JPH04278499A - 原子力発電プラントの出力制御装置 - Google Patents
原子力発電プラントの出力制御装置Info
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- JPH04278499A JPH04278499A JP3041573A JP4157391A JPH04278499A JP H04278499 A JPH04278499 A JP H04278499A JP 3041573 A JP3041573 A JP 3041573A JP 4157391 A JP4157391 A JP 4157391A JP H04278499 A JPH04278499 A JP H04278499A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
Landscapes
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は沸騰水型原子力発電プラ
ントの出力制御方式に係わり、特に短周期、小振幅の出
力変更を行うＡＦＣ（周波数調整）運転時に中性子束を
制限値以下のレベルに維持しながら、発電機出力の速応
性の向上を可能にする原子力発電プラントの出力制御装
置に関する。
ントの出力制御方式に係わり、特に短周期、小振幅の出
力変更を行うＡＦＣ（周波数調整）運転時に中性子束を
制限値以下のレベルに維持しながら、発電機出力の速応
性の向上を可能にする原子力発電プラントの出力制御装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来用いられている沸騰水型原子力発電
プラントの出力制御方法を図２により説明する。沸騰水
型原子力発電プラントは原子炉１で発生した蒸気により
タービン６を回転させ、タービン６に連結された発電機
８で発電を行う。発電機８の出力は自動出力調整部１０
１，再循環流量制御部１０２，原子炉圧力・タービン制
御部１０３により制御される。再循環流量制御部１０２
は再循環ポンプ３の速度の変更により炉心部２の冷却材
すなわち減速材の流量を調整する。減速材の流量の変更
により、炉心部２の核分裂反応の反応度が調整され中性
子数すなわち原子炉１の出力が制御される。原子炉圧力
・タービン制御部１０３は、通常は圧力優先制御を行っ
ており、主蒸気加減弁４の開度の変更により原子炉１の
圧力を設定値に制御する。しかし、発電機出力の負荷遮
断等によりタービン６の速度の設定値に対する偏差がバ
イアス値以上となった場合には、バイパス弁５の開度の
変更によりタービン６の回転数を制御する。発電機８の
出力を上昇させる場合には自動出力調整部１０１から再
循環流量制御部１０２に対し出力される再循環ポンプ３
の速度要求指令が上昇し、炉心流量の増加により原子炉
１の出力が上昇する。原子炉１の出力の上昇により原子
炉１の圧力が上昇する。圧力の上昇に伴い原子炉圧力・
タービン制御部１０３により主蒸気加減弁４が開かれ、
発電機８の出力が増加する。つまり、この制御方式では
発電機８の出力を上昇させるには、まず原子炉１の出力
を上昇させる必要がある。
プラントの出力制御方法を図２により説明する。沸騰水
型原子力発電プラントは原子炉１で発生した蒸気により
タービン６を回転させ、タービン６に連結された発電機
８で発電を行う。発電機８の出力は自動出力調整部１０
１，再循環流量制御部１０２，原子炉圧力・タービン制
御部１０３により制御される。再循環流量制御部１０２
は再循環ポンプ３の速度の変更により炉心部２の冷却材
すなわち減速材の流量を調整する。減速材の流量の変更
により、炉心部２の核分裂反応の反応度が調整され中性
子数すなわち原子炉１の出力が制御される。原子炉圧力
・タービン制御部１０３は、通常は圧力優先制御を行っ
ており、主蒸気加減弁４の開度の変更により原子炉１の
圧力を設定値に制御する。しかし、発電機出力の負荷遮
断等によりタービン６の速度の設定値に対する偏差がバ
イアス値以上となった場合には、バイパス弁５の開度の
変更によりタービン６の回転数を制御する。発電機８の
出力を上昇させる場合には自動出力調整部１０１から再
循環流量制御部１０２に対し出力される再循環ポンプ３
の速度要求指令が上昇し、炉心流量の増加により原子炉
１の出力が上昇する。原子炉１の出力の上昇により原子
炉１の圧力が上昇する。圧力の上昇に伴い原子炉圧力・
