JPS6270791A - 原子力発電プラントの出力制御装置 - Google Patents

原子力発電プラントの出力制御装置

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JPS6270791A
JPS6270791A JP60211737A JP21173785A JPS6270791A JP S6270791 A JPS6270791 A JP S6270791A JP 60211737 A JP60211737 A JP 60211737A JP 21173785 A JP21173785 A JP 21173785A JP S6270791 A JPS6270791 A JP S6270791A
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JP
Japan
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generator output
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neutron flux
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request signal
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JP60211737A
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English (en)
Inventor
秋雄 荒川
大塚 士郎
古志 裕司
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Toshiba Corp
Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
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Publication date
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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
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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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] 本発明は、発電機出力要求信号に対して原子炉出フッを
調整し、発電機出力を調整するための原子力発電プラン
トの出力制御装置に関する。
[発明の技術的背景とその問題点] 一般に、原子力発電プラントでは出力変動をできるだけ
避け、基底負荷運転とよばれる出カ一定の運転を行って
いるが、電力系統における原子力発電プラントの占める
割合が増大するにしたがつて、電力需要の季節的または
時間的な変動に応じた負荷追従運転や自動周波数制御運
転(以下AFC運転という)を行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からずれ
た場合に、中央給電所から各プラントにそれぞれAFC
運転のための発電機出力要求信号を送り、この信号に基
づいて各プラントごとに発電機出力を調整し全体として
系統周波数が一定に保たれるように行う運転である。
AFC運転のための発電機出力要求信号は、1時間あた
り10数回と頬度が高く、この信号の変化率は毎分5%
程度であり、原子力発電プラントに入力される出力変化
信号としては変化率は極めて大きい。従来の原子炉出力
制御系の運転では、発電機出力をフィードバック信号と
して発電機出力を発電機出力要求信号に追従させる制御
を行っているため、基底出力がある程度高出力である場
合、変化率の大きいAFC運転の発電機出力要求信号が
出力増加信号として加算されると、炉心流量増加の変化
速度に比例して発生する中性子束のオーバーシュートに
よるピークが許容される中性子束制限値を越え中性子束
高のアラームを発生し、ひいては原子炉のスクラム信号
の発生により原子炉停止に至らしめる可能性がある。
このような問題を回避するため、中性子束の立上がり余
裕を見込んで基底出力を低くする、中性子束の立上がり
が小さくなるように発電機出力要求信号の大きさおよび
変化率をあらかじめ制限しておくことが考えられている
。しかしながらこのような方法によると出力、出力調整
範囲、およびその変化率が狭く限定され、中央給電所か
らのAFC運転要求に十分対応することができなくなる
