JPH07111473B2 - Control rod operation system - Google Patents
Control rod operation systemInfo
- Publication number
- JPH07111473B2 JPH07111473B2 JP62122854A JP12285487A JPH07111473B2 JP H07111473 B2 JPH07111473 B2 JP H07111473B2 JP 62122854 A JP62122854 A JP 62122854A JP 12285487 A JP12285487 A JP 12285487A JP H07111473 B2 JPH07111473 B2 JP H07111473B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- control rod
- amount
- reactor
- time
- control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、制御棒を操作して未臨界の原子炉を臨界にす
る制御棒操作システムに係り、特に、原子炉出力を安定
に上昇させながら臨界までの起動時間を最小にするのに
好適な制御棒操作システムに関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a control rod operating system for operating a control rod to bring a subcritical reactor into a critical state, and particularly, to increase the reactor power stably. However, the present invention relates to a control rod operating system suitable for minimizing the start-up time to the critical level.
沸騰水型原子炉の起動時においては、炉心内に挿入され
ている約200本の制御棒を順次、徐々に引抜いていき、
原子炉を未臨界状態から臨界状態、さらには超臨界状態
にさせる。従来、このような制御棒操作は、運転員によ
り行われている。運転員は、炉心に急激な反応度を与え
ないようにするため、中性子束nや炉周期Tなどを監視
しながら制御棒を操作する。ここで、Tとnの関係は次
式で表わされる。ここでは1/Tを中性子束変化率と呼ぶ
ことにする。At the time of starting the boiling water reactor, about 200 control rods inserted in the core are gradually pulled out,
The nuclear reactor is changed from a subcritical state to a critical state and further to a supercritical state. Conventionally, such control rod operation is performed by an operator. The operator operates the control rod while monitoring the neutron flux n, the reactor cycle T, and the like in order to prevent the reactor from having a sudden reactivity. Here, the relationship between T and n is expressed by the following equation. Here, 1 / T is called the neutron flux change rate.
上記のように、制御棒の操作は、運転員の的確な判断に
基づいて行われているが、最近では、運転の省力化や起
動時間の短縮などを目的として、上記のような制御棒操
作を自動化すること、あるいは適切なガイドを出力する
ことが要望されている。 As described above, the operation of the control rod is performed based on the accurate judgment of the operator, but recently, for the purpose of labor saving and shortening of start-up time, the control rod operation as described above is performed. Is required to be automated or to output an appropriate guide.
本発明と最も近い公知例は、特開昭50−146796号の「原
子炉の自動臨界操作装置」である。この公知例は、制御
棒を自動的に操作して未臨界の原子炉を臨界にする装置
に関するものであり、制御棒の操作タイミングと引抜き
量を炉周期Tに基づいて決定している。すなわち、炉周
期Tが原子炉の臨界を判定するための所定値(例えば20
0秒)以上であるとき制御棒引抜きの操作タイミング指
令を出力し、そのときの引抜き量を炉周期Tの大きさに
応じて求めるようにしている。実施例では、引抜き量を
Tに比例した値としている。The known example closest to the present invention is the "automatic critical operating device for a nuclear reactor" disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 50-146796. This known example relates to an apparatus for automatically operating a control rod to bring a subcritical reactor into a critical state, and determines the operation timing of the control rod and the withdrawal amount based on the reactor cycle T. That is, the reactor cycle T is a predetermined value (eg 20
When it is 0 seconds or more, the operation timing command for pulling out the control rod is output, and the pulling amount at that time is determined according to the size of the furnace cycle T. In the embodiment, the pull-out amount is set to a value proportional to T.
なお、原子炉を未臨界から臨界にする操作に関連する他
の公知例としては、特開昭54−53792号の「原子炉臨界
近接法」や、特開昭60−179689号の「制御棒自動操作装
置」などがある。これらの第2及び第3の公知例では、
制御棒の引抜き速度を調整することが記載されている。
これに対して、本発明では、制御棒の引抜き速度は特に
変更せず一定(例えば30mm/s)で、制御棒の操作タイミ
ングと引抜き量を調整するシステムを対象としている。
したがって、本発明は、上記第2及び第3の公知例と
は、本質的に異るものである。Other known examples related to the operation of changing the reactor from subcritical to critical include "Reactor Critical Proximity Method" in JP-A-54-53792 and "Control rod" in JP-A-60-179689. "Automatic operation device". In these second and third known examples,
It is described that the withdrawal speed of the control rod is adjusted.
On the other hand, the present invention is directed to a system for adjusting the control rod operation timing and the withdrawal amount while the control rod withdrawal speed is not changed and is constant (for example, 30 mm / s).
Therefore, the present invention is essentially different from the second and third known examples.
上記第1の公知例では、制御棒の引抜き量を炉周期とい
う1つのパラメータに基づいて決定しているため、次の
ような問題がある。In the above-mentioned first known example, since the pull-out amount of the control rod is determined based on one parameter called the furnace cycle, there are the following problems.
すなわち、後で説明する第4図と第10図からもわかるよ
うに、炉周期T(中性子束変化率の逆数)は制御棒引抜
き後に複雑に変化すると共に、例えばその最小値は、制
御棒引抜き量の他、原子炉が臨界に近づいている度合い
によって大幅に変ることを実験により確認できた。しか
るに、上記公知例では、このような原子炉の状態変化な
どが配慮されていないため、制御棒の引抜き量を的確に
することが困難であり、その結果、炉周期が異常に短か
くなったり、臨界までの起動時間が長くなるという問題
がある。That is, as can be seen from FIG. 4 and FIG. 10 which will be described later, the reactor cycle T (the reciprocal of the neutron flux change rate) changes intricately after pulling out the control rod and, for example, its minimum value is the pulling out of the control rod. It was confirmed by experiments that the amount significantly changed depending on how close the reactor was to criticality. However, in the above-mentioned publicly known example, since such a state change of the reactor is not taken into consideration, it is difficult to make the extraction amount of the control rod accurate, and as a result, the reactor cycle becomes abnormally short or However, there is a problem that the startup time to the critical point becomes long.