タービン制御部１０３により主蒸気加減弁４が開かれ、
発電機８の出力が増加する。つまり、この制御方式では
発電機８の出力を上昇させるには、まず原子炉１の出力
を上昇させる必要がある。
【０００３】このような制御方式をとる沸騰水型原子力
発電プラントにおいて、発電機８の出力の設定値変更に
対する速応性向上する制御方式として、例えば特公昭６
３−２３５８９８号に示されるように、多変数制御器に
より主蒸気加減弁４および再循環ポンプ３の操作を併用
させて、発電機出力の初期応答を改善させようとするも
のがある。この制御方式は、自動出力調整部１０１に多
変数制御器を用い再循環流量制御部１０２に再循環ポン
プ３の速度要求信号を出力するとともに、原子炉圧力・
タービン制御部１０３に対し原子炉１の圧力の設定値の
補正信号を出力するものである。
発電プラントにおいて、発電機８の出力の設定値変更に
対する速応性向上する制御方式として、例えば特公昭６
３−２３５８９８号に示されるように、多変数制御器に
より主蒸気加減弁４および再循環ポンプ３の操作を併用
させて、発電機出力の初期応答を改善させようとするも
のがある。この制御方式は、自動出力調整部１０１に多
変数制御器を用い再循環流量制御部１０２に再循環ポン
プ３の速度要求信号を出力するとともに、原子炉圧力・
タービン制御部１０３に対し原子炉１の圧力の設定値の
補正信号を出力するものである。
【０００４】多変数制御器により主蒸気加減弁４の同時
操作を行えば、原子炉１の圧力容器内の保有エネルギー
を利用することにより、原子炉１の出力の上昇に先行し
てタービン蒸気流量を増加させることが可能となり、発
電機８の出力の初期応答が改善される。
操作を行えば、原子炉１の圧力容器内の保有エネルギー
を利用することにより、原子炉１の出力の上昇に先行し
てタービン蒸気流量を増加させることが可能となり、発
電機８の出力の初期応答が改善される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】かかる従来の方法にお
いては、次のような課題がある。
いては、次のような課題がある。
【０００６】すなわち、多変数制御器だけによる制御方
式では、発電機出力の設定値変更に対する速応性向上に
限界がある。なぜなら、原子力発電プラントには、原子
炉燃料，圧力容器等のプラント機器の健全性を維持する
ため複数のプロセス量の変動幅に制限が加えられており
、比例・積分制御を行う多変数制御器だけでは発電機出
力の速応性を向上するため制御定数を大きくすれば、発
電機出力以外のプラントのプロセス量にオーバーシュー
トが生じ、このオーバーシュートがプロセス量の変動幅
に対する制限値をこえてしまうためである。
式では、発電機出力の設定値変更に対する速応性向上に
限界がある。なぜなら、原子力発電プラントには、原子
炉燃料，圧力容器等のプラント機器の健全性を維持する
ため複数のプロセス量の変動幅に制限が加えられており
、比例・積分制御を行う多変数制御器だけでは発電機出
力の速応性を向上するため制御定数を大きくすれば、発
電機出力以外のプラントのプロセス量にオーバーシュー
トが生じ、このオーバーシュートがプロセス量の変動幅
に対する制限値をこえてしまうためである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、沸騰水型原子
力発電プラントの出力制御系において、発電機出力要求
指令と発電機出力信号とプラントより計測されるプロセ
ス量の制限値に対する余裕量を入力とする発電機出力目
標値設定部により、下位の制御器への入力となる発電機
出力目標値の変更を行うものである。
力発電プラントの出力制御系において、発電機出力要求
指令と発電機出力信号とプラントより計測されるプロセ
ス量の制限値に対する余裕量を入力とする発電機出力目
標値設定部により、下位の制御器への入力となる発電機
出力目標値の変更を行うものである。
【０００８】
【作用】発電機出力の偏差と、プラントより計測される
プロセス量の制限値に対する余裕量に応じて発電機出力
目標値を変更することにより、プロセス量の変動量を制
限値以下のレベルに維持し発電機出力の設定値変更に対
する速応性を向上できる。
プロセス量の制限値に対する余裕量に応じて発電機出力
目標値を変更することにより、プロセス量の変動量を制
限値以下のレベルに維持し発電機出力の設定値変更に対
