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JP4986938B2 - Apparatus, method and program for calculating total weight of fissile elements in nuclear reactor - Google Patents
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JP4986938B2 - Apparatus, method and program for calculating total weight of fissile elements in nuclear reactor - Google Patents

Apparatus, method and program for calculating total weight of fissile elements in nuclear reactor Download PDF

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Description

沸騰水型軽水炉を用いた原子力発電の原子炉内における核分裂性元素の装荷量を算出する装置、方法及びプログラムに関する。   The present invention relates to an apparatus, a method, and a program for calculating a loading amount of a fissile element in a nuclear power reactor using a boiling water reactor.

原子力の平和目的での利用を確保しつつ、公共の安全を図るため、国は、原子力発電所の設置及び運転、廃棄等に関する様々な規制等を行っている。すなわち、原子力発電所を保有する事業者は、法令に則り、原子力発電所の運転計画を毎年度、経済産業大臣に届け出る義務があるが、この運転計画において原子炉内に存在するウラニウムやプルトニウム等の核分裂性元素の総重量も記載しなければならない。したがって、原子力発電設備を有する電力事業者は、毎年度、ウラニウムやプルトニウム等の核分裂性元素毎の炉内総重量を予測するための計算をしなければならない。   In order to ensure public safety while ensuring the use of nuclear energy for peaceful purposes, the national government has various regulations regarding the installation, operation, and disposal of nuclear power plants. In other words, operators who own nuclear power plants are obliged to notify the Minister of Economy, Trade and Industry every year in accordance with the laws and regulations, and in this operation plan, uranium, plutonium, etc. present in the reactor The total weight of fissile elements must also be stated. Therefore, electric power companies with nuclear power generation facilities must make calculations to predict the total weight in the furnace for each fissile element such as uranium and plutonium every year.

これまで沸騰型軽水炉を用いた原子力発電においては、発電電力量から求める当該期間に核燃料が燃焼した量に、冷却水に生じる気泡の量を示すボイド率等の炉内の状態を加味して、燃料タイプ毎に核分裂性元素の炉内総重量を計算していた。   In nuclear power generation using a boiling light water reactor so far, in addition to the amount of nuclear fuel burned during the period determined from the amount of generated power, taking into account the state in the reactor such as the void ratio indicating the amount of bubbles generated in the cooling water, The total weight of fissile elements in the furnace was calculated for each fuel type.

しかし、原子炉内では炉の中心部と周辺部とで核燃料の燃え方が異なり、また新しい核燃料と古い核燃料とでも燃え方が異なり、更に原子炉内の核燃料の量によっても燃え方が異なる。核燃料の燃え方が異なると、それに伴って生成される核分裂性物質の種類と量も異なることとなるが、これまでの核分裂性元素毎の炉内総重量の計算では、こうした違いを考慮にいることができなかった。   However, in the nuclear reactor, the burning method of nuclear fuel is different between the central part and the peripheral part of the reactor, the burning method is also different between the new nuclear fuel and the old nuclear fuel, and the burning method is also different depending on the amount of nuclear fuel in the nuclear reactor. Different types of nuclear fuel burn, the type and amount of fissile material produced will vary accordingly, but so far the calculation of the total weight in the reactor for each fissile element takes these differences into account. I couldn't.

ちなみに、核燃料を燃焼させたときに核燃料中に存在する核分裂性元素の量を中性子の量を観測し、その結果に基づいて算出する装置及び方法については、例えば、特許文献1に開示されている。
特開平7−181283号公報
Incidentally, for example, Patent Document 1 discloses an apparatus and method for observing the amount of fissile elements present in nuclear fuel when the nuclear fuel is burned and observing the amount of neutrons and calculating based on the result. .
JP-A-7-181283

本発明は、このような課題に対して、沸騰水型軽水炉を用いた原子力発電の原子炉内における核分裂性元素毎の総重量の予測において、原子炉内全体の燃焼度の増分に対する各核燃料の燃焼度の増分の比率を示すピーキング率を加味し、核燃料の炉内位置と核燃料の新旧と炉内核燃料の量とを考慮に入れることにより、より正確に算出することを可能とする装置、方法及びプログラムを提供することを目的とする。   In order to solve such a problem, the present invention predicts the total weight of each fissile element in a nuclear power reactor using a boiling water reactor. A device and method that can calculate more accurately by taking into account the peaking rate indicating the ratio of the burnup increment and taking into account the position of the nuclear fuel in the reactor, the old and new of the nuclear fuel, and the amount of the nuclear fuel in the reactor And to provide a program.

