JPS6232388A - 制御棒自動操作装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の利用分野〕 本発明は、原子カブラン１−の制御棒自動操作装置に係
り、特に、原子炉運転上の制限事項を遵守しながら、短
時間に原子カプラントを自動的に起動させたりするのに
好適な制御棒自動操作装置に関する。 〔発明の背景〕 沸騰水型原子力発電ブラン１−では、プラントの起動時
、停止時、制御棒パターン交換時等に、原子炉出力を制
御するため、約２００本の制御棒の引抜き、挿入の操作
が行われている。従来、制御棒を操作する際に、運転員
は、長年の経験や知識に基づき、プラントで観測された
情報をもとにしてプラントの状態を把握し、その状態に
対応して手動で制御棒を操作している。しかしながら、
最近、プラント起動時間の短縮、運転の省力化、誤操作
防止などの目的として、制御棒操作の自動化が望まれて
いる。 ブラン１−起動時に制御棒の操作がどのように行われて
いるかを、（１）原子炉臨界操作、（２）原子炉臨界操
作、（３）原子炉出力上昇操作に分けて簡単に説明する
。 （１）の原子炉の臨界操作は、原子炉出力が１％未満の
とき、制御棒を順次引抜きながら原子炉を臨界状態に移
行させる操作である。通常、原子炉出力の急激な上昇を
抑えるため、炉ペリオド（炉周期）が例えば正で５０秒
以下にならないように制御棒を操作する。もし、原子炉
出力が急激に上昇したときは、別に設けられているイン
ターロックが作動し、原子炉は自動的にスクラム停止す
るようになっている。 （２）の原子炉昇温昇圧操作ｃｉ、（１）の操作が終っ
た後、制御棒を順次引抜いて原子炉の温度（炉水温度）
を約１００℃から約２６５℃に７圧力を１　ｋＨ／ｃｍ
”から約６５　ｋｇ／ｃｍｚにする操作であり、原子炉
構造材への熱衝＠紮防止するため、約り５℃／ｈ以下の
速度で原子炉を昇温、昇圧するようにしている。 （３）の原子炉出力上昇操作は、（２）の原子炉昇温昇
圧操作が終った後、制御棒操作により原子炉出力を例え
ば３００　Ｍ　Ｗ　ｅ　／　ｈ以下の速度で上昇させる
操作である。 このような運転の自動化を目的とした制御棒の自動操作
に関する先行技術として、特開昭５５−１１４９９０号
「原子力発電所の原子炉出力制御装置」が知られている
。この技術では、原子炉出力の設定値や他装置から出力
された負荷変動に従い、操作する制御棒と制御棒操作量
を決定することが述べられている。 しかし、この技術を上記（１）、（２）、（３）におけ
る制御棒の自動操作に適用する場合１次のような短所が
ある。 （ａ）原子炉出力の設定値または負荷変動に従って制御
棒操作ｉを決定するど述べられているが、その方法が開
示されていない、制御棒の価値は、操作する制御棒が中
心付近が周辺か、その引抜き位置が炉心の上部か底部か
、その制御棒周辺の制御棒の引抜き位置が炉心の上部か
下部かなどによって変化する。そこで、従来技術では、
例λ−ば。 制御棒の印加反応度が過大で原子炉出力の変化が過大に
なること、あるいは制御棒印加反応度が過小で原子炉出
力の変化が過小になることがある。 （ｂ）前記従来技術には、制御棒の操作時期に閣オる記
述が一切ない。したがって、制御棒を次次に操作して、
原子炉出力を急激に変化さゼてしまうというｕＪ能性が
ある。 （Ｃ）原子炉の温度や炉ペリオドなどを入力して制御棒
を操作する構成になっていないから、原子炉臨界操作時
や原子炉昇温、昇圧時に適用した場合、運転上の制限を
おかし５例えば、原子炉出力が急速に増加して、原子炉
をスクラム停止させてしまう可能性がある。このように
原子炉をスクラム停止させたり、逆に原子炉の出力上昇
