JPH09159794A - Ｂｗｒ原子力発電所における原子炉出力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラント状態量により予測演算を実施し、予
定された運転状態からの逸脱を事前に評価・監視しなが
ら原子炉冷却材再循環系及び制御棒駆動機構の制御を安
全かつ自動的に行う原子炉出力制御装置を提供する。 【解決手段】 起動／停止プログラムに基づいて原子炉
冷却材再循環系および制御棒駆動機構に制御信号を発し
て原子炉の出力を制御する出力指令部３と、プラントの
運転状態を示すパラメータを計算し、これを所定の設定
値と比較し、逸脱している場合に出力指令部３に出力増
阻止信号を出力する現状監視演算部５と、現在のプラン
ト状態量から、起動／停止プログラムに基づいて将来の
出力予測計算を実行し、逸脱すると予想される起動／停
止プログラムのステップｎの前のステップ（ｎ−１）で
ホールド保持時間だけ制御信号の出力を停止させる出力
ホールド信号を出力指令部３へ出力する予測監視演算部
６と、を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＢＷＲ原子力発電
プラントにおける原子炉の出力制御装置に係り、特に起
動／停止プログラムに基づいて原子炉の出力を制御する
とともに、出力が起動／停止プログラムから逸脱した場
合、あるいは逸脱すると予測される場合にこれを検出
し、再循環流量制御系または制御棒駆動機構を制御する
原子炉出力制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従前の原子炉運転では、起動や停止時の
運転、特に起動運転は、最初の制御棒引き抜きに始ま
り、原子炉臨界の判定、臨界後の制御棒引き抜きによる
炉水温度上昇率および炉圧上昇率の補正、高出力時のＭ
ＬＨＧＲ（最大線出力密度）およびＭＣＰＲ（最小限界
出力比）の確認と監視、ＭＬＨＧＲ及びＭＣＰＲに応じ
た出力上昇率の変更等を、全て運動員の操作・監視・確
認によって実施していた。

【０００３】上記原子炉の起動運転は、最初の制御棒の
引き抜きから１００％出力に到達するまで約６日間を要
し、この間に運転員は、中央制御室の操作盤の目視によ
ってプラント状態を監視し、上記原子炉の臨界の判定、
臨界後の制御棒引き抜きによる炉水過度上昇率および炉
圧上昇率の補正等の諸操作を経験と手動によって行わな
ければならなかった。

【０００４】この作業は、運転員に通常運転と比較にな
らない程の極度の緊張と負担を強いることになり、ま
た、その運転結果は運転員の個別の技術に依存するとい
う問題があった。

【０００５】これに対して運転員の負担軽減、安全確保
等を図るべく、下記の自動運転装置が提案されていた。

【０００６】 特開平３−８１６９７ 原子力発電プラントの運転自動化システ ム 特開平１−２６２４９６ 原子炉自動起動装置 上記特開平３−８１６９７号公報に記載されている原子
力発電プラントの運転自動化システムは、原子力発電プ
ラントの状態が通常の制御範囲を逸脱したときに、原子
炉スクラムを回避するように、原子炉出力を自動的に所
定値だけ、または所定の出力レベルまで低下させてプラ
ント状態を通常の制御範囲に自動的に戻すようにしたも
のである。

【０００７】上記機能を果たすために、上記原子力発電
プラントの運転自動化システムは、異常時の自動処置に
関する異常時運転プログラムを複数内蔵し、これら異常
時運転プログラムを起動するか否かをプラントで計測し
たデータに基づいて判定する統括監視制御装置と、統括
監視制御装置が異常時運転プログラムを起動すると判断
したときにそのプログラムに従って出力を制御する制御
装置と、異常時運転プログラムに従った運転をした後の
運転計画作成を支援する運転計画装置とを備えている。

【０００８】この原子力発電プラントの運転自動化シス
テムによれば、起動運転中に原子力発電プラントの出力
が予定の運転計画から逸脱したときに、逸脱の程度によ
って統括監視制御装置が異常時運転プログラムの起動／
不起動を判断し、異常時運転プログラムを起動する場合
は、該異常時運転プログラムに従って原子炉の出力を自
動的に所定値だけ、または、所定の出力レベルまで低下
させ、プラント状態を通常の制御範囲に戻すことができ
る。

