(57)【要約】【課題】異常事象に関する設定をより容易に決定することができるプラントシミュレータを提供する。【解決手段】本実施形態によるプラントシミュレータは、プラントを模擬した模擬プラントを備えるプラントシミュレータであって、第１取得部と、第２取得部と、シミュレーション部と、表示制御部と、を備える。第１取得部は、模擬プラントの状態に関する状態情報を取得する。第２取得部は、ユーザが模擬プラントに発生させる異常事象の設定を取得する。シミュレーション部は、状態情報および設定に基づいて、異常事象の異常度合いを示す異常度をシミュレーションするシミュレーション部であって、前記設定を変更して異常度を再びシミュレーションする。表示制御部は、シミュレーション部がシミュレーションに用いた設定を表示部に表示させる。【選択図】図１
2022003375.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラントを模擬した模擬プラントの状態に関する状態情報を取得する第１取得部と、
ユーザが前記模擬プラントに発生させる異常事象の設定を取得する第２取得部と、
前記状態情報および前記設定に基づいて、前記異常事象の異常度合いを示す異常度をシミュレーションするシミュレーション部であって、前記設定を変更して前記異常度を再びシミュレーションするシミュレーション部と、
前記シミュレーション部がシミュレーションに用いた前記設定を表示部に表示させる表示制御部と、を備える、プラントシミュレータ。
【請求項２】
前記シミュレーション部は、前記異常事象を発生させている時間に対する、前記異常度をシミュレーションする、請求項１に記載のプラントシミュレータ。
【請求項３】
前記第２取得部は、前記異常度の目標値である目標異常度、および、前記異常事象を発生させている時間の目標値である目標時間をさらに取得し、
前記シミュレーション部は、シミュレーションした前記異常度が前記目標時間において前記目標異常度になるように、前記設定を変更して前記異常度を再びシミュレーションする、請求項２に記載のプラントシミュレータ。
【請求項４】
前記シミュレーション部は、前記目標時間におけるシミュレーションした前記異常度が前記目標異常度になるように、前記設定を変更して前記異常度を再びシミュレーションする、請求項３に記載のプラントシミュレータ。
【請求項５】
前記シミュレーション部は、
前記設定を第１所定値ずつ変更して前記異常度を再びシミュレーションし、または、前記目標時間におけるシミュレーションした前記異常度と前記目標異常度との比率または差に基づいて、次のシミュレーションに用いる前記設定を変更して前記異常度を再びシミュレーションする、請求項４に記載のプラントシミュレータ。
【請求項６】
前記表示制御部は、前記目標時間におけるシミュレーションされた前記異常度が前記目標異常度を含む第１所定範囲内である場合、前記シミュレーション部がシミュレーションに用いた前記設定を前記表示部に表示させる、請求項４または請求項５に記載のプラントシミュレータ。
【請求項７】
前記シミュレーション部は、シミュレーションした前記異常度が前記目標異常度に達するまでの時間が前記目標時間になるように、前記設定を変更して前記異常度を再びシミュレーションする、請求項３に記載のプラントシミュレータ。
【請求項８】
前記シミュレーション部は、
前記設定を第１所定値ずつ変更して前記異常度を再びシミュレーションし、または、シミュレーションした前記異常度が前記目標異常度に達するまでの時間と前記目標時間との比率または差に基づいて、次のシミュレーションに用いる前記設定を変更して前記異常度を再びシミュレーションする、請求項７に記載のプラントシミュレータ。
【請求項９】
前記表示制御部は、シミュレーションされた前記異常度が前記目標異常度に達するまでの時間が前記目標時間を含む第２所定範囲内である場合、前記シミュレーション部がシミュレーションに用いた前記設定を前記表示部に表示させる、請求項７または請求項８に記載のプラントシミュレータ。
【請求項１０】
前記表示制御部は、前記異常事象を発生させている時間と、前記シミュレーション部が複数の前記設定を用いてシミュレーションした前記異常度と、の対応関係を、前記シミュレーション部がシミュレーションに用いた複数の前記設定とともに前記表示部に表示させる、請求項２に記載のプラントシミュレータ。
【請求項１１】
前記シミュレーション部は、前記第２取得部が取得した前記設定を第２所定値ずつ変更して前記異常度を再びシミュレーションする、請求項１０に記載のプラントシミュレータ。
【請求項１２】
前記シミュレーション部は、前記第２取得部が取得した前記設定を前記第２所定値ずつ増加させて前記異常度を再びシミュレーションするとともに、前記第２取得部が取得した前記設定を前記第２所定値ずつ減少させて前記異常度を再びシミュレーションする、請求項１１に記載のプラントシミュレータ。
【請求項１３】
前記設定は、予め設定される複数の値を含む、請求項１０に記載のプラントシミュレータ。
【請求項１４】
前記表示制御部は、前記対応関係上において前記ユーザにより位置が操作可能なオブジェクトと、該オブジェクトの位置に対応する時間および前記異常度の少なくとも１つと、を前記表示部に表示させる、請求項１０から請求項１３のいずれか一項に記載のプラントシミュレータ。
【請求項１５】