という問題が生じる。
[発明の目的] 本発明はかかる従来の事情に対処してなされたもので、
中性子束がオーバーシュートにより中性子束上限値を越
えることを防止して、中性子束高のアラーム、原子炉の
スクラム等の発生を防止し、かつ、基底出力の低減、A
FC運転のための発電機出力要求信号の制限等を必要と
せず、中央給電所からのAFC運転要求に十分対応する
ことができ、原子力発電プラントの安全性を損うことな
く電力系統内の系統周波数の安定化を図ることのできる
原子力発電プラントの出り制御装置を提供しようとする
ものでおる。
[発明の概要] すなわち本発明の原子力発電プラントの出力制御装置は
、発電機出力要求信号と発電機出力信号を入力され発電
機出力を前記発電機出力要求信号に追従させるための第
1の再循環ポンプ速度要求信号を出力する発電機出力制
御器と、中性子束測定信号を入力され中性子束が中性子
束制限値を越えない再循環流量となるための第2の再循
環ポンプ速度要求信号を出力する中性子束制御器と、前
記発電機出力要求信号と前記発電機出力信号を入力され
これらの信号の差およびその変化率から前記第1の再循
環ポンプ速度要求信号と前記第2の再循環ポンプ速度要
求信号とを合成あるいは選択して再循環ポンプ速度指令
信号を出力する制御器選択部とを備えたことにより、原
子力発電プラントの安全性を損うことなく中央給電所か
らのAFC運転要求に十分対応することができ電力系統
内の系統周波数の安定化を図ることのできるようにした
ものである。
[発明の実施例] 以下本発明の詳細を図面に示す実施例について説明する
第1図は本発明の一実施例の原子力発電プラントの出力
制御装置の構成をを示すもので、図において、符号1は
原子力発電プラントの出力制御装置を示している。この
原子力発電プラントの出力制御装置1は発電機出力制御
器2と、中性子束制御器3と、制御器選択部4とから構
成されている。
発電機出力制御器2はAFC運転等のための発電機出力
要求信号と、実際の発電機出力信号が入力され、この実
際の発電機出力を発電機出力要求信号に追従させるため
に必要となる再循環ポンプ速度要求信号を出力する。
中性子束制御器3は、中性子束測定装置から入力される
中性子束測定値が中性子束制限値を越えないように監視
するとともに、中性子束制限値を越えない範囲では、炉
心流量を急速に上昇する再循環ポンプ速度要求信号を出
力する。
制御器選択部4は、発電機出力要求信号と発電機出力信
号を入力され、この偏差および偏差の変化率により、発
電機出力制御器2から入力された再循環ポンプ速度要求
信号と、中性子束制御器3から入力された再循環ポンプ
速度要求信号とを選択あるいは合成して、再循環ポンプ
速度指令信号を出力し、制御する。
このような発電機出力制御器2、中性子束制御器3は、
目標値と現状の制御器への入力との偏差および偏差の時
間による積分値を用いるいわゆる比例積分制御、あるい
はプラント状態量と目標値間の偏差および偏差の変化率
と、制御器のとるべき出力を制御ルールとして獲’+1
でおき、これらを用いて推論により現在の制御出力を計
算するいわゆるルールベース制御方式等により構成する
ことができるが、この実施例では、ルールベース制御方
式について説明する。
第2図は発電機出力制御器2の構成を示すもので、制御
器入力作成部5に発電機比7)信号および発電機出力要
求信号を入力され、これらの信号の偏差および偏差の変
化率を計算し、推論部6へ出力する。推論部6では、経
験的に求められた条件付命題、 If  EP 1sEp t  and  CEp 1
scEp +  thenCOP !5COp I  
else  1f−=で表わされた制御ルールに基づき
制御器出力である再循環ポンプ速度要求信号の変化率を
推論する。
ここで、EP I、CEr + 、COp Iは、それ
ぞれの台集合、発電機出力要求信号と発電機出力信号と
の偏差である制御器入力の偏差EP、偏差の変化率CE
P 、制御器出力である再循環ポンプ速度要求信号の変
化率COPのあいまいラベルである。
また制御ルールは発電機出力の偏差EPと偏差の変化率
CEp対する再循環ポンプ速度要求信号の変化率Cop
として第3図に示すようなテーブルによってその関係が
表わされる。なおこのテーブルに示される。
PB、PM、PSは、それぞれ、PO31tiVe [
Sig、Po5itive Medium 、 Po5
itive Smallを、ZOは、Zeroを、NB
、NM、NSはそれぞれ、NegatiVeBig、N
egativeHediumlNegativeSma
ll、を示している。たとえばこのテーブルにおいて、
もし発電機出力の偏差EPが負で太きく (NB)偏差
の変化率CEPが負で大きい(NB>時は再循環ポンプ
速度要求信号の変化率を正で大きく(PB)しなさい等
ということを示している。