【０００９】一方、上記特開平１−２６２４９６号公報
に記載された原子炉自動起動装置は、原子炉内に配設さ
れた中性子束検出器によって炉心の中性子束を監視し、
検出データから反応度を推定し、この推定反応度と目標
反応度との偏差に比例して投入反応度を決定するもので
ある。

【００１０】上記機能を果たすために、上記原子炉自動
起動装置は、中性子検出器が検出した中性子束データか
ら炉心の反応度を算出する反応度推定手段と、推定反応
度と予め設定された目標反応度との偏差に比例して反応
度投入量を決め、この反応度投入量に応じて制御棒の操
作を制御する制御棒操作手段とを備えている。

【００１１】この原子炉自動起動装置によれば、制御棒
の自動操作を推定反応度と目標反応度との偏差に比例さ
せて行うことにより、臨界達成を中性子束変化率一定で
効率的かつ安全に行うことができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平３−８１６９７号公報に記載の原子力発電プラント
の運転自動化システムでは、原子力発電プラントの状態
が通常の制御範囲を実際に逸脱した場合に、はじめてこ
れを検出して通常の制御範囲に自動的に戻していた。こ
のため、運転効率上改善すべき余地があり、また、一時
的に出力が超過することがあり、安全性でも改善すべき
点があった。

【００１３】また、統括監視制御装置が、プラント状態
の逸脱の程度によって異常時運転プログラムの起動／不
起動を判断するので、設定値ぎりぎりの運転点ではさら
に原子炉出力を増加させる可能性があった。

【００１４】一方、特開平１−２６２４９６号公報に記
載の原子炉自動起動装置では、臨界近接時には有効であ
るが、通常の出力運転中にまで適用できないという問題
があった。また、炉心出力が目標値から実際に逸脱した
場合にのみ制御を行うので、運転効率・安全性等の点で
改善すべき余地があるのは上記特開平３−８１６９７号
公報の原子力発電プラントと同様であった。

【００１５】そこで本発明が解決しようとする課題は、
予め計算により与えられた起動／停止プログラムと各プ
ラント状態量により常に予測演算を実施することで予定
された運転状態からの逸脱を事前に評価・監視しながら
原子炉冷却材再循環系及び制御棒駆動機構の制御を安全
かつ自動的に行うＢＷＲ原子力発電所の原子炉出力制御
装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本願請求項１に係るＢＷＲ原子力発電所の原子炉出
力制御装置は、予め計算によって求められた起動／停止
プログラムに基づいて原子炉冷却材再循環系および制御
棒駆動機構に制御信号を発して原子炉の出力を制御する
出力指令部と、プラント状態量を入力してプラントの運
転状態を示すパラメータを計算し、これを所定の設定値
と比較し、パラメータが設定値を逸脱している場合に前
記出力指令部に出力増阻止信号を出力する現状監視演算
部と、現在のプラント状態量から、起動／停止プログラ
ムに基づいて将来の出力予測計算を実行し、予測計算に
よって得られたパラメータが設定値から逸脱すると予想
される起動／停止プログラムの所定のステップｎと、そ
のステップｎによる処理を停止した場合に設定値からの
逸脱が解消されるであろう時間とを算出し、前記ステッ
プｎの前のステップ（ｎ−１）で算出した逸脱解消の時
間だけ制御信号の出力を停止させる出力ホールド信号を
前記出力指令部へ出力する予測監視演算部と、を有して
いることを特徴とするものである。

【００１７】本願請求項２に係るＢＷＲ原子力発電所の
原子炉出力制御装置は、上記請求項１の原子炉出力制御
装置において、前記出力指令部は、前記起動／停止プロ
グラムを実行し、原子炉冷却材再循環系または制御棒駆
動機構に対する制御信号を出力する起動／停止プログラ
ム実行手段と、前記現状監視演算部から前記出力増阻止
信号を受信した場合に、前記起動／停止プログラム実行
手段の制御信号の出力を停止させる出力増阻止信号受信
手段と、前記予測監視演算部から前記出力ホールド信号
を受信した場合に、前記起動／停止プログラム実行手段
の実行を停止させる出力ホールド信号受信手段と、前記
起動／停止プログラム実行手段から制御信号を受け取
り、この制御信号が原子炉冷却材再循環系または制御棒
駆動機構のいずれに対する制御信号かを判定し、原子炉
冷却材再循環系あるいは制御棒駆動機構へ前記制御信号
を出力する原子炉出力変更方法判定手段と、を有してい
ることを特徴とするものである。

