JPS60256097A - 原子炉再循環流量制御装置 - Google Patents
原子炉再循環流量制御装置Info
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- JPS60256097A JPS60256097A JP59110815A JP11081584A JPS60256097A JP S60256097 A JPS60256097 A JP S60256097A JP 59110815 A JP59110815 A JP 59110815A JP 11081584 A JP11081584 A JP 11081584A JP S60256097 A JPS60256097 A JP S60256097A
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- Japan
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- neutron flux
- flow rate
- change
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- control
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
-
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- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
【発明の利用分野〕
本発明は、沸騰水型原子カプラントの原子炉出力制御装
置に係わり、特に、中性子束の異常な変動を抑制するに
好適な原子炉再循環流量制御装置に関する。
置に係わり、特に、中性子束の異常な変動を抑制するに
好適な原子炉再循環流量制御装置に関する。
従来の原子炉出力制御装置とはては１図１に示す様な中
性子束フィードバック制御方式がある６中性子東フイ一
ドバツク制御方式は、インターナルポンプやＦＣＶ方式
の様に即応性の良い再循環系を有するプラントで用いら
れている制御方式であるが、下記理由により制御ゲイン
をある程度小さく抑える必要が有った。
性子束フィードバック制御方式がある６中性子東フイ一
ドバツク制御方式は、インターナルポンプやＦＣＶ方式
の様に即応性の良い再循環系を有するプラントで用いら
れている制御方式であるが、下記理由により制御ゲイン
をある程度小さく抑える必要が有った。
（１）中性子束には通常、±７％程度のノイズが含まれ
ており、これにより制御信号が常に変動するためこれを
最小限に抑える必要がある。
ており、これにより制御信号が常に変動するためこれを
最小限に抑える必要がある。
（２）ステップ応答試験（出力設定値±１０％変更）に
おいて中性子束オーバーシュートや減幅比を基準値以下
にする必要がある。
おいて中性子束オーバーシュートや減幅比を基準値以下
にする必要がある。
このとこは通常運転においては何ら問題となることはな
いが、過渡的にはせっかくの再Ｉ＃ｌ１ｌｌ系の即応性
の良さを生かしきれないという問題があった。すなわち
、中性子束が急上昇する過渡事象が発生した際に、中性
子束信号に対するフィルターや比例積分制御器及び進み
遅れ制御器により応答が制限され本来の速度変更能力を
発揮できないまま中性子束は上昇しつづけスクラムに到
るという欠点があった。
いが、過渡的にはせっかくの再Ｉ＃ｌ１ｌｌ系の即応性
の良さを生かしきれないという問題があった。すなわち
、中性子束が急上昇する過渡事象が発生した際に、中性
子束信号に対するフィルターや比例積分制御器及び進み
遅れ制御器により応答が制限され本来の速度変更能力を
発揮できないまま中性子束は上昇しつづけスクラムに到
るという欠点があった。
本発明の目的は、過渡事象が発生し中性子束が急激に変
動した場合に、中性子束の変動に応じて再循環流量制御
系の制御定数を変更することにより、再循環系が有する
流量変更能力を最大限に利用し中性子束の変動を可能な
限り抑制し得る原子炉再循環流量制御装置を提供するこ
とにある。
動した場合に、中性子束の変動に応じて再循環流量制御
系の制御定数を変更することにより、再循環系が有する
流量変更能力を最大限に利用し中性子束の変動を可能な
限り抑制し得る原子炉再循環流量制御装置を提供するこ
とにある。
インターナルポンプの様に即応性の良い再循環系の制御
装置として従来より使用されている中性子束フィードバ
ック制御方式では、比例ゲインや積分ゲイン等をある程
度小さくする必要が有った。
装置として従来より使用されている中性子束フィードバ
