JPH0444708B2 - - Google Patents
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- JPH0444708B2 JPH0444708B2 JP57144181A JP14418182A JPH0444708B2 JP H0444708 B2 JPH0444708 B2 JP H0444708B2 JP 57144181 A JP57144181 A JP 57144181A JP 14418182 A JP14418182 A JP 14418182A JP H0444708 B2 JPH0444708 B2 JP H0444708B2
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- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は原子炉の炉心性能計算装置に関する。[Detailed description of the invention] [Technical field of invention] The present invention relates to a core performance calculation device for a nuclear reactor.
［発明の技術的背景］
一般に、原子炉の炉心性能計算には、現在炉心
がその健全性を保ちながら必要とされる性能を発
揮しているか否かを監視するための現状監視計算
と、制御棒操作を含む炉心の運転計画を作成する
ための予測計算とがあるが、いずれの場合におい
ても精度の高い炉心の出力分布を得ることが要求
される。そして、このような精度の高い出力分布
の算出には、現状監視計算では現時点での、また
予測計算では予測時点での正確なキセノンおよび
ヨウ素濃度が必要とされる。[Technical Background of the Invention] In general, nuclear reactor core performance calculations include current monitoring calculations to monitor whether the core is currently exhibiting the required performance while maintaining its health, and control. There is a predictive calculation for creating a core operation plan including rod operations, but in either case, it is required to obtain a highly accurate core power distribution. In order to calculate such a highly accurate output distribution, accurate xenon and iodine concentrations are required at the present moment for current monitoring calculations and at the prediction time for predictive calculations.
すなわち、一般に原子炉の運転ではプリコンデ
イシヨニイグ（PCIOMR）や負荷追従運転など、
炉心出力を時間に対して線型的に変化させること
が多く、この時、出力変動にともなつて核分裂生
成毒物であるキセノンの濃度が時間的、空間的に
変動し、出力分布に対して大きな影響を与える。
そして、この時、炉心性能の監視あるいは予測の
ために３次元核熱水力結合計算により炉心性能を
求めようとする場合、キセノンおよびヨウ素濃度
の時間的変化を次に示すキセノンおよびヨウ素の
動特性方程式を解くことにより計算する必要があ
る。 In other words, in general, nuclear reactor operation requires preconditioning (PCIOMR), load following operation, etc.
Core power is often varied linearly with respect to time, and at this time, as the power fluctuates, the concentration of xenon, a fission product poison, fluctuates temporally and spatially, which has a large effect on the power distribution. give.
At this time, when attempting to determine core performance by three-dimensional nuclear-thermal-hydraulic coupled calculations in order to monitor or predict core performance, the following dynamic characteristics of xenon and iodine should be used: It must be calculated by solving equations.
すなわち、キセノン濃度Ｘ（ｔ）、ヨウ素濃度Ｉ
（ｔ）は次の動特性方程式に従う。ただしここで
ｔは時間を示す。 That is, xenon concentration X(t), iodine concentration I
(t) follows the following dynamic characteristic equation. However, here t indicates time.
dI（ｔ）／dt＝γlＰ（ｔ）−λlＩ（ｔ）……（）
dX（ｔ）／dt＝λlＩ（ｔ）＋γxＰ（ｔ）
−λxＸ（ｔ）−σxＸ（ｔ）Ｐ（ｔ）／Σf……（
）
ここで
γl：ヨウ素の核分裂生成率
γx：キセノンの核分裂生成率
λl：ヨウ素の崩壊定数
λx：キセノンの崩壊定数
Ｐ（ｔ）：核分裂率（出力密度に比例する）
σx：キセノンの微視的中性吸収断面積
Σf：巨視的核分裂断面積（熱中性子束→核分
裂率変換係数）
そして、従来、このような場合に炉心性能およ
びキセノン濃度を求めるには、本来は時間に対し
て第１図に示すように線型的であるところの出力
の変化を第２図に示すようにステツプ関数で近似
して表わすことにより炉心性能およびキセノン濃
度を逐次計算してゆくために、良い精度を得るた
めにはステツプ数をふやす必要があつた。よつて
従来法による出力変動時のキセノン濃度の計算に
は時間がかかつて即応性が悪く、原子炉サイトに
おいて炉心性能監視装置あるいは炉心性能予測装
置に用いるには不適当であつた。 dI(t)/dt=γ l P(t)−λ l I(t)……() dX(t)/dt=λ l I(t)+γ x P(t) −λ x X(t) -σ x X(t)P(t)/Σ f ...(
) Here, γ l : Fission production rate of iodine γ x : Fission production rate of xenon λ l : Decay constant of iodine λ x : Decay constant of xenon P(t): Fission rate (proportional to power density) σ x : Microscopic neutral absorption cross section of xenon Σ f : Macroscopic nuclear fission cross section (thermal neutron flux → fission rate conversion coefficient) Conventionally, in order to obtain the core performance and xenon concentration in such cases, the time In order to calculate the core performance and xenon concentration sequentially by approximating and expressing the change in output, which is linear as shown in Fig. 1, by a step function as shown in Fig. 2, In order to obtain good accuracy, it was necessary to increase the number of steps. Therefore, calculating the xenon concentration during power fluctuations using the conventional method was time consuming and had poor responsiveness, making it unsuitable for use in a core performance monitoring system or core performance prediction system at a nuclear reactor site.
