JPS63235898A - 原子力発電プラントの多変数制御方法および装置 - Google Patents

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】 〔発明の目的） （産業上の利用分野） 本発明は沸騰水型原子力発電プラントの負荷追従制御方
法および装置に係り、特に秒から分単位の短周期で数％
幅の小幅出力変更要求に迅速に応答（追従）！ｊ′る原
子力発電ブランｉ・の多変数制御方法および装置に関す
る。

（従来の技術） 最近の沸騰水型原子力発電プラントの概要は第４図に示
されるように構成され、冷ＩＩＩ材や減速材として軽水
を使用した沸騰水型原子炉１を協えている。この沸騰水
型原子炉１は原子炉圧力容器２内に多数の燃料集合体を
装荷した炉心３が形成されており、この炉心３を冷ｆＪ
Ｉ材４が通過するとき、ウラン燃料の核分裂によって発
生した熱を奪い然気となる。沸１成水型原子炉１の炉心
３で発生した蒸気は、炉心上部にある気水分１ｉｆｔ器
５で気液分離された後、蒸気乾燥器６を通り、原子炉圧
力容器２から延びる主蒸気管７に案内される。

主蒸気管７に案内された蒸気は図示しない主蒸気隔離弁
やタービン蒸気加減弁８を通って蒸気タービン９に導か
れ、この蒸気タービン９で仕事をし発電機１０を駆動さ
せる。蒸気タービン９で仕事をした蒸気は復水器１１に
送られて凝縮され、復水となる。この復水は原子炉復水
給水系１２を通り、沸１１１（原子炉１内に戻される。

原子炉復水給水系１２には復水の濾過・脱塩装置（図示
せず）や給水ポンプ１３、給水加熱器（図示せず）笠が
設けられている。

一方、沸騰水型原子炉１には原子炉圧力容器２内の炉水
を再循環ざＵる原子炉再結１１系１５が２系統（図示例
では１系統のみを示ず。）設けられてＪ３す、このσ工
循環系１５で沸騰水型原子炉１内のか水は再循環される
。原子炉再循環系１５は再循環ポンプ１６によって駆動
され、この再循環ポンプ１６の駆動は再循環流量制御器
１７によりコン１ヘロールされる。

再循環流量制御器１７は、再循環ポンプＭＧセット１８
と、このＭＧセット１８を制御する主１１制御器１９お
よびＭＧセット速度制御鼎２０から構成される。上記再
循環ポンプＭＯセット１８は駆動電動機（Ｍ）２１と可
変周波数発電機（Ｇ）２２とこれらに連絡する流体継ぎ
手２３とから構成される。再循環流ω制御器１７は再循
環ポンプ１６を駆動する誘導雷！ＦｉｌＪ機２４の電源
周波数を変えてポンプ回転数を変化させ、これにより再
循環流量の調整を行なっている。

また、沸騰水型原子炉１の圧力は、圧力制御４２８によ
り、安定になるように制御される。この圧力制御器２８
は主蒸気管７に数句けられた圧力センサ２９からの圧力
信号を入力してタービン蒸気加減弁８の開亀を調節し、
蒸気タービン９に流入する蒸気量が沸騰水型原子炉１の
炉心３で発生Ｊる蒸気ωに児合うように制御している。

他方、沸騰水型原子炉１内の炉水位は給水制御系３０に
よりほぼ一定に保たれる。この給水制御系３０は給水ポ
ンプ１３により給水流量を操作し、原子炉水位を一定に
保つように調節している。

しかして、従来の沸騰水型原子力発電プラントにおいて
、各制御器の自動モードにおける負荷追従制御は、再循
環流量制御と原子炉圧力制御を協調させて行なっており
、０荷偏差が正の場合に４．Ｌ、再循環流量制御′ａ１
７へ上昇指令を与えて炉心流ωを増加させ、炉出力を上
昇させる一方、圧力制御器２８にはタービン蒸気加減弁
８の弁間指令を与えて過渡的に蒸気流ｆ＋ｉを取出し、
原子力発電ブラン１−のプラン］へ出力の初期応答を改
ｐ１シている。

