Die vorliegende Erfindung betrifft die Steuerung von Druckwasserkernkraftwerken und insbesondere die Bestimmung und Abschätzung der Notabschaltreserve des Reaktors eines solchen Kraftwerks. Genauer gesagt zielt sie auf eine Abschätzung der Notabschaltreserve, die vorbeugend unfallbedingtes Entweichen des Dampfes des Sekundärkreislaufs berücksichtigt.

Druckwasserkernkraftwerke sind gut bekannt. Im Wesentlichen umfassen sie einen Reaktor, der in einem Behälter Brennelementkassetten enthält, die aus Brennstäben gebildet sind, die spaltbare Materialien enthalten; in einige von diesen werden bewegliche Steuerstäbe eingeführt, die ein neutronenabsorbierendes Material enthalten. Die Steuerstäbe einer Brennelementkassette, die zusammen gesteuert werden, bilden ein Steuerbündel. Die Brennelementkassetten sind in druckbeaufschlagtes Wasser eingetaucht, das in einem Primärkreislauf zirkuliert, der mehrere Primärschleifen umfaßt, die jeweils eine Primärpumpe und einen Dampferzeuger beinhalten. Eine dieser Schleifen umfaßt zusätzlich einen Druckhalter, der den Wasserdruck im Reaktor aufrechterhält. Das Druckwasser dient als Moderator- und Wärmetauscherfluid. Außerdem enthält es gelöstes Bor, ein neutronenabsorbierendes Material, das genauso wie die Steuerbündel zur Steuerung des Reaktors dient.

Die Dampferzeuger versorgen einen Sekundärkreislauf mit Dampf, der im Wesentlichen eine einen Wechselstromgenerator antreibende Turbine, einen Kondensator und Pumpen umfaßt.

Die Reaktivität ist ein Maß für die Entwicklung der Kettenreaktion im Reaktorkern. Bei dieser Kettenreaktion rufen die durch die Spaltung schwerer Kerne erzeugten Neutronen, die durch das als Moderator dienende Druckwasser des Primärkreislaufs abgebremst und durch die Steuerstäbe und das gelöste Bor mehr oder weniger stark absorbiert worden sind, ihrerseits neue Spaltungen hervor. Der mit k bezeichnete Faktor, um den sich die Zahl der Spaltungen von einer Generation zur nächsten vermehrt, ist im allgemeinen gleich 1. Er kann zeitweilig größer als 1 sein. Die positive Abweichung des Werts von k von 1 wird Reaktivität genannt. Sie wird angegeben in pcm (Teile auf 100 000). Bei einer nicht verschwindenden Reaktivität neigt die Kettenreaktion zu einer Verstärkung. Zu anderen Zeiten kann der Faktor k kleiner als 1 sein, dann ist die Reaktivität negativ und man spricht von Antireaktivität. In diesem Fall neigt die Reaktion zum Verlöschen.

Die Leistung des Reaktors wird durch Einwirken auf die Reaktivität justiert, indem auf die Position der Steuerstäbe und/oder die Borkonzentration eingewirkt wird. Um die Leistung zu erhöhen, wird eine positive Reaktivität zugefügt. Die Reaktion verstärkt sich. Die Temperatur im Reaktor nimmt zu und die Dichte des Wassers im Primärkreislauf nimmt ab. Sein Moderatoreffekt nimmt dadurch ab, was einen Beitrag zur Antireaktivität bedeutet, der letztendlich die Reaktivität ausgleicht. Der Reaktor stabilisiert sich dann auf einem höheren Leistungsniveau. Um die Leistung zu verringern, wird in umgekehrter Weise vorgegangen.

So kann der Reaktor die thermische Leistung liefern, die von ihm verlangt wird, im allgemeinen um den Strombedarf des Netzes zu befriedigen, an das das Kraftwerk angeschlossen ist.

Bei den Überlegungen, die die Auswahl zwischen den beiden Steuerungsarten eines Kernreaktors, durch Steuerstäbe oder durch den Borgehalt, bestimmen, muß zunächst erwähnt werden, daß die Einwirkung auf die Steuerstäbe unmittelbare Wirkung hat, wohingegen die Wirkung des gelösten Bors vergleichsweise langsamer ist.