本発明の目的は、炉周期を安定に維持しながら臨界まで
の起動時間を最小にするのに好適な、制御棒操作システ
ムを提供することである。It is an object of the present invention to provide a control rod operating system suitable for minimizing the start-up time to criticality while maintaining a stable furnace cycle.
上記目的を達成するため、特許請求の範囲の1に記載の
発明の制御棒操作システムは、原子炉の制御棒を操作し
て未臨界の原子炉を臨界にする制御棒操作システムにお
いて、所定の制御棒を一度に引抜く制御棒の引抜き量
を、少なくとも、現時点から臨界までに引抜く必要があ
ると推定された制御棒引抜きの総量と、前回操作したと
きの制御棒の引抜き量と、そのときの炉周期が所定値以
上を持続する時間あるいあは中性子束変化率が所定値以
下を持続する時間と、に基づいて算出する第1の手段お
よび該第1の手段で算出した制御棒の引抜き量を表示装
置に表示する第2の手段を設けたことを特徴とする。In order to achieve the above object, the control rod operating system according to the invention as set forth in claim 1 is a control rod operating system for operating a control rod of a nuclear reactor to make a subcritical reactor critical. Pull out the control rod at a time, at least, the total amount of control rod withdrawal estimated to be necessary to be withdrawn from the present time to the critical point, and the withdrawal amount of the control rod at the previous operation, and its Of the control rod calculated by the first means and the first means, which is calculated based on the time when the furnace cycle lasts longer than a predetermined value or the time when the neutron flux change rate stays below the predetermined value. It is characterized in that a second means for displaying the amount of pull-out on the display device is provided.
上記目的を達成するため、特許請求の範囲の2に記載の
発明の制御棒操作システムは、原子炉の制御棒を操作し
て未臨界の原子炉を臨界にする制御棒操作システムにお
いて、所定の制御棒を一度に引抜く制御棒の引抜き量
を、少なくとも、現時点から臨界までに引抜く必要があ
ると推定された制御棒引抜きの総量と、前回操作したと
きの制御棒の引抜き量と、そのときの炉周期が所定値以
上を持続する時間あるいは中性子束変化率が第1の所定
値以下を持続する時間と、に基づいて算出する第1の手
段、該第1の手段で算出した制御棒の引抜き量を表示装
置に表示する第2の手段および制御棒を引抜いている時
点で中性子束変化率が第2の所定値を越えた時には、制
御棒の引抜き操作を停止させる機能を行う第3の手段を
設けたことを特徴とする。In order to achieve the above object, the control rod operating system according to the invention as set forth in claim 2 is a control rod operating system for operating a control rod of a nuclear reactor to make a subcritical reactor critical. Pull out the control rod at a time, at least, the total amount of control rod withdrawal estimated to be necessary to be withdrawn from the present time to the critical point, and the withdrawal amount of the control rod at the previous operation, and its And a control rod calculated by the first means, which is calculated based on the time when the furnace cycle lasts longer than a predetermined value or the time when the neutron flux change rate stays below the first predetermined value. Second means for displaying the extraction amount on the display device, and a function for stopping the extraction operation of the control rod when the neutron flux change rate exceeds the second predetermined value at the time of extracting the control rod. It is characterized by having the means of That.
上記目的を達成するため、特許請求の範囲の3に記載の
発明の制御棒操作システムは、特許請求の範囲第1項お
よび第2項記載の発明において前記制御棒を第1の手段
で算出した引抜き量だけ自動的に引抜く第4の手段を設
けたことを特徴とする。In order to achieve the above object, the control rod operating system of the invention described in claim 3 calculates the control rod by the first means in the invention described in claims 1 and 2. It is characterized in that a fourth means for automatically pulling out by the pulling amount is provided.
原子炉の状態が制御棒引抜きに適した状態になったと
き、公知の逆増倍係数法などに従って、中性子束nと制
御棒の現時点までの引抜き総量L(過去に引抜いた制御
棒引抜き量lpの総和)とに基づいて、現時点から臨界ま
での制御棒引抜き総量Lrが推定される。逆増倍係数法の
原理は、参考文献(伏見康治;原子炉、共立出版、1972
年)や前述の第2の公知例である特開昭54−53792号に
記載されている。このLrと、前回操作したときの制御棒
の引抜き量lpとそのときの炉周期の動的挙動パターン
(例えば後述する低レベル持続時間△t1と高レベル持続
時間△t2)に基づいて、制御棒を連続的に引抜く引抜き
量lが算出され、表示装置に表示される。自動的に制御
棒を操作する場合は、制御棒の引抜き手順に従った特定
のグループの制御棒がlだけ引抜かれる。このときの炉
周期の動的挙動パターン(△t1,△t2)が計測されると
共に、再び原子炉の状態が安定になり制御棒操作に適し
た状態になると、再び上記のような制御棒引抜き操作が
行われる。このような動作が、原子炉が臨界に達するま
で(厳密には、持続炉周期が100秒〜400秒の間になるよ
うな超臨界状態になるまで)繰返される。When the state of the reactor becomes suitable for control rod extraction, the neutron flux n and the total extraction amount L of the control rods up to the present time L (control rod extraction amount lp extracted in the past lp) according to a known inverse multiplication factor method or the like. The total amount Lr of pulling out control rods from the present time to the critical point is estimated based on For the principle of the inverse multiplication factor method, see the reference (Koji Fushimi; Reactor, Kyoritsu Shuppan, 1972.
