JPH0434120B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はプラントの異常時運転ガイド装置に係
り、特に、原子力発電プラントに異常事態が発生
した場合に、安全性を確保しながらこれを目標と
する状態に導くための運転法を運転員に与えるプ
ラントの異常時運転ガイド装置に関する。

［従来の技術］ 従来の、例えば沸騰水型原子力発電プラント
（以下、本明細書においては、BWRプラントと
略称する。）の異常時運転ガイド装置は、非常時
運転手順書の内容を電子計算機に記憶させてお
き、異常が発生したとき、この異常に対応する操
作手順を電子計算機（の記憶装置）から読み出し
て運転員にガイドしている。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の非常時運転手順書は、本来、異常事態発
生時に、運転法選定の参考とするため、代表的な
起因事象各々につき、代表的な１つの異常の進展
状況に対する運転法が、参照すべき例として用意
されたものである。そのため、非常時運転手順書
を電子計算機に記憶させておき、その内容に基づ
いて異常時の運転法をガイドする従来の装置に
は、次の様な問題点がある。

第１の問題点は、従来の非常時運転手順書が、
異常の起因事象に対して運転法が用意されている
ことによるものである。一般に、異常の起因事象
の数は、その程度まで考慮すれば、非常に多い。
従来の装置では、様々な異常事態に対応するため
には、この多数の起因事象それぞれについて、運
転法を用意する必要がある。そのため、用意すべ
き運転法は膨大なものとなり、したがつて、必要
となる作業量および電子計算機の記憶装置の容量
は膨大なものとなる。

また、従来の装置では、異常事態発生時にガイ
ドを出すめには、その異常がどの起因事象による
ものかを判断する必要がある。このための異常の
分類については、上記のように起因事象が非常に
多く存在するため、必要な作業量及び電子計算機
の記憶装置の容量は膨大なものとなる。

第２の問題点は、非常時運転手順書では運転法
が単一の異常の進展情況について用意されている
ことによるものである。つまり、非常時運転手順
書の内容を電子計算機に記憶させた従来の装置で
は、異常発生後の系統あるいは機器の故障によ
り、用意されている進展情況から異なる方向に異
常が進展した場合には、運転法のガイドは不可能
となる。

これに対し、系統あるいは機器の故障を想定し
た様々な異常の進展情況に沿い運転法を用意する
場合には、必要となる電子計算機の記憶装置の容
量は膨大なものとなる。

本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を
なくし、電子計算機の記憶容量が少なくて済み、
また異常の起因事象がどのようなものであるかに
関わりなく、しかも、異常の進展状況にも関係無
く、適切な操作ガイドを出すことのできる効率の
良いプラントの異常時運転ガイド装置を提供する
ことにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的は、異常発生時にプラント状態を目標
状態に導く非常運転を運転員にガイドする異常時
運転ガイド装置において、プラントの運転法に影
響を与える系統・機器であつて予め選択した複数
の系統・機器の状態が使用可能であるか否かの組
み合せ毎に非常運転で使用すべき系統候補を用意
したデータ・フアイルと、非常運転を行う時にプ
ラント運転状態に関する各種信号から前記選択し
た複数の系統・機器のうち使用不可能な系統・機
器が何であるかを知り、前記組み合せのうちのど
の組み合せ状態にあるかを判別する判別手段と、
該判別手段の判別した組み合せに対応して用意さ
れている系統候補を前記データ・フアイルから知
り該系統候補をガイドする手段を設けることで達
成される。

そして、好適には、各組み合せ毎に用意した系
統候補として順序付けた複数の系統候補を用意
し、第１候補の系統操作により予想通りの結果が
得られなかつたときは第２候補の系統をガイドす
る構成とする。

