JPH1184060A - Method and device for calculating output distribution of fast reactor - Google Patents

Method and device for calculating output distribution of fast reactor

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JPH1184060A
JPH1184060A JP9236232A JP23623297A JPH1184060A JP H1184060 A JPH1184060 A JP H1184060A JP 9236232 A JP9236232 A JP 9236232A JP 23623297 A JP23623297 A JP 23623297A JP H1184060 A JPH1184060 A JP H1184060A
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JP
Japan
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calculation
core
assembly
irradiation
power distribution
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JP9236232A
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Japanese (ja)
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Mitsuaki Yamaoka
岡 光 明 山
Masatoshi Kawashima
島 正 俊 川
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for calculating the output distribution of a fast reactor by which the output distribution and neutron flux distribution of the reactor can be calculated in detail by taking the heterogeneousness of a fuel assembly for irradiation into consideration and the changes of the distributions by burning can be calculated in a short time and a calculating device used for the method. SOLUTION: In a method for calculating output distribution of fast reactor, the calculation of three-dimensional neutron diffusion is performed for calculating the neutron flux distribution and output distribution of the whole core of a fast reactor by using a nuclear cross-sectional area prepared based on the composition of each fuel assembly in the core of the fast reactor. Then the calculation of two-dimensional neutron diffusion is performed for calculating the neutron flux distribution and output distribution at every two-dimensional cross section in the horizontal direction of the core by using the axial buckling of each assembly and nuclear fusion radiation source distribution of the fuel assemblies of the core obtained as a result of the three- dimensional neutron diffusion calculation by performing node division in more detail than that performed in the three-dimensional neutron diffusion calculation.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高速炉の出力分布
計算方法及び計算装置に関し、さらに詳しくは高速炉の
照射用集合体内の詳細な出力分布及びその履歴を効率よ
く計算するための高速炉の出力分布計算方法及び計算装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for calculating a power distribution of a fast reactor, and more particularly, to a fast reactor for efficiently calculating a detailed power distribution and its history in an irradiation assembly of a fast reactor. And an apparatus for calculating an output distribution.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、高速炉の炉心燃料に対して高線出
力、高燃焼度化などの高性能化を図るために種々の燃料
集合体が開発されている。そして、新たに開発された燃
料集合体は、その性能の確認のために高速炉炉心に装荷
されて照射特性試験が行われる。
2. Description of the Related Art In recent years, various fuel assemblies have been developed in order to achieve high performance such as high linear output and high burn-up for core fuel of fast reactors. Then, the newly developed fuel assembly is loaded into a fast reactor core and an irradiation characteristic test is performed to confirm its performance.

【0003】この照射特性試験を実施する場合、高速炉
炉心には、臨界を保持して出力を確保し、運転を継続す
るための炉心燃料集合体と、照射試験用の燃料集合体と
が装荷される。さらに、より高性能な吸収体や遮蔽体等
の炉心材料の試験のために特別な集合体が装荷されるこ
ともある。以下では、これらの照射用の燃料や材料を含
む特別な集合体を「照射用集合体」と称する。
When performing the irradiation characteristics test, a fast reactor core is loaded with a core fuel assembly for maintaining criticality, securing output, and continuing operation, and a fuel assembly for an irradiation test. Is done. In addition, special assemblies may be loaded for testing core materials such as higher performance absorbers and shields. Hereinafter, a special assembly including these irradiation fuels and materials is referred to as an “irradiation assembly”.

【0004】炉心燃料集合体は同一の燃料ピンを数多く
束ねた形状であるが、照射用集合体はその目的や照射条
件の調整、取り扱い、また、燃料としての核特性の調整
のため種々の構造を持ち、一般に炉心燃料集合体よりも
構造が複雑である。
[0004] The core fuel assembly has a shape in which many identical fuel pins are bundled, and the irradiation assembly has various structures for adjusting its purpose and irradiation conditions, handling, and adjusting nuclear properties as a fuel. And generally has a more complicated structure than a core fuel assembly.

【0005】図3(A)、(B)は、それぞれ、典型的
な炉心燃料集合体及び照射用集合体の断面図である。図
3(A)に示したように炉心燃料集合体は、多数の炉心
燃料ピン6をラッパ管7の内部に収納して構成されてい
る。
FIGS. 3A and 3B are cross-sectional views of typical core fuel assemblies and irradiation assemblies, respectively. As shown in FIG. 3 (A), the core fuel assembly is configured by accommodating a large number of core fuel pins 6 inside a trumpet tube 7.

【0006】また、図3(B)に示したように照射用集
合体は、内部が6つの小さな集合体、すなわち照射用セ
グメント8にわかれている。それぞれのセグメント8に
は、照射用炉心燃料ピン9、MA混合燃料ピンI10、
MA混合燃料ピンII11、及びFP消滅用ピン12が装
荷される。これにより、各セグメント8において、組成
や寸法、照射期間などの異なる何種類もの照射用燃料ピ
ン等を同時に装荷することができ、核燃料を含まない模
擬燃料ピンを装荷することもできる。
Further, as shown in FIG. 3B, the irradiation assembly is divided into six small assemblies, that is, irradiation segments 8. Each segment 8 includes an irradiation core fuel pin 9, an MA mixed fuel pin I10,
The MA mixed fuel pin II11 and the FP extinguishing pin 12 are loaded. Thus, in each segment 8, several types of irradiation fuel pins having different compositions, dimensions, irradiation periods, and the like can be loaded at the same time, and a simulated fuel pin containing no nuclear fuel can be loaded.

【0007】このように、照射用集合体は炉心燃料集合
体よりも複雑な構造を有するために、その内部における
中性子束の空間分布及びエネルギー分布が炉心燃料集合
体に比べて複雑である。
As described above, since the irradiation assembly has a more complicated structure than the core fuel assembly, the spatial distribution and the energy distribution of the neutron flux inside the irradiation assembly are more complicated than the core fuel assembly.

【0008】高速炉炉心の実効増倍率や各燃料集合体の
出力を求めるための炉心核計算においては、通常、各集
合体を水平方向に完全に均質化して核断面積を求め、均
質体系での多群拡散方程式を有限差分法により解く。有
限差分法では炉心を径方向、軸方向にノードと呼ばれる
小体積に分割して、各ノード内で上記方程式が成立する
とする。この方程式を解くことにより、各ノードの中性
子束や出力を求めることができる。
In the core calculation for obtaining the effective multiplication factor of the fast reactor core and the output of each fuel assembly, usually, each assembly is completely homogenized in the horizontal direction to obtain a nuclear cross-sectional area, and a homogeneous system is used. Solve the multi-group diffusion equation by the finite difference method. In the finite difference method, the core is divided radially and axially into small volumes called nodes, and the above equations are assumed to be satisfied in each node. By solving this equation, the neutron flux and output of each node can be obtained.

【0009】一般に高速炉では軽水炉などの熱中性子炉
に比べて中性子のエネルギーが高く平均自由工程が長い
ため、燃料集合体内部の非均質性を考慮する必要性が小
さく、吸収が強い制御棒を除いては非均質性を無視して
も炉心核計算に大きな誤差をもたらさない。これには炉
心燃料集合体が前記のように単一の組成からなる多くの
細い燃料ピンからなることも寄与している。このため、
燃料集合体の径方向断面について、各ノードの組成は均
一化されており、また、ノード分割数も計算時間や計算
機記憶容量を考慮して六角形の断面あたり1から6個程
度となっている。
In general, since a fast reactor has a higher neutron energy and a longer mean free path than a thermal neutron reactor such as a light water reactor, it is not necessary to consider the inhomogeneity inside the fuel assembly and a control rod having a strong absorption is required. Except for the inhomogeneity, there is no significant error in core calculation. This also contributes to the fact that the core fuel assembly is made up of many thin fuel pins of a single composition as described above. For this reason,
In the radial cross section of the fuel assembly, the composition of each node is uniform, and the number of node divisions is about 1 to 6 per hexagonal cross section in consideration of calculation time and computer storage capacity. .

【0010】また、照射用集合体は炉心燃料集合体に比
べて大幅に非均質な構造を持っているが、この照射用集
合体についても従来からその非均質性は無視して核断面
積が作成されている。このように作成された核断面積を
用いて、炉心の三次元拡散計算を行い、照射用集合体の
出力分布や燃焼特性が求められている。
[0010] The irradiation assembly has a significantly non-homogeneous structure as compared with the core fuel assembly. However, this irradiation assembly has conventionally ignored its inhomogeneity and has a nuclear cross-sectional area. Have been created. Using the nuclear cross-section created in this way, a three-dimensional diffusion calculation of the reactor core is performed, and the power distribution and combustion characteristics of the irradiation assembly are obtained.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】照射用集合体において
は上述のように内部構造が炉心燃料集合体に比べて複雑
である。セグメントごとに核分裂性物質割合の異なる燃
料が装荷されたり、あるセグメントでは核分裂性物質が
全く装荷されていない場合が生じる。場所ごとの中性子
スペクトルは、その場所の核分裂性物質や減速物質の割
合に応じて変化するため、照射用集合体の内部では、場
所ごとに中性子スペクトルが異なってくる。
As described above, the internal structure of the irradiation assembly is more complicated than that of the core fuel assembly. A fuel having a different fissile material ratio may be loaded in each segment, or a certain segment may not be loaded with any fissile material. The neutron spectrum at each location changes according to the proportion of the fissile material or moderator at that location, so that the neutron spectrum differs from location to location within the irradiation assembly.

【0012】しかしながら、従来の炉心核計算では、照
射用集合体の内部は均質と仮定して核断面積を求めてい
る。このような扱いにより、照射用集合体の内部におけ
る中性子スペクトルは均一化されてしまい、エネルギー
ごとの核断面積と中性子束を乗じて得られるUやPuの
各同位元素の反応率分布、例えば、核分裂分布や中性子
捕獲率分布は現実の非均質構造を反映した場合とは異な
ってくる。この場合、照射用集合体における各照射用燃
料ピンの出力や燃焼による組成変化を精度良く求めるこ
とができない。
However, in the conventional core calculation, the nuclear cross section is obtained on the assumption that the inside of the irradiation assembly is homogeneous. By such treatment, the neutron spectrum inside the irradiation assembly is uniformed, and the reaction rate distribution of each isotope of U and Pu obtained by multiplying the neutron flux by the nuclear cross section for each energy, for example, The distribution of fission and neutron capture rate will differ from the one that reflects the actual heterogeneous structure. In this case, the output of each irradiation fuel pin in the irradiation assembly and the composition change due to combustion cannot be accurately obtained.

【0013】非均質構造を考慮する方法として従来から
取られている方法は、あらかじめ集合体単位の非均質計
算を実施し、得られた中性子束分布により、集合体内の
各領域の核断面積を重みづけ、反応率が保存されるよう
に集合体平均の核断面積を求め、これを炉心計算に適用
することが考えられる。
[0013] A conventional method for considering the inhomogeneous structure is to perform an inhomogeneous calculation on an aggregate basis in advance, and to calculate the nuclear cross-sectional area of each region in the aggregate based on the obtained neutron flux distribution. It is conceivable to calculate the average nuclear cross section so that the weight and the reaction rate are preserved, and apply this to the core calculation.

【0014】この方法は簡易であるが、その集合体が炉
心内で中性子スペクトル変化の大きい場所にある場合に
は、集合体単位の非均質計算が炉心全体を計算範囲にい
れていないため、正確な中性子スペクトルが得られず、
その結果得られた集合体平均の核断面積が正確でないこ
と、また、かりに集合体平均の核断面積が正確な場合で
もそれは集合体単位の反応量が正確に得られるだけで実
際の非均質構造各部分の反応量は求められず、照射用集
合体の詳細な核特性は得られない。
Although this method is simple, if the assembly is located in a place where the neutron spectrum change is large in the core, the inhomogeneous calculation for each assembly does not include the entire core in the calculation range. Neutron spectrum is not obtained,
The resulting aggregate-average nuclear cross-section is inaccurate, and even if the aggregate-average nuclear cross-section is accurate, it is only possible to accurately obtain the reaction amount of the aggregate unit, The amount of reaction of each part of the structure is not determined, and detailed nuclear properties of the irradiation assembly cannot be obtained.

【0015】これに対して照射用集合体内の詳細な特性
を直接求める方法として、炉心計算において照射用集合
体内を詳細にノード分割し、非均質構造を扱った計算と
することが考えられる。しかしながら、一般に用いられ
ている有限差分法では、非均質性が小さくそれほどノー
ド分割を詳細にする必要がないような、炉心の大部分を
占める炉心燃料集合体までも同一のノード分割となり、
計算時間や計算機記憶容量が大幅に増加する。
On the other hand, as a method for directly obtaining detailed characteristics in the irradiation assembly, a calculation may be considered in which the irradiation assembly is divided into nodes in the core calculation in detail and a non-homogeneous structure is handled. However, the commonly used finite difference method has the same node division even for the core fuel assemblies that occupy most of the core, where the inhomogeneity is small and the node division need not be so detailed.
Calculation time and computer storage capacity are greatly increased.

【0016】さらに、照射が進むにつれて燃料組成が変
化し、出力分布が変化していくため、一定の燃焼期間ご
とに組成の燃焼計算を行い、それに基づき三次元炉心計
算を行う必要があるが、上記のように詳細なノードの炉
心全体の三次元計算を燃焼期間ごとに反復するのは、膨
大な計算時間と計算機の記憶容量を要することになる。
Further, as the irradiation progresses, the fuel composition changes, and the power distribution changes. Therefore, it is necessary to calculate the combustion of the composition every fixed combustion period, and to perform the three-dimensional core calculation based on the calculation. Repeating the three-dimensional calculation of the entire core of the detailed node for each combustion period as described above requires enormous calculation time and storage capacity of the computer.

【0017】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、照射用集合体の非均質性を考慮した詳細な出力
分布及び中性子束分布を計算でき、さらに、それらの燃
焼による変化を短時間で計算できる高速炉の出力分布計
算方法及び計算装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and can calculate a detailed power distribution and a neutron flux distribution in consideration of the inhomogeneity of an irradiation assembly. An object of the present invention is to provide a method and a device for calculating the power distribution of a fast reactor that can be calculated in time.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明によ
る高速炉の出力分布計算方法は、高速炉の炉心内各燃料
集合体の組成に基づいて作成した核断面積を用いて炉心
全体の中性子束分布及び出力分布を計算する三次元中性
子拡散計算を行い、この三次元中性子拡散計算からの各
集合体の軸方向バックリング及び炉心燃料集合体の核分
裂線源分布を用いて、炉心水平方向の二次元断面ごとに
中性子束分布及び出力分布を計算する二次元中性子拡散
計算を、前記三次元中性子拡散計算の場合よりも詳細な
ノード分割で行うことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for calculating a power distribution of a fast reactor, comprising the steps of: using a nuclear cross-sectional area created based on the composition of each fuel assembly in the core of the fast reactor; A three-dimensional neutron diffusion calculation is performed to calculate the neutron flux distribution and the power distribution. Using the axial buckling of each assembly from the three-dimensional neutron diffusion calculation and the fission source distribution of the core fuel assembly, the core horizontal direction is calculated. The two-dimensional neutron diffusion calculation for calculating the neutron flux distribution and the output distribution for each two-dimensional cross section is performed by more detailed node division than in the three-dimensional neutron diffusion calculation.

