DE19845988A1 - Control method for pressurized water nuclear reactors - Google Patents

Control method for pressurized water nuclear reactors

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    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Abstract

The method involves measuring, using sensors, the operational conditions, from which reactor operational magnitudes (dubbed observables) are determined. These are compared with previously-established magnitudes or data to guarantee reactor operation with modalities selected by the operator. Responses from the comparison are programmed-in. Responses are selected by an expert system, which exceed a predetermined threshold value, leading to the next processing step through the computer units. Computer units process adjusted responses as a function of determined intervals between measured values and previously determined magnitudes, to predict consequences of these responses on the final state. During adjustment of predictions, the computer units use the method of general perturbations. In this method, for expressions exhibiting Boltzmann polynomial expansion, only terms of order 0 and 1 are stored, with the addition of a coefficient, which takes into account mean distribution of higher moduli for asymptotic values of this parameter. This prediction is compared with previously adjusted values and from the possible responses, is selected that best answering, in terms of the selected modalities.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerungstechnik bzw. ein Verfahren zum Steuern von Kernreaktoren, und ge­ nauer ein Verfahren, das ein adäquateres Nachfolgen der Charge-Änderungen ermöglicht, die durch das Netz aufge­ bracht werden.The present invention relates to control technology or a method for controlling nuclear reactors, and ge more specifically a procedure which is a more adequate follow-up to the Batch changes made possible by the network be brought.

Die Steuerung von Kernreaktoren der Druckwasserart weist auf bekannte Weise die Verwendung von herkömmlichen Messun­ gen auf, insbesondere jene, die den Neutronenfluß, die Kon­ zentration an Neutronengift, die Eintritts- und Austritt­ stemperaturen, den Druck . . . betreffen. Die Steuerung bzw. Regelung weist auch das Schaffen von Mitteln auf, die die Veränderung der Betriebsbedingungen ermöglichen, im wesent­ lichen das Verschieben von Kontroll- bzw. Steuerstäben und die Veränderungen der Neutronengiftkonzentration.The control of nuclear reactors of the pressurized water type shows in a known manner the use of conventional measurement conditions, especially those that influence the neutron flux, the con concentration of neutron poison, the entry and exit temperatures, the pressure. . . affect. The control or Regulation also involves creating funds that the  Allow change in operating conditions, essentially the moving of control or control rods and the changes in neutron venom concentration.

Die oben angegebenen Messungen werden normalerweise in ab­ geleitete Parameter transformiert, genannt beobachtbar ("observables"), die den Reaktorgang bzw. -betrieb auf an die Betriebsbedingungen näherkommende Weise darstellen. Es handelt sich insbesonder um die Anti-Reaktivität und die Reaktivitätsreserve, um das axiale Ungleichgewicht, um den Umfang an lokalen Reaktionen, etc. Diese abgeleiteten Para­ meter stammen aus einer Behandlung gemäß programmierten Verfahren der direkt am Reaktor mit Hilfe von zahlreichen Aufnehmern durchgeführten Messungen.The measurements above are usually in ab guided parameters transformed, called observable ("observables"), which indicate the reactor operation or operation represent the operating conditions in an approximate manner. It is particularly about the anti-reactivity and the Reactivity reserve, the axial imbalance, the Extent of local reactions, etc. This derived para meters come from a treatment according to the programmed Processes directly on the reactor with the help of numerous Measurements performed.

Die Vielzahl der gleichzeitigen Messungen und die Interde­ pendenz der Phänomene, die den Betrieb der Anordnung steu­ ern, machen die Bestimmung des Auftritts einer Änderung, die von den Steuereinrichtungen durchgeführt wird, beson­ ders komplex. Diese Bestimmung ist jedoch das wesentliche Element auf das sich die Reaktorsteuerung stützt.The multitude of simultaneous measurements and the interde trend of the phenomena that control the operation of the arrangement make the determination of the occurrence of a change, which is carried out by the control devices, in particular it’s complex. However, this provision is essential Element on which the reactor control is based.

Die Bearbeitung gemäß programmierten Verfahren der Meßer­ gebnisse, die ermöglicht, in Realzeit die "beobachtbaren" Parameter zu kennen, kann mehr oder weniger ausgefeilt sein. Jedoch hat die Komplexität der Berechnungen, die not­ wendig sind, um den Endzustand zu bestimmen, der aus einer Veränderung oder Störung der Betriebsbedingungen herrührt, eine Behandlungszeit der Vorgaben zur Folge, die für die Steuerung von Reaktoren in Realzeit unangepaßt ist. Processing according to the programmed procedures of the knives results that enables the "observable" Knowing parameters can be more or less sophisticated be. However, the complexity of the calculations does not are maneuverable to determine the final state that results from a Change or disruption of operating conditions result in a treatment time of the specifications that are necessary for the Control of reactors in real time is inappropriate.  