Year) and the above-mentioned second known example, JP-A-54-53792. Based on this Lr, the control rod withdrawal amount lp at the previous operation, and the dynamic behavior pattern of the furnace cycle at that time (for example, low level duration Δt 1 and high level duration Δt 2 described later), The withdrawal amount 1 for continuously withdrawing the control rod is calculated and displayed on the display device. When the control rods are automatically operated, a specific group of control rods is drawn by 1 according to the control rod drawing procedure. The dynamic behavior pattern (△ t 1 , △ t 2 ) of the reactor cycle at this time is measured, and when the reactor state becomes stable again and becomes suitable for control rod operation, the above-mentioned control is performed again. The rod is pulled out. Such operation is repeated until the reactor reaches a critical level (strictly, until a supercritical state in which the continuous reactor cycle is between 100 seconds and 400 seconds).
したがって、本発明では、制御棒の引抜き量lが原子炉
状態変化に応じて的確に変更されていくので、炉周期を
適切な範囲に維持しながら、臨界までの起動時間を最小
にすることができる。Therefore, in the present invention, since the pull-out amount l of the control rod is appropriately changed according to the change in the reactor state, it is possible to minimize the start-up time to the critical level while maintaining the reactor cycle within an appropriate range. it can.
以下、本発明の一実施例を、制御棒を自動的に操作する
場合について、図を用いて説明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings in the case of automatically operating a control rod.
第1図において、1は原子炉、2は炉心、3は制御棒、
4は制御棒駆動装置、5は制御棒操作監視制御装置、6
は中性子計装装置、7は運転員がプラント状態を監視し
ながら操作指令を出力するための中央監視制御盤、11は
本実施例で中心的な役割をもつ制御棒自動操作装置、11
1は制御棒自動操作装置11の中で制御棒の操作タイミン
グを決定する制御棒操作タイミング決定部、112は同じ
く制御棒自動操作装置11の中で制御棒の引抜き量を算出
する制御棒操作量決定部である。In FIG. 1, 1 is a nuclear reactor, 2 is a core, 3 is a control rod,
4 is a control rod drive device, 5 is a control rod operation monitoring control device, 6
Is a neutron instrumentation device, 7 is a central monitoring and control panel for an operator to output an operation command while monitoring the plant state, 11 is a control rod automatic operation device having a central role in this embodiment, 11
1 is a control rod operation timing determining unit that determines the operation timing of the control rod in the automatic control rod operating device 11, and 112 is a control rod operating amount that also calculates the pull-out amount of the control rod in the automatic control rod operating device 11. It is the decision unit.
次に上記各装置の機能を概要を述べる。原子炉1の炉心
2には約200本の制御棒3が挿入されている。原子炉起
動前は、これらの制御棒3は炉心2内に全て挿入されて
おり、原子炉1は未臨界の状態になっている。このとき
原子炉出力を示す中性子束のレベルは、定格100%に対
して5×10-9%程度であり、制御棒3を炉心2から徐々
に引抜くと中性子束が上昇する。すなわち、制御棒3の
炉心2での引抜き位置を上下に変更することにより、原
子炉1の出力が調整される。Next, the function of each of the above devices will be outlined. About 200 control rods 3 are inserted in the core 2 of the nuclear reactor 1. Before the reactor is started, these control rods 3 are all inserted in the core 2, and the reactor 1 is in a subcritical state. At this time, the level of the neutron flux indicating the reactor output is about 5 × 10 -9 % with respect to the rated 100%, and when the control rod 3 is gradually pulled out from the core 2, the neutron flux increases. That is, the output of the nuclear reactor 1 is adjusted by changing the pulling position of the control rod 3 in the core 2 up and down.
中央監視制御盤7には、制御棒操作指令(操作タイミン
グと引抜き量の指令)f、制御棒3の炉心2内の引抜き
位置e、中性子束nや炉周期Tなどの計測値gを運転員
が監視し易いように表示する表示装置や、各装置の動作
を制御するためのスイッチ、押ボタン等が設けられてい
る。原子炉の起動を開始するときには、「制御棒を自動
的に操作して原子炉を臨界にせよ」という内容の指令a
を制御棒自動操作装置11に出力する。The central supervisory control panel 7 has a control rod operation command (command of operation timing and extraction amount) f, a withdrawal position e of the control rod 3 in the core 2, a measured value g of neutron flux n, reactor cycle T, etc. Is provided with a display device for easy monitoring, a switch for controlling the operation of each device, a push button, and the like. When starting the reactor, a command a with the content of "automatically operate the control rods to make the reactor critical"
Is output to the control rod automatic operation device 11.
制御棒自動操作装置11は、従来人間が判断していた制御
棒3の操作タイミングと引抜き量lを自動的に決定し、
操作指令b,fを出力する。The control rod automatic operation device 11 automatically determines the operation timing of the control rod 3 and the withdrawal amount 1 which were conventionally judged by humans,
Outputs operation commands b and f.
制御棒操作監視制御装置5は、制御棒引抜き操作手順を
内蔵しており、上記操作指令bが入力されると、制御棒
3のうち上記操作手順に従った特定のグループの制御棒
を炉心3から引抜き量lだけ引抜くよう、制御棒引抜き
位置eを入力されながら制御棒駆動指令dを制御棒駆動
装置4に出力する。The control rod operation monitoring control device 5 has a built-in control rod withdrawal operation procedure, and when the operation command b is input, the control rods of a specific group among the control rods 3 according to the above operation procedure are transferred to the core 3. The control rod drive command d is output to the control rod drive device 4 while inputting the control rod pull-out position e so as to pull out the control rod with the pull-out amount l.
制御棒駆動装置4は、上記駆動指令dに基づいて、指定
された制御棒3を一定の速度(例えば、30mm/s)で炉心
2から引抜くように動作する。The control rod drive device 4 operates so as to pull out the designated control rod 3 from the core 2 at a constant speed (for example, 30 mm / s) based on the drive command d.
