JPS6232388A - Automatic driving device for control rod - Google Patents

Automatic driving device for control rod

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JPS6232388A
JPS6232388A JP60172030A JP17203085A JPS6232388A JP S6232388 A JPS6232388 A JP S6232388A JP 60172030 A JP60172030 A JP 60172030A JP 17203085 A JP17203085 A JP 17203085A JP S6232388 A JPS6232388 A JP S6232388A
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control rod
reactor
control
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coordinates
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木下 光夫
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    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〔発明の利用分野〕 本発明は、原子カブラン1−の制御棒自動操作装置に係
り、特に、原子炉運転上の制限事項を遵守しながら、短
時間に原子カプラントを自動的に起動させたりするのに
好適な制御棒自動操作装置に関する。 〔発明の背景〕 沸騰水型原子力発電ブラン1−では、プラントの起動時
、停止時、制御棒パターン交換時等に、原子炉出力を制
御するため、約200本の制御棒の引抜き、挿入の操作
が行われている。従来、制御棒を操作する際に、運転員
は、長年の経験や知識に基づき、プラントで観測された
情報をもとにしてプラントの状態を把握し、その状態に
対応して手動で制御棒を操作している。しかしながら、
最近、プラント起動時間の短縮、運転の省力化、誤操作
防止などの目的として、制御棒操作の自動化が望まれて
いる。 ブラン1−起動時に制御棒の操作がどのように行われて
いるかを、(1)原子炉臨界操作、(2)原子炉臨界操
作、(3)原子炉出力上昇操作に分けて簡単に説明する
。 (1)の原子炉の臨界操作は、原子炉出力が1%未満の
とき、制御棒を順次引抜きながら原子炉を臨界状態に移
行させる操作である。通常、原子炉出力の急激な上昇を
抑えるため、炉ペリオド(炉周期)が例えば正で50秒
以下にならないように制御棒を操作する。もし、原子炉
出力が急激に上昇したときは、別に設けられているイン
ターロックが作動し、原子炉は自動的にスクラム停止す
るようになっている。 (2)の原子炉昇温昇圧操作ci、(1)の操作が終っ
た後、制御棒を順次引抜いて原子炉の温度(炉水温度)
を約100℃から約265℃に7圧力を1 kH/cm
”から約65 kg/cmzにする操作であり、原子炉
構造材への熱衝@紮防止するため、約り5℃/h以下の
速度で原子炉を昇温、昇圧するようにしている。 (3)の原子炉出力上昇操作は、(2)の原子炉昇温昇
圧操作が終った後、制御棒操作により原子炉出力を例え
ば300 M W e / h以下の速度で上昇させる
操作である。 このような運転の自動化を目的とした制御棒の自動操作
に関する先行技術として、特開昭55−114990号
「原子力発電所の原子炉出力制御装置」が知られている
。この技術では、原子炉出力の設定値や他装置から出力
された負荷変動に従い、操作する制御棒と制御棒操作量
を決定することが述べられている。 しかし、この技術を上記(1)、(2)、(3)におけ
る制御棒の自動操作に適用する場合1次のような短所が
ある。 (a)原子炉出力の設定値または負荷変動に従って制御
棒操作iを決定するど述べられているが、その方法が開
示されていない、制御棒の価値は、操作する制御棒が中
心付近が周辺か、その引抜き位置が炉心の上部か底部か
、その制御棒周辺の制御棒の引抜き位置が炉心の上部か
下部かなどによって変化する。そこで、従来技術では、
例λ−ば。 制御棒の印加反応度が過大で原子炉出力の変化が過大に
なること、あるいは制御棒印加反応度が過小で原子炉出
力の変化が過小になることがある。 (b)前記従来技術には、制御棒の操作時期に閣オる記
述が一切ない。したがって、制御棒を次次に操作して、
原子炉出力を急激に変化さゼてしまうというuJ能性が
ある。 (C)原子炉の温度や炉ペリオドなどを入力して制御棒
を操作する構成になっていないから、原子炉臨界操作時
や原子炉昇温、昇圧時に適用した場合、運転上の制限を
おかし5例えば、原子炉出力が急速に増加して、原子炉
をスクラム停止させてしまう可能性がある。このように
原子炉をスクラム停止させたり、逆に原子炉の出力上昇
速度が過小であったりすると、いずれも適
[Field of Application of the Invention] The present invention relates to an automatic control rod operation device for an atomic couplant 1-, and in particular, to automatically start up an atomic couplant in a short time while complying with restrictions on reactor operation. This invention relates to an automatic control rod operating device suitable for [Background of the Invention] In the boiling water nuclear power generation plant 1-, approximately 200 control rods are withdrawn and inserted in order to control the reactor output during plant startup, shutdown, control rod pattern replacement, etc. An operation is being performed. Conventionally, when operating control rods, operators would use their years of experience and knowledge to understand the state of the plant based on information observed in the plant, and then manually operate the control rods in response to that state. is operating. however,
Recently, automation of control rod operations has been desired for purposes such as shortening plant start-up time, saving labor in operation, and preventing erroneous operations. Bran 1 - Briefly explain how control rods are operated during startup, divided into (1) reactor critical operation, (2) reactor critical operation, and (3) reactor power increase operation. . The critical operation of the nuclear reactor (1) is an operation in which the reactor is brought into a critical state while sequentially withdrawing the control rods when the reactor output is less than 1%. Normally, in order to suppress a sudden increase in reactor output, control rods are operated so that the reactor period does not become less than 50 seconds, for example. If reactor power suddenly increases, a separate interlock is activated and the reactor is automatically brought to a scram stop. After completing the reactor temperature and pressure raising operation ci in (2), and the operation in (1), the control rods are withdrawn one after another to determine the reactor temperature (reactor water temperature).
from about 100°C to about 265°C at a pressure of 1 kHz/cm.
