JPS5916674B2 - 原子炉出力制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は沸騰水型原子力プラントの原子炉再循環流量制
御方式の原子炉出力制御装置に関する。

■０ 〔発明の技術的背景とその問題点〕従来、沸騰水
型原子力プラントの原子炉の出力制御には１制御棒の操
作によるものと、２原子炉再循環流量制御によるものと
の２種の方式がプラントの運転段階に応じて使い分けら
れている。

プ■５ ラント起動時とかプラントの長期運転に伴う燃
料の燃焼具合の調整等を除いて、通常のプ、ラント運転
においては原子炉再循環流量制御による方式がｎ、用い
られており、出力変更は手動又は電力系統側・からの要
求に追随する自動運転でなされる。

電力系統側からの要求に追随して原子炉出力を制御する
従来の原子炉出力制御装置を第１図に示す。この原子炉
出力制御装置は、電力系統応動制御回路１と、その出力
変更要求信号を受けて、原子炉の炉心流量の増減を再循
環ポンプの速度或は再循環ループの流量調整弁の開度を
操作する要求信号を出力する原子炉再循環流量制御部２
と原子炉再循環流量操作部２２とを備えている。電力系
統応動制御回路１の動作は系統の周波数変動を検知して
それを抑御する方向に原子力プラントの出力を制御する
自動周波数制御運転（ＡＦＣ運転）をし、さらに系統の
電力需給配分の計画に基づいた中給指令１２によりター
ビン発電機の負荷設定１３が自動設定され、それにプラ
ント出力が追従する様に考慮されている。系統の周波数
変動はその目標値との偏差が演算され、それと負荷設定
値とが組み合わさせ、適当なプラント出力の要求値に換
算され、その要求値と実際に原子炉出力が応することの
できる指標であるタービン入口圧力調整器出力１４が比
較演算させ、その結果である出力要求偏差信号が出力要
求偏差リミツト１５を介して原子炉再循環流量制御部２
に与えられ、再循環流量主制御器２１を通して再循環流
量変更要求信号が再循環流量操作部２２に与えられる。
再循環流量の変更により炉心流量が変化し、炉心流量の
変化に伴なつて炉心の中性子減速材密度が変り、これに
応じて原子炉の熱出力も変化して原子炉プロセスを通じ
てタービン発電機の出力が変化する。この過程により電
力系統応動制御回路１の出力要求偏差信号がなくなる迄
制御系は追従動作を続ける。しかるに近年原子カプラト
ンの運転実績が高まるにつれ、燃料の損傷防止の観点か
ら原子炉の出力変化を伴う運転について、燃料の熱的状
態と熱的履歴に見合つた配慮が要求されてきており、方
未だこれに対応する原子炉再循環流量の自動制御方式は
確立されていない。

すなわち核燃料損傷防止を配慮する現状の運転では原子
炉の燃料の熱的状態変化検知して、その都度プロセス計
算機を駆使した修正操作をしており、その操作は試行錯
誤的になることもある。このような核燃料の損傷防止を
配慮した原子炉の運転制御のためには長時間の計算を必
要とし、プロセス計算機の駆使等の作業は運転員にとつ
て過重な負担となつている。

また将来的には原子力プラント数の増加に伴い、原子力
プラントを電力系統網に組み込んで、それに応動運転さ
せる要請も高まつてくることが予想され、核燃料損傷防
止に必要な熱的制限を配慮した原子力プラントの出力制
御自動化運転は是非解決しなければならない問題である
。このように従来の原子炉出力制御装置では核燃料の損
害防止について炉心の平均出力の許容最大値で再循環流
量主制御器２１に設けられている出力上下限制限器２１
Ｂにより抑えられているのみで、前述の炉心各部位での
燃料の熱的状態と熱的履歴に見合つた運転配慮は何らな
されていないという問題があつた。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、核燃料の
熱的状態と熱的履歴に応じて核燃料の損傷防止を優先さ
せつつ電力系統からの要求に応じて原子炉出力を追従制
御する原子炉出力制御装置を提供することを目的とする
。