Außerdem sind zur Erhöhung der Konzentration des gelösten Bors Einrichtungen zum Lagern und zum Einspritzen von Borsäure erforderlich, wohingegen zur Verringerung Einrichtungen zur Verdünnung und insbesondere zur Verarbeitung und Lagerung der Abwässer erforderlich sind, Einrichtungen, die umso wichtiger und kostspieliger sind, je häufiger und länger auf die Wirkung des gelösten Bors zurückgegriffen wird.

Man neigt daher dazu, das gelöste Bor nur zur Korrektur langfristiger Veränderungen der Reaktivität des Reaktors zu verändern, d. h. im Wesentlichen bei der Xenonvergiftung und der Brennstoffalterung.

Die Steuerung der thermischen Leistung des Reaktors in Abhängigkeit von den Anforderungen des Stromnetzes wird daher vorzugsweise durch Steuerstäbe durchgeführt. Die Einführung der Steuerstäbe beeinflußt jedoch in nachteiliger Weise die axiale Verteilung der im Reaktor erzeugten Leistung. Es ergeben sich hieraus Ungleichmäßigkeiten der Temperatur im Reaktorkern, mit insbesondere einem beschleunigten Verbrauch des Brennstoffs an den heißesten Stellen und einer örtlichen Xenonerzeugung, Faktoren, die einen einschränkenden Einfluß auf den Steuervorgang des Reaktors haben und es erforderlich machen, korreliert auf die Konzentration an gelöstem Bor einzuwirken.

Jedoch ist es mit zunehmendem Anteil der Kernkraftwerke an der Gesamtstromerzeugung notwendig geworden, daß die Kernkraftwerke, die ursprünglich als Grundlastkraftwerke mit quasi konstantem Produktionsniveau betrieben wurden, im Lastfolgebetrieb eingesetzt werden, mit einem einer Tageskurve folgenden Produktionsniveau oder sogar in zeitgebunden ferngeregeltem Betrieb, wobei das Produktionsniveau einer willkürlichen Kurve folgt, wodurch die Steuereinwirkungen vervielfacht werden, mit den oben erwähnten nachteiligen Folgen. Man hat daher nach Steuerverfahren durch Steuerstäbe gesucht, bei denen die Verzerrung der axialen Leistungsverteilung verringert ist und ihre nachteiligen Effekte begrenzt werden.

In diesem Zusammenhang ist im französischen Patent FR-A-2 395 572 ein Verfahren zum Steuern eines Kernreaktors beschrieben, bei dem zum Steuern der durch Leistungsänderungen bedingten Reaktivitätseffekte in Abhängigkeit allein von der der Turbine abverlangten Leistung aus Bündeln von absorbierendem Material zusammengesetze Gruppen verschoben werden, von denen wenigstens ein Bündel eine verringerte Antireaktivität hat, um die Leistungen des Reaktors zu verändern, und bei dem eine als R-Gruppe bezeichnete Gruppe, die aus stark absorbierenden Bündeln besteht, in Abhängigkeit von der Temperaturdifferenz, die zu jedem Zeitpunkt zwischen der mittleren Kerntemperatur und einer Referenztemperatur, die vom abgefragten Leistungsniveau abhängt, verschoben wird, wobei die Einwirkung auf die Konzentration des gelösten Bors dazu dient, die R-Gruppe in einem gewissen Bereich zu halten und außerdem die Langzeitveränderung der Reaktivität zu korrigieren.

Später wurde in der Patentanmeldung EP-A-0 051 542, die der FR-A-2 493 582 entspricht, ein Verfahren zum Führen eines Kernreaktors durch gekoppelte Verschiebung von Steuerstabbündeln im Reaktorkern beschrieben, durch das die Störungen der axialen Leistungsverteilung immer begrenzt bleiben, was es ermöglicht, den Rückgriff auf das gelöste Bor zu vermeiden, dessen Konzentration folglich nur justiert wird, um die Effekte der Xenonentstehung und der Alterung der Brennstäbe zu kompensieren.

Obwohl letzeres Verfahren unleugbare Vorteile im Normalbetrieb eines Reaktors hat, weist es doch einen Nachteil hinsichtlich der Sicherheit auf, wenn die Gefahr einer unfallbedingten Unterbrechung des Sekundärkreislaufs in Betracht gezogen wird.