The temperature and pressure of the reactor are increased at a rate of about 5°C/h or less in order to prevent thermal shock to the reactor structural materials. The reactor power increase operation (3) is an operation in which the reactor power is increased at a rate of, for example, 300 M W e / h or less by operating the control rods after the reactor temperature and pressure increase operation (2) is completed. As a prior art related to automatic operation of control rods for the purpose of automating such operation, Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-114990 ``Reactor Power Control Device for Nuclear Power Plant'' is known. This technology states that the control rods to be operated and the amount of control rod operation are determined in accordance with the reactor output set value and load fluctuations output from other devices. However, when this technique is applied to the automatic operation of control rods in (1), (2), and (3) above, there are the following disadvantages. (a) It is stated that the control rod operation i is determined according to the reactor output set value or load fluctuation, but the method is not disclosed.The value of the control rod is that the control rod to be operated is It changes depending on whether the control rod is pulled out from the top or bottom of the core, whether the control rods surrounding the control rod are pulled out from the top or bottom of the core, etc. Therefore, in the conventional technology,
Example λ-ba. If the reactivity applied to the control rods is too high, the change in reactor power may become too large, or if the reactivity applied to the control rods is too small, the change in reactor power may be too small. (b) The above-mentioned prior art does not include any description regarding when to operate the control rods. Therefore, by operating the control rods one after another,
There is a uJ capability that causes sudden changes in the reactor output. (C) Since the control rods are not configured to be operated by inputting reactor temperature, reactor period, etc., if applied during reactor critical operation, reactor temperature rise, and pressure rise, operational limitations may occur. 5. For example, reactor power may increase rapidly and bring the reactor to a scram shutdown. If the reactor is brought to a scram stop in this way, or conversely, the rate of increase in the reactor's output is too low, both

【Fな制御と
ならないので、起動時1111力層当然J遥くなる欠点
がある。 以上のように、従来技術では、原子炉温度変化率や炉ペ
リオドのような運転士の制限条件を遵守しながら、短時
間に原子炉を起動するための制御棒自動操作装置を提供
できない欠点がある。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、原子−P運転」−の制御用事項を遵守
し、ながら、短時i1!に原子炉を自動的に起動できる
制a1棒自動操作′ij、ft 5i提供する−とにあ
る。 「発明の概要〕 本発明は、従来運転員が行っている操作をできるだけf
@星に自動化するためには、運転員の考え方をそのまま
とり八Fた自動化が必要である。二と、及び運転Eiの
A応操作法を実現するためには、運転員と同様に操作の
やり方を学習していく手段が必要で市ることに着目し、
て生まれたものである、本発明の特徴のひとつは、制御
棒操作時の原子炉出力の変化を適度L;−するプhめ、
制W棒の操作量を、その制御棒の座標(制御棒が炉心の
中心付近か周辺かを区別する座標)、その制御棒の用法
き位置(その制御棒の先端が炉心の上部か底部かを区別
する引抜き位t!1) 、その制御棒周辺の制御棒の引
抜き位置、原子炉の出力(または、原子炉臨界操作か昇
温昇圧操作かまたは原子炉出力上昇操作かを区別するも
の)、または原子炉炉心の熱的余裕(限界出力比や線出
力密度の制限値に対する余裕)などに基づいて決定する
ことである。また、このように種々の因子から操作量を
決定する必要があるため、操作数をあいまい論理を用い
て決定する魚も特徴である。 なお、操作する制御棒は、制御棒操作シーケンスから定
めるようにする。制御棒の操作時期は、運転上の制限事
項を遵守するため、原子炉部、li’i’操作時は炉ペ
リオドが目標値(例えば200秒)以上かまたは負であ
る条件、原子炉昇温昇圧操作時は原子炉温度(炉水温度
または原子炉構造材の温度)が目標の原子炉温度(時間
的に変化)より低いという条件、原子炉出力上昇時は原
子炉出力が目標出力(時間的に変化)より低いという条
件が少なくても瀞たさjl、でいるとぎとする。このよ
うに、原子炉起動過程で、操作時期を判定する7&準が
変わるので、これに柔軟に対応できろように。 1n−(:hsnルールを用いたプロダクションシステ
ムで操作時期を判定する。 本発明の他の特徴は、運@員の適応操作法を実現するた
め、制御棒統括制御装置に、制御棒操作量の決定方法を
学習する手段を設け1ある点にある7すなわち、制御棒
を操作した後に、原子炉出力の変化、中性子束の変化、
制御棒操作の時間間隔などを測定し、例^ば、もし原子
炉出力の変化が過大であれば、次回に同様な操作をする
場合、原子炉出力の変化が適度になるようにするため。 制御棒操作量を決定する際に使用したデータの一部を修
正する。また、例えば、制御棒操作があまりにも頻繁で
あれば、操作の時間間隔が適度になるように、同様に制