〔発明の概要〕

この目的を達成するために、本発明による原子炉出力制
御装置は、原子炉の炉心の各領域における中性子束密度
を検出する中性子束検出手段と、この中性子束検出手段
により検出された中性子束密度に基づいて、前記各領域
における最大線出力密度を求める演算手段と、電力系統
からの要求に追随して出力上昇する第１の出力上昇手段
と、原子炉の核燃料棒が破壊されない程度の上昇率で出
力上昇をおこない、前記核燃料棒を熱的になじませる熱
的学習運転をおこなう第２の出力上昇手段と、前記各領
域が達しうる最大の線出力密度を示す最大線出力密度分
布を記憶する記憶手段と、前記演算手段により求めた各
領域における最大の線出力密度が、前記記憶手段により
記憶された最大線出力密度分布より低い場合は、前記第
１の出力上昇手段により出力上昇させ、前記演算手段に
より求めた各領域における最大の線出力密度のいずれか
が、前記記憶手段により記憶された最大線出力密度分布
を超えた場合は、前記第２の出力上昇手段により出力上
昇させる出力制御手段と、前記第２の出力上昇手段によ
り出力上昇させ熱的学習運転をおこなつた場合に、前記
記憶手段に記憶された最大線出力密度分布を、この熱的
学習運転により到達した最大の線出力密度分布に更新す
る更新手段とを備えたことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

熱的学習運転 本発明の実施例の説明の前に、核燃料の損傷防止に関わ
る問題とそれを防止する運転方式について説明する。

原子炉の出力変化は燃料の核分裂反応によつて生じる発
生熱出力の変化によつてもたらされるが、燃料棒の構造
上、その線出力密度（燃料棒単位長さ当りの発生熱出力
）がある閾値を超えた状態では特に線出力密度の急激な
増加により円筒上の燃料ペレツトとそれを外囲している
被覆材とが相互作用（以下ＰＣＩと称す）を起し、その
程度がある限度以上になると燃料棒損傷の原因となるこ
とが知られている。しかしながら前述の如く、燃料の線
出力密度が閾値を超える場合でも、一度燃料にゆつくり
とした所定の出力上昇過程を経験させ、目標状態到達後
その熱出力度密度分布を所定の時間だけ維持して燃料ペ
レツトと被覆材を熱的に充分なじませる。この運転過程
は燃料の熱的学習運転（以下ＰＣ運転と称す）と呼ばれ
その達成後はその達成時の燃料の線出力密度の分布を登
録値（以下ＰＣエンベロツプと称す）としてプロセス計
算機に記憶させて、それ以降の原子炉の出力変化に際し
てはＰＣエンベロツプが燃料の炉心各部位での線出力密
度の最高制限値となり、その熱的制限値以内であれば比
較的に高速な線出力密度の上昇率制限以内で原子炉の出
力変化を自由に行なつても核燃料損傷は起りにくいこと
が知られている。原子炉出力制御装置の概略 第２図に本発明の一実施例による原子炉出力制御装置を
示す。

電力系統応動回路１からは従来と同様に６系統の周波数
変動と中給指令に基づいた出力要求偏差信号が出力され
、原子炉再循環流量制御部２ではこの出力要求偏差信号
に応じた出力信号が出力制御部３０に入力される。プロ
セス計算機３１に取り込まれる炉心内の出力モニタ系３
２の計測データを、プロセス計算機とデータバス（デー
タの信号転送経路）で結ばれる本発明制御装置の中枢部
である専用計算機３３にも取り込み、この専用計算機３
３がそれに基づいて予めプロセス計算機３１から送られ
た燃料の線出力密度計算に必要な諸バラメータを用いて
炉心の燃料各部位に於ける線出力密度の分布を演算処理
する。

