JPH08136693A - Reactor heating device - Google Patents
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- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、核加熱を利用して原子
炉温度を常温から運転温度まで上昇させる加熱装置に関
し、特に加熱装置の制御に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heating device for increasing the temperature of a nuclear reactor from normal temperature to operating temperature by utilizing nuclear heating, and more particularly to control of the heating device.
【0002】[0002]
【従来の技術】原子力発電プラントなどに用いられる原
子炉を起動する際には、冷却材である軽水を常温(20
〜50℃)から通常運転時の温度(273〜300℃)
など昇温する必要がある。このときの冷却材の単位時間
あたりの温度上昇の割合(温度上昇率)は、設備上の理
由から上限が定められている。原子炉やその他のプラン
トの設備は温度上昇により膨張するが、この膨脹の速度
が早くなりすぎたり、場所によってばらつきがあると、
熱応力によって、設備に不具合を生じる場合がある。し
たがって、原子炉およびプラントの設備の熱膨張が均一
に、また比較的ゆっくりと行われるように、前述のよう
に冷却材の温度上昇率の上限が、たとえば1時間あたり
55℃と定められている。言い換えれば、原子炉やプラ
ントの各設備は冷却材温度が55℃/hで上昇しても支
障がないように設計されている。2. Description of the Related Art When starting a nuclear reactor used in a nuclear power plant, light water as a coolant is cooled to room temperature (20
~ 50 ° C) to normal operating temperature (273-300 ° C)
It is necessary to raise the temperature. At this time, an upper limit is set for the rate of temperature rise of the coolant per unit time (temperature rise rate) for reasons of equipment. Equipment of nuclear reactors and other plants expands due to temperature rise, but if the speed of this expansion becomes too fast or there are variations depending on the location,
Thermal stress may cause equipment failure. Therefore, as described above, the upper limit of the temperature rise rate of the coolant is set to, for example, 55 ° C. per hour so that the thermal expansion of the facilities of the reactor and the plant is performed uniformly and relatively slowly. . In other words, the reactor and plant facilities are designed so that there is no problem even if the coolant temperature rises at 55 ° C./h.
【0003】以上のような原子炉の冷却材の温度上昇を
行う方法として、原子炉の出力制御を行う出力制御材
(制御棒)を徐々に引き抜き、核反応を増加させ、この
核反応による熱によって、冷却材の温度を上昇させる方
法がある。この加熱方法は一般に核加熱と呼ばれてい
る。As a method of increasing the temperature of the coolant of the nuclear reactor as described above, the output control material (control rod) for controlling the output of the nuclear reactor is gradually pulled out to increase the nuclear reaction, and the heat generated by the nuclear reaction is increased. Depending on the method, there is a method of increasing the temperature of the coolant. This heating method is generally called nuclear heating.
【0004】従来、核加熱を行って原子炉の起動を行う
場合、冷却材の温度上昇率が所定の目標値となるよう
に、制御棒を手動制御によって徐々に引き抜き、原子炉
出力を調整していた。この目標値は、前記の上昇率の上
限値55℃/hを越えないように余裕をもった値となっ
ており、たとえば30℃/hなどとされていた。Conventionally, when the nuclear reactor is started by performing nuclear heating, the control rod is gradually pulled out by manual control to adjust the reactor output so that the temperature rise rate of the coolant reaches a predetermined target value. Was there. This target value has a margin so as not to exceed the upper limit value of 55 ° C./h of the above-mentioned increase rate, and is set to 30 ° C./h, for example.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、制御棒
の引き抜き量を制御して原子炉出力が上昇してから、冷
却材温度が上昇するまでに時間遅れがあり、このために
手動で制御棒の引き抜き量を制御する場合は、前記の時
間遅れを熟知した経験豊かな操作者が操作を行う必要が
あるという問題があった。また、熟練した操作者が制御
したとしても、冷却材温度の上昇率を前記目標値に一致
させることはかなりの困難を伴う。たとえば、運転温度
に達する前にプラントの他の系統において、発生した蒸
気を使用することで冷却材の循環を開始するなどプラン
トの運転状態が変化すると、この直後の原子炉内の熱収
支が急激に変化するので、冷却材の温度上昇率が大きく
変化する。このような場合の制御は熟練者といえども、
十分に対応することができなかった。However, there is a time lag between when the reactor power is increased by controlling the withdrawal amount of the control rod and when the coolant temperature rises. When controlling the pull-out amount, there is a problem that an experienced operator who is fully aware of the above-mentioned time delay needs to perform the operation. Even if a skilled operator controls it, it is quite difficult to make the rate of increase of the coolant temperature equal to the target value. For example, if the operating state of the plant changes, such as when the circulation of coolant is started by using the generated steam in another system of the plant before the operating temperature is reached, the heat balance in the reactor immediately after this changes rapidly. Therefore, the rate of temperature rise of the coolant changes greatly. Even in the case of expert control,
I couldn't respond enough.
【0006】また、起動に要する時間が十数時間とな
り、この間限られた操作者しか操作ができないとすれ
ば、この操作者にかかる負担が大きくなるという問題も
あった。本発明は前述の問題点を解決するためになされ
たものであり、原子炉起動時の原子炉出力制御を自動化
し、操作者の負担を軽減すると共に、冷却材温度の上昇
率を安定させて、原子炉起動時間を短縮することのでき
る原子炉の加熱装置を提供することを目的とする。There is also a problem that the time required for activation becomes ten and a dozen hours, and if only a limited number of operators can operate during this time, the burden on this operator will increase. The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and automates the reactor power control at the time of starting the reactor to reduce the burden on the operator and stabilize the rate of increase in the coolant temperature. An object of the present invention is to provide a reactor heating device capable of shortening the reactor startup time.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明にかかる原子炉の加熱装置は、原子炉起動
時において、核反応により常温から通常運転温度に昇温
する原子炉の加熱装置であって、原子炉の温度を検出す
る手段と、原子炉の出力を検出する手段と、所定の温度
上昇率で昇温した時の、前記原子炉温度と前記原子炉出
力の対応関係を標準データとして記憶する記憶手段と、
原子炉を昇温する際に、現在の原子炉温度に対応する原
子炉出力を前記標準データに基づき算出する手段と、前
記算出された原子炉出力に基づき炉心の出力制御材の進
退を制御する手段とを有している。In order to achieve the above-mentioned object, a heating device for a nuclear reactor according to the present invention is a reactor for heating from normal temperature to normal operating temperature by a nuclear reaction at the time of starting the reactor. A heating device, means for detecting the temperature of the reactor, means for detecting the output of the reactor, and a correspondence relationship between the reactor temperature and the reactor output when the temperature is raised at a predetermined temperature rise rate. Storage means for storing as standard data,
A means for calculating the reactor power corresponding to the current reactor temperature based on the standard data when heating the reactor, and controlling the advance / retreat of the core power control material based on the calculated reactor power And means.
【0008】さらに、前記標準データは、検出された原
子炉温度に対して、所定の原子炉温度上昇率を実現する
ための原子炉出力の変化割合を示すデータとすることも
できる。Further, the standard data may be data showing a rate of change in reactor power for realizing a predetermined reactor temperature increase rate with respect to the detected reactor temperature.
【0009】さらに、当該原子炉が含まれるプラントの
運転状態を検出する手段を有し、前記標準データは、前
記プラントの運転状態ごとに定められたデータとするこ
ともできる。Further, it may have means for detecting an operating state of a plant including the nuclear reactor, and the standard data may be data determined for each operating state of the plant.
【0010】さらに、前記原子炉の出力を検出する手段
は、原子炉内の中性子量を検出する中性子検出器とする
こともできる。Further, the means for detecting the output of the nuclear reactor may be a neutron detector for detecting the amount of neutrons in the nuclear reactor.
【0011】[0011]
【作用】本発明は以上のような構成を有しており、ある
時点で検出された冷却材温度に対して、所定の冷却材温
度の上昇率(目標値)を実現するための原子炉出力の上
昇率を予め計測して標準データを作成し、実際の起動に
あたって現状の冷却材温度に対応する原子炉出力上昇率
を、前記標準データに基づき制御棒の進退量を調整する
ことによって制御するので、冷却材の温度上昇率を前記
目標値とすることができる。The present invention has the configuration as described above, and the reactor power for realizing a predetermined rate of increase (target value) of the coolant temperature with respect to the coolant temperature detected at a certain point in time. The rise rate of the reactor is measured in advance to create standard data, and the reactor output rise rate corresponding to the current coolant temperature at the time of actual startup is controlled by adjusting the advancing / retreating amount of the control rod based on the standard data. Therefore, the rate of temperature rise of the coolant can be set to the target value.