する速応性を向上できる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の１実施例を詳細に説明する。
【００１０】図１は、本発明を沸騰水型原子力発電プラ
ントに適用した場合の出力制御系の１実施例を示す基本
構成のブロック図であり、図３は図１の発電機出力目標
値設定部及び出力調整部の構成のブロック図である。適
用対象の沸騰水型原子力発電プラントの構成は図２と同
じであるため同一の符号を用いて説明する。
ントに適用した場合の出力制御系の１実施例を示す基本
構成のブロック図であり、図３は図１の発電機出力目標
値設定部及び出力調整部の構成のブロック図である。適
用対象の沸騰水型原子力発電プラントの構成は図２と同
じであるため同一の符号を用いて説明する。
【００１１】図１及び図３において、５１は発電機出力
目標値設定部であり、発電機出力とＡＦＣ発電機出力変
更指令ａとの偏差信号ｂと、中性子束と中性子束の制限
値に対する余裕量を示す信号ｃを入力とし、出力調整部
５２に対し発電機出力目標信号ｄを出力する。出力調整
部５２は発電機出力目標信号ｄ、プロセス量設定値信号
ｅ及びプロセス量計測信号ｆを入力とし、再循環ポンプ
速度補正信号ｇと主蒸気加減弁開度補正信号ｈを出力す
る。
目標値設定部であり、発電機出力とＡＦＣ発電機出力変
更指令ａとの偏差信号ｂと、中性子束と中性子束の制限
値に対する余裕量を示す信号ｃを入力とし、出力調整部
５２に対し発電機出力目標信号ｄを出力する。出力調整
部５２は発電機出力目標信号ｄ、プロセス量設定値信号
ｅ及びプロセス量計測信号ｆを入力とし、再循環ポンプ
速度補正信号ｇと主蒸気加減弁開度補正信号ｈを出力す
る。
【００１２】出力調整部５２は再循環ポンプ３の速度と
主蒸気加減弁４の開度の変更により、発電機８の出力と
原子炉１の圧力を制御する。
主蒸気加減弁４の開度の変更により、発電機８の出力と
原子炉１の圧力を制御する。
【００１３】発電機出力目標値設定部５１は発電機出力
目標値を発電機８の出力の偏差と中性子束の制限値に対
する余裕に応じた値に変更し、中性子束を制限値以下の
レベルに維持し、発電機８の出力の設定値の変更に対す
る速応性を向上可能とする。次に出力調整部５２と発電
機出力目標値設定部５１の実現方法について説明する。
目標値を発電機８の出力の偏差と中性子束の制限値に対
する余裕に応じた値に変更し、中性子束を制限値以下の
レベルに維持し、発電機８の出力の設定値の変更に対す
る速応性を向上可能とする。次に出力調整部５２と発電
機出力目標値設定部５１の実現方法について説明する。
【００１４】出力調整部５２は、再循環流量制御部１０
２に対し再循環ポンプ速度補正信号ｇを出力することに
より再循環ポンプ３を操作する。また同時に、出力調整
部５２は原子炉１の保有エネルギーを利用し原子炉の圧
力の変化に先行して主蒸気加減弁４を操作することによ
り発電機出力の初期応答を改善する。つまり、出力調整
部５２より原子炉圧力・タービン制御部１０３に対し主
蒸気加減弁開度補正信号ｈを出力することにより、蒸気
加減弁４を操作する。この場合、原子炉１の出力の変化
を待たずに主蒸気加減弁４を操作するため、原子炉１の
圧力の変動が生ずる。沸騰水型原子炉では、原子炉１の
出力と圧力は炉心２内のボイドを介して強い相互干渉を
及ぼしあうため、主蒸気加減弁４の先行操作を実施する
ことにより原子炉の出力が逆応答を示す恐れがある。こ
のような相互干渉の強い制御対象で構成が多入力多出力
となる制御系の制御定数の決定には現代制御理論を用い
た設計が有効である。現代制御理論によれば、プラント
のモデルと評価関数により複雑な制御対象に対しても制
御定数の最適化を図ることが可能であるためである。
２に対し再循環ポンプ速度補正信号ｇを出力することに
より再循環ポンプ３を操作する。また同時に、出力調整
部５２は原子炉１の保有エネルギーを利用し原子炉の圧
力の変化に先行して主蒸気加減弁４を操作することによ
り発電機出力の初期応答を改善する。つまり、出力調整
部５２より原子炉圧力・タービン制御部１０３に対し主
蒸気加減弁開度補正信号ｈを出力することにより、蒸気
加減弁４を操作する。この場合、原子炉１の出力の変化
を待たずに主蒸気加減弁４を操作するため、原子炉１の
圧力の変動が生ずる。沸騰水型原子炉では、原子炉１の
出力と圧力は炉心２内のボイドを介して強い相互干渉を
及ぼしあうため、主蒸気加減弁４の先行操作を実施する
