JPH04236B2 - - Google Patents
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- JPH04236B2 JPH04236B2 JP58209682A JP20968283A JPH04236B2 JP H04236 B2 JPH04236 B2 JP H04236B2 JP 58209682 A JP58209682 A JP 58209682A JP 20968283 A JP20968283 A JP 20968283A JP H04236 B2 JPH04236 B2 JP H04236B2
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- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、沸騰水型原子炉の事故時に、炉内の
状態変化を予測する方法と装置に係り、特に配管
破断事故発生事象の大きさを推定すると共に、以
後の炉内に生じる変化を予測する方法と装置に関
する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a method and a device for predicting changes in the state inside a boiling water reactor during an accident, and in particular to a method and apparatus for predicting changes in the state inside the reactor during an accident in a boiling water reactor. The present invention relates to a method and apparatus for estimating and predicting changes that will occur in a furnace in the future.
原子力発電所では、事故を回避するために、種
種の安全システムが用意されている。更に、万一
の事故が発生した場合にも、事故の周辺への波及
を防止し、炉を安全に停止させる運転ガイダンス
が与えられるようになつている。このように、原
子力発電所二重・三重の安全対策が講じられてい
るが、スリーマイル島事故を契機に、万一事故が
発生した場合、その事故による原子炉の変化を予
測できる装置の必要性がいわれている。これは、
多種配管破断のような事故が発生した場合、その
おおよその発生規模を推察し、最も適切と思われ
る運転手順を決定するためであり、この目的を充
足させるには、原子炉内状態の動的挙動を高速で
予測する必要がある。
Nuclear power plants have various safety systems in place to avoid accidents. Furthermore, even in the unlikely event that an accident occurs, operational guidance is provided to prevent the accident from spreading to surrounding areas and to safely shut down the furnace. As described above, double and triple safety measures have been taken at nuclear power plants, but the Three Mile Island accident has led to the need for equipment that can predict changes in the reactor due to an accident should an accident occur. Gender is said. this is,
In the event of an accident such as multiple pipe ruptures, the purpose is to estimate the approximate scale of the accident and determine the most appropriate operating procedure. It is necessary to predict behavior quickly.
原子炉内状態の動的挙動をシミユレートするた
めに、従来から各種の動的シミユレータが開発さ
れてきた。しかし、これらの動的シミユレータ
は、現象の進む速さよりも長い演算時間を要する
ものが多く、一部で用いられている運転員訓練用
シミユレータでも、実際の現象の進展とようやく
同じ速さの演算、すなわち実時間演算ができるに
すぎない。したがつて、事故発生時に予め事故に
よる現象の進展を予測することは、この種のシミ
ユレータでは不可能である。 Various dynamic simulators have been developed to simulate the dynamic behavior of conditions inside a nuclear reactor. However, many of these dynamic simulators require calculation time that is longer than the speed at which the phenomenon progresses, and even some simulators used for operator training are barely able to calculate at the same speed as the actual progress of the phenomenon. , that is, it can only perform real-time calculations. Therefore, it is impossible with this type of simulator to predict the development of phenomena caused by an accident in advance when an accident occurs.
これを改良するために、原子炉状態をシミユレ
ートするモデルを簡素化し、実時間の数倍高速な
シミユレータの開発も行なわれるようになつてき
た。この方法では、高速演算性が得られる反面、
単純化により予測時の演算精度を犠牲にすること
になる。原子炉事故の現象進展を予測するには、
2〜3時間の長時間分の予測が必要であり、精度
が十分保証されない予測方式では、予測としての
機能そのものが果されないといえる。他方、予測
精度改善方法として、予測シミユレータの一部パ
ラメータを実データをもとにして調整する方法も
あるが、この方法も、上記の長時間予測に役に立
たたない。 In order to improve this problem, efforts have been made to simplify models that simulate nuclear reactor conditions and to develop simulators that are several times faster than real time. Although this method provides high-speed calculation,
This simplification comes at the expense of computational accuracy during prediction. To predict the development of nuclear reactor accident phenomena,
It can be said that a prediction method that requires prediction over a long period of 2 to 3 hours and does not guarantee sufficient accuracy will not function as a prediction. On the other hand, as a method for improving prediction accuracy, there is a method of adjusting some parameters of a prediction simulator based on actual data, but this method is also useless for the above-mentioned long-term prediction.