［発明の目的］
本発明はかかる従来の事情に対処してなされた
もので、原子力発電所において出力が時間ととも
に線型に変化する場合に、炉心性能の監視および
予測に対して即応性のある、かつ精度の高い原子
炉の炉心性能計算装置を提供しようとするもので
ある。[Object of the Invention] The present invention has been made in response to the above-mentioned conventional circumstances, and is a method that can quickly respond to the monitoring and prediction of core performance when the output changes linearly over time in a nuclear power plant. It also aims to provide a highly accurate nuclear reactor core performance calculation device.
［発明の概要］
すなわち本発明は、予め内蔵された物理モデル
に基づき出力分布を計算する出力分布計算装置
と、この出力分布計算装置で計算された出力分布
を記憶する出力分布計算装置と、キセノン濃度お
よびヨウ素濃度を計算するキセノンおよびヨウ素
濃度計算装置と、このキセノンおよびヨウ素濃度
計算装置で計算されたキセノンおよびヨウ素濃度
を記憶するキセノンおよびヨウ素濃度記憶装置
と、前記出力分布記憶装置に記憶された出力分布
を用いて、出力分布の時間依存性を表す一価の関
数を求めるともに、前記出力分布計算装置および
前記キセノンおよびヨウ素濃度計算装置を制御す
るコントローラーと、このコントローラを介して
前記出力分布計算装置および前記キセノンおよび
ヨウ素濃度計算装置に対する必要なデータの入力
と算出結果の表示を行なう入出力装置とから成
り、炉心性能予測計算を行なう場合、前記コント
ローラは、まず、前記キセノンおよびヨウ素濃度
記憶装置に記憶されたキセノン濃度およびヨウ素
濃度を、予測すべき時刻のキセノン濃度およびヨ
ウ素濃度の推定値として、前記出力分布計算装置
に予測すべき時刻の出力分布を算出させ、次に、
前記出力分布計算装置によつて算出された予測す
べき時刻の出力分布と、前記出力分布の時間依存
性を表す一価の関数とに基づいて、前記キセノン
およびヨウ素濃度計算装置に予測すべき時刻のキ
セノンおよびヨウ素濃度を算出させるステツプ、
および、この算出されたキセノンおよびヨウ素濃
度を用いて、前記出力分布計算装置に予測すべき
時刻の出力分布を算出させるステツプとを繰り返
す反復計算を、出力分布が収束するまで実行さ
せ、予測すべき時刻の出力分布を求めることを特
徴とする原子炉の炉心性能計算装置である。[Summary of the Invention] That is, the present invention provides an output distribution calculation device that calculates an output distribution based on a built-in physical model, an output distribution calculation device that stores the output distribution calculated by the output distribution calculation device, and a xenon a xenon and iodine concentration calculation device that calculates the concentration and iodine concentration; a xenon and iodine concentration storage device that stores the xenon and iodine concentrations calculated by the xenon and iodine concentration calculation device; A controller that uses the output distribution to calculate a monovalent function representing the time dependence of the output distribution, and also controls the output distribution calculation device and the xenon and iodine concentration calculation device, and calculates the output distribution via this controller. It consists of an input/output device that inputs necessary data to the xenon and iodine concentration calculation device and displays the calculation results, and when performing a core performance prediction calculation, the controller first stores the xenon and iodine concentration storage device. Using the xenon concentration and iodine concentration stored in the xenon concentration and iodine concentration as estimated values of the xenon concentration and iodine concentration at the time to be predicted, the output distribution calculation device is caused to calculate the output distribution at the time to be predicted, and then,
The time to be predicted by the xenon and iodine concentration calculation device based on the output distribution at the time to be predicted calculated by the output distribution calculation device and a monovalent function representing the time dependence of the output distribution. a step for calculating xenon and iodine concentrations of
Then, using the calculated xenon and iodine concentrations, repeat the step of causing the output distribution calculation device to calculate the output distribution at the time to be predicted, until the output distribution converges. This is a nuclear reactor core performance calculation device characterized by calculating the power distribution over time.