ことにより原子炉の出力が逆応答を示す恐れがある。こ
のような相互干渉の強い制御対象で構成が多入力多出力
となる制御系の制御定数の決定には現代制御理論を用い
た設計が有効である。現代制御理論によれば、プラント
のモデルと評価関数により複雑な制御対象に対しても制
御定数の最適化を図ることが可能であるためである。
【００１５】図３に示した出力調整部５２の実施例は、
現代制御理論を適用し出力フィードバック方式の最適レ
ギュレータを構成した場合の例である。出力調整部５２
は演算処理部７５と制御定数記憶部７６及び減算器７１
〜７４により構成される。演算処理部７５は、発電機出
力目標信号ｄと発電機出力信号ｓの偏差信号ｘ、原子炉
圧力設定値信号ｍと原子炉圧力信号ｐの偏差信号ｔ、炉
心流量信号ｒと炉心流量設定信号ｎの偏差信号ｖ及び中
性子束信号ｒと中性子束設定信号ｏの偏差信号ｗを入力
とし、次の数式に示す計算により再循環ポンプ速度補正
信号ｇと主蒸気加減弁開度補正信号ｈを出力する。
現代制御理論を適用し出力フィードバック方式の最適レ
ギュレータを構成した場合の例である。出力調整部５２
は演算処理部７５と制御定数記憶部７６及び減算器７１
〜７４により構成される。演算処理部７５は、発電機出
力目標信号ｄと発電機出力信号ｓの偏差信号ｘ、原子炉
圧力設定値信号ｍと原子炉圧力信号ｐの偏差信号ｔ、炉
心流量信号ｒと炉心流量設定信号ｎの偏差信号ｖ及び中
性子束信号ｒと中性子束設定信号ｏの偏差信号ｗを入力
とし、次の数式に示す計算により再循環ポンプ速度補正
信号ｇと主蒸気加減弁開度補正信号ｈを出力する。
【００１６】
【数１】
ｕ＝Ｋｙ
…（数１）ここで、ｙは原子炉圧力偏
差信号ｔ、炉心流量偏差信号ｖ、中性子束偏差信号ｗ、
発電機出力偏差信号ｘ及び原子炉圧力偏差信号ｔと発電
機出力偏差信号ｘの時間積分値の６個の信号よりなるプ
ラントの出力ベクトルで、ｕは再循環ポンプ速度補正信
号ｇと主蒸気加減弁開度補正信号ｈの２つの信号よりな
るプラントへの操作入力ベクトルである。また、Ｋは２
×６の出力フィードバックゲイン行列であり、制御定数
記憶部７６に記憶される。Ｋはプラントのモデル、すな
わち、プラントの特性を示す状態方程式を用いて評価関
数の値を最小化するようなものを用いる。
…（数１）ここで、ｙは原子炉圧力偏
差信号ｔ、炉心流量偏差信号ｖ、中性子束偏差信号ｗ、
発電機出力偏差信号ｘ及び原子炉圧力偏差信号ｔと発電
機出力偏差信号ｘの時間積分値の６個の信号よりなるプ
ラントの出力ベクトルで、ｕは再循環ポンプ速度補正信
号ｇと主蒸気加減弁開度補正信号ｈの２つの信号よりな
るプラントへの操作入力ベクトルである。また、Ｋは２
×６の出力フィードバックゲイン行列であり、制御定数
記憶部７６に記憶される。Ｋはプラントのモデル、すな
わち、プラントの特性を示す状態方程式を用いて評価関
数の値を最小化するようなものを用いる。
【００１７】発電機出力目標値設定部５１では発電機出
力要求指令ａと発電機出力の偏差信号ｂと中性子束の制
限値に対する余裕信号ｃを入力とし、発電機出力目標信
号ｄを出力する。発電機出力目標値は、次のように決定
する。つまり、発電機出力の偏差が大きい場合には、発
電機出力目標値を上げて発電機出力が速く立ち上がるよ
うにする。また、中性子束の制限値に対する余裕が小さ
くなる場合については、発電機出力目標値を下げること
により中性子束のオーバーシュートが制限値を越えない
レベルに維持する。このような制御戦略により発電機８
の出力の上昇時の速応性を向上できる。この場合、中性
子束を制限値を越えないレベルに維持するため非線形な
制御特性が要求される。この非線形な制御特性を実現す
る方法としてファジィ推論によるものがあげられる。
力要求指令ａと発電機出力の偏差信号ｂと中性子束の制
限値に対する余裕信号ｃを入力とし、発電機出力目標信
号ｄを出力する。発電機出力目標値は、次のように決定
する。つまり、発電機出力の偏差が大きい場合には、発
電機出力目標値を上げて発電機出力が速く立ち上がるよ
うにする。また、中性子束の制限値に対する余裕が小さ
くなる場合については、発電機出力目標値を下げること
により中性子束のオーバーシュートが制限値を越えない
レベルに維持する。このような制御戦略により発電機８
の出力の上昇時の速応性を向上できる。この場合、中性
子束を制限値を越えないレベルに維持するため非線形な
制御特性が要求される。この非線形な制御特性を実現す
