JP2013029785A - Plant simulation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プラントの運転をシミュレーションするプラントシミュレーション装置に関する。 The present invention relates to a plant simulation apparatus for simulating plant operation.
原子力発電プラントにおいては運転員などの人間系に対するプラント運転操作の教育および訓練が不可欠である。今日、運転訓練用シミュレーション装置が訓練および教育に用いられている。 In a nuclear power plant, it is indispensable to educate and train plant operations for human systems such as operators. Today, driving training simulation devices are used for training and education.
シミュレーション装置は、計算機により原子力発電プラントに想定される事象を模擬する。例えば、シミュレーション装置は、プラントと中央制御室とによる閉じた系での起動停止、異常事象、事故事象を模擬した訓練を行う。 The simulation apparatus simulates an event assumed in a nuclear power plant by a computer. For example, the simulation apparatus performs training that simulates start / stop, abnormal events, and accident events in a closed system between a plant and a central control room.
例えば、特許文献1に開示されたプラント運転訓練装置は、音声処理装置を有する。音声処理装置は、制御盤からの現場作業指示の音声を音声認識し、操作指示に対応する機器を選定する。音声処理装置は、現場作業機器の操作信号をプラントシミュレータに伝送する。このプラント運転訓練装置は、音声処理装置を用いて人員をかけずに訓練を実施し、インストラクタの負担を軽減するものである。
For example, the plant operation training device disclosed in
特許文献2に開示された運転訓練支援装置は、苛酷事故を想定し、事故事象の広範囲な模擬を行う。
The driving training support device disclosed in
特許文献3に開示されたシミュレーション装置は、放射線照射施設内で作業する作業者の放射線による被曝総量を作業前に予測する。このシミュレーション装置は、原子力発電プラントの建屋内の放射能濃度を三次元CADデータに対応させて、建屋内における作業中に通過する経路に沿って被爆量を評価する。
The simulation apparatus disclosed in
運転訓練用シミュレーション装置は、多岐にわたる事象を取り扱う。受講者が習得できる知識は、シミュレーションが可能な通常運転における事象の範囲内に限られている。従来取り扱われる事象は、プラントの設計または運転操作手順書の作成段階において想定される様々な事象の範囲内である。 Driving training simulation devices handle a wide variety of events. The knowledge that the student can acquire is limited to the range of events in normal driving that can be simulated. Conventionally handled events are within the range of various events envisaged in the plant design or operational procedure creation phase.
しかし、自然災害などを起因とする不測の大事故が発生した場合、中央制御室のみならず、現場やプラント周辺環境も考慮する必要がある。また、訓練すべき事象は、機器故障に基づくものだけでなく、地震や津波などの外的要因に基づく事象を考慮する必要がある。 However, in the event of an unforeseen major accident caused by a natural disaster, it is necessary to consider not only the central control room, but also the environment around the site and the plant. In addition, events to be trained need to consider events based on external factors such as earthquakes and tsunamis as well as those based on equipment failures.
現場や周辺環境に影響を及ぼす大事故が発生した場合、燃料補給車や電源車、消防車の接続など現場における操作を要する事象が発生し得る。例えば、これらの現場作業の所要時間や、現場作業に対する障害の種類や有無は、実際に現場に行き、プラントで作業を実施してみないとわからない。このため、平常時には、現場作業を含む訓練・演習が必要である。 When a major accident that affects the site or the surrounding environment occurs, an event requiring operation on the site, such as connection of a fuel supply vehicle, a power supply vehicle, or a fire engine, may occur. For example, the time required for these on-site work and the type and presence or absence of obstacles to the on-site work can only be understood by going to the site and carrying out the work at the plant. For this reason, training and exercises including on-site work are necessary in normal times.
また、プラントに大規模事故が発生した場合、周辺環境を考慮した訓練が必要となる。例えば、沸騰水型原子力発電プラントの電源が喪失した場合、冷却が不十分となる恐れがある。格納容器のドライウェルの圧力は上昇し、格納容器の健全性に影響が出る恐れがある。このため、ドライウェルのベント弁を開け、放射能を含有する蒸気やガスを大気に放出する必要がある。 In addition, when a large-scale accident occurs in the plant, training that considers the surrounding environment is required. For example, when the power source of a boiling water nuclear power plant is lost, there is a risk that cooling will be insufficient. The pressure in the containment drywell increases, which may affect the containment integrity. For this reason, it is necessary to open the vent valve of the dry well and release steam or gas containing radioactivity to the atmosphere.
