JPS60140192A - 原子力発電所の自動周波数制御運転計画装置 - Google Patents

原子力発電所の自動周波数制御運転計画装置

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JPS60140192A
JPS60140192A JP58252123A JP25212383A JPS60140192A JP S60140192 A JPS60140192 A JP S60140192A JP 58252123 A JP58252123 A JP 58252123A JP 25212383 A JP25212383 A JP 25212383A JP S60140192 A JPS60140192 A JP S60140192A
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JP
Japan
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afc
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JP58252123A
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工藤 義朗
大塚 士郎
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Toshiba Corp
Nippon Genshiryoku Jigyo KK
Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Nippon Genshiryoku Jigyo KK
Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin

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  • Feedback Control In General (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野j 本発明は、沸騰水形1京子力光゛市プラン1〜においC
,適切な自動周波数制御(以FAI−にと称?+)運転
計画を作成することがCきる装置べに関りる。
[゛発明の技術的青用とその問題点1 原子力発電プラントの電力系統に占める割合が増大する
につれて、従来のように原子力発電を基底負荷用として
運用りるだけでなく、負伺追従運転やAFC運転等の出
力調整運転を行なう必要性が高まってきた。
AFC運転は、電力系統の系統周波数が基準値よりずれ
た場合に、中央給電指令所から各プラントにへFC要求
信号が送られ、これに基づいて光市機出力の増減がプラ
ント旬に11なわれることにより系統周波数が一定に保
lこれるというbので、出力の変化幅は±5%、出力変
化率は55%/′分程度ぐある。沸騰水形原子力光電プ
ラントでは発電機出力の変更は主に原子炉熱出力の変更
によつて達成される。
一般に、沸騰水形原子炉(以上BWRと称す)(におい
て原子炉熱出力は、炉心流量を増減させ炉心ボイド率を
変化させることによって減速材密度を操作し反応度を調
節づる再循環流量制御方式と、中牲子吸収祠である制御
棒の炉心挿入聞を変化させて反応屋を調節する制御棒操
作方式の2方式によって制御される。
しかしながら、AFC運転は運転回数が非出に多く、ま
た高出力状態でも実施されるため、(幾械的・熱的付加
の大きい制御棒操作方式による熱出力の調整は適当でな
く、炉心熱出力変更量も数%と小心いことから、再循環
流量制御式のみで熱出力の制御が行なわれる。
一方、BWRでは核燃料及び炉内機器の健全性紐持のた
め、原子炉の運転条件に制限が設けられている。このよ
うな制限は中性子束、炉心熱出力、炉心流量、原子炉水
位、再循環ポンプ速度及びポンプキャビテーション等の
各状態量毎に定められており、特に炉心熱出力と炉心流
量との間には第1図に示すような制限がある。図におい
て、曲線′18〜dはそれぞれ自然循環曲線、再循環ポ
ンプ20%速度曲線、再v3環ポンプ40%速度曲線及
び再循環ポンプ100%速度曲線を、また直線e〜iは
それぞれ100%制御棒パターン、キャビテーションに
対する制限、キトビテーションシリ限曲線、熱流束に対
する制限及び炉心流饋高に対づる制限を表わし、斜線を
施した部分が運転酌容領域ひある。さらに、核燃料と被
覆管との間の叶全性維持のため、予め核燃r1をならし
運転した0、1の出力分イ5(以下PCエンベロープと
称り)内でのみ出力分布の変更が許されるという運転制