る方法としてファジィ推論によるものがあげられる。
【００１８】図３に示した発電機出力目標値設定部５１
はファジィ推論を用いた実施例である。発電機出力目標
値設定部５１はファジィ演算処理部６１とファジィメン
バーシップ関数記憶部６２とファジィルール記憶部６３
で構成される。ファジィ演算処理部では、発電機出力偏
差信号ｂと中性子束の制限値に対する余裕信号ｃを入力
とし、目標補正信号ｌを出力する。発電機出力目標信号
ｄは発電機出力要求指令信号ａと目標補正値ｌの和とし
て出力される。
はファジィ推論を用いた実施例である。発電機出力目標
値設定部５１はファジィ演算処理部６１とファジィメン
バーシップ関数記憶部６２とファジィルール記憶部６３
で構成される。ファジィ演算処理部では、発電機出力偏
差信号ｂと中性子束の制限値に対する余裕信号ｃを入力
とし、目標補正信号ｌを出力する。発電機出力目標信号
ｄは発電機出力要求指令信号ａと目標補正値ｌの和とし
て出力される。
【００１９】前に述べた制御戦略を実現するファジィル
ールとしては、たとえば次のようなものが用いられる。
ールとしては、たとえば次のようなものが用いられる。
【００２０】
【数２】Ｉｆ（発電機出力偏差が正で大）ａｎｄ（中性
子束の制限値に対する余裕が正で大） ｔｈｅｎ（目標補正値は＋５％）
…
（数２）このようなファジィ演算処理を行う方法とし
ては簡略化法（菅野著：「ファジィ制御」、日刊工業新
聞社発行参照）がある。簡略化法によれば、目標補正値
の計算は、まず、入力信号である発電機出力偏差信号ａ
及び中性子束余裕信号ｂのファジィメンバー（（数２）
の場合「正で大」）に対する適合度を求める。このとき
のファジィメンバーはファジィメンバー記憶部６２に記
憶される。 ファジィメンバーに対する適合度とファジィルール記憶
部６３に蓄えられる（数２）に示すようなファジィルー
ルにより目標補正値が求められる。
子束の制限値に対する余裕が正で大） ｔｈｅｎ（目標補正値は＋５％）
…
（数２）このようなファジィ演算処理を行う方法とし
ては簡略化法（菅野著：「ファジィ制御」、日刊工業新
聞社発行参照）がある。簡略化法によれば、目標補正値
の計算は、まず、入力信号である発電機出力偏差信号ａ
及び中性子束余裕信号ｂのファジィメンバー（（数２）
の場合「正で大」）に対する適合度を求める。このとき
のファジィメンバーはファジィメンバー記憶部６２に記
憶される。 ファジィメンバーに対する適合度とファジィルール記憶
部６３に蓄えられる（数２）に示すようなファジィルー
ルにより目標補正値が求められる。
【００２１】本実施例で述べた出力制御装置の作用につ
いて説明する。この出力制御装置を用いた沸騰水型原子
力発電プラントのプロセス量の応答例を図４に示す。
いて説明する。この出力制御装置を用いた沸騰水型原子
力発電プラントのプロセス量の応答例を図４に示す。
【００２２】この応答例は、発電機出力設定点を＋１０
％ステップ状に変更した場合の各プロセス量の初期値か
らの変化量であり、（Ａ）は発電機出力、（Ｂ）は発電
機出力目標値、（Ｃ）は中性子束、（Ｄ）は中性子束制
限値を示す。
％ステップ状に変更した場合の各プロセス量の初期値か
らの変化量であり、（Ａ）は発電機出力、（Ｂ）は発電
機出力目標値、（Ｃ）は中性子束、（Ｄ）は中性子束制
限値を示す。
【００２３】発電機出力設定点が＋１０％上昇するよう
変更されることにより発電機出力偏差信号ａが正で大と
なる。このときの中性子束（Ｃ）の制限値（Ｄ）に対す
る余裕を示す中性子束余裕信号ｂは正で大であるため、
発電機出力目標値設定部５１より出力される発電機出力
目標信号ｃは図４（Ｂ）に示すように、＋１５％となる
。＋１５％の発電機出力目標信号により出力調整部５２
は、再循環ポンプの速度の上昇及び主蒸気加減弁開度の
増加を実施し、原子炉１及び発電機８の出力が上昇され
る。この結果、図４に示すように、中性子束（Ｃ）の制
限値（Ｄ）に対する余裕が小さくなる。この余裕の減少
により発電機出力目標値設定部５１より出力される発電
機出力目標値（Ｂ）が減少され中性子束のオーバーシュ
ートによる制限値の違反が防がれている。さらに発電機
出力が設定値に近づくにつれて発電機出力目標値も発電
機出力設定値と一致することにより、発電機出力も整定
している。
変更されることにより発電機出力偏差信号ａが正で大と
なる。このときの中性子束（Ｃ）の制限値（Ｄ）に対す
る余裕を示す中性子束余裕信号ｂは正で大であるため、
