JPH07104092A - 原子炉のキセノン振動制御方法 - Google Patents
原子炉のキセノン振動制御方法Info
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- JPH07104092A JPH07104092A JP5227249A JP22724993A JPH07104092A JP H07104092 A JPH07104092 A JP H07104092A JP 5227249 A JP5227249 A JP 5227249A JP 22724993 A JP22724993 A JP 22724993A JP H07104092 A JPH07104092 A JP H07104092A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 制御棒の移動方向や移動量等について十分な
情報を運転員に随時与える原子炉のキセノン振動制御方
法を提供する。 【構成】 炉心上下半分での出力ＰＴ、ＰＢに基づき炉
心上下半分におけるキセノン及びよう素濃度を算出す
る。時々刻々算出されるキセノン及びよう素濃度を平衡
状態の濃度として出現させる、キセノン濃度に基づく炉
心上下半分の出力ＰＴＸ、ＰＢＸ及びよう素濃度に基づ
く炉心上下半分の出力ＰＴＩ、ＰＢＩを求め、各出力か
ら、現在の過渡キセノン濃度及びよう素濃度がその状態
で平衡状態として実現するのに対応する軸方向出力分布
の偏差ＡＯＸ、ＡＯＩ、その時の炉心の軸方向出力分布
偏差ＡＯＰ、該偏差により定義されるパラメータＤＡＯ
ＩＸ、ＤＡＯＰＸを算出する。ＤＡＯＩＸをＹ軸に、Ｄ
ＡＯＰＸをＸ軸にした軌跡を表示し、軌跡を原点に導く
ように制御棒を操作する。
情報を運転員に随時与える原子炉のキセノン振動制御方
法を提供する。 【構成】 炉心上下半分での出力ＰＴ、ＰＢに基づき炉
心上下半分におけるキセノン及びよう素濃度を算出す
る。時々刻々算出されるキセノン及びよう素濃度を平衡
状態の濃度として出現させる、キセノン濃度に基づく炉
心上下半分の出力ＰＴＸ、ＰＢＸ及びよう素濃度に基づ
く炉心上下半分の出力ＰＴＩ、ＰＢＩを求め、各出力か
ら、現在の過渡キセノン濃度及びよう素濃度がその状態
で平衡状態として実現するのに対応する軸方向出力分布
の偏差ＡＯＸ、ＡＯＩ、その時の炉心の軸方向出力分布
偏差ＡＯＰ、該偏差により定義されるパラメータＤＡＯ
ＩＸ、ＤＡＯＰＸを算出する。ＤＡＯＩＸをＹ軸に、Ｄ
ＡＯＰＸをＸ軸にした軌跡を表示し、軌跡を原点に導く
ように制御棒を操作する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、原子炉内に発生するこ
とのあるキセノンの空間分布の振動に由来して、炉心中
に生ずる出力分布振動（以下キセノン振動という）の制
御方法に関するものである。
とのあるキセノンの空間分布の振動に由来して、炉心中
に生ずる出力分布振動（以下キセノン振動という）の制
御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】原子炉においては、核分裂反応の結果と
して直接生ずるキセノン並びに同結果として生ずるよう
素の崩壊によって発生するキセノンが強い中性子吸収能
力を持つため、炉心中の出力分布形状が周期的に変動す
るキセノン振動という現象が発生する。この現象が発生
すると、周知のように、原子炉内の出力分布の片寄りが
大きくなり、炉心を構成する核燃料の最高線出力密度の
上昇を伴うなど、核燃料の健全性維持に不適当な出力分
布が出現する可能性があり、安全性上問題となる。この
ような事態を避けるため、キセノン振動が発生した場合
には安全性に問題がない範囲に抑制する必要がある。
して直接生ずるキセノン並びに同結果として生ずるよう
素の崩壊によって発生するキセノンが強い中性子吸収能
力を持つため、炉心中の出力分布形状が周期的に変動す
るキセノン振動という現象が発生する。この現象が発生
すると、周知のように、原子炉内の出力分布の片寄りが
大きくなり、炉心を構成する核燃料の最高線出力密度の
