JPS63300307A - 運転支援装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はプラント異常時に操作ガイダンスを運転員に与
えるための運転支援装置に関する。

（従来の技術） 運転支援装置は、プラントに異常状態が発生したとき、
運転員のとるべき運転操作をガイタンスする装置である
。

例えば、火力発電プラントの給水系統には、ヒータが配
設されている。このヒータは周知のようにボイラへの給
水をタービンからの油気によって温める熱交換器の一種
である。この場合、熱交換後の給水は次段のヒータに給
水される一方、油気は冷えてドレンとなる。このヒータ
における異常状態としてドレンレベルが上昇する現象が
あり、ひどい場合はタービンまでドレンが逆流し、火力
発電プラントをトリップさせる場合がある。

従来、この″ドレンレベル高″の異常状態が発生したと
き、運転支援装置からは「ドレンレベル高、抽気弁を全
閉、ドレン調整弁を全開にして下さい」という内容の操
作ガイダンスが出される。これはドレンレベル上昇とい
う異常状態をタービンまで影響させないようにするため
の措置である。

このように、従来の運転支援装置は、プラントに異常が
生じたとき、その異常状態のみに対処するための操作ガ
イダンスを出力するようにしていた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記″ドレンレベル高″という異常状態
を生じる原因としては、チューブリークの他にフラッシ
ング現象とがある。即ち、チューブリークは、ヒータ内
の給水管が破断して給水が漏れ、ドレンレベルを上昇さ
せる現象である。一方、フラッシング現象はプラント負
荷上昇中特に起動中に良く起こる現象であり、ヒータ内
の圧力が減少してヒータ内のドレンが沸騰することによ
リドレンレベルが一時的に上昇する現象である。

これら異常状態発生時のプラント操作として、チューブ
リークの場合はバルブを操作してそのヒータをプラント
から切り離す処置が必要となる。一方、フラッシング現
象の場合は一過性の現象のため、ドレンレベルが異常に
高くなったとき以外は特に操作しないで良いことが知ら
れている。しかも、プラントの負荷変動時特に起動時に
は、゛ドレンレベル高″の原因の殆どがフラッシング現
象であり、あまりチューブリークは起きない。

このため、運転員は操作ガイダンスが表示されても自分
の経験を優先し、必ずしもガイダンス通りの操作を行な
わない。しかし、このときの真の原因がチューブリーク
であった場合、タービンへのドレン侵入を防ぐための処
置が遅れ、その分プラント全体の熱効率が下がる。

このように、従来の運転支援装置では、プラントの異常
状態に基づく操作ガイダンスのみ表示していたので、同
じ異常状態を発生させる原因が複数ある場合、適切なガ
イダンスができず、運転員の誤操作をまねく問題点があ
った。

そこで本発明は、原因が複数存在するような異常状態が
生じても、常に適切な操作ガイダンスを出力し得る運転
支援装置を提供することを目的とする。

［発明の構成コ （問題点を解決するための手段） 本発明の運転支援装置は、プラントデータを入力するプ
ラントデータ入力手段と、そのプラントデータからプラ
ントの異常状態を検出する異常検出手段と、その異常状
態に対応した緊急ガイダンスを出力する緊急ガイダンス
出力手段と、異常状態とプラントデータによりプラント
異常原因を推定する異常原因推定手段と、そのプラント
異常原因に対応する知的ガイダンスを出力する知的ガイ
ダンス出力手段と、前記緊急ガイダンスおよび知的ガイ
ダンスを画面表示装置に表示する画面表示手段とを備え
てなるものである。

（作用） この構成によれば、表示装置の表示画面上には、プラン
１−の異常状態に対処するための緊急ガイダンスに加え
て、プラントの異常状態およびプラン１−データを基に
プラントの異常原因を推定して得られる異常原因に対応
した知的ガイダンスも表示される。これにより、運転員
は現在化じているプラントの異常状態を正しく把握して
異常原因に対応した適切な処置が取れるようになる。

（実施例） 以下、本発明を火力発電プラントのヒータ内における″
ドレンレベル高″発生時のプラント操作に適用した場合
を例にとり、その実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例を示したもので、運転支援装
置１と火力発電プラントのヒータ回りとを示している。