発電機出力目標値設定部５１より出力される発電機出力
目標信号ｃは図４（Ｂ）に示すように、＋１５％となる
。＋１５％の発電機出力目標信号により出力調整部５２
は、再循環ポンプの速度の上昇及び主蒸気加減弁開度の
増加を実施し、原子炉１及び発電機８の出力が上昇され
る。この結果、図４に示すように、中性子束（Ｃ）の制
限値（Ｄ）に対する余裕が小さくなる。この余裕の減少
により発電機出力目標値設定部５１より出力される発電
機出力目標値（Ｂ）が減少され中性子束のオーバーシュ
ートによる制限値の違反が防がれている。さらに発電機
出力が設定値に近づくにつれて発電機出力目標値も発電
機出力設定値と一致することにより、発電機出力も整定
している。
【００２４】このような、発電機出力目標値の変更を行
うことにより、従来の多変数制御器だけによる場合より
も発電機出力の速応性を向上することが可能である。従
来の多変数制御器だけによる制御方式では、発電機出力
の速応性を向上するためには制御器の制御定数を大きく
する必要があるが、制御定数を大きくすれば中性子束の
オーバーシュートが制限値以上となる。発電機出力偏差
と中性子束の余裕量をフィードバックし発電機出力目標
値の変更を行うことにより中性子束を制限値以下のレベ
ルに維持し発電機出力の速応性を向上できる。
うことにより、従来の多変数制御器だけによる場合より
も発電機出力の速応性を向上することが可能である。従
来の多変数制御器だけによる制御方式では、発電機出力
の速応性を向上するためには制御器の制御定数を大きく
する必要があるが、制御定数を大きくすれば中性子束の
オーバーシュートが制限値以上となる。発電機出力偏差
と中性子束の余裕量をフィードバックし発電機出力目標
値の変更を行うことにより中性子束を制限値以下のレベ
ルに維持し発電機出力の速応性を向上できる。
【００２５】次に、本発明を沸騰水型原子力発電プラン
トに適用した場合の出力制御系の他の実施例について図
５を参照して説明する。
トに適用した場合の出力制御系の他の実施例について図
５を参照して説明する。
【００２６】図５において５５は制御定数修正値設定部
であり、６５は制御定数修正部であり、５２Ａは出力調
整部である。出力調整部５２Ａは制御定数修正部６５に
より制御定数の変更を受ける以外は図３の出力調整部５
２と同一である。
であり、６５は制御定数修正部であり、５２Ａは出力調
整部である。出力調整部５２Ａは制御定数修正部６５に
より制御定数の変更を受ける以外は図３の出力調整部５
２と同一である。
【００２７】制御定数修正値設定部５５は発電機出力偏
差ｂと中性子束の制限値に対する余裕量ｃを入力とし制
御定数の修正値ｚを出力する。制御定数修正部６５は、
出力調整部５２Ａの制御定数記憶部７６Ａの制御定数を
制御定数修正値設定部５５より出力される制御定数修正
値ｚとなるよう修正する。
差ｂと中性子束の制限値に対する余裕量ｃを入力とし制
御定数の修正値ｚを出力する。制御定数修正部６５は、
出力調整部５２Ａの制御定数記憶部７６Ａの制御定数を
制御定数修正値設定部５５より出力される制御定数修正
値ｚとなるよう修正する。
【００２８】制御定数修正値設定部５５では、中性子束
を制限値以下のレベルに維持し発電機出力の速応性を向
上するよう出力調整部５２Ａの制御定数の変更を行う。 すなわち、発電機出力の偏差が大きい場合には出力調整
部５２Ａの制御定数を大きくすることにより発電機出力
をすばやく立ち上げる。さらに、中性子束の制限値に対
する余裕量が小さい場合には、出力調整部５２Ａの制御
定数を小さくすることにより中性子束を制限値以下のレ
ベルに維持する。
を制限値以下のレベルに維持し発電機出力の速応性を向
上するよう出力調整部５２Ａの制御定数の変更を行う。 すなわち、発電機出力の偏差が大きい場合には出力調整
部５２Ａの制御定数を大きくすることにより発電機出力
をすばやく立ち上げる。さらに、中性子束の制限値に対
する余裕量が小さい場合には、出力調整部５２Ａの制御
定数を小さくすることにより中性子束を制限値以下のレ
ベルに維持する。
【００２９】制御定数修正値設定部５５における制御定
数修正値は図３の発電機出力目標値設定部５１の場合と
同様にファジィ推論により決定できる。
数修正値は図３の発電機出力目標値設定部５１の場合と
同様にファジィ推論により決定できる。
【００３０】制御定数修正値設定部５５より出力する制
御定数修正値は、あらかじめ計算によりプラントの安定