御棒操作時を決定する際に使用したデータの一部を修正
する。 〔発明の実施例〕 以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。図に
おいて、1は沸騰水型原子炉、2は制御棒、3は原子炉
炉心、4は再循環ポンプ、5は主蒸気管、6は給水管で
ある。10は、制御棒駆動装置11と制御棒[動制御装
置12とからなる制御棒制御装置、20は、制御棒操作
時期決定部21と制御棒操作量決定部22と制御棒操作
量学習部23とからなる制御棒統括制御装置である。 aは主蒸気流量、bは中性子束、Cは制御棒パターンの
信号及び制御棒操作終了の信号である。dは操作する1
本以上の制御棒の座標(例えば#(22−43))とそ
の操作量(例えば4ノツチ)、及び操作開始の指示を示
す信号である。Wは制御棒駆動信号、又は制御棒パター
ンを示す信号である6eは他装置で計算された原子炉炉
心3の熱的余裕に関する信号(限界出力比または線出力
密度など、fは他装置から出力された時間的に変化する
主蒸気流量の設定値(以下、原子炉出力設定値と呼ぶ)
である1gは制御棒操作シーケンスに基づいて定められ
て操作する制御棒の座標、制御棒パターン、主蒸気流J
ia(以下、原子炉出力とも呼ぶ)、炉心の熱的余裕0
を含む信号である。 hはこれから操作する制御棒の操作量Δ2を計算せよと
いう計算指示信号、pは計算した制御棒の操作量Δ2(
例えば、ΔZ=4ノツチ)である。 qは制御棒の操作を開始したのでプラントの状態変化を
計算せよという計算指示信号、rは制御棒操作量決定ル
ールを修正する学習の計算を開始せよという計算指示信
号である。Sは原子炉出力設定値fと原子炉出力aの偏
差である出力偏差と中性子束すを含む信号である。tは
操作量決定に使用したルールに関する情報であり、Uは
操作量決定に使用したルールを修正するための情報であ
る。 以下、制御棒を自動的に操作しながら、原子炉出力を増
加させる原子炉出力上昇操作を例として、本実施例にお
ける動作を説明する。なお、原子炉臨界操作時や原子炉
昇温昇圧操作時は、使用するパラメータの種類が多少変
わるだけで、基本的な動作は同じである。 制御棒統括制御袋M20の制御棒操作時期決定部21で
は、原子炉出力aとその目標値fとの偏差などに基づい
て制御棒を操作すべきか否かが判定され、制御棒を操作
しても良いという判定が出されたとき、後述するように
制御棒操作量学習部23で学習の処理をさせた後、信号
りを制御棒操作量計算部22に出力する。制御棒操作量
計算部22では、計算開始指示信号りを入力したとき。 制御棒操作シーケンスに基づいて定められる操作対象制
御棒の座標、制御棒パターン、原子炉出力a、炉心の熱
的余裕eを含む信号gを入力して、制御棒操作量ΔZを
計算し、その結果の操作量ΔZを信号Pとして制御棒操
作時期決定部21に出力する。操作量の計算が終ると、
制御棒操作時期決定部21では、制御棒操作シーケンス
に基づいて定めた操作される制御棒の座標、その操作量
(ΔZの値)、及び操作開始指示dを、制御棒駆動装置
装!!12に出力する。制御棒駆動制御装置12は、指
示dに従い、制御棒駆動袋fillを介して、制御棒3
を引抜く。 一方、制御棒操作開始の指示dが出力されると、制御棒
操作時期決定部21からは、制御棒操作量学習部23に
、プラントの状態変化の計算指示qが出力される。制御
棒操作量学習部23では、上記計算指示qを受けると、
出力偏差などの信号。 を入力しながら原子炉出力の偏差の正側及び負側の最大
値、中性子束変化率の最大値、制御棒操作の時間間隔な
どの計算を開始する。 制御棒操作終了の信号Cが制御棒操作時期決定部21に
出力されると、初期状態に戻る。そして。 制御棒操作時期決定部21では、出力偏差などに基づい
て制御棒を再び操作すべきかを判定する。 制御棒を再度操作するという判定があると、制御棒操作
時期決定部21は、制御棒操作量学習部23に学習開始
の指示rを出力する。このとき、学習部23では、プラ
ント状態変化の計算を終了し、計算した出力偏差や中性
子束変化率の最大値及び制御棒操作の時間間隔に基づい
て、前回の制御棒操作量ボ適切であったか否かの評価が
行われる。不適切と判定された場合は、操作車ΔZの計
算に使用したルールを修正する。その後、修正されたル
ールに基づいて操作量ΔZの計算が前述と同様に行われ
、計算が終了すると制御n操作時期決定部21の指示に
基づいて、制御棒の引抜き操作が再度始まる。 以上述べたように、本実施例では、制御棒の操作時期決
定、学習、操作量決定を制御棒統括制御装[20で行い
ながら、制御棒を自動的に操作する。 次に、以上述べたよう全機能を実現するための制御棒統
括制御装置20の構成を、第2図を用いて詳細に説明す
る。 制御棒操作時期決定部21は、データ入力部211、入
力データファイル212.生起事象監視・登録部213
.過去のデータ及びデータに対応する事象を記憶したフ
ァイル214.知識ベース215.インタプリンタ(推
論機構)216゜操作指示出力部217などで構成され
ている。知識ベース215には1次のようなルールが格
納されている。 制御棒引抜き操作に関するルール ルール#42 出力偏差を監視するルール ルール#43 生起事象監視・登録部213では、第3図に示すような
処理を周期的に組返し、入力データファイル212と過
去のデータファイルとを比較しながら、変化(生起)し
た事象(例えば、制御棒操作は終了)を知識ベースの事
象テーブルに格納する。 第4図に知識ベースとインクプリンタの構成と動作を示
す、インタプリンタでは、次のような一連の動作が行わ
れる。 (1)事象テーブルから変化(生起)した事象を捉え、
その事象に関連するルールの条件を弁別ネットを通すこ
とにより見出し、変化した事象に関連するルールの条件
部を活性化する。 (2)全ての条件が活性になったルールを、状況部が活
性ならば優先度をつけて、実行可能なルールを格納する
所であるアジエンダリストに登録する。 (3)アジエンダリストに登録されているルールの中か
ら、最優先のものをひとつ選択し、操作部を実行する0
以上の処理が終了したら最初に戻り、事象が変化してい
れば、(1)〜(3)の処理を行い、事象が変化してい
なければ、(3)の処理を行う。 このような処理において、前記ルール#43が選択され
ると、出力偏差が基準値以上か否かの判定がなされる。 すなわち、出力偏差Yが変数となるので、この変数の値
を入力データファイル212から取り出して1%以上か
否かの判定が行われる。 一方、ルール#42が選択された場合は、制御棒操作量
決定部23の学習をした後、操作する制御棒の座標Xの
計算が行われる。すなわち、制御棒操作シーケンスと制
御棒パターンから、次に操作する制御棒の座標が決定さ
れる0次に、操作量ΔZを計算する指示(信号R)が、
制御棒操作量決定部22に出力され、操作部ΔZが怪で
述べるような方法で計算される。その後、制御棒操作を
開始する指示(制御棒の座11x、操作量ΔZt&含む
信号(1)を操作指示出力部2J−7を介して出力する
。 次に、制御棒操作数ΔZを計算する方法を述べる。制御
棒操作量決定部22は、操作に決定に使用するルール、
メンバーシップ関数、前回使用したルールのメンバーシ
ップ値を記憶したファイル221と5操作址ΔZを計算
する部分222とからなる。操作量決定に使用するルー
ルは、次のようにi1転員の定性的知識を記述したルー
ルである。 ルール#I PM)) ここで、PI3はIンositivQRig+ P S
はP ositivsS wall + P MはPo
gitiveMediua&、を味する。 このようなルールを用いて、操作員を決定する際に、フ
ァジィ推論(あいまい論理)を用0る。 その理由は、(i)運転頁を持つ定性的な理由を用いて
操作量を決定するので、複雑なアルゴリズムが不要、(
i)変数が多くても計算が簡単であることなどである。 第5図に示すf@略化したルー・ルを用いで、ファジィ
推論の方法をf@単に述べる。ここでメンバーシップ値
μは、濶たされるaeを示す。すなわち、引抜き位置が
0から48まである場合、P8とは、位置が18<らい
を意味するので、位置がら丁度】8ならばμは1.0.
24ならばμは0,5.30ならばμはOである、第5
図のル・−ルは、L記したルールの条件をふたつだけと
り出して説明のため簡略化したルールである。制御棒操
作シーケンスと制御棒バタ・−ンから、操作する制御棒
の座標及びその引抜き位置がわかるので、現在のr、Z
であるrQ、Zoが定まる9ルール#iの条件】が満た
されろ度合μml、条件2が満たされる度合11r2.
