JPH0360077B2 - - Google Patents

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JPH0360077B2
JPH0360077B2 JP58168203A JP16820383A JPH0360077B2 JP H0360077 B2 JPH0360077 B2 JP H0360077B2 JP 58168203 A JP58168203 A JP 58168203A JP 16820383 A JP16820383 A JP 16820383A JP H0360077 B2 JPH0360077 B2 JP H0360077B2
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JP
Japan
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strings
string
core
power distribution
distribution
Prior art date
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JP58168203A
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Japanese (ja)
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JPS6060593A (en
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Koji Fukuzaki
Takashi Kiguchi
Shiro Nakamura
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Publication of JPH0360077B2 publication Critical patent/JPH0360077B2/ja
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    • 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

Landscapes

  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、原子炉炉心内の出力領域モニタの測
定値を用いて、出力分布を監視し、特に、最小の
モニタ個数で、必要十分な出力分布監視精度を得
る原子炉の出力分布監視装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention monitors the power distribution using the measured values of power range monitors in the reactor core, and in particular, monitors the necessary and sufficient power with the minimum number of monitors. This invention relates to a power distribution monitoring device for a nuclear reactor that obtains distribution monitoring accuracy.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

動力炉等の大型原子炉の炉心内には、複数個の
出力領域モニタが設置されている。この設置の目
的の一つは、炉心内の出力分布を監視することに
より、燃料をより安全かつ経済的に燃焼させるこ
とである。
A plurality of power range monitors are installed in the core of a large nuclear reactor such as a power reactor. One of the purposes of this installation is to burn fuel more safely and economically by monitoring the power distribution within the reactor core.

以下、本明細書では沸とう水型原子炉
(BWR)を例にとり、詳細に説明する。
Hereinafter, in this specification, a boiling water reactor (BWR) will be explained in detail by taking an example.

第1図は、炉心の水平断面図である。燃料は燃
料集合体1という形で、炉心内に規則的に配置さ
れている。燃料集合体1は、炉心最外周の一部分
(図中、斜線で示したもの)を除き、2×2のメ
ツシユ(図中の太線)で区分できる。このように
して区分した燃料集合体4体からなる正方形を、
セル2と呼ぶ。第2図は、セルの1つを取出して
拡大したものである。セルの中には、前述したよ
うに、4体の燃料集合体1a〜1dがあり、その
周囲には4本の十字型制御棒3a〜3dがある。
図の例では、制御棒3dの1本のみが部分挿入さ
れており、他の3本はすべて引抜かれている。各
セルの中央には、炉内出力領域モニタ用のストリ
ング4が設置可能である。ストリング4の中に
は、2種類の出力領域モニタが入る。その1つ
は、局所出力領域モニタ(LPRM)5a〜5d
であり、炉心の高さ方向4個所で、中性子束を常
時測定する。他の1つは、移動式炉内計装系
(TIP)である。TIPは、常時は炉心外に格納さ
れており、炉心高さ方向の連続的な中性子束分布
を測定する場合のみ、導管6内を走行する。
FIG. 1 is a horizontal cross-sectional view of the core. The fuel is regularly arranged in the core in the form of fuel assemblies 1. The fuel assembly 1 can be divided by a 2×2 mesh (bold line in the figure), except for a part of the outermost periphery of the core (indicated by diagonal lines in the figure). A square consisting of four fuel assemblies divided in this way is
Call it cell 2. FIG. 2 shows an enlarged view of one of the cells. Inside the cell, as described above, there are four fuel assemblies 1a to 1d, and around them there are four cross-shaped control rods 3a to 3d.
In the illustrated example, only one of the control rods 3d is partially inserted, and the other three are all pulled out. A string 4 for monitoring the in-furnace power range can be installed in the center of each cell. Inside the string 4 are two types of output area monitors. One of them is local output range monitor (LPRM) 5a to 5d.
The neutron flux is constantly measured at four locations in the height direction of the core. The other is the mobile in-core instrumentation system (TIP). The TIP is normally stored outside the core, and travels within the conduit 6 only when measuring the continuous neutron flux distribution in the height direction of the core.

従来は、このTIPおよびLPRMの測定値を使用
し、次のような方法で出力分布を監視してきた
(第3図)。
Conventionally, the measured values of TIP and LPRM have been used to monitor the output distribution in the following manner (Figure 3).

(1) TIPを走行し、各ストリングの炉心高さ設置
の連続的な中性子束分布RO l,kを測定する。ここ
で、添字lはストリング番号、kは炉心高さ方
向のノード位置である。
(1) Travel through the TIP and measure the continuous neutron flux distribution R O l,k of each string installed at the core height. Here, the subscript l is the string number, and k is the node position in the core height direction.