【0019】請求項2記載の発明による高速炉の出力分
布計算方法は、高速炉の炉心内各燃料集合体の組成に基
づいて作成した核断面積を用いて炉心全体の中性子束分
布及び出力分布を計算する三次元中性子拡散計算を行
い、この三次元中性子拡散計算からの照射用集合体表面
での中性子束と中性子流との比で表される境界条件及び
各集合体の軸方向バックリングを用いて、照射用集合体
のみを対象として水平方向の二次元断面ごとに中性子束
分布及び出力分布を計算する二次元中性子拡散計算を、
前記三次元中性子拡散計算の場合よりも詳細なノード分
割で行うことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for calculating a power distribution of a fast reactor, wherein a neutron flux distribution and a power distribution of the entire core are obtained by using a nuclear cross-sectional area prepared based on a composition of each fuel assembly in the core of the fast reactor. The three-dimensional neutron diffusion calculation is performed, and the boundary condition expressed by the ratio of the neutron flux and the neutron flow on the irradiation assembly surface from the three-dimensional neutron diffusion calculation and the axial buckling of each assembly are calculated. Using, two-dimensional neutron diffusion calculation to calculate the neutron flux distribution and output distribution for each horizontal two-dimensional cross section only for the irradiation assembly,
It is characterized by performing the node division in more detail than in the case of the three-dimensional neutron diffusion calculation.

【0020】請求項3記載の発明による高速炉の出力分
布計算方法は、二次元中性子拡散計算は、照射用集合体
を中心として周囲の6体又は18体の炉心燃料集合体又
は制御棒を含む部分炉心領域を対象として中性子束分布
及び出力分布を計算することを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a fast reactor power distribution calculation method, wherein the two-dimensional neutron diffusion calculation includes six or eighteen core fuel assemblies or control rods around the irradiation assembly. The neutron flux distribution and the power distribution are calculated for the partial core region.

【0021】請求項4記載の発明による高速炉の出力分
布計算方法は、高速炉の炉心内各燃料集合体の組成に基
づいて作成した核断面積を用いて炉心全体を対象として
中性子束分布及び出力分布を計算する三次元中性子拡散
計算を行い、この三次元中性子拡散計算からの照射用集
合体表面での中性子束と中性子流との比で表される境界
条件を用いて、照射用集合体のみを対象として中性子束
分布及び出力分布を計算する三次元中性子拡散計算を、
前記炉心全体を対象とする三次元中性子拡散計算の場合
よりも詳細なノード分割で行うことを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for calculating a power distribution of a fast reactor, wherein the neutron flux distribution and the neutron flux distribution for the entire core are determined by using a nuclear cross-sectional area created based on the composition of each fuel assembly in the core of the fast reactor. A three-dimensional neutron diffusion calculation to calculate the power distribution is performed, and the irradiation assembly is calculated using the boundary condition represented by the ratio of the neutron flux to the neutron flux on the irradiation assembly surface from the three-dimensional neutron diffusion calculation. Three-dimensional neutron diffusion calculation to calculate the neutron flux distribution and output distribution only for
It is characterized in that the node division is performed in more detail than in the case of the three-dimensional neutron diffusion calculation for the entire core.

【0022】請求項5記載の発明による高速炉の出力分
布計算方法は、炉心全体の三次元中性子拡散計算に引き
続いて行われる三次元中性子拡散計算は、照射用集合体
を中心として周囲の6体又は18体の炉心燃料集合体又
は制御棒を含む部分炉心領域を対象として行われること
を特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the fast reactor power distribution calculation method, wherein the three-dimensional neutron diffusion calculation performed subsequent to the three-dimensional neutron diffusion calculation of the entire reactor core includes six irradiation objects around the irradiation assembly. Alternatively, the process is performed on a partial core region including 18 core fuel assemblies or control rods.

【0023】請求項6記載の発明による高速炉の出力分
布計算方法は、高速炉の炉心内各燃料集合体の組成に基
づいて作成した核断面積を用いて炉心全体を対象として
中性子束分布及び出力分布を計算する三次元中性子拡散
計算を行い、この三次元中性子拡散計算からの照射用集
合体の軸方向バックリング及び集合体表面での中性子束
を用いて、照射用集合体のみを対象として軸方向の断面
ごとに中性子束分布及び出力分布を計算する二次元中性
子拡散計算を行い、前記照射用集合体のみを対象とする
二次元中性子拡散計算は、照射用集合体の内部を組成の
異なる複数の均質化領域に分割して、各領域境界におけ
る中性子束及び中性子流の連続条件を用いてそれぞれの
均質化領域における解析解を結合させたものを用いて行
われることを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a power distribution calculation method for a fast reactor, wherein a neutron flux distribution and a neutron flux distribution for the entire core are obtained by using a nuclear cross section created based on the composition of each fuel assembly in the core of the fast reactor. Using the three-dimensional neutron diffusion calculation to calculate the output distribution, using the axial buckling of the irradiation assembly from this three-dimensional neutron diffusion calculation and the neutron flux on the surface of the assembly, targeting only the irradiation assembly Perform two-dimensional neutron diffusion calculation to calculate the neutron flux distribution and power distribution for each axial section, the two-dimensional neutron diffusion calculation targeting only the irradiation aggregate, the interior of the irradiation aggregate has a different composition It is divided into a plurality of homogenized regions, and is performed using a combination of analytical solutions in each homogenized region using continuous conditions of neutron flux and neutron flow at each region boundary To.

【0024】請求項7記載の発明による高速炉の出力分
布計算装置は、高速炉の炉心全体の出力分布とその履歴
を計算する炉心出力分布履歴計算装置と、照射用集合体
の出力分布とその履歴を計算する照射用集合体出力分布
履歴計算装置と、前記炉心出力分布履歴計算装置による
計算と前記照射用集合体出力分布履歴計算装置による計
算とが時間的に同期して進むように制御する全体制御装
置と、を備え、前記炉心出力分布履歴計算装置は、炉心
組成に基づいて炉心内各集合体の核断面積を計算する炉
心核断面積計算装置と、核断面積に基づいて炉心出力分
布を計算する炉心出力分布計算装置と、各集合体の核断
面積を記憶する炉心核断面積記憶装置と、各集合体の組
成を記憶する炉心組成記憶装置と、炉心出力分布から得
られた中性子束分布に基づいて炉心燃焼計算を行う炉心
燃焼計算装置と、を有し、前記照射用集合体出力分布履
歴計算装置は、照射用集合体組成に基づいて各照射用集
合体の核断面積を計算する照射用集合体核断面積計算装
置と、核断面積に基づいて照射用集合体出力分布を計算
する照射用集合体出力分布計算装置と、各集合体の核断
面積を記憶する照射用集合体核断面積記憶装置と、各集
合体の組成を記憶する照射用集合体組成記憶装置と、照
射用集合体出力分布から得られた中性子束分布に基づい
て照射用集合体燃焼計算を行う照射用集合体燃焼計算装
置と、を有し、前記炉心出力分布計算装置及び前記照射
用集合体出力分布計算装置は、それぞれ、請求項1乃至
請求項6のいずれか一項に記載の炉心全体の三次元中性
子拡散計算及び照射用集合体についての詳細出力分布計
算を行い、前記全体制御装置はこれらの計算が定められ
た燃焼時点ごとに反復されるように前記各装置を制御
し、これによって、炉心全体の出力分布履歴を計算しつ
つ、照射用集合体についてはより詳細な出力分布履歴を
計算するようにしたことを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a fast reactor power distribution calculating apparatus for calculating a core power distribution history calculating apparatus for calculating a power distribution and its history of the entire core of a fast reactor, and a power distribution and a power distribution of an irradiation assembly. An irradiation aggregate output distribution history calculation device for calculating a history, and control is performed such that the calculation by the core power distribution history calculation device and the calculation by the irradiation aggregate output distribution history calculation device proceed in time synchronization. An overall control device, wherein the core power distribution history calculation device calculates a core cross section of each assembly in the core based on the core composition, and a core power calculation device based on the core cross section. A core power distribution calculator for calculating the distribution, a core cross-section memory for storing the core cross-sectional area of each assembly, a core composition storage for storing the composition of each assembly, and a core power distribution obtained from the core power distribution Neutron flux And a core combustion calculation device that performs a core combustion calculation based on the irradiation aggregate output distribution history calculation device, wherein the irradiation aggregate output distribution history calculation device calculates a nuclear cross-sectional area of each irradiation aggregate based on the irradiation aggregate composition. Irradiation assembly nuclear cross section calculator, irradiation assembly output distribution calculator for calculating irradiation aggregate output distribution based on nuclear cross section, irradiation assembly for storing nuclear cross section of each assembly A nuclear cross-section storage device, an irradiation assembly composition storage device that stores the composition of each assembly, and an irradiation assembly combustion calculation based on the neutron flux distribution obtained from the irradiation assembly output distribution An assembly combustion calculation device, wherein the core power distribution calculation device and the irradiation assembly power distribution calculation device are respectively tertiary of the entire core according to any one of claims 1 to 6. Neutron diffusion calculation and irradiation assembly The overall control device controls the devices so that these calculations are repeated at each predetermined combustion point, thereby calculating the power distribution history of the entire core, The irradiation aggregate is characterized in that a more detailed output distribution history is calculated.

【0025】請求項8記載の発明による高速炉の出力分
布計算装置は、前記照射用集合体燃焼計算装置により得
られた照射用集合体組成と炉心燃焼計算装置により得ら
れた各集合体組成とを炉心核断面積計算装置へ入力して
核断面積を算出し、算出された核断面積を炉心出力分布
計算装置へ入力することにより、照射用集合体の燃焼計
算の結果を炉心全体の出力分布計算へ反映させるように
したことを特徴とする。
The power distribution calculation apparatus for a fast reactor according to the invention of claim 8 is characterized in that the irradiation assembly composition obtained by the irradiation assembly combustion calculation apparatus and each assembly composition obtained by the core combustion calculation apparatus. Is input to the core cross section calculator to calculate the nuclear cross section, and the calculated core cross section is input to the core power distribution calculator, so that the result of the combustion calculation of the irradiation assembly is output to the entire core. It is characterized in that it is reflected in distribution calculation.

【0026】請求項9記載の発明による高速炉の出力分
布計算装置は、炉心全体の三次元中性子拡散計算に引き
続いて行われる照射用集合体のみ又は照射用集合体と周
囲の6集合体又は18集合体を含む部分炉心領域に対す
る詳細な出力分布計算は、三次元中性子拡散計算から得
たその集合体境界又は部分炉心領域境界における中性子
流と中性子束から計算される角度中性子束を境界条件と
したモンテカルロ計算に基づいて行われることを特徴と
する。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a power distribution calculating apparatus for a fast reactor, comprising: an irradiation assembly only, or an irradiation assembly and a surrounding six-assembly or 18 which are performed following the three-dimensional neutron diffusion calculation of the entire core. The detailed power distribution calculation for the partial core region including the aggregate was performed using the angular neutron flux calculated from the neutron flow and the neutron flux at the boundary of the aggregate or the partial core region obtained from the three-dimensional neutron diffusion calculation as the boundary condition. It is characterized in that it is performed based on Monte Carlo calculation.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】第1実施形態 以下、本発明の第1の実施形態による高速炉の出力分布
計算方法について図面を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First Embodiment A power distribution calculation method for a fast reactor according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0028】第1の実施形態における出力分布計算方法
においては、図1に示すようにまず初めに高速炉の炉心
内各燃料集合体の組成を入力し(ステップ1)、入力さ
れた組成に基づいて各燃料集合体の核断面積を計算する
(ステップ2)。
In the power distribution calculation method according to the first embodiment, first, as shown in FIG. 1, the composition of each fuel assembly in the core of a fast reactor is input (step 1), and based on the input composition, Then, the nuclear cross section of each fuel assembly is calculated (step 2).

【0029】次に、集合体の径方向ノード数が6の炉心
全体の三次元中性子拡散計算を行い(ステップ3)、こ
の三次元中性子拡散計算からの各燃料集合体の炉心水平
方向の二次元断面ごとの軸方向バックリングと炉心燃料
集合体の核分裂線源分布を入力し(ステップ4、ステッ
プ5)、炉心水平方向の二次元断面ごとに径方向ノード
数54の二次元中性子拡散計算を行う(ステップ6)。
二次元拡散計算では照射用集合体の非均質構造をより正
確に扱っている。
Next, a three-dimensional neutron diffusion calculation is performed on the entire core having 6 radial nodes in the assembly (step 3), and the two-dimensional two-dimensional neutron diffusion of each fuel assembly in the core horizontal direction is performed based on the three-dimensional neutron diffusion calculation. The axial buckling for each section and the fission source distribution of the core fuel assembly are input (steps 4 and 5), and two-dimensional neutron diffusion calculation with 54 radial nodes is performed for each two-dimensional section in the horizontal direction of the core. (Step 6).
In the two-dimensional diffusion calculation, the inhomogeneous structure of the irradiation assembly is treated more accurately.

【0030】計算対象とする高速炉炉心の炉心配置は図
2に示すように、81体の六角形状の燃料集合体1と、
3体の照射用集合体4と、7体の制御棒2と、126体
の中性子反射体3とからなる。また、燃料集合体の六角
対面の距離は約10cm、燃料の軸方向高さは60cm
である。
As shown in FIG. 2, the core arrangement of the fast reactor core to be calculated is 81 hexagonal fuel assemblies 1,
It comprises three irradiation assemblies 4, seven control rods 2, and 126 neutron reflectors 3. The distance between the hexagonal faces of the fuel assembly is about 10 cm, and the axial height of the fuel is 60 cm.
It is.

【0031】一般の炉心燃料集合体1及び照射用集合体
4の断面構造を図3(A)、(B)、(C)に示す。こ
のように、炉心燃料集合体1に比べて照射用集合体4で
は、組成の大幅に異なる照射用ピンが何種類も装荷され
ており、非均質性が強くなっている。
FIGS. 3A, 3B and 3C show cross-sectional structures of a general core fuel assembly 1 and an irradiation assembly 4. As described above, in the irradiation assembly 4 compared with the core fuel assembly 1, several types of irradiation pins having significantly different compositions are loaded, and the non-homogeneity is increased.

【0032】また、図4(A)は、三次元拡散計算にお
ける径方向のノード分割図であり、符号13は炉心全体
の三次元拡散計算の径方向ノードを示している。図4
(B)は、炉心全体の三次元拡散計算の軸方向のノード
分割図であり、符号14は炉心全体の三次元拡散計算の
軸方向ノードを示し、符号15、16、17はそれぞれ
ガスプレナム部分、炉心燃料部分、軸方向反射体部分を
示している。
FIG. 4A is a radial node division diagram in the three-dimensional diffusion calculation, and reference numeral 13 denotes a radial node in the three-dimensional diffusion calculation of the whole core. FIG.
(B) is an axial node division diagram of the three-dimensional diffusion calculation of the whole core, wherein reference numeral 14 denotes an axial node of the three-dimensional diffusion calculation of the whole core, and reference numerals 15, 16, and 17 denote gas plenum portions, respectively. 3 shows a core fuel portion and an axial reflector portion.

【0033】炉心全体に対する三次元拡散計算では、図
4(A)、(B)に示すように各燃料集合体内の空間ノ
ードは、径方向に6点、軸方向に燃料部は12点、軸方
向中性子反射体やガスプレナムに対して18点、合計軸
方向30点、すなわち、全集合体で(126+81+3
+7)×6×30=39060のノードが存在する。各
ノード内では組成は均一であり、照射用集合体内部では
径方向に均質化され同一組成が割り当てられている。こ
れが従来法であり、この結果から炉心燃料集合体や照射
用集合体の出力分布を求めている。
In the three-dimensional diffusion calculation for the entire core, as shown in FIGS. 4A and 4B, the space nodes in each fuel assembly have 6 points in the radial direction, 12 points in the fuel direction in the axial direction, and 12 points in the axial direction. 18 points for the directional neutron reflector and gas plenum, 30 points in the total axial direction, that is, (126 + 81 + 3)
+7) × 6 × 30 = 39060 nodes exist. The composition is uniform in each node, and is homogenized in the radial direction and assigned the same composition inside the irradiation assembly. This is the conventional method, and the power distribution of the core fuel assembly and the irradiation assembly is obtained from the result.