上昇を伴うなど、核燃料の健全性維持に不適当な出力分
布が出現する可能性があり、安全性上問題となる。この
ような事態を避けるため、キセノン振動が発生した場合
には安全性に問題がない範囲に抑制する必要がある。
【０００３】キセノン振動の最適制御法については、本
出願人の特開平０２ー１８３１９６号公報や、１９９１
年に頒布された「日本原子力学会誌」（Vol．３３ N
o．３、第２８０〜２８５頁）の論文「軸方向出力分布偏
差のオンラインデータ処理に基づくＰＷＲの軸方向キセ
ノン振動の最適制御法」に示されるように、既知の技術
である。
出願人の特開平０２ー１８３１９６号公報や、１９９１
年に頒布された「日本原子力学会誌」（Vol．３３ N
o．３、第２８０〜２８５頁）の論文「軸方向出力分布偏
差のオンラインデータ処理に基づくＰＷＲの軸方向キセ
ノン振動の最適制御法」に示されるように、既知の技術
である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これ等の既知
技術では、運転員に与えられる情報は、最適制御を行う
上での制御棒移動のタイミング及びその時点での制御棒
移動量に関する情報に限られていた。このため、それ以
外の時間にキセノン振動を制御する必要がある場合や、
最適制御ではなくとも良い場合等においては、運転員に
対するキセノン振動制御のための情報、例えば制御棒の
移動方向や移動量についての情報が不十分であった。
技術では、運転員に与えられる情報は、最適制御を行う
上での制御棒移動のタイミング及びその時点での制御棒
移動量に関する情報に限られていた。このため、それ以
外の時間にキセノン振動を制御する必要がある場合や、
最適制御ではなくとも良い場合等においては、運転員に
対するキセノン振動制御のための情報、例えば制御棒の
移動方向や移動量についての情報が不十分であった。
【０００５】従って、本発明は、キセノン振動制御のた
めに制御棒の移動方向や移動量等について十分な情報を
運転員に随時与えることができる原子炉のキセノン振動
制御方法を提供することを目的とするものである。
めに制御棒の移動方向や移動量等について十分な情報を
運転員に随時与えることができる原子炉のキセノン振動
制御方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用】上述の目的を達
成するため、本発明に係る原子炉のキセノン振動制御方
法では、原子炉の炉心上半分での出力を（ＰＴ）、同原
子炉の炉心下半分での出力を（ＰＢ）とし、該炉心の前
記炉心上半分及び前記炉心下半分の領域におけるそれぞ
れのキセノン濃度及びよう素濃度を前記炉心上半分での
出力（ＰＴ）、前記炉心下半分での出力（ＰＢ）の情報
に基づき算出し、時々刻々算出される前記キセノン濃度
及び前記よう素濃度を平衡状態の濃度として出現させる
炉心上半分の出力及び炉心下半分の出力即ち、キセノン
濃度に基づく炉心上半分の出力（ＰＴＸ）及び炉心下半
分の出力（ＰＢＸ）並びによう素濃度に基づく炉心上半
分の出力（ＰＴＩ）及び炉心下半分の出力（ＰＢＩ）を
求める。次いで、上述の各出力（ＰＴ、ＰＢ、ＰＴＸ、
ＰＢＸ、ＰＴＩ、ＰＢＩ）の値から、次の各パラメー
タ、即ち、現在の過渡キセノン濃度がその状態で平衡状
態として実現するのに対応する軸方向出力分布の偏差
（ＡＯＸ）と、現在の過渡よう素濃度がその状態で平衡
状態として実現するのに対応する軸方向出力分布の偏差
（ＡＯＩ）と、その時の前記炉心の軸方向出力分布偏差
（ＡＯＰ）と、前記偏差（ＡＯＸ、ＡＯＩ、ＡＯＰ）に
より定義されるパラメータ（ＤＡＯＩＸ、ＤＡＯＰＸ）
とを算出する。これ等のパラメータは次のように表され
る。 ＡＯＰ＝（ＰＴ−ＰＢ）／（ＰＴ＋ＰＢ） ＡＯＸ＝（ＰＴＸ−ＰＢＸ）／（ＰＴＸ＋ＰＢＸ） ＡＯＩ＝（ＰＴＩ−ＰＢＩ）／（ＰＴＩ＋ＰＢＩ） ＤＡＯＩＸ＝ＡＯＩ−ＡＯＸ ＤＡＯＰＸ＝ＡＯＰ−ＡＯＸ 次いで、パラメータ（ＤＡＯＩＸ）をＹ軸に、パラメー
タ（ＤＡＯＰＸ）をＸ軸にした軌跡を表示し、該軌跡の
情報に基づきキセノン振動を制御する。
成するため、本発明に係る原子炉のキセノン振動制御方