専用計算機３３はその監視結果に基づいてプロセス計算
機３１からの各種の情報を参照しながら所要の論理演算
を行い、その結果を原子炉再循環流量の制御指令信号と
して出力する。この指令信号は従来の再循環流量制御系
に対して入力するのに適当な信号に変換する原子炉出力
制御作用信号発生器（以下ＳＰＣＤと称す）３４に送ら
れ、ＳＰＣＤ３４が所要の操作信号を再循環流量操作部
２２に入力する。自動追従回路３６は前述のＡＦＣ運転
において専用計算機３３の制御指令如何によつてはＳＰ
ＣＤ３４の出力と再循環流量制御系２の出力とは食い違
つており、その状態から燃料の熱出力分布の推移により
ＳＰＣＤ３４の出力が制御系２の出力に追従する制御指
令に切換つた際に、その食い違つていた分が擾乱を招く
のでそれを避ける為の回路で、ＡＦＣ運転中に制御系出
力が制御指令で制限される時のみ制御系出力をＳＰＣＤ
３４の出力に追従させる様に動作する。ＳＰＣＤ３４は
詳しくは第１図に示す再循環流量主制御器２１の出力側
の回路に接続され、再循環流量主制御器２１の出力信号
を上位制御回路の入力信号とし、他方で専用計算機３３
から燃相の熱出力密度分布の監視結果に基づく原子炉出
力制御指令信号を受け、この指令信号に従つて上位制御
回路の入力信号を調整する。これら専用計算機３３から
の各種の出力制御指令信号の入力経路とＳＰＣＤ３４の
回路構成を第３図に示す。

ＳＰＣＤ３４は再循環流量制御器２１からの入力信号と
それ自体の出力信号を比較器３４Ａで突き合わせ、それ
らに偏差がある場合には増減判定器３４Ｂにより変化が
増／減いずれの要求かを判断し、ロジツクゲート３４Ｃ
に対して増／減動作に応じた変更信号を与え、偏差が零
の場合、即ちＳＰＣＤ３４の出力がその入力に一致して
いる時には変更信号を出さない。ロジツクゲート３４Ｃ
にはこれらの増減判定器３４Ｂからの変更信号の他に専
用計算機３３からも増／減／保持の３種類の同様信号が
加えられ、その入力部において常に専用計算機３３から
の信号が優先的に入力される様に回路が組まれる。さら
にロジツクゲート３４Ｃには変更信号の他に増減それぞ
れのゲート回路をトリカーして動作させるクロツク信号
が切換回路３４Ｄを介して入力され、増減いずれかの変
更要求が存在しているとクロツク信号に応じて変更信号
が増／減カウンタ３４Ｅに印加される。この増／減カウ
ンタ３４Ｅは変更信号が与えられることにより累算を開
始し、増／減それぞれの変更信号に対応して加算／減算
をそれ迄カウンタ３４Ｅに保持されていた出力値に対し
クロツク信号のパルス頻度に応じた回数実行するので、
クロツク信号のパルス頻度が高い程カウント率も高くな
り、即ちカウンタ３４Ｅの出力変化速度は高くなる。

カウンタ３４Ｅの出力値はＤ／Ａ信号変換器３４Ｆによ
りアナログ信号に変換されパワーアンプを通して出力信
号を発生する。クロツク信号はＳＰＣＤ３４内部に設け
られる単位時間あたり一定頻度のパルス信号を発生する
第１内部クロツク３４Ｆと第２内部クロツク３４Ｇおよ
び専用計算機３３のクロツク信号発生器から与えられる
。

第１内部クロツク３４ＦはＳＰＣＤ３４の入出力に偏差
があるとき出力信号が入力信号に即応できる様に高頻度
のパルス信号を発生し、第２内部クロツク３４Ｇは専用
計算機３３の特殊な指令に対応した所定頻度のパルス信
号を発生する。また専用計算機３３のクロツク信号発生
器は燃料の熱出力密度分布の監視結果に応じた一定頻度
或は可変頻度のパルス信号を発生する。原子炉出力制御
装置の動作 次に以上の構成の本発明に依る原子炉出力制御装置３０
の動作を説明する。

先ずＳＰＣＤ３４の専用計算機指令信号による作用は後
述する如く専用計算機３３から燃料の熱出力密度の監視
結果に応じてそれぞれ、１出力信号が常に入力信号に瞬
時に追従する動作（以下入力追従モードと称す）をし、
２出力信号は計算機３３からのクロツク信号に応じて増
／減変化する動作（以下ランプ変更モードと称す）をし
、３出力信号は計算機３３からの指令で入出力信号の偏
差の有無に拘らず保持される動作（以下変更阻止モード
と称す）をし、４出力信号は計算機３３からの指令で所
定の変化率で減少する動作（以下強制減少モードと称す
）をし、結局４種類の動作を行う。