前記シミュレーション部は、前記第２取得部が前記設定を取得した時の前記状態情報、および、前記設定に基づいて、実時間より高速で前記異常度をシミュレーションする、請求項２から請求項１４のいずれか一項に記載のプラントシミュレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明による実施形態は、プラントシミュレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、原子力発電プラント、火力発電プラントまたは化学プラント等のプラントを運転するプラント運転員は、訓練用のプラントシミュレータを通してプラント運転方法を体験学習する。このようなプラントシミュレータによる運転技術の訓練は、例えば、訓練生４人の１チームに対して配置される１〜２名のインストラクタが所要の事象（プラント異常事象）を種々想定して行われる。
【０００３】
しかし、プラント異常訓練において期待する模擬プラントの変化となるようなプラント異常事象の設定値を得る（決定する）ことが難しく、インストラクタの労力負荷が大きい場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１４２３８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明による実施形態は、異常事象に関する設定をより容易に決定することができるプラントシミュレータ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】
【０００６】
本実施形態によるプラントシミュレータは、プラントを模擬した模擬プラントを備えるプラントシミュレータであって、第１取得部と、第２取得部と、シミュレーション部と、表示制御部と、を備える。第１取得部は、模擬プラントの状態に関する状態情報を取得する。第２取得部は、ユーザが模擬プラントに発生させる異常事象の設定を取得する。シミュレーション部は、状態情報および設定に基づいて、異常事象の異常度合いを示す異常度をシミュレーションするシミュレーション部であって、前記設定を変更して異常度を再びシミュレーションする。表示制御部は、シミュレーション部がシミュレーションに用いた設定を表示部に表示させる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態によるプラントシミュレータの構成を示すブロック図。
【図２】時間と異常度との関係の一例を示すグラフ。
【図３】第１実施形態による演算装置のシミュレーション結果の一例を示すグラフ。
【図４】変形例１による演算装置のシミュレーション結果の一例を示すグラフ
【図５】第２実施形態による演算装置のシミュレーション結果の一例を示すグラフ。
【図６】変形例２による演算装置のシミュレーション結果の一例を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。図面は模式的または概念的なものであり、各部分の比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。明細書と図面において、既出の図面に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【０００９】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態によるプラントシミュレータ１の構成を示すブロック図である。プラントシミュレータ１は、原子力発電プラント、火力発電プラントまたは化学プラント等のプラントを運転するプラント運転員に対して、プラント運転方法の体験学習および運転技術の訓練等を行うために用いられる。尚、以下では、プラント運転員は、訓練生と呼ばれる場合がある。インストラクタは、プラントシミュレータ１を用いて、訓練生を指導する。
【００１０】
プラントシミュレータ１は、模擬プラント３と、模擬中央制御盤４と、運転訓練補助装置２と、を備える。
【００１１】
模擬プラント３は、プラントの特性を模擬するともに、設定されたプラント異常事象を模擬する。模擬プラント３は、例えば、原子力発電プラント等の実プラントを模擬する。尚、模擬プラント３の構成およびプラント異常事象の詳細については、後で説明する。
【００１２】
模擬中央制御盤４は、模擬プラント３で模擬されたプラント状態信号を表示出力するするとともに、模擬プラントに対し操作指令を出力する。模擬中央制御盤４は、模擬プラント３の運転を遠隔制御する。模擬中央制御盤４は、各種スイッチ等の操作器を有する。訓練生は、インストラクタの指導の下、この模擬中央制御盤４上の操作器を実際に操作して、模擬プラント３を運転する。これにより、訓練生は実プラントの運転技術を体験的に習得することができる。
【００１３】
運転訓練補助装置２は、プラントの運転訓練を行うインストラクタを補助する。運転訓練補助装置２は、例えば、プラント異常事象の設定に関する演算を行い、演算結果を表示出力する。インストラクタは、試験用プラントに異常事象を発生させる。尚、以下では、特に断りの無い限り、プラント異常事象は、一例として、蒸気が通過する配管に生じた穴による、部屋（閉じられた空間）の温度の上昇とする。訓練において、インストラクタは、例えば、模擬プラント３の配管を破壊して、時間とともに部屋の温度を上昇させる。インストラクタは、訓練生が温度の上昇に気づくか否か等により、訓練生を評価する。尚、訓練生は、温度上昇に気づいた場合、予め決まった対応（処置）をすればよい。発生させる変化（配管の破壊）が小さい場合、温度上昇が遅く、訓練に時間がかかってしまう。一方、発生させる変化が大きい場合、温度上昇が急激であるため、訓練生は変化に容易に気づいてしまう。従って、インストラクタは、発生させる異常事象の適切な設定を決める必要がある。すなわち、どの程度の事故を発生させるかは、インストラクタの裁量に依存する。
