JP2016170047A - 原子炉圧力容器内水位推定装置および原子炉圧力容器内水位推定方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】実施形態によれば、原子炉圧力容器内水位推定装置20は、原子炉圧力容器の水位の時間的変化を推定する。原子炉圧力容器内水位推定装置20は、崩壊熱Qを決定する崩壊熱決定部22と、注水の密度ρinおよびエンタルピHinを決定する注水状態量決定部23と、注水質量流量Winを決定する注水流量決定部24と、飽和状態の状態量を決定する飽和状態量決定部25と、崩壊熱Qと注水質量流量WinとエンタルピHinと飽和水エンタルピHfおよび蒸発潜熱Hfgから蒸気発生量Wgを算出する蒸気発生量算出部27と、注水質量流量Win、蒸気発生量Wgおよび飽和水密度ρsに基づいて原子炉圧力容器内推定水位を決定する水位決定部28を有する。
【選択図】図2
Description
以下、BWRの原子炉施設を例にとって、本実施形態を説明する。図1は、第1の実施形態に係る原子炉圧力容器内水位推定装置を含む原子炉圧力容器まわりの構成を示す縦断面図である。炉心1を収納する原子炉圧力容器2が設けられ、原子炉圧力容器2の外側には、原子炉圧力容器2を収納する原子炉格納容器3が設けられている。
Win=ρin・Gin …(1)
Wg=[Q−Win(Hf−Hin)]/Hfg …(2)
dM/dt=Win−Wg …(3)
ΔM=(dM/dt)×Δt …(4)
Vn+1=Vn+ΔM/ρs …(5)
L=L(V) …(6)
図10は、第2の実施形態に係る原子炉圧力容器内水位推定装置の構成を示すブロック図である。本実施形態は、第1の実施形態の変形である。本第2の実施形態は、何らかの原因で、原子炉圧力容器2からの漏えい量が把握可能な場合である。漏えい量が把握可能な場合としては、たとえば、サンプピットなど特定の箇所に漏えいし、その箇所に溜まった冷却水の水位が把握できる場合である。あるいは、流量計を有する配管部分を経由して系外に漏えいした場合である。
dM/dt=( Win−Wg−WL)/ρs …(7)
この結果、推定精度は更に向上する。
図11は、第3の実施形態に係る原子炉圧力容器内水位推定装置の構成を示すブロック図である。本実施形態は、第1の実施形態の変形である。本第3の実施形態は、原子炉圧力容器内水位推定装置20の精度がある程度確保できる場合であり、かつ、水位計4が健全な場合である。本実施形態による原子炉圧力容器内水位推定装置20は、漏えい量推定部29をさらに有する。
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。たとえば、加圧水型原子炉(PWR)のように、同じ軽水冷却型原子炉であれば、基本的に、実施形態と同様の装置あるいは方法により水位の推定が可能である。ただし、PWRは水位が計測されているのは加圧器であるため、較正の部分は適用できない場合がある。
Claims (6)
- 炉心を収納して注水が流入し蒸気が流出する原子炉圧力容器に設けられた圧力計による圧力測定値、前記注水を導く注水配管に設けられた温度計による温度測定値および流量計による体積流量測定値それぞれの出力に基づいて、前記原子炉圧力容器の冷却水の水位の時間的変化を推定する原子炉圧力容器内水位推定装置であって、
原子炉停止系動作信号を受けて以降の時間について前記炉心から発生する崩壊熱Qを決定する崩壊熱決定部と、
前記注水の温度の測定値に基づいて前記注水の密度ρinおよびエンタルピHinを決定する注水状態量決定部と、
前記注水の体積流量測定値Vと密度ρinに基づいて注水質量流量Winを決定する注水流量決定部と、
前記圧力計の測定値に基づいて前記原子炉圧力容器内の液相における保有水の飽和水エンタルピHf、飽和水密度ρs、および蒸発潜熱Hfgを決定する飽和状態量決定部と、
前記崩壊熱Qと、前記注水質量流量Winと、前記エンタルピHinと、前記飽和水エンタルピHfおよび蒸発潜熱Hfgとから前記蒸気の蒸気発生量Wgを算出する蒸気発生量算出部と、
前記注水質量流量Win、前記蒸気発生量Wgおよび前記飽和水密度ρsとに基づいて前記原子炉圧力容器内の推定水位を決定する水位決定部と、
を備えることを特徴とする原子炉圧力容器内水位推定装置。 - 前記蒸気発生量算出部は、前記蒸気の蒸気発生量Wgを次の式により算出することを特徴とする請求項1に記載の原子炉圧力容器内水位推定装置。
Wg=[Q−Win(Hf−Hin)]/Hfg - 前記原子炉圧力容器内の水位を測定する水位計が健全な場合に、前記水位計による水位の時間的変化と前記推定水位の時間的変化の違いに基づいて、前記推定水位を補正する補正部をさらに備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の原子炉圧力容器内水位推定装置。
- 前記原子炉圧力容器内の水位を測定する水位計が健全な場合に、前記水位計による水位と前記推定水位との差に基づいて、前記原子炉圧力容器からの前記冷却水の漏えい量を推定する漏えい量推定部をさらに備えることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の原子炉圧力容器内水位推定装置。
- 炉心を収納して注水が流入し蒸気が流出する原子炉圧力容器に設けられた圧力計による圧力測定値、前記注水を導く注水配管に設けられた温度計による温度測定値および流量計による体積流量測定値それぞれの出力に基づいて、前記原子炉圧力容器内の冷却水の水位の時間的変化を推定する原子炉圧力容器内水位推定方法であって、
崩壊熱決定部が、原子炉停止系動作信号を受けて以降の時間について前記炉心から発生する崩壊熱Qを決定する崩壊熱決定ステップと、
注水状態量決定部が、前記注水の体積流量測定値Vと密度ρinに基づいて注水質量流量Winを決定する注水状態量決定ステップと、
飽和状態量決定部が、前記圧力計の測定値に基づいて前記原子炉圧力容器内の液相における保有水の飽和水エンタルピHf、飽和水密度ρs、および蒸発潜熱Hfgを決定する飽和状態量決定ステップと、
蒸気発生量算出部が、前記崩壊熱Qと、前記注水質量流量Winと、前記エンタルピHinと、前記飽和水エンタルピHfおよび蒸発潜熱Hfgとから前記蒸気の蒸気発生量Wgを算出する蒸気発生量算出ステップと、
水位決定部が、前記注水質量流量Win、前記蒸気発生量Wgおよび前記飽和水密度ρsとに基づいて前記原子炉圧力容器内の推定水位を決定する水位決定ステップと、
を有することを特徴とする原子炉圧力容器内水位推定方法。 - 前記水位決定ステップは、
前記水位決定部が、前記注水質量流量Winおよび前記蒸気発生量Wgに基づいて、所定の時間間隔での前記原子炉圧力容器内の質量変化量ΔMを算出する質量変化量算出ステップと、
前記水位決定部が、前記質量変化量ΔMおよび前記飽和水密度ρsに基づいて前記原子炉圧力容器内の水の体積Vを算出する体積算出ステップと、
前記水位決定部が、前記体積から、体積水位換算テーブルを用いて、前記原子炉圧力容器内の水位の推定値を決定する推定水位決定ステップと、
を有することを特徴とする請求項5に記載の原子炉圧力容器内水位推定方法。
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