JPS6232392A - On-line output distribution monitor device for nuclear reactor - Google Patents
On-line output distribution monitor device for nuclear reactorInfo
- Publication number
- JPS6232392A JPS6232392A JP60171904A JP17190485A JPS6232392A JP S6232392 A JPS6232392 A JP S6232392A JP 60171904 A JP60171904 A JP 60171904A JP 17190485 A JP17190485 A JP 17190485A JP S6232392 A JPS6232392 A JP S6232392A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- core
- power distribution
- measuring device
- tip
- gamma
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の技術分野]
本発明は原子炉のオンライン出力分布監視装置に関する
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to an online power distribution monitoring device for a nuclear reactor.
[発明の技術的背景とその問題点]
一般に、原子炉において炉心がその健全性を保ちつつ、
必要な性能を発揮しているか否かを監視することは、原
子炉の安全およびその効率的運用にとって不可欠のこと
である。このため、通常原子炉にはオンライン出力分布
監視装置が設置されており、この監視装置によって随時
原子炉の健全性を監視するための主要なパラメータの1
つである炉内出力分布を監視することができるように構
成されている。[Technical background of the invention and its problems] In general, in a nuclear reactor, while the core maintains its integrity,
Monitoring whether the required performance is being achieved is essential for the safety of nuclear reactors and their efficient operation. For this reason, an online power distribution monitoring device is usually installed in a nuclear reactor, and this monitoring device is one of the main parameters for monitoring the health of the reactor at any time.
It is configured to be able to monitor the power distribution within the reactor.
ところで、従来のオンライン出力分布監視装aにおける
炉内出力分布の算出方法は以下に説明するような手順で
なされていた。すなわち、まず炉心内中性子束測定器の
測定値と、これに隣接する燃料集合体の出力との間の関
係を予めオフライン計算により評価し、その結果をフィ
ッティング式として出力分布監視装置に内蔵しておく。By the way, the method for calculating the in-furnace power distribution in the conventional online power distribution monitoring system a has been performed in the following manner. That is, first, the relationship between the measured value of the in-core neutron flux measuring device and the output of the adjacent fuel assembly is evaluated in advance by off-line calculation, and the result is built into the power distribution monitoring device as a fitting formula. put.
次に、炉心内中性子束測定器の測定値をオンラインで入
力し、前記フィッティング式によって燃料集合体の出力
を算出してオンラインでの炉内出力分布を推定していた
。しかしながら上述した従来の炉内出力分布推定方法は
、炉心内中性子束測定器が中性子束を測定する際の測定
誤差が無視しくワる程小さい場合にはよい精度で炉内出
力分布を推定することができる。しかし実際にはこの中
性子束の測定誤差は無視することができない。それは測
定器を案内する導管ないしは測定器自体の偏位が原子炉
の運用によって不可避的に発生ずることであり、これに
よって、従来の炉内出力分布推定方法によるときには、
不可避な誤差または無視できない誤差が発生するのでこ
れらの誤謬を運転マージンとして考慮する必要が生じ、
このことは原子炉の効率的な運用の妨げとなっていた。Next, the measured values of the in-core neutron flux measuring device were input online, and the output of the fuel assembly was calculated using the above-mentioned fitting formula to estimate the in-core power distribution online. However, the conventional in-core power distribution estimation method described above cannot estimate the in-core power distribution with good accuracy when the measurement error when measuring neutron flux by the in-core neutron flux measuring device is so small that it is ignored. I can do it. However, in reality, this measurement error of neutron flux cannot be ignored. This is because deviations of the conduit guiding the measuring instrument or the measuring instrument itself inevitably occur due to reactor operation, and due to this, when using the conventional in-reactor power distribution estimation method,
Since unavoidable errors or errors that cannot be ignored occur, it is necessary to consider these errors as an operating margin.
This hindered the efficient operation of nuclear reactors.
また、近年上述した従来の炉内出力分t5推定方法のよ
うに、炉心内中性子束測定器の測定値とこれに隣接する
燃料集合体の出力との間の関係を予め内蔵しておいたフ
ィッティング式により評価するのではなく、オンライン
出力分布監視装置に炉心の物理モデルを内蔵した出力分
布演算装置を備え、この計算装置により算出された炉内
出力分有iが炉心内中性子束測定器の測定値に一致J゛
るように物理モデルを適合することによって炉内出力分
布を推定する方法が提案されている。しかしながら、こ
の炉内出力分布推定方法によっ−Cも測定値を全面的に
真と仮定して炉内出力分布を推定するときには、上述し
たように正確な炉内出力分布を推定することができない
という不具合があった。In addition, in recent years, as in the conventional in-core power output t5 estimation method described above, fittings have been developed that have a built-in relationship between the measured value of the in-core neutron flux measuring device and the output of the adjacent fuel assembly. Instead of evaluating using a formula, the online power distribution monitoring device is equipped with a power distribution calculation device that incorporates a physical model of the reactor core, and the in-core power fraction i calculated by this calculation device is calculated by the in-core neutron flux measurement device. A method has been proposed for estimating the in-core power distribution by adapting a physical model to match the value J. However, when using this in-furnace power distribution estimation method to estimate the in-furnace power distribution assuming that the measured values are completely true, it is not possible to accurately estimate the in-furnace power distribution as described above. There was a problem.
[発明の目的1
本発明は、上記事情に鑑みてなされたちので、その目的
は、炉心径方向の変異に対してもその測定精度がほとん
ど変化しないγ線束測定器を使用して、最良の炉心内の
出力分布を出力することのできる原子炉のオンライン出
力分布監視装置を促供づることにある。[Objective of the Invention 1] The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to obtain the best possible reactor core using a gamma-ray flux measuring instrument whose measurement accuracy hardly changes even with variations in the core radial direction. An object of the present invention is to provide an online power distribution monitoring device for a nuclear reactor that can output the power distribution within the reactor.