ヒータｌｌＴＲは周知のように、給水ＶＴＲを抽気ＢＬ
Ｄによって温める熱交換器の一種である。給水ＷＴＩＩ
は給水人口弁ＷＩＶを通り、ヒータ内部の給水管を通り
、抽気肛りにより温められ、給水出目弁讐ｏｖを通り次
段のヒータへ送られる。一方、タービンＴＢから来る抽
気ＢＬＤは、抽気止め弁ＢＳＶを通すヒータ１１ＴＲに
入り、給水ＶＴＲと熱交換後、冷えてドレンＤＲＮとな
り、ヒータ１ｉＴＲ内にたまる。さらに、そのドレンＤ
ＲＮはドレンレベル調整弁ＤＣＶを通り排出される。こ
のとき、ドレンレベル調整弁ＤＣＶはヒータ内にたまる
ドレンレベルＬＶＬを調整する働きをする。

このようなヒータＨＴＲの異常原因としてチューブリー
ク、フラッシング現象等があり、それらの結果、異常状
態としてドレンレベルＬＶＬが上がり、ひどくなるとタ
ービンＴＢまでドレンが逆流し、火力発電プラントをト
リップさせることがある。ドレンレベル上昇の原因の１
つであるチューブリークは、ヒータの給水管が破断し、
給水ＶＴＲがもれ、ドレンＤＲＮとなり、ドレンレベル
ＬＶＬを上昇させる。

一方、フラッシング現象は、プラントの負荷上昇中（特
に起動中）によく起こる現象であり、ヒータ１１ＴＲ内
の圧力が減少し、ヒータ）ＩＴＲのドレンが沸騰するこ
とにより、ドレンレベルＬＶＬが一時的に上昇する。

上記チューブリーク時のプラント運転員の対処法として
、ドレンＤＲＮがタービンＴＢ内に入らないように抽気
逆止弁ＢＳＶを全閉とし、ドレンＤＲＮをヒータｌｌＴ
Ｒ内から排出するため、ドレンレベル調整弁ＤＣＶを全
開とする。さらに、給水入口弁１１＋ＩＶ、給水出口弁
ｗＯｖを全開とすることにより、給水ＶＴＲが漏れ、プ
ラントの熱効率を下げるのを防ぐ、即ち、ヒータｌｌＴ
Ｒをプラントから切離す処置をとる。一方、フラッシン
グ現象の場合は、一過性の現象であり、ドレンレベルＬ
ＶＬが異常に高くなった時以外は特に操作の必要性はな
い。

このような火力発電プラントのパドレンレベル高″の異
常現象に対処する時の運転員の判断を助け、運転員の負
荷を軽減するのが運転支援袋！１である。

この運転支援装置ｌｌに設けられるプラントデータ入力
手段１１には、ヒータ回りに配置されるセンサＦｌから
得られる給水入口流量信号ＦＩＳ、センサＦ２からの給
水出口流量信号Ｆ２Ｓ、センサＬからのドレンレベル信
号ＬＳが入力される。

このプラントデータ入力手段１１は、タイマ、Ａ／Ｄ変
換器、プラントデータ記憶部とを備え、プラントからの
各種検出信号を走査周期で順に取り込み、ディジタル変
換して図示せぬプラントデータ記憶部に更新記憶する。

異常検出手段１２は、第２図に示すように、制限値記憶
部１２１と、プラント異常判断部１２２と、異常信号記
憶部１２３とからなる。プラント異常判断部１２２は、
周期的にプラントデータ入力手段１１よリプラントデー
タａを取り込むと共に、それらプラントデータａに対応
する制限値ａＯを制限値記憶部１２１より取り出して両
者を比較し、プラントの異常を検出する。そして、異常
であるプラントデータを検出したならば、そのプラント
データに対応するディジタル異常信号すをｒｌＪとし、
その他、異常でないプラントデータに対応するディジタ
ル異常信号すを「０」とし異常信号記憶部１２３に記憶
する。