Die Komplexität und somit die Verarbeitungszeit sind umso größer, je ausgefeilter das physikalische Modell, das als Basis der Datenverarbeitung dient, ist, um sich soweit wie möglich an die physikalische Realität anzunähern.The complexity and thus the processing time are all the more larger, the more sophisticated the physical model, the as The basis of data processing is to be as far as possible possible to approximate physical reality.

Die Komplexität ist derart, daß die Schaffung von ausge­ feilten Modellen mittels der derzeit verwendeten Berech­ nungsmittel für das Steuern von Reaktoren nicht möglich ist. Insbesondere ist die Verwendung von dreidimensionellen Modellen in den Steuerungsbedingungen, die bis heute ver­ wendet werden, praktisch unmöglich.The complexity is such that the creation of out refined models using the calculations currently used Not possible to control reactors is. In particular, the use of three-dimensional Models in the control conditions that are still used today be applied, practically impossible.

Daraus resultiert ein Steuern bzw. Regeln, das nicht auf beste Weise den Chargenänderungen des Netzes folgt, unter Berücksichtigung der vom Betreiber gewählten Anweisung oder Ratschläge, um bestimmte bevorzugte Betriebsbedingungen zu favorisieren, wie beispielsweise das Beibehalten einer op­ timalen Reaktivitätsreserve.This results in a control or regulation that is not based on best way to follow the batch changes of the network, below Consideration of the instruction chosen by the operator or Advice on certain preferred operating conditions too favor, such as keeping an op maximum reactivity reserve.

Die Erfindung schlägt vor, ein Verfahren zur Steuerung von Kernreaktoren, insbesondere vom Druckwassertyp, zu liefern, das auf zufriedenstellender Weise diese Aufgabe löst, und dies ohne es notwendig zu machen, daß auf extrem leistungs­ fähige Recheneinrichtungen zurückgegriffen werden muß.The invention proposes a method for controlling To supply nuclear reactors, in particular of the pressurized water type, that satisfactorily accomplishes this task, and this without making it necessary to be extremely powerful capable computing devices must be used.

Das erfindungsgemäße Steuerungsverfahren umfaßt:
The control method according to the invention comprises:

  • - Aufnehmer für das Messen der Betriebsbedingungen,- sensors for measuring the operating conditions,
  • - ausgehend von diesen Messungen das Bestimmen von spe­ zifischen Funktionsgrößen des Reaktors, genannt beob­ achtbar (observables) - based on these measurements, the determination of spe specific functional quantities of the reactor, called observ respectable  
  • - das Vergleichen der so bestimmten Größen mit vorab eingestellten Werten, um die Betriebsweise des Reak­ tors gemäß Modalitäten zu garantieren, die vom Betrei­ ber ausgewählt wurden,- Compare the sizes determined in this way with in advance set values to determine how the Reak guarantee according to the modalities of the operator have been selected
  • - die programmierte Ausarbeitung von Antworten, ausge­ hend vom Ergebnis dieses Vergleiches,- the programmed elaboration of answers based on the result of this comparison,
  • - das Verarbeiten mittels Recheneinrichtungen der Ant­ worten, die in Abhängigkeit der festgestellten Abstän­ de gesetzt wurden, um die Konsequenzen dieser Antwor­ ten auf den Endzustand vorherzusehen, der auf eine derartige Antwort folgt,- Processing using Ant computing devices words depending on the distances found de have been set to the consequences of this answer to predict the final state, that of a such answer follows
  • - die Verwendung durch die Recheneinrichtungen der Me­ thode der generalisierten Störungen, bei der in den Ausdrücken, die eine polynominale Boltzmanausdehnung (expansion polynomiale de Boltzman) enthalten, nur die Terme vom Grad 0 und 1 gespeichert werden, beauf­ schlagt mit einem Koeffizienten, der den mittleren An­ teil der oberen Modi für die asymptotischen Werte der Parameter berücksichtigt,- The use by the computing devices of the Me method of generalized disorders in which in the Expressions that are a polynomial Boltzman extension (expansion polynomiale de Boltzman) included only the Terms of degrees 0 and 1 are saved beats with a coefficient that is the middle type part of the above modes for the asymptotic values of the Parameters considered,
  • - den Vergleich dieser Vorhersagen mit den vorher einge­ stellten Werten, und die Auswahl, die unter den mögli­ chen Antworten zu jener führt, die am besten auf die vorher ausgewählten Modalitäten antwortet.- the comparison of these predictions with those previously entered set values, and the selection that is possible under the answers leads to the one that best fits the previously selected modalities replies.

