JPH06148376A - 運転制限値監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】性能計算データ入力制御部１５は、性能計算用
電子計算機１によって所定の計算周期で計算された運転
制限値と、その運転制限値の変動に影響を与えるプロセ
ス量とからなる性能計算データを入力する。入力制御部
１４はプラントからプロセス量を入力する。補正演算式
記憶部１８では、予めプロセス量の微少変化に対応する
運転制限値の変化の関係を近似計算して定められた補正
演算式を保存している。運転制限値補正演算部１６は、
性能計算データを初期値として、この初期値と入力制御
部から入力するプロセス量の変化量と補正演算式とから
前記所定の計算周期より短い周期で繰り返し補正演算し
て順次新しい運転制限値を求める。出力制御部１７は運
転制限値を外部へ出力する。 【効果】連続的に運転制限値を監視できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラントのプロセス情
報に基づいてプラントの運転に必要な運転制限値を計算
し監視する運転制限値監視装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電プラントにおける運転制限値
を計算するための性能計算用電子計算機の構成を図１０
に示す。

【０００３】ここで、運転制限値（例えば、ｙ）とは、
プラント運転上重要なプロセス量（例えば、ｚ）に対す
る制限値で、その対象となるプロセス量（ｚ）以外のプ
ロセス量（例えば、ｘ）の変動により変化する制限値で
ある。例えば、原子力発電プラントにおける出力分布計
算にあたって、その都度計算される炉心流量や制御棒の
挿入／引抜き位置（ｘ）により影響を受ける熱的限界値
の許容限界からの差の大小により設定されるＬＰＲＭ
（ｚ）に対する警報制限値等（ｙ）である。

【０００４】図中、性能計算用電子計算機１では、プロ
セス量を入力制御部２から随時入力し、入力データ保存
部３に格納する。次に、オペレータが入力装置４よりあ
る特定のパラメータ演算を要求し、その要求を計算スケ
ジュール調整部５が受け取るか、若しくは、計算スケジ
ュール調整部５が前回の周期計算から一定時間（例え
ば、２４時間、６時間、１時間等）経過したことを判定
すると、計算スケジュール調整部５は性能計算演算部６
に対し演算する項目（周期計算の全ての項目、若しく
は、オペレータから要求のあった任意の項目）を通知す
ると共に、性能計算演算部６へ演算開始の要求を出力す
る。

【０００５】性能計算演算部６では、要求のあったとき
のプロセス量を入力データ保存部３により取り出すと共
に、演算すべき項目の演算手順を演算手順記憶部７より
取り出し、性能計算演算部６の中のそれぞれの項目に応
じた演算手段を用いて演算を処理し、性能計算にて得ら
れる各種のパラメータを演算する。

【０００６】すなわち、性能計算演算部６では、まず、
入力データ保存部３より取り出したプロセス量の中か
ら、流量、温度等の熱水力データを取り出し、ヒートバ
ランス計算演算手段により原子炉のヒートバランス計算
を実施し、原子炉の熱出力および炉心の流量を演算す
る。次に、３次元物理モデルを利用して、繰り返し計算
を行い、出力分布計算等の炉心内の状態を表すパラメー
タを演算する。また、積算値演算を必要とするパラメー
タについては、演算結果記憶部８に前回値を保存してお
き、それを更新することにより演算を行う。

【０００７】さらに、以上の演算結果を元に周期演算を
し、一定時間毎にオペレータへ通知するためのログデー
タである熱出力、炉心流量、平均熱流速等のプラントパ
ラメータや、運転制限値を演算する。また、オペレータ
からの演算要求に対しても同様の手順にて要求のあった
パラメータを演算する。

【０００８】以上のようにして、性能計算演算部６で演
算された結果は、出力制御部９に出力される。出力制御
部９は、データを表示制御部１０に出力する一方、デー
タを編集し、タイパ１１へ日報、月報等のフォーマット
に従い印刷する。表示制御部１０は、演算されたデータ
を表示装置１２に表示して、演算結果をオペレータに通
知する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た性能計算用電子計算機１は、一定周期で運転制限値を
演算していたため、必要とする運転制限値をオペレータ
が連続して監視し、確認することができないという問題
があった。

【００１０】すなわち、従来の性能計算用電子計算機１
では、性能計算演算部６の演算項目が非常に多く、か
つ、多次元の最小二乗法、収束計算等の演算回数の膨大
な演算を実施しているため、運転制限値の計算にかなり
の時間を要した。このため、プラント運転上重要な運転
制限値の確認はタイパ１１等に印刷される一定周期のロ
グデータやオペレータの要求によって得られたパラメー
タの限られたものだけであった。

