JPH04115190A - Controlling apparatus for output of reactor - Google Patents

Controlling apparatus for output of reactor

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JPH04115190A
JPH04115190A JP2236084A JP23608490A JPH04115190A JP H04115190 A JPH04115190 A JP H04115190A JP 2236084 A JP2236084 A JP 2236084A JP 23608490 A JP23608490 A JP 23608490A JP H04115190 A JPH04115190 A JP H04115190A
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JP
Japan
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control rod
control
reactor
fuzzy
neutron flux
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Application number
JP2236084A
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Japanese (ja)
Inventor
Megumi Yoshida
恵 吉田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
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    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To stabilize a control of an output of a reactor by providing a monitoring element determining the stability on the basis of inputs of a neutron flux level, a neutron flux level change rate and a control rod position signal, a fuzzy control element and a constraint fuzzy control element. CONSTITUTION:A reactor output control apparatus 23 comprises a monitoring element 23a, a predictive fuzzy control element 23b and a constraint fuzzy control element 23c. The monitoring element 23a judges the stability of a reactor from inputs of a neutron flux level N, a neutron flux change rate DN and a control rod position Z. A neutron flux level Nn and a control rod position Zn obtained through this judgement are given to the control element 23b. Receiving the level Nn and the position Zn from the monitoring element 23a as inputs, the control element 23b sets a control rod position instruction Zi and a speed Vr of insertion and withdrawal of a control rod by fuzzy inference. This instruction Zi is given to a control rod driving mechanism 14 and the speed Vr to the control element 23c respectively. The control element 23c corrects the speed Vr as a process amount around the reactor by the fuzzy inference on the basis of an input of the change rate DN, for instance, and a control rod drive instruction Vi obtained as the result is given to the control rod driving mechanism 14.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は原子炉出力制御装置に係り、特に制御棒の位置
を操作し、原子炉を臨界に制御する原子炉出力制御装置
に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a nuclear reactor power control device, and particularly to a nuclear reactor power control device that controls the criticality of a nuclear reactor by manipulating the position of control rods. Regarding equipment.

(従来の技術) 従来の原子炉出力制御装置について!17図を参照して
説明する。
(Conventional technology) About conventional reactor power control equipment! This will be explained with reference to FIG.

原子炉1には炉心1aが収容され、この炉心1aは核分
裂連鎖反応により発熱して炉内を流れる1次冷却材を加
熱する。加熱された1次冷却材は、高温側配管2を経て
中間熱交換器3へ送り込まれ、熱交換により1次冷却材
へ熱を伝達する。熱交換により温度降下した1次冷却材
は、低温側配管4を通って原子炉1へ還流される。この
ような1次冷却材の循環は、低温側配管4に介装された
循環ポンプ5により行われる。
A nuclear reactor 1 houses a reactor core 1a, which generates heat due to a nuclear fission chain reaction and heats a primary coolant flowing within the reactor. The heated primary coolant is sent to the intermediate heat exchanger 3 via the high temperature side pipe 2, and transfers heat to the primary coolant through heat exchange. The primary coolant whose temperature has been lowered by heat exchange is returned to the reactor 1 through the low temperature side pipe 4. Such circulation of the primary coolant is performed by a circulation pump 5 interposed in the low temperature side piping 4.

一方、中間熱交換器3で熱交換した2次冷却材は、高温
側配管6を通って負荷熱交換器である蒸気発生器7へ送
り込まれる。ここでは負荷熱交換器の一例として蒸気発
生器7を用いた場合について説明するが、空気冷却器そ
の他でも同様の冷却系構成となる。蒸気発生器7で熱交
換により温度降下した2次冷却材は、低温側配管8を通
って中間熱交換器3へ還流される。このような2次冷却
材の循環は、低温側配管8に介装された循環ポンプ9に
より行われる。
On the other hand, the secondary coolant that has undergone heat exchange in the intermediate heat exchanger 3 is sent through the high-temperature side pipe 6 to the steam generator 7, which is a load heat exchanger. Here, a case will be described in which the steam generator 7 is used as an example of a load heat exchanger, but an air cooler and other cooling systems have a similar cooling system configuration. The secondary coolant whose temperature has been lowered by heat exchange in the steam generator 7 is returned to the intermediate heat exchanger 3 through the low temperature side pipe 8. Such circulation of the secondary coolant is performed by a circulation pump 9 interposed in the low temperature side piping 8.