本発明の目的は、沸騰水型原子炉に事故が発生
した場合に、十分な精度を保ちながら、2〜3時
間先までの現象の進展を10〜20分程度で予測でき
る原子炉の事故時炉内状態予測方法と装置とを提
供することである。
The purpose of the present invention is to be able to predict the development of phenomena for two to three hours in about 10 to 20 minutes while maintaining sufficient accuracy when an accident occurs in a boiling water reactor. An object of the present invention is to provide a method and device for predicting the state inside a reactor.
本発明は、事故発生時の原子炉プラントの測定
データをもとにして、必要十分な簡略化モデルに
より、事故規模を短時間で推定すると共に、推定
されたパラメータをもとに、精度が十分保証でき
る程度に簡略化の程度を低くしたモデルで初期設
定を行ない、これに基づき事故による長期の現象
を進展を予測可能にしたものである。
The present invention estimates the scale of an accident in a short time using a sufficiently simplified model based on measurement data of the nuclear reactor plant at the time of the accident, and also estimates the scale of the accident with sufficient accuracy based on the estimated parameters. Initial settings are made with a model that has been simplified to the extent that it can be guaranteed, and based on this it is possible to predict the evolution of long-term phenomena caused by accidents.
以下、本発明を第1図〜第8図に基づき説明す
る。
Hereinafter, the present invention will be explained based on FIGS. 1 to 8.
まず、本発明による沸騰水型原子炉の炉内状態
予測装置の一例のシステム構成について説明す
る。第1図はそのシステム構成を示したものであ
る。原子炉プラント1からのプロセス量は、本シ
ステムの入力装置2に取り込まれる。このプロセ
ス量は、原子炉水位、原子炉圧力、原子炉出力、
再循環流量制御信号、制御棒駆動信号等、事故規
模推定装置に用いられる信号8と、炉心流量、主
蒸気流量、給水流量、格納容器温度、格納容器圧
力、再循環流量、各種非常用冷却系の流量信号等
の信号9からなる。事故規模推定装置3では、上
気プロセス信号8を用いて例えば配管破断の規模
を推定する。後述のように、本装置でのシミユレ
ーシヨン・モデルは、事故の規模を短時間で推定
できるようにモデルの簡略化の度合が大きく、配
管破断規模の推定項目を破断面積および破断クオ
リテイに限定せざるを得ない。なおここで、破断
面積とは破断部分から内容物が漏出する断面積で
あり、破断クオリテイとは漏出物中の水分の含有
量を表わし、0から1の間の数値になる。すなわ
ち水分がなければ0で、水だけのときは1とな
る。一方、事故後の長時間の現象を予測するに
は、上記すべてのプロセス量をシミユレートでき
る比較的詳細なシミユレーシヨン・モデルが予測
装置5に用意されている。このモデルでは、各種
配管もシミユレートされている。したがつて本装
置で予測を開始するには、既に得られた破断面積
および破断クオリテイから、実際の破断位置に見
合う破断面積に切り換えることが必要であり、そ
のための破断位置推定装置4及びデータベース7
が用意されている。予測装置5で得られた原子炉
内あるいはプラントの状態の予測値は、CRT等
の表示装置6に時系列的に表示され、運転員の判
断を支援する。 First, a system configuration of an example of an in-reactor state prediction device for a boiling water reactor according to the present invention will be explained. FIG. 1 shows the system configuration. Process quantities from the nuclear reactor plant 1 are taken into the input device 2 of this system. This process quantity includes reactor water level, reactor pressure, reactor power,
Signals 8 used in the accident scale estimator, such as recirculation flow rate control signals and control rod drive signals, as well as core flow rate, main steam flow rate, feed water flow rate, containment vessel temperature, containment vessel pressure, recirculation flow rate, and various emergency cooling systems. It consists of a signal 9 such as a flow rate signal. The accident scale estimating device 3 uses the upper air process signal 8 to estimate, for example, the scale of a pipe rupture. As described later, the simulation model used in this device is highly simplified so that the scale of an accident can be estimated in a short time, and the items for estimating the scale of a pipe rupture are not limited to the rupture area and rupture quality. I don't get it. Note that here, the fracture area is the cross-sectional area where the contents leak from the fractured portion, and the fracture quality represents the content of water in the leaked material, and is a numerical value between 0 and 1. In other words, it is 0 if there is no water, and 1 if there is only water. On the other hand, in order to predict long-term phenomena after an accident, the prediction device 5 is equipped with a relatively detailed simulation model that can simulate all of the process quantities described above. This model also simulates various types of piping. Therefore, in order to start prediction with this device, it is necessary to switch from the already obtained fracture area and fracture quality to a fracture area that matches the actual fracture position, and for this purpose, the fracture position estimation device 4 and the database 7 are required.
is available. The predicted values of the state inside the reactor or the plant obtained by the prediction device 5 are displayed in chronological order on a display device 6 such as a CRT to support the judgment of the operator.