【００１４】
インストラクタは、例えば、蒸気の配管を破壊することにより、部屋の温度を２０分後に５０℃上昇させたいと考える。しかし、配管をどの程度破壊するか等を含む設定の予測が難しいため、インストラクタは、シミュレーションを行う必要がある。インストラクタは、シミュレーション結果を確認し、模擬プラント３が模擬するプラント異常事象の設定を決定する。インストラクタは、決定した設定を模擬プラント３に入力する。これにより、プラント異常事象が発生し、訓練生に対する訓練が行われる。尚、運転訓練補助装置２は、は、模擬プラント３内に設けられていてもよい。尚、運転訓練補助装置２の構成およびプラント異常事象の設定に関する演算の詳細については、後で説明する。
【００１５】
次に、模擬プラント３について説明する。
【００１６】
模擬プラント３は、インストラクタコンソール５と、インターフェース９と、インターフェース１３と、模擬プラント演算装置１４と、模擬プラント補助記憶装置１５と、を備える。
【００１７】
インストラクタコンソール５は、入力装置５Ｂと、表示装置５Ａと、を有する。
【００１８】
入力装置５Ｂは、インストラクタから、訓練に関する情報の入力を受け付ける。インストラクタは、入力装置５Ｂを操作し、例えば、プラント異常事象の原因を設定する。これにより、インストラクタは、設定した原因に基づくタービントリップ、原子力スクラム（緊急停止）および小故障等の各種事象を模擬プラント３に発生させる。訓練生は、模擬中央制御盤４の操作を実際に行い、模擬プラント３に発生する各種事象に応じた適切な運転を行う。これにより、訓練生は、高度な運転技術を体験的に習得することができる。
【００１９】
また、インストラクタは、訓練生の運転経験に応じて、発生させるプラント異常事象の詳細な設定を入力装置５Ｂにより行う。この詳細な設定は、例えば、プラント異常事象が模擬プラント３に与える割合（影響度合）、プラント異常事象を発生させる時間等を含む。
【００２０】
表示装置５Ａは、模擬プラント演算装置１４の演算の結果を表示する。また、表示装置５Ａは、模擬プラント３の状態を表示する。
【００２１】
インターフェース９は、中央制御装盤情報出力部６と、インストラクタコンソール情報出力部７と、摸擬プラント情報出力部８と、を備える。中央制御装盤情報出力部６、インストラクタコンソール情報出力部７および、摸擬プラント情報出力部８は、それぞれ、模擬中央制御盤４、表示装置５Ａおよび運転訓練補助装置２に情報（信号）を出力する。
【００２２】
インターフェース１３は、中央制御盤情報入力部１０と、インストラクタ情報入力部１１と、運転訓練補助装置情報入力部１２と、を備える。中央制御盤情報入力部１０、インストラクタ情報入力部１１、および、運転訓練補助装置情報入力部１２は、それぞれ模擬中央制御盤４、入力装置５Ｂおよび運転訓練補助装置２から情報（信号）の入力を受ける。
【００２３】
模擬プラント演算装置１４は、模擬プラント補助記憶装置１５に記憶された模擬モデルに基づいて、プラント模擬演算を行う。模擬プラント演算装置１４は、プラント模擬計算の模擬結果を、インターフェース９を介して模擬中央制御盤４に出力する。また、模擬プラント演算装置１４は、模擬中央制御盤４で操作された内容の入力を、インターフェース１３を介して受ける。また、模擬プラント演算装置１４は、入力された操作内容を加味してさらに模擬計算を行う。模擬計算の結果は、上記のように、表示装置５Ａに表示される。
【００２４】
次に、運転訓練補助装置２について説明する。
【００２５】
運転訓練補助装置２は、補助情報入力装置２４と、入力インターフェース１８ａと、演算装置２２と、主記憶装置２１と、出力インターフェース１８ｂと、補助情報出力装置２３と、を備える。
【００２６】
補助情報入力装置２４は、インストラクタから情報（信号）の入力を受ける。補助情報入力装置２４は、例えば、キーボードおよびマウス等により構成される。
【００２７】
入力インターフェース１８ａは、情報入力部１６と、情報入力部１７と、を備える。
【００２８】
第１取得部としての情報入力部１６は、プラントを模擬した模擬プラント３の状態に関する状態情報を取得する。状態情報は、例えば、部屋の温度、部屋の形状等の演算装置２２によるシミュレーションの初期条件を含む。情報入力部１６は、インターフェース９内の摸擬プラント情報出力部８から状態情報を取得する。
【００２９】
第２取得部としての情報入力部１７は、ユーザ（インストラクタ）が模擬プラント３に発生させる異常事象の設定（設定値Ｘ）を取得する。異常事象の設定は、例えば、部屋の温度上昇の原因となる配管に関する設定である。この場合、情報入力部１７は、設定値Ｘとして、例えば、配管の穴の大きさ（径）を取得する。尚、設定値Ｘは、例えば、径の最大値からの割合等であってもよい。また、この場合、設定値Ｘが大きくなるほど、異常度は大きくなる。情報入力部１７は、補助情報入力装置２４から、インストラクタが入力する異常事象の設定値Ｘを取得する。
【００３０】
また、より詳細には、情報入力部１７は、異常度の目標値である目標異常度Ｙｔ、および、異常事象を発生させている時間の目標値である目標時間Ｔｔをさらに取得する。