第1の発明は、沸騰水型軽水炉を用いた原子力発電プラントを所定期間発電運転したときの当該所定期間の期末時点での前記原子力発電プラントの原子炉内における核分裂性元素の総重量を算出する装置であって、
CPU及びメモリと、
前記メモリに設けられた記憶領域である発電電力量記憶部、熱効率記憶部、炉内総重量記憶部、ピーキング率記憶部、燃料タイプ別期首燃焼度記憶部、燃料重量率組成率記憶部、及び燃料タイプ別燃料体重量記憶部と、
前記CPUが、前記メモリに記憶されているプログラムを実行することにより実現される増分燃焼度算出部、燃料タイプ別増分燃焼度算出部、燃料タイプ別期末燃焼度算出部、燃料タイプ別各元素組成率算出部、燃料タイプ別各元素炉内重量算出部、及び各元素炉内総重量算出部と、
を備え、
前記発電電力量記憶部は、前記所定期間において前記原子力発電プラントで発電される電力量を記憶し、
前記熱効率記憶部は、前記原子力発電プラントが定格出力で運転をする場合の熱効率を記憶し、
前記炉内総重量記憶部は、前記所定期間の期首時点での前記原子炉内に装荷された核燃料に含まれる核分裂性元素の総重量を記憶し、
前記増分燃焼度算出部は、前記発電電力量記憶部で記憶された発電電力量と、前記熱効率記憶部で記憶された熱効率と、前記炉内総重量記憶部に記憶された核分裂性元素の総重量と、に基づいて、前記発電運転により前記所定期間において増加した燃焼度を算出し、
前記ピーキング率記憶部は、前記原子炉全体の増分燃焼度に対する、前記原子炉で用いられている核燃料タイプ毎のピーキング率を記憶し、
前記燃料タイプ別増分燃焼度算出部は、前記増分燃焼度算出部で算出された増分燃焼度と前記ピーキング率記憶部で記憶されたピーキング率とに基づいて、前記原子炉内の核燃料タイプ別に増分燃焼度を算出し、
前記燃料タイプ別期首燃焼度記憶部は、前記所定期間の期首における前記原子炉内の核燃料タイプ別に燃焼度を記憶し、
前記燃料タイプ別期末燃焼度算出部は、前記燃料タイプ別増分燃焼度算出部で算出された核燃料タイプ別増分燃焼度と、前記燃料タイプ別期首燃焼度記憶部で記憶された前記所定期間の期首における前記原子炉内の核燃料タイプ別の燃焼度と、に基づいて前記所定期間の期末における前記原子炉内の核燃料タイプ別の燃焼度を算出し、
前記燃料重量率組成率記憶部は、所定のボイド率における燃焼度に応じた核燃料の単位重量あたりの核分裂性元素の組成率を記憶し、
前記燃料タイプ別各元素組成率算出部は、前記燃料タイプ別期末燃焼度算出部で算出された核燃料タイプ別の燃焼度と、前記燃料重量率組成率記憶部に記憶された組成率と、に基づいて原子炉内核燃料に含まれる重量あたりの各核分裂性元素の組成率を燃料タイプ別に算出し、
前記燃料タイプ別燃料体重量記憶部は、前記原子炉内に装着された燃料タイプ別の燃料体の重量を記憶し、
前記燃料タイプ別各元素炉内重量算出部は、前記燃料タイプ別各元素組成率算出部で算出された各核分裂性元素の燃料タイプ別重量と、前記燃料タイプ別燃料体重量記憶部で記憶された燃料タイプ別の燃料体重量と、に基づいて、原子炉内核燃料に含まれる各核分裂性元素の重量を燃料タイプ別に算出し、
前記各元素炉内総重量算出部は、前記燃料タイプ別各元素炉内重量算出部で算出された燃料タイプ別の原子炉内核燃料に含まれる各核分裂性元素の重量に基づいて、原子炉内の核燃料に含まれる各核分裂性元素の重量を算出すること、
を特徴とする原子炉内核分裂性元素総重量算出装置である。
1st invention calculates the total weight of the fissile element in the nuclear reactor of the said nuclear power plant at the time of the end of the said predetermined period when the nuclear power plant using a boiling water light water reactor is carried out electric power generation operation for the predetermined period A device,
CPU and memory;
A storage area provided in the memory, which is a generated power amount storage unit, a thermal efficiency storage unit, an in-furnace total weight storage unit, a peaking rate storage unit, a fuel type initial combustion degree storage unit, a fuel weight ratio composition rate storage unit, and Fuel body weight storage section by fuel type ;
Incremental burnup calculation unit realized by executing a program stored in the memory by the CPU, incremental burnup calculation unit by fuel type, end burnup calculation unit by fuel type, each element composition by fuel type A rate calculation unit, a weight calculation unit in each element furnace by fuel type, and a total weight calculation unit in each element furnace ,
With
The generated power amount storage unit stores the amount of power generated by the nuclear power plant in the predetermined period,
The thermal efficiency storage unit stores thermal efficiency when the nuclear power plant operates at a rated output,
The total reactor weight storage unit stores the total weight of fissile elements contained in nuclear fuel loaded in the reactor at the beginning of the predetermined period,
The incremental burnup calculation unit includes the generated power amount stored in the generated power amount storage unit, the thermal efficiency stored in the thermal efficiency storage unit, and the total of fissionable elements stored in the in-furnace total weight storage unit. Based on the weight, the burnup increased in the predetermined period by the power generation operation,
The peaking rate storage unit stores the peaking rate for each nuclear fuel type used in the reactor with respect to the incremental burnup of the entire reactor,
The incremental burnup by fuel type calculation unit increments by nuclear fuel type in the reactor based on the incremental burnup calculated by the incremental burnup calculation unit and the peaking rate stored in the peaking rate storage unit. Calculate the burnup,
The initial burnup storage unit by fuel type stores the burnup by nuclear fuel type in the reactor at the beginning of the predetermined period,
The fuel Type end burnup calculation unit, and the nuclear fuel by type of incremental burnup calculated by the fuel Type incremental burnup calculation unit, of the predetermined period stored in the fuel Type beginning burnup storage unit Based on the burnup for each nuclear fuel type in the reactor at the beginning of the period, the burnup for each nuclear fuel type in the reactor at the end of the predetermined period is calculated,
The fuel weight ratio composition ratio storage unit stores the composition ratio of fissile elements per unit weight of nuclear fuel according to the burnup at a predetermined void ratio,
Each elemental composition ratio calculation unit for each fuel type includes a burnup ratio for each nuclear fuel type calculated by the end-of-fuel ratio calculation unit for each fuel type, and a composition ratio stored in the fuel weight ratio composition ratio storage unit. Based on the fuel type, calculate the composition ratio of each fissile element per weight contained in the nuclear fuel in the reactor,
The fuel type-specific fuel body weight storage unit stores the weight of the fuel type-specific fuel body installed in the nuclear reactor,
Each element type weight calculation unit for each fuel type is stored in the fuel type weight for each fissile element calculated by the element composition rate calculation unit for each fuel type and the fuel body weight storage unit for each fuel type. The weight of each fissile element contained in the nuclear fuel in the reactor is calculated for each fuel type based on the fuel body weight for each fuel type,
The total weight calculation unit in each elemental reactor is based on the weight of each fissile element contained in the nuclear fuel in the nuclear reactor for each fuel type calculated in each elemental weight calculation unit for each fuel type. Calculating the weight of each fissile element contained in the nuclear fuel,
Is a total nuclear fissionable element weight calculation device.

第2の発明は、第1の発明に記載の原子炉内核分裂性元素総重量算出装置であって、
前記熱効率記憶部は、前記原子力発電プラントが定格出力で一定運転をする場合の単位期間毎の熱効率を記憶することを特徴とする原子炉内核分裂性元素総重量算出装置である。
A second invention is the nuclear fissionable element total weight calculation device according to the first invention,
The thermal efficiency storage unit is a nuclear fissionable element total weight calculation device that stores thermal efficiency for each unit period when the nuclear power plant operates at a constant output at a constant power.

第3の発明は、第1〜第2の発明に記載の原子炉内核分裂性元素総重量算出装置であって、
前記メモリに設けられた記憶領域であるボイド率記憶部及び燃料組成率記憶部を更に備え、
前記ボイド率記憶部は、原子炉内の冷却水に発生する気泡の発生量に伴う反応度の変化率を記憶し、
前記燃料組成率記憶部は、ボイド率と燃焼度とに応じた核燃料の単位重量あたりの核分裂性元素の組成率を記憶し、
前記燃料タイプ別各元素組成率算出部は、前記燃料タイプ別期末燃焼度算出部で算出された核燃料タイプ別の燃焼度と、前記燃料タイプ別増分燃焼度算出部で算出された核燃料タイプ別燃焼度と、前記ボイド率記憶部に記憶された原子炉内の冷却水に発生する気泡の発生量に伴う反応度の変化率と、前記燃料組成率記憶部に記憶された組成率と、に基づいて、原子炉内核燃料に含まれる重量あたりの各核分裂性元素の組成率を燃料タイプ別に算出すること、
を特徴とする原子炉内核分裂性元素総重量算出装置である。
A third invention is a nuclear fissionable element total weight calculation apparatus according to the first to second inventions,
Further comprising a void ratio storage section and a fuel composition ratio storage section which are storage areas provided in the memory;
The void rate storage unit stores the rate of change in reactivity associated with the amount of bubbles generated in the cooling water in the reactor,
The fuel composition ratio storage unit stores the composition ratio of the fissile element per unit weight of the nuclear fuel according to the void ratio and burnup,
Each elemental composition rate calculation unit for each fuel type includes a burnup for each nuclear fuel type calculated by the end-of-life burnup calculation unit for each fuel type and a burnup for each nuclear fuel type calculated by the incremental burnup calculation unit for each fuel type . The degree of burn-up, the rate of change of reactivity associated with the amount of bubbles generated in the cooling water in the reactor stored in the void rate storage unit, and the composition rate stored in the fuel composition rate storage unit Based on the fuel type, calculate the composition ratio of each fissile element per weight contained in the nuclear fuel in the reactor ,
Is a total nuclear fissionable element weight calculation device.