「発明の概要」
本発明は、上記目的を達成するために、炉心現状データ
測定器と、この炉心現状データ測定器からの測定値を入
力し予め内蔵された物理モデルに基づき炉心内の出力分
布を算出する出力分布演算装置と、炉心内γ線束測定器
と、この炉心内γ線束測定器の測定値を入力してその炉
心軸方向成分のみを抽出するとともに前記出力分布演算
装置で算出された出力分布を入力して得られた炉心軸方
向成分を前記炉心内γ線束測定器の測定値の炉心軸方向
成分により補正することにより最良出力分布を推定する
最良出力分布推定装置とを備えた原子炉のオンライン出
力分布監視装置に関するものである。"Summary of the Invention" In order to achieve the above object, the present invention provides a core current data measuring device and a power distribution within the reactor core based on a pre-built-in physical model by inputting the measured values from the core current data measuring device. an in-core gamma-ray flux measuring device; and an in-core gamma-ray flux measuring device that inputs the measured values of the in-core gamma-ray flux measuring device, extracts only the core axial component thereof, and calculates the and a best power distribution estimating device that estimates the best power distribution by correcting the core axial component obtained by inputting the power distribution by the core axial component of the measured value of the in-core gamma-ray flux measuring device. This invention relates to an online power distribution monitoring device for a furnace.
[発明の実施例] 本発明の一実施例を図面について説明する。[Embodiments of the invention] An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例のブロック構成図であり、同
図に示すように、原子炉1内には炉心2が収納されてお
り、この炉心2内には固定型中性子測定器3おび可変型
γ線束測定器4が設けられている。また、原子炉1内に
は炉心現状データすなわち炉心冷却水流量、炉心圧力、
炉心出入口温度、411制棒位置などを測定する測定器
5(以下代表して符@5で示す)が設けられており、こ
れら各測定器3〜5で測定された出力信号は原子炉のオ
ン、ライン出力分布監視装置6に入力される。この監視
装置6はデータサンシラ7、出力分布計ロ装置8、最良
出力分布推定装置9および入出力装置10とから構成さ
れている。FIG. 1 is a block configuration diagram of an embodiment of the present invention. As shown in the figure, a reactor core 2 is housed in a nuclear reactor 1, and a fixed neutron measuring instrument 3 is housed in this reactor core 2. A variable gamma ray flux measuring device 4 is also provided. In addition, the reactor 1 contains core current data, such as core cooling water flow rate, core pressure,
Measuring devices 5 (representatively indicated by the symbol @5 below) are provided to measure the temperature at the reactor inlet and outlet, the position of the 411 control rod, etc., and the output signals measured by these measuring devices 3 to 5 are used to indicate when the reactor is on. , are input to the line output distribution monitoring device 6. This monitoring device 6 is composed of a data sensor 7, an output distribution measuring device 8, a best output distribution estimating device 9, and an input/output device 10.
ところで、炉心内γ線束測定器4は通常第2図に示され
るように、燃料集合体11を構成するコーナーギャップ
12に導管13(以下ストリングという)を設置し、そ
のストリング13の内部に可動型γ線束測定器4が挿入
され、炉心軸方向に沿ってスキャンすることにより、炉
心軸方向に沿う連続したγ線束分布を測定するものであ
る。このス1−リング13内部には約4個の固定型中性
子束測定器3も設置されている。また、制御棒14はス
トリング13の設置されるギャップの燃料集合体を挾む
反対側に挿入される。By the way, as shown in FIG. 2, the in-core gamma-ray flux measuring device 4 usually has a conduit 13 (hereinafter referred to as a string) installed in a corner gap 12 constituting a fuel assembly 11, and a movable type inside the string 13. A gamma ray flux measuring device 4 is inserted and scans along the core axis direction to measure the continuous gamma ray flux distribution along the core axis direction. Approximately four fixed neutron flux measuring instruments 3 are also installed inside this ring 13. Further, the control rod 14 is inserted into the gap in which the string 13 is installed on the opposite side of the fuel assembly.
しかして、データサンプラー7は原子炉1の炉心2内に
設置された固定型中性子束測定器3(以下LPPMとい
う)および可動型γ線束測定器4(以下TIPという)
の出力信号を入力し、これらの出力信号を最良出力分布
推定装置9に伝送する。ここで、LPPMの出力信号は
常時発生しているが、データサンプラ−7は出力分布i
t R装置ε3からの伝送要求があった場合にのみ前記
伝送を実行する。また、TIPによる炉心内γ線束測定
は通常は1か月に一回程度の傾度で行われ、この場合に
はデータサンプラー7は常にTIPの出力信号を最良出
力分布推定装置9に伝送する。Therefore, the data sampler 7 includes a fixed neutron flux measuring device 3 (hereinafter referred to as LPPM) and a movable γ-ray flux measuring device 4 (hereinafter referred to as TIP) installed in the core 2 of the nuclear reactor 1.
and transmits these output signals to the best output distribution estimation device 9. Here, the output signal of the LPPM is always generated, but the data sampler 7 has an output distribution i.
t The transmission is performed only when there is a transmission request from the R device ε3. Furthermore, in-core gamma ray flux measurement using TIP is normally performed at a gradient of about once a month, and in this case, data sampler 7 always transmits the output signal of TIP to best power distribution estimating device 9.