通常、炉心高さ方向は24ノードに分割し、炉
底をk=1、炉頂をk=24としている。
Normally, the reactor core is divided into 24 nodes in the height direction, with k=1 at the bottom and k=24 at the top.

(2) 出力分布監視時には、その時点でのTIP測定
値に相当するRl,kを、次式で計算する。
(2) When monitoring the output distribution, calculate R l,k corresponding to the TIP measurement value at that time using the following formula.

Rl,k=RO l,k+ΔRCR l,k+ΔRLPRM l,k ……(1) ここで、ΔRCR l,kは、RO l,kを測定した後、ストリ
ングに隣接する制御棒が動いた影響を補正する
もので、制御棒の移動量および、ノードkと制
御棒先端との距離に応じ、あらかじめ作成して
おいた定数を用いて計算する。これに対して、
ΔRLPRM l,kは、出力分布監視時のLPRM測定値と、
(RO l,k+ΔRCR l,k)から計算したLPRM測定値に相
当する値との差から、そのつど計算する。
R l,k = R O l,k + ΔR CR l,k + ΔR LPRM l,k ……(1) Here, ΔR CR l,k is the control value adjacent to the string after measuring R O l,k . This is to correct the effect of rod movement, and is calculated using constants created in advance according to the amount of movement of the control rod and the distance between node k and the tip of the control rod. On the contrary,
ΔR LPRM l,k is the LPRM measurement value during output distribution monitoring,
Calculate each time from the difference between the value corresponding to the LPRM measurement value calculated from (R O l,k + ΔR CR l,k ).

(3) 式(1)で計算したTIP相当値Rl,kから、そのス
トリングlの周囲の4燃料集合体j(=1〜4)
の出力Pl,j,kを、次式で計算する。
(3) From the TIP equivalent value R l,k calculated using equation (1), calculate the four fuel assemblies j (=1 to 4) around the string l.
The output P l,j,k of is calculated using the following formula.

Pl,j,k=Fj・Rl,k ……(2) ここで、変換係数Fjは、燃料集合体jの燃料
タイプ・、燃焼度・減速材密度、およびストリ
ング周囲の燃料タイプ組合せ・制御棒挿入状態
等の関数であり、あらかじめ作成しておいた定
数を用いて計算する。
P l,j,k =F j・R l,k ……(2) Here, the conversion coefficient F j is the fuel type, burnup, moderator density of fuel assembly j, and the fuel type around the string. It is a function of the combination, control rod insertion state, etc., and is calculated using constants created in advance.

(4) 式(1)の補正量ΔRCR l,k、ΔRLPRM l,kが大きくなつ

きた場合には、TIPを走行し、RO l,kを更新する。
(4) When the correction amounts ΔR CR l,k and ΔR LPRM l,k in equation (1) become large, the vehicle runs at TIP and updates R O l,k .

本方法によれば、TIPの走行を以下のように実
施すれば、出力分布監視誤差(注) を4〜5%以
下に維持できる。
According to this method, the output distribution monitoring error (Note) can be maintained at 4 to 5% or less by running TIP as follows.

制御棒挿入パタンが変更された時。 When the control rod insertion pattern is changed.

制御棒挿入パタンが一定のままでも、前回の
TIP走行から、炉心平均の燃焼度がIGW・
d/t程度進んだ時。
Even if the control rod insertion pattern remains constant, the previous
From the TIP run, the average burnup of the core is IGW.
When it has advanced by about d/t.

出力分布監視誤差σは、次式で定義する。 The output distribution monitoring error σ is defined by the following equation.

ここで、 RM l,k、RC l,k:ストリングl、ノードkのTIP測定
値、計算値(平均値1)、 L、K:ストリング総数、ノード数。
Here, R M l,k , R C l,k : String l, TIP measurement value of node k, calculated value (average value 1), L, K : Total number of strings, number of nodes.