緊急ガイダンス出力手段１３は、第３図に示すように、
緊急ガイダンス出力制御部１３１と、緊急ガイダンスア
ドレス記憶部１３２とからなる。緊急ガイダンス出力制
御部１３１は、異常検出手段１２から異常信号すを取り
込み、異常信号すがｒｌＪであれば、緊急ガイダンスア
ドレス記憶部１３２からその「ｌ」となっている異常信
号すに対応する後述第４図のガイダンス記憶部から必要
なガイダンスメツセージを取り出すためのアドレスＣを
ガイダンス保存手段１４に送出する。

ガイダンス保存手段１４は、第４図に示すように、緊急
ガイダンス、知的ガイダンスを記憶しておくガイダンス
記憶部１４１と、緊急ガイダンス別に緊急ガイダンス出
力時に出力可能性のある知的ガイダンスをリストアツブ
した緊急ガイダンス−知的ガイダンス対応テーブル１４
２と、ある緊急ガイダンスが出力された時、続いて出力
される出力可能な知的ガイダンスのアドレス群を記憶す
る出力可能知的ガイダンスアドレス記憶部１４３と、ガ
イダンス出力制御部１４４とからなる。

各緊急ガイダンス、各知的ガイダンスは、ガイダンス記
憶部１４１の各アドレス位置にコード化されたディジタ
ル信号ｄとして記憶されている。緊急ガイダンス−知的
ガイダンス対応テーブル１４２は、緊急ガイダンスと後
述する知的ガイダンスの間の矛盾性をチェックするもの
であり、ある緊急ガイダンス出力が要求されたとき、出
力可能性のある知的ガイダンスを事前にリストアツブし
ておくものである。出力可能知的ガイダンスアドレス記
憶部１４３は、今回出力された緊急ガイダンスに対し、
引続き出力される可能性のある知的ガイダンスのアドレ
ス群ｆを緊急ガイダンス−知的ガイダンステーブル１４
２より取り出し、記憶しておく。

ガイダンス出力制御部１４４は、緊急ガイダンス出力手
段１３または後述する知的ガイダンス出力手段１７によ
りトリガされる。緊急ガイダンス出力手段１３よりトリ
ガされた場合、ガイダンス出力制御部１４４は送られて
くる表示すべきガイダンスのアドレスＣを用い、緊急ガ
イダンス−知的ガイダンステーブル１４２を読むことに
より、次に出力される可能性のある知的ガイダンスのア
ドレス群ｆを出力可能知的ガイダンス記憶部１４３に記
憶する。

それと共に、送られてきたアドレスによりガイダンス記
憶部１４１よりガイダンスのディジタル信号ｄを取り出
し１画面表示手段１５に送る。なお、知的ガイダンス出
力手段１７によりトリガされる場合は後述する。

異常原因推定手段１４は、第５図に示すように異常原因
推定トリガ部１６１と、各異常状態に対応して異常原因
推定部１６２と、［囚信号記憶部１６３とからなる。ま
た、各異常原因推定部１６２は、制限値記憶部１６２ａ
、プラントデータ記憶部１６２ｂ、異常原因推定ルーチ
ン１６２ｃからなる。

異常原因推定トリガ部１６１は異常検出手段１２の異常
信号記憶部１２３から周期的に異常信号すを読み取る。

異常信号記憶部１２３の各アドレスと各異常原因推定部
１６２とは対応しており異常信号すが「１」であるなら
、それに対応する異常原因推定部１６２をトリガする。

「０」であるなら何もしない。

トリガされた異常原因推定部１６２はまず初めに異常原
因推定ルーチン１６２ｃが必要とするプラントデータａ
をプラントデータ入力手段１１内のプラントデータ記憶
部から読み取り、プラントデータ記憶部１６２ｂに記憶
する０次に、異常原因推定ルーチン１６２は異常原因を
推定するためのアルゴリズムを持ち、制限値記憶部１６
２ａに記憶しである制限値およびプラントデータ記憶部
１６２ｂに記憶しであるプラントデータを用い異常原因
を推定する。異常原因が判明したならば原因信号記憶部
１６３の判明した原因のアドレスを「１」とする。一方
、異常原因でなかった原因のアドレスを「０」とする。