［発明の実施例］
以下本発明の詳細を図面に示す一実施例につい
て説明する。[Embodiment of the Invention] The details of the present invention will be described below with reference to an embodiment shown in the drawings.
第３図は本発明の一実施例の原子炉の炉心性能
計算装置を示すもので、この原子炉の炉心性能計
算装置はデータ・サンプラー１、出力分布計算装
置２、キセノンおよびヨウ素濃度計算装置３、出
力分布記憶装置４、キセノンおよびヨウ素濃度記
憶装置５、コントローラ６および入出力装置７と
から構成されている。 FIG. 3 shows a core performance calculation device for a nuclear reactor according to an embodiment of the present invention, which includes a data sampler 1, a power distribution calculation device 2, a xenon and iodine concentration calculation device 3. , an output distribution storage device 4, a xenon and iodine concentration storage device 5, a controller 6, and an input/output device 7.
すなわち、データ・サンプラー１は、原子炉８
内に収容される炉心９に設置される中性子束測定
器１０の計数値および冷却材流量、炉内圧力、出
入口温度、制御棒位置等の炉心現状データを測定
する炉心現状データ測定器１１の計数値を入力す
る。 That is, data sampler 1
A core current data measuring device 11 that measures the count value of a neutron flux measuring device 10 installed in a reactor core 9 housed in the reactor, and core current data such as coolant flow rate, reactor pressure, entrance/exit temperature, control rod position, etc. Enter a number.
出力分布計算装置２はデータ・サンプラー１か
ら中性子束測定器１０の計数値および炉心現状デ
ータ測定器１１から炉心現状データを、または入
出力装置７からコントローラー６を経由し炉心現
状データを入力するとともに、キセノンおよびヨ
ウ素濃度計算装置３で計算されたキセノンおよび
ヨウ素濃度またはキセノンおよびヨウ素濃度記憶
装置５に記憶されているキセノンおよびヨウ素濃
度を入力し、この出力分布計算装置２内に予め内
蔵された物理モデルに基づいて炉心の出力分布を
計算する。 The power distribution calculation device 2 inputs the count value of the neutron flux measuring device 10 from the data sampler 1 and the core current data from the core current data measuring device 11, or the core current data from the input/output device 7 via the controller 6. , the xenon and iodine concentrations calculated by the xenon and iodine concentration calculation device 3 or the xenon and iodine concentrations stored in the xenon and iodine concentration storage device 5 are input, and the physical Calculate the power distribution of the reactor core based on the model.
出力分布記憶装置４は出力分布計算装置２で計
算された計算結果を記憶する。 The output distribution storage device 4 stores the calculation results calculated by the output distribution calculation device 2.
キセノンおよびヨウ素濃度計算装置３は、出力
分布記憶装置４に記憶されている時刻t1における
出力分布と、出力分布計算装置２で計算された時
刻t2における出力分布と、キセノンおよびヨウ素
濃度記憶装置に記憶される時刻t1におけるキセノ
ンおよびヨウ素濃度とを入力し時刻t2におけるキ
セノンおよびヨウ素濃度を計算する。 The xenon and iodine concentration calculation device 3 stores the output distribution at time t 1 stored in the output distribution storage device 4, the output distribution at time t 2 calculated by the output distribution calculation device 2, and the xenon and iodine concentration storage device. The xenon and iodine concentrations at time t 1 stored in are input, and the xenon and iodine concentrations at time t 2 are calculated.
キセノンおよびヨウ素濃度記憶装置５はキセノ
ンおよびヨウ素濃度計算装置３で計算されたキセ
ノンおよびヨウ素濃度を記憶する。 The xenon and iodine concentration storage device 5 stores the xenon and iodine concentrations calculated by the xenon and iodine concentration calculation device 3.
コントローラ６は、前述した出力分布計算装置
２、出力分布記憶装置４、キセノンおよびヨウ素
濃度計算装置３およびキセノンおよびヨウ素濃度
記憶装置５の各種制御を行なう。 The controller 6 performs various controls on the aforementioned output distribution calculation device 2, output distribution storage device 4, xenon and iodine concentration calculation device 3, and xenon and iodine concentration storage device 5.
