JPH0225157B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、原子力発電所の制御棒操作補佐装置
に係り、特にオペレータに適切な制御棒操作量を
提示するとともにオペレータの操作と、操作後の
炉心状態を監視する機能を備えた制御棒操作補佐
装置に関する。 一般に沸騰水形原子炉の出力制御方式には、原
子炉炉心内の制御棒挿入量を制御する方法と原子
炉炉心内の冷却材流量を制御する方法がとられて
いる。 冷却材流量を制御する方法は、主に、炉心内に
発生するボイド量を制御することにより、原子炉
出力を制御しようとするもので、特に、ボイド発
生量の大きい出力運転時に使用されるが、冷却材
流量によつて制御可能な出力変動量には、限界が
ある。 一方、制御棒挿入量を制御する方法は、炉心を
構成するほとんど全ての燃料集合体に対して隣接
して設置されている制御棒を引抜・挿入すること
で燃料の核分裂量を直接制御しようとするもので
制御可能な出力変動量は大きく、起動時から出力
運転時を通して使用可能である。 したがつて、この方法は、起動、再起動時、制
御棒パターン調整変更時、負荷追従運転時、炉停
止時等広く用いられている。 しかしながら、一般に、制御棒を引抜くと原子
炉出力が大きく変動し、特に、操作制御棒に隣接
する燃料ピンの局所的な出力増加量が大きいた
め、起動および再起動時には、制御棒引抜きによ
る出力急上昇による燃料破損を、また出力運転時
には出力急上昇および局所出力上昇による燃料破
損を防止するため細心の注意が必要とされてい
る。 このように制御棒操作には、細心の注意が必要
であるため従来自動的な操作はなされず、すべて
オペレータにより操作されている。 しかしながら、一般に沸騰水形原子炉には制御
棒引抜きによる出力急上昇を防ぐ目的で中間領域
モニタ（IRMレンジ）によるスクラムがきめ細
かに設定されており、特に再起動時には、ゼノン
変動による出力変化があるため、オペレータの誤
操作により、スクラムに至るおそれがある。 また、出力運転時には、燃料破損を防止する目
的で、ローカルロツドブロツクモニタ（RBM）
による制御棒引抜阻止の装置が設けられている
が、オペレータによる場合には、制御棒操作の誤
りにより燃料破損のおそれがある。 本発明は、かかる従来の事情に対処してなされ
たもので、原子力発電プラントからプラント・炉
心データを入力するプラント・炉心データサンプ
リング装置と、このプラント・炉心データサンプ
リング装置からプラント・炉心データを入力し、
制御棒操作後のプラント・炉心データ変化を予測
計算する予測装置と、前記プラント・炉心データ
サンプリング装置からプラント・炉心データを入
力しオペレータが出力する制御棒操作信号の入力
により現在のプラント炉心状態が制御棒操作を許
容する状態にあるかどうかを確認し、現在のプラ
ント炉心状態が制御棒操作を許容する状態にある
ときには、前記予測装置を用いて制御棒操作後の
プラント炉心状態が制御棒操作を許容する状態に
あるかどうかを確認するとともに、許容する状態
にあるときには、制御棒の操作手順を出力装置に
出力し、一方許容する状態にないときには、その
理由を出力装置に出力する制御棒操作条件確認装
置とを備えたことを特徴とする制御棒操作補佐装
置を提供しようとするものである。 以下、本発明の詳細を図面に示す一実施例につ
いて説明する。 第１図に示す制御棒操作補佐装置は入力装置
１、プラント・炉心データサンプリング装置２、
制御棒操作条件確認装置３、予測装置４、制御棒
操作確認装置５、炉心状態確認装置６、出力装置
７とから構成されている。 すなわち、入力装置１は、制御棒操作の開始を
オペレータから入力する。 プラント・炉心データサンプリング装置２は、
原子力発電プラント８から例えば、後で述べる表
に直接計測できるものとして記載されているプラ
ント・炉心データを周期的にサンプリングする。 制御棒操作条件確認装置３は、入力装置１への
制御棒操作開始の入力によつて起動され、プラン
ト・炉心データサンプリング装置２から入力され
る現状の制御棒パターンとあらかじめ入力された
制御棒操作シーケンスに基づき、操作する制御棒
を定める。 そして、この制御棒操作条件確認装置３はプラ
ント・炉心データサンプリング装置２から入力さ
れたプラントおよび炉心データに基づきプラント
状態および炉心状態が制御棒操作を許容する状態
であるかどうかを確認するとともに、許容する状
態であるときには、制御棒を予定した量だけ操作
した場合のプラント状態および炉心状態変化を次
に述べる予測装置４を用いて計算し、この変化が
許容されるものであるかどうかを確認する。 そして現状の炉心状態が、制御棒操作を許容す
るものでないとき、または、制御棒操作後の予測
された炉心状態が、制限を満たさない場合には、
その理由を出力装置７に出力する。 逆に、現状の炉心状態が制御棒操作を許容し、
かつ制御棒操作後の予測された炉心状態が、制限
を満たしている場合には、制御棒の操作手順を出
力装置７に出力する。 なお、制御棒操作条件確認装置３により確認さ
れるプラント状態および炉心状態は、次表に一例
を示すように原子炉の運転モードによつて異な
る。 表に示したようにこれらの状態は、直接計測可
能なものを、計測値より計算すべきものに区別さ
れる。