原子炉の制御は、出力設定器10からの出力設定値と、
温度検出器11からの原子炉出口温度及び中性子検出器
12からの中性子束レベルを用いて、原子炉出力制御装
置13により行われる。原子炉出力制御装置13は、温
度検出器11からの原子炉出口温度をフィードバック信
号とし、中性子検出器12からの中性子束レベルを補助
信号として演算処理し、その結果得られる制御棒駆動速
度指令信号を制御棒駆動機構14へ出力する。制御棒駆
動速度指令信号を入力した制御棒駆動機構14は、制御
棒15を炉心1aに挿抜することにより原子炉出力を調
整する。
The control of the nuclear reactor is based on the output setting value from the output setting device 10,
This is performed by the reactor power control device 13 using the reactor exit temperature from the temperature detector 11 and the neutron flux level from the neutron detector 12. The reactor power control device 13 uses the reactor outlet temperature from the temperature detector 11 as a feedback signal, processes the neutron flux level from the neutron detector 12 as an auxiliary signal, and generates a control rod drive speed command signal obtained as a result. is output to the control rod drive mechanism 14. The control rod drive mechanism 14 that receives the control rod drive speed command signal adjusts the reactor output by inserting and removing the control rods 15 into and from the reactor core 1a.

(発明が解決しようとする課題) 従来の原子炉出力制御装置13では、低出力運転の間、
特に臨界までの状態では制御棒操作に対する中性子束レ
ベル応答の非線形性が強く、原子炉を臨界に自動制御す
ることは困難であった。このため、臨界までの運転は運
転員が手動により制御棒15の操作を行なっていた。し
かしながら、運転員の経験及び技量に操作内容が左右さ
れるという問題点があった。
(Problems to be Solved by the Invention) In the conventional reactor power control device 13, during low power operation,
Especially in the critical state, the response of the neutron flux level to the control rod operation is highly nonlinear, making it difficult to automatically control the reactor to the critical state. For this reason, during operation up to criticality, the operator manually operated the control rods 15. However, there was a problem in that the details of the operation depended on the experience and skill of the operator.

本発明は上記の事情を考慮してなされたもので、原子炉
停止状態から臨界まで原子炉出力の自動制御を安定に行
うことのできる原子炉出力制御装置を提供することを目
的とする。
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a nuclear reactor power control device that can automatically and stably control the reactor power from a reactor shutdown state to criticality.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(課題を解決するための手段) 本発明は、前記目的を達成する手段として、制御棒駆動
速度指令信号を制御棒駆動機構に与えて原子炉の出力を
制御する原子炉出力制御装置において、中性子束レベル
、中性子束レベル変化率および制御棒位置信号の入力に
より安定性を判定する監視部と、この監視部において安
定していると判断されたときの中性子束レベルおよび制
御棒位置信号の入力により、原子炉の臨界時の制御棒位
置を予測し、ファジー推論により制御棒の引抜きあるい
は挿入の位置および速度を設定する予見ファジー制御部
と、中性子束レベル変化率等の原子炉回りの各種プロセ
ス量の入力により、前記予見ファジー制御部で設定され
た制御棒の引抜きあるいは挿入の速度を、ファジー推論
により補正する制約ファジー制御部とをそれぞれ設ける
ようにしたことを特徴とする。
(Means for Solving the Problem) As a means for achieving the above object, the present invention provides a nuclear reactor power control device that controls the output of a nuclear reactor by giving a control rod drive speed command signal to a control rod drive mechanism. A monitoring unit that determines stability by inputting the flux level, neutron flux level change rate, and control rod position signal, and a monitoring unit that determines stability by inputting the neutron flux level and control rod position signal when it is determined that the monitoring unit is stable. , a predictive fuzzy control unit that predicts the control rod position at critical times in the reactor and sets the position and speed of control rod withdrawal or insertion using fuzzy reasoning, and various process variables related to the reactor, such as the rate of change in neutron flux level. and a constraint fuzzy control section that corrects the control rod withdrawal or insertion speed set by the predictive fuzzy control section by fuzzy reasoning based on the input of the above.