Die Erfindung resultiert aus dem Sichtbarmachen, daß, im Berechnungsschritt, der zu einer Vorhersage des Endzustands nach einer Störung führt, die Anteile der oberen Modi der Boltzmanschen polynominalen Expansionen (expansions polyno­ miales de Boltzman), die die schwierigsten bzw. schwersten Berechnungen erzeugen, durch einfache Koeffizienten ersetzt werden können, die erfahrungsgemäß ermöglichen, Resultate ohne signifikanten Abstand zu jenen mit kompletteren Be­ rechnungen zu erhalten.The invention results from the visualization that, in Computation step leading to a prediction of the final state after a malfunction, the proportions of the upper modes of the Boltzmann's polynomial expansions (expansions polyno miales de Boltzman), which are the most difficult or most difficult Generate calculations, replaced by simple coefficients experience that enables results  without significant distance to those with more complete Be to receive invoices.

Mit anderen Worten ermöglicht die Erfindung in einer kurzen Bearbeitungszeit und mit einfachen Rechenmitteln ohne si­ gnifikantem Verlust an Präzision, Vorhersagen über das Ver­ halten des Reaktors in Antwort auf eine Veränderung der Kontrollbedingungen zu erhalten. Eine Folge dieser Verbes­ serung ist die Möglichkeit eine erheblich genauere Steue­ rung zu schaffen, die eine verbesserte Lösung bzw. der de­ finierten Aufgaben darstellt.In other words, the invention enables in a short Processing time and with simple computing means without si significant loss of precision, predictions about the ver hold the reactor in response to a change in To get control conditions. A consequence of this verb is the possibility of a considerably more precise control to create an improved solution or the de tasks.

Der Betreiber kann insbesondere die Reaktorsteuerung gemäß einer optimierten Strategie führen, beispielsweise bei den Sicherheitsmargen, der Wirtschaftlichkeit der Ausflüsse oder Abwässer oder der Begrenzung der Bewegungen der Steu­ erstäbe mit dem Ziel, die Abnutzung der Mechanismen, die sie steuern, zu minimieren.In particular, the operator can control the reactor according to of an optimized strategy, for example with the Safety margins, the economy of the outflows or sewage or limiting the movements of the tax with the aim to wear down the mechanisms that they control, minimize.

Die Verbesserung der Einrichtungen über die der Betreiber verfügt, ermöglicht, die ausgefeiltesten Modelle zu verwen­ den, beispielsweise jene in 3D für eine bessere Darstellung der betreffenden Phänomene. Die Verarbeitung eines 3D- Modells steigert wesentlich die Komplexität der Berechnun­ gen, und aus diesem Grunde ist es bisher von den Steue­ rungsverfahren, die tatsächlich verwendet werden ausge­ schlossen.Improving the facilities over those of the operator allows you to use the most sophisticated models that, for example, those in 3D for a better representation of the phenomena in question. Processing a 3D The model significantly increases the complexity of the calculations gen, and for this reason it is from the tax so far methods that are actually used closed.

Die Modelle, die für die Umsetzung der Erfindung verwendet werden, können mehrere Typen von Messung einführen. Es han­ delt sich um die Messungen, die direkt am Reaktor ausge­ führt werden, ausgehend von den Signalen, die von Meßauf­ nehmern erhalten werden. In der Praxis weist die Steuerung notwendigerweise Neutronenflußmessungen an unterschiedli­ chen Punkten des Reaktors auf. Andere Messungen, insbeson­ dere die Eintrittstemperatur und die Austrittstemperatur, der Druck, etc. werden vorteilhafterweise berücksichtigt.The models used for the implementation of the invention can introduce several types of measurement. It han is about the measurements made directly on the reactor  are based on the signals from Meßauf be received. In practice, the control system shows necessarily neutron flux measurements on different points of the reactor. Other measurements, in particular the inlet temperature and the outlet temperature, the pressure, etc. are advantageously taken into account.

Betreffend die Vorhersage von Situationen, die von kontrol­ lierten Veränderungen herrühren, ist es notwendig, von ei­ nem gut definierten Ausgangszustand auszugehen. Dieser Zu­ stand wird seinerseits durch die Augenblicksmessungen be­ kannt. Diese Messungen sind in ein Expertenmodell inte­ griert, das vorher etabliert wurde.Regarding the prediction of situations by control lated changes, it is necessary from egg assuming a well-defined initial state. This too in turn is determined by the instantaneous measurements knows. These measurements are integrated in an expert model that was previously established.