【００３１】
シミュレーション部としての演算装置２２は、状態情報および設定に基づいて、異常事象の異常度合いを示す異常度をシミュレーションする。また、演算装置２２は、設定を変更して異常度を再びシミュレーションする。
【００３２】
また、より詳細には、演算装置２２は、異常事象を発生させている時間に対する、異常度をシミュレーションする。すなわち、演算装置２２は、異常度の時間変化をシミュレーションする。異常事象を発生させている時間は、異常事象の発生からの経過時間でもある。異常度は、異常事象の発生から時間の経過によって上昇する（図２を参照）。
【００３３】
より詳細には、演算装置２２は、シミュレーションした異常度が目標時間Ｔｔにおいて目標異常度Ｙｔになるように、設定値Ｘを変更して異常度を再びシミュレーションする。尚、シミュレーションの詳細については、図２を参照して、後で説明する。
【００３４】
記憶部としての主記憶装置２１は、演算装置２２によるシミュレーション結果を記憶する。また、主記憶装置２１は、模擬プラント３の模擬用モデル情報を記憶する。モデル情報は、例えば、２５％、５０％、７５％、１００％等の模擬プラント３の複数の出力に応じた、模擬プラント３の状態パラメータを含む。状態パラメータは、例えば、模擬プラント３内のランプ、メータの状態を含む。模擬用モデル情報は、演算装置２２によるシミュレーションに用いられる。これにより、複数の運転状態において、訓練および訓練のためのシミュレーションを行うことができる。
【００３５】
出力インターフェース１８ｂは、情報出力部１９と、情報出力部２０と、を備える。
【００３６】
表示制御部としての情報出力部１９は、演算装置２２がシミュレーションに用いた設定値Ｘを補助情報出力装置２３に表示させる。これにより、インストラクタは、シミュレーションの結果を確認し、より適切な設定を選択および決定することができる。従って、異常事象に関する設定をより容易に決定することができる。
【００３７】
情報出力部２０は、演算装置２２のシミュレーション結果を模擬プラント３に出力する。例えば、演算装置２２がシミュレーションの結果、設定値Ｘを算出した場合、情報出力部２０は、算出された設定値Ｘを模擬プラント３に送る。これにより、運転訓練補助装置２は、訓練中に、自動または、インストラクタが補助情報出力装置２３に表示された設定値Ｘを確認し、補助情報入力装置２４を操作することで模擬プラント３に異常事象を発生させることができる。すなわち、情報出力部２０（異常事象発生部）は、演算装置２２がシミュレーションに用いた設定値Ｘに基づいて、自動で、または、インストラクタの操作に応じて、模擬プラント３に異常事象を発生させる。
【００３８】
表示部としての補助情報出力装置２３は、シミュレーション結果を表示する。補助情報出力装置２３は、例えば、ディスプレイである。
【００３９】
次に、演算装置２２によるシミュレーションについて説明する。
【００４０】
図２は、時間と異常度との関係の一例を示すグラフである。図２において、横軸は時間を示し、縦軸は異常度を示す。演算装置２２は、例えば、熱エネルギー計算のシミュレーションによって、異常度、すなわち、蒸気漏れが発生した部屋の温度をシミュレーションする。熱エネルギー計算のシミュレーションでは、例えば、蒸気のエネルギーが空間（部屋）内に放出された場合に、空間のエネルギーがどれだけ上昇するかがシミュレーションされる。蒸気の漏れ量、並びに、部屋の温度、形状および大きさ等が、シミュレーション条件として、状態情報に含まれる。
【００４１】
Ｘ＝ａ１０の設定値Ｘは、シミュレーションの初期設定値を示す。初期設定値は、インストラクタが補助情報入力装置２４を用いて入力する値である。Ｌ１は、初期設定値を用いた異常度のシミュレーション結果を示す。Ｙｔは、目標異常度を示す。Ｔｔは、目標時間を示す。Ｌｅは、インストラクタが期待する異常度の時間変化を示す。Ｌｅは、目標時間Ｔｔにおいて目標異常度Ｙｔに達する。尚、Ｌｅは、必ずしもグラフ上の目標時間Ｔｔと目標異常度Ｙｔと交点と交わる必要は無く、交点から所定の範囲内であればよい。設定値Ｘ＝ａ１２は、シミュレーションによりＬｅが得られる設定値Ｘの一例を示す。
【００４２】
また、図２に示す例では、シミュレーションにより得られるＬ１およびＬｅは、時間に比例する。しかし、これに限られず、異常事象、シミュレーション方法もしくシミュレーション条件等により、または、シミュレーションに用いる多くのパラメータにより、異常度は時間に対して複雑に変化する場合がある。例えば、異常事象が蒸気漏れによる部屋の温度上昇である場合、部屋の形状等によって、蒸気の移動しやすさが変化する。従って、異常度である部屋の温度が時間に対して複雑に変化する場合がある。
【００４３】
尚、Ｌｅおよび設定値Ｘ＝ａ１２は、Ｌ１のシミュレーション時点では未知である。上記のように、演算装置２２は、シミュレーションした異常度が目標時間Ｔｔにおいて目標異常度Ｙｔになるように、設定値Ｘを変更して異常度を再びシミュレーションする。これにより、図３に示すシミュレーション結果が得られる。
【００４４】
図３は、第１実施形態による演算装置２２のシミュレーション結果の一例を示すグラフである。図３では、図２から更にシミュレーションが継続され、ＬｅおよびＬｅに対応する設定値Ｘ＝ａ１２が得られる。
【００４５】