【0012】また、プラントの運転状態ごとに前記標準
データを記憶し、プラント運転状態に応じた標準データ
に基づき出力制御材の制御を行うことにより、プラント
運転状態の変化時においても冷却材の温度上昇率を一定
とすることができる。Further, by storing the standard data for each operating state of the plant and controlling the output control material based on the standard data according to the operating state of the plant, the temperature of the coolant is changed even when the operating state of the plant changes. The rate of increase can be constant.
【0013】また、原子炉出力を検出する手段を中性子
量を検出する中性子検出器とすることにより、原子炉出
力を炉心の中性子量として検出することができる。中性
子量は、出力制御材の制御にほとんど時間遅れなく追従
するので、この中性子量を見て制御材の進退制御を行う
ことは、それほどの熟練を必要としない。よって、熟練
者に頼らずに原子炉の起動制御を行うことができる。Further, the reactor output can be detected as the neutron amount in the core by using a neutron detector for detecting the neutron amount as the means for detecting the reactor output. Since the neutron amount follows the control of the output control material with almost no time delay, it does not require so much skill to control the advancing / retreating of the control material by observing the neutron amount. Therefore, the startup control of the nuclear reactor can be performed without depending on the expert.
【0014】[0014]
【実施例】以下、本発明にかかる好適な実施例を図面に
従って説明する。図1には、原子力発電プラントの概略
図が示されている。原子力発電プラントは、高圧蒸気を
発生する原子炉10と、この高圧蒸気によって発電を行
う発電プラント12に大別される。さらに、図中におい
ては省略したが、各種の安全設備、制御設備が配置され
ている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic diagram of a nuclear power plant. A nuclear power plant is roughly divided into a nuclear reactor 10 that generates high-pressure steam and a power plant 12 that generates power using this high-pressure steam. Further, although omitted in the figure, various safety equipment and control equipment are arranged.
【0015】原子炉10は、原子炉格納容器14の中に
炉心16が配置され、さらにこの炉心16内に燃料であ
る核物質を含んだ燃料棒18および燃料棒の核反応を制
御する制御棒20が所定の位置に所定の割合で配置され
ている。制御棒20は、燃料棒18の間に進退すること
によって核反応を制御するが、この進退を制御するのが
制御棒制御装置22である。燃料棒の核反応により発生
した熱は、圧力管24内を流れる冷却材(軽水)を加熱
し、この熱せられた冷却材が蒸気ドラム26に集められ
る。In the nuclear reactor 10, a reactor core 16 is arranged in a reactor containment vessel 14, and a fuel rod 18 containing a nuclear material which is a fuel in the reactor core 16 and a control rod for controlling a nuclear reaction of the fuel rod. 20 are arranged at a predetermined position at a predetermined ratio. The control rod 20 controls the nuclear reaction by advancing and retreating between the fuel rods 18, and the control rod control device 22 controls the advancing and retracting. The heat generated by the nuclear reaction of the fuel rods heats the coolant (light water) flowing in the pressure pipe 24, and the heated coolant is collected in the steam drum 26.
【0016】本実施例の原子炉の場合、冷却系は2系統
が設けられており、前記蒸気ドラム26も2個設置され
ている。蒸気ドラム26に蓄えられた冷却材は、蒸気の
形で原子炉格納容器14の外に導かれ、さらに主蒸気止
め弁28、蒸気加減弁30を通って、高圧タービン32
に導かれる。さらに、高圧タービン32から排出された
冷却材は湿分分離器34にて液化した冷却材が取り除か
れ、乾燥した状態で、低圧タービン36に導かれる。こ
れらの高圧および低圧タービン32,36はこれと同軸
に配置されている発電機38を駆動して、発電が行われ
る。In the case of the nuclear reactor of this embodiment, two cooling systems are provided, and two steam drums 26 are also installed. The coolant stored in the steam drum 26 is guided to the outside of the reactor containment vessel 14 in the form of steam, and further passes through the main steam stop valve 28 and the steam control valve 30 to pass through the high pressure turbine 32.
Be led to. Further, the coolant discharged from the high-pressure turbine 32 is guided to the low-pressure turbine 36 in a dry state after the liquefied coolant is removed by the moisture separator 34. These high-pressure and low-pressure turbines 32 and 36 drive a generator 38 arranged coaxially with the high-pressure and low-pressure turbines 32 to generate electricity.
【0017】一方、低圧タービンから排出された冷却材
は、復水器40にて液化される。このとき用いられる冷
却水(2次冷却水)は循環水ポンプ42により汲み上げ
られた海水などがそのまま用いられ、冷却材から熱を奪
った後、再び海または河川に戻される。液化された冷却
材は、復水ポンプ44により復水脱塩器46、さらに給
水加熱器48に送られる。さらに、給水ポンプ50によ
り流量調整弁52を介して、蒸気ドラム26に送られ
る。蒸気ドラム26内の液化している冷却材は再循環ポ
ンプ54により、圧力管24に送られ、再び加熱されて
蒸気ドラム26に送られる。前述のように、炉内の核反
応の量は制御棒20の進退量を調整することによって制
御し、原子炉の出力が調整される。On the other hand, the coolant discharged from the low pressure turbine is liquefied in the condenser 40. As the cooling water (secondary cooling water) used at this time, seawater or the like pumped by the circulating water pump 42 is used as it is, and after taking heat from the coolant, it is returned to the sea or river again. The liquefied coolant is sent to the condensate demineralizer 46 and the feed water heater 48 by the condensate pump 44. Further, it is sent to the steam drum 26 by the water supply pump 50 via the flow rate adjusting valve 52. The liquefied coolant in the steam drum 26 is sent to the pressure pipe 24 by the recirculation pump 54, heated again, and sent to the steam drum 26. As described above, the amount of nuclear reaction in the reactor is controlled by adjusting the advancing / retreating amount of the control rod 20, and the output of the nuclear reactor is adjusted.
【0018】以上が本実施例の原子力発電プラントの発
電運転時のサイクルである。一方このプラントを起動す
るときには、以下のような操作が行われる。The above is the cycle during the power generation operation of the nuclear power plant according to the present embodiment. On the other hand, when starting this plant, the following operations are performed.
【0019】まず、冷却材が原子炉格納容器14内のみ
で循環するように、主蒸気止め弁28、タービンバイパ
ス弁56および流量調整弁52が閉じられる。そして、
制御棒20を徐々に引き抜き、核反応の量を増加させ
る。このとき冷却材は再循環ポンプ54によって、原子
炉格納容器14内で循環し、前記の核反応による熱によ
って加熱され、徐々に温度が上昇する。よって、蒸気ド
ラム26内の温度も上昇し、蒸気も発生し始める。蒸気
ドラム26内の圧力が所定値以上になると、タービンバ
イパス弁56が開き、ほとんどの蒸気は復水器40に入
り、海水で冷却されて液体に戻る。冷却水の温度が定格
温度に達するとき、蒸気ドラム26の圧力が運転条件の
圧力になる。その後、原子炉出力が約18%になるま
で、出力上昇を行った後に発電機38によって発電が開
始される。First, the main steam stop valve 28, the turbine bypass valve 56 and the flow rate adjusting valve 52 are closed so that the coolant circulates only in the reactor containment vessel 14. And
The control rod 20 is gradually pulled out to increase the amount of nuclear reaction. At this time, the coolant is circulated in the reactor containment vessel 14 by the recirculation pump 54, heated by the heat of the nuclear reaction, and the temperature gradually rises. Therefore, the temperature inside the steam drum 26 also rises, and steam starts to be generated. When the pressure in the steam drum 26 becomes equal to or higher than a predetermined value, the turbine bypass valve 56 opens, and most of the steam enters the condenser 40, is cooled by seawater, and returns to liquid. When the temperature of the cooling water reaches the rated temperature, the pressure of the steam drum 26 becomes the operating condition pressure. After that, power generation is started by the generator 38 after the output is increased until the reactor power becomes about 18%.
