JPH03105286A - 原子炉の運転方法 - Google Patents

原子炉の運転方法

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JPH03105286A
JPH03105286A JP1242115A JP24211589A JPH03105286A JP H03105286 A JPH03105286 A JP H03105286A JP 1242115 A JP1242115 A JP 1242115A JP 24211589 A JP24211589 A JP 24211589A JP H03105286 A JPH03105286 A JP H03105286A
Authority
JP
Japan
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density
steam
coolant
reactor
decreases
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Pending
Application number
JP1242115A
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English (en)
Inventor
Hiroki Sano
広樹 佐野
Koji Fujimura
幸治 藤村
Taisuke Bessho
別所 泰典
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Structure Of Emergency Protection For 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、特に、冷却材単位体積に含まれる蒸気
の体積割合(ボイド率と称する)の増加に伴い、反応度
が増加する(ボイド係数(炉心からの中性子の漏れを含
む)が正と称する)特性範囲をもつ原子炉の運転方法に
係り,特に、原子炉出力を上昇,低下させるのに好適な
運転方法に関する。
〔従来の技術〕
従来の原子炉,例えば、沸騰水型原子炉(IlltlR
と称する)では,「原子炉講座』火力発電協会編(昭和
54年)第101頁に述べられているように、何らかの
原因で原子炉出力が上昇した場合、蒸気泡が増加するこ
とにより反応度が下がり、これにより出力増加がおさえ
られる自己安定性を持つている。
原子炉出力の増減は、この効果を利用し、原子炉再循環
流量及び給水流量の増減により行うことができる。すな
わち、再循環流量を増加させることにより、炉内のボイ
ド発生点を上方に移動し,炉心内のボイド体積が減少す
ることにより、反応度が増加する。これによって出力が
上昇すると蒸気量が増加,すなわち、ボイドが増加し、
反応度は抑えられる。
このような特性は、原子炉の起動,停止時にも表れてお
り、流量にかかわらず、ボイドの体積増加により、冷却
材密度が小さくなると反応度が下がる(ボイド係数が負
)。
一方、軽水炉の高度化に伴い、一層のウラン利用率向上
を図るため、蒸気と水を冷却材として水素対重金属原子
数比を小さくすることにより、取り出される核分裂性物
質の投入した核分裂物質に対する比(転換比)を高めた
炉心概念(SWPR,Steam−Water Pow
ar Reactor)が1988年日ソセミナーで発
表されている。
SWPRにおいては,冷却材密度を下げると反応度が上
がる(ボイド係数が正の)冷却材密度範囲がある点で、
従来の沸騰水型原子炉の特性と異なっている。この様子
を第2図を用いて説明する。
第2図は、SWPRの冷却材密度と反応度との関係を示
す.この図から分かるように、冷却材密度140kg/
m’付近を境とし、これより冷却材密度の低い範囲,す
なわち、高ボイド率の範囲では、冷却材密度が減少する
(ボイドが増加する)と反応度が低下する(ボイド係数
が負)。また、冷却材密度より高い密度範囲、すなわち
、低ボイド率の範囲では、冷却材密度が低下する(ボイ
ドが増加する)と反応度が増加する(ボイド係数が正)
SWPRは、定常運転状態をこのボイド係数O付近(冷
却材密度140kg/rn’)に設定することにより、
ボイドが増減すると常に反応度が下がる固有の安全性を
持たせている特徴がる。
しかし、このような炉心では、起動停止方法が未だ確立
していない. 〔発明が解決しようとする課題〕 上記SWPRのように、定常運転状態が,冷却材密度に
対する反応度変化が、ほとんどない密度範囲か、または
、冷却材密度の低減に伴い、反応度が低下する範囲(ボ
イド係数がOまたは負の範囲)にあり、起動時の冷却材
密度が,従来のBWRと同様に定常運転状態より高い範
囲にあるとすると、起動から定常運転に至るまで、ボイ
ド係数が正の範囲で運転することになり、起動時の運転
条件は従来のBWRに比べて厳しくなる。すなわち、出
力は冷却材密度を監視しながら制御棒を用いて準静的に
上昇させねばならず、定常運転まで非常に時間がかかる
本発明の目的は.SWPRのような特性をもった原子炉
の安全、かつ、迅速な起動装置を提偶することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するため↓こ,本発明は起動時の冷却材
密度状態を定常運転状態と同じ冷却材密度状態、すなわ
ち、冷却材密度が変化しても反応度が変化しない範囲、
もしくは、冷却材密度が減少すると反応度が減少する範
囲としたものである。
また,起動時に減速材密度を達成するため、他システム
から熱,または、蒸気を供給するものである。