この程度の監視誤差ならば、原子炉は十分に安
全に運転できる。しかし、以上のような方法で出
力分布を計算するためには、本来、すべてのセル
毎に、出力領域モニタを内蔵したストリングが必
要となる。第1図に示した炉心では、ストリング
本数は204本となる。しかし、実際には、第4図
に示すように52本のストリングしか実装されてい
ない(図中の●印)。これは、原則として炉心が
4分の1対称で運転されることを利用するためで
ある。4分の1対称とは、図中の1点鎖線を対称
軸として、燃料装荷パタンおよび制御棒パタン
が、鏡面対称あるいは4分の1回転対称となつて
いることである。この場合には、第5図に一例を
示すように、実装されたストリングLでの出力領
域モニタの測定値を、他の象限の対称位置(鏡面
対称の場合にはLM 1〜L3 L、回転対称の場合には
L1 R〜L3 R)での仮想的な測定値として利用でき
る。この性質を利用し、第4図の右上の象現に、
他の3つの象現に実装されたストリングを仮想的
に移すと、図中〇印で示すようになる。すなわ
ち、炉心が4分の1対称で運転されていれば、実
効的に、すべてのセル毎にストリングがあること
になり、前記(1)〜(4)の方法で、精度よく出力分布
が監視できる。
With monitoring errors of this level, nuclear reactors can be operated safely. However, in order to calculate the output distribution using the above method, a string containing a built-in output area monitor is essentially required for each cell. In the core shown in Figure 1, the number of strings is 204. However, in reality, as shown in Figure 4, only 52 strings are implemented (marked with ● in the figure). This is to take advantage of the fact that the core is, in principle, operated with quarter symmetry. 1/4 symmetry means that the fuel loading pattern and the control rod pattern have mirror symmetry or 1/4 rotation symmetry with the dashed line in the figure as the axis of symmetry. In this case, as shown in an example in FIG . , in the case of rotational symmetry
L 1 R to L 3 R ) can be used as a virtual measurement value. Using this property, in the upper right quadrant of Figure 4,
When the strings implemented in the other three quadrants are virtually transferred, they become as shown by the circles in the figure. In other words, if the reactor core is operated with quarter symmetry, there will effectively be a string for every cell, and the power distribution can be accurately monitored using methods (1) to (4) above. can.

しかし、この方法では、炉心中の全セル数の1/
4のストリング本数が必要であり、炉心が大きく
なるにつれ、次のような問題が生ずる。
However, with this method, 1/1/2 of the total number of cells in the core
4 strings is required, and as the core becomes larger, the following problems arise.

(i) ストリング本数が多くなり、設置のためのコ
ストが増大する。また、炉心内に常時置かれる
LPRMが徐々に劣化するため、ストリングは
定期的に交換が必要であるが、この交換のコス
トも増大する。
(i) The number of strings increases, increasing installation costs. Also, it is always placed inside the reactor core.
Due to the gradual deterioration of the LPRM, the strings require periodic replacement, which also increases the cost of replacement.

(ii) RO l,kを測定するためにTIP走行が必要である
が、ストリング本数が多くなると、全ストリン
グの走行に要する時間が長くなる。TIP走行中
には、出力分布を安定させておく必要があるの
で、その間、運転融通性が低下する。
(ii) TIP running is necessary to measure R O l,k , but as the number of strings increases, the time required to run all the strings increases. During TIP driving, it is necessary to keep the power distribution stable, which reduces driving flexibility.

すなわち、第4図に示すように多数のストリン
グを配置することは、経済性および効率の向上を
はかるためには、好ましくない。
That is, it is not preferable to arrange a large number of strings as shown in FIG. 4 in order to improve economy and efficiency.

そこで、近年、ストリング本数を減らす方法が
検討され始めている。第6図は、その方法の一例
であり、第4図に示す従来の配置から、1本置き
にストリングを削減している。その結果、ストリ
ング本数は、第4図の52本から、半分以下の24本
になる。
Therefore, in recent years, methods to reduce the number of strings have begun to be considered. FIG. 6 shows an example of this method, in which every other string is reduced from the conventional arrangement shown in FIG. As a result, the number of strings will be reduced to 24, less than half of the 52 in Figure 4.

しかし、この配置方法では、炉心が4分の1対
称に運転されている場合、第6図に〇印に示すよ
うにストリングを1象限に移しても、ストリング
の存在しないセルが生ずる。ストリングが存在せ
ず、出力領域モニタの測定値が得られないセルで
は、従来の方法(1)〜(4)では出力分布が監視でき
ず、したがつて、出力分布監視誤差が大きくな
る。
However, with this placement method, if the core is operated with quarter symmetry, even if the strings are moved to one quadrant as shown by the circles in FIG. 6, cells without strings will occur. In a cell where a string does not exist and a measurement value of the output area monitor cannot be obtained, the output distribution cannot be monitored using conventional methods (1) to (4), and therefore the output distribution monitoring error becomes large.