このような場合、周辺環境における人や生態系の有無、放射能を大気放出した場合の拡散の方向などを判断してベント弁の操作をする必要がある。 In such a case, it is necessary to operate the vent valve by judging the presence of people and ecosystems in the surrounding environment, the direction of diffusion when the radioactivity is released into the atmosphere, and the like.
また、地震など外的要因に基づく、例えば電気系統の故障を原因とする異常事象の模擬を行う場合、従来のシミュレーション装置は、シナリオを決め、電気系統図上で個別に故障点を設定して模擬していた。そのため、シミュレーション装置は、水没、外部からの力による破損など外的要因による故障については体系的に模擬することができず、模擬範囲に漏れが生ずる懸念があった。 Also, when simulating abnormal events based on external factors such as earthquakes, for example, due to failure of the electrical system, the conventional simulation device determines the scenario and sets the failure point individually on the electrical system diagram. I was simulating. Therefore, the simulation apparatus cannot systematically simulate a failure due to an external factor such as submergence or damage due to an external force, and there is a concern that leakage may occur in the simulation range.
また、外的要因によるプラントの故障時には、プラントのある特定の場所に配置されている機器が故障することになる。機器の故障がプラントに与える影響は、故障した機器が電気系であるのか、流体が移動する配管であるのか、またはそのエリアの空気などのガス系であるのかにより、故障の伝播は異なる。 In addition, when a plant fails due to an external factor, a device arranged at a specific location in the plant fails. The influence of the failure of the equipment on the plant depends on whether the failed equipment is an electric system, a pipe through which a fluid moves, or a gas system such as air in the area.
しかし、従来のシミュレーション装置はこれらの影響をシミュレーションできず、故障予測の見落としが生じたり、事故対策手順の検証が困難であったりした。 However, the conventional simulation apparatus cannot simulate these effects, resulting in oversight of failure prediction, and it is difficult to verify accident countermeasure procedures.
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、多様な事故事象を想定することができ、現実に即してシミュレーションできるプラントシミュレーション装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a plant simulation apparatus that can assume various accident events and can perform simulation in accordance with reality.
本発明に係るプラントシミュレーション装置は、上述した課題を解決するために、プラントに含まれる構造物の三次元位置を含む構造物情報を記憶する記憶手段と、異常事象が発生した三次元位置を含む異常事象情報を設定する異常事象設定手段と、前記異常事象に起因して異常状態となる前記構造物を、前記異常事象情報に基づいて前記記憶手段から検索する検索手段と、前記検索手段により検索された前記構造物に異常状態を設定し、前記構造物情報に基づいて前記プラントの状態を模擬する模擬手段とを備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, a plant simulation apparatus according to the present invention includes storage means for storing structure information including a three-dimensional position of a structure included in a plant, and a three-dimensional position where an abnormal event has occurred. An abnormal event setting unit that sets abnormal event information, a search unit that searches the storage unit for the structure that is in an abnormal state due to the abnormal event, and a search by the search unit And a simulation unit that sets an abnormal state in the structure and simulates the state of the plant based on the structure information.
本発明に係るプラントシミュレーション装置においては、多様な事故事象を想定することができ、現実に即してシミュレーションできる。 In the plant simulation apparatus according to the present invention, various accident events can be assumed, and simulation can be performed according to reality.
[第1実施形態]
本発明に係るプラントシミュレーション装置の第1実施形態を添付図面に基づいて説明する。以下に説明する各実施形態においては、本発明に係るプラントシミュレーション装置を沸騰水型原子力発電プラント(プラント)の運転訓練を支援するためのシミュレーション装置に適用して説明する。
[First Embodiment]
1st Embodiment of the plant simulation apparatus which concerns on this invention is described based on an accompanying drawing. In each embodiment described below, a plant simulation apparatus according to the present invention will be described by applying it to a simulation apparatus for supporting operation training of a boiling water nuclear power plant (plant).
まず、シミュレーション装置1の概略について説明する。
First, an outline of the
図1は、第1実施形態におけるプラントシミュレーション装置の機能ブロック図である。 FIG. 1 is a functional block diagram of a plant simulation apparatus in the first embodiment.