【0020】図2には、炉心のより詳細な図が示されて
いる。前述のように、本実施例の原子炉においては、冷
却材に軽水を使用しており、これは圧力管24の内部を
図中下方より上方に向けて流れ、圧力管24内の燃料棒
18の発生した熱により熱せられ、蒸気ドラム26に送
られる。また、圧力管24はカランドリアタンク58に
設けられたカランドリア管60に納められている。カラ
ンドリアタンク58内には、減速材である重水が満たさ
れ、前述の制御棒による出力制御に加えて、この重水中
にほう酸を拡散させることによる出力調整も行われる。
しかし、原子炉起動時の核加熱においては、制御棒によ
って出力制御が行われる。A more detailed view of the core is shown in FIG. As described above, in the nuclear reactor of the present embodiment, light water is used as the coolant, which flows through the inside of the pressure pipe 24 from the lower side to the upper side in the drawing, and the fuel rods 18 in the pressure pipe 24. It is heated by the heat generated by and is sent to the steam drum 26. The pressure pipe 24 is housed in a calandria pipe 60 provided in the calandria tank 58. The calandria tank 58 is filled with heavy water, which is a moderator, and in addition to the output control by the control rod described above, output adjustment is also performed by diffusing boric acid in this heavy water.
However, in nuclear heating at the time of reactor startup, output control is performed by the control rod.
【0021】図3には、炉心の平面図が示されている。
大きな円で示されるのが燃料棒18の配置位置であり、
十字で示される位置が制御棒の位置である。さらに、小
さな円で示される局部出力検出装置62、正方形で示さ
れる出力上昇用検出装置64、三角形で示される起動用
検出装置66が図に示されるように配置されている。FIG. 3 shows a plan view of the core.
The position of the fuel rod 18 is shown by a large circle,
The position indicated by the cross is the position of the control rod. Further, a local output detecting device 62 shown by a small circle, an output increasing detecting device 64 shown by a square, and a starting detecting device 66 shown by a triangle are arranged as shown in the figure.
【0022】このような原子炉において起動を行う場
合、前述したように冷却材の温度上昇率の上限値を守る
ために、目標値に一致させる必要がある。しかし、手動
操作にて目標値に一致させることはかなり困難である。
図4には、原子炉を起動する際の冷却材温度変化率を1
0分ごとに算出したグラフが示されている。なお、冷却
材温度検出は、蒸気ドラム26内に備えられた温度セン
サ68で行われる。図に示されるように、温度変化率が
目標の30℃/hとなったのは約2時間後であり、この
目標値となった後も、この目標値を出たり入ったりす
る。特に5時間を少し越えたあたりでは、温度変化率が
大きく下がってこれを回復するのに1時間30分程度を
要していることが分かる。その後、運転温度に近付いた
ために温度変化率を下げて、滑らかに安定状態に繋げて
いる。このように、起動時において安定して温度上昇を
行えない理由としては、前述のように制御棒20の操作
に対応して、冷却材温度が上昇するまでに時間遅れがあ
ることが主因と考えられる。When starting up in such a nuclear reactor, it is necessary to match the target value in order to keep the upper limit of the temperature rise rate of the coolant as described above. However, it is quite difficult to match the target value by manual operation.
Figure 4 shows the rate of change in coolant temperature when the reactor is started up to 1
A graph calculated every 0 minutes is shown. The temperature of the coolant is detected by the temperature sensor 68 provided inside the steam drum 26. As shown in the figure, the temperature change rate reaches the target of 30 ° C./h in about 2 hours, and even after reaching the target value, the target value goes in and out. It can be seen that, especially after slightly exceeding 5 hours, the temperature change rate greatly decreases and it takes about 1 hour 30 minutes to recover the temperature change rate. After that, as the temperature approached the operating temperature, the rate of temperature change was reduced, and a stable state was achieved. As described above, the main reason why the temperature cannot be stably increased at startup is that there is a time delay until the temperature of the coolant rises in response to the operation of the control rod 20 as described above. To be
【0023】そこで、本実施例においては制御棒20の
操作に、時間遅れなく対応する出力上昇用検出装置64
(PUM)の検出出力を制御対象としている。PUMは
原子炉内の中性子の相対量を検出する検出装置であり、
図3に示したように本実施例の原子炉の場合、6個が所
定位置に配置されている。図5には、冷却材温度の上昇
率を目標値30℃/hとして原子炉の起動を行ったとき
の、6個のPUMの各々の指示値が起動開始時間からど
のように変化したかの一例が示されているが、各々のP
UMの指示値の絶対値は全く違う値を示している。しか
し、一見ばらばらに見えるPUM指示値を冷却材の温度
に対する値、かつ冷却材温度60℃のときの指示値を1
としたときの相対値として示すと図6に示されるように
各PUM出力値がほぼ一致する。すなわち、冷却材の温
度に対するPUM指示値の増加の仕方は、原子炉10内
でほぼ均一であることが分かる。そして、原子炉10内
において、PUM指示値の増加の割合が均一であるとい
うことは、炉内の中性子束は、その絶対値は変化するが
相対的な分布は核加熱時においてあまり変化しないとい
うことを示している。Therefore, in this embodiment, the output raising detection device 64 responds to the operation of the control rod 20 without a time delay.
The detection output of (PUM) is the control target. PUM is a detector that detects the relative amount of neutrons in the reactor,
As shown in FIG. 3, in the case of the nuclear reactor of this embodiment, six pieces are arranged at predetermined positions. FIG. 5 shows how the indicated values of each of the six PUMs changed from the start-up time when the reactor was started up with the increase rate of the coolant temperature set to the target value of 30 ° C./h. An example is shown, but each P
The absolute value of the indicated value of UM shows a completely different value. However, at first glance, the PUM indication value that is disjointed is the value for the temperature of the coolant, and the indication value when the coolant temperature is 60 ° C is 1
When shown as a relative value when, the PUM output values substantially match as shown in FIG. That is, it can be seen that the manner of increasing the PUM indication value with respect to the temperature of the coolant is substantially uniform in the reactor 10. The fact that the rate of increase in the PUM indicated value is uniform in the reactor 10 means that the absolute value of the neutron flux in the reactor changes, but the relative distribution does not change much during nuclear heating. It is shown that.
【0024】PUMの指示値は原子炉出力に対応してい
るものであり、また前述のように炉心の中性子束の相対
的な分布はあまり変化していない。また、前述のよう
に、PUM指示値は制御棒の制御にほとんど時間遅れな
く追従するので、これに基づき核加熱時の制御を行え
ば、冷却材温度に基づき制御を行うのに比して容易に出
力制御を行うことができる。The indicated value of PUM corresponds to the reactor power, and as described above, the relative distribution of neutron flux in the core has not changed much. Further, as described above, the PUM instruction value follows the control of the control rod with almost no time delay, and therefore, the control during nuclear heating based on this is easier than the control based on the coolant temperature. Output control can be performed.
【0025】図7は、図6を折れ線で近似したグラフで
あり、このグラフより、ある冷却材温度においてグラフ
の傾きが大きく変化する点があることが分かる。このよ
うな点は、原子炉および原子炉を含むプラントにおい
て、運転状態の変化があった点である。たとえば、図中
約180℃付近では、圧力管24内で蒸気の発生が始ま
り、さらにタービンバイパス弁56を開き、この蒸気は
復水器40に入り、海水で冷却されて液体に戻る。この
ようにプラント全体の運転状況の変化によっても、PU
Mの指示値が変化する。このために、本実施例において
は、プラントの運転状態を検出するために、前述の蒸気
ドラム26内の温度を検出する温度センサ68の他に、
蒸気ドラム26内圧力を検出する圧力センサ70および
タービンに蒸気を送る指示が行われたかを検出する送気
指示検出部(図8参照)を有している。FIG. 7 is a graph obtained by approximating FIG. 6 by a polygonal line. From this graph, it can be seen that there is a point where the slope of the graph greatly changes at a certain coolant temperature. Such a point is that the operating state has changed in the reactor and the plant including the reactor. For example, in the vicinity of about 180 ° C. in the figure, steam starts to be generated in the pressure pipe 24, the turbine bypass valve 56 is further opened, the steam enters the condenser 40, and is cooled by seawater to return to a liquid. In this way, even if the operating conditions of the entire plant change, the PU
The indicated value of M changes. For this reason, in this embodiment, in addition to the temperature sensor 68 for detecting the temperature inside the steam drum 26, in order to detect the operating state of the plant,
It has a pressure sensor 70 for detecting the internal pressure of the steam drum 26 and an air supply instruction detection unit (see FIG. 8) for detecting whether or not an instruction to send steam to the turbine has been issued.