【0034】照射用集合体の中性子スペクトルや出力分
布を正確に求めるために、その詳細構造を取り入れるた
めには、集合体の径方向ノード数を最低54に増加する
必要がある。54ノードでは図5に示すように照射用集
合体の構造を取り入れたモデルとすることができる。図
5において符号18、19、20、21、22は、それ
ぞれ、照射用炉心燃料領域、MA混合燃料領域I、MA
混合燃料領域II、FP消滅領域、構造材及び冷却材領域
を示している。
In order to accurately obtain the neutron spectrum and output distribution of the irradiation assembly, it is necessary to increase the number of radial nodes of the assembly to at least 54 in order to incorporate its detailed structure. At the 54 nodes, a model incorporating the structure of the irradiation assembly as shown in FIG. 5 can be used. In FIG. 5, reference numerals 18, 19, 20, 21, and 22 indicate an irradiation core fuel region, an MA mixed fuel region I, and a MA, respectively.
The mixed fuel area II, the FP annihilation area, the structural material and the coolant area are shown.

【0035】照射用のセグメントの配置に対応して集合
体内部が大きく7つの部分に分けられ、この各部分に属
する詳細ノードでは同一組成が割り当てられている。燃
料が存在しない部分では、構造材・冷却材の混合組成が
割り当てられ、集合体の非均質構造が従来法よりも詳細
にモデル化されている。一般に用いられる有限差分法に
よる中性子拡散計算コードでは、ノードの大きさは場所
ごとに一定であるので、全集合体で径方向ノード数が9
倍、すなわち、351540に増加する。これは、計算
機記憶容量や計算時間の大幅な増大をもたらす。
The interior of the assembly is roughly divided into seven parts corresponding to the arrangement of the irradiation segments, and the same composition is assigned to the detailed nodes belonging to each part. In the part where no fuel is present, the mixed composition of the structural material and the coolant is assigned, and the heterogeneous structure of the aggregate is modeled in more detail than the conventional method. In the neutron diffusion calculation code based on the finite difference method, which is generally used, the size of the nodes is constant at each location.
Doubling, ie, 351540. This results in a significant increase in computer storage capacity and calculation time.

【0036】上記の問題を回避するため、第1の実施形
態では上記集合体あたり径方向6ノードの三次元拡散計
算をもとに、炉心水平断面ごとに各集合体の軸方向バッ
クリングと炉心燃料集合体の核分裂線源分布を求めて、
それらを用いて二次元拡散計算を行う。この計算では図
5に示すように集合体あたり径方向54ノードであり、
照射用集合体の詳細な構造が模擬されている。各ノード
は均質な組成であるが、上記のように照射用セグメント
の配置に対応した組成が割り当てられている。
In order to avoid the above problem, in the first embodiment, the axial buckling and the core of each assembly are provided for each core horizontal section based on the three-dimensional diffusion calculation of 6 nodes in the radial direction per assembly. Finding the fission source distribution of the fuel assembly,
Two-dimensional diffusion calculation is performed using them. In this calculation, there are 54 nodes in the radial direction per aggregate as shown in FIG.
The detailed structure of the irradiation assembly is simulated. Although each node has a homogeneous composition, a composition corresponding to the arrangement of the irradiation segments is assigned as described above.

【0037】二次元拡散計算は、三次元計算と同じく軸
方向に12点程度の代表水平面に対して行うが、一般
に、軸方向の集合体構造は比較的一様であり、中性子束
分布・出力分布は径方向に比べなめらかであるので、こ
の程度の点数で軸方向の中性子束分布・出力分布を得る
のは容易である。1回の軸方向平面あたり計算ノードと
しては、(126+81+3+7)×54=11718
である。12平面では総計算ノード数は140616と
なる。これは、全炉心の三次元拡散計算において集合体
あたり径方向54ノードとする従来法の場合の約3分の
1である。実際には、前述のように核分裂線源の反復計
算が速くなるので、計算時間はさらに有利となる。ま
た、一回の計算あたりの計算機記憶容量ははるかに少な
くて済むという利点がある。
The two-dimensional diffusion calculation is performed on a representative horizontal plane having about 12 points in the axial direction, similarly to the three-dimensional calculation. However, in general, the aggregate structure in the axial direction is relatively uniform, and the neutron flux distribution and output Since the distribution is smoother than in the radial direction, it is easy to obtain a neutron flux distribution and an output distribution in the axial direction with such a score. The calculation node per one axial plane is (126 + 81 + 3 + 7) × 54 = 111718
It is. On 12 planes, the total number of calculation nodes is 140616. This is about one third of the conventional method in which the radial direction is 54 nodes per aggregate in the three-dimensional diffusion calculation of the entire core. In practice, the computation time is even more advantageous because of the faster iterative computation of the fission source as described above. Also, there is an advantage that the computer storage capacity per one calculation is much smaller.

【0038】以下、上述した高速炉の出力分布計算にお
ける計算式について説明する。炉心全体の三次元拡散計
算における基礎方程式は次のように表される。
Hereinafter, a calculation formula in the power distribution calculation of the fast reactor described above will be described. The basic equation in the three-dimensional diffusion calculation of the whole core is expressed as follows.

【0039】[0039]

【数1】 (Equation 1)

【0040】ここで、記号は下記のとおりである。Here, the symbols are as follows.

【0041】[0041]

【数2】 (Equation 2)

【0042】この式は各ノードに適用されるもので、本
来、各記号にはノードの添字がつくが、ここでは省略し
た。以下同様である。
This equation is applied to each node. Each symbol is originally given a subscript of the node, but is omitted here. The same applies hereinafter.

【0043】なお、実際には、本方程式の第1項は微係
数を差分化し、また炉心をノード(小体積)に分割し
て、有限差分方程式の形にしてから解くが、本実施形態
の説明には基礎方程式のみを扱えば良いので、有限差分
方程式ではなく、基礎方程式の形で説明を進める。
In practice, the first term of this equation is obtained by differentiating the derivative, and the core is divided into nodes (small volumes) to form a finite difference equation and then solved. Since only the basic equations need to be dealt with in the description, the description will proceed in the form of basic equations instead of finite difference equations.

【0044】上記計算の結果をもとに、二次元計算を行
う各平面における、各燃料集合体の軸方向バックリング
及び炉心燃料集合体の核分裂線源分布を得る。第g群の
軸方向バックリングB g 2 は下記の式により得られる。
Based on the result of the above calculation, the axial buckling of each fuel assembly and the nuclear fission source distribution of the core fuel assembly in each plane where the two-dimensional calculation is performed are obtained. The axial buckling B g 2 of the g-th group is obtained by the following equation.

【0045】[0045]

【数3】 (Equation 3)

【0046】ここで、zは軸方向座標を示し、Z=Z2
及びZ=Z1は、計算対象とする水平面が属する三次元
拡散計算の軸方向ノードの上下の表面を示す。Zに関す
る積分はZ=Z1からZ=Z2まで行う。jに関する総
和は同一集合体に属するノードに関する総和を示す。
Here, z indicates the coordinate in the axial direction, and Z = Z2
And Z = Z1 indicate the upper and lower surfaces of the axial node of the three-dimensional diffusion calculation to which the horizontal plane to be calculated belongs. Integration regarding Z is performed from Z = Z1 to Z = Z2. The sum regarding j indicates the sum regarding nodes belonging to the same aggregate.

【0047】三次元拡散計算に引き続いて行う二次元拡
散計算は下記の式に基づいて行う。
The two-dimensional diffusion calculation subsequent to the three-dimensional diffusion calculation is performed based on the following equation.

【0048】[0048]

【数4】 (Equation 4)

【0049】ここで、記号は下記のとおりである。その
他は前記のものと同一である。 FSg ;三次元拡散計算から求めた第g群の核分裂線源
(固定値) 実効増倍率には、炉心全体の三次元拡散計算の値を入力
する。この方程式に基づく二次元拡散計算においては、
前記炉心全体の三次元拡散計算よりも、燃料集合体のノ
ード分割が細かくなっており、照射用集合体の詳細な非
均質構造が表されるようになっている。
Here, the symbols are as follows. Others are the same as those described above. FS g ; Fission source of group g obtained by three-dimensional diffusion calculation (fixed value) For the effective multiplication factor, the value of three-dimensional diffusion calculation of the entire core is input. In the two-dimensional diffusion calculation based on this equation,
The node division of the fuel assembly is finer than the three-dimensional diffusion calculation of the entire core, and a detailed non-homogeneous structure of the irradiation assembly is represented.

【0050】これにより、炉心全体の三次元計算のみを
行う従来手法に比べて、正確な集合体内の詳細な出力分
布や中性子束分布を計算できる。また、同程度の詳細ノ
ード計算を三次元体系で行う場合と比べて大幅に計算時
間を短縮でき、計算機記憶容量も少ないものとできる。
This makes it possible to calculate more accurate power distribution and neutron flux distribution in the assembly as compared to the conventional method of performing only three-dimensional calculation of the entire core. Further, the calculation time can be greatly reduced as compared with the case where the same detailed node calculation is performed by a three-dimensional system, and the computer storage capacity can be reduced.

【0051】二次元拡散計算においては、三次元問題を
二次元問題とするため、軸方向バックリングを用いた擬
似吸収項により軸方向のもれを扱う。一般に、軸方向の
非均質性は小さいため、この近似の精度は十分良い。ま
た、炉心燃料集合体の核分裂線源を固定核分裂線源とし
ているため、核分裂線源に関する反復計算は照射用集合
体だけに必要であるので、計算時間の点で有利である。
In the two-dimensional diffusion calculation, in order to convert a three-dimensional problem into a two-dimensional problem, leakage in the axial direction is handled by a pseudo absorption term using axial buckling. In general, the accuracy of this approximation is good enough because the axial inhomogeneity is small. In addition, since the fission radiation source of the core fuel assembly is a fixed fission radiation source, iterative calculations regarding the fission radiation source are required only for the irradiation assembly, which is advantageous in terms of calculation time.

【0052】二次元拡散計算は詳細ノードであるが、炉
心燃料集合体の核分裂線源の反復計算が不要なので、三
次元拡散計算と同一の軸方向ノードごとに繰り返し計算
したとしても、同程度の詳細ノード計算を三次元体系で
行う従来手法と比べて大幅に計算時間を短縮できる。な
お、炉心燃料集合体の非均質性は小さいので、三次元拡
散計算からの核分裂線源は十分精度が良い。
Although the two-dimensional diffusion calculation is a detailed node, since iterative calculation of the fission radiation source of the core fuel assembly is unnecessary, even if the calculation is repeated for each of the same axial nodes as the three-dimensional diffusion calculation, the same degree is obtained. The calculation time can be greatly reduced as compared with the conventional method of performing detailed node calculation in a three-dimensional system. Since the inhomogeneity of the core fuel assembly is small, the fission source obtained from the three-dimensional diffusion calculation is sufficiently accurate.

【0053】第2実施形態 次に、本発明の第2の実施形態による高速炉の出力分布
計算方法について図面を参照して説明する。
Second Embodiment Next, a power distribution calculation method for a fast reactor according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0054】第2の実施形態における出力分布計算方法
においては、図6に示したようにまず初めに各集合体の
組成を入力し(ステップ10)、入力された組成に基づ
いて各集合体の核断面積を計算する(ステップ11)。
次に、集合体あたり径方向ノード数6の炉心全体の三次
元中性子拡散計算を行い(ステップ12)、この三次元
中性子拡散計算からの各集合体の軸方向バックリング及
び照射用集合体表面での中性子束と中性子流の比で表さ
れる境界条件を入力し(ステップ13、ステップ1
4)、照射用集合体のみを対象とした水平方向の二次元
断面ごとの二次元中性子拡散計算を径方向ノード数54
で行う(ステップ15)。このように本実施形態におい
ては照射用集合体の非均質構造をより正確に扱ってい
る。
In the output distribution calculation method according to the second embodiment, first, as shown in FIG. 6, the composition of each assembly is input (step 10), and based on the input composition, the composition of each assembly is determined. A nuclear cross section is calculated (step 11).
Next, a three-dimensional neutron diffusion calculation is performed for the entire core having 6 radial nodes per assembly (step 12), and the axial buckling and irradiation surface of each assembly from the three-dimensional neutron diffusion calculation are performed. Input the boundary condition expressed by the ratio of neutron flux to neutron flow (step 13, step 1)
4) The two-dimensional neutron diffusion calculation for each two-dimensional cross section in the horizontal direction targeting only the irradiation assembly
(Step 15). As described above, in the present embodiment, the non-homogeneous structure of the irradiation assembly is more accurately handled.

【0055】二次元拡散計算における照射用集合体は、
図3(B)、(C)と同じノード組成となっている。こ
の二次元拡散方程式は、照射用集合体のみを含むもので
あり、構造を詳細に扱うために非常に詳細なノード分割
としても計算時間が速いという利点がある。すなわち、
径方向54ノードとして、軸方向12平面を繰り返し解
いても、総ノード数は54×12=648となり、炉心
全体でこの詳細ノード三次元拡散計算を行う場合よりも
約500分の1のノード数で済むという利点がある。
The irradiation assembly in the two-dimensional diffusion calculation is
The node composition is the same as in FIGS. 3B and 3C. This two-dimensional diffusion equation includes only the irradiation aggregate, and has an advantage that the calculation time is short even if a very detailed node division is used to handle the structure in detail. That is,
Even if the 12 axial planes are repeatedly solved as 54 nodes in the radial direction, the total number of nodes is 54 × 12 = 648, which is about 1/500 the number of nodes compared to the case where this detailed node three-dimensional diffusion calculation is performed for the entire core. There is an advantage that it can be completed.

【0056】以下、上記出力分布計算における計算式に
ついて説明する。炉心全体の三次元拡散計算における基
礎方程式は前述の(1)式のように表される。この計算
結果から、引き続き照射用集合体に関する二次元拡散計
算を行う各平面における照射用集合体の軸方向バックリ
ングと表面の境界条件を求める。軸方向バックリングは
(3)式により、また境界条件は二次元拡散計算での外
部境界となる各表面に対して各エネルギー群ごとに以下
の式で求められる。
The calculation formula in the output distribution calculation will be described below. The basic equation in the three-dimensional diffusion calculation of the entire core is expressed as the above-mentioned equation (1). From this calculation result, the axial buckling of the irradiation assembly and the boundary conditions of the surface in each plane where the two-dimensional diffusion calculation for the irradiation assembly is subsequently performed are obtained. The axial buckling is obtained by the equation (3), and the boundary condition is obtained by the following equation for each energy group with respect to each surface serving as an outer boundary in the two-dimensional diffusion calculation.

【0057】[0057]

【数5】 (Equation 5)

【0058】ここで、記号は下記のとおりである。その
他の記号は前記のとおりである。 λg ;境界条件を数値として示す記号(第g群) n;二次元拡散計算での外部境界となる表面に対する法
Here, the symbols are as follows. Other symbols are as described above. λ g ; symbol indicating boundary conditions as numerical values (g group) n; normal to the surface that is the outer boundary in two-dimensional diffusion calculation

【0059】この境界条件は炉心全体の三次元拡散計算
でも入力条件として与えられる一般的なものである。炉
心全体の三次元拡散計算では炉心と外部との境界に適用
され、通常外部が真空の場合、拡散理論に基づき0.4
692が与えられる。これに対して、この二次元拡散計
算では照射用集合体の表面に対して適用されることと、
境界条件の数値を三次元拡散計算の結果より求める点が
異なる。
This boundary condition is a general condition given as an input condition in the three-dimensional diffusion calculation of the whole core. In the three-dimensional diffusion calculation of the whole core, it is applied to the boundary between the core and the outside.
692 are provided. In contrast, this two-dimensional diffusion calculation is applied to the surface of the irradiation assembly,
The difference is that the numerical value of the boundary condition is obtained from the result of the three-dimensional diffusion calculation.

【0060】これらを用いて照射用集合体の各水平面に
ついて以下の方程式で表される二次元拡散計算を行う。
Using these, a two-dimensional diffusion calculation represented by the following equation is performed for each horizontal plane of the irradiation assembly.

【0061】[0061]

【数6】 (Equation 6)

【0062】ここで、記号は前記のとおりである。Here, the symbols are as described above.