【００１１】また、オペレータが必要な情報を得るため
に連続して演算の要求をした場合には、演算が複雑で、
かつ、時間を要するため、性能計算用電子計算機１に多
大な負荷を与えるという問題があった。

【００１２】そこで、本発明はプラントの運転上に必要
な運転制限値を短い周期で演算し、常に新しい運転制限
値をオペレータに供給する運転制限値監視装置を提供す
ることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、性能計算用電
子計算機によって所定の計算周期で計算された運転制限
値と、その運転制限値の変動に影響を与えるプロセス量
とからなる性能計算データを入力する性能計算データ入
力制御部と、プラントから前記プロセス量を入力する入
力制御部と、予め前記プロセス量の微少変化に対応する
前記運転制限値の変化の関係を近似計算して定められた
補正演算式を保存する補正演算式記憶部と、前記性能計
算データ入力制御部から入力した前記性能計算データを
初期値として、この初期値と前記入力制御部から入力す
る前記プロセス量の変化量と前記補正演算式とから前記
所定の計算周期より短い周期で繰り返し補正演算して順
次新しい運転制限値を求める運転制限値補正演算部と、
この運転制限値補正演算部により求められた前記運転制
限値を外部へ出力する出力制御部とを設けるようにした
ものである。

【００１４】

【作用】上記構成により、性能計算データ入力制御部か
ら入力した性能計算データを初期値として入力制御部か
ら入力するプロセス量の変化量と補正演算式とから性能
計算用電子計算機の所定の計算周期より短い周期で繰り
返し補正演算がされ、順次新しい運転制限値が求められ
る。従って、連続した運転制限値の監視ができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１６】図１は、本発明の一実施例を示す運転制限
値監視装置の構成図である。運転制限値監視装置１３
は、入力制御部１４と、性能計算データ入力制御部１５
と、性能計算データ入力処理部１６ａと性能計算データ
保存部１６ｂと補正演算部１６ｃとからなる運転制限値
補正演算部１６と、出力制御部１７と補正演算式記憶部
１８とから構成される。

【００１７】ここで、入力制御部１４は、プロセス量を
入力する。性能計算データ入力制御部１５は、性能計算
用電子計算機１から性能計算データを入力する。運転制
限値補正演算部１６は、補正演算式を用いて運転制限値
を演算するもので、性能計算データ入力処理部１６ａ
は、性能計算データ入力制御部１５からの性能計算デー
タを性能計算データ保存部１６ｂに保存し、補正演算部
１６ｃは、性能計算データを初期値としプロセス量の変
化に応じて補正演算式記憶部１８に保存された補正演算
式に基づき演算を実行して新たな運転制限値を決定し、
出力制御部１７に出力する。

【００１８】出力制御部１７は、運転制限値補正演算部
１６で演算された運転制限値を外部へ出力する。補正演
算式記憶部１８は、運転制限値とその演算に性能計算用
電子計算機１が使用したプロセス量からなる性能計算デ
ータを利用して運転制限値を演算するための補正演算式
を予め保存している。

【００１９】ここで、補正演算式記憶部１８に予め保存
する補正演算式について、図２および図３を参照して説
明する。なお、プラント運転上重要なプロセス量を監視
するための運転制限値をｙ，変化することによりその運
転制限値ｙに影響を与えるプロセス量ｘをもつプラント
を対象とする。

【００２０】まず、プロセス量ｘのｘ０からの変化によ
りその時点での運転制限値ｙを近似計算する。ここで、
運転制限値ｙとプロセス量ｘの間には次の式（１）の関
係があるとする。

【００２１】

【数１】ｙ＝ｆ（ｘ）…………（１）

【００２２】一般的に、ｆ（ｘ）はテイラー展開により
式（１）は式（２）で示される。

【００２３】

【数２】

【００２４】上記の式（２）の全ての定数が判明してい
れば、ｘの値による運転制限値ｙを演算して求めること
もできるが、高次の関数のため演算に長時間を要する。

【００２５】本実施例では、起点となるｘ０からｘへ変
化したときのｙの変化量を、プロセス量の変化Δｘ＝ｘ
−ｘ０は微少であると見なし、ｆ（ｘ）を２次の多項式
で近似して次の式（３）、式（４）、式（５）、式
（６）とする。

【００２６】

【数３】

【００２７】ここで、定数ｋ１，ｋ２を求めるため未知
の関数ｆ（ｘ）を次の図２に示す如くの手段により求め
る。

【００２８】すなわち、プラントシミュレータ５１を用
いてプラントモデルを模擬し、そのプラントシミュレー
タ５１から得られるデータを用いて、従来の技術で説明
した性能計算用電子計算機１により従来と同様に演算を
実行する。