データサンプラー7は、炉心現状データずなわら炉心冷
却水流量、炉心圧力、炉心出入口温度および制御棒位置
等を測定する測定器5からの出力信号を入力し、これら
の信号を出力分布計算装置8に伝送J゛る。ところで、
測定器5からの出力信号は常時発生しているが、これら
の出力信号の伝送は前記L P P M出力信号ないし
TIP出力信号の最良出力分布推定装置9への伝送と同
時に実行される。出力分布計p装置8は、予め定められ
た周期に従って自動的に起動するかまたは原子炉運転員
の入出力装置10を介しての要求により起動リ−るかま
たは前記TIPによる炉心内中性子束測定の終了を示す
信号をトリが−として自動的に起動づるか等してデータ
サンプラ−7に対して前記TI Pの出力信号ないしL
PPMの出力信号の最良出力分布推定装置9への伝送要
求を行ない、データリンブラー7から炉心現状データを
入力し、その内蔵する物理モデルによって炉内出力分布
を算出する。このような演算に用いられる物理モデルと
しては、装置全体の即応性を高めるため多少計輝精度が
悪くても計算時間が短くて済む、例えば、いわゆる1群
・粗格子点拡散モデルを使用するのが望ましい。このよ
うな1群・粗格子点拡散モデルを用いて炉内の出力分布
計算を行う場合には、第2図に示されたバンドル11を
空間的に多数の接点(ノード)の集合で表し、各ノード
における中性子束が次の方程式(I)を満足するものと
する。The data sampler 7 inputs output signals from the measuring device 5 that measures core current data, core cooling water flow rate, core pressure, core inlet/outlet temperature, control rod position, etc., and converts these signals into an output distribution calculation device 8. Transmission to J. by the way,
Although the output signals from the measuring device 5 are constantly generated, the transmission of these output signals is performed simultaneously with the transmission of the L P P M output signal or the TIP output signal to the best power distribution estimation device 9 . The power distribution meter p device 8 is activated automatically according to a predetermined period, or upon a request from a reactor operator via the input/output device 10, or measures the neutron flux in the core using the TIP. The output signal of the TIP to the data sampler 7 is automatically activated by using a signal indicating the end of the TIP as -.
A request is made to transmit the output signal of the PPM to the best power distribution estimating device 9, the core current data is input from the data limbler 7, and the in-core power distribution is calculated using the built-in physical model. As a physical model used for such calculations, for example, a so-called 1-group coarse lattice point diffusion model is used, which can shorten the calculation time even if the measurement accuracy is somewhat poor in order to improve the responsiveness of the entire device. is desirable. When calculating the power distribution in the reactor using such a single group/coarse grid point diffusion model, the bundle 11 shown in FIG. It is assumed that the neutron flux at each node satisfies the following equation (I).
L・ΦトB ・Φ=O・・・(I)
ここで、
Lニラプラス演算子を有限階差近似した、ノードの総数
側に等しい行・列数の正方行列Φ:各ノードにおける中
性子束の全体を要素とする、ノードの総数側に等しい次
元のベクトル
B2:各ノードの物質バックリングを対角要素とする、
ノードの総数側に等しい行・列数の正方対角行列
ざらに、原子炉炉心を三次元直角座標系で記述し、炉心
軸方向を7軸、炉心径方向をX軸、y軸で夫々表し、1
方向でに番目、×方向で1番目、y方向で、3番目に存
在するノードを添字に、I。L・ΦtoB・Φ=O...(I) Here, a square matrix Φ with the number of rows and columns equal to the total number of nodes, which is a finite-difference approximation of the L nira plus operator: neutron flux at each node Vector B2 with dimensions equal to the total number of nodes, with the whole as an element: material buckling of each node as a diagonal element,
A square diagonal matrix with the same number of rows and columns as the total number of nodes is used to describe the reactor core in a three-dimensional orthogonal coordinate system, with the core axis direction represented by seven axes, and the core radial direction represented by the X and y axes. ,1
The subscript is the node that exists in the direction, the first node in the x direction, and the third node in the y direction.
Jで示すことにし、Φの要素たるノードの中性子束をΦ
(K、l、J)と書くこととする。すると、炉内出力分
布は各ノードにおける出力密度P (K。Let J denote the neutron flux at a node that is an element of Φ.
Let us write it as (K, l, J). Then, the in-furnace power distribution is the power density P (K) at each node.
1、J)は次の方程式([)の全体から成る集合で与え
られる。1, J) is given by the set consisting of the following equation ([).
P(K、1.J)
=Σす(K、I、J) ・ Φ (K、1.J)
・・・ (It)ここで、
P(K、1.J):ノード(K、1.J)における出力
密度、ただし単位
は単位時間・単位体積当り
の核分裂数
殉(K、I、J):ノード(K、r、J)における巨視
的核分裂断面積。P(K, 1.J) = Σ(K, I, J) ・Φ (K, 1.J)
... (It) Here, P (K, 1.J): Power density at the node (K, 1.J), where the unit is the number of nuclear fissions per unit time/unit volume (K, I, J) : Macroscopic fission cross section at node (K, r, J).
上記方程式(I)および方程式(n)に基づいて、出力
分布計算装置8は周知の方法で炉内出力分布を算出する
。この計算法は、例えば「築城諒外著“]ンバージエン
ス アンド アクセレーション オブ ボイド イtテ
レ−シコン インボイリング ウォータ リアクター
コア 力リキュレーション”ニュクリア サイエンス
エンジニア 64,724−732(1977) [
M、 Tsuiki etal:“C0nVer<Ie
nCe and ACCeleratiOnOfV
oid I terations in Boi
lina WaterReactor Core
Ca1culations u 、 NLICI 。Based on the above equation (I) and equation (n), the power distribution calculation device 8 calculates the in-furnace power distribution using a well-known method. This calculation method can be used, for example, in ``Invergence and Acceleration of Void IT Telecommunication Inboiling Water Reactor'' by Ryōgai Tsukishi.
Core Power Recycling”Nuclear Science
Engineer 64, 724-732 (1977) [
M, Tsuiki etal: “C0nVer<Ie
nCe and ACCeleratiOnOfV
oid I terations in Boi
lina Water Reactor Core
Calculations u, NLICI.