(作用) 本発明に係る原子炉出力制御装置においては、監視部で
原子炉の安定性を確認した後、予見ファジー制御部は、
監視部で原子炉の安定性か確認されたときの中性子束レ
ベルおよび制御棒位置信号に基づき、中性子束レベルの
逆数と制御棒位置との比較により、臨界時の制御棒位置
を予測し、ファジー推論により制御棒の引抜きあるいは
挿入の位置および速度を設定する。その後、制約ファジ
ー制御部は、中性子束レベル変化率等の原子炉回りの各
種プロセス量の入力により、前記予見ファジー制御部で
設定された制御棒の引抜きあるいは挿入の速度を補正し
、制御棒位置指令信号および制御棒駆動速度指令信号を
制御棒駆動機構へ出力する。このため、原子炉停止状態
から臨界まで、原子炉出力を安定に自動制御することが
可能となる。
(Function) In the reactor power control device according to the present invention, after the monitoring unit confirms the stability of the reactor, the predictive fuzzy control unit
Based on the neutron flux level and control rod position signal when the reactor stability is confirmed by the monitoring unit, the control rod position at criticality is predicted by comparing the reciprocal of the neutron flux level with the control rod position, and the fuzzy Inference sets the position and speed of control rod withdrawal or insertion. Thereafter, the constraint fuzzy control unit corrects the control rod withdrawal or insertion speed set by the predictive fuzzy control unit based on the input of various process variables related to the reactor, such as the rate of change in neutron flux level, and corrects the control rod position. Outputs a command signal and a control rod drive speed command signal to the control rod drive mechanism. Therefore, it is possible to stably and automatically control the reactor output from the reactor shutdown state to criticality.

(実施例) 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。(Example) Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第2図は、本発明に係る原子炉出力制御装置の一例を示
すもので、図中、符号1は原子炉であり、この原子炉1
には炉心1aが収容され、この炉心1aには、制御棒1
5が制御棒駆動機構14により挿抜可能に設けられてい
る。また、制御棒駆動機構14には、制御棒15の位置
を測定する制御棒位置検出器20が設置されており、こ
の制御棒位置検出器20からの制御棒位置信号は、原子
炉出力制御装置23に入力されるようになっている。
FIG. 2 shows an example of a nuclear reactor power control device according to the present invention, and in the figure, reference numeral 1 indicates a nuclear reactor.
The reactor core 1a is housed in the reactor core 1a, and the control rods 1 are installed in the reactor core 1a.
5 is provided so that it can be inserted and removed by a control rod drive mechanism 14. Further, a control rod position detector 20 that measures the position of the control rod 15 is installed in the control rod drive mechanism 14, and a control rod position signal from this control rod position detector 20 is transmitted to the reactor power control system. 23.

この原子炉出力制御装置23にはまた、出力設定器10
からの出力設定値、原子炉1の周辺に配置された中性子
検出器12からの中性子束レベル、およびこの中性子束
レベルを入力とする微分器21からの中性子束レベル変
化率がそれぞれ入力されるようになっている。原子炉出
力制御装置23は、中性子束レベル、中性子束レベル変
化率および制御棒位置信号に基づき演算処理を行ない、
制御棒位置指令信号および制御棒駆動速度指令信号を制
御棒駆動機構14に与えて、原子炉出力を制御するよう
になっている。
This reactor power control device 23 also includes a power setting device 10.
The output setting value from the reactor 1, the neutron flux level from the neutron detector 12 disposed around the reactor 1, and the rate of change in the neutron flux level from the differentiator 21 which takes this neutron flux level as input are respectively input. It has become. The reactor power control device 23 performs arithmetic processing based on the neutron flux level, neutron flux level change rate, and control rod position signal,
A control rod position command signal and a control rod drive speed command signal are given to the control rod drive mechanism 14 to control the reactor output.