速度が過小であったりすると、いずれも適

【Ｆな制御と
ならないので、起動時１１１１力層当然Ｊ遥くなる欠点
がある。 以上のように、従来技術では、原子炉温度変化率や炉ペ
リオドのような運転士の制限条件を遵守しながら、短時
間に原子炉を起動するための制御棒自動操作装置を提供
できない欠点がある。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、原子−Ｐ運転」−の制御用事項を遵守
し、ながら、短時ｉ１！に原子炉を自動的に起動できる
制ａ１棒自動操作′ｉｊ、ｆｔ　５ｉ提供する−とにあ
る。 「発明の概要〕 本発明は、従来運転員が行っている操作をできるだけｆ
＠星に自動化するためには、運転員の考え方をそのまま
とり八Ｆた自動化が必要である。二と、及び運転Ｅｉの
Ａ応操作法を実現するためには、運転員と同様に操作の
やり方を学習していく手段が必要で市ることに着目し、
て生まれたものである、本発明の特徴のひとつは、制御
棒操作時の原子炉出力の変化を適度Ｌ；−するプｈめ、
制Ｗ棒の操作量を、その制御棒の座標（制御棒が炉心の
中心付近か周辺かを区別する座標）、その制御棒の用法
き位置（その制御棒の先端が炉心の上部か底部かを区別
する引抜き位ｔ！１）　、その制御棒周辺の制御棒の引
抜き位置、原子炉の出力（または、原子炉臨界操作か昇
温昇圧操作かまたは原子炉出力上昇操作かを区別するも
の）、または原子炉炉心の熱的余裕（限界出力比や線出
力密度の制限値に対する余裕）などに基づいて決定する
ことである。また、このように種々の因子から操作量を
決定する必要があるため、操作数をあいまい論理を用い
て決定する魚も特徴である。 なお、操作する制御棒は、制御棒操作シーケンスから定
めるようにする。制御棒の操作時期は、運転上の制限事
項を遵守するため、原子炉部、ｌｉ’ｉ’操作時は炉ペ
リオドが目標値（例えば２００秒）以上かまたは負であ
る条件、原子炉昇温昇圧操作時は原子炉温度（炉水温度
または原子炉構造材の温度）が目標の原子炉温度（時間
的に変化）より低いという条件、原子炉出力上昇時は原
子炉出力が目標出力（時間的に変化）より低いという条
件が少なくても瀞たさｊｌ、でいるとぎとする。このよ
うに、原子炉起動過程で、操作時期を判定する７＆準が
変わるので、これに柔軟に対応できろように。 １ｎ−（：ｈｓｎルールを用いたプロダクションシステ
ムで操作時期を判定する。 本発明の他の特徴は、運＠員の適応操作法を実現するた
め、制御棒統括制御装置に、制御棒操作量の決定方法を
学習する手段を設け１ある点にある７すなわち、制御棒
を操作した後に、原子炉出力の変化、中性子束の変化、
制御棒操作の時間間隔などを測定し、例＾ば、もし原子
炉出力の変化が過大であれば、次回に同様な操作をする
場合、原子炉出力の変化が適度になるようにするため。 制御棒操作量を決定する際に使用したデータの一部を修
正する。また、例えば、制御棒操作があまりにも頻繁で
あれば、操作の時間間隔が適度になるように、同様に制
御棒操作時を決定する際に使用したデータの一部を修正
する。 〔発明の実施例〕 以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。図に
おいて、１は沸騰水型原子炉、２は制御棒、３は原子炉
炉心、４は再循環ポンプ、５は主蒸気管、６は給水管で
ある。１０は、制御棒駆動装置１１と制御棒［動制御装
置１２とからなる制御棒制御装置、２０は、制御棒操作
時期決定部２１と制御棒操作量決定部２２と制御棒操作
量学習部２３とからなる制御棒統括制御装置である。 ａは主蒸気流量、ｂは中性子束、Ｃは制御棒パターンの