［作用］ 本発明では、異常が起こつたときその起因事象
が何であるかではなく、その時に使用可能な系
統・機器が何であるかにより、異常時の運転法を
ガイドする。しかし、プラントを構成する系統・
機器は多数に渡るので、各系統・機器が使用可能
な状態にあるか否かを一々判別していたのでは時
間がかかつてしまう。そこで、本発明では、プラ
ントの運転法に影響を与える系統・機器のうち予
め選択した複数の系統・機器の状態の組み合せ対
応に非常運転法を用意しておき、異常が発生した
とき上記の選択した系統・機器のうち使用不可能
状態にあるものがどれかを知り、その組み合せに
対して用意されている非常運転法つまり使用すべ
き系統候補（この系統候補は上記の選択した系
統・機器以外の系統を含む。）をガイドする。こ
れにより、迅速なガイドが可能となる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。

第１図に示すBWRプラント１の異常時運転ガ
イド装置は、事象グループ判別装置２、冷温停止
対策開始・終了条件判定装置３、使用系統選択装
置４、系統使用順位データ・フアイル５、運転手
順作成装置６、運転手順データ・フアイル７、表
示装置８、応答判定装置９、および応答判定用デ
ータ・フアイル１０から構成される。

本実施例の異常時運転ガイド装置は、原子炉停
止を示す原子炉スクラム信号により起動する。す
なわち、異常事態発生後に、プラント・インター
ロツクにより自動的に、あるいは運転員の手動操
作により原子炉スクラムが発生した時点から、本
システムは冷温停止に必要な運転法を選定し、運
転員がガイドを出し始める。

原子炉スクラム信号により、本実施例の異常時
運転ガイド装置が起動すると、まず、事象グルー
プ判別装置２により、運転法に影響を与える事象
の各々が発生したか否かがBWRプラント１から
の原子炉水位等のプロセス信号あるいは弁の開閉
状況等の系統・機器の状態に関する信号を用いて
判定され、更に、各々の事象が発生したか否かに
より、発生した異常がどの事象グループに属する
かが判別される。

運転法に影響を与える事象は、次のように選択
した。運転法に影響を与える事象には、系統の使
用の可否に影響を与えるものと、必要となる系統
の容量に影響を与えるものとがある。前者の事象
として、給水系機能喪失、主蒸気隔離弁閉鎖、外
部電源喪失を選択し、後者の事象として、逃し安
全弁開固着、配管破断を選択した。事象グループ
は、蒸気の事象の各々の発生の有無つまり各事象
の発生の組み合せで分類したものであり、配管破
断が発生していない場合については、第２図に示
したように、12個のグループになる。配管破断が
発生している場合については、配管破断という事
象を、破断面積、破断位置により細分化し、その
細分化した事象の各々について、他の給水系機能
喪失等の事象が発生しているか否かの組み合せを
考えることにより、グループ分けをする。ここ
で、配管破断の細分化は、運転法に影響を及ぼす
ものとして、水位確保に必要な注水系統の容量お
よび減圧の要・不要を考え、これら二つの事項を
指標にし、気相破断および液相破断についてそれ
ぞれ細分化の区切りとなる破断面積を決めること
により行う。

冷温停止対策開始・終了条件判定装置３は、
各々冷温停止対策についてのガイドの開始・終了
条件を測定するものである。この異常時運転ガイ
ド装置で用いられる条件を第３図に示す。第３図
に示す様に、水位確保のガイドの開始条件は、ス
クラム信号により、即ち、本実施例に係る異常時
運転ガイド装置が起動すると同時に達成される。
また、運転員が冷温停止したと判断した時点で、
水位確保に対するガイドは終了する。減圧につい
ての開始条件は、原子炉水位がスクラム水位L3
を越えていることであり、終了条件は、残留熱除
去の操作が開始されたことである。残留熱除去に
ついては、減圧操作により原子炉圧力が1.03MPa
を下回つた時点で開始し、運転員が冷温停止した
と判断した時点で終了する。また、格納容器冷却
については、格納容器の圧力・温度が予め定めた
設定値以上になると開始され、設定値を下回ると
終了する。