この原子炉出力制御装置23は、第1図に示すように、
監視部23aと、予見ファジー制御部23bと、制約フ
ァジー制御部23cとから構成されている。
This reactor power control device 23, as shown in FIG.
It is composed of a monitoring section 23a, a predictive fuzzy control section 23b, and a constraint fuzzy control section 23c.

監視部23aは、中性子束レベルN、中性子束レベル変
化率DNおよび制御棒位置Zの入力により、原子炉の安
定性を判断するようになっており、この監視部23aで
安定と判断したときの中性子束レベルN および制御棒
位置Z は、予見ファn シー制御部23bに与えられるようになっている。
The monitoring unit 23a determines the stability of the reactor by inputting the neutron flux level N, the neutron flux level change rate DN, and the control rod position Z. The neutron flux level N and control rod position Z are provided to the predictive fancy control section 23b.

予見ファジー制御部23bは、監視部23aからの中性
子束レベルN および制御棒位置Z をn 入力とし、ファジー推論により制御棒位置指令Z、と制
御棒15の挿抜速度V とを設定するよr うになっている。そして制御棒位置指令Z、は制御 側棒駆動機構14に、また挿抜速度V は制約フアジ−
制御部23cに、それぞれ与えられるようになっている
The predictive fuzzy control unit 23b receives the neutron flux level N and control rod position Z from the monitoring unit 23a as n inputs, and sets the control rod position command Z and the insertion/extraction speed V of the control rod 15 by fuzzy reasoning. It has become. Then, the control rod position command Z is sent to the control side rod drive mechanism 14, and the insertion/extraction speed V is given to the control rod drive mechanism 14, and the insertion/extraction speed V is given to the control rod drive mechanism 14.
The control unit 23c is provided with the respective signals.

制約ファジー制御部23cは、原子炉1回りの各種プロ
セス量として、例えば中性子束レベル変化率DNの入力
により、挿抜速度■ をファジー推論により補正するよ
うになっており、その結果得られた制御棒駆動速度指令
V、は、制御棒駆動機構14に与えられるようになって
いる。
The constraint fuzzy control unit 23c corrects the insertion/removal speed ■ by fuzzy reasoning by inputting, for example, the neutron flux level change rate DN as various process quantities around the reactor, and the control rod The drive speed command V is given to the control rod drive mechanism 14.

次に、本実施例の作用について説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained.

まず、監視部23aにおける処理を、第3図に示すフロ
ーチャートを参照して説明する。
First, the processing in the monitoring section 23a will be explained with reference to the flowchart shown in FIG.

ステップS31において、制御棒位置Zと中性子束レベ
ル変化率DNとを読込み、制御棒位置変化率DZを算出
する。次いで、ステップS32において、中性子束レベ
ル変化率DNおよび制御棒位置変化率DZの各々の絶対
値が、充分に小さい値ε。、ε2よりも小さいか否かを
判別する。そして、中性子束レベル変化率DN、制御棒
位置変化率DZの各絶対値が、充分に小さい値ε 。
In step S31, the control rod position Z and the neutron flux level change rate DN are read, and the control rod position change rate DZ is calculated. Next, in step S32, the absolute values of each of the neutron flux level change rate DN and the control rod position change rate DZ are set to a sufficiently small value ε. , ε2. Then, each absolute value of the neutron flux level change rate DN and the control rod position change rate DZ is a sufficiently small value ε.

ε2よりも小さい場合には、ステップ533において、
中性子束レベルNを読込んでN とし、予見ファジー制
御部23bに出力するとともに、そのときの制御棒位置
をZ とし、予見ファジー制側部23bに出力する。
If it is smaller than ε2, in step 533,
The neutron flux level N is read and set as N 2 and outputted to the predictive fuzzy control section 23b, and the control rod position at that time is set as Z 2 and outputted to the predictive fuzzy system side section 23b.