法では、原子炉の炉心上半分での出力を（ＰＴ）、同原
子炉の炉心下半分での出力を（ＰＢ）とし、該炉心の前
記炉心上半分及び前記炉心下半分の領域におけるそれぞ
れのキセノン濃度及びよう素濃度を前記炉心上半分での
出力（ＰＴ）、前記炉心下半分での出力（ＰＢ）の情報
に基づき算出し、時々刻々算出される前記キセノン濃度
及び前記よう素濃度を平衡状態の濃度として出現させる
炉心上半分の出力及び炉心下半分の出力即ち、キセノン
濃度に基づく炉心上半分の出力（ＰＴＸ）及び炉心下半
分の出力（ＰＢＸ）並びによう素濃度に基づく炉心上半
分の出力（ＰＴＩ）及び炉心下半分の出力（ＰＢＩ）を
求める。次いで、上述の各出力（ＰＴ、ＰＢ、ＰＴＸ、
ＰＢＸ、ＰＴＩ、ＰＢＩ）の値から、次の各パラメー
タ、即ち、現在の過渡キセノン濃度がその状態で平衡状
態として実現するのに対応する軸方向出力分布の偏差
（ＡＯＸ）と、現在の過渡よう素濃度がその状態で平衡
状態として実現するのに対応する軸方向出力分布の偏差
（ＡＯＩ）と、その時の前記炉心の軸方向出力分布偏差
（ＡＯＰ）と、前記偏差（ＡＯＸ、ＡＯＩ、ＡＯＰ）に
より定義されるパラメータ（ＤＡＯＩＸ、ＤＡＯＰＸ）
とを算出する。これ等のパラメータは次のように表され
る。 ＡＯＰ＝（ＰＴ−ＰＢ）／（ＰＴ＋ＰＢ） ＡＯＸ＝（ＰＴＸ−ＰＢＸ）／（ＰＴＸ＋ＰＢＸ） ＡＯＩ＝（ＰＴＩ−ＰＢＩ）／（ＰＴＩ＋ＰＢＩ） ＤＡＯＩＸ＝ＡＯＩ−ＡＯＸ ＤＡＯＰＸ＝ＡＯＰ−ＡＯＸ 次いで、パラメータ（ＤＡＯＩＸ）をＹ軸に、パラメー
タ（ＤＡＯＰＸ）をＸ軸にした軌跡を表示し、該軌跡の
情報に基づきキセノン振動を制御する。
【０００７】
【実施例】先ず、本発明が基礎とする概念と、この概念
を用いたキセノン振動制御方法の原理とについて説明す
る。キセノン振動は、炉心内の中性子束分布により定ま
るキセノン及びその先行核であるよう素の平衡濃度分布
と、現実のキセノン及びよう素の濃度分布とが異なるこ
とにより発生する。逆に言えば、キセノン振動を制御す
ることは、中性子束分布、キセノン分布及びよう素分布
の間の矛盾を解消することに等しい。
を用いたキセノン振動制御方法の原理とについて説明す
る。キセノン振動は、炉心内の中性子束分布により定ま
るキセノン及びその先行核であるよう素の平衡濃度分布
と、現実のキセノン及びよう素の濃度分布とが異なるこ
とにより発生する。逆に言えば、キセノン振動を制御す
ることは、中性子束分布、キセノン分布及びよう素分布
の間の矛盾を解消することに等しい。
【０００８】加圧水形原子炉（ＰＷＲ）では、軸方向キ
セノン振動の制御が主であることから、以下においては
軸方向振動に限って議論を進める。加圧水形原子炉の軸
方向出力分布は、軸方向出力分布偏差（ＡＯ）＝（炉心
上半分出力−炉心下半分出力）／（炉心上半分出力＋炉
心下半分出力）で代表的に表現できることが知られてい
る。この事実から、従来、キセノン振動の制御は、軸方
向出力分布偏差の制御に置き換えて実施されている。こ
の軸方向出力分布偏差の制御に関する概念をキセノン分
布、よう素分布にも取り込み、上記キセノン振動制御の
原理を換言すると次のようになる。
セノン振動の制御が主であることから、以下においては
軸方向振動に限って議論を進める。加圧水形原子炉の軸
方向出力分布は、軸方向出力分布偏差（ＡＯ）＝（炉心
上半分出力−炉心下半分出力）／（炉心上半分出力＋炉
心下半分出力）で代表的に表現できることが知られてい
る。この事実から、従来、キセノン振動の制御は、軸方
向出力分布偏差の制御に置き換えて実施されている。こ
の軸方向出力分布偏差の制御に関する概念をキセノン分
布、よう素分布にも取り込み、上記キセノン振動制御の
原理を換言すると次のようになる。
【０００９】現在の過渡キセノン濃度がその状態で平衡
状態として実現するのに対応する軸方向出力分布の偏差
をＡＯＸ、同様に現在の過渡よう素濃度がその状態で平
衡状態として実現するのに対応する軸方向出力分布の偏
差をＡＯＩ、その時の軸方向出力分布偏差をＡＯＰとす
ると、キセノン振動はＡＯＸ＝ＡＯＩ＝ＡＯＰと言う条
件の元で抑制される。
状態として実現するのに対応する軸方向出力分布の偏差
