JPS5934193A - プラントの異常時運転ガイド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、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
くだめの運転法を運転Ｌｊに与える原子力発電プラント
の異常時運転ガイド装置に関する。

従来、たとえば沸騰水型原子力発電プラント（以下水り
」細１．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では、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、これに基づいて運転員に異
常時の運転法をガイドする。しかし、非常時運転手順書
は、本来、異常事態発生時に１．運転法選定の参考上す
るため、代表的な起因事象各々につき、代表的な１つの
異常の進展情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、その内容に基づき、異常時の運
転法をガイドする従来の装置には、つぎのような問題点
がある。

第１の問題点は、非常時運転手順書では運転法が起因事
象に対して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シ、シたがって、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
。

一方、異常事態発生時に、ガイドを出すためにはその異
常がどの起因事象によるものかを判断する必要がある。

このだ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、必要な作業量および電子
計算機の記憶装置１ｔの谷１１１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ｊＸｌ＜伝法
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。っ捷り、非常時運転手１１にｌ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
展状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。

一方、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ｈ１：は膨大なものになる。

第３の問題点は、非常時運転手順書は本来、文章形式で
記述されていることによるものである。

つまり、操作を行なうべき（あるいは操作のガイドを出
すべき）タイミングが明確でない。このため、従来の装
置では、異常の進展にしだがい、適切なタイミングで操
作のガイドを与えることばできない。

しだがって、本発明の目的は、上記した従来技術の欠点
をなくシ、様々な異常事態およびその進展情況に対応で
き、かつ、適切なタイミングで操作ガイドを出す、効率
の良い異常時運転ガイド装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明による原子力発電プ
ラントの異常時運転ガイド装置は、原子力発電プラント
に発生した異常が、運転法に影響を与える事象の発生の
有無の組合わせにより予め分類した異常グループのどれ
に属するものかを、前記原子力発電プラントからの運転
状態に関する各種信号を用いて判別する手段と、前記原
子力発電プラントを目標とする状態に導くためにとる必
要がある対策の各々のだめに使用すべき系統として、前
記異常グループに応じて予め用意されている系統候補の
中から、実際に使用すべき系統を選択する手段と、前記
対策の各々についてのガイドの開始および終了の条件を
前記各種信号を用いて判定する手段と、予め用意された
系統の運転手順から前記各種信号の変化に対応し順次手
順を引き出す手段と、前記各手段に係る情報を表示する
手段とを有することを要旨とする。本発明の有利な実施
の態様においては、使用すべき系統の候補として予め用
意された系統の内から、実際に使用する系統を運転員が
選択する旨を人力する手段を有し、前記異常時運転装置
が、選定した系統とは異なる系統を運転邑が使用する場
合にも、運転＆’＜を支援する。すなわち、本発明の異
常時運転ガイド装置では、多数存在する異常の起因事象
ごとに運転法を用意するのではなく、運転法に影響を及
ぼす外部電源喪失、配管破断などの事象が発生【７だか
否かの組合わせで分類した異常グループごとに運転法を
用意する。

また、異常事態の発生した原子炉を、例えば、冷温停止
状態に導くためには、一般に、原子炉停止、水位確保、
減圧、残留熱除去の対策を１１１α次とり、さらに必要
に応じて格納容器冷却の対策をとればよい。本発明では
、これに着目し、例えば冷温停止を目標とする運転につ
いては上記した冷温停止のだめの対策（以下本明細書に
おいては冷温停止対策と略称する。）と、その対策をと
るために使用できる系統を考え、冷温停止対策ごとに使
用すべき系統の候補を、異常グループに応じていくつか
用意する。この方法によシ、異常の進展中に、目標とす
る状態に原子炉を導くために必要な系統の故障が発生し
た場合にも、代替系統の使用をガイドすることによシ対
応できる。

さらに、本発明では、ＢＷＲプラントからのプロセス信
号等を用いることにより、運転法のガイドを適切なタイ
ミングで運転員に示す。

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。

図に示すＢＷ几プラント１の異常時運転ガイド装置は、
異常グループ判別装置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
・ファイル５、運転手順作成装置６、運転手順データ・
ファイル７、表示装置８、応答判定装置９、および応答
判定用データ・ファイル１０から構成される。

本実施例なる装置は、原子炉停止を示す原子炉スクラム
信号によシ起動する。すなわち、異常事態発生後に、プ
ラント・インターロックにより自動的に、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
れにガイドを出し始める。

