JP2010223910A - 原子力プラントの安全系操作装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安全系ディスプレイ上に表示している系統図から個別の安全系プラント機器を選択したときに、対応する操作器をすでに表示している系統図とは別の場所に表示し、この系統図をそのまま表示させておく原子力プラントの安全系操作装置を得る。
【解決手段】安全系の系統２を系統図４０として表示し、この系統図４０に含まれる安全系プラント機器３を表すシンボル４１を選択し得る第一のディスプレイ２１と、安全系プラント機器３を操作するための操作器４２を表示し、この操作器４２を操作し得る第二のディスプレイ２３と、第一のディスプレイ２１に表示する系統図４０を出力し、この系統図４０に含まれるシンボル４１に対応する操作器４２を第二のディスプレイ２３に出力し、この操作器４２での操作を信号に変換して安全系プラント機器３へ出力する安全系ディスプレイ制御装置９とを備えるようにした。
【選択図】図２

Description

この発明は、原子力プラントの安全系の系統に含まれる安全系プラント機器を操作するための原子力プラントの安全系操作装置に関するものである。

原子力プラントにおけるプラント運転監視制御装置は、プラントの通常運転に関わる常用系システムと、プラントの異常時などにおいてプラントを停止（トリップ）するためのプラント保護及び放射性物質の閉じ込めに関する監視制御を行うためプラント安全に係る安全系システムとに分けることができる。常用系システムの故障により、安全系システムの機能を失わないようにするために、常用系システムと安全系システムは分離したシステムとしている。プラントの運転員などが運転監視制御を行うためのヒューマンマシンインターフェイス（ＨＭＩ）も常用系システムと安全系システムで分離している。すなわち、運転員が操作するための運転コンソールや監督者が監視するための指令コンソールなどに搭載されるディスプレイには、常用系システムのＨＭＩである常用系ディスプレイと、安全系システムのＨＭＩである安全系ディスプレイが別々に存在する。

常用系ディスプレイにおいては、プラント全体の状況の監視や通常運転にかかわるプラント機器の操作が可能な系統の画面を設けている。一方、安全系ディスプレイでは、プラントの保護や安全に係わる操作が可能な系統の画面を設けている。

従来の原子力プラントの安全系操作装置では、大型表示装置にプラントの安全状態を表す項目を常時固定位置に表示し、運転コンソール上のＣＲＴ表示装置にプラント全体の運転状態を表示し、操作手段に原子力プラントを構成する系統に関する系統図の表示や個別機器及び装置の操作を行うことが可能な情報を表示するようにしている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−１１４５１６号公報（段落００１６−００１８）

従来の原子力プラントの安全系操作装置は、操作手段に原子力プラントを構成する安全系の系統図の表示や個別の安全系プラント機器及び装置の操作を行うことが可能な情報を表示するようにしている。このため、系統図を表示している上に機器の操作を行うための操作器が表示されることがある。これにより、表示されていた系統図が操作器により隠されるという問題点があった。この問題点については、上記特許文献１では、大型表示装置の固定位置にプラントの安全状態を表す項目を表示することで回避できるとしているが、表示されている系統図から機器を選択してこの機器を操作するという一連の動作の中で、運転員が操作する運転コンソールとは別の位置に存在する大型表示装置を参照する必要があり、操作が煩雑になるという問題点があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、安全系ディスプレイ上に表示している系統図から個別の安全系プラント機器を選択したときに、対応する操作器をすでに表示している系統図とは別の場所に表示し、この系統図をそのまま表示させておくことを目的とする。

この発明に係る原子力プラントの安全系操作装置は、安全系の系統を系統図として表示し、表示される系統図に含まれる安全系プラント機器を表すシンボルを選択し得る第一のディスプレイと、安全系プラント機器を操作するための操作器を表示し、表示された操作器を操作し得る第二のディスプレイと、第一のディスプレイに表示する系統図を出力し、この系統図に含まれる第一のディスプレイで選択されたシンボルに対応する安全系プラント機器の操作器を第二のディスプレイに出力し、この第二のディスプレイにおける操作を信号に変換して安全系プラント機器へ出力する安全系ディスプレイ制御装置とを備えるようにしたものである。

この発明は、系統図を表示するディスプレイと操作器を表示するディスプレイを別のディスプレイにしたので、安全系ディスプレイ上に表示している系統図から個別の安全系プラント機器を選択したときに、対応する操作器をすでに表示している系統図とは別の場所に表示し、この系統図をそのまま表示させておくことができる。