【0063】計算範囲は照射用集合体のみである。この
二次元中性子拡散計算では、前記境界条件により当該照
射用集合体が炉心に配置された状況での外部からの中性
子の流入や外部への流出を模擬することできる。また、
軸方向バックリングによる擬似吸収項により軸方向のも
れを模擬している。この計算では三次元拡散計算よりも
詳細なノードにより照射用集合体の非均質構造を扱って
おり、従来手法に比べて中性子スペクトルの微細な空間
分布を求めることができ、詳細な出力分布を精度よく求
めることができる。
The calculation range is only the irradiation assembly. In the two-dimensional neutron diffusion calculation, it is possible to simulate the inflow and outflow of neutrons from the outside in a situation where the irradiation aggregate is arranged in the core by the boundary condition. Also,
The leakage in the axial direction is simulated by the pseudo absorption term due to the axial buckling. In this calculation, the non-homogeneous structure of the irradiation assembly is handled using more detailed nodes than in the three-dimensional diffusion calculation, and the fine spatial distribution of the neutron spectrum can be obtained compared to the conventional method, and the detailed output distribution can be calculated with high accuracy. Can be asked well.

【0064】前記二次元拡散計算は詳細ノードである
が、当該照射用集合体だけを計算モデルに含むため、計
算時間が非常に短く、同程度の詳細ノード計算を三次元
体系で行う場合と比べて大幅に計算時間を短縮でき、計
算機記憶容量も少ないものとできる。
Although the two-dimensional diffusion calculation is a detailed node, the calculation time is extremely short because only the irradiation aggregate is included in the calculation model, and the same detailed node calculation is performed in a three-dimensional system. Thus, the calculation time can be greatly reduced, and the computer storage capacity can be reduced.

【0065】第3実施形態 次に、本発明の第3の実施形態による高速炉の出力分布
計算方法について図面を参照して説明する。
Third Embodiment Next, a method for calculating the power distribution of a fast reactor according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0066】第3の実施形態は、上述した第2の実施形
態において、二次元中性子拡散計算が照射用集合体を中
心として周囲の6体又は18体の炉心燃料集合体又は制
御棒を含む部分炉心領域を対象とするものである。
The third embodiment is different from the above-described second embodiment in that the two-dimensional neutron diffusion calculation is performed by using the irradiation fuel assembly as a center and including the surrounding six or eighteen core fuel assemblies or control rods. It is intended for the core region.

【0067】計算の流れは第2の実施形態と同様であ
る。すなわち、この部分炉心領域の表面の境界条件であ
るラムダ値λg を三次元拡散計算から求め、これをその
部分炉心領域を対象とした、軸方向水平面ごとの二次元
拡散計算の境界条件として入力する。
The flow of calculation is the same as in the second embodiment. That is, determine the lambda value lambda g is the boundary condition of the surface of this portion the core region from the three-dimensional diffusion calculation, inputs the targeting that portion core region, as a boundary condition for two-dimensional diffusion calculation for each axial horizontal plane I do.

【0068】図7(A)は照射用集合体を中心として周
囲の炉心燃料集合体6体までを含む二次元拡散計算の計
算体系を示し、図7(B)は炉心燃料集合体1のノード
分割図を示し、図7(C)は照射用燃料集合体4のノー
ド分割図を示している。また、図中符号18、19、2
0、21、22、23は、それぞれ、照射用炉心燃料領
域、MA混合燃料領域I、MA混合燃料領域II、FP消
滅領域、構造材及び冷却材領域、並びに炉心燃料領域を
示している。
FIG. 7A shows a calculation system of two-dimensional diffusion calculation including up to six core fuel assemblies around the irradiation assembly, and FIG. 7B shows a node of the core fuel assembly 1. FIG. 7C shows a node split diagram of the irradiation fuel assembly 4. Reference numerals 18, 19, 2
Reference numerals 0, 21, 22, and 23 denote an irradiation core fuel region, an MA mixed fuel region I, an MA mixed fuel region II, an FP annihilation region, a structural material and a coolant region, and a core fuel region, respectively.

【0069】本実施形態における計算式は上述した第2
の実施形態の場合と同様であるが、軸方向バックリング
は照射用集合体のみならず計算対象の各集合体につい
て、また、境界条件は最も外側の集合体についてそれぞ
れ三次元拡散計算から求めておき、二次元拡散計算に適
用する。
The calculation formula in the present embodiment is the second formula described above.
However, the axial buckling is performed not only for the irradiation aggregate but also for each aggregate to be calculated, and the boundary condition is determined from the three-dimensional diffusion calculation for the outermost aggregate. And apply to two-dimensional diffusion calculations.

【0070】これにより、三次元拡散計算から境界条件
を求める場合に生じる誤差の影響を小さく抑えることが
できる。すなわち、三次元拡散計算では照射用集合体の
構造は十分詳細には扱われていないので、その表面の境
界条件には誤差が含まれる可能性がある。一方、炉心燃
料集合体は三次元拡散計算の扱いで十分であるので、そ
の照射用集合体を中心として周囲の6体又は18体の炉
心燃料集合体又は制御棒を含む部分炉心領域の表面の境
界条件は十分に正確なものが得られると考えられる。
As a result, the influence of an error generated when the boundary condition is obtained from the three-dimensional diffusion calculation can be reduced. That is, in the three-dimensional diffusion calculation, the structure of the irradiation assembly is not treated in sufficient detail, so that the boundary condition of the surface may include an error. On the other hand, since the core fuel assembly is sufficient to handle the three-dimensional diffusion calculation, the surface of the partial core region including the six or eighteen core fuel assemblies or control rods around the irradiation assembly is included. It is considered that the boundary conditions are sufficiently accurate.

【0071】従って、三次元拡散計算における照射用集
合体の表面の境界条件に誤差が生じる場合でも、この手
法により照射用集合体の中性子スペクトルの微細な空間
分布や各照射用燃料の線出力を精度よく求めることがで
きる。二次元拡散計算が照射用集合体を含むせまい炉心
領域に限定されるので、やはり計算時間として有利であ
る。
Therefore, even when an error occurs in the boundary condition of the surface of the irradiation assembly in the three-dimensional diffusion calculation, the fine spatial distribution of the neutron spectrum of the irradiation assembly and the line output of each irradiation fuel can be reduced by this method. It can be obtained with high accuracy. Since the two-dimensional diffusion calculation is limited to the narrow core region including the irradiation assembly, the calculation time is also advantageous.

【0072】二次元拡散計算においては、前記炉心全体
の三次元拡散計算よりも、照射用集合体のノード分割が
細かくなっており、照射用集合体の詳細な非均質構造が
表されるようになっている。これにより、正確な集合体
内の詳細な中性子束分布や出力分布を短時間で計算でき
る。
In the two-dimensional diffusion calculation, the node division of the irradiation assembly is finer than in the three-dimensional diffusion calculation of the whole core, so that the detailed non-homogeneous structure of the irradiation assembly is represented. Has become. Thereby, it is possible to calculate a precise neutron flux distribution and output distribution in an accurate assembly within a short time.

【0073】本実施形態によれば、境界条件は照射用集
合体から1集合体離れた位置で適用することになる。境
界条件を求めるための三次元拡散計算では照射用集合体
は詳細には扱われないので、その表面の境界条件も誤差
を有する可能性がある。しかし、照射用集合体以外の集
合体では三次元拡散計算においても十分に精度よく境界
条件を求め得るので、二次元拡散計算への境界条件の精
度が向上し、照射用集合体での中性子束分布・出力分布
計算の精度が向上する。
According to the present embodiment, the boundary condition is applied at a position one assembly away from the irradiation assembly. Since the irradiation aggregate is not handled in detail in the three-dimensional diffusion calculation for obtaining the boundary condition, the boundary condition of the surface may have an error. However, in the aggregates other than the irradiation aggregate, the boundary conditions can be obtained with sufficient accuracy even in the three-dimensional diffusion calculation, so that the accuracy of the boundary conditions for the two-dimensional diffusion calculation is improved, and the neutron flux in the irradiation aggregate is improved. The accuracy of distribution / output distribution calculation is improved.

【0074】本実施形態においては、第2の実施形態の
場合と比べて、二次元拡散計算の計算範囲が1集合体か
ら7集合体に増加し、径方向のノード数がこれに比例し
て増加するものの、炉心全体で同様な詳細さの三次元拡
散計算を行う場合に比べて、計算時間の点で有利である
ことはいうまでもない。
In the present embodiment, as compared with the second embodiment, the calculation range of the two-dimensional diffusion calculation increases from one aggregate to seven aggregates, and the number of nodes in the radial direction increases in proportion to this. Although it increases, it goes without saying that it is advantageous in terms of calculation time as compared with the case where three-dimensional diffusion calculation of the same detail is performed in the entire core.

【0075】第4実施形態 次に、本発明の第4の実施形態による高速炉の出力分布
測定方法について図面を参照して説明する。第4の実施
形態は、上述した第2又は第3の実施形態において、照
射用集合体のみを対象として、二次元拡散計算のかわり
に三次元拡散計算を実施するものである。
Fourth Embodiment Next, a method for measuring the power distribution of a fast reactor according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the fourth embodiment, in the above-described second or third embodiment, three-dimensional diffusion calculation is performed instead of two-dimensional diffusion calculation only for the irradiation aggregate.

【0076】第4の実施形態における計算の流れを図8
に示す。図8に示したようにまず初めに各集合体の組成
を入力し(ステップ20)、入力した組成に基づいて各
集合体の核断面積を計算する(ステップ21)。次に、
算出された核断面積に基づいて炉心全体に対する三次元
拡散計算を行う(ステップ22)。
FIG. 8 shows the flow of calculation in the fourth embodiment.
Shown in As shown in FIG. 8, first, the composition of each assembly is input (step 20), and the nuclear cross-sectional area of each assembly is calculated based on the input composition (step 21). next,
A three-dimensional diffusion calculation is performed on the entire core based on the calculated nuclear cross section (step 22).

【0077】次に、照射用集合体の表面での境界条件を
計算する(ステップ23)。この境界条件は、炉心全体
の三次元拡散計算から求めた前記ラムダ値λg を対象領
域の表面に適用する。
Next, the boundary conditions on the surface of the irradiation assembly are calculated (step 23). The boundary condition applies the lambda value lambda g obtained from the core through the 3D diffusion calculation to the surface of the target area.

【0078】最後に、照射用集合体に対する三次元拡散
計算を行う(ステップ24)。二次元拡散計算は、軸方
向バックリングを用いて水平断面ごとに行うが、三次元
拡散計算は1回の計算で軸方向全体を解く。照射用集合
体のみを含む三次元拡散計算の計算体系は、径方向には
第2又は第3の実施形態と同一であり、軸方向は炉心全
体の三次元拡散計算の場合と同一で30ノードからな
る。
Finally, a three-dimensional diffusion calculation is performed on the irradiation assembly (step 24). The two-dimensional diffusion calculation is performed for each horizontal section using axial buckling, whereas the three-dimensional diffusion calculation solves the entire axial direction by one calculation. The calculation system of the three-dimensional diffusion calculation including only the irradiation aggregate is the same in the radial direction as that of the second or third embodiment, and the axial direction is the same as that of the three-dimensional diffusion calculation of the whole core, and is 30 nodes Consists of

【0079】本実施形態の利点は、第2及び第3の実施
形態の場合と同じく、炉心全体で詳細なノード分割を行
う場合と比べて、計算対象集合体が1体又は7体に限定
できるため、計算時間と計算機記憶容量が大幅に節約で
きることである。
The advantage of this embodiment is that, as in the second and third embodiments, the number of calculation target aggregates can be limited to one or seven as compared with the case where detailed node division is performed on the entire core. Therefore, the calculation time and the computer storage capacity can be greatly reduced.

【0080】以下にこれらの計算での計算式を述べる。
炉心全体の三次元拡散計算における基礎方程式は前述の
(1)式のように表される。この計算結果から、照射用
集合体表面の境界条件を求める。境界条件は前述の
(4)式で求められる。但し、この場合、照射用集合体
の三次元的な各表面に対して求める。
The calculation formulas for these calculations will be described below.
The basic equation in the three-dimensional diffusion calculation of the entire core is expressed as the above-mentioned equation (1). From this calculation result, the boundary condition of the irradiation assembly surface is obtained. The boundary condition is obtained by the aforementioned equation (4). However, in this case, it is determined for each three-dimensional surface of the irradiation assembly.

【0081】引き続く三次元拡散計算は(1)式と同様
であるが、各表面に前記境界条件を適用し、照射用集合
体のみを対象として行う。この三次元拡散計算において
は、前記炉心全体の三次元拡散計算よりも、照射用集合
体のノード分割が細かくなっており、照射用集合体の詳
細な非均質構造が表されるようになっている。
The subsequent three-dimensional diffusion calculation is the same as in the equation (1) except that the above boundary condition is applied to each surface, and only the irradiation aggregate is used. In this three-dimensional diffusion calculation, the node division of the irradiation assembly is finer than in the three-dimensional diffusion calculation of the entire core, and the detailed non-homogeneous structure of the irradiation assembly is expressed. I have.

【0082】これにより、従来法のように炉心全体の三
次元拡散計算のみから照射用集合体の出力分布を求める
よりも正確に照射用集合体内の詳細な中性子束分布や出
力分布を計算でき、また、炉心全体の三次元拡散計算を
詳細ノードで行う場合に比べて短時間で、また、計算機
の記憶容量も少なくできる。
As a result, it is possible to calculate the detailed neutron flux distribution and power distribution in the irradiation assembly more accurately than in the conventional method, in which the power distribution of the irradiation assembly is obtained from only the three-dimensional diffusion calculation of the entire core. Further, compared to the case where the three-dimensional diffusion calculation of the entire core is performed by the detailed nodes, the storage capacity of the computer can be reduced in a shorter time.

【0083】第5実施形態 次に、本発明の第5の実施形態による高速炉の出力分布
計算方法について説明する。第5の実施形態は、上述し
た第2又は第3の実施形態において、照射用集合体を中
心として周囲の6体の炉心燃料集合体を含む部分炉心領
域を対象として、二次元拡散計算のかわりに三次元拡散
計算を実施するものである。第5の実施形態における計
算の流れは図8に示した第4の実施形態の計算の流れと
同様である。
Fifth Embodiment Next, a method for calculating the power distribution of a fast reactor according to a fifth embodiment of the present invention will be described. The fifth embodiment is different from the above-described second or third embodiment in that two-dimensional diffusion calculation is performed instead of the partial core region including the six core fuel assemblies around the irradiation assembly. First, a three-dimensional diffusion calculation is performed. The flow of calculation in the fifth embodiment is the same as the flow of calculation in the fourth embodiment shown in FIG.

【0084】二次元拡散計算は、軸方向バックリングを
用いて水平断面ごとに行うが、三次元拡散計算は1回の
計算で軸方向全体を解く。境界条件は、炉心全体の三次
元拡散計算から求めた前記ラムダ値λg を対象領域の表
面に適用する。照射用集合体を中心として周囲の6体の
炉心燃料集合体を含む三次元拡散計算の計算体系は、径
方向には第2及び第3の実施形態と同一であり、軸方向
は炉心全体の三次元拡散計算の場合と同一で30ノード
からなる。
The two-dimensional diffusion calculation is performed for each horizontal section using the axial buckling, whereas the three-dimensional diffusion calculation solves the entire axial direction by one calculation. Boundary condition applies the lambda value lambda g obtained from the core through the 3D diffusion calculation to the surface of the target area. The calculation system of the three-dimensional diffusion calculation including the six core fuel assemblies around the irradiation assembly is the same in the radial direction as in the second and third embodiments, and the axial direction is the entire core. It is the same as in the case of the three-dimensional diffusion calculation and consists of 30 nodes.

【0085】本実施形態の利点は、第2及び第3の実施
形態の場合と同じく、炉心全体で詳細なノード分割を行
う場合と比べて、計算対象集合体が1体又は7体に限定
できるため、計算時間と計算機記憶容量が大幅に節約で
きることである。
The advantage of this embodiment is that, as in the case of the second and third embodiments, the number of calculation target aggregates can be limited to one or seven compared with the case where detailed node division is performed for the entire core. Therefore, the calculation time and the computer storage capacity can be greatly reduced.