【0026】以上より、プラントの運転状態をいくつか
のステージ(図7においてS1 〜S4 )に分けて、その
ステージごとにPUM指示値の変化率を標準データとし
て作成しておき、これにPUM指示値を実現するよう
に、制御棒の制御を行えば容易に制御操作を行うことが
できる。From the above, the operating state of the plant is divided into several stages (S 1 to S 4 in FIG. 7), and the rate of change of the PUM indication value is created as standard data for each stage. If the control rod is controlled so as to realize the PUM instruction value, the control operation can be easily performed.
【0027】以下、本実施例の原子炉の加熱装置を具体
的に説明する。図8には、本実施例の原子炉の加熱装置
の構成ブロック図が示されている。原子炉出力検出器1
00により原子炉出力を検出する。原子炉出力検出器1
00は、原子炉内の中性子束を検出するPUMが用いら
れる。前述したようにPUMの出力信号の絶対値そのも
のはあまり意味のないものであり、ある時点を基準とし
て相対値を採ることによって始めて利用できる数値とな
る。本実施例の場合は、原子炉の起動を開始した時点、
たとえば、冷却材温度が起動開始時点から10℃上昇し
た時点、冷却材温度が80℃に達した時点およびタービ
ンバイパス弁56を開く指示がなされた時点の4つの時
点でのPUM値を各々基準値として、それ以後次の基準
点までのPUM指示値を相対値化している。すなわち、
原子炉の起動開始から冷却材温度が10℃上昇するまで
は、起動開始時点のPUM出力の絶対値により以後の値
を除して相対値を算出する。そして、冷却材温度が10
℃上昇したことが相対化処理開始判断部102により判
断されると、出力信号相対化処理部104により、以後
のPUM指示値の絶対値を冷却材温度が起動開始時より
10℃上昇した時点での値で除して相対値を算出する。
そして、1個または複数個のPUMの相対値化された出
力信号(以後、出力信号と記す)を出力信号平均化処理
部106において平均値を算出する。また、同様に冷却
材温度が80℃に達したときにも、これを相対化処理開
始判断部102が判断されると、このときのPUM指示
値(絶対値)を基準として以後PUM指示値(絶対値)
を出力信号相対化処理部104により相対値化する。さ
らに、タービンバイパス弁56を開く指示がなされたと
きにも、このときのPUM指示値(絶対値)を基準とし
て以後のPUM指示値(絶対値)を相対値化する。The heating device for the nuclear reactor of this embodiment will be described in detail below. FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the heating device for a nuclear reactor of this embodiment. Reactor power detector 1
00 to detect the reactor power. Reactor power detector 1
00 uses a PUM that detects the neutron flux in the nuclear reactor. As described above, the absolute value itself of the output signal of the PUM is meaningless, and it becomes a numerical value that can be used only by taking a relative value with reference to a certain time point. In the case of this embodiment, at the time of starting the startup of the reactor,
For example, the PUM values at four points, that is, when the coolant temperature rises 10 ° C. from the start of startup, when the coolant temperature reaches 80 ° C., and when the instruction to open the turbine bypass valve 56 is given, are the reference values. As a result, the PUM indication value up to the next reference point is converted into a relative value. That is,
From the start of reactor startup until the temperature of the coolant rises by 10 ° C., the subsequent value is divided by the absolute value of the PUM output at the start of startup to calculate a relative value. And the coolant temperature is 10
When the relativization process start determination unit 102 determines that the temperature has risen by 0 ° C., the output signal relativity processing unit 104 causes the absolute value of the subsequent PUM indication value to be 10 ° C. higher than when the coolant temperature is started. The relative value is calculated by dividing by the value of.
Then, the output signal averaging processing unit 106 calculates an average value of the output signals of one or a plurality of PUMs which have been converted into relative values (hereinafter referred to as output signals). Similarly, even when the coolant temperature reaches 80 ° C., when the relativization process start determination unit 102 determines that the temperature is 80 ° C., the PUM instruction value (absolute value) at this time is used as a reference for subsequent PUM instruction value Absolute value)
Is converted into a relative value by the output signal relativization processing unit 104. Further, even when an instruction to open the turbine bypass valve 56 is given, the subsequent PUM instruction value (absolute value) is made into a relative value with reference to the PUM instruction value (absolute value) at this time.
【0028】そして、プラントの運転状況を示すデータ
から定まるステージと、そのステージに対応した出力信
号標準データに基づき、出力信号目標値算出部108に
より出力信号の制御目標値を算出する。出力信号標準デ
ータは、出力信号標準データ記憶部110に記憶され、
その内容については後に詳述する。また、プラントデー
タ収集部112によって収集されるプラントの運転状況
を示すデータは、タービンバイパス弁56を開く指示が
行われたことを検出する弁開指示検出部116を含んで
いる。そして、制御棒操作部114は前記の出力信号の
目標値を達成するよう制御棒の操作を行う。Then, the control target value of the output signal is calculated by the output signal target value calculation unit 108 based on the stage determined from the data indicating the operating condition of the plant and the output signal standard data corresponding to the stage. The output signal standard data is stored in the output signal standard data storage unit 110,
The details will be described later. The data indicating the operating status of the plant collected by the plant data collection unit 112 includes a valve opening instruction detection unit 116 that detects that an instruction to open the turbine bypass valve 56 has been issued. Then, the control rod operating unit 114 operates the control rod so as to achieve the target value of the output signal.
【0029】さらに、本実施例の場合、冷却材温度を冷
却材温度センサ68により検出し、これをフィードバッ
クして制御棒の制御を行っている。すなわち、冷却材温
度センサ68により検出された値の時間経過から冷却材
温度上昇率算出部118にて冷却材温度上昇率を算出
し、これが目標値(30℃)に一致するかが判断され
る。そして、目標値に達していない場合は、出力信号目
標値を標準データより大きくし、逆に温度上昇目標値に
達していない場合は出力信号目標値を標準データより小
さくする。Further, in the case of this embodiment, the coolant temperature is detected by the coolant temperature sensor 68, and this is fed back to control the control rod. That is, the coolant temperature increase rate calculation unit 118 calculates the coolant temperature increase rate from the passage of time of the value detected by the coolant temperature sensor 68, and it is determined whether or not this matches the target value (30 ° C.). . If the target value has not been reached, the output signal target value is made larger than the standard data, and conversely, if the temperature increase target value has not been reached, the output signal target value is made smaller than the standard data.
【0030】図7には、本実施例の標準データが示され
ている。本実施例の場合、原子炉起動開始から終了まで
をステージS1 ないしS4 の4つのステージに分けてス
テージごとの制御を行う。第1のステージS1 は原子炉
の起動開始から冷却材温度が60℃となるまでである。
このときは、前述のように起動開始時点のPUM出力の
絶対値を基準として以後のPUM出力の相対値を算出す
る。図9には、第1ステージS1 における冷却材温度
と、PUM出力の相対値との関係が示されている。起動
開始時点(52℃)のPUM出力値を基準として、以降
のPUM出力値の相対値が表されている。PUM検出器
の出力値の変化を線形近似したグラフが図中に太い実線
で示されている。このグラフの傾きα1 は4×10
-1(1/℃)であるから30℃/hを達成するには、P
UM出力を30×α1 =12(1/h)で上昇させれば
良いことが分かる。実際には、例えば1分ごとにPUM
出力信号が0.5×α1 (=0.2)上昇するように、
制御棒の制御操作を行えばよい。FIG. 7 shows standard data of this embodiment. In the case of the present embodiment, the control from the start to the end of the reactor is divided into four stages S 1 to S 4 to control each stage. The first stage S 1 is from the start of reactor startup until the coolant temperature reaches 60 ° C.