In einer solchen Situation wird der Sekundärkreislauf plötzlich abgekühlt. Gleiches gilt für die Primärkreisläufe und den Reaktorkern. Die Sicherheitsvorrichtungen springen an und rufen die vollständige Einführung einer Steuerstäbe und eine Sicherheitseinspritzung von Bor hervor. Normalerweise folgt darauf der Halt des Reaktors.

Bei den beiden oben beschriebenen Steuerverfahren kann jedoch in dem Moment, wo dies geschieht, die Konzentration des gelösten Bors relativ gering sein, wohingegen die Steuerstäbe relativ weit eingeführt sein können. Die vollständige Einführung der Steuerstäbe bringt eine ausreichende Antireaktivität, um die Freisetzung thermischer Leistung im Reaktor anzuhalten. Dies führt im Zusammenhang mit der durch die Unterbrechung des Sekundärkreislaufs bedingte Abkühlung des Primärkreislaufs zu einem beträchtlichen Temperaturabfall des Wassers im Reaktorkern und damit zu einer Steigerung von dessen Moderatoreffizienz und einem entsprechenden Beitrag zur Reaktivität. Da die Wirkung der Sicherheits-Boreinspritzung nicht unmittelbar eintritt, könnte dieser Beitrag zur Reaktivität die durch die vollständige Einführung der Steuerstäbe bewirkte Antireaktivität überwiegen und die Reaktion würde zeitweilig wiederaufleben, was dann für kurze Zeit zu einer inakzeptablen Steigerung der Temperatur der Brennelemente führen würde.

Dieses Problem wurde erkannt und gelöst durch ein Verfahren zur Bestimmung und Abschätzung der Notabschaltreserve, d. h. der für einen Nothalt verfügbaren Antireaktivität, bezogen auf die spezifisch bei einem Bruch des Sekundärkreislaufs erforderliche Antireaktivität, mit dem Ziel, Korrekturmaßnahmen herbeizuführen, wenn diese nicht ausreichend ist.

Dieses Verfahren, das insbesondere im Zusammenhang mit dem Verfahren zum Steuern eines Kernreaktors aus FR-A-2 395 572 definiert ist, besteht im Wesentlichen darin, fortlaufend die Antireaktivität zu überwachen, die die R-Gruppe erzeugen kann. Man kann dabei davon ausgehen, daß der Beitrag der Steuerbündel bis zu ihrer vollständigen Einführung Null ist. Sie tragen zwar eine Antireaktivität bei, doch die entsprechende Verringerung der Moderatortemperatur liefert eine Reaktivität mit demselben Wert. Außerdem ist der diesbezügliche Beitrag der Sicherheitsstäbe bekannt. Allein die Stäbe der R-Gruppe sind in einer kontinuierlich veränderbaren Position, die nicht von der Temperatur abhängt; ihre Position ist daher der einzige zu überwachende Parameter. Es muß hinzugefügt werden, daß die Abschätzung im Sinne der Sicherheit allen Ungenauigkeiten des Steuerungsverfahrens Rechnung tragen muß, insbesondere hinsichtlich der Wirkung der Antireaktivität der Leistungssteuerstäbe. Die erforderliche Antireaktivität wird so um einen Sicherheitsterm mit konstantem Wert erhöht, der näherungsweise definiert ist, um die ungünstigsten Bedingungen abzudecken. Außerdem ist die Antireaktivität, die die Temperaturregelstäbe beitragen können, nur ein Schätzwert, der von der Position der Stäbe und einer Beziehung zwischen der Position der Stäbe und der Antireaktivität im hinsichtlich der Sicherheit ungünstigsten Fall abgeleitet ist.

Ein solches Verfahren ist im Fall des Steuerverfahrens aus dem Patent FR-A-2 493 582 nicht mehr anwendbar. Es verschwindet hier die Unterscheidung zwischen Leistungssteuergruppen und der Temperaturregelgruppe R. Die Position der Leistungssteuergruppen ist durch ein komplexes Programm gesteuert kontinuierlich veränderbar. Es gibt nicht mehr einen einzigen zu überwachenden Parameter, sondern mehrere, und es dreht sich nicht mehr allein um die Position der Steuerbündelgruppen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zur Bestimmung der Notabschaltreserve von Druckwasserreaktoren, das für das an zweiter Stelle betrachtete Steuerverfahren geeignet ist und allgemeiner, das für ein beliebiges Steuerverfahren geeignet ist.