限や、原子片冷却水が、沸騰繊維に至るまでの余裕量を
判定する指標(以FMCPRと称す)に関する制限等が
設置ノられている。
従って、BWRにおいてAFC運転を実施した場合、原
子炉内の各パラメータは入力されるAトC信号の幅に応
じて変動するが、このとき各パラメータとも前述の運転
制限の範囲内に収まるようにしなくではならない。つま
り、基底を出力と入力するAFC信号の幅の制限(以下
FAFC許容幅と称す)を適切に設定してやらなければ
ならない。
この基底出力及びAFC許容幅の適切な設定がAFC運
転計画である。このようなAFC運転計画を作成する場
合、特に過去に出力の変更がなされたときは、十分な時
間が経過しないうちは熱中性子吸収物質であるキセノン
135が過河状態にあるため、炉心反応が長い周期で変
動し、従って炉心流量等の原子炉内の各パラメータの変
動について予測計算を行わなければ適切なAFC運転計
画を決定することができない。
しかしながら、これまで各パラメータの変動量について
評価あるいは予測計算を行い、これに基づいて適切なA
FC運転計画を作成することができる装置は存在しなか
った。
[発明の目的] 本発明はかかる点に対処してなされたもので、原子力発
電プラントがいかなる運転状態にあっても運転員との対
話を通して最適なAFC運転計画を作成することができ
る。すなわちAFC運転の基底出力及びAFC許容幅の
適切な設定が可能なAFC運転計画装置を提供しようと
するものである。
[発明の概要] すなわら本発明は、運転員より基底出力あるいはAFC
許容幅の要求信号を入力するオペレータ入力装置と、こ
のオペレータ入力装置より基底出力あるいはAFC許容
幅の飲水(を号を入〕jするとともに、炉心監82装顕
より炉心熱出力、炉心流IA及びキセノン濃度等の炉心
内主要パラメータを入力し、原子力発電プラントシミュ
レーションモデルを用いて、基底出力要求信号を入力し
た場合にはこの要求された基底出力を満足するAFC許
容幅の部間変化を、あるいはAFC許容幅要求信号を入
力した場合にはこの要求されたAFC許容幅を満足する
基底出力の最大値の時間変化を予測する予測装置と、こ
の予測装置より出力された信号を入力しその運転計画を
表示づる表示装置とを備えたことを特徴とする原子力光
電所のAFC運転計画装置である。
[発明の実施例〕 取下、図面に承り一実施例について本発明を訂絹に説明
する。
第2図は本発明のAFG運転計画装置1を説明するブロ
ック図である。このAFC運転計画装置1はオペレータ
入力装置2、判断装置3、AFC許容幅・予測装置4、
基底出力・予測装置5、シミュレーションモデル計算装
置6及び表示装置7とから構成されCおり、次のように
動作する。
運転員は八FG運転計画作成にあたり、基底用力とAF
C運転幅のどちらをゆ先ざぜるかを決め、オペレータ入
力装昭2を通して入力づる。すなわら、AFC運転幅を
優先させる揚台には、オペレータ入力装置2にAFC運
転幅優先信号AとAFC許容幅要求信号Bが入力され、
一方基底出力を優先させる場合には、基底出力要求信号
Cど基底出力要求信号Dが入力される。
これらの信号へ〜Dはオペレータ入力装置2を介しく判
断装置3に入力され、判断装置3はA1ニC運転幅優先
信号Aの入力の場合にはAFC許容幅要求信号Bととも
に基底用力・予測装置5にAFG運転幅優先信号Aを出
力し、また基底出力俊先信号Cの入力の場合には基底出
力要求信号Dとともに、AFC許容幅・予測装置1に基
底出力優先信号Cを出力する。
予測装置4.5は、まず炉心監視装置8より得られる炉
心熱出力、炉心流量、キセノン濃度等の過去の炉心内主
要パラメータの履歴時系列信号上を基にキレノンia1
良変化の予測を行ない、力1心反応度の補償をするため
の炉心流量変化を予測する炉心の1次元核熱水力原子力
発電プラントシミル−ジョンモデル計弾装置6を起動り
る。ざらにその結果から、予測装置4.5は中性r朱、
炉心流量、水位、MCPR,PC余裕量等のAFC運転
に伴って変動する原子炉内の各パラメータに対して、予
めオフラインで炉心状態で評価された各パラメータの変
動量のデーゾルから、入力された基底出力及びAFC許
容幅に応じた変動量を計算し、これらが運転許容範囲を
逸脱しないように基底用力・予測装置5の場合には要求
されたAFC許容幅を満足する基底出力の最大値の時間
推移を予測した信号Fを、AFC許容幅・予測装置4の
場合には要求された基底出力を満足するAFC許容幅の
時間推移を予測した信号Gを判断装置3に出力する。
判断装置S3は信号F、Gを時間関数の形で表示装置7
に表示する。第:3及び第4図は、それぞれ信号G、1
−の表示例を示したものぐ、縦軸に発電機出力、横軸に
時刻をとり、基底出力MWを中心に八rCa’l容許容