第３図において、これらの出力信号は入力追従モード指
令出力回路３３Ａ、ランプ変更モード指令出力回路３３
Ｂ、変更阻止モード指令出力回路３３Ｃ、強制減少モー
ド指令出力回路３３Ｄ、増／減指令出力回路３３Ｅから
送出され、各出力回路はランプ出力増減率演算回路３３
ＦおよびＰＣ作成モード回路３３Ｇによつて制御される
。

核燃料の熱出力分布の監視手法また前述のＰＣ運転と核
燃料の損傷防止を優先するＡＦＣ運転を自動化するため
の専用計算機３３の燃料の熱出力分布の監視手法とそれ
に基づき原子炉出力の制御指冷信号を発生する作用は次
のようになる。

すなわちこれらの自動化運転を有用なものにする為には
一つには原子炉プロセスの変化に対して専用計算機３３
による燃料の熱出力密度分布監視が精度良く、しかもそ
の監視が時間的に十分追跡可能なものでなければならな
い。これを解決するための方策として専用計算機３３は
ＡＦＣ運転で最も高速と予想される炉心の熱出力分布の
変化を十分に追跡できる程度に炉心各位置の中性子束検
出データ（以下ＬＰＲＭ読み値と称す）をサンプリング
してそれを基に予めプロセス計算機３１から取り込まれ
ている所要のパラメータを用いて炉心内の燃料の線出力
密度分布を所要の精度で実時間で演算処理する必要があ
る。この為に専用計算機３３にはＬＰＲＭ読み値を高速
サンプリングでデータを取り込む入カチヤンネルを装備
し、且つデータを基に燃料の線出力密度分布を高速で演
算処理する近似計算プログラムを用意する。プロセスデ
ータの計算機への高速サンプリングによる取り込み手段
は公知であるので、ここではＬＰＲＭ読み値データを用
いて高速演算処理する為の手法について述べる。

沸騰水型原子炉の炉心出力モニタ系においては、従来よ
り第４図および第５図に示す様に炉心局部の中性子束検
出器（以下ＬＰＲＭと称す）４１は炉心軸方向に４点、
炉心断面的には炉心構成の対称性等の利用により４体の
燃料集合体４２（燃料棒を数十本まとめて角柱状の収納
容器に装荷したもの）に装荷されている燃料の線出力密
度分布監視の為のモニターを担つている。なお第５図に
おいて４３は制御棒である。しかるに従来ＬＰＲＭ読み
値から燃料の線出力密度分布を監視するにはまずＬＰＲ
Ｍの較正時に可動インコアプローブ系（以下ＴＩＰと称
す）を第５図に示す配置にあるＬＰＲＭガイド管中を走
査させることにより軸方向に連続的な出力分布をモニタ
してこれをプロセス計算機３１にベース出力分布として
記憶させＬＰＲＭの軸方向の各位置での読みがＴＩＰ読
み値に一致する様にして、プロセス計算機３１でＬＰＲ
Ｍ読み値とベース出力分布のずれを基に補正演算して軸
方向の出力分布が算出され、それと４体の燃料集合体４
２に於ける断面的な出力分布も考慮して制御棒４５の挿
入／引抜き状態（以下制御棒パターンと称す）、燃料タ
イプ、燃料の燃焼度、ボード分布等の影響因子の補正パ
ラメータにより各燃料集合体４５の各軸方向位置につい
て燃料の最高線出力密度が算出され、それをもつて炉心
内の各位置における燃料の線出力密度を監視する。

しかし沸騰水型の原子炉に於ては制御棒パターンが一定
で、再循環流量制御による炉心流量の変化で原子炉出力
を変化させる場合、炉心流量の増大とともに炉心上方部
での出力が緩やかに且つほぼ一様に増加する性質がわか
つており、ボード分布、チヤンネル流量等の炉心流量の
変化に伴なつて変るパラメータが各燃料集合体４２の局
部的な出力分布に影響する度合は小さい。

よつて本発明による簡易計算手法は、ＬＰＲＭの検出器
１個あたり炉心軸方向に４分割、断面的には隣接する４
体の燃料集合体４２に属する局部的な領域を燃料の線出
力密度の監視対象の単位とし、プロセス計算機による出
力分布計算結果を用いてその各単位領域（以下ＬＰＲＭ
領域と称す）でのＬＰＲＭ読み値と最大線出力密度の換
算係数を算出しておき、専用計算機に一度記憶させるよ
うにして、それ以降専用計算機はその換算係数を用いて
時々刻々にＬＰＲＭ読み値から炉心全域に亘つて前述の
ＬＰＲＭ領域の最大線出力密度を監視している。