At this time, as described above, the relative value of the subsequent PUM output is calculated based on the absolute value of the PUM output at the start of activation. FIG. 9 shows the relationship between the coolant temperature in the first stage S 1 and the relative value of the PUM output. The relative value of subsequent PUM output values is shown with the PUM output value at the start of activation (52 ° C.) as a reference. A graph in which the change in the output value of the PUM detector is linearly approximated is shown by a thick solid line in the figure. The slope α 1 of this graph is 4 × 10
Since it is -1 (1 / ° C), to achieve 30 ° C / h, P
It can be seen that the UM output should be increased by 30 × α 1 = 12 (1 / h). In practice, for example, PUM every 1 minute
So that the output signal rises by 0.5 × α 1 (= 0.2),
The control operation of the control rod may be performed.
【0031】冷却材温度が起動時から10℃上昇したこ
とが判断されると、第2のステージS2 に入り、この時
点のPUM出力の絶対値を基準として以後のPUM出力
の相対値が算出される。このグラフが図10に示されて
いる。ここで、相対値の基準値を変更したのは、PUM
出力の絶対値が小さい場合、誤差の占める割合が大き
く、これを基準として算出された相対値もこの誤差に大
きく影響されるからである。すなわち、PUM出力の絶
対値がある程度大きくなり、誤差の影響が小さくなった
時点を基準として誤差の影響を排除するためにこの時点
で基準値の変更を行う。このときの傾きα2 は4.2×
10-2(1/℃)であり、したがって第2ステージS2
においては、PUM出力を30×α2 =1.26(1/
h)で上昇させれば良いことが分かる。When it is determined that the coolant temperature has risen by 10 ° C. from the start-up, the second stage S 2 is entered, and the relative value of the PUM output thereafter is calculated with reference to the absolute value of the PUM output at this time. To be done. This graph is shown in FIG. Here, the reason for changing the reference value of the relative value is that PUM
This is because when the absolute value of the output is small, the ratio of the error is large, and the relative value calculated based on this is also greatly affected by this error. That is, the reference value is changed at this point in order to eliminate the influence of the error with the point when the absolute value of the PUM output becomes large to some extent and the influence of the error becomes small. The slope α 2 at this time is 4.2 ×
10 -2 (1 / ° C), so the second stage S 2
, The PUM output is 30 × α 2 = 1.26 (1 /
It turns out that it is enough to raise in h).
【0032】冷却材温度が80℃となった時点で、第3
のステージS3 に移行する。そして、このときのPUM
出力の絶対値を再度基準値として、以後のPUM出力の
相対値を算出する。このときのグラフが図11に示され
ている。第3ステージの傾きα3 は1.4×10-2(1
/℃)であり、したがって第3ステージS3 において
は、PUM出力値を30×α3 =0.42(1/h)で
上昇させれば良いことが分かる。When the coolant temperature reaches 80 ° C., the third
The stage S 3 is moved to. And PUM at this time
Using the absolute value of the output as the reference value again, the relative value of the subsequent PUM output is calculated. The graph at this time is shown in FIG. The inclination α 3 of the third stage is 1.4 × 10 -2 (1
/ ° C.), therefore, it can be seen that in the third stage S 3 , the PUM output value should be increased by 30 × α 3 = 0.42 (1 / h).
【0033】第3ステージS3 から第4ステージS4 へ
の移行の判断は、タービンバイパス弁56を開く指示を
行う信号が出力されたかによる。すなわち、蒸気ドラム
内の圧力がたとえば15気圧以上となり、原子炉10か
ら蒸気が持ち出され始めた時点で、第4ステージS4 に
移行する。原子炉10より蒸気が持ち出されると、上昇
した出力が全て原子炉内部の温度上昇に使われていた状
態が、さらに発電プラントの運転のためにも使用される
ので、それまで以上に出力を上昇させる必要がある。こ
のために、図7に示されるようにPUM出力の上昇率
(グラフの傾き)がこれまで以上に大きくなっている。
前述の各ステージと同様に、第4ステージS4 に移行し
た時点、すなわちタービンバイパス弁56を開く指示が
なされた時点でのPUM出力値(絶対値)を基準値とし
て、以後のPUM出力値の相対値を算出する。このとき
のグラフが図12に示されている。そして、この第4ス
テージS4 においても、前述と同様に制御棒の制御を行
うことができる。すなわち、グラフの傾きα4 が1.6
×10-2(1/℃)であるので、PUM出力値を30×
α4 =0.48(1/h)で上昇させれば良いことが分
かる。The determination of the shift from the third stage S 3 to the fourth stage S 4 depends on whether a signal for instructing to open the turbine bypass valve 56 has been output. That is, when the pressure in the steam drum becomes, for example, 15 atmospheres or more, and steam starts to be taken out of the reactor 10, the process proceeds to the fourth stage S 4 . When steam is taken out of the nuclear reactor 10, the state in which all the increased output is used to raise the temperature inside the reactor is used for the operation of the power plant, so the output is further increased. Need to let. For this reason, as shown in FIG. 7, the increase rate of the PUM output (gradient of the graph) is larger than ever.
Similar to each of the above-described stages, the PUM output value (absolute value) at the time of transition to the fourth stage S 4 , that is, at the time of the instruction to open the turbine bypass valve 56 is used as a reference value, and the subsequent PUM output value Calculate the relative value. The graph at this time is shown in FIG. Also in the fourth stage S 4 , the control rod can be controlled in the same manner as described above. That is, the slope α 4 of the graph is 1.6
Since it is × 10 -2 (1 / ° C), the PUM output value is 30 ×
It can be seen that it is sufficient to raise at α 4 = 0.48 (1 / h).
【0034】また、以上の各ステージにおいて、冷却材
温度の上昇率を変更することも容易に行える。たとえ
ば、第4ステージにおいて温度上昇率を30℃/hから
15℃/hに変更する場合は、PUM出力値を15×α
4 =0.24(1/h)で上昇させれば良い。Further, in each of the above stages, the rate of increase of the coolant temperature can be easily changed. For example, when changing the temperature rise rate from 30 ° C./h to 15 ° C./h in the fourth stage, the PUM output value is 15 × α.
It suffices to raise it at 4 = 0.24 (1 / h).
【0035】さらに、冷却材温度の上昇率が目標値と一
致しない場合、PUM出力信号の目標値の補正を行う。
冷却材温度の上昇率が目標値を下回ったと判断されたと
き、前述のように算出されたPUM出力信号の目標値に
所定の倍率をかけて補正を行いこの補正された目標値に
PUM出力信号を制御する。この補正は、制御棒操作か
ら冷却材温度が上昇するまでの遅れ時間を考慮して行わ
れる。すなわち、本実施例の場合この遅れ時間が約5分
であるので、5分ごとに上昇率が目標値となっているか
が判断される。5分経っても温度上昇率に改善が見られ
ない場合は、倍率の変更を行いPUM出力信号をこの目
標値で制御する。Further, when the rate of increase of the coolant temperature does not match the target value, the target value of the PUM output signal is corrected.
When it is determined that the rate of increase in the coolant temperature is below the target value, the target value of the PUM output signal calculated as described above is corrected by multiplying it by a predetermined scale factor, and the corrected target value is corrected to the PUM output signal. To control. This correction is performed in consideration of the delay time from the operation of the control rod to the rise of the coolant temperature. That is, in the case of the present embodiment, this delay time is about 5 minutes, so it is judged every 5 minutes whether the rate of increase is the target value. If there is no improvement in the temperature rise rate even after 5 minutes, the magnification is changed and the PUM output signal is controlled by this target value.
【0036】以上述べてきた次ステージに移行するとき
の判断基準は他の条件に置き換えることも可能である。
たとえば、第1ステージS1 から第2ステージS2 につ
いては、起動時点の冷却材温度から10℃上昇したとき
としたが、固定された所定の温度、たとえば60℃など
とすることもできる。起動開始時の冷却材温度が大きく
変化しない場合など、このように処理することにより、
簡略化が図れる。また、第3ステージS3 から第4ステ
ージS4 に移行する際には、蒸気流量または給水流量を
検出して、原子炉10から冷却水の出入りが始まったこ
とを検知して、ステージの移行を判断することも可能で
ある。It is possible to replace the above-described judgment criteria when shifting to the next stage with other conditions.
