JPH09222202A - 異常診断装置 - Google Patents

異常診断装置

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JPH09222202A
JPH09222202A JP2918296A JP2918296A JPH09222202A JP H09222202 A JPH09222202 A JP H09222202A JP 2918296 A JP2918296 A JP 2918296A JP 2918296 A JP2918296 A JP 2918296A JP H09222202 A JPH09222202 A JP H09222202A
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JP
Japan
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signal
output
water level
steam generator
adder
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2918296A
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English (en)
Inventor
Shinichiro Suganuma
真一郎 菅沼
Susumu Teranishi
進 寺西
Toshikatsu Fujiwara
敏勝 藤原
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP2918296A priority Critical patent/JPH09222202A/ja
Publication of JPH09222202A publication Critical patent/JPH09222202A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B35/00Control systems for steam boilers
    • F22B35/004Control systems for steam generators of nuclear power plants

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単かつ正確に蒸気発生器の異常診断を行
う。 【解決手段】 給水制御弁を介して給水される蒸気発生
器、同給水制御弁へ出力するPI制御器、同PI制御器
へ出力するM系列信号の信号発生器、水位信号および流
量信号を受けるメモリ装置、メモリ装置の出力を受け蒸
気発生器の近似伝達関数の係数ベクトルを算出する近似
伝達関数演算装置、同近似伝達関数演算装置の出力を受
け正常時の係数ベクトルと比較し差が所定値以上のとき
異常信号を出力する異常有無判定装置を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はPWRプラントの蒸
気発生器等の異常診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のPWRの蒸気発生器の異常診断装
置を図4により説明する。蒸気発生器1は給水制御弁5
を経て給水され、蒸気はプラントへ送られる。プラント
の出力信号12sは水位設定器11、減算器10、PI
1 制御器9、加減算器8、PI 2 制御器6を順次経て給
水制御弁5へ送られる。
【0003】蒸気発生器1の水位計2の水位信号2sは
減算器10と異常判定器28へ送られる。蒸気発生器1
(給水制御弁5)の給水流量計4の出力は加減算器8と
蒸気発生器モデル27へ送られる。蒸気発生器1の蒸気
流量計3の出力は加減算器8へ送られる。
【0004】以上において、蒸気発生器1の水位制御は
次のように行われる。水位設定器11はプラントの出力
信号12sを受けて水位設定信号を出力する。減算器1
0はこの信号と蒸気発生器1の水位信号2sを受け、そ
の偏差信号を出力する。PI 1 制御器9はこの偏差信号
を受け、PI演算し第1次の制御信号を出力する。加減
算器8はこの制御信号ならびに蒸気発生器の蒸気流量信
号3sおよび給水制御弁の流量信号4sを受け前者の制
御信号に後者の信号の差を加えて修正し、修正制御信号
を出力する。PI2 制御器6はこの信号を受け、PI演
算し制御信号を出力する。給水制御弁5はこの信号を受
け、入力に応じて開閉し、蒸気発生器1の水位を所定の
レベルに維持する。
【0005】一方、蒸気発生モデル27は蒸気発生器1
の予め設定された詳細な伝達関数であり、給水流量信号
4sを受けモデル水位信号27sを出力する。異常判定
器28はこの信号と実の水位信号2sを受けその差を求
め、所定値以上のとき異常信号28sを出力する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記従来装置は蒸気発
生器の詳細な伝達関数を求める必要があり、その作業が
困難であった。また診断精度が伝達関数の精度に大きく
左右されるという問題点があった。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため次の手段を講ずる。
【0008】すなわち、異常診断装置として、給水制御
弁を介して給水される蒸気発生器と、同蒸気発生器につ
ながれたプラントの出力信号を受け水位設定信号を出力
する水位設定器と、同水位設定器の出力および上記蒸気
発生器の水位信号を受ける減算器と、同減算器の出力を
受ける第1のPI制御器と、同第1の制御器の出力およ
び上記蒸気発生器の蒸気流量信号を加算入力し、かつ上
記給水制御弁の流量信号を減算入力する加減算器と、同
加減算器の出力を加算器を介して受け上記給水制御弁へ
制御信号を出力する第2のPI制御器と、異常の有無診
断時最大長系列信号を上記加算器へ送る信号発生器と、
上記水位信号および流量信号を受けるメモリ手段と、上
記異常有無診断時上記メモリ手段の出力を受け、上記蒸