中性子計装装置6は、炉心2の中性子束n、炉周期Tな
どを計測する。The neutron instrumentation device 6 measures the neutron flux n of the core 2, the reactor cycle T, and the like.
次に本実施例の動作を説明する。制御棒3が全挿入の状
態で、中央監視制御盤7から原子炉起動の指令aが出力
されると、制御棒自動操作装置11は、制御棒3を、あら
かじめ定めておいた初期の引抜き量、例えば24m(26本
の制御棒を同時に0.92mだけ引抜く場合な相当)引抜け
という指令b,fを出力する。制御棒操作監視制御装置5
は、指令bに基づいて、制御棒引抜き操作手順に従った
グループ1の制御棒(本数26本)を延べ24m(各制御棒
は0.92m)だけ引抜くよう動作する。制御棒の引抜き操
作が終ると、制御棒操作終了の信号cが制御棒自動操作
装置11に戻ってくる。制御棒自動操作装置11は、上記信
号cと中性子束nや炉周期Tの計測値gに基づいて、操
作手順に従った次の制御棒を引抜くタイミングと引抜き
量lを自動的に判断する。制御棒を操作すべきであると
判断されたときは、再び、制御棒操作指令bが制御棒操
作監視制御装置5に出力され、制御棒引抜き操作が自動
的に行われる。このとき、操作指令fが同時に中央監視
制御盤7にも表示される。上記のような制御棒の自動操
作が、臨界に達するまで繰返される。Next, the operation of this embodiment will be described. When the control rod 3 is fully inserted and a command a for starting the reactor is output from the central monitoring control panel 7, the control rod automatic operation device 11 causes the control rod 3 to have a predetermined initial withdrawal amount. For example, 24 m (corresponding to the case where 26 control rods are pulled out by 0.92 m at the same time), the command b, f for pulling out is output. Control rod operation monitoring controller 5
Operates to pull out the control rods of group 1 (26 rods) in accordance with the command b according to the control rod pulling operation procedure by a total of 24 m (each control rod is 0.92 m). When the pulling-out operation of the control rod is completed, the control rod operation end signal c is returned to the control rod automatic operating device 11. The control rod automatic operation device 11 automatically determines the timing for pulling out the next control rod and the pulling amount 1 according to the operating procedure, based on the signal c, the neutron flux n, and the measured value g of the reactor cycle T. . When it is determined that the control rod should be operated, the control rod operation command b is output again to the control rod operation monitoring control device 5, and the control rod withdrawing operation is automatically performed. At this time, the operation command f is simultaneously displayed on the central monitoring and control panel 7. The automatic operation of the control rod as described above is repeated until the criticality is reached.
次に本実施例で重要な役割を担っている制御棒自動操作
装置11の動作を詳細に説明する。Next, the operation of the control rod automatic operating device 11 which plays an important role in this embodiment will be described in detail.
第2図に制御棒自動操作装置11の構成を示す。前処理部
113では、制御棒操作のタイミングや引抜き操作量lの
判断に用いるパラメータの前処理が行われる。前処理部
113のでは制御棒操作が終了した後の経過時間が計算
され、操作タイミングを決定する際の1つのパラメータ
として用いられる。では炉周期Tの逆数である中性子
束変化率が計算され、ではこの中性子束変化率が低レ
ベル(1/200秒)以上を持続する時間△t1と高レベル(1
/100秒)以上を持続する時間△t2とが計算される。で
は原子炉が臨界に達したか否かの判定が行われる。ここ
では、制御棒引抜き終了後に中性子束変化率が低レベル
(1/200秒)以上を2分間以上持続したとき、原子炉が
臨界に達したものと判定するようになっている。では
逆増倍係数法に基づいて、臨界までの制御棒引抜き総量
Lrが推定される。FIG. 2 shows the configuration of the control rod automatic operating device 11. Pre-processing section
At 113, preprocessing of parameters used for determining the timing of control rod operation and the withdrawal operation amount 1 is performed. Pre-processing section
At 113, the elapsed time after the control rod operation is completed is calculated and used as one parameter when determining the operation timing. In, the neutron flux change rate that is the reciprocal of the reactor cycle T is calculated. Then, in this neutron flux change rate, the time Δt 1 and the high level (1
/ 100 seconds) and the time duration Δt 2 is calculated. Then, it is judged whether or not the reactor has reached criticality. Here, it is determined that the reactor has reached a critical level when the rate of change of neutron flux is kept at a low level (1/200 seconds) or more for 2 minutes or more after the control rod drawing is completed. Then, based on the inverse multiplication factor method,
Lr is estimated.
制御棒操作タイミング決定部111では、第3図に示した
ような論理に基づいて、制御棒引抜き開始や制御棒引抜
き中断の判定が行われる。第4図に、このような論理に
基づいて制御棒の操作タイミングを決定したときの特性
を示す。第4図において、制御棒の引抜きを開始する
と、中性子束変化率が一時的に上昇し、引抜きが終了す
ると該変化率は徐々に低下し、原子炉が未臨界の場合は
短時間(第4図の場合は10秒)に低レベル以下になる。
制御棒操作終了後15秒が経過し原子炉の状態が安定にな
ったとき、第3図に示した論理に基づいて、再び制御棒
の引抜きが行われている。The control rod operation timing determination unit 111 determines whether to start the control rod withdrawal or to interrupt the control rod withdrawal based on the logic shown in FIG. FIG. 4 shows the characteristics when the operation timing of the control rod is determined based on such a logic. In FIG. 4, the neutron flux change rate temporarily rises when the control rod extraction is started, and gradually decreases when the control rod extraction is completed. In the case of 10 seconds), it will be below the low level.
When 15 seconds have passed after the control rod operation was completed and the state of the reactor became stable, the control rod was again pulled out based on the logic shown in FIG.
本実施例のポイントの1つは、このような間欠的な制御
棒操作における引抜き量lの決定方法にある。One of the points of the present embodiment is the method of determining the withdrawal amount l in such intermittent control rod operation.