ック制御方式では、比例ゲインや積分ゲイン等をある程
度小さくする必要が有った。
また誤操作や誤動作等による原子炉への影響を最小限に
抑えるために変化率制限器等の機能が必要であった。そ
れらのゲインや機能は１通常運転での許容値を満足する
様に設定値がめられるため、中性子束が急上昇する過渡
事象が発生した場合にポンプ回転数を低下させ、中性子
束の変動を抑制するが、その効果が制約されることにな
る。これを解消し再循環系の有する能力を最大に利用す
るため、中性子束信号の変化率と変化幅により再循環流
量制御系のゲインを最適な値に変更することにより中性
子束の変動を可能な限り抑制することができる。
抑えるために変化率制限器等の機能が必要であった。そ
れらのゲインや機能は１通常運転での許容値を満足する
様に設定値がめられるため、中性子束が急上昇する過渡
事象が発生した場合にポンプ回転数を低下させ、中性子
束の変動を抑制するが、その効果が制約されることにな
る。これを解消し再循環系の有する能力を最大に利用す
るため、中性子束信号の変化率と変化幅により再循環流
量制御系のゲインを最適な値に変更することにより中性
子束の変動を可能な限り抑制することができる。
これにより過渡事象が発生し中性子束が上昇した場合は
、中性子束高スクラムを回避できるとともに、たとえス
クラムに敗った場合でも熱的な厳しさを最小に抑えるこ
とが可能となる。また、中性子束が減少した場合でもす
みやかに中性子束を復起させることができ、電力系統へ
与える影響に最小に抑えることができる。
、中性子束高スクラムを回避できるとともに、たとえス
クラムに敗った場合でも熱的な厳しさを最小に抑えるこ
とが可能となる。また、中性子束が減少した場合でもす
みやかに中性子束を復起させることができ、電力系統へ
与える影響に最小に抑えることができる。
本発明の実施例を図により説明する。
第１図に示す様に従来の再循環流量制御系Ｗ１は中性子
束設定値３を定める主制御器２、中性子束信号３のノイ
ズを除去するためのフィルター５、中性子束信号と設定
値の偏差６から比例積分演算をおこなう中性子束制御器
４．制御系のゲイン位相余裕を増加させ安定な制御をお
こなうための進み遅れ補償回路８、及び変化率制限器９
より構成され、最終的にポンプ速度要求信号１１を出力
し、その信号に従いポンプ回転−数が変更することによ
り再循環流量を変え原子炉出力を調整する。
束設定値３を定める主制御器２、中性子束信号３のノイ
ズを除去するためのフィルター５、中性子束信号と設定
値の偏差６から比例積分演算をおこなう中性子束制御器
４．制御系のゲイン位相余裕を増加させ安定な制御をお
こなうための進み遅れ補償回路８、及び変化率制限器９
より構成され、最終的にポンプ速度要求信号１１を出力
し、その信号に従いポンプ回転−数が変更することによ
り再循環流量を変え原子炉出力を調整する。
中性子束制御器４のＰＩゲインは１通常、中性子束設定
値をステップ状に±ｌＯ％変化させ中性子束のオーバー
シュートが約±５％以下となる様に設定される。また、
ノイズフィル゛ター５の時定数は中性子束信号のノイズ
によりポーンプ速度要求信号が変動しない値として設定
される。
値をステップ状に±ｌＯ％変化させ中性子束のオーバー
シュートが約±５％以下となる様に設定される。また、
ノイズフィル゛ター５の時定数は中性子束信号のノイズ
によりポーンプ速度要求信号が変動しない値として設定
される。
進み遅れ補償回路８及び変化率制限器９の定数も上記ス
テップ応答にて安定な応答となる様に設定される。上記
設定値によるステップ応答結果を第２図に示す。中性子
束は９０％から１００％へ上昇するがオーバーシュート
は小さく抑えられ良好な結果を得ていることがわかる。
テップ応答にて安定な応答となる様に設定される。上記
設定値によるステップ応答結果を第２図に示す。中性子
束は９０％から１００％へ上昇するがオーバーシュート
は小さく抑えられ良好な結果を得ていることがわかる。
（再循環系としてインターナルポンプをした場合）
通常運転時の設定値を次に示す値とする。
（１） フィルター時定数・・・・・・・・・・・・・
・・Ｔ３（２）比例ゲイン・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・Ｐ（３）積分ゲイン・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ Ｉ −（４
） 進み時定数・・・・・・・・・・・・・・・・ Ｔ
２（５）遅れ時定数・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・ Ｔ。