【００２９】この結果、運転制限値に影響するプロセス
量ｘと、運転制限値ｙの変化の関係を図３に示すように
ｘ０とｙ０のプロットデータとして複数点採取して、プ
ロセス量ｘと運転制限値ｙのプロットデータ５２を得
る。次に、補正演算式計算用電子計算機５３はプロセス
量ｘと運転制限値ｙから最小二乗法等を用いて式（４）
の定数ｋ１をプロセス量ｘに対応して図３に示す如く求
める。

【００３０】さらに、補正演算式計算用電子計算機５３
は、図４に示すプロセス量ｘとｋ１の関係からプロセス
量ｘとｋ２との関係を図５に示す如く演算する。

【００３１】これによつて、上記式（３）と同様に次の
式（４）が求められ、補正演算式が補正演算式記憶部１
８に保存される。

【００３２】

【数４】

【００３３】運転制限値補正演算部１６は、起点となる
運転制限値ｙ０とプロセス量ｘ０を性能計算用電子計算
機１から初期値として受けると共に、プラントから刻々
変化するプロセス量ｘを短い周期で受け、プロセス量ｘ
がｘ０から微少変化したとき、この補正演算式（３）の
演算を実行する。従って、プロセス量がｘ０からｘに変
化した場合の運転制限値ｙが算出される。このような算
出により、プロセス量がｘ０からｘに微少変化したとき
の運転制限値ｙの精度を比較的よいものすることができ
る。

【００３４】次に、運転制限値監視装置１３の処理手順
を図６を参照して説明する。

【００３５】まず、運転制限値監視装置１３の入力制御
部１４は、プロセス量を入力する（２０１）。このと
き、図６に示すタイミングチャートのように運転制限値
監視装置１３では、性能計算データを性能計算用電子計
算機１から入力する周期Ｔよりも短い周期ｔ（ｔ＜Ｔ）
でプロセス量を入力制御部１４で受け取っている。

【００３６】すなわち、性能計算用電子計算機１の演算
周期をＴとし、運転制限値監視装置１３の演算周期をｔ
として、両周期にはｔ＜Ｔの関係がある。そして、性能
計算用電子計算機１では時刻ｔ１〜時刻ｔ２間に演算処
理をして、その結果を時刻ｔ２に運転制限値監視装置１
３へデータ送信する。運転制限値監視装置１３では、時
刻ｔ２、時刻ｔ３の短い周期ｔで演算をする。その後、
性能計算用電子計算機１は時刻ｔ４に演算を開始し、時
刻ｔ５に演算を停止して運転制限値監視装置１３へ演算
結果をデータ送信する。

【００３７】ここで、性能計算用電子計算機１から送ら
れるデータのフォーマットについて説明すると、例え
ば、図８に示すように運転制限値を計算した時刻ＨＨＤ
ＤＭＭ（１０１）、演算した運転制限値の個数ｍ（１０
２）とし、その値ｙが次のようになっている。

【００３８】

【数５】

【００３９】また、運転制限値に影響を与えるプロセス
量の個数ｎ（１０３）とし、その値ｘが次のようになっ
ている。

【００４０】

【数６】

【００４１】上記のように構成される性能計算データが
運転制限値監視装置１３の性能計算データ入力制御部１
５へ入力する（２０２）。

【００４２】ここで、例えば、性能計算用電子計算機１
が運転制限値を計算した時刻が１３時３０分で制限値ｙ
０の値が１２３．４５、制限値に影響を与えるプロセス
量ｘ０の値が６７．８９であったとすると、性能計算デ
ータは、図９に示すように運転制限値を計算した時刻
が″１３３０００″、演算した運転制限値の個数が１で
その制限値に影響を与えるプロセス量の個数が１とな
り、それぞれ個数が１つづであるから、次に運転制限値
ｙ０の値１２３．４５、その次に運転制限値に影響を与
えるプロセス量ｘ０の値が６７．８９のデータ構成とな
る。

【００４３】次に、性能計算データ入力制御部１５で
は、送られてきたデータの性能計算を実行した時刻１０
１と既に性能計算データ保存部１６ｂに保存されている
性能計算データの性能計算を実行した時刻が異なってい
た場合には、送られてきたデータが新しいデータである
と判定する（２０３）。この判定で新しいデータの場
合、性能計算データ入力処理部１６ａは性能計算用電子
計算機１から送られてきた性能計算データを性能計算デ
ータ保存部１６ｂに保存する（２０３）。

【００４４】また、送られてきたデータの性能計算を実
行した時刻１０１と既に性能計算データ保存部１６ｂに
保存されている性能計算データの性能計算を実行した時
刻が同じ場合は、性能計算データ入力処理部１６ａは処
理を行わず次のステップに進む。