Außerdem umfaßt wie erwähnt das zur Bestimmung der Sicherheitsabschaltreserve verwendete Verfahren eine Näherung über nicht gemessene Einflüsse, in Form eines Sicherheitsterms, der die erforderliche Antireaktivität steigert und eine andere Näherung hinsichtlich der Antireaktivität, die zu einem gegebenen Zeitpunkt die Temperaturregelstäbe erzeugen können. Daraus ergeben sich häufig unerwünschte Einschränkungen bei der Steuerung des Reaktors.

Gegenstand der Erfindung ist daher auch ein Verfahren zur Bestimmung der Sicherheitsabschaltreserve, das solchen Beschränkungen nicht unterliegt.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung und Abschätzung der Sicherheitsabschaltreserve eines Druckwasserkernreaktors besteht darin, daß eine Abschaltreserve durch die Anwendung der allgemeinen Formel

Mar = ΔPg + ΔPg - ΔPr

berechnet wird, wobei Mar die gesuchte Abschaltreserve, ΔPg die der Gesamtheit der Steuerstäbe des Reaktors zugeordnete Antireaktivität (mit negativem Vorzeichen) ist, wenn diese Gesamtheit von dem nichteingeführten Zustand in den vollständig eingeführten übergeht, ΔPp die Reaktivität (mit positivem Vorzeichen) ist, die durch den Übergang von der nominalen Leistung zur Leistung Null erzeugt wird, und ΔPr die (negative) Antireaktivität ist, die schon verbraucht wurde, um den Reaktor in den Zustand zu bringen, den er im betrachteten Moment einnimmt und die sich aus der Anwendung der folgenden Formel berechnet:

ΔPr = EG + DC + EGo,

wobei in dieser Formel EG die Antireaktivität ist, die sich aus der gemessenen Lage der Leistungssteuerbündel ergibt, unter Einbeziehung der gemessenen axialen Leistungsverteilung und des vorab definierten Kernabbrands, DC ein Ausdruck ist, mit dem die Reaktivitätszunahme abgeschätzt wird, die sich aus dem Leistungsabfall zwischen der nominalen Leistung und der aktuellen Situation des Reaktors ergibt und EGo eine Skalierungskonstante enthält.

Der Ausdruck DC kann eine Summe über einen oder mehrere der folgenden Ausdrücke sein:

- einen ersten Ausdruck DP, der dem Reaktivitätseffekt entspricht, der sich aus der Verminderung der Leistung bezüglich der nominalen Leistung ergibt und der eine Funktion ersten Grades der gemessenen axialen Verzerrung der Leistung ist;

- einen ersten Korrekturterm FP, der dem Reaktivitätseffekt der Abweichung von der tatsächlichen Leistung, wie sie gemessen wird, entspricht, hervorgerufen durch die Dichteverteilung des Wassers im Reaktorkern, die eine Funktion zweiten Grades der gemessenen axialen Verzerrung der Leistung ist;

- einen zweiten Korrekturterm FT, der dem Reaktivitäseffekt entspricht, der sich aus dem Unterschied zwischen der mittleren Kerntemperatur, die eine gemessene Größe ist, und der Solltemperatur ergibt, die eine vorgegebene Größe ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht ferner vor, die Differenz zwischen der so berechneten Notabschaltreserve und einer einmalig für den Reaktor berechneten und als konstant angesehenen Minimalreserve zu berechnen, die in der Konstanten EGo enthalten ist.

Es ist ferner vorgesehen, diese Differenz zu verwenden, um eine Koffekturmaßnahme auszulösen, die darin besteht, den Gehalt an gelöstem Bor im Primärkreislauf zu ändern.

Die verschiedenen Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden in der nun folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung genauer erläutert, wobei Bezug genommen wird auf die beigefügte Zeichnung, die in stark schematisierter Weise ein Druckwasserkernkraftwert darstellt.

