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JPS5827879B2 - Nuclear reactor critical proximity method - Google Patents
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JPS5827879B2 - Nuclear reactor critical proximity method - Google Patents

Nuclear reactor critical proximity method

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Publication number
JPS5827879B2
JPS5827879B2 JP52119940A JP11994077A JPS5827879B2 JP S5827879 B2 JPS5827879 B2 JP S5827879B2 JP 52119940 A JP52119940 A JP 52119940A JP 11994077 A JP11994077 A JP 11994077A JP S5827879 B2 JPS5827879 B2 JP S5827879B2
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JP
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poison
reactor
tube
neutron
heavy water
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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、原子炉の臨界近接方法に係り、特に炉心に配
置された複数の中性子吸収要素を引き抜くことによって
原子炉を臨界に至らしめる方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for bringing a nuclear reactor to criticality, and more particularly to a method for bringing a nuclear reactor to criticality by extracting a plurality of neutron absorbing elements arranged in a reactor core.

ここにおいて、中性子吸収要素とは、炉心にあって、核
反応によって生成された中性子を吸収し、原子炉の出力
を制御する能力を有するものである。
Here, the neutron absorption element is located in the reactor core and has the ability to absorb neutrons generated by a nuclear reaction and control the output of the reactor.

制御棒、重水型原子炉のポイズン管(又はポイズン管中
のポイズン溶液)がこれに相当する。
Control rods and poison tubes (or poison solutions in poison tubes) in heavy water reactors correspond to this.

本発明は、炉心に複数の中性子吸収要素を配してなる原
子炉に広く適用できるものである。
The present invention can be widely applied to nuclear reactors in which a plurality of neutron absorption elements are arranged in the core.

制御棒を有する軽水炉、ポイズン管を有する重水型原子
炉その他が適用範囲である。
The scope of application is light water reactors with control rods, heavy water reactors with poison tubes, and others.

しかし、以下の説明では、簡単のために、ポイズン管を
有する重水型原子炉に例をとって話を進めて行く。
However, in the following explanation, for the sake of simplicity, a heavy water nuclear reactor having a poison tube will be used as an example.

重水型原子炉においてポイズン管は、従来その中のポイ
ズン溶液を除去することによって原子炉急速停止をする
ことを目的として設置されている。
Poison tubes have conventionally been installed in heavy water nuclear reactors for the purpose of rapidly shutting down the reactor by removing poison solution therein.

第1図にポイズン管を有する重水減速型原子炉の炉心断
面図を示す。
FIG. 1 shows a cross-sectional view of the core of a heavy water-moderated nuclear reactor with a poison tube.

第1図において、炉心タンク1の中に重水9が満たされ
ている。
In FIG. 1, a core tank 1 is filled with heavy water 9.

炉心タンク1内には燃料集合体2、ポイズン管3、中性
子を放出して原子炉内の核分裂を誘起する中性子源8、
炉心の各領域の中性子束を測定する起動領域中性子計装
A4、中性子計装B5、中性子計装C6、中性子計装D
Iが設けられている。
Inside the reactor core tank 1 are a fuel assembly 2, a poison tube 3, a neutron source 8 that emits neutrons to induce nuclear fission in the reactor,
Start-up area neutron instrumentation A4, neutron instrumentation B5, neutron instrumentation C6, neutron instrumentation D that measures neutron flux in each region of the reactor core
I is provided.

本図においては、概略的に燃料集合体は丸で示しである
だけであるが、実際には第2図(炉心のたて断面図、但
し本発明の一実施例を示す)に示すように燃料集合体2
は圧力管11の中に収められている。
In this figure, the fuel assembly is only schematically shown as a circle, but in reality, it is as shown in Figure 2 (vertical cross-sectional view of the core, showing one embodiment of the present invention). Fuel assembly 2
is housed in the pressure tube 11.

圧力管11はカランドリア管12の中に収められている
The pressure tube 11 is housed in a calandria tube 12.

圧力管11には冷却材(軽水)10が流れ、燃料集合体
において生じた反応熱を除去している。
A coolant (light water) 10 flows through the pressure pipe 11 to remove reaction heat generated in the fuel assembly.

この型の原子炉においては、原子炉を停止させる時には
、ポイズン管3にポイズン溶液を注入する。
In this type of nuclear reactor, a poison solution is injected into the poison tube 3 when the reactor is shut down.

ポイズン溶液は核反応に寄与する中性子を吸収するので
、このポイズン溶液の注入によって、原子炉を停止させ
ることができる。
Since the poison solution absorbs neutrons that contribute to nuclear reactions, the reactor can be stopped by injecting the poison solution.