【0086】これにより、炉心全体の三次元拡散計算か
ら境界条件を求める場合に生じる誤差の影響を小さく抑
えることができる。すなわち、炉心全体の三次元拡散計
算では照射用集合体の構造は十分詳細には扱われていな
いので、その表面の境界条件には誤差が含まれる可能性
がある。一方、炉心燃料集合体は炉心全体の三次元拡散
計算における取扱いで十分であるので、照射用集合体を
中心として周囲の6体又は18体の炉心燃料集合体を含
む部分炉心領域の表面の境界条件は十分に正確なものが
得られると考えられる。
Thus, it is possible to suppress the influence of an error generated when the boundary condition is obtained from the three-dimensional diffusion calculation of the entire core. That is, in the three-dimensional diffusion calculation of the entire core, the structure of the irradiation assembly is not dealt with in sufficient detail, so that the boundary condition of the surface may include an error. On the other hand, since the core fuel assemblies need only be handled in the three-dimensional diffusion calculation of the entire core, the boundary of the surface of the partial core region including the six or eighteen core fuel assemblies around the irradiation assembly is sufficient. It is considered that the conditions are sufficiently accurate.

【0087】従って、炉心全体の三次元拡散計算におい
て照射用集合体表面の境界条件に誤差が生じる場合で
も、この手法により照射用集合体の中性子スペクトルの
微細な空間分布や各照射用燃料の線出力を精度よく求め
ることができる。詳細ノードによる三次元拡散計算が照
射用集合体を含むせまい炉心領域に限定されるので、や
はり計算時間として有利である。
Therefore, even when an error occurs in the boundary condition of the irradiation assembly surface in the three-dimensional diffusion calculation of the entire core, the fine spatial distribution of the neutron spectrum of the irradiation assembly and the line of each irradiation fuel can be obtained by this method. The output can be obtained with high accuracy. Since the three-dimensional diffusion calculation by the detailed nodes is limited to the narrow core region including the irradiation assembly, the calculation time is also advantageous.

【0088】第6実施形態 次に、本発明の第6の実施形態による高速炉の出力分布
計算方法について図面を参照して説明する。
Sixth Embodiment A power distribution calculation method for a fast reactor according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0089】本実施形態における計算方法の計算の流れ
を図9に示す。図9に示したようにまず初めに各集合体
の組成を入力し(ステップ30)、入力した組成に基づ
いて各集合体の核断面積を計算する(ステップ31)。
FIG. 9 shows a calculation flow of the calculation method in this embodiment. As shown in FIG. 9, first, the composition of each assembly is input (step 30), and the nuclear cross-sectional area of each assembly is calculated based on the input composition (step 31).

【0090】次に、集合体あたり径方向ノード数6の炉
心全体の三次元中性子拡散計算を行い(ステップ3
2)、この三次元中性子拡散計算からの照射用集合体の
軸方向バックリング及び集合体表面での中性子束を入力
し(ステップ33)、照射用集合体のみを対象とした水
平方向の二次元断面ごとの二次元中性子拡散計算を行う
(ステップ34)。
Next, a three-dimensional neutron diffusion calculation is performed for the entire core having 6 radial nodes per assembly (step 3).
2), input the axial buckling of the irradiation assembly from the three-dimensional neutron diffusion calculation and the neutron flux on the surface of the assembly (step 33), and perform two-dimensional horizontal focusing on only the irradiation assembly. A two-dimensional neutron diffusion calculation is performed for each section (step 34).

【0091】上記の非均質体系での二次元中性子拡散計
算の式を以下に示す。非均質な照射用集合体の一つの水
平断面を複数の均質化領域に分割した場合、おのおのの
均質化領域で下記の多群二次元拡散方程式が成立する。
The equation for the two-dimensional neutron diffusion calculation in the above heterogeneous system is shown below. When one horizontal cross section of a non-homogeneous irradiation assembly is divided into a plurality of homogenized regions, the following multi-group two-dimensional diffusion equation is established in each of the homogenized regions.

【0092】[0092]

【数7】 (Equation 7)

【0093】記号は前述のものと同一である。ただし、
ここでの各量は有限な大きさのノードに対してではな
く、集合体の断面を表わす二次元平面上の連続量として
定義されている。
The symbols are the same as those described above. However,
Each quantity here is defined not as a node having a finite size but as a continuous quantity on a two-dimensional plane representing a cross section of the aggregate.

【0094】この方程式を解いて、第g群の中性子束は
下記のごとく表わされる。
By solving this equation, the neutron flux of the g-th group is expressed as follows.

【0095】[0095]

【数8】 (Equation 8)

【0096】Sに関する積分は領域境界について、rに
関する積分は領域内部について行う。また、記号は下記
のとおりである。
The integration regarding S is performed on the region boundary, and the integration regarding r is performed on the inside of the region. The symbols are as follows.

【0097】[0097]

【数9】 (Equation 9)

【0098】ここで、Gg (r,S)は点Sにある単位
線源により点rに発生する第g群中性子束を表わす。
Here, G g (r, S) represents a g-th group neutron flux generated at the point r by the unit source at the point S.

【0099】外部境界上の線源σg (s)は下記の式を
満足するように決定される。
The source σ g (s) on the outer boundary is determined so as to satisfy the following equation.

【0100】ここで、集合体の外部境界においては、炉
心全体の三次元拡散計算から得た集合体外部境界上の中
性子束を用いて下記の(8)式により境界線源σを決定
できる。
Here, at the outer boundary of the assembly, the boundary source σ can be determined by the following equation (8) using the neutron flux on the outer boundary of the assembly obtained from the three-dimensional diffusion calculation of the entire core.

【0101】[0101]

【数10】 (Equation 10)

【0102】一方、集合体の内部境界線源σは、境界に
おける中性子束に加えて、中性子流を考え、それぞれの
連続条件から決定できる。中性子流の計算式を以下に示
す。
On the other hand, the internal boundary source σ of the aggregate can be determined from the respective continuity conditions in consideration of the neutron flow in addition to the neutron flux at the boundary. The formula for calculating the neutron flow is shown below.

【0103】[0103]

【数11】 [Equation 11]

【0104】ここで各量は以下のとおりである。Here, each amount is as follows.

【0105】[0105]

【数12】 (Equation 12)

【0106】境界上の中性子流は以下の式で計算され
る。
The neutron flow on the boundary is calculated by the following equation.

【0107】[0107]

【数13】 (Equation 13)

【0108】最後に、中性子束及び中性子流それぞれの
連続の式を以下に示す。
Finally, the continuity formulas for the neutron flux and the neutron flow are shown below.

【0109】[0109]

【数14】 ここで、s0+、s0−は、それぞれ、内部境界上の点
s0に関して右側から極限を取った場合と左から極限を
取った場合を示す。具体的には内部境界の右の領域から
定義される中性子流と左側の領域から定義される中性子
流及び中性子束を表している。
[Equation 14] Here, s0 + and s0- indicate a case where the limit is taken from the right side and a case where the limit is taken from the left with respect to the point s0 on the internal boundary, respectively. Specifically, it shows a neutron flow defined from the right region of the internal boundary, and a neutron flow and neutron flux defined from the left region.

【0110】以上の(6)から(12)の式における積
分は、実際には領域境界及び内部をいくつかの小さな部
分に分割して数値積分を行う。
The integration in the above equations (6) to (12) is actually performed by numerically integrating the area boundary and the interior into several small parts.

【0111】内部境界線源は境界の左右で異なる値をも
つため、境界上の一つの点について二つの値を有する。
これらの内部境界線源を求めるには未知数と同じだけの
方程式が必要となるため、中性子束及び中性子流の連続
の式を課している。これにより、それぞれの均質化領域
における解析解を結合させることができ、集合体外部境
界の中性子束を入力することにより中性子束分布及び出
力分布を決定できる。
Since the internal boundary source has different values on the left and right of the boundary, it has two values for one point on the boundary.
Since as many equations as unknowns are required to determine these internal boundary sources, equations for the neutron flux and neutron flow continuity are imposed. As a result, the analytical solutions in the respective homogenized regions can be combined, and the neutron flux distribution and output distribution can be determined by inputting the neutron flux at the outer boundary of the assembly.

【0112】以上の計算方法では、照射用集合体を非均
質に扱いながら、任意の位置での中性子束分布や出力分
布を精度良く得ることができる。これは、本方法による
中性子束分布や出力分布の計算が有限差分法のようなノ
ードごとに行われるのではなく、解析解に基づいてお
り、中性子束分布や出力分布が空間に対して連続的に得
られるからである。また、本方法では、解析解に基づい
ているために計算時間も早く、炉心全体を詳細なノード
で非均質に扱う場合よりも計算時間を短縮できる。
According to the above calculation method, the neutron flux distribution and the output distribution at an arbitrary position can be obtained with high accuracy while treating the irradiation aggregate in a non-uniform manner. This is because the calculation of the neutron flux distribution and output distribution by this method is not performed for each node as in the finite difference method, but based on an analytical solution, and the neutron flux distribution and output distribution are continuous in space. It is because it is obtained. Further, in the present method, the calculation time is short because it is based on the analytical solution, and the calculation time can be reduced as compared with the case where the entire core is treated inhomogeneously with detailed nodes.

【0113】図2の高速炉炉心に装荷された図3(B)
に示す照射用集合体に対する二次元拡散計算の計算体系
を図10に示す。図中符号9、10、11、12はそれ
ぞれ、照射用炉心燃料領域、MA混合燃料ピン領域I、
MA混合燃料ピン領域II、FP消滅領域を示している。
この体系の内部は照射用セグメントに対応した7つの均
質化領域からなっている。
FIG. 3 (B) loaded in the fast reactor core of FIG.
FIG. 10 shows a calculation system of the two-dimensional diffusion calculation for the irradiation assembly shown in FIG. Reference numerals 9, 10, 11, and 12 in the figure denote irradiation core fuel region, MA mixed fuel pin region I, respectively.
The MA mixed fuel pin region II and the FP disappearance region are shown.
The interior of this system consists of seven homogenized regions corresponding to the irradiation segments.

【0114】それぞれの領域において境界線源を未知数
とした解析解に基づく中性子束分布計算式が成立してお
り、外部線源を求めるには三次元炉心計算からの中性子
束を用い、また内部線源を求めるには境界での中性子流
と中性子束の連続条件を課して、集合体全体の中性子束
分布や出力分布を求めることができる。
In each region, a neutron flux distribution calculation formula based on an analytical solution in which the boundary source is unknown is established. To obtain an external source, a neutron flux from a three-dimensional core calculation is used. To determine the source, the neutron flux and neutron flux continuity conditions at the boundary are imposed, and the neutron flux distribution and output distribution of the entire assembly can be determined.

【0115】この計算では炉心全体の三次元拡散計算よ
りも、照射用集合体の非均質構造をより正確に扱ってお
り、かつ、解析解に基づいているので、短時間に精度よ
く任意の位置の中性子束分布や出力分布を求めることが
できる。
In this calculation, the non-homogeneous structure of the irradiation assembly is treated more accurately than the three-dimensional diffusion calculation of the entire reactor core, and it is based on an analytical solution. Neutron flux distribution and power distribution can be obtained.

【0116】以上のように、本実施形態により、炉心全
体の中性子束・出力分布計算を行いつつ、非均質性の大
きな照射用集合体については詳細な計算を行い、精度よ
く短時間に照射用集合体の中性子束分布・出力分布を求
めることができる。
As described above, according to the present embodiment, the neutron flux and power distribution of the entire core are calculated, and detailed calculations are performed for the irradiation aggregate having a large degree of inhomogeneity. The neutron flux distribution and output distribution of the aggregate can be obtained.

【0117】第7実施形態 次に、本発明の第7の実施形態による高速炉の出力分布
計算装置について図面を参照して説明する。この実施形
態における計算装置の構成を図11に示す。この装置で
は、上述した第2の実施形態による照射用集合体出力分
布計算からの中性子束分布に基づいて、詳細ノードごと
の燃焼計算を行い、これを定められた燃焼期間ごとに反
復する。
Seventh Embodiment Next, a fast reactor power distribution calculating apparatus according to a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 11 shows the configuration of the computing device in this embodiment. In this apparatus, a combustion calculation for each detailed node is performed based on the neutron flux distribution from the irradiation aggregate output distribution calculation according to the above-described second embodiment, and this is repeated for each predetermined combustion period.

【0118】この装置の構成と機能を図2に示す高速炉
炉心を対象する場合を例により説明する。この高速炉で
は燃料交換と燃料交換の間の1サイクルが約90日であ
り、図3(A)、(B)に示す炉心燃料集合体及び照射
用集合体は6サイクル装荷された後取り出される。即
ち、正味90×6日装荷される。この間の照射用集合体
の組成の変化・出力の変化を追うために、炉心全体の出
力分布計算・燃焼計算とともに照射用集合体の詳細ノー
ドごとの出力分布計算・燃焼計算を行う。
The configuration and function of this apparatus will be described with reference to an example of the case of the fast reactor core shown in FIG. In this fast reactor, one cycle between fuel exchanges is about 90 days, and the core fuel assembly and the irradiation assembly shown in FIGS. 3A and 3B are taken out after six cycles of loading. . That is, it is loaded for 90 × 6 days. In order to track changes in the composition and power of the irradiation assembly during this time, power distribution calculation and combustion calculation for each detailed node of the irradiation assembly are performed along with power distribution calculation and combustion calculation for the entire core.

【0119】図11における高速炉出力分布計算装置
は、炉心出力分布履歴計算装置24、照射用集合体出力
分布履歴計算装置25、炉心核断面積記憶装置26、炉
心組成記憶装置27、照射用集合体核断面積記憶装置2
8、照射用集合体組成記憶装置29、全体制御装置30
からなる。
The fast reactor power distribution calculation device in FIG. 11 includes a core power distribution history calculation device 24, an irradiation assembly power distribution history calculation device 25, a core cross section storage device 26, a core composition storage device 27, an irradiation assembly Body cross section storage device 2
8, irradiation assembly composition storage device 29, overall control device 30
Consists of

【0120】炉心出力分布履歴計算装置24は、炉心全
体の出力分布の履歴を計算するもので、炉心核断面積計
算装置31、炉心出力分布計算装置32、炉心燃焼計算
装置33からなる。照射用集合体出力分布履歴計算装置
25は、照射用集合体の出力分布とその履歴を計算する
もので、照射用集合体核断面積計算装置34、照射用集
合体出力分布計算装置35、照射用集合体燃焼計算装置
36からなる。全体制御装置30は、炉心出力分布履歴
計算と照射用集合体出力分布履歴計算が時間的に同期し
て進むように制御を行う。
The core power distribution history calculating device 24 calculates the history of the power distribution of the entire core, and comprises a core core area calculating device 31, a core power distribution calculating device 32, and a core burning calculating device 33. The irradiation aggregate output distribution history calculating device 25 calculates the output distribution of the irradiation aggregate and its history. The irradiation aggregate core cross-sectional area calculation device 34, the irradiation aggregate output distribution calculation device 35, It consists of an assembly combustion calculator 36 for use. The overall control device 30 performs control so that the core power distribution history calculation and the irradiation aggregate output distribution history calculation progress in time synchronization.