信号及び制御棒操作終了の信号である。ｄは操作する１
本以上の制御棒の座標（例えば＃（２２−４３））とそ
の操作量（例えば４ノツチ）、及び操作開始の指示を示
す信号である。Ｗは制御棒駆動信号、又は制御棒パター
ンを示す信号である６ｅは他装置で計算された原子炉炉
心３の熱的余裕に関する信号（限界出力比または線出力
密度など、ｆは他装置から出力された時間的に変化する
主蒸気流量の設定値（以下、原子炉出力設定値と呼ぶ）
である１ｇは制御棒操作シーケンスに基づいて定められ
て操作する制御棒の座標、制御棒パターン、主蒸気流Ｊ
ｉａ（以下、原子炉出力とも呼ぶ）、炉心の熱的余裕０
を含む信号である。 ｈはこれから操作する制御棒の操作量Δ２を計算せよと
いう計算指示信号、ｐは計算した制御棒の操作量Δ２（
例えば、ΔＺ＝４ノツチ）である。 ｑは制御棒の操作を開始したのでプラントの状態変化を
計算せよという計算指示信号、ｒは制御棒操作量決定ル
ールを修正する学習の計算を開始せよという計算指示信
号である。Ｓは原子炉出力設定値ｆと原子炉出力ａの偏
差である出力偏差と中性子束すを含む信号である。ｔは
操作量決定に使用したルールに関する情報であり、Ｕは
操作量決定に使用したルールを修正するための情報であ
る。 以下、制御棒を自動的に操作しながら、原子炉出力を増
加させる原子炉出力上昇操作を例として、本実施例にお
ける動作を説明する。なお、原子炉臨界操作時や原子炉
昇温昇圧操作時は、使用するパラメータの種類が多少変
わるだけで、基本的な動作は同じである。 制御棒統括制御袋Ｍ２０の制御棒操作時期決定部２１で
は、原子炉出力ａとその目標値ｆとの偏差などに基づい
て制御棒を操作すべきか否かが判定され、制御棒を操作
しても良いという判定が出されたとき、後述するように
制御棒操作量学習部２３で学習の処理をさせた後、信号
りを制御棒操作量計算部２２に出力する。制御棒操作量
計算部２２では、計算開始指示信号りを入力したとき。 制御棒操作シーケンスに基づいて定められる操作対象制
御棒の座標、制御棒パターン、原子炉出力ａ、炉心の熱
的余裕ｅを含む信号ｇを入力して、制御棒操作量ΔＺを
計算し、その結果の操作量ΔＺを信号Ｐとして制御棒操
作時期決定部２１に出力する。操作量の計算が終ると、
制御棒操作時期決定部２１では、制御棒操作シーケンス
に基づいて定めた操作される制御棒の座標、その操作量
（ΔＺの値）、及び操作開始指示ｄを、制御棒駆動装置
装！！１２に出力する。制御棒駆動制御装置１２は、指
示ｄに従い、制御棒駆動袋ｆｉｌｌを介して、制御棒３
を引抜く。 一方、制御棒操作開始の指示ｄが出力されると、制御棒
操作時期決定部２１からは、制御棒操作量学習部２３に
、プラントの状態変化の計算指示ｑが出力される。制御
棒操作量学習部２３では、上記計算指示ｑを受けると、
出力偏差などの信号。 を入力しながら原子炉出力の偏差の正側及び負側の最大
値、中性子束変化率の最大値、制御棒操作の時間間隔な
どの計算を開始する。 制御棒操作終了の信号Ｃが制御棒操作時期決定部２１に
出力されると、初期状態に戻る。そして。 制御棒操作時期決定部２１では、出力偏差などに基づい
て制御棒を再び操作すべきかを判定する。 制御棒を再度操作するという判定があると、制御棒操作
時期決定部２１は、制御棒操作量学習部２３に学習開始
の指示ｒを出力する。このとき、学習部２３では、プラ
ント状態変化の計算を終了し、計算した出力偏差や中性
子束変化率の最大値及び制御棒操作の時間間隔に基づい
て、前回の制御棒操作量ボ適切であったか否かの評価が
行われる。不適切と判定された場合は、操作車ΔＺの計