本発明はこの停止した原子炉を再起動させて、臨界(原
子炉において核分裂連鎖反応が一定の割合で維持される
状態)を実現させる方法、つまり臨界近接方法を提供す
るものである。
The present invention provides a method for restarting this shut down nuclear reactor to achieve criticality (a state in which the nuclear fission chain reaction is maintained at a constant rate in the reactor), that is, a near-criticality method.

本発明はポイズン管からのポイズン溶液の引き抜きの方
法を工夫して、良好な臨界近接方法を提供するものであ
る。
The present invention devises a method for drawing out poison solution from a poison tube to provide a good near-criticality method.

従来、この種のポイズン管を有する重水減速型原子炉の
臨界近接方法には次の3つがあった。
Conventionally, there have been three approaches to criticality for heavy water-moderated nuclear reactors having this type of poison tube:

まず第一は、重水液面を十分低下させ、ポイズン管中の
ポイズン液を除去し、その後、重水液面を上昇させ、臨
界近接を行う方法である。
The first method is to sufficiently lower the heavy water level to remove the poison liquid in the poison tube, and then raise the heavy water level to bring it near criticality.

第2は重水減速材中に十分液体ポイズンを注入した後、
ポイズン管中のポイズン液を除去し、その後減速材中の
ポイズンを除去し、臨界近接を行う方法である。
Second, after injecting enough liquid poison into the heavy water moderator,
In this method, the poison liquid in the poison tube is removed, and then the poison in the moderator is removed to achieve near-criticality.

第3は重水液面を低下または重水減速材中にポイズンを
注入し、ポイズン管中のポイズン液を除去した後、ブー
スタ棒を挿入して臨界近接を行なう方法である。
The third method is to lower the heavy water level or inject poison into the heavy water moderator, remove the poison liquid in the poison tube, and then insert a booster rod to achieve near criticality.

ブースタ棒は核分裂性能が大きく、中性子を大量に放出
する材料からなっている。
The booster rod is made of a material that has high fission performance and emits large amounts of neutrons.

通常は高濃縮ウランがその材料である。The material is usually highly enriched uranium.

上記3つの方法で、重水に液体ポイズンを注入せずに又
は重水位をそのままにした状態でポイズン管からポイズ
ン液を引き抜かないのは、出力が急激に上昇して起動事
故の恐れがあるからである。
In the above three methods, do not inject liquid poison into the heavy water or draw out the poison liquid from the poison pipe while leaving the heavy water level as it is because the output may suddenly increase and there is a risk of a startup accident. be.

次に上記3つの方法の欠点を述べる。Next, the drawbacks of the above three methods will be described.

まず第1の方法では起動用として重水4位制御系を設置
しなければならず、系統が複雑になる。
In the first method, a heavy water 4-level control system must be installed for startup, making the system complicated.

更に重水液筒低下時にカランドリア管の冷却が行いにく
いという問題がある。
Furthermore, there is a problem in that it is difficult to cool the calandria tube when the heavy water cylinder is low.

第2の方法の場合には減速材中に多量のポイズンを注入
し、そしてそれを除去しなければならない。
In the second method, a large amount of poison must be injected into the moderator and removed.

その為、ポイズン除去用の交換樹脂の交換頻度が増大す
る。
Therefore, the frequency of replacing the replacement resin for removing poison increases.

またイオン交換樹脂でポイズンを除去しはじめてから炉
心内の重水におけるポイズン濃度が所定値になるのに数
分かかり、応答が遅いという欠点かある。
Another drawback is that it takes several minutes for the poison concentration in the heavy water in the reactor core to reach a predetermined value after the ion exchange resin begins to remove the poison, resulting in a slow response.

第3の方法の場合には、起動用として、ブースタ棒を用
意しなければならない。
In the case of the third method, a booster rod must be prepared for activation.

ブースフ棒は通常は高濃縮ウランであり高価なため、原
子炉の経済性が悪くなる。
Boosf rods are usually highly enriched uranium and are expensive, making the reactor uneconomical.

さらにブースタ棒の駆動系が必要となるなどの欠点があ
る。
Furthermore, there are drawbacks such as the need for a drive system for the booster rod.

ポイズン管中のポイズン溶液の除去の方法を工夫するこ
とにより、従来困難とされていたポイズン管からのポイ
ズン溶液ひきぬきによる臨界近接方法が可能となる。
By devising a method for removing the poison solution in the poison tube, it becomes possible to perform a critical approach method by drawing out the poison solution from the poison tube, which has been considered difficult in the past.

