、当該制御棒の引抜き
が中断できる。その結果、他の引抜き可能な制御棒を選
択して引抜きを継続する等、不必要な引抜き阻止の発生
を未然に防止できる。
また、運転ガイダンスとして、「炉心性能計算の実行必
要」というメツセージを提供してやれば、新たに炉心性
能計算が実行できる。その結果、Aが1に戻る。そして
新に第8図に示すように、制限値のラインが右側に移動
し、LcはLetとなり、現在引抜き中の制御棒がさら
に引抜けることになる。
尚、表糸形式は実線2点線、カラー等任意である。更に
、制限値の求め方も先の方法にとられれない。
さらに、選択中のある制御棒について運転点と制限値の
ラインとの差が小さくなったときに、他の制御棒の中か
ら、この差が大きいものを自動的に選び出し、その制御
棒を操作するよう運転ガイダンスを提供することも可能
である。このためには、中性子束制限値計算手段12に
おいて、すべての制御棒について式(5)により制限値
を計算し、計測した中性子束りと比較する処理を付加す
ることにより実現できる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、現在の運転点と制限値のラインとの差
により、制御棒引抜き阻止までの余裕が事前に把握でき
るばかりか、必要に応じて適切な運転ガイダンスが得ら
れるので、不必要な制御棒引抜き阻止が防止でき、稼動
率が向上の効果がある。特に、制御棒の操作を自動化し
た場合に、その効果は大きい。また、−時に複数の制御
棒を引抜く場合にも、同様な効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の制御棒操作監視装置の実施例図、第2
図は補正係数Aの算出説明図、第3図は演算器15の処
理フローチャート、第4図は中性子束と制限値との表示
例図、第5図は演算器16の処理フローチャート、第6
図は中性子束と制限値との他の表示例図、第7図は第6
図の表示例を得るための演算器16の処理フローチャー
ト、第8図は他の表示例図である。 1・・・操作監視部、2・・・原子炉、6・・・制御棒
駆動装置、9・・・炉心性能計算装置、11.12・・
・メモリ、14・・・表示器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、炉心性能計算実行時点の制御棒パターン及び中性子
    検出器指示値、及び熱的余裕監視指標を記憶する第1の
    メモリと、制御棒選択時点の制御棒パターン及び中性子
    検出器指示値を記憶する第2のメモリと、制御棒選択時
    に上記第1、第2のメモリを参照して中性子束制限値を
    演算する第1の演算手段と、制御棒操作時点の制御棒パ
    ターン及び中性子束検出器指示値及び中性子束制限値を
    表示する表示手段と、より成る制御棒操作監視装置。 2、特許請求の範囲第1項記載の表示手段では、現在の
    中性子束指示値と制限値との偏差が許容値内か否かによ
    つてその旨の表示をも併せて行わせてなる制御棒操作監
    視装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2680274A1 (fr) * 1991-08-05 1993-02-12 Westinghouse Electric Corp Dispositif d'indication de position des barres de commande.
EP0823712A1 (en) * 1996-08-09 1998-02-11 General Electric Company Method and system for determining nuclear reactor core control blade positioning

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EP0823712A1 (en) * 1996-08-09 1998-02-11 General Electric Company Method and system for determining nuclear reactor core control blade positioning
US5790616A (en) * 1996-08-09 1998-08-04 General Electric Company Method and system for determining nuclear reactor core control blade positioning

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