この問題点を解決するために、さらに、出力分
布の計算に原子炉の物理的モデルを内蔵したプロ
グラムを使用する方法が提案されている。 (1)
子炉の物理的モデル(以下、原子炉モデルと略
す)とは、炉心内の核特性および熱水力特性を記
述した式を用い、炉心熱出力・炉心冷却材流量・
制御棒位置等のデータから、出力分布を計算する
ものである。ノード結合型モデルFLARE (2)は、
その一例である。
In order to solve this problem, a method has been proposed in which a program containing a physical model of a nuclear reactor is used to calculate the power distribution. (1) A physical model of a nuclear reactor (hereinafter abbreviated as a reactor model) is a physical model that uses equations that describe the nuclear characteristics and thermal-hydraulic characteristics in the reactor core, and uses equations that describe the core thermal output, core coolant flow rate,
The power distribution is calculated from data such as control rod positions. The node-coupled model FLARE (2) is
This is one example.

原子炉モデルを使用した出力分布計算では、本
来、出力領域モニタの測定値を必要としない。し
かし、その場合の出力分布監視誤差は6〜7%程
度である。これは、オンラインでプロセス計算機
を使用して、数分以内に計算を終了させる必要が
あるために、原子炉モデルを簡略化していること
に起因する。
Power distribution calculation using a nuclear reactor model does not originally require measured values from a power range monitor. However, the output distribution monitoring error in that case is about 6 to 7%. This is due to the simplification of the reactor model, which requires the use of online process calculators to complete calculations within minutes.

すなわち、原子炉モデルを使用する場合におい
ても、従来通りの出力分布監視精度を達成するた
めには、出力領域モニタの測定値を利用する必要
がある。
That is, even when using a nuclear reactor model, in order to achieve the conventional power distribution monitoring accuracy, it is necessary to use the measured values of the power range monitor.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、炉心内のストリングの数を低
減でき、しかも従来と同程度の精度で出力分布を
監視できる原子炉の出力分布監視装置を提供する
ことにある。
An object of the present invention is to provide a power distribution monitoring device for a nuclear reactor that can reduce the number of strings in the reactor core and monitor the power distribution with accuracy comparable to conventional methods.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明の特徴は、4本の制御棒に取囲まれた4
体の燃料集合体により構成される複数のセルを炉
心内に有し、中性子モニタを内蔵するストリング
が配置される前記セルを有する原子炉の出力分布
監視装置において、炉心中心を通り互いに直交す
る2軸で前記炉心の横断面を4つの領域に分割し
たとき、1つの領域に配置された前記ストリング
は、他の3つの領域においてそのストリングと鏡
対称または1/4回転対称の位置での中性子束を検
出するように配置され、分割して得られる1つの
領域に他の3つの領域にあるすべての前記ストリ
ングを対称性を利用して仮想的に移したとき、当
該1つの領域において前記ストリングを有する前
記セルと前記ストリングを有しない前記セルとが
市松模様状に配置され、モデルを用いて出力分布
を計算する装置と、前記ストリング内の中性子モ
ニタの測定値を用いて前記出力分布を補正する装
置を備えたことにある。具体的には、第7図に示
すように、出力分布の監視精度を向上させるた
め、以下のように、出力領域モニタの測定値を補
助的に利用する。
The feature of the present invention is that the four control rods are surrounded by four control rods.
In a power distribution monitoring device for a nuclear reactor, the power distribution monitoring device has a plurality of cells in the core, each of which is composed of a plurality of fuel assemblies, and in which a string containing a neutron monitor is arranged. When the cross section of the core is divided into four regions by the axis, the string placed in one region has a neutron flux at a position mirror-symmetric or 1/4 rotation symmetry with the string in the other three regions. When all the strings in the other three regions are virtually transferred to one region obtained by dividing the strings, using symmetry, the strings in the one region are The cells with the string and the cells without the string are arranged in a checkerboard pattern, and a device that calculates the output distribution using a model and a measurement value of a neutron monitor in the string are used to correct the output distribution. The reason is that the equipment is equipped. Specifically, as shown in FIG. 7, in order to improve the monitoring accuracy of the output distribution, the measured value of the output area monitor is used supplementarily as follows.

(1) TIP走行時に、原子炉モデルで計算した出力
分布を換算して得たTIP測定値に相当する値
と、実際のTIP測定値とを比較し、両者の差が
最小になるように、モデルのパラメータを調整
する。
(1) During TIP driving, compare the value equivalent to the TIP measurement value obtained by converting the power distribution calculated using the reactor model with the actual TIP measurement value, and make sure that the difference between the two is minimized. Adjust model parameters.

(2) 出力分布監視時に、原子炉モデルで計算した
出力分布を換算して得たLPRM測定値に相当
する値と、実際のLPRM測定値とを比較し、
両者の差で出力分布を補正する。
(2) When monitoring the power distribution, compare the value equivalent to the LPRM measurement value obtained by converting the power distribution calculated using the reactor model with the actual LPRM measurement value,
The output distribution is corrected by the difference between the two.

