(57)【要約】【課題】原子炉の監視装置及び原子炉の制御装置において、原子炉の状態が短時間での変動した場合であっても、即座に炉心状態の予測データを求めることで、運転監視の高い安全性を確保可能とする。【解決手段】原子炉１２における炉心６８の状態量を検出する検出器１０３と、検出器１０３が検出した炉心６８の状態量に基づいて炉心実績データを生成する炉心計装計算装置２１１と、現在の炉心運転条件と炉心実績データとに基づいて炉心６８の経時的変化を予測演算して炉心予測データを生成する炉心監視サーバ主機２３１とを設け、炉心監視サーバ主機２３１は、炉心実績データが予め設定された規定範囲を超えたときに炉心予測データの生成を行う。【選択図】図１
2014038006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉における炉心の状態量を検出する炉心状態量検出部と、
前記炉心状態量検出部が検出した炉心の状態量に基づいて炉心実績データを生成する炉心実績データ生成部と、
現在の炉心運転条件と前記炉心実績データとに基づいて炉心の経時的変化を予測演算して炉心予測データを生成する炉心予測データ生成部と、
前記炉心実績データが予め設定された規定範囲を超えたときに前記炉心予測データ生成部による前記炉心予測データの生成を行う炉心予測データ生成時期設定部と、
を備えることを特徴とする原子炉の監視装置。
【請求項２】
前記炉心予測データ生成時期設定部は、現在の炉心実績データと前回の炉心実績データとの偏差が予め設定された規定値を超えたときに、前記炉心予測データ生成部による前記炉心予測データの生成を行うことを特徴とする請求項１に記載の原子炉の監視装置。
【請求項３】
前記炉心予測データ生成時期設定部は、予め設定された所定時間ごとに、前記炉心予測データ生成部による前記炉心予測データの生成を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の原子炉の監視装置。
【請求項４】
前記炉心実績データと前記炉心予測データを同画面で表示可能な表示部が設けられることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の原子炉の監視装置。
【請求項５】
前記表示部は、前記炉心実績データと前記炉心予測データを時間軸方向に連続的に表示可能であることを特徴とする請求項４に記載の原子炉の監視装置。
【請求項６】
中央制御室に、前記原子炉の運転制御操作盤及び第１運転監視モニタが設けられると共に、運転監視操作盤及び第２運転監視モニタが設けられ、前記原子炉の運転制御操作盤または前記運転監視操作盤により現在の炉心運転条件を入力可能であり、前記第１運転監視モニタまたは第２運転監視モニタに前記炉心実績データと前記炉心予測データを表示可能であることを特徴とする請求項４または５に記載の原子炉の監視装置。
【請求項７】
原子炉における炉心の状態量を検出する炉心状態量検出部と、
前記炉心状態量検出部が検出した炉心の状態量に基づいて炉心実績データを生成する炉心実績データ生成部と、
現在の炉心運転条件と前記炉心実績データとに基づいて炉心の経時的変化を予測演算して炉心予測データを生成する炉心予測データ生成部と、
前記炉心実績データが予め設定された規定範囲を超えたときに前記炉心予測データ生成部による前記炉心予測データの生成を行う炉心予測データ生成時期設定部と、
原子炉の運転操作を行う運転制御操作盤と、
前記運転制御操作盤により表示内容を切替可能であると共に前記炉心実績データ及び前記炉心予測データを表示可能な運転監視モニタと、
備えることを特徴とする原子炉の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転計画に基づいた現在の炉心状態と予測される今後の炉心状態とから原子炉を監視する原子炉の監視装置及び原子炉の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電プラントにおいて、原子炉は、所定の発電機出力（発電量）を確保するために運転計画が設定され、この運転計画に基づいて制御されている。即ち、中央制御室にて、オペレータは、運転計画に基づいて原子炉を制御している。このとき、オペレータは、原子炉に配置された各種の検出器などからの複数のデータ（原子炉の状態量）を取得し、このデータ及びデータに基づいた炉心特性の実績値を表示し、データや実績値が予め設定された制限値から逸脱しないように監視している。
【０００３】
また、現在の原子炉のデータや実績値に加えて、今後変動する可能性がある原子炉における炉心特性の予測値を求め、この予測値を表示し、実績値がこの予測値から逸脱しないように監視するものがある。例えば、従来の原子炉の監視装置としては、下記特許文献１に記載されたものがある。
【０００４】