In Figur 1 ist der Reaktorkern eines Druckwasserkernreaktors 1 über einen Primärkreislauf 4 mit einem Dampferzeuger 2 verbunden. Die Bewegung des Druckwassers wird durch eine Primärpumpe 3 angetrieben. Ein Druckhalter 5 hält das Volumen und den Druck des Wassers im Primärkreislauf konstant. Diese verschiedenen Elemente sind in einer Umhüllung 10 angeordnet, durch die die Leitungen eines Sekundärkreislaufs 12 hindurchverlaufen, der an den Dampferzeuger 2 angeschlossen ist. Dieser Sekundärkreislauf 12 umfaßt eine Turbine 13, die einen Wechselstromgenerator 14 antreibt, einen Kondensator 15 und eine Sekundärpumpe 16. Ventile 19 und 20 ermöglichen die Umgehung der Turbine 13, um den Sekundärkreislauf auch dann aufrechtzuerhalten, wenn der Antrieb des Generators unterbrochen werden muß.

Wie oben angegeben enthält der Reaktorkern in einem Behälter Brennelementkassetten, die von Brennelementstäben gebildet werden, die das Spaltmaterial enthalten; in einige von ihnen werden bewegliche Steuerstäbe oder -stiffe 20 eingeschoben, die ein neutronenabsorbierendes Material enthalten. Die Steuerstäbe einer Brennelementkassette, die zusammen gesteuert werden, bilden ein Steuerbündel. Die Brennelementkassetten sind in Druckwasser getaucht, das im Primärkreislauf 4 zirkuliert, der mehrere Primärschleifen umfaßt, von denen nur eine, die in der Figur dargestellte, den Druckhalter 5 einschließt. Das Druckwasser dient als Moderator- und Wärmetauscherfluid. Außerdem enthält es gelöstes Bor als neutronenabsorbierendes Material, das genauso wie die Steuerbündel zur Steuerung des Reaktorbetriebs dient.

Die Leitungen zur Einspritzung des Bors in Form von Borsäure in den Primärkreislauf 4 sind nicht dargestellt.

Die Figur zeigt, mit C1 bis C6 bezeichnet, in der Nähe des Reaktors außerhalb des Behälters angeordnete Ionisationskammern zur Messung des Neutronenflusses in unterschiedlichen Höhen. In der Praxis bestehen diese Detektoren aus vier Einzeldetektoren pro Niveau, deren Ausgangssignale kombiniert werden, um jeweils ein Signal zu liefern, das die momentan vom Reaktor in der entsprechenden Höhe abgegebene Leistung darstellt.

Nicht dargestellt sind Vorrichtung zur Messung und Bestimmung diverser Größen wie der Temperatur an unterschiedlichen Stellen des Primärkreislaufs, der Einschiebtiefe der Steuerstäbe, des Borgehalts im Druckwasser des Primärkreislaufs etc..

Der Zustand des Reaktorkerns in bekannter Weise regelmäßig neu bestimmt, indem der reaktor vorgegebenen Betriebsbedingungen unterworfen wird, unter denen dann spezifische Messungen durchgeführt werden, von denen manche zu diesem Zweck in den Kern eingeführte Sonden benötigen.

Im Betrieb wird die wirkliche Reaktorleistung Prel ausgedrückt in Form eines Bruchteils der Nominalleistung, d. h. der maximal im Normalbetrieb des Reaktors vorgesehenen Leistung, bei der die Einschiebtiefe der Steuerstäbe minimal ist. Die wirkliche Leistung wird z. B. anhand der von den Detektoren C1 bis C6 angezeigten Neutronenflüsse bestimmt. Die axiale Leistungsverzerrung, d. h. ein Wert, der die Asymetrie der wirklichen Leistungsverteilung kennzeichnet, wird ebenfalls von den Ausgangssignalen dieser Detektoren abgeleitet. Die Position der Steuerstäbe wird direkt durch Zähler für die Zahl der Einschleibschritte der Bündel angegeben. Eine Referenztemperatur Tref ist in Abhängigkeit von der vom Reaktor Tmoy wird von den im Primärkreislauf, am Eingang des Druckwassers in den Reaktor und an dessen Ausgang gemessenen Temperaturen abgeleitet.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung und Abschätzung der Notabschaltreserve für einen solchen Reaktor in einer normalen Betriebssituation, bei der vorbeugend der Verlust des Dampfes des Sekundärkreislaufs 12 berücksichtigt wird.

In einer solchen Situation rufen die automatischen Sicherungen, durch anomale Abweichungen der Druck- und Temperaturwerte ausgelöst, die vollständige Einführung sämtlicher Steuerstäbe hervor, doch muß zur Sicherheit angenommen werden, daß eines der Steuerstabbündel nicht eingeführt werden kann. Gleichzeitig findet eine Sicherungseinsprizung von Bor statt, deren Wirkung mit Sicherheit der Stillstand der Reaktion ist.