入出力装置７はコントローラー６を介して出力
分布計算装置２およびキセノンおよびヨウ素濃度
計算装置３に対する必要なデータの入力および計
算結果の表示を行なう。 The input/output device 7 inputs necessary data to the output distribution calculation device 2 and the xenon and iodine concentration calculation device 3 via the controller 6, and displays the calculation results.
すなわち、この原子炉の炉心性能計算装置は、
すでに述べた第１図に示すように、炉心出力が時
間に対して一次関数的に変化する場合に、時刻t1
における炉心現状データから△ｔ時間後の時刻t2
における炉心性能を計算することを目的としてい
る。 In other words, this reactor core performance calculation device is
As shown in Fig. 1 already mentioned, when the core power changes linearly with time, at time t 1
Time t 2 after △t time from core current data at
The purpose is to calculate the core performance at
そして、この原子炉の炉心性能計算装置では、
時刻t2における炉心現状監視おいては、自動また
はオペレータの操作によりコントローラー６が作
動され、このコントローラ６により出力分布計算
装置２が起動される。 And, in this reactor core performance calculation device,
In monitoring the current state of the reactor core at time t2 , the controller 6 is activated automatically or by an operator's operation, and the power distribution calculation device 2 is activated by the controller 6.
このようにして起動された出力分布計算装置２
は、データ・サンプラー１から時刻t2における炉
心現状データおよびキセノンおよびヨウ素濃度記
憶装置５から時刻t1におけるキセノンおよびヨウ
素濃度を時刻t2におけるキセノンおよびヨウ素濃
度の推定値として入力し、この出力分布計算装置
２内に予め内蔵された物理モデルに基づいて三次
元核熱水力結合計算を行ない炉心出力分布を計算
する。 Output distribution calculation device 2 started in this way
inputs the core current state data at time t 2 from the data sampler 1 and the xenon and iodine concentrations at time t 1 from the xenon and iodine concentration storage device 5 as estimated values of the xenon and iodine concentrations at time t 2 , and calculates this output distribution. A three-dimensional nuclear-thermal-hydraulic coupling calculation is performed based on a physical model built in the calculation device 2 in advance to calculate the core power distribution.
この計算については、例えばTsuiki et al，
“Convergence and Acceleration of Void
Iteration in Boiling Water Reactor Core
Calculations” Nucl，Sci，Eng，64，724−
732（1977）に詳細に記載されている。 For this calculation, see e.g. Tsuiki et al.
“Convergence and Acceleration of Void
Iteration in Boiling Water Reactor Core
Calculations” Nucl, Sci, Eng, 64, 724−
732 (1977).
なお、ここでキセノンおよびヨウ素濃度記憶装
置５および出力分布記憶装置４の記憶情報は、原
子炉起動時においてクリアされている。またデー
タ・サンプラー１に入力される中性子束測定器１
０の計数値は、物理モデルが完全であれば用いる
必要はないが、通常は即応性を高めるために物理
セデルをある程度簡易化しているので、このよう
な場合には出力分布計算結果を補正する目的で用
いることができる。なおこれについての詳細は特
開昭54−40996に述べられている。 Note that the stored information in the xenon and iodine concentration storage device 5 and the power distribution storage device 4 is cleared at the time of reactor startup. Also, the neutron flux measuring device 1 is input to the data sampler 1.
It is not necessary to use a count value of 0 if the physical model is complete, but since the physical seder is usually simplified to some extent to improve quick response, in such cases, the output distribution calculation results should be corrected. It can be used for any purpose. Details regarding this are described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-40996.
また以上のように構成された原子炉の炉心性能
計算装置では、時刻t1における時刻t2の炉心性能
予測計算においては、オペレータによりコントロ
ーラー６が手動起動され、このコントローラ６に
入出力装置７から時刻t2における炉心現状データ
と、予測時間幅△ｔとが入力され、これらの値は
コントローラ６により起動された出力分布計算装
置２に出力される。 In addition, in the reactor core performance calculation device configured as described above, in the core performance prediction calculation at time t 2 at time t 1 , the controller 6 is manually activated by the operator, and the input/output device 7 of the controller 6 is The core current state data at time t 2 and the predicted time width Δt are input, and these values are output to the power distribution calculation device 2 activated by the controller 6 .
