JPH0531954B2 - - Google Patents
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- JPH0531954B2 JPH0531954B2 JP60130705A JP13070585A JPH0531954B2 JP H0531954 B2 JPH0531954 B2 JP H0531954B2 JP 60130705 A JP60130705 A JP 60130705A JP 13070585 A JP13070585 A JP 13070585A JP H0531954 B2 JPH0531954 B2 JP H0531954B2
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- reactor
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- nuclear reactor
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-
- 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
-
- 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
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、原子炉の最適制御規定法および装
置に関するものであり、特に、原子炉の最適制御
のために必要な各種の情報を短時間で容易に運転
員に対して知らせることのできる原子炉の最適制
御規定法および装置に関するものであつて、原子
力プラントで負荷追従運転が行なわれるような場
合に有利に適用されるものである。
置に関するものであり、特に、原子炉の最適制御
のために必要な各種の情報を短時間で容易に運転
員に対して知らせることのできる原子炉の最適制
御規定法および装置に関するものであつて、原子
力プラントで負荷追従運転が行なわれるような場
合に有利に適用されるものである。
原子炉の最適制御を規定することについては従
来から多くの調査研究がなされており、その原理
は最適化制御理論に基づくものであることが知ら
れている。しかしながら、このような研究成果を
具体化するためには大型電子計算機によるぼう大
な計算が必要とされることから、原子炉から設置
されている原子力発電所等に勤務する運転員によ
る計算業務の遂行は極めて困難なことであつた。
例えば、特開昭55−50195号公報には上記の指摘
事項に対処するための前記制御理論に基づく考え
が示されているけれども、そのための具体的な方
法や装置についての明確な説明はなされていな
い。
来から多くの調査研究がなされており、その原理
は最適化制御理論に基づくものであることが知ら
れている。しかしながら、このような研究成果を
具体化するためには大型電子計算機によるぼう大
な計算が必要とされることから、原子炉から設置
されている原子力発電所等に勤務する運転員によ
る計算業務の遂行は極めて困難なことであつた。
例えば、特開昭55−50195号公報には上記の指摘
事項に対処するための前記制御理論に基づく考え
が示されているけれども、そのための具体的な方
法や装置についての明確な説明はなされていな
い。
また、本出願人による特許出願（特願昭59−
29527号）には、次のとおりの原子炉の最適制御
規定法に関する発明が開示されている。
29527号）には、次のとおりの原子炉の最適制御
規定法に関する発明が開示されている。
一般的説明
運転中の原子炉の出力を制御する際に考慮され
るべきものとしては、その出力分布および反応度
があげられる。このいずれも、原子炉内の制御棒
の位置、キセノン分布、ボイド分布、出力レベ
ル、冷却材温度等に依存して決定されるものであ
り、また、その中に中性子毒物（例えばほう素）
を保有する冷却材が用いられる場合にはその量に
よつても影響を受けるものである。このために、
原子炉を最適に制御するためには、これらの関連
する全ての状態変数を対象として解析することが
必要とされる。ところで、これらの状態変化の変
化割合、または、ある所定の状態から別異の状態
への変化速度は、時間単位でとらえられる程度の
ものと秒単位でとらえられる程度のものとに大別
することができる。そして、前記されたキセノン
