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

1992 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 裕之 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 / 軸方向オフセット / 中性子束分布 / 分布定数系 / ロバストサーボ系 / 計算機コード

Research Abstract

最終年度となる平成4年度は、前年度までの研究成果を基にして主として数値シミュレーションを実施することにより当初の研究目的に対して以下のように結論を得た。
(1)前年度のモデリングを主とした理論的な研究結果を基に、沸騰水型原子炉に対するロバストサーボ系の設計問題に対して数値シミュレーションを継続して実施した。こうして前年度において提案した理論の有効性を検証すると同時に、ロバスト性に関する議論を展開した。その結果85%程度の負荷変動に対しては安定な追従が実現できることが確認できたが、それ以上の変動に対しては安定な追従制御が困難であった。この原因としては、ボイドフィードバックに起因する非線形性が考えられる。このことから、前年度までに得られた加圧水型原子炉に対する結果と比較して、沸騰水型原子炉の場合にはよりロバスト安定なフィードバック制御系の構成が要求されることが明らかになった。このために今後H∞制御理論などを適用したより高度な制御系の設計が課題となろう。
(2)(1)の研究はしかし、実炉内の中性子束分布を必ずしも詳細には表現していない。そこでより詳細なモデルに基づいて制御効果を検証すベく、主として沸騰水型原子炉に対して高速中性子を考慮した2群モデルによる数値シミュレーションコードを開発した。特に、炉心内部の温度及びボイドフィードバック効果を詳細に実現するために、熱の伝導過程、冷却水中のボイド発生過程(二相流過程)の計算機コードを開発した。これにより熱の伝導過程を考慮した中性子束分布の過渡現象に対して数値シミュレーションを実施して有効な解析結果を得ることができた。一方、二相流過程に関しては、定常状態における各状態の分布に対して計算結果を得るに留まった。今後は、これらの開発したコードを用いて制御系の効果の検証を行っていくことが課題である。