このよらに，ＰＲＭ読み値と簡易計算方式により炉心内
の燃料の線出力密度分布が極く僅かの演算処理時間で実
行できるので、ＰＣ運転、或はＡＦＣ運転の自動化に必
要とされる原子炉の出力制御系に対しての実時間指令を
与えることが可能となる。

核燃料の監視データ処理 第６図に前述の簡易計算方式による燃料の線出力密度分
布監視に基づいたＰＣ運転およびＡＦＣ運転の専用計算
機３３による原子炉の自動出力制御指令を与える演算処
理のフローチヤートを示す。

高速サンプリングにより取り込まれる炉心各部位のＬＰ
ＲＭ読み値から前述の計算方式により各ＬＰＲＭ領域の
最大線出力密度（以下ＬＰと称す）が算出され、各ＬＰ
が全炉心域で見て前述のＰＣ運転に従わねばならない燃
料の線出力密度の閾値Ａ（ＫＷ／Ｆｔ）を１つでも超し
ていないかどうかを判定する。すべてのＬＰがＡ以下で
あれば再循環流量制御系に対する制御制限は解除され、
ＳＰＣＤ３４に入力追従モード指令が与えられる。

ＬＰが１つでもＡを超すと、プロセス計算機からの情報
によりその時点でＰＣエンベロツプが有効かどうかを判
定し、もし有効でなければＰＣ運転の自動制御モード（
以下ＰＣ作成モードと称す）指令を出す。ＰＣエンベロ
ツプが有効な場合、各ＬＰ値についてプロセス計算機か
ら転送情報により対応する各ＬＰＲＭ領域のＰＣエンベ
ロツプ（線出力密度の上限制限値であり、ＰＣＥと称す
）と突き合せ比較する。しかるにＬＰがすべてＰＣＥ以
下で且つ炉心の平均熱出力ＡＰがＰＣ運転の目標出力Ｆ
ＡＰ以下であれば、ＳＰＣＤ３４に入力追従モード指令
を与える。

これに対してＡＦがＦＡＰに達すれば再循環流量の変更
を阻止する。

一方ＳＰＣＤ３４が入力追従モードの場合、第１図にお
いて主制御器２１の出力はそのまま再循環流量操作部２
２への制御信号となるので主制御器２１が自動にセツト
（接点Ａが閉じて）されていれば原子炉出力は電力系統
に応動して制御される。

また各ＬＰの１つ以上がＰＣＥを超えたものがある場合
にはそれらのうち超過分が最大のものについて、それが
許容幅β以内であれば原子炉上昇を止めるため再循環流
量の変更阻止をＡＦＣ制御回路の偏差極性判定信号が増
要求の場合のみＳＰＣＤ３４に与え、幅βを上回つた場
合には所定の速度で再循環流量を減少させる指令（すな
わち流量強制減少指令）をＡＦＣ制御回路の偏差極性判
定信号が増要求の場合のみＳＰＣＤ３４に与える。ここ
で偏差極性判定信号が減少要求の場合には超過分の大き
さに拘らずＳＰＣＤには入力追従モード指令を与える。

ＡＦＣ運転中に燃料の線出力密度分布の監視結果から流
量変更阻止、或は流量強制減少指令が出力された場合、
ＳＰＣＤ出力は主制御器２１の出力に追従しないので、
電力系統応動制御回路１からの要求信号の変化如何によ
つてはＳＰＣＤ出力と主制御器２１の出力は大幅な食い
違いを示すことも想定され、その様な状態で出力制御指
令が入力追従モードに切換つた際には有害な擾乱を原子
炉に招く。