特許文献１に記載された炉心監視装置は、原子炉炉心の状態量から炉心特性実績データを生成してこれを記憶し、炉心特性実績データが記憶されたとき、運転計画データに基づいた計算モデルにより炉心特性の経時変化を予測演算して炉心特性予測データを生成して記憶し、炉心特性実績データと共に炉心特性予測データを表示するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４９１９７９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来の炉心監視装置にあっては、原子炉炉心の状態量から炉心特性実績データが生成されて記憶されたとき、運転計画データに基づいて炉心特性予測データを生成して記憶し、炉心特性実績データと炉心特性予測データを表示するようにしている。この場合、炉心特性実績演算部は、定期的に、つまり、所定時間ごと、または、オペレータの指示入力に応じて炉心特性実績データを演算している。そして、炉心特性予測演算部は、炉心特性実績データが演算されて記憶されるたびに炉心特性予測データを生成する。即ち、従来の炉心監視装置では、所定時間ごと（または、オペレータの指示入力に応じて）に炉心特性実績データと炉心特性予測データを生成することとなる。この場合、原子炉（炉心）の状態が短時間で大きく変動したときには、高精度な炉心特性予測データを生成することができず、原子炉の監視体制が不十分となり、緊急的な対応が遅れてしまう可能性がある。
【０００７】
本発明は上述した課題を解決するものであり、原子炉の状態が短時間での変動した場合であっても、即座に炉心状態の予測値を求めることで、運転監視の高い安全性を確保可能とする原子炉の監視装置及び原子炉の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するための本発明の原子炉の監視装置は、原子炉における炉心の状態量を検出する炉心状態量検出部と、前記炉心状態量検出部が検出した炉心の状態量に基づいて炉心実績データを生成する炉心実績データ生成部と、現在の炉心運転条件と前記炉心実績データとに基づいて炉心の経時的変化を予測演算して炉心予測データを生成する炉心予測データ生成部と、前記炉心実績データが予め設定された規定範囲を超えたときに前記炉心予測データ生成部による前記炉心予測データの生成を行う炉心予測データ生成時期設定部と、を備えることを特徴とするものである。
【０００９】
従って、炉心実績データ生成部は、炉心の状態量に基づいて炉心実績データを生成可能であり、炉心予測データ生成部は、現在の炉心運転条件と炉心実績データに基づいて炉心の経時的変化を予測演算して炉心予測データを生成可能であり、炉心予測データ生成時期設定部は、炉心実績データが規定範囲を超えたときに炉心予測データの再生成を行う。そのため、炉心予測データを、常時、現在の炉心実績データに応じた最適なものとすることができ、原子炉の状態が短時間での変動した場合であっても、即座に炉心状態の予測データを求めることで、運転監視の高い安全性を確保することができる。
【００１０】
本発明の原子炉の監視装置では、前記炉心予測データ生成時期設定部は、現在の炉心実績データと前回の炉心実績データとの偏差が予め設定された規定値を超えたときに、前記炉心予測データ生成部による前記炉心予測データの生成を行うことを特徴としている。
【００１１】
従って、現在の炉心実績データと前回の炉心実績データとの偏差が規定値を超えたときに、炉心予測データの再生成を行うことで、炉心予測データを、常時、現在の炉心実績データに応じた最適なものとすることができる。
【００１２】
本発明の原子炉の監視装置では、前記炉心予測データ生成時期設定部は、予め設定された所定時間ごとに、前記炉心予測データ生成部による前記炉心予測データの生成を行うことを特徴としている。
【００１３】
従って、所定時間ごとに炉心予測データの再生成を行うことで、炉心予測データを、常時、現在の炉心実績データに応じた最適なものとすることができる。
【００１４】
本発明の原子炉の監視装置では、前記炉心実績データと前記炉心予測データを同画面で表示可能な表示部が設けられることを特徴としている。
【００１５】
従って、表示部に炉心実績データと炉心予測データを同画面で表示することができるため、運転員は、炉心実績データに対する炉心予測データを容易に把握することが可能となり、炉心予測データに応じた原子炉の適切な運転操作が可能となり、操作性及び安全性を向上することができる。
【００１６】
本発明の原子炉の監視装置では、前記表示部は、前記炉心実績データと前記炉心予測データを時間軸方向に連続的に表示可能であることを特徴としている。
【００１７】
従って、表示部には、炉心実績データと炉心予測データを時間経過に伴って表示可能であることから、炉心データの変動を容易に把握することができる。
【００１８】
本発明の原子炉の監視装置では、中央制御室に、前記原子炉の運転制御操作盤及び第１運転監視モニタが設けられると共に、運転監視操作盤及び第２運転監視モニタが設けられ、前記原子炉の運転制御操作盤または前記運転監視操作盤により現在の炉心運転条件を入力可能であり、前記第１運転監視モニタまたは第２運転監視モニタに前記炉心実績データと前記炉心予測データを表示可能であることを特徴としている。
【００１９】