気発生器の予め定められた近似伝達関数の係数ベクトル
を算出する近似伝達関数演算手段と、同近似伝達関数演
算手段の出力を受け正常時の係数ベクトルと比較し差が
所定値以上のとき異常信号を出力する異常有無判定手段
とを設ける。
【0009】以上において、通常の蒸気発生器の水位制
御は次のように作用する。水位設定器はプラントの出力
信号を受けて水位設定信号を出力する。減算器はこの信
号と蒸気発生器の水位信号を受け、その偏差信号を出力
する。第1のPI制御器はこの偏差信号を受け、PI演
算し第1次の制御信号を出力する。加減算器はこの制御
信号ならびに蒸気発生器の蒸気流量信号および給水制御
弁の流量信号を受け前者の制御信号に後者の信号の差を
加えて修正し、修正制御信号を出力する。第2のPI制
御器はこの信号を受け、PI演算し制御信号を出力す
る。給水制御弁はこの信号を受け、入力に応じて開閉
し、蒸気発生器の水位を所定のレベルに維持する。
【0010】異常診断時は次のように作用する。信号発
生器は最大長系列信号(M系列信号)を加算器へ送る。
加算器では修正制御信号が持つノイズより十分振幅が大
きく、平均がゼロの外乱となる上記のM系列信号が加え
られ出力される。第2のPI制御器はこれを受け、PI
演算し、外乱を含んだ制御信号として給水制御弁へ送
る。給水制御弁はこの信号に応じて開閉し、長時間的に
は外乱がない、すなわちM系列信号がない場合と同様に
水位を維持する。
【0011】メモリ手段は上記外乱を含んだ給水弁の流
量信号および蒸気発生器の水位信号を受け記憶する。近
似伝達関数演算手段はこれらの流量信号および水位信号
をメモリ手段から受け、予め定められた蒸気発生器の近
似伝達関数の係数ベクトルを演算算出する。異常有無判
定手段はこれらの係数ベクトルを受け、正常のときの近
似伝達関数の係数ベクトルと比較し、その差が所定値以
上のとき異常と判定して異常信号を出力する。
【0012】このようにして、外乱を含む、すなわち十
分大きなM系列信号でゆすられた流量信号および水位信
号により、正確に近似伝達関数の係数ベクトルが求めら
れ、比較されるので、信頼性の高い蒸気発生器の異常診
断が容易に可能となる。また診断は通常運転中に水位制
御に影響を与えることなく行える。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を図1〜図
3により説明する。なお、従来例で説明した部分は同一
の番号をつけ説明を省略し、この発明に関する部分を主
体に説明する。
【0014】図1にて、加減算器8の出力は加算器7を
経てPI2 制御器6へ送られる。制御部21の出力は信
号発生器23を経て加算器7へ送られる。データ収集お
よび異常判定部22は、制御部21の出力、給水流量信
号4s、および水位信号2sを受ける。
【0015】給水流量信号4sと水位信号2sはメモリ
装置24、近似伝達関数演算装置25、異常有無判定装
置26を経て表示器27へ送られる。データ収集および
異常判定部22はこれらを有する。
【0016】以上において、通常は従来例で述べた通り
作用し、蒸気発生器1の水位は調整される。
【0017】異常診断時は次のように作用する。信号発
生器は制御部21から診断制御指令を受け、図2に示す
ようなM系列信号23sを加算器7へ送る。加算器7で
は修正制御信号が持つノイズより十分振幅が大きく、平
均がゼロの外乱(擬似白色ノイズで水位制御に害をあた
えない)となるM系列信号23sが加えられ出力され
る。PI2 制御器6はこれを受け、PI演算し、外乱を
含んだ制御信号として給水制御弁5へ送る。給水制御弁
5はこの信号に応じて開閉し、長時間的には外乱がな
い、すなわちM系列信号23sがない場合と同様に水位
を維持する。
【0018】メモリ装置24は外乱を含んだ、図2に示
すような給水弁5の流量信号4sおよび蒸気発生器(S
G)1の水位信号2sを定周期(例えば1s)で取りこ
み、次の処理で使えるデータに変換(工学単位変換等も
含む)し、畜える。
【0019】近似関数演算装置25は次のように作用す
る。 メモリ装置24から給水流量信号4sと水位信号2
sを入力する。そして予め定めた蒸気発生器の式(1)
で示す近似伝達関数を式(2)のARMAモデルの係数
i ,bi を最小2乗法により求める。
【0020】
【数1】
【0021】 係数が求まった式(2)に対して、何
種類かの周波数の正弦波を加え周波数応答を求め、図3
に示すようにボード線図上にプロットする。図中黒丸部
がゲイン特性、白丸部が位相特性である。 このボード線図より、最小2乗法により式(1)の
L,α,β,τ1 ,τ2を求め出力する。
【0022】次に異常有無判定装置26はこれらの信号
を受け、式(3)が成立したとき異常信号を出力する。
表示器27はこの信号により異常表示および警報を発す
る。
【0023】
【数2】
【0024】以上のようにして、従来のように蒸気発生
器1の詳細な伝達関数を求める必要なく、診断が簡単か
つ正確に行える。またプラントの通常稼動(一定出力)
中に、大きな影響を与えることなく、診断が行える。
【0025】
【発明の効果】以上に説明したように本発明は次の効果
を奏する。 (1) 蒸気発生器の詳細な伝達関数を求める必要な
く、近似伝達関数により診断が容易かつ正確に行える。 (2) M系列信号を外乱として用いることにより、プ
ラントの通常稼動(一定出力)中に診断が行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態の構成系統図である。
【図2】同一形態の作用説明図である。
【図3】同一形態の作用説明図である。
【図4】従来例の構成系統図である。
【符号の説明】
1 蒸気発生器 2 水位計 3 蒸気流量計 4 給水流量計 5 給水制御弁 6 PI2 制御器 7 加算器 8 加減算器 9 PI1 制御器 10 減算器 11 水位設定器 21 制御部 22 データ収集および異常判定部 23 信号発生器 24 メモリ装置 25 近似伝達関数演算装置 26 異常有無判定装置 27 表示器 28 異常判定器 29 蒸気発生器モデル