従来、重水の水位の操作などをしないでポイズン管から
ポイズン溶液を引くぬくことによって原子炉を臨界にす
る方法がとられていなかったのは、前述したように起動
事故を恐れたからである。
Previously, the method of making a nuclear reactor critical by drawing poison solution out of a poison tube without manipulating the level of heavy water was not used because of the fear of a start-up accident, as mentioned above.

ここでいう起動事故とは臨界近傍で運転員が誤って反応
度価値の大きな炉心中央部のポイズン管中のポイズン溶
液を除去したために、臨界超過となり、出力が急上昇し
、炉心Oこおいて燃料溶融を起こす事故である。
The startup accident referred to here is due to an operator mistakenly removing the poison solution in the poison tube in the center of the core, which has a large reactivity value, in the vicinity of criticality, resulting in supercriticality, a sudden increase in output, and the release of fuel into the core. This is an accident that causes melting.

ポイズン溶液を急速に除去した場合んとに特に起動事故
は起こりやすい。
Start-up accidents are particularly likely if the poison solution is removed rapidly.

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、臨
界点で引抜く中性子吸収要素を事前に精度良く予測でき
る原子炉の臨界近接方法を提供することにある。
An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks of the prior art and to provide a near-criticality method for a nuclear reactor that can accurately predict in advance the neutron absorption element to be extracted at the critical point.

本発明の特徴は、引抜いた複数の中性子吸収要素の引抜
き番号とそれらの引抜き時における中性子計装のそれぞ
れの読みを記憶し、記憶した複数の中性子吸収要素の引
抜き番号とそれらの引抜き時における中性子計装のそれ
ぞれの読みとの関係に基づいて臨界点近傍において引抜
く中性子吸収要素を予測することにある。
A feature of the present invention is that the extraction numbers of the plurality of neutron absorption elements that have been extracted and the respective readings of the neutron instrumentation at the time of their extraction are stored, and The purpose is to predict the neutron absorbing element to be extracted near the critical point based on the relationship with each reading of the instrumentation.

本発明の好適な一実施例を以下に説明する。A preferred embodiment of the present invention will be described below.

第1図は先に一部説明したが、本発明の臨界近接方法が
実施される重水減速型原子炉の炉心断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of the core of a heavy water-moderated nuclear reactor in which the near-criticality method of the present invention is implemented, as partially described above.

ポイズン管4は、原子炉停止能力を確保するために、4
本の燃料集合体について1本ずつの割合で重水減速材中
に配置されている。
Poison tube 4 is installed in order to ensure reactor shutdown ability.
One fuel per fuel assembly is placed in the heavy water moderator.

今、原子炉内のポイズン管に全てポイズン溶液が注入さ
れ、原子炉が停止状態であるとする。
Suppose now that poison solution has been injected into all poison tubes in the reactor and the reactor is in a stopped state.

この状態の原子炉を再起動し、臨界を実現する場合を想
定する。
Let us assume that the reactor in this state is restarted to achieve criticality.

まず予めポイズン管内のポイズン溶液の引抜順序を設定
する。
First, the order of drawing out the poison solution in the poison tube is set in advance.

この引抜順序は例えば第3図に示したようなものである
This drawing order is, for example, as shown in FIG.

第3図の1つ1つのブロックは炉心断面におけるポイズ
ン管の位置を示している。
Each block in FIG. 3 indicates the position of a poison tube in the core cross section.

ブロックの中に記載されている数字がポイズン溶液の引
抜順序である。
The numbers written in the blocks are the order of withdrawal of the poison solution.

引抜順序を決定する方法を簡単に述べる。A method for determining the drawing order will be briefly described.

引抜順序は1、起動事故が生じた場合、その事故の範囲
を最小限に抑えること、2、起動・運転操作が容易であ
ることを設は目標として、決められる。
The extraction order is determined with the following objectives: 1. If a startup accident occurs, the scope of the accident will be minimized, and 2. startup and operation are easy.

そのためには、次の条件を満足するように決定する。To achieve this, the following conditions must be satisfied.

「臨界点の引抜反応度を最小とすること。“Minimize the withdrawal reactivity at the critical point.

」上記条件を達成する方法として、まず、引抜反応度が
、ある一定値(運転操作が容易な反応度)以下のものの
うちから最大のものをまず最初に引抜く。
'' As a method for achieving the above conditions, first, among those whose reactivity is less than a certain value (reactivity for easy operation), the one with the highest extraction reactivity is first extracted.