Im wenig gestörten Zustand reicht das Expertensystem aus, den Reaktor zu steuern. Bei einer größeren Störung, wenn wenigstens ein gemessener Parameter eine voretablierte Band­ breite verläßt, entweder, weil der Betreiber eingreift oder automatisch in Antwort auf eine Veränderung der Charge des Netzes, sagt das System mittels des erfindungsgemäßen Ver­ fahren die Entwicklung des Reaktors vorher, schafft eine Diagnostik für diese vorhergesagte Situation und entwickelt eine Führungsstrategie, die eine Evolution bzw. Entwicklung ermöglicht, die besser auf die gesetzten Ziele antwortet.In the little disturbed state, the expert system is sufficient to control the reactor. In the event of a major fault, if at least one measured parameter is a pre-established band leaves wide, either because the operator intervenes or automatically in response to a change in the batch of Network, says the system by means of the Ver drive the development of the reactor ahead, creates one Diagnostics for this predicted situation and developed a leadership strategy that is an evolution or development enables who responds better to the goals set.

Der Vorhersagemechanismus, gemäß der Erfindung, ist insbe­ sondere in dem Fall von häufigen Störungen nützlich, die das einzige Zurückgreifen auf ein Expertensystem unwirksam machen, das nur zeitlich beabstandete Vorgänge berücksich­ tigen kann. Das Nachfolgen der Charge zwingt zu ständigen Veränderungen, die die vorliegende Erfindung ermöglicht, auf zufriedenstellende Weise zu verarbeiten.The prediction mechanism according to the invention is in particular particularly useful in the case of frequent faults that the only recourse to an expert system is ineffective do that only takes into account temporally spaced processes can do. Following the batch requires constant  Changes made possible by the present invention to process in a satisfactory manner.

Diese häufigen Veränderungen können zum Schluß zu einem Ab­ leiten der Ausgangsbedingungen führen, die in der Vorbe­ rechnung verwendet werden, die das Zurückgreifen auf eine periodische Wiedereichung (recalage) benötigt.These frequent changes can eventually lead to an ab guide the initial conditions lead in the pre Invoice can be used that fall back on a periodic re-enrichment required.

Das periodische Wiedereichen gemäß der Erfindung wird vor­ teilhafterweise ausgehend von den Messungen der Parameter durchgeführt, folgend einer Berechnungsmethode der Minimie­ rung der Abstände.The periodic resubmission according to the invention is before partly based on the measurements of the parameters carried out following a method of calculating the minimie spacing.

Die Berechnung, die zu dieser Wiedereichung führt, wird vorteilhafterweise unter Verwendung auch einer Methode der verallgemeinerten Störungen durchgeführt. Diese Methode er­ möglicht die Identifizierung unter den verschiedenen inne­ ren Modellparametern, von jenen, die auf signifikante Weise an den Abständen teilhaben, die es notwendigerweise zu kor­ rigieren gilt. Die Wiedereichung die folgt, kann somit auf diese Parameter beschränkt werden, was die Bearbeitungen selbst begrenzt, die der Wiedereichung selbst dienen.The calculation that leads to this re-enrichment is advantageously also using a method of generalized disorders performed. This method he enables identification among the various internals model parameters, of those that are significant participate in the distances that are necessarily too kor rigging applies. The re-enrichment that follows can thus be made these parameters are limited to what the edits limited themselves, which serve the re-enrichment itself.

In der nachfolgenden Beschreibung wird bezug genommen auf Beispiele, die für die fundamentalen beobachtbaren Parame­ ter des Reaktors aufgestellt sind, welche die Zuverlässig­ keit des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigen, unter Verwen­ dung einer vereinfachten Berechnungsmethode bezüglich der Resultate von kompletten Berechnungen. In the following description, reference is made to Examples of fundamental observable parameters ter of the reactor are set up, which the Reliable show speed of the method according to the invention, using a simplified calculation method for the Results of complete calculations.  

Im Schaffen der Vorhersage eines Endzustandes nachfolgend einer Störung zeigt der Ausdruck oder Term des Boltzmanope­ rators für die beobachtbaren Parameter, die für diese Vor­ hersage verwendet wurden, daß es notwendig ist, nicht nur die Terme vom Grad 0 und 1 zu berücksichtigen, sondern auch die höheren Terme, um ausreichend die asymptotischen Werte anzunähern. Der Beitrag der Terme höherer Ordnung als 0 und 1 zum asymptotischen Wert der beobachteten Größen, hängt von der Störung selbst ab. Diese Berechnungen werden für jeden Parameter durchgeführt und müssen der Aufeinanderfol­ ge der vielen Störungen folgen, die schnell eine extreme Komplexität erreicht.Subsequent in creating the prediction of a final state the expression or term of the Boltzmanope indicates a fault rators for the observable parameters for this pre were used that it is necessary, not only to take into account the terms of degrees 0 and 1, but also the higher terms to adequately match the asymptotic values to approximate. The contribution of terms higher than 0 and 1 depends on the asymptotic value of the observed quantities on the disturbance itself. These calculations are for carried out each parameter and the consecutive of the many faults that quickly become extreme Complexity reached.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist in einem ersten Schritt die Bestimmung der Koeffizienten auf, die ermögli­ chen, die Terme vom Grad größer als 0 und 1 in der Berech­ nung der vorhersagbaren Werte der Parameter nach der Stö­ rung zu übersteigen.The method according to the invention has a first Step on determining the coefficients that are possible chen, the terms of degree greater than 0 and 1 in the calc the predictable values of the parameters after the disturbance to exceed.