Sci、 E na、、 64,724−732 (1
977) ] Jに記載されている。出力分布計算装置
8はこのようにして棹出された炉内出力分布を最良出力
分布推定装置9に伝送する。Sci, Ena, 64, 724-732 (1
977) ] J. The power distribution calculation device 8 transmits the in-core power distribution calculated in this way to the best power distribution estimation device 9.
最良出力分布推定装ぎ9は、前記データサンプラー7の
伝送するTIPおよびLPRMの出力信号および出力分
布計算装置8の口出した炉内出力分布を取込み、以下の
ようにしてまず最良TIP測定値を推定する。すなわち
、
まず、前記出力分布計算装置8から伝送された炉内出力
分布から、以下の方程式(I[[)によりこれに対応す
るTIP測定値に対する31r1値を算出する。The best power distribution estimation device 9 takes in the TIP and LPRM output signals transmitted by the data sampler 7 and the in-core power distribution determined by the power distribution calculation device 8, and first estimates the best TIP measurement value as follows. do. That is, first, from the in-furnace power distribution transmitted from the power distribution calculation device 8, the 31r1 value for the corresponding TIP measurement value is calculated using the following equation (I[[).
ERC(K、L)
一8umP (K、1.J)xC(K、l、、J>−・
・・・・・・・(I[I)
ここで、
ERC(K、L):炉心軸方向ノード位置K、ストリン
グしくこれを測定
位δ(K、L)と略称する)
におけるT [Pillll定値に対
する計算値
3 uLI:測定位置(K、L)に隣接する全ノードに
関する和
C(K、I、J): 1.J、に位置燃料の無限格子系
の中央位置にあるT
線束検出器の定格出力時の
測定値に対する計算値
ところで、上記計DIG (K、1.J)は例えば次の
ようにして厳密に求めることができる。寸なわら、通常
行われる無限格子系の中−燃料集合体核定数計鋒から得
られる各燃料棒又はチトンネルボックス等の各領域に於
ける各核種の核分裂反応数又は吸収反応数にその核種の
単位核分裂又は吸収及応当りに発生するγ線をエネルギ
ー依存ぐ求める。そのγ線源を使用して単−燃料集合体
無限格子系の中央位置にγ線束検出器を置いた体系のγ
線輸送計算を行い、γ線束測定器が単一種類の燃料集合
体で囲まれた場合の測定値を篩出しτおき、その結果を
その燃料集合体タイプの定数として燃焼度及びボイド率
でフィッティングしで記憶しておく。一方、各ノードの
燃焼度及びボイド率と前記のフィッティング係数を用い
て計算した各ノードの定格出力に対するγ線束測定器の
測定値に対する計算値を、出力分布計n装置により得ら
れたそのストリングを囲む各燃料集合体の出力を重みに
して平均する事により、そのストリングを囲む燃料集合
体の中央位置に存在するγ線束測定器の測定値に対する
計算値が求められる。ERC (K, L) -8umP (K, 1.J) x C (K, l,, J>-・
・・・・・・・・・(I[I) Here, ERC(K,L): Node position K in core axial direction, this is abbreviated as measurement position δ(K,L)) at T [Pillll constant value Calculated value for 3 uLI: Sum C(K, I, J) for all nodes adjacent to measurement position (K, L): 1. By the way, the above meter DIG (K, 1.J) can be strictly determined as follows, for example: be able to. However, the number of fission reactions or absorption reactions of each nuclide in each region of each fuel rod or chitunnel box, etc., obtained from the nuclear constant meter of a fuel assembly in an infinite lattice system, which is normally performed, Determine the energy dependence of the gamma rays generated during unit nuclear fission, absorption, and reaction. Using this γ-ray source, a system with a γ-ray flux detector placed at the center of an infinite lattice system of single-fuel assemblies is constructed.
Perform ray transport calculations, sift out the measured values when the gamma ray flux measuring instrument is surrounded by a single type of fuel assembly, and fit the results with burnup and void fraction as constants for that fuel assembly type. I will remember it. On the other hand, the calculated value for the measured value of the gamma ray flux measuring device for the rated output of each node calculated using the burnup and void ratio of each node and the above-mentioned fitting coefficient is calculated using the string obtained by the output distribution meter n device. By weighting and averaging the outputs of the surrounding fuel assemblies, a calculated value for the measurement value of the gamma ray flux measuring device located at the center of the fuel assemblies surrounding the string can be obtained.
ここで、ストリングを囲む燃料の出力を重みとづる理由
は各燃料集合体の出力の大小でγ線源のレベルが線形に
上下する事と各γ線源がそれによって生じる各領域のγ
線束に対して独立であるというγ線の特徴によるもので
ある。また多数の単一燃料集合体無限格子のγ線輸送計
算の結果を利用すれば、γ線輸送計算を行わなくても各
燃料棒又は領域のγ線源とガドリニア棒のガドリニア濃
度や位置及び燃料集合体の平均濃縮度やボイド率等のパ
ラメータから簡易計算によりγ線束検出器の測定値が筒
易的に算出できるので、通常の場合は単一燃料集合体無
限格子体系のγ線輸送計算の必要はなくなる事となる。Here, the reason why the output of the fuel surrounding the string is weighted is that the level of the γ-ray source rises and falls linearly depending on the output of each fuel assembly, and that each γ-ray source
This is due to the characteristic of gamma rays that they are independent of the ray flux. Furthermore, by using the results of gamma-ray transport calculations for an infinite lattice of many single fuel assemblies, it is possible to determine the gadolinium concentration and position of the gamma-ray source and gadolinia rods in each fuel rod or region without performing gamma-ray transport calculations. Since the gamma-ray flux detector measurement value can be easily calculated from parameters such as the average enrichment and void fraction of the assembly, it is usually easy to calculate the gamma-ray transport calculation for an infinite lattice system of a single fuel assembly. There will be no need for it.