以上の様に、冷温停止対策開始・終了条件判定
装置３は、BWRプラントからのプロセス量等に
関する信号あるいは運転員による入力信号を取り
込み、各々の冷温停止対策のためのガイドの開
始・終了を決定する。このように、各対策の開
始、終了を決定することで、適切なタイミングで
操作のガイドを与えることが可能となる。この異
常時運転ガイド装置により、ある冷温停止対策の
ためのガイドの開始が決定されると、使用系統選
択装置４により、その冷温停止対策のために使用
すべき系統が選択される。

系統使用順位データ・フアイル５には、各々の
事象グループに対応して、各冷温停止対策毎に使
用すべき系統の順位が用意されている。この使用
順位の例を第４図に示す。第４図中で＊）なる印
は、残留熱除去系の１運転モードを示す、第４図
は、第２図に示す事象グループのうちグループNo.
５に対応するものである。ここで、使用順位は、
予め現象解析等により決定したものである。グル
ープNo.５では、給水系統と主蒸気系とが使用不可
の状態にあるため、水位確保するための運転法の
第１順位として隔離時冷却及び制御棒駆動水圧系
が登録されており、第２順位として高圧炉心スプ
レイ系が登録されている。また、減圧対策を行う
ための運転法の第１順位として蒸気凝縮系が、第
２順位として逃し安全弁が登録されている。

使用系統選択装置４は、この系統使用順位デー
タ・フアイル５に用意された系統の中から、使用
順位の高い系統から順に使用すべき系統として選
択する。例えば、第４図に示した事象グループNo.
５に対応する水位確保のための系統として、先
ず、隔離時冷却系および制御棒駆動水圧系が選択
される。

運転手順作成装置６は、使用系統選択装置４で
使用すべきものとして選択された系統の運転手順
を作成する。運転手順データ・フアイル７には、
系統毎に、それを作動するために必要な操作およ
び確認が、プロセス量あるいは系統・機器の状態
に関する条件付で用意されている。第５図には、
停止時冷却系についての例を示した。第５図で
RHR＊）なる表示は残留熱除去系を示す。運転
手順作成装置６は、プロセス量および系統・機器
の状態についての信号をBWRプラントから取り
込み、上記した操作及び確認に付けられた条件が
満たされた時点で、その操作および確認をガイド
として、表示装置８に出力する。

応答判定装置９は、応答判定用データ・フアイ
ル１０を用いて、ガイド後のプラント応答を確認
し、それが予想通りか否かを判定する。この異常
時運転ガイド装置で応答判定に用いる方法は、操
作の種類により異なる。つまり、冷温停止対策を
直接履行するために使用される系統については、
系統の作動確認および効果の確認を行う。一方、
その他の準備操作あるいは補助系の操作について
は、系統の作動確認のみを行う。

系統の作動確認としては、配管のラインアツ
プ、ポンプ回転数等のコンポーネント・レベルの
確認をする方法と、系統特性のプロセス量から確
認する方法を採用している。後者の例として、ポ
ンプの流量−ポンプ・ヘツド曲線を用い原子炉圧
力およびポンプ流量から水位確保のための系統の
正常作動を確認する方法がある。

効果の確認は、冷温停止対策毎に、第６図に示
すプロセス量を選び、操作後の設定時間における
プロセス量の値が設定値以上（あるいは以下）で
あるか否かを判定する方法と、操作後、プロセス
量の値が設定値以上（あるいは以下）に保たれて
いるか否かを判定する方法の両方あるいはその一
方により行う。

応答判定装置９により、プラントの応答が予想
通りであると判定された場合には、その系統につ
いてのガイドを継続する。一方、プラント応答が
予想通りでないと判定された場合には、その系統
についてのガイドを打ち切り、使用系統選択装置
４により、系統使用順位データ・フアイル５の内
に、次の使用順として用意されている系統を選択
し、その系統の運転手順についてのガイドを開始
する。

尚、事象グループについての判別は周期的に行
い、事象グループが変化した場合には、その事象
グループについての系統使用順位データから、使
用すべき系統を選択する。

次に、本実施例の異常時運転ガイド装置の動作
を、給水喪失を起因事象とする異常を例にとり説
明する（尚、本発明では異常の起因事象が何であ
るかを特定する必要はなく、ここで異常の起因事
象が給水喪失であるとしたのは、以下の説明の理
解を容易にするためである。）。第７図は、給水喪
失発生後の原子炉圧力および原子炉水位の時間変
化をそれぞれ実線および破線で示す。

