(57)【要約】  本発明は、原子力プラントの事故時に、運転員に操作実施までの猶予時間を提示することを目的とする。  そこで本発明は、センサ信号入力装置と、事故事象推定装置と、手順書データベースと、前記事故事象をもとに前記手順書データベースから参照すべき手順書を決定する手順書選択装置と、前記センサ信号を用いて前記手順書の項目を確認して次の操作を決定する手順自動確認装置と、前記事故事象と前記次の操作に基づき複数の操作タイミングで操作を実施した場合のプラント状態を解析してセンサ信号予測値を計算するプラント状態解析装置と、事故時の操作手順に対応したセンサ信号の操作しきい値を格納した操作しきい値データベースと、前記センサ信号予測値が前記操作しきい値に到達するか否かを判定して操作実施までの操作猶予時間を計算する操作猶予時間計算装置とを備えることを特徴とする。
2015151267.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ信号を入力するセンサ信号入力装置と、
前記センサ信号からプラントの事故事象を推定する事故事象推定装置と、
事故時の手順書を格納した手順書データベースと、
前記事故事象をもとに前記手順書データベースから参照すべき手順書を決定する手順書選択装置と、
前記センサ信号を用いて前記手順書の項目を確認して次の操作を決定する手順自動確認装置と、
前記事故事象と前記次の操作に基づき複数の操作タイミングで操作を実施した場合のプラント状態を解析してセンサ信号予測値を計算するプラント状態解析装置と、
事故時の操作手順に対応したセンサ信号の操作しきい値を格納した操作しきい値データベースと、
前記センサ信号予測値が前記操作しきい値に到達するか否かを判定して操作実施までの操作猶予時間を計算する操作猶予時間計算装置とを備えることを特徴とするプラント事故時運転支援装置。
【請求項２】
請求項１に記載のプラント事故時運転支援装置であって、
前記センサ信号は、温度、圧力、水位、流量、放射線の計測値であることを特徴とするプラント事故時運転支援装置。
【請求項３】
請求項１に記載のプラント事故時運転支援装置であって、
前記操作実施までの操作猶予時間は前記センサ信号予測値が前記操作しきい値に到達しない解析結果のうち最も遅い時刻の操作タイミングとすることを特徴とするプラント事故時運転支援装置。
【請求項４】
請求項１に記載のプラント事故時運転支援装置であって、
前記次の操作とともに前記操作実施までの操作猶予時間を合わせて提示することを特徴とするプラント事故時運転支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラント事故時運転支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力プラントで事故が発生した場合、運転員は事故時操作手順書に基づいて運転操作を行う。この時、センサ値などをもとにプラントで発生している事故事象を推定し、プラント状態を把握することが重要である。しかし、事故時には多数の警報の発生や、確認すべきセンサ値が多数あるので、運転員の負担が大きい状態になる。そこで、運転員を支援する方法として、手順書の電子化や、関連パラメータを自動的に提示する方法が検討されている。具体的には、プラント状態を診断し、次に運転員が操作すべき手順を提示し、その後のプラント状態を推定することは有効であると考えられる。【０００３】
プラントの運転員を支援する方法としては、特開２００３−５８２８号公報（特許文献１）がある。この公報には、「プラント本体が異常状態であるときのパラメータの範囲を記録する異常状態データベースと、前記異常状態を解消する操作手順を記録する運転マニュアルデータベースと、前記プラント本体から前記パラメータを収集するプラント監視部と、前記異常状態データベースを参照し、前記収集されたパラメータに基づいて前記プラント本体が異常状態であるかどうかを判別する異常状態判別部と、前記プラント本体が異常状態であるとき、前記操作手順を前記運転マニュアルデータベースから抽出する対策検索部と、前記操作手順を端末機に通知する通知部とを具備するプラント運転支援装置。」と記載されている。【０００４】
また、プラント異常時の処置方法を決定する方法としては、特開平６−１０３４８１号公報（特許文献２）がある。この公報には、「実プラントから入力されるプラントデータよりプラントに発生した異常の診断を行うプラント異常診断部と、前記プラント異常診断部による異常診断後に起動されて、異常原因により最も影響を受けるプロセス量、復旧操作時に監視すべきプロセス量を決定する重要プロセス量決定部と、前記プラント異常診断部からの操作ガイドの情報を入力して、当該操作ガイドの定量性を選択する操作量決定部と、前記プラントに発生した異常に応じて最適な物理モデルの選択・決定を行うモデル選択・決定部と、選択された前記物理モデルに与えられる境界条件が格納された境界条件ファイルと、前記モデル選択・決定部にて選択された物理モデル、および前記境界条件ファイルからの境界条件を用いて、選択された操作を実施したときに、異常がどのように進展するかを予測する予測シミュレーション部とを備えたプラント運転監視システムにおいて、前記予測シミュレーション部に、前記プラントに異常が発生していない通常運転時に前記プラントから負荷要求関連の信号を入力して、前記予測モデルと同一のモデルを前記通常運転時から周期的に計算し、前記予測モデル用の初期値を作成する機能を持たせたことを特徴とするプラント運転監視システム。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−５８２８号公報
