JPH0158476B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0158476B2 JPH0158476B2 JP56194799A JP19479981A JPH0158476B2 JP H0158476 B2 JPH0158476 B2 JP H0158476B2 JP 56194799 A JP56194799 A JP 56194799A JP 19479981 A JP19479981 A JP 19479981A JP H0158476 B2 JPH0158476 B2 JP H0158476B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- reactivity
- control
- control rod
- liquid poison
- 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
Links
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
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、原子炉、特に、炉心内の液体ポイズ
ンの濃度制御および出力調整用制御棒の出力制御
により負荷追従運転を行う原子炉の出力制御方法
に関するものである。
ンの濃度制御および出力調整用制御棒の出力制御
により負荷追従運転を行う原子炉の出力制御方法
に関するものである。
最近における原子炉の負荷追従性に対する要望
は非常に大きく、新型転換炉(ATR)において
も、その実用化上負荷追従性が不可欠とされてい
る。負荷追従時には出力が大幅に変るため、炉心
の出力分布をできるだけ変えない反応度制御が必
要であり、ATRではポイズン濃度制御が適して
いる。
は非常に大きく、新型転換炉(ATR)において
も、その実用化上負荷追従性が不可欠とされてい
る。負荷追従時には出力が大幅に変るため、炉心
の出力分布をできるだけ変えない反応度制御が必
要であり、ATRではポイズン濃度制御が適して
いる。
第1図は、液体ポイズン濃度制御装置および出
力調整用制御棒を有する圧力管型原子炉の径方向
断面を示すもので、この原子炉では648本の圧力
管1が配置され、その間に17本のステンレススチ
ール製の出力調整用制御棒2が設置されている。
そして圧力管1の間には減速材としての重水3が
循環し、重水3中には炉心の反応度に応じて液体
ポイズンが溶解されている。炉心4全体は炉心タ
ンクに囲まれている。
力調整用制御棒を有する圧力管型原子炉の径方向
断面を示すもので、この原子炉では648本の圧力
管1が配置され、その間に17本のステンレススチ
ール製の出力調整用制御棒2が設置されている。
そして圧力管1の間には減速材としての重水3が
循環し、重水3中には炉心の反応度に応じて液体
ポイズンが溶解されている。炉心4全体は炉心タ
ンクに囲まれている。
第2図は、負荷追従運転の一例としてくり返し
出力変動を示すもので、横軸、縦軸にはそれぞれ
時間、炉出力(%)が示してあるが、これは100
%出力から1時間で50%出力まで下げ、8時間保
持した後、再び1時間で100%出力まで上げ、14
時間保持する日負荷追従例である。
出力変動を示すもので、横軸、縦軸にはそれぞれ
時間、炉出力(%)が示してあるが、これは100
%出力から1時間で50%出力まで下げ、8時間保
持した後、再び1時間で100%出力まで上げ、14
時間保持する日負荷追従例である。
第3図によつて、液体ポイズン濃度制御と出力
調整用制御棒とを用いて、第2図に示したような
負荷追従運転を実施する場合における、従来の原
子炉の出力制御方法について説明する。
調整用制御棒とを用いて、第2図に示したような
負荷追従運転を実施する場合における、従来の原
子炉の出力制御方法について説明する。
第3図において、炉心4には制御棒駆動装置5
によつて駆動される出力調整用制御棒2と中性子
束測定用の中性子束検出器6が配置され、重水循
環系8と重水循環ポンプ9により炉心4内の重水
が循環する構造となつており、重水循環系8には
液体ポイズン注入装置10と液体ポイズン除去装
置11が設置されている。7が制御棒の挿入、引
抜および液体ポイズンの注入、除去の判定を行う
炉心出力判定装置である。
によつて駆動される出力調整用制御棒2と中性子
束測定用の中性子束検出器6が配置され、重水循
環系8と重水循環ポンプ9により炉心4内の重水
が循環する構造となつており、重水循環系8には
液体ポイズン注入装置10と液体ポイズン除去装
置11が設置されている。7が制御棒の挿入、引
抜および液体ポイズンの注入、除去の判定を行う
炉心出力判定装置である。
日負荷追従を行うには、まず、炉心出力判定装
置7に、第3図7aに示すように、時間と出力と
の関係である出力設定値を入力する。さらに、同
じく同図7b,7cおよび7dに、それぞれ示す
ように、負荷追従時の制御棒操作時間、液体ポイ
ズンの注入速度ならびに注入操作時間、および液
体ポイズンの除去速度ならびに除去操作時間を入
力する。そして中性子束検出器6によつて求めら
れた中性子束の値を変換して得られた出力7eに
ついて出力判定7fが行なわれ、出力判定の結果
が大である場合には、7gに示すように制御棒挿
入信号が出され、この信号が制御棒駆動装置5に
与えられて出力調整用制御棒2が挿入される。こ
れと同時に7hに示すように、液体ポイズン注入
判定が可の場合には、液体ポイズン注入装置10
によりあらかじめ決められている量の液体ポイズ
ンが炉心4に注入される。なお、この液体ポイズ
ンが炉心4に到達し混合するまでの時間内に、再
び出力が大と判定される場合には、液体ポイズン
注入判定7hは否となり、7gの制御棒挿入信号
によつて出力調整用制御棒2のみが炉心4に挿入
される。そして、出力判定の結果が小である場合
には、7iに示すように制御棒引抜信号が出力さ
れ、その信号が制御棒駆動装置5に与えられて出
力調整用制御棒2が引抜かれる。これと同時に7
