(57)【要約】      （修正有）【課題】運転員に過度なストレスを与えることなく判断ミスが回避されてプラントの収束運転が可能となるプラントの非常時運転支援装置を提供する。【解決手段】プラントのプロセス信号を外部装置から収集する通信装置１０１と、通信装置からの信号で記憶装置１０２に格納したプログラムを実行する演算装置１０３と、演算装置の演算結果を運転員に表示するためのプログラムを格納及び演算する画像処理装置１０５と、前述の画像処理装置の演算結果を中央制御室で表示するためのディスプレイ１０６と、電気室で表示するためのディスプレイ１１１、１１２、１１３、１１４と、信号増幅器１０７、１０８、１０９、１１０を有し、前述の演算装置１０３にて、収束運転時に不要となる制御装置を判別して、その電源供給を行う開閉器を前述のディスプレイ１１１、１１２、１１３、１１４にて表示する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非常時のプラントの運転を支援するプラントの非常時運転支援装置において、前記プラントは、前記プラントの運転において関連性を有する対象を各々制御する制御装置で構成されるものであって、収束運転時。前記プラントの運転状況を収集する運転状況収集部と、前記運転状況に基づき収束の進行度合いに応じて前記制御装置のなかから電源供給の必要度が低い制御装置を選択する選択部を有することを特徴とするプラントの非常時運転支援装置。
【請求項２】
請求項１において、前記選択に係る情報を表示する表示部を有することを特徴とするプラントの非常時運転支援装置。
【請求項３】
請求項２において、前記表示は、前記制御装置の近傍にあるディプレイでなされることを特徴とするプラントの非常時運転支援装置。
【請求項４】
請求項３において、前記表示は、電源供給を行う開閉器を表示することであることを特徴とするプラントの非常時運転支援装置。
【請求項５】
請求項１において、プラントの収束運転の際、プラントのプロセス信号を外部装置である耐震サーバを経由して取り込むことを特徴とするプラントの非常時運転支援装置。
【請求項６】
請求項１又は２において、前記制御システムに電源を分配するための開閉器を割り出すことを特徴とするプラントの非常時運転支援装置。
【請求項７】
請求項２において、収束運転に不要となる制御システムに相当する開閉器が視認しやすいよう、実機を模した電源系統図上の記号で表示することを特徴とするプラントの非常時運転支援装置。
【請求項８】
請求項７において、前記開閉器の切離し操作を実施した際に正しい切離し動作をしたか認識できるよう、目的の開閉器が切離しをされた際に表示が切離し指示から操作禁止指示に遷移するように表示するプラントの非常時運転支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラントの非常時運転支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力プラント等のプラントシステムにおいて、天災などの事故時に事故に対応した運転が必要になる。特に、原子力プラントにおいては、事故後に一定時間が経過すると電源が喪失するおそれがあり、その場合には監視・操作が不可能となる。
【０００３】
そのため、緊急時に交流電源喪失後に原子炉の監視操作不能を防止するために、例えば特開２０１２−２３３７０５号公報に記載のように、中央制御室内に電源管理装置を、中操制御室外に遠隔監視制御盤及びバッテリーを追設して、この遠隔監視制御盤から所内電源喪失時にプラントの監視操作に必要な設備を選択することにより、追設バッテリーから必要設備のみに電源を供給することで電源の残量に応じた省電力化を図り監視・操作の維持を実現する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２３３７０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の従来技術では、緊急時に電源の残量に応じた省電力化をすることでプラントの監視操作が継続できるものの、しかしながら、遠隔監視制御盤から電源供給する装置の選択する際、プラントの監視操作に必要となる装置の判別を運転員が実施する運用となっているので、事故発生時は、運転員に過度なストレスがかかり判断ミスを誘発する要因となっていた。
【０００６】
本発明の目的は上記問題に鑑み、運転員に過度なストレスを与えることなく判断ミスが回避されてプラントの収束運転が可能となるプラントの非常時運転支援装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明では、非常時のプラントの運転を支援するプラントの非常時運転支援装置において、前記プラントは、前記プラントの運転において関連性を有する対象を各々制御する制御装置で構成されるものであって、収束運転時。前記プラントの運転状況を収集する運転状況収集部と、前記運転状況に基づき収束の進行度合いに応じて前記制御装置のなかから電源供給の必要度が低い制御装置を選択する選択部を有するように構成した。