本発明によれば、沸騰水型軽水炉を用いた原子力発電の原子炉内における核分裂性元素毎の総重量の予測において、原子炉内全体の燃焼度の増分に対する各核燃料の燃焼度の増分の比率を示すピーキング率を加味し、核燃料の炉内位置と核燃料の新旧と炉内核燃料の量とを考慮に入れることにより、より正確に算出することができる。   According to the present invention, in the prediction of the total weight per fissile element in a nuclear power reactor using a boiling water reactor, the ratio of the burnup increment of each nuclear fuel to the burnup increment of the entire reactor In consideration of the peaking rate indicating the above, it is possible to calculate more accurately by taking into consideration the position of the nuclear fuel in the reactor, the old and new of the nuclear fuel, and the amount of the nuclear fuel in the reactor.

図1は、本発明の一実施形態である原子炉内核分裂性元素総重量算出装置1のハードウェア構成を示す図である。原子炉内核分裂性元素総重量算出装置1は、CPU10、メモリ20、記憶装置30、記録媒体読取装置40、通信インターフェース50、入力装置60、及び出力装置70等を備えている。   FIG. 1 is a diagram showing a hardware configuration of a nuclear fissionable element total weight calculating apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. The nuclear fissionable element total weight calculation device 1 includes a CPU 10, a memory 20, a storage device 30, a recording medium reading device 40, a communication interface 50, an input device 60, an output device 70, and the like.

記憶装置30に記憶されているプログラムがメモリ20に順次格納され、CPU10はメモリ20に格納されたプログラムを実行する。ここで、記憶装置30とは例えばハードディスクドライブ等である。また、記録媒体読取装置40は、CD−ROM等の記録媒体80に記録されたプログラムを読み取り、記憶装置30に格納することもできる。   The programs stored in the storage device 30 are sequentially stored in the memory 20, and the CPU 10 executes the programs stored in the memory 20. Here, the storage device 30 is, for example, a hard disk drive. The recording medium reading device 40 can also read a program recorded on a recording medium 80 such as a CD-ROM and store it in the storage device 30.

通信インターフェース50は、ネットワークを介して他のコンピュータとデータの送受信を行うためのインターフェースである。他のコンピュータとは、例えば、原子炉内核分裂性元素総重量算出装置1が設置されている原子力発電所を制御するためのコンピュータ(不図示)等である。入力装置60とは、キーボードやマウス等である。また、出力装置70とは、ディスプレイやプリンタ等である。   The communication interface 50 is an interface for transmitting / receiving data to / from another computer via a network. The other computer is, for example, a computer (not shown) for controlling a nuclear power plant in which the nuclear fissionable element total weight calculating device 1 is installed. The input device 60 is a keyboard, a mouse, or the like. The output device 70 is a display, a printer, or the like.

図2は、本発明の一実施形態である原子炉内核分裂性元素総重量算出装置1が備える機能の構成を示す図である。同図に示すように、本実施形態の原子炉内核分裂性元素総重量算出装置1は、発電電力量記憶部100、熱効率記憶部110、炉内総重量記憶部120、増分燃焼度記憶部130、ピーキング率記憶部140、燃料タイプ別増分燃焼度記憶部150、燃料タイプ別期首燃焼度記憶部160、燃料タイプ別期末燃焼度記憶部170、ボイド率記憶部180、燃料重量率組成率記憶部190、燃料タイプ別各元素組成率記憶部200、燃料タイプ別燃料体重量記憶部210、燃料タイプ別各元素炉内重量記憶部220、及び各元素炉内総重量記憶部230の各記憶部と、増分燃焼度算出部310、燃料タイプ別増分燃焼度算出部320、燃料タイプ別期末燃焼度算出部330、燃料タイプ別各元素組成率算出部340、燃料タイプ別各元素炉内重量算出部350、及び各元素炉内総重量算出部360の各機能部と、を備えている。なお、各機能部310〜360は、CPU10がメモリ20に記憶されているプログラムを実行することにより実現される。また、各記憶部100〜230は、メモリ20または記憶装置30を用いて実現される。   FIG. 2 is a diagram showing a functional configuration of the nuclear fissionable element total weight calculation device 1 according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the nuclear fissionable element total weight calculation device 1 of the present embodiment includes a power generation amount storage unit 100, a thermal efficiency storage unit 110, a total furnace weight storage unit 120, and an incremental burnup storage unit 130. , Peaking rate storage unit 140, fuel type incremental burnup storage unit 150, fuel type start burnup storage unit 160, fuel type end burnup storage unit 170, void rate storage unit 180, fuel weight ratio composition rate storage unit 190, each element composition ratio storage unit 200 by fuel type, fuel body weight storage unit 210 by fuel type, each element furnace weight storage unit 220 by fuel type, and each element furnace total weight storage unit 230, , Incremental burnup calculation unit 310, incremental burnup calculation unit by fuel type 320, end burnup calculation unit by fuel type 330, each element composition rate calculation unit by fuel type 340, each element furnace weight by fuel type And each functional unit of the calculator 350, and each element furnace total weight calculation section 360, and a. Note that the functional units 310 to 360 are realized by the CPU 10 executing a program stored in the memory 20. The storage units 100 to 230 are realized using the memory 20 or the storage device 30.

発電電力量記憶部100には、所定期間(例えば、1年間)において当該原子力発電プラントで発電される電力量を記憶させておく。また、熱効率記憶部110には、当該原子力発電プラントが定格出力で一定運転をする場合の熱効率を記憶させておく。熱効率は、季節変動などによる外気の温度によっても変化しうるので、単位期間毎(例えば、月毎)の熱効率を記憶することとしてもよい。さらに、炉内総重量記憶部120は、所定期間の期首時点(例えば、年度初めの4月1日)での原子炉内に装荷された核燃料に含まれる核分裂性元素毎の総重量を記憶させておく。   The generated power amount storage unit 100 stores the amount of power generated by the nuclear power plant in a predetermined period (for example, one year). The thermal efficiency storage unit 110 stores thermal efficiency when the nuclear power plant operates at a constant output at a rated output. Since the thermal efficiency can change depending on the temperature of the outside air due to seasonal fluctuations or the like, the thermal efficiency for each unit period (for example, every month) may be stored. Furthermore, the in-core total weight storage unit 120 stores the total weight for each fissile element contained in the nuclear fuel loaded in the nuclear reactor at the beginning of a predetermined period (for example, April 1 at the beginning of the year). Keep it.