jに示すように液体ポイズン除去判定が行なわ
れ、可の場合には液体ポイズン除去装置11によ
つて液体ポイズンが炉心4から除去される。
置7に、第3図7aに示すように、時間と出力と
の関係である出力設定値を入力する。さらに、同
じく同図7b,7cおよび7dに、それぞれ示す
ように、負荷追従時の制御棒操作時間、液体ポイ
ズンの注入速度ならびに注入操作時間、および液
体ポイズンの除去速度ならびに除去操作時間を入
力する。そして中性子束検出器6によつて求めら
れた中性子束の値を変換して得られた出力7eに
ついて出力判定7fが行なわれ、出力判定の結果
が大である場合には、7gに示すように制御棒挿
入信号が出され、この信号が制御棒駆動装置5に
与えられて出力調整用制御棒2が挿入される。こ
れと同時に7hに示すように、液体ポイズン注入
判定が可の場合には、液体ポイズン注入装置10
によりあらかじめ決められている量の液体ポイズ
ンが炉心4に注入される。なお、この液体ポイズ
ンが炉心4に到達し混合するまでの時間内に、再
び出力が大と判定される場合には、液体ポイズン
注入判定7hは否となり、7gの制御棒挿入信号
によつて出力調整用制御棒2のみが炉心4に挿入
される。そして、出力判定の結果が小である場合
には、7iに示すように制御棒引抜信号が出力さ
れ、その信号が制御棒駆動装置5に与えられて出
力調整用制御棒2が引抜かれる。これと同時に7
jに示すように液体ポイズン除去判定が行なわ
れ、可の場合には液体ポイズン除去装置11によ
つて液体ポイズンが炉心4から除去される。
第3図に示した出力調整用制御棒の操作と液体
ポイズン濃度制御で負荷追従を実施した時の50%
出力保持前後の炉心出力における制御棒駆動数は
約300回に及び、この方法は液体ポイズン濃度制
御方法を使用しているにもかかわらず制御棒駆動
回数が極めて多くなつている。これは液体ポイズ
ンの注入、除去量は、入力値で一定であるのに対
し、負荷追従時の反応度変化率は刻々と変化する
ため、液体ポイズンの注入、除去量が最適化され
ず、反応度制御の大部分を出力調整用制御棒で分
担する必要があるためである。従つて、ポイズン
濃度制御を用いても従来の原子炉の出力制御方法
では、時間遅れがあるため負荷追従を実施するこ
とは困難である。
ポイズン濃度制御で負荷追従を実施した時の50%
出力保持前後の炉心出力における制御棒駆動数は
約300回に及び、この方法は液体ポイズン濃度制
御方法を使用しているにもかかわらず制御棒駆動
回数が極めて多くなつている。これは液体ポイズ
ンの注入、除去量は、入力値で一定であるのに対
し、負荷追従時の反応度変化率は刻々と変化する
ため、液体ポイズンの注入、除去量が最適化され
ず、反応度制御の大部分を出力調整用制御棒で分
担する必要があるためである。従つて、ポイズン
濃度制御を用いても従来の原子炉の出力制御方法
では、時間遅れがあるため負荷追従を実施するこ
とは困難である。
本発明は、これらの問題点を除去して、炉心内
の液体ポイズンの濃度制御および出力調整用制御
棒の出力制御によつて出力を制御する原子炉の負
荷追従性を大幅に高め、燃料の健全性の確保を可
能とすることを目的とし、炉心内の液体ポイズン
の濃度制御および出力調整用制御棒の出力制御に
より、負荷追従運転を行う原子炉の出力制御方法
において、動特性解析用データを用いて所定の負
荷変動に対する反応度変化の予測解析を行い、こ
の予測解析によつて求めた反応度変化率の大きさ
に応じて出力制御時間を区分し、各区分時間領域
における液体ポイズンの注入除去速度を求め、液
体ポイズン濃度をこの速度で調整して原子炉の出
力制御を行い、所定の負荷から所定の設定幅以上
ずれた場合は、出力調整用制御棒により出力を微
修正して出力制御する工程と、予測解析の必要制
御反応度と前記液体ポイズンおよび前記出力調整
用制御棒を含めた投入制御反応度実績値に偏差が
生じその所定の時間の偏差値が設定した値を超え
た場合は、液体ポイズン濃度制御速度の修正を実
施して該液体ポイズン濃度の調整により出力変更
の大部分の反応度制御を実施する工程とを有する
ことを特徴とするものである。
の液体ポイズンの濃度制御および出力調整用制御
棒の出力制御によつて出力を制御する原子炉の負
荷追従性を大幅に高め、燃料の健全性の確保を可
能とすることを目的とし、炉心内の液体ポイズン
の濃度制御および出力調整用制御棒の出力制御に
より、負荷追従運転を行う原子炉の出力制御方法
において、動特性解析用データを用いて所定の負
荷変動に対する反応度変化の予測解析を行い、こ
の予測解析によつて求めた反応度変化率の大きさ
に応じて出力制御時間を区分し、各区分時間領域
における液体ポイズンの注入除去速度を求め、液
体ポイズン濃度をこの速度で調整して原子炉の出
力制御を行い、所定の負荷から所定の設定幅以上
ずれた場合は、出力調整用制御棒により出力を微
修正して出力制御する工程と、予測解析の必要制
御反応度と前記液体ポイズンおよび前記出力調整
用制御棒を含めた投入制御反応度実績値に偏差が
生じその所定の時間の偏差値が設定した値を超え
た場合は、液体ポイズン濃度制御速度の修正を実
施して該液体ポイズン濃度の調整により出力変更
の大部分の反応度制御を実施する工程とを有する
ことを特徴とするものである。
以上の工程のうち、出力調整用制御棒により出
力を微修正して出力を制御する工程は、応答速度
の速い出力調整用制御棒により各時刻の出力を目
標の出力値に迅速に合わせる工程であり、50%程
度の大きな出力調整運転の全体の大きな出力調整
を受け持つものではなく出力の微修正を受け持つ
機能を有するものである。
力を微修正して出力を制御する工程は、応答速度
の速い出力調整用制御棒により各時刻の出力を目
標の出力値に迅速に合わせる工程であり、50%程
度の大きな出力調整運転の全体の大きな出力調整
を受け持つものではなく出力の微修正を受け持つ
機能を有するものである。
一方、液体ポイズン濃度制御速度の修正を実施
してこの液体ポイズン濃度の調整により出力変更
の大部分の反応度制御を実施する工程は50%程度
の大きな出力調整運転における全体の大きな出力