についてのものは前者であり、その他のものは後
者に相当するものである。そこで、これをサンプ
ル値系で考えると、上記の状態変数の中で、微分
方程式（後述の原子炉のモデル化において示され
る）を用いて関係が規定されるべきものは、キセ
ノン（Xe）およびその先行核に相当するよう素
（Ｉ）である。
るべきものとしては、その出力分布および反応度
があげられる。このいずれも、原子炉内の制御棒
の位置、キセノン分布、ボイド分布、出力レベ
ル、冷却材温度等に依存して決定されるものであ
り、また、その中に中性子毒物（例えばほう素）
を保有する冷却材が用いられる場合にはその量に
よつても影響を受けるものである。このために、
原子炉を最適に制御するためには、これらの関連
する全ての状態変数を対象として解析することが
必要とされる。ところで、これらの状態変化の変
化割合、または、ある所定の状態から別異の状態
への変化速度は、時間単位でとらえられる程度の
ものと秒単位でとらえられる程度のものとに大別
することができる。そして、前記されたキセノン
についてのものは前者であり、その他のものは後
者に相当するものである。そこで、これをサンプ
ル値系で考えると、上記の状態変数の中で、微分
方程式（後述の原子炉のモデル化において示され
る）を用いて関係が規定されるべきものは、キセ
ノン（Xe）およびその先行核に相当するよう素
（Ｉ）である。
原子炉のモデル化
これらの状態変数の関係式を例えば以下のよう
に規定することにより、原子炉をモデル化させる
ことができる。以下各パラメータの初期値からの
変化分について示す。
に規定することにより、原子炉をモデル化させる
ことができる。以下各パラメータの初期値からの
変化分について示す。
アキシヤル・オフセツトAOについては、
AO＝α（１−Ｐ）＋βR＋γXA
臨界ほう素濃度CBについては、
CB＝CI｛ｕ（１−Ｐ）＋vR＋wXK｝
キセノンの炉心上下反応度差XAについては、
XA＝−ｂ（XT−XB） キセノンの反応度XKについては、 XK＝ｂ（XT＋XB）／２ 炉心上半部相対出力PTについては、 PT＝（Ｐ−１）（１＋AO0）＋Ｐ・AO 炉心下半部相対出力PBについては、 PB＝（Ｐ−１）（１−AO0）＋Ｐ・AO 炉心上半部よう素濃度（dIT／dt）については、 dIT／dt＝YIPT−λIIT 炉心下半部よう素濃度（dIB／dt）については、 dIB／dt＝YIPB−λIIB 炉心上半部キセノン濃度（dXT／dt）については、 dXT／dt＝λIIT＋YXPT−AX（PTO＋PT）XT−AXXTO PT−λXXT 炉心下半部キセノン濃度（dXB／dt）については、 dXB／dt＝λIIB＋YXPB−AX（PBO＋PB）XB−AXXBO PB−λXXB なお、これらの関係式において、 α：出力変化に対するAO変化率、 β：制御棒移動に対するAO変化率、 γ：キセノン反応度差に対するAO変化率、 ｕ：出力変化に対する反応度変化率、 ｖ：制御棒移動に対する反応度変化率、 ｗ：キセノン濃度に対する反応度変化率、 YI：yiΣfφ＝定格出力時よう素発生割合、 YX：yXΣfφ＝定格出力時キセノン発生割合、 AX：σa2φ＝定格出力時キセノンの中性子吸収
割合、 たゞし、 yi：核分裂時のよう素発生割合、 yX：核分裂時のキセノン発生割合、 Σf：核分裂巨視断面積、 φ：定格時の炉心中性子束、 σa2：キセノンの熱群微視吸収断面積、 CI：逆ボロンワース、 ｂ：キセノン濃度の反応度への変換係数、 λI：よう素の崩壊定数、 λX：キセノンの崩壊定数、 Ｒ：制御棒位置、 Ｐ：炉心相対出力、 XTO：炉心上部キセノン濃度初期値、そして、 XBO：炉心下部キセノン濃度初期値。
XA＝−ｂ（XT−XB） キセノンの反応度XKについては、 XK＝ｂ（XT＋XB）／２ 炉心上半部相対出力PTについては、 PT＝（Ｐ−１）（１＋AO0）＋Ｐ・AO 炉心下半部相対出力PBについては、 PB＝（Ｐ−１）（１−AO0）＋Ｐ・AO 炉心上半部よう素濃度（dIT／dt）については、 dIT／dt＝YIPT−λIIT 炉心下半部よう素濃度（dIB／dt）については、 dIB／dt＝YIPB−λIIB 炉心上半部キセノン濃度（dXT／dt）については、 dXT／dt＝λIIT＋YXPT−AX（PTO＋PT）XT−AXXTO PT−λXXT 炉心下半部キセノン濃度（dXB／dt）については、 dXB／dt＝λIIB＋YXPB−AX（PBO＋PB）XB−AXXBO PB−λXXB なお、これらの関係式において、 α：出力変化に対するAO変化率、 β：制御棒移動に対するAO変化率、 γ：キセノン反応度差に対するAO変化率、 ｕ：出力変化に対する反応度変化率、 ｖ：制御棒移動に対する反応度変化率、 ｗ：キセノン濃度に対する反応度変化率、 YI：yiΣfφ＝定格出力時よう素発生割合、 YX：yXΣfφ＝定格出力時キセノン発生割合、 AX：σa2φ＝定格出力時キセノンの中性子吸収