ここで、上記(1)で調整するパラメータは、炉心
の局所的な部分に影響するものではなく、全炉心
に影響を与えるものを5〜6個前後選定する。ま
た、LPRM測定値による出力分布の補正量は、
出力分布の監視誤差が2〜3%減少する程度であ
る。ストリングの本数が削減できる理由について
は後で説明するが、パラメータの個数が少なく、
出力分布の補正量が小さいことも、本数が削減で
きる1つの理由である。
Here, the parameters to be adjusted in the above (1) are selected to be around 5 to 6 parameters that do not affect a local portion of the reactor core, but affect the entire core. In addition, the amount of correction of the output distribution based on the LPRM measurement value is
The monitoring error of the output distribution is reduced by 2 to 3%. The reason why the number of strings can be reduced will be explained later, but the number of parameters is small,
One of the reasons why the number can be reduced is that the amount of correction of the output distribution is small.

以上、出力分布監視方法の基本的手順について
説明した。次に、ストリングの配置方法について
説明する。
The basic procedure of the output distribution monitoring method has been explained above. Next, a method for arranging strings will be explained.

ストリングは、炉心の4分の1に注目した場
合、第8図のaあるいはbの〇印で示すように市
松模様になるように配置する。いずれも、次の2
つの規則を満たすようにしてある。
When focusing on one quarter of the core, the strings are arranged in a checkered pattern as shown by the circles a or b in Figure 8. In both cases, the following two
It is designed to satisfy two rules.

2セル毎に1ストリングずつの密度となる。 The density is one string for every two cells.

ストリング同志の間隔が均等となる。 The strings are evenly spaced.

これらの2つの規則は、それぞれ、次のような
理由により、物理現象に対応して必然的に定ま
る。
These two rules are necessarily determined in response to physical phenomena for the following reasons.

ストリングの配置に関する規則は、各燃料集
合体からの影響が、少なくとも1つのストリング
中の出力領域モニタに反映するようにする、とい
う原則より定まる。この原則を満たすためには、
ある燃料集合体で発生した高速中性子が、減速さ
れて熱中性子となり、吸収されて次の核分裂に使
用されるまでの平均飛程が、その燃料集合体から
最寄りのストリングまでの距離よりも長くなるよ
うに、ストリングの密度を定めればよい。拡散理
論に基づくと、熱中性子炉では、近似的に次式が
成立する。 (3) 2=6・M2 ……(3) ここで、2 :中性子の発生点から吸収点までの直線距離の
自乗の平均 M2:移動面積 BWRでは、 M2=100〜150〔cm2〕 であり、これを式(3)に代入すると、 2=600〜900〔cm2〕 となる。したがつて、平均飛程は、 √2=25〜30〔cm〕 である。一方、BWRにおいては、セルの1辺は
1ft(約30cm)である。すなわち、第8図のaある
いはbのようにストリングを配置すれば、第9図
にその一部拡大図を示すように、すべての燃料集
合体は最寄りのストリングから中性子の平均飛程
以内(図中の破線の円)に入る。
The rules for string placement are based on the principle that the contribution from each fuel assembly is reflected in the power range monitor in at least one string. To meet this principle,
Fast neutrons generated in a fuel assembly are slowed down to become thermal neutrons, and the average range before they are absorbed and used for the next fission is longer than the distance from that fuel assembly to the nearest string. The density of the string can be determined as follows. Based on diffusion theory, the following equation approximately holds true in a thermal neutron reactor. (3) 2 = 6・M 2 ...(3) Here, 2 : Average square of the straight-line distance from the neutron generation point to the absorption point M 2 : Moving area In BWR, M 2 = 100 to 150 [cm 2 ], and when this is substituted into equation (3), 2 = 600 to 900 [cm 2 ]. Therefore, the average range is √ 2 = 25 to 30 [cm]. On the other hand, in BWR, one side of the cell is
It is 1ft (approximately 30cm). In other words, if the strings are arranged as shown in a or b in Figure 8, all fuel assemblies will be within the average range of neutrons from the nearest string (as shown in a partially enlarged view in Figure 9). Enter the circle with the dashed line inside.

以上説明したようなストリングの配置で十分な
のは、先に説明したように、出力分布の監視方法
を改良するためである。すなわち、従来のような
出力領域モニタの測定値を基にした方法とは異な
り、まず、出力領域モニタの測定値を使用しない
で、原子炉モデルにより出力分布を直接計算し、
この出力分布を補正するために、補助的に出力領
域モニタの測定値を使用する方法を採用してい
る。したがつて、各燃料集合体の影響を反映する
ストリングが1本あれば、その燃料集合体の出力
分布を正しく補正できる。
The reason why the arrangement of strings as described above is sufficient is to improve the method of monitoring the output distribution, as explained earlier. In other words, unlike the conventional method based on the measured values of the power range monitor, first, the power distribution is directly calculated using the reactor model without using the measured values of the power range monitor.
In order to correct this output distribution, a method is adopted in which the measured value of the output area monitor is used as an auxiliary measure. Therefore, if there is one string that reflects the influence of each fuel assembly, the output distribution of that fuel assembly can be corrected correctly.