プラントシミュレーション装置(シミュレーション装置)1は、苛酷事象モデル11、現場作業モデル12、現場作業インタフェース13、および外部環境モデル14を主に備える。苛酷事象モデル11、現場作業モデル12、および外部環境モデル14は、中央制御室2と接続され、必要に応じて信号の送受信を行う。
The plant simulation apparatus (simulation apparatus) 1 mainly includes a
苛酷事象モデル11は、原子力発電プラントに苛酷事象を含むプラントの異常を模擬する。苛酷事象モデル11は、燃料プールモデル21、炉心損傷モデル22、および系統モデル23を有する。
The
燃料プールモデル21は、燃料プールへの注水状況に応じた水位を模擬する。燃料プールモデル21は、燃料から放射される放射線のスカイシャインの効果を模擬する。また、燃料プールモデル21は、設置された燃料の崩壊熱などの発熱による燃料の損傷および溶融を模擬する。炉心損傷モデル22は、炉心における通常運転から苛酷事故への進展や、水素発生に伴う爆発などを模擬する。
The
燃料プールモデル21および炉心損傷モデル22を模擬するためには、燃料破損などのいわゆる苛酷事故を模擬する原子炉モデルが必要である。これらのモデルの詳細は、公知の技術(例えば、特開2000−338854号公報)を適用することができる。
In order to simulate the
系統モデル23は、プラントの系統図データ、機器データ、三次元CADデータなどのデータを保持し、これらのデータからプラント機器データベースを作成する。系統モデル23は、これらのデータを用いて、プラント系統を模擬する。
The
現場作業モデル12は、例えば全電源喪失などプラントに与える影響が広範囲となるような大規模事故の発生を想定し、中央制御室2での運転員操作のみならず現場とのやりとりを含めた訓練を実施するために用いられる。現場作業モデル12は、プラントの外部環境と接続される機器を含む系統のモデルである。また、現場作業モデル12は、現場で作業が実施されることにより、保有する資源の残量が変化する各種機器のモデルであり、例えば燃料残量、バッテリ残量、純水残量などの有限の資源の残量が、現場作業員の作業や機器の動作により変化する機器のモデルである。
The on-
現場作業モデル12は、例えば、非常用D/Gモデル31、純水タンクモデル32、RCIC駆動用バッテリモデル33、SRV駆動用窒素ボンベモデル34、空気計装モデル35、および電源車接続モデル36である。
The
現場作業モデル12は、これ以外の現場作業を模擬するためのモデルを用いてもよい。なお、現場とは、プラントの内部・外部環境において、プラント関連機器が設置された場所をいう。現場作業(現場操作)は、中央制御室2で制御される操作以外の、現場で行われる作業をいう。
The on-
非常用D/G(ディーゼル発電機)モデル31は、現場に設置された非常用D/G4に対する燃料注入作業の訓練を模擬する。非常用D/Gモデル31は、燃料の残量、負荷による燃料の消費量、燃料タンクへの燃料注入を考慮して非常用D/Gを模擬する。
An emergency D / G (diesel generator)
純水タンクモデル32は、現場に設置された純水タンクの弁(現場弁)5の操作の訓練を模擬する。純水タンクモデル32は、純水タンクの残量、純水タンクへの注水手段の選択、注水手段に応じた注水の消費量を考慮して純水タンクを模擬する。
The pure
RCIC(隔離時冷却系)駆動用バッテリモデル33は、現場に設置されたRCIC駆動用バッテリを模擬する。RCIC駆動用バッテリモデル33は、バッテリの残量、負荷による消費量を考慮してRCIC駆動用バッテリを模擬する。
The RCIC (isolation cooling system) drive
SRV(圧力逃し弁)駆動用窒素ボンベモデル34および空気計装モデル35は、純水タンクモデル32と同様に、現場弁5を含む現場に設置された機器の操作の訓練を模擬する。
Similar to the pure
SRV駆動用窒素ボンベモデル34は、ボンベの残量、供給手段の選択、操作に応じた消費量を考慮してSRV駆動用窒素ボンベを模擬する。空気計装モデル35は、ボンベの残量、操作に応じた消費量を考慮して空気計装を模擬する。電源車接続モデル36は、電源車6と、電源を供給するための電源盤7との作業における訓練を模擬する。
The SRV driving
なお、現場作業モデル12は、現場で作業を行う機器や設備として、注水口9に給水を行う消防車8もシミュレーションに用いることができる。
In the
現場作業インタフェース13は、外部より入力された信号を現場作業モデル12の各モデルに渡すことで、燃料や純水などの有限のリソースの残量などを設定する。
The
外部環境モデル14は、プラント構造物である排気筒から外部環境へ放出される放射能の放出量を模擬する。
The
本実施形態におけるシミュレーション装置1は、2つの機能を有する。第1の機能は、プラントに含まれる機器の空間位置を考慮した異常状態のシミュレーションを行う機能(異常状態シミュレーション機能)である。この機能は、主に系統モデル23を用いて実現される。第2の機能は、現場作業を考慮したシミュレーションにより運転員の訓練を行う機能(現場作業シミュレーション機能)である。この機能は、主に現場作業モデル12と現場作業インタフェース13を用いて実現される。
The
まず、第1の機能である異常状態シミュレーション機能について説明する。系統モデル23は、訓練に用いる異常状態として、例えば教官10からの入力に基づいて異常領域を設定する。系統モデル23は、プラント内に含まれる機器部品のデータベースを有する。このデータベースは、各機器のパラメータや位置情報を予め格納する。