以上説明したようにして、炉心内の全測定位置に対する
γ線束測定器の測定値に対する計算値ERCが得られる
が、これらは以下で説明する炉心内γ線束測定器の出力
信号である測定値とは全く独立に得られるものである。As explained above, the calculated values ERC for the measured values of the gamma-ray flux measuring device for all measurement positions in the core are obtained, but these are the measured values that are the output signals of the in-core gamma-ray flux measuring device, which will be explained below. can be obtained completely independently.
次に、最良出力分布推定装置9はデータサンプラー7か
ら伝送されたTIPないしLPPMの出力信号からその
炉心軸方向(7方向)成分を抽出する。まず、VIPの
場合について説明する。Next, the best power distribution estimating device 9 extracts components in the core axis direction (seven directions) from the TIP or LPPM output signal transmitted from the data sampler 7. First, the case of VIP will be explained.
測定位置(K、L)におけるTIPの出力信号をERM
(K、L)とすると、その炉心軸方向成分の抽出は、
以下のNV)式及び(V)式を実行することにより得ら
れる。ERM the TIP output signal at the measurement position (K, L)
(K, L), the extraction of the core axial component is
It is obtained by executing the following equations NV) and (V).
ERMZ (K、L)
=ERM (K、L)/ERMR(L) ・ (IV)
ERMR(L)
・・・・・・(V)
ここで、
3 ul:全炉心軸方向側定位iKに関する和に
上記の(rV)式及び(V)式から次の(Vl)式が得
られる。ERMZ (K, L) = ERM (K, L)/ERMR (L) ・ (IV)
ERMR(L) ......(V) Here, 3 ul: The following equation (Vl) is obtained from the above equations (rV) and (V) for the sum of the total core axial orientation iK. .
ERM (K、L)
=ERMR(L)・ERMZ (K−、L)・・・(V
l)この(Vl )式をみればTIPの出力信号は2個
の成分ERMRとERMZに分割できることが分る。し
かしてこの(Vl )式においてERMR(L)は、着
目するストリングLの仝軸方向測定位置に43ける出力
信号を相加平均したものであるので、そのスl−リング
における出力信号の平均的な大きさを表すものである。ERM (K, L) = ERMR (L)・ERMZ (K-, L)...(V
l) Looking at this formula (Vl), it can be seen that the output signal of TIP can be divided into two components ERMR and ERMZ. However, in this equation (Vl), ERMR(L) is the arithmetic average of the output signals at 43 axial measurement positions of the string L of interest, so it is the average of the output signals at that sling L. It represents the size.
また、ストリングが炉心径り向にほぼ一様に設置されて
いることから、上記ERMR(L)はTIP測定値の炉
心径方向分布を表す成分であると解釈することができる
。一方、1ヨRMZ (K、L)はもとの出力信号ER
M (K。Furthermore, since the strings are installed almost uniformly in the radial direction of the core, the above ERMR(L) can be interpreted as a component representing the distribution of TIP measurement values in the radial direction of the core. On the other hand, 1yo RMZ (K, L) is the original output signal ER
M (K.
し)をそのストリングの平均値ERMR(L)で割った
ものであるから、上記の意味でのT I P測定値の炉
心径方向成分に関する情報を失っており、そのス1−リ
ングにおけるTIP測定値の炉心軸方向成分のみを表す
隋となっている。ここでは、この操作によりERMZ
(K、L)をn出することによりTIPの出力信号たる
TIP測定値の炉心軸方向成分を抽出するものである。) divided by the average value ERMR(L) of that string, it loses information about the core radial component of the TIP measurement value in the above sense, and the TIP measurement for that string This value represents only the axial component of the core. Here, this operation will create the ERMZ
By outputting (K, L) n, the core axis direction component of the TIP measurement value, which is the TIP output signal, is extracted.
次に、最良出力分布推定装置9は、式(III>より算
出されるTIP測定値に対する計算値ERC(K−、L
)から、次の(Vl)式及び(■)式を実行することに
より炉心径方向成分を抽出することができる。すなわら
、
ERCZ(K、L)
=ERC(K、L)/ERCR(L)・・・(Vl )
FRCR(L)
=Sun+E RC(K、 l−) /Sum[1、O
] −に K
・・・・・・(■)
これらの(VI)式及び(■)式から、次の(IX)式
が得られる。Next, the best output distribution estimating device 9 calculates the calculated value ERC (K-, L
), the core radial direction component can be extracted by executing the following equations (Vl) and (■). In other words, ERCZ(K,L) =ERC(K,L)/ERCR(L)...(Vl)
FRCR(L) = Sun+E RC(K, l-) /Sum[1, O
] - to K... (■) From these formulas (VI) and (■), the following formula (IX) is obtained.
ERC(K、L、)
=ERCR(1)・ERCZ(K、l−)・・・(IX
)この(IX)式をみると王IP測定値に対する計算値
を2つの成分ERCR(L) とERCZ (K。ERC(K,L,) =ERCR(1)・ERCZ(K,l-)...(IX
) Looking at this equation (IX), we can see that the calculated value for the IP measurement value is divided into two components ERCR (L) and ERCZ (K.
L)とに分割できることが分る。ここでERCR(L)
は、上記ERMR(1−)がTIP3111定値の炉心
径方向分布を表す成分であると解釈できるのと同様にT
IP測定値に対する計算値の炉心径方向分布を表す成分
であると解釈することができる。It can be seen that it can be divided into L). Here ERCR(L)
can be interpreted as the component representing the core radial distribution of the TIP3111 constant value.
It can be interpreted as a component representing the core radial distribution of calculated values with respect to IP measured values.
したがって、ここでは上記(■)式によりERCR(し
)を算出することをもって、T[P311定値に対する
計算値の炉心径方向成分を抽出するものである。Therefore, here, the core radial component of the calculated value for the T[P311 constant value is extracted by calculating ERCR (shi) using the above equation (■).