知的ガイダンス出力手段１７は、第６図に示すように、
知的ガイダンス出力制御部１７１と、知的ガ、イダンス
アドレス記憶部１７２とからなり、緊急ガイダンス出力
手段１３と同様の働きをするが、緊急ガイダンス出力手
段１３は異常検出手段１２内の異常イコ号記憶部１２３
を読むのに対し、知的ガイダンス出力手段１７は異常原
因推定手段１６内の原因信号記憶部１６３内の原因信号
と、ガイダンス保存手段１４に記憶されている知的ガイ
ダンスを対応づける知的ガイダンスアドレス記憶部１７
２を持っている。

知的ガイダンス出力手段１７は、［囚信号記憶部１６３
を周期的に読み出し、そこに記憶されている原因信号ｅ
がｒｌＪであるならば、知的ガイダンスアドレス記憶部
１７２より原因信号に対応するアドレスをガイダンス保
存手段１４へ送る。

ガイダンス保存手段１４では、上記アドレスが出力可能
性ガイダンスアドレス記憶部１４３に記憶されているア
ドレス内にあるがどろかをチェックし、あったならば、
ガイダンス記憶部１４１にディジタル信号ｄとして記憶
されているガイダンスを画面表示装置ｆｉ１８を通し出
力し、ながったならば出力しない。

以上の構成で、今、プラントデータ入力手段１１内のプ
ラントデータ記憶部のｎ番地にはトレンレベルＬＶＬが
記憶更新されるものとする。また、そのドレンレベルＬ
ＶＬに対応する制限値は異常検出手段１２の制限値、記
憶部１２１の２ｎ＋１番地に上限値Ｌｔｌが、また、２
ｎ＋２番地に下限制限値ＬＤがそれぞれディジタル（７
４号として記憶されているものとする。

異常検出手段１２のプラント異常判断部１２２は、プラ
ン１−データ入力手段ｌｌ内のプラントデータ記境部の
１番地から各プラントデータを順に読み出し、各制限値
と比較する。これにより、プラント異常判断部１２２は
、プラントデータ記憶部のｎ番地のデータすなわちドレ
ンレベルＬＶＬと、制限値記憶部１２１の２０＋１番地
より上限値ＬＵとを取り出し、下記の判断を行なう。

ＬＶＬ≧ＬＵならば゛１ドレンレベル高″ＬＶＬ＜ＬＵ
ならばパドレンレベル高でない°″この結果、゛ドレン
レベル高′°のとき、ドレンレベル異常信号をｒｌＪ、
”ド、レンレベル高でない″とき「０」とし、異常信号
記憶部１２３の２０＋１番地にドレンレベル異常信号を
記憶する。

次に、プラント異常判断部１２２は、制限値記憶部１２
１より下限制限値ＬＤを読み出し、下記の判断を行なう
。

ＬＶＬ　：５ＬＤならば″ドレンレベル低″ＬＶＬ＞Ｌ
Ｄならば″′ドレンレベル低でない″この結果、″ドレ
ンレベル低”のとき、ドレンレベル異常信号を「１」、
″ドレンレベル低でない″とき「０」とし、異常信号記
憶部１２３の２０＋２番地に記憶する。

一方、緊急ガイダンス出力手段１３は、異常検出手段１
２の異常信号記憶部１２３内の異常信号とガイダンス保
存手段１４に記憶されている緊急ガ、イダンスを対応づ
けるものであり、例えば、″ドレンレベル高”に対応す
る緊急ガイダンスがガイダンス保存手段１４のガイダン
ス記憶部１４１の１番地に記憶されているとすると、緊
急ガイダンス出力手段１３の緊急ガイダンスアドレス記
憶部１３２の２ｎ＋１番地には上記アドレス■を記憶す
るようにしている。

従って、緊急ガイダンス出力制御部１３１は、異常検出
手段１２の異常信号記憶部１２３を読み２ｎ＋１番地が
「ｌ」であるので、緊急ガイダンスアドレス記憶部１３
２の２ｎ＋１番地から″ドレンレベル高″時に表示すべ
き緊急ガイダンスのアドレス１番地を取り出し、ガイダ
ンス保存手段１４に送る。