従って、複数の操作盤から炉心運転条件を入力することができ、また、複数の運転監視モニタに炉心実績データと炉心予測データを表示することができることから、複数の運転員による操作や表示が可能となり、操作性を向上することができる。
【００２０】
また、本発明の原子炉の制御装置は、原子炉における炉心の状態量を検出する炉心状態量検出部と、前記炉心状態量検出部が検出した炉心の状態量に基づいて炉心実績データを生成する炉心実績データ生成部と、現在の炉心運転条件と前記炉心実績データとに基づいて炉心の経時的変化を予測演算して炉心予測データを生成する炉心予測データ生成部と、前記炉心実績データが予め設定された規定範囲を超えたときに前記炉心予測データ生成部による前記炉心予測データの生成を行う炉心予測データ生成時期設定部と、原子炉の運転操作を行う運転制御操作盤と、前記運転制御操作盤により表示内容を切替可能であると共に前記炉心実績データ及び前記炉心予測データを表示可能な運転監視モニタと、備えることを特徴とするものである。
【００２１】
従って、炉心予測データ生成時期設定部は、炉心実績データが規定範囲を超えたときに炉心予測データの再生成を行い、炉心実績データと炉心予測データが運転監視モニタに表示されることとなる。そのため、炉心予測データを、常時、現在の炉心実績データに応じた最適なものとすることができ、これを運転制御操作盤により運転監視モニタに随時表示することができ、原子炉の状態が短時間での変動した場合であっても、即座に炉心状態の予測データを求めることで、運転監視の高い安全性を確保することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の原子炉の監視装置及び原子炉の制御装置によれば、炉心実績データが予め設定された規定範囲を超えたときに炉心予測データ生成部による炉心予測データの生成を行うので、原子炉の状態が短時間での変動した場合であっても、即座に炉心状態の予測データを求めることで、運転監視の高い安全性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の一実施例に係る原子炉の監視装置における概略構成図である。
【図２】図２は、運転制御操作盤に接続された運転監視モニタにおける炉心運転条件の入力画面を表す概略図である。
【図３】図３は、運転制御操作盤に接続された運転監視モニタにおける炉心実績データと炉心予測データの表示画面を表す概略図である。
【図４】図４は、運転制御操作盤に接続された運転監視モニタにおける炉心実績データと炉心予測データの表示画面を表す概略図である。
【図５】図５は、運転監視操作盤に接続された運転監視モニタにおける炉心実績データと炉心予測データの表示画面を表す概略図である。
【図６】図６は、本実施例の原子炉の監視装置における炉心予測データの更新方法を表すフローチャートである。
【図７】図７は、原子力発電プラントを表す概略構成図である。
【図８】図８は、原子炉に対する本実施例の原子炉の監視装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る原子炉の監視装置及び原子炉の制御装置の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００２５】
図１は、本発明の一実施例に係る原子炉の監視装置における概略構成図、図２は、運転制御操作盤に接続された運転監視モニタにおける炉心運転条件の入力画面を表す概略図、図３及び図４は、運転制御操作盤に接続された運転監視モニタにおける炉心実績データと炉心予測データの表示画面を表す概略図、図５は、運転監視操作盤に接続された運転監視モニタにおける炉心実績データと炉心予測データの表示画面を表す概略図、図６は、本実施例の原子炉の監視装置における炉心予測データの更新方法を表すフローチャート、図７は、原子力発電プラントを表す概略構成図、図８は、原子炉に対する本実施例の原子炉の監視装置の概略図である。
【００２６】
本実施例の原子炉は、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、炉心全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電する加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized  Water  Reactor）である。
【００２７】
本実施例の加圧水型原子炉を有する原子力発電プラントにおいて、図７に示すように、原子炉格納容器１１は、内部に加圧水型原子炉１２及び蒸気発生器１３が格納されており、この加圧水型原子炉１２と蒸気発生器１３とは高温側送給配管１４と低温側送給配管１５を介して連結されており、高温側送給配管１４に加圧器１６が設けられ、低温側送給配管１５に一次冷却水ポンプ１７が設けられている。この場合、減速材及び一次冷却水（冷却材）として軽水を用い、炉心部における一次冷却水の沸騰を抑制するために、一次冷却系統は加圧器１６により１５０〜１６０気圧程度の高圧状態を維持するように制御している。
【００２８】