【００１８】本願請求項３に係るＢＷＲ原子力発電所の
原子炉出力制御装置は、上記請求項１の原子炉出力制御
装置において、前記現状監視部は、プラント状態量を入
力し、プラント運転状態を示すパラメータを算出するプ
ラント状態量演算手段と、前記プラント状態演算手段が
算出した中性子束変化率によって原子炉の臨界を判定す
る臨界判定手段と、前記プラント状態演算手段が算出し
た炉水温度変化率と炉水温度変化率の設定値とを比較す
る炉水温度変化率比較手段と、前記プラント状態演算手
段が算出した中性子束と中性子束の設定値とを比較する
中性子束比較手段と、前記プラント状態演算手段が算出
したＭＬＨＧＲ（最大線出力密度）とＭＬＨＧＲの設定
値とを比較するＭＬＨＧＲ比較手段と、前記プラント状
態演算手段が算出したＭＣＰＲ（最小限界出力比）とＭ
ＣＰＲの設定値とを比較するＭＣＰＲ比較手段と、前記
プラント状態演算手段が算出した中性子束変化率と中性
子束変化率の設定値とを比較する中性子束変化率比較手
段と、前記プラント運転状態を示す各パラメータがそれ
ぞれの設定値から逸脱したときに、前記出力指令部へ出
力増阻止信号を出力する出力増阻止信号発生手段と、を
有していることを特徴とするものである。

【００１９】本願請求項４に係るＢＷＲ原子力発電所の
原子炉出力制御装置は、上記請求項１の原子炉出力制御
装置において、前記予測監視演算部は、現在のプラント
状態量を入力し、このプラント状態量に対して起動／停
止プログラムの各ステップによる制御を行った場合のプ
ラント状態を予測演算する予測演算手段と、前記予測演
算手段によって算出したプラント状態から各ステップご
とのＭＬＨＧＲ（最大線出力密度）を算出し、これを各
ステップにおけるＭＬＨＧＲの制限値と比較するＭＬＨ
ＧＲ比較手段と、前記予測演算手段によって算出したプ
ラント状態から各ステップごとのＭＣＰＲ（最小限界出
力比）を算出し、これを各ステップにおけるＭＣＰＲの
制限値と比較するＭＣＰＲ比較手段と、前記ＭＬＨＧＲ
比較手段あるいはＭＣＰＲ比較手段から、所定のステッ
プｎでＭＬＨＧＲあるいはＭＣＰＲが制限値を超える信
号を受けた場合に、ステップ（ｎ−１）で出力ホールド
信号を出力することを要求する信号と、前記出力ホール
ド信号を保持する時間の算出を要求する信号とを出力す
るホールド信号要求手段と、前記ホールド信号要求手段
から出力ホールド信号の保持時間の算出を要求された場
合に、起動／停止プログラムのステップｎによる制御を
停止した場合に設定値からの逸脱が解消されるであろう
時間を算出するホールド時間設定手段と、前記ホールド
信号要求手段と前記ホールド時間設定手段とから、出力
ホールド信号の出力要求とその出力ホールド信号の保持
時間とをそれぞれ入力し、起動／停止プログラムがステ
ップ（ｎ−１）の処理に進んだときに出力ホールド信号
を前記保持時間だけ出力するホールド信号出力手段と、
を有していることを特徴とするものである。

【００２０】本発明によるＢＷＲ原子力発電所の原子炉
出力制御装置によれば、出力指令部が起動／停止プログ
ラムを逐次実行し、原子炉冷却材再循環系および制御棒
駆動機構を制御することにより原子炉の出力を制御す
る。

【００２１】これに対し、現状監視演算部は、プラント
状態量を入力してプラント状態を示すパラメータを算出
して設定値と比較・監視することにより、プラント状態
が起動／停止プログラムから逸脱した場合はこれを直ち
に検出して、それ以上の出力の上昇を招く出力増制御信
号の出力を阻止する。