・・Ｔ３（２）比例ゲイン・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・Ｐ（３）積分ゲイン・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ Ｉ −（４
） 進み時定数・・・・・・・・・・・・・・・・ Ｔ
２（５）遅れ時定数・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・ Ｔ。
（６） 変化率制御値・・・・・・・・・・・・・・・
・・・Ｘさて上記の設定値にて、中性子束が上昇する過
渡事象が発生した場合には、負の偏差が大きくなりポン
プ回転数を減少する様に制御され、これにより炉心流量
が減少し中性子束は下降し元の値に戻る。第３図に上記
事象を示す。実線で示した応答は中性子束の上昇が比較
的ゆるやかなためポンプ回転数の（制御減少）により中
性子束上昇が抑制され中性子束高スクラムには到ること
はない。
・・・Ｘさて上記の設定値にて、中性子束が上昇する過
渡事象が発生した場合には、負の偏差が大きくなりポン
プ回転数を減少する様に制御され、これにより炉心流量
が減少し中性子束は下降し元の値に戻る。第３図に上記
事象を示す。実線で示した応答は中性子束の上昇が比較
的ゆるやかなためポンプ回転数の（制御減少）により中
性子束上昇が抑制され中性子束高スクラムには到ること
はない。
ところが破線で示すより急激な中性子束の上昇に対して
は、制御ゲインの影響によりポンプ回転数を急激には減
少することができず中性子束高スクラムに到ることにな
る。
は、制御ゲインの影響によりポンプ回転数を急激には減
少することができず中性子束高スクラムに到ることにな
る。
本発明における再循環流量制御装置を第４図に示す。中
性子束監視制御部１１は、中性子束設定値３と実中性子
東信号４の実偏差の変化率と変化幅を監視しそれぞれの
値によって再循環流量制御系の各制御定数および中性子
束設定値の最適値を計算し各制御部へ出力する。
性子束監視制御部１１は、中性子束設定値３と実中性子
東信号４の実偏差の変化率と変化幅を監視しそれぞれの
値によって再循環流量制御系の各制御定数および中性子
束設定値の最適値を計算し各制御部へ出力する。
これにより、中性子束の変動に対し再循環系（インター
ナルポンプ）の能力を生かした制御が可能となる。以下
に具体例を示す。
ナルポンプ）の能力を生かした制御が可能となる。以下
に具体例を示す。
（１）中性子束急上昇時
第５図に過渡応答例を示す。
第５図の実線で示す中性子束上昇は、変化が緩かなため
通常時の制御定数でも十分に中性子束の上昇を抑制でき
るため制御定数の変更は行なわない。この場合には、従
来通りに中性子束の上昇は抑制されスクラムに到ること
はないに れに対して破線で示す様な急激な中性子束の上昇が発生
した場合には、制御定数（比例ゲイン、変化率制限値フ
ィルター定数等）を最適値に変更することにより図に示
す様にポンプ回転数を急激に減少させ中性子束の急上昇
を抑制し中性子束高スクラムの防止が可能となる。
通常時の制御定数でも十分に中性子束の上昇を抑制でき
るため制御定数の変更は行なわない。この場合には、従
来通りに中性子束の上昇は抑制されスクラムに到ること
はないに れに対して破線で示す様な急激な中性子束の上昇が発生
した場合には、制御定数（比例ゲイン、変化率制限値フ
ィルター定数等）を最適値に変更することにより図に示
す様にポンプ回転数を急激に減少させ中性子束の急上昇
を抑制し中性子束高スクラムの防止が可能となる。
（２）中性子束減少時
通常時１０台で運転中のインターナルポンプのうち何台
かがトリップした場合を想定する。この場合も中性子束
減少の変化率により制御ゲインを変更することにより原
子炉出力をすみやかに定格まで復起させることが可能と
なる。
かがトリップした場合を想定する。この場合も中性子束
減少の変化率により制御ゲインを変更することにより原
子炉出力をすみやかに定格まで復起させることが可能と
なる。
第６図にインターナルポンプ１台トリップ時の過渡応答
を示す。破線は従来制御方式での応答を示す。実線は、
本発明による応答を示す。
を示す。破線は従来制御方式での応答を示す。実線は、
本発明による応答を示す。
図に示す様に本発明によれば、従来の制御方式に比べす
みやかに原子炉出力を定格値に戻すことが可能であり、
原子炉出力の低下による電力系統への影響を最小限に抑
えることが可能である。
みやかに原子炉出力を定格値に戻すことが可能であり、
原子炉出力の低下による電力系統への影響を最小限に抑
えることが可能である。
第７図に定格運転時にインターナルポンプが２台トリッ
プした場合の過渡応答を示す。インターナルポンプが２