従って、加圧水型原子炉１２にて、燃料（原子燃料）として低濃縮ウランまたはＭＯＸにより一次冷却水として軽水が加熱され、高温の一次冷却水が加圧器１６により所定の高圧に維持された状態で、高温側送給配管１４を通して蒸気発生器１３に送られる。この蒸気発生器１３では、高温高圧の一次冷却水と二次冷却水との間で熱交換が行われ、冷やされた一次冷却水は低温側送給配管１５を通して加圧水型原子炉１２に戻される。
【００２９】
蒸気発生器１３は、加熱された二次冷却水、つまり、蒸気を送給する配管３１を介して蒸気タービン３２と連結されており、この配管３１に主蒸気隔離弁３３が設けられている。蒸気タービン３２は、高圧タービン３４と低圧タービン３５を有すると共に、発電機（発電装置）３６が接続されている。また、高圧タービン３４と低圧タービン３５は、その間に湿分分離加熱器３７が設けられており、配管３１から分岐した冷却水分岐配管３８が湿分分離加熱器３７に連結される一方、高圧タービン３４と湿分分離加熱器３７は低温再熱管３９により連結され、湿分分離加熱器３７と低圧タービン３５は高温再熱管４０により連結されている。
【００３０】
更に、蒸気タービン３２の低圧タービン３５は、復水器４１を有しており、この復水器４１は、配管３１からバイバス弁４２を有するタービンバイバス配管４３が接続されると共に、冷却水（例えば、海水）を給排する取水管４４及び排水管４５が連結されている。この取水管４４は、循環水ポンプ４６を有し、排水管４５と共に他端部が海中に配置されている。
【００３１】
そして、この復水器４１は、配管４７が接続されており、復水ポンプ４８、グランドコンデンサ４９、復水脱塩装置５０、復水ブースタポンプ５１、低圧給水加熱器５２が接続されている。また、配管４７は、脱気器５３が連結されると共に、主給水ポンプ５４、高圧給水加熱器５５、主給水制御弁５６が設けられている。
【００３２】
従って、蒸気発生器１３にて、高温高圧の一次冷却水と熱交換を行って生成された蒸気は、配管３１を通して蒸気タービン３２（高圧タービン３４から低圧タービン３５）に送られ、この蒸気により蒸気タービン３２を駆動して発電機３６により発電を行う。このとき、蒸気発生器１３からの蒸気は、高圧タービン３４を駆動した後、湿分分離加熱器３７で蒸気に含まれる湿分が除去されると共に加熱されてから低圧タービン３５を駆動する。そして、蒸気タービン３２を駆動した蒸気は、復水器４１で海水を用いて冷却されて復水となり、グランドコンデンサ４９、復水脱塩装置５０、低圧給水加熱器５２、脱気器５３、高圧給水加熱器５５などを通して蒸気発生器１３に戻される。
【００３３】
このような原子力発電プラントに適用された加圧水型原子炉１２において、図８に示すように、原子炉容器６１は、原子炉容器本体６２と原子炉容器蓋６３により構成されている。原子炉容器６１は、上下が球面形状をなす閉塞された円筒形状をなし、上部に一次冷却水としての軽水（冷却材）を供給する入口ノズル（入口管台）６４と、軽水を排出する出口ノズル（出口管台）６５が形成されている。
【００３４】
原子炉容器６１は、内部にて、上部炉心支持板６６と下部炉心支持板６７が固定されており、その間に炉心（炉心槽）６８が配置され、上部炉心支持板６６に吊り下げ支持されている。炉心６８は、内部に多数の燃料集合体６９が配置されており、この燃料集合体６９は、図示しないが、多数の燃料棒が支持格子により格子状に束ねられて構成されている。また、炉心６８は、内部に多数の制御棒が配置されており、上端部がまとめられて制御棒クラスタ７０となり、燃料集合体６９内に挿入可能となっている。
【００３５】
原子炉容器蓋６３は、上部に制御棒駆動装置７１が設けられており、下方の延出された制御棒クラスタ駆動軸７２が制御棒クラスタ案内管内を通って炉心６８まで延出され、制御棒クラスタ７０を把持可能となっている。この制御棒駆動装置７１は、炉心６８の燃料集合体６９に対して制御棒クラスタ７０を挿入して原子炉出力を制御している。
【００３６】
従って、制御棒駆動装置７１は、燃料集合体６９に対する制御棒クラスタ（制御棒）７０の上下位置を調整することで、炉心６８内での核分裂を制御する。即ち、燃料集合体６９を構成する原子燃料が核分裂することで中性子を放出し、減速材及び一次冷却水としての軽水が、放出された高速中性子の運動エネルギを低下させて熱中性子とし、新たな核分裂を起こしやすくすると共に、発生した熱を奪って冷却する。そして、燃料集合体６９に制御棒クラスタ（制御棒）７０を挿入すると、炉心６８内で生成される中性子数を調整することができ、また、原子炉を停止することができる。
【００３７】
そして、この加圧水型原子炉（以下、原子炉と称する）１２は、原子炉制御装置１０１により制御可能であり、原子炉監視装置１０２により監視可能である。即ち、原子炉１２は、内部に、炉心６８の状態量を検出する炉心状態量検出部としての検出器（例えば、中性子束のレベル及び分布を検出する中性子束検出器など）１０３が設けられている。原子炉制御装置１０１は、この検出器１０３が検出した炉心６８の状態量に基づいて制御棒駆動装置７１を駆動制御している。また、原子炉監視装置１０２は、炉心６８の状態量に基づいて炉心実績データと炉心予測データを生成し、炉心実績データと炉心予測データを比較することで、炉心６８を監視している。