【特許文献２】特開平６−１０３４８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１および２の方法では、プラントの事故時に運転員に操作の手順を提示し、操作後のプラント状態を予測することができる。しかし、いずれの方法においても、いつまでに操作実施しなければならないかという猶予時間を提示する方法は記載されていない。プラントの事故時には運転員は余裕がなく、猶予時間の提示は重要である。例えば、時間に余裕がなければその操作に関する作業への人員の投入や、他の手段を実施するかどうかの判断に役に立つ。【０００７】
そこで、本発明は、原子力プラントの事故時に、運転員に操作実施までの猶予時間を提示することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、センサ信号を入力するセンサ信号入力装置と、前記センサ信号からプラントの事故事象を推定する事故事象推定装置と、事故時の手順書を格納した手順書データベースと、前記事故事象をもとに前記手順書データベースから参照すべき手順書を決定する手順書選択装置と、前記センサ信号を用いて前記手順書の項目を確認して次の操作を決定する手順自動確認装置と、前記事故事象と前記次の操作に基づき複数の操作タイミングで操作を実施した場合のプラント状態を解析してセンサ信号予測値を計算するプラント状態解析装置と、事故時の操作手順に対応したセンサ信号の操作しきい値を格納した操作しきい値データベースと、前記センサ信号予測値が前記操作しきい値に到達するか否かを判定して操作実施までの操作猶予時間を計算する操作猶予時間計算装置とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、原子力プラントの事故時に、運転員に操作実施までの猶予時間を提示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】プラント事故時運転支援装置の構成図の例である。
【図２】センサ信号の例である。
【図３】事故事象推定装置の説明図である。
【図４】手順書データベースの例である。
【図５】操作しきい値データベースの例である。
【図６】結果出力画面の例である。
【図７】プラント事故時運転支援装置の処理のフローチャートの例である。
【図８】操作猶予時間の計算の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施例を図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、プラント事故時運転支援装置の構成図の例である。【００１３】
センサ１は、プラントの温度、圧力、水位、流量、放射線などを計測するセンサである。【００１４】
センサ信号入力装置２は、センサ１で計測した計測値（センサ信号）を計算機へ入力する装置である。例えば、プロセス計算機でもよい。【００１５】
センサ信号の例を図２に示す。本実施例では、センサ信号として主蒸気流量と格納容器内温度、格納容器内圧力、格納容器内放射線量を例に説明する。また、事故発生時刻を00:00とする。【００１６】
事故事象推定装置３は、センサ信号入力装置２からセンサ信号が入力され、各センサ信号の値から事故事象を推定する。例えば、図３に示す事故事象と各センサ信号の値との関係を用いて事故事象を推定する。図２のセンサ信号の例では、時刻00:20に主蒸気管破断の条件を満たし、事故事象「主蒸気管破断」が発生したと推定する。【００１７】
手順書データベース４には、事故時の操作手順が格納されている。図４に手順書データベース４の例を示す。手順書は発生した事故事象ごとに用意される。また事象が特定されない場合の手順書を用意してもよい。なお、図４の手順書は実施例を説明するための例であり、実際の手順書とは異なる。【００１８】
手順書選択装置５は、事故事象推定装置３から事故事象が入力されるとともに、手順書データベース４から操作手順が入力され、参照すべき手順書を決定する。あるいは参照すべき手順書の候補を提示し、運転員に選択させる機能を備えてもよい。例えば、事故事象「主蒸気管破断」が発生した場合、手順書「主蒸気管破断」を参照すべき手順書として選択する。【００１９】
手順自動確認装置６は、センサ信号入力装置２からセンサ信号が入力され、手順書データベース４から操作手順が入力され、手順書選択装置５から参照すべき手順書が入力される。参照すべき手順書の項目についてセンサ信号を参照して確認し、確認できれば次の項目に進む。次の項目が操作である場合に、その操作が次に実施すべき操作であると特定する。【００２０】
プラント状態解析装置７は、プラントシミュレータである。事故事象推定装置３から事故事象が入力され、手順自動確認装置６から次に実施すべき操作が入力され、操作を実施したと仮定した場合のプラント状態を解析してセンサ信号予測値を計算する。このとき、操作を実施したと仮定するタイミングを複数設定し、複数の操作タイミングについてセンサ信号予測値を計算する。【００２１】