次に本システムによる原子炉状態予測装置の各
装置を説明する。第2図は破断規模推定装置3の
構成を示したものである。上記規模推定用プロセ
ス信号8は、状態判定部10に入力される。状態
判定部10では、これらのプロセス信号8をもと
に、炉水位、炉圧力等の変化が事故によるものか
どうかを判定する。判定の一例として例えば、炉
出力が変化ありを事象Aとし、
A={炉出力変化あり}
と表現する。同様に
B={炉水位変化あり}
C={炉圧力変化あり}
D={再循環流量制御信号変化あり}
E={制御棒駆動信号変化あり}
とする。 Next, each device of the reactor state prediction device according to this system will be explained. FIG. 2 shows the configuration of the fracture size estimating device 3. The scale estimation process signal 8 is input to the state determining section 10. Based on these process signals 8, the status determination unit 10 determines whether changes in the reactor water level, reactor pressure, etc. are due to an accident. As an example of the determination, for example, a change in the furnace output is defined as an event A, and is expressed as A={a change in the furnace output}. Similarly, B = {reactor water level has changed} C = {reactor pressure has changed} D = {recirculation flow rate control signal has changed} E = {control rod drive signal has changed}.
A∧B∧(C∧(∧))
が真、すなわち
A∧B∧(C∧(∧))=1 ……(1)
のとき、判定部10は開放となり、プロセス信号
8は記憶装置11に入力される。上記プール代数
式において、∧はAND、・−はNOTを示す。 When A∧B∧(C∧(∧)) is true, that is, A∧B∧(C∧(∧))=1...(1), the determination unit 10 is opened and the process signal 8 is transferred to the storage device 11. is input. In the above pool algebraic expression, ∧ indicates AND, and .- indicates NOT.
記憶装置11にはプロセス信号8の時系列デー
タがストアされる。また、本システムに運転員が
加えるトリガ信号14によつて、プロセス信号8
は現状推定部12と比較部15に出力される。判
定部10では、上記の理論判定が否の場合にも約
1時間に1度は開放となる。すなわち事故が発生
しない場合にも判定部10が開放となり、プロセ
ス信号8が記憶装置11に入力される。この場合
判定部10は2〜3分程度で閉じ、論理判定が否
の場合の信号は、平均化され、それぞれ1つの値
として記憶されるようになつている。この値は同
様にトリガ信号によつて定常状態信号16として
現状推定部12に入力される。 The storage device 11 stores time-series data of the process signal 8. Additionally, a trigger signal 14 applied by the operator to the system may cause a process signal 8
is output to the current state estimation section 12 and comparison section 15. In the determination section 10, even if the above theoretical determination is negative, the valve is opened approximately once every hour. That is, even when no accident occurs, the determination unit 10 is opened and the process signal 8 is input to the storage device 11. In this case, the determination section 10 closes in about 2 to 3 minutes, and the signals when the logical determination is negative are averaged and stored as one value. This value is similarly input to the current state estimation unit 12 as a steady state signal 16 by a trigger signal.
現状推定部12では、定常状態信号16の値か
ら、モデルの初期値設定が自動的に行なわれる。
これと共に、プロセス信号8のうち、冷却系流量
及びエンタルビ、再循環流量を取り込み、破断ク
オリテイと破断面積とを仮定の値に設定して、推
定部12のモデルにより、炉水位、炉圧力を演算
する。この演算を数分分行なわせ、シミユレーシ
ヨン区間に相当する実測の炉水位および炉圧力と
上記演算で得られた値とを比較部15で比較す
る。いま炉水位および炉圧力の実測値をそれぞれ
x1(t)、x2(t)、炉水位および炉圧力の演算値を
y1(t)、y2(t)とすると、
J=∫t 0 +T t。〔α{t1(t)−y1(t)}2+
β{x2(t)−y2(t)}2〕dt
……(2)
という評価量を最小にする破断面積と破断クオリ
テイを与えるように、シミユレーシヨン破断面積
と破断クオリテイの仮定値を逐次変化させる機能
を、最適推定部13が持つている。上記評価量の
αとβは非負の適当な値であり、t0はトリガー信
号14によつて演算が開始される時刻、Tは実測
値と演算値の評価を行なう時間であり、先に述べ
たように約数分でよい。 In the current state estimating unit 12, the initial value of the model is automatically set based on the value of the steady state signal 16.