これを避ける為、第６図に示すように流量変更阻止、流
量強制減少いづれかの指令の条件信号とＡＦＣ運転の条
件信号（主制御器２１の自動セツト）のＡＮＤ条件の成
立で接点信号を出力して第１図に示す自動追従回路３６
のバイパス回路を開くとともに自動追従回路３６を信号
ルートに経由させ、自動追従回路３６は主制御器２１の
出力がＳＰＣＤ３４の出力に即応的に追従する様に作用
する。この作用により専用計算機３３の出力制御指令の
モード切換に際して有害な擾乱の発生を防止でき、専用
計算機３３の出力制御指令が忠実に再循環流量操作部２
２に与えられる。ＰＣ作成モードの動作次にＰＣ作成モ
ードの動作について第７図のフローチヤートに沿つて説
明する。

各ＬＰのうち前述のＡ（ＫＷ／Ｆｔ）を超えているもの
について、全てＰＣ運転監視に適当な単位時間Δｔの平
均増Ｔ然工ニ′，二；＝二？Ｊ、それがＰＣ運転上許容
される燃料の線出力密度の増加率の制限値１（ＫＷ／Ｆ
ｔ／Ｈｒ）を超えていないかどうかを判断し、１Ｖａｘ
（ｊナｆ→がＩ以下であればＰＣ運転の目指す原子炉出
力ＦＡＰに対して炉心の平均出力モニタの読み値ＡＰが
到達していないことを判断して、原子炉出力の緩やかな
上昇を引起す再循環流量の増加要求指令（ランプ上昇モ
ード）をＳＰＣＤ３４に与える。

ΔＬＰ一 Ｍａｘ（−７〒一）がＩを超えた場合には、許容される
制限値の超過係数δ（〉１、で上昇速度の変動を考慮し
て決める）として、Ｍａｘ（＋．）がδ・Ｉ以下であれ
ば再循環流量の変更を阻止させる指令を、δ・Ｉを超す
場合には所定の速度で再循環流量を減少させる指令をＳ
ＰＣＤ３４に与える。

またＭａｘ（ノｌ品Ｌ）が制限値１以下の場合でＡＰ＝
ＦＡＰとなれば再循環流量の変更を阻止して原子炉出力
を保持する。以上の専用計算機３３による燃料の線出力
密度分布とその上昇率の監視に基づくＳＰＣＤ３４に対
する原子炉出力制御指令作用により核燃料の損傷防止を
優先したＡＦＣ運転の自動化とＰＣ運転の自動化が実現
される。前述の専用計算機３３における簡易計算方式で
問題となることは燃料棒の線出力密度の監視がＬＰＲＭ
読み値を基にして炉心軸方向の４分割についてしか対象
としておらず、局部的には前述のＬＰＲＭ読み値からそ
のＬＰＲＭ領域の最大線出力密度への換算値がプロセス
計算機３１による出力分布較正時点と誤差が問題となる
程度にずれることも考えられる。従つてより精度の高い
線出力密度の監視を行うには従来プロセス計算機３１で
行なつている線出力密度監視方式、即ちＴＩＰ走査時得
られるベース出力分布とＬＰＲＭ読み値のずれを基に補
正演算して炉心軸方向の４分割について監視することが
望ましい。特にＰＣエンベロツクが有効でない場合のＰ
Ｃ運転では炉心の熱出力分布の変化は極めて緩やかであ
るので熱出力分布監視結果に基づく原子炉出力制御の修
正動作は高速応答を要しないので、専用計算機３３の演
算処理時間も長くなつて構わない。このような事情を考
慮して専用計算機３３に２種の熱出力分布計算方式を準
備して、ＰＣ運転時は従来のプロセス計算機３１と同等
の熱出力分布監視方式を使い、ＡＦＣ運転時は計算精度
的には熱出力分布の変化如何によつて幾分劣ることがあ
りうるが熱出力分布監視の演算処理が早く、従つて原子
炉出力制御の修正が迅速にできる前述の簡易計算方式を
使う方式も考えられる。

ＳＰＣＤ３４が増減の極性情報とクロツク信号の単位時
間あたりのパルス信号頻度に比例した変化率を示す出力
信号を出す信号発生器であることを応用して、第８図に
ＰＣ作成モードに於ける演算指令方式の変形例のフロー
チヤートを示す。また第３図にこの変形伽こおける専用
計算機とＳＰＣＤの間の信号経路を破線で示す。この変
形例の特徴はＰＣ運転におけるＳＰＣＤ３４の出力のラ
ンプ変化率を燃料の線出力密度の増加速度に応じた可変
設定にすることである。