Ｉ１は、Ｌ１と目標時間Ｔｔとの交点を示す。Ｙ１は、交点Ｉ１の異常度を示す。また、Ｌ２は、Ｌ１の次（２回目）にシミュレーションされる異常度の時間変化を示す。Ｉ２は、Ｌ２と目標時間Ｔｔとの交点を示す。Ｙ２は、交点Ｉ２の異常度を示す。
【００４６】
設定値Ｘ＝ａ１１は、Ｌ２に対応する設定値Ｘである。また、設定値Ｘ＝ａ１１は、設定値Ｘ＝ａ１０を設定変更値αだけ加えた値である。設定値Ｘ＝ａ１２は、設定値Ｘ＝ａ１１を設定変更値αだけ加えた値である。従って、設定値Ｘは、ａ１０、ａ１１、ａ１２となるに従って、大きくなる。これに伴って、目標時間Ｔｔにおける異常度の値も、大きくなる。
【００４７】
尚、Ｌ１、Ｌ２、Ｌｅは、一例としてほぼ等間隔に変化するように示されているが、これに限られない。Ｌ１、Ｌ２、Ｌｅの間隔は、シミュレーションの条件等によって変化する場合がある。
【００４８】
演算装置２２は、目標時間Ｔｔにおけるシミュレーションした異常度が目標異常度Ｙｔになるように、設定値Ｘを変更して異常度を再びシミュレーションする。図３に示す例では、初期のシミュレーションにおける異常度Ｙ１は、目標異常度Ｙｔよりも小さい。目標時間Ｔｔにおける異常度を大きくするには、設定値Ｘを大きくする必要がある。すなわち、演算装置２２は、Ｌｅが得られる設定値Ｘ＝ａ１２になるまで、設定値Ｘを設定変更値αずつ加算しながら繰り返しシミュレーションを行う。尚、設定変更値αの詳細については、後で説明する。
【００４９】
情報出力部１９は、目標時間Ｔｔにおけるシミュレーションされた異常度が目標異常度Ｙｔを含む第１所定範囲Ｒ１内である場合、演算装置２２がシミュレーションに用いた設定値Ｘを補助情報出力装置２３に表示させる。第１所定範囲Ｒ１は、例えば、インストラクタによって任意に設定される異常度の許容範囲である。第１所定範囲Ｒ１は、例えば、目標異常度Ｙｔを中心とする異常度の範囲である。すなわち、シミュレーションされた異常度が目標時間Ｔｔにおいて目標異常度Ｙｔに近い値になればよい。図３に示す例では、情報出力部１９は、設定値Ｘ＝ａ１２の値を補助情報出力装置２３に表示させる。従って、インストラクタは、シミュレーションの結果得られる設定値Ｘ＝ａ１２を認識することができる。この結果、インストラクタは、異常事象に関する期待する設定をより容易に決定することができる。従って、インストラクタの負担を軽減することができる。尚、補助情報出力装置２３は、シミュレーション結果として、グラフ等を含む、図３の内容を表示してもよい。
【００５０】
次に、設定変更値αについて説明する。設定変更値αは、設定値Ｘの変化量である。設定変更値αは、例えば、配管の穴の径の変化量を示す。以下では、設定変更値αが一定値である場合、および、設定変更値αをシミュレーションごとに変化させる場合について説明する。
【００５１】
（設定変更値αが一定値である場合）
演算装置２２は、設定値Ｘを第１所定値α１ずつ変更して異常度を再びシミュレーション。第１所定値α１は、一定値である。第１所定値α１の値は、例えば、インストラクタにより予め設定される。第１所定値α１は、例えば、初期値である設定値Ｘの１０％の値でよい。図３に示す例では、異常度Ｙ１は、目標異常度Ｙｔより低い。従って、演算装置２２は、設定値Ｘを第１所定値α１ずつ増加させて異常度を再びシミュレーションする。
【００５２】
尚、目標時間Ｔｔにおけるシミュレーションした異常度が目標異常度Ｙｔを超えた場合、演算装置２２は設定値Ｘを減少させる。例えば、シミュレーションした異常度が目標異常度Ｙｔよりも大きく、第１所定範囲Ｒ１を超える場合、演算装置２２は、シミュレーションに用いた設定値Ｘから第１所定値α１よりも小さい値（例えば、（α１）／４）を引いて、次のシミュレーションに用いる。演算装置２２は、例えば、目標時間Ｔｔにおけるシミュレーションした異常度が目標異常度Ｙｔよりも小さくなるまで、設定値Ｘを（α１）／４ずつ減少させながら、異常度を繰り返しシミュレーションする。これにより、目標時間Ｔｔにおけるシミュレーションした異常度を、第１所定範囲Ｒ１内に適切に収束させることができる。
【００５３】
（設定変更値αを変化させる場合）
【００５４】
演算装置２２は、目標時間Ｔｔにおけるシミュレーションした異常度と目標異常度Ｙｔとの比率または差に基づいて、次のシミュレーションに用いる設定値Ｘを変更して異常度を再びシミュレーションする。演算装置２２は、例えば、設定値Ｘ＝ａ１０によるＬ１のシミュレーション後、異常度Ｙ１に対する目標異常度Ｙｔの比率（Ｙｔ／Ｙ１）を算出する。演算装置２２は、次の設定値Ｘ＝ａ１１として、算出した比率（Ｙｔ／Ｙ１）に設定値Ｘ＝ａ１０を掛けた値を用いる。この場合、設定値Ｘ＝ａ１０は、式１により表される。
ａ１１＝（Ｙｔ／Ｙ１）×ａ１０  （式１）
また、設定変更値αは、式１により表される。
α＝ａ１１−ａ１０＝｛（Ｙｔ−Ｙ１）／Ｙ１｝×ａ１０  （式２）
すなわち、設定変更値αは、目標時間Ｔｔにおけるシミュレーションした異常度と目標異常度Ｙｔとの比率または差に基づいて算出される。
【００５５】
次に、演算装置２２は、設定値Ｘ＝ａ１１によるＬ２のシミュレーション後、異常度Ｙ２に対する目標異常度Ｙｔの比率（Ｙｔ／Ｙ２）を算出する。演算装置２２は、次の設定値Ｘ＝ａ１２として、算出した比率（Ｙｔ／Ｙ２）に設定値Ｘ＝ａ１１を掛けた値を用いる。この場合、設定値Ｘ＝ａ１２は、式３により表される。
ａ１２＝（Ｙｔ／Ｙ２）×ａ１１  （式３）
また、設定変更値αは、式４により表される。
α＝ａ１２−ａ１１＝｛（Ｙｔ−Ｙ２）／Ｙ２｝×ａ１１  （式４）
【００５６】