Along with this, the cooling system flow rate, enthalpy, and recirculation flow rate are taken in from the process signal 8, and the fracture quality and fracture area are set to assumed values, and the reactor water level and reactor pressure are calculated by the model of the estimator 12. do. This calculation is performed for several minutes, and the comparing section 15 compares the actually measured reactor water level and reactor pressure corresponding to the simulation section with the values obtained by the above calculation. Now, the actual measured values of reactor water level and reactor pressure are respectively
Calculated values of x 1 (t), x 2 (t), reactor water level and reactor pressure are
If y 1 (t) and y 2 (t), then J=∫ t 0 +T t . [α{t 1 (t)−y 1 (t)} 2 +
The assumed values of the simulated fracture area and fracture quality are sequentially set to give the fracture area and fracture quality that minimize the evaluation quantity β{x 2 (t)−y 2 (t)} 2 ]dt...(2) The optimal estimating unit 13 has the function of changing. α and β of the above evaluation quantities are appropriate non-negative values, t 0 is the time when the calculation is started by the trigger signal 14, and T is the time to evaluate the actual measured value and the calculated value. It only takes about a few minutes.
この最適推定部13は上記評価量をもとにした
非線形計画法を用いることができる。最適推定部
13で得られた破断クオリテイと破断面積は、現
状推定部12で先に用いたそれらの値と入れ替わ
り、他の入力データは前回と同じ値とし、同一時
間区間で再び炉水位、炉圧力の変化を求め、再度
上記評価Jを求める。評価値Jが予め定めた十分
小さな値εよりも大きい場合には再度最適推定部
13による波断クオリテイと破断面積の推定を行
ない、同様に現状推定部12でシミユレーシヨン
を繰り返す。 The optimal estimator 13 can use a nonlinear programming method based on the above evaluation amount. The fracture quality and fracture area obtained by the optimal estimation unit 13 are replaced with those values previously used by the current estimation unit 12, other input data are set to the same values as last time, and the reactor water level and reactor are calculated again in the same time interval. The change in pressure is determined, and the above evaluation J is determined again. If the evaluation value J is larger than a predetermined sufficiently small value ε, the wave break quality and fracture area are estimated again by the optimum estimator 13, and the simulation is similarly repeated by the current estimator 12.
このような手順を繰り返して評価量Jの値が定
められた値εより小さくなると、この時の破断ク
オリテイと、破断面積が、この場合の事故の規模
を表わしていることになる。 When such a procedure is repeated and the value of the evaluation quantity J becomes smaller than the predetermined value ε, the fracture quality and fracture area at this time represent the scale of the accident in this case.
さて、このような現状推定部12で用いる簡略
モデルのプロセス量の種類について簡単に述べ
る。現状推定部12のモデルには、他のプロセス
量、例えば、炉圧力、炉水位、給水流量、非常時
冷却系流量、同エンタルピ等を用いてもよい。し
かしここでは、第3図に示すようにモデル化して
いる。すなわち、原子炉圧力容器内を飽和水17
と飽和蒸気18で満たされる2領域に分割し、圧
力は圧力容器内で均一であるとしている。また炉
心部での発熱をシミユレートするのに発熱体19
を考えている。冷却水の圧力容器への出入口は、
図に示すように、飽和蒸気出口流路20、飽和水
出口流路21、冷却水入口流路22からなるもの
とする。このような体系について、水、蒸気に関
する質量バランス、エネルギーバランスを考えて
モデル化を行なうのである。 Now, the types of process quantities of the simplified model used in the current state estimating section 12 will be briefly described. The model of the current state estimating unit 12 may use other process variables, such as reactor pressure, reactor water level, feed water flow rate, emergency cooling system flow rate, and enthalpy. However, here, it is modeled as shown in FIG. In other words, the inside of the reactor pressure vessel is filled with saturated water 17
The pressure is assumed to be uniform within the pressure vessel. In addition, the heating element 19 is used to simulate heat generation in the reactor core.
I'm thinking. The inlet/outlet of the cooling water to the pressure vessel is
As shown in the figure, it consists of a saturated steam outlet channel 20, a saturated water outlet channel 21, and a cooling water inlet channel 22. Modeling of such a system takes into consideration the mass balance and energy balance regarding water and steam.
このモデルをもとにして得られた結果の一例を
第4図に示す。 An example of the results obtained based on this model is shown in FIG.