などを計算し、その最小値μ、をルール#jのメンバー
シップ値とする。操作量はΔZとする7千l1.で、こ
のようなルールが複数個市るので、各ルールが満f−さ
れる度合μ乳と操作量ΔZ2の重み平均値をとって、実
際に操作する制御棒の操作員ΔZとする。 第6図に、計算手順を示す。この中で、μ虞を格納して
おくのは、使用したルールを記憶しておくためであり、
pが太き−いルールが操作量決定に大きく寄与したルー
ルとなる。 次に、制御棒操作員学習部23について述べる。 制御棒操作員学習部273は、学習のためのルールとそ
のメンバーシップ関数を格納したファイル231と、そ
の計算部232とからなる。制御棒操作後に、プラント
状態の変化(出力偏差の正側の最大値EI’s+axt
負側の最大値Er□。、中性子束変化率φ。の最大値φ
c1)、及び制御棒操作の時間間隔を計算する手順を、
第7図に示す。 学習のためのルールは、例えば次のようである。 ルール#k IF’(出力偏差の負側の最大値E rptnが中程度
) THEN(操作量が小さくなるように操作員決定ルール
をひとつ修正) ル−・〜ル# (k+1) IF(中性子束変化率の最大値φ。、1が大)THEN
(操作−檄が小さくなるように操作量決定ルールをふた
つ修正) ルール#(k+2) II?(制御棒操作の時mj間隔Tが過短)THEN 
(操作板が大きくなるように操作量決定ルールをひとつ
修正) これらの学習ルールを適用すべきが否かは、同様にファ
ジィ推論に基づいて判定する。すなわち、制a1捧操作
後に、学習ルールが満たされろ度合であるメンバーシッ
プ値μを各学習ルールについて計算し、μの最大値μk
MI&Xが例えば0.8以上の場合、操作量決定ルール
を実際に修正する。 ここで例えば、操作量が小さくなるようにルールをひと
つだけ(8正するという意味は、操作量決定ルールのう
ち実際に最も寄与した(μが最大であった)ルールを。 その操作量が小さくなるように修正する4すなわぢ、Δ
ZがPMであったならば、八ZをPSになるように修正
する。ふたつのルールを修正する場合は、操作量決定ル
ー・−ルのうち、μが最大のルールと1次に大きいルー
ルを修正する。これらの計算手順を、第8図にまとめて
示す。 次に、本発明の、−実施例をシミュレーション試験した
ときの結果を述べる。シミュレーション試験では、特に
学習の有効性をm認するため、学習機能(制御棒操作量
学習部23)がない場合と学習機能がある場合に分けて
試験をした。 最初に、学習機能がない場合の結果を第9図。 第】0図、第】1図を用いて説明する。なお、シミュレ
ーション開始時において、ル・−ル#42の事象“ブレ
ークポイントは出力上昇H,M制御棒操作は終了″が既
に生起しているものと仮定した6第9図は、操作量決定
のルールが最初から適切であった場合の結果である。原
子炉出力Powerとその設定値(設定負荷)との偏差
(出力偏差または負荷偏差)が基準値以上となると、前
記ルール#42が選定さお4、操作量ΔZがファジィ推
論により決定さお1、制御棒の引抜きが開始されメヤ5
.なお、ここでは、操作量ΔZは制御棒反応度の印加址
に対応する。このとき、制御棒反応が徐々に増加すると
ともに、中性子束が増加し、原子・炉出力(負荷)が設
定負荷に追従して1−昇しているのがオ〕かる。その後
、再び、制御3i1枠俣伜が柊−rLで、負荷偏差が基
壁値以上となると上記ど同様な操作が行われている。こ
の試@結果より、操作量ΔZが適切であれば、制御棒を
自@操作しf:lyが1−′)、負荷を設定負荷に追従
して自動的に上昇できる二とがわかる。 第10図は、操作数ΔZを決めるルールにおいて、当初
、操作量ΔZが過大であった場合の結果″r!ある。操
作量ΔZが過大であるため、設定負荷との偏差が非常に
大きく、原子炉をより安定に運転する上で好まし1.<
ない、二とがオ)かる9、一方、第11図は、操作量Δ
Zが過小である場合の結果である。この場合、制御棒を
頻繁に引抜いても設定負荷に追従した運偕が実現できず
、起動時間が長くなるという問題があることがわかる7
なお、操作量をオフライン計算で事前に決めておくとい
う従来の一般的な方法では、操作量ΔZを安全側(小さ
く)見積る必要があるので、これと同様な結果になると
考えられる。 Jメ玉の結果、起動時間の短縮化を図りながら原子炉出
力をより安定に上昇させるためには、操作量ΔZを決定
するル・−ルを自動的に修正する学習機能が必要なこと
がわかる、 次に、学習機能(制御棒操作盈学習部23)を付加した
場合のシミュレーション結果を第12図と第13図を用
いて述べる。第12図は、操作量ΔZを当初過大にした
ときの結果である(第10図の操作量と対応)。このと
き、最初は、負荷偏差の負側の最大値が中程度であるこ
とから、前記学習ルール#kが適用された。その結果、
再度制御棒を操作したときは、この負荷偏差が約1/2
に低減され、原子炉出力を安定に」−昇できることがわ
かったわ 一方、第13図は、第11図の場合のように。 当初操作−豫が過小であった場合の特性である1、この
場合、制御棒操作の時間間隔が非常りこ短かいことから
、学習ル・−ル# (k+2)が2回適用され、操作量
決定ノ!戸−ルが自動的に修正さJ+、た、−r:の結
果、第11図と比較して、制御棒の操作望度が修正され
、かつ設定負荷番J自動的に追従して、ノー↓勅時間を
短縮した運転が実現されることを確認した。 なお6フアジイ推論を制御棒操作址の決定鳥ろいは学習
に適用することの効果は、多くの変数占用いて簡単なア
ルゴリズムにより運転員と同等以上の制御性能を確保で
きること、従って、制御ラフl−ウェアの開発と保守が
非常にS甲になることである。 本実施例によれば、次のような効果がある。 (1)プラント起動時に艮時間に亘って運転員が監視操
作していた制御棒操作を自動化できるので、プランジ運
転の省力化、誤操作防止を達成できる。 (2)制御棒の操作量を原子炉出力や炉心の熱的余裕な
どに応じて変更すると共に、制御棒操作後のプラント状
態変化に基づいて学習する機能を設けであるから、原子
炉出力の不要な変動は最小限に抑えられる。これにより
、不必要なプラントトリップを回避できる。結局は、原
子炉出力を目標通りに短時間で起動することも可能とな
る。 (3)運転員の定性的知識を活用した自動化方式である
ので、自動化のための複雑な制御アルゴリズムが不要と
なる。特に、ファジィ推論を制御棒操作量の決定、学習
に用いることにより、多くの変数を扱う運転員と同等以
上の機能を簡単に実現できる。ソフトウェアの開発と保
守も簡単になる。 上記した本発明の一実施例では、プラント起動時の原子
炉出力上昇操作を中心として述べた。原子炉臨界操作あ
るいは原子炉昇温昇圧操作時には、炉ペリオドあるいは
原子炉温度(炉水温度)を入力すると、それらのパラメ
ータを制御した運転が実現できる。したがって、炉ペリ
オド、原子炉温度などを入力することにより、プラント
起動時の制御棒操作を全自動化できる。これによる効果
は。 特に、落雷などの原因で発生する負荷遮断後のプラント
を、短時間に自動的に起動できることである。 また、制御棒パターン交換時にも、必要なプラントのデ
ータを人力し、本発明を適用できる。この場合も、運転
の省力化、誤操作防止、i子炉出力の安定化、負荷追従
速度の高速化などの効果がある。 なお、本実施例では、原子炉出力を主蒸気流量としたが
、原子炉出力を発電機出力、中性子束などに替えても、
本発明は有効である。 本発明の他の実施例としては、制御棒操作と再循環流量
制御を併用した大幅負荷追従運転時に適用する制御棒自
動操作装置も考えられる。これは。 第1図の構成に、入力信号として、再循環流量。 再WI環流量と原子炉出力の目標軌跡を追従した構成に
なる。この実施例によれば、原子炉出力、再循環流量等
を安定に制御しながら、設定負荷に高速で追従できる自
動運転が実現される効果がある。 〔発明の効果〕 本発明によれば1次のような効果が得られる。 (1)制御棒操作を自動化できるので、原子力発電プラ
ントの運転省力化、誤操作防止が達成される。 (2)制御棒の操作量をプラント状態に応じて柔軟に変
更するから、原子炉出力の変動を最小限に抑えて、不必
要なプラントトリップを回避できる。また、原子炉出力
を目標通りに、短時間で起動することも可能となる。 (3)ルールを用いた制御により、自動化のための制御
アルゴリズム及びソフトウェアの開発と保守を簡単化で
きる。特に、ファイジ推論を制御棒操作の決定及び学習
に用いて、多くの変数を扱う運転員と同等以上の機能を
簡単に実現できる。
[Since it does not have F control, it naturally has the disadvantage that the 1111 force layer becomes much J when started. As described above, the conventional technology has the drawback of not being able to provide an automatic control rod operating device that can start up the reactor in a short time while complying with operator restriction conditions such as reactor temperature change rate and reactor period. be. [Object of the Invention] The object of the present invention is to comply with the control matters for ``atomic P operation'' and to achieve a short time i1! It provides an automatic control system that can automatically start the reactor. “Summary of the Invention” The present invention aims to reduce operations conventionally performed by operators to the greatest extent possible.