をＡＯＸ、同様に現在の過渡よう素濃度がその状態で平
衡状態として実現するのに対応する軸方向出力分布の偏
差をＡＯＩ、その時の軸方向出力分布偏差をＡＯＰとす
ると、キセノン振動はＡＯＸ＝ＡＯＩ＝ＡＯＰと言う条
件の元で抑制される。
【００１０】従って、キセノン振動を抑制するには、各
偏差ＡＯＸ、ＡＯＩ及びＡＯＰを監視しそれ等を一致さ
せればよい。一致させるＡＯ値は運転上の要求に基づい
て定められる値とすればよい。上記の原理は、偏差ＡＯ
Ｉ、ＡＯＸが偏差ＡＯＰ及び出力に対し線形であれば必
要十分条件である。しかし、出力変動がある場合や、偏
差ＡＯＰが極端に大きくなるような場合は、偏差ＡＯＸ
の偏差ＡＯＰ及び出力に対する線形性が失われる。この
ような場合には、上記の原理は必要条件を与えるのみ
で、十分条件であるとは保証できない。しかし、通常、
定格出力時においては熱的制限から極端な出力分布が発
生しないように制御されていること、また、出力変動が
あってもその変動巾や継続時間が限られていることか
ら、線形近似の範囲からの逸脱も限られたものと言え
る。このため、上記原理の適用には実用上問題がないと
言える。
偏差ＡＯＸ、ＡＯＩ及びＡＯＰを監視しそれ等を一致さ
せればよい。一致させるＡＯ値は運転上の要求に基づい
て定められる値とすればよい。上記の原理は、偏差ＡＯ
Ｉ、ＡＯＸが偏差ＡＯＰ及び出力に対し線形であれば必
要十分条件である。しかし、出力変動がある場合や、偏
差ＡＯＰが極端に大きくなるような場合は、偏差ＡＯＸ
の偏差ＡＯＰ及び出力に対する線形性が失われる。この
ような場合には、上記の原理は必要条件を与えるのみ
で、十分条件であるとは保証できない。しかし、通常、
定格出力時においては熱的制限から極端な出力分布が発
生しないように制御されていること、また、出力変動が
あってもその変動巾や継続時間が限られていることか
ら、線形近似の範囲からの逸脱も限られたものと言え
る。このため、上記原理の適用には実用上問題がないと
言える。
【００１１】夫々のＡＯを求めるためには、最低２つの
情報、即ち、炉心上半分の相対出力（定格出力を１.０
に規格化した際の出力)ＰT及び下半分の相対出力ＰBが
必要である。加圧水形原子炉では、この情報は炉外核計
装により得られる。以下、この情報を使用し、目的とす
る偏差ＡＯＩ、ＡＯＸ、ＡＯＰを算出する手順を示す。
情報、即ち、炉心上半分の相対出力（定格出力を１.０
に規格化した際の出力)ＰT及び下半分の相対出力ＰBが
必要である。加圧水形原子炉では、この情報は炉外核計
装により得られる。以下、この情報を使用し、目的とす
る偏差ＡＯＩ、ＡＯＸ、ＡＯＰを算出する手順を示す。
【００１２】炉心を上半分及び下半分の２領域に分けた
場合、夫々の領域でのキセノン濃度及びよう素濃度の変
化は次式から算出できる。
場合、夫々の領域でのキセノン濃度及びよう素濃度の変
化は次式から算出できる。
【数１】
【数２】
【数３】
【数４】
【数５】
【数６】
【００１３】炉心がＰT＝ＰT Eq、ＰB＝ＰB Eqで安定状態
であるとすると、その時の平衡よう素濃度、平衡キセノ
ン濃度は次のように表せる。
であるとすると、その時の平衡よう素濃度、平衡キセノ
ン濃度は次のように表せる。
【数７】
【数８】
【数９】
【数１０】 ここで、 ＰＴ：炉心上半分の出力 ＰＢ：炉心下半分の出力 ＰＲ：炉心の定格出力 ＰT ：炉心上半分の相対出力；ＰＴ＊２／ＰＲ ＰB ：炉心下半分の相対出力；ＰＢ＊２／ＰＲ Ｐ ：運転中の炉心の相対出力；（運転出力）／ＰＲ ＰT Eq：平衡状態での炉心上半分の相対出力 ＰB Eq：平衡状態での炉心下半分の相対出力 ｙi、ｙx：よう素、キセノンの核分裂による発生割合 λi、λx：よう素、キセノンの崩壊定数 Σf：巨視的核分裂断面積 σa：キセノンの微視的吸収断面積 φo：定格出力時の平均中性束 ＩT、ＩB：炉心上半分、下半分の平均よう素濃度 ＸT、ＸB：炉心上半分、下半分の平均キセノン濃度
【００１４】一方、炉心が安定状態にない場合には、よ
う素及びキセノンの夫々の濃度を炉心の出力履歴に基づ
いて算出しておくと、それ等が平衡状態として実現する