次に、ストリングの配置に関する規則を定め
た根拠は、出力分布の補正を合理的に実施するた
めである。すなわち、まず第一に、第8図に示す
ように均等に配列すると、各燃料集合体の出力分
布の補正量が同程度となる。これは、燃料集合体
毎の出力分布の計算精度が、ほぼ同程度になるこ
とを意味する。計算精度に局所的にむらがないこ
とは、監視を容易にするばかりか、安全性を向上
できる。第二に、均等に配列すると、すべての場
所で同一の手順で出力分布の補正ができる。補正
の処理は、計算機に格納したプログラムで実施す
るので、プログラムの簡素化および演算時間の短
縮がはかれる。
Next, the reason for establishing the rules regarding the arrangement of strings is to rationally correct the output distribution. That is, first of all, if the fuel assemblies are arranged evenly as shown in FIG. 8, the amount of correction of the output distribution of each fuel assembly becomes approximately the same. This means that the calculation accuracy of the power distribution for each fuel assembly is approximately the same. Locally uniform calculation accuracy not only facilitates monitoring but also improves safety. Second, by arranging them evenly, the output distribution can be corrected using the same procedure at all locations. Since the correction process is performed by a program stored in a computer, the program can be simplified and the calculation time can be shortened.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の実施例図面に基づいて詳細に説
明する。
EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the drawings.

まず、出力分布の監視方法に関する実施例につ
いて説明する。第7図に示す手順のうち、TIP走
行時の実施例については、特公昭53−22639「原子
炉の出力分布監視装置」の方法が利用できるの
で、ここでは詳細な説明は省略する。この方法で
は、原子炉モデルとしてFLAREを使用し、調整
用パラメータは6個(中性子輸送核の混合パラメ
ータ2個、アルベド4個)である。このパラメー
タを調整した原子炉モデルにより出力分布を計算
すると、監視誤差は7%程度である。
First, an example of a method for monitoring output distribution will be described. Among the steps shown in FIG. 7, the method of the TIP running example can be used as described in Japanese Patent Publication No. 53-22639 ``Nuclear Reactor Power Distribution Monitoring Device'', so a detailed explanation will be omitted here. In this method, FLARE is used as a nuclear reactor model, and there are six adjustment parameters (two mixing parameters for neutron transport nuclei and four albedo). When the power distribution is calculated using a reactor model with these parameters adjusted, the monitoring error is about 7%.

この監視誤差を小さくするために、本発明の出
力分布の監視方法では、さらにLPRM測定値に
より出力分布を補正する。この補正方法の実施例
を第10図に示す。その手順は、以下の通りであ
る。
In order to reduce this monitoring error, the output distribution monitoring method of the present invention further corrects the output distribution using the LPRM measurement value. An embodiment of this correction method is shown in FIG. The procedure is as follows.

(1) 原子炉モデルで計算した出力分布PM l,j,kをTIP
相当値RM l,kおよびLPRM相当値LM l,oに変換する。
この変換は、式(2)の逆変換である。
(1) TIP the power distribution P M l,j,k calculated using the reactor model
Convert to equivalent value R M l,k and LPRM equivalent value L M l,o .
This transformation is the inverse transformation of equation (2).

(2) 各ストリングl毎に、LPRM位置n(=1〜
4)で、次式により、LPRM測定値と計算値
との差ΔLl,oを計算する。
(2) For each string l, LPRM position n (=1 ~
In 4), the difference ΔL l,o between the LPRM measurement value and the calculated value is calculated using the following formula.

ΔLl,o=Ll,o−LM l,o ……(4) ここで、Ll,oはLPRM測定値である。 ΔL l,o = L l,o −L M l,o ...(4) Here, L l,o is the LPRM measurement value.

(3) 各ストリングl毎に、炉心高さ方向に4点あ
るΔLl,oを直線内外挿し、TIP相当の24ノード
の差ΔRLPRM l,kを計算する。
(3) For each string l, linearly interpolate ΔL l,o at four points in the core height direction, and calculate the difference ΔR LPRM l,k between the 24 nodes equivalent to TIP.

(4) ストリングlに隣接する燃料集合体j(=1
〜4)について、次式で出力分布を補正する。
(4) Fuel assembly j (=1
Regarding ~4), the output distribution is corrected using the following equation.