次に、予見ファジー制御部23bにおける処理を、第4
図に示すフローチャートを参照して説明する。
Next, the process in the predictive fuzzy control unit 23b is
This will be explained with reference to the flowchart shown in the figure.

まず、ステップS41において、監視部23aからの中
性子束レベルN および制御棒位置Znを読込む。続い
てステップS42において、監視部23aから入力した
中性子束レベルN  および制御棒位置Z。−1に基づ
き、以下に示す(1)式により臨界時制御棒予測位置Z
 を算出する。
First, in step S41, the neutron flux level N and control rod position Zn are read from the monitoring section 23a. Subsequently, in step S42, the neutron flux level N and control rod position Z are input from the monitoring unit 23a. -1, the predicted critical control rod position Z is determined by equation (1) shown below.
Calculate.

次いで、ステップ543において、臨界時制御棒予測位
置Z と制御棒位置Z との偏差Z。
Next, in step 543, the deviation Z between the predicted critical control rod position Z 1 and the control rod position Z 2 is determined.

CQ Zo (位置偏差)を算出し、その偏差を、第5図に示
すメンバシップ関数に代入し、正で大きい(P B)グ
レード、正で小さい(P S)グレード、零の(ZO)
グレード、負で小さい(NS)グレード、および負で大
きい(NB)グレードを求める。
Calculate CQ Zo (positional deviation) and substitute the deviation into the membership function shown in Figure 5 to obtain positive and large (P B) grade, positive and small (P S) grade, and zero (ZO).
Determine the grade, negative less (NS) grade, and negative greater (NB) grade.

次いで、ステップS44において、予め設定された臨界
時の中性子束レベルN と中性子束レベルNnとの偏差
N。−Nn (中性子束レベル偏差)を算出し、その偏
差を、第6図に示すメンバシップ関数に代入し、正で大
きい(P B)グレード、正で小さい(p s)グレー
ド、零の(20)グレード、負で小さい(NS)グレー
ド、および負で大きい(NB)グレードを求める。そし
て、以下の表−1に示すファジー制御規則を実行し、制
御棒位置指令Z、と制御棒挿抜速度V のそれぞれr に対応したメンバシップ関数を定める。
Next, in step S44, a deviation N between a preset criticality neutron flux level N2 and a neutron flux level Nn is determined. -Nn (neutron flux level deviation) is calculated, and the deviation is substituted into the membership function shown in Figure 6. Positive and large (P B) grade, positive and small (ps) grade, zero (20 ) grade, negative less (NS) grade, and negative greater (NB) grade. Then, the fuzzy control rules shown in Table 1 below are executed to determine membership functions corresponding to the control rod position command Z and the control rod insertion/extraction speed V, respectively.

なお、制御棒位置指令Z1および制御棒挿抜速度■ の
正で大きい(PB)ファジー集合、正で小さい(PS)
ファジー集合、零の(20)ファジー集合、負で小さい
(NS)ファジー集合、および負で大きい(NB)ファ
ジー集合は、第7図および第8図にそれぞれ示すメンバ
シップ関数により定義されるものとする。
In addition, the fuzzy set of control rod position command Z1 and control rod insertion/extraction speed■ is positive and large (PB), and positive and small (PS).
The fuzzy set, zero (20) fuzzy set, negative small (NS) fuzzy set, and negative large (NB) fuzzy set are defined by the membership functions shown in Figures 7 and 8, respectively. do.

次いで、ステップS45において、ファジールールの実
行により得られる制御棒位置指令Z、の各メンバシップ
関数を合成し、その重心を制御棒位置指令Z、とする。
Next, in step S45, the membership functions of the control rod position command Z obtained by executing the fuzzy rule are combined, and the center of gravity thereof is set as the control rod position command Z.