（発明が解決しようとする問題点） ＞ＪＨＩＩ！２ＩＩ原子力発電プラントにおいて、ＡＦ
Ｃ（自動周波数制御）やＧＦ（ガバナフリー）運転とい
う秒り日ら分単位の負荷追従運転のニーズがｎまってい
る。このような負荷追従制御において、プラント出力制
御の性能向上を行なうには、再循環人品操作とタービン
蒸気加減弁操作を併用さぼる必要があるが、Ｗｅｍ木型
原子力発電プラント各変数問、ブ４ｉ−わら原子炉圧力
の変化、中性子束変化、原子炉水位変化等の各変数間に
強い相互干渉が存在し、従来の負荷追従運転では、プラ
ント出力制御の性能向上のうえで、制御系膜５１に限界
があった。

実際、再循環流量操作を行なうと中ｆ［子束変化や原子
炉圧力変化、熱気流量変化、発電機出力変化が生じ、ま
たタービン蒸気加減弁の弁操作ににつ−（ｂ蒸気流産変
化や原子炉圧力変化、発電機出力変化が生じることは勿
論、ボイド反応度の変化にＪこる中性子束変化が生じ、
動的で複雑な干渉が生じるので正確かつ迅速に短周期で
負荷追従さけることが困何であった。

このような動的でＩＩへ干渉を承りプロセスハ１イ制御
系の迅速な負荷追従制御には、多変数制御が自効である
。この多変数制御を沸１七水型原子炉に適用するｒｔｌ
＋究はいくつか発表されているが、これらの多変数制御
には操作入力が具体的でなく制ｔｉｔ器が実現できない
等の種々の不備な点があるため、研究発表の段階にとど
まっている。

本発明は上述した事情をＰｊ慮してなされたもので、原
子力光１“■プラントにお１″Ｊる動的な干渉を充分に
考慮し、負荷追従運転時に原子炉圧力や中性子束変動を
制御しつつ、小幅なプラン１へ出力変更要求に対して迅
速かつ正確に短周期で応答することができる原子力発電
プラン１への多変数１ｉ制御方法およびその装置を提供
することを目的どする。

本発明の池の目的は、原子力発電プラントの負荷追従に
おいて、原子炉圧力の変化や中性子束変化、原子炉水位
変化を抑えつつ、数％幅の小幅出ツノ変史要求に対して
秒から分子ｇ位の短周期でプラン１〜出力応答を迅速に
達成できる原子力発電プラントの多変数制御方法Ｊ３よ
びその装置を提供Ｊることを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本件第１番目の発明に係る原子力発電ブラン１−の多変
数制御２１１装置は、発電機出力偏差等のプラント出力
漏差および原子炉圧力偏差等の圧力偏差を積分制御する
多変数制御器を猫え、この多変数制御器をタービン蒸気
加減弁を操作する圧力制御器および再循環流量を操作す
る再循環流吊制ｍ器にそれぞれ接続し、多変数ｕｉ　ｍ
器からの出力制御信号によりタービン蒸気加減弁および
再循環流量の操作を併用させたしのである。

本件第２番目の発明に係る原子力発電プラントの多変数
制御方法は、発電機出力偏差等のプラント出力偏差およ
び原子炉圧力偏差等の圧力偏差を積分制御し、この積分
制御された出力制御信号を圧力制御器および再循環流品
詞ｍ器に送り、この圧力ｆ、ＩＪ　ｔＪｉｔ器によるタ
ービン蒸気加減弁操作と再循環流母制御器よる再循環流
呈操作を併用さけ、短周期で小幅のプラント出力変更を
行なう方法である。

（作用） 原子力発電プラントの多変数制御においては、タービン
蒸気加減弁と再循環流量の操作を同時に操作可能な多変
数制御系（装置）が設ｈ１できる。

この多変数制御系によりタービン蒸気加減弁の開閉操作
により原子炉からの蒸気量を変化させ、発電機の出力を
安定的に取り出すと同時に、再循環流ｒｌを操作し、炉
内のボイドを変化させ、炉出力を変更させることができ
る。すなわら、原子力光？ｈプラントの数％単位の小幅
な出力変更要求に対して秒から分単位の短周期で安定的
に負荷追従運転させることができる。この原子力発電プ
ラントの多変数制御ではプロビスの動的干渉をに慮した
設δ１を行なうので、発電機出力の即応性や原子炉圧力
変動抑制や中性子束変動抑制といった制御性能の向上を
図ることができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について添付図面をず）照して
説明でる。