【００３８】
本実施例における原子炉監視装置１０２において、図１に示すように、原子力発電プラントの施設の領域Ａ内に原子炉１２、制御機室２０１、中央制御室２０２、計算機室２０３が設けられている。
【００３９】
制御機室２０１は、炉内計装計算装置２１１と総合管理計算装置２１２とから構成されている。炉内計装計算装置２１１は、原子炉１２に設けられて炉心６８の状態量を検出する検出器１０３に接続されている。そのため、この炉内計装計算装置２１１は、検出器１０３が検出した炉心６８の状態量に基づいて各種の炉心実績データを生成する炉心実績データ生成部として機能する。総合管理計算装置２１２は、炉内計装計算装置２１１が生成した各種の炉心実績データが入力され、この各種の炉心実績データの管理及び各種演算を実施する。
【００４０】
中央制御室２０２は、ほぼ密閉された部屋であり、原子炉１２を運転操作する運転制御操作盤２２１と各種のデータを表示可能な表示部としての運転監視モニタ（第１運転監視モニタ）２２２を有している。この運転制御操作盤２２１は、機能統合ＶＤＵ（機能統合操作装置）や安全系ＶＤＵ（安全系操作装置）が搭載されている。なお、ＶＤＵとは、Ｖｉｓｕａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｕｎｉｔである。運転制御操作盤２２１は、運転員が操作するものであり、複数のディスプレイを有し、運転員のタッチオペレーションによる監視、操作が可能となっている。運転監視モニタ２２２は、運転員による運転制御操作盤２２１の操作に応じて各種のデータを表示するものである。
【００４１】
そして、総合管理計算装置２１２と運転制御操作盤２２１とは、スクリーンバスＰ１を介して接続されている。即ち、総合管理計算装置２１２と運転制御操作盤２２１は、スクリーンバスＰ１により相互に各種のデータの送受信を行うことができる。
【００４２】
また、中央制御室２０２は、原子炉１２の運転を監視する運転監視操作盤２２３と各種のデータを表示可能な表示部としての運転監視モニタ（第２運転監視モニタ）２２４を有している。
【００４３】
計算機室２０３は、炉心監視サーバの主機２３１と、炉心監視サーバの予備機２３２を有している。この炉心監視サーバの主機２３１及び炉心監視サーバの予備機２３２は、ほぼ同様の機能を有しており、通常は、炉心監視サーバの主機２３１が主として機能し、炉心監視サーバの主機２３１に問題が発生したときに炉心監視サーバの予備機２３２が機能する。
【００４４】
そして、総合管理計算装置２１２と炉心監視サーバの主機２３１及び炉心監視サーバの予備機２３２は、炉心監視バスＰ２を介して接続されている。即ち、総合管理計算装置２１２と炉心監視サーバの主機２３１及び炉心監視サーバの予備機２３２は、炉心監視バスＰ２により相互に各種のデータの送受信を行うことができる。また、運転監視操作盤２２３と炉心監視サーバの主機２３１及び炉心監視サーバの予備機２３２も接続されており、相互に各種のデータの送受信を行うことができる。
【００４５】
炉心監視サーバの主機２３１及び炉心監視サーバの予備機２３２は、現在の炉心運転条件（炉心運転計画）と炉心実績データとに基づいて炉心６８の経時的変化を予測演算して炉心予測データを生成する炉心予測データ生成部として機能する。即ち、運転員は、運転監視操作盤２２３により炉心運転条件を入力することができ、この入力データは、炉心監視サーバの主機２３１及び炉心監視サーバの予備機２３２に送られる。一方、総合管理計算装置２１２は、炉内計装計算装置２１１が生成した各種の炉心実績データを炉心監視サーバの主機２３１及び炉心監視サーバの予備機２３２に送る。すると、炉心監視サーバの主機２３１及び炉心監視サーバの予備機２３２は、炉心運転条件と炉心実績データとに基づいて炉心予測データを生成することができる。
【００４６】
この場合、炉内計装計算装置２１１が炉心６８の状態量に基づいて各種の炉心実績データを生成する手法、炉心監視サーバの主機２３１（炉心監視サーバの予備機２３２）が炉心運転条件と炉心実績データに基づいて炉心予測データを生成する手法については、従来から用いられている手法を用いればよいものである。例えば、特開２０１０−１９０８５３、特開２０１０−１９０８５４、特許第４９１９７９１号公報などに記載された技術を用いればよく、また、これらに限定されるものではない。
【００４７】
その後、炉心監視サーバの主機２３１及び炉心監視サーバの予備機２３２は、炉心実績データと炉心予測データを運転監視操作盤２２３に送り、炉心予測データを総合管理計算装置２１２に送る。従って、運転員は、運転監視操作盤２２３により運転監視モニタ２２４に炉心実績データと炉心予測データを表示することができる。また、総合管理計算装置２１２は、スクリーンバスＰ１を介して運転制御操作盤２２１と各種のデータの送受信を行っていることから、運転員は、運転制御操作盤２２１により運転監視モニタ２２２に炉心実績データと炉心予測データを表示することができる。
【００４８】