出力分布計算装置２はこれらの値とともに、キ
セノンおよびヨウ素濃度記憶装置５から時刻t1に
おけるキセノンおよびヨウ素濃度を時刻t2でのキ
セノンおよびヨウ素濃度の推定値として入力し、
前述した炉心現状監視と同様な方法により、この
出力分布計算装置２内に予め内蔵された物理モデ
ルに基づいて三次元核熱水力結合計算を行ない炉
心出力分布を計算する。 Together with these values, the output distribution calculation device 2 inputs the xenon and iodine concentrations at time t 1 from the xenon and iodine concentration storage device 5 as estimated values of the xenon and iodine concentrations at time t 2 ,
A three-dimensional nuclear thermal-hydraulic coupling calculation is performed based on a physical model built in the power distribution calculation device 2 in advance to calculate the core power distribution using a method similar to the above-mentioned core current monitoring.
しかしながら、このようにして計算された炉心
出力分布は、その計算に用いたキセノンおよびヨ
ウ素濃度の推定値が時刻t1におけるものであり、
また時刻t1とt2との間の時間幅Δtが、第２図に示
す従来の計算法で用いられる時間幅より相当大き
くなつているため一般には真の出力分布とはかな
り異なつている。 However, in the core power distribution calculated in this way, the estimated values of xenon and iodine concentrations used in the calculation are those at time t 1 ,
Furthermore, since the time width Δt between times t 1 and t 2 is considerably larger than the time width used in the conventional calculation method shown in FIG. 2, it is generally quite different from the true output distribution.
そこで、この原子炉の炉心性能計算装置は、第
４図のフローチヤートに示すように、出力分布計
算装置２における出力分布の計算が終了した時点
でコントローラ６によりキセノンおよびヨウ素濃
度計算装置３を起動する。このキセノンおよびヨ
ウ素濃度計算装置３は、出力分布計算装置２より
前に計算された時刻t2における出力分布を、出力
分布記憶装置４から初期出力分布を、またキセノ
ンおよびヨウ素濃度記憶装置５から初期キセノン
およびヨウ素濃度をそれぞれ入力するとともに、
炉心監視時はコントローラ６に内蔵された時計か
らΔtを、予測時はオペレータにより入出力装置
７から入力されたΔtを入力し、時刻t2におけるキ
セノンおよびヨウ素濃度を以下に示す方法により
計算する。 Therefore, as shown in the flowchart of FIG. 4, the reactor core performance calculation device starts the xenon and iodine concentration calculation device 3 by the controller 6 when the power distribution calculation device 2 finishes calculating the power distribution. do. This xenon and iodine concentration calculation device 3 receives the output distribution at time t 2 calculated before the output distribution calculation device 2, the initial output distribution from the output distribution storage device 4, and the initial output distribution from the xenon and iodine concentration storage device 5. Input the xenon and iodine concentrations, respectively, and
At the time of core monitoring, Δt is input from the clock built into the controller 6, and at the time of prediction, Δt input by the operator from the input/output device 7 is input, and the xenon and iodine concentrations at time t2 are calculated by the method shown below.
すなわち、一般に、すでに述べた第１図に示す
ように、ノードｎの時刻t1における出力をPn
（t1）、時刻t2における出力をPn（t2）とし、炉心
出力が時間とともに線形的に変化する場合には、
時刻ｔ（t1＜ｔ＜t2）におけるノードｎの出力は
次式で与えることができる。 That is, in general, as shown in FIG. 1 already mentioned, the output of node n at time t1 is Pn
(t 1 ), and the output at time t 2 is Pn (t 2 ), and if the core power changes linearly with time, then
The output of node n at time t (t 1 <t<t 2 ) can be given by the following equation.
Pn（ｔ）＝Pn（t1）＋
（Pn（t2）−Pn（t1））／
（t2−t1）・（ｔ−t1） ……（）
キセノンおよびヨウ素濃度計算装置３は、この
ようにして得られた（）式を用いて前述した
（）式および（）式で示されヨウ素濃度およ
びキセノン濃度の動特性方程式を初期ヨウ素およ
びキセノン濃度の条件のもとに、例えば、篠崎寿
夫他編、“工学のための応用数値計算法入門
（下）”、コロナ社、昭和54年に示される、周知の
Runge−Kutta−Gill法または解折的手法を用い
て解き、時刻t2におけるキセノン濃度X2とヨウ素
I2とを計算する。 Pn(t)=Pn( t1 )+(Pn( t2 )−Pn( t1 ))/( t2 − t1 )・(t− t1 )……() Xenon and iodine concentration calculation device 3 Using the equation () obtained in this way, the dynamic characteristic equations of the iodine concentration and xenon concentration expressed by the equations () and () described above can be calculated, for example, under the conditions of the initial iodine and xenon concentrations. , Hisao Shinozaki et al., eds., “Introduction to Applied Numerical Calculation Methods for Engineering (Part 2)”, Corona Publishing, 1978, the well-known
Solve using the Runge-Kutta-Gill method or the dissociation method to calculate the xenon concentration X 2 and iodine at time t 2 .