増分燃焼度算出部310は、発電電力量記憶部100で記憶された発電電力量(MW・day)と熱効率記憶部110で記憶された熱効率(%)と炉内総重量記憶部120に記憶された核分裂性元素の総重量(ton)とに基づいて、次式(1)により、発電運転により前記所定期間において増加した燃焼度を算出する。

Figure 0004986938
数式(1)は、発電電力量(MW・day)を熱効率で除することで、当該期間に核燃料が燃焼した量である熱出力(MW・day)を求め、更に炉内の核燃料の総重量(ton)で除することで、当該期間における1トン当りの核燃料の燃焼した量である増分燃焼度(MW・day/ton)を求めるものである。
増分燃焼度記憶部130には、増分燃焼度算出部310で算出された増分燃焼度を記憶させておく。
ピーキング率記憶部140には、原子炉全体の増分燃焼度に対する原子炉で用いられている核燃料タイプ毎のピーキング率を記憶させておく。ピーキング率とは、原子炉内の核燃料全体の増分燃焼度に対する各核燃料タイプ毎の増分燃焼度の比率であり、核燃料タイプ、原子炉装荷期間、装荷体本数を勘案して予め設定されるものである。 The incremental burnup calculation unit 310 is stored in the generated power amount (MW · day) stored in the generated power amount storage unit 100, the thermal efficiency (%) stored in the thermal efficiency storage unit 110, and the in-furnace total weight storage unit 120. Based on the total weight (ton) of the fissile element, the burnup increased in the predetermined period by the power generation operation is calculated by the following equation (1).
Figure 0004986938
Equation (1) calculates the heat output (MW · day), which is the amount of nuclear fuel burned during the period, by dividing the amount of generated power (MW · day) by the thermal efficiency, and further calculates the total weight of nuclear fuel in the furnace. By dividing by (ton), the incremental burnup (MW · day / ton), which is the amount of nuclear fuel burned per ton during the period, is obtained.
The incremental burnup storage unit 130 stores the incremental burnup calculated by the incremental burnup calculation unit 310.
The peaking rate storage unit 140 stores the peaking rate for each nuclear fuel type used in the nuclear reactor with respect to the incremental burnup of the entire nuclear reactor. The peaking rate is the ratio of the incremental burnup for each nuclear fuel type to the incremental burnup of the entire nuclear fuel in the reactor, and is preset in consideration of the nuclear fuel type, the reactor loading period, and the number of loaded bodies. is there.

燃料タイプ別増分燃焼度算出部320は、次式(2)に示す通り、燃料タイプ別増分燃焼度記憶部130に記憶された増分燃焼度にピーキング率記憶部140で記憶されたピーキング率を乗ずることで、原子炉内の核燃料タイプ別に燃焼度を算出する。
燃料タイプ別増分燃焼度(MW・day/ton)
=増分燃焼度(MW・day/ton)×ピーキング率 ・・・(2)
燃料タイプ別増分燃焼度記憶部150には、燃料タイプ別増分燃焼度算出部320で算出された当該所定期間における増分燃焼度(MW・day/ton)を記憶させておく。
燃料タイプ別期首燃焼度記憶部160には、当該所定期間の期首(例えば、当該所定期間が年度であれば、各年度の4月1日)における原子炉内の核燃料タイプ別の燃焼度(MW・day/ton)を記憶させておく。
As shown in the following equation (2), the fuel type-specific incremental burnup calculation unit 320 multiplies the incremental burnup stored in the fuel type incremental burnup storage unit 130 by the peaking rate stored in the peaking rate storage unit 140. Thus, the burnup is calculated for each nuclear fuel type in the reactor.
Incremental burnup by fuel type (MW · day / ton)
= Incremental burnup (MW · day / ton) x peaking rate (2)
The incremental burnup by fuel type storage unit 150 stores the incremental burnup (MW · day / ton) during the predetermined period calculated by the incremental burnup by fuel type calculation unit 320.
The fuel type initial burnup storage unit 160 stores the burnup by nuclear fuel type (MW) at the beginning of the predetermined period (for example, if the predetermined period is a year, April 1 of each year). (Day / ton) is stored.

燃料タイプ別期末燃焼度算出部330は、燃料タイプ別増分燃焼度記憶部150で記憶された核燃料タイプ別の増分燃焼度に、燃料タイプ別期首燃焼度記憶部160に記憶された当該所定期間の期首における前記原子炉内の核燃料タイプ別の燃焼度を加えることで、当該所定期間の期末(例えば、各年度の3月31日)の核燃料タイプ別の燃焼度(MW・day/ton)を算出する。
燃料タイプ別期末燃焼度記憶部170には、燃料タイプ別期末燃焼度算出部330で算出された当該所定期間の期末における原子炉内の核燃料タイプ別の燃焼度(MW・day/ton)を記憶させておく。
ボイド率記憶部180には、原子炉内の冷却水に発生する気泡の発生量に伴う反応度の変化率であるボイド率(%)を記憶させておく。さらに、燃料組成率記憶部190には、ボイド率と燃焼度とに応じた核燃料の単位重量あたりの核分裂性元素の組成率(%)を記憶させておく。
The fuel type-specific end-of-period burnup calculating unit 330 sets the fuel type-specific incremental burnup storage unit 150 to the incremental burnup by nuclear fuel type stored in the fuel type-by-fuel type initial burnup degree storage unit 160 for the predetermined period. By adding the burnup by nuclear fuel type in the reactor at the beginning of the period, the burnup by nuclear fuel type (MW · day / ton) at the end of the predetermined period (for example, March 31 of each year) is calculated. To do.
The end-of-life burnup storage unit 170 for each fuel type stores the burnup (MW · day / ton) for each nuclear fuel type in the reactor at the end of the predetermined period calculated by the end-of-life burnup calculation unit 330 for each fuel type. Let me.
The void ratio storage unit 180 stores a void ratio (%), which is a rate of change in reactivity with the amount of bubbles generated in the cooling water in the nuclear reactor. Further, the fuel composition ratio storage unit 190 stores the composition ratio (%) of the fissile element per unit weight of the nuclear fuel according to the void ratio and the burnup.

燃料タイプ別各元素組成率算出部340は、燃料タイプ別増分燃焼度記憶部150で記憶された核燃料タイプ別の増分燃焼度と、燃料タイプ別期末燃焼度記憶部170に記憶された当該所定期間の期末における前記原子炉内の核燃料タイプ別の燃焼度と、ボイド率記憶部180に記憶された原子炉内の冷却水に発生する気泡の発生量に伴う反応度の変化率と、前記重量率燃料組成率記憶部190に記憶された組成率と、に基づいて、原子炉内核燃料に含まれる重量あたりの各核分裂性元素の組成率(%)を燃料タイプ別に算出する。 Each elemental composition ratio calculation unit 340 for each fuel type includes the incremental burnup for each nuclear fuel type stored in the fuel type incremental burnup storage unit 150 and the predetermined period stored in the end burnup storage unit 170 for each fuel type. The degree of burnup of each nuclear fuel type in the nuclear reactor at the end of the reactor, the rate of change in reactivity with the amount of bubbles generated in the cooling water in the nuclear reactor stored in the void ratio storage unit 180, and the weight percentage Based on the composition ratio stored in the fuel composition ratio storage unit 190, the composition ratio (%) of each fissile element per weight contained in the nuclear fuel in the nuclear reactor is calculated for each fuel type.

例えば、図3に示した燃焼度組成率表は、燃料組成率記憶部190で記憶されている燃料タイプAについての、ボイド率と燃焼度とに対応する核燃料に含まれる核分裂物質等の組成率についての対照表である。燃料タイプAについては、この対照表を用いて、燃料タイプ別期末燃焼度記憶部170で記憶された当該所定期間の期末における原子炉内の核燃料タイプAの燃焼度と、ボイド率記憶部180に記憶された原子炉内の冷却水に発生する気泡の発生量に伴う反応度の変化率と、に対応するウラニウム235、ウラニウム238、プルトニウム239、プルトニウム240、プルトニウム241、プルトニウム242、ネプツニウム239等の各核分裂物質等の核燃料単位重量あたりの組成比率を得ることができる。例えば、ボイド率が40%で期末燃焼度が30000(MW・day/ton)である場合のプルトニウム239の組成率は、ボイド率40%の対照表により、0.3692%と求められる。   For example, the burnup composition ratio table shown in FIG. 3 shows the composition ratios of fission materials and the like contained in nuclear fuel corresponding to the void ratio and burnup for the fuel type A stored in the fuel composition ratio storage unit 190. Is a comparison table. For fuel type A, using this comparison table, the burnup of nuclear fuel type A in the nuclear reactor at the end of the predetermined period stored in the end-of-period burnup storage unit 170 by fuel type and the void rate storage unit 180 The change rate of the reactivity according to the amount of bubbles generated in the stored cooling water in the reactor, and corresponding uranium 235, uranium 238, plutonium 239, plutonium 240, plutonium 241, plutonium 242, neptunium 239, etc. The composition ratio per unit weight of nuclear fuel such as each fission material can be obtained. For example, the composition ratio of plutonium 239 when the void ratio is 40% and the end-of-term burnup is 30000 (MW · day / ton) is calculated as 0.3692% according to the comparison table of the void ratio 40%.