Diese Koeffizienten, die auf allgemeine Weise mittels β be­ zeichnet sind, werden durch Durchführen einer oder mehrerer vollständigen Bestimmungen erreicht, die nicht nur die Ter­ me in der Größenordnung von 0 und 1 umfaßt, sondern auch die höheren Ordnungen (3, 4, 5, . . .).These coefficients, which in a general way by means of β be are drawn by performing one or more reached full provisions that not only the Ter me on the order of 0 and 1, but also the higher orders (3, 4, 5,...).

Die Koeffizienten β entsprechen einer Formel vom Typ:
The coefficients β correspond to a formula of the type:

in der S0, S1 und S entsprechend die Werte der Terme in der Größenordnung 0 und 1 des Parameters und sein asymptoti­ scher Wert sind.in which S 0 , S 1 and S are the values of the terms of the order of magnitude 0 and 1 of the parameter and its asymptotic value, respectively.

Da die polynominalen Boltzman-Entwicklungen oder Erweite­ rungen schnell konvergent sind, wie dies die nachfolgenden Beispiele zeigen, reicht die Berücksichtigung der Terme 3, 4 oder 5 aus, um den Wert S anzunähern.As the polynomial Boltzman developments or expansions are rapidly converging, like the ones below Examples show, if terms 3 are taken into account, 4 or 5 to approximate the value S.

Der Wert S kann auf den Mittelwert der Werte angenähert werden, die unter mehrmaligem Durchführen der Berechnung ausgehend von unterschiedlichen Ausgangssituationen erhal­ ten werden, wobei nur eine begrenzte Anzahl dieser Terme von höherer Ordnung berücksichtigt wird.The value S can be approximated to the mean value be done by performing the calculation several times based on different starting situations ten, with only a limited number of these terms of higher order is taken into account.

Sobald die Koeffizienten β wie es oben beschrieben wurde bestimmt sind, können sie in der Praxis für die Bestimmung der Vorhersagewerte der Finalzustände gemäß einer Störung der Betriebsbedingungen des Reaktors verwendet werden. Die Gleichungsbedingung, die den asymptotischen Wert berechnet, lautet:
In practice, once the coefficients β are determined as described above, they can be used to determine the predicted final states according to a perturbation in the operating conditions of the reactor. The equation condition that calculates the asymptotic value is:

Mit anderen Worten, es reicht gut aus, für diesen Vorhersa­ gewert nur die Terme S0 und S1 der Polynomreihe oder -entwicklung zu berechnen.In other words, it is sufficient to calculate only the terms S 0 and S 1 of the polynomial series or expansion for this prediction.

Die Praxis zeigt, daß die Verwendung dieser Näherung per­ fekt gerechtfertigt ist für Störungen, bei denen es notwen­ dig ist, höhere Ordnungen zu berücksichtigen. Für kleinste Störungen, wobei die höheren Ordnungen praktisch keinen Zu­ gang finden, spielt die Näherung keine Rolle. Tatsächlich wird die vorgeschlagende Vorgehensweise bzw. Behandlung so­ mit nur für Störungen vorgenommen, die einen vorher festge­ setzten bestimmten Schwellenwert übersteigen.Practice shows that the use of this approximation by is perfectly justified for faults where it is necessary  dig is to take higher orders into account. For the smallest Disorders, with the higher orders practically no zu approximation is irrelevant. Indeed the proposed procedure or treatment becomes like this with only made for faults that have been fixed beforehand set certain threshold.

Beispiele für die Bestimmung von Extrapolationswerten von typischen Größen: axiales Ungleichgewicht, lokale Leistung bei ausgewählten Punkten, die Antireaktivität und die Reak­ tivitätsreserve. Diese Beispiele führen, wie oben angegeben zur Bestimmung der Koeffizienten β.Examples for the determination of extrapolation values of typical sizes: axial imbalance, local performance at selected points, the anti-reactivity and the react activity reserve. These examples perform as stated above to determine the coefficients β.

Der Vorgang wird bei einem Reaktormodell mit Druckwasser ausgeführt. Der Neutronenstrom ist der in diesem Modell studierte Parameter. Die Ausgangsstellung entspricht einer Verringerung der Reaktorleistung. Diese Verringerung modi­ fiziert die Erfassungsabschnitte und ruft eine Veränderung der Reaktivität des Systems hervor, die durch eine Bewegung der Absorbtionsstäbe kontrolliert werden muß.The process is for a reactor model with pressurized water executed. The neutron current is that in this model studied parameters. The starting position corresponds to one Reduction in reactor output. This reduction modes fects the detection sections and calls for a change the reactivity of the system evidenced by movement the absorption rods must be checked.