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 給水制御弁を介して給水される蒸気発生
    器と、同蒸気発生器につながれたプラントの出力信号を
    受け水位設定信号を出力する水位設定器と、同水位設定
    器の出力および上記蒸気発生器の水位信号を受ける減算
    器と、同減算器の出力を受ける第1のPI制御器と、同
    第1のPI制御器の出力および上記蒸気発生器の蒸気流
    量信号を加算入力し、かつ上記給水制御弁の流量信号を
    減算入力する加減算器と、同加減算器の出力を加算器を
    介して受け上記給水制御弁へ制御信号を出力する第2の
    PI制御器と、異常の有無診断時最大長系列信号を上記
    加算器へ送る信号発生器と、上記水位信号および流量信
    号を受けるメモリ手段と、上記異常有無診断時上記メモ
    リ手段の出力を受け、上記蒸気発生器の予め定められた
    近似伝達関数の係数ベクトルを算出する近似伝達関数演
    算手段と、同近似伝達関数演算手段の出力を受け正常時
    の係数ベクトルと比較し差が所定値以上のとき異常信号
    を出力する異常有無判定手段とを備えてなることを特徴
    とする異常診断装置。
JP2918296A 1996-02-16 1996-02-16 異常診断装置 Withdrawn JPH09222202A (ja)

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JP2918296A JPH09222202A (ja) 1996-02-16 1996-02-16 異常診断装置

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JP2918296A Withdrawn JPH09222202A (ja) 1996-02-16 1996-02-16 異常診断装置

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JP (1) JPH09222202A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002535587A (ja) * 1999-01-18 2002-10-22 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 化石燃料ボイラ
US7878159B2 (en) 2005-11-28 2011-02-01 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Steam generator and method of adjusting flow resistance of cooling water in steam generator

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002535587A (ja) * 1999-01-18 2002-10-22 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 化石燃料ボイラ
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Effective date: 20030506