【００４５】補正演算部１６ｃは、補正演算式記憶部１
８より前述した補正演算式を取り出す（２０５）と共
に、性能計算データ保存部１６ｂから運転制限値を取り
出し（２０６）、さらに、入力制御部１４から入力した
プロセス量を受け取る（２０７）。

【００４６】これにより、補正演算部１６ｃはこれらの
データにより運転制限値補正演算をする（２０７）。補
正演算部１６ｃは、その算出された運転制限値ｙを出力
制御部１７に送出する（２０８）。出力制御部１７で
は、送られたデータを装置外部に送出する（２０９）。

【００４７】以上のように本実施例によれば、性能計算
用電子計算機１の負荷を増すことなく従来通りの処理に
より、一定周期で運転制限値を計算させることができ
る。一方、プラントシミュレータ５１と補正演算式計算
用電子計算機５３により求めたプロセス量と運転制限値
との関係を２次関数や３次関数等の簡単な関数に基づく
補正演算式で保存されており、この補正演算式を活用し
て性能計算用電子計算機１で演算した一定周期の運転制
限値を初期値として、プロセス量の変化に応じた運転制
限値の補正演算を連続的に行うことができる。

【００４８】このように、本実施例による運転制限値監
視装置１３を従来の性能計算用電子計算機に付加するこ
とにより、性能計算用電子計算機の負荷に影響を与えず
運転制限値を連続的に演算し、連続的な監視を行うこと
ができる。従って、運転制限値を監視することにより異
常値が発生した場合に早急な運転員への告知が可能とな
る。

【００４９】なお、上記実施例では、性能計算の運転制
限値について説明したが、性能計算の他のパラメータを
求めるためにプロセス計算機等による演算に長時間を要
し、かつ、一定周期しか確認できないような演算につい
ても、同様に本発明を適用することができる。また、上
記実施例では、シミュレータのデータに基づいた補正式
で、２次関数による近似式で説明したが、運転経験に基
づくデータや３次関数、高次関数、対数等で表された補
正式についても実施可能である。また、上記実施例で
は、一変数の近似関数を用いて説明したが多変数の近似
関数であっても良い。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、性
能計算用電子計算機とは別に運転制限値を補正演算する
運転制限値監視装置を設けたから、従来一定周期に限っ
て確認および監視できた運転制限値を短い周期で繰り返
し連続的に監視することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す運転制限値監視装置の
構成図である。

【図２】図１の補正演算式記憶部に保存する補正演算式
を決定する手段を示す説明図である。

【図３】図２の補正演算式を決定する手段で求めたプロ
セス量と運転制限値の関係を示す図である。

【図４】図２の補正演算式計算用電子計算機で求めたプ
ロセス量と係数ｋ１との関係を示す図である。

【図５】図２の補正演算式計算用電子計算機で求めたプ
ロセス量と係数ｋ２との関係を示す図である。

【図６】図１の運転制限値監視装置の処理を示すフロー
チャートである。

【図７】性能計算用電子計算機の処理と運転制限値監視
装置の処理の時間を示すタイムチャートである。

【図８】図１の運転制限値監視装置が性能計算用電子計
算機１から入力する性能計算データのフォーマットであ
る。

【図９】図８の性能計算データの一例を示す説明図であ
る。

【図１０】性能計算用電子計算機の構成図である。

【符号の説明】

１ 性能計算用電子計算機 １３ 運転制限値監視装置 １４ 入力制御部 １５ 性能計算データ入力制御部 １６ 運転制限値補正演算部 １６ａ 性能計算データ入力処理部 １６ｂ 性能計算データ保存部 １６ｃ 補正演算部 １７ 出力制御部 １８ 補正演算式記憶部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 性能計算用電子計算機によって所定の計
   算周期で計算された運転制限値と、その運転制限値の変
   動に影響を与えるプロセス量とからなる性能計算データ
   を入力する性能計算データ入力制御部と、 プラントから前記プロセス量を入力する入力制御部と、 予め前記プロセス量の微少変化に対応する前記運転制限
   値の変化の関係を近似計算して定められた補正演算式を
   保存する補正演算式記憶部と、 前記性能計算データ入力制御部から入力した前記所定の
   計算周期で計算された前記性能計算データを初期値とし
   て、この初期値と前記入力制御部から入力する前記プロ
   セス量の変化量と前記補正演算式とから前記所定の計算
   周期より短い周期で繰り返し補正演算して順次新しい運
   転制限値を求める運転制限値補正演算部と、 この運転制限値補正演算部により求められた前記運転制
   限値を外部へ出力する出力制御部とを備えることを特徴
   とする運転制限値監視装置。