本発明に係る原子力発電プラントの多変数制御装置ｔよ
、再結１１ポンプＭＧセットを協えた沸月３水型原子力
発電プラントに適用される。この原子力発電プラントの
概要は第４因に示ηものと宜ならないので、同じ符号を
付して重複説明を省略する。

再循環ポンプＭＧセット１８を備えた原子力発電プラン
トは、第１図に示ずように、多変数制御：８５０を右し
ており、この多変数制御器５０の出力側は再循環流Ｎ制
御器５１および圧力１ｔＩｌｌ　ｔｅｌ器５２にそれぞ
れ接続される。多変数制御２１Ｉ器５０は例えば２本の
出力制御信号を出力しており、第１の出力信号ａは再循
環流量制御器５１に、第２の出力信ｓｂは圧力制御器５
２にそれぞれ送られる。

このうち、多変数制御器５０は発電機出力および原子炉
圧力の設定信＠（設定値）ｒが入力される加口器５５を
有する。この加算７５５５には発゛電機出力Ｊ３よび原
子炉出力の実信号Ｙｉｎｔが入力され、設定信号ｒは実
信号Ｙｉｎｔと比較演口され、その偏差信号Ｃが積分器
５６に入力され、この積分器５６で積分制御される。積
分された出力信号（ｊは加Ｇ１？９５７で定係数状列器
（ゲイン器）５９の出力信号ｅと比較演算された後、出
力制御信号Ｕとして再循環流Ｎ制御器５１や圧力制御器
５２に出力される。Ａブザーバ５８は状態変数文をＪｌ
ｆ定するためのプロセス出力ＹＯｂＳが入力され、推定
された状態変数父は定係数行列″ａ（ゲイン固）５９で
定係数行列だ乗じられ、加算器５７にフィードバックさ
れる。プロセス出力Ｙｏｂｓとしては発電機出力、原子
炉圧力を用い、測定条件がよければＭＧセット発電機速
度、炉心流量、中性子束、主蒸気流量、主蒸気管圧力が
追加して用いられる。

ところで、多変数制御１３５０の出力Ｕは次式で計算さ
れる２次のベクトルで表わされる。

【 ｕ＝に−ｆ□　　（ｒ−Ｙｉｎｔ）　ｄ　ｒ　−Ｆ　・
父・・・・・・（１） 〔以下余白〕 ただし、Ｋ−Ｆ：定係数行列（制御定数）ｒ　　：発電
機出力設定値（ｒｌ）、 原子炉圧力設定値（ｒ２） Ｙｉｎｔ　　：発電機出力実信号（ｙｌ〉、原子炉圧力
実信号（ｙ２） 父　　：Ａブナーバにより推定された 状態変数 である。

また、状（原変数文のフィードバックによる多変数制御
には、最適レギュレータ、非干渉制御、極配置法という
設計法（例えば、伊藤正美、木村英紀、綱江繁幸著［線
形制御系の設計理論］計測自動制御学会発行参照。）が
あり、この設計法によればυ制御定数Ｆ−にの決定法が
示されている。

さらに、測定される変数ＹＯｂＳから状態変数父を推定
するオブザーバ５８は次式の計惇を行なう。

・・・・・・（２） ただし、 Ｌ　　、Ｌ　　、Ｅ　　、Ｅ　　、［：３：定係数行列
ＹＯｂＳ　：測定出力 Ｚ　ニオブ１ｆ−バ状態変数 である。

オブザーバ５８にはＬｕｃｎｂｅｒｇｅｒのｎ次元状態
オブｌアーバ、最小次元オブザーバ、関数オブザーバが
知られているが、第１図には最小次元オシＩＪ’　−バ
を採用した例を示ザ。

また、多変数制御器５０からの出力制御信号Ｕは再循環
流足利６１１器５１のＡ系およびＢ系それぞれに設けら
れた切換器６０に入力される。再循環流量制御器５１は
ブラント出力の負荷偏差信号ｆを入力して再循環ポンプ
ＭＧｔ？ット１８側へ速度指令信号ｑを出力する主側ｏ
ｎ器（Ｐ　Ｉ　Ｄ　ｆｂ制御器）６１と、この速度指令
信号９を実際のＭＧｔ７ツト速度信号（実信号）ｈと加
算器６２で比較し、その速度偏差信号ｉが入力される速
度制ｍ＋器（ＰＩＤ制御制御）６３と、再循環ポンプＭ
Ｇｔ？ット１８のずくい管位置への速度指令を従来のｔ
ＩＩ制御器６１゜６３によるか多変数制御器５０による
かを切り替える切換器６０と、この切換器６０からすく
い管位置速度指令信号ｊが人力される再循環ポンプＭＧ
セット１８とを備えている。再循環流品詞ｔｌ１３５１
は切換器６０を除くと従来の再循環流出制御器１７と実
質的に等しい。なＪ３、主制御１器６１に入力される負
荷偏差信号ｆは、プラント負荷設定器（図示せず）から
の負荷設定信号が第４図に示す加算器でプラント出力信
号（蒸気流量等の実信号）と演算された偏差信号である
。