割合、 たゞし、 yi：核分裂時のよう素発生割合、 yX：核分裂時のキセノン発生割合、 Σf：核分裂巨視断面積、 φ：定格時の炉心中性子束、 σa2：キセノンの熱群微視吸収断面積、 CI：逆ボロンワース、 ｂ：キセノン濃度の反応度への変換係数、 λI：よう素の崩壊定数、 λX：キセノンの崩壊定数、 Ｒ：制御棒位置、 Ｐ：炉心相対出力、 XTO：炉心上部キセノン濃度初期値、そして、 XBO：炉心下部キセノン濃度初期値。
また、これらの関係式で用いられる記号Ｔおよ
びＢについては、前者は炉心の頂部（Ｔ OP）を表
わし、後者は炉心の底部（Ｂottom）を表わすも
のである。
びＢについては、前者は炉心の頂部（Ｔ OP）を表
わし、後者は炉心の底部（Ｂottom）を表わすも
のである。
DPアルゴリズムの適用
こゝで、原子炉の軸方向出力分布およびほう素
濃度を基準として、燃料の健全性、安全性および
水処理量が最適化されるように原子炉の最適制御
がなされることを考えてみる。そのために、例え
ば評価関数PIを下記の式のように表わし、任意
の負荷変動に対してPIを最小にするための各時
間ｔにおける原子炉内の制御棒位置Ｒ(t)を求める
こととする。
濃度を基準として、燃料の健全性、安全性および
水処理量が最適化されるように原子炉の最適制御
がなされることを考えてみる。そのために、例え
ば評価関数PIを下記の式のように表わし、任意
の負荷変動に対してPIを最小にするための各時
間ｔにおける原子炉内の制御棒位置Ｒ(t)を求める
こととする。
PI＝∫T O｛１／２W1AO2＋１／２W2（CB／CB、O）2｝d
t 上記関係式において、 W1；AOの最適化への荷重係数、 W2；CBの最適化への荷重係数、 ｔ；時間、そして Ｔ；終端時間。
t 上記関係式において、 W1；AOの最適化への荷重係数、 W2；CBの最適化への荷重係数、 ｔ；時間、そして Ｔ；終端時間。
また、その境界条件は次のように設定されるも
のとする。
のとする。
初期条件；所期の設定がなされる。
即ち、△Ｘ(O)＝０。
こゝに、
Ｘ＝｜AO，CB，XA，XK，PT，PB，IT，IB，
XT，XB｜Tr たゞし、Trは倒置マトリクスであることを
示す。
XT，XB｜Tr たゞし、Trは倒置マトリクスであることを
示す。
また、
Ｘ(O)はＸの初期値である。
終端条件；拘束なし。
これらの条件に基づき、上記された評価関数
PIの解を求めることにより、原子炉の制御棒を
移動させる最適の軌跡が求められる。これは、動
的計画法DPのアルゴリズムを用いて以下のよう
になされる。
PIの解を求めることにより、原子炉の制御棒を
移動させる最適の軌跡が求められる。これは、動
的計画法DPのアルゴリズムを用いて以下のよう
になされる。
PIN（XN）＝min
RεΩfN〔xN-1，RN-1）
PIN-1（XN-1）＝min
RεΩ〔fN-2，RN-2）＋PIN（XN）〕
〓
PIi（Xi）＝min
RεΩ〔fi（Xi-1，Ri-1）＋PIi+1（Xi+1）〕
PIi（Xi）＝min
RεΩ〔f1（X0，R0）＋PI2（X2）〕
こゝに、
XN-1＝-1（XN，RN-1），
Ω；Ｒの許容範囲。
上記式において、Xiはベクトル表示されたよう
素およびキセノンであり、また、PIi，は他の
状態変数を含んだ関数である。
素およびキセノンであり、また、PIi，は他の
状態変数を含んだ関数である。
そして、終端条件XNが与えられると、上記式
を逐次逆時間方向に解くことにより、RN-1，
RN-2……R0と最適な制御棒軌跡が求められるこ
ととなる。
を逐次逆時間方向に解くことにより、RN-1，
RN-2……R0と最適な制御棒軌跡が求められるこ
ととなる。
簡略化DPの導入
上記したところは、一般的なDPの解法であつ
て、これによつても最適制御のための解を求める
ことができるけれども、こゝでは、よう素Ｉおよ
びキセノン（Xe）の変化の時定数が長く、時間
単位のものであることに着目して簡略化された
DPの解法が導入される。
て、これによつても最適制御のための解を求める