For example, although the first stage S 1 to the second stage S 2 are set to have a temperature rise of 10 ° C. from the coolant temperature at the start-up, they may be set to a fixed predetermined temperature, for example, 60 ° C. When the coolant temperature at the start of startup does not change significantly
It can be simplified. In addition, when shifting from the third stage S 3 to the fourth stage S 4 , the steam flow rate or the feed water flow rate is detected to detect that the cooling water has begun to come in and out of the reactor 10, and the stage is shifted. It is also possible to judge
【0037】その他、PUM出力値の冷却材温度変化に
対する傾きを変化させる原子炉プラントの運転状況、た
とえば重水温度や制御棒位置などの変化に応じて、ステ
ージをさらに細分化することも可能である。In addition, the stages can be further subdivided according to the operating conditions of the reactor plant that change the inclination of the PUM output value with respect to the coolant temperature change, such as changes in heavy water temperature and control rod position. .
【0038】図13および図14には本実施例の制御の
フローが示されている。原子炉の核加熱の操作が開始さ
れると、初期設定として現在の操作ステージを表すステ
ージフラグFが0に設定される(S100)。次に、冷
却材温度が検出される(S101)。そして、冷却材温
度が起動開始から10℃上昇するまでは(S102)、
標準データαとして、前述のα1 を読み込む(S10
3)。13 and 14 show the control flow of this embodiment. When the nuclear heating operation of the nuclear reactor is started, the stage flag F representing the current operation stage is set to 0 as an initial setting (S100). Next, the coolant temperature is detected (S101). Then, until the coolant temperature rises by 10 ° C. from the start of activation (S102),
The aforementioned α 1 is read as the standard data α (S10
3).
【0039】次に、ステージフラグFが0か否かが判断
される(S104)。ステージフラグFが0であれば、
前述の第1ステージS1 の最初の制御周期であり、また
ステージフラグFが1であれば、第1ステージS1 の2
回目以降の制御周期である。最初の制御周期(F=0)
であれば、このときのPUM出力値P0 ´(絶対値)を
読み込み(S105)、これを第1ステージS1 の基準
値に設定する(S106)。そして、ステージフラグF
に1を加え、これを更新する(S107)。さらに、標
準データ補正係数aの初期設定(a=1)が行われる
(S108)。補正係数aは標準データαに微修正をか
けて、冷却材温度上昇率を所定の値(本実施例の場合3
0℃/h)からずれた時に、これを補正するための係数
である。そして、標準データαに補正係数aを乗じて標
準データの更新を行う(S109)。第1ステージS1
の1回目の制御周期の場合は、ステップS108でa=
1に設定されているので標準データαは補正されない。
また、後述するが、冷却材温度上昇率の目標値(30℃
/h)が達成されている場合にも、補正係数aの更新が
行われないので前回の標準データαに基づいて制御が実
行される。Next, it is determined whether the stage flag F is 0 (S104). If the stage flag F is 0,
If it is the first control cycle of the above-mentioned first stage S 1 and the stage flag F is 1, 2 of the first stage S 1
It is the control cycle after the first time. First control cycle (F = 0)
If so, the PUM output value P 0 ′ (absolute value) at this time is read (S105), and this is set as the reference value of the first stage S 1 (S106). And the stage flag F
Is added to 1 and updated (S107). Further, the standard data correction coefficient a is initialized (a = 1) (S108). The correction coefficient a is obtained by finely modifying the standard data α to set the coolant temperature increase rate to a predetermined value (3 in the case of the present embodiment).
It is a coefficient for correcting this when it deviates from 0 ° C / h). Then, the standard data α is multiplied by the correction coefficient a to update the standard data (S109). First stage S 1
In the case of the first control cycle of, a =
Since it is set to 1, the standard data α is not corrected.
Also, as will be described later, the target value of the coolant temperature rise rate (30 ° C
Even if / h) is achieved, the correction coefficient a is not updated, so control is executed based on the previous standard data α.
【0040】また、ステップS104にてステージフラ
グFが0でないと判断された場合、すなわち、第1ステ
ージS1 になってから2回目以降の制御周期である場合
には、基準値P0 ´はすでに設定されているので、ステ
ップS109に直接移行する。If it is determined in step S104 that the stage flag F is not 0, that is, if it is the second or subsequent control cycle after the first stage S 1 is reached, the reference value P 0 ′ is Since it has already been set, the process directly moves to step S109.
【0041】次に、PUMの制御目標値P2 が算出され
る(S110)。これは、第1ステージS1 の1回目の
制御周期においては1、2回目移行においては、各前回
の制御目標値P2 に基づき今回の制御目標値P2 を算出
する。すなわち、制御周期Δt1 (hour)後に冷却水温
度が、30×Δt1 (℃)変化するような、PUM出力
値を算出し、これを目標値P2 とする。すなわち、PU
M目標値P2 の更新は、Next, the control target value P 2 of the PUM is calculated (S110). This is because in the 1,2 th transition in the first control cycle of the first stage S 1, calculates a control target value P 2 of the current based on the control target value P 2 of the previous. That is, the PUM output value is calculated such that the cooling water temperature changes by 30 × Δt 1 (° C.) after the control cycle Δt 1 (hour), and this is set as the target value P 2 . That is, PU
To update the M target value P 2 ,
【数1】P2 =P2 +30×α×Δt1 …(1) に基づき算出される。そして、現在のPUM出力値P1
が目標値P2 と一致しない場合(S111)、これを制
御棒が操作される(S112)。そして、制御棒操作に
よって変化したPUM出力値P1 ´を読取り(S11
3)、これをステップS106にて設定された基準値P
0 ´により除して、相対値P1 の算出を行う(S11
4)。以上のステップS112からS114を、ステッ
プS111で相対値P1 が目標値P2 に実質的に一致す
るまで繰り返す。前述したように制御棒の進退操作に伴
ってPUM出力はほぼ時間遅れなく変化するので、容易
に制御を行うことができる。すなわち、熟練者でなくと
も操作可能であり、また自動操作とすることも可能とな
る。## EQU1 ## It is calculated based on P 2 = P 2 + 30 × α × Δt 1 (1) The current PUM output value P 1
If does not match the target value P 2 (S111), the control rod is operated (S112). Then, the PUM output value P 1 ′ changed by the control rod operation is read (S11
3), which is the reference value P set in step S106
The relative value P 1 is calculated by dividing by 0 ′ (S11
4). The above steps S112 to S114 are repeated until the relative value P 1 substantially matches the target value P 2 in step S111. As described above, the PUM output changes with almost no time delay as the control rod advances or retracts, so that control can be easily performed. That is, even an unskilled person can perform the operation, and the operation can be automatically performed.
【0042】ステップS111にて、PUM出力値P1
が目標値P2 に実質的に一致すると、PUM出力値が変
化してから冷却材温度が上昇する遅れ時間Δt2 が、経
過したかが判断される(S115)。前述したように、
制御棒操作をしてから冷却材の温度が上昇するにはその
原子炉固有の遅れ時間が存在するので、この遅れ時間が
経過してから制御棒操作が適切であったか評価される。
この評価に関しては後述する。遅れ時間Δt2 が経過し
ていない場合は、さらに制御周期Δt1 が経過している
かが判断される(S116)。制御周期Δt1 が経過す
ると、ステップS101に戻る。In step S111, the PUM output value P 1
Is substantially equal to the target value P 2 , it is determined whether or not the delay time Δt 2 in which the coolant temperature increases after the PUM output value changes (S115). As previously mentioned,
Since there is a delay time peculiar to the reactor in order to raise the temperature of the coolant after operating the control rod, it is evaluated whether or not the control rod operation was appropriate after the elapse of this delay time.
This evaluation will be described later. When the delay time Δt 2 has not elapsed, it is further determined whether the control cycle Δt 1 has elapsed (S116). When the control cycle Δt 1 has elapsed, the process returns to step S101.