それと90°回転対象の4本の引抜が完了したら、次に
反応度の大きいものを選び同様に引抜く。
After completing the extraction of the four 90° rotation targets, select the one with the next highest degree of reactivity and pull it out in the same manner.

この計算を何回も行ない臨界点で最小となるような引抜
順序を計算でみつけ、それを設定する。
This calculation is performed many times to find the drawing order that minimizes the critical point, and then sets it.

以上である。第3図に示すのは以上のようにして決定し
た引抜順序の一例である。
That's all. FIG. 3 shows an example of the drawing order determined as described above.

但しこの順序は固定的なものではなく、燃料の燃焼度な
どの原子炉の状態が変われば、それに伴って変化するも
のである。
However, this order is not fixed, and changes as the reactor conditions such as fuel burnup change.

第3図で示す順序でポイズン溶液を引抜いた場合のポイ
ズン管1本当りの引抜反応度価値の変化を第4図1こ示
す。
Figure 4 shows the change in the extraction reactivity value per poison tube when the poison solution is extracted in the order shown in Figure 3.

第4図から、24番目のポイズン管において、臨界にな
ることがわかる。
From FIG. 4, it can be seen that the 24th poison tube becomes critical.

引抜反応度が最小になっているからである。This is because the withdrawal reactivity is minimized.

しかし24番目が臨界点になるというのはあくまでも原
子炉の起動前に計算された予想値であって、実際にこの
番号で臨界に達するとは限らず、この番号の前又は後で
、臨界に達するということは充分に考えられる。
However, the fact that the 24th point will be the critical point is just a predicted value calculated before starting the reactor, and it does not necessarily mean that criticality will actually be reached at this number. It is quite possible to reach that goal.

原子炉のある状態においてポイズン溶液の最適の引抜順
序が第3図に示すものであると仮定する。
Assume that the optimum withdrawal order of the poison solution for a given state of the reactor is as shown in FIG.

この第3図の引抜順序を記憶装置29に記憶させたのち
、記憶装置29の指令に従ってポイズン溶液を引抜き、
臨界近接を行う。
After storing the extraction order shown in FIG. 3 in the storage device 29, the poison solution is extracted according to the instructions from the storage device 29.
Perform critical proximity.

その臨界近接法を第2図を参照しながら説明する。The critical proximity method will be explained with reference to FIG.

まず原子炉を停止させる所から、説明を始める。First, we will start by explaining how to shut down a nuclear reactor.

原子炉の運転中に、出力領域中性子計装置3により常に
出力を検出し中性子束−出力変換器19に送る。
During operation of the nuclear reactor, the power range neutron meter device 3 constantly detects the power and sends it to the neutron flux-power converter 19.

出力設定器20により設定された出力よりも原子炉の出
力が大きくなった場合、ポイズン急速注入指示器21の
指令により、ポイズン注入弁22と重水々位置節弁32
を開とする。
When the output of the reactor becomes larger than the output set by the output setting device 20, the poison injection valve 22 and the heavy water position control valve 32 are activated by the command from the poison rapid injection indicator 21.
Let's open.

前記2種の弁を開としたことにより、ポイズン管3には
ポイズン溶解槽15からポイズンが注入される。
By opening the two types of valves, poison is injected into the poison pipe 3 from the poison dissolving tank 15.

ポイズン溶解槽15には、あらかじめポイズン溶液循環
ポンプ24によって、ポイズン溶液タンク16のポイズ
ン溶液が注入されである。
The poison solution in the poison solution tank 16 is injected into the poison solution tank 15 in advance by the poison solution circulation pump 24 .

高圧ガスタンク14の高圧ガスにより、ポイズン溶解槽
15内のポイズン液面に圧力が加えられ、ポイズン液の
注入が助けられる。
The high-pressure gas in the high-pressure gas tank 14 applies pressure to the poison liquid level in the poison dissolving tank 15, helping to inject the poison liquid.

この時、17,18の弁は閉となっており、ポイズン管
3からポイズン溶液が流出するのを防ぐ。
At this time, valves 17 and 18 are closed to prevent the poison solution from flowing out from the poison pipe 3.

更に、重水々位置節弁32が開となっているので、重水
9が重水ダンプタンク31に流出し、減速材の量が減少
することにより原子炉停止を補助する。
Furthermore, since the heavy water position control valve 32 is open, the heavy water 9 flows into the heavy water dump tank 31, reducing the amount of moderator, thereby assisting in shutting down the reactor.