【００２２】また、予測監視演算部は、現在のプラント
状態を基に起動／停止プログラムの未実行のステップを
実行した場合のプラント状態を予測演算する。予測演算
した結果、プラント状態が起動／停止プログラムから逸
脱すると予測される場合には、その前ステップで起動／
停止プログラムの実行を停止し、逸脱が解消されるであ
ろう時間だけその状態を保持する。

【００２３】上記現状監視演算部と予測監視演算部の作
用により、通常は起動／停止プログラムに従って原子炉
を制御し、現実にプラントの運転状態が起動／停止プロ
グラムから逸脱した場合は直ちに原子炉スクラムを回避
すべく出力の増加を防止し、さらに、起動／停止プログ
ラムから逸脱するであろう制御段階を予測し、その段階
に達する前に出力上昇を招く制御を、逸脱の状態が解消
されるであろう時間まで停止することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施形態につい
て添付の図面を用いて以下に説明する。図１は本発明の
一実施形態による原子炉出力制御装置の全体の構成とそ
の処理の概略の流れを示したものである。

【００２５】図１に示すように、本実施形態の原子炉出
力制御装置１は、起動／停止プログラム入力部２と、出
力指令部３と、プラント状態量入力部４と、現状監視演
算部５と、予測監視演算部６と、原子炉出力制御部７
と、炉心流量制御部８と、制御棒駆動機構９と、再循環
流量制御系１０と、ディスプレイ装置１１とからなる。

【００２６】上記起動／停止プログラム入力部２は、予
め計算によって求められた起動又は、停止のための制御
用プログラムを入力し、出力指令部３と予測監視演算部
６へその起動／停止プログラムを出力する。この起動／
停止プログラムは、運転モードに応じて入れ替えること
ができる。

【００２７】出力指令部３は、上記起動／停止プログラ
ムを入力し、この起動／停止プログラムに記述された制
御命令を逐次実行し、制御信号を原子炉出力制御部７と
炉心流量制御部８に出力する。

【００２８】原子炉出力制御部７は、出力指令部３から
制御棒制御用の信号を受け取り、この制御信号に従って
制御棒駆動機構９を動作させることにより、原子炉の出
力を制御する。

【００２９】一方、炉心流量制御部８は、出力指令部３
から再循環ポンプ制御用の信号を受け取り、再循環流量
制御系１０へ出力し、再循環ポンプ速度を変化させるこ
とで原子炉の出力を制御する。

【００３０】プラント状態量入力部４は、現在のプラン
ト状態量をほぼリアルタイムで収集・入力し、現状監視
演算部５および予測監視演算部６へ出力する。

【００３１】現状監視演算部５は、上記プラント状態量
入力部４から現状のプラント状態量を入力し、その各プ
ラント状態量と所定の設定値とを比較監視する。万一、
プラントの運転状態を示す各パラメータが設定値を逸脱
した場合には、現状監視演算部５は出力指令部２へ出力
の増加を招く制御信号の出力を停止させる出力増阻止信
号を出力する。

【００３２】予測監視演算部６は、プラント状態量入力
部４から現状のプラント状態を入力し、この現状のプラ
ント状態に対して起動／停止プログラムの制御ステップ
をその先実行した場合のプラント状態をＴ時間後まで短
いサイクルで常時予測解析する。この予測計算の結果、
起動／停止プログラムのあるステップｎで各プラント状
態量が制限値を逸脱するおそれのある場合、逸脱するス
テップｎの１つ前のステップ（ｎ−１）で起動／停止プ
ログラムの実行をホールド（一時的に停止）させる出力
ホールド信号を出力指令部３へ出力する。

【００３３】ディスプレイ装置１１は、プラント状態
量、現状監視演算結果、予測監視演算結果、出力指令信
号を常時監視確認できるように表示する。

【００３４】次に、上記出力指令部３と、現状監視演算
部５と、予測監視演算部６の内部構成と処理についてさ
らに詳しく説明する。図２は、出力指令部３の内部構成
およびその処理の流れを示している。出力指令部３は、
起動／停止プログラム実行手段１２と、出力増阻止信号
受信手段１３と、出力ホールド信号受信手段１４と、原
子炉出力変更方法判定手段１５とを有している。