【０００８】
より具体的には、中央制御室内に既存のプラント重要パラメータを収集する耐震サーバに接続された通信装置と、プラントの収束運転時の各状況で必要となる装置を判別するロジックを格納した記憶装置と、前述の耐震サーバからのプロセス信号と記憶装置内のロジックを演算するための演算装置を備え、前述の演算装置による演算結果を表示するための画像処理装置と、中央制御室で演算結果を表示するための第一のディスプレイと前述の画像処理装置の信号を増幅する第一から第四の信号増幅器と、画像を表示する第二から第五のディスプレイを有する非常時運転支援システムにより、各状況で不要となる負荷を判定する。これにより事故時の必要装置の判断を制御装置がすることで運転員への負担を軽減すると共に、判断ミスの誘発を防止する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、事故時の収束運転の際に、運転員に過度なストレスを与えず判断ミスを回避することができ、これによって、制御電源への負担を軽減し監視操作可能時間を延ばすことが可能となる。上記した以外の課題、機能及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】非常用運転支援システムの構成図の例である。
【図２】原子力発電所で収束運転時に必要となるシステムの構成図の例である。
【図３】図２のシステムの収束運転時のタイムチャートの例である。
【図４】非常用運転支援システムの不要装置を判別するフローチャートの例である。
【図５】中央制御室の表示装置及び電気室の端末の表示画面の例である。
【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】
本実施例では、収束運転時の不要装置の判定を行う非常時運転支援システムの例を説明する。
【００１３】
図１は、本実施例の非常時運転支援システムの構成図の例である。非常用運転支援システム１００は、中央制御室内に通信装置１０１、記憶装置１０２、演算装置１０３、バッテリー１０４、画像処理装置１０５、第一のディスプレイ１０６を有する。また、各電気品室には信号増幅装置１０７から１１０及びディスプレイ１１１から１１４、電源切替用開閉器１２１、１３１、１４１、１５１、バッテリー１２２、１３２、１４２、１５２を有する。操作監視対象である既存の電源構成としては、各電気品室に直流電源装置１０、２０、３０、４０、直流交流変換電源装置１１、２１、３１、４１、原子炉停止制御システムの制御装置５１から５４、原子炉注水制御システムの制御装置６１から６４、タービン補機制御システムの制御装置７１、７２、発電機保護システムの制御装置８１、８２、各制御装置に電源を分配する開閉器１２から１５、２２から２５、３２、３３、４２、４３を有する。
【００１４】
通信装置１０１は、耐震サーバ１より通信ケーブルを介してプラント停止、収束運転時のプロセス信号を取り込む。尚、前述のプラント停止は、原子炉停止システムにて、収束運転は、原子炉注水制御システムにより制御され、その際のプラント内の各種プロセスを耐震サーバ１に出力する。詳細は、図２、３の説明で後述する。
【００１５】
記憶装置１０２は、収束運転時の各状況にて不要な制御システムとその制御システムに電源を分配する開閉器を判別するロジックを格納している。
【００１６】
演算装置１０３は、前述の通信装置１０１にて収集したプラントのプロセス信号と、記憶装置１０２に格納されているロジックを演算することにより、現在のプラント状況で不要な制御システムを判別し、開放可能な開閉器の選定をする。判別時のフローチャートは、図４の説明で後述する。
【００１７】
バッテリー１０４は、非常時運転支援システムがプラントの収束運転時に、外部からの電源供給を受けることなく駆動可能なよう非常時運転支援システムの構成部位に電源を供給する。
【００１８】
画像処理装置１０５は、前述の演算装置１０３にて不要と判別した開閉器を運転員が
視認しやすいよう、実際の電源構成図を表示するためのプログラムを格納している。
【００１９】
ディスプレイ１０６は、前述の画像処理装置１０５からの信号を受け中央制御室で表示する。
【００２０】
ディスプレイ１１１から１１４は、前述の画像処理装置１０５内の電源構成図のプログラムを電気品室内で見られるように設置しており、ディスプレイ１０６とディスプレイ１１１から１１４は同一の内容を表示するものである。画面表示内容については、図５の説明で後述する。
【００２１】
信号増幅器１０７から１１０は、画像処理装置１０５から送信される信号を増幅し、ディスプレイ１１１から１１４に信号を分配するものである。
【００２２】
