(57)【要約】【課題】万が一原子力発電プラント内が浸水した場合の安全性をさらに向上させること。【解決手段】代替監視制御装置は監視制御装置とは異なる原子力発電プラント内の浸水防止領域に設ける。切替装置が監視制御装置に例えば計器、弁、ポンプ等のプラント設備からの状態情報を出力している場合、監視制御装置はその状態情報に基づいて監視制御を行う。一方、切替装置が監視制御装置から代替監視制御装置に切り替えてプラント設備からの状態情報を出力した場合、代替監視制御装置はその状態情報に基づいて監視制御装置に替わって監視制御を行う。よって、切替装置でプラント設備からの状態情報の出力先を監視制御装置と代替監視制御装置とに切り替え可能としたことから、監視制御装置による監視制御が困難な状況であっても、代替監視制御装置によって替わって監視制御を行うことができるため、原子力発電プラントにおける制御機能の喪失を防止することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子力発電プラントの状態を検出するプラント設備から受信する状態情報に基づいて前記原子力発電プラントの監視制御を行う監視制御装置を備える原子力発電プラント制御システムにおいて、
前記監視制御装置とは異なる前記原子力発電プラント内の浸水防止領域に設けられて、前記監視制御装置に替わって前記原子力発電プラントを監視制御する代替監視制御装置と、
前記プラント設備と前記監視制御装置と前記代替監視制御装置とに電気的に接続されて、該プラント設備からの前記状態情報を前記監視制御装置と前記代替監視制御装置とに切り替えて出力する切替装置と、を備え、
前記代替監視制御装置は、前記切替装置が切り替えて出力した前記状態情報に基づいて、前記監視制御装置に替わって前記原子力発電プラントを監視制御することを特徴とする原子力発電プラント制御システム。
【請求項２】
前記プラント設備は、前記原子力発電プラント内に設けられた複数のプラント設備のうち、前記原子力発電プラントを停止させるのに必要な前記状態情報を出力するプラント設備であることを特徴とする請求項１に記載の原子力発電プラント制御システム。
【請求項３】
前記切替装置は、前記浸水防止領域に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の原子力発電プラント制御システム。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載の原子力発電プラント制御システムの代替監視制御方法であって、
前記原子力発電プラントの通常時に前記切替装置が出力した前記状態情報に基づいて前記監視制御装置が監視制御を行う工程と、
前記原子力発電プラントの異常発生時に前記切替装置の出力先を前記代替監視制御装置に切り替えて、前記切替装置が出力した前記状態情報に基づいて前記代替監視制御装置が前記監視制御装置に替わって前記監視制御を行う工程と、
を備えることを特徴とする原子力発電プラント制御システムの代替監視制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、原子力発電プラント制御システム及びその代替監視制御方法に関し、より詳細には、原子力発電プラントのプラント設備の状態を検出するプラント設備から受信する状態情報に基づいて前記プラント設備の監視制御を行う監視制御装置を備える原子力発電プラント制御システム及びその代替監視制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電プラントを安定して運転するためには、高い信頼性と容易に操作可能な計装制御システムが必要である。原子力発電プラントにおける計装制御システムには、運転員がプラントの運転監視を行う中央制御盤が設けられ、この中央制御盤に対してこれを運転監視する複数の運転員が配置され、この複数の運転員の後方に当直長が配置されている。そして、各運転員は、当直長から各種の指揮、指示のもとで、確実な監視制御を行うことで、原子力発電プラントの安全な運転を確保している。
【０００３】
この場合、従来、運転員は、誤操作（ヒューマンエラー）の防止のために、各種機器の操作を行うとき、その操作機器を指差して機器名称を呼称することで操作機器の誤認をなくしたり、また、操作方向や操作結果を呼称することで操作内容の誤認をなくしたりしている。
【０００４】