First, the abnormal state simulation function as the first function will be described. For example, the
図2は、系統モデル23のプラント機器部品データベース41の生成手順を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a generation procedure of the plant
系統モデル23は、計装系統図データ42、電気系統図データ43、プラント三次元CADデータ(機器配置データ)44、配管系統図データ45、および建屋系統図データ46を系統図データとして有する。プラント三次元CADデータ44を用いることにより、機器のパラメータの他、位置情報を付加することができる。
The
状態変量・位置情報入力部48は、各系統に含まれる機器の状態変量や位置情報を入力する。プラント機器部品データベース41は、各系統図データ42、43、45、46および状態変量・位置情報入力部48の入力に基づいて生成される。
The state variable / position
図3(A)は各系統図データ42、43、45、46の一例を示す説明図、(B)は部屋データ53の位置情報を再現した概念図である。
3A is an explanatory diagram showing an example of each
配管系統図データ45は、例えばポンプデータ51を格納する。電気系統図データ43は、例えば遮断器データ52を格納する。建屋系統図データ46は、例えば部屋データ53を格納する。各データ51〜53は、例えば「名称」、「部品種別」などの「属性」、およびこれら属性の値である「属性値」を格納する。例えば、ポンプデータ51は、属性の「名称」は「注入ポンプ」であり、「部品種別」は「電動ポンプ」を例とするデータである。
The piping
ポンプデータ51や遮断器データ52とは異なり、部屋データ53は、元々の属性として位置情報を有するのが一般的であるため、部屋データ53(建屋系統図データ46)に位置情報も付与した。部屋データ53の空間的な位置情報を与える特性座標始点および特性座標終点は、図3(B)のように示される。
Unlike the
図4は、プラント機器部品データベース41の一例を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of the plant
プラント機器部品データベース(機器部品データベース)41は、上述した各系統図データ42、43、45、46、プラント三次元CADデータ44と、操作員により入力されたプラントの状態変量および位置情報とに基づいて生成される。ポンプデータ61の状態変量は、例えば、「入口1質量流量」、「入口1密度」などのプラントの運転状況や周囲環境に応じて変化する状態量である。位置情報は、「始点座標」、「終点座標」である。遮断器データ62および部屋データ63についても、状態変量や位置情報が付与されている。
The plant equipment parts database (equipment parts database) 41 is based on the above-described
系統モデル23は、このプラント機器部品データベース41を有することで、データベースで管理される各機器の状態変量、位置情報を踏まえたシミュレーションを可能とする。
The
図5は、系統モデル23による異常発生を想定したシミュレーションの流れを示すフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing the flow of simulation assuming the occurrence of abnormality by the
まず、例えばシミュレーション装置1の操作員により、外的要因による異常事象が設定される(ステップS1)。シミュレーション装置1は、異常事象が発生した領域や、異常事象の種類(例えば、水没、温度上昇、破損)を含む異常事象の情報の設定を受け付ける。
First, for example, an abnormal event due to an external factor is set by an operator of the simulation apparatus 1 (step S1). The
シミュレーション装置1は、設定された異常事象の情報に基づいて、異常状態となる機器類を特定する。シミュレーション装置1は、機器部品データベース41に格納された情報を参照し、異常機器類リストを生成する(ステップS2、ステップS3)。異常状態機器類の特定については、図6で詳述する。
The
なお、シミュレーション装置1は、異常機器類リストの生成を省略し、例えばプラント機器部品データベース41の該当機器にフラグを立てることで異常の有無を区別してもよい。
In addition, the
シミュレーション装置1は、異常機器類リストに基づいて、異常状態である機器モデルの一例である、計装系モデル71、電気系統モデル72、配管モデル73および建屋モデル74を機器部品データベース41より読み出す(ステップS4)。
The
各モデル71〜74は、異常事象に応じて時間経過と共に各状態変量の計算を行い、各モデル71〜74の状態を更新する。各モデル71〜74の状態は、各モデル71〜74毎に設けられた状態データベース81〜84に格納される。例えば、配管モデル73は、配管を流れるガスや流体の流量、配管の温度、圧力、放射能などの状態量や異常状態の有無を計算し、機器状態データベース83に格納する。各モデル71〜74は、相互につながっており、後述するように、モデル間においても関連する機器間で異常状態を伝播させる。