のに対応する出力分布のＡＯを夫々式７）〜１０）を用
いて次のように求めることができる。
う素及びキセノンの夫々の濃度を炉心の出力履歴に基づ
いて算出しておくと、それ等が平衡状態として実現する
のに対応する出力分布のＡＯを夫々式７）〜１０）を用
いて次のように求めることができる。
【数１１】
【数１２】
【００１５】平衡状態では、これ等はその時の出力分布
の軸方向偏差ＡＯ即ち偏差ＡＯＰに等しく、ＡＯＩ＝Ａ
ＯＸ＝ＡＯＰであるが、キセノン振動中はそうなってい
ない。換言すれば、これ等の三つのＡＯが等しい時はキ
セノン振動は生じないのであるから、偏差ＡＯＩ、ＡＯ
Ｘを連続監視（算出）しておき、偏差ＡＯＩと偏差ＡＯ
Ｘが一致する時点において偏差ＡＯＰをそのＡＯ値に一
致させるように制御棒を移動させれば、その時点以降の
キセノン振動は抑制できる。この原理に従えば、制御棒
の移動すべき時点及び移動量を正確に定めることができ
る。偏差ＡＯＩと偏差ＡＯＸが一致するまでの時間Ｔx
及びその時のＡＯの値ＡＯＩＴは次の式で求まり、一回
前の結果と今回の結果から外挿となる。
の軸方向偏差ＡＯ即ち偏差ＡＯＰに等しく、ＡＯＩ＝Ａ
ＯＸ＝ＡＯＰであるが、キセノン振動中はそうなってい
ない。換言すれば、これ等の三つのＡＯが等しい時はキ
セノン振動は生じないのであるから、偏差ＡＯＩ、ＡＯ
Ｘを連続監視（算出）しておき、偏差ＡＯＩと偏差ＡＯ
Ｘが一致する時点において偏差ＡＯＰをそのＡＯ値に一
致させるように制御棒を移動させれば、その時点以降の
キセノン振動は抑制できる。この原理に従えば、制御棒
の移動すべき時点及び移動量を正確に定めることができ
る。偏差ＡＯＩと偏差ＡＯＸが一致するまでの時間Ｔx
及びその時のＡＯの値ＡＯＩＴは次の式で求まり、一回
前の結果と今回の結果から外挿となる。
【数１３】
【数１４】
【００１６】尚、よう素Ｉ、キセノンＸの各濃度並びに
その結果としての偏差ＡＯＩ及びＡＯＸは、上述の式
３）〜６）を遂次積分することにより求められる。この
ときキセノン等の濃度変化の時定数は十分大きいため、
差分近似で解いても時間メッシュ巾は数分のオーダーで
十分である。
その結果としての偏差ＡＯＩ及びＡＯＸは、上述の式
３）〜６）を遂次積分することにより求められる。この
ときキセノン等の濃度変化の時定数は十分大きいため、
差分近似で解いても時間メッシュ巾は数分のオーダーで
十分である。
【００１７】上述した原理に基づき次のパラメータを定
義する。 ＤＡＯＸＩ：ＡＯＩ−ＡＯＸ ＤＡＯＰＸ：ＡＯＰ−ＡＯＸ 図１には、キセノン振動中のこれ等のパラメータのＤＡ
ＯＸＩがＹ軸に、ＤＡＯＰＸがＸ軸にプロットされてい
る。このプロットには次のような際立った特徴がある。
義する。 ＤＡＯＸＩ：ＡＯＩ−ＡＯＸ ＤＡＯＰＸ：ＡＯＰ−ＡＯＸ 図１には、キセノン振動中のこれ等のパラメータのＤＡ
ＯＸＩがＹ軸に、ＤＡＯＰＸがＸ軸にプロットされてい
る。このプロットには次のような際立った特徴がある。
【００１８】１）単純なキセノン振動中は第１象限と第
３象限内を主とし、原点を中心とした偏平な楕円にな
る。 ２）軌跡の移動方向は、反時計回りであり、キセノン振
動の１周期で原点の周りを１周する。よって、この楕円
上を移動する速さは楕円の長径から離れるほど速くな
る。 ３）キセノン振動が発散性の場合には楕円は大きくな
り、収束性の場合には小さくなる。 ４）その楕円の長径は原点を通る。 ５）長径の傾きは原子炉の運転条件により多少異なるが
約３６°前後である。
３象限内を主とし、原点を中心とした偏平な楕円にな
る。 ２）軌跡の移動方向は、反時計回りであり、キセノン振
動の１周期で原点の周りを１周する。よって、この楕円
上を移動する速さは楕円の長径から離れるほど速くな
る。 ３）キセノン振動が発散性の場合には楕円は大きくな
り、収束性の場合には小さくなる。 ４）その楕円の長径は原点を通る。 ５）長径の傾きは原子炉の運転条件により多少異なるが
約３６°前後である。
【００１９】図２及び図３に、キセノン振動時に任意に
制御棒を移動して外乱を与えた場合の炉心挙動（図２の
ＡＯＰ）、ＤＡＯＩＸ−ＤＡＯＰＸの軌跡（図３）の特