次に、最良出力分布推定装置9は次の(X)式により最
良TIP測定値ERB(K、L)を推定する。すなわち
、
FRB (K、L)
=ERCR(L)・ERMZ (K、L)・・・(X)
この(X)式から分るように、最良TIP測定値ERB
(K、L)は、TIP測定値に対する計算値からその
炉心径方向成分ERCR(L)をとり、一方TIPの出
力信号であるTIP測定値からその炉心軸方向成分ER
MZ (K、L)をとり、両成分の積により算出される
。ここで、最良TIP測定値とは、測定に関わる測定誤
差が全く存在しないと仮定した場合に得られるであろう
ところの理想的なTIP出力信号にできるだけ近いもの
という意味である。Next, the best output distribution estimating device 9 estimates the best TIP measurement value ERB(K,L) using the following equation (X). That is, FRB (K, L) = ERCR (L)・ERMZ (K, L)...(X)
As can be seen from this equation (X), the best TIP measurement value ERB
(K, L) takes the core radial component ERCR (L) from the calculated value for the TIP measurement value, and the core axial component ERCR (L) from the TIP measurement value, which is the output signal of the TIP.
It is calculated by taking MZ (K, L) and multiplying both components. Here, the best TIP measurement value is meant to be as close as possible to the ideal TIP output signal that would be obtained assuming that there were no measurement errors involved in the measurement.
ところで、上記の最良TIP測定値の推定に当り、TI
Pの出力信号からその炉心径方向成分のみを使用する理
由は、TIPによる測定の誤差がTIPないしその導管
の炉心径方向各側定設定点での偏位ではほとんど生じな
いことによる。このことを第3図を用いて説明する。す
なわち、TIPによるγ線束測定の際には、燃料集合体
11間のギャップ12の正確な中心位置15を通過する
ようにTIPを案内しなければならないが、このことは
TIPの導管が原子炉の運用によって変異・変形を起し
たり、またTIP自体の導管内での位置決めの技術的困
難さなどにより実際上困難であり、中心からずれた位置
16を直線的にまたは中心に対して湾曲した位置17を
案内されるTIPが不可避的に存在することになる。し
かしながら、γ線束はコーナーギャップ内で径方向に関
してほとんど平坦な形であるため、この誤差は上記の位
@16または17をTIPが案内されてもそのストリン
グにおけるTIP測定値の炉心軸方向成分ERMZ(K
、L)は正しいものにほぼ一致していることになる。By the way, in estimating the above best TIP measurement value, TI
The reason why only the core radial component is used from the output signal of P is that almost no error in measurement by the TIP occurs due to the deviation of the TIP or its conduit at a fixed set point on each side of the core radial direction. This will be explained using FIG. 3. That is, when measuring gamma ray flux using a TIP, the TIP must be guided so as to pass through the exact center position 15 of the gap 12 between the fuel assemblies 11. It is difficult in practice due to variations and deformation caused by operation, and the technical difficulty of positioning the TIP itself within the conduit, and it is difficult to set the position 16 that is off center to a straight line or a position curved with respect to the center. There will inevitably be a TIP guided by 17. However, since the gamma ray flux has an almost flat shape in the radial direction within the corner gap, this error is caused by the core axial component of the TIP measurement in that string ERMZ ( K
, L) almost match the correct one.
一方、前記の最良TIP測定値の推定に当り、TIP測
定値に対する計算値からその炉心径方向成分ERCR(
L)をとり、その炉心軸方向成分ERCZ (K、L)
をとらない。その理由は、出力分布演f1装首8の内蔵
する物理モデルにより算出される出力分布は、その炉心
軸方向成分の81f3精度が不十分であっても、その炉
心径方向成分が精度良く計算されることが実験的にi認
されたからである。すなわち第4図は、横軸を炉心の中
心から燃料集合体への距離とし、縦軸を各燃料集合体に
おける平均のLa140濃度の誤差とした時に、照射後
のガンマ・スキャン実験による実験値に対する物理モデ
ルにより針筒された出力分布から変換される等価なLa
1401度の誤差を点によって示したものである。図か
ら分るようにこれらの誤差は、実用上はとんど問題が無
く、十分に無視できるものである。このことは、物理モ
デルによる出力分布露1算値の炉心径方向成分がよい精
度を持つことと同時に、出力分布に対する一次変換の(
[[)式によって締出されるTIP測定値に対する計算
値の炉心径方向成分ERCR(L)がよい精度を持つこ
とを裏づけでいる。On the other hand, in estimating the best TIP measurement value, the core radial component ERCR (
L) and its core axial component ERCZ (K, L)
I don't take it. The reason is that the power distribution calculated by the built-in physical model of the power distribution calculation f1 header 8 is such that even if the 81f3 accuracy of the core axial component is insufficient, the core radial component is calculated with high accuracy. This is because it has been experimentally confirmed that In other words, in Figure 4, the horizontal axis is the distance from the center of the core to the fuel assembly, and the vertical axis is the error in the average La140 concentration in each fuel assembly. Equivalent La converted from the needle cylinder power distribution by the physical model
The error of 1401 degrees is shown by points. As can be seen from the figure, these errors pose no problem in practice and can be completely ignored. This means that the core radial component of the calculated power distribution dew value based on the physical model has good accuracy, and at the same time, the linear transformation for the power distribution (
This confirms that the core radial direction component ERCR(L) of the calculated value for the TIP measurement value excluded by the formula [[) has good accuracy.
以−Lの理由により、最良T I P3111定値の推
定に当り、TIP測定値に対するgIn値からその炉心
(¥方向成分ERCR(+−)をとり、その炉心軸方向
成分ERCZ (K、L)をとらrZいこととする。For the reasons mentioned above, when estimating the best TIP3111 constant value, take the core (\ direction component ERCR (+-)) from the gIn value for the TIP measurement value, and calculate the core axial direction component ERCZ (K, L). Let's say Tora rZ.