Calculate I 2 .
しかしながら、このようにして求められたキセ
ノンおよびヨウ素濃度は、（）式で用いられる
時刻t2における出力Pn（t2）が真の出力とは異な
るため真のキセノンおよびヨウ素濃度とは異なつ
ている。 However, the xenon and iodine concentrations determined in this way are different from the true xenon and iodine concentrations because the output Pn (t 2 ) at time t 2 used in equation () is different from the true output. .
そこでコントローラー６は、真の出力分布およ
びキセノンおよびヨウ素濃度を求めるために出力
分布計算装置２およびキセノンおよびヨウ素濃度
計算装置３に対して、第４図のフローチヤートに
示すような反復を行なわせる。 Therefore, the controller 6 causes the output distribution calculation device 2 and the xenon and iodine concentration calculation device 3 to perform repetitions as shown in the flowchart of FIG. 4 in order to determine the true output distribution and xenon and iodine concentrations.
すなわち、コントローラ６は再び出力分布計算
装置２を起動させ、この出力分布計算装置２に計
算された時刻t2におけるキセノンおよびヨウ素濃
度をキセノンおよびヨウ素濃度計算装置３から入
力させ、この値をキセノンおよびヨウ素濃度推定
値として出力分布計算装置２に時刻t2の出力分布
を計算させる。そしてこのようにして計算された
時刻t2での出力分布はキセノンおよびヨウ素濃度
計算装置３に出力され、キセノンおよびヨウ素濃
度計算装置３は、これをもとに時刻t2でのキセノ
ンおよびヨウ素濃度を計算する。 That is, the controller 6 starts the output distribution calculation device 2 again, inputs the calculated xenon and iodine concentration at time t 2 into the output distribution calculation device 2 from the xenon and iodine concentration calculation device 3, and inputs this value into the xenon and iodine concentration calculation device 3. The output distribution calculation device 2 is caused to calculate the output distribution at time t2 as an estimated value of iodine concentration. The output distribution at time t 2 calculated in this way is output to the xenon and iodine concentration calculation device 3, and the xenon and iodine concentration calculation device 3 calculates the xenon and iodine concentration at time t 2 based on this. Calculate.
コントローラ６はこのようにして出力分布計算
装置２による出力分布計算を反復させ、この出力
分布計算装置２により新たに求められた出力分布
と、その前に求められた出力分布とを比較してそ
の差が、例えば前述したTsuiki et alの文献に述
べられている収束判定条件を満足する時に真の出
力分布およびキセノンおよびヨウ素濃度が得られ
たものと見なし計算を終了させる。 In this way, the controller 6 repeats the output distribution calculation by the output distribution calculation device 2, compares the output distribution newly calculated by the output distribution calculation device 2 with the output distribution calculated previously, and calculates the output distribution. When the difference satisfies the convergence criteria described in the aforementioned Tsuiki et al. paper, it is assumed that the true output distribution and xenon and iodine concentrations have been obtained, and the calculation is terminated.
なお、通常、この反復計算は数回〜数10回で収
束するので、この方法によりキセノンおよびヨウ
素濃度を計算するのに要する時間は、従来の方法
に比べて数10分の１となる。 Note that this iterative calculation usually converges after several to several tens of times, so the time required to calculate the xenon and iodine concentrations using this method is several tenths of that of the conventional method.
このようにして得られた出力分布およびキセノ
ンおよびヨウ素濃度は、コントローラ６を介して
入出力装置７に出力される。なお炉心監視の場合
は出力分布計算装置２による出力分布の計算結果
と、キセノンおよびヨウ素濃度計算装置３による
キセノンおよびヨウ素濃度の計算結果はそれぞれ
出力分布記憶装置４およびキセノンおよびヨウ素
濃度記憶装置５に記憶され、すでに記憶されてい
た内容は新たな内容に更新される。 The output distribution and xenon and iodine concentrations thus obtained are output to the input/output device 7 via the controller 6. In the case of core monitoring, the power distribution calculation results by the power distribution calculation device 2 and the calculation results of xenon and iodine concentrations by the xenon and iodine concentration calculation device 3 are stored in the power distribution storage device 4 and the xenon and iodine concentration storage device 5, respectively. The content that was already stored is updated with new content.