なお、原子力発電プラントの施設、または、別の離れた他の施設の領域Ｂ内にサービスセンター２０４が設けられている。このサービスセンター２０４は、中央制御室２０２に設けられた運転監視操作盤２２３及び運転監視モニタ２２４と同様の設備として、２組の運転監視操作盤２４１，２４２及び運転監視モニタ２４３，２４４が設けられている。この各運転監視操作盤２４１，２４２は、ステーションバスＰ３及びファイヤーウォール２０５を介して総合管理計算装置２１２と接続されている。従って、運転員は、各運転監視操作盤２４１，２４２により炉心運転条件を入力することができ、この入力データは、ステーションバスＰ３、ファイヤーウォール２０５、炉心監視バスＰ２を介して炉心監視サーバの主機２３１及び炉心監視サーバの予備機２３２に送られる。すると、炉心監視サーバの主機２３１及び炉心監視サーバの予備機２３２は、炉心運転条件と炉心実績データとに基づいて炉心予測データを生成することができる。
【００４９】
その後、炉心監視サーバの主機２３１及び炉心監視サーバの予備機２３２は、炉心予測データを総合管理計算装置２１２に送ることから、運転員は、運転監視操作盤２４１，２４２から総合管理計算装置２１２にアクセスすることで、運転監視モニタ２４３，２４４に炉心実績データと炉心予測データを表示することができる。
【００５０】
ここで、運転制御操作盤２２１による原子炉１２の炉心運転条件の入力方法及び運転監視モニタ２２２による表示方法について説明する。なお、運転監視操作盤２２３及び運転監視モニタ２２４、運転監視操作盤２４１，２４２及び運転監視モニタ２４３，２４４でも、同様である。
【００５１】
運転制御操作盤２２１に接続された運転監視モニタ２２２にて、図２に示すように、計算条件入力画面は、運転計画のケース名入力部３０１、計画開始日入力部３０２、計算開始時刻３０３、操作前の定格発電機出力入力部３０４、夜間の定格発電機出力入力部３０５、定格出力維持時間入力部３０６、出力降下時間入力部３０７、低出力維持時間入力部３０８、出力上昇時間入力部３０９、定格出力到達時間入力部３１０が設けられている。運転員は、運転制御操作盤２２１を用いて、運転監視モニタ２２２の各入力部３０１〜３１０にデータを入力することで、原子炉１２における１日（２４時間）の運転計画のグラフ３１１が生成される。原子炉監視装置１０２（図８参照）は、この運転計画のグラフ３１１に基づいて予測計算を実施する。
【００５２】
次に、運転制御操作盤２２１に接続された運転監視モニタ２２２における炉心実績データと炉心予測データの表示方法について説明する。
【００５３】
運転制御操作盤２２１に接続された運転監視モニタ２２２にて、図３に示すように、実績データと予測データの表示画面は、上部に各種データの検出値と予測値を表示する第１表示部４０１と、実績データと予測データの変化を表示する第２表示部４０２とが設けられている。この場合、第１表示部４０１は、例えば、１５分後の予測値が表示される。この画面では、各種データとして、（１）原子炉熱出力（％）と、（２）制御棒位置（ｓｔｅｐ）と、（３）冷却材平均温度（°Ｆ）が表示可能となっており、第２表示部４０２の左右にレベル計４０３，４０４，４０５が設けられている。
【００５４】
この運転監視モニタ２２２は、第２表示部４０２に炉心６８の実績データと予測データを同画面で表示可能となっており、この炉心６８の実績データと予測データを時間軸方向に連続的に表示可能となっている。即ち、第２表示部４０２は、実線により、（１）原子炉熱出力と（２）制御棒位置と（３）冷却材平均温度の実績データを表示し、一点差線により、（１）原子炉熱出力と（２）制御棒位置と（３）冷却材平均温度の予測データを表示する。ここで、第２表示部４０２に表示された各種データは、横軸が時間であり、縦軸がその量であり、点線で表す位置が現在の実績データとなっている。
【００５５】
また、運転制御操作盤２２１に接続された運転監視モニタ２２２にて、表示を切換えると、図４に示すように、上部に各種データの検出値と予測値を表示する第１表示部４１１と、実績データと予測データの変化を表示する第２表示部４１２とが設けられている。この画面では、各種データとして、（１）原子炉熱出力（％）と（２）軸方向中性子束偏差（％）との関係が表示可能となっており、第２表示部４１２のレベル計４１３，４１４が設けられている。
【００５６】
この運転監視モニタ２２２は、第２表示部４１２に炉心６８の実績データと予測データを同画面で表示可能となっており、この炉心６８の実績データと予測データを時間軸方向に連続的に表示可能となっている。即ち、第２表示部４１２は、実線により、（１）原子炉熱出力と（２）軸方向中性子束偏差との関係の実績データを表示し、一点差線により、（１）原子炉熱出力と（２）軸方向中性子束偏差との関係の予測データを表示する。ここで、各種データは、横軸が（１）原子炉熱出力であり、縦軸が（２）軸方向中性子束偏差であり、グラフに沿って時間軸が設定されており、×印で表す位置が現在の実績データとなっている。そして、原子炉熱出力と軸方向中性子束偏差との関係値の最適値４１５が設定されると共に、その両側に適正領域４１６，４１７が設定されている。
【００５７】