即ΔＬＰち前述のＭａｘ丁とＩとの偏差の時間積分値を
条件で場合分けして＼ Δｔ ′ ↓ノゝ２ と算出して上記ａ）の場合では増加指令とともに積分値
に比例したパルス頻度のクロツク信号をＳＰＣＤ３４に
与え、上記ｂ）の場合ではクロツク信号は発生せず、上
記ｃ）の場合では減少指令とともにａ）の場合と同様の
クロツク信号をＳＰＣＤ３４に与える。

クロツク信号は時間間隔Δｔごとに演算結果に応じて変
化し、積分値はｎ番目の時間間隔ではｎ−１番目のもの
を採用する。この様な制御方式によりＰＣ運転における
原子炉の出力上昇をより滑らかに行うことが期待できる
。なお第８図においてＫｕ，ｋＤはランプ変化率の調調
整係数である。〔発明の効果〕 以上の通り、本発明によれば核燃料の損傷防止を優先さ
せつつ、電力系統からの要求に応じて原子炉出力を自動
的に制御することができる。

特にＰＣ作成モードにより自動的にＰＣエンベロツプを
更新することができるので現状では因難な電力系統から
の出力要求に対しても自動熱的学習運転により十分達成
することができ、しかも一度達成すれば更新されたＰＣ
エンベロツプによりその後の同じ出力要求に対し迅速に
応答することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の原子炉出力制御装置のプロツク図、第２
図は本発明の一実施例による原子炉出力制御装置のプロ
ツク図、第３図は同原子炉出力制御装置の部分詳細プロ
ツク図、第４図は原子炉の出力分布とＰＣエンベロツプ
を示すグラフ、第５図は原子炉の炉心構成を示す図、第
６図は核燃料の熱出力分布の監視データ処理のフローチ
ヤート、第７図、第８図はそれぞれＰＣ作成モード時の
動作を示すフローチヤートである。 １・・・・・・電力系統応動制御回路、２・・・・・・
原子炉再循環流量制御部、２１・・・・・・再循環流量
主制御器、２２・・・・・・原子炉再循環流量操作部、
３０・・・・・・出力制御装置、３１・・・・・・プラ
ントプロセス計算機、３２・・・・・・炉心出力モニタ
系、３３・・・・・・専用計算機、３４・・・・・・原
子炉出力制御作用信号発生器、４１・・・・・・中性子
束検出器、４２・・・・・・燃料集合体、４３・・・・
・・制御棒。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電力系統からの要求に基づいて原子炉の炉心に流れ
   る再循環流量を調節して原子炉の出力を制御する原子炉
   出力制御装置において、原子炉の炉心の各領域における
   中性子束密度を検出する中性子束検出手段と、この中性
   子束検出手段により検出された中性子束密度に基づいて
   、前記各領域における最大線出力密度を求める演算手段
   と、電力系統からの要求に追随して出力上昇させる第１
   の出力上昇手段と、原子炉の核燃料棒が破壊されない程
   度の上昇率で出力上昇をおこない、前記核燃料棒を熱的
   になじませる熱的学習運転をおこなう第２の出力上昇手
   段と、前記各領域が達しうる最大の線出力密度を示す最
   大線出力密度分布を記憶する記憶手段と、前記演算手段
   により求めた各領域における最大の線出力密度が、前記
   記憶手段により記憶された最大線出力密度分布より低い
   場合は、前記第１の出力上昇手段により出力上昇させ、
   前記演算手段により求めた各領域における最大の線出力
   密度のいずれかが、前記記憶手段により記憶された最大
   線出力密度分布を超えた場合は、前記第２の出力上昇手
   段により出力上昇させる出力制御手段と、前記第２の出
   力上昇手段により出力上昇させ熱的学習運転をおこなつ
   た場合に、前記記憶手段に記憶された最大線出力密度分
   布を、この熱的学習運転により到達した最大の線出力密
   度分布に更新する更新手段と、を備えたことを特徴とす
   る原子炉出力制御装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記演
   算手段は、前記中性子束検出手段により検出された中性
   子束密度に所定の換算係数を乗じて前記各領域における
   最大線出力密度を求めることを特徴とする原子炉出力制
   御装置。