いま、破断面積0.1ft2(平方フイート)破断ク
オリテイ0.0の再循環系配管破断が発生したとす
る。このような事故は仮定上の事故であり、実測
データはないが、詳細な事故解析プログラムを用
いた解析例が第4図の実線である。2本の実線は
それぞれ炉水位、炉圧力を示している。いまt=
t0の時点から約2分間(T=125秒)のデータを
用い、上記の方式に従いシミユレートした結果を
それぞれ破線で示す。この結果はよく解析例と合
致していて、この場合の破断面積は0.107ft2、破
断クオリテイは0.079となり、それぞれ破断面積
0.1ft2、破断クオリテイ0.0をよく推定しているこ
とがわかる。 Suppose that a recirculation system pipe rupture occurs with a rupture area of 0.1 ft 2 (square feet) and a rupture quality of 0.0. Although such an accident is a hypothetical accident and there is no actual measurement data, an analysis example using a detailed accident analysis program is shown by the solid line in Fig. 4. The two solid lines indicate the reactor water level and reactor pressure, respectively. Now t=
The results simulated according to the above method using data for about 2 minutes (T=125 seconds) from time t 0 are shown by broken lines. This result agrees well with the analysis example. In this case, the fracture area is 0.107ft 2 and the fracture quality is 0.079, respectively.
It can be seen that 0.1ft 2 and fracture quality of 0.0 are well estimated.
このように、破断面積と破断クオリテイを推定
する限りでは、第3図に示したようなモデルによ
り簡略化された原子炉モデルでも十分な機能をは
たし得ることが明らからである。 As described above, it is clear that a nuclear reactor model simplified by the model shown in FIG. 3 can function satisfactorily as long as the fracture area and fracture quality are estimated.
ところが、第3図に示したモデルは実際の原子
炉に比較すると極度に簡素化がなされていて、こ
のようなモデルをもとにその後の長時間の現象を
予測することは不可能である。そこで本発明で
は、原子炉内状態の動的な挙動を必要十分な精度
でシミユレートできる動的モデルを備えている。 However, the model shown in Figure 3 is extremely simplified compared to an actual nuclear reactor, and it is impossible to predict subsequent long-term phenomena based on such a model. Therefore, the present invention includes a dynamic model that can simulate the dynamic behavior of the internal state of the nuclear reactor with sufficient accuracy.
上記の破断規模推定装置では、実測のデータを
もとにして、配管破断事故の破断面積と破断クオ
リテイを推定した。この値から、各種配管の破断
がシミユレートできる動的モデルの入力値を設定
するために配管の位置を決定することが必要であ
る。各種配管には主蒸気流路配管、再循環流路配
管、給水流路配管、水位計装配管がある。破断ク
オリテイとこれらの配管との関係は、炉水位、炉
圧力によつて一意的に決めることができる。 The above-mentioned fracture size estimating device estimates the fracture area and fracture quality of a pipe rupture accident based on actual measurement data. From this value, it is necessary to determine the position of the pipe in order to set input values for a dynamic model that can simulate various pipe breaks. The various types of piping include main steam flow path piping, recirculation flow path piping, water supply flow path piping, and water level instrumentation piping. The relationship between the fracture quality and these pipes can be uniquely determined by the reactor water level and reactor pressure.
例えば炉圧力と炉水位が十分保たれた状態での
再循環流路配管の流体は単相流であり、この場合
破断クオリテイはゼロになる。しかし、給水配
管、計装配管の破断クオリテイもゼロになる場合
がある。この場合には、炉圧力が低下する50〜
100秒程度待つことによつて、炉内で上位に位置
する給水配管や計装配管位置でのクオリテイはあ
る値(0<x1)をもつことになる。この場合
も再循環還流路配管中の流れは単相である。この
ように、炉水位、炉圧力、および破断クオリテイ
から一意的に破断位置を決定できる。 For example, when the reactor pressure and reactor water level are maintained sufficiently, the fluid in the recirculation channel piping is a single-phase flow, and in this case, the fracture quality is zero. However, the breakage quality of water supply piping and instrumentation piping may also be zero. In this case, the furnace pressure decreases from 50 to
By waiting for about 100 seconds, the quality at the upper position of the water supply piping and instrumentation piping in the furnace will have a certain value (0<x1). In this case too, the flow in the recirculation reflux line is single-phase. In this way, the fracture position can be uniquely determined from the reactor water level, reactor pressure, and fracture quality.
第1図に述べたデータベース7は炉水位、炉圧
力、破断クオリテイと対応する破断位置のデータ
をフアイルしたものであり、このデータベース7
の情報をもとに、破断位置推定装置4では破断位
置の決定が行なわれる。 The database 7 shown in FIG. 1 is a file containing data on the reactor water level, reactor pressure, fracture quality, and corresponding fracture position.