また、起動に伴う反応度変化を制御するため、制御棒を
挿入しながら定常運転状態にする。
さらに,原子炉停止時は、迅速に停止するため制御棒を
全挿入したのち、冷却材の密度が減少すると反応度が増
加する範囲で運転する。
〔作用〕
すなわち,起動時に、冷却材密度がボイド係数0,また
は、負の範囲にあれば、定常運転時にもボイド係数はO
または負の範囲にあるため、起動から定常運転時まで,
常に、ボイド係数0,または,負の範囲で運転すること
になり、現行BWRと同様に安全な運転となる。また、
このため起動から定常運転に至る時間は短くできる。
この冷却材密度を、原子炉出力の出ない起動時から実現
するためには,他の熱、または、蒸気発生システムによ
り蒸気、または、蒸気と水の二相流を送り込めばよい。
さらに、停止時には、通常起動時と逆の手順で運転する
が、ボイド係数正の範囲を用いることにより、すばやく
停止できる。すなわち,まず、制御棒を全挿入して反応
度を下げると出力が低下し、冷却材の密度が増加する。
これにより,さらに反応度が下がるため迅速に停止する
ことができる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を第l図により説明する。
第1図は本発明の原子炉運転方法をSWPRに適用する
場合に好適なシステム構成を示す。SリPRは炉心1,
蒸気ブロア2,@環ポンプ3、制御棒4等により構威さ
れている。また、炉心特性として冷却材密度による反応
度の変化を見ると,第2図に示すように、冷却材密度が
増加すると反応度が増加するボイド係数が正の範囲と、
冷却材密度が増加すると反応度が減少するボイド係数が
負の範囲の両方を取り得る。また,定常運転時には、ボ
イド係数がほぼOとなる約1 4 0kg/rn’ (
1 6M P a )の冷却材密度となっている。
本実施例は、このボイド係数負の範囲で起動させるため
に、他の蒸気発生システム5を備えている。蒸気発生シ
ステム5は他のタイプの炉、または、化石燃料を使った
ボイラ等である。
起動時には、制御棒4は挿入された状態にあり、蒸気発
生システム5により、蒸気流量を増加しながら制御棒4
を引き抜いていく。蒸気流量が定格値となった段階で,
蒸気ブロア2,再循環ボンプ3を起動して、蒸気切換弁
6a,6bでシステム5をしゃ断し、蒸気と水の流量配
分を調整して冷却材密度を上げていく。このとき、反応
度が上がり,出力が上昇するので、制御棒を挿入しなが
ら臨界を保つ。また,この切り換えとともに、蒸気発生
器7でタービン8を回すとともに一次復水器9へ蒸気を
送り、循環ボンプ3で水を送る。
このとき、第2図では冷却材密度の低い方から定常運転
時の密度に近づけることになる。すなわち,本実施例で
は冷却材密度の減少に伴い反応度が減少する範囲(冷却
材密度の増加に伴い反応度が増加する範囲)で起動から
定常運転に至ることができる。この範囲では負のボイド
係数をもっているため、安全に起動し、定常運転に至る
ことができる。
次に、本発明の第二の原子炉起動に関する実施例を第1
図を用いて示す。第一の実施例では他の蒸気発生システ
ム5により完全な蒸気(ボイド率100%)を起動時に
送り込んでいたが、冷却材密度がボイド係数負の範囲に
あれば最初から水と混合させておくことも可能である。
すなわち、本実施例では起動時にシステム5を動かすと
ともに、循環ポンプ3を作動する。この時、注入ざれる
混合流では、蒸気の水に対する混合割合が,定常運転時
のそれより大きくなるように循環ポンプ流量を調整する
。これにより、冷却材密度は定常運転時より小さくでき
、安全な起動が可能になる。
本実施例の起動から定常運転に至る手順は第1の実施例
と同じく、まず、蒸気の水に対する割合が定常運転時よ
り大きな冷却材密度範囲で制御棒を引き抜かれた状態と
する。次に,水の蒸気に対する割合を増加させていきな
がら、臨界を保つため制御棒を挿入していく。本方法で
は最初から水を混合させておくため、起動から定常運転
に至る時間をさらに短くできる効果がある。
なお、減速材密度が定常運転時のそれに近ければ反応度
はほとんど変化せず、ボイド係数がほぼOとなっている
が、このような場合でも出力係数は負であり安全である
次に、本発明の第一の原子炉停止に関する運転方法の実
施例を第1図を用いて説明する。
ボイド係数負の通常の原子炉では、停止は起動と逆手順
で行われるが、本炉のように、ボイド係数が正負両方を
取り得る炉心では,さらに迅速に停止させるためボイド
係数が正の範囲(冷却材密度が減少すると反応度が増加
する範囲)で停止できる。
すなわち、まず、制御棒4を挿入して、反応度を下げて
未臨界とし,その後,流量配分を調整して蒸気ブロア2
からの給供を少なくしていく。これにより冷却材密度が
増加するため反応度が,さらに、下がり,原子炉を迅速
に停止することができる。
なお,迅速ではないが、原子炉停止は通常のように起動
と逆手順で行うこともできる。
なお、本発明は特にSWPRについての適用例を示した
が、同様の特性を持つすべての炉心について適用可能で
ある。
〔発明の効果〕
本発明によれば,未だ確立されていない、ボイド係数が
正の冷却材密度範囲のある炉心について、迅速、かつ、
安全に起動・停止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の系統図,第2図は,SWP
Rの冷却材密度に対する反応度の変化を表す図である。 1・・・炉心、2・・・蒸気ブロア、3・・・再循環ポ
ンプ、4・・・制御棒、5・・・蒸気発生システム、6
a,6b・・・蒸気切換弁、7・・・蒸気発生器、8・
・・タービン,第 1 図 第2図 冷Ep材酵贋r(り/π3冫