Das Problem ist, daß die Wirkung des Boreinspritzbefehls nicht unmittelbar eintritt, und daß die durch ein Einführung der Steuerstäbe beigetragene Antireaktivität ausreichen muß, um mindestens die reaktivität auszugleichen, die durch die Abkühlung des Wassers des Primärkreislaufs im Anschluß an das Entweichen des Dampfes aus dem Sekundärkreislauf hinzugefügt wird. Diese unfallsbedingte Reaktivität läßt sich berechnen. Es ist daher sicherzustellen, daß die potentielle Antireaktivität der Steuerstabbündel in jedem Moment ausreicht, um diesen Bedarf zu decken. Hierfür muß diese berechnet und abgeschätzt werden.

Erfindungsgemäß wird zur Berechnung einer Notabschaltreserve die allgemeine Formel:

Mar = ΔPg + ΔPp - ΔPr

angewandt, bei der Mar die gesuchte (negative) Notabschaltreserve, ΔPg die (negative) Antireaktivität ist, die der Gesamtheit der Steuerstäbe des Reaktors zugeordnet ist, wenn diese von verschwindender Einführung zu vollständiger Einführung übergeht. ΔPp ist die (positive) Reaktivität, die durch den Übergang von der Nominalleistung zu verschwindender Leistung beigetragen wird, ΔPr ist die (negative) Antireaktivität, die bereits verbraucht wurde, um den Reaktor in den Zustand zu bringen, in dem er sich zum betrachteten Zeitpunkt befindet, und wird berechnet durch Anwendung der folgenden Formel:

ΔPr = EG + DC + EGo,

bei der EG die Antireaktivität ist, die sich aus der gemessenen Position der Leistungssteuerbündel ergibt, unter Berücksichtigung der gemessenen axialen Leistungsverteilung und des vorab definierten Kernabbrands; DC ist ein Ausdruck, mit dem der Reaktivitätsbeitrag durch die Verringerung der Leistung von der nominalen Leistung zur aktuellen Reaktorleistung abgeschätzt wird, EGo ist eine Skalenkonstante.

Die unterschiedlichen Ausdrücke in den obigen Formeln werden folgendermaßen gewonnen:

- ΔPg, die gesamte Antireaktivität der Steuerstäbe einschließlich der Leistungssteuerstäbe und der Notabschaltstäbe ist eine vorab bestimmte Eigenschaft des Reaktors, bei der zur Sicherheit angenommen wird, daß ein Bündel mit maximaler Antireaktivität nicht zur Einführung gelangt,

- ΔPp, die Gesamtreaktivität aufgrund der Abkühlung des Druckwassers auf die Temperatur, die dem Stillstand der Reaktion entspricht, ist ebenfalls eine vorab bestimmte Eigenschaft des Reaktors,

- ΔPr, die durch die eingeführten Steuerstäbe verbrauchte Antireaktivität, hängt folglich von den reellen Betriebsumständen des Reaktors ab.

- EGo ist eine Konstante.

Da die Ausdrücke ΔPg, ΔPp und EGo vorab nach den Reaktoreigenschaften bestimmte Konstanten sind, sieht das erfindungsgemäße Verfahren daher nur die Bestimmung von ΔPr in Echtzeit vor, und es soll nun ein Beispiel dafür gegeben werden, wie die unterschiedlichen Teile, aus denen dieser Ausdruck besteht, bestimmt werden.

Der Ausdruck EG entspricht der durch Einführung der Stäbe verbrauchten Antireaktivität und wird anhand von Leistungsmeßsignalen der Neutronenflußdetektoren und von Einführungsniveaus der Leistungssteuerbündel bestimmt.

Gemäß einem Anwendungsbeispiel der Erfindung resultiert der Ausdruck EG aus der Anwendung der folgenden Formel in Matrix- Schreibweise:

in der [Pref] und [Pr] Vektoren sind, die eine axiale Leistungsverteilung darstellen, von denen der erste periodisch in einer Bezugskonfiguration neu bestimmt wird, um die axiale Erschöpfung des Kerns darzustellen, wohingegen der zweite sich aus mit den Neutronenflußdetektoren durchgeführten Echtzeitmessungen ergibt.