制御器出力である再循環ポンプ速度要求信号はこれらの
ルールのファジィ論理に基づく合成によって求められる
。この制御器出力は、1番目のルールの前提部に対して
ルールの満足度を計算し、実際の制御動作は、全てのル
ールの出力をそれぞれの満足度で重みづけをして制御器
出力作成部7において求められる。
一方、これらの制−ルールは、先験的、経験的に求めら
れるものであるが、これを実際に行った運転履歴データ
から学習し、改良することができる。この制御ルール学
消部は、制御性能評価部8と制御ルール修正・作成部9
より構成されている。
制御性能評価部8は、発電機出力偏差Epと偏差の変化
率CEPから制御状態を直接評価し、制御ルールの修正
量を結果として出力する。評価関数は、制御ルールと同
様の条件付命題、If  Ep 1sEp I  an
d  CEP 1SCEp IthenP p ! S
 P P l  e I 38 − = ・”によって
表わされ、これらは第4図に示すようなテーブルによっ
て関連づけられている。ここでPは制御ルールの修正量
である。
制御ルール修正・作製部9は、評価関数からの評価結果
に基づき、現在の制御状態に責任があると思われる制御
ルールを修正する。現在の制御状態に責任あるルールは
、現在よりあるサンプリング時間j前に実行されたもの
であり、このルールを評価関数部で指定した量Pだけ修
正する。jサンプリング時間前に実行されたルールがな
いときは、現在の制御状態の入出力よりルールをfr規
作成する。
発電機出力制御器2と同様に中性子束制御器3も中性子
束信号と中性子束制限値の偏差、偏差の変化率と再循環
ポンプ速度要求信号変化率の関係をルールベースとして
構成されている。
制御器出力の選択、合成を行う制御器選択部4も、発電
機出力偏差EPと偏差の変化率CEPと、発電機出力制
御器2の出力を選択する度合Spとの関係を条件付複合
命題 If  EP 1sEp Iand  CEP 1sc
Ep I thenSP 1ssp +  else 
 If−−−・−−−−−で表わしたルールに基づき決
定される。第5図はこれらの選択ルールの例を示すもの
で、たとえば発電機出力偏差が負で大(NB>のときは
発電機出力偏差の変化率がどんな値でも発電機出力制御
器2の出力の選択の度合を全くゼロ(AZ>とじなざい
等という意味を表わしている。なおこの図において、A
ZはabSOIuteiy Zero 1ABはabs
1utely Bigを示している。また、この制御ル
ールテーブルは、発電機出力が目標値から遠いときには
、中性子束制御器3の出力を選択するようにし、立上が
りの速い中性子束をフィードバック信号として、この中
性子束を制限値近くまで上昇させ、中性子束の制限値を
越えない範囲で発電機出力の立上がりをできるだけ速く
する。発電機出力が目標に近付いたならば、徐々に発電
機出力制御器2の出力を選択するウェイトを増やし、目
標値に発電機出力を整定ざUることを表わしている。す
なわち、中性子束の制限を陽に評価し、中性子束が制限
値を越えない範囲で発電機出力を再循環ポンプ流量操作
によってできるだけ速く上昇させるものである。
また、このルールを発電機出力偏差の変化率についても
依存するように微調整できるようにすることも可能であ
る。
実際の制御器選択の度合は、ルールの合成によって求め
られる。ただし選択の度合は0以上1以下の値をとる必
要がおるため、第5図に示すようなラベルをとる。発電
機出力制御器2の出力の選択の度合SPが決定されると
再循環ポンプ速度指令信号Rは、発電機出力制御器2よ
り求められた再循環ポンプ速度要求信号RPと中性子束
制御器3より求められた再循環ポンプ速度要求信号RF
との重みつぎ平均により求められる。すなわちR=Sp
 −Rp + (1SP )RFとなる。
第6図はこのように構成された原子力発電プラントの出
力制御装置1で実際に10%出力上昇する出力制御を行
った例を示すグラフで、このグラフにおいて縦軸は再循
環ポンプ速度指令信号、中性子束、発電機出力の相対値
を示し、横軸は経過時間を示している。また曲線a、b
、cはそれぞれ再循環ポンプ速度指令信号、中性子束、
発電機出力の時間変化を示しており、点線dは中性子束
制限値、実線eは発電機出力目標値を示している。
このような制御では、発電機出力が目標値から離れてい
るきには、中性子束制御器3が働き、中性子束制限値を
越えない範囲で発電機出力が急速に上昇され、発電機出
力が目標値に近付くにつれ、中性子束制御器3に代わり
発電機出力制御器2の選択の度合が大きくなり、発電機
出力を目標値に整定している。このとぎ発電機出力の立
上がりは速く、中性子束が中性子束制限値を越えること
もなく、効果的に制御されていることかわかる。
第7図のグラフは、ルールベース制御ではなく、比例積
分制御方式を発電機出力制御器と中性子束制御器に使用