In order to automate the @star, it is necessary to take the same way as the operator's way of thinking and automate the 8Fs. Second, we focused on the fact that in order to realize the A response method of operation Ei, it is necessary to have a means to learn how to operate in the same way as the operator.
One of the features of the present invention, which was born from the
The amount of operation of the control rod, the coordinates of the control rod (coordinates that distinguish whether the control rod is near the center or the periphery of the reactor core), and the usage position of the control rod (whether the tip of the control rod is at the top or bottom of the core) the withdrawal position t!1), the withdrawal position of the control rod around the control rod, the reactor output (or what distinguishes whether it is a reactor critical operation, a temperature and pressure increase operation, or a reactor power increase operation) Alternatively, it can be determined based on the thermal margin of the reactor core (margin with respect to the limit value of the limit power ratio or linear power density). In addition, since it is necessary to determine the amount of operation from various factors as described above, the fish is also characterized by determining the number of operations using fuzzy logic. Note that the control rod to be operated is determined from the control rod operation sequence. Control rod operation timing is determined by the reactor section in order to comply with operational restrictions, and during li'i' operation, the reactor period is greater than or equal to the target value (for example, 200 seconds) or is negative, and the reactor temperature is increased. During boosting operation, the reactor temperature (reactor water temperature or reactor structural material temperature) is lower than the target reactor temperature (changes over time), and when increasing reactor power, the reactor output is lower than the target output (time-varying). Even if the condition that it is lower (changes in terms of In this way, during the reactor startup process, the 7 & criteria used to determine the timing of operation change, so it is important to be able to respond flexibly to this. The operation timing is determined by a production system using the 1n-(:hsn rule.Another feature of the present invention is that in order to realize the operator's adaptive operation method, the control rod integrated controller is equipped with a control rod operation amount control system. A means for learning the determination method is provided. 1 At a certain point 7 In other words, after operating the control rods, changes in reactor power, changes in neutron flux,
It measures the time interval between control rod operations, and for example, if the change in reactor output is excessive, it can be used to ensure that the change in reactor output is appropriate the next time the same operation is performed. Some of the data used to determine the control rod operating amount will be corrected. For example, if the control rods are operated too frequently, some of the data used to determine when to operate the control rods is similarly corrected so that the time intervals between the operations are appropriate. [Embodiment of the Invention] An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. In the figure, 1 is a boiling water reactor, 2 is a control rod, 3 is a reactor core, 4 is a recirculation pump, 5 is a main steam pipe, and 6 is a water supply pipe. 10 is a control rod control device consisting of a control rod driving device 11 and a control rod dynamic control device 12; 20 is a control rod operation timing determining section 21, a control rod operation amount determining section 22, and a control rod operation amount learning section 23; This is a control rod integrated control device consisting of: a is the main steam flow rate, b is the neutron flux, and C is the control rod pattern signal and control rod operation end signal. d is operated 1
This is a signal indicating the coordinates of one or more control rods (for example, #(22-43)), the amount of operation thereof (for example, 4 notches), and an instruction to start the operation. W is a control rod drive signal or a signal indicating a control rod pattern. 6e is a signal related to the thermal margin of the reactor core 3 calculated by another device (such as the limit power ratio or linear power density), and f is the output from another device. set value for the main steam flow rate that changes over time (hereinafter referred to as the reactor power set value)
1g is determined based on the control rod operation sequence, the control rod coordinates to be operated, the control rod pattern, and the main steam flow J
ia (hereinafter also referred to as reactor power), thermal margin of the reactor core 0
This is a signal containing h is a calculation instruction signal to calculate the manipulated amount Δ2 of the control rod to be operated from now on, p is the calculated manipulated amount Δ2 of the control rod (
For example, ΔZ=4 notches). q is a calculation instruction signal to calculate the state change of the plant since control rod operation has started, and r is a calculation instruction signal to start learning calculation for modifying the control rod operation amount determination rule. S is a signal including a power deviation, which is a deviation between the reactor power set value f and the reactor power a, and a neutron flux. t is information regarding the rule used to determine the manipulated variable, and U is information for modifying the rule used to determine the manipulated variable. Hereinafter, the operation in this embodiment will be described by taking as an example a reactor power increasing operation in which the reactor power is increased while automatically operating the control rods. Note that during reactor critical operation and reactor temperature and pressure increase operations, the basic operations are the same, with the only difference being the types of parameters used. The control rod operation timing determination unit 21 of the control rod integrated control bag M20 determines whether or not to operate the control rods based on the deviation between the reactor output a and its target value f, and determines whether or not to operate the control rods. When it is determined that the control rod operation amount is good, the control rod operation amount learning section 23 performs a learning process as described later, and then outputs the signal to the control rod operation amount calculation section 22. When the control rod operation amount calculation unit 22 receives a calculation start instruction signal. Input the signal g including the coordinates of the control rod to be operated determined based on the control rod operation sequence, the control rod pattern, the reactor output a, and the thermal margin e of the reactor core, calculate the control rod operation amount ΔZ, and calculate the control rod operation amount ΔZ. The resulting operation amount ΔZ is output as a signal P to the control rod operation timing determining section 21. After calculating the operation amount,
The control rod operation timing determination unit 21 determines the coordinates of the control rod to be operated, its operation amount (value of ΔZ), and operation start instruction d determined based on the control rod operation sequence. ! Output to 12. The control rod drive controller 12 drives the control rods 3 through the control rod drive bag fill according to the instruction d.