なお、原子力発電プラントの運転監視装置としては、下記特許文献１に記載されたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０７−０８７５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の原子力発電プラントは、中央制御室との接続性を考慮して、継電器、メタクラ（分電盤）、蓄電池室を近傍に集中配置している。原子力発電プラントは、建屋内部が浸水した場合であっても十分な安全性が確保されているが、本発明は、万が一原子力発電プラント内が浸水した場合の安全性をさらに向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するための本発明の原子力発電プラント制御システムは、原子力発電プラントの状態を検出するプラント設備から受信する状態情報に基づいて前記原子力発電プラントの監視制御を行う監視制御装置を備える原子力発電プラント制御システムにおいて、前記監視制御装置とは異なる前記原子力発電プラント内の浸水防止領域に設けられて、前記監視制御装置に替わって前記原子力発電プラントを監視制御する代替監視制御装置と、前記プラント設備と前記監視制御装置と前記代替監視制御装置とに電気的に接続されて、該プラント設備からの前記状態情報を前記監視制御装置と前記代替監視制御装置とに切り替えて出力する切替装置と、を備え、前記代替監視制御装置は、前記切替装置が切り替えて出力した前記状態情報に基づいて、前記監視制御装置に替わって前記原子力発電プラントを監視制御することを特徴とする。
【０００８】
この構成により、代替監視制御装置は例えば中央制御室等に設けられた監視制御装置とは異なる原子力発電プラント内の浸水防止領域に設けることができる。そして、切替装置が監視制御装置に例えば計器、弁、ポンプ等のプラント設備からの状態情報を出力している場合、監視制御装置はその状態情報に基づいて監視制御を行うことができる。一方、切替装置が監視制御装置から代替監視制御装置に切り替えてプラント設備からの状態情報を出力した場合、代替監視制御装置はその状態情報に基づいて監視制御装置に替わって監視制御を行うことができる。よって、切替装置でプラント設備からの状態情報の出力先を監視制御装置と代替監視制御装置とに切り替え可能としたことから、監視制御装置による監視制御が困難な状況であっても、代替監視制御装置によって替わって監視制御を行うことができるため、原子力発電プラントにおける制御機能の喪失を確実に防止することができる。その結果、万が一原子力発電プラント内が浸水した場合の安全性をさらに向上させることができる。
【０００９】
本発明の望ましい態様として、前記プラント設備は、前記原子力発電プラント内に設けられた複数のプラント設備のうち、前記原子力発電プラントを停止させるのに必要な前記状態情報を出力するプラント設備とすることができる。
【００１０】
この構成により、切替装置に接続するプラント設備の数を少なくすることができることから、原子力発電プラントにおけるプラント監視・制御機能の全てを代替監視制御装置に移設する必要がないため、代替監視制御装置の構成を最低限にすることができる。
【００１１】
本発明の望ましい態様として、前記切替装置は、前記浸水防止領域に設けるようにすることができる。
【００１２】
この構成により、万が一原子力発電プラント内が浸水しても、切替装置及び代替監視制御装置が機能を喪失することを確実に防止できることから、代替監視制御装置によって監視制御を継続して行うことができるため、プラント設備を安全に停止させることができる。さらに、中央制御室は浸水の影響がなくても電源系統が動作不能となる可能性があるため、監視制御装置とは異なる電源を代替監視制御装置が有する構成とすれば、より一層確実に監視制御機能を維持することができる。
【００１３】
上記の目的を達成するための本発明の原子力発電プラント制御システムの代替監視制御方法は、請求項１〜３の何れか１項に記載の原子力発電プラント制御システムの代替監視制御方法であって、前記原子力発電プラントの通常時に前記切替装置が出力した前記状態情報に基づいて前記監視制御装置が監視制御を行う工程と、前記原子力発電プラントの異常発生時に前記切替装置の出力先を前記代替監視制御装置に切り替えて、前記切替装置が出力した前記状態情報に基づいて前記代替監視制御装置が前記監視制御装置に替わって前記監視制御を行う工程と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