台トリップした場合は、残り８台のポンプの速度を最大
値まで上昇させても定格炉心流量を確保できないため、
原子炉出力は約９０％までしか戻らない結果となる。こ
の場合フィルター通過後の中性子束の変化率がほぼ０で
あること及び変化幅が負である２つの条件が一定時間継
続したことにより、中性子束設定値を自動的にその時点
の中性子束値より数％低い値に変更する。
プした場合の過渡応答を示す。インターナルポンプが２
台トリップした場合は、残り８台のポンプの速度を最大
値まで上昇させても定格炉心流量を確保できないため、
原子炉出力は約９０％までしか戻らない結果となる。こ
の場合フィルター通過後の中性子束の変化率がほぼ０で
あること及び変化幅が負である２つの条件が一定時間継
続したことにより、中性子束設定値を自動的にその時点
の中性子束値より数％低い値に変更する。
これにより中性子束制御器の積分器が定常偏差により飽
和することなく、ポンプ回転数に合った値にできる。
和することなく、ポンプ回転数に合った値にできる。
（３）ＡＦＣ運転時
ＡＦＣｉ転時は、中給よりのＡＦＣ要求信号に従い出力
調整装置より再循環流量制御系に対し中性子束設定値変
更要求が出力されその値に合わせてインターナルポンプ
回転数を制御するが、発電機出力の応答性を向上させよ
うとすれば、当然中性子束を急激に下降あるいは下降さ
せる必要が慰り、その結果中性子束オーバーシュートが
大きくなるという欠点が有った。
調整装置より再循環流量制御系に対し中性子束設定値変
更要求が出力されその値に合わせてインターナルポンプ
回転数を制御するが、発電機出力の応答性を向上させよ
うとすれば、当然中性子束を急激に下降あるいは下降さ
せる必要が慰り、その結果中性子束オーバーシュートが
大きくなるという欠点が有った。
本発明によれば、オーバーシュートが発生した場合に制
御ゲインを変更し中性子束の上昇を抑制できるため、発
電機出力の応答性を向上させる事が可能となる。
御ゲインを変更し中性子束の上昇を抑制できるため、発
電機出力の応答性を向上させる事が可能となる。
図８にＡＦＣ運転時の中性子束応答を示す。
実線は本発明による応答であり破線は従来制御方式によ
る応答である。
る応答である。
（４）制御定数変更法
以上に示した制御定数変更例をここで示す。
第９図に示す様に実中性子束信号と中性子束設定値を監
視し、変化幅の絶対値がノイズ値を上回る１０％以上で
かつ変化率が通常制御にて対応可能な中性子束変化率１
００％／分を上回る場合に制御定数を変更する。ここで
は、中性子束制御器のＰゲインとＩゲインは、変化率と
変化幅の関数とする。
視し、変化幅の絶対値がノイズ値を上回る１０％以上で
かつ変化率が通常制御にて対応可能な中性子束変化率１
００％／分を上回る場合に制御定数を変更する。ここで
は、中性子束制御器のＰゲインとＩゲインは、変化率と
変化幅の関数とする。
すなわち、以下に示す通りとする。
Ｐ’＝ｆ、（変化幅、変化率）
Ｉ’＝ｆ、（変化幅、変化率）
次に図中により中性子束設定値の変更方法を示す。
偏差信号の変化率の絶対値が５％以下であり、かつ変化
幅が一５％以下の示合に中性子束設定値をＮからＮ′に
変更する。Ｎ′は実中性子束値の数％下に設定する。な
お中性子束設定値の変更は、先に示した条件がある時間
継続した時にのみ動作するものとする。
幅が一５％以下の示合に中性子束設定値をＮからＮ′に
変更する。Ｎ′は実中性子束値の数％下に設定する。な
お中性子束設定値の変更は、先に示した条件がある時間
継続した時にのみ動作するものとする。
以上説明した様に本発明の一実施例によれば、中性子束
の急激な変動に対し再循環流量制御系の制御定数を中性
子束の変化率及び変化幅に応じて変更することにより、
中性子束高スクラムの防止あるいは、すみやかな定格出
力へ復帰することが可能であり、原子カプラントの電力
系統へ与える影響を最小に抑えることができる。
の急激な変動に対し再循環流量制御系の制御定数を中性
子束の変化率及び変化幅に応じて変更することにより、
中性子束高スクラムの防止あるいは、すみやかな定格出
力へ復帰することが可能であり、原子カプラントの電力
系統へ与える影響を最小に抑えることができる。
本発明によれば、中性子束が急激に変動する事象が発生
した場合に、その変化幅と変化率によって再循環流量制
御系の制御定数を変更し、中性子束の変動を可能な限り
抑制できるため、原子カプラントの事故が電力系統へ及
ぼす悪影響を低減する効果がある。
した場合に、その変化幅と変化率によって再循環流量制
御系の制御定数を変更し、中性子束の変動を可能な限り
抑制できるため、原子カプラントの事故が電力系統へ及
ぼす悪影響を低減する効果がある。
第１図は従来型制御ブロック図、第２図は通常制御定数
