JPS5810717B2 - 原子炉炉心異常診断方法 - Google Patents
原子炉炉心異常診断方法Info
- Publication number
- JPS5810717B2 JPS5810717B2 JP50099530A JP9953075A JPS5810717B2 JP S5810717 B2 JPS5810717 B2 JP S5810717B2 JP 50099530 A JP50099530 A JP 50099530A JP 9953075 A JP9953075 A JP 9953075A JP S5810717 B2 JPS5810717 B2 JP S5810717B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nuclear reactor
- abnormality
- dispersion range
- spectral density
- predetermined dispersion
- 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
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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
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、運転中の原子炉における炉心内の異常を診断
する方法に関するものである。
する方法に関するものである。
本発明の目的は、異常の原因を精度良く判別できる原子
炉炉心異常診断方法を提供することにある。
炉炉心異常診断方法を提供することにある。
本発明の特徴は、炉心状態を示す複数であるｍ個の測定
値からなる時系列信号を多変数自己回帰モデルに基づい
てパワースペクトル密度に変換し、パワースペクトル密
度のｍ個の要素を順次基準スペクトル密度と比較してｍ
個の要素が所定の分散範囲内に存在するか否かを判定し
、所定の分散範囲から外れている要素がある場合にはそ
の要素の所定の分散範囲から外れている周波数領域を求
め、この周波数領域で所定の分散範囲を外れる他の要素
の存在の有無を判別することにある。
値からなる時系列信号を多変数自己回帰モデルに基づい
てパワースペクトル密度に変換し、パワースペクトル密
度のｍ個の要素を順次基準スペクトル密度と比較してｍ
個の要素が所定の分散範囲内に存在するか否かを判定し
、所定の分散範囲から外れている要素がある場合にはそ
の要素の所定の分散範囲から外れている周波数領域を求
め、この周波数領域で所定の分散範囲を外れる他の要素
の存在の有無を判別することにある。
上記の目的を達成するための総括的な説明を述べる。
運転中の原子炉から計測される実測データは、原子炉内
の動的な物理現象の不規則現象の見本過程の結果である
と考えられる。
の動的な物理現象の不規則現象の見本過程の結果である
と考えられる。
計測されたデータ記録が定常正規確率過程にしたがうと
、その確率過程は平均値と相関関数（またはスペクトル
密度）によって完全に記述できることになる。
、その確率過程は平均値と相関関数（またはスペクトル
密度）によって完全に記述できることになる。
このとき任意の確率過程（時系列）は正規性白色雑音を
入力とする定係数線形フィルタの出力として記述できる
。
入力とする定係数線形フィルタの出力として記述できる
。
このため時系列解析を行なって、線形フィルタの特性を
決定することによって、原子炉の動的な特性の推定が可
能になる。
決定することによって、原子炉の動的な特性の推定が可
能になる。
いま原子炉から測定される不規側に変動する各パラメー
タから平均値成分を除去したｍ次元（原子炉の動的特性
を記述しているｍ個の計測パラメータに対応）の確率過
程（Ｘ（ｔ））の数学的モデルは一般的に次のように表
わされる。
タから平均値成分を除去したｍ次元（原子炉の動的特性
を記述しているｍ個の計測パラメータに対応）の確率過
程（Ｘ（ｔ））の数学的モデルは一般的に次のように表
わされる。
ここにξ（１）は正規性白色雑音系列であり、ｍ次元ベ