電源切替用開閉器１２１、１３１、１４１、１５１及びバッテリー１２２、１３２、１４２、１５２は、原子炉停止直後に前述の信号増幅器１０７から１１０及びディスプレイ１１１から１１４への電源給電するバッテリー１０４から電源切替を行い、電気品室から電源給電することにより中央制御室内のバッテリー１０４の負荷を減らし、非常用運転支援システム自体の長時間運転を図るためのものである。尚、前述の電源切替用開閉器
１２１，１３１、１４１、１５１を用いて電源切替をする場合は、運転員が電気品室に移動した際に手動で切替を行なう。
【００２３】
図２は、プラント停止、収束運転時に必要な各システムの例である。
【００２４】
原子炉停止制御システム５０は、原子炉を停止するためのロジックを格納した制御装置５１から５４と、原子炉圧力容器２００の運転を停止するたに必要な各機器５５から５８を有する。
【００２５】
原子炉停止制御システム５０は、制御装置５１から５４の制御信号をソレノイドバルブ５５出力することによりソレノイドバルブが励磁され、前述の制御装置４台のうち２台以上の装置が停止信号を出力すると、ソレノイドバルブが無励磁となり、スクラムパイロット弁５６が開放される。これにより、止め弁５９への計装空気からの空気供給がなくなり、止め弁５９が開放する。これにより、アキュムレータ５７内の水圧により、制御棒５８が原子炉に挿入され原子炉停止となる。
【００２６】
原子炉注水制御システム６０は、制御棒５８が全挿入後、前述の原子炉圧力容器２００の水位が低下した際に、原子炉圧力容器内の燃料集合体が自熱で破損しないよう制御装置６１から６４の演算結果を集約した制御装置６２が高圧炉心注水ポンプ６５へ起動信号を出力することにより、原子炉圧力容器２００が炉心への注水を開始する機能を有する。
【００２７】
また、原子炉注水制御システム６０の制御装置６１は残留熱除去系ポンプ６６起動信号へ出力することにより、前述の高圧炉心注水ポンプ６５の注水により、原子炉圧力容器２００の圧力低下後にさらに水位が低下した際に炉心への注水を開始する機能を有する。
【００２８】
タービン補機制御システム７０は、タービンが運転中に必要となる周辺補機２０５の制御を行なう制御装置７１と７２を有する。
【００２９】
発電機保護システム８０は、発電機２０９が運転中に発電機からの電気事故を監視し、事故発生時に遮断器２０９を開放し、発電機を停止させる。
【００３０】
図３は、前述の図２に記載した制御システムと各関連機器が原子炉停止から収束運転中の発生する各イベント時の動作と必要期間を表したタイムチャートの例である。
【００３１】
図３より、原子炉停止制御システム５０は事故発生により、停止信号を出力し制御棒５８を全挿入させる。これにより、原子炉停止制御システム５０は必要期間が終了する。
【００３２】
次に制御棒５８が全挿入から一定時間経過後、タービントリップが発生する。これにより、図２の主蒸気止め弁が閉すると主タービン２０３への蒸気供給が停止する。これにより、タービン補機２０５が停止し、タービン補機制御装置の必要期間が終了する。
【００３３】
タービントリップが発生すると、本信号が発電機保護システム８０へ出力され、発電機システムが遮断器２０９を開放し発電機トリップする。これにより、発電機保護システム８０の必要期間が終了する。
【００３４】
発電機トリップから時間が経過し、原子炉圧力容器２００の水位がＬ１.５まで低下した場合、原子炉注水制御システム６０が高圧炉心注水ポンプ６５へ起動信号を出力し、原子炉圧力容器２００への注水を開始する。ここで、Ｌ１.５とは原子炉圧力容器２００内の水位が有る規定値異常低下した状態を表す。尚、原子炉圧力容器２００内の水位がＬ１まで低下した場合、原子炉注水制御システムが残留熱除却系ポンプに対して、起動信号を出力する。ここで、Ｌ１とは原子炉圧力容器２００内の水位がＬ１．５よりさらに低下した状態を示す。
【００３５】
図４に、非常時運転支援システムで不要装置を判別するフローチャートの例を示す。
【００３６】
この図４に示されるフローチャートの動作は、耐震サーバ１、通信装置１０１、記憶装置１０２、演算装置１０３、画像処理装置１０５、ディスプレイ１０６によって実行される。具体的には、耐震サーバ１は、通信ケーブルを介してプラント停止、収束運転時のプロセス信号を取り込み、記憶装置１０２に格納された収束運転時の各状況にて不要な制御システムとその制御システムに電源を分配する開閉器を判別するロジックに基づいて、演算装置１０３に、そのロジックを演算させることにより、図４に示す判別時のフローチャートのとおり、現在のプラント状況で不要な制御システムを判別して開放可能な開閉器の選定し、画像処理装置１０５で選定された開閉器を表示する画像処理を行い、ディスプレイ１０６で画像処理結果を表示する。
【００３７】
図４より、ステップＳ１により、事故発生後非常時運転支援システムがフルスクラム信号を受信したか判断する。事故発生後非常時運転支援システムがフルスクラム信号を受信していなければ、ステップＳ２で、手動でバックアップスクラムを操作する。
【００３８】