尚、目標時間Ｔｔにおけるシミュレーションした異常度が目標異常度Ｙｔを超えた場合、演算装置２２は設定値Ｘを減少させる。例えば、シミュレーションした異常度が目標異常度Ｙｔよりも大きく、第１所定範囲Ｒ１を超える場合、次のシミュレーションに用いる設定値Ｘは、小さい値になる。これは、目標時間Ｔｔにおける異常度と目標異常度Ｙｔとの差に基づく設定変更値αがマイナスになるためである。これにより、目標時間Ｔｔにおけるシミュレーションした異常度を、第１所定範囲Ｒ１内に適切に収束させることができる。また、初期設定値として設定値Ｘ＝ａ１２から大きく離れた値が入力された場合であっても、設定変更値αが一定値である場合よりも少ないシミュレーション回数で設定値Ｘ＝ａ１２を得ることができる。
【００５７】
以上のように、第１実施形態によれば、演算装置２２は、設定値Ｘを変更して異常度を再びシミュレーションする。また、情報出力部１９は、演算装置２２がシミュレーションに用いた設定値Ｘを補助情報出力装置２３に表示させる。これにより、期待する異常事象の設定値Ｘをより容易に得ることができる。この結果、インストラクタの手間および負担を軽減することができる。
【００５８】
一般に、インストラクタは、シミュレーション結果を確認し、適当な設定値を決定する。インストラクタは、例えば、訓練を実施する前に、各種計器類、表示ランプやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）等の表示装置、各種アナンシェータ（警報器）等に現れる変化の状態を確認し、インストラクタの期待する模擬プラント３の変化となるように、異常事象の模擬プラントに与える割合や発生させている時間等の設定する値を繰り返し見直すことにより得ていた。あるいは、上述の事前確認を実施しない場合、インストラクタは、訓練を実施している時点で、発生させるプラント異常事象の模擬プラントに与える割合や発生させている時間を判断する。模擬プラントの変化がインストラクタの期待する変化ではない場合、インストラクタは、模擬プラントの変化の状態を人間系で判断して補正した値にて、再び入力装置より設定することにより、期待する模擬プラントの変化を与える設定値を得ていた。
【００５９】
このように、１つのプラント異常事象を期待する変化状態となるよう設定するには、インストラクタがプラントシミュレータで現れた変化を総合的に判断することになり、インストラクタの労力負担が大きかった。また、訓練生の中央制御盤の操作方法、操作タイミングにより、プラント異常事象を発生させる時点での模擬プラントの状態は異なる。従って、インストラクタは、人間系で判断した補正を加えて、入力装置より設定することになり、インストラクタの負担が大きくなっていた。
【００６０】
これに対して、第１実施形態では、演算装置２２は、インストラクタが入力した目標時間Ｔｔおよび目標異常度Ｙｔに対応する（または、近い）異常度になる設定値Ｘを算出する。また、補助情報出力装置２３は、演算装置２２が算出した設定値Ｘをインストラクタに表示する。これにより、インストラクタは、設定の変更およびシミュレーションを繰り返すこと無く、所望の設定値Ｘの値を得ることができる。この結果、インストラクタによる事前の準備の負担を軽減することができる。また、インストラクタが判断を行う必要がないため、インストラクタの労力負担を軽減することができ、また、インストラクタごとの経験による影響を抑制することができる。
【００６１】
また、演算装置２２は、情報入力部１７が設定値Ｘを取得した時の状態情報、および、設定値Ｘに基づいて、実時間より高速で異常度をシミュレーションする。演算装置２２は、例えば、実時間の２０〜３０倍等の、実時間以上の速さで高速演算処理を行う。これにより、演算装置２２は、訓練中にシミュレーションを行うことができる。従って、インストラクタは、事前の準備ではなく、プラント運転訓練中に、模擬プラント３の状態に合わせてリアルタイムに設定値Ｘを決定することができる。
【００６２】
また、情報出力部１９は、主記憶装置２１に記憶されたシミュレーション結果を補助情報出力装置２３に表示させてもよい。従って、補助情報出力装置２３は、事前に行われたシミュレーションの結果を表示する。例えば、予め複数の状態情報および設定値Ｘにより、シミュレーションが行われる。これにより、演算装置２２の演算速度が遅い場合であっても、インストラクタは、異常事象の設定を決定することができる。
【００６３】
また、異常事象は、蒸気漏れによる部屋の温度上昇に限られず、或る故障が発生した際に、二次的に起こる変化（異常）等である。異常事象は、例えば、水漏れによる部屋の水位の上昇、または、発生した穴からの放射能漏れ等であってもよい。また、異常事象は、例えば、発電用タービンの回転に用いられる循環水の導電率の上昇等であってもよい。原子力発電に用いられる循環水は、一般に純水が用いられるため、導電率が低い。例えば、循環水が通過する管に穴が発生すると、循環水の冷却に用いる海水が循環水内に流入し、導電率が上昇する。
【００６４】
尚、演算装置２２は、設定値Ｘを増加させる場合に限られず、減少させる場合も同様にシミュレーションを行う。例えば、異常度Ｙ１が目標異常度Ｙｔより大きい場合、演算装置２２は、目標時間Ｔｔにおけるシミュレーションした異常度が小さくなるように、設定値Ｘを減少させながら異常度をシミュレーションすればよい。
【００６５】
（変形例１）