クトルを意味していて、各モーメントはなる性質をもつ
。
クトルを意味していて、各モーメントはなる性質をもつ
。
ここで遅延作用素ｚ−１を用いると式（１）から
で示される多変数の有理型モデルが得られる。
ここでｐ＝ｑとして
とすると式（２）はまた
と伝達関数でもって書くことができる。
いま式（３）で示されるｍ次元の伝達関数Ａ（Ｚ）−１
Ｂ（Ｚ）および雑音入力の分散Σ２が得られたとすると
Ｘ（ｔ）のスペクトル密度は、で与えられる。
Ｂ（Ｚ）および雑音入力の分散Σ２が得られたとすると
Ｘ（ｔ）のスペクトル密度は、で与えられる。
いまｍ個の白色雑音系列ξ（１）が互いに独立であると
Σ２は対角行列となり、任意のパラメータ（ｉ）のパワ
ースペクトル度はで表わされる。
Σ２は対角行列となり、任意のパラメータ（ｉ）のパワ
ースペクトル度はで表わされる。
ここでσｉｉ２はΣ２の対角項であり、の線形結合で表
現される関係である。
現される関係である。
式（５）に従がって、原子炉の任意の計測パラメータの
パワースペクトルはそれぞれのパラメータの時系列を生
成している白色雑音の分散の線形結合でもって表わされ
る。
パワースペクトルはそれぞれのパラメータの時系列を生
成している白色雑音の分散の線形結合でもって表わされ
る。
別な見方をすると式（５）に従って、原子炉の任意のパ
ラメータのＰＳＤは、ｍ個のそれぞれのパラメータに依
存する割合に分離されることになる。
ラメータのＰＳＤは、ｍ個のそれぞれのパラメータに依
存する割合に分離されることになる。
したがって、任意のパラメータのＰＳＤを求め、ある特
性の周波数帯のパターンが通常のパターンと異なる場合
に、そのパターンこの相異がどのパラメータに依存する
かを識別することが可能となる。
性の周波数帯のパターンが通常のパターンと異なる場合
に、そのパターンこの相異がどのパラメータに依存する
かを識別することが可能となる。
以下本発明を実施例によって詳細に説明する。
第１図は本発明の原子炉異常診断装置の一例である。
原子炉炉心の計測量は信号取り込み装置１でもって、本
異常診断装置に入力される。
異常診断装置に入力される。
ここで計測パラメータをｍ個選択し、同時に計測上の特
定の雑音をろ液し、アナログ計測信号を時系列に変換す
る。
定の雑音をろ液し、アナログ計測信号を時系列に変換す
る。
時系列信号９は定常性検定装置２によって、適当な時間
間隔で移動平均を求め、１次のモーメントの定常性を検
定し、さらにあらかじめ設定されたサンプル数Ｎで平均
化を行ない、入力時系列からこの平均値を除いた時系列
を求める。
間隔で移動平均を求め、１次のモーメントの定常性を検
定し、さらにあらかじめ設定されたサンプル数Ｎで平均
化を行ない、入力時系列からこの平均値を除いた時系列
を求める。
この時系列信号１０は統計処理装置３に導かれ、共分散
行列を計算される。
行列を計算される。
得られた共分散行列信号１１は定常性検定装置２にもど
されて、２次のモーメントの定常性が検定される。
されて、２次のモーメントの定常性が検定される。
定常な場合には検定された共分散行列信号１２は有理型
モデル推定装置４に入力される。
モデル推定装置４に入力される。
いま原子炉の計測信号による時系列がとくに自己回帰モ
デルでもって表わされる場合を例にとると、式（１）は で表わされる。
デルでもって表わされる場合を例にとると、式（１）は で表わされる。
このとき、パラメータＡ（ｉ）は一般化されたＹｕｌｅ
−Ｗａｌｋｅｒ方程式を解くことになって得られること
が知られている。
−Ｗａｌｋｅｒ方程式を解くことになって得られること
が知られている。
Ｃ（ｊ−ｋ）は遅れ数がｊ−にの共分散行列であり、信
号１２で入力される。
号１２で入力される。
第２図は自己回帰モデルの場合の有理型モデル推定装置
４の構成例を示すものであり、式（７）で示される正準
方程式を解く演算装置１８と白色雑音時系列分散演算装
置１９と次数決定装置２０から構成されている。
４の構成例を示すものであり、式（７）で示される正準
方程式を解く演算装置１８と白色雑音時系列分散演算装
置１９と次数決定装置２０から構成されている。
正準方程式演算装置１８では次数ｐに関する繰り返し解
法（Ｐ、Ｗｉｔｔｌｅ。
法（Ｐ、Ｗｉｔｔｌｅ。
Ｂｉｏｍｅｔｒｉｃａ、５０，１９６３参照〕が利用で