算に使用したルールを修正する。その後、修正されたル
ールに基づいて操作量ΔＺの計算が前述と同様に行われ
、計算が終了すると制御ｎ操作時期決定部２１の指示に
基づいて、制御棒の引抜き操作が再度始まる。 以上述べたように、本実施例では、制御棒の操作時期決
定、学習、操作量決定を制御棒統括制御装［２０で行い
ながら、制御棒を自動的に操作する。 次に、以上述べたよう全機能を実現するための制御棒統
括制御装置２０の構成を、第２図を用いて詳細に説明す
る。 制御棒操作時期決定部２１は、データ入力部２１１、入
力データファイル２１２．生起事象監視・登録部２１３
．過去のデータ及びデータに対応する事象を記憶したフ
ァイル２１４．知識ベース２１５．インタプリンタ（推
論機構）２１６゜操作指示出力部２１７などで構成され
ている。知識ベース２１５には１次のようなルールが格
納されている。 制御棒引抜き操作に関するルール ルール＃４２ 出力偏差を監視するルール ルール＃４３ 生起事象監視・登録部２１３では、第３図に示すような
処理を周期的に組返し、入力データファイル２１２と過
去のデータファイルとを比較しながら、変化（生起）し
た事象（例えば、制御棒操作は終了）を知識ベースの事
象テーブルに格納する。 第４図に知識ベースとインクプリンタの構成と動作を示
す、インタプリンタでは、次のような一連の動作が行わ
れる。 （１）事象テーブルから変化（生起）した事象を捉え、
その事象に関連するルールの条件を弁別ネットを通すこ
とにより見出し、変化した事象に関連するルールの条件
部を活性化する。 （２）全ての条件が活性になったルールを、状況部が活
性ならば優先度をつけて、実行可能なルールを格納する
所であるアジエンダリストに登録する。 （３）アジエンダリストに登録されているルールの中か
ら、最優先のものをひとつ選択し、操作部を実行する０
以上の処理が終了したら最初に戻り、事象が変化してい
れば、（１）〜（３）の処理を行い、事象が変化してい
なければ、（３）の処理を行う。 このような処理において、前記ルール＃４３が選択され
ると、出力偏差が基準値以上か否かの判定がなされる。 すなわち、出力偏差Ｙが変数となるので、この変数の値
を入力データファイル２１２から取り出して１％以上か
否かの判定が行われる。 一方、ルール＃４２が選択された場合は、制御棒操作量
決定部２３の学習をした後、操作する制御棒の座標Ｘの
計算が行われる。すなわち、制御棒操作シーケンスと制
御棒パターンから、次に操作する制御棒の座標が決定さ
れる０次に、操作量ΔＺを計算する指示（信号Ｒ）が、
制御棒操作量決定部２２に出力され、操作部ΔＺが怪で
述べるような方法で計算される。その後、制御棒操作を
開始する指示（制御棒の座１１ｘ、操作量ΔＺｔ＆含む
信号（１）を操作指示出力部２Ｊ−７を介して出力する
。 次に、制御棒操作数ΔＺを計算する方法を述べる。制御
棒操作量決定部２２は、操作に決定に使用するルール、
メンバーシップ関数、前回使用したルールのメンバーシ
ップ値を記憶したファイル２２１と５操作址ΔＺを計算
する部分２２２とからなる。操作量決定に使用するルー
ルは、次のようにｉ１転員の定性的知識を記述したルー
ルである。 ルール＃Ｉ ＰＭ）） ここで、ＰＩ３はＩンｏｓｉｔｉｖＱＲｉｇ＋　Ｐ　Ｓ
はＰ　ｏｓｉｔｉｖｓＳ　ｗａｌｌ　＋　Ｐ　ＭはＰｏ
ｇｉｔｉｖｅＭｅｄｉｕａ＆、を味する。 このようなルールを用いて、操作員を決定する際に、フ
ァジィ推論（あいまい論理）を用０る。 その理由は、（ｉ）運転頁を持つ定性的な理由を用いて
操作量を決定するので、複雑なアルゴリズムが不要、（