Pull it out. On the other hand, when the instruction d to start control rod operation is output, the control rod operation timing determining section 21 outputs an instruction q for calculating a change in the state of the plant to the control rod operation amount learning section 23 . When the control rod operation amount learning unit 23 receives the calculation instruction q,
Signals such as output deviation. While inputting the values, calculations of the positive and negative maximum values of the deviation of the reactor output, the maximum value of the neutron flux change rate, the time interval of control rod operation, etc. are started. When the control rod operation end signal C is output to the control rod operation timing determination section 21, the initial state is returned. and. The control rod operation timing determination unit 21 determines whether the control rods should be operated again based on the output deviation and the like. When it is determined that the control rod is to be operated again, the control rod operation timing determining unit 21 outputs an instruction r to start learning to the control rod operation amount learning unit 23. At this time, the learning unit 23 completes the calculation of the plant state change and determines whether the previous control rod operation amount was appropriate based on the calculated output deviation, the maximum value of the neutron flux change rate, and the time interval of control rod operation. An evaluation is made as to whether or not. If it is determined that it is inappropriate, the rule used to calculate the operated vehicle ΔZ is corrected. Thereafter, the operation amount ΔZ is calculated in the same manner as described above based on the revised rule, and when the calculation is completed, the control rod withdrawal operation is started again based on the instruction from the control n operation timing determining section 21. As described above, in this embodiment, the control rods are automatically operated while the control rod integrated controller [20] determines when to operate the control rods, learns, and determines the amount of operation. Next, the configuration of the control rod integrated control device 20 for realizing all the functions as described above will be explained in detail using FIG. 2. The control rod operation timing determining section 21 includes a data input section 211, an input data file 212. Occurrence event monitoring/registration unit 213
.. A file 214 that stores past data and events corresponding to the data. Knowledge base 215. It is composed of an interpreter (inference mechanism) 216, an operation instruction output section 217, and the like. The knowledge base 215 stores the following first-order rules. Rule #42 regarding control rod withdrawal operation Rule #43 Rule #43 monitoring output deviation The event monitoring/registration unit 213 periodically repeats the process shown in FIG. While comparing with the file, events that have changed (occurred) (for example, control rod operation is completed) are stored in the event table of the knowledge base. FIG. 4 shows the configuration and operation of the knowledge base and ink printer. In the interpreter, the following series of operations are performed. (1) Capture the events that have changed (occurred) from the event table,
The condition of the rule related to the event is found by passing it through the discrimination net, and the condition part of the rule related to the changed event is activated. (2) If the status section is active, a rule for which all conditions are active is given a priority and registered in the agenda list, which is a place where executable rules are stored. (3) Select one of the rules with the highest priority from among the rules registered in the assignee list and execute the operation section0
When the above processing is completed, the process returns to the beginning, and if the event has changed, processes (1) to (3) are performed, and if the event has not changed, process (3) is performed. In such processing, when the rule #43 is selected, it is determined whether the output deviation is greater than or equal to a reference value. That is, since the output deviation Y becomes a variable, the value of this variable is extracted from the input data file 212 and it is determined whether it is 1% or more. On the other hand, when rule #42 is selected, the coordinate X of the control rod to be operated is calculated after the control rod operation amount determination unit 23 has learned. That is, from the control rod operation sequence and control rod pattern, the coordinates of the next control rod to be operated are determined, and the instruction (signal R) to calculate the operation amount ΔZ is as follows:
This is output to the control rod manipulated variable determination section 22, and the operating section ΔZ is calculated using the method described below. After that, an instruction to start control rod operation (control rod seat 11x, operation amount ΔZt & signal (1) including signal (1) is outputted via the operation instruction output unit 2J-7. Next, a method for calculating the control rod operation number ΔZ The control rod operation amount determination unit 22 determines the rules used to determine the operation,
It consists of a membership function, a file 221 that stores the membership value of the rule used last time, and a section 222 that calculates ΔZ. The rule used to determine the amount of operation is a rule that describes the qualitative knowledge of transfer i1 as follows. Rule #I PM)) Here, PI3 is InositivQRig+ P S
is P ositivs S wall + P M is Po
Taste gitiveMedia&. Using such rules, fuzzy reasoning (vague logic) is used when determining the operator. The reasons for this are: (i) Since the amount of operation is determined using qualitative reasons with operation pages, there is no need for complex algorithms;
i) It is easy to calculate even if there are many variables. The fuzzy inference method will be simply described using the simplified rule shown in FIG. Here, the membership value μ indicates the ae to be exhausted. That is, if the extraction positions are from 0 to 48, P8 means that the position is 18 < leprosy, so if the position is exactly ]8, μ is 1.0.
If 24, μ is 0, if 5.30, μ is O, the fifth
The rule in the figure is a rule in which only two conditions of the rule marked L are taken out and simplified for the purpose of explanation. The coordinates of the control rod to be operated and its extraction position can be determined from the control rod operation sequence and control rod butterfly, so the current r, Z
The degree to which the condition 9 rule #i where rQ and Zo are determined μml is satisfied, and the degree to which condition 2 is satisfied is 11r2.
etc., and set its minimum value μ as the membership value of rule #j. The operation amount is ΔZ and is 7,000 l1. Since a plurality of such rules are available, the weighted average value of the degree μ to which each rule is satisfied f- and the operation amount ΔZ2 is taken as the operator ΔZ of the control rod who actually operates the control rod. FIG. 6 shows the calculation procedure. Among these, the reason why μ虞 is stored is to remember the rules used.
A rule with a large value of p is a rule that greatly contributes to determining the manipulated variable. Next, the control rod operator learning section 23 will be described. The control rod operator learning section 273 includes a file 231 storing rules for learning and their membership functions, and a calculation section 232. After control rod operation, change in plant status (maximum value on positive side of output deviation EI's + axt
Maximum value Er□ on the negative side. , neutron flux change rate φ. maximum value φ
c1), and the procedure for calculating the time interval of control rod operations,
It is shown in FIG. Examples of rules for learning are as follows. Rule #k IF' (maximum value on the negative side of output deviation E rptn is medium) THEN (one operator determination rule is modified so that the amount of operation is small) Rule # (k+1) IF (Neutron flux Maximum value of rate of change φ., 1 is large) THEN
(Modify two rules for determining the amount of operation so that the operation value becomes smaller) Rule # (k + 2) II? (mj interval T is too short during control rod operation) THEN
(One operation amount determination rule is modified so that the operation panel becomes larger) Whether or not these learning rules should be applied is similarly determined based on fuzzy inference. That is, after the constraint a1 operation, the membership value μ, which is the degree to which the learning rule is satisfied, is calculated for each learning rule, and the maximum value μk of μ is calculated.