Beide werden bestimmt durch Anwendung einer Formel vom Typ:

[P] = [T]&supmin;¹ [S]&supmin;¹ [I] ,

in der [P] die axiale Leistungsverteilung ist, [T] eine Transfermatrix des Meßsystems ist, [S] eine Empfindlichkeitsmatrix der Detektoren ist und [I] die Ausgangssignale der Neutronendetektoren darstellt.

Der Ausdruck [A] ist eine Diagonalmatrix, die die durch die Leistungssteuerbündel beigetragene Antireaktivität darstellt und ist die Summe aus so vielen Termen:

[A] = CI [GI] , wie es Leistungssteuergruppen gibt, wobei CI die Gesamteffizienz der Gruppe ist, die vorab bestimmt oder gemessen worden ist, und [GI] eine Positionsmatrix ist, deren Terme direkt durch die durch den Einführungsschrittzähler der Gruppe angezeigte Position bestimmt sind.

Die Erfindung sieht ferner vor, den Reaktivitätsbeitrag aufgrund der Leistungsdifferenz zwischen der nominalen Leistung und der aktuellen Situation des Reaktors in Form eines Ausdrucks DC zu berücksichtigen. Um den Wert der bereits verbrauchten Reaktivität so genau wie möglich einzugrenzen, sieht die Erfindung für diesen Ausdruck eine Summe vor, die einen oder mehrere der nachfolgend definierten Ausdrücke DP, FP, FT umfaßt.

Der erste Ausdruck DP entspricht dem Reaktivitätseffekt der Leistungsverringerung im Vergleich zur nominellen Leistung, die eine Funktion ersten Grades der gemessenen axialen Leistungsverzerrung nach der Formel:

DP = (p1 + p2.Ao) (1-Prel)

ist, in der p1 und p2 konstante Dimensionierungskoeffizienten sind, Prel schon definiert wurde und Ao die axiale Leistungsverzerrung ist, die anhand der Formel:

berechnet wird, wobei Pa und Pb Leistungen im oberen und im unteren Abschnitt des Kerns sind, die mit durch die Neutronendetektoren durchgeführten Echtzeitmessungen bestimmt werden.

Der erste Korrekturterm FP entspricht dem Reaktivitätseffekt der Verzerrung der Dichteverteilung des Wassers im Reaktorkern bei der reellen gemessenen Leistung und ist eine Funktion zweiten Grades der gemessenen axialen Leistungsverzerrung nach der Formel:

FP = Prel (p3 + p4.Ao + p5.Ao²) ,

wobei p3, p4, p5 wieder konstante Dimensionierungskoeffizienten sind.

Der zweite Korrekturterm FT entspricht dem Reaktivitätseffekt der Abweichung zwischen der mittleren Kerntemperatur, die eine gemessene Größe ist und der Solltemperatur, die eine vorgegebene Größe ist, nach der Formel:

FT = p6 (Tmoy - Tref) ,

wobei p6 ein weiterer konstanter Koeffizient ist und Tmoy die mittlere Temperatur des Reaktorkerns ist, die anhand der Temperaturen des Primärkreislaufs am Eingang und am Ausgang des Kerns erhalten wird.

Nach diesen Korrekturen hat die Bestimmung der potentiellen Antireaktivität der Steuerstäbe eine große Genauigkeit, so daß der Ausdruck EGo eine einfache Skalierungskonstante sein kann. Diese Konstante kann allerdings eine einmalig für den Reaktor berechnete und als konstant angesehene Minimalreserve umfassen, welche die Reserve ist, die es ermöglicht, den Folgen einer Unterbrechung des Sekundärkreislauf zu begegnen. In diesem Fall ist die Abschätzung der bestimmten Reserve einfach, es reicht, daß sie größer als Null ist.

Die Erfindung sieht außerdem vor, die so bestimmte und abgeschätzte Notabschaltreserve zu verwenden, um durch beliebige Mittel eine Korrekturmaßnahme auszulösen, die darin besteht, den Gehalt an gelöstem Bor im Primärkreislauf anzuheben.

Selbstverständlich dienen die vorangegangenen Beschreibungen nur als nicht einschränkendes Beispiel und es sind zahlreiche Abwandlungen vorstellbar, die nicht den Rahmen der Erfindung verlassen.