なお、燃料タイプ別期末燃焼度記憶部170に記憶の燃焼度と同じ燃焼度の数値がこの対照表にない場合は、この対照表の数値に基づいて近似計算を行うことで、燃焼度に対応する組成比率を求めることができる。例えば、燃料タイプAについてボイド率が40%で期末燃焼度が6500(MW・day/ton)である場合のウラニウム235の組成率は、ボイド率40%の対照表により燃焼度5000(MW・day/ton)で1.7154%、7000(MW・day/ton)で1.5128%であるので、1.5635%と求められる。また、例えば、燃料タイプAについて期首燃焼度が5000(MW・day/ton)でボイド率が30%である場合のウラニウム235の組成率は、ボイド率0%の対照表により燃焼度5000(MW・day/ton)で1.6913%、ボイド率40%の対照表により5000(MW・day/ton)で1.7154%であるので、1.7094%と求められる。さらに、例えば、燃料タイプAについて期首燃焼度が6500(MW・day/ton)でボイド率が30%である場合のウラニウム235の組成率は、上述と同様の計算よりボイド率0%では燃焼度6500(MW・day/ton)で1.5299%、ボイド率40%の対照表により6500(MW・day/ton)で1.5635%であるので、1.5551%と求められる。   If the burnup value by the fuel type is not stored in the comparison table, the approximate burnup value is calculated based on the value in the comparison table. The composition ratio can be determined. For example, when the void rate is 40% for fuel type A and the burnup at the end of the period is 6500 (MW · day / ton), the composition rate of uranium 235 is 5000 (MW · day) according to the comparison table with a void rate of 40%. / Ton) is 1.7154%, and 7000 (MW · day / ton) is 1.5128%, so 1.5635% is obtained. Further, for example, when the initial burn-up for fuel type A is 5000 (MW · day / ton) and the void fraction is 30%, the composition ratio of uranium 235 is the burn-up 5000 (MW) according to the comparison table with a void fraction of 0%. (Day / ton) is 1.6913% and void ratio is 40%. According to the comparison table, 5000 (MW · day / ton) is 1.7154%, so 1.7094% is obtained. Further, for example, when the initial burnup degree is 6500 (MW · day / ton) and the void fraction is 30% for fuel type A, the composition ratio of uranium 235 is the burnup degree at a void fraction of 0% according to the same calculation as described above. Since it is 1.5299% at 6500 (MW · day / ton) and 1.5635% at 6500 (MW · day / ton) according to a comparison table with a void ratio of 40%, it is calculated as 1.5551%.

燃料タイプA以外の他の燃料タイプの燃料についても同様にして、組成比率を求めることができる。
こうして燃料タイプ別各元素組成率算出部340で算出された各核分裂性元素の燃料タイプ別の組成率(%)は、燃料タイプ別各元素組成率記憶部200に記憶させておく。
燃料タイプ別燃料体重量記憶部210には、原子炉内に装着された燃料タイプ別の燃料体の重量(ton)を記憶させておく。
燃料タイプ別各元素炉内重量算出部350は、燃料タイプ別燃料体重量記憶部210で記憶された燃料タイプ別の燃料体重量に、燃料タイプ別各元素組成率記憶部200に記憶されている各核分裂性元素の燃料タイプ別の組成率を、乗ずることで、原子炉内核燃料に含まれる各核分裂性元素の重量(ton)を燃料タイプ別に算出する。
各元素炉内総重量算出部360は、燃料タイプ別各元素炉内重量算出部350で算出された燃料タイプ別に各核分裂性元素が原子炉内の核燃料に含まれる重量に基づいて、核分裂性元素毎に集計することで、原子炉内の核燃料に含まれる各核分裂性元素の重量を算出する。
The composition ratio can be obtained in the same manner for fuels other than fuel type A.
Thus, the composition ratio (%) for each fuel type of each fissile element calculated by each element composition ratio calculation unit 340 for each fuel type is stored in the element composition ratio storage unit 200 for each fuel type.
The fuel type-specific fuel body weight storage unit 210 stores the weight (ton) of the fuel type-specific fuel body installed in the nuclear reactor.
Each element type weight calculation unit 350 for each fuel type is stored in each element composition ratio storage unit 200 for each fuel type in the fuel body weight for each fuel type stored in the fuel body weight storage unit 210 for each fuel type. By multiplying the composition ratio of each fissile element by fuel type, the weight (ton) of each fissile element contained in the nuclear fuel in the nuclear reactor is calculated for each fuel type.
The total weight calculation unit 360 in each elemental reactor is based on the weight of each fissile element in the nuclear fuel in the reactor for each fuel type calculated by each elemental weight calculation unit 350 for each fuel type. The weight of each fissile element contained in the nuclear fuel in the nuclear reactor is calculated by counting each time.

このように算出された原子炉内の核燃料に含まれる各核分裂性元素の重量は、各元素炉内総重量記憶部230に記憶される。
各記憶部100〜230で記憶されている情報は、必要に応じて出力装置70により出力することができる。
The calculated weight of each fissile element contained in the nuclear fuel in the nuclear reactor is stored in the total weight storage unit 230 in each elemental reactor.
Information stored in each of the storage units 100 to 230 can be output by the output device 70 as necessary.

以上の通り、本実施形態の原子炉内核分裂性元素総重量算出装置1によれば、沸騰水型軽水炉を用いた原子力発電の原子炉内における核分裂性元素毎の総重量の予測において、原子炉内全体の燃焼度の増分に対する各核燃料の燃焼度の増分の比率を示すピーキング率を加味し、核燃料の炉内位置と核燃料の新旧と炉内核燃料の量とを考慮に入れることにより、より正確に算出することが可能となる。   As described above, according to the nuclear fissionable element total weight calculation device 1 of the present embodiment, in the prediction of the total weight for each fissionable element in a nuclear power reactor using a boiling water reactor, More accurate by taking into account the peaking rate, which indicates the ratio of the increment of burnup of each nuclear fuel to the increment of burnup of the whole, and taking into account the location of the nuclear fuel in the reactor, the old and new of the nuclear fuel, and the amount of the nuclear fuel in the reactor Can be calculated.

また、原子力発電所の熱効率は、外気の温度によっても変化しうるので、単位期間毎(例えば、月毎)の熱効率を熱効率記憶部110で記憶することすることにより、季節変動も加味して、より正確に核分裂性元素毎の総重量の予測計算をすることができる。   In addition, since the thermal efficiency of the nuclear power plant can change depending on the temperature of the outside air, by storing the thermal efficiency for each unit period (for example, every month) in the thermal efficiency storage unit 110, in consideration of seasonal variations, It is possible to calculate the total weight of each fissile element more accurately.