性を示す。これ等の特性から以下のことが分かる。 １）制御棒を挿入すると軌跡はＸ軸の負側へ移動する。 ２）制御棒を引き抜くと軌跡はＸ軸の正側へ移動する。 ３）制御棒の移動を停止すると、その後の軌跡の移動方
向は基本となっている楕円と同じ方向へ移動する。即
ち、楕円の長径の上にあれば左下がりに、下にあれば右
上がりに移動する。 ４）この軌跡の傾きは長径とほぼ平行であり、基本とな
っている楕円と長径、中心を共通とする相似の軌跡を通
る。 上記特性の理解を明瞭にするため、キセノン振動中に制
御棒を色々な時期に移動した例について示している。Ａ
〜Ｑまでの点で制御棒を移動した際のＸ−Ｙ軸上の軌跡
を炉心挙動と対応させて示している。
制御棒を移動して外乱を与えた場合の炉心挙動（図２の
ＡＯＰ）、ＤＡＯＩＸ−ＤＡＯＰＸの軌跡（図３）の特
性を示す。これ等の特性から以下のことが分かる。 １）制御棒を挿入すると軌跡はＸ軸の負側へ移動する。 ２）制御棒を引き抜くと軌跡はＸ軸の正側へ移動する。 ３）制御棒の移動を停止すると、その後の軌跡の移動方
向は基本となっている楕円と同じ方向へ移動する。即
ち、楕円の長径の上にあれば左下がりに、下にあれば右
上がりに移動する。 ４）この軌跡の傾きは長径とほぼ平行であり、基本とな
っている楕円と長径、中心を共通とする相似の軌跡を通
る。 上記特性の理解を明瞭にするため、キセノン振動中に制
御棒を色々な時期に移動した例について示している。Ａ
〜Ｑまでの点で制御棒を移動した際のＸ−Ｙ軸上の軌跡
を炉心挙動と対応させて示している。
【００２０】上記特性を利用し、本発明が基礎とする上
述の概念の原理でキセノン振動を抑制することができ
る。具体的な要領は以下の通りである。キセノン振動が
発生していない状態では、上述の概念の原理から、ＤＡ
ＯＸＩ＝ＡＤＯＰＸ＝０、即ち軌跡は原点にある。パラ
メータＤＡＯＸＩ、ＤＡＯＰＸの平面上で軌跡を監視
し、もし原点からの逸脱が大きくなればその軌跡を原点
に導くように制御棒を操作する。その方向と量はこの軌
跡を見ながら定めることができる。具体的には次のよう
になる。
述の概念の原理でキセノン振動を抑制することができ
る。具体的な要領は以下の通りである。キセノン振動が
発生していない状態では、上述の概念の原理から、ＤＡ
ＯＸＩ＝ＡＤＯＰＸ＝０、即ち軌跡は原点にある。パラ
メータＤＡＯＸＩ、ＤＡＯＰＸの平面上で軌跡を監視
し、もし原点からの逸脱が大きくなればその軌跡を原点
に導くように制御棒を操作する。その方向と量はこの軌
跡を見ながら定めることができる。具体的には次のよう
になる。
【００２１】もし現在の軌跡が原点より右にあり、長径
より下にあれば、 １）制御棒を挿入して軌跡を左に移動させる。 ２）この際、長径の上で止めるか、下で止めるかにより
その後の方向が判断できる。 ３）制御棒の移動タイミングや移動量は軌跡を見ながら
容易に調整でき、軌跡を原点に導くことができる。
より下にあれば、 １）制御棒を挿入して軌跡を左に移動させる。 ２）この際、長径の上で止めるか、下で止めるかにより
その後の方向が判断できる。 ３）制御棒の移動タイミングや移動量は軌跡を見ながら
容易に調整でき、軌跡を原点に導くことができる。
【００２２】この例を図４及び図５に示す。制御棒の移
動時の炉心挙動と軌跡をＡ〜Ｇで示している。上記の方
法に従って制御棒を移動した結果、軌跡は原点に収束
し、キセノン振動は制御されていることが確認できる。
動時の炉心挙動と軌跡をＡ〜Ｇで示している。上記の方
法に従って制御棒を移動した結果、軌跡は原点に収束
し、キセノン振動は制御されていることが確認できる。
【００２３】図６に本発明のキセノン振動制御方法を実
現する装置の概念図を示す。１は原子炉圧力容器、２は
原子炉の炉心、３、４は上、下部炉外中性子束検出器で
あり、それぞれ、炉心２の上半分での出力ＰＴ、下半分
での出力ＰＢの値に比例した信号を発生する。この信号
は、中性子束計測装置５において炉心上半分の相対出力
ＰT、下半分の相対出力ＰBを表す信号に変換され、この
情報が解析装置６に入力され、同解析装置６において前
記の各種パラメータを算出し、表示装置７に表示し、運
転操作上の情報を提供する。