例えば、位置偏差が0.7のグレードでPBで、中性子
束レベル偏差が0.4のグレードでPBの場合は、制御
棒位置指令Z、を正で大きい値(P B)とし、そのメ
ンバシップ関数は、位置偏差がPBのグレードと中性子
束レベル偏差がPBのグレードの最小値0.4を最大と
する第9図に示す関数形とする。また、位置偏差が0.
 3のグレードでPSで、中性子束レベル偏差が0.6
のグレードでPSの場合は、制御棒位置指令Z1を正で
小さい値(PS)とし、そのメンバシップ関数は、位置
偏差がPSのグレードと中性子束レベル偏差がPSのグ
レードの最小値0,3を最大とする第10図に示す関数
形とする。そして、第11図に示すように、第9図のメ
ンバシップ関数と第10図のメンバシップ関数とを合成
し、その重心Z、を制御棒位置指令とする。さらに、制
御棒位置指令Z、の各メンバシップ関数を合成し、その
重心を制御棒位置指令Z、とするのと同様に、ファジー
ルールの実行により得られる制御棒挿抜速度V の各メ
ンバシップ関数を合成し、その重心を制御棒挿抜指令V
 とする。
For example, if the position deviation is PB in a grade of 0.7 and the neutron flux level deviation is PB in a grade of 0.4, the control rod position command Z is set to a positive and large value (P B), and its membership The function has a function form shown in FIG. 9 in which the minimum value of 0.4 between the grade of position deviation PB and the grade of neutron flux level deviation PB is the maximum. Also, the positional deviation is 0.
PS with grade 3, neutron flux level deviation is 0.6
In the case of PS with a grade of The function form shown in FIG. 10 is assumed to be the maximum. Then, as shown in FIG. 11, the membership function in FIG. 9 and the membership function in FIG. 10 are combined, and the center of gravity Z thereof is used as a control rod position command. Furthermore, in the same way as combining the membership functions of the control rod position command Z, and setting the center of gravity as the control rod position command Z, each membership function of the control rod insertion/extraction speed V is obtained by executing fuzzy rules. and control rod insertion/extraction command V
shall be.

次に、制約ファジー制御部23cにおける処理を、第1
2図に示すフロートチャートを参照して説明する。
Next, the processing in the constraint fuzzy control unit 23c is
This will be explained with reference to the flow chart shown in FIG.

まず、ステップ5121において、予見ファジー制御部
23bからの制御棒挿抜速度V と中性「 子束レベル変化率DNとを読込む。ここで、制御棒挿抜
速度V は、第13図に示すメンバシップ関数により定
義されるファジー集合とする。
First, in step 5121, the control rod insertion/extraction speed V and the neutral flux level change rate DN are read from the predictive fuzzy control unit 23b. Let it be a fuzzy set defined by a function.

次いで、ステップ5122において、中性子束レベル変
化率DNを、第14図に示すメンバシップ関数により、
ちょうどよい(MED I UM)か、大きすぎる(B
IG)かを判定する。第14図に示すDNLは、中性子
束レベル変化率DNの運転上の制約条件であり、予め定
められたものである。
Next, in step 5122, the neutron flux level change rate DN is determined by the membership function shown in FIG.
Just right (MED I UM) or too big (B
IG). DNL shown in FIG. 14 is a constraint on the operation of the neutron flux level change rate DN, and is predetermined.

次いて、ステップ8123において、以下の表−2に示
すファジー制御規則を実行し、制御棒駆動速度指令V、
に対応したメンバシップ関数を定める。
Next, in step 8123, the fuzzy control rules shown in Table 2 below are executed, and the control rod drive speed command V,
Define the membership function corresponding to .

ここで、表−2におけるV は、第15図に示す通り0
10を中心とするメンバシップ関数により定義されるフ
ァジー集合とする。
Here, V in Table 2 is 0 as shown in Figure 15.
Let it be a fuzzy set defined by a membership function centered at 10.