給水喪失に伴い水位が低下すると、プラント・
インターロツクにより原子炉がスクラムする(A)。
このスクラム信号により本実施例の異常時運転ガ
イド装置が起動し、まず事象グループ判別装置２
において、発生した異常がどのグループに属する
ものかの判別が開始される(B)。この結果、給水系
機能喪失と主蒸気隔離弁閉鎖が発生しており、グ
ループNo.５に属する異常であることが判別され
る。

水位確保についてのガイド開始条件（スクラム
信号）は満たされているため、事象グループの判
別が終了すると、使用系統選択装置４において、
水位確保のための系統として、隔離時冷却系およ
び制御棒駆動水圧系が選択される。これらの系統
は、系統使用順位データ・フアイル５において、
グループNo.５に対して、水位確保のための第１番
目の使用順位として用意されているものである。

系統が選択されると、運転手順作成装置６によ
り、これらの系統を運転するための手順が、運転
手順データ・フアイル７から引き出され、表示装
置８に示される。

水位確保のための系統として、水位低下により
高圧炉心スプレイ系が自動起動する。この系統
は、水位確保のための系統として選択されていな
いため、異常時運転ガイド装置は、高圧炉心スプ
レイ系を手動にて停止するようにとガイドする。

原子炉水位が回復し、スクラム水位L3を越え
ると(C)、減圧のためのガイドが開始し、蒸気凝縮
系が選択され、運転手順のガイドが示される。こ
のガイドに従い、高圧炉心スプレイ系が停止さ
れ、運転員は、この系統の使用準備であるウオー
ミングおよびフラツシングを開始する(D)。この例
では、蒸気凝縮系のウオーミングおよびフラツシ
ングの操作が失敗したとする。ウオーミングおよ
びフラツシングの操作に対する応答が予想通りに
ならないことを検出した応答判定装置９は、この
操作が失敗したと判定し(E)、減圧のための系統と
して、第２番目の使用順位として用意されている
逃し安全弁を選択し(F)、その運転手順ガイドを示
す。

逃し安全弁を用いた減圧操作により、原子炉圧
力が1.03MPaを下回ると（Ｇ）、残留熱除去のガ
イドが開始される。このガイドに従い、運転員
は、停止冷却系の使用準備操作であるフラツシン
グを開始する。

第８図は、本発明の別の実施例に係る異常時運
転ガイド装置の構成図である。この実施例に係る
異常時運転ガイド装置は、第１図に示す第１実施
例に係る異常時運転ガイド装置に、警報装置１１
及び入力装置１２を付加したものである。

警報装置１１は、運転員がガイドに従わなかつ
た場合に、運転員に警報を発するものである。ま
た、入力装置１２は、運転員が異常時運転ガイド
装置に命令を入力するためのものである。

異常時運転ガイド装置が出力したガイドに運転
員が従わなかつた場合には、プラントの応答は異
常時運転ガイド装置の予想したものとは異なつて
くる。応答判定装置９がプラントの応答が予想通
りでないと判定すると、運転員がガイドに従つて
いない可能性がある。そこで、警報装置１１によ
り、運転員に警報が出力される。運転員は、この
警報により、プラントの応答が予想通りでないこ
とを知り、自分の行つた操作を確認し直す。

確認の結果、異常時運転ガイド装置の出したガ
イドと自分の行つた操作が同じであることが分か
れば、運転員はその旨を入力装置１２から入力す
る。これにより、応答判定装置９は、第１実施例
と同様に、第１順位の使用系統の応答が予想通り
でないとして、第２順位の使用系統を選択し、そ
のガイドを出力する。