この方法により、原子力発電プラントの通常時、監視制御装置は切替装置が出力した状態情報に基づいてプラント設備の監視制御を行うことができる。そして、原子力発電プラントに異常が生じた場合、切替装置は出力先を監視制御装置から代替監視制御装置に切り替えると、代替監視制御装置は切替装置が出力した状態情報に基づいて監視制御を監視制御装置に替わって行うことができる。よって、監視制御装置による監視制御が困難な状況であっても、代替監視制御装置によって替わって監視制御を行うことができるため、原子力発電プラントの異常発生後も監視制御機能の維持を図ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明は、万が一原子力発電プラント内が浸水した場合の安全性をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、原子力発電プラント制御システムの概略構成を示す概略構成図である。
【図２】図２は、監視制御装置と代替監視制御装置と切替装置との関係を説明する説明図である。
【図３】図３は、代替監視制御装置と接続装置の構成の一例を示す構成図である。
【図４】図４は、原子力発電プラント制御システムの代替監視制御方法の一例を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【００１８】
図１に示す原子力発電プラント制御システム１は、原子力発電プラントの状態を検出するプラント設備５から受信する状態情報に基づいて、原子力発電プラントの監視制御を行うシステムとなっている。原子力発電プラント制御システム１は、図１に示すように、監視制御装置１０と、代替監視制御装置２０と、切替装置３０と、を有して構成している。
【００１９】
監視制御装置１０はケーブル２ａによって切替装置３０と電気的に接続されている。代替監視制御装置２０はケーブル２ｂによって切替装置３０と電気的に接続されている。切替装置３０はケーブル２ｃによって原子炉格納容器（Ｃ／Ｖ）の内／外に設けられたプラント設備５と電気的に接続されている。例えば、図１に示すようにプラント設備５がＣ／Ｖ内に設けられている場合、プラント設備５と電気的に接続したケーブル２ｃは、電気ペネ３によってＣ／Ｖの内部から外部に貫通して配線している。大津波到来時に建屋内への浸水を想定した場合、中央制御室、リレー室の水没に加えて、電気ペネ３も水没範囲となる可能性があるため、水密化を図っている。よって、建屋内に浸水しても、Ｃ／Ｖ内の水密化対策を施していることから、Ｃ／Ｖ内への浸水は防止できるため、Ｃ／Ｖ内のプラント設備５の機能喪失を確実に防止することができる。
【００２０】
原子力発電プラント制御システム１は、大きく分けて、常用系システムと安全系システムに区分される。常用系システムは、プラントの運転状態を期待の範囲に制御・調整するシステムとなっている。安全系システムは、緊急時に必要な情報を自動表示し、運転員へのガイダンス表示を行うシステムとなっている。
【００２１】
本実施形態の原子力発電プラント制御システム１は、プラント設備５から切替装置３０を介して監視制御装置１０までを安全系及び常用系とし、プラント設備５から切替装置３０を介して代替監視制御装置２０までを少なくとも常用系とする場合について説明する。
【００２２】
監視制御装置１０は、図２に示すように、監視操作部１１と、該監視操作部１１を制御する操作制御部１２と、を有して構成している。そして、監視操作部１１と操作制御部１２とは、バス等によってデータ通信可能に接続されている。
【００２３】
監視操作部１１は、原子力発電プラントの中央制御室に設けられている。監視操作部１１は、運転員が原子力発電プラントの操作を行うタッチパネルやキーボード等を有している。監視操作部１１は、運転員が原子力発電プラントを監視するのに必要な状態情報等の各種情報を表示する複数の大型ディスプレイ等を有している。
【００２４】
操作制御部１２は、原子力発電プラントのリレー室等に設けられている。操作制御部１２は、操作部からの操作内容に対応した操作イベントを受け付けると、該操作イベントに対応した操作信号を生成してプラント設備５等に出力する。操作制御部１２は、運転員が監視操作する状態情報の表示を制御する。操作制御部１２は、安全系の計装Ｉ〜ＩＶチャンネル、原子炉系／タービン発電機系Ｎ、制御Ａ／Ｂトレン等を有して構成している。この構成により、操作制御部１２は、原子力発電プラントにおける運転状態の監視制御を行っている。
【００２５】
代替監視制御装置２０は、大津波到来時に建屋内が浸水した場合でも、浸水範囲外になるＣ／Ｖの外部に設けている。代替監視制御装置２０は、建屋内に浸水した場合に原子力発電プラントを低温停止させるまでに必要な操作・監視機能を備えている。代替監視制御装置２０は、例えばコンピュータ、専用の装置等で実現され、メタクラ室からの電力供給ではなく、内蔵するバッテリ２０ａからの電力によって動作する構成となっている。これにより、メタクラ室が浸水しても、代替監視制御装置２０は動作可能となっている。代替監視制御装置２０は、原子力発電プラントの異常時に常用系システムとして機能して、原子力発電プラントの運転状態を期待の範囲に制御・調整する装置となっている。