原子炉スクラム信号により、本実施例になる装置が起動
すると、まず異常グループ判別装置２により、運転法に
影響を与える事象の各々が発生（〜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、さらに、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異常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、次のように選択用の可否
に影響を与えるものと、必要％る系統の容量に影響を与
えるものがある。前者の事象として給水系機能喪失、主
蒸気隔離弁閉鎖、および外部電源喪失を、後者の事象と
して逃し安全弁開固着、および配管破断を選択した。

異常グループは、上記事象の各々の発生の有無で異常を
分類したものであり、配管破断の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合わせを考えること
により、異常のグループ分けをしている。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、気相破断ンよび液
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なった。

冷温停止対策開始・終了条件判定装置３は、各科の冷温
停止対策についてのガイドの開始・終了条件を判定する
ものである。この装置で用いられる条件を第３図に示し
た。図のように、水（ｒ’ｌ確保のガイドの開始条件は
、スクラム（Ｆｔ号により、すなわち、本実施例なる装
置が起動すると同時に満たされる。壕だ、運転員が冷温
停止卜しだと判断した時点で、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を下回わ
った時点で開始、運転員が冷温停止と判断した時点で終
了する。まだ、格納容器冷却については、格納容器の圧
力・温ＩＪＩがあらかじめ定めた設定値以上になると開
始され、設定値を下回わると終了する。

以上のように、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人力信号をとシ込み、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によシ、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・ファイル５には、各々の異常グル
ープに対応して、各冷温停止対策ごとに使用すべき系統
の１１１＠位が用意されている。この使用順位の例を第
４図に示す。図で＊）なる印は残留熱除去系の１運転モ
ードを示す。第４図は、異常グループ５に対応するもの
である。ここで、使用順位は、あらかじめ現象解析等に
より決定したものである。使用系統選択装置４は、この
系統使用順位データ・ファイル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図に示した異常グループ５に
ついては、水位確保のだめの系統として、まず隔離時冷
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・ファイル７には、系統ごとに、それを作
動するために心安な操作および確認が、プロセス量ある
いは系統・桟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だ１１
図でＴ（Ｊ−置”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・機器の状浦
についての信号をＥＷＲプラントから取り込み１．Ｊ’
−記した操作およ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・ファイル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。つまシ、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なう。一方、その他の
亭備操作、あるいは補助系の操作については、系統の作
動確認のみを行なう。

系統の作動確認としては、配管のラインアップ、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
、系統特性と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・ヘッド曲
線を用い原子炉圧力およびポンプ流量から水位確保のだ
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、冷温停止対策ごとに、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シ行なう。

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シ
、使用系統選択装置４により、系統使用順位データ・フ
ァイル５の内に、次の使用順位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。

なお、異常グループについての判別は周ル１的に行ない
、異常グループが変化した場合にｔｉ、その異常グルー
プについての系統使用ｌ１Ｅｉ位データから、使用すべ
き系統を選択する。

つぎに、本実施例になる装置の動作を、給水喪失を起因
事象とする異常を例にとり説明する。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。

給水喪失にともない水位が低下すると、プラント・イン
ターロックによシ原子炉がスクラムする（６）。このス
クラム信号により本実施例になる装置が起動し、まず異
常グループ判別装置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■。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−プ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、異常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、水位確保のだめの系統
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ｌ１ｆｉ位データ・フ
ァイル５において、グループ５に対して、水位確保のだ
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だめの手順が、運転手順データ・フ
ァイル７から引き出され、表示装置８に示される。

水位確保のだめの系統として、水位低下により高圧炉心
スプレィ系が自動起動する。この系統は、水位確保のだ
めの系統として選択されていないため、本装置は、これ
を手動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
（Ｃ１，減圧のだめのガイドが開始、蒸気凝縮系が選択
され、運転手順のガイドが示される。

ガイドにしたがい、高圧炉心スプレィ系は停止され、運
転姓は、この系統の使用準備である４２ミングおよびフ
ラッシングを開始するＱ））。この例です ハ、蒸気凝縮系の炒ミングおよびフラッシングの操作が
失敗すると想定した。この操作の失敗、つ−＋、ｂ操作
の応答が予想通りでないことを応答判別装置９が判別す
る（ト）。そのため、減圧のだめの系統として、第２の
使用順位で用意されている逃し安全弁が選択され（Ｉ’
ｌ、その運転手順ガイドが示される。

逃し安全弁を用いた減圧操作により、原子炉圧力が１．
０３ＭＰａを下回わると０、残留熱除去のガイドが開始
される。このガイドにしだがい、運転員は停止時冷却系
の使用準備操作であるフラッシングを開始する。