次に、最良出力分布推定装置9は、ノードの出力密度が
上記で推定された最良TIP測定値に適合するように出
力分布計算値を下記(XI)式及び(Xn)式により修
正する。すなわら、G(K、I、J)
=ERB (K、L)/ERC(K、L)・・・・・・
・・・(XI)
PC(K、I、J)
=G (K、1.J)・P(K、I、J)・・・・・・
・・・(XII)
ここで、ノード(K、1.、))は測定位置(K。Next, the best output distribution estimating device 9 corrects the calculated output distribution value using the following equations (XI) and (Xn) so that the output density of the node matches the best TIP measurement value estimated above. In other words, G (K, I, J) = ERB (K, L)/ERC (K, L)...
...(XI) PC(K, I, J) = G (K, 1.J)・P(K, I, J)...
...(XII) Here, the node (K, 1.,)) is the measurement position (K.
L)に隣接するもの全てを指す。また(XII)式によ
り針環されるPC(K、I、J)を(III)式のP(
K、1.J)に代入することにより、補正因子G(K、
1.J)の定義と(III)式とから明らかなように、
ERC(K、L)として最良TlP測定値ER[3(K
、L)を得る。この意味でPC(K、I、J)は最良T
IP測定値に適合すると言う。Refers to everything adjacent to L). Also, PC (K, I, J) which is ringed by the formula (XII) is expressed as P(
K.1. J), the correction factor G(K,
1. As is clear from the definition of J) and formula (III),
The best TIP measurement value ER[3(K
, L) is obtained. In this sense, PC(K, I, J) is the best T
It is said to comply with IP measurements.
1d模に、最良出力分布推定装置9は上記で得られたP
C(K、T、J)を、その径方向成分が物理モデルによ
る出力分布計算値のそれに一致するように補正する。す
なわち、
PR(1,J)
・・・・・・(Xl[I)
PZ (K、I、J)
=P (K、I、J)/PR(r、J)・・・(XIV
)によりP(K、I、J)を炉心軸方向成分PZ(K、
1.J)と炉心径方向成分PR(1,J)に分割する。In the 1d model, the best output distribution estimation device 9 uses the P obtained above.
C(K, T, J) is corrected so that its radial component matches that of the output distribution calculation value based on the physical model. That is, PR (1, J) ...... (Xl [I) PZ (K, I, J) = P (K, I, J) / PR (r, J) ... (XIV
), P(K, I, J) is converted into core axial component PZ(K,
1. J) and core radial component PR(1, J).
ここで、前記のように物理モデルの計算する出力分布の
炉心径方向成分の精度が良いことを考慮し、上記PC(
K、I、J)の径方向成分がPR(T、J)に一致する
ように下記(XV)式で補正する。Here, considering that the accuracy of the core radial component of the power distribution calculated by the physical model is high as described above, the above PC (
The radial components of K, I, J) are corrected using the following equation (XV) so that they match PR(T, J).
ここで、上記(XV)式で計算されるPB (K。Here, PB (K) calculated by the above formula (XV).
1、J)が本発明の最良出力分布推定装置9の最終的に
求めるものであり、これをTIPの出力信号および物理
モデルの計算値各々からの精度の良い成分のみを抽出し
て推定されたものという意味で最良出力分布と呼ぶ。1, J) is what is finally determined by the best output distribution estimating device 9 of the present invention, and is estimated by extracting only highly accurate components from each of the TIP output signal and the calculated value of the physical model. This is called the best output distribution.
なお、上記実施例では炉心内移動型γ線束測定器である
TIPの測定が行われた場合について述べているが、L
PPMの場合には以下の様にしてTIPの測定値が求め
られ、上記で述べたことが全くそのまま行われる。In addition, in the above example, a case is described in which measurements are performed using TIP, which is an in-core moving gamma-ray flux measuring instrument, but L
In the case of PPM, the measured value of TIP is determined as follows, and the process described above is performed exactly as is.
すなわち、第3図において、同一測定点におけるLPP
M3とTIP4の両側定値は、測定対象の違いまたは検
出効率の違い等により一致しない。That is, in FIG. 3, LPP at the same measurement point
The two-sided constant values of M3 and TIP4 do not match due to differences in measurement targets, differences in detection efficiency, etc.
しかしながら、両者を一致さけるような係数をLp R
M 3に対して移動型γ線束測定器の測定の際に測定点
毎に求める事ができる。従って各測定点での各測定設定
点におけるγ線束の測定値は、そのコーナーギャップ内
での現時点に43ける熱中性子束測定器の測定値にこの
係数を掛けたものと、熱中性子束測定器の配置された位
置における現時点に一番近い時点でのγ線束測定器の測
定値との差を内挿し、γ線束測定器の測定値に加える事
により求める事ができる。However, the coefficient that avoids matching the two is Lp R
M3 can be determined for each measurement point during measurement using a mobile gamma-ray flux measuring device. Therefore, the measured value of gamma ray flux at each measurement setting point at each measurement point is the value obtained by multiplying the measurement value of the thermal neutron flux measuring device at the current point in the corner gap by this coefficient, and the value of the thermal neutron flux measuring device It can be determined by interpolating the difference between the measured value of the gamma-ray flux measuring device at the closest point in time to the present time at the position where the gamma-ray flux measuring device is placed, and adding it to the measured value of the gamma-ray flux measuring device.
[梵明の効果]
以上説明したように、本発明の原子炉のオンライン出力
分布監8!装置によれば、原子炉内の出力分布をオンラ
インで高精度で監視りることができるので、運転マージ
ンを減少させることかできる。[Effect of Brahma] As explained above, the online power distribution monitoring of the nuclear reactor of the present invention 8! According to the device, the power distribution within the reactor can be monitored online with high accuracy, so the operating margin can be reduced.