【００２６】
代替監視制御装置２０は、図３に示すように、操作部２１と、表示部２２と、操作イベント受付処理部２３と、操作信号生成部２４と、画像処理部２５と、入出力部２６と、を有して構成している。
【００２７】
操作部２１は、運転員が監視制御装置１０に替わって原子力発電プラントの監視制御を行うタッチパネルやキーボード等で構成されている。表示部２２は、運転員が原子力発電プラントの状態の監視に必要な状態情報等の各種情報を表示するディスプレイによって構成されている。操作イベント受付処理部２３は、操作部２１からの操作内容に応じて原子力発電プラントの操作イベントを受け付ける。操作信号生成部２４は、操作イベント受付処理部２３が受け付けた操作イベントに対応した操作信号を生成して入出力部２６に出力する。即ち、操作イベント受付処理部２３は、監視制御装置１０が使用している命令形態と同一の命令形態の操作信号を生成してプラント設備５等に出力する。
【００２８】
画像処理部２５は、運転員が監視操作する表示部２２を制御して、監視操作に必要な画面を表示させる。画像処理部２５は、入出力部２６を介して入力された状態情報等に基づいて画像を生成して表示部２２に表示させる。入出力部２６は、ケーブル２ｂを介して切替装置３０との間で各種情報の入出力が可能な構成となっている。入出力部２６は、切替装置３０から入力された情報を画像処理部２５に出力する。入出力部２６は、操作信号生成部２４から入力された信号（情報）を切替装置３０に出力する。このように入出力部２６は、切替装置３０を介してプラント設備５と各種情報の送受信が可能な構成となっている。
【００２９】
切替装置３０は、プラント設備５から入力された状態情報を、監視制御装置１０と代替監視制御装置２０とに切り替えて出力する。本実施形態では、プラント設備５が複数の計器５ａと弁５ｂとポンプ５ｃとを有する構成となっていることから、そのプラント設備５の数に対応して複数の切替装置３０を設けている。これに代えて、複数のプラント設備５に対して、１台の切替装置３０で対応する他の態様とすることもできる。そして、プラント設備５が出力する状態情報は、プラント設備５の各々に対応した情報となっている。状態情報の一例としては、主蒸気圧力、蒸気発生器水位、加圧器水位、加圧器圧力、ＲＣＳ圧力、一次冷却材温度、炉心出口温度、原子炉水位、ホウ酸タンク水位、熱料ピット水位、熱料ピット温度、格納容器圧力、加圧器逃がし弁、主蒸気逃がし弁、畜圧タンク出口弁等の重要なパラメータ（状態データ）が挙げられる。
【００３０】
切替装置３０は、図３に示すように、切替部３１と制御部３２とを有して構成している。切替部３１は、例えばスイッチ回路、論理回路等が用いられる。切替部３１は、プラント設備５から入力された状態情報の出力先を、監視制御装置１０と代替監視制御装置２０とに切り替える。本実施形態の制御部３２は、運転員等の操作による切替要求の発生の検出に応じて出力先の切り替えを制御する。即ち、本実施形態の切替部３１は、運転員が操作可能な切替スイッチ等を備えている。これに代えて、プラント設備５が出力した状態情報に基づいて、制御部３２が原子力発電プラントの異常発生を検出して切り替える等の他の態様とすることもできる。
【００３１】
切替装置３０は、原子力発電プラントの通常時、切替部３１に入力されたプラント設備５からの状態情報を監視制御装置１０に出力する。そして、切替装置３０は、制御部３２が出力先を監視制御装置１０から代替監視制御装置２０に切り替えると、切替部３１に入力されたプラント設備５からの状態情報を代替監視制御装置２０に出力する。
【００３２】
次に、上述した原子力発電プラント制御システム１を、図４に示す原子力発電プラントＰに適用した場合の代替監視制御方法にかかる動作（作用）の一例を以下に説明する。
【００３３】
原子力発電プラント制御システム１は、原子力発電プラントＰの中央制御室に監視操作部１１、リレー室に操作制御部１２をそれぞれ設けて監視制御装置１０を構成している。監視制御装置１０はメタクラ室の分電盤から供給される電力によって動作している。操作制御部１２は、切替装置３０を介してＣ／Ｖの内外に設けられたプラント設備５の各々と電気的に接続されている。さらに操作制御部１２は、切替装置３０を介さずに、Ｃ／Ｖ外のプラント設備５０と電気的に直接接続されている。代替監視制御装置２０及び切替装置３０は、中央制御室よりも高台の原子力発電プラントＰの外部に設けられている。