第８図は、もう１つの実施例である装置を示す図である
。図に示す異常時運転ガイド装置は、第１の実施例なる
装置に、警報装置１１および人力装置」２を加えたもの
である。

警報装置１１は、運転員が本実施例なる装置の出したガ
イドにしたがわなかった場合に、運転員に警報を発する
ものである。また、人力装置１２は、本実施例なる装置
へ、運転員が命令を人力するだめのものである。

本装置が出したガイドに運転員がしだ力；わな力≧つだ
場合には、プラントの応答は本装置７５；予想したもの
と異なる。応答判定装置９により、）′ラント応答が予
想通りでないと判定されると、ｊ軍転員がガイドにした
がってない可能性力；あるため、警報装置１１によシ、
運転員に警報が出される。ｉ軍転員はこの警報により、
プラント応答７５＝予想通りでないことを知り、自分の
行なった操作を確認しなおす。

確認の結果、装置の出しだガイドと自分の行なった操作
が同じであることがわかれば、ｊ里転員はその旨を人力
装置１２から装置に人ブコする。この場合には、使用系
統選択装置４により、第１の実施例と同様の方法で次の
使用順位として用意されている系統が使用すべき系統と
して選択される。

逆に、確認の結果、装置の出したガイドと運転員の行な
った操作が異なるとわかった場合には、もしも運転員が
操作を誤まっているならば、装置が出したガイドにした
が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（つまり運転員判断で装置がガイｌ−’する系統と
異なる系統を使用したならば）、運転員はその旨を装置
に人力する。この人力があった場合に、装置は、表示装
置８に、系統（引用１ｔ（ｊ位データ・ファイル５に用
意されている使用系統候ｈｌｉを全て表示する。もしも
、運転員が使用している系統が表示された系統の中にあ
れば、運転かは、（１４用している系統が表示された系
統のどれに７・１応するかを人力する。この人力によっ
て、本実施秒１１なる装置は、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
等を行ない運転員を支援する。

以上説明したごとく本発明によれば、原子力発電プラン
トに発生する様々な異常事態および異常の様々な進展情
況に対応し、適切なタイミングで原子炉を安全に目標と
する状態に導くだめの〕■転ガイドを出すことができる
だけでなく、異常事態および運転法を効果的に整理かつ
分類することりこより、電子計算機の記憶装置の容量お
よび作成のために必要な作業量を低減できる。したがっ
て、このような原子力発電プラントの異常時運転ガイド
装置を使用することによる安全性、経済性の改善の効果
は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示すブロック図、第２
図は異常のグループ分けの例を示す図表、第３図は冷温
停止対策釜々についてのガイドの開始・終了条件を示す
図表、第４図は系統の使用順位データの例を示す図表、
第５図は運転手順データの例を示す図表、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
量を示す図表、第７図は異常発生後の現象と実施例なる
装置の動作を示すグラフ、第８図は第２の実施例を示す
ブロック図である。 １・・・ＢＷ几プラント、２・・・異常グループ判別装
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
・ファイル、６・・・運転手順作成装置、７・・・運転
手順データ・ファイル、８・・・表示装置、９・・・応
答判定装置、１０・・・応答判定用データ・ファイル、
１１・・・宅７霞 睦間値）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原子力発電プラントに発生した異常が、運転法に影
   響を与える事象の発生の有無の組合わせにより予め分類
   した異常グループのどれに属するものかを、前記原子力
   発電プラントからの運転状態に関する各種信号を用いて
   判別する手段と、前記原子力発電プラントを目標とする
   状態に導くためにとる必要がある対策の各々のために使
   用すべき系統として、前記異常グループに応じて予め用
   意されている系統候補の中から、実際に使用すべき系統
   を選択する手段と、前記対策の各々についてのガイドの
   開始および終了の条件を前記各種信号を用いて判定する
   手段と、予め用意された系統の運転手順から前記各種信
   号の変化に対応し順次手順を引き出す手段と、前記各手
   段に係る情報を表示する手段とを有することを特徴とす
   る原子力発電プラントの異常時運転ガイド装置。 ２、使用すべき系統の候補として予め用意された系統の
   内から、実際に使用する系統全運転員が１゛へ択する旨
   を人力する手段を有し、前記異常時運転システムが、選
   定した系統とは鴇なる系統を運転員が使用する場合にも
   、運転員を支援することを特徴とする特許請求の範ｌ７
   ｆｌ第１項記載の原子力発電プラントの異常時運転ガイ
   ド装置。