さらに、所定の定格出力に対するボイド率は一定値(例えば40%)となるが、低格出力の変更等によりボイド率が変化した場合、このボイド率の変化を加味して、より正確に核分裂性元素毎の総重量の予測計算をすることができる。すなわち、沸騰水型軽水炉を用いた原子力発電所の冷却水には、冷却水の沸騰による気泡が生じるが、この気泡の量によっても核燃料の燃え方が変化し、生成される核分裂性物質の種類と量も変化するので、ボイド率を加味することにより正確な算出が可能となる。   Furthermore, the void ratio for a given rated output is a constant value (for example, 40%). However, if the void ratio changes due to a change in the lower rated output, etc., the change in the void ratio is taken into account to make the fissionability more accurate. Predictive calculation of total weight for each element can be made. In other words, in the cooling water of a nuclear power plant using a boiling water reactor, bubbles are generated due to boiling of the cooling water. Depending on the amount of these bubbles, the way the nuclear fuel burns changes, and the type of fissile material produced Since the amount also changes, accurate calculation is possible by taking the void ratio into consideration.

なお、以上の実施形態の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。   In addition, the description of the above embodiment is for facilitating understanding of the present invention, and does not limit the present invention. It goes without saying that the present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and that the present invention includes equivalents thereof.

原子炉内核分裂性元素総重量算出装置1のハードウェア構成を示す図である。It is a figure which shows the hardware constitutions of the nuclear fissionable element total weight calculation apparatus 1 in a reactor. 原子炉内核分裂性元素総重量算出装置1が備える機能の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the function with which the nuclear fissionable element total weight calculation apparatus 1 is provided. 燃料組成率記憶部190で記憶されている燃料タイプAについての燃焼度組成率表を示す図である。It is a figure which shows the burnup composition rate table about the fuel type A memorize | stored in the fuel composition rate memory | storage part 190. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 原子炉内核分裂性元素総重量算出装置
10 CPU
20 メモリ
30 記憶装置
40 記録媒体読取装置
50 通信I/F
60 入力装置
70 出力装置
80 記録媒体
100 発電電力量記憶部
110 熱効率記憶部
120 炉内総重量記憶部
130 増分燃焼度記憶部
140 ピーキング率記憶部
150 燃焼タイプ別増分燃焼度記憶部
160 燃料タイプ別期首燃焼度記憶部
170 燃料タイプ別期末燃焼度記憶部
180 ボイド率記憶部
190 燃料重量率組成率記憶部
200 燃料タイプ別各元素組成率記憶部
210 燃料タイプ別燃料体重量記憶部
220 燃料タイプ別各元素炉内重量記憶部
230 各元素炉内総重量記憶部
310 増分燃焼度算出部
320 燃料タイプ別増分燃焼度算出部
330 燃料タイプ別期末燃焼度算出部
340 燃料タイプ別各元素組成率算出部
350 燃料タイプ別各元素炉内重量算出部
360 各元素炉内総重量算出部
1 Nuclear fissionable element total weight calculation device 10 CPU
20 Memory 30 Storage Device 40 Recording Medium Reading Device 50 Communication I / F
60 Input device 70 Output device 80 Recording medium 100 Power generation amount storage unit 110 Thermal efficiency storage unit 120 In-furnace total weight storage unit 130 Incremental burnup storage unit 140 Peaking rate storage unit 150 By combustion type Incremental burnup storage unit 160 By fuel type Beginning burn-up storage unit 170 End-of-burn burnup storage unit by fuel type 180 Void rate storage unit 190 Fuel weight rate composition rate storage unit 200 Each element composition rate storage unit 210 by fuel type Fuel body weight storage unit 220 by fuel type By fuel type Each element furnace weight storage unit 230 Each element furnace total weight storage unit 310 Incremental burnup calculation unit 320 Incremental burnup calculation unit by fuel type 330 End-of-burning burnup calculation unit by fuel type 340 Each element composition rate calculation unit by fuel type 350 Each Element Furnace Weight Calculation Unit by Fuel Type 360 Each Element Furnace Total Weight Calculation Unit

Claims (5)