図４は、変形例１による演算装置２２のシミュレーション結果の一例を示すグラフである。第１実施形態の変形例１は、演算装置２２が、目標時間Ｔｔに代えて、目標異常度Ｙｔを基準として設定値Ｘを変更しながらシミュレーションする点で、第１実施形態と異なる。
【００６６】
Ｉ１ａは、Ｌ１と目標異常度Ｙｔとの交点を示す。Ｔ１は、交点Ｉ１ａの時間を示す。また、Ｉ２ａは、Ｌ２と目標異常度Ｙｔとの交点を示す。Ｔ２は、交点Ｉ２ａの時間を示す。
【００６７】
演算装置２２は、シミュレーションした異常度が目標異常度Ｙｔに達するまでの時間が目標時間Ｔｔになるように、設定値Ｘを変更して異常度を再びシミュレーションする。図４に示す例では、初期のシミュレーションにおける時間Ｔ１は、目標時間Ｔｔよりも大きい。目標異常度Ｙｔにおける時間を小さくするには、設定値Ｘを大きくする必要がある。すなわち、演算装置２２は、Ｌｅが得られる設定値Ｘ＝ａ１２になるまで、設定値Ｘを設定変更値αずつ大きくしながら繰り返しシミュレーションを行う。
【００６８】
尚、設定変更値αは、第１実施形態における目標異常度Ｙｔおよび異常度Ｙ１、Ｙ２をそれぞれ目標時間Ｔｔおよび時間Ｔ１、Ｔ２とすることにより、第１実施形態と同様でよい。従って、設定変更値αが一定値である場合、演算装置２２は、設定値Ｘを第１所定値α１ずつ変更して異常度を再びシミュレーションする。また、設定変更値αを変化させる場合、演算装置２２は、シミュレーションした異常度が目標異常度Ｙｔに達するまでの時間と目標時間Ｔｔとの比率または差に基づいて、次のシミュレーションに用いる設定値Ｘを変更して異常度を再びシミュレーションする。
【００６９】
情報出力部１９は、シミュレーションされた異常度が目標異常度Ｙｔに達するまでの時間が目標時間Ｔｔを含む第２所定範囲Ｒ２内である場合、演算装置２２がシミュレーションに用いた設定値Ｘを補助情報出力装置２３に表示させる。第２所定範囲Ｒ２は、例えば、インストラクタによって任意に設定される時間の許容範囲である。第２所定範囲Ｒ２は、例えば、目標時間Ｔｔを中心とする時間の範囲である。すなわち、シミュレーションされた異常度が、目標時間Ｔｔの近くにおいて目標異常度Ｙｔに達すればよい。図４に示す例では、情報出力部１９は、設定値Ｘ＝ａ１２の値を補助情報出力装置２３に表示させる。従って、インストラクタは、シミュレーションの結果得られる設定値Ｘ＝ａ１２を認識することができる。この結果、インストラクタは、異常事象に関する期待する設定をより容易に決定することができる。従って、インストラクタの負担を軽減することができる。
【００７０】
変形例１によるプラントシミュレータ１は、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７１】
尚、演算装置２２は、設定値Ｘを増加させる場合に限られず、減少させる場合も同様にシミュレーションを行う。例えば、時間Ｔ１が目標時間Ｔｔより小さい場合、演算装置２２は、シミュレーションした異常度が目標異常度Ｙｔに到達するまでの時間が大きくなるように、設定値Ｘを減少させながら異常度をシミュレーションすればよい。
【００７２】
（第２実施形態）
図５は、第２実施形態による演算装置２２のシミュレーション結果の一例を示すグラフである。第２実施形態は、初期の設定値Ｘを含む複数の設定値Ｘによる複数のシミュレーション結果のグラフが表示される点で、第１実施形態と異なる。
【００７３】
図５では、初期値であるＸ＝ａ１０から設定値Ｘを減少させた設定値Ｘ＝ａ１〜ａ９、および、設定値Ｘを増加させた設定値Ｘ＝ａ１１〜ａ２３が示される。また、Ｉｅは、Ｌｅと目標時間Ｔｔとの交点を示す。また、Ｂは、グラフ上の縦軸の値に対応する示すバーを示す。Ｄは、バーＢの位置に対応する数値を表示する数値表示ボックスを示す。
【００７４】
情報出力部１９は、異常事象を発生させている時間と、演算装置２２が複数の設定値Ｘを用いてシミュレーションした異常度と、の対応関係を、演算装置２２がシミュレーションに用いた複数の設定値Ｘとともに補助情報出力装置２３に表示させる。対応関係は、例えば、グラフである。従って、補助情報出力装置２３は、図５に示される内容とほぼ同様の内容を表示する。
【００７５】
演算装置２２は、情報入力部１７が取得した設定値Ｘを第２所定値α２ずつ変更して異常度を再びシミュレーションする。第２所定値α２は、例えば、一定値である。第２所定値α２の値は、例えば、インストラクタにより予め設定される。
【００７６】
より詳細には、演算装置２２は、情報入力部１７が取得した設定値Ｘを第２所定値α２ずつ増加させて異常度を再びシミュレーションするとともに、情報入力部１７が取得した設定値Ｘを第２所定値α２ずつ減少させて異常度を再びシミュレーションする。設定値Ｘ＝ａ９、ａ８、・・・ａ２、ａ１は、初期値である設定値Ｘ＝ａ１０を第２所定値α２ずつ減少させた値である。設定値Ｘ＝ａ１１、ａ１２、・・・ａ２２、ａ２３は、初期値である設定値Ｘ＝ａ１０を第２所定値α２ずつ増加させた値である。
【００７７】
また、情報出力部１９は、対応関係（グラフ）上においてインストラクタにより位置が操作可能なオブジェクト（指標）と、該オブジェクトの位置に対応する時間および異常度の少なくとも１つと、を補助情報出力装置２３に表示させる。オブジェクトは、図５に示す例では、バーＢである。図５に示す例では、補助情報出力装置２３は、バーＢと、バーＢの位置に対応する異常度（数値表示ボックスＤ）と、を表示する。バーＢは、インストラクタによって、グラフ上で縦軸方向に操作可能である。
【００７８】