性を保証したものを用意することにより出力制御系全体
として安定な制御を実現可能である。
御定数修正値は、あらかじめ計算によりプラントの安定
性を保証したものを用意することにより出力制御系全体
として安定な制御を実現可能である。
【００３１】
【発明の効果】本発明の沸騰水型原子力発電プラントの
出力制御装置によれば、発電機出力偏差と中性子束の制
限値に対する余裕量に応じて発電機出力目標値を変更す
ることにより、中性子束を制限値以下のレベルに維持し
ながら発電機出力の設定値変更に対する速応性を向上で
きる。この時、出力変更時の中性子束の変動量を制限値
以内に制御することにより沸騰水型原子力発電プラント
の安全性が高められる。また、発電機出力の速応性の向
上により沸騰水型原子力発電プラントによるＡＦＣ運転
が可能となり電力系統における周波数変動を抑制するこ
とが可能である。また、沸騰水型原子力発電プラントに
よりＡＦＣ運転を実施することにより、電力系統全体の
発電コストを小さくすることが可能となる。
出力制御装置によれば、発電機出力偏差と中性子束の制
限値に対する余裕量に応じて発電機出力目標値を変更す
ることにより、中性子束を制限値以下のレベルに維持し
ながら発電機出力の設定値変更に対する速応性を向上で
きる。この時、出力変更時の中性子束の変動量を制限値
以内に制御することにより沸騰水型原子力発電プラント
の安全性が高められる。また、発電機出力の速応性の向
上により沸騰水型原子力発電プラントによるＡＦＣ運転
が可能となり電力系統における周波数変動を抑制するこ
とが可能である。また、沸騰水型原子力発電プラントに
よりＡＦＣ運転を実施することにより、電力系統全体の
発電コストを小さくすることが可能となる。
【図１】本発明に係わる沸騰水型原子力発電プラントの
出力制御装置の１実施例の基本構成を示すブロック図で
ある。
出力制御装置の１実施例の基本構成を示すブロック図で
ある。
【図２】沸騰水型原子力発電プラントにおいて、従来の
出力制御方式を示す概略図である。
出力制御方式を示す概略図である。
【図３】図１の出力制御装置の発電機出力目標値設定部
と出力調整部の構成を示すブロック図である。
と出力調整部の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明による沸騰水型原子力発電プラントの出
力制御装置の１実施例による発電機出力をステップ状に
＋１０％変更した場合の、プラントのプロセス量の変動
量を示す図である。
力制御装置の１実施例による発電機出力をステップ状に
＋１０％変更した場合の、プラントのプロセス量の変動
量を示す図である。
【図５】本発明に係わる沸騰水型原子力発電プラントの
出力制御装置の他の実施例の基本構成を示すブロック図
である。
出力制御装置の他の実施例の基本構成を示すブロック図
である。
１…沸騰水型原子炉、２…炉心、３…再循環ポンプ、４
…主蒸気加減弁、５…バイパス弁、６…タービン、７…
復水器、８…発電機、９…給水ポンプ、５１…発電機出
力目標値設定部、５２…出力調整部、５５，５６，７１
〜７４…減算器、５７…加算器、６１，６１Ａ…ファジ
ィ演算処理部、６２，６２Ａ…ファジィメンバーシップ
関数記憶部、６３，６３Ａ…ファジィルール記憶部、６
５…制御定数修正部、７５…計算処理部、７６，７６Ａ
…制御定数記憶部、１０１…自動出力調整部、１０２…
再循環流量制御部、１０３…原子炉圧力・タービン制御
部。
…主蒸気加減弁、５…バイパス弁、６…タービン、７…
復水器、８…発電機、９…給水ポンプ、５１…発電機出
力目標値設定部、５２…出力調整部、５５，５６，７１
〜７４…減算器、５７…加算器、６１，６１Ａ…ファジ
ィ演算処理部、６２，６２Ａ…ファジィメンバーシップ
関数記憶部、６３，６３Ａ…ファジィルール記憶部、６
５…制御定数修正部、７５…計算処理部、７６，７６Ａ
…制御定数記憶部、１０１…自動出力調整部、１０２…
再循環流量制御部、１０３…原子炉圧力・タービン制御
部。
Claims (6)
- 【請求項１】発電機出力要求指令と発電機出力信号とプ
ラントより計測されるプロセス量の制限値に対する余裕
量を入力とし発電機出力目標値を出力する発電機出力目
標値設定部と、発電機出力目標値とプラントより計測さ
れた信号を入力とし発電機出力の調整を行う出力調整部
よりなる原子力発電プラントの出力制御装置。 - 【請求項２】請求項１記載の原子力発電プラントの出力