なお炉心タンク1、重水々位置節弁32、重水ダンプタ
ンク31の系統には、重水々恒量(圧力計)33が設け
られており、これは重水々位が所定の値になった時に重
水々位置節弁32を閉とする機能を有する。
A heavy water constant level (pressure gauge) 33 is installed in the system of the reactor core tank 1, heavy water level control valve 32, and heavy water dump tank 31. It has a function of closing the position control valve 32.

以上の操作Iこより、原子炉は停止する。After the above operation I, the reactor is shut down.

この停止した原子炉を、ポイズン管を使用して次のよう
に再起動させる。
This shut down nuclear reactor is restarted using a poison tube as follows.

まず、炉心タンク1内に、中性子減速材である。First, inside the core tank 1 is a neutron moderator.

重水を再注入する。Re-inject heavy water.

ポンプ34によって重水ダンプタンク31中の重水を炉
心タンク1に注入することができる。
Heavy water in the heavy water dump tank 31 can be injected into the core tank 1 by the pump 34 .

炉心内の中性子束を大きくするためにポイズン管3中の
ポイズン溶液を引抜いていく。
In order to increase the neutron flux within the reactor core, the poison solution in the poison tube 3 is drawn out.

ポイズン管引抜順序記憶装置29の指令はポイズン管引
抜指示装置30に伝達される。
The command from the poison tube drawing order storage device 29 is transmitted to the poison tube drawing instruction device 30.

装置30の指示ζこより、まずポイズン水位粗調節弁1
7が開となり、ポイズン管引抜順序記憶装置29に記憶
されている順序どおりにポイズン溶液が引き抜かれる。
From the instructions ζ of the device 30, first turn on the poison water level coarse control valve 1.
7 is opened, and the poison solution is drawn out in accordance with the order stored in the poison tube drawing order storage device 29.

引き抜かれたポイズン溶液は、ポイズン溶液タンク16
に流入する。
The extracted poison solution is transferred to the poison solution tank 16.
flows into.

原子炉の起動初期にポイズン溶液を引き抜かれるポイズ
ン管の場合は、ポイズン水位微調節弁18は閉となって
いる。
In the case of a poison tube from which poison solution is drawn out at the initial stage of reactor startup, the poison water level fine adjustment valve 18 is closed.

各ポイズン管には、ポイズン水位計(圧力計)23が設
置されていて、23の検出値をポイズン管引抜位置計算
器28に人力して、引き抜かれた、または引き抜かれつ
つあるポイズン管の位置を知ることができる。
A poison water level gauge (pressure gauge) 23 is installed in each poison tube, and the detected value of 23 is manually inputted to a poison tube extraction position calculator 28 to determine the position of the poison tube that has been or is being extracted. can be known.

ポイズン溶液の引き抜きと並行して、常に起動領域中性
子計装4〜7によって中性子束を測定している。
In parallel with the extraction of the poison solution, the neutron flux is constantly measured by the startup region neutron instrumentation devices 4 to 7.

この測定値(起動領域中性子計装の読みN)とポイズン
管引抜順序番号との対応関係を計算機でシミュレートし
たのが第5図である。
FIG. 5 shows a computer simulation of the correspondence between this measured value (reading N of the starting region neutron instrumentation) and the poison tube extraction order number.

第5図において、Noは、ポイズン管引抜順序番号Oの
時のNの値である。
In FIG. 5, No is the value of N when the poison tube drawing order number is O.

番号Oの時にN=N。となる。When number O, N=N. becomes.

また臨界点においてはNは無限大となるので、−=0と
なる。
Furthermore, since N becomes infinite at the critical point, -=0.

番号24でに−Oとなっているので、臨界は番号24に
おいて達成されるものと考えられる。
Since the number 24 is -O, it is considered that the criticality is achieved at the number 24.

第5図のグラフから、ポイズン管引抜順序番号Mと中性
子カウント数逆比百との関係は、で近似できるものと考
えられる。
From the graph of FIG. 5, it is considered that the relationship between the poison tube extraction order number M and the inverse ratio of neutron counts can be approximated by:

ここでaKは係数、tは整数である。Here aK is a coefficient and t is an integer.

′″0考7方をも6°0・1ずゝを逆J″′に?形7・
中性子逆比記憶装置25に記憶させる。
'''0 Thoughts 7 direction also 6°0.1zu゜ into reverse J'''? Shape 7・
It is stored in the neutron inverse ratio storage device 25.

Nの値は最小自乗フィッティング計算機26におくられ
、ポインズ管の引抜番号Mと対応させ、式Oにフィッテ
ィングをさせられる。
The value of N is sent to the least squares fitting calculator 26, made to correspond to the drawing number M of the Poyns tube, and fitted to equation O.