続いて、運転監視操作盤２２３に接続された運転監視モニタ２２４における炉心実績データと炉心予測データの表示方法について説明する。なお、運転監視操作盤２４１，２４２に接続された運転監視モニタ２４３，２４４の表示方法についても同様である。
【００５８】
運転監視操作盤２２３に接続された運転監視モニタ２２４にて、図５に示すように、実績データと予測データの表示画面は、実績データと予測データの変化を表示する表示部５０１が設けられており、この表示部５０１は、運転監視モニタ２２３における第２表示部３０２，４０２と同様のものである。この画面では、各種データとして、（１）制御棒位置（ｓｔｅｐ）と、（２）原子炉熱出力（％）と、（３）発電機出力（％）と、（４）希釈量（ｍ３）と、（５）濃縮量（ｍ３）とが表示可能となっており、表示部５０１の左右にレベル計５０２，５０３，５０４，５０５，５０６が設けられている。
【００５９】
この運転監視モニタ２２４は、表示部５０１に炉心６８の実績データと予測データを同画面で表示可能となっており、この炉心６８の実績データと予測データを時間軸方向に連続的に表示可能となっている。即ち、表示部５０１は、実線により、（１）制御棒位置と（２）原子炉熱出力と（３）発電機出力と希釈量と濃縮量の実績データを表示し、一点差線により、（１）制御棒位置と（２）原子炉熱出力と（３）発電機出力と（４）希釈量と（５）濃縮量の予測データを表示する。ここで、表示部５０１に表示された各種データは、横軸が時間であり、縦軸がその量であり、点線で表す位置が現在の実績データとなっている。
【００６０】
なお、各運転監視モニタ２２２，２２４，２４３，２４４は、原子炉熱出力、制御棒位置、冷却材平均温度、発電機出力、キセノン（Ｘｅ）反応度、希釈量、濃縮量、臨界、ホウ素濃度、最大線出力密度、核的エンタルピ上昇熱水路係数、限界熱流束比、軸方向中性子束偏差、軸方向中性子束偏差上限値、軸方向中性子束偏差下限値などを所定の組み合わせにより表示可能であり、所定のスイッチにより切替表示可能となっている。
【００６１】
そして、本実施例における原子炉監視装置１０２にて、図１に示すように、炉心監視サーバの主機２３１（炉心監視サーバの予備機２３２）は、所定の実績データが予め設定された規定範囲を超えたときに、予測データの生成を行う炉心予測データ生成時期設定部として機能する。この場合、炉心監視サーバの主機２３１（炉心監視サーバの予備機２３２）は、現在の実績データと前回の実績データとの偏差が予め設定された規定値を超えたときに、予測データの再生成を行う。また、炉心監視サーバの主機２３１（炉心監視サーバの予備機２３２）は、予め設定された所定時間ごとに炉心予測データの再生成を行う。
【００６２】
ここで、原子炉監視装置１０２における予測データの更新方法について、図６のフローチャートに基づいて説明する。
【００６３】
原子炉監視装置１０２における予測データの更新方法において、図６に示すように、ステップＳ１１にて、運転員は、例えば、運転制御操作盤２２１を用いて予測計算条件の入力及び作成を行い、ステップＳ１２にて、運転員は、複数の予測計算ケースの中から、今回実行する予測計算ケースを選択し、ステップＳ１３にて、選択した予測計算ケースを実行する。すると、炉心監視サーバ主機２３１及び炉心監視サーバ予備機２３２は、予測計算を実行し、ステップＳ１４にて、運転監視モニタ２２２に予測計算結果を表示する。即ち、図４及び図５に示すように、運転監視モニタ２２２に炉心６８の実績データと予測データが連続的に表示される。
【００６４】
ステップＳ１６にて、炉心監視サーバ主機２３１及び炉心監視サーバ予備機２３２が予測計算を実行してから所定時間が経過したかどうかを判定する。ここで、炉心監視サーバ主機２３１及び炉心監視サーバ予備機２３２が予測計算を実行してから所定時間が経過したと判定（Ｙｅｓ）されたら、ステップＳ１３に戻り、炉心監視サーバ主機２３１及び炉心監視サーバ予備機２３２が予測計算を実行し、炉心６８の実績データと予測データを更新する。
【００６５】
一方、ステップＳ１５で、炉心監視サーバ主機２３１及び炉心監視サーバ予備機２３２が予測計算を実行してから所定時間が経過していないと判定（Ｎｏ）されたら、ステップＳ１６に移行する。このステップＳ１６にて、判定パラメータの偏差、つまり、現在の実績データと前回の実績データとの偏差が予め設定された規定値を超えたかどうかを判定する。ここで、判定パラメータの偏差が規定値を超えたと判定（Ｙｅｓ）されたら、ステップＳ１３に戻り、炉心監視サーバ主機２３１及び炉心監視サーバ予備機２３２が予測計算を実行し、炉心６８の実績データと予測データを更新する。一方、判定パラメータの偏差が規定値以下であると判定（Ｎｏ）されたら、ステップＳ１７にて、自動予測計算の停止指令が入力されたかどうかを判定する。ここで、自動予測計算の停止指令が入力されていないと判定（Ｎｏ）されたら、ステップＳ１３に戻り、自動予測計算の停止指令が入力されたと判定（Ｙｅｓ）されたら、ここで終了する。
【００６６】
