負荷追従運転時における原子炉のゼノン空間振動の制御

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02650199
• Research Institution: Nagoya Institute of Technology
• Principal Investigator: 岩住 哲朗 名古屋工業大学, 工学部, 教授 (70027126)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鵜飼 裕久 名古屋工業大学, 工学部, 助手 (40135405) ; 神藤 久 名古屋工業大学, 工学部, 助教授 (20093099)
• Keywords: 沸騰水型原子炉 / 負荷追従運転 / ゼノン空間振動 / 中性子束分布 / 軸方向オフセット / ロバストサ-ボ系 / 計算機コ-ド

Research Abstract

平成3年度においては当初に計画した通り、沸騰水型原子炉に対する研究を中心として実施した。沸騰水型原子炉に関しては過去において分布定数系に対する制御問題として殆ど研究がなされておらず、そこでまず分布制御を目的としたモデリングについて検討が加えられた。沸騰水型原子炉においては炉内の熱伝達の過程が複雑であり、水蒸気と水が流路中を流れている状態(二相流現象)を考慮しなければならない。特にこの現象によって生じる気泡(ボイド)の内部フィ-ドバック効果が制御系(再循環流量)に与える影響は重要であり、そのため炉心内の動特性をよく反映し、且つ制御系の設計を容易にするための適切なモデル化が要求された。そこで、冷却水の飽和点以上においては熱の発生がすべて冷却水の蒸気化に要されるものとした簡略モデルが採用され、それにより制御系の設計及びシミュレ-ションが実施された。このモデルは二相流現象のダイナミックスを必ずしもよく反映しているとはいい難いが基礎的なモデルとしては適切であると考えられる。しかし、このモデルでもボイドフィ-ドバック効果は非線形性が強く、加圧水型原子炉において得られた結果と比較すると制御則を求める上でロバスト性が間題となった。既ち、負荷の大きな変動に対して、炉内の中性子束分布を歪なく追従させることが困難であることがシミュレ-ションによって明らかになった。今後はよりロバストな制御系を設計していく必要があると思われる。一方、実炉ベ-スで制御性能の有効性を確認することを目的とした計算機コ-ドの構築を実施した。炉内の現象を詳細に表現するためには高速中性子を考慮した二群モデルに基づく計算が必要であるが、今年度は前年度に開発した差分法による炉心分布計算モジュ-ルに燃料及ぶ冷却水の熱伝達過程計算モジュ-ルを加えたコ-ドを開発して定常状態解の計算を実施し、種々のフィ-ドバック効果についての検証を行った。