【００３４】
原子力発電プラントＰにおいて中央制御室の利用が可能な場合、監視制御装置１０は切替装置３０を介して入力されるＣ／Ｖの内外のプラント設備５、及び図４中の斜線部分であるＣ／Ｖ外の水没・使用不可範囲に設けられたプラント設備５０の双方から状態情報が入力されると、それらの状態情報等を監視操作部１１に表示する。そして、監視操作部１１は、当該状態情報の表示に応じて操作されると、その操作に対応した操作信号を生成し、ネットワークを介して当該操作信号を操作制御部１２に送信する。その結果、操作制御部１２は、受信した操作信号に基づいて原子力発電プラントＰを監視制御する。
【００３５】
原子力発電プラントＰにおいて、図４中の水没・使用不可範囲で示すように、例えば、大津波襲来時、異常気象時等に建屋内部への浸水により、リレー室、メタクラ室等が水没した場合、運転員等は切替装置３０を切り替えると共に、代替監視制御装置２０を起動させる。すると、切替装置３０はプラント設備５からの状態情報の出力先を監視制御装置１０から代替監視制御装置２０に切り替える。そして、代替監視制御装置２０は、切替装置３０を介して入力されるＣ／Ｖの内外のプラント設備５の状態情報を監視操作部１１に表示する。運転員等は監視操作部１１の表示内容を確認して監視し、必要に応じて表示内容に適した操作を行う。すると、代替監視制御装置２０は、その操作に応じて操作信号を生成してプラント設備５等に切替装置３０を介して出力する。これにより、代替監視制御装置２０は、監視制御装置１０に替わってプラント設備５を監視制御することになる。
【００３６】
よって、切替装置３０でプラント設備５からの状態情報の出力先を監視制御装置１０と代替監視制御装置２０とに切り替え可能としたことから、監視制御装置１０による監視制御が困難な状況であっても、代替監視制御装置２０によって替わって監視制御を継続して行うことができるため、原子力発電プラントＰにおける制御機能の喪失を確実に防止することができる。従って、万が一原子力発電プラントＰ内が浸水しても、原子力発電プラントＰを安全に停止させることができるため、安全性をさらに向上させることができる。
【００３７】
プラント設備５は、前記原子力発電プラントＰ内に設けられた複数のプラント設備５，５０のうち、原子力発電プラントＰを停止させるのに必要な状態情報を出力するプラント設備５としている。この構成により、切替装置３０に接続するプラント設備５の数を少なくすることができることから、原子力発電プラントＰにおけるプラント監視・制御機能の全てを代替監視制御装置２０に移設する必要がないため、代替監視制御装置２０の構成を最低限にすることができる。
【００３８】
上述した切替装置３０は、原子力発電プラントＰの浸水防止領域に設けるようにしたことにより、万が一原子力発電プラントＰ内が浸水しても、切替装置３０及び代替監視制御装置２０が機能を喪失することを確実に防止できることから、代替監視制御装置２０によって監視制御を継続して行うことができるため、プラント設備５を安全に停止させることができる。
【００３９】
原子力発電プラント制御システム１は、監視制御装置１０による監視制御が困難な状況であっても、代替監視制御装置２０によって替わって監視制御を行うことができるため、原子力発電プラントＰの異常発生後も監視制御機能の維持を図ることができる。従って、万が一原子力発電プラントＰ内が浸水しても、原子力発電プラントＰを停止させることができる。
【００４０】
上述した本実施形態では、プラント設備５と監視制御装置１０の間に切替装置３０を介在させる場合について説明した。これに代えて、プラント設備５と監視制御装置１０とをケーブルで直接接続すると共に、プラント設備５と監視制御装置１０の間に切替装置３０を介在させる構成とすることもできる。このような構成とすれば、既存の構成に切替装置３０を追加して配線するだけでよいため、既存の構成と本発明を共存させることができる。
【符号の説明】
【００４１】
１  原子力発電プラント制御システム
２ａ〜ｃ  ケーブル
５  プラント設備
１０  監視制御装置
１１  監視操作部
１２  操作制御部
２０  代替監視制御装置
３０  切替装置
３１  切替部
３２  制御部
Ｐ  原子力発電プラント
【図１】
2013195397.tif 000003
【図２】
2013195397.tif 000004
【図３】
2013195397.tif 000005
【図４】
2013195397.tif 000006