Based on this information, the fracture position estimating device 4 determines the fracture position.
第2図で述べた、破断規模推定のためのトリガ
ー信号14は、上に述べたように推定開始時刻の
設定に用いられ、これはCRTと共に設けられて
いるキーボードから入力できる。このトリガー信
号14は、例えば事故発生のアラーム信号を取り
込み、同時に破断位置推定装置を動作させると共
に、一定の時間、例えば50秒後に再度同推定装置
を動作させて、設定を自動化することも可能であ
る。 The trigger signal 14 for estimating the rupture size described in FIG. 2 is used to set the estimation start time as described above, and this can be input from the keyboard provided with the CRT. This trigger signal 14 can, for example, take in an alarm signal of the occurrence of an accident, operate the fracture position estimation device at the same time, and operate the same estimation device again after a certain period of time, for example 50 seconds, to automate the setting. be.
つぎに、このような事故時に長時間にわたる現
象の進展を予測するための予測装置5について第
5図により説明する。 Next, a prediction device 5 for predicting the development of phenomena over a long period of time in the event of such an accident will be explained with reference to FIG.
予測装置5には、事故発生の有無にかかわらず
一定の周期でプロセス信号8,9を入力してい
る。入力部23はこのためのものであり、この場
合各各の信号は平均化操作が行なわれる。プロセ
ス信号8,9には同時に、事故発生のアラーム信
号が重畳され、この信号が活性化すると共に、平
均化操作は停止される。その後遅くとも数10秒の
後に、破断位置および破断面積の値が信号26で
入力される。モデル初期値設定部24では、定常
状態のプロセス信号および破断位置と面積の値を
もとにして初期値の設定が行なわれる。第6図に
関して後述のように、予測シミユレーシヨン部2
5のモデルは先に述べた破断規模推定のための動
的モデルに比較して、複雑であり、計測されてい
ない物理量に関して、初期化設定を行なうための
代数方程式系が用意されることになる。 Process signals 8 and 9 are input to the prediction device 5 at regular intervals regardless of whether an accident occurs or not. The input section 23 is for this purpose, and in this case each signal is subjected to an averaging operation. At the same time, an alarm signal indicating the occurrence of an accident is superimposed on the process signals 8 and 9, and when this signal is activated, the averaging operation is stopped. After several tens of seconds at the latest, the values of the rupture position and the rupture area are input via signal 26. In the model initial value setting section 24, initial values are set based on the steady state process signal and the values of the fracture position and area. As will be described later with reference to FIG.
The model No. 5 is more complex than the dynamic model for estimating the rupture size described above, and requires a system of algebraic equations to perform initialization settings for unmeasured physical quantities. .
初期値設定が行なわれると、予測シミユレーシ
ヨン部25によつて、事故後の現象の変化が逐次
予測される。この際の予測開始のコマンドおよび
予測時間は運転員がキーボードで入力することも
できるが、通常は標準的な設定によつて動作す
る。 Once the initial values are set, the predictive simulation unit 25 sequentially predicts changes in phenomena after the accident. At this time, the prediction start command and prediction time can be entered by the operator using the keyboard, but normally the operation is performed using standard settings.
第6図は予測シミユレーシヨン部25に用いる
原子炉モデルの規模を示したものである。原子炉
内は
Aシユラウド内未沸騰領域
Bシユラウド内飽和水混合領域
Cシユラウド外未沸騰領域
Dシユラウド外飽和水領域
Eドーム内蒸気領域
の5領域に分割し、それぞれの領域で、液体およ
び蒸気に関するエネルギーおよび質量バランスの
動特性方程式を定義する。炉心27内発熱部に関
しては燃料棒27Aからの熱伝達を考慮してい
る。各種配管、すなわち再循環流路配管28、給
水配管29、計装配管30、主蒸気流路配管3
1、がそれぞれシミユレートされると共に、隔離
弁32および逃し弁33もシミユレートされてい
る。この他に冷却系のシミユレートも行なわれて
いる。 FIG. 6 shows the scale of the nuclear reactor model used in the prediction simulation section 25. The inside of the reactor is divided into five regions: A unboiled region in the shroud B saturated water mixing region in the shroud C unboiled region outside the shroud D saturated water region outside the shroud E steam region in the dome Define dynamic equations for energy and mass balance. Regarding the heat generating part within the core 27, heat transfer from the fuel rods 27A is taken into consideration. Various piping, namely recirculation flow path piping 28, water supply piping 29, instrumentation piping 30, main steam flow path piping 3
1 are simulated, respectively, as well as isolation valve 32 and relief valve 33. In addition, the cooling system was also simulated.