次いで、各ファジールールの実行により得られた制御棒
駆動速度指令V、に対応した各メンバシツブ関数を合成
し、その重心を制御棒駆動速度指令V、とする。すなわ
ち、制御棒駆動速度指令】 ■、に対応した各メンバシップ関数の合成した形は、第
16図に示す通りであり、■ のメンバシツブ関数の最
大を、中性子束レベル変化率DNのMEDIUMである
グレードLHで制限した関数形と、■ のメンバシップ
関数の最大を、中性子東レベル変化率DNのBIGであ
るグレードLBで制限した関数形との合成したものとな
り、その重心が制御棒駆動速度指令V、となる。
Next, the member functions corresponding to the control rod drive speed command V obtained by executing each fuzzy rule are synthesized, and the center of gravity thereof is set as the control rod drive speed command V. In other words, the combined form of each membership function corresponding to control rod drive speed command] is as shown in Fig. 16, and the maximum of the membership functions of ■ is MEDIUM of the neutron flux level change rate DN. It is a composite of the function form limited by grade LH and the function form limited by grade LB, which is the BIG of the neutron east level change rate DN, and the maximum of the membership function of ■, and its center of gravity is the control rod drive speed command. V, becomes.

このように、制御棒操作をした後の中性子束レベルの変
化をもって、臨界時の制御棒位置を予測し、かつ制御棒
操作時の中性子束レベルの挙動をもって、適切な制御方
法を設定するため、制御棒操作に対する中性子束レベル
応答の非線形性が強い臨界到達までにおいても、安定に
原子炉出力の自動制御を行なうことができる。
In this way, in order to predict the control rod position at the critical time based on the change in the neutron flux level after control rod operation, and to set an appropriate control method based on the behavior of the neutron flux level during control rod operation, Reactor power can be automatically controlled stably even up to criticality, where the neutron flux level response to control rod operations is highly nonlinear.