なお、ステップＳ１６で使用する判定パラメータ、つまり、実績データは、例えば、制御棒位置、原子炉熱出力、冷却材流量、軸方向中性子束偏差、臨界ホウ素濃度、冷却材入口温度などである。これらの実績データにて、現在の値と前回計算したときの値との偏差が規定値を超えたら、炉心６８の実績データと予測データを更新する。
【００６７】
このように本実施例の原子炉の監視装置にあっては、原子炉１２における炉心６８の状態量を検出する検出器１０３と、検出器１０３が検出した炉心６８の状態量に基づいて炉心実績データを生成する炉心計装計算装置２１１と、現在の炉心運転条件と炉心実績データとに基づいて炉心６８の経時的変化を予測演算して炉心予測データを生成する炉心監視サーバ主機２３１とを設け、炉心監視サーバ主機２３１は、炉心実績データが予め設定された規定範囲を超えたときに炉心予測データの生成を行うようにしている。
【００６８】
従って、炉心実績データが規定範囲を超えたときに炉心予測データの再生成を行うため、炉心予測データを、常時、現在の炉心実績データに応じた最適なものとすることができ、原子炉１２の状態が短時間での変動した場合であっても、即座に炉心状態の予測データを求めることで、運転監視の高い安全性を確保することができる。
【００６９】
この場合、現在の炉心実績データと前回の炉心実績データとの偏差が規定値を超えたときに炉心予測データの生成を行うようにすることが望ましく、炉心予測データを、常時、現在の炉心実績データに応じた最適なものとすることができる。
【００７０】
また、予め設定された所定時間ごとに炉心予測データの生成を行うようにすることが望ましく、現在の炉心実績データの変動にかかわらず、炉心予測データを、常時、現在の炉心実績データに応じた最適なものとすることができる。
【００７１】
本実施例の原子炉の監視装置では、炉心実績データと炉心予測データを同画面で表示可能な運転監視モニタ２２２，２２４を設けている。従って、運転監視モニタ２２２，２２４に炉心実績データと炉心予測データを同画面で表示することができるため、運転員は、炉心実績データに対する炉心予測データを容易に把握することが可能となり、炉心予測データに応じた原子炉１２の適切な運転操作が可能となり、操作性及び安全性を向上することができる。
【００７２】
また、本実施例の原子炉の監視装置では、運転監視モニタ２２２，２２４は、炉心実績データと炉心予測データを時間軸方向に連続的に表示可能である。従って、炉心実績データと炉心予測データを時間経過に伴って運転監視モニタ２２２，２２４に表示可能であることから、炉心データの変動を容易に把握することができる。
【００７３】
また、本実施例の原子炉の監視装置では、中央制御室２０２に、原子炉１２の運転制御操作盤２２１及び運転監視モニタ２２２を設けると共に、運転監視操作盤２２３及び運転監視モニタ２２４を設け、運転制御操作盤２２１または運転監視操作盤２２３により現在の炉心運転条件を入力可能であり、各運転監視モニタ２２２，２２４に炉心実績データと前記炉心予測データを表示可能である。従って、複数の操作盤２２１，２２３から炉心運転条件を入力することができ、また、複数の運転監視モニタ２２２，２２４に炉心実績データと炉心予測データを表示することができることから、複数の運転員による操作や表示が可能となり、操作性を向上することができる。
【００７４】
また、本実施例の原子炉の制御装置にあっては、中央制御室２０２にて、炉心実績データが規定範囲を超えたときに炉心予測データの再生成を行い、炉心実績データと炉心予測データが運転監視モニタ２２２，２２４に表示されることとなる。そのため、炉心予測データを、常時、現在の炉心実績データに応じた最適なものとすることができ、これを運転制御操作盤２２１により運転監視モニタ２２２に随時表示することができ、原子炉１２の状態が短時間での変動した場合であっても、即座に炉心状態の予測データを求めることで、運転監視の高い安全性を確保することができる。
【００７５】
なお、本発明に係る原子炉の監視装置は、加圧水型原子炉に対して適用したが、沸騰型原子炉など、他の原子炉に対しても適用することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１２  原子炉
６１  原子炉容器
６８  炉心
６９  燃料集合体
７０  制御棒クラスタ
７１  制御棒駆動装置
１０１  原子炉制御装置
１０２  原子炉監視装置
１０３  検出器（炉心状態量検出部）
２０１  制御機室
２０２  中央制御室
２０３  計算機室
２１１  炉内計装計算装置（炉心実績データ生成部）
２１２  総合管理計算装置
２２１  運転制御操作盤
２２２  運転監視モニタ（表示部、第１運転監視モニタ）
２２３  運転監視操作盤
２２４  運転監視モニタ（表示部、第２運転監視モニタ）
２３１  炉心監視サーバの主機（炉心予測データ生成部、炉心予測データ生成時期設定部）
２３２  炉心監視サーバの予備機（炉心予測データ生成部、炉心予測データ生成時期設定部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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