ことができるけれども、こゝでは、よう素Ｉおよ
びキセノン（Xe）の変化の時定数が長く、時間
単位のものであることに着目して簡略化された
DPの解法が導入される。
即ち、サンプル値系での計算時間を前記の時定
数に比べて充分に短かくとると、 Xe、k+1Xe、K，IK+1＝IKが成立する。そこで、
前記された一般的なDPの式において、XiXi-1
なる条件を設定することにより下記の関係式が得
られる。
数に比べて充分に短かくとると、 Xe、k+1Xe、K，IK+1＝IKが成立する。そこで、
前記された一般的なDPの式において、XiXi-1
なる条件を設定することにより下記の関係式が得
られる。
PIi（Xi）PIi（Xi-1）＝min
RεΩ〔fi（Xi-1，Ri-1）＋RIi+1（Xi+1）〕
この上式により、Riをその時点の各パラメータ
Xiを用いた最適化条件を充たすようにすれば、真
のRiに近い値がえられるということが認められ
る。そして、Xiが所定の時間間隔△Ｔにおいて変
化する速度が小さい程、この近似度は高いもので
あるということができる。また、前記△Ｔが短か
い程、この近似度は高いものであるということも
できる。
Xiを用いた最適化条件を充たすようにすれば、真
のRiに近い値がえられるということが認められ
る。そして、Xiが所定の時間間隔△Ｔにおいて変
化する速度が小さい程、この近似度は高いもので
あるということができる。また、前記△Ｔが短か
い程、この近似度は高いものであるということも
できる。
ところで、所定のRiを定めるためのXiは前回の
制御位置に基づいて評価されるものであり、新ら
しくえられたRiに対しては新たなXiが定まること
となるために、このRiが初期条件との間で矛盾が
ないという保証はない。しかしながら、初期条件
を固定（X0を固定）し、第２図に示されるよう
な所定の計算をくり返すことにより、初期条件を
満足させた最適解がえられる。
制御位置に基づいて評価されるものであり、新ら
しくえられたRiに対しては新たなXiが定まること
となるために、このRiが初期条件との間で矛盾が
ないという保証はない。しかしながら、初期条件
を固定（X0を固定）し、第２図に示されるよう
な所定の計算をくり返すことにより、初期条件を
満足させた最適解がえられる。
こゝで、第２図に即して、前記くり返し計算の
過程を概説する。先ず、第１ステツプでPiが入力
されて、出力パターンの指定がなされる。第２ス
テツプでRiを固定し、即ち制御棒初期位置を仮定
し、PI＝０であるとする。第３ステツプX0を固
定して、Xiの計算が行われる。第４ステツプで新
たな評価関数PINEWが求められる。第５ステツプ
で前回のPIと今回のPINEWとを比較して収束して
いれば第８ステツプに移り、そうでなければ第６
ステツプに移る。この第６ステツプでRiが計算さ
れ、Xiに基づく制御棒の最適位置が決定される。
第７ステツプでPIが更新され、ステツプ３に戻
る。第８ステツプではXiの印字が行われる。この
ような計算が所定の回数くり返されて、ステツプ
９で終了する。
過程を概説する。先ず、第１ステツプでPiが入力
されて、出力パターンの指定がなされる。第２ス
テツプでRiを固定し、即ち制御棒初期位置を仮定
し、PI＝０であるとする。第３ステツプX0を固
定して、Xiの計算が行われる。第４ステツプで新
たな評価関数PINEWが求められる。第５ステツプ
で前回のPIと今回のPINEWとを比較して収束して
いれば第８ステツプに移り、そうでなければ第６
ステツプに移る。この第６ステツプでRiが計算さ
れ、Xiに基づく制御棒の最適位置が決定される。
第７ステツプでPIが更新され、ステツプ３に戻
る。第８ステツプではXiの印字が行われる。この
ような計算が所定の回数くり返されて、ステツプ
９で終了する。
第３図および第４図は、上記の計算等による結
果を示すものである。第３図は評価関数の収束状
況図であり、荷重係数W1およびW2を種々の値に
とつた場合の収束状況がくり返し数を横軸にして
示されている。また、第４図は前記収束の結果に
基づき前記荷重係数W1，W2の差による最適軌跡
の差を示すものであり、第４図ａは相対出力の変
化を、第４図ｂは制御棒位置の変化を、第４図ｃ
はAO（％）の変化を、そして第４図ｄはCB
（ppm）の変化を、いずれも時間軸を横軸として
示すものである。
果を示すものである。第３図は評価関数の収束状
況図であり、荷重係数W1およびW2を種々の値に