If MI&X is, for example, 0.8 or more, the manipulated variable determination rule is actually modified. Here, for example, to make the amount of operation smaller, just one rule (8) means to correct the rule that actually contributed the most (μ is the largest) among the rules for determining the amount of operation.The amount of operation is small. 4 Correct it so that Δ
If Z is PM, modify 8Z to become PS. When modifying two rules, among the operation amount determination rules, the rule with the largest μ and the rule with the first largest μ are modified. These calculation procedures are summarized in FIG. Next, the results of a simulation test of the embodiment of the present invention will be described. In the simulation test, in order to specifically confirm the effectiveness of learning, tests were conducted separately for cases without the learning function (control rod operation amount learning section 23) and cases with the learning function. First, Figure 9 shows the results when there is no learning function. This will be explained using FIG. 0 and FIG. 1. Furthermore, it is assumed that the event of rule #42 "Break point is output increase H, M control rod operation ends" has already occurred at the start of the simulation.6 Figure 9 shows the flowchart for determining the manipulated variable. This is the result if the rules were appropriate from the beginning. When the deviation (output deviation or load deviation) between the reactor output Power and its set value (set load) exceeds the reference value, the rule #42 is selected (4), and the manipulated variable ΔZ is determined by fuzzy reasoning (1). , control rod withdrawal started and Maya 5
.. Note that here, the manipulated variable ΔZ corresponds to the application of control rod reactivity. At this time, the control rod reaction gradually increases, the neutron flux increases, and the nuclear/reactor power (load) follows the set load and increases by 1. Thereafter, when the control 3i1 frame is Hiiragi-rL again and the load deviation exceeds the base wall value, the same operation as above is performed. The test results show that if the manipulated variable ΔZ is appropriate, the control rod can be operated automatically (f:ly is 1-') and the load can be automatically raised following the set load. Figure 10 shows the result "r!" when the manipulated variable ΔZ is initially excessive in the rule for determining the manipulated number ΔZ. Since the manipulated variable ΔZ is excessive, the deviation from the set load is very large. Preferable for more stable operation of the nuclear reactor 1.<
On the other hand, Fig. 11 shows the manipulated variable Δ
This is the result when Z is too small. In this case, it can be seen that even if the control rod is pulled out frequently, the operation that follows the set load cannot be achieved and the startup time becomes longer.7
Note that in the conventional general method of predetermining the manipulated variable by off-line calculation, it is necessary to estimate the manipulated variable ΔZ on the safe side (smaller), so it is thought that a similar result will be obtained. As a result of J-Metama, in order to more stably increase the reactor output while shortening the startup time, it was found that a learning function that automatically corrects the rules that determine the manipulated variable ΔZ is necessary. I see.Next, the simulation results when the learning function (control rod operation learning unit 23) is added will be described using FIGS. 12 and 13. FIG. 12 shows the result when the manipulated variable ΔZ was initially made too large (corresponding to the manipulated variable in FIG. 10). At this time, at first, the learning rule #k was applied because the maximum value on the negative side of the load deviation was medium. the result,
When the control rod is operated again, this load deviation will be approximately 1/2
It was found that the reactor power can be stably increased by reducing the power to 100%, while the case in FIG. 13 is similar to that in FIG. 11. This is a characteristic when the initial operation amount is too small. In this case, since the time interval between control rod operations is very short, the learning rule # (k + 2) is applied twice, and the operation amount is Determined! As a result, the control rod operation preference is corrected compared to Fig. 11, and the set load number J automatically follows and the no. ↓It has been confirmed that operation with reduced operating time can be achieved. The effect of applying 6 fuzzy inferences to the learning process for determining the control rod operating area is that it is possible to secure control performance equivalent to or better than that of the operator using a simple algorithm that uses many variables. -The development and maintenance of software is extremely important. According to this embodiment, the following effects are achieved. (1) Since the control rod operations, which were monitored and operated by operators during plant start-up, can be automated, it is possible to save labor in plunge operation and prevent erroneous operations. (2) In addition to changing the amount of control rod operation according to the reactor output and the thermal margin of the reactor core, it also has a function that learns based on changes in the plant state after control rod operation, so the reactor output Unnecessary fluctuations are minimized. This avoids unnecessary plant trips. In the end, it will be possible to start up the reactor output in accordance with the target in a short period of time. (3) Since this is an automation method that utilizes the operator's qualitative knowledge, there is no need for complex control algorithms for automation. In particular, by using fuzzy inference to determine and learn the amount of control rod operation, it is possible to easily achieve functions equivalent to or better than that of an operator who handles many variables. Software development and maintenance will also become easier. In the embodiment of the present invention described above, the description focused on the operation to increase the reactor output at the time of plant start-up. During reactor critical operation or reactor temperature and pressure increase operation, by inputting the reactor period or reactor temperature (reactor water temperature), operation can be realized with these parameters controlled. Therefore, by inputting the reactor period, reactor temperature, etc., control rod operations at plant start-up can be fully automated. What is the effect of this? In particular, it is possible to automatically start up a plant in a short time after load shedding occurs due to a lightning strike or the like. Furthermore, the present invention can also be applied when replacing control rod patterns by manually inputting necessary plant data. In this case as well, there are effects such as labor saving in operation, prevention of erroneous operation, stabilization of i-core furnace output, and increase in load follow-up speed. In this example, the reactor output was used as the main steam flow rate, but even if the reactor output is replaced with the generator output, neutron flux, etc.
The present invention is effective. As another embodiment of the present invention, an automatic control rod operation device can be considered that is applied during a large load follow-up operation using both control rod operation and recirculation flow rate control. this is. In the configuration of FIG. 1, as an input signal, the recirculation flow rate. The configuration follows the target trajectory of re-WI recirculation amount and reactor output. According to this embodiment, there is an effect of realizing automatic operation that can follow the set load at high speed while stably controlling the reactor output, recirculation flow rate, etc. [Effects of the Invention] According to the present invention, the following effects can be obtained. (1) Since control rod operations can be automated, it is possible to save labor and prevent operational errors in nuclear power plants. (2) Since the amount of control rod operation is flexibly changed according to plant conditions, fluctuations in reactor output can be minimized and unnecessary plant trips can be avoided. It also becomes possible to start up the nuclear reactor output in accordance with the target in a short period of time. (3) Control using rules can simplify the development and maintenance of control algorithms and software for automation. In particular, by using Feige inference to determine and learn control rod operations, it is possible to easily achieve functionality equivalent to or better than that of an operator who handles many variables.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明による制御棒自動操作装置の一実施例を
示すブロック図、第2図は第1図のうち制御棒統括制御
装置の詳細を示すブロック図、第3図は生起事象監視・
登録部の処理を示すフローチャート、第4図は知識ベー
スとインタプリタの構成と動作を示すブロック図、第5
図はファジィ推論を説明するための簡略化したルールを
示す図、第6図、第7図、第8図はファジィ推論におけ
る計算手順を示すフローチャート、第9図、第10図、
第11図は学習機能がない場合のシミュレーション試験
結果を示す図、第12図及び第13図は第10図と第1
1図にそれぞれ対応させて学習機能がある場合の本発明
の効果を表すシミュレーション試験結果を示す図である
。 1・・・沸騰水型原子炉、2・・・制御棒、3・・・原
子炉炉心、4・・・再循環ポンプ、5・・・主蒸気管、
6・・・給水管、10・・・制御棒制御装置、11・・
・制御棒駆動装置、12・・・制御棒駆動制御装置、2
0・・・制御棒統括制御装置、21・・・制御棒操作時
期決定部、22・・・制御棒操作量決定部、23・・・
#御捧操作量学習部、21.1・・・データ入力部、2
12・・・入力データファイル、213・・・生起事象
監視・登録部、214・・・過去データ及び対応事象フ
ァイル、215・・・知識ベース、216・・・インタ
プリタ(推論機構)、217・・・操作指示出力部、2
21・・・操作量決定データファイル、222・・・操
作量計算部、231・・・学習ルール及びメンバーシッ
プ関数ファイル。 232・・・計算部。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the control rod automatic operation device according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing details of the control rod integrated control device in FIG. 1, and FIG.
FIG. 4 is a flowchart showing the processing of the registration unit; FIG. 4 is a block diagram showing the configuration and operation of the knowledge base and interpreter; FIG.
The figure shows a simplified rule for explaining fuzzy inference, Figures 6, 7, and 8 are flowcharts showing calculation procedures in fuzzy inference, and Figures 9, 10,
Figure 11 is a diagram showing the simulation test results without the learning function, Figures 12 and 13 are Figures 10 and 1.