【0043】ステップS115にて、原子炉の起動を開
始してから、または前回の標準データの評価が行われて
から、制御遅れ時間Δt2 が経過していると、この時点
での冷却材温度T1 が読み込まれる(S117)。そし
て、読み込まれた冷却材温度T1 が前回の評価時点の冷
却材温度T0 から30℃/hの割合で上昇しているかが
判断される(S118,S119)。温度上昇率が30
±(ΔT/Δt2 )℃/hの範囲であれば、このときの
標準データαの補正は行われず、このときの冷却材温度
T1 を新たにT0 とし(S120)、その後ステップS
116に移行する。また、温度上昇率が目標値より高い
場合は、補正係数aに1/kを乗じて補正係数を小さく
する(S121)。ここで、kは1を越える所定の定数
である。また温度上昇率が目標値より低い場合は、補正
係数aにkを乗じて補正係数を大きくする(S12
2)。そして、いずれの場合にもステップS120へ移
行し、さらにステップS116に移行する。In step S115, if the control delay time Δt 2 has elapsed since the reactor was started or the previous standard data was evaluated, the coolant temperature at this point T 1 is read (S117). Then, it is determined whether the read coolant temperature T 1 has risen from the coolant temperature T 0 at the time of the previous evaluation at a rate of 30 ° C./h (S118, S119). Temperature rise rate is 30
Within the range of ± (ΔT / Δt 2 ) ° C./h, the standard data α is not corrected at this time, the coolant temperature T 1 at this time is newly set to T 0 (S120), and then step S
Move to 116. If the temperature rise rate is higher than the target value, the correction coefficient a is multiplied by 1 / k to reduce the correction coefficient (S121). Here, k is a predetermined constant exceeding 1. If the temperature rise rate is lower than the target value, the correction coefficient a is multiplied by k to increase the correction coefficient (S12).
2). Then, in any case, the process proceeds to step S120 and further proceeds to step S116.
【0044】以上、主に第1ステージS1 について説明
した。第2ステージS2 以降の制御についてもほぼ同様
である。第2ステージS2 は、ステップS102にて起
動開始から冷却材温度が10℃以上上昇したことが判断
され、また80℃まで達していないことが判断されてい
る場合である(S123)。ステップS123にて冷却
材温度がまだ80℃に達していない場合、第2ステージ
S2 の標準データα2を読み出す(S124)。そし
て、ステージフラグFが1の場合(S125)ステップ
S105に移行する。そして、このときのPUM出力値
P0 ´(絶対値)を第2ステージの基準値として新たに
設定する(S106)。また、ステップS125にてス
テージフラグFが1でない場合、すでに基準値の設定は
終了しているので、ステップS109に移行する。以
降、ステップS110からS122については前述と同
様の操作が行われる。The first stage S 1 has been mainly described above. The same applies to the control after the second stage S 2 . The second stage S 2 is a case where it is determined in step S102 that the coolant temperature has risen by 10 ° C. or more from the start of startup, and it is determined that the coolant temperature has not reached 80 ° C. (S123). If the coolant temperature has not reached yet 80 ° C. at step S123, the second stage S 2 reads the standard data alpha 2 (S124). When the stage flag F is 1 (S125), the process proceeds to step S105. Then, the PUM output value P 0 ′ (absolute value) at this time is newly set as the reference value of the second stage (S106). If the stage flag F is not 1 in step S125, the setting of the reference value has already been completed, so the process proceeds to step S109. After that, the same operation as described above is performed in steps S110 to S122.
【0045】第3ステージS3 は、ステップS102に
て起動開始から冷却材温度が10℃以上上昇し、ステッ
プS123にて冷却材温度が80℃以上となり、そして
タービンバイパス弁が開いていないと判断されている場
合である(S126)。ステップS126にてタービン
バイパス弁が未だ開いていないと判断された場合、第3
ステージS3 の標準データα3 を読み出す(S12
7)。そして、ステージフラグFが2の場合(S12
8)ステップS105に移行する。そして、このときの
PUM出力値P0 ´(絶対値)を第3ステージの基準値
として新たに設定する(S106)。また、ステップS
128にてステージフラグFが2でない場合、すでに基
準値の設定は終了しているので、ステップS109に移
行する。以降、ステップS110からS122について
は前述と同様の操作が行われる。In the third stage S 3, it is determined that the coolant temperature has risen by 10 ° C. or more from the start of the operation in step S 102, the coolant temperature is 80 ° C. or more in step S 123, and the turbine bypass valve is not open. This is the case (S126). If it is determined in step S126 that the turbine bypass valve is not yet open, the third
Reading the standard data α 3 of the stage S 3 (S12
7). When the stage flag F is 2 (S12
8) Go to step S105. Then, the PUM output value P 0 ′ (absolute value) at this time is newly set as the reference value of the third stage (S106). Step S
If the stage flag F is not 2 at 128, the setting of the reference value has already been completed, so the process proceeds to step S109. After that, the same operation as described above is performed in steps S110 to S122.
【0046】第4ステージS4 は、ステップS102に
て起動開始から冷却材温度が10℃以上上昇し、ステッ
プS123にて冷却材温度が80℃以上となり、ステッ
プS126を開く指示がなされたと判断され、さらに冷
却材温度が283℃に達していない場合である(S12
9)。ステップS129にて冷却材温度が283℃に達
していないと判断された場合、第4ステージS4 の標準
データα4 を読み出す(S130)。そして、ステージ
フラグFが3の場合(S131)ステップS105に移
行する。そして、このときのPUM出力値P0 ´(絶対
値)を第4ステージの基準値として新たに設定する(S
106)。また、ステップS131にてステージフラグ
Fが3でない場合、すでに基準値の設定は終了している
ので、ステップS109に移行する。以降、ステップS
110からS122については前述と同様の操作が行わ
れる。In the fourth stage S 4, it is determined that the coolant temperature has risen by 10 ° C. or more from the start of the operation in step S 102, the coolant temperature has risen to 80 ° C. or more in step S 123, and an instruction to open step S 126 has been given. Further, it is a case where the coolant temperature does not reach 283 ° C. (S12).
9). If the coolant temperature is not reached the 283 ° C. at step S129, reads out the standard data alpha 4 of the fourth stage S 4 (S130). When the stage flag F is 3 (S131), the process proceeds to step S105. Then, the PUM output value P 0 ′ (absolute value) at this time is newly set as the reference value of the fourth stage (S
106). If the stage flag F is not 3 in step S131, the setting of the reference value has already been completed, so the process proceeds to step S109. After that, step S
From 110 to S122, the same operation as described above is performed.
【0047】最後に、ステップS129にて冷却水温度
が283℃に達したときには、この時点で核加熱の終了
が判断される。なお、核加熱終了温度は該当する原子炉
プラントの設計値であり283℃に限らず、この原子炉
プラントごとに設計値に設定される。Finally, when the cooling water temperature reaches 283 ° C. in step S129, it is determined at this point that the nuclear heating has ended. The nuclear heating end temperature is a design value of the corresponding nuclear reactor plant and is not limited to 283 ° C, and is set to the design value for each nuclear reactor plant.
【0048】また、本実施例の装置は、制御棒の操作に
よって変化する核反応そのものを推定し、核加熱の制御
を行うものではない。前述のように、原子炉固有の特性
(標準データ)を予め求め、これに基づき制御が行われ
る。具体的には、制御棒の進退を調整することでPUM
出力目標値に実際のPUM出力値を合わせるという単純
な制御によって、核加熱の制御を行っている。したがっ
て、核加熱の制御に関しての演算量は、核反応の変化推
定する場合に比較して極めて簡素なものであり、核加熱
の自動化を容易に実現できる。Further, the apparatus of the present embodiment does not control the nuclear heating by estimating the nuclear reaction itself which changes due to the operation of the control rod. As described above, the characteristic (standard data) peculiar to the nuclear reactor is obtained in advance, and the control is performed based on this. Specifically, the PUM can be adjusted by adjusting the forward / backward movement of the control rod.
Nuclear heating is controlled by the simple control of matching the actual PUM output value with the output target value. Therefore, the amount of calculation for controlling nuclear heating is extremely simple as compared with the case of estimating the change in nuclear reaction, and automation of nuclear heating can be easily realized.
【0049】[0049]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ある時
点で検出された冷却材温度に対して、所定の冷却材温度
の上昇率(目標値)を実現するための原子炉出力の上昇
率を予め計測して標準データを作成し、実際の起動にあ
たって現状の冷却材温度に対応する原子炉出力上昇率
を、前記標準データに基づき制御棒の進退量を調整する
ことによって制御するので、冷却材の温度制御が容易と
なり、上昇率を前記目標値とすることができる。As described above, according to the present invention, with respect to the coolant temperature detected at a certain time, the reactor power output for realizing a predetermined coolant temperature increase rate (target value) is obtained. The rise rate is measured in advance to create standard data, and the reactor output rise rate corresponding to the current coolant temperature is controlled by adjusting the advancing / retreating amount of the control rod based on the standard data during actual startup. The temperature control of the coolant becomes easy, and the rate of increase can be set to the target value.