【００３５】起動／停止プログラム実行手段１２は、起
動／停止プログラム入力部２から起動／停止プログラム
を入力し、その起動／停止プログラムの各制御ステップ
の命令を逐次実行する。起動／停止プログラムを実行し
た結果、起動／停止プログラム実行手段１２は、制御信
号をディスプレイ装置１１と出力増阻止信号受信手段１
３へ出力するとともに、現在実行しているステップを予
測監視演算部６へ出力する。

【００３６】出力増阻止信号受信手段１３は、現状監視
演算部５から出力増阻止信号が出力されているかを常時
監視し、出力増阻止信号を受信した場合は、起動／停止
プログラム実行手段１２へ信号を出力して起動／停止プ
ログラム実行手段１２からの制御信号の出力を停止させ
ると共に、そのとき保有している出力ホールド信号受信
手段１４への制御信号の出力を停止する。

【００３７】また、出力ホールド信号受信手段１４は、
予測監視演算部６から出力ホールド信号が出力されてい
るかを常時監視し、出力ホールド信号を受信した場合
は、起動／停止プログラム実行手段１２からの制御信号
の出力を停止させると共に、そのとき保有している原子
炉出力変更方法判定手段１５への制御信号の出力を停止
する。

【００３８】原子炉出力変更方法判定手段１５は、起動
／停止プログラム実行手段１２から出力増阻止信号受信
手段１３と出力ホールド信号受信手段１４を経て制御信
号を受け取った場合は、その制御信号が制御棒の移動量
に関するものか否かを判定する。この結果、制御棒の移
動量に関する制御信号であれば、原子炉出力制御部７へ
その制御信号を出力し、否の場合は、炉心流量制御部８
へその制御信号を出力する。この原子炉出力制御部７へ
出力する制御信号は制御棒の移動量に関する信号等であ
り、炉心流量制御部８へ出力する制御信号は再循環ポン
プ速度変化量等に関する信号である。

【００３９】次に、現状監視演算部５の構成とその処理
の流れについて図３を用いて以下に説明する。図３に示
すように、プラント状態量入力部４は、プラント状態量
演算手段１６と、臨界判定手段１７と、炉水温度変化率
比較手段１８と、中性子束比較手段１９と、ＭＬＨＧＲ
比較手段２０と、ＭＣＰＲ比較手段２１と、中性子束変
化率比較手段２２と、出力増阻止信号発生手段２３とを
有している。

【００４０】プラント状態量演算部１６は、プラント状
態量入力部４よりプラントの状態量を入力し、これらの
データを処理してプラント運転状態を示すパラメータを
算出する。

【００４１】さらにプラント状態量演算手段１６は、算
出したパラメータをディスプレイ装置１１に出力すると
ともに、臨界判定手段１７、炉水温度変化率比較手段１
８、中性子束比較手段１９、ＭＬＨＧＲ比較手段２０、
ＭＣＰＲ比較手段２１、中性子束変化率比較手段２２へ
それぞれ必要なパラメータを出力する。

【００４２】臨界判定手段１７は、プラント状態量演算
手段１６から中性子束変化率を入力し、原子炉の臨界を
判定し、臨界となったら出力増阻止信号発生手段２３へ
信号を出力するとともに、ディスプレイ装置１１に信号
を出力する。なお、臨界判定により出力増阻止信号発生
手段２３へ信号を発生させた時のリセットは手動とす
る。

【００４３】炉水温度変化率比較手段１８と中性子束比
較手段１９とＭＬＨＧＲ比較手段２０とＭＣＰＲ比較手
段２１と中性子束変化率比較手段２２の各比較手段は、
プラント状態量演算手段１６から、炉水温度変化率と中
性子束とＭＬＨＧＲ（最大線出力密度）とＭＣＰＲ（最
小限界出力比）と中性子束変化率をそれぞれ入力し、こ
れらのパラメータと設定値とを比較し、各パラメータが
各設定値から逸脱した場合は、出力増阻止信号発生手段
２３へ信号を発する。