図１はこの発明の実施の形態１における原子力プラントの安全系操作装置を示す概略構成図である。 図２はこの発明の実施の形態１における原子力プラントの安全系操作装置を示す詳細構成図である。 図３はこの発明の実施の形態１の原子力プラントの安全系操作装置における表示画面例を示す図である。 図４はこの発明の実施の形態２の原子力プラントの安全系操作装置における表示画面例を示す図である。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における原子力プラントの安全系操作装置を示す概要構成図、図２は詳細構成図、図３は表示画面例を示す図である。

図１において、原子力プラント１を運転するための運転コンソール４は、通常の運転・監視を行うための常用系ディスプレイ５、原子力プラント１の異常時などにおけるプラントの保護や安全に係る安全系の系統２に含まれる安全系プラント機器３（安全系のプラント設備も含む）を監視制御するための安全系ディスプレイ６、警報を表示するための警報ディスプレイ７などから構成される。図１では安全系ディスプレイ６の画面として４つの画面を記載しているが、左の２つが一組の安全系ディスプレイで、右の２つが別の一組の安全系ディスプレイであり、それぞれＡ系（Ａトレイン）の安全系ディスプレイ、Ｂ系（Ｂトレイン）の安全系ディスプレイである。なお、原子力プラントの安全系の構成により、安全系を４系列（４トレイン構成）としているものもあり、この場合は４組の安全系ディスプレイを運転コンソール上に設けるようにすることや、あるいは２ないし３組の安全系ディスプレイを設けておき、切替スイッチにより系列を切り替えるようにすることもできる。

安全系ディスプレイ６を制御するために接続される安全系ディスプレイ制御装置９は、安全系ディスプレイ６に表示する情報や安全系ディスプレイ６で操作する情報を、安全系監視制御装置１０を介して安全系プラント機器３と伝達するようにしている。なお、原子力プラント１の安全系の制御装置は、プラントの異常時などにプラントを停止させるための保護装置や、放射性物質を外部に漏洩させないための安全施設作動装置など、多数の装置から成り立っており、それらの間はロジックに応じたネットワーク構成となっているが
、図１では代表して安全系監視制御装置１０としている。なお、本発明における原子力プラントの安全系操作装置８に含まれるものは、図1においては安全系ディスプレイ６及び
安全系ディスプレイ制御装置９である。また、図１では安全系ディスプレイ制御装置９は運転コンソール４とは異なった場所に位置するように記載されているが、運転コンソール４の内部に配置することも可能である。

原子力プラントの安全系操作装置８について詳細に表したものが図２であり、左半分がＡ系、右半分がＢ系である。Ａ系及びＢ系は同一の構成としているため、Ａ系について説明し、Ｂ系については説明を省略する。安全系ディスプレイ６は、系統図を表示する第一のディスプレイ２１と、この第一のディスプレイ２１が有してその表面に重畳して設けられる第一のタッチパネル２２と、安全系プラント機器３を操作する操作器を表示する第二のディスプレイ２３と、この第二のディスプレイ２３が有してその表面に重畳して設けられる第二のタッチパネル２４とを備えている。また、安全系ディスプレイ制御装置９は単一故障により停止させないため二重化しており、稼動状態の第一のディスプレイ制御装置３１と待機状態の第二のディスプレイ制御装置３２とを備えている。第一のディスプレイ制御装置３１は、原子力プラント１の状態を安全系監視制御装置１０から常に収集しており、最新の状態を第一のディスプレイ２１に表示するようにしている。また、待機状態である第二のディスプレイ制御装置３２も同様に常に原子力プラント１の状態を安全系監視制御装置１０から収集しており、第一のディスプレイ制御装置３１が故障などにより停止すると第二のディスプレイ制御装置３２が稼動状態となり瞬時に切り替わるようにしてある。

さらに、両ディスプレイ制御装置３１及び３２は共に、第一のタッチパネル２２、第二のタッチパネル２４と接続しており、両タッチパネル２２及び２４での操作情報を受信できるようにしている。