斜線C図示しである。
運転員は表示装置7に表示された運転81画をみて、こ
の計画を受容するかまたは一部修止するがのデータをオ
ペレータ入力装置2に入力し、・オペレータ入力装ヱず
2はこれを信号11どしく判断装置3に出力する。判断
装置3はこの信号Hにより適宣予測装置4.5を用いて
再予測を行ない、最終的に決定された運転計画を基底出
力に関する出力信号1.J及びAFC運転幅に関りる出
力信号Kにより出力制御装置9に与える。
第5図は再循環流量制御方式による原子炉出力制御系を
説明するブロック図である。出力制御装置9は負荷パタ
ーン発生器10及び制御器11を備えでおり、この負荷
パターン発生器11は、予め設定された負荷目標額1−
と負荷変化率M及びへFG運転計画装置1がらの出力信
号I,Jに基づいて負荷パターンを計画し、これを出力
要求信号Nとして出力づる。この出力要求信号Nは制御
器1つを通しで中央給電指令所(図示Uザ)がらのAF
C要求信号O及びAFC運転計画装置1からの出力信号
Kが加算されC出力要求信号Pとしく負荷設定器12に
入力される。負荷設定器12は出力制御装置9からの出
力要求信号Pと実際の発電機13からの出力検出信号Q
との偏差をとった上で演算し、負荷要求信号Rとして再
循環流量制御系14に出力する。再循環流量制御系14
はこの負荷要求信号Rによって再循環ポンプ15を制御
し、原子炉16の再循環流量を調節して出力制御を行な
う。
なお、本発明のAFC運転計画装置は、運転員の指定に
よりAFC運転幅または基底出力のいずれかを優先させ
て運転計画をたてることのできる機能を有している。
発明の効果] 以上の説明からも明らかなように本発明のAFC運転計
画装置は、ANC運転計画にあたって原子炉の過去の運
転履歴からAFC運転幅または基底出力の伺れの場合に
ついても今後の運転予測を行うことができるので、運転
員の負荷を大幅に軽減りることがでさるばかりでなく、
原子力発電所の運転性を大いに改善することができ、電
力系統の紐持管理に寄与する。
【図面の簡単な説明】
第1図はAFC運転酌容範囲を示ず図、第2図は本発明
のAFC運転計画装置の一実施例を示すブロック図、第
3図は基定出力にすづいて本発明のAFC運転計画装置
によつて予測されたAFC許容幅の時間変化を示す図、
第4図はAFC許容幅に基づいて本発明のAFC運転計
画装置によって予測された基底出力の時間変化を示す図
、第5図は再循環流量制御方式による原子炉出力制御系
を説明するブロック図である。 1・・・・・・・・・・・・AFC運転計画装置2・・
・・・・・・・・・・オペレータ入力装置3・・・・・
・・・・・・・判断装置 4・・・・・・・・・・・・AFC許容幅・予測装置5
・・・・・・・・・・・・基底出力・予測装置6・・・
・・・・・・・・・シミュレーションモデル計算装置 7・・・・・・・・・・・・表示装置 8・・・・・・・・・・・・炉心監視装置9・・・・・
・・・・・・・出力制御装置10・・・・・・・・・・
・・負荷パターン発生器11・・・・・・・・・・・・
制限器 12・・・・・・・・・・・・負荷設定器13・・・・
・・・・・・・・発電機 14・・・・・・・・・・・・再循環流量制御系15・
・・・・・・・・・・・再循環ポンプ16・・・・・・
・・・・・原子炉 代理人弁理士須山(h− 第2図 第3図 第4図 時刻

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)運転員J、り基底出力あるいはAFC許容幅の要
    求信号を入力Jるオペレータ入力装置と、該オペレータ
    入力装置より基底出ノ」あるいは、AFCFl許容幅要
    求信号を入ノ〕づるとともに、炉心監視装置より炉心熱
    出力、炉心流量及び−1ニレノン濃度等の炉心内主要パ
    ラメータを入力し、原子力発電プラントのシミコレ−ジ
    ョンモデルを用いて、塁底出ノ〕敦求信号を入力した場
    合にはこの要求された基底出力を満足りるAFC許容幅
    の時間変化を、あるいはAl−C,F、1容幅要求信号
    を入力した場合にはこの要求されたAFC訂容幅を満足
    する基底出力の最大値の時間変化を予測する予測装置と
    、該Y副装置より出力された信号を入力しその運転51
    画を表示する表示装置6とを備゛えたことを特徴とりる
    原子力発電所の自動周波数制御運転計画装置。
JP58252123A 1983-12-27 1983-12-27 原子力発電所の自動周波数制御運転計画装置 Pending JPS60140192A (ja)

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