ｉ）変数が多くても計算が簡単であることなどである。 第５図に示すｆ＠略化したルー・ルを用いで、ファジィ
推論の方法をｆ＠単に述べる。ここでメンバーシップ値
μは、濶たされるａｅを示す。すなわち、引抜き位置が
０から４８まである場合、Ｐ８とは、位置が１８＜らい
を意味するので、位置がら丁度】８ならばμは１．０．
２４ならばμは０，５．３０ならばμはＯである、第５
図のル・−ルは、Ｌ記したルールの条件をふたつだけと
り出して説明のため簡略化したルールである。制御棒操
作シーケンスと制御棒バタ・−ンから、操作する制御棒
の座標及びその引抜き位置がわかるので、現在のｒ、Ｚ
であるｒＱ、Ｚｏが定まる９ルール＃ｉの条件】が満た
されろ度合μｍｌ、条件２が満たされる度合１１ｒ２．
などを計算し、その最小値μ、をルール＃ｊのメンバー
シップ値とする。操作量はΔＺとする７千ｌ１．で、こ
のようなルールが複数個市るので、各ルールが満ｆ−さ
れる度合μ乳と操作量ΔＺ２の重み平均値をとって、実
際に操作する制御棒の操作員ΔＺとする。 第６図に、計算手順を示す。この中で、μ虞を格納して
おくのは、使用したルールを記憶しておくためであり、
ｐが太き−いルールが操作量決定に大きく寄与したルー
ルとなる。 次に、制御棒操作員学習部２３について述べる。 制御棒操作員学習部２７３は、学習のためのルールとそ
のメンバーシップ関数を格納したファイル２３１と、そ
の計算部２３２とからなる。制御棒操作後に、プラント
状態の変化（出力偏差の正側の最大値ＥＩ’ｓ＋ａｘｔ
負側の最大値Ｅｒ□。、中性子束変化率φ。の最大値φ
ｃ１）、及び制御棒操作の時間間隔を計算する手順を、
第７図に示す。 学習のためのルールは、例えば次のようである。 ルール＃ｋ ＩＦ’（出力偏差の負側の最大値Ｅ　ｒｐｔｎが中程度
） ＴＨＥＮ（操作量が小さくなるように操作員決定ルール
をひとつ修正） ル−・〜ル＃　（ｋ＋１） ＩＦ（中性子束変化率の最大値φ。、１が大）ＴＨＥＮ
（操作−檄が小さくなるように操作量決定ルールをふた
つ修正） ルール＃（ｋ＋２） ＩＩ？（制御棒操作の時ｍｊ間隔Ｔが過短）ＴＨＥＮ　
（操作板が大きくなるように操作量決定ルールをひとつ
修正） これらの学習ルールを適用すべきが否かは、同様にファ
ジィ推論に基づいて判定する。すなわち、制ａ１捧操作
後に、学習ルールが満たされろ度合であるメンバーシッ
プ値μを各学習ルールについて計算し、μの最大値μｋ
ＭＩ＆Ｘが例えば０．８以上の場合、操作量決定ルール
を実際に修正する。 ここで例えば、操作量が小さくなるようにルールをひと
つだけ（８正するという意味は、操作量決定ルールのう
ち実際に最も寄与した（μが最大であった）ルールを。 その操作量が小さくなるように修正する４すなわぢ、Δ
ＺがＰＭであったならば、八ＺをＰＳになるように修正
する。ふたつのルールを修正する場合は、操作量決定ル
ー・−ルのうち、μが最大のルールと１次に大きいルー
ルを修正する。これらの計算手順を、第８図にまとめて
示す。 次に、本発明の、−実施例をシミュレーション試験した
ときの結果を述べる。シミュレーション試験では、特に
学習の有効性をｍ認するため、学習機能（制御棒操作量
学習部２３）がない場合と学習機能がある場合に分けて
試験をした。 最初に、学習機能がない場合の結果を第９図。 第】０図、第】１図を用いて説明する。なお、シミュレ
ーション開始時において、ル・−ル＃４２の事象“ブレ
ークポイントは出力上昇Ｈ，Ｍ制御棒操作は終了″が既
に生起しているものと仮定した６第９図は、操作量決定
のルールが最初から適切であった場合の結果である。原
子炉出力Ｐｏｗｅｒとその設定値（設定負荷）との偏差
（出力偏差または負荷偏差）が基準値以上となると、前