制御棒の引抜き量lを事前に決めておく従来の方法につ
いて、第9図、第10図を用いて次に説明する。A conventional method of previously determining the pull-out amount 1 of the control rod will be described below with reference to FIGS. 9 and 10.
第9図に、運転計画作成時に設定した制御棒引抜き操作
手順と引抜き量lを示す。第9図において引抜き位置が
1だけ変化することは、その制御棒が18.3mmだけ移動す
ることを意味している。制御棒の引抜き手順は、グルー
プ1の26本の制御棒を引抜き位置0から200まで引抜い
た後、グループ2の制御棒を0から195まで引抜くよう
になっている。引抜き量lも、この場合は、24,12,4.8,
0.48mなどと事前に設定されている。このような事前に
引抜き量lを設定する方法に従ったときの特性を第10図
に示す。時間0は、全挿入状態の制御棒3の引抜きを開
始した時点であり、この例では起動開始後11分で原子炉
が臨界に到達している。しかしながら、引抜き量lを一
定にしておくと中性子束変化率の最大値は原子炉臨界に
近づいていくに従い大きくなり、臨界達成直前で引抜き
量lが比較的多いと、制御棒引抜き後の持続炉周期が70
秒と異常に短かくなる(中性子束が急激に上昇する)と
いう問題が発生することがわかる。一方、これとは逆
に、制御棒引抜き量lを十分少なく設定した場合は、中
性子束変化率が低く持続炉周期は100秒以上と適正にな
るが、臨界達成までの起動時間が例えば50分と長くなる
という問題が発生することを実験的に確認している。FIG. 9 shows the control rod withdrawal operation procedure and the withdrawal amount 1 set at the time of creating the operation plan. A change of the pull-out position by 1 in FIG. 9 means that the control rod moves by 18.3 mm. The procedure for pulling out the control rods is to pull out the 26 control rods of group 1 from pulling positions 0 to 200, and then pull the control rods of group 2 from 0 to 195. In this case, the withdrawal amount l is also 24,12,4.8,
It is set in advance, such as 0.48m. FIG. 10 shows the characteristics when the method of setting the drawing amount l in advance is followed. Time 0 is a time point when the withdrawal of the control rods 3 in the fully inserted state is started, and in this example, the reactor reaches the critical level 11 minutes after the start of the startup. However, if the withdrawal amount l is kept constant, the maximum value of the neutron flux change rate becomes larger as the reactor criticality is approached. If the withdrawal amount l is relatively large immediately before the criticality is reached, the continuous reactor after the control rod withdrawal 70 cycles
It can be seen that the problem of becoming extremely short in seconds (the neutron flux rapidly increases) occurs. On the other hand, on the contrary, when the control rod withdrawal amount 1 is set to be sufficiently small, the neutron flux change rate is low and the continuous reactor cycle becomes appropriate as 100 seconds or more, but the startup time until the criticality is achieved is, for example, 50 minutes. It has been experimentally confirmed that the problem of becoming longer will occur.
以上のような炉周期と起動時間に関する問題を解決した
本実施例の制御棒引抜き量lの決定方法を次に述べる。A method of determining the control rod withdrawal amount 1 according to the present embodiment, which solves the above-mentioned problems concerning the furnace cycle and the starting time, will be described below.
第5図は、制御棒引抜き量lの決定に用いるパラメータ
を説明する図である。現時点から臨界までの制御棒引抜
き総量(引抜き残量)Lrは、逆増倍係数法に基づいて推
定された臨界時の制御棒引抜き総量の推定値Lcと現時点
までの制御棒引抜き総量L(過去の引抜き量lpの総和)
との差である。Lcは、中性子束nの初期値noとの比であ
る逆増倍率no/nが近似的に0となる所の引抜き総量であ
る。中性子束変化率の低レベル持続時間△t1は、制御棒
をlpだけ引抜いた後に同変化率が低レベル以上を持続し
た時間であり、高レベル持続時間△t2は、同じく高レベ
ル以上を持続した時間である。FIG. 5 is a diagram for explaining parameters used for determining the control rod withdrawal amount l. The total amount of control rod withdrawal (remaining amount of withdrawal) Lr from the present time to criticality is the estimated value Lc of the total amount of control rod withdrawal at the critical time estimated based on the inverse multiplication factor method and the total amount of control rod withdrawal L to the present time (past Total amount of lp)
Is the difference. Lc is the total amount of extraction when the inverse multiplication factor no / n, which is the ratio of the neutron flux n to the initial value no, becomes approximately 0. The low level duration of the neutron flux rate of change Δt 1 is the time when the rate of change remained above the low level after pulling out the control rod by lp, and the high level duration Δt 2 was also above the high level. It's a continuous time.
このように、多くのパラメータに基づいて、引抜き量l
を決定する方法として、本実施例では、ファジィ制御を
用いる。この方法を第6図を用いて説明する。Thus, based on many parameters, the extraction amount l
In this embodiment, fuzzy control is used as a method of determining This method will be described with reference to FIG.