操作しきい値データベース８には、事故時の操作手順に対応したセンサ信号の操作しきい値が格納されている。図５に操作しきい値データベース８の例を示す。例えば、手順書「主蒸気管破断」における操作「格納容器スプレイ」は、格納容器圧力が400kPa以下に維持されることを目標として実施される。すなわち、400kPaを超えてしまう前に操作をすることが必要である。なお、図５の操作しきい値は実施例を説明するための例であり、実際の操作しきい値とは異なる。【００２２】
操作猶予時間計算装置９は、プラント状態解析装置７から複数の操作タイミングについてのセンサ信号予測値が入力され、操作しきい値データベース８から操作しきい値が入力される。各操作タイミングでのセンサ信号予測値が操作しきい値に到達するか否かを判定し、しきい値に到達しない最長の時間（最も遅い時刻）を操作猶予時間とする。【００２３】
結果出力装置１０は、手順自動確認装置６で特定した次に実施すべき操作と、操作猶予時間計算装置９で計算した操作猶予時間をディスプレイ等に表示する。出力画面の例を図６に示す。【００２４】
なお、事故事象推定装置３、手順書選択装置５、手順自動確認装置６、プラント状態解析装置７、操作猶予時間計算装置９は、計算機のプログラムとして実施してもよい。また、手順書データベース４と操作しきい値データベース８を計算機内に含めた構成としてもよい。【００２５】
図７は、プラント事故時運転支援装置による処理を説明するフローチャートの例である。【００２６】
ステップ１０１では、センサ信号入力装置２により、センサ１で計測したセンサ信号を入力する。【００２７】
ステップ１０２では、事故事象推定装置３により、センサ信号を用いて事故事象を推定する。例えば、図２のセンサ信号と図３の表を用いた場合では、時刻00:20に事故事象「主蒸気管破断」と特定される。【００２８】
ステップ１０３では、手順書選択装置５により、手順書を特定する。例えば、発生した事故事象「主蒸気管破断」に対して、手順書「主蒸気管破断」が選択される。【００２９】
ステップ１０４では、手順自動確認装置６により、次の操作を特定する。例えば、図４の手順書「主蒸気管破断」について、手順書を選択した時刻00:20には、項目「格納容器内放射線量＞0.1Gy/hr」と次の項目「格納容器内圧力＞100kPa」を満たすため、次の操作は「格納容器スプレイ」と特定される。なお、実際にはこれらの処理に一定の時間がかかるため、例えば時刻00:21に次の操作が特定される。【００３０】
ステップ１０５では、プラント状態解析装置７により、複数の操作タイミングについてセンサ信号を予測する。具体的には、時刻00:30、00:40、00:50、00:60に操作「格納容器スプレイ」を実施した場合の予測を行う。この処理は例えば00:30に完了する。予測結果の例を図８に示す。【００３１】
ステップ１０６では、操作猶予時間計算装置９により、操作猶予時間計算を計算する。図５の例では、手順書「主蒸気管破断」の操作「格納容器スプレイ」のしきい値は格納容器内圧力が400kPaと設定されている。図８の計算の結果、操作「格納容器スプレイ」を時刻00:30、00:40、00:50に実施した場合には格納容器内圧力が400kPaに到達しないが、時刻00:60に実施した場合には格納容器内圧力が400kPaを超える。したがって、操作猶予時間は00:50と計算する。【００３２】
ステップ１０７では、結果出力装置１０に、次に実施すべき操作「格納容器スプレイ」と、操作猶予時間00:50を表示する。【００３３】
なお、ステップ１０１〜１０２の手順は、事故事象が発生し、特定されるまでセンサ信号を入力するたび（例えば１秒ごと）に実施する。【００３４】
以上の手順により、原子力プラントの事故時に、運転員に操作手順を提示するとともに、操作実施後のセンサ値の進展予測と、操作実施までの猶予時間を提示することができる。【００３５】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、上記の各構成、機能等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等により実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１  センサ
２  センサ信号入力装置
３  事故事象推定装置
４  手順書データベース
５  手順書選択装置
６  手順自動確認装置
７  プラント状態解析装置
８  操作しきい値データベース
９  操作猶予時間計算装置
１０  結果出力装置
【図１】
2015151267.tif 000003
【図２】
2015151267.tif 000004
【図３】
2015151267.tif 000005
【図４】
2015151267.tif 000006
【図５】
2015151267.tif 000007
【図６】
2015151267.tif 000008
【図７】
2015151267.tif 000009
【図８】
2015151267.tif 000010
【国際調査報告】
2015151267.tif 000011
2015151267.tif 000012
2015151267.tif 000013
2015151267.tif 000014