【００４４】また、各比較手段のパラメータがそれぞれ
の設定値の逸脱から復帰した場合は、自動的に出力増阻
止信号発生部２２への信号の出力を停止する。

【００４５】出力増阻止信号発生手段２３は、臨界判定
手段１７、炉水温度変化率比較手段１８、中性子束比較
手段１９、ＭＬＨＧＲ比較手段２０、ＭＣＰＲ比較手段
２１、中性子束変化率比較手段２２のいずれから信号を
受け取った場合は、出力指令部３へ出力増阻止信号を出
力し、ディスプレイ装置１１にそのことを表示する。

【００４６】次に、予測監視演算部６の構成とその処理
の流れについて図４を用いて以下に説明する。図４に示
すように、予測監視演算部６は、予測演算手段２４と、
ホールド時間設定手段２５と、ＭＬＨＧＲ比較手段２６
と、ＭＣＰＲ比較手段２７と、ホールド信号要求手段２
８と、ホールド信号出力手段２９とを有している。

【００４７】予測演算手段２４は、起動／停止プログラ
ム入力部２から起動／停止プログラム、プラント状態量
入力部４から現在のプラント状態量をそれぞれ入力し、
現在のプラント状態量をもとに、起動／停止プログラム
に従って出力を変化させた場合のＭＬＨＧＲ（最大線出
力密度）及びＭＣＰＲ（最小限界出力比）を短いサイク
ルで繰り返し予測演算する。

【００４８】それぞれの予測演算を完了すると、予測演
算手段２４は算出したＭＬＨＧＲとＭＣＰＲとをＭＬＨ
ＧＲ比較手段２６とＭＣＰＲ比較手段２７へ出力する。

【００４９】ＭＬＨＧＲ比較手段２６とＭＣＰＲ比較手
段２７は、予測演算手段２４から入力したＭＬＨＧＲと
ＭＣＰＲとをそれぞれの制限値と比較し、制限値から逸
脱する場合は、逸脱するであろうステップｎを特定して
ホールド信号要求手段２８へ信号を出力する。

【００５０】このホールド信号要求手段２８への信号
は、現状のプラント状態のまま運転が推移すれば、ステ
ップｎの段階でＭＣＰＲ又はＭＬＨＧＲが制限値を逸脱
することを意味するので、ホールド信号出力手段２９
は、ステップ（ｎ−１）で起動／停止プログラムの実行
のホールドを要求する信号をホールド信号出力手段２９
へ出力すると共に、ホールド時間設定手段２５に対し、
ステップｎの実行をホールドすることによってＭＣＰＲ
又はＭＬＨＧＲの制限値からの逸脱が解消するであろう
ホールドの保持時間の算出を要求する。

【００５１】ホールド時間設定手段２５は、ステップ
（ｎ−１）からステップｎへの移行時間、つまり上記ホ
ールド保持時間を順次設定し、その設定時間を予測演算
手段２４へ入力して予測演算させ、ホールド信号要求手
段２８からの信号がなくなるまでの時間をくり返し演算
させる。

【００５２】ホールド信号要求手段２８からの信号がな
くなる時間が求めるホールドの保持時間であるので、こ
のホールド保持時間をホールド信号出力手段２９へ出力
する。

【００５３】ホールド信号出力手段２９は、ホールド信
号出力手段２９からステップ（ｎ−１）で出力ホールド
信号を出力すべき旨の信号、ホールド時間設定手段２５
からステップ（ｎ−１）におけるホールド保持時間、出
力指令部３から現在のステップをそれぞれ入力し、ステ
ップ（ｎ−１）まで起動／停止プログラムが進行した
ら、出力ホールド信号を出力指令部３へ出力する。

【００５４】上記原子炉出力制御装置１によれば、予め
計算によって求めた起動／停止プログラムに従って出力
指令部３が起動／停止プログラムを逐次実行し、原子炉
冷却材再循環系あるいは制御棒駆動機構を制御して原子
炉の出力を制御する。

【００５５】現状監視演算部５は、現在のプラント状態
量を入力して所定の設定値と比較・監視し、プラント状
態が起動／停止プログラムから逸脱した場合はこれを直
ちに検出して、それ以上の出力の上昇を招く出力増制御
信号の出力を阻止する。これによって、万一不測の原因
によってプラント運転が異常な状態になった場合に、そ
れ以上の出力の増加を防止することができる。