［発明の効果］
以上述べたように本発明の原子炉の炉心性能計
算装置によれば、キセノンおよびヨウ素濃度を求
めるのに第１図に示したように、時刻t1からt2ま
でをワンステツプで求めることができるため三次
元核熱水力結合計算およびキセノンおよびヨウ素
濃度計算の回数を少なくすることができ、計算時
間を従来の方法に比較して数10分の１にすること
ができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the nuclear reactor core performance calculation device of the present invention, xenon and iodine concentrations can be determined in one step from time t 1 to t 2 as shown in FIG. Since the calculation can be performed using three-dimensional nuclear-thermal-hydraulic coupling calculations and xenon and iodine concentration calculations, the calculation time can be reduced to several tenths of that of conventional methods.
すなわち、従来の方法ではキセノンおよびヨウ
素濃度を求めるのに第２図に示すように時刻t1〜
t2までの出力の時間的変化を細かい時間幅で分
け、各時間幅で出力分布を一定とし、三次元核熱
水力結合計算を行ない、キセノンおよびヨウ素濃
度を前の時間幅におけるキセノンおよびヨウ素濃
度および出力分布より逐次計算していくため、高
い精度を得るためには時間幅を細かくし、計算ス
テツプを多くする必要があり、この結果計算時間
がかかり即応性がなく費用が非常に嵩んだが、本
発明の原子炉の炉心性能計算装置によれば、キセ
ノンおよびヨウ素濃度の変化とこれに伴う炉心性
能の変化を素早く計算することができ、炉心の現
状監視あるいは予測において即応性のある精度の
高い炉心性能を評価でき、原子炉の安全で効率の
高い運転に大きく寄与することができる。 In other words, in the conventional method, xenon and iodine concentrations are determined from time t 1 to 1, as shown in Figure 2.
Divide the temporal change in output up to t 2 into small time widths, make the output distribution constant in each time width, perform a three-dimensional nuclear-thermal-hydraulic coupling calculation, and calculate the xenon and iodine concentrations in the previous time width. Since calculations are performed sequentially from the concentration and output distribution, in order to obtain high accuracy it is necessary to narrow the time range and increase the number of calculation steps.As a result, calculations take a long time, are not responsive, and are extremely expensive. However, according to the reactor core performance calculation device of the present invention, it is possible to quickly calculate changes in xenon and iodine concentrations and the accompanying changes in core performance, and this provides immediate accuracy in monitoring or predicting the current state of the reactor core. It can evaluate the high core performance of nuclear reactors and greatly contribute to the safe and efficient operation of nuclear reactors.
なお本発明の原子炉の炉心性能計算装置によれ
ば、三次元核熱水力結合計算において炉心の実行
増倍率を得ることができるので、キセノンおよび
ヨウ素濃度変化に伴う炉心の臨界性の予測を容易
に行うことができる。 According to the reactor core performance calculation device of the present invention, the effective multiplication factor of the reactor core can be obtained in three-dimensional nuclear-thermal-hydraulic coupling calculation, so it is possible to predict the criticality of the reactor core due to changes in xenon and iodine concentrations. It can be done easily.
第１図は本発明によるキセノンおよびヨウ素濃
度の計算方法を説明するためのグラフ、第２図は
従来法によるキセノンおよびヨウ素濃度の計算方
法を示すグラフ、第３図は本発明の一実施例の原
子炉の炉心性能計算装置を示すブロツク図、第４
図は第３図に示す原子炉の炉心性能計算装置のキ
セノンおよびヨウ素濃度計算の方法を示すフロー
チヤートである。
１……データ・サンプラー、２……出力分布計
算装置、３……キセノンおよびヨウ素濃度計算装
置、４……出力分布計算装置、５……キセノンお
よびヨウ素濃度記憶装置、６……コントローラ、
７……入出力装置、８……原子炉、９……炉心、
１０……中性子束測定器、１１……炉心現状デー
タ測定器。
FIG. 1 is a graph for explaining the method for calculating xenon and iodine concentrations according to the present invention, FIG. 2 is a graph for explaining the method for calculating xenon and iodine concentrations according to the conventional method, and FIG. 3 is a graph for explaining the method for calculating xenon and iodine concentrations according to the present invention. Block diagram showing the reactor core performance calculation device, No. 4
This figure is a flowchart showing a method for calculating xenon and iodine concentrations by the reactor core performance calculation device shown in FIG. 3. 1... Data sampler, 2... Output distribution calculation device, 3... Xenon and iodine concentration calculation device, 4... Output distribution calculation device, 5... Xenon and iodine concentration storage device, 6... Controller,
7... Input/output device, 8... Nuclear reactor, 9... Reactor core,
10... Neutron flux measuring instrument, 11... Core current data measuring instrument.