したがって、原子炉運用の効率を従来装置に比べてより
一層向上させることができる。Therefore, the efficiency of nuclear reactor operation can be further improved compared to conventional devices.
第1図は、本発明の一実施例のブロック構成図、第2図
は本発明が適用される炉心内γ線束測定器の配置を示す
τ1視図、第3図は第2図の炉心内γ線束測定器の偏位
を説明するための図、第4図は本発明による物理モデル
により計口される出力分布の炉心径方向成分の計口粘度
を説明するだめの図である。
3・・・固定型中性子測定器
4・・・可変型α線束測定器
5・・・炉心現状データを測定Jる測定器6・・・出力
分布監視装置
7・・・データサンプラー
8・・・出力分布監視装置
9・・・最良出力分tfi推定装置
10・・・入出力装置
(8733)代理人 弁理士 猪 股 祥 晃くほか1
名)
第2図FIG. 1 is a block configuration diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a τ1 view showing the arrangement of an in-core gamma-ray flux measuring device to which the present invention is applied, and FIG. 3 is an inside of the core in FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining the deviation of the gamma-ray flux measuring device, and is a diagram for explaining the measured viscosity of the core radial component of the power distribution measured by the physical model according to the present invention. 3...Fixed neutron measuring instrument 4...Variable α-ray flux measuring instrument 5...Measuring instrument for measuring core current data 6...Output distribution monitoring device 7...Data sampler 8... Output distribution monitoring device 9... Best output TFI estimating device 10... Input/output device (8733) Agent Patent attorney Akira Inomata and others 1
Figure 2
Claims (1)
らの測定値を入力し予め内蔵された物理モデルに基づき
炉心内の出力分布を算出する出力分布演算装置と、炉心
内γ線束測定器と、この炉心内γ線束測定器の測定値を
入力してその炉心軸方向成分のみを抽出するとともに前
記出力分布演算装置で算出された出力分布を入力して得
られた炉心軸方向成分を前記炉心内γ線束測定器の測定
値の炉心軸方向成分により補正することにより最良出力
分布を推定する最良出力分布推定装置と、を備えたこと
を特徴とする原子炉のオンライン出力分布監視装置。A core current data measuring device, a power distribution calculation device that inputs the measured values from the core current data measuring device and calculates a power distribution in the reactor core based on a pre-built-in physical model, and an in-core gamma ray flux measuring device; The measured value of this in-core gamma-ray flux measuring device is input and only its core axial direction component is extracted, and the output distribution calculated by the power distribution calculation device is input and the obtained core axial direction component is extracted. 1. An online power distribution monitoring device for a nuclear reactor, comprising: a best power distribution estimating device that estimates the best power distribution by correcting the measured value of a gamma ray flux measuring device using a component in the core axis direction.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60171904A JPS6232392A (en) | 1985-08-06 | 1985-08-06 | On-line output distribution monitor device for nuclear reactor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60171904A JPS6232392A (en) | 1985-08-06 | 1985-08-06 | On-line output distribution monitor device for nuclear reactor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6232392A true JPS6232392A (en) | 1987-02-12 |
Family
ID=15931972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60171904A Pending JPS6232392A (en) | 1985-08-06 | 1985-08-06 | On-line output distribution monitor device for nuclear reactor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6232392A (en) |
-
1985
- 1985-08-06 JP JP60171904A patent/JPS6232392A/en active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101488549B1 (en) | Doppler reactivity coefficient measuring method | |
| JPH11264887A (en) | Reactor nuclear instrumentation system, reactor power distribution monitoring system provided with this system, and reactor power distribution monitoring method | |
| JP3274904B2 (en) | Reactor power measurement device | |
| Giancarli et al. | The research plan for the ITER TBM program | |
| JP2975654B2 (en) | Core monitoring device | |
| JPS59193398A (en) | Reactor power distribution monitoring device | |
| JP2521683B2 (en) | Reactor power distribution monitor | |
| Rempe et al. | 2012 Status Report on Efforts to Enhance Instrumentation to Support Advanced Test Reactor Irradiations | |
| JPS61178695A (en) | Nuclear reactor with nuclear-reactor output-distribution monitor device | |
| Hudelot et al. | Requirements for experimental data and associated uncertainties in order to validate multi-physics simulation tools: case of the experiments in the cabri reactor | |
| JPH01269088A (en) | Monitoring device for on-line output distribution of reactor | |
| JPS61213690A (en) | Monitor device for distribution of output from nuclear reactor | |
| Hsue et al. | Design of a new portable fork detector for research reactor spent fuel | |
| Ammon et al. | Monitoring the Integrity of Control Rods On-Line with a Helium Leak Detector | |
| Sackett | Approaches to measurement of thermal-hydraulic parameters in liquid-metal-cooled fast breeder reactors | |
| JPS61117489A (en) | Monitor device for on-line output distribution of nuclear reactor | |
| Zimmermann et al. | Experiment Data Report for Test RIA 1-2 (Reactivity Initiated Accident Test Series) | |
| Grounes et al. | Studsvik's R2 reactor-Review of the capabilities at a multi-purpose research reactor | |
| Makai et al. | Evaluation of in-core measurements by means of principal components method | |
| Caillot et al. | Analytical experiments on PWR fuel rods carried out in Siloe Reactor at CEA/Grenoble | |
| Na et al. | A research overview for developing enhanced reactor operation strategy through improved sensing and control at NPPs | |
| Feit | Liquid metal Fast Breeder reactor Instrumentation | |
| Aarrestad | In-core instrumentation for LWRs | |
| Kumar | Power distribution monitoring and control in 500 MWe PHWR | |
| Hsia et al. | Rod bundle blowdown heat transfer tests simulating pressurized water reactor loss of coolant accident conditions. Final report |