とつた場合の収束状況がくり返し数を横軸にして
示されている。また、第４図は前記収束の結果に
基づき前記荷重係数W1，W2の差による最適軌跡
の差を示すものであり、第４図ａは相対出力の変
化を、第４図ｂは制御棒位置の変化を、第４図ｃ
はAO（％）の変化を、そして第４図ｄはCB
（ppm）の変化を、いずれも時間軸を横軸として
示すものである。
上記されたような従来からの方法は、多種多様
なパラメータを使用し、大型計算機によるぼう大
な計算を必要とするものであることから、原子炉
の設置現場に駐在する運転員による計算業務の遂
行は極めて困難であり、また、上記のような設置
現場に据付けて運転員によつて操作されるような
簡単な装置は存在しないという問題点があつた。
なパラメータを使用し、大型計算機によるぼう大
な計算を必要とするものであることから、原子炉
の設置現場に駐在する運転員による計算業務の遂
行は極めて困難であり、また、上記のような設置
現場に据付けて運転員によつて操作されるような
簡単な装置は存在しないという問題点があつた。
この発明は上記のような問題点を解決するため
になされたものであつて、使用の対象にされるパ
ラメータの個数を減少させ、原子炉の最適制御の
ために必要な各種の情報を短時間で容易に運転員
に対して知らせることのできる原子炉の最適制御
規定法およびそのための簡単な装置を実現するこ
とを目的とする。
になされたものであつて、使用の対象にされるパ
ラメータの個数を減少させ、原子炉の最適制御の
ために必要な各種の情報を短時間で容易に運転員
に対して知らせることのできる原子炉の最適制御
規定法およびそのための簡単な装置を実現するこ
とを目的とする。
この発明に係る原子炉の最適制御規定法は、運
転中の原子炉の原子炉出力、アキシヤル・オフセ
ツト、制御棒位置及び臨界ほう素濃度を所定時間
毎に計測するステツプと、上記原子炉出力、上記
制御棒位置及び上記原子炉出力と上記アキシヤ
ル・オフセツトに基づき解析により求めた原子炉
炉心上下のキセノン反応度差と原子炉炉心の燃焼
の進行とともに変化する第１のパラメータ群とに
基づいてアキシヤル・オフセツトの計算値を求め
るステツプと、上記原子炉出力、上記制御棒位置
及び上記原子炉出力と上記アキシヤル・オフセツ
トに基づき解析により求めたキセノン反応度と原
子炉炉心の燃焼の進行とともに変化する第２のパ
ラメータ群とに基づいて臨界ほう素濃度の計算値
を求めるステツプとを含み、上記原子炉の所定の
運転時間が経過する毎に上記第１及び第２のパラ
メータ群を上記アキシヤル・オフセツトの計測値
と計算値の差の２乗と上記臨界ほう素濃度の計測
値と計算値の差の２乗の和が最小となるようにし
たものである。
転中の原子炉の原子炉出力、アキシヤル・オフセ
ツト、制御棒位置及び臨界ほう素濃度を所定時間
毎に計測するステツプと、上記原子炉出力、上記
制御棒位置及び上記原子炉出力と上記アキシヤ
ル・オフセツトに基づき解析により求めた原子炉
炉心上下のキセノン反応度差と原子炉炉心の燃焼
の進行とともに変化する第１のパラメータ群とに
基づいてアキシヤル・オフセツトの計算値を求め
るステツプと、上記原子炉出力、上記制御棒位置
及び上記原子炉出力と上記アキシヤル・オフセツ
トに基づき解析により求めたキセノン反応度と原
子炉炉心の燃焼の進行とともに変化する第２のパ
ラメータ群とに基づいて臨界ほう素濃度の計算値
を求めるステツプとを含み、上記原子炉の所定の
運転時間が経過する毎に上記第１及び第２のパラ
メータ群を上記アキシヤル・オフセツトの計測値
と計算値の差の２乗と上記臨界ほう素濃度の計測
値と計算値の差の２乗の和が最小となるようにし
たものである。
また、この発明に係る原子炉の最適制御規定装
置は、原子炉に関する各種条件設定信号を発生す
る制御卓と、この制御卓に支配され、上記原子炉
から過去の所定時間内の運転データを受け入れて
所要の最適パラメータを生成する最適パラメータ
評価部と、上記制御卓からの各種条件設定信号と
上記最適パラメータ評価部からの最適パラメータ
とに基づいて演算を行う最適制御演算部と、この
最適制御演算部の演算結果を表示する最適制御表
示部とを備えたものである。
置は、原子炉に関する各種条件設定信号を発生す
る制御卓と、この制御卓に支配され、上記原子炉
から過去の所定時間内の運転データを受け入れて
所要の最適パラメータを生成する最適パラメータ
評価部と、上記制御卓からの各種条件設定信号と
上記最適パラメータ評価部からの最適パラメータ