図３は原子力プラントの安全系操作装置８の表示画面である安全系ディスプレイ６のみを記載したものであり、図２と同じく左半分がＡ系、右半分がＢ系である。Ａ系及びＢ系は同一の構成としているため、Ａ系について説明し、Ｂ系については説明を省略する。Ａ系の２つの画面のうち、上部が第一のディスプレイ２１、下部が第二のディスプレイ２３であり、それぞれ第一のタッチパネル２２、第二のタッチパネル２４を備えている。第一のディスプレイ２１には弁などが接続されている系統図４０が表示されており、第二のディスプレイ２３には第一のディスプレイ２１に表示されている安全系プラント機器３のシンボルのうち操作対象となっているシンボル４１に対応した操作器４２が表示されている。なお、Ａ系とＢ系では操作できる安全系プラント機器３が異なっており、Ａ系の第二のディスプレイ２３ではＡ系の安全系プラント機器３を、Ｂ系の第二のディスプレイではＢ系の安全系プラント機器を操作することができる。また、安全系プラント機器３を操作する操作器は必ず第二のディスプレイ２３に表示され、第一のディスプレイ２１には表示されないし、逆に第二のディスプレイ２３には系統図など安全系プラント機器３を直接操作しない情報は表示されない。

次に、動作について説明する。プラント運転監視操作において、安全系プラント機器３を操作する必要がある場合、まずこの安全系プラント機器３が含まれている系統を選択する。原子力プラントの安全系は高圧注入系統や余熱除去系統、原子炉格納容器スプレイ系統など複数の系統から構成されており、安全系プラント機器３はそのいずれかの系統内に含まれている。第一のディスプレイ２１に対象となる系統を表示するため、まず系統一覧画面などの選択画面を表示しておき、対象となる系統を選択して系統図４０を表示させる。なお、警報などが発令されている場合その警報から連動して対象となる系統を表示するようにしてもよい。系統図４０の画面仕様は安全系ディスプレイ制御装置９が保持しており、系統図４０上の機器の状態などは常に状態データの収集を行っている安全系監視制御
装置１０から収集した最新の情報を表示する。

操作の対象となる安全系プラント機器３に対応するシンボル４１（図３では弁を表している）を選択すると、第一のタッチパネル２２から第一のディスプレイ制御装置３１にその信号が伝達され、選択された安全系プラント機器３に対応する操作器の画面がこの第一のディスプレイ制御装置３１が保有しているデータから抽出され、またこの安全系プラント機器３の最新の状態と合わせて第二のディスプレイ２３に操作器４２として表示される。第一のディスプレイ２１で選択した安全系プラント機器３がモータであればそのモータに対応した操作器が、また、選択した安全系プラント機器３が開度を制御する弁であれば、開度の制御を行うことができる弁の操作器が表示される。第一のディスプレイ２１に表示されている系統図４０を見ながら、第二のディスプレイ２３上で、表示された操作器４２により安全系プラント機器３（開閉の制御をする弁の場合とする）を例えば開状態から閉状態に操作すると、その操作信号が第二のタッチパネル２４から第一のディスプレイ制御装置３１に伝達され、信号変換されて安全系監視制御装置１０を経由して安全系プラント機器（弁）３に伝えられ、この弁が開から閉に作動する。

このように、第一のディスプレイに系統図を表示し、第二のディスプレイに操作器を表示するように、系統図を表示するディスプレイと操作器を表示するディスプレイを別のディスプレイにしたので、安全系ディスプレイ上に表示している系統図から個別の安全系プラント機器を選択したときに、対応する操作器をすでに表示している系統図とは別の場所に表示し、この系統図をそのまま表示させておくことができる。また、安全系プラント機器を直接操作するための操作器と、直接操作するわけではない系統図などの情報を、第二のディスプレイと第一のディスプレイに明確に分けて表示するため、第二のディスプレイを操作するときは安全系プラント機器の操作という重要な作業であることを運転員に認識させることができる。

また、系統図を表示する第一のディスプレイを、操作器を表示する第二のディスプレイの上段に配置しているため、運転員が第二のディスプレイに表示された操作器を操作する場合においても、第一のディスプレイに表示される系統図を運転員の手などにより遮ることがなく、系統図を見ながら操作することができる。

さらに、ディスプレイ上の操作にタッチパネルを適用しているため、操作器の操作においても、運転員は系統図の表示してある第一のディスプレイと操作器の表示してある第二のディスプレイの２つのディスプレイを見ることで作業が行えるため、操作が煩雑にならない。