さらに、多変数制御器５０からの出力制御信号（ｊは圧
力制御器５２の切換器６５にも入力される。

この圧力制御器５２は圧力設定点にと蒸気タービン入口
圧力ｌとの圧力偏差信号ｍを入力とする直列動特性補償
ＰＪ［ＧＩＰＲ（Ｓ）］　６６と、タービン蒸気加減弁
８への弁操作信号ｎを従来の圧力制御器２８によるか多
変数ｕ制御器５０によるかを切り替える切換器６５とか
ら構成される。切換器６５を除くとこの圧力υ１ｗＪ器
５２は従来の圧力制御器２８と実質的に等しい。

次に、原子力発電プラントの多変数制御装置の作用につ
いて説明する。

原子力発電プラントの沸騰水型原子炉１の起動・停止時
のように、プラント出力を大幅に変化させるときには、
再循環流出制御器５１や圧力制御器５２に組み込まれる
切ＶＩ器６０．６５は従来の負荷追従制御系側にセット
される。このセットモードでは制御棒操作時に原子炉圧
力制御や再循環流量制御が従来通りの運転方法で制御さ
れる。

原子炉出力が規定出力に達し、定格出力運転に入り、多
変数制御装置が目的とする数％幅の小幅出力変更を伴い
、かつ秒から分単位の短周期の負荷追従運転の必要性が
生じたとき、再循環流は制御器５１や圧力制御器５２に
組み込まれる切換器６０．６５を多変数制御器５０側に
切り苔える。

この多変数制御器ｌ器５０を用いた原子力発電プラント
変数の応答例を第２図に示ず。

この応答例は、第２図（Ａ）に示すように、発１１１１
出力の設定点に５％の上背変更指令をステップ状に印加
した場合の応答であり、原子力発電プラントの各ブラン
ト変数は初期値からの変化ωとして第２図（Ｂ）〜（Ｅ
）に示す。

ずなわら、発電機出力設定点にステップ状の１胃指令が
印加されると、発Ｔｉ機出力〈実信号）ｙ　と出力設定
点く設定信号）ｒｌとの発電機出力偏差が正になり、こ
の出力偏差信号Ｃが積分器５６で積分され、出力偏差信
号Ｃに定係数行列が積専され、上昇指令信号Ｕが出力ｉ
！１１制御信号ａ、　ｂとして出力される。

この上昇指令信号Ｕを再循環流出制御器５１や圧力制御
器５２の切替３６０．６５に入力され、再循環流出制御
器５１は再循環ポンプＭＧｔ？ット１８に対し第２図（
Ｄ）に示すすくい管位置挿入指令りを速度指令信号ｊと
して出力し、タービン蒸気加減弁８に対しては第２図（
Ｅ）に示づように加減弁開指令信号Ｅを弁操作信号ｎと
して出力する。

この結果、タービン蒸気加減弁８は弁間方向に操作され
、沸騰水型原子炉１からの主然気呈を増大変化させ、発
電機１０からの出力を増大させ、この増大出力を安定的
に取り出すと同時に再循環流ｊを操作し、沸騰水型原子
炉１内のボイドを変化させ、炉出力を変更させることか
できる。

このとき、タービン蒸気加減弁８の開操作のために、沸
騰水型原子炉１から蒸気が放出され、原子炉圧力は、第
２図（Ｂ）に符号Ｂで示すように炉出力が上背スるまで
一時的に低下する。このとぎ、再循環流分は増加するた
め、炉心内のボイド率が減少して反応度が増加する。