Die nachfolgenden Tabellen geben das Resultat der Berech­ nungen für die vier obengenannten Größen dar und dies bis zur fünften Ordnung gehend.The following tables give the result of the calculation for the four sizes above and this up to going to the fifth order.

Die Bestimmung gemäß der Anwendung der Technik bzw. des Verfahrens der allgemeinen Störung führt zu einer sich auf oszillierende Weise entwickelnden Konvergenz. Jeder Term von ansteigender Ordnung führt eine Teilnahme ein, die zu­ nehmend kleiner ist. The determination according to the application of the technology or the General disorder procedure leads to an upset oscillating way developing convergence. Every term of increasing order introduces a participation that is getting smaller.  

Beim Term der vierten oder fünften Ordnung ist der Abstand zwischen dem Zielwert und dem berechneten und extrapolier­ ten Wert sehr gering und es ist überflüssig, darüber hinaus weiterzugehen.At the fourth or fifth order term, the distance is between the target value and the calculated and extrapolated th value is very low and it is unnecessary beyond that to go on.

Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens, das eine vereinfachte Formel verwendet, die nur die Terme in der Größenordnung von 0 und 1 und den Koeffizienten β verwen­ det, die ermöglicht, die Teilnahme von Termen höherer Ord­ nung zu berücksichtigen, wird für eine Reihe von 30 Störun­ gen durchgeführt entsprechend einem Reaktivitätswertebe­ reich, der von 66 bis 1153 pcm ( 1 pcm = 10-5) geht.The application of the method according to the invention, which uses a simplified formula which uses only the terms of the order of 0 and 1 and the coefficients β, which makes it possible to take into account the participation of terms of higher order, is used for a series of 30 disturbances gene carried out according to a reactivity range that goes from 66 to 1153 pcm (1 pcm = 10 -5 ).

Die statistischen Resultate dieser Bestimmungen sind in der nachfolgenden Tabelle dargestellt, die die Abstandswerte für die Berechnungen, die die Werte vergleicht, die Terme der Ordnung 3, der Ordnung 4 bzw. des erfindungsgemäß be­ stimmten Wertes enthält.The statistical results of these determinations are in the The table below shows the distance values for the calculations that compare the values, the terms the order 3, the order 4 or the invention contains agreed value.

Die vorhergehenden Resultate bestätigen die Wirksamkeit der Vorhersage der Resultate der Störungen und demzufolge der Führung des Reaktors gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren. Der Vergleich der erhaltenen Werte unter Verwendung des vereinfachten Operators, der den vorherbestimmten Koeffizi­ enten β umfaßt, führt tatsächlich zu relativ kleineren Feh­ lern, wie jene, die man durch eine erheblich schwierigere bzw. umfangreichere Aufarbeitung enthält unter Integrierung der Terme der Ordnung 3 und sogar der Ordnung 4. Der Rück­ griff auf diese vereinfachte Verfahrensweise ist somit per­ fekt an eine Steuerung angepaßt, die besser der Entwicklung der Netzcharge folgt unter Zufriedenstellen der gewählten Prioritäten als Ziel der Arbeitsbedingung des Reaktors (Minimierung der Bewegungen der Steuerstäbe, Optimierung der Sicherheitsmargen, etc.).The previous results confirm the effectiveness of the Prediction of the results of the disturbances and consequently the Management of the reactor according to the inventive method. Comparison of the values obtained using the simplified operator, the predefined coefficient enten β actually leads to relatively smaller errors learn how to get through a much more difficult one or more extensive processing includes under integration the terms of order 3 and even order 4. The return Access to this simplified procedure is therefore via Perfectly adapted to a controller that is better for development the network batch follows the selected one with satisfaction Priorities as the target of the working condition of the reactor (Minimizing the movements of the control rods, optimization the safety margins, etc.).

Darüber hinaus ist diese Vereinfachung derart, daß sie er­ möglicht, die Anzahl der verfolgten Parameter zu erhöhen unter Verwendung von Recheneinrichtungen, die relativ ein­ fach aufgebaut sind.In addition, this simplification is such that he possible to increase the number of parameters tracked using computing devices that are relatively a are structured.