沸騰水型軽水炉を用いた原子力発電プラントを所定期間発電運転したときの当該所定期間の期末時点での前記原子力発電プラントの原子炉内における核分裂性元素の総重量を算出する装置であって、
CPU及びメモリと、
前記メモリに設けられた記憶領域である発電電力量記憶部、熱効率記憶部、炉内総重量記憶部、ピーキング率記憶部、燃料タイプ別期首燃焼度記憶部、燃料重量率組成率記憶部、及び燃料タイプ別燃料体重量記憶部と、
前記CPUが、前記メモリに記憶されているプログラムを実行することにより実現される増分燃焼度算出部、燃料タイプ別増分燃焼度算出部、燃料タイプ別期末燃焼度算出部、燃料タイプ別各元素組成率算出部、燃料タイプ別各元素炉内重量算出部、及び各元素炉内総重量算出部と、
を備え、
前記発電電力量記憶部は、前記所定期間において前記原子力発電プラントで発電される電力量を記憶し、
前記熱効率記憶部は、前記原子力発電プラントが定格出力で運転をする場合の熱効率を記憶し、
前記炉内総重量記憶部は、前記所定期間の期首時点での前記原子炉内に装荷された核燃料に含まれる核分裂性元素の総重量を記憶し、
前記増分燃焼度算出部は、前記発電電力量記憶部で記憶された発電電力量と、前記熱効率記憶部で記憶された熱効率と、前記炉内総重量記憶部に記憶された核分裂性元素の総重量と、に基づいて、前記発電運転により前記所定期間において増加した燃焼度を算出し、
前記ピーキング率記憶部は、前記原子炉全体の増分燃焼度に対する、前記原子炉で用いられている核燃料タイプ毎のピーキング率を記憶し、
前記燃料タイプ別増分燃焼度算出部は、前記増分燃焼度算出部で算出された増分燃焼度と前記ピーキング率記憶部で記憶されたピーキング率とに基づいて、前記原子炉内の核燃料タイプ別に増分燃焼度を算出し、
前記燃料タイプ別期首燃焼度記憶部は、前記所定期間の期首における前記原子炉内の核燃料タイプ別に燃焼度を記憶し、
前記燃料タイプ別期末燃焼度算出部は、前記燃料タイプ別増分燃焼度算出部で算出された核燃料タイプ別増分燃焼度と、前記燃料タイプ別期首燃焼度記憶部で記憶された前記所定期間の期首における前記原子炉内の核燃料タイプ別の燃焼度と、に基づいて前記所定期間の期末における前記原子炉内の核燃料タイプ別の燃焼度を算出し、
前記燃料重量率組成率記憶部は、所定のボイド率における燃焼度に応じた核燃料の単位重量あたりの核分裂性元素の組成率を記憶し、
前記燃料タイプ別各元素組成率算出部は、前記燃料タイプ別期末燃焼度算出部で算出された核燃料タイプ別の燃焼度と、前記燃料重量率組成率記憶部に記憶された組成率と、に基づいて原子炉内核燃料に含まれる重量あたりの各核分裂性元素の組成率を燃料タイプ別に算出し、
前記燃料タイプ別燃料体重量記憶部は、前記原子炉内に装着された燃料タイプ別の燃料体の重量を記憶し、
前記燃料タイプ別各元素炉内重量算出部は、前記燃料タイプ別各元素組成率算出部で算出された各核分裂性元素の燃料タイプ別重量と、前記燃料タイプ別燃料体重量記憶部で記憶された燃料タイプ別の燃料体重量と、に基づいて、原子炉内核燃料に含まれる各核分裂性元素の重量を燃料タイプ別に算出し、
前記各元素炉内総重量算出部は、前記燃料タイプ別各元素炉内重量算出部で算出された燃料タイプ別の原子炉内核燃料に含まれる各核分裂性元素の重量に基づいて、原子炉内の核燃料に含まれる各核分裂性元素の重量を算出すること、
を特徴とする原子炉内核分裂性元素総重量算出装置。
An apparatus for calculating the total weight of fissionable elements in the nuclear power plant reactor at the end of the predetermined period when the nuclear power plant using a boiling water reactor is operated for a predetermined period,
CPU and memory;
A storage area provided in the memory, which is a generated power amount storage unit, a thermal efficiency storage unit, an in-furnace total weight storage unit, a peaking rate storage unit, a fuel type initial combustion degree storage unit, a fuel weight ratio composition rate storage unit, and Fuel body weight storage section by fuel type ;
Incremental burnup calculation unit realized by executing a program stored in the memory by the CPU, incremental burnup calculation unit by fuel type, end burnup calculation unit by fuel type, each element composition by fuel type A rate calculation unit, a weight calculation unit in each element furnace by fuel type, and a total weight calculation unit in each element furnace ,
With
The generated power amount storage unit stores the amount of power generated by the nuclear power plant in the predetermined period,
The thermal efficiency storage unit stores thermal efficiency when the nuclear power plant operates at a rated output,
The total reactor weight storage unit stores the total weight of fissile elements contained in nuclear fuel loaded in the reactor at the beginning of the predetermined period,
The incremental burnup calculation unit includes the generated power amount stored in the generated power amount storage unit, the thermal efficiency stored in the thermal efficiency storage unit, and the total of fissionable elements stored in the in-furnace total weight storage unit. Based on the weight, the burnup increased in the predetermined period by the power generation operation,
The peaking rate storage unit stores the peaking rate for each nuclear fuel type used in the reactor with respect to the incremental burnup of the entire reactor,
The incremental burnup by fuel type calculation unit increments by nuclear fuel type in the reactor based on the incremental burnup calculated by the incremental burnup calculation unit and the peaking rate stored in the peaking rate storage unit. Calculate the burnup,
The initial burnup storage unit by fuel type stores the burnup by nuclear fuel type in the reactor at the beginning of the predetermined period,
The fuel Type end burnup calculation unit, and the nuclear fuel by type of incremental burnup calculated by the fuel Type incremental burnup calculation unit, of the predetermined period stored in the fuel Type beginning burnup storage unit Based on the burnup for each nuclear fuel type in the reactor at the beginning of the period, the burnup for each nuclear fuel type in the reactor at the end of the predetermined period is calculated,
The fuel weight ratio composition ratio storage unit stores the composition ratio of fissile elements per unit weight of nuclear fuel according to the burnup at a predetermined void ratio,
Each elemental composition ratio calculation unit for each fuel type includes a burnup ratio for each nuclear fuel type calculated by the end-of-fuel ratio calculation unit for each fuel type, and a composition ratio stored in the fuel weight ratio composition ratio storage unit. Based on the fuel type, calculate the composition ratio of each fissile element per weight contained in the nuclear fuel in the reactor,
The fuel type-specific fuel body weight storage unit stores the weight of the fuel type-specific fuel body installed in the nuclear reactor,
Each element type weight calculation unit for each fuel type is stored in the fuel type weight for each fissile element calculated by the element composition rate calculation unit for each fuel type and the fuel body weight storage unit for each fuel type. The weight of each fissile element contained in the nuclear fuel in the reactor is calculated for each fuel type based on the fuel body weight for each fuel type,
The total weight calculation unit in each elemental reactor is based on the weight of each fissile element contained in the nuclear fuel in the nuclear reactor for each fuel type calculated in each elemental weight calculation unit for each fuel type. Calculating the weight of each fissile element contained in the nuclear fuel,
A device for calculating the total weight of fissile elements in a nuclear reactor.
請求項1に記載の原子炉内核分裂性元素総重量算出装置であって、
前記熱効率記憶部は、前記原子力発電プラントが定格出力で一定運転をする場合の単位期間毎の熱効率を記憶することを特徴とする原子炉内核分裂性元素総重量算出装置。
It is a nuclear fissionable element total weight calculation apparatus of Claim 1,
The in-reactor total nuclear fissionable element weight calculation device, wherein the thermal efficiency storage unit stores thermal efficiency for each unit period when the nuclear power plant operates at a constant output at a constant output.
請求項1〜2に記載の原子炉内核分裂性元素総重量算出装置であって、
前記メモリに設けられた記憶領域であるボイド率記憶部及び燃料組成率記憶部を更に備え、
前記ボイド率記憶部は、原子炉内の冷却水に発生する気泡の発生量に伴う反応度の変化率を記憶し、
前記燃料組成率記憶部は、ボイド率と燃焼度とに応じた核燃料の単位重量あたりの核分裂性元素の組成率を記憶し、
前記燃料タイプ別各元素組成率算出部は、前記燃料タイプ別期末燃焼度算出部で算出された核燃料タイプ別の燃焼度と、前記燃料タイプ別増分燃焼度算出部で算出された核燃料タイプ別燃焼度と、前記ボイド率記憶部に記憶された原子炉内の冷却水に発生する気泡の発生量に伴う反応度の変化率と、前記燃料組成率記憶部に記憶された組成率と、に基づいて、原子炉内核燃料に含まれる重量あたりの各核分裂性元素の組成率を燃料タイプ別に算出すること、
を特徴とする原子炉内核分裂性元素総重量算出装置。
A nuclear fissionable element total weight calculation device according to claim 1 or 2,
Further comprising a void ratio storage section and a fuel composition ratio storage section which are storage areas provided in the memory;
The void rate storage unit stores the rate of change in reactivity associated with the amount of bubbles generated in the cooling water in the reactor,
The fuel composition ratio storage unit stores the composition ratio of the fissile element per unit weight of the nuclear fuel according to the void ratio and burnup,