3次式で近似するとしてt=4、al=a、 a2=b
1a3=C1a4=dとすると、 ここでP=A、B、C,Dであり、起動領域中性子計装
A、B、C,Dに対応する。
Assuming approximation using a cubic equation, t=4, al=a, a2=b
If 1a3=C1a4=d, then P=A, B, C, D, corresponding to the activation region neutron instrumentation A, B, C, D.

上式に、6抜番号Mとそれに対応するKを代入して、係
数aP、bP、CP 、dPを求めることができる。
The coefficients aP, bP, CP, and dP can be obtained by substituting the 6-output number M and the corresponding K into the above equation.

例えば中性子計装Aに対応する係数aA、bA。For example, coefficients aA and bA corresponding to neutron instrumentation A.

cA、dAを求める場合は、引抜番号Mの値を4つと、
各々の引抜番号に対応する−の値を(1)式に代入して
、方程式を4つ作る。
When calculating cA and dA, use the four values of the drawing number M,
Substitute the value of - corresponding to each extraction number into equation (1) to create four equations.

未知数の数もaA〜dAの全部で4つであるので%
aA”’−dAの値が全て求まる。
The number of unknowns is 4 in total from aA to dA, so %
All values of aA"'-dA are found.

同様にして、他の中性子計装B。C,Dに対応する(1
)式における未知数aB、bB。
Similarly, another neutron instrumentation B. Corresponding to C and D (1
) unknowns aB and bB in the equation.

CB t dB +°””””t aDtbDPCDt
dD も、求めめることかできる。
CB t dB +°””””t aDtbDPCDt
dD can also be determined.

最小自乗フィッティング計算機26で係数aPybP、
CP、dPを求めた後、次に臨界点予測器27で、(1
)式を使用して、次のように、臨界点におけるポイズン
管引抜番号を予測する。
The least squares fitting calculator 26 calculates the coefficient aPybP,
After calculating CP and dP, the critical point predictor 27 calculates (1
) is used to predict the poison tube withdrawal number at the critical point as follows:

臨界点では(−g>、−0となることから、(I)式は
、ap+bpM+cpM2+d M” =0 ・”・
−・(2)となる。
Since (-g>, -0 at the critical point, equation (I) is ap+bpM+cpM2+d M" = 0 ・"・
-・(2).

(2)式をMについて解き、その根Mをかウス記号〔〕
によって整数〔M〕に変換する。
Solve equation (2) for M, and put the root M in the square symbol []
Convert it to an integer [M] by

ひ0が臨界点における引抜ポイズン管番号となる。hi0 is the drawn poison tube number at the critical point.

P=A、B、C,Dなので〔M〕の中性子計装A、B、
C,Dの各々について求められる。
Since P=A, B, C, D, [M] neutron instrumentation A, B,
It is obtained for each of C and D.

これらをCMPIP= A 、 B 、 C、Dとする
Let these be CMPIP=A, B, C, and D.

求められた4個の値〔MP′JP−A、B、C2Dを比
較して、(MI)) p=A 、 B 、 C、Dが一
致する値を求めるとそれが臨界点における引抜ポイズン
管の番号となる。
The obtained four values [MP'JP- Compare A, B, C2D, (MI)] If you find the value where p = A, B, C, D match, it will be the drawn poison tube at the critical point. will be the number.

4個の値全部が一致しなくても、最低2個の値が一致し
た場合、すなわち[:’MA:l(MB)となった場合
に、臨界であるとしても、実用的にはかまわない。
Even if all four values do not match, it does not matter in practice if at least two values match, that is, [:'MA:l(MB)] is critical. .

以上の臨界点の予測値は、起動における各時点で常に、
ポイズン引抜指示装置30に流れる。
The predicted value of the above critical point is always
It flows to the poison extraction instruction device 30.

臨界点のポイズン管の番号に達するまでは、30よリボ
イズン水位粗調幣弁17に信号が送られ、速い速度でポ
イズン溶液がポイズン溶液タンク16に流下する。
Until the poison pipe number reaches the critical point, a signal from 30 is sent to the revolution water level rough adjustment valve 17, and the poison solution flows down into the poison solution tank 16 at a high speed.

しかし、臨界点近くで引き抜かれるポイズン管のポイズ
ン溶液の引き抜きが治まると、ポイズン引抜指示装置3
0からの信号は、ポイズン微調整弁18に送られ、遅い
速度で、かつ断続的にポイズン溶液を流下させる。
However, when the extraction of the poison solution from the poison tube stops near the critical point, the poison extraction instruction device 3
The signal from 0 is sent to the poison fine adjustment valve 18, which causes the poison solution to flow down at a slow rate and intermittently.