【0050】また、プラントの運転状態(ステージ)ご
とに前記標準データを記憶し、プラント運転状態に応じ
た標準データに基づき出力制御材の制御を行うことによ
り、プラント運転状態の変化時においても冷却材の温度
上昇率を一定とすることができる。Further, by storing the standard data for each operating state (stage) of the plant and controlling the output control material based on the standard data corresponding to the operating state of the plant, cooling is performed even when the operating state of the plant changes. The temperature rise rate of the material can be made constant.
【0051】また、原子炉出力を検出する手段を中性子
量を検出する中性子検出器とすることにより、原子炉出
力を炉心の中性子量として検出することができる。中性
子量は、出力制御材の制御にほとんど時間遅れなく追従
するので、この中性子量を見て制御材の進退制御を行う
ことは、それほどの熟練を必要としない。よって、熟練
者に頼らずに原子炉の起動制御を行うことができる。ま
た、起動制御の自動かを図ることも可能となる。By using a neutron detector for detecting the amount of neutrons as the means for detecting the reactor output, the reactor output can be detected as the neutron amount of the core. Since the neutron amount follows the control of the output control material with almost no time delay, it does not require so much skill to control the advancing / retreating of the control material by observing the neutron amount. Therefore, the startup control of the nuclear reactor can be performed without depending on the expert. Also, it is possible to achieve automatic start control.
【図1】本発明にかかる好適な実施例である原子炉の核
加熱装置を含む原子炉プラントの主要構成を示す図であ
る。FIG. 1 is a diagram showing a main configuration of a nuclear reactor plant including a nuclear heating apparatus for a nuclear reactor which is a preferred embodiment of the present invention.
【図2】本実施例の原子炉の炉心部分の詳細図である。FIG. 2 is a detailed view of a core portion of the nuclear reactor of this embodiment.
【図3】本実施例の原子炉の燃料棒、制御棒、出力検知
装置等の配置を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an arrangement of fuel rods, control rods, an output detection device, and the like of the nuclear reactor of the present embodiment.
【図4】本実施例の原子炉プラントを運転温度まで暖機
する際の冷却材の温度変化率の時間変化を示す図であ
る。FIG. 4 is a diagram showing a time change of a temperature change rate of a coolant when warming up a reactor plant of the present embodiment to an operating temperature.
【図5】本実施例のPUM指示値(絶対値)の時間変化
を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a time change of a PUM indication value (absolute value) according to the present embodiment.
【図6】本実施例のPUM出力値を60℃を1とした場
合の相対値と冷却材温度都の関係を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a relative value and a coolant temperature when the PUM output value in this example is 1 at 60 ° C.
【図7】図6に示すグラフを直線近似した図である。FIG. 7 is a diagram in which the graph shown in FIG. 6 is linearly approximated.
【図8】本実施例の原子炉の核加熱装置の構成を示すブ
ロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of a nuclear heating apparatus for a nuclear reactor of this embodiment.
【図9】図7に示す第1ステージS1 における冷却材温
度とPUM出力値の関係を示す図である。9 is a diagram showing a relationship between a coolant temperature and a PUM output value in the first stage S 1 shown in FIG.
【図10】図7に示す第2ステージS2 における冷却材
温度とPUM出力値の関係を示す図である。10 is a diagram showing a relationship between a coolant temperature and a PUM output value in the second stage S 2 shown in FIG.
【図11】図7に示す第3ステージS3 における冷却材
温度とPUM出力値の関係を示す図である。11 is a diagram showing a relationship between a coolant temperature and a PUM output value in the third stage S 3 shown in FIG.
【図12】図7に示す第4ステージS4 おける冷却材温
度とPUM出力値の関係を示す図である。12 is a diagram showing a relationship between a coolant temperature and a PUM output value in a fourth stage S 4 shown in FIG.
【図13】本実施例の制御を示すフローチャートであ
る。FIG. 13 is a flowchart showing the control of this embodiment.
【図14】本実施例の制御を示すフローチャートであ
る。FIG. 14 is a flowchart showing the control of this embodiment.
10 原子炉 12 発電プラント 14 原子炉格納容器 16 炉心 18 燃料棒 20 制御棒 22 制御棒制御装置 24 圧力管 26 蒸気ドラム 30 蒸気加減弁 56 タービンバイパス弁 68 温度センサ 70 圧力センサ 10 reactor 12 power generation plant 14 reactor containment vessel 16 core 18 fuel rod 20 control rod 22 control rod control device 24 pressure pipe 26 steam drum 30 steam control valve 56 turbine bypass valve 68 temperature sensor 70 pressure sensor
フロントページの続き (72)発明者 斉藤 正樹 福井県敦賀市明神町3 動力炉・核燃料開 発事業団 新型転換炉ふげん発電所内Front page continuation (72) Inventor Masaki Saito 3 Myojin-cho, Tsuruga City, Fukui Prefecture Power Reactor / Nuclear Fuel Development Corp. Inside the New Converter Fugen Power Plant
Claims (4)
温から通常運転温度に昇温する原子炉の加熱装置であっ
て、 原子炉の温度を検出する手段と、 原子炉の出力を検出する手段と、 所定の温度上昇率で昇温した時の、前記原子炉温度と前
記原子炉出力の対応関係を標準データとして記憶する記
憶手段と、 原子炉を昇温する際に、現在の原子炉温度に対応する原
子炉出力を前記標準データに基づき算出する手段と、 前記算出された原子炉出力に基づき炉心の出力制御材の
進退を制御する手段、 を有することを特徴とする原子炉の加熱装置。1. A nuclear reactor heating device for raising a temperature from room temperature to a normal operating temperature by a nuclear reaction at the time of starting the nuclear reactor, the means for detecting the temperature of the nuclear reactor, and the means for detecting the output of the nuclear reactor. And storage means for storing the correspondence between the reactor temperature and the reactor output as standard data when the temperature is raised at a predetermined temperature rise rate, and the current reactor temperature when the reactor is heated. And a means for calculating the reactor power corresponding to the above based on the standard data, and means for controlling the advance / retreat of the core power control material based on the calculated reactor power, .
いて、前記標準データは、検出された原子炉温度に対し
て、所定の原子炉温度上昇率を実現するための原子炉出
力の変化割合を示すデータであることを特徴とする原子
炉の加熱装置。2. The reactor heating apparatus according to claim 1, wherein the standard data is a change in reactor power for realizing a predetermined reactor temperature increase rate with respect to the detected reactor temperature. A heating device for a nuclear reactor, which is data showing a ratio.
いて、当該原子炉が含まれるプラントの運転状態を検出
する手段を有し、前記標準データは、前記プラントの運
転状態ごとに定められたデータであることを特徴とする
原子炉の加熱装置である。3. The nuclear reactor heating apparatus according to claim 2, further comprising means for detecting an operating state of a plant including the nuclear reactor, wherein the standard data is determined for each operating state of the plant. It is a heating device for a nuclear reactor characterized by the above data.
原子炉の加熱装置において、前記原子炉の出力を検出す
る手段は、原子炉内の中性子量を検出する中性子検出器
であることを特徴とする原子炉の加熱装置。4. The nuclear reactor heating apparatus according to claim 1, wherein the means for detecting the output of the nuclear reactor is a neutron detector for detecting the amount of neutrons in the nuclear reactor. A heating device for a nuclear reactor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6272660A JPH08136693A (en) | 1994-11-07 | 1994-11-07 | Reactor heating device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6272660A JPH08136693A (en) | 1994-11-07 | 1994-11-07 | Reactor heating device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08136693A true JPH08136693A (en) | 1996-05-31 |
Family
ID=17517022
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6272660A Pending JPH08136693A (en) | 1994-11-07 | 1994-11-07 | Reactor heating device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08136693A (en) |
-
1994
- 1994-11-07 JP JP6272660A patent/JPH08136693A/en active Pending
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