現する装置の概念図を示す。１は原子炉圧力容器、２は
原子炉の炉心、３、４は上、下部炉外中性子束検出器で
あり、それぞれ、炉心２の上半分での出力ＰＴ、下半分
での出力ＰＢの値に比例した信号を発生する。この信号
は、中性子束計測装置５において炉心上半分の相対出力
ＰT、下半分の相対出力ＰBを表す信号に変換され、この
情報が解析装置６に入力され、同解析装置６において前
記の各種パラメータを算出し、表示装置７に表示し、運
転操作上の情報を提供する。
【００２４】
【発明の効果】本発明に係るキセノン振動制御方法は、
上述した通り、必要とされる情報は炉心上下半分の出力
に関するもののみであり、非常に簡単な計算で構成され
ているが、その効果は従来見られないほど大きい。即
ち、本発明により、キセノン振動を制御するための効果
的な方法を非常に簡単な装置で実現できる。
上述した通り、必要とされる情報は炉心上下半分の出力
に関するもののみであり、非常に簡単な計算で構成され
ているが、その効果は従来見られないほど大きい。即
ち、本発明により、キセノン振動を制御するための効果
的な方法を非常に簡単な装置で実現できる。
【図１】 キセノン振動中のパラメータＤＡＯＩＸをＹ
軸に、ＤＡＯＰＸをＸ軸にプロットして示す図。
軸に、ＤＡＯＰＸをＸ軸にプロットして示す図。
【図２】 キセノン振動中に任意に制御棒を移動して外
乱を与えた場合の炉心挙動（ＡＯＰ）を示す図。
乱を与えた場合の炉心挙動（ＡＯＰ）を示す図。
【図３】 キセノン振動中に任意に制御棒を移動して外
乱を与えた場合のＤＡＯＩＸ−ＤＡＯＰＸの軌跡を示す
図。
乱を与えた場合のＤＡＯＩＸ−ＤＡＯＰＸの軌跡を示す
図。
【図４】 本発明に従ってキセノン振動の制御を行った
場合の炉心挙動（ＡＯＰ）を示す図。
場合の炉心挙動（ＡＯＰ）を示す図。
【図５】 本発明に従ってキセノン振動の制御を行った
場合のＤＡＯＩＸ−ＤＡＯＰＸの軌跡を示す図。
場合のＤＡＯＩＸ−ＤＡＯＰＸの軌跡を示す図。
【図６】 本発明によるキセノン振動制御方法を実現す
る装置の概念図。
る装置の概念図。
【符号の説明】 ２…炉心、３…中性子束検出器、４…中性子束検出器、
５…中性子束計測装置、６…解析装置、７…表示装置。
５…中性子束計測装置、６…解析装置、７…表示装置。
Claims (1)
- 【請求項１】 原子炉の炉心上半分での出力を（Ｐ
Ｔ）、同原子炉の炉心下半分での出力を（ＰＢ）とし、
該炉心の前記炉心上半分及び前記炉心下半分の領域にお
けるそれぞれのキセノン濃度及びよう素濃度を前記炉心
上半分での出力（ＰＴ）、前記炉心下半分での出力（Ｐ
Ｂ）の情報に基づき算出し、時々刻々算出される前記キ
セノン濃度及び前記よう素濃度を平衡状態の濃度として
出現させる炉心上半分の出力及び炉心下半分の出力即
ち、キセノン濃度に基づく炉心上半分の出力（ＰＴＸ）
及び炉心下半分の出力（ＰＢＸ）並びによう素濃度に基
づく炉心上半分の出力（ＰＴＩ）及び炉心下半分の出力
（ＰＢＩ）を求め、次いで前記各出力（ＰＴ、ＰＢ、Ｐ
ＴＸ、ＰＢＸ、ＰＴＩ、ＰＢＩ）の値から、次の各パラ
メータ、即ち、現在の過渡キセノン濃度がその状態で平
衡状態として実現するのに対応する軸方向出力分布の偏
差（ＡＯＸ）、現在の過渡よう素濃度がその状態で平衡
状態として実現するのに対応する軸方向出力分布の偏差
（ＡＯＩ）、その時の前記炉心の軸方向出力分布偏差
（ＡＯＰ）、前記偏差（ＡＯＸ、ＡＯＩ、ＡＯＰ）によ
り定義されるパラメータ（ＤＡＯＩＸ、ＤＡＯＰＸ）、 ＡＯＰ＝（ＰＴ−ＰＢ）／（ＰＴ＋ＰＢ） ＡＯＸ＝（ＰＴＸ−ＰＢＸ）／（ＰＴＸ＋ＰＢＸ） ＡＯＩ＝（ＰＴＩ−ＰＢＩ）／（ＰＴＩ＋ＰＢＩ） ＤＡＯＩＸ＝ＡＯＩ−ＡＯＸ ＤＡＯＰＸ＝ＡＯＰ−ＡＯＸ を算出し、前記パラメータ（ＤＡＯＩＸ）をＹ軸に、前
記パラメータ（ＤＡＯＰＸ）をＸ軸にした軌跡を表示
し、該軌跡の情報に基づきキセノン振動を制御する、原