とに基づいて演算を行う最適制御演算部と、この
最適制御演算部の演算結果を表示する最適制御表
示部とを備えたものである。
この発明の方法によれば、原子炉炉心の燃焼の
進行とともに変化するパラメータについて、原子
炉の運転時間が所定時間経過する毎にその変更が
なされる。
進行とともに変化するパラメータについて、原子
炉の運転時間が所定時間経過する毎にその変更が
なされる。
また、この発明の装置によれば、対象とする原
子炉からの運転データに基づいて最適パラメータ
がえられ、別途設定されている原子炉の諸種の運
転条件とともに所定の演算を行なうことにより、
当該原子炉の最適制御のし方が規定される。
子炉からの運転データに基づいて最適パラメータ
がえられ、別途設定されている原子炉の諸種の運
転条件とともに所定の演算を行なうことにより、
当該原子炉の最適制御のし方が規定される。
この発明の実施例である原子炉の最適制御規定
法は下記のように行なわれる。
法は下記のように行なわれる。
先ず、ある所定の原子炉を実際に運転したとき
にえられた各種データの中から、出力レベルPm
およびアキシヤルオフセツトAOmについての一
定時間毎の値を表わすデータをとり出し、所与の
初期条件に基づいて、各時間ステツプ（時点）ｉ
におけるキセノン濃度XT，XBおよびキセノン反
応度差Xm Aを求める。
にえられた各種データの中から、出力レベルPm
およびアキシヤルオフセツトAOmについての一
定時間毎の値を表わすデータをとり出し、所与の
初期条件に基づいて、各時間ステツプ（時点）ｉ
におけるキセノン濃度XT，XBおよびキセノン反
応度差Xm Aを求める。
次いで、前記時点ｉにおける原子炉内の実際の
制御棒位置Rmおよび上記のXm K，Xm Aから、当所の
パラメータ値α0，β0，γ0，u0，v0，w0を用いて計
算値としてのAOEおよびCBEを求め、上記AOmと
実測ほう素濃度CBmとの差の２乗を最少にするよ
うに最適パラメータを規定する。
制御棒位置Rmおよび上記のXm K，Xm Aから、当所の
パラメータ値α0，β0，γ0，u0，v0，w0を用いて計
算値としてのAOEおよびCBEを求め、上記AOmと
実測ほう素濃度CBmとの差の２乗を最少にするよ
うに最適パラメータを規定する。
この数式表示は次のようになされる。
εi AO＝AOm i−AOE、i＝AOm i−｛α0（１−Pm i）＋
β0Rm i＋γ0Xm A、i｝ εi CB＝CBm i−CBE、i＝CBm i−｛u0（１−Pm i）＋v0Rm
i
＋w0Xm K、i｝ たゞし、こゝに AOm i，CBm iはｉ時点での実測値、 Pm i，Rm i，Xm K、i，Xm A、iは夫々にｉ時点での炉
心出力、制御棒位置、キセノン反応度、キセノン
反応度差である。
β0Rm i＋γ0Xm A、i｝ εi CB＝CBm i−CBE、i＝CBm i−｛u0（１−Pm i）＋v0Rm
i
＋w0Xm K、i｝ たゞし、こゝに AOm i，CBm iはｉ時点での実測値、 Pm i，Rm i，Xm K、i，Xm A、iは夫々にｉ時点での炉
心出力、制御棒位置、キセノン反応度、キセノン
反応度差である。
そして、上記された数式について、
N
〓i=1
εi A0＝０，
N
〓i=1
εi CB＝０，
mfnJ＝minN
〓i=1
｛（εi A0）2＋（εi CB）2｝
なる関係が成立するように、各パラメータα，
β，γ，ｕ，ｖ，ｗの値を定める。なお、これら
６種のパラメータは原子炉炉心の燃焼の進行とと
もに著しく変化するものであるが、これら以外の
ものの変化はそれ程には顕著でないことが知られ
ている。かくして、この実施例方法においては、
上記６種のパラメータだけが選択されている。
β，γ，ｕ，ｖ，ｗの値を定める。なお、これら
６種のパラメータは原子炉炉心の燃焼の進行とと
もに著しく変化するものであるが、これら以外の
ものの変化はそれ程には顕著でないことが知られ
ている。かくして、この実施例方法においては、
上記６種のパラメータだけが選択されている。
第１図は、上記されたこの発明の実施例方法を
適用する原子炉最適制御規定装置の概略構成を示
すブロツク図である。この第１図において、１は
最適パラメータ評価部、２は最適制御演算部、３
は制御卓、４は最適制御指示部であり、また、５
は対象の原子炉である。なお、前記制御卓３は、
最適パラメータ評価指示、原子炉の初期条件設
定、運転条件設定、最適化条件設定等の各種の機
能を果すものである。このような装置は原子炉５