【００５６】また、予測監視演算部６は、現在のプラン
ト状態から起動／停止プログラムにしたがって制御・操
作を行った場合のプラント状態を短いサイクルで予測演
算する。この予測演算した結果、プラント状態があるス
テップｎで起動／停止プログラムから逸脱すると予測さ
れる場合には、その前ステップ（ｎ−１）で起動／停止
プログラムの実行を停止し、逸脱が解消されるであろう
時間だけその状態を保持する。これにより、実際にプラ
ント運転が異常になることを未然に防止し、安全かつ効
率的なプラント運転を行うことができる。

【００５７】

【発明の効果】上記説明から明らかなように、本発明の
原子炉出力制御装置によれば、ＢＷＲ原子炉発電所にお
いて、現状の運転状態を監視し、かつ、近い将来のプラ
ント状態の予測演算を実施し、予め計算によって与えら
れた起動／停止プログラムに従って再循環流量制御系及
び制御棒駆動機構を制御することができる。これによ
り、従来の直接監視では監視しきれない比較的ゆっくり
とした状態変化を予測監視することができ、制御棒及び
再循環ポンプを自動制御して、原子炉の起動／停止時の
運転員の負担を大巾に軽減し、安全かつ効率的なプラン
ト運転を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による原子炉出力制御装置
の構成と処理の流れを示したブロック図。