Claims (1)
を計算する出力分布計算装置と、 この出力分布計算装置で計算された出力分布を
記憶する出力分布記憶装置と、 キセノン濃度およびヨウ素濃度を計算するキセ
ノンおよびヨウ素濃度計算装置と、 このキセノンおよびヨウ素濃度計算装置で計算
されたキセノンおよびヨウ素濃度を記憶するキセ
ノンおよびヨウ素濃度記憶装置と、 前記出力分布記憶装置に記憶された出力分布を
用いて、出力分布の時間依存性を表す一価の関数
を求めるともに、前記出力分布計算装置および前
記キセノンおよびヨウ素濃度計算装置を制御する
コントローラーと、 このコントローラーを介して前記出力分布計算
装置および前記キセノンおよびヨウ素濃度計算装
置に対する必要なデータの入力と算出結果の表示
を行なう入出力装置とから成り、 炉心性能予測計算を行なう場合、前記コントロ
ーラーは、 まず、前記キセノンおよびヨウ素濃度記憶装置
に記憶されたキセノン濃度およびヨウ素濃度を、
予測すべき時刻のキセノン濃度およびヨウ素濃度
の推定値として、前記出力分布計算装置に予測す
べき時刻の出力分布を算出させ、 次に、前記出力分布計算装置によつて算出され
た予測すべき時刻の出力分布と、前記出力分布の
時間依存性を表す一価の関数とに基づいて、前記
キセノンおよびヨウ素濃度計算装置に予測すべき
時刻のキセノンおよびヨウ素濃度を算出させるス
テツプ、および、この算出されたキセノンおよび
ヨウ素濃度を用いて、前記出力分布計算装置に予
測すべき時刻の出力分布を算出させるステツプと
を繰り返す反復計算を、出力分布が収束するまで
実行させ、 予測すべき時刻の出力分布を求めることを特徴
とする原子炉の炉心性能計算装置。[Claims] 1. An output distribution calculation device that calculates an output distribution based on a pre-built-in physical model, an output distribution storage device that stores the output distribution calculated by the output distribution calculation device, and xenon concentration and iodine. a xenon and iodine concentration calculation device for calculating the concentration; a xenon and iodine concentration storage device for storing the xenon and iodine concentrations calculated by the xenon and iodine concentration calculation device; and an output distribution stored in the output distribution storage device. a controller that uses the controller to calculate a monovalent function representing the time dependence of the output distribution and controls the output distribution calculation device and the xenon and iodine concentration calculation device; It consists of an input/output device that inputs necessary data to the xenon and iodine concentration calculation device and displays the calculation results, and when performing core performance prediction calculations, the controller first inputs the data stored in the xenon and iodine concentration storage device. xenon concentration and iodine concentration,
As estimated values of the xenon concentration and iodine concentration at the time to be predicted, the output distribution calculation device calculates the output distribution at the time to be predicted, and then the time to be predicted calculated by the output distribution calculation device a step of causing the xenon and iodine concentration calculation device to calculate the xenon and iodine concentrations at the time to be predicted based on the output distribution of the output distribution and a monovalent function representing the time dependence of the output distribution; Using the xenon and iodine concentrations obtained, the output distribution calculation device calculates the output distribution at the time to be predicted, and performs an iterative calculation until the output distribution converges. A nuclear reactor core performance calculation device characterized by the following:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57144181A JPS5934194A (en) | 1982-08-20 | 1982-08-20 | Reactor core performance calculating device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57144181A JPS5934194A (en) | 1982-08-20 | 1982-08-20 | Reactor core performance calculating device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5934194A JPS5934194A (en) | 1984-02-24 |
| JPH0444708B2 true JPH0444708B2 (en) | 1992-07-22 |
Family
ID=15356078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57144181A Granted JPS5934194A (en) | 1982-08-20 | 1982-08-20 | Reactor core performance calculating device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5934194A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9576688B2 (en) * | 2009-09-23 | 2017-02-21 | Terrapower, Llc | Movement of materials in a nuclear reactor |
| US10593436B2 (en) | 2013-11-21 | 2020-03-17 | Terrapower, Llc | Method and system for generating a nuclear reactor core loading distribution |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59799B2 (en) * | 1977-09-06 | 1984-01-09 | 日本原子力事業株式会社 | Nuclear power plant reactor output prediction device |
| JPS57125397A (en) * | 1981-01-28 | 1982-08-04 | Nippon Atomic Ind Group Co | Device for forecasting reactor core state of atomic power plant |
-
1982
- 1982-08-20 JP JP57144181A patent/JPS5934194A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5934194A (en) | 1984-02-24 |
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