また、より詳細には、情報入力部１７は、補助情報入力装置２４により入力された、設定値Ｘおよび目標時間Ｔｔを取得する。設定値Ｘは、演算装置２２のシミュレーションに用いられる。目標時間Ｔｔは、設定値Ｘを決定するための基準であり、バーＢの右端に対応する。インストラクタは、バーＢの位置が所望の異常度（目標異常度Ｙｔ）となるように、マウスを用いてバーＢを交点Ｉｅの位置まで操作する。インストラクタは、数値表示ボックスＤを確認することにより、所望の異常度の値を認識する。また、インストラクタは、所望の異常度が得られる設定値Ｘをグラフから認識することができる。この結果、インストラクタは、設定値Ｘをより容易に決定することができる。
【００７９】
第２実施形態によるプラントシミュレータ１のその他の構成は、第１実施形態によるプラントシミュレータ１の対応する構成と同様であるため、その詳細な説明を省略する。
【００８０】
第２実施形態によるプラントシミュレータ１は、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８１】
尚、オブジェクトは、バーに限られず、例えば、グラフ上の任意の位置に設けられる点オブジェクトであってもよい。この場合、情報出力部１９は、点オブジェクトの位置に対応する時間および異常度の両方を表示してもよい。この場合、インストラクタによる目標時間Ｔｔの入力は不要である。
【００８２】
また、インストラクタは、例えば、グラフの軸に示される目盛り等により、異常度（目標異常度Ｙｔ）の値を読み取ってもよい。この場合、インストラクタによる目標時間Ｔｔの入力や、数値表示ボックスＤは不要である。従って、情報出力部１９は、より簡易にグラフおよび設定値Ｘ等を表示することができる。
【００８３】
（変形例２）
図６は、変形例２による演算装置２２のシミュレーション結果の一例を示すグラフである。第２実施形態の変形例２は、目標時間Ｔｔに代えて、目標異常度Ｙｔを基準としてインストラクタが適切な時間を求める点で、第２実施形態と異なる。
【００８４】
Ｉｅａは、Ｌｅと目標異常度Ｙｔとの交点を示す。また、Ｂａは、グラフ上の横軸の値に対応する示すバーを示す。
【００８５】
図６に示す例では、補助情報出力装置２３は、バーＢａと、バーＢａの位置に対応する時間（数値表示ボックスＤ）と、を表示する。バーＢａは、インストラクタによって、グラフ上で横軸方向に操作可能である。
【００８６】
尚、変形例２は、第２実施形態における目標異常度Ｙｔおよび異常度Ｙ１、Ｙ２をそれぞれ目標時間Ｔｔおよび時間Ｔ１、Ｔ２とすることにより、第２実施形態と同様でよい。
【００８７】
また、演算装置２２は、訓練中にシミュレーションを行ってもよく、訓練前にシミュレーションを行ってもよい。訓練前にシミュレーションが行われる場合、主記憶装置２１がシミュレーション結果を記憶すればよい。
【００８８】
変形例２によるプラントシミュレータ１は、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８９】
（変形例３）
第２実施形態の変形例３は、設定値Ｘが予め設定されている点で、第２実施形態と異なる。
【００９０】
設定値Ｘは、インストラクタによって予め設定される複数の値を含む。設定値Ｘは、例えば、配管の穴の径の最大値に対して２５％、５０％、７５％および１００％等の値でよい。これにより、インストラクタによる設定値Ｘの入力が不要になる。設定値Ｘは、例えば、主記憶装置２１に記憶される。
【００９１】
変形例３によるプラントシミュレータ１は、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。また、変形例３によるプラントシミュレータ１に、変形例２を組み合わせてもよい。
【００９２】
本実施形態によるプラントシミュレータ１の少なくとも一部は、ハードウェアで構成してもよいし、ソフトウェアで構成してもよい。ソフトウェアで構成する場合には、プラントシミュレータ１の少なくとも一部の機能を実現するプログラムをフレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に収納し、コンピュータに読み込ませて実行させてもよい。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。また、プラントシミュレータ１の少なくとも一部の機能を実現するプログラムを、インターネット等の通信回線（無線通信も含む）を介して頒布してもよい。さらに、同プログラムを暗号化したり、変調をかけたり、圧縮した状態で、インターネット等の有線回線や無線回線を介して、あるいは記録媒体に収納して頒布してもよい。
【００９３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００９４】
１  プラントシミュレータ、３  模擬プラント、１６  情報入力部、１７  情報入力部、１９  情報出力部、２１  主記憶装置、２２  演算装置、２３  補助情報出力装置、２４  補助情報入力装置、Ｒ１  第１所定範囲、Ｒ２  第２所定範囲、Ｘ  設定値、α１  第１所定値、α２  第２所定値
【図１】
2022003375.tif 000003
【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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