逆に、確認の結果、異常時運転ガイド装置の出
したガイドと運転員の行つた操作とが異なると判
明した場合には、もしも運転員が操作が誤つてい
るならば異常時運転ガイド装置の出力したガイド
に従うように操作をやり直す。一方、もしも、運
転員が故意に異なる操作をしているならば（つま
り運転員の判断により、異常時運転ガイド装置の
ガイドとは違う系統を操作したならば）、運転員
はその旨を異常時運転ガイド装置に入力する。こ
の入力があつた場合には、異常時運転ガイド装置
は、表示装置８に、系統使用順位データ・フアイ
ル５に用意されている使用系統候補を全て表示す
る。もしも、運転員の使用している系統が表示さ
れた系統の中にあれば、運転員は、使用している
系統が表示された系統のどれに対応するかを入力
する。この入力により、異常時運転ガイド装置は
運転員の使用している系統を知り、その系統につ
いてのガイドおよび応答の判定等を行い、運転員
を支援する。

［発明の効果］ 以上説明した様に、本発明によれば、異常の起
因事象が何であるかに関わりなく、使用可能な系
統・機器のみを用いた適切な運転法を迅速にガイ
ドできるという効果がある。また、記憶装置の記
憶容量が小さくて済むという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に係る異常時運
転ガイド装置の構成図、第２図は運転法に影響を
与える事象の発生の有無の組み合せによる事象グ
ループの一例を示す説明図、第３図は冷温停止対
策各々についてのガイドの開始・終了条件を示す
説明図、第４図は系統の使用順位データの例を示
す説明図、第５図は運転手順データの例を示す説
明図、第６図はガイド後のプラント応答を判定す
るのに使用するプロセス量の説明図、第７図は異
常発生後の現象と異常時運転ガイド装置の動作を
示す説明図、第８図は本発明の第２の実施例に係
る異常時運転ガイド装置の構成図である。 １……BWRプラント、２……事象グループ判
別装置、３……冷温停止対策開始・終了条件判定
装置、４……使用系統選択装置、５……系統使用
順位データ・フアイル、６……運転手順作成装
置、７……運転手順データ・フアイル、８……表
示装置、９……応答判定装置、１０……応答判定
用データ・フアイル、１１……警報装置、１２…
…入力装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 異常発生時にプラント状態を目標状態に導く
   非常運転を運転員にガイドする異常時運転ガイド
   装置において、 プラントの運転法に影響を与える系統・機器で
   あつて予め選択した複数の系統・機器の使用可否
   の状態の組み合せ毎に非常運転で使用すべき系統
   候補を用意したデータ・フアイルと、 非常運転を行う時にプラント運転状態に関する
   各種信号から前記選択した複数の系統・機器のう
   ち使用不可能な系統・機器が何であるかを知り、
   前記組み合せのうちのどの組み合せ状態にあるか
   を判別する判別手段と、 該判別手段の判別した組み合せに対応して用意
   されている系統候補を前記データ・フアイルから
   知り該系統候補をガイドする手段 を備えることを特徴とするプラントの異常時運転
   ガイド装置。 ２ 系統候補をガイドする手段は、該系統候補の
   操作手順をガイドするものであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載のプラントの異常
   時運転ガイド装置。 ３ 系統候補として順序付けられた複数の系統候
   補がデータ・フアイルに用意され、前記ガイドす
   る手段は第１候補の系統が操作され予想通りの応
   答が得られなかつたときは第２候補の系統をガイ
   ドすることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載のプラントの異常時運転ガイド装置。 ４ 前記判別手段はプラントの運転状態に関する
   各種信号を周期的に監視して前記の組み合せのう
   ちどの組み合せになつたかを周期的に判別し、前
   記ガイドする手段は判別手段の判別した組み合せ
   が変化したときは変化後の組み合せに対応して用
   意されている系統候補をガイドすることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載のプラントの異
   常時運転ガイド装置。 ５ 前記データ・フアイルにおける複数の系統・
   機器の使用可否の状態の組み合せは、系統の容量
   に影響を与える状態も考慮した組み合せであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のプ
   ラントの異常時運転ガイド装置。