このようなモデルで、破断面積0.1ft2の再循環
流路破断事故後の1000秒間をシミユレートした結
果を第7図と第8図に示す。本予測シミユレーシ
ヨンの結果は破線で、先に述べた詳細計算の結果
を実線で示す。この方法により予測すると、1000
秒程度経過しても炉水位、炉圧力ともに詳細計算
(実測値担当)と差がなく精度が十分保証されて
いることがわかる。なおこの計算に要した演算時
間は実時間の約1/10であり、十分な高速性が得ら
れている。 Figures 7 and 8 show the results of simulating 1000 seconds after a recirculation channel rupture accident with a rupture area of 0.1 ft 2 using such a model. The results of this prediction simulation are shown as broken lines, and the results of the detailed calculations described above are shown as solid lines. Predicted using this method, 1000
Even after about a second has elapsed, there is no difference between the reactor water level and reactor pressure compared to the detailed calculations (actually measured values), indicating that accuracy is fully guaranteed. Note that the calculation time required for this calculation is approximately 1/10 of the real time, indicating that it is sufficiently fast.
本発明によれば、事故後の原子炉内状態変化を
予測する際に、簡単な動的モデルを用いて事故規
模を短時間に推定し、この推定結果と比較的大規
模なモデルを用いてその後の経過を予測するため
に、2〜3時間の長時間にわたり高精度予測が可
能となり、かつ実時間の10倍程度の高速予測がで
きる。
According to the present invention, when predicting changes in the state inside a nuclear reactor after an accident, the scale of the accident is estimated in a short time using a simple dynamic model, and this estimation result and a relatively large-scale model are used to estimate the scale of the accident in a short time. In order to predict what will happen after that, it is possible to make highly accurate predictions over a long period of 2 to 3 hours, and it is also possible to make predictions about 10 times faster than in real time.
第1図は原子炉の事故時炉内状態を予測する本
発明の予測装置の構成を示すブロツク図、第2図
は破断規模推定装置のブロツク図、第3図は破断
規模推定のための簡略化した原子炉モデル図、第
4図は破断規模推定結果を示す図、第5図は予測
装置のブロツク図、第6図は推定後の比較的長時
間予測に用いるより詳細な原子炉モデル図、第7
図は原子炉水位の予測結果を示す図、第8図は原
子炉圧力の予測結果を示す図である。
1……原子炉、2……入力装置、3……事故規
模推定装置、4……破断位置推定装置、5……予
測装置、6……表示装置、7……データベース、
8,9……プロセス信号、10……状態判定部、
11……記憶装置、12……現状推定部、13…
…最適推定部、14……トリガ信号、15……比
較部、16……定常状態信号、17……飽和水、
18……飽和蒸気、19……発熱体、20……飽
和蒸気出口流路、21……飽和水出口流路、22
……冷却水入口流路、23……入力部、24……
モデル初期値設定部、25……予測シミユレーシ
ヨン部、26……破断位置及び面積信号、27…
…炉心、27A……燃料棒、28……再循環流路
配管、29……給水配管、30……計装配管、3
1……主蒸気流路配管、32……隔離弁、33…
…逃し弁。
Fig. 1 is a block diagram showing the configuration of the prediction device of the present invention for predicting the internal state of a nuclear reactor at the time of an accident, Fig. 2 is a block diagram of a rupture scale estimating device, and Fig. 3 is a simplified diagram for estimating the rupture scale. Fig. 4 is a diagram showing the rupture scale estimation results, Fig. 5 is a block diagram of the prediction device, and Fig. 6 is a more detailed reactor model diagram used for relatively long-term prediction after estimation. , 7th
The figure shows the predicted results of the reactor water level, and FIG. 8 shows the predicted results of the reactor pressure. 1... Nuclear reactor, 2... Input device, 3... Accident scale estimation device, 4... Fracture position estimation device, 5... Prediction device, 6... Display device, 7... Database,
8, 9...process signal, 10...state determination section,
11...Storage device, 12...Current status estimation unit, 13...
...Optimum estimation section, 14...Trigger signal, 15...Comparison section, 16...Steady state signal, 17...Saturated water,
18... Saturated steam, 19... Heating element, 20... Saturated steam outlet channel, 21... Saturated water outlet channel, 22
... Cooling water inlet channel, 23 ... Input section, 24 ...
Model initial value setting section, 25... Prediction simulation section, 26... Fracture position and area signal, 27...