Claims (8)

1. Verfahren zum Führen bzw. Steuern von Kernreaktoren, welches aufweist:
  • - das Verwenden von Aufnehmern für die Messung von Betriebsbedingungen,
  • - die Bestimmung ausgehend von diesen Messungen von spezifischen Betriebsgrößen des Reaktors, genannt beobachtbar (observables),
  • - den Vergleich der so bestimmten Größen mit vorher etablierten Größen bzw. Daten zur Sicherstellung des Betriebs des Reaktors gemäß der vom Betreiber gewählten Modalitäten,
  • - das programmierte Erarbeiten von Antworten, aus­ gehend von diesem Vergleich,
  • - das Auswählen durch ein Expertensystem der Ant­ worten, die einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigen, was zum nächsten Behandlungsschritt durch die Recheneinrichtungen führt,
  • - die Behandlung durch Recheneinrichtungen der er­ stellten Antworten in Abhängigkeit der ermittel­ ten Abstände zwischen den gemessenen Werten und den vorher bestimmten Größen, um die Konsequenzen dieser Antworten auf den Endzustand folgend einer derartigen Antwort vorherzusagen,
  • - die Verwendung beim Erstellen der Vorhersagen, durch die Recheneinrichtungen der Methode der allgemeinen Störungen, bei der, bei den Ausdrüc­ ken, die eine Polynomentwicklung nach Boltzmann aufweisen, nur die Terme mit Grad 0 und 1 gespei­ chert werden, mit Zuschlag eines Koeffizienten, der die mittlere Verteilung der höheren Modi für die asymptotischen Werte dieser Parameter berück­ sichtigt,
  • - den Vergleich dieser Vorhersagen mit den vorher eingestellten Werten und die Wahl, die aus den möglichen Antworten zu jener führt, die am besten den vorgewählten Modalitäten antwortet.
1. A method for guiding or controlling nuclear reactors, which comprises:
  • - using transducers for measuring operating conditions,
  • - the determination based on these measurements of specific operating variables of the reactor, referred to as observable,
  • the comparison of the sizes determined in this way with previously established sizes or data to ensure the operation of the reactor in accordance with the modalities selected by the operator,
  • - the programming of answers based on this comparison,
  • the selection by an expert system of the responses which exceed a predetermined threshold value, which leads to the next treatment step by the computing devices,
  • the processing by computing devices of the answers provided depending on the determined distances between the measured values and the previously determined quantities in order to predict the consequences of these answers on the final state following such a response,
  • - The use in the preparation of the predictions, by the computing devices of the method of general disturbances, in which, for the expressions that have a polynomial development according to Boltzmann, only the terms with degrees 0 and 1 are saved, with the addition of a coefficient that takes into account the average distribution of the higher modes for the asymptotic values of these parameters,
  • - the comparison of these predictions with the previously set values and the choice that leads from the possible answers to the one that best answers the preselected modalities.
2. Steuerungsverfahren nach Anspruch 1, bei dem der Koef­ fizient, der den Anteil der höheren Ordnungen des Boltzmann-Operators für jeden Parameter berücksich­ tigt, durch eine vorherige Bestimmung des Wertes des Parameters erhalten wird, entsprechend Termen der Ord­ nung höher als 0 und 1, Terme, die in der Anzahl be­ grenzt sind, wobei sie ermöglichen den asymptotischen Wert des betroffenen Parameters anzunähern, wobei die­ ser Koeffizient durch die Gleichung ausgedrückt wird:
in der S der asymptotische Wert des Parameters, S0 und S1 der Wert des Terms der Ordnung 0 bzw. 1 des Boltzmann-Operators ist.
2. The control method according to claim 1, wherein the coefficient which takes the proportion of higher orders of the Boltzmann operator for each parameter into consideration is obtained by previously determining the value of the parameter, corresponding to terms of the order higher than 0 and 1 , Terms which are limited in number, making it possible to approximate the asymptotic value of the parameter concerned, this coefficient being expressed by the equation:
in which S ∞ is the asymptotic value of the parameter, S 0 and S 1 is the value of the terms of order 0 and 1, respectively, of the Boltzmann operator.
3. Steuerungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem eine periodische Wiedereichung vorgenommen wird, die aus der Bestimmung der realen Betriebsbedingungen des Reaktors besteht, ausgehend von den Augenblicksmessun­ gen, wobei diese Wiedereichung den Ausgangszustand bildet, von dem ausgehend die nachfolgenden Vorhersa­ gen vorgenommen werden.3. Control method according to claim 1 or 2, in which periodic re-enrichment is carried out from the determination of the real operating conditions of the Reactor exists based on the instantaneous measurement gene, this re-reaching the initial state forms, from which the following forecast conditions. 4. Verfahren zum Steuern nach Anspruch 3, bei dem die Re­ ferenzwerte der Wiedereichung ausgehend von Messungen der Parameter durch eine Methode der Minimierung der Abstände bestimmt wird.4. The method of control according to claim 3, wherein the Re Reference values of the realignment based on measurements the parameters through a method of minimizing the Distances is determined. 5. Steuerungsverfahren nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, bei dem das Model, das den Fortgang des Reak­ tors darstellt, ein dreidimensionales Model ist.5. Control method according to one of the preceding An say, in which the model, the progress of the Reak tors is a three-dimensional model. 6. Steuerungsverfahren nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, bei dem wenigstens ein gemessener Parameter aus dem Neutronenfluß an bestimmten Punkten des Reak­ tors gebildet wird.6. Control method according to one of the preceding An say, in which at least one measured parameter from the neutron flux at certain points of the reak tors is formed. 7. Steuerungsverfahren nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, bei dem das Einführen in das Vorhersageer­ stellen eines Elements, das die Terme von der Ordnung größer als 0 und 1 darstellt, auf Störungen begrenzt ist, deren Größe einen bestimmten vorher festgelegten Schwellenwert übersteigt.7. Control method according to one of the preceding An sayings where introducing into the predictor represent an element that matches the terms of the order represents greater than 0 and 1, limited to interference  whose size is a certain predetermined one Threshold exceeds. 8. Steuerungsverfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, bei dem das Wiedereichen die Verwendung einer Methode der allgemeinen Störungen umfaßt, um in dem Model die Parameter zu identifizieren, die auf signifikante Wei­ se an den festgestellten Abständen teilhaben.8. Control method according to one of claims 4 to 7, where the re-handing is using a method of general disorders included in the model Identify parameters that are significant in Wei share in the determined distances.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1113457A1 (en) * 1999-12-30 2001-07-04 General Electric Company System and method for optimization of multiple operational control-variables for a nuclear reactor
US7487133B2 (en) 2002-09-19 2009-02-03 Global Nuclear Fuel - Americas, Llc Method and apparatus for adaptively determining weight factors within the context of an objective function
US7555092B2 (en) 2001-11-07 2009-06-30 General Electric Company System and method for continuous optimization of control-variables during operation of a nuclear reactor
US8041548B2 (en) 2004-12-30 2011-10-18 Global Nuclear Fuels-Americas, LLC Method and apparatus for evaluating a proposed solution to a constraint problem for a nuclear reactor involving channel deformation
EP2884496A1 (en) * 2012-08-13 2015-06-17 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Nuclear reactor monitoring device, nuclear reactor control device, and nuclear power generation plant