実施の形態２．
なお、実施の形態１では、第一のディスプレイ２１に表示されている安全系プラント機器３のシンボル４１に対応した操作器４２を第二のディスプレイ２３に一つ表示するようにしていたが、実施の形態２では図４に示すように、第一のディスプレイ２１に表示されている安全系プラント機器３の複数のシンボル４１ａ、４１ｂ、４１ｃに対応した複数の操作器４２ａ、４２ｂ、４２ｃを第二のディスプレイ２３に表示するようにしてもよい。なお、実施の形態２では装置の構成は実施の形態１で示す図１及び図２と同等である。さらに、各図の同一符号は同一又は相当部分を示す。

実施の形態２における動作について説明する。実施の形態１に示す方法と同様に第一のディスプレイ２１に対象となる系統図４０を表示した後、操作の対象となる安全系プラント機器３に対応するシンボル４１ａを選択すると、第一のタッチパネル２２から第一のディスプレイ制御装置３１にその信号が伝達され、選択された安全系プラント機器３に対応する操作器の画面がこの第一のディスプレイ制御装置３１が有しているデータから抽出さ
れ、またこの安全系プラント機器３の最新の状態と合わせて第二のディスプレイ２３に操作器４２ａとして表示される。続いて別の安全系プラント機器３に対応するシンボル４１ｂを選択すると、同様に第二のディスプレイ２３に操作器４２ｂとして表示され、さらに別の安全系プラント機器３に対応するシンボル４１ｃを選択すると、第二のディスプレイ２３に操作器４２ｃとして表示される。このようにして、第二のディスプレイ２３には操作器４２ａ、４２ｂ、４２ｃの３つの操作器が同時に表示されることとなる。

安全系プラント機器では、安全系プラント機器自体を多重化していることがあり、例えば１系の弁、２系の弁、バックアップ系の弁のように合計３系列存在するものが多くある。プラントを運転するためには、これら複数の安全系プラント機器を同時又は連続して操作する必要がある。第二のディスプレイに３つの操作器を表示することで同時又は連続の操作を可能とすることができる。

さらに、前述の動作では第一のディスプレイ２１に表示されている３つのシンボルを順に選択していくことで、第二のディスプレイ２３に３つの操作器４２ａ、４２ｂ、４２ｃを順に表示させていたが、多重化していて同時又は連続して操作することが必要なプラント機器であれば、１つのシンボル（例えば４１ｂ）を選択することで第二のディスプレイ２３に同時に３つの操作器４２ａ、４２ｂ、４２ｃを表示するようにしてもよい。

１ 原子力プラント ２ 安全系の系統
３ 安全系プラント機器 ６ 安全系ディスプレイ
８ 原子力プラントの安全系操作装置 ９ 安全系ディスプレイ制御装置
２１ 第一のディスプレイ ２２ 第一のタッチパネル
２３ 第二のディスプレイ ２４ 第二のタッチパネル
３１ 第一のディスプレイ制御装置 ３２ 第二のディスプレイ制御装置
４０ 系統図
４１、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ シンボル ４２、４２ａ、４２ｂ、４２ｃ 操作器

Claims (4)

1. 原子力プラントの安全系の系統に含まれる安全系プラント機器を操作する原子力プラントの安全系操作装置において、
   前記安全系の系統を系統図として表示し、表示される前記系統図に含まれる前記安全系プラント機器を表すシンボルを選択し得る第一のディスプレイと、
   前記安全系プラント機器を操作するための操作器を表示し、表示された前記操作器を操作し得る第二のディスプレイと、
   前記第一のディスプレイに表示する前記系統図を出力し、この系統図に含まれる前記第一のディスプレイで選択されたシンボルに対応する安全系プラント機器を操作するための操作器を前記第二のディスプレイに出力し、この第二のディスプレイにおける前記操作器の操作を信号に変換して前記安全系プラント機器へ出力する安全系ディスプレイ制御装置とを備えた原子力プラントの安全系操作装置。
2. 前記第二のディスプレイに、複数の安全系プラント機器に対応する複数の操作器を表示することを特徴とする請求項１に記載の原子力プラントの安全系操作装置。
3. 前記第一のディスプレイ及び前記第二のディスプレイは、それぞれ前記シンボルの選択を信号に変換する第一のタッチパネル及び前記操作器の操作を信号に変換する第二のタッチパネルを備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の原子力プラントの安全系操作装置。
4. 前記第一のディスプレイを前記第二のディスプレイの上段に配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載の原子力プラントの安全系操作装置。

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