この反応度の上背は、燃料の時定数相当のがれて応答熱
が冷却月に伝達されたボイド率の減少が抑制されること
により抑えられ、中性子束Ｃは第２図（Ｃ）に示ずよう
に一時的なオーバシュートとなって表われ、発電機出力
Ａは第２図（Ａ）に示すように、迅速かつ正確に発電機
出力変更指令に従って安定的に上昇する。

このような各状態量の同時操作は多変数制御器を用いる
ことにより行なわれ、従来の１人力１出力制御系では不
可能である。従来のｆ、ＩＪ御系では、タービン蒸気加
減弁８の開操作により沸騰水型原子炉１からの蒸気を一
時的に変化させることができるが、原子炉圧力容器２内
の保有蒸気が失われるので原子炉圧力は低下してしまう
。

これに対し、多変数υ制御器５０は、原子炉圧力の低下
がフィードバックされＭＧｔ７ツ１〜のすくい管に対す
る指令を与え、再循環流間を変化させ、炉出力を増加し
原子炉圧力容器２内の保有悪気が失われるのを防止でき
る。さらに、これに対し、多変数制ｔｌｌ　：’Ｓ　５
０は、プロセスの動特性を支配する状態変数の推定ｍ文
をオブザーバ５８でフィードバックしているので、例え
ば中性子束のオーバシュートＣ１も、状態変数となる炉
心流量や炉圧力から熱の伝達遅れを考慮したフィードパ
をかＧプることにＪ：り防止でき、このフィードバック
制御により実際に中性子束がオーバシュートする前から
再循環ポンプＭＧセットのすくい管位置への指令信号を
抑えることができる。

この多変数制御装置により、再循環流間やタービン蒸気
加減弁の弁開度が同時に操作されるので、原子炉圧力や
中性子束の変動が生じるが、この変動が過度にならない
ように抑えつつ発電機出力の変化が出力変更要求信号に
迅速かつ安定的に追従できるよう、に、多変数制御器５
０を設計できる。

その際、多変数制御器５０の制御定数Ｆ−にの設定は、
例えば最適レギュレータの設計法にＪ３いて、その特徴
である二次形式評価関数によりプロヒス変数問や操作変
数間の重み付けで行なうことができる。まＩＣ１非干渉
制御によれば、制御変数間の非干渉化ができ、極配首法
によれば、閉ループの極を指定した極に移すことができ
、安定性の設置１が容易になる。

この原子力発電プラントの多変数ａ、ＩＩ御装置によれ
ば、タービン蒸気加減弁８と再循環流量の操作を同時に
行なう多変数υ制御系を設計することができ、タービン
蒸気加減弁８の弁１ル１度調整により沸騰水型原子炉１
からの主蒸気量を変化させて発電機１０の出力を安定的
に取り出すと同時に、再循環流量を操作して沸騰水型原
子炉１内のボイドを変化させ、炉出力を変更させること
ができる。

単に、タービン蒸気加減弁８の弁１ｍ１Ｉのみを操作す
ると沸騰水型原子炉１からの主蒸気はを変化させること
ができるが、原子炉圧力容器２内の保有蒸気が変動し、
原子炉圧力が変動してしまう。

蒸気タービン９のタービン出力を安定的に取り出すため
には、タービン蒸気加減弁８を聞くと同時に再循環流間
を増加さＵ、沸騰水型原子炉１内のボイド率を減少さゼ
、炉出力を増加させて原子炉圧力古酒２内の保有蒸気の
減少を防止すればよく保有蒸気の減少防止により原子炉
圧力の変動を効果的に防ぐことができる。

従来の原子力発電プラントのように、１人力１出力制御
では、発電機出力の迅速（高速）な負荷追従ｔｌｌＩ御
は不可能であり、また、この多変数制御装置は、プロセ
スの動的な干渉を考慮した設計を行なうので、従来の協
調制御と比較しても、発電機出力の即応性（迅速な追従
性）や原子炉出力の変動抑制、中性子束の変動抑ｉｌ＋
といった制御性能の大幅な向上が図れる。

次に、原子力発電プラントの多変数制御装置の他の実施
例について第３図を参照して設置する。

この実施例に示された多変数制御装置は多変数制御＋器
５０Ａからの出力信号を、再循環流量制御Ｊ５１Ａや圧
力ｕＪ　’ＯｒＪ　器５２　（７）　切換３５６０Ａ、
６５にそれぞれ入力させる構成は、第１図に示す多変数
制御装置と胃ならないが、再循環流量制御ｉ５５１Ａに
組み込まれる切Ｎ器６０Ａの配設位置が基本的に相違す
る。その伯の構成は第１図に示す多変数制御装置と基本
的に異ならないので同じ符号を用いて説明を省略する。