【表】 予測装置４は、プラント・炉心データサンプリ
ング装置２から現状のプラント・炉心状態を入力
し、制御棒操作条件確認装置３からの求めに応
じ、ゼノン変動を考慮して、制御棒操作後あるい
は一定時間経過後の例えば前述した表に示される
事項を予測計算する。 制御棒操作確認装置５は、プラント・炉心デー
タサンプリング装置２からプラント・炉心データ
を入力しオペレータの制御棒操作を確認する。 すなわち、この制御棒操作確認装置５は、制御
棒操作条件確認装置３の起動により自動的に起動
され、制御棒操作前のプラント・炉心データをプ
ラント・炉心データサンプリング装置２から入力
するとともに、オペレーターの制御棒操作信号を
受けて、制御棒操作後のプラント・炉心データを
プラント・炉心データサンプリング装置２から入
力し、例えば、制御棒位置信号、核計装信号等の
変化から指示通りの制御棒が、操作されたかどう
かを出力装置７に出力する。 炉心状態確認装置６は、プラント・炉心データ
サンプリング装置２からプラント・炉心データを
入力し制御棒操作後の炉心状態が制約条件を満足
しているか否かを短時間でチエツクし、出力装置
７に出力する。 すなわち、この炉心状態確認装置６は、制御棒
操作確認装置５の起動により自動的に起動され、
制御棒操作によつて変化したプラント・炉心デー
タに基づいて、現在の炉心状態を推定する。 推定する内容は、前述した表のうち、計算が必
要な事項である。 出力装置７は、例えば、カラーデイスプレイ装
置から構成されており、制御棒操作条件確認装置
３、制御棒操作確認装置５、炉心状態確認装置６
からの出力を表示する。 以上のように構成された制御棒補佐装置では、
オペレータが制御棒操作の開始を入力装置１に入
力すると、制御棒操作条件確認装置３は、プラン
ト状態および炉心状態が、制御棒操作を許容する
状態であるかどうかを確認するとともに、許容す
る状態であるときには、制御棒を予定した量だけ
操作した場合のプラント状態および炉心状態変化
が許容されるものであるかどうかを確認し、許容
されない場合にはその理由とともにこれを出力装
置７に出力するので、オペレータの操作は非常に
容易となる。 すなわち、制御棒操作条件確認装置３が制御棒
操作は許容されないと出力装置７に出力した場合
は、オペレータは出力装置７に表示される理由に
沿つて、制御棒操作が可能な炉心状態に原子炉を
操作することができる。 逆に制御棒操作条件確認装置３が制御棒操作が
許容されると出力装置７に出力した場合は、オペ
レータは、出力装置７に表示される指示に従つて
制御棒を操作することができる。 特に、この制御棒操作条件確認装置３は、予測
装置４を用いてゼノン変動を考慮して、予測を実
行しているので、ゼノン濃度の変化が大きい時点
においては、炉心状態のゼノン状態の推移に加
え、制御棒操作時に中間領域モニタレンジ切替え
時期等を出力装置７に出力することにより、オペ
レータを適切にガイドすることができる。 また、制御棒操作確認装置５により、指示通り
の制御棒が操作されたかどうかが出力装置７に出
力されるので、オペレータは操作する制御棒を誤
まることはない。 さらに、炉心状態確認装置６により制御棒操作
後の炉心状態が制約条件を満たしているかどうか
が短時間で出力装置７に出力されるので、満たし
ていない場合には、オペレータは、早急にこれに
対する対策をとることができる。 以上述べたように、本発明の制御棒操作補佐装
置によれば、操作制御棒位置と操作量が、オペレ
ータに提示され、オペレータは、この指示に従つ
て、制御棒を操作することができるためオペレー
タの誤操作を大巾に低減することができる。 したがつて本発明によればオペレータの負担を
大巾に低減することができるとともに、オペレー
タの誤操作を大巾に減少することができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の制御棒補佐装置の一実施例を示す
ブロツク図である。 １…入力装置、２…プラント・炉心データサン
プリング装置、３…制御棒操作条件確認装置、４
…予測装置、５…制御棒操作確認装置、６…炉心
状態確認装置、７…出力装置、８…原子力発電プ
ラント。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 原子力発電プラントからプラント・炉心デー
   タを入力するプラント・炉心データサンプリング
   装置と、このプラント・炉心データサンプリング
   装置からプラント・炉心データを入力し、制御棒
   操作後のプラント・炉心データ変化を予測計算す
   る予測装置と、前記プラント・炉心データサンプ
   リング装置からプラント・炉心データを入力しオ
   ペレータが出力する制御棒操作信号の入力により
   現在のプラント炉心状態が制御棒操作を許容する
   状態にあるかどうかを確認し、現在のプラント炉
   心状態が制御棒操作を許容する状態にあるときに
   は、前記予測装置を用いて制御棒操作後のプラン
   ト炉心状態が制御棒操作を許容する状態にあるか
   どうかを確認するとともに、許容する状態にある
   ときには、制御棒の操作手順を出力装置に出力
   し、一方許容する状態にないときには、その理由
   を出力装置に出力する制御棒操作条件確認装置と
   を備えたことを特徴とする制御棒操作補佐装置。