また、運転員の負担が軽減され、運転員の経験や技量に
出力制御特性が左右されるという問題もなく、運転制御
性の向上を図ることができる。
Further, the burden on the operator is reduced, and there is no problem that the output control characteristics are influenced by the experience and skill of the operator, and operational controllability can be improved.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明は、監視部と予見ファジー制
御部と制約ファジー制御部とを設けるようにしているの
で、原子炉の停止状態から臨界まで、原子炉出力を安定
に自動制御することができ、プラントの運転制御性の向
上を図ることができる。
As explained above, the present invention includes a monitoring section, a predictive fuzzy control section, and a constraint fuzzy control section, so that it is possible to stably and automatically control the reactor output from the reactor shutdown state to criticality. This makes it possible to improve plant operation controllability.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例に係る原子炉出力制御装置を
示すブロック図、第2図はこの原子炉出力制御装置を備
えた原子炉設備を示す構成図、第3図は監視部における
処理手順を示すフローチャート、第4図は予見ファジー
制御部における処理手順を示すフローチャート、第5図
は制御棒位置偏差の判定基準となるメンバシップ関数を
示すグラフ、第6図は中性子束レベル偏差の判定基準と
なるメンバシップ関数を示すグラフ、第7図は制御棒位
置指令の判定のためのメンバシップ関数を示すグラフ、
第8図は制御棒挿抜速度の判定のためのメンバシップ関
数を示すグラフ、第9図は制御棒位置指令が正で大きい
値のメンバシップ関数の一例を示すグラフ、第10図は
制御棒位置指令が正で小さい値のメンバシップ関数の一
例を示すグラフ、第11図は制御棒位置指令のメンバシ
ップ関数の合成例を示すグラフ、第12図は制約ファジ
ー制御部における処理手順を示すフローチャート、第1
3図は制御棒挿抜速度のメンバシップ関数を示すグラフ
、第14図は中性子束レベルの判定のためのメンバシッ
プ関数を示すグラフ、第15図は制御速度のメンバシッ
プ関数の一例を示すグラフ、第16図は制御棒駆動速度
指令のメンバシップ関数の合成例を示すグラフ、第17
図は従来の原子炉プラントを示す系統図である。 1・・・原子炉、12・・・中性子検出器、14・・・
制御棒駆動機構、15・・・制御棒、20・・・制御棒
位置検出器、21・・・微分器、23・・・原子炉出力
制御装置、23a・・・監視部、23b・・・予見ファ
ジー制御部、23C・・・制約ファジー制御部。
Fig. 1 is a block diagram showing a reactor power control device according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a block diagram showing a reactor equipment equipped with this reactor power control device, and Fig. 3 is a block diagram showing a reactor power control device according to an embodiment of the present invention. Flowchart showing the processing procedure, Fig. 4 is a flowchart showing the processing procedure in the predictive fuzzy control section, Fig. 5 is a graph showing the membership function that is the criterion for control rod position deviation, and Fig. 6 is a graph showing the neutron flux level deviation. A graph showing a membership function used as a determination criterion, and FIG. 7 is a graph showing a membership function for determining a control rod position command.
Fig. 8 is a graph showing a membership function for determining control rod insertion/extraction speed, Fig. 9 is a graph showing an example of a membership function when the control rod position command is a positive and large value, and Fig. 10 is a graph showing the control rod position. A graph showing an example of a membership function when the command is a positive and small value, FIG. 11 is a graph showing an example of combining membership functions of control rod position commands, FIG. 12 is a flowchart showing the processing procedure in the constrained fuzzy control unit, 1st
FIG. 3 is a graph showing a membership function of control rod insertion/extraction speed, FIG. 14 is a graph showing a membership function for determining the neutron flux level, and FIG. 15 is a graph showing an example of a membership function of control speed. Figure 16 is a graph showing an example of composition of membership functions of control rod drive speed commands;
The figure is a system diagram showing a conventional nuclear reactor plant. 1... Nuclear reactor, 12... Neutron detector, 14...
Control rod drive mechanism, 15... Control rod, 20... Control rod position detector, 21... Differentiator, 23... Reactor power control device, 23a... Monitoring unit, 23b... Predictive fuzzy control unit, 23C... Constraint fuzzy control unit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 制御棒駆動速度指令信号を制御棒駆動機構に与えて原子
炉の出力を制御する原子炉出力制御装置において、 中性子束レベル、中性子束レベル変化率および制御棒位
置信号の入力により安定性を判定する監視部と、 この監視部において安定していると判断されたときの中
性子束レベルおよび制御棒位置信号の入力により、原子
炉の臨界時の制御棒位置を予測し、ファジー推論により
制御棒の引抜きあるいは挿入の位置および速度を設定す
る予見ファジー制御部と、 中性子束レベル変化率等の原子炉回りの各種プロセス量
の入力により、前記予見ファジー制御部で設定された制
御棒の引抜きあるいは挿入の速度を、ファジー推論によ
り補正する制約ファジー制御部と、 を具備することを特徴とする原子炉出力制御装置。
[Claims] In a reactor power control device that controls the output of a nuclear reactor by giving a control rod drive speed command signal to a control rod drive mechanism, input of a neutron flux level, a rate of change in neutron flux level, and a control rod position signal is provided. A monitoring unit that determines the stability of the reactor, and a fuzzy A predictive fuzzy control unit that sets the position and speed of control rod withdrawal or insertion based on inference; and a predictive fuzzy control unit that sets the control rod withdrawal or insertion position and speed by inference; and a predictive fuzzy control unit that sets the control rods set by the predictive fuzzy control unit by inputting various process variables around the reactor, such as neutron flux level change rate. A nuclear reactor power control device comprising: a constraint fuzzy control unit that corrects the speed of withdrawal or insertion of the fuel by fuzzy reasoning;
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115862912A (en) * 2023-02-27 2023-03-28 西安交通大学 Method for measuring reactor core power distribution of pressurized water reactor under dynamic xenon condition

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115862912A (en) * 2023-02-27 2023-03-28 西安交通大学 Method for measuring reactor core power distribution of pressurized water reactor under dynamic xenon condition
CN115862912B (en) * 2023-02-27 2023-05-02 西安交通大学 Method for measuring power distribution of pressurized water reactor core under dynamic xenon condition

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