FIG. 1 is a diagram showing simulation test results showing the effects of the present invention when there is a learning function corresponding to FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Boiling water reactor, 2... Control rod, 3... Reactor core, 4... Recirculation pump, 5... Main steam pipe,
6... Water supply pipe, 10... Control rod control device, 11...
- Control rod drive device, 12... Control rod drive control device, 2
0...Control rod integrated control device, 21...Control rod operation timing determining section, 22...Control rod operation amount determining section, 23...
#Osho operation amount learning section, 21.1...Data input section, 2
12... Input data file, 213... Occurrence event monitoring/registration unit, 214... Past data and corresponding event file, 215... Knowledge base, 216... Interpreter (inference mechanism), 217...・Operation instruction output section, 2
21... Operation amount determination data file, 222... Operation amount calculation unit, 231... Learning rule and membership function file. 232...Calculation section.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、原子炉の炉心内に挿入した複数本の制御棒のうち引
抜きまたは挿入操作する少なくとも1本の制御棒の座標
とその制御棒の操作量とその制御棒の操作時期とを自動
的に決定する制御棒統括制御装置と、制御棒統括制御装
置から出力された前記制御棒の座標と操作量と操作時期
とに従つてその制御棒を操作する制御棒制御装置とから
なる制御棒自動操作装置において、制御棒統括制御装置
が、操作対象のその制御棒の座標を制御棒操作シーケン
スに基づいて決定するとともに、原子炉プロセス量の少
なくともひとつとその目標値との偏差に基づいて前記制
御棒の操作時期を決定する制御棒操作時期決定部と、少
なくとも前記制御棒の座標とその制御棒を含む数本の制
御棒の引抜き位置に基づいてその制御棒の操作量を決定
する制御棒操作量決定部とを備えたことを特徴とする制
御棒自動操作装置。 2、特許請求の範囲第1項において、制御棒操作量決定
部が、あいまい論理を用いてその制御棒の操作量を決定
することを特徴とする制御棒自動操作装置。 3、特許請求の範囲第1項または第2項において、原子
炉プロセス量が、原子炉出力、原子炉温度、炉ペリオド
の少なくともひとつであることを特徴とする制御棒自動
操作装置。 4、上記特許請求の範囲のいずれか一項において、制御
棒操作時期決定部が、プロダクションシステムを用いて
、その制御棒の操作時期を決定することを特徴とする制
御棒自動操作装置。 5、原子炉の炉心内に挿入した複数本の制御棒のうち引
抜きまたは挿入操作する少なくとも1本の制御棒の座標
とその制御棒の操作量とその制御棒の操作時期とを自動
的に決定する制御棒統括制御装置と、制御棒統括制御装
置から出力された前記制御棒の座標と操作量と操作時期
とに従つてその制御棒を操作する制御棒制御装置とから
なる制御棒自動操作装置において、制御棒統括制御装置
が、操作対象のその制御棒の座標を制御棒操作シーケン
スに基づいて決定するとともに、原子炉プロセス量の少
なともひとつとその目標値との偏差に基づいて前記制御
棒の操作時期を決定する制御棒操作時期決定部と、少な
くとも前記制御棒の座標とその制御棒を含む数本の制御
棒の引抜き位置に基づいてその制御棒の操作量を決定す
る制御棒操作量決定部と、その制御棒を操作した後の原
子炉の状態変化または制御棒操作の時間間隔に基づいて
、制御棒操作量の決定に使用したデータの一部を修正す
る制御棒操作量学習部とを備えたことを特徴とする制御
棒自動操作装置。 6、特許請求の範囲第5項において、制御棒操作量学習
部が、あいまい論理を用いて制御棒操作量の決定に使用
するデータの一部を修正することを特徴とする制御棒自
動操作装置。 7、特許請求の範囲第5項または第6項において、原子
炉の状態変化が、原子炉出力とその目標値との偏差、原
子炉温度とその目標値との偏差、炉ペリオドとその目標
値との偏差、中性子束、炉心の熱的余裕、の少なくとも
ひとつの変化であることを特徴とする制御棒自動操作装
置。 8、特許請求の範囲第5項〜第7項のいずれか1項にお
いて、制御棒操作時期決定部が、プロダクションシステ
ムを用いて、その制御棒の操作時期を決定することを特
徴とする制御棒自動操作装置。
[Claims] 1. Coordinates of at least one control rod to be withdrawn or inserted among a plurality of control rods inserted into the core of a nuclear reactor, the amount of operation of the control rod, and the timing of operation of the control rod. and a control rod control device that operates the control rod according to the coordinates, operation amount, and operation timing of the control rod output from the control rod overall control device. In the automatic control rod operation device, the control rod integrated control device determines the coordinates of the control rod to be operated based on the control rod operation sequence, and also determines the deviation between at least one of the reactor process quantities and its target value. a control rod operation timing determination unit that determines the operation timing of the control rod based on the control rod; and a control rod operation timing determination unit that determines the operation amount of the control rod based on at least the coordinates of the control rod and the extraction positions of several control rods including the control rod. 1. A control rod automatic operation device comprising: a control rod operation amount determination unit. 2. The control rod automatic operation device according to claim 1, wherein the control rod operation amount determination unit determines the operation amount of the control rod using fuzzy logic. 3. The automatic control rod operating device according to claim 1 or 2, wherein the reactor process amount is at least one of reactor power, reactor temperature, and reactor period. 4. The control rod automatic operation device according to any one of the above claims, characterized in that the control rod operation timing determination unit determines the operation timing of the control rod using a production system. 5. Automatically determine the coordinates of at least one control rod to be withdrawn or inserted among the plurality of control rods inserted into the reactor core, the amount of operation of that control rod, and the timing of operation of that control rod. and a control rod control device that operates the control rod according to the coordinates, operation amount, and operation timing of the control rod output from the control rod overall control device. In the step, the control rod integrated control device determines the coordinates of the control rod to be operated based on the control rod operation sequence, and determines the coordinates of the control rod to be operated based on the deviation between at least one of the reactor process quantities and its target value. and a control rod operation amount that determines the operation amount of the control rod based on at least the coordinates of the control rod and the extraction positions of several control rods including the control rod. a determination unit and a control rod operation amount learning unit that corrects part of the data used to determine the control rod operation amount based on the change in the state of the reactor after operating the control rod or the time interval between control rod operations. An automatic control rod operating device comprising: 6. The control rod automatic operation device according to claim 5, characterized in that the control rod operation amount learning section modifies a part of the data used to determine the control rod operation amount using fuzzy logic. . 7. In claim 5 or 6, the state change of the reactor is defined as a deviation between the reactor output and its target value, a deviation between the reactor temperature and its target value, a reactor period and its target value A control rod automatic operation device characterized in that the change is at least one of a deviation from the neutron flux, a neutron flux, and a thermal margin of a reactor core. 8. A control rod according to any one of claims 5 to 7, characterized in that the control rod operation timing determination unit determines the operation timing of the control rod using a production system. Automatic operating device.
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