制御装置において、発電機出力目標値設定部が発電機出
力要求指令と発電機出力信号とプラントより計測される
プロセス量の制限値に対する余裕量を入力としファジィ
推論により発電機出力目標値を出力することを特徴とし
た原子力発電プラントの出力制御装置。 - 【請求項３】請求項１記載の原子力発電プラントの出力
制御装置において、発電機出力目標値設定部が発電機出
力要求指令と発電機出力信号とプラントより計測される
中性子束信号の制限値に対する余裕量を入力とし発電機
出力目標値を出力することを特徴とした原子力発電プラ
ントの出力制御装置。 - 【請求項４】請求項１記載の原子力発電プラントの出力
制御装置において、出力調整部が発電機出力目標値、原
子炉圧力設定値とプラントより計測された信号を入力と
し再循環ポンプ速度の補正信号と主蒸気加減弁開度補正
要求信号を出力することにより、再循環ポンプと主蒸気
加減弁の同時操作を行う多変数制御器よりなる原子力発
電プラントの出力制御装置。 - 【請求項５】発電機出力要求指令とプラントより計測さ
れる信号の制限値に対する余裕量を入力とし制御定数修
正値を出力する制御定数修正値設定部と、発電機出力要
求指令と発電機出力信号とプラントより計測された信号
を入力とし発電機出力の調整を行う出力調整部と、制御
定数修正値を入力とし出力調整部の制御定数の修正を行
う制御定数修正部よりなる原子力発電プラントの出力制
御装置。 - 【請求項６】発電機出力要求指令と発電機出力信号とプ
ラントより計測される信号の制限値に対する余裕量を入
力とし原子炉出力目標値を出力する原子炉出力目標値設
定部と、原子炉出力目標値とプラントより計測された信
号を入力とし原子炉出力の調整を行う出力調整部よりな
る原子力発電プラントの出力制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3041573A JPH04278499A (ja) | 1991-03-07 | 1991-03-07 | 原子力発電プラントの出力制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3041573A JPH04278499A (ja) | 1991-03-07 | 1991-03-07 | 原子力発電プラントの出力制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04278499A true JPH04278499A (ja) | 1992-10-05 |
Family
ID=12612188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3041573A Pending JPH04278499A (ja) | 1991-03-07 | 1991-03-07 | 原子力発電プラントの出力制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04278499A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017194312A (ja) * | 2016-04-19 | 2017-10-26 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | 原子力プラントの出力制御装置及び方法 |
| WO2022145276A1 (ja) * | 2020-12-28 | 2022-07-07 | 三菱重工業株式会社 | 制御装置および制御方法 |
-
1991
- 1991-03-07 JP JP3041573A patent/JPH04278499A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017194312A (ja) * | 2016-04-19 | 2017-10-26 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | 原子力プラントの出力制御装置及び方法 |
| WO2022145276A1 (ja) * | 2020-12-28 | 2022-07-07 | 三菱重工業株式会社 | 制御装置および制御方法 |
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