記ルール＃４２が選定さお４、操作量ΔＺがファジィ推
論により決定さお１、制御棒の引抜きが開始されメヤ５
．なお、ここでは、操作量ΔＺは制御棒反応度の印加址
に対応する。このとき、制御棒反応が徐々に増加すると
ともに、中性子束が増加し、原子・炉出力（負荷）が設
定負荷に追従して１−昇しているのがオ〕かる。その後
、再び、制御３ｉ１枠俣伜が柊−ｒＬで、負荷偏差が基
壁値以上となると上記ど同様な操作が行われている。こ
の試＠結果より、操作量ΔＺが適切であれば、制御棒を
自＠操作しｆ：ｌｙが１−′）、負荷を設定負荷に追従
して自動的に上昇できる二とがわかる。 第１０図は、操作数ΔＺを決めるルールにおいて、当初
、操作量ΔＺが過大であった場合の結果″ｒ！ある。操
作量ΔＺが過大であるため、設定負荷との偏差が非常に
大きく、原子炉をより安定に運転する上で好まし１．＜
ない、二とがオ）かる９、一方、第１１図は、操作量Δ
Ｚが過小である場合の結果である。この場合、制御棒を
頻繁に引抜いても設定負荷に追従した運偕が実現できず
、起動時間が長くなるという問題があることがわかる７
なお、操作量をオフライン計算で事前に決めておくとい
う従来の一般的な方法では、操作量ΔＺを安全側（小さ
く）見積る必要があるので、これと同様な結果になると
考えられる。 Ｊメ玉の結果、起動時間の短縮化を図りながら原子炉出
力をより安定に上昇させるためには、操作量ΔＺを決定
するル・−ルを自動的に修正する学習機能が必要なこと
がわかる、 次に、学習機能（制御棒操作盈学習部２３）を付加した
場合のシミュレーション結果を第１２図と第１３図を用
いて述べる。第１２図は、操作量ΔＺを当初過大にした
ときの結果である（第１０図の操作量と対応）。このと
き、最初は、負荷偏差の負側の最大値が中程度であるこ
とから、前記学習ルール＃ｋが適用された。その結果、
再度制御棒を操作したときは、この負荷偏差が約１／２
に低減され、原子炉出力を安定に」−昇できることがわ
かったわ 一方、第１３図は、第１１図の場合のように。 当初操作−豫が過小であった場合の特性である１、この
場合、制御棒操作の時間間隔が非常りこ短かいことから
、学習ル・−ル＃　（ｋ＋２）が２回適用され、操作量
決定ノ！戸−ルが自動的に修正さＪ＋、た、−ｒ：の結
果、第１１図と比較して、制御棒の操作望度が修正され
、かつ設定負荷番Ｊ自動的に追従して、ノー↓勅時間を
短縮した運転が実現されることを確認した。 なお６フアジイ推論を制御棒操作址の決定鳥ろいは学習
に適用することの効果は、多くの変数占用いて簡単なア
ルゴリズムにより運転員と同等以上の制御性能を確保で
きること、従って、制御ラフｌ−ウェアの開発と保守が
非常にＳ甲になることである。 本実施例によれば、次のような効果がある。 （１）プラント起動時に艮時間に亘って運転員が監視操
作していた制御棒操作を自動化できるので、プランジ運
転の省力化、誤操作防止を達成できる。 （２）制御棒の操作量を原子炉出力や炉心の熱的余裕な
どに応じて変更すると共に、制御棒操作後のプラント状
態変化に基づいて学習する機能を設けであるから、原子
炉出力の不要な変動は最小限に抑えられる。これにより
、不必要なプラントトリップを回避できる。結局は、原
子炉出力を目標通りに短時間で起動することも可能とな
る。 （３）運転員の定性的知識を活用した自動化方式である
ので、自動化のための複雑な制御アルゴリズムが不要と
なる。特に、ファジィ推論を制御棒操作量の決定、学習
に用いることにより、多くの変数を扱う運転員と同等以
上の機能を簡単に実現できる。ソフトウェアの開発と保