【図２】本発明による原子炉出力制御装置の出力指令部
の一実施形態の構成と処理の流れを示したブロック図。

【図３】本発明による原子炉出力制御装置の現状監視演
算部の一実施形態の構成と処理の流れを示したブロック
図。

【図４】本発明による原子炉出力制御装置の予測監視演
算部の一実施形態の構成と処理の流れを示したブロック
図。

【符号の説明】

１ 原子炉出力制御装置 ２ 起動／停止プログラム入力部 ３ 出力指令部 ４ プラント状態量入力部 ５ 現状監視演算部 ６ 予測監視演算部 ７ 原子炉出力制御部 ８ 炉心流量制御部 ９ 制御棒駆動機構 １０ 再循環流量制御系 １１ ディスプレイ装置 １２ 起動／停止プログラム実行手段 １３ 出力増阻止信号受信手段 １４ 出力ホールド信号受信手段 １５ 原子炉出力変更方法判定手段 １６ プラント状態量演算手段 １７ 臨界判定手段 １８ 炉水温度変化率比較手段 １９ 中性子束比較手段 ２０ ＭＬＨＧＲ比較手段 ２１ ＭＣＰＲ比較手段 ２２ 中性子束変化率比較手段 ２３ 出力増阻止信号発生手段 ２４ 予測演算手段 ２５ ホールド時間設定手段 ２６ ＭＬＨＧＲ比較手段 ２７ ＭＣＰＲ比較手段 ２８ ホールド信号要求手段 ２９ ホールド信号出力手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ２１Ｄ 3/04 ＧＤＢ Ｇ２１Ｄ 3/08 ＧＤＢＫ 3/08 ＧＤＢ Ｇ２１Ｃ 17/00 ＧＤＢＰ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】予め計算によって求められた起動／停止プ
   ログラムに基づいて原子炉冷却材再循環系および制御棒
   駆動機構に制御信号を発して原子炉の出力を制御する出
   力指令部と、 プラント状態量を入力してプラントの運転状態を示すパ
   ラメータを計算し、これを所定の設定値と比較し、パラ
   メータが設定値を逸脱している場合に前記出力指令部に
   出力増阻止信号を出力する現状監視演算部と、 現在のプラント状態量から、起動／停止プログラムに基
   づいて将来の出力予測計算を実行し、予測計算によって
   得られたパラメータが設定値から逸脱すると予想される
   起動／停止プログラムの所定のステップｎと、そのステ
   ップｎによる処理を停止した場合に設定値からの逸脱が
   解消されるであろう時間とを算出し、前記ステップｎの
   前のステップ（ｎ−１）で算出した逸脱解消の時間だけ
   制御信号の出力を停止させる出力ホールド信号を前記出
   力指令部へ出力する予測監視演算部と、を有しているこ
   とを特徴とするＢＷＲ原子力発電所における原子炉出力
   制御装置。
2. 【請求項２】前記出力指令部は、 前記起動／停止プログラムを実行し、原子炉冷却材再循
   環系または制御棒駆動機構に対する制御信号を出力する
   起動／停止プログラム実行手段と、 前記現状監視演算部から前記出力増阻止信号を受信した
   場合に、前記起動／停止プログラム実行手段の制御信号
   の出力を停止させる出力増阻止信号受信手段と、 前記予測監視演算部から前記出力ホールド信号を受信し
   た場合に、前記起動／停止プログラム実行手段の実行を
   停止させる出力ホールド信号受信手段と、 前記起動／停止プログラム実行手段から制御信号を受け
   取り、この制御信号が原子炉冷却材再循環系または制御
   棒駆動機構のいずれに対する制御信号かを判定し、原子
   炉冷却材再循環系あるいは制御棒駆動機構へ前記制御信
   号を出力する原子炉出力変更方法判定手段と、を有して
   いることを特徴とする請求項１に記載のＢＷＲ原子力発
   電所における原子炉出力制御装置。
3. 【請求項３】前記現状監視部は、 プラント状態量を入力し、プラント運転状態を示すパラ
   メータを算出するプラント状態量演算手段と、 前記プラント状態演算手段が算出した中性子束変化率に
   よって原子炉の臨界を判定する臨界判定手段と、 前記プラント状態演算手段が算出した炉水温度変化率と
   炉水温度変化率の設定値とを比較する炉水温度変化率比
   較手段と、 前記プラント状態演算手段が算出した中性子束と中性子
   束の設定値とを比較する中性子束比較手段と、 前記プラント状態演算手段が算出したＭＬＨＧＲ（最大
   線出力密度）とＭＬＨＧＲの設定値とを比較するＭＬＨ
   ＧＲ比較手段と、 前記プラント状態演算手段が算出したＭＣＰＲ（最小限
   界出力比）とＭＣＰＲの設定値とを比較するＭＣＰＲ比
   較手段と、 前記プラント状態演算手段が算出した中性子束変化率と
   中性子束変化率の設定値とを比較する中性子束変化率比
   較手段と、 前記プラント運転状態を示す各パラメータがそれぞれの
   設定値から逸脱したときに、前記出力指令部へ出力増阻
   止信号を出力する出力増阻止信号発生手段と、を有して
   いることを特徴とする請求項１に記載のＢＷＲ原子力発
   電所における原子炉出力制御装置。
4. 【請求項４】前記予測監視演算部は、 現在のプラント状態量を入力し、このプラント状態量に
   対して起動／停止プログラムの各ステップによる制御を
   行った場合のプラント状態を予測演算する予測演算手段
   と、 前記予測演算手段によって算出したプラント状態から各
   ステップごとのＭＬＨＧＲ（最大線出力密度）を算出
   し、これを各ステップにおけるＭＬＨＧＲの制限値と比
   較するＭＬＨＧＲ比較手段と、 前記予測演算手段によって算出したプラント状態から各
   ステップごとのＭＣＰＲ（最小限界出力比）を算出し、
   これを各ステップにおけるＭＣＰＲの制限値と比較する
   ＭＣＰＲ比較手段と、 前記ＭＬＨＧＲ比較手段あるいはＭＣＰＲ比較手段か
   ら、所定のステップｎでＭＬＨＧＲあるいはＭＣＰＲが
   制限値を超える信号を受けた場合に、ステップ（ｎ−
   １）で出力ホールド信号を出力することを要求する信号
   と、前記出力ホールド信号を保持する時間の算出を要求
   する信号とを出力するホールド信号要求手段と、 前記ホールド信号要求手段から出力ホールド信号の保持
   時間の算出を要求された場合に、起動／停止プログラム
   のステップｎによる制御を停止した場合に設定値からの
   逸脱が解消されるであろう時間を算出するホールド時間
   設定手段と、 前記ホールド信号要求手段と前記ホールド時間設定手段
   とから、出力ホールド信号の出力要求とその出力ホール
   ド信号の保持時間とをそれぞれ入力し、起動／停止プロ
   グラムがステップ（ｎ−１）の処理に進んだときに出力
   ホールド信号を前記保持時間だけ出力するホールド信号
   出力手段と、を有していることを特徴とする請求項１に
   記載のＢＷＲ原子力発電所における原子炉出力制御装
   置。