【0121】炉心核断面積計算装置31は、炉心組成記
憶装置27から炉心組成(初期状態)を読み込み、炉心
内各集合体の核断面積を計算し、計算結果を炉心核断面
積記憶装置26に格納する。次に炉心出力分布計算装置
32が炉心核断面積を用いて炉心出力分布を計算する。
これにより得られた炉心の中性子束分布は炉心組成記憶
装置27からの炉心組成、炉心核断面積記憶装置26か
らの炉心核断面積と合わせて炉心燃焼計算装置33に入
力され、燃焼計算が行われる。これにより、一定時間燃
焼した後の炉心組成が得られ、炉心組成記憶装置27に
格納される。この新たな炉心組成が炉心核断面積計算装
置31に入力され、一定時間燃焼後の出力分布が上記と
同様な流れで計算される。
The core core area calculation unit 31 reads the core composition (initial state) from the core composition storage unit 27, calculates the core cross section of each assembly in the core, and stores the calculation result in the core core area storage unit 26. To be stored. Next, the core power distribution calculator 32 calculates the core power distribution using the core core cross-sectional area.
The obtained neutron flux distribution of the core together with the core composition from the core composition storage device 27 and the core core cross-sectional area from the core core cross-section storage device 26 is input to the core combustion calculator 33, where the combustion calculation is performed. Will be As a result, the core composition after burning for a certain time is obtained and stored in the core composition storage device 27. This new core composition is input to the core cross-sectional area calculation device 31, and the power distribution after burning for a certain period of time is calculated by the same flow as above.

【0122】これが繰り返されることにより、炉心出力
分布履歴が計算されていく。照射用集合体出力分布履歴
計算装置25も同様な構成になっており、同様な流れで
照射用集合体出力分布履歴が計算されていく。
By repeating this, the core power distribution history is calculated. The irradiation aggregate output distribution history calculation device 25 has the same configuration, and the irradiation aggregate output distribution history is calculated in a similar flow.

【0123】炉心出力分布計算装置32は三次元拡散計
算により出力分布を計算するもので、図4(A)、
(B)に示すように中性子束分布や出力分布を計算する
ノードは集合体あたり6個(径方向)である。燃焼計算
は、図4(A)に示した6ノードを平均化した中性子束
で行われる。従って、炉心組成及びこれに基づいて計算
される核断面積は径方向には集合体単位、即ち集合体平
均として扱うことになる。このため、炉心核断面積記憶
装置26と炉心組成記憶装置27では、径方向には集合
体平均の核断面積及び組成が格納される。
The core power distribution calculation device 32 calculates the power distribution by three-dimensional diffusion calculation.
As shown in (B), the number of nodes for calculating the neutron flux distribution and the output distribution is six (radial direction) per aggregate. The combustion calculation is performed with the neutron flux obtained by averaging the six nodes shown in FIG. Accordingly, the core composition and the nuclear cross-sectional area calculated based on the core composition are treated as an aggregate unit, that is, an aggregate average in the radial direction. For this reason, the core cross-sectional area storage unit 26 and the core composition storage unit 27 store the average core cross-sectional area and composition in the radial direction.

【0124】炉心出力分布計算装置32からはさらに、
照射用集合体の5cmごとに区切られた軸方向断面ごと
の軸方向バックリングと集合体表面の中性子流/中性子
束の比として与えられる境界条件が出力され、照射用集
合体出力分布計算装置35に入力される。なお、炉心出
力分布計算装置32においては、炉心内の1集合体とし
て照射用集合体も当然出力分布が計算されるが、ノード
分割は径方向6と炉心燃料と同様の扱いである。
From the core power distribution calculation device 32,
The axial buckling for each axial section of the irradiation assembly divided into 5 cm sections and boundary conditions given as the ratio of neutron flow / neutron flux on the surface of the assembly are output, and the irradiation assembly output distribution calculator 35 is output. Is input to In the core power distribution calculation device 32, the power distribution is naturally calculated for the irradiation assembly as one assembly in the core, but the node division is treated in the same manner as the radial direction 6 and the core fuel.

【0125】照射用集合体出力分布計算装置35は、照
射用集合体の5cmごとに区切られた軸方向断面ごと
に、図5のように54ノードに分割された照射用集合体
内の出力分布を二次元拡散計算により計算する。炉心出
力分布計算装置32での集合体6ノード分割に比べ詳細
であり、照射用集合体の非均質性を取り入れて詳細に出
力分布を計算できる。
The irradiation aggregate output distribution calculating device 35 calculates the output distribution in the irradiation aggregate divided into 54 nodes as shown in FIG. 5 for each axial section sectioned at every 5 cm of the irradiation aggregate. Calculated by two-dimensional diffusion calculation. This is more detailed than the 6-node assembly in the core power distribution calculation device 32, and the power distribution can be calculated in detail by taking into account the heterogeneity of the irradiation assembly.

【0126】また、詳細ノードの中性子束が照射用集合
体燃焼計算装置36に入力され、この詳細ノード単位で
照射用集合体組成とこれに基づく照射用集合体核断面積
が計算されていく。従って、照射用集合体組成記憶装置
29と照射用集合体核断面積記憶装置28においては、
それぞれ、照射用集合体組成と核断面積が径方向には5
4個の詳細ノードごとに格納される。この点が、それら
の集合体平均値のみを格納する炉心組成記憶装置27や
炉心核断面積記憶装置26との違いである。このよう
に、出力分布も燃焼組成も炉心出力分布履歴計算装置2
4より詳細に計算される。
Further, the neutron flux of the detailed node is input to the irradiation aggregate combustion calculating device 36, and the irradiation aggregate composition and the irradiation aggregate core cross-sectional area based on the composition are calculated for each detailed node. Therefore, in the irradiation assembly composition storage device 29 and the irradiation assembly core cross section storage device 28,
In each case, the irradiation aggregate composition and the nuclear cross-sectional area are 5 in the radial direction.
It is stored for each of the four detailed nodes. This is a difference from the core composition storage device 27 and the core cross-sectional area storage device 26 that store only the average value of the aggregates. Thus, both the power distribution and the combustion composition of the core power distribution history calculation device 2
4 Calculated in more detail.

【0127】炉心出力分布履歴計算装置24と照射用集
合体出力分布履歴計算装置25は、全体制御装置30に
より、両者の計算が時間的に同期して進んでいくように
なっている。この計算の流れを図12に示す。90日燃
焼を6サイクル反復することにより、照射用集合体が取
り出されるまでの詳細出力分布の履歴を追うことができ
る。
The calculation of the core power distribution history calculation device 24 and the irradiation assembly power distribution history calculation device 25 is performed by the overall control device 30 in synchronization with time. FIG. 12 shows the flow of this calculation. By repeating the 90-day combustion for 6 cycles, the history of the detailed output distribution until the irradiation aggregate is taken out can be tracked.

【0128】図12に示したように本実施形態による出
力分布計算装置においては、炉心核断面積計算(ステッ
プ40)、炉心出力分布計算(ステップ41)、炉心燃
焼計算(ステップ42)、炉心核断面積計算(ステップ
43)、炉心出力分布計算(ステップ44)の順序で炉
心出力分布を計算すると共に、照射用集合体核断面積計
算(ステップ45)、照射用集合体に対する詳細出力分
布計算(ステップ46)、照射用集合体の各燃料ピン燃
焼計算(ステップ47)、照射用集合体核断面積計算
(ステップ48)、照射用集合体に対する詳細出力分布
計算(ステップ49)の順序で照射用集合体出力分布を
計算する。そして、上記計算においては、炉心出力分布
計算(ステップ41、44)の結果が照射用集合体出力
分布計算(ステップ46、49)に反映される。
As shown in FIG. 12, in the power distribution calculation apparatus according to the present embodiment, the core area calculation (step 40), the core power distribution calculation (step 41), the core combustion calculation (step 42), the core The core power distribution is calculated in the order of the cross-sectional area calculation (step 43) and the core power distribution calculation (step 44), the core cross-sectional area calculation for the irradiation assembly (step 45), the detailed power distribution calculation for the irradiation assembly (step 45). Step 46), calculation of the fuel pin combustion of the irradiation assembly (step 47), calculation of the irradiation assembly nuclear cross section (step 48), and calculation of the detailed output distribution for the irradiation assembly (step 49). Compute the aggregate output distribution. In the above calculation, the result of the core power distribution calculation (steps 41 and 44) is reflected in the irradiation aggregate power distribution calculation (steps 46 and 49).

【0129】照射用集合体内では中性子束分布の変化が
大きいため、従来手法のように、詳細ノードではない炉
心全体の三次元拡散計算に基づく出力分布は誤差が大き
く、これによる中性子束分布を用いる燃焼計算では燃焼
組成の誤差が大きくなる。また、全炉心について詳細ノ
ード三次元拡散計算を行い、これに基づいて燃焼計算を
行うことは膨大な計算時間と計算機記憶容量を要する。
Since the neutron flux distribution changes greatly within the irradiation assembly, the output distribution based on the three-dimensional diffusion calculation of the whole core, which is not a detailed node, has a large error, as in the conventional method, and the neutron flux distribution is used. In the combustion calculation, the error of the combustion composition becomes large. Further, performing the detailed node three-dimensional diffusion calculation for all the cores and performing the combustion calculation based on the calculation requires enormous calculation time and computer storage capacity.

【0130】一方、本実施形態による計算装置において
は、照射用集合体の出力分布計算を第2乃至第6の実施
形態のいずれかに記載の出力分布計算方法により行い、
詳細中性子束分布による燃焼計算は照射用集合体のみ、
又はその近傍の6体又は18体までに限定する。このよ
うにすれば、詳細ノードで炉心全体の燃焼計算を行う場
合に比べて大幅な時間の短縮と、燃焼組成及び核断面積
の記憶容量の削減が可能である。
On the other hand, in the calculation device according to the present embodiment, the output distribution of the irradiation assembly is calculated by the output distribution calculation method according to any of the second to sixth embodiments.
Combustion calculation by detailed neutron flux distribution shows that
Or, it is limited to 6 or 18 bodies in the vicinity. By doing so, it is possible to greatly reduce the time required and to reduce the storage capacity of the combustion composition and the nuclear cross section as compared with the case where the combustion calculation of the entire core is performed at the detailed node.

【0131】これにより、各燃焼時点で照射用集合体内
の中性子スペクトルの微細な空間分布や各照射用燃料の
線出力を精度よく短時間に求めることができる。さら
に、詳細中性子束分布による燃焼計算は、炉心全体の三
次元拡散計算とは切り離して行え、必要に応じて実施で
きるという長所がある。
As a result, the fine spatial distribution of the neutron spectrum in the irradiation assembly and the linear output of each irradiation fuel at each combustion point can be accurately obtained in a short time. Further, there is an advantage that the calculation of the combustion based on the detailed neutron flux distribution can be performed separately from the calculation of the three-dimensional diffusion of the entire core, and can be performed as needed.

【0132】そして、本実施形態による出力分布計算装
置によれば、集合体内部の詳細な出力分布を求め、か
つ、詳細ノードごとの燃焼計算を行う集合体が照射用集
合体のみに限定できるので、従来装置のように炉心全体
で詳細な出力分布を求め、燃焼計算を繰り返す場合と比
べて、記憶装置の容量、計算時間の点で大幅に有利とな
る。
According to the output distribution calculating apparatus of the present embodiment, the aggregate for obtaining the detailed output distribution inside the aggregate and performing the combustion calculation for each detailed node can be limited to only the irradiation aggregate. As compared with the case where a detailed power distribution is obtained over the entire core and the combustion calculation is repeated as in the case of the conventional apparatus, the present embodiment is significantly advantageous in terms of the capacity of the storage device and the calculation time.

【0133】第8実施形態 次に、本発明の第8の実施形態による高速炉の出力分布
計算装置について図面を参照して説明する。この実施形
態における計算装置の構成を図13に示す。本実施形態
における計算装置では、第7の実施形態の計算装置と同
様に、炉心出力分布履歴計算と照射用集合体出力分布履
歴計算を行い、後者の計算では計算ノードが前者の計算
よりも詳細になっていることにより照射用集合体の詳細
な出力分布履歴を短時間に精度良く求めることができ
る。
Eighth Embodiment Next, a description will be given of an apparatus for calculating a power distribution of a fast reactor according to an eighth embodiment of the present invention with reference to the drawings. FIG. 13 shows the configuration of the computing device in this embodiment. In the calculation device according to the present embodiment, similarly to the calculation device according to the seventh embodiment, the core power distribution history calculation and the irradiation aggregate output distribution history calculation are performed. In the latter calculation, the calculation node is more detailed than the former calculation. , A detailed output distribution history of the irradiation assembly can be accurately obtained in a short time.

【0134】そして、本実施形態が上記第7の実施形態
と異なる点は、照射用集合体の燃焼後の組成を、炉心組
成の一部として炉心出力分布履歴計算装置24へ入力
し、詳細ノードによる照射用集合体組成を炉心出力分布
履歴計算へ反映することである。
This embodiment is different from the seventh embodiment in that the composition of the irradiation assembly after combustion is input to the core power distribution history calculation device 24 as a part of the core composition, and the detailed node Is to reflect the composition of the irradiation assembly to the core power distribution history calculation.

【0135】具体的には照射用集合体燃焼計算装置36
からの燃焼組成を炉心組成記憶装置27に格納すること
により、炉心核断面積計算、炉心出力分布計算、炉心燃
焼計算へ反映される。ここで、詳細ノードごとの組成
は、炉心全体の出力分布計算のノードに合致するように
平均操作される。この計算の流れを図14に示す。
More specifically, the irradiation assembly combustion calculator 36 is used.
Is stored in the core composition storage device 27, and is reflected in the calculation of the core cross section, the calculation of the core power distribution, and the calculation of the core combustion. Here, the composition of each detailed node is averaged so as to match the node of the power distribution calculation of the entire core. FIG. 14 shows the flow of this calculation.

【0136】図14に示したように本実施形態による出
力分布計算装置においては、炉心核断面積計算(ステッ
プ50)、炉心出力分布計算(ステップ51)、炉心燃
焼計算(ステップ52)、炉心核断面積計算(ステップ
53)、炉心出力分布計算(ステップ54)の順序で炉
心出力分布を計算すると共に、照射用集合体核断面積計
算(ステップ55)、照射用集合体に対する詳細出力分
布計算(ステップ56)、照射用集合体の各燃料ピン燃
焼計算(ステップ57)、照射用集合体核断面積計算
(ステップ58)、照射用集合体に対する詳細出力分布
計算(ステップ59)の順序で照射用集合体出力分布を
計算する。
As shown in FIG. 14, in the power distribution calculating apparatus according to the present embodiment, the core area calculation (step 50), the core power distribution calculation (step 51), the core combustion calculation (step 52), the core core The core power distribution is calculated in the order of the cross-sectional area calculation (step 53) and the core power distribution calculation (step 54), the core cross-sectional area calculation for the irradiation assembly (step 55), and the detailed power distribution calculation for the irradiation assembly (step 55). Step 56), calculation of the fuel pin combustion of the irradiation assembly (step 57), calculation of the irradiation assembly core cross-sectional area (step 58), and calculation of the detailed output distribution for the irradiation assembly (step 59). Compute the aggregate output distribution.

【0137】そして、上記計算においては、炉心出力分
布計算(ステップ51、54)の結果が照射用集合体出
力分布計算(ステップ56、59)に反映されると共
に、照射用集合体の各燃料ピン燃焼計算(ステップ5
7)の結果が炉心核断面積計算(ステップ53)に反映
される。
In the above calculation, the result of the core power distribution calculation (steps 51 and 54) is reflected on the irradiation assembly power distribution calculation (steps 56 and 59), and each fuel pin of the irradiation assembly is Combustion calculation (Step 5
The result of 7) is reflected in the calculation of the core cross section (step 53).

【0138】本実施形態による出力分布計算装置により
得られる作用と効果は、上記第7の実施形態による出力
分布計算装置とほぼ同様であるが、照射用集合体の詳細
な場所ごとの組成変化を炉心全体の三次元拡散計算へ反
映する点が異なり、これにより、照射用集合体の詳細な
場所ごとの燃焼が炉心全体の出力分布に及ぼす影響を取
り入れることができる。照射用集合体の内部の中性子束
・出力分布の燃焼変化が大きく、炉心全体の中性子束・
出力分布へ影響を及ぼす場合には、第7の実施形態によ
る出力分布計算装置に比べて精度よく出力分布の燃焼履
歴を追跡することができる。
The functions and effects obtained by the power distribution calculating apparatus according to the present embodiment are almost the same as those of the power distribution calculating apparatus according to the seventh embodiment. The difference is that it is reflected in the three-dimensional diffusion calculation of the entire core, and this makes it possible to incorporate the influence of the detailed location-specific combustion of the irradiation assembly on the power distribution of the entire core. The neutron flux and power distribution inside the irradiation assembly vary greatly in combustion, and the neutron flux and
When the power distribution is affected, the combustion history of the power distribution can be tracked with higher accuracy than the power distribution calculation device according to the seventh embodiment.