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101900178B1 (en) * 2017-01-02 2018-09-18 한국수력원자력 주식회사 Method of controlling real time channel output

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2346725A1 (en) * 1973-09-17 1975-03-27 Siemens Ag NUCLEAR REACTOR
GB2122409B (en) * 1982-06-17 1985-10-16 Westinghouse Electric Corp Method for controlling a nuclear fueled electric power generating unit and interfacing the same with a load dispatching system
JPH0296805A (en) * 1988-10-04 1990-04-09 Nippon Atom Ind Group Co Ltd Process plant expert system
FR2639141B1 (en) * 1988-11-14 1991-02-01 Framatome Sa PILOTAGE METHOD OF PRESSURIZED WATER NUCLEAR REACTOR AND NUCLEAR REACTOR USING THE SAME
US5009833A (en) * 1989-01-11 1991-04-23 Westinghouse Electric Corp. Expert system for surveillance, diagnosis and prognosis of plant operation
US5024801A (en) * 1989-05-01 1991-06-18 Westinghouse Electric Corp. Reactor core model update system
US5167010A (en) * 1989-08-03 1992-11-24 Westinghouse Electric Corp. Expert advice display processing system
JP3224810B2 (en) * 1990-10-04 2001-11-05 株式会社東芝 Fuel assembly limit power ratio calculator
JPH09113671A (en) * 1995-10-20 1997-05-02 Japan Atom Energy Res Inst Real time surveillance method for reactor plant
RU2407049C2 (en) * 2004-11-24 2010-12-20 Кэнон Кабусики Кайся Container for supplying developer

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1113457A1 (en) * 1999-12-30 2001-07-04 General Electric Company System and method for optimization of multiple operational control-variables for a nuclear reactor
US7555092B2 (en) 2001-11-07 2009-06-30 General Electric Company System and method for continuous optimization of control-variables during operation of a nuclear reactor
US7487133B2 (en) 2002-09-19 2009-02-03 Global Nuclear Fuel - Americas, Llc Method and apparatus for adaptively determining weight factors within the context of an objective function
US8041548B2 (en) 2004-12-30 2011-10-18 Global Nuclear Fuels-Americas, LLC Method and apparatus for evaluating a proposed solution to a constraint problem for a nuclear reactor involving channel deformation
EP2884496A1 (en) * 2012-08-13 2015-06-17 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Nuclear reactor monitoring device, nuclear reactor control device, and nuclear power generation plant
EP2884496A4 (en) * 2012-08-13 2016-03-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Nuclear reactor monitoring device, nuclear reactor control device, and nuclear power generation plant

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