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、炉心を流れる冷却材密度の減少に伴い、反応度が増
    加する密度範囲と、減少する密度範囲もしくは変化しな
    い密度範囲とがあり、出力がほぼ一定の目標出力となる
    定常運転時には、前記冷却材密度の減少により、反応度
    が減少する密度範囲、もしくは、変化しない密度範囲に
    ある特徴を持つ原子炉において、 制御棒と冷却材流量の制御により、目標出力まで出力を
    増加させる起動時にも、前記炉心を流れる前記冷却材密
    度の減少に伴い、前記反応度が減少する密度範囲、もし
    くは、変化しない密度範囲において運転することを特徴
    とする原子炉の運転方法。 2、請求項1において、前記原子炉の出力を低下させ、
    前記原子炉を停止する際に、前記冷却材密度が減少する
    に伴い、反応度が増加する密度範囲で運転することを特
    徴とする原子炉の運転方法。 3、蒸気−水の混合流を冷却材として用いる、原子炉に
    おいて、前記原子炉の起動時には、蒸気の水に対する割
    合が、定常運転時のそれ以上とすることを特徴とする原
    子炉運転方法。 4、請求項3において、起動時には制御棒を定常運転時
    に比べて引き抜いた状態とし、目標出力となるまで、蒸
    気に対する水の割合を増加させながら、制御棒を挿入す
    ることを特徴とする原子炉の運転方法。 5、請求項2において、定常運転時から停止に至る手順
    として、制御棒を未臨界となるまで挿入したのち、流量
    を減少することを特徴とする原子炉運転方法。 6、請求項1に記載の原子炉の起動時に、他のシステム
    から熱、または、蒸気を供給することにより、冷却材密
    度が減少すると反応度が減少する密度範囲に設定するこ
    とを特徴とする原子炉の運転方法。 7、請求項1において、停止時の冷却材の密度範囲は起
    動時のそれと同じとし、停止手順は、第1項請求範囲記
    載の起動時の運転方法と逆手順であることを特徴とする
    原子炉の運転方法。
JP1242115A 1989-09-20 1989-09-20 原子炉の運転方法 Pending JPH03105286A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8807438B2 (en) 2006-02-22 2014-08-19 Toyo Seikan Kaisha, Ltd. RFID tag substrate for metal component

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8807438B2 (en) 2006-02-22 2014-08-19 Toyo Seikan Kaisha, Ltd. RFID tag substrate for metal component

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