きる。
きる。
またある次数ｐのもとて演算装置１８により得られたパ
ラメータＡｐ１、……、Ａｐ（ｐ）より白色雑音時系列
分散Σ２は となりΣ２は演算装置１９で演算される。
ラメータＡｐ１、……、Ａｐ（ｐ）より白色雑音時系列
分散Σ２は となりΣ２は演算装置１９で演算される。
ここでＣ’（ｉ）は分散行列Ｃ（ｉ）の転置行列である
。
。
自己回帰モデルのパラメータ決定には例えば次式で示さ
れるＦｉｎａｌ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ Ｅｒｒｏｒ（
ＦＰＥ）〔Ｈ。
れるＦｉｎａｌ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ Ｅｒｒｏｒ（
ＦＰＥ）〔Ｈ。
Ａｋａｉｋｅ、Ａｎｎ、ｏｆ ｔｈｅ Ｉｎ５ｔ、 ｏ
ｆ ５ｔａｔｉｓｔ。
ｆ ５ｔａｔｉｓｔ。
Ｍａｔｈ、ｖｏｌ、２２．Ｎｏ、２．１９７０参照〕が
最小になるようにすればよい。
最小になるようにすればよい。
ここで１Σ２１は演算装置１９から与えられる白色雑音
行列の行列式であり、次数決定装置２０では、式（９）
によりＦＰＥ（ｐ）が遂次増加するｐに対して演算され
て、ＦＰＥ（ｐ）を最小にするｐの値が自動的に選ばれ
る。
行列の行列式であり、次数決定装置２０では、式（９）
によりＦＰＥ（ｐ）が遂次増加するｐに対して演算され
て、ＦＰＥ（ｐ）を最小にするｐの値が自動的に選ばれ
る。
このｐに対するパラメータＡ１……、Ａ＜ｐ）、および
Σは演算装置１８より出力信号１３として出力され、ス
ペクトル演算装置５の入力となる。
Σは演算装置１８より出力信号１３として出力され、ス
ペクトル演算装置５の入力となる。
自己回帰モデルの場合のスペクトル密度は（４）式に応
じて次式から求まる。
じて次式から求まる。
いまｍ個の白色雑音時系列が独立とすると、任意の計測
時系列ｉのパワースペクトル密度はで与えられる。
時系列ｉのパワースペクトル密度はで与えられる。
ここで（Ａ（ｅ−Ｊ２πｆ）−１）ｉＫは行列Ａ（ｅＪ
２πｆ）−１のｆｊ型要素示し、σ２ＫＫは行列Σ２の
は要素を示す。
２πｆ）−１のｆｊ型要素示し、σ２ＫＫは行列Σ２の
は要素を示す。
ついで、スペクトル演算装置５では式０υに従って各パ
ワースペクトルを計算する。
ワースペクトルを計算する。
式（１１）の左辺の値および右辺の各項は原子炉スペク
トル信号１４として異常判定装置６に入力される。
トル信号１４として異常判定装置６に入力される。
第３図は異常判定装置６の構成例を示す。
スペクトル信号は異常判定制御装置２１に入力される。
該制御装置２１では、定期的にあるいは適当な時点で、
基準となるスペクトル密度を基準スペクトル記憶装置２
３に出力する。
基準となるスペクトル密度を基準スペクトル記憶装置２
３に出力する。
さらに周期的、あるいは診断に必要な時点でスペクトル
を密度を診断スペクトル記憶装置２２に出力する。
を密度を診断スペクトル記憶装置２２に出力する。
スペクトル比較装置２４は面記憶装置２２．２３に記憶
されたスペクトルの比較のための同期信号１５を出し、
まず弐（１１）で定義されたパワースペクトル密度をそ
れぞれ（ｍ個）順次比較する機能をもつ。
されたスペクトルの比較のための同期信号１５を出し、
まず弐（１１）で定義されたパワースペクトル密度をそ
れぞれ（ｍ個）順次比較する機能をもつ。
このｍ個のパワースペクトル密度が、あらかじめ設定し
た分散の範囲内にあるときは、診断した時点での炉心の
時系列は基準となる定常状態と一致して、正常であると
判定する。
た分散の範囲内にあるときは、診断した時点での炉心の
時系列は基準となる定常状態と一致して、正常であると
判定する。
ｍ個のｐｓｄのうち、あるｉ番目（計測変数１）のｐｓ
ｄが、あらかじめ設定した分散値以上に偏りがでると、
まずアラーム信号１６を出し計測変数ｉのｐｓｄに異常
があることをアラーム表示装置７で指示する。
ｄが、あらかじめ設定した分散値以上に偏りがでると、
まずアラーム信号１６を出し計測変数ｉのｐｓｄに異常
があることをアラーム表示装置７で指示する。
同時にｉ番目のｐｓｄのどの周波数帯で、偏りがあるか
を示すために、スペクトルパターン出力信号１７により