守も簡単になる。 上記した本発明の一実施例では、プラント起動時の原子
炉出力上昇操作を中心として述べた。原子炉臨界操作あ
るいは原子炉昇温昇圧操作時には、炉ペリオドあるいは
原子炉温度（炉水温度）を入力すると、それらのパラメ
ータを制御した運転が実現できる。したがって、炉ペリ
オド、原子炉温度などを入力することにより、プラント
起動時の制御棒操作を全自動化できる。これによる効果
は。 特に、落雷などの原因で発生する負荷遮断後のプラント
を、短時間に自動的に起動できることである。 また、制御棒パターン交換時にも、必要なプラントのデ
ータを人力し、本発明を適用できる。この場合も、運転
の省力化、誤操作防止、ｉ子炉出力の安定化、負荷追従
速度の高速化などの効果がある。 なお、本実施例では、原子炉出力を主蒸気流量としたが
、原子炉出力を発電機出力、中性子束などに替えても、
本発明は有効である。 本発明の他の実施例としては、制御棒操作と再循環流量
制御を併用した大幅負荷追従運転時に適用する制御棒自
動操作装置も考えられる。これは。 第１図の構成に、入力信号として、再循環流量。 再ＷＩ環流量と原子炉出力の目標軌跡を追従した構成に
なる。この実施例によれば、原子炉出力、再循環流量等
を安定に制御しながら、設定負荷に高速で追従できる自
動運転が実現される効果がある。 〔発明の効果〕 本発明によれば１次のような効果が得られる。 （１）制御棒操作を自動化できるので、原子力発電プラ
ントの運転省力化、誤操作防止が達成される。 （２）制御棒の操作量をプラント状態に応じて柔軟に変
更するから、原子炉出力の変動を最小限に抑えて、不必
要なプラントトリップを回避できる。また、原子炉出力
を目標通りに、短時間で起動することも可能となる。 （３）ルールを用いた制御により、自動化のための制御
アルゴリズム及びソフトウェアの開発と保守を簡単化で
きる。特に、ファイジ推論を制御棒操作の決定及び学習
に用いて、多くの変数を扱う運転員と同等以上の機能を
簡単に実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による制御棒自動操作装置の一実施例を
示すブロック図、第２図は第１図のうち制御棒統括制御
装置の詳細を示すブロック図、第３図は生起事象監視・
登録部の処理を示すフローチャート、第４図は知識ベー
スとインタプリタの構成と動作を示すブロック図、第５
図はファジィ推論を説明するための簡略化したルールを
示す図、第６図、第７図、第８図はファジィ推論におけ
る計算手順を示すフローチャート、第９図、第１０図、
第１１図は学習機能がない場合のシミュレーション試験
結果を示す図、第１２図及び第１３図は第１０図と第１
１図にそれぞれ対応させて学習機能がある場合の本発明
の効果を表すシミュレーション試験結果を示す図である
。 １・・・沸騰水型原子炉、２・・・制御棒、３・・・原
子炉炉心、４・・・再循環ポンプ、５・・・主蒸気管、
６・・・給水管、１０・・・制御棒制御装置、１１・・
・制御棒駆動装置、１２・・・制御棒駆動制御装置、２
０・・・制御棒統括制御装置、２１・・・制御棒操作時
期決定部、２２・・・制御棒操作量決定部、２３・・・
＃御捧操作量学習部、２１．１・・・データ入力部、２
１２・・・入力データファイル、２１３・・・生起事象
監視・登録部、２１４・・・過去データ及び対応事象フ
ァイル、２１５・・・知識ベース、２１６・・・インタ
プリタ（推論機構）、２１７・・・操作指示出力部、２
２１・・・操作量決定データファイル、２２２・・・操
作量計算部、２３１・・・学習ルール及びメンバーシッ