子炉のキセノン振動制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22724993A JP3202430B2 (ja) | 1993-09-13 | 1993-09-13 | 原子炉のキセノン振動制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22724993A JP3202430B2 (ja) | 1993-09-13 | 1993-09-13 | 原子炉のキセノン振動制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07104092A true JPH07104092A (ja) | 1995-04-21 |
| JP3202430B2 JP3202430B2 (ja) | 2001-08-27 |
Family
ID=16857861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22724993A Expired - Lifetime JP3202430B2 (ja) | 1993-09-13 | 1993-09-13 | 原子炉のキセノン振動制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3202430B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN116189928A (zh) * | 2023-03-01 | 2023-05-30 | 山东核电有限公司 | 一种核电站反应堆寿期末轴向通量偏差控制方法和装置 |
| CN119400472A (zh) * | 2025-01-02 | 2025-02-07 | 中核核电运行管理有限公司 | 一种基于3ao法的氙震荡自动抑制辅助预警提示方法 |
-
1993
- 1993-09-13 JP JP22724993A patent/JP3202430B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP5047293B2 (ja) * | 2007-08-21 | 2012-10-10 | 三菱重工業株式会社 | 軸方向出力分布制御方法、軸方向出力分布制御システムおよび軸方向出力分布制御プログラム |
| US8995601B2 (en) | 2009-02-20 | 2015-03-31 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Axial power distribution prediction method and axial power distribution prediction device |
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| JP2010190853A (ja) * | 2009-02-20 | 2010-09-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 軸方向出力分布制御方法及び軸方向出力分布制御補助装置 |
| WO2010095696A1 (ja) * | 2009-02-20 | 2010-08-26 | 三菱重工業株式会社 | 軸方向出力分布制御方法及び軸方向出力分布制御補助装置 |
| JP2010190854A (ja) * | 2009-02-20 | 2010-09-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 軸方向出力分布予測方法及び軸方向出力分布予測装置 |
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| CN119400472A (zh) * | 2025-01-02 | 2025-02-07 | 中核核电运行管理有限公司 | 一种基于3ao法的氙震荡自动抑制辅助预警提示方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3202430B2 (ja) | 2001-08-27 |
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