の設置場所に設けられており、当該原子炉５の運
転員は、制御卓３から出される指示により、原子
炉５の過去の所定時間（例えば３日間）内にえら
れた運転データに基づき、最適パラメータ評価部
１において所要の最適パラメータを得るようにさ
れる。一方、制御卓３からは、原子炉５の初期条
件、運転条件、最適化条件等が最適制御演算部２
に与えられる。そして、この最適制御演算部２に
おいては、最適パラメータ評価部１から送られる
所定の最適パラメータに基づき、原子炉５の最適
制御法を規定する。そして、この結果は最適制御
指示部４で表示され、運転員は、この表示内容を
みながら原子炉５の運転をすることになる。な
お、前記最適制御演算部２における演算結果は、
一種の制御指令信号として、原子炉制御系の適当
な個所に直接的に加えることもできる。
適用する原子炉最適制御規定装置の概略構成を示
すブロツク図である。この第１図において、１は
最適パラメータ評価部、２は最適制御演算部、３
は制御卓、４は最適制御指示部であり、また、５
は対象の原子炉である。なお、前記制御卓３は、
最適パラメータ評価指示、原子炉の初期条件設
定、運転条件設定、最適化条件設定等の各種の機
能を果すものである。このような装置は原子炉５
の設置場所に設けられており、当該原子炉５の運
転員は、制御卓３から出される指示により、原子
炉５の過去の所定時間（例えば３日間）内にえら
れた運転データに基づき、最適パラメータ評価部
１において所要の最適パラメータを得るようにさ
れる。一方、制御卓３からは、原子炉５の初期条
件、運転条件、最適化条件等が最適制御演算部２
に与えられる。そして、この最適制御演算部２に
おいては、最適パラメータ評価部１から送られる
所定の最適パラメータに基づき、原子炉５の最適
制御法を規定する。そして、この結果は最適制御
指示部４で表示され、運転員は、この表示内容を
みながら原子炉５の運転をすることになる。な
お、前記最適制御演算部２における演算結果は、
一種の制御指令信号として、原子炉制御系の適当
な個所に直接的に加えることもできる。
以上説明されたように、この発明の方法によれ
ば原子炉の最適制御を規定するために必要とされ
るパラメータの個数が著しく減少され、例えば中
性子束分布の計算が不要になるとともに、前記パ
ラメータについて最適評価をするために必要なデ
ータは対象となる原子炉について過去短時間にえ
られたものでよく、したがつて原子炉の制御を、
少ない状態変数をもつて効率的にかつ精度よく行
なうことができる。また、大型計算機による補助
的な計算や核特性についての計算が不要になるこ
とから、この発明の簡単な装置によつて所要の計
算を容易に行なうことが可能であり、前記装置は
原子炉の設置現場に設けることができるため、専
門のオペレータの手をわずらわせることなく、現
地運転員によつて簡単に計算処理が行なわれると
いう効果が奏せられる。
ば原子炉の最適制御を規定するために必要とされ
るパラメータの個数が著しく減少され、例えば中
性子束分布の計算が不要になるとともに、前記パ
ラメータについて最適評価をするために必要なデ
ータは対象となる原子炉について過去短時間にえ
られたものでよく、したがつて原子炉の制御を、
少ない状態変数をもつて効率的にかつ精度よく行
なうことができる。また、大型計算機による補助
的な計算や核特性についての計算が不要になるこ
とから、この発明の簡単な装置によつて所要の計
算を容易に行なうことが可能であり、前記装置は
原子炉の設置現場に設けることができるため、専
門のオペレータの手をわずらわせることなく、現
地運転員によつて簡単に計算処理が行なわれると
いう効果が奏せられる。
第１図は、この発明の方法が適用される演算処
理装置のブロツク図、第２図は、従来のこの種の
方法を説明するためのフローチヤート図、第３図
および第４図は、上記従来方法によつてえられた
各種の結果を示すグラフ図である。 １は最適パラメータ評価部、２は最適制御演算
部、３は制御卓、４は最適制御指示部、５は原子
炉。
理装置のブロツク図、第２図は、従来のこの種の
方法を説明するためのフローチヤート図、第３図
および第４図は、上記従来方法によつてえられた
各種の結果を示すグラフ図である。 １は最適パラメータ評価部、２は最適制御演算
部、３は制御卓、４は最適制御指示部、５は原子
炉。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 運転中の原子炉の原子炉出力、アキシヤル・