ＣＲＴ等の表示装置８に出力する。
を示すために、スペクトルパターン出力信号１７により
ＣＲＴ等の表示装置８に出力する。
また面記憶装置に再度同期信号を出し、ｉ番目のｐｓｄ
をさらに詳細に比較するため弐（１１）の右辺のｍ個の
スペクトルを順次面記憶装置から引き出し比較する。
をさらに詳細に比較するため弐（１１）の右辺のｍ個の
スペクトルを順次面記憶装置から引き出し比較する。
この結果例えばｍ個のうちのｌ計測変数のパターンが同
じ周波数帯で異常であると判定されるとその結果を、両
スペクトルパターンとともに表示する。
じ周波数帯で異常であると判定されるとその結果を、両
スペクトルパターンとともに表示する。
つぎにｉ番目のｐｓｄのうち圓式の右辺の１（Ａ（ｅ−
Ｊ２πｆ）−ｔ）１１１２σ１１２を比較するための周
期信号を出す。
Ｊ２πｆ）−ｔ）１１１２σ１１２を比較するための周
期信号を出す。
このスペクトルが対象となっている周波数帯で偏りがあ
るかどうかを判定する。
るかどうかを判定する。
偏りがあると判定されると、計測チャンネルｉの、ある
周波数帯における異常は計測チャンネルｌとの関係で生
じるものであり、さらに計測チャンネルｌ自体（他のチ
ャンネルと相関がない）の異常な現象にもとづいいてい
ることが示される。
周波数帯における異常は計測チャンネルｌとの関係で生
じるものであり、さらに計測チャンネルｌ自体（他のチ
ャンネルと相関がない）の異常な現象にもとづいいてい
ることが示される。
また偏りがないと判定される計測チャンネルｉの異常は
、計測チャンネルｌから１への情報の伝達径路において
異常が生じていると判断できる。
、計測チャンネルｌから１への情報の伝達径路において
異常が生じていると判断できる。
本発明によれば、所定の分散範囲から外れる周波数領域
に基づく判定を行っているので、炉心の異常原因が１つ
または関連している複数である場合を問わず、その異常
原因を明確に判別できる。
に基づく判定を行っているので、炉心の異常原因が１つ
または関連している複数である場合を問わず、その異常
原因を明確に判別できる。
さらに、前述したように周波数領域を考慮して判定して
いるので、原子炉自体に起因する異常原因および計測チ
ャンネル等の計装系自体に起因する異常原因をも区別で
きる。
いるので、原子炉自体に起因する異常原因および計測チ
ャンネル等の計装系自体に起因する異常原因をも区別で
きる。
これは、原子炉自体に基づく異常原因と計装系自体に基
づく異常原因では異常を示す周波数領域が異っているか
らである。
づく異常原因では異常を示す周波数領域が異っているか
らである。
第１図は本発明による原子炉異常診断装置の一実施例の
構成を示すブロック図、第２図は自己回帰の有理型モデ
ル推定装置の構成を示すブロック図、第３図は異常判定
装置の構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図、第２図は自己回帰の有理型モデ
ル推定装置の構成を示すブロック図、第３図は異常判定
装置の構成を示すブロック図である。
Claims (1)
- １ 運転中の原子炉より同時に測定された炉心状態を示
す複数であるｍ個の測定値からなる時系列信号を多変数
自己回帰モデルに基づいてパワースペクトル密度に変換
し、前記パワースペクトル密度のｍ個の要素を順次基準
スペクトル密度と比較してｍ個の前記要素が所定の分散
範囲内に存在するか否かを判定し、前記所定の分散範囲
から外れている前記要素がある場合には、その要素の前
記所定の分散範囲から外れている周波数領域を求め、こ
の周波数領域で前記所定の分散範囲を外れる他の前記要
素の存在の有無を判別する原子炉炉心異常診断方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50099530A JPS5810717B2 (ja) | 1975-08-18 | 1975-08-18 | 原子炉炉心異常診断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50099530A JPS5810717B2 (ja) | 1975-08-18 | 1975-08-18 | 原子炉炉心異常診断方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5224696A JPS5224696A (en) | 1977-02-24 |
| JPS5810717B2 true JPS5810717B2 (ja) | 1983-02-26 |
Family
ID=14249766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50099530A Expired JPS5810717B2 (ja) | 1975-08-18 | 1975-08-18 | 原子炉炉心異常診断方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5810717B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6163213U (ja) * | 1984-09-29 | 1986-04-28 | ||
| JPS61502168A (ja) * | 1984-05-22 | 1986-10-02 | サージカル レーザー テクノロジーズ インコーポレイテッド | 内科および外科用レ−ザ探針 |
| JPS625341A (ja) * | 1985-07-02 | 1987-01-12 | オリンパス光学工業株式会社 | レ−ザプロ−ブ |
| JPH0279923U (ja) * | 1988-12-09 | 1990-06-20 | ||
| US8947760B2 (en) | 2009-04-23 | 2015-02-03 | Ravenbrick Llc | Thermotropic optical shutter incorporating coatable polarizers |
| US9116302B2 (en) | 2008-06-19 | 2015-08-25 | Ravenbrick Llc | Optical metapolarizer device |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6010279B2 (ja) * | 1979-01-24 | 1985-03-15 | 日本原子力事業株式会社 | 原子力プラントの診断装置 |
-
1975
- 1975-08-18 JP JP50099530A patent/JPS5810717B2/ja not_active Expired
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61502168A (ja) * | 1984-05-22 | 1986-10-02 | サージカル レーザー テクノロジーズ インコーポレイテッド | 内科および外科用レ−ザ探針 |
| JPH0586225B2 (ja) * | 1984-05-22 | 1993-12-10 | Saajikaru Reezaa Tekunorojiizu | |
| JPS6163213U (ja) * | 1984-09-29 | 1986-04-28 | ||
| JPS625341A (ja) * | 1985-07-02 | 1987-01-12 | オリンパス光学工業株式会社 | レ−ザプロ−ブ |
| JPH0279923U (ja) * | 1988-12-09 | 1990-06-20 | ||
| US9116302B2 (en) | 2008-06-19 | 2015-08-25 | Ravenbrick Llc | Optical metapolarizer device |
| US8947760B2 (en) | 2009-04-23 | 2015-02-03 | Ravenbrick Llc | Thermotropic optical shutter incorporating coatable polarizers |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5224696A (en) | 1977-02-24 |
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