ガイダンス保存手段１４のガイダンス記憶部１４１のｍ
番地には「ドレンレベル高、抽気弁を全開、ドレン調整
弁を全開にして下さい」という内容のガイダンスがコー
ド化されて記憶されている。また、緊急ガイダンス−知
的ガイダンステーブル１４２のｍ番地には上記ガイダン
スに関連のある知的ガイダンスのアドレスに、に＋１番
地が記憶されている。

１″ドレンレベル高”発生時、ガイダンス保存手段１４
は、緊急ガイダンス出力手段１３から送られてくるアド
レスｍに基づき、緊急ガイダンス−知的ガイダンステー
ブル１４２のｍ番地よりに、に＋１を取り出し、出力可
能知的ガイダンスアドレス記憶部１４３に記憶する。ま
た、それと共に、ガイダンス記憶部１４１のｍ番地より
パドレンレベル高″時ガイダンスを表わすディジタル信
号を取り出し画面表示手段１５へ送る。

一方、パドレンレベル高′″発生時の異常原因推定手段
１６の動きは次のようになる。゛ドレンレベル高″の異
常原因判定部１６２の制限値記憶部１６２ａには、給水
出口流量と給水入口流量の差の制限値ＤＥＤ（二〇）が
記憶されている。今、“ドレンレベル高″が異常検出手
段１２で検出されたとすると、異常検出手段１２内の異
常信号記憶部１２３の２０＋１番地が「１」となること
は前述した通りである。異常原因推定トリガ部１６１は
異常検出手段１２の異常信号記憶部１２３を周期的に読
み取り、２ｎ＋１番地が「１」であることを知る。する
と、異常原因推定トリガ部１６１はｒ２ｎ＋１番地が１
である」こと、すなわち、″′ドレンレベル高″に対す
る処理を行なう異常原因推定部１６２の１つを選びトリ
ガする。トリガされた゛′ドレンレベル高”に対する異
常原因推定部１６２は、初めにプラントデータ入力手段
１１のプラントデータ記憶部より給水量ロ流量シＲＯ１
給水入口流量ＷＲＩを読み取り、“ドレンレベル高パに
対する異常原因推定部１６２内のプラントデータ記憶部
１６２ｂに記憶する。そして、異常原因推定ルーチン１
６２ｃは制限値記憶部１６２ａより給水出口流量と給水
入口流量の差の制限値ＤＥＤと、プラントデータ記憶部
１６２ｂより給水出ロ流量ＷＲＯ，給水入ロ流量ＷＲＩ
を読み出し、下記アルゴリズムにより異常原因を推定す
る。

ＷＲＯ−ＷＲＩ　≦ＤＡＤならばチューブリークυＲＯ
−ＷＲＩ＞ＤＥＤならばフラッシングそして、原因信号
記憶部１６３のＱ番地がチューブリークが原因であると
いう信号のアドレス、Ｑ＋１番地がフラッシングが原因
であるという信号のアドレスとすると、上記″ドレンレ
ベル高゛′に対する異常原因推定部１６２がチューブリ
ークであると判定したならば原因信号記憶部１６３のＱ
番地を「１」とし、ｌｌ＋１１地を「０」にする。一方
、フラッシングと判定したならば１２＋１番地をｒｌＪ
とし、Ｑ番地を「０」とする。

チューブリークに対応する知的ガイダンス［ドレンレベ
ル高の原因はチューブリークです。給水出口流ｆｆ１ｌ
ｌＲｏ、給水入口流量ＷＲＩを全閉して下さい。」とい
った内容がガイダンス記憶部１４１のに番地に、フラッ
シングに対応する知的ガイダンス「ドレンレベル高の原
因はフラッシングです、しばらくそのまま様子を見て下
さい、」といった内容かに＋１１番上コード化され記憶
されているとする。