した本発明の原子力発電プラントの出力制御装置の制御
例を示すグラフで、このグラフにおいて、縦軸は再循環
ポンプ速度指令信号、中性子束、発電機出力の相対値を
示し、横軸は経過時間を示している。また、曲線f、g
、hはそれぞれ再循環ポンプ速度指令信号、中性子束、
発電機出力の時間変化を示し、点線iは中性子束制限値
、実線jは発電機出力目標値を示している。
このグラフかられかるように、比例積分制御方式の発電
機出力制御器及び中性子束i!+制御器を用いても、前
述の実施例と同様な効果を得ることができる。
[発明の効果] 以上のべたように本発明の原子力発電プラントの出力制
御装置では、中性子束がオーバーシュ−1〜により中性
子束上限値を越えることを防止することができ、中性子
束高のアラーム、原子炉のスクラフムなどの発生を防止
することができ、かつ、基底出力の低減、AFC運転の
ための発電機出力要求信号の制限等を必要とすることが
ないので、中央給電所からのAFC運転要求に十分対応
することができ、原子力発電プラントの安全性を損うこ
となく、電源系統内の系統周波数の安定化を図ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の原子力発電プラントの出力
制御装置の構成を示すブロック図、第2図は第1図に示
す原子力発電プラントの出力制御装置の発電機出力制御
器の構成を示すブロック図、第3図〜第5図はルールベ
ース制御のルールを示すテーブル、第6図〜第7図は本
発明の原子力発電プラントの出力制御装置の制御例を示
すグラフである。 1・・・・・・原子力発電プラントの出力制御装置2・
・・・・・発電機出力制御器 3・・・・・・中性子束制御器 4・・・・・・制御器選択部 出願人     日本原子力事業株式会社出願人   
  株式会社 東 芝 代理人弁理士  須 山 佐 − 贅を抵徴カ dコツ1ε二E伸]P〔(イ1L 第1図 第2図 夜電機畿偏先り6岬    [F] 第3wJ 1シ:tStヒ(イ4tnつし4V−譚?      
   CEPt1牡−fJ%Lfl凝碑   ■ 時lXl1傍す 第6図 特Fil(竹) 第7図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)発電機出力要求信号と発電機出力信号を入力され
    発電機出力を前記発電機出力要求信号に追従させるため
    の第1の再循環ポンプ速度要求信号を出力する発電機出
    力制御器と、中性子束測定信号を入力され中性子束が中
    性子束制限値を越えない再循環流量となるための第2の
    再循環ポンプ速度要求信号を出力する中性子束制御器と
    、前記発電機出力要求信号と前記発電機出力信号を入力
    されこれらの信号の差およびその変化率から前記第1の
    再循環ポンプ速度要求信号と前記第2の再循環ポンプ速
    度要求信号とを合成あるいは選択して再循環ポンプ速度
    指令信号を出力する制御器選択部とを備えたことを特徴
    とする原子力発電プラントの出力制御装置。
  2. (2)発電機出力制御器は入力されたデータからルール
    ベース制御に基づいて第1の再循環ポンプ速度要求信号
    を出力する特許請求の範囲第1項記載の原子力発電プラ
    ントの出力制御装置。
  3. (3)中性子束制御器は入力されたデータからルールベ
    ース制御に基づいて第2の再循環ポンプ速度要求信号を
    出力する特許請求の範囲第1項〜第2項記載の原子力発
    電プラントの出力制御装置。
  4. (4)制御器選択部は入力されたデータからルールベー
    ス制御に基づいて再循環ポンプ速度指令信号を出力する
    特許請求の範囲第1項〜第3項記載の原子力発電プラン
    トの出力制御装置。
JP60211737A 1985-09-25 1985-09-25 原子力発電プラントの出力制御装置 Pending JPS6270791A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11076622B2 (en) 2013-10-09 2021-08-03 Nissin Foods Holdings Co., Ltd. Method for producing fried noodle lump

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US11076622B2 (en) 2013-10-09 2021-08-03 Nissin Foods Holdings Co., Ltd. Method for producing fried noodle lump

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