...Reactor core, 27A...Fuel rod, 28...Recirculation flow path piping, 29...Water supply piping, 30...Instrumentation piping, 3
1... Main steam flow path piping, 32... Isolation valve, 33...
...Relief valve.
Claims (1)
測する方法において、原子炉のプロセス信号のう
ち比較的少数のパラメータに基づき簡易動的モデ
ルを用いて事故の規模と事故位置とを推定し、こ
れを実測データと短時間に比較しながら両者が一
致するように推定値を更改して実測データに合致
させる高速推定段階と、実測データと合致した推
定値および推定位置と前記プロセス信号とを比較
的簡易化の低い原子炉の動的モデルに適用して炉
内状態を長時間にわたり予測する段階とからなる
ことを特徴とする原子炉の事故時炉内状態予測方
法。 2 原子炉の事故時炉内状態を長時間にわたり予
測する装置において、原子炉のプロセス信号のう
ち原子炉圧力や水位等の比較的少数のパラメータ
のトレンドに基づき簡易動的モデルを用いて事故
の規模を推定しこれを実測データと短時間に比較
しながら両者が一致するように推定値を更改して
実測データに合致させる事故規模推定装置と、事
故規模推定装置の推定値と保有している予測デー
タから事故が発生した位置を推定する事故位置推
定装置と、事故規模推定装置および事故位置推定
装置が推定した事故規模および事故位置の推定値
と前記プロセス信号とを比較的簡易化の低い原子
炉の動的モデルに適用して炉内状態を長時間にわ
たりシユミレートする予測装置と、予測結果を表
示する装置とからなることを特徴とする原子炉の
事故時炉内状態予測装置。[Claims] 1. A method for predicting the internal state of a nuclear reactor at the time of an accident over a long period of time, which uses a simple dynamic model based on a relatively small number of parameters among the process signals of the reactor to predict the scale of the accident and the accident. A high-speed estimation stage in which the estimated position is estimated and compared with actual measured data in a short period of time, and the estimated value is updated so that the two agree to match the actual measured data, and the estimated value and estimated position that match the actual measured data are A method for predicting the internal state of a nuclear reactor at the time of an accident, the method comprising the step of predicting the internal state of the reactor over a long period of time by applying the process signal to a dynamic model of the nuclear reactor that is relatively less simplified. 2. In a device that predicts the internal state of a nuclear reactor over a long period of time during an accident, a simple dynamic model is used to predict the occurrence of an accident based on trends in a relatively small number of parameters such as reactor pressure and water level among the reactor process signals. We have an accident scale estimating device that estimates the scale and compares it with actual measured data in a short period of time, updating the estimated value so that both agree and match the actual measured data, and the estimated value of the accident scale estimating device. An accident location estimating device that estimates the location where an accident occurred from predicted data, an accident scale estimating device, an estimated value of the accident scale and accident location estimated by the accident location estimating device, and the process signal are combined into an atom with relatively low simplification. A system for predicting the internal state of a nuclear reactor at the time of an accident, comprising a predictive system that simulates the internal state of the reactor over a long period of time by applying a dynamic model of the reactor, and a system that displays the prediction results.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58209682A JPS60100795A (en) | 1983-11-08 | 1983-11-08 | Method and device for predicting state of inside of reactor on accident of nuclear reactor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58209682A JPS60100795A (en) | 1983-11-08 | 1983-11-08 | Method and device for predicting state of inside of reactor on accident of nuclear reactor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60100795A JPS60100795A (en) | 1985-06-04 |
| JPH04236B2 true JPH04236B2 (en) | 1992-01-06 |
Family
ID=16576871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58209682A Granted JPS60100795A (en) | 1983-11-08 | 1983-11-08 | Method and device for predicting state of inside of reactor on accident of nuclear reactor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60100795A (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3394817B2 (en) * | 1994-06-20 | 2003-04-07 | 株式会社東芝 | Plant diagnostic equipment |
| JP6659225B2 (en) * | 2015-03-12 | 2020-03-04 | 株式会社東芝 | Apparatus for estimating water level in reactor pressure vessel and method for estimating water level in reactor pressure vessel |
| JP6964423B2 (en) * | 2017-03-27 | 2021-11-10 | 三菱重工業株式会社 | Plant operation simulation equipment, plant operation simulation method and program |
| JP2023179090A (en) * | 2022-06-07 | 2023-12-19 | 三菱重工業株式会社 | Core calculation method, core calculation device and program |
-
1983
- 1983-11-08 JP JP58209682A patent/JPS60100795A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60100795A (en) | 1985-06-04 |
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