一方、このときには前述したように、知的ガイダンスア
ドレス記憶部１７２にに、に＋１が記憶されている。従
って、″ドレンレベル高゛′が発生し、異常原因推定手
段１６がチューブリークであると原因を判定した時、知
的ガイダンス出力手段１７の知的ガイダンス出力制御部
１７１は、原因推定手段１６の原因信号記憶部よりΩ番
地を取り出し、知的ガイダンスアドレス記憶部１７２の
アドレスα番地をアクセスすることによりに番地を読み
取り、ガイダンス保存手段１４へ送る。同様にしてフラ
ッシングと判定したときはに＋１１番上送る。

ガイダンス保存手段１４のガイダンス出力制御部１４４
は、ｋ番地またはに＋１１番上出力可能知的ガイダンス
アドレス記憶部１４３に記憶しているので。

知的ガイダンス出力手段１７から送られてくるアドレス
に番地またはに＋１１番上これにより確認の上、ガイダ
ンス記憶部１４１のに番地またはに＋１１番上り前述し
た知的ガイダンスのディジタル信号を取り出し１画面表
示談！！１５へ表示出力する。

このようにして、チューブリークが原因でドレンレベル
高となった時、緊急ガイダンスとして″抽気弁全閉、ド
レン調整弁全開″を出力する。ここで、運転員が従来の
ようにフラッシング現象であると判断し、操作を行なわ
なかったとしても。

次に知的ガイダンスがパ原因はチューブリークであリヒ
ータを切離して下さい′″と表示するので。

運Ｉ／Ｉ２員は誤判断を指摘される。

ブラッシング現象が原因の場合は、緊急ガイダンスはチ
ューブリークの場合と同じであるが、知的ガイダンスは
″フラッシング現象が原因であり。

しばらく様子を見るように″との表示がされるので、運
転員は自分の判断が正しいと再確認できる。

［発明の効果コ 以上述べたように本発明によれば、プラント状態のみに
基づいた緊急ガイダンスを表示するようにしたので、同
じ異常状態を発生させる異なった原因が起った時でも、
運転員に適切な操作ガイダンスを表示でき、運転員は現
在生じているプラントの異常状態を正しく把握して異常
原因に対応した適切な処理が取れるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す運転支援装置の構成図
、第２図は第１図の異常検出手段のブロック構成図、第
３図は第１図の緊急ガイダンス出力手段のブロック構成
図、第４図は第１図のガイダンス保存手段のブロック構
成図、第５図は第１図の異常原因推定手段のブロック構
成図、第６図は第１図の知的ガイダンス出力手段のブロ
ック構成図である。 １・・・運転支援装置、１１・・・プラントデータ入力
手段、１２・・・異常検出手段、１３・・・緊急ガイダ
ンス出力手段、１４・・・ガイダンス保存手段。 １５・・・両面表示手段、　１６・・・異常原因推定手
段。 １７・・・知的ガイダンス出力手段、１８・・・画面表
示装置。 ２−−一＼ １′１ 代理人　弁理士　　紋　日　　誠　　ｊ第１図 第ｚｆｇＪ 第　３　図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. プラントデータを入力するプラントデータ入力手段と、
   そのプラントデータによりプラントの異常状態を検出す
   る異常検出手段と、前記プラントデータと前記異常検出
   手段により検出されたプラント異常状態によりプラント
   異常原因を推定する異常原因推定手段と、前記異常検出
   手段により検出されたプラント異常状態に対応する緊急
   ガイダンスと前記異常原因推定手段により推定されたプ
   ラント異常原因に対応する知的ガイダンスを保存するガ
   イダンス保存手段と、前記異常検出手段により検出され
   たプラント異常状態に対応する緊急ガイダンスを前記ガ
   イダンス保存手段より取り出す緊急ガイダンス出力手段
   と、前記異常原因推定手段より推定されたプラント異常
   原因に対応する知的ガイダンスを前記ガイダンス保存手
   段より取り出す知的ガイダンス出力手段と、前記緊急ガ
   イダンス出力手段より得られた緊急ガイダンスと前記知
   的ガイダンス出力手段より得られた知的ガイダンスとを
   画面表示装置に表示する画面表示手段とを備えているこ
   とを特徴とする運転支援装置。