オフセツト、制御棒位置及び臨界ほう素濃度を所
定時間毎に計測するステツプと、 上記原子炉出力、上記制御棒位置及び上記原子
炉出力と上記アキシヤル・オフセツトに基づき解
析により求めた原子炉炉心上下のキセノン反応度
差と原子炉炉心の燃焼の進行とともに変化する第
１のパラメータ群とに基づいてアキシヤル・オフ
セツトの計算値を求めるステツプと、 上記原子炉出力、上記制御棒位置及び上記原子
炉出力と上記アキシヤル・オフセツトに基づき解
析により求めたキセノン反応度と原子炉炉心の燃
焼の進行とともに変化する第２のパラメータ群と
に基づいて臨界ほう素濃度の計算値を求めるステ
ツプと を含み、上記原子炉の所定の運転時間が経過する
毎に上記第１及び第２のパラメータ群を上記アキ
シヤル・オフセツトの計測値と計算値の差の２乗
と上記臨界ほう素濃度の計測値と計算値の差の２
乗の和が最小となるようにしたことを特徴とする
原子炉の最適制御規定法。 ２ 原子炉に関する各種条件設定信号を発生する
制御卓と、 この制御卓に支配され、上記原子炉から過去の
所定時間内の運転データを受け入れて所要の最適
パラメータを生成する最適パラメータ評価部と、 上記制御卓からの各種条件設定信号と上記最適
パラメータ評価部からの最適パラメータとに基づ
いて演算を行う最適制御演算部と、 この最適制御演算部の演算結果を表示する最適
制御表示部と を備えたことを特徴とする原子炉の最適制御規定
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60130705A JPS61290387A (ja) | 1985-06-18 | 1985-06-18 | 原子炉の最適制御規定法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60130705A JPS61290387A (ja) | 1985-06-18 | 1985-06-18 | 原子炉の最適制御規定法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61290387A JPS61290387A (ja) | 1986-12-20 |
| JPH0531954B2 true JPH0531954B2 (ja) | 1993-05-13 |
Family
ID=15040649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60130705A Granted JPS61290387A (ja) | 1985-06-18 | 1985-06-18 | 原子炉の最適制御規定法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61290387A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5550195A (en) * | 1978-10-05 | 1980-04-11 | Framatome Sa | Method of operating reactor |
| JPS5737296A (en) * | 1980-08-18 | 1982-03-01 | Nippon Atomic Ind Group Co | Load follow-up device for atomic power plant |
-
1985
- 1985-06-18 JP JP60130705A patent/JPS61290387A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5550195A (en) * | 1978-10-05 | 1980-04-11 | Framatome Sa | Method of operating reactor |
| JPS5737296A (en) * | 1980-08-18 | 1982-03-01 | Nippon Atomic Ind Group Co | Load follow-up device for atomic power plant |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61290387A (ja) | 1986-12-20 |
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