Pl,j,k=PM l,j,k・(1+Cl,j,k) ……(5) ここで、 Cl,j,k=ΔRLPRMl,k/RMl,k Pl,j,kが補正後の出力分布である。P l,j,k =P M l,j,k・(1+C l,j,k ) ……(5) Here, C l,j,k =ΔR LPRM / l,k /R M / l, k P l,j,k is the output distribution after correction.

(5) ストリングの存在しないセルについては、第
11図に示すように、周囲ストリングl1〜l4
の補正係数Cl1,j,k〜Cl4,j,kを使用し、次式で仮想
的な補正係数Clc,j,kを求める。
(5) For cells without strings, use the correction coefficients C l1,j,k to C l4,j,k for the surrounding strings l 1 to l 4 as shown in Figure 11, and use the following formula. Find a virtual correction coefficient C lc,j,k .

Clc,j,k=1/4l4l=l1 Cl,j,k ……(6) 以上の手順でLPRM測定値により出力分布を
補正すれば、出力分布の監視誤差は、さらに2〜
3%向上し目標の4〜5%以下となる。なお、第
8図において、炉心最外周にあつてストリングの
存在しないセルについては、第11図および式(6)
に示す方法で補正係数が計算できない。このよう
な場合には、周囲の2〜3のストリングの補正係
数の平均値を使用すればよい。
C lc,j,k = 1/4 l4l=l1 C l,j,k ……(6) If the output distribution is corrected using the LPRM measurement value using the above procedure, the monitoring error of the output distribution will be further reduced by 2 ~
This is an improvement of 3% and is below the target of 4-5%. In addition, in FIG. 8, for the cells at the outermost periphery of the core where no strings exist, FIG. 11 and formula (6)
The correction coefficient cannot be calculated using the method shown below. In such a case, the average value of the correction coefficients of two or three surrounding strings may be used.

次に、ストリングの配置方法に関する実施例に
ついて説明する。炉心が4分の1対称で運転され
ている場合の実施例を、第12図および第13図
に示す。対称性を利用して右上の象限に全ストリ
ングを仮想的に移すと、第12図からは第8図a
が、第13図からは第8図bが得られる。すなわ
ち、両実施例とも、前述したストリングの配置に
関する規則・を満足している。
Next, an example of a method for arranging strings will be described. An example in which the core is operated with quarter symmetry is shown in FIGS. 12 and 13. If we use symmetry to virtually transfer all the strings to the upper right quadrant, from Figure 12 we can see Figure 8a.
However, FIG. 8b is obtained from FIG. 13. That is, both embodiments satisfy the above-mentioned rules regarding the arrangement of strings.

さらに、第12図および第13図の実施例にお
いて、全炉心のストリングの配置を見ると、局所
的なかたよりがなく、全炉心にほぼ一様に分布し
ている。LPRMの測定値は、出力分布の監視の
他に、平均出力領域モニタ(APRM)あるいは
制御棒引抜阻止モニタ(RBM)等の原子炉保護
系への入力として使用されている。したがつて、
全炉心に一様に分布していることは、どこで異常
が発生しても、すぐ原子炉保護系を作動できるこ
とを意味する。
Furthermore, in the embodiments shown in FIGS. 12 and 13, when looking at the arrangement of the strings in the entire core, there is no local deviation and the strings are distributed almost uniformly in the entire core. In addition to monitoring the power distribution, LPRM measurements are used as inputs to reactor protection systems such as the average power range monitor (APRM) or the control rod withdrawal block monitor (RBM). Therefore,
Uniform distribution throughout the entire reactor core means that no matter where an abnormality occurs, the reactor protection system can be activated immediately.

以上説明した実施例の他に、本発明の出力分布
監視方法およびストリング配置方法の基本的考え
方を変更することなく、次のような実施例も実現
できる。
In addition to the embodiments described above, the following embodiments can also be realized without changing the basic concept of the output distribution monitoring method and string arrangement method of the present invention.

(i) 炉心の外周部では出力が低く、出力分布の監
視精度が多少悪化しても、安全上および経済上
に大きな影響はない、したがつて、第8図にお
いて、炉心最外周のセルに存在するストリング
を削除することも可能である。このようにすれ
ば、(a)で4本、(b)で6本、ストリング本数を削
減できる。
(i) Output is low at the outer periphery of the core, and even if the monitoring accuracy of the power distribution deteriorates a little, it will not have a major impact on safety or economics. Therefore, in Figure 8, It is also possible to delete existing strings. In this way, the number of strings can be reduced by 4 in (a) and 6 in (b).