ファジィ制御は、運転ノウハウを表現した幾つかの制御
ルールとプラント状態とを比較して、操作量をオンライ
ン計算により求める方法である。1つの制御ルールは、
「もしLrが中程度(M)で、△t1が中程度(M)で、△
t2が大き(B)ければ、引抜き量lをLrに対して非常に
小さく(Z)するか、または前回の引抜き量lpより小さ
く(S)する(両者の少ない方の値とする)」というよ
うな規則である。このルールでは大きいとか小さいとい
う定性的な表現を用いるが、プラント状態がその集合に
属する度合いをメンバーシップ関数μを用いて定量化す
る。第7図(a),(b)に、20個の制御ルールとメン
バーシップ関数μを示す。第6図の制御ルールは第7図
の#9のルールに対応する。これらの制御ルールを用い
てプラント状態に対応した引抜き量lを計算する手順は
次のようになる。Fuzzy control is a method in which some control rules expressing operating know-how are compared with a plant state and an operation amount is calculated by online calculation. One control rule is
"If Lr is medium (M), △ t 1 is medium (M),
If t 2 is large (B), the withdrawal amount 1 is made very small with respect to Lr (Z) or is smaller than the previous withdrawal amount lp (S) (the smaller value of both) is used. " Such a rule. Although this rule uses a qualitative expression that it is large or small, the degree to which the plant state belongs to the set is quantified using the membership function μ. FIGS. 7A and 7B show 20 control rules and membership function μ. The control rule in FIG. 6 corresponds to the rule # 9 in FIG. The procedure for calculating the drawing amount l corresponding to the plant state using these control rules is as follows.
(1) 各制御ルールに対して、現在のプラント状態
(Lr,△t1,△t2)に適合する度合いμi(制御ルール#
iが現在のプラント状態に適合する度合い)とそのルー
ルによる引抜き量liを計算する。μiはLr,△t1,△t2が
それぞれの集合に属する度合いμi1,μi2,μi3の最小値
であり、制御ルール#iではliは(Z・Lr)と(S・l
p)の最小値である。(1) For each control rule, the degree of conformity with the current plant state (Lr, Δt 1 , Δt 2 ) μi (control rule #
i) the degree of conformity to the current plant state) and the extraction amount li according to the rule. μi is the minimum value of the degree μi 1 , μi 2 , μi 3 that Lr, Δt 1 and Δt 2 belong to each set, and li is (Z · Lr) and (S · l) in control rule #i.
p) is the minimum value.
(2) 各制御ルールのliのμiによる重み付き平均値
を計算し、制御棒の引抜き量lとする。ただし、μiが
所定値μo(ここでは0.4)以下のルールは計算から除
外する。(2) Calculate the weighted average value of li of each control rule by μi, and set it as the withdrawal amount l of the control rod. However, rules where μi is less than or equal to a predetermined value μo (0.4 in this case) are excluded from the calculation.
以上のようにすると、各操作ステップにおける制御棒の
グループとその引抜き量lは、例えば、(グループ1,24
m)、(グループ1,24m)、(グループ1,19.2m)、(グ
ループ1,16.8m)、(グループ1,12m)、(グループ2,12
m)、(グループ2,7.7m)、(グループ2,7.2m)、(グ
ループ2,3.8m)、(グループ2,2.4m)…などとなり、引
抜き量lは、プラント状態に応じて適切に変更されてい
くことになる。By doing so, the group of control rods and the pull-out amount l at each operation step can be calculated by, for example, (group 1,24
m), (group 1,24m), (group 1,19.2m), (group 1,16.8m), (group 1,12m), (group 2,12)
m), (group 2,7.7 m), (group 2,7.2 m), (group 2,3.8 m), (group 2,2.4 m), etc., and the withdrawal amount l is appropriate according to the plant condition. It will be changed.
第8図(a),(b)に本実施例による原子炉臨界近接
の特性を示す。第10図に示した従来の方法による特性と
比較するとわかるように、本実施例では中性子束変化率
は適切な範囲内におさまり、中性子束は炉周期10秒に対
応するスクラム設定値に対して十分余裕をもって安定に
上昇する。それと同時に、臨界達成までの起動時間は21
分と十分短かくなる。臨界達成後の持続炉周期も200秒
と適正な値となっている。8 (a) and 8 (b) show the characteristics of the reactor critical proximity according to this example. As can be seen by comparison with the characteristics by the conventional method shown in FIG. 10, the neutron flux change rate is within an appropriate range in this example, the neutron flux is relative to the scrum set value corresponding to the reactor cycle of 10 seconds. It rises stably with a sufficient margin. At the same time, the startup time to reach criticality is 21
It will be short enough. After the criticality was reached, the continuous furnace cycle was also an appropriate value of 200 seconds.
以上述べた本発明の一実施例によれば、次のような効果
がある。According to the above-described embodiment of the present invention, the following effects can be obtained.
(a) 制御棒の引抜き量lを、原子炉状態に応じて適
切に変更することができるので、中性子束変化率(炉周
期)を安定に維持しながら(中性子束を安定に上昇させ
ながら)、臨界までの起動時間を最小にすることができ
る。(A) Since the pull-out amount l of the control rod can be appropriately changed according to the reactor state, while maintaining a stable neutron flux change rate (reactor cycle) (while stably increasing the neutron flux). The start-up time to the critical can be minimized.
(b) 制御棒引抜き量lの決定にファジィ制御を用い
るため、運転員と同様な判断を、比較的容易に計算機を
用いて実現できる。(B) Since the fuzzy control is used to determine the control rod withdrawal amount l, the same judgment as the operator can be realized relatively easily using a computer.
本発明の他の実施例として、中性子束変化率の動的挙動
パターンの特徴として△t1や△t2をとるのではなく、例
えば、中性子束変化率の最大値をとることもできる。ま
た、△t1と△t2の一方だけをとることもできる。この場
合、第5図〜第7図の内容が一部変わるが、効果は上記
実施例とほぼ同じである。As another embodiment of the present invention, instead of taking Δt 1 or Δt 2 as the characteristic of the dynamic behavior pattern of the neutron flux change rate, for example, the maximum value of the neutron flux change rate can be taken. It is also possible to take only one of Δt 1 and Δt 2 . In this case, the contents of FIGS. 5 to 7 are partially changed, but the effect is almost the same as that of the above embodiment.