Each model 71-74 calculates each state variable with time according to the abnormal event, and updates the state of each model 71-74. The state of each model 71-74 is stored in the state database 81-84 provided for each model 71-74. For example, the piping
すなわち、系統モデル23による異常発生を想定したシミュレーションは、異常発生ステップS1で初期の異常事象(例えば津波の発生による水没や地震による破損など)を与え、その後の各モデル71〜74における異常状態の発生や変化は、機器部品データベース41に格納された状態変量や位置情報に基づいて随時シミュレートされる。
That is, the simulation that assumes the occurrence of an abnormality by the
なお、各モデル71〜74は、異常状態を時間経過と共に変化させずに、初期の異常事象の設定に基づき計算された状態量を維持してもよい。また、操作員は、異常事象を複数回入力し、各モデル71〜74の異常状態を更新させてもよい。
In addition, each model 71-74 may maintain the state quantity calculated based on the setting of the initial abnormal event, without changing an abnormal state with progress of time. Further, the operator may input an abnormal event a plurality of times and update the abnormal state of each
図6は、図5の異常状態機器類の特定ステップS2の一例を示すフローチャートである。図6は、津波が発生し、ある部屋が水没した場合を想定した、異常状態機器類の特定手順である。 FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of the identifying step S2 for the abnormal state devices in FIG. FIG. 6 shows a procedure for identifying abnormal state devices assuming a case where a tsunami occurs and a certain room is submerged.
図7は、プラント内の部屋および各種機器の配置関係を示す配置図である。 FIG. 7 is a layout diagram showing the layout relationship between rooms and various devices in the plant.
図6の説明の前に、図7に示す各構造物を説明する。図7に示す建屋構成においては、ハッチングで示される領域100はコンクリートなどの部屋を区分する構造物である。部屋を区分する構造物内に存在する矩形で囲まれた各領域は、建屋内の部屋である。図7においては、各部屋には階層を考慮した部屋番号を付した。例えば、100番台の部屋は1階フロア、200番台の部屋は2階フロアである。各部屋に設置された電気系統の機器は、電気の流れを示す細実線で示す電源線101で接続される。開閉器122cは、外部の電源と接続される。
Prior to the description of FIG. 6, each structure shown in FIG. 7 will be described. In the building configuration shown in FIG. 7, a
分電盤111は、バルブ112a、112b、112c、モータ113と接続されており、それぞれに電源を供給する。制御盤116は、点線で示す制御信号102をバルブ112a、112b、112c、モータ113へ供給する。タンク114a内の液は、タンク114aに接続されるバルブ112a、112b、112c、112d、112eやポンプ115により、太実線で示すライン103aでタンク114bに移送される。タンク114b内の液は、タンク114bに接続されるバルブ112f、112gを介して太実線で示すライン103bでタンク114cに移送される。
The distribution board 111 is connected to the
部屋間は2重線で示す配管105で接続される。外気取入口117は、外気を取り入れ、部屋301、101、001へ送る。各部屋301、101、001は、部屋302、202、102、104と配管105で接続されており、各部屋の空気は最終的に部屋204の手前で合流する。空気は、フィルター118を介して排風機119により排気筒120から放出される。なお、各部屋間は、通路とドアでつながっている場合もある。
The rooms are connected by a
以下、図6の異常状態機器類の特定処理について説明する。 Hereinafter, the abnormal state device identification processing of FIG. 6 will be described.
シミュレーション装置1は、操作員の入力に基づいて、異常事象が発生した部屋番号の入力を受け付ける(ステップS11)。例えば、シミュレーション装置1は、図7に示す「部屋001」(図7においてはバツ印で示す。)の中に有る機器が