プ関数ファイル。 ２３２・・・計算部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原子炉の炉心内に挿入した複数本の制御棒のうち引
   抜きまたは挿入操作する少なくとも１本の制御棒の座標
   とその制御棒の操作量とその制御棒の操作時期とを自動
   的に決定する制御棒統括制御装置と、制御棒統括制御装
   置から出力された前記制御棒の座標と操作量と操作時期
   とに従つてその制御棒を操作する制御棒制御装置とから
   なる制御棒自動操作装置において、制御棒統括制御装置
   が、操作対象のその制御棒の座標を制御棒操作シーケン
   スに基づいて決定するとともに、原子炉プロセス量の少
   なくともひとつとその目標値との偏差に基づいて前記制
   御棒の操作時期を決定する制御棒操作時期決定部と、少
   なくとも前記制御棒の座標とその制御棒を含む数本の制
   御棒の引抜き位置に基づいてその制御棒の操作量を決定
   する制御棒操作量決定部とを備えたことを特徴とする制
   御棒自動操作装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、制御棒操作量決定
   部が、あいまい論理を用いてその制御棒の操作量を決定
   することを特徴とする制御棒自動操作装置。 ３、特許請求の範囲第１項または第２項において、原子
   炉プロセス量が、原子炉出力、原子炉温度、炉ペリオド
   の少なくともひとつであることを特徴とする制御棒自動
   操作装置。 ４、上記特許請求の範囲のいずれか一項において、制御
   棒操作時期決定部が、プロダクションシステムを用いて
   、その制御棒の操作時期を決定することを特徴とする制
   御棒自動操作装置。 ５、原子炉の炉心内に挿入した複数本の制御棒のうち引
   抜きまたは挿入操作する少なくとも１本の制御棒の座標
   とその制御棒の操作量とその制御棒の操作時期とを自動
   的に決定する制御棒統括制御装置と、制御棒統括制御装
   置から出力された前記制御棒の座標と操作量と操作時期
   とに従つてその制御棒を操作する制御棒制御装置とから
   なる制御棒自動操作装置において、制御棒統括制御装置
   が、操作対象のその制御棒の座標を制御棒操作シーケン
   スに基づいて決定するとともに、原子炉プロセス量の少
   なともひとつとその目標値との偏差に基づいて前記制御
   棒の操作時期を決定する制御棒操作時期決定部と、少な
   くとも前記制御棒の座標とその制御棒を含む数本の制御
   棒の引抜き位置に基づいてその制御棒の操作量を決定す
   る制御棒操作量決定部と、その制御棒を操作した後の原
   子炉の状態変化または制御棒操作の時間間隔に基づいて
   、制御棒操作量の決定に使用したデータの一部を修正す
   る制御棒操作量学習部とを備えたことを特徴とする制御
   棒自動操作装置。 ６、特許請求の範囲第５項において、制御棒操作量学習
   部が、あいまい論理を用いて制御棒操作量の決定に使用
   するデータの一部を修正することを特徴とする制御棒自
   動操作装置。 ７、特許請求の範囲第５項または第６項において、原子
   炉の状態変化が、原子炉出力とその目標値との偏差、原
   子炉温度とその目標値との偏差、炉ペリオドとその目標
   値との偏差、中性子束、炉心の熱的余裕、の少なくとも
   ひとつの変化であることを特徴とする制御棒自動操作装
   置。 ８、特許請求の範囲第５項〜第７項のいずれか１項にお
   いて、制御棒操作時期決定部が、プロダクションシステ
   ムを用いて、その制御棒の操作時期を決定することを特
   徴とする制御棒自動操作装置。