【0139】この実施形態においても、詳細ノードごと
に出力分布を求め、かつ、燃焼計算を行う集合体が照射
用集合体のみに限定できるので、従来のように炉心全体
で詳細な特性を求め、燃焼計算を繰り返す場合と比べ
て、計算機容量、計算時間の点で大幅に有利となる。照
射用集合体の内部の中性子束・出力分布の燃焼変化が大
きく、炉心全体の中性子束・出力分布へ影響を及ぼす場
合には、第7の実施形態の出力分布計算装置に比べて精
度よく炉心出力分布履歴を追跡することができる。
Also in this embodiment, the output distribution can be obtained for each detailed node, and the aggregate for performing the combustion calculation can be limited to only the irradiation aggregate. Compared with the case where the combustion calculation is repeated, it is significantly advantageous in terms of computer capacity and calculation time. When the neutron flux and power distribution inside the irradiation assembly greatly change in combustion and affect the neutron flux and power distribution of the entire core, the reactor core is more accurately compared to the power distribution calculator of the seventh embodiment. Output distribution history can be tracked.

【0140】第9実施形態 次に、本発明の第9の実施形態による高速炉の出力分布
計算装置について図面を参照して説明する。この実施形
態における計算装置の構成は図11に示した構成と同様
である。ただし、照射用集合体出力分布計算装置35が
詳細ノードの拡散計算ではなく、モンテカルロ計算であ
ることが異なる。この計算の流れを図15に示す。
Ninth Embodiment Next, a description will be given of a fast reactor power distribution calculating apparatus according to a ninth embodiment of the present invention with reference to the drawings. The configuration of the computing device in this embodiment is the same as the configuration shown in FIG. However, the difference is that the irradiation aggregate output distribution calculation device 35 is not a diffusion calculation of detailed nodes but a Monte Carlo calculation. FIG. 15 shows the flow of this calculation.

【0141】図15に示したように本実施形態による出
力分布計算装置においては、炉心核断面積計算(ステッ
プ60)、炉心全体の出力分布計算(ステップ61)、
炉心燃焼計算(ステップ62)、炉心核断面積計算(ス
テップ63)、炉心全体の出力分布計算(ステップ6
4)の順序で炉心出力分布を計算すると共に、照射用集
合体核断面積計算(ステップ65)、照射用集合体に対
するモンテカルロ詳細出力分布計算(ステップ66)、
照射用集合体の詳細ノード燃焼計算(ステップ67)、
照射用集合体核断面積計算(ステップ68)、照射用集
合体に対するモンテカルロ詳細出力分布計算(ステップ
69)の順序で照射用集合体出力分布を計算する。
As shown in FIG. 15, in the power distribution calculating apparatus according to the present embodiment, the core cross-sectional area calculation (step 60), the power distribution calculation of the whole core (step 61),
Core burnup calculation (step 62), core core cross section calculation (step 63), power distribution calculation of the entire core (step 6)
The core power distribution is calculated in the order of 4), the core cross section of the irradiation assembly is calculated (step 65), the Monte Carlo detailed power distribution calculation for the irradiation assembly (step 66),
Detailed node combustion calculation of irradiation assembly (step 67),
The irradiation assembly output distribution is calculated in the order of the irradiation assembly core cross-sectional area calculation (step 68) and the Monte Carlo detailed output distribution calculation (step 69) for the irradiation assembly.

【0142】そして、上記計算においては、炉心全体の
出力分布計算(ステップ61、64)の結果が境界条件
として照射用集合体出力分布計算(ステップ66、6
9)に反映される。
In the above calculation, the result of the power distribution calculation of the entire core (steps 61 and 64) is used as the boundary condition to calculate the irradiation assembly output distribution (steps 66 and 6).
This is reflected in 9).

【0143】この実施形態における出力分布計算装置に
おいては、図2の高速炉炉心に対して炉心全体の三次元
拡散計算と各集合体組成の燃焼計算を燃焼日数60日ご
とに行い、並行して、照射用集合体に対しては炉心全体
の三次元拡散計算からその集合体表面の中性子束及び中
性子流から計算した角度中性子束を境界条件として、詳
細な集合体構造を扱ったモンテカルロ計算を行い、ま
た、得られた中性子束により燃焼計算を燃焼日数60日
ごとに行う。
In the power distribution calculation apparatus according to this embodiment, three-dimensional diffusion calculation of the entire core and combustion calculation of each assembly composition are performed every 60 days in the fast reactor core of FIG. For the irradiation assembly, Monte Carlo calculations are performed using the detailed assembly structure with the neutron flux calculated from the three-dimensional diffusion calculation of the entire core and the neutron flux calculated from the neutron flow as the boundary conditions. In addition, the calculation of combustion is performed every 60 burning days using the obtained neutron flux.

【0144】この計算方法及び計算装置により、炉心全
体の三次元出力分布の履歴を従来通りに計算しながら、
集合体構造が複雑で詳細に扱う必要のある照射用集合体
に限定して、モンテカルロ計算を適用することができ、
精度の高い詳細出力分布計算を短時間に行うことが可能
となる。
According to the calculation method and the calculation apparatus, the history of the three-dimensional power distribution of the entire core is calculated in the conventional manner.
The Monte Carlo calculation can be applied only to the irradiation aggregates whose aggregate structure is complicated and need to be handled in detail.
It is possible to perform highly accurate detailed output distribution calculation in a short time.

【0145】モンテカルロ計算は、輸送方程式に基づき
中性子の挙動をほとんど近似なしで扱え、また、体系も
ほとんど近似なく非均質に扱えるため、十分な中性子ヒ
ストリーを追跡すれば、非常に精度の良い中性子束分
布、出力分布の計算が可能である。しかしながら、炉心
全体を解きながら、照射用集合体についても詳細な出力
分布を得ることはきわめて膨大な計算時間を要する。
In the Monte Carlo calculation, the behavior of neutrons can be treated with almost no approximation based on the transport equation, and the system can be treated non-homogeneously with almost no approximation. Calculation of distribution and output distribution is possible. However, obtaining a detailed power distribution for the irradiation assembly while solving the entire core requires an extremely enormous amount of calculation time.

【0146】そこで、炉心全体の計算は従来の三次元拡
散計算により実施し、詳細な特性を求めるべき照射用集
合体に限定して、又は、照射用集合体及びその近傍の集
合体に限定してモンテカルロ計算を行うことによって、
照射用集合体の詳細な中性子束分布・出力分布の計算を
精度よく効率的に行うことができる。そのために、炉心
全体の三次元拡散計算から、下記の式で表される境界条
件をモンテカルロ計算に受け渡すことが有効である。
Therefore, the calculation of the entire core is carried out by the conventional three-dimensional diffusion calculation, and is limited to the irradiation aggregate for which detailed characteristics are to be obtained, or to the irradiation aggregate and the aggregate in the vicinity thereof. By performing the Monte Carlo calculation
Detailed calculation of neutron flux distribution and power distribution of the irradiation assembly can be performed accurately and efficiently. For that purpose, it is effective to pass the boundary condition represented by the following formula to the Monte Carlo calculation from the three-dimensional diffusion calculation of the entire core.

【0147】[0147]

【数15】 (Equation 15)

【0148】ここで各量は以下のとおりである。Here, each amount is as follows.

【0149】[0149]

【数16】 (Equation 16)

【0150】上記の角度中性子束は、三次元拡散計算と
モンテカルロ計算の境界となる集合体各表面において定
義し、三次元拡散計算の結果に基づき計算する。角度中
性子束としたのは、モンテカルロ計算では基本的に中性
子の飛ぶ方向別の角度中性子束を扱うからである。
The above-mentioned angular neutron flux is defined on each surface of the aggregate which is a boundary between the three-dimensional diffusion calculation and the Monte Carlo calculation, and is calculated based on the result of the three-dimensional diffusion calculation. The angular neutron flux is used because the Monte Carlo calculation basically deals with the angular neutron flux for each neutron flight direction.

【0151】この計算装置によって、炉心全体の三次元
計算は従来の拡散計算に基づいて行い、詳細なモデルを
必要とする集合体に関してのみ、近似精度の高いモンテ
カルロ計算を適用でき、かつ、全炉心にモンテカルロ計
算を適用する場合に比べてきわめて少ない時間で精度の
良い詳細中性子束分布・出力分布を得ることができる。
この場合、炉心全体の三次元計算から、詳細な中性子束
分布や出力分布を求めたい集合体への中性子の流入・流
出を表す角度中性子束として境界条件を受け渡すため、
目的とする集合体が全炉心に装荷された状態を精度よく
模擬することができる。
With this calculation device, the three-dimensional calculation of the whole core is performed based on the conventional diffusion calculation, and Monte Carlo calculation with high approximation accuracy can be applied only to an assembly requiring a detailed model. It is possible to obtain a precise neutron flux distribution and output distribution in a very short time in comparison with the case where Monte Carlo calculation is applied to the neutron flux.
In this case, from the three-dimensional calculation of the entire core, to pass the boundary conditions as an angular neutron flux indicating the inflow and outflow of neutrons to the aggregate for which you want to obtain a detailed neutron flux distribution and power distribution,
It is possible to accurately simulate a state where the target assembly is loaded on all the cores.

【0152】さらに、この計算装置に基づいて得た照射
用燃料ピンの中性子束を用いて燃焼計算を行うことによ
り、照射用集合体の出力分布の燃焼履歴を精度よく求め
ることができる。
Further, by performing the combustion calculation using the neutron flux of the irradiation fuel pin obtained based on this calculation device, the combustion history of the output distribution of the irradiation assembly can be accurately obtained.

【0153】上述した第1乃至第9の実施形態において
は、照射用集合体として核分裂性物質を含むものを挙げ
たが、例えば図16に示したような減速材・遮蔽材等の
炉心材料を含む照射用集合体や、図17に示したような
吸収体を装荷した制御棒集合体も同じように内部構造の
非均質性が大きく、このような集合体についても上記各
実施形態による計算方法や計算装置を適用することによ
り、その詳細な中性子束分布・出力分布及びその燃焼履
歴を精度よく短時間に求めることができる。
In the first to ninth embodiments described above, the irradiation aggregate containing a fissile material is described. However, for example, a core material such as a moderator / shielding material as shown in FIG. 16 is used. Similarly, the irradiation assembly including the control rod assembly loaded with the absorber as shown in FIG. 17 also has a large inhomogeneity in the internal structure, and the calculation method according to each of the above embodiments is also used for such an assembly. By applying the computer and the calculation device, the detailed neutron flux distribution and power distribution and the combustion history thereof can be accurately obtained in a short time.

【0154】なお、図16において符号37、38、3
9はそれぞれ、水素化ジルコニウムピン、改良ステンレ
スピン、ベリリアピンを示しており、図17において符
号40、41、42はそれぞれ、吸収体ピン、案内管、
保護管を示している。
In FIG. 16, reference numerals 37, 38, 3
Reference numeral 9 denotes a hydrogenated zirconium pin, an improved stainless steel pin, and a beryllia pin. In FIG. 17, reference numerals 40, 41, and 42 denote an absorber pin, a guide tube,
The protection tube is shown.

【0155】以上、本発明の第1乃至第9の実施形態に
よる高速炉の出力分布計算方法及び計算装置について説
明したが、これらの実施形態による効果を以下に列挙す
る。 (1)高速炉の照射用集合体内の構造に関して従来手法
よりも詳細に取り扱ったモデルを用いることにより、照
射用集合体内の中性子スペクトルの微細な空間分布を求
めることができ、各照射用燃料の線出力を精度よく求め
ることができる。 (2)計算時間についても、同等の非均質構造を取り扱
った従来手法の場合よりも大幅に短縮できるとともに、
計算機記憶容量の大幅な増加を抑制できる。 (3)得られた各照射詳細ノードごとの中性子スペクト
ルを用いて燃焼計算を行うことにより、各照射用燃料ピ
ンの燃焼による組成変化・出力履歴を短時間に精度よく
予測することができ、照射用燃料ピンの精度良い寿命評
価が可能となる。 (4)照射用集合体の熱的余裕や寿命を正確に予測でき
るため、効率的で精度の良い照射が行える。
The power distribution calculation method and calculation device of the fast reactor according to the first to ninth embodiments of the present invention have been described above. The effects of these embodiments will be listed below. (1) By using a model that deals with the structure inside the irradiation assembly of the fast reactor in more detail than the conventional method, a fine spatial distribution of the neutron spectrum in the irradiation assembly can be obtained, and the The line output can be obtained with high accuracy. (2) In addition, the calculation time can be significantly reduced as compared with the case of the conventional method which treats an equivalent heterogeneous structure.
A large increase in computer storage capacity can be suppressed. (3) By performing combustion calculation using the obtained neutron spectrum for each irradiation detail node, it is possible to accurately predict the composition change and output history due to combustion of each irradiation fuel pin in a short time, and to perform irradiation. It is possible to accurately evaluate the life of the fuel pin for use. (4) Since the thermal margin and life of the irradiation assembly can be accurately predicted, efficient and accurate irradiation can be performed.

【0156】[0156]

【発明の効果】以上述べたように本発明による高速炉の
出力分布計算方法及び計算装置によれば、照射用集合体
内の中性子スペクトルの微細な空間分布を求めることが
でき、各照射用燃料の線出力を精度よく求めることがで
きる。また、計算時間についても、同等の非均質構造を
取り扱った従来手法の場合よりも大幅に短縮できるとと
もに、計算機記憶容量の大幅な増加を抑制できる。
As described above, according to the method and apparatus for calculating the power distribution of a fast reactor according to the present invention, a fine spatial distribution of the neutron spectrum in the irradiation assembly can be obtained, and the The line output can be obtained with high accuracy. In addition, the calculation time can be significantly reduced as compared with the case of the conventional method that treats an equivalent heterogeneous structure, and a large increase in computer storage capacity can be suppressed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1の実施形態による高速炉の出力分布計算方
法の計算流れ図。
FIG. 1 is a calculation flowchart of a power distribution calculation method for a fast reactor according to a first embodiment.

【図2】高速炉炉心の一例を示した構成図。FIG. 2 is a configuration diagram showing an example of a fast reactor core.

【図3】(A)は炉心燃料集合体の構成図、(B)は照
射用集合体の構成図、(C)は各燃料ピンの仕様を示し
た表。
3A is a configuration diagram of a core fuel assembly, FIG. 3B is a configuration diagram of an irradiation assembly, and FIG. 3C is a table showing specifications of each fuel pin.

【図4】(A)及び(B)はそれぞれ三次元拡散計算に
おける径方向及び軸方向のノード分割図。
FIGS. 4A and 4B are radial and axial node division diagrams in three-dimensional diffusion calculation, respectively.

【図5】二次元拡散計算における照射用集合体の詳細ノ
ード分割図。
FIG. 5 is a detailed node division diagram of the irradiation aggregate in the two-dimensional diffusion calculation.

【図6】第2の実施形態による高速炉の出力分布計算方
法の計算流れ図。
FIG. 6 is a calculation flowchart of a power distribution calculation method for a fast reactor according to the second embodiment.

【図7】(A)は二次元拡散計算の計算体系を示した
図、(B)及び(C)はそれぞれ炉心燃料集合体及び照
射用燃料集合体のノード分割図。
7A is a diagram showing a calculation system of two-dimensional diffusion calculation, and FIGS. 7B and 7C are node division diagrams of a core fuel assembly and an irradiation fuel assembly, respectively.

【図8】第4の実施形態による高速炉の出力分布計算方
法の計算流れ図。
FIG. 8 is a calculation flowchart of a power distribution calculation method for a fast reactor according to a fourth embodiment.