事故発生後非常時運転支援システムがフルスクラム信号を受信していれば、ステップＳ３で、原子炉停止制御システム５０が制御棒５８を全挿入するための停止信号を出力したことになるので、これにより、図３に示すとおり原子炉停止制御システム５０の必要期間が終了しているため、制御装置５１から５４への電源供給が不要となる。これにより、前述のディスプレイ１１１から１１４の画面上で制御装置５１から５４に給電するか開閉器１５、２５、３３、４３に切離し対象であるマークを表示する。
【００３９】
ここで、フルスクラム信号が受信されない場合、手動にてバックアップスクラム操作を実施するので、これにより、スクラム信号を入力するため制御装置５１から５４への電源供給が不要となる。
【００４０】
ステップＳ４で、開閉器不要表示後に、原子炉停止制御システム５０の制御装置５１から５４の異常と不要開閉器１５、２５、３３、４３の電源喪失信号を受信した且給電を行なう開閉器と制御装置の組合せが等しいか否か判断する。等しくなければ再びＳ４の判断を繰返す。
【００４１】
開閉器不要表示後に、原子炉停止制御システム５０の制御装置５１から５４の異常と不要開閉器１５、２５、３３、４３の電源喪失信号を受信した且給電を行なう開閉器と制御装置の組合せが等しい場合、ステップＳ５で、運転員により不要な開閉器が切離しが実施されたと判断され切離しを実施されたと判断された開閉器に対して、操作禁止マークを表示する。
【００４２】
図５は、前述のディスプレイ１０６、１１１から１１４に表示する画面の例である。
【００４３】
通常時は、開閉器１２から１５と制御システム５１、６１、７１、８１の電源構成図が表示される。事故発生後に運転員が電気品室で切離し操作をする際は、図４のフローチャートにて不要と判別した制御装置５１と開閉器１５が視認しやすいように、不要開閉器１５に対してディスプレイ１０６、１１１から１１４の画面上で切離し指示を表示する。不要開閉器表示後に、前述のフローチャートにて開閉器１５の切離し操作を実施したと判断した場合、切離しを実施した開閉器１５と収束運転上必要な制御装置６１及び現状不要となっていない制御装置７１、８１を認識しやすいよう前述のディスプレイの画面上で切離し  操作を実施した開閉器に投入禁止表示が表示される。
【００４４】
この不要開閉器の表示及び投入禁止の表示について動作の詳細を説明する。図３に示す通りに、原子炉停止制御システム５０が制御後、主蒸気止め弁２０１が全開から全閉に遷移したことを示す信号を受信すると、タービン補機制御システム３についての不要開閉器１３、２４に切離し対象であるマークを表示する。その後、切り離しが実施されると、タービン補機制御システム３についての不要開閉器１３、２４の投入禁止表示を表示する。
【００４５】
次に、発電機保護制御システム４が制御から待機に遷移したことを示す信号を受信すると、発電機保護制御システム４についての不要開閉器１４、２３に切離し対象であるマークを表示する。その後、切り離しが実施されると、発電機保護制御システム４についての不要開閉器１４、２３の投入禁止表示を表示する。
【００４６】
なお、上記の実施例では、非常用運転支援システム１００は、不要開閉器及び投入禁止表示をするものであり、操作者が表示に基づいて手動で操作すること前提としているが、これに加えて、非常用運転支援システム１００が、不要開閉器に相当する機器について、自動的に切り離ししても良いかを操作者に問い合わせる表示を行い、操作者から切り離ししても良い旨の入力があれば閉状態に制御するものとしてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１：耐震サーバ、１００：非常時運転支援システム、１０１：非常時運転支援システムの通信装置、１０２：非常時運転支援システムの記録装置、１０３：非常時運転支援システムの演算装置、１０４：非常時運転支援システムのバッテリー、１０５：非常時運転支援システムの画像処理装置、１０６：非常時運転支援システムのディスプレイ、１０７：ディスプレイ１１１の信号増幅装置、１０８：ディスプレイ１１２の信号増幅装置、
１０９：ディスプレイ１１３の信号増幅装置、１１０：ディスプレイ１１４の信号増幅装置、１１１：電気品室１に設置されたディスプレイ、１１２：電気品室２に設置されたディスプレイ、１１３：電気品室３に設置されたディスプレイ、１１４：電気品室４に設置されたディスプレイ、１２１：電気品室１の電源切替装置、１２２：電気品室１のバッテリー、１３１：電気品室２の電源切替装置、１３２：電気品室２のバッテリー、１４１：電気品室４の電源切替装置、１４２：電気品室４のバッテリー、１５１：１１０と１１４の電源を切り替える電源切替装置、１５２：電気品室４のバッテリー
【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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