ポイズン微調整弁18の使用により、ポイズン溶液の抜
き過ぎによる出力急上昇が防止できる。
By using the poison fine adjustment valve 18, it is possible to prevent a sudden increase in output due to excessive removal of the poison solution.

以上の実施例では、ポイズン管の引き抜き順序を予め設
定しておいたが、例えば、ポイズン管弓抜順序記憶装置
29が故障して、かつ、運転員が誤って反応価値の大き
なポイズン管の溶液を引き抜いたりして予定の引抜順序
が守られず起動事故があったとしても、中性子逆比記憶
装置25、最小自乗フィッティング計算器26、臨界点
予測器27が正常であり、臨界点において、ポイズン溶
液を遅く引き抜くことができれば、燃料溶融というよう
な大事故は防止することができる。
In the above embodiment, the order of drawing out the poison tubes is set in advance, but for example, if the poison tube bow drawing order storage device 29 malfunctions and the operator mistakenly removes the solution from the poison tube with a large reaction value. Even if a startup accident occurs because the scheduled extraction order is not followed due to pulling out the neutron If the fuel can be pulled out late, major accidents such as fuel melting can be prevented.

第6図はそのような起動事故が起こった時の様子を示し
たものである。
Figure 6 shows what happens when such a startup accident occurs.

燃料温度は最大で1600℃にしかならず、燃料溶融を
起すことはない。
The maximum fuel temperature is only 1,600°C, and the fuel does not melt.

第6図において、イは最大局所出力、口は燃料ペレット
最高温度、ハは燃料被覆最高温度である。
In FIG. 6, A is the maximum local output, the opening is the maximum temperature of the fuel pellet, and C is the maximum temperature of the fuel cladding.

なお第2図の実施例では後備の安全系として、重水ダン
プ装置31,32を有するが、重水ダンプによる負の反
応度投入効果を急速にするために、臨界近接時の重水々
位を第7図に示すごとく、燃料部りまで下げておくこと
が望ましい。
In the embodiment shown in Fig. 2, heavy water dump devices 31 and 32 are provided as a backup safety system, but in order to rapidly reduce the negative reactivity injection effect by the heavy water dump, the heavy water level near the critical level is set to 7. As shown in the figure, it is desirable to lower it to the fuel level.

本実施例によれば、すでに引抜いた複数のポイズン管の
引抜き番号とそれらの操作に対応した中性子計装の複数
の読みとの関係に基づいて臨界点付近で引抜くポイズン
管を予測しているので、臨界点付近で引抜くポイズン管
を臨界点Oこ達するかなり前から精度よく予測すること
ができる。
According to this embodiment, it is possible to predict which poison tubes will be pulled out near the critical point based on the relationship between the extraction numbers of the multiple poison tubes that have already been pulled out and multiple readings of the neutron instrumentation corresponding to those operations. Therefore, the poison tube to be drawn near the critical point can be accurately predicted well before the critical point O is reached.

このため、臨界点付近で引抜くポイズン管の番号を事前
に運転員に知らせることができ、原子炉の運転が容易に
なる。
Therefore, the number of the poison tube to be extracted near the critical point can be notified to the operator in advance, which facilitates the operation of the nuclear reactor.

また、原子炉を安全に臨界に至らしめることができる。Additionally, it is possible to safely bring a nuclear reactor to criticality.

本実施例は、さらに次の効果を奏することができる。This embodiment can further produce the following effects.

(1)急速炉停止用のポイズン管内のポイズン液を引抜
くことにより、炉の起動が可能で、従来の制御系と比べ
、系統が単純となり、運転操作が容易となる。
(1) The reactor can be started by drawing out the poison liquid in the poison pipe for shutting down the rapid reactor, making the system simpler and easier to operate than the conventional control system.

また、プラントの建設コストも低下する。It also reduces plant construction costs.

(2)炉の起動時に生じる可能性のある出力急上昇によ
る燃料溶融事故を防止出来る結果、炉の安全性が向上す
る。
(2) The safety of the furnace is improved as a result of being able to prevent fuel melting accidents due to a sudden increase in output that may occur when starting up the furnace.

(3)重水減速材中に注入する液体ポイズンの操作ひん
度が小さくなる結果、ポイズン樹脂の交換ひん度、重水
のロスが少なくなり、プラントの性能が向上する。
(3) As a result of reducing the frequency of operation of the liquid poison injected into the heavy water moderator, the frequency of replacing the poison resin and the loss of heavy water are reduced, and the performance of the plant is improved.