(ii) ストリングの存在しないセルの補正係数を求
める方法として、式(6)のように単純な平均をと
るのではなく、周囲のストリングの補正係数を
なめらかに内挿する方法も可能である。
(ii) As a method of determining the correction coefficient for a cell in which no string exists, it is also possible to smoothly interpolate the correction coefficients of surrounding strings, instead of simply taking the average as in equation (6).

(iii) 炉心が8分の1対称で運転される場合には、
第14図に実施例を示すように、LPRM l,k印の位置
にストリングを配置すればよい。1領域に集め
た時に、〇印で示すように市松模様になる。
(iii) If the core is operated with one-eighth symmetry,
As shown in the example in FIG. 14, strings may be placed at the positions marked l and k on the LPRM . When gathered in one area, they form a checkered pattern as shown by the ○ marks.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したごとく、本発明によるストリング
の配置方法および出力分布の監視方法を採用すれ
ば、ストリングの本数が半数に削減でき、経済性
の向上がはかれると共に、誤差の少ない状態で出
力分布が監視でき、効率の向上がはかれる効果が
ある。
As explained above, by adopting the string arrangement method and output distribution monitoring method according to the present invention, the number of strings can be reduced by half, economical efficiency can be improved, and output distribution can be monitored with less error. , which has the effect of improving efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は炉心の水平断面図、第2図はセルの構
成を示す図、第3図は従来の出力分布監視方法を
示す図、第4図は従来のストリング配置を示す
図、第5図はストリングの対称関係を示す図、第
6図はストリング本数削減の一例を示す図、第7
図は本発明の出力分布監視方法を示す図、第8図
は本発明のストリング配置方法を示す図、第9図
は第8図の一部を拡大した図、第10図・第11
図は出力分布監視方法の実施例を示す図、第12
図・第13図・第14図はストリング配置方法の
実施例を示す図である。 1……燃料集合体、2……セル、3……制御
棒、4……ストリング、5……LPRM、6……
TIP導管。
Figure 1 is a horizontal sectional view of the core, Figure 2 is a diagram showing the cell configuration, Figure 3 is a diagram showing the conventional power distribution monitoring method, Figure 4 is a diagram showing the conventional string arrangement, and Figure 5 is a diagram showing the conventional power distribution monitoring method. is a diagram showing the symmetrical relationship of strings, Figure 6 is a diagram showing an example of reducing the number of strings, and Figure 7 is a diagram showing an example of reducing the number of strings.
The figure shows the output distribution monitoring method of the present invention, Figure 8 shows the string arrangement method of the present invention, Figure 9 is an enlarged view of a part of Figure 8, and Figures 10 and 11.
Figure 12 shows an embodiment of the output distribution monitoring method.
Figures 13 and 14 are diagrams showing examples of string arrangement methods. 1... Fuel assembly, 2... Cell, 3... Control rod, 4... String, 5... LPRM, 6...
TIP conduit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 4本の制御棒に取囲まれた4体の燃料集合体
により構成される複数のセルを炉心内に有し、中
性子モニタを内蔵するストリングが配置される前
記セルを有する原子炉の出力分布監視装置におい
て、炉心中心を通り互いに直交する2軸で前記炉
心の横断面を4つの領域に分割したとき、1つの
領域に配置された前記ストリングは、他の3つの
領域においてそのストリングと鏡対称または1/4
回転対称の位置での中性子束を検出するように配
置され、分割して得られる1つの領域に他の3つ
の領域にあるすべての前記ストリングを対称性を
利用して仮想的に移したとき、当該1つの領域に
おいて前記ストリングを有する前記セルと前記ス
トリングを有しない前記セルとが市松模様状に配
置され、モデルを用いて出力分布を計算する装置
と、前記ストリング内の中性子モニタの測定値を
用いて前記出力分布を補正する装置とを備えた原
子炉の出力分布監視装置。
1 Power distribution of a nuclear reactor that has a plurality of cells in the core that are composed of four fuel assemblies surrounded by four control rods, and in which a string containing a neutron monitor is arranged. In a monitoring device, when the cross section of the core is divided into four regions by two axes that pass through the center of the core and are perpendicular to each other, the strings placed in one region are mirror-symmetrical to the strings in the other three regions. or 1/4
When all the strings in the other three regions are virtually transferred to one region obtained by division, which is arranged so as to detect the neutron flux at a rotationally symmetrical position, using symmetry, In one region, the cells with the string and the cells without the string are arranged in a checkerboard pattern, and a device that calculates the output distribution using a model and a device that calculates the measured value of the neutron monitor in the string are provided. A power distribution monitoring device for a nuclear reactor, comprising: a device for correcting the power distribution using the device.
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