第３図に示す多変数制御装置は、再循環流８制御機器５
１Δの主制御器６１の直後に切替器６０Ａを接続し、こ
の切替！６０Ａの下流側をＡ系およびＢ系にセパレート
したものである。

多変数制御器５０Ａの出力は前述した（１）式で計算さ
れる２次のベクトルであり、また、測定される変数（実
測信号）　Ｙｏｂｓから状態変数文をｌｆＩ定するオブ
ザーバ５８は（２）式の計ｎが行なわれる。

ただ、この多変数制御器５０ＡはＭＧｔ？ット速度制御
冴６３を含めた設計が行なわれるので、第１図に示され
る多変数ｔ、ＩＪ　ｌｉｔ器５０に比べ状態変数文の次
数が１次増加し、このため状態変数フィードバック定数
行列Ｆの次数も１次増加し、またオブザーバシステムの
次数ら１次増加する。

オフ１アーバシステムは第１図に示したオブザーバシス
テムと同様、最小次元オブザーバを用いたらので、状態
変数文をＩ「定するプロセス出力Ｙｏｂｓとして発電機
出力、原子炉圧力を用い、測定条件がよｔＪれば、上記
両出力に加えてＭＧ上セツト度制御器の出力、Ｍ　Ｇ　
ｔット発電機速度、炉心流量１主然気流吊、主蒸気管圧
力を用いる。

ところで、再循環流Ｇ制御器５１Ａに用いられるＭＧＧ
セツト度制御：ｙ１６３はＭＧセツｌ−１電機２２の速
度をフィードバックしたＰＩＤ（比例積分微分）制御を
採用する場合が多いが、他の動特性補償器を速度制御器
として採用してもよい。例えば、周波数制御素子として
ＭＧ上セツト度制御器の代りに、サイリスタ等の静的素
子を使用した際にはフィードバック補償を採用しない直
列のＵノ特性補償が採られることもある。いずれにして
も、ＭＧ上セツト度制御器の代りに設けられた直列動特
性補償器ら制御対象とした多変数ａｉ制御の設翳１を行
４Ｔえば、第１図に示された実施例と同じ手法による設
計が行なえる。

第３図に示された多変数制御装置は、多変数υ１６１１
　Ｂからの制御信号（出力信号）をＡ系およびＢ系個々
の速度制御器に入力させる必要がなく、構成のｎ素化が
図れる利点がある。

なお、本発明の一実施例では、多変数制御器への人力信
号として発電機出力信号（設定信号および実信号）およ
び原子炉圧力信号（設定信号および実信号）を使用した
例について説明したが、発電機出力信号に代えて蒸気流
量等のプラント出力信号を用いてもよく、また原子炉圧
力信号に代えて主蒸気圧力信号等の圧力信号であっても
、さらに原子炉圧力信号はドーム内圧力信号であっても
炉心圧力信号であってもよい。

また、再循環ポンプは外部再循環ループに用いられるも
のだけでなく、原子炉圧力容器内に配置される原子炉内
再循環ポンプを採用してもよい。

〔発明の効果〕

以上に述べたように本発明においては、発電機出力偏差
等のプラント出力偏差や原子炉圧力偏差等の圧力−差を
積分制御する多変数制ｍ器により、圧力制御器および再
循環流量制御器を介してタービン蒸気加減弁および再循
環流量の操作を併用さけたから、複数の状態量を安定的
にａ、ＩＩ　ｉｌｌ　Ｌ、て、秒から分ｔｌｉ位の短周
期で小幅な出力変更要求に対して、原子炉圧力変動や中
性子束変動を抑制しつつ迅速かつ安定的に９荷追従ざＶ
ることができる。

その際、υ制御棒の出し入れ操作を伴わないので、制御
棒駆動系へのｆｌｌｌｌが全くないとともに、給水系を
多変数制御装置の設５１範囲に入れていないので、制御
器の構成が容易になり、また給水制御系を独立して設計
することができる。