本発明によれば、すでに引抜いた複数の中性子吸収要素
の引抜き番号とそれらの操作に対応した中性子計装の複
数の読みとの関係に基づいて臨界点付近で引抜く中性子
吸収要素を予測するので、臨界点付近で引抜く中性子吸
収要素を精度よく予測することができる。
According to the present invention, the neutron absorption elements to be extracted near the critical point are predicted based on the relationship between the extraction numbers of the plurality of neutron absorption elements that have already been extracted and the plurality of readings of the neutron instrumentation corresponding to their operations. , it is possible to accurately predict the neutron absorption element that will be extracted near the critical point.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は重水型原子炉の炉心水平新前図、第2図は本発
明の一実施例を示す原子炉臨界近接装置およびその動作
原理を説明する路線図、第3図は、本発明の方法による
ポイズン管内ポイズン液の引抜順序の例、第4図は第3
図の引抜順序でポイズン管1本ずつ溶液を引抜いていっ
た場合の引抜反応度価値、第5図は本発明の方法で臨界
近接を実施した場合の中性子計装の読み逆比の変化から
臨界点を予測する図、第6図は本発明の装置の一部(引
抜順序記憶装置)が故障し、運転員が最大反応度をもつ
ポイズン管の溶液を引抜いた場合の最大局所出力、燃料
ペレット最大温度および燃料被覆温度の時間変化、第7
図はバックアップ停止系の重水ダンプ装置の重水0位と
投入反応度の関係を表わす図である。 4.5,6.7・・・・・・起動領域中性子計装、17
・・・・・・ポイズン水位粗調整弁、18・・・・・・
ポイズン水位微調整弁、25・・・・・・中性子逆比記
憶装置、26・・・・・・最小自乗フィッティング計算
器、27・・・・・・臨界点予測器、29・・・・・・
ポイズン管引抜順序記憶装置、30・・・・・・ポイズ
ン引抜指示装置。
Fig. 1 is a horizontal front view of the core of a heavy water reactor, Fig. 2 is a route diagram illustrating the reactor criticality proximity device and its operating principle, which shows one embodiment of the present invention, and Fig. 3 An example of the order of drawing out the poison liquid in the poison pipe according to the method, Fig. 3
The drawing reactivity value when the solution is drawn out one by one in the drawing order shown in the figure, and Figure 5 shows the criticality value from the change in the inverse ratio read by the neutron instrumentation when near-criticality is carried out using the method of the present invention. Figure 6 shows the maximum local output and fuel pellets when a part of the device of the present invention (drawing order memory device) fails and the operator pulls out the solution from the poison tube with the maximum reactivity. Time variation of maximum temperature and fuel cladding temperature, 7th
The figure is a diagram showing the relationship between the zero position of heavy water and the input reactivity of a heavy water dump device with a backup stop system. 4.5, 6.7...Starting region neutron instrumentation, 17
...Poison water level rough adjustment valve, 18...
Poison water level fine adjustment valve, 25...Neutron inverse ratio storage device, 26...Least squares fitting calculator, 27...Critical point predictor, 29...・
Poison tube extraction order storage device, 30...Poison extraction instruction device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 原子炉の炉心に配置された複数の中性子吸収要素を
予め設定された順番で順次前記炉心から0抜いて、前記
原子炉を臨界に至らしめる原子炉の臨界近接方法におい
て、前記中性子吸収要素の引抜き番号をMl 中性子計
装の読みをNおよび係数をaとした時に、すで(こ引抜
いた複数の前記中性子吸収要素の引抜き番号Mおよびそ
れらの引抜き時において検出された中性子計装の読みN
をそれぞれ記憶し、 の根から臨界点近傍において引抜く前記中性子吸収要素
の引抜き番号Mを予測し、前記臨界点近傍において引抜
く前記中性子吸収要素を、それ以前に引抜かれた前記中
性子吸収要素よりも遅い速度で引抜く原子炉の臨界近接
方法。
[Claims] 1. A near-criticality method for a nuclear reactor, in which a plurality of neutron absorption elements arranged in the core of a nuclear reactor are sequentially removed from the core in a preset order to bring the reactor to criticality. , the extraction number of the neutron absorption element is Ml, the reading of the neutron instrumentation is N, and the coefficient is a. Neutron instrumentation reading N
, predict the extraction number M of the neutron absorption element to be extracted near the critical point from the root, and select the neutron absorption element extracted near the critical point from the neutron absorption element extracted before Near-criticality method for nuclear reactors that also pulls out at a slow speed.
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