本発明の更に他の実施例として、制御棒引抜き量lを算
出するときの状態量として、引抜く制御棒が炉心の中央
部か周辺部かを示す制御棒の座標や、その制御棒の引抜
き位置なども含めることも可能である。このとき、引抜
き量lの計算プログラムが多少複雑になるが、引抜き量
lをより適切な値にすることができるので、起動時間を
さらに短縮できるという効果がある。As still another embodiment of the present invention, as the state quantity when calculating the control rod withdrawal amount 1, the control rod coordinates indicating whether the control rod to be withdrawn is the central portion or the peripheral portion of the core, or the withdrawal of the control rod. It is also possible to include the position and the like. At this time, although the calculation program for the withdrawal amount 1 becomes a little complicated, the withdrawal amount 1 can be set to a more appropriate value, which has the effect of further shortening the startup time.
本発明の他の実施例として、制御棒引抜き量lを、事前
に用意したデータテーブルを用いれ計算する方法もあ
る。すなわち、Lr,lp,△t1,△t2の各種の値に対して、
引抜き量lを事前に、例えばファジィ制御に基づいて計
算しておいて、オンライン計算ではこれらの計算結果を
まとめたデータテーブルの中から、実際の状態量に対応
するデータを抽出する方法である。この場合、データテ
ーブルの記憶エリアが大きくなるが、オンラインプログ
ラムが単純になるという効果がある。As another embodiment of the present invention, there is also a method of calculating the control rod withdrawal amount 1 using a data table prepared in advance. That is, for various values of Lr, lp, Δt 1 , Δt 2 ,
This is a method in which the pull-out amount 1 is calculated in advance based on, for example, fuzzy control, and in online calculation, data corresponding to the actual state amount is extracted from the data table in which these calculation results are summarized. In this case, the storage area of the data table becomes large, but there is an effect that the online program becomes simple.
なお、上記実施例では、同時に引抜く制御棒の本数が変
化しないときの引抜き量lの算出方法について述べた
が、制御棒の本数が途中で変化する場合にも、本発明を
適用することができる。In the above embodiment, the calculation method of the withdrawal amount 1 when the number of control rods to be simultaneously withdrawn does not change, but the present invention can be applied even when the number of control rods changes in the middle. it can.
本発明のさらに他の実施例として、制御棒を自動的に操
作するのではなく、表示装置に表示された引抜き量(ま
たは各制御棒の引抜き量)に基づいて、運転員が手動で
制御棒を操作するシステムもある。この場合でも、連続
的に引抜いても良い制御棒の引抜き量が表示装置に表示
されるので、運転の省力化を達成できると共に、炉周期
を安定に維持しながら臨界までの起動時間を最小にでき
るという効果がある。In still another embodiment of the present invention, the operator does not operate the control rods automatically, but the control rods are manually operated by the operator based on the pulling amount (or the pulling amount of each control rod) displayed on the display device. There is also a system to operate. Even in this case, since the pull-out amount of the control rod that may be pulled out continuously is displayed on the display device, labor saving of the operation can be achieved, and the start-up time to the critical level can be minimized while keeping the furnace cycle stable. The effect is that you can do it.
なお、本発明の第1の実施例では、制御棒の引抜き量l
を、運転ノウハウを活用したファジィ制御に基づいて決
定したが、数式モデルを用いて決定することも可能であ
る。この場合、臨界までの制御棒引抜き総量や制御棒引
抜き量と炉周期との関係などの実測値を用いて数式モデ
ルをプラント状態に適応するよう修正していくことにな
るので炉周期を望ましく応答にするための制御棒引抜き
量lの最大値を高精度で予測計算することが可能とな
る。したがって、炉周期を安定に維持しながら、起動時
間をさらに短縮できるという効果がある。In the first embodiment of the present invention, the control rod withdrawal amount l
Was determined based on the fuzzy control utilizing the driving know-how, but it can be determined using a mathematical model. In this case, it is necessary to modify the mathematical model to adapt to the plant state by using the measured values such as the total amount of control rod withdrawal up to criticality and the relationship between control rod withdrawal amount and furnace cycle. It is possible to highly accurately predict and calculate the maximum value of the control rod withdrawal amount l. Therefore, there is an effect that the start-up time can be further shortened while keeping the furnace cycle stable.
本発明によれば、制御棒の引抜き量を、原子炉状態変化
に応じて的確に変更していくことができるので、炉周期
を安定に維持しながら、原子炉臨界までの起動時間を最
小にすることができるという効果がある。According to the present invention, the withdrawal amount of the control rod can be appropriately changed according to the change in the reactor state, so that the startup time to the reactor criticality can be minimized while maintaining the reactor cycle stable. There is an effect that can be done.
第1図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
2図は制御棒自動操作装置の機能構成を示す図、第3図
と第4図は制御棒操作タイミングの決定方法を説明する
ための図、第5図、第6図、第7図(a),(b)は制
御棒引抜き量の決定方法を説明するための図、第8図
(a),(b)は本発明の一実施例の特性を説明する
図、第9図、第10図は従来方法とその特性を説明する図
である。 1……原子炉、2……炉心 3……制御棒、4……制御棒駆動装置 5……制御棒操作監視制御装置、6……中性子計装装置 7……中央監視制御盤、11……制御棒自動操作装置 111……制御棒操作タイミング決定部 112……制御棒操作量(引抜き量)決定部 g……中性子束と炉周期の計測値 b……制御棒操作指令(操作タイミングと引抜き量の指
令) f……制御棒操作指令。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a functional configuration of an automatic control rod operating device, and FIGS. 3 and 4 are diagrams for explaining a method of determining control rod operating timing. FIG. 5, FIG. 6, FIG. 6, FIG. 7 (a), (b) are diagrams for explaining the method of determining the control rod withdrawal amount, and FIG. 8 (a), (b) are the figures. FIGS. 9 and 10 are diagrams for explaining the characteristics of an embodiment of the invention, and FIGS. 9 and 10 are diagrams for explaining the conventional method and its characteristics. 1 ... Reactor, 2 ... Core 3 ... Control rod, 4 ... Control rod drive device 5 ... Control rod operation monitoring control device, 6 ... Neutron instrumentation device 7 ... Central monitoring control panel, 11 ... … Automatic control rod operation device 111 …… Control rod operation timing determination unit 112 …… Control rod operation amount (withdrawal amount) determination unit g …… Measured values of neutron flux and reactor cycle b …… Control rod operation command (operation timing and Command of pull-out amount) f ... Control rod operation command.