調整を受け持つ機能を有するものである。
してこの液体ポイズン濃度の調整により出力変更
の大部分の反応度制御を実施する工程は50%程度
の大きな出力調整運転における全体の大きな出力
調整を受け持つ機能を有するものである。
全体の大きな出力調整は液体ポイズン濃度制御
による炉心の反応度制御により実施するが、この
液体ポイズン濃度の制御は炉心反応度変化の予測
解析によりあらかじめ決めたポイズン除去注入の
調整計画により行うため、予測解析のポイズン除
去注入変更計画が実際の必要ポイズン変更量とや
やずれた場合、並びにポイズンの炉心への到達時
間遅れにより所定の出力からずれる場合がある。
このずれに対しては前者の機能により出力調整用
制御棒が迅速に対応し出力を所定値に戻すがその
ままでは出力調整用制御棒の動きを低減すること
ができない。燃料の観点から出力分布を変動させ
る出力調整用制御棒の駆動を抑えることが望まし
い。そこで出力調整用制御棒の駆動実績に基づき
ポイズン除去注入計画を修正する工程が後者の機
能である。
による炉心の反応度制御により実施するが、この
液体ポイズン濃度の制御は炉心反応度変化の予測
解析によりあらかじめ決めたポイズン除去注入の
調整計画により行うため、予測解析のポイズン除
去注入変更計画が実際の必要ポイズン変更量とや
やずれた場合、並びにポイズンの炉心への到達時
間遅れにより所定の出力からずれる場合がある。
このずれに対しては前者の機能により出力調整用
制御棒が迅速に対応し出力を所定値に戻すがその
ままでは出力調整用制御棒の動きを低減すること
ができない。燃料の観点から出力分布を変動させ
る出力調整用制御棒の駆動を抑えることが望まし
い。そこで出力調整用制御棒の駆動実績に基づき
ポイズン除去注入計画を修正する工程が後者の機
能である。
すなわち、出力調整用制御棒の出力微修正の工
程は各時刻に目標出力に合わせる微修正を行な
い、その出力調整用制御棒の駆動データを利用し
た液体ポイズン濃度制御速度の修正工程は出力調
整全体の制御をポイズン濃度に置換して実施する
機能であるため、両工程により出力調整時制御全
体において、出力を所定の値に制御できると共に
出力調整用制御棒の駆動を低減させ出力調整の大
部分をポイズン濃度調整に受け持たせることがで
きる。
程は各時刻に目標出力に合わせる微修正を行な
い、その出力調整用制御棒の駆動データを利用し
た液体ポイズン濃度制御速度の修正工程は出力調
整全体の制御をポイズン濃度に置換して実施する
機能であるため、両工程により出力調整時制御全
体において、出力を所定の値に制御できると共に
出力調整用制御棒の駆動を低減させ出力調整の大
部分をポイズン濃度調整に受け持たせることがで
きる。
本発明者らは、炉心内の液体ポイズン濃度制御
装置および出力調整用制御棒を有する原子炉の負
荷追従運転を実施する場合、所定の負荷変動に対
し、出力係数、キセノン濃度変化等の予測解析に
より炉心の反応度変化を求めてその反応度変化に
対応した各時間の液体ポイズンの除去、注入量を
決めて負荷変動を実施する方法について提案し
た。この方法を用いることによつて、この種原子
炉の負荷追従が可能となつたが、この方法では予
測解析における温度反応度変化、キセノン反応度
変化等と実際の原子炉の温度反応度変化、キセノ
ン反応度変化等との間に差が生じた場合に、その
反応度差をおぎなうために出力調整用制御棒が大
きく動き、出力調整用制御棒近傍の出力分布が歪
む結果、その近傍の燃料の総出力密度が変化する
ため燃料の健全性の点では必ずしも十分ではなか
つた。本発明は、この先に提案した、所定の負荷
変動の予測解析により時間別に液体ポイズン除
去、注入速度を求める方法を基本とし、さらに、
所定の負荷変動開始後、予測解析時の必要制御反
応度と液体ポイズンと出力調整用制御棒の両者の
投入反応実績値に偏差が生じた場合には、その偏
差を打消すように液体ポイズン除去、注入速度を
修正するようにして、出力調整用制御棒の駆動は
できるだけ押えるようにするものである。
装置および出力調整用制御棒を有する原子炉の負
荷追従運転を実施する場合、所定の負荷変動に対
し、出力係数、キセノン濃度変化等の予測解析に
より炉心の反応度変化を求めてその反応度変化に
対応した各時間の液体ポイズンの除去、注入量を
決めて負荷変動を実施する方法について提案し
た。この方法を用いることによつて、この種原子
炉の負荷追従が可能となつたが、この方法では予
測解析における温度反応度変化、キセノン反応度
変化等と実際の原子炉の温度反応度変化、キセノ
ン反応度変化等との間に差が生じた場合に、その
反応度差をおぎなうために出力調整用制御棒が大
きく動き、出力調整用制御棒近傍の出力分布が歪
む結果、その近傍の燃料の総出力密度が変化する
ため燃料の健全性の点では必ずしも十分ではなか
つた。本発明は、この先に提案した、所定の負荷
変動の予測解析により時間別に液体ポイズン除
去、注入速度を求める方法を基本とし、さらに、
所定の負荷変動開始後、予測解析時の必要制御反
応度と液体ポイズンと出力調整用制御棒の両者の
投入反応実績値に偏差が生じた場合には、その偏
差を打消すように液体ポイズン除去、注入速度を
修正するようにして、出力調整用制御棒の駆動は
できるだけ押えるようにするものである。
すなわち、炉心の反応度変化に対しできるだけ
液体ポイズン濃度制御を用い出力調整用制御棒の
駆動をできるだけ少なくすることによつて、所定
の負荷変動時に燃料の健全性の確保を可能とする
ものである。
液体ポイズン濃度制御を用い出力調整用制御棒の
駆動をできるだけ少なくすることによつて、所定
の負荷変動時に燃料の健全性の確保を可能とする
ものである。
以下、本発明の原子炉の出力制御方法の実施例
について説明する。
について説明する。
先ず、各工程を経時的に示すと次の如くであ
る。
る。
(1) 負荷変更計画の作成。
オペレータは、例えば、第2図に示すような
原子力発電所の負荷変更計画を作成する。
原子力発電所の負荷変更計画を作成する。
(2) 液体ポイズン除去注入計画の作成。
オペレータは(1)で決めた負荷変更計画を計算
機に入力し、液体ポイズン除去注入計画を計算
させる。液体ポイズン除去注入計画は炉心のキ
セノン濃度変化、出力変化等に基づく反応度変
化を補償するように計算機内で設定される。こ
この計算機は後述の第4図の計算機12に相当
する。
機に入力し、液体ポイズン除去注入計画を計算
させる。液体ポイズン除去注入計画は炉心のキ
セノン濃度変化、出力変化等に基づく反応度変
化を補償するように計算機内で設定される。こ
この計算機は後述の第4図の計算機12に相当
する。
(3) 負荷変更の開始。
オペレータは、(2)で決めた液体ポイズン除去
注入計画をスタートさせることにより負荷変更
を開始する。すなわち定格出力からポイズンの
注入が開始され出力の降下が始まる。
注入計画をスタートさせることにより負荷変更
を開始する。すなわち定格出力からポイズンの
注入が開始され出力の降下が始まる。
(4) 出力の微修正。
液体ポイズン除去注入計画が実際の必要ポイ
ズンとずれた場合、出力は目標値からややずれ
ることになる。この際出力調整用制御棒が自動
的に作動し出力を目標値に修正する。この微修
正は負荷変更中継続して実施される。なお負荷
変更計画は計算機に入力された値である。
ズンとずれた場合、出力は目標値からややずれ
ることになる。この際出力調整用制御棒が自動
的に作動し出力を目標値に修正する。この微修
正は負荷変更中継続して実施される。なお負荷
変更計画は計算機に入力された値である。
(5) 負荷変更の継続。
(4)の方法により所定の負荷変更を継続する。
(6) 液体ポイズン除去注入速度の修正。
(4)、(5)により負荷変更は継続されるが出力調
整用制御棒の駆動が増える場合は、その駆動実
績データに基づき出力調整用制御棒の代わりに
液体ポイズン濃度を調整するように除去注入速
度に修正を実施する。キセノンの反応度変化は
ゆつくりしており、例えばある30分間の出力調
整用制御棒の駆動データを蓄積して加算してお
き、次の30分間はその駆動量に対応したポイズ
ンを除去注入すれば出力調整用制御棒の駆動は
低減できる。詳細は後述するが第7図の液体ポ
イズン除去注入速度修正装置が対応する。
整用制御棒の駆動が増える場合は、その駆動実
績データに基づき出力調整用制御棒の代わりに
液体ポイズン濃度を調整するように除去注入速
度に修正を実施する。キセノンの反応度変化は
ゆつくりしており、例えばある30分間の出力調
整用制御棒の駆動データを蓄積して加算してお
き、次の30分間はその駆動量に対応したポイズ
ンを除去注入すれば出力調整用制御棒の駆動は
低減できる。詳細は後述するが第7図の液体ポ
イズン除去注入速度修正装置が対応する。
(7) 負荷変更の完了。
上述の(1)〜(6)操作及び工程により出力調整用
制御棒駆動を低減した負荷変更が実現できる。
制御棒駆動を低減した負荷変更が実現できる。
次に、第4図の説明図、第5〜第9図の計算フ
ロー図を用いて詳細に説明する。第3図と同一部
分には同一符号が付してあり、12aは制御棒駆
動装置、12bは液体ポイズン除去注入速度修正
装置、12cは液体ポイズン除去注入速度基準値
設定装置、12dは制御棒位置修正装置、13は
ポイズン濃度検出器、14は液体ポイズン除去、
注入制御装置、15は負荷変更計画である。
ロー図を用いて詳細に説明する。第3図と同一部
分には同一符号が付してあり、12aは制御棒駆
動装置、12bは液体ポイズン除去注入速度修正
装置、12cは液体ポイズン除去注入速度基準値
設定装置、12dは制御棒位置修正装置、13は
ポイズン濃度検出器、14は液体ポイズン除去、
注入制御装置、15は負荷変更計画である。
この原子炉の炉心の所定の負荷変動時の反応度
制御系は、出力調整用制御棒2とそれを駆動する
制御棒駆動装置5、及び液体ポイズン循環決8と
液体ポイズン注入装置10、液体ポイズン除去装
置11、ポイズン温度検出器13により構成さ
れ、液体ポイゾン循環系8は減速材循環系、ある
いは冷却材循環系の場合がある。
制御系は、出力調整用制御棒2とそれを駆動する
制御棒駆動装置5、及び液体ポイズン循環決8と
液体ポイズン注入装置10、液体ポイズン除去装
置11、ポイズン温度検出器13により構成さ
れ、液体ポイゾン循環系8は減速材循環系、ある
いは冷却材循環系の場合がある。
炉心4の各領域内出力は各領域内の中性子検出
器6の信号にもとづき求められる。そして、比較
的長時間の大きな反応度変化には液体ポイズン除
去、注入装置が適し、短時間内の反応度の微修正
には出力調整用制御棒が適しているが、この実施
例の出力制御方法では、出力調整用制御棒の駆動
を最小とするため所定の負荷変更計画15に基づ
き計算機12により液体ポイズン除去注入速度基
準値の決定、および負荷変動開始後の偏差値によ
り液体ポイズン除去、注入速度の修正等を実施す
る。計算機12は負荷変更計画15と炉心の中性
子検出器6からの信号により制御棒駆動装置5へ
駆動信号を出す制御棒制御装置12aと負荷変更
計画15にもとづき炉心反応度変化の予測解析を
実施し各時間の液体ポイズン除去注入速度を決め
る液体ポイズン除去注入速度基準値決定装置12
cに、負荷変動開始後の制御棒制御装置12aよ
り与えられる制御棒駆動長、あるいは炉心各領域
の中性子検出器6より与えられる信号にもとづく
領域出力の変化により求められる偏差信号により
液体ポイズン除去注入速度の修正計算を実施する
液体ポイズン除去注入速度修正装置12b、負荷
変動開始後出力調整用制御棒2の位置が設定幅を
超過した場合は出力調整用制御棒2を基準位置に
戻すために液体ポイズン除去注入速度を変更する
制御棒位置修正装置12dにより構成されてい
る。また計算機12から出された各時間の液体ポ
イズン除去注入速度は液体ポイズン除去、注入制
御装置(計算機)14に伝達され同装置はポイズ
ン濃度検出器13からの信号を用い液体ポイズン
注入装置10、液体ポイズン除去装置11を流す
減速材あるいは冷却材の流量を決定し、各装置内
の弁開度を決定する。
器6の信号にもとづき求められる。そして、比較
的長時間の大きな反応度変化には液体ポイズン除
去、注入装置が適し、短時間内の反応度の微修正
には出力調整用制御棒が適しているが、この実施
例の出力制御方法では、出力調整用制御棒の駆動
を最小とするため所定の負荷変更計画15に基づ
き計算機12により液体ポイズン除去注入速度基
準値の決定、および負荷変動開始後の偏差値によ
り液体ポイズン除去、注入速度の修正等を実施す
る。計算機12は負荷変更計画15と炉心の中性
子検出器6からの信号により制御棒駆動装置5へ
駆動信号を出す制御棒制御装置12aと負荷変更
計画15にもとづき炉心反応度変化の予測解析を
実施し各時間の液体ポイズン除去注入速度を決め
る液体ポイズン除去注入速度基準値決定装置12
cに、負荷変動開始後の制御棒制御装置12aよ
り与えられる制御棒駆動長、あるいは炉心各領域
の中性子検出器6より与えられる信号にもとづく
領域出力の変化により求められる偏差信号により
液体ポイズン除去注入速度の修正計算を実施する
液体ポイズン除去注入速度修正装置12b、負荷
変動開始後出力調整用制御棒2の位置が設定幅を
超過した場合は出力調整用制御棒2を基準位置に
戻すために液体ポイズン除去注入速度を変更する
制御棒位置修正装置12dにより構成されてい
る。また計算機12から出された各時間の液体ポ
イズン除去注入速度は液体ポイズン除去、注入制
御装置(計算機)14に伝達され同装置はポイズ
ン濃度検出器13からの信号を用い液体ポイズン
注入装置10、液体ポイズン除去装置11を流す
減速材あるいは冷却材の流量を決定し、各装置内
の弁開度を決定する。
次に計算機12を構成する各装置につきその作
動原理、あるいは計算フローを説明する。
動原理、あるいは計算フローを説明する。
第5図は制御棒制御装置12aの計算フローを
示すものである。炉心の各領域中性子検出器6よ
り検出された信号は各領域の中性子束φi(t)か
ら各領域の熱出力pi(t)に変換される。
示すものである。炉心の各領域中性子検出器6よ
り検出された信号は各領域の中性子束φi(t)か
ら各領域の熱出力pi(t)に変換される。
φi(t)→pi(t)
ここで
φ:中性子束
p:熱出力
i:炉心各制御領域
t:時間
この熱出力pi(t)は負荷変更計画の電気出力
から熱出力に変換された出力値及び許容幅と比較
される。
から熱出力に変換された出力値及び許容幅と比較
される。
Pi(t)−ΔPi<pi(t)<Pi(t)+ΔPi
ここで
P:負荷変更計画から換算される熱出力
ΔP:負荷変更計画による出力許容幅の半分の値
この比較結果で領域出力が許容値以下の場合は
制御棒引抜き信号が発生し、許容値以上の場合は
制御棒挿入信号が発生し制御棒駆動装置5へ伝達
される。また各領域の熱出力piは平均され炉心熱
出力に変換後液体ポイズン除去注入速度修正装置
12bへ伝達される。
制御棒引抜き信号が発生し、許容値以上の場合は
制御棒挿入信号が発生し制御棒駆動装置5へ伝達
される。また各領域の熱出力piは平均され炉心熱
出力に変換後液体ポイズン除去注入速度修正装置
12bへ伝達される。
また制御棒駆動装置5より伝達される各領域の
制御棒駆動信号より制御棒軸方向位置に換算さ
れ、負荷変更計画で与えられる出力調整用制御棒
駆動許容幅を超えた場合は制御棒位置修正装置1
2aに制御棒位置信号が伝達される。
制御棒駆動信号より制御棒軸方向位置に換算さ
れ、負荷変更計画で与えられる出力調整用制御棒
駆動許容幅を超えた場合は制御棒位置修正装置1
2aに制御棒位置信号が伝達される。
第6図は液体ポイズン除去注入速度基準値決定
装置12cの計算フローを示す図である。
装置12cの計算フローを示す図である。
液体ポイズン除去注入速度基準値決定装置12
cにはまず第2図のような負荷変更計画及び炉心
動特性解析用データが入力される。この炉心動特
性解析用データは負荷変更時の炉心反応速度変化
を計算するためのデータでキセノン、サマリウム
の時間変化を計算するための定数、電気出力と熱
出力の関係、熱出力と中性子束の関係、出力係数
等が含まれる。この入力データにより反応度時間
変化計算機により炉心の反応度時間変化を求め
る。次に制御時間区分決定装置により反応度時間
変化が時間により微分され単位時間当りの反応度
変化を求め入力されている反応度変化値の制限値
と比較し制御時間区分を決定する。原子炉の電気
出力を100%から50%程度へ1日おきに変更する
場合はこの制御時間区分は通常15分から60分程度
となる。次にこの各制御時間区分内での反応度変
化をポイズン除去注入速度決定装置でポイズン量
に変換し、各制御時間で得ることにより液体ポイ
ズン除去注入速度基準値を決定する。この基準値
はポイズン除去注入速度指定器により液体ポイズ
ン除去注入制御装置14へ信号として伝達され
る。
cにはまず第2図のような負荷変更計画及び炉心
動特性解析用データが入力される。この炉心動特
性解析用データは負荷変更時の炉心反応速度変化
を計算するためのデータでキセノン、サマリウム
の時間変化を計算するための定数、電気出力と熱
出力の関係、熱出力と中性子束の関係、出力係数
等が含まれる。この入力データにより反応度時間
変化計算機により炉心の反応度時間変化を求め
る。次に制御時間区分決定装置により反応度時間
変化が時間により微分され単位時間当りの反応度
変化を求め入力されている反応度変化値の制限値
と比較し制御時間区分を決定する。原子炉の電気
出力を100%から50%程度へ1日おきに変更する
場合はこの制御時間区分は通常15分から60分程度
となる。次にこの各制御時間区分内での反応度変
化をポイズン除去注入速度決定装置でポイズン量
に変換し、各制御時間で得ることにより液体ポイ
ズン除去注入速度基準値を決定する。この基準値
はポイズン除去注入速度指定器により液体ポイズ
ン除去注入制御装置14へ信号として伝達され
る。
また、液体ポイズン除去注入速度修正装置12
bあるいは制御棒位置修正装置12dより信号を
受けた場合はその信号に従いポイズン除去注入速
度決定装置によりポイズン除去注入速度の修正計
算が実施され、その修正値がポイズン除去注入速
度指示器により液体ポイズン除去注入制御装置へ
伝達される。
bあるいは制御棒位置修正装置12dより信号を
受けた場合はその信号に従いポイズン除去注入速
度決定装置によりポイズン除去注入速度の修正計
算が実施され、その修正値がポイズン除去注入速
度指示器により液体ポイズン除去注入制御装置へ
伝達される。
第7図は液体ポイズン除去注入速度修正装置1
2bの計算フローを示す図である。
2bの計算フローを示す図である。
液体ポイズン除去注入速度修正装置12bには
まず、負荷変更計画から炉心反応度変化予測計算
と実際の投入反応度の偏差を平均する偏差平均時
間及び偏差値として許容される偏差許容幅、さら
に出力調整用制御棒2の反応度、液体ポイズンの
反応度が入力される。
まず、負荷変更計画から炉心反応度変化予測計算
と実際の投入反応度の偏差を平均する偏差平均時
間及び偏差値として許容される偏差許容幅、さら
に出力調整用制御棒2の反応度、液体ポイズンの
反応度が入力される。
制御棒制御装置12aより出力調整用制御棒2
の位置信号を受けると制御棒駆動長算出器である
偏差平均時間内での制御棒駆動長を算出し、次に
制御棒投入反応度算出器でこの駆動長から制御棒
投入反応度を算出しこの投入反応度を打消す液体
ポイズン量を次の偏差平均時間で液体ポイズン循
環系に除去注入するように液体ポイズン除去注入
速度の修正が液体ポイズン除去、注入速度修正値
及び除去、注入修正時間算出器によつて行われ
る。この修正値が液体ポイズン除去注入の性能上
最大速度を越える場合はその最大速度に設定され
る。この液体ポイズン除去注入速度修正値は液体
ポイズン除去注入速度基準値決定装置12cへ伝
達される。原子炉の電気出力を100%から50%程
度へ1日おきに負荷変更する場合は偏差平均時間
は数分としこの数分間内で動く出力調整用制御棒
2の反応度を予測解析と実際の反応度の偏差と考
え、その偏差を次の数分間(液体ポイズンが炉心
へ到達する遅れ時間を含む)で打消すことにより
出力調整用制御棒2の駆動をできるだけ押さえよ
うとする。液体ポイズン除去注入速度基準値決定
装置12cで決められた基準値は上記負荷変更の
場合15分から60分の間一定値でありこの液体ポイ
ズン除去注入速度修正装置12bでさらに数分間
に時間を分割し予測解析結果を実際の炉心反応度
変化に従いポイズン除去注入量を修正できること
になる。
の位置信号を受けると制御棒駆動長算出器である
偏差平均時間内での制御棒駆動長を算出し、次に
制御棒投入反応度算出器でこの駆動長から制御棒
投入反応度を算出しこの投入反応度を打消す液体
ポイズン量を次の偏差平均時間で液体ポイズン循
環系に除去注入するように液体ポイズン除去注入
速度の修正が液体ポイズン除去、注入速度修正値
及び除去、注入修正時間算出器によつて行われ
る。この修正値が液体ポイズン除去注入の性能上
最大速度を越える場合はその最大速度に設定され
る。この液体ポイズン除去注入速度修正値は液体
ポイズン除去注入速度基準値決定装置12cへ伝
達される。原子炉の電気出力を100%から50%程
度へ1日おきに負荷変更する場合は偏差平均時間
は数分としこの数分間内で動く出力調整用制御棒
2の反応度を予測解析と実際の反応度の偏差と考
え、その偏差を次の数分間(液体ポイズンが炉心
へ到達する遅れ時間を含む)で打消すことにより
出力調整用制御棒2の駆動をできるだけ押さえよ
うとする。液体ポイズン除去注入速度基準値決定
装置12cで決められた基準値は上記負荷変更の
場合15分から60分の間一定値でありこの液体ポイ
ズン除去注入速度修正装置12bでさらに数分間
に時間を分割し予測解析結果を実際の炉心反応度
変化に従いポイズン除去注入量を修正できること
になる。
第8図に液体ポイズン除去注入速度修正装置1
2bの計算フローの他の例を示す。
2bの計算フローの他の例を示す。
第7図の場合は反応度の偏差信号として偏差平
均時間内の出力調整用制御棒2の駆動による投入
反応度を用いたが第8図の場合は制御棒制御装置
12aより伝達された炉心各領域出力値をもとに
求められる偏差平均時間内の出力差にもとづく反
応度差を用いる。すなわち領域出力変化率算出器
により偏差平均時間内の領域出力変化率を求め
る。この場合出力調整用制御棒駆動前後の差は求
めないものとする。次に求めた領域出力変化率と
負荷変更計画で設定した設定領域出力変化率と比
較し偏差平均時間当りの反出力変化幅の違いから
反応度差の偏差値を求める、以後は第7図の場合
と同様であるがこの第8図の方法は出力調整用制
御棒が駆動しなくとも液体ポイズン除去注入速度
を修正できるという利点がある。ただし第8図の
方法は炉心の微小な出力振動が小さい幅の時に有
効である。
均時間内の出力調整用制御棒2の駆動による投入
反応度を用いたが第8図の場合は制御棒制御装置
12aより伝達された炉心各領域出力値をもとに
求められる偏差平均時間内の出力差にもとづく反
応度差を用いる。すなわち領域出力変化率算出器
により偏差平均時間内の領域出力変化率を求め
る。この場合出力調整用制御棒駆動前後の差は求
めないものとする。次に求めた領域出力変化率と
負荷変更計画で設定した設定領域出力変化率と比
較し偏差平均時間当りの反出力変化幅の違いから
反応度差の偏差値を求める、以後は第7図の場合
と同様であるがこの第8図の方法は出力調整用制
御棒が駆動しなくとも液体ポイズン除去注入速度
を修正できるという利点がある。ただし第8図の
方法は炉心の微小な出力振動が小さい幅の時に有
効である。
第7図、第8図の両者を用いて制御することも
可能である。
可能である。
第9図に制御棒位置修正装置12dの計算フロ
ーを示す。
ーを示す。
制御棒位置修正装置12dには負荷変更計画と
して、出力調整用制御棒の駆動許容幅、さらに液
体ポイズン除去注入性能として除去注入の最大速
度が入力される。
して、出力調整用制御棒の駆動許容幅、さらに液
体ポイズン除去注入性能として除去注入の最大速
度が入力される。
制御棒制御装置12aより出力調整用制御棒位
置修正信号が送られてきた場合、制御棒位置算出
器により炉心全体の出力調整用制御棒が基準位置
からどれだけ移動したかが計算され、制御棒基準
位置復帰必要反応度算出器により必要反応度が計
算される。次にポイズンの最大除去注入速度を用
いた場合その時の液体ポイズンの除去注入速度を
液体ポイズン除去注入速度基準値決定装置12c
より送られてくる信号から判断し、その最大除去
注入速度で何分間継続すれば出力調整用制御棒の
炉心平均値を基準値に戻すことができるかを計算
する。この制御棒位置を復帰させるための液体ポ
イズン除去注入速度は比較的早く位置を戻すため
には最大速度を用いるが、早く戻す必要がない場
合には条件により適当な値に設定する。この方法
により求められた液体ポイズンの除去注入速度と
その継続時間は液体ポイズン除去注入速度基準値
決定装置12cへ伝達される。
置修正信号が送られてきた場合、制御棒位置算出
器により炉心全体の出力調整用制御棒が基準位置
からどれだけ移動したかが計算され、制御棒基準
位置復帰必要反応度算出器により必要反応度が計
算される。次にポイズンの最大除去注入速度を用
いた場合その時の液体ポイズンの除去注入速度を
液体ポイズン除去注入速度基準値決定装置12c
より送られてくる信号から判断し、その最大除去
注入速度で何分間継続すれば出力調整用制御棒の
炉心平均値を基準値に戻すことができるかを計算
する。この制御棒位置を復帰させるための液体ポ
イズン除去注入速度は比較的早く位置を戻すため
には最大速度を用いるが、早く戻す必要がない場
合には条件により適当な値に設定する。この方法
により求められた液体ポイズンの除去注入速度と
その継続時間は液体ポイズン除去注入速度基準値
決定装置12cへ伝達される。
第3図の実施例により、重水減速型原子炉を第
2図に示すような日負荷追従を実施した。このよ
うな負荷変動を行わせる場合の1日当り出力調整
用制御棒駆動回数は、実施例の場合には20回とな
つた。これは、第3図で示した従来の出力制御方
法の場合が約300回であり、本件発明者等が先に
提案した方法の場合が約110回であるので、出力
調整用制御棒駆動回数は、従来の方法の1/15以下
となつて、極めて著しい制御棒駆動回数の低減が
可能となつたことを示している。そして、その結
果、制御棒近傍の燃料の出力変化が緩和され燃料
の健全性確保上有利となつている。
2図に示すような日負荷追従を実施した。このよ
うな負荷変動を行わせる場合の1日当り出力調整
用制御棒駆動回数は、実施例の場合には20回とな
つた。これは、第3図で示した従来の出力制御方
法の場合が約300回であり、本件発明者等が先に
提案した方法の場合が約110回であるので、出力
調整用制御棒駆動回数は、従来の方法の1/15以下
となつて、極めて著しい制御棒駆動回数の低減が
可能となつたことを示している。そして、その結
果、制御棒近傍の燃料の出力変化が緩和され燃料
の健全性確保上有利となつている。
実施例によれば、液体ポイズン及び出力調整用
制御棒を用い負荷変更を実施する原子炉におい
て、日負荷追従のようなあらかじめ決められた負
荷変更を実施する場合、各時間の液体ポイズン除
去注入速度を予測解析により求め、さらに予測解
析と実際の反応度変化に偏差が生じた場合は、そ
の偏差信号により液体ポイズン除去注入速度を修
正し炉心の反応度変化の大部分を液体ポイズンで
受けもつことができ、炉心の局所的な出力変動が
なくなるため、燃料の健全性が向上する。
制御棒を用い負荷変更を実施する原子炉におい
て、日負荷追従のようなあらかじめ決められた負
荷変更を実施する場合、各時間の液体ポイズン除
去注入速度を予測解析により求め、さらに予測解
析と実際の反応度変化に偏差が生じた場合は、そ
の偏差信号により液体ポイズン除去注入速度を修
正し炉心の反応度変化の大部分を液体ポイズンで
受けもつことができ、炉心の局所的な出力変動が
なくなるため、燃料の健全性が向上する。
すなわち、本発明の原子炉の出力制御方法は、
炉心内の液体ポイズンの濃度制御および出力調整
用制御棒の出力制御によつて出力を制御する原子
炉の負荷追従性を大幅に高めることを可能とする
もので、産業上の効果の大なるものである。
炉心内の液体ポイズンの濃度制御および出力調整
用制御棒の出力制御によつて出力を制御する原子
炉の負荷追従性を大幅に高めることを可能とする
もので、産業上の効果の大なるものである。
第1図は、圧力管型原子炉の径方向断面図、第
2図は、原子炉の負荷追従の一例のプログラム
図、第3図は、従来の原子炉の出力制御方法の一
例の説明図、第4図は、本発明の原子炉の出力制
御方法の一実施例の説明図、第5図は第4図の制
御棒制御装置の計算フロー図、第6図は、同じく
液体ポイズン除去注入速度基準値決定装置の計算
フロー図、第7図は、同じく液体ポイズン除去注
入速度修正装置の計算フロー図、第8図は、同じ
く液体ポイズン除去注入速度修正装置の他の計算
フロー図、第9図は、同じく制御棒位置修正装置
の計算フロー図である。 2……出力調整用制御棒、5……制御棒駆動装
置、6……中性子検出器、8……液体ポイズン循
環系、10……液体ポイズン注入装置、11……
液体ポイズン除去装置、12……計算機、12a
……制御棒制御装置、12b……液体ポイズン除
去注入速度修正装置、12c……液体ポイズン除
去注入速度基準値決定装置、12d……制御棒位
置修正装置、13……ポイズン濃度検出器、14
……液体ポイズン除去、注入制御装置、15……
負荷変更計画。
2図は、原子炉の負荷追従の一例のプログラム
図、第3図は、従来の原子炉の出力制御方法の一
例の説明図、第4図は、本発明の原子炉の出力制
御方法の一実施例の説明図、第5図は第4図の制
御棒制御装置の計算フロー図、第6図は、同じく
液体ポイズン除去注入速度基準値決定装置の計算
フロー図、第7図は、同じく液体ポイズン除去注
入速度修正装置の計算フロー図、第8図は、同じ
く液体ポイズン除去注入速度修正装置の他の計算
フロー図、第9図は、同じく制御棒位置修正装置
の計算フロー図である。 2……出力調整用制御棒、5……制御棒駆動装
置、6……中性子検出器、8……液体ポイズン循
環系、10……液体ポイズン注入装置、11……
液体ポイズン除去装置、12……計算機、12a
……制御棒制御装置、12b……液体ポイズン除
去注入速度修正装置、12c……液体ポイズン除
去注入速度基準値決定装置、12d……制御棒位
置修正装置、13……ポイズン濃度検出器、14
……液体ポイズン除去、注入制御装置、15……
負荷変更計画。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 炉心内の液体ポイズンの濃度制御および出力
調整用制御棒による出力調整により負荷追従運転
を行う原子炉の出力制御方法において、動特性解
析用データを用いて所定の負荷変動に対する反応
度変化の予測解析を行い、該予測解析によつて求
めた反応度変化率の大きさに応じ出力制御時間を
区分し、各区分時間領域における液体ポイズンの
注入除去速度を求め、液体ポイズン濃度を該速度
で調整して原子炉の出力制御を行い、所定の負荷
から所定の設定幅以上ずれた場合は、前記出力調
整用制御棒により出力を微修正して出力制御する
工程と、前記予測解析の必要制御反応度と前記液
体ポイズンおよび前記出力調整用制御棒を含めた
投入制御反応度実積値との間に偏差が生じその所
定の時間の偏差値が設定した値を超えた場合は、
液体ポイズン濃度制御速度の修正を実施して該液
体ポイズン濃度の調整により出力変更の大部分の
反応度制御を実施する工程とを有することを特徴
とする原子炉の出力制御方法。 2 前記予測解析の必要制御反応度と前記投入制
御反応度実積値のずれである偏差値として、前記
出力調整用制御棒の位置変化を検出し、その検出
結果から求めた出力調整用制御棒による投入反応
度変化量を用いる特許請求の範囲第1項記載の原
子炉の出力制御方法。 3 前記予測解析の必要制御反応度と前記投入制
御反応度実績値のずれである偏差値として、前記
炉心内各領域の出力計の読みと所定の負荷との差
から求められる反応度差を用いる特許請求の範囲
第1項記載の原子炉の出力制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56194799A JPS5896284A (ja) | 1981-12-02 | 1981-12-02 | 原子炉の出力制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56194799A JPS5896284A (ja) | 1981-12-02 | 1981-12-02 | 原子炉の出力制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5896284A JPS5896284A (ja) | 1983-06-08 |
| JPH0158476B2 true JPH0158476B2 (ja) | 1989-12-12 |
Family
ID=16330447
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56194799A Granted JPS5896284A (ja) | 1981-12-02 | 1981-12-02 | 原子炉の出力制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5896284A (ja) |
-
1981
- 1981-12-02 JP JP56194799A patent/JPS5896284A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5896284A (ja) | 1983-06-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6477218B1 (en) | Control system of nuclear power plant, and control method thereof | |
| JPS63223591A (ja) | 自然循環型原子炉 | |
| EP4073821B1 (en) | Method for controlling a nuclear power plant and controller | |
| JPH0158476B2 (ja) | ||
| US4077836A (en) | Apparatus for automatically starting up nuclear reactor | |
| JPH0532720B2 (ja) | ||
| JP2670400B2 (ja) | 原子力発電プラントの監視装置 | |
| JP3316825B2 (ja) | 沸騰水型原子炉の原子炉出力自動調整装置 | |
| JP3357975B2 (ja) | 原子炉出力制御装置 | |
| JP2868894B2 (ja) | 原子力発電所の監視方法 | |
| JPS6319838B2 (ja) | ||
| JPS61280600A (ja) | 加圧水型原子炉の負荷追従運転用冷却材温度制御方法 | |
| JP2004150928A (ja) | 原子炉出力制御装置および原子炉出力制御方法 | |
| JP2553152B2 (ja) | 原子炉制御棒の自動制御方法 | |
| RU2798456C1 (ru) | Способ управления атомной электростанцией и контроллер | |
| JPS59116099A (ja) | 原子炉水位制御装置 | |
| JP2865726B2 (ja) | 原子力発電プラント | |
| JPH0339279B2 (ja) | ||
| JPS6338678B2 (ja) | ||
| JPH04151596A (ja) | 原子炉出力制御装置 | |
| JPS5916674B2 (ja) | 原子炉出力制御装置 | |
| JPH0447796B2 (ja) | ||
| JPH0552991A (ja) | 原子炉給水制御装置 | |
| JPS62228980A (ja) | 原子炉の安定性監視装置 | |
| JPS61245091A (ja) | 原子炉出力調整装置 |