【図9】第6の実施形態による高速炉の出力分布計算装
置の計算流れ図。
FIG. 9 is a calculation flowchart of the power distribution calculation device for a fast reactor according to the sixth embodiment.

【図10】第6の実施形態における照射用集合体の計算
体系図。
FIG. 10 is a calculation system diagram of an irradiation assembly according to the sixth embodiment.

【図11】第7の実施形態による高速炉の出力分布計算
装置の構成図。
FIG. 11 is a configuration diagram of a fast reactor power distribution calculation device according to a seventh embodiment.

【図12】第7の実施形態による高速炉の出力分布計算
装置の計算流れ図。
FIG. 12 is a calculation flowchart of a fast reactor power distribution calculation device according to a seventh embodiment.

【図13】第8の実施形態による高速炉の出力分布計算
装置の構成図。
FIG. 13 is a configuration diagram of a fast reactor power distribution calculation device according to an eighth embodiment.

【図14】第8の実施形態による高速炉の出力分布計算
装置の計算流れ図。
FIG. 14 is a calculation flowchart of the power distribution calculation device for the fast reactor according to the eighth embodiment.

【図15】第9の実施形態による高速炉の出力分布計算
装置の計算流れ図。
FIG. 15 is a calculation flowchart of the power distribution calculation device for the fast reactor according to the ninth embodiment.

【図16】炉心材料照射用集合体の一例を示した構成
図。
FIG. 16 is a configuration diagram showing an example of a core material irradiation assembly.

【図17】制御棒集合体の一例を示した構成図。FIG. 17 is a configuration diagram showing an example of a control rod assembly.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 炉心燃料集合体 2 制御棒 3 中性子反射体 4 照射用集合体 6 炉心燃料ピン 7 ラッパ管 8 照射用セグメント 9 照射用炉心燃料ピン 10 マイナーアクチニド混合燃料ピンI 11 マイナーアクチニド混合燃料ピンII 12 FP消滅用ピン 13 炉心全体の三次元拡散計算の径方向ノード 14 炉心全体の三次元拡散計算の軸方向ノード 15 ガスプレナム 16 炉心燃料 17 軸方向反射体 18 照射用炉心燃料領域 19 マイナーアクチニド混合燃料ピン領域I 20 マイナーアクチニド混合燃料ピン領域II 21 FP消滅領域 22 構造材及び冷却材領域 23 炉心燃料領域 24 炉心出力分布履歴計算装置 25 照射用集合体出力分布履歴計算装置 26 炉心核断面積記憶装置 27 炉心組成記憶装置 28 照射用集合体核断面積記憶装置 29 照射用集合体組成記憶装置 30 全体制御装置 31 炉心核断面積計算装置 32 炉心出力分布計算装置 33 炉心燃焼計算装置 34 照射用集合体核断面積計算装置 35 照射用集合体出力分布計算装置 36 照射用集合体燃焼計算装置 REFERENCE SIGNS LIST 1 core fuel assembly 2 control rod 3 neutron reflector 4 irradiation assembly 6 core fuel pin 7 wrapper tube 8 irradiation segment 9 irradiation core fuel pin 10 minor actinide mixed fuel pin I 11 minor actinide mixed fuel pin II 12 FP Extinguishing pin 13 Radial node for three-dimensional diffusion calculation of entire core 14 Axial node for three-dimensional diffusion calculation of entire core 15 Gas plenum 16 Core fuel 17 Axial reflector 18 Irradiation core fuel area 19 Minor actinide mixed fuel pin area I 20 Minor actinide mixed fuel pin region II 21 FP annihilation region 22 Structural material and coolant region 23 Core fuel region 24 Core power distribution history calculation device 25 Irradiation assembly power distribution history calculation device 26 Core core cross-sectional area storage device 27 Core Composition storage device 28 Irradiation assembly nuclear cross-section area storage device 2 Reference Signs List 9 Irradiation assembly composition storage device 30 Overall control device 31 Core core cross-section calculation device 32 Core power distribution calculation device 33 Core combustion calculation device 34 Irradiation assembly core cross-section calculation device 35 Irradiation assembly output distribution calculation device 36 Irradiation assembly combustion calculator

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】高速炉の炉心内各燃料集合体の組成に基づ
いて作成した核断面積を用いて炉心全体の中性子束分布
及び出力分布を計算する三次元中性子拡散計算を行い、 この三次元中性子拡散計算からの各集合体の軸方向バッ
クリング及び炉心燃料集合体の核分裂線源分布を用い
て、炉心水平方向の二次元断面ごとに中性子束分布及び
出力分布を計算する二次元中性子拡散計算を、前記三次
元中性子拡散計算の場合よりも詳細なノード分割で行う
ことを特徴とする高速炉の出力分布計算方法。
1. A three-dimensional neutron diffusion calculation for calculating a neutron flux distribution and a power distribution over the entire core using a nuclear cross section created based on a composition of each fuel assembly in a core of a fast reactor, Two-dimensional neutron diffusion calculation to calculate neutron flux distribution and power distribution for each two-dimensional cross section in the core horizontal direction using axial buckling of each assembly from neutron diffusion calculation and fission source distribution of core fuel assembly Is performed by more detailed node division than in the case of the three-dimensional neutron diffusion calculation.
【請求項2】高速炉の炉心内各燃料集合体の組成に基づ
いて作成した核断面積を用いて炉心全体の中性子束分布
及び出力分布を計算する三次元中性子拡散計算を行い、 この三次元中性子拡散計算からの照射用集合体表面での
中性子束と中性子流との比で表される境界条件及び各集
合体の軸方向バックリングを用いて、照射用集合体のみ
を対象として水平方向の二次元断面ごとに中性子束分布
及び出力分布を計算する二次元中性子拡散計算を、前記
三次元中性子拡散計算の場合よりも詳細なノード分割で
行うことを特徴とする高速炉の出力分布計算方法。
2. A three-dimensional neutron diffusion calculation for calculating a neutron flux distribution and a power distribution of the entire core using a nuclear cross section created based on the composition of each fuel assembly in the core of the fast reactor, Using the boundary condition expressed by the ratio of neutron flux and neutron flow on the surface of the irradiation assembly from the neutron diffusion calculation and the axial buckling of each assembly, the horizontal A power distribution calculation method for a fast reactor, wherein a two-dimensional neutron diffusion calculation for calculating a neutron flux distribution and a power distribution for each two-dimensional cross section is performed by more detailed node division than in the three-dimensional neutron diffusion calculation.
【請求項3】二次元中性子拡散計算は、照射用集合体を
中心として周囲の6体又は18体の炉心燃料集合体又は
制御棒を含む部分炉心領域を対象として中性子束分布及
び出力分布を計算することを特徴とする請求項2記載の
高速炉の出力分布計算方法。
3. The two-dimensional neutron diffusion calculation calculates a neutron flux distribution and a power distribution in a partial core region including six or eighteen core fuel assemblies or control rods around the irradiation assembly. 3. The method according to claim 2, wherein the power distribution is calculated.
【請求項4】高速炉の炉心内各燃料集合体の組成に基づ
いて作成した核断面積を用いて炉心全体を対象として中
性子束分布及び出力分布を計算する三次元中性子拡散計
算を行い、 この三次元中性子拡散計算からの照射用集合体表面での
中性子束と中性子流との比で表される境界条件を用い
て、照射用集合体のみを対象として中性子束分布及び出
力分布を計算する三次元中性子拡散計算を、前記炉心全
体を対象とする三次元中性子拡散計算の場合よりも詳細
なノード分割で行うことを特徴とする高速炉の出力分布
計算方法。
4. A three-dimensional neutron diffusion calculation for calculating a neutron flux distribution and a power distribution for the entire core by using a nuclear cross section created based on the composition of each fuel assembly in the core of the fast reactor, Using a boundary condition expressed by the ratio of neutron flux to neutron flow on the surface of the irradiation assembly from three-dimensional neutron diffusion calculation, the cubic calculation of the neutron flux distribution and power distribution for only the irradiation assembly A power distribution calculation method for a fast reactor, wherein the source neutron diffusion calculation is performed by more detailed node division than in the case of the three-dimensional neutron diffusion calculation for the entire core.
【請求項5】炉心全体の三次元中性子拡散計算に引き続
いて行われる三次元中性子拡散計算は、照射用集合体を
中心として周囲の6体又は18体の炉心燃料集合体又は
制御棒を含む部分炉心領域を対象として行われることを
特徴とする請求項4記載の高速炉の出力分布計算方法。
5. The three-dimensional neutron diffusion calculation performed subsequent to the three-dimensional neutron diffusion calculation of the whole core includes a part including the core fuel assemblies or control rods of six or eighteen surroundings around the irradiation assembly. 5. The method according to claim 4, wherein the method is performed for a core region.
【請求項6】高速炉の炉心内各燃料集合体の組成に基づ
いて作成した核断面積を用いて炉心全体を対象として中
性子束分布及び出力分布を計算する三次元中性子拡散計
算を行い、 この三次元中性子拡散計算からの照射用集合体の軸方向
バックリング及び集合体表面での中性子束を用いて、照
射用集合体のみを対象として軸方向の断面ごとに中性子
束分布及び出力分布を計算する二次元中性子拡散計算を
行い、 前記照射用集合体のみを対象とする二次元中性子拡散計
算は、照射用集合体の内部を組成の異なる複数の均質化
領域に分割して、各領域境界における中性子束及び中性
子流の連続条件を用いてそれぞれの均質化領域における
解析解を結合させたものを用いて行われることを特徴と
する高速炉の出力分布計算方法。
6. A three-dimensional neutron diffusion calculation for calculating a neutron flux distribution and a power distribution for the entire core using a nuclear cross section created based on the composition of each fuel assembly in the core of the fast reactor, Using the axial buckling of the irradiation assembly from the three-dimensional neutron diffusion calculation and the neutron flux on the surface of the assembly, calculate the neutron flux distribution and output distribution for each axial section only for the irradiation assembly Perform two-dimensional neutron diffusion calculation to, two-dimensional neutron diffusion calculation only for the irradiation assembly, the interior of the irradiation assembly is divided into a plurality of homogenized regions having different compositions, at each region boundary A method for calculating the power distribution of a fast reactor, wherein the method is performed using a combination of analytical solutions in respective homogenization regions using continuous conditions of neutron flux and neutron flow.
【請求項7】高速炉の炉心全体の出力分布とその履歴を
計算する炉心出力分布履歴計算装置と、照射用集合体の
出力分布とその履歴を計算する照射用集合体出力分布履
歴計算装置と、前記炉心出力分布履歴計算装置による計
算と前記照射用集合体出力分布履歴計算装置による計算
とが時間的に同期して進むように制御する全体制御装置
と、を備え、 前記炉心出力分布履歴計算装置は、炉心組成に基づいて
炉心内各集合体の核断面積を計算する炉心核断面積計算
装置と、核断面積に基づいて炉心出力分布を計算する炉
心出力分布計算装置と、各集合体の核断面積を記憶する
炉心核断面積記憶装置と、各集合体の組成を記憶する炉
心組成記憶装置と、炉心出力分布から得られた中性子束
分布に基づいて炉心燃焼計算を行う炉心燃焼計算装置
と、を有し、 前記照射用集合体出力分布履歴計算装置は、照射用集合
体組成に基づいて各照射用集合体の核断面積を計算する
照射用集合体核断面積計算装置と、核断面積に基づいて
照射用集合体出力分布を計算する照射用集合体出力分布
計算装置と、各集合体の核断面積を記憶する照射用集合
体核断面積記憶装置と、各集合体の組成を記憶する照射
用集合体組成記憶装置と、照射用集合体出力分布から得
られた中性子束分布に基づいて照射用集合体燃焼計算を
行う照射用集合体燃焼計算装置と、を有し、 前記炉心出力分布計算装置及び前記照射用集合体出力分
布計算装置は、それぞれ、請求項1乃至請求項6のいず
れか一項に記載の炉心全体の三次元中性子拡散計算及び
照射用集合体についての詳細出力分布計算を行い、 前記全体制御装置はこれらの計算が定められた燃焼時点
ごとに反復されるように前記各装置を制御し、これによ
って、炉心全体の出力分布履歴を計算しつつ、照射用集
合体についてはより詳細な出力分布履歴を計算するよう
にしたことを特徴とする高速炉の出力分布計算装置。
7. A core power distribution history calculating device for calculating the power distribution and its history of the entire core of a fast reactor, an irradiation assembly power distribution history calculating device for calculating the irradiation distribution and its history. An overall control device that controls the calculation by the core power distribution history calculation device and the calculation by the irradiation aggregate output distribution history calculation device to proceed in synchronization with time, the core power distribution history calculation The apparatus includes a core nuclear cross section calculator that calculates a nuclear cross section of each assembly in the core based on the core composition, a core power distribution calculator that calculates a core power distribution based on the nuclear cross section, and each assembly. Core cross-section storage device that stores the nuclear cross-sectional area of the core, core composition storage device that stores the composition of each assembly, and core combustion calculation that performs the core combustion calculation based on the neutron flux distribution obtained from the core power distribution Equipment and The irradiation assembly output distribution history calculation device, the irradiation assembly core cross section calculation device for calculating the nuclear cross section of each irradiation assembly based on the irradiation assembly composition, the nuclear cross section An irradiation assembly output distribution calculation device that calculates an irradiation aggregate output distribution based on the irradiation assembly nuclear cross section storage device that stores a nuclear cross section of each assembly; and stores a composition of each assembly. An irradiation assembly composition storage device, and an irradiation assembly combustion calculation device that performs irradiation assembly combustion calculation based on a neutron flux distribution obtained from the irradiation assembly output distribution, wherein the core power distribution The calculation device and the irradiation assembly output distribution calculation device each include a three-dimensional neutron diffusion calculation for the entire core and a detailed output distribution calculation for the irradiation assembly according to any one of claims 1 to 6. The overall control device performs this The above devices are controlled such that the calculation of the above is repeated for each predetermined combustion time point, whereby the power distribution history of the entire core is calculated, and the power distribution history of the irradiation assembly is calculated in more detail. A power distribution calculation device for a fast reactor, characterized in that:
【請求項8】前記照射用集合体燃焼計算装置により得ら
れた照射用集合体組成と炉心燃焼計算装置により得られ
た各集合体組成とを炉心核断面積計算装置へ入力して核
断面積を算出し、算出された核断面積を炉心出力分布計
算装置へ入力することにより、照射用集合体の燃焼計算
の結果を炉心全体の出力分布計算へ反映させるようにし
たことを特徴とする請求項7記載の高速炉の出力分布計
算装置。
8. An irradiation assembly composition obtained by the irradiation assembly combustion calculator and each assembly composition obtained by the core combustion calculator are inputted to a core core cross section calculator and a nuclear cross section is obtained. The calculated nuclear cross section is input to the core power distribution calculation device, so that the result of the combustion calculation of the irradiation assembly is reflected in the power distribution calculation of the entire core. Item 8. A power distribution calculation device for a fast reactor according to Item 7.
【請求項9】炉心全体の三次元中性子拡散計算に引き続
いて行われる照射用集合体のみ又は照射用集合体と周囲
の6集合体又は18集合体を含む部分炉心領域に対する
詳細な出力分布計算は、三次元中性子拡散計算から得た
その集合体境界又は部分炉心領域境界における中性子流
と中性子束から計算される角度中性子束を境界条件とし
たモンテカルロ計算に基づいて行われることを特徴とす
る請求項7又は請求項8に記載の高速炉の出力分布計算
装置。
9. The detailed power distribution calculation for the irradiation core only or the irradiation core and a partial core region including the surrounding six or eighteen assemblies following the three-dimensional neutron diffusion calculation of the whole core is performed. The method is performed based on Monte Carlo calculation using a neutron flux calculated from a neutron flow and a neutron flux at a boundary of the aggregate or a partial core region obtained from a three-dimensional neutron diffusion calculation as a boundary condition. The power distribution calculation device for a fast reactor according to claim 7 or 8.
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