また、この多変数制御装置は、原子力発電プラントの測
定可能なプラント変数だｔＪを制御対象変数としている
ので、制御器の実現が容易である。

さらに、小幅な出力変更のみを対象としているので、線
形近似の精度が良く、プラント出ノ〕制御の性能を向上
させることができ、非線形性に起因する性能の劣化を防
ｌトできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る原子力発電プラントの多変数制御
装置の一実施例を示す系統図、第２図（Ａ）〜（Ｅ）は
本発明による多変数制御装置を使用し、発電救出力設定
点へスデップ状の上背指令を印加した際のプラント変数
の応答例をそれぞれ示す図、第３図は本発明の原子力発
電プラントの多変数制御装置の他の実施例を示ず図、第
４図は沸騰水型原子力発電プラントにおいて従来の制御
系を示す概要図である。 １・・・沸騰水型原子炉、２・・・原子炉圧力容器、３
・・・炉心、７・・・主蒸気管、８・・・タービン蒸気
加減弁、９・・・蒸気タービン、１０・・・発Ｔｉ機、
１３・・・給水ポンプ、１５・・・原子炉再循環系、１
６・・・再循環ポンプ、１７・・・再循環流ｈ１制＋ａ
　；Ｓ、１８・・・再循環ポンプＭＧＩ？ット、２０・
・・ＭＧセット速速度制御蒸器２８・・・圧力制御器、
３０・・・給水制御系、５０．５０Ａ・・・多変数制御
器、５１．５１Ａ・・・再循環流量ｆ、ＩＩ　ｆｉｌ器
、５２・・・圧力制御器、５５，５７．６２・・・加算
３．５６・・・積分器、５８・・・オブＩアーバ、６０
゜６５・・・切苔器、６１・・・主制御器、６３・・・
Ｍ　Ｇ　ｔット速爪ａ、ＩＩ　ｔａｌｌ器、６６・・・
直列特性補償嵩。 出願人代理人　　　波　多　野　　　久秒 第　２　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、発電機出力偏差等のプラント出力偏差および原子炉
   圧力偏差等の圧力偏差を積分制御する多変数制御器を備
   え、この多変数制御器をタービン蒸気加減弁を操作する
   圧力制御器および再循環流量を操作する再循環流量制御
   器にそれぞれ接続し、多変数制御器からの出力制御信号
   によりタービン蒸気加減弁および再循環流量の操作を併
   用させたことを特徴とする原子力発電プラントの多変数
   制御装置。 ２、多変数制御器は発電機出力および原子炉出力の各設
   定信号と実信号とから発電機出力偏差および原子炉出力
   偏差を求める加算器と、この加算器からの発電機出力偏
   差および原子炉圧力偏差の両信号を積分制御する積分器
   とを備えた特許請求の範囲第１項に記載の原子力発電プ
   ラントの多変数制御装置。 ３、多変数制御器は原子力発電プラントの状態変数を推
   定するオブザーバが備えられ、このオブザーバで推定さ
   れた状態変数を定係数行列を乗じて積分制御信号にフィ
   ードバックさせた特許請求の範囲第１項に記載の原子力
   発電プラントの多変数制御装置。 ４、オブザーバは状態変数を推定するプロセス出力に発
   電機出力および原子炉圧力を用い、測定条件に応じてＭ
   Ｇセット発電機速度、炉心流量、中空子束、主蒸気流量
   、主蒸気管圧力を追加して用いた特許請求の範囲第３項
   に記載の原子力発電プラントの多変数制御装置。 ５、多変数制御器からの出力制御信号は圧力制御器およ
   び再循環流量制御器に組み込まれた切替器に入力される
   ように接続された特許請求の範囲第１項に記載の原子力
   発電プラントの多変数制御装置。 ６、発電機出力偏差等のプラント出力偏差および原子炉
   圧力偏差等の圧力偏差を積分制御し、この積分制御され
   た出力制御信号を圧力制御器および再循環流量制御器に
   送り、この圧力制御器によるタービン蒸気加減弁操作と
   再循環流量制御器による再循環流量操作を併用させ、短
   周期で小幅のプラント出力変更を行なうことを特徴とす
   る原子力発電プラントの多変数制御方法。 ７、積分制御される少なくとも２変数に、オブザーバか
   ら発電機出力や原子炉圧力等の状態変数の推定量がフィ
   ードバックされる特許請求の範囲第６項に記載の原子力
   発電プラントの多変数制御方法。