Claims (3)
を臨界にする制御棒操作システムにおいて、所定の制御
棒を一度に引抜く制御棒の引抜き量を、少なくとも、現
時点から臨界までに引抜く必要があると推定された制御
棒引抜きの総量と、前回操作したときの制御棒の引抜き
量と、そのときの炉周期が所定値以上を持続する時間あ
るいは中性子束変化率が所定値以下を持続する時間と、
に基づいて算出する第1の手段および該第1の手段で算
出した制御棒の引抜き量を表示装置に表示する第2の手
段を設けたことを特徴とする制御棒操作システム。1. A control rod operating system for operating a control rod of a nuclear reactor to bring a subcritical reactor into a critical state, wherein a pull-out amount of a control rod for pulling out a predetermined control rod at a time is at least critical from the present moment. The total amount of control rod withdrawals estimated to have to be extracted before, the amount of control rod withdrawal at the previous operation, and the time at which the reactor cycle lasts for more than a predetermined value or the neutron flux change rate is predetermined. Time to stay below the value,
2. A control rod operating system, comprising: a first means for calculating the control rod and a second means for displaying the pull-out amount of the control rod calculated by the first means on a display device.
を臨界にする制御棒操作システムにおいて、所定の制御
棒を一度に引抜く制御棒の引抜き量を、少なくとも、現
時点から臨界までに引抜く必要があると推定された制御
棒引抜きの総量と、前回操作したときの制御棒の引抜き
量と、そのときの炉周期が所定値以上を持続する時間あ
るいは中性子束変化率が第1の所定値以下を持続する時
間と、に基づいて算出する第1の手段、該第1の手段で
算出した制御棒の引抜き量を表示装置に表示する第2の
手段および制御棒を引抜いている時点で中性子束変化率
が第2の所定値を越えた時には、制御棒の引抜き操作を
停止させる機能を行う第3の手段を設けたことを特徴と
する制御棒操作システム。2. A control rod operating system for operating a control rod of a nuclear reactor to bring a subcritical reactor into a critical state, wherein a pull-out amount of a control rod for pulling out a predetermined control rod at a time is at least critical from the present moment. The total amount of control rod withdrawals estimated to have to be extracted before, the amount of control rod withdrawal at the time of the previous operation, and the time at which the reactor cycle lasts for more than a predetermined value or the neutron flux change rate is The first means for calculating the control rod based on the time for which the predetermined value of 1 or less is maintained, the second means for displaying the pull-out amount of the control rod calculated by the first means on the display device, and the control rod are pulled out. The control rod operating system is provided with a third means for performing a function of stopping the pulling-out operation of the control rod when the neutron flux change rate exceeds the second predetermined value.
量だけ自動的に引抜く第4の手段を設けた特許請求の範
囲第1項および第2項記載の制御棒操作システム。3. The control rod operating system according to claim 1, further comprising a fourth means for automatically pulling out the control rod by the pulling amount calculated by the first means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62122854A JPH07111473B2 (en) | 1987-05-20 | 1987-05-20 | Control rod operation system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62122854A JPH07111473B2 (en) | 1987-05-20 | 1987-05-20 | Control rod operation system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63286793A JPS63286793A (en) | 1988-11-24 |
| JPH07111473B2 true JPH07111473B2 (en) | 1995-11-29 |
Family
ID=14846286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62122854A Expired - Fee Related JPH07111473B2 (en) | 1987-05-20 | 1987-05-20 | Control rod operation system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07111473B2 (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50146796A (en) * | 1974-05-20 | 1975-11-25 | ||
| JPS5848890A (en) * | 1981-09-18 | 1983-03-22 | 株式会社東芝 | Control rod operation assisting device |
-
1987
- 1987-05-20 JP JP62122854A patent/JPH07111473B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63286793A (en) | 1988-11-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2008216242A (en) | Reactor start-up monitoring system | |
| US5317606A (en) | Automation system for nuclear power plants | |
| JPH07111473B2 (en) | Control rod operation system | |
| JP7374140B2 (en) | Control rod automatic control device and control rod automatic control method | |
| JPH08101710A (en) | Operation controller for plant | |
| JP3172653B2 (en) | Control rod operating method and control rod operating device | |
| JP3275163B2 (en) | Control rod control device and control rod operation method | |
| JPH10221476A (en) | Reactor power control device | |
| JP2875932B2 (en) | Reactor control rod controller | |
| JP3304856B2 (en) | Control rod control method and control rod automatic controller | |
| JP2507516B2 (en) | Reactor control device | |
| JP2005207944A (en) | Reactor output control method and its system | |
| JPH02124495A (en) | Control-rod operating system in atomic reactor | |
| JP2549134B2 (en) | Control rod operation monitoring method and apparatus thereof | |
| JPS6262313B2 (en) | ||
| JPH11142588A (en) | Reactor automatic starter | |
| JP2553152B2 (en) | Reactor control rod automatic control method | |
| JP2809639B2 (en) | Reactor automatic starter | |
| CN113623683B (en) | Control method, device and medium for temperature change of boiler | |
| JP4084371B2 (en) | Reactor power control method and apparatus | |
| JPH063476A (en) | Reactor power regulator | |
| JP4369772B2 (en) | Reactor power control method and apparatus | |
| JPH09222489A (en) | Method and apparatus for automatic reactor power adjustment of boiling water reactor | |
| JPH0652309B2 (en) | Control rod automatic operation device | |
| JPH01158389A (en) | control rod operation system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |