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VHTRCにおけるデジタル非線形H$$_{infty}$$推定器による反応度推定実験

Reactivity estimation using digital nonlinear H$$_{infty}$$ estimator for VHTRC experiment

鈴木 勝男; 鍋島 邦彦; 山根 剛; 藤井 義雄*

Suzuki, Katsuo; Nabeshima, Kunihiko; Yamane, Tsuyoshi; Fujii, Yoshio*

原子炉の安全運転や反応度異常の早期検知のためには、オンライン連続的な炉心反応度の監視が必要である。日本原子力研究所の高温ガス炉臨界実験装置(VHTRC)において、デジタル非線形H$$infty$$推定器を用いた反応度推定実験を行った。実験方法について、反応度の投入方法,サンプリング周期とアンチエリアシングフィルタ仕様,実験回路やデジタル非線形H$$infty$$反応度推定器の設計を述べた。次に、種々の反応度投入に対する出力応答試験の核計装信号のサンプリングデータを入力とするデジタル非線形H$$infty$$推定器の反応度推定結果について議論した。その結果、VHTRCの高出力運転及び低出力運転における動的反応度が、真値からほとんど遅れることなく、精度0.05¢$$sim$$0.1¢の範囲で良好に推定された。また、デジタル非線形H$$infty$$推定器により、周期Ts=10msのデータサンプリングの実時間推定が実現できることを確認した。本実験の結果から、実機のオンライン実時間反応度計として、デジタル非線形H$$infty$$反応度推定器が適用可能である見通しを得た。

On-line and real-time estimation of time-varying reactivity in a nuclear reactor is necessary for early detection of reactivity anomaly and safe operation. Using a digital nonlinear H$$infty$$ estimator, an experiment of real-time dynamic reactivity estimation was carried out in the VHTRC of JAERI. Some technical issues of the experiment are described, such as reactivity insertion, data sampling frequency, anti-aliasing filter, experimental circuit and digitalizing nonlinear H$$infty$$ reactivity estimator, and so on. Then, we discussed the experimental results obtained by the digital nonlinear H$$infty$$ estimator with sampled data of the nuclear instrumentation signal for the power responses under various reactivity insertions. Good performances of estimated reactivity were observed, with almost no delay to the true reactivity and sufficient accuracy between 0.05cent and 0.1cent. From the results of the experiment, it is concluded that the digital nonlinear H$$infty$$ reactivity estimator can be applied as on-line real-time reactivity meter for actual nuclear plants.

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