Each elemental composition rate calculation unit for each fuel type includes a burnup for each nuclear fuel type calculated by the end-of-life burnup calculation unit for each fuel type and a burnup for each nuclear fuel type calculated by the incremental burnup calculation unit for each fuel type . The degree of burn-up, the rate of change of reactivity associated with the amount of bubbles generated in the cooling water in the reactor stored in the void rate storage unit, and the composition rate stored in the fuel composition rate storage unit Based on the fuel type, calculate the composition ratio of each fissile element per weight contained in the nuclear fuel in the reactor ,
A device for calculating the total weight of fissile elements in a nuclear reactor.
沸騰水型軽水炉を用いた原子力発電プラントを所定期間発電運転したときの期末時点での前記原子力発電プラントの原子炉内における核分裂性元素の総重量を原子炉内核分裂性元素総重量算出装置によって算出する方法であって、
CPUとメモリとを備えた原子炉内核分裂性元素総重量算出装置が、
前記メモリに記憶された、前記所定期間において前記原子力発電プラントで発電される電力量と、前記原子力発電プラントが定格出力で一定運転をする場合の熱効率と、前記所定期間の期首時点での前記原子炉内に装荷された核燃料に含まれる核分裂性元素の総重量と、に基づいて、前記発電運転により前記所定期間において増加した燃焼度を算出するステップと、
前記算出された増分燃焼度と、前記メモリに記憶された原子炉全体の増分燃焼度に対する前記原子炉で用いられている核燃料タイプ毎のピーキング率と、に基づいて、前記原子炉内の核燃料タイプ別に増分燃焼度を算出するステップと、
前記算出された核燃料タイプ別増分燃焼度と、前記メモリに記憶された前記所定期間の期首における前記原子炉内の核燃料タイプ別の燃焼度と、に基づいて前記所定期間の期末における前記原子炉内の核燃料タイプ別に燃焼度を算出するステップと、
前記算出された核燃料タイプ別の燃焼度と、前記メモリに記憶された所定のボイド率における燃焼度に応じた核燃料の単位重量あたりの核分裂性元素の組成率と、に基づいて原子炉内核燃料に含まれる重量あたりの各核分裂性元素の組成率を燃料タイプ別に算出するステップと、
記算出された各核分裂性元素の燃料タイプ別重量と、前記メモリに記憶された前記原子炉内に装着された燃料タイプ別の燃料体の重量と、に基づいて、原子炉内核燃料に含まれる各核分裂性元素の重量を燃料タイプ別に算出するステップと、
前記算出された燃料タイプ別の原子炉内核燃料に含まれる各核分裂性元素の重量に基づいて、原子炉内の核燃料に含まれる各核分裂性元素の重量を算出するステップと、
を含むことを特徴とする原子炉内核分裂性元素総重量算出方法。
Calculate the total weight of fissile elements in the nuclear power plant reactor at the end of the period when a nuclear power plant using a boiling water reactor is operated for a specified period using the total nuclear fissionable element weight calculation device A way to
A nuclear fissionable element total weight calculation device equipped with a CPU and memory,
The amount of electric power generated by the nuclear power plant in the predetermined period stored in the memory, the thermal efficiency when the nuclear power plant operates at a constant output at a rated output, and the atoms at the beginning of the predetermined period Calculating the burnup increased in the predetermined period by the power generation operation based on the total weight of the fissile elements contained in the nuclear fuel loaded in the furnace;
Based on the calculated incremental burnup and the peaking rate for each nuclear fuel type used in the reactor relative to the incremental burnup of the entire reactor stored in the memory, the nuclear fuel type in the reactor Separately calculating the incremental burnup;
And another incremental burnup nuclear fuel types the calculated, and another burn nuclear fuel type of the reactor at the beginning of the memory stored the predetermined period, the reactor at the end of the year of the predetermined period based on Calculating the burnup for each nuclear fuel type,
Based on the calculated burnup for each nuclear fuel type and the composition ratio of the fissile element per unit weight of the nuclear fuel according to the burnup at a predetermined void rate stored in the memory, Calculating the composition ratio of each fissile element per weight contained by fuel type;
Fuel Type weight of each fissile elements that are pre-Symbol calculated, and the weight of fuel Type of fuel assemblies that are mounted in the reactor, which is stored in the memory, based on, contained in the reactor nuclear fuel Calculating the weight of each fissile element by fuel type,
Calculating the weight of each fissile element contained in the nuclear fuel in the reactor based on the calculated weight of each fissile element contained in the nuclear fuel in the reactor for each fuel type;
A total nuclear fissionable element weight calculation method.
沸騰水型軽水炉を用いた原子力発電プラントを所定期間発電運転したときの期末時点での前記原子力発電プラントの原子炉内における核分裂性元素の総重量を原子炉内核分裂性元素総重量算出装置を用いて算出するプログラムであって、
CPUとメモリとを備えた原子炉内核分裂性元素総重量算出装置に、
前記メモリに記憶された、前記所定期間において前記原子力発電プラントで発電される電力量と、前記原子力発電プラントが定格出力で一定運転をする場合の熱効率と、前記所定期間の期首時点での前記原子炉内に装荷された核燃料に含まれる核分裂性元素の総重量と、に基づいて、前記発電運転により前記所定期間において増加した燃焼度を算出するステップと、
前記算出された増分燃焼度と、前記メモリに記憶された原子炉全体の増分燃焼度に対する前記原子炉で用いられている核燃料タイプ毎のピーキング率と、に基づいて、前記原子炉内の核燃料タイプ別に増分燃焼度を算出するステップと、
前記算出された核燃料タイプ別増分燃焼度と、前記メモリに記憶された前記所定期間の期首における前記原子炉内の核燃料タイプ別燃焼度と、に基づいて前記所定期間の期末における前記原子炉内の核燃料タイプ別の燃焼度を算出するステップと、
前記算出された核燃料タイプ別の燃焼度と、前記メモリに記憶された所定のボイド率における燃焼度に応じた核燃料の単位重量あたりの核分裂性元素の組成率と、に基づいて原子炉内核燃料に含まれる重量あたりの各核分裂性元素の組成率を燃料タイプ別に算出するステップと、
記算出された各核分裂性元素の燃料タイプ別重量と、前記メモリに記憶された前記原子炉内に装着された燃料タイプ別の燃料体の重量と、に基づいて、原子炉内核燃料に含まれる各核分裂性元素の重量を燃料タイプ別に算出するステップと、
前記算出された燃料タイプ別の原子炉内核燃料に含まれる各核分裂性元素の重量に基づいて、原子炉内の核燃料に含まれる各核分裂性元素の重量を算出するステップと、
を実行させることを特徴とする原子炉内核分裂性元素総重量算出プログラム。
Using the nuclear fissionable element total weight calculation device to calculate the total weight of fissile elements in the nuclear power plant reactor at the end of the period when a nuclear power plant using a boiling water reactor is operated for a specified period A program for calculating
In the nuclear fissionable element total weight calculation device with CPU and memory,
The amount of electric power generated by the nuclear power plant in the predetermined period stored in the memory, the thermal efficiency when the nuclear power plant operates at a constant output at a rated output, and the atoms at the beginning of the predetermined period Calculating the burnup increased in the predetermined period by the power generation operation based on the total weight of the fissile elements contained in the nuclear fuel loaded in the furnace;
Based on the calculated incremental burnup and the peaking rate for each nuclear fuel type used in the reactor relative to the incremental burnup of the entire reactor stored in the memory, the nuclear fuel type in the reactor Separately calculating the incremental burnup;
And another incremental burnup nuclear fuel types the calculated, and another burn nuclear fuel type of the reactor at the beginning of the memory stored the predetermined period, the reactor at the end of the year of the predetermined period based on Calculating the burnup for each nuclear fuel type in the
Based on the calculated burnup for each nuclear fuel type and the composition ratio of the fissile element per unit weight of the nuclear fuel according to the burnup at a predetermined void rate stored in the memory, Calculating the composition ratio of each fissile element per weight contained by fuel type;
Fuel Type weight of each fissile elements that are pre-Symbol calculated, and the weight of fuel Type of fuel assemblies that are mounted in the reactor, which is stored in the memory, based on, contained in the reactor nuclear fuel Calculating the weight of each fissile element by fuel type,
Calculating the weight of each fissile element contained in the nuclear fuel in the reactor based on the calculated weight of each fissile element contained in the nuclear fuel in the reactor for each fuel type;
A program for calculating the total weight of fissionable elements in a nuclear reactor.
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