での中性子束設定値ステップ応答の線図、第３図は通常
制御定数での中性子束変動応答の線図、第４図は本発明
の一実施例の制御ブロック図、第５図は本発明の中性子
束変動応答の線図、第６図はインターナルポンプ１台ト
リップ時の過度応答の線図、第７図はインターナルポン
プ２台のトリップ時の過渡応答の線図、第８図はＡＦＣ
運転時の過渡応答の線図、第９図は制御定数変更説明図
、第１０図は中性子束設定値変更説明図である。 ｌ・・・再循環流量制御装置、２・・・主制御器、３・
・・中性子束設定値、４・・・中性子束信号、５・・・
フィルター、６・・・偏差信号、７・・・中性子束制御
器、８・・・進代理人 弁理士 高橋明夫 ′＃３０ （（Ｌン 時ＰＩＦ’ｌ 桿す ￥４０ 茅り図 時間（校う 端間（初ジ ギ乙図 Ｃｏ−） 第７０ 時閉（秒２ 時間（物） ′＄ ８ 口 時間（杉す ￥９ 口 （１−１’Ｐ＋Ｐ’フ フィＩレター −５１楚牡を受− （Ｔｘ ＝ ＴＪ’〕 ′妥化ギ）°十“ＩＰ艮イＪ（４［う３（Ｘ−＼′） ａｈｉｌ ｋｆ函゛イ１ｊ廂Ｌａｔ史 （Ｔ＋’４−’）
での中性子束設定値ステップ応答の線図、第３図は通常
制御定数での中性子束変動応答の線図、第４図は本発明
の一実施例の制御ブロック図、第５図は本発明の中性子
束変動応答の線図、第６図はインターナルポンプ１台ト
リップ時の過度応答の線図、第７図はインターナルポン
プ２台のトリップ時の過渡応答の線図、第８図はＡＦＣ
運転時の過渡応答の線図、第９図は制御定数変更説明図
、第１０図は中性子束設定値変更説明図である。 ｌ・・・再循環流量制御装置、２・・・主制御器、３・
・・中性子束設定値、４・・・中性子束信号、５・・・
フィルター、６・・・偏差信号、７・・・中性子束制御
器、８・・・進代理人 弁理士 高橋明夫 ′＃３０ （（Ｌン 時ＰＩＦ’ｌ 桿す ￥４０ 茅り図 時間（校う 端間（初ジ ギ乙図 Ｃｏ−） 第７０ 時閉（秒２ 時間（物） ′＄ ８ 口 時間（杉す ￥９ 口 （１−１’Ｐ＋Ｐ’フ フィＩレター −５１楚牡を受− （Ｔｘ ＝ ＴＪ’〕 ′妥化ギ）°十“ＩＰ艮イＪ（４［う３（Ｘ−＼′） ａｈｉｌ ｋｆ函゛イ１ｊ廂Ｌａｔ史 （Ｔ＋’４−’）
Claims (1)
- １、沸騰水型原子カプラントで、中性子束設定値と中性
子排フィードバック信号との偏差を比例積分演算し再循
環ポンプ速度要求信号とし、原子炉出力の制御を行う再
循環流量制御装置において、実中性子東信号と中性子束
設定値の偏差の変化幅と変化率が、許容値を越えた場合
に再循環流量制御装置の制御ゲイン及び中性子束設定値
を変更することを特徴とする原子炉再循環流量制御装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59110815A JPS60256097A (ja) | 1984-06-01 | 1984-06-01 | 原子炉再循環流量制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59110815A JPS60256097A (ja) | 1984-06-01 | 1984-06-01 | 原子炉再循環流量制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60256097A true JPS60256097A (ja) | 1985-12-17 |
Family
ID=14545357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59110815A Pending JPS60256097A (ja) | 1984-06-01 | 1984-06-01 | 原子炉再循環流量制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60256097A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0355601A (ja) * | 1989-07-24 | 1991-03-11 | Toshiba Corp | 制御パラメータ自動調整方法 |
-
1984
- 1984-06-01 JP JP59110815A patent/JPS60256097A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0355601A (ja) * | 1989-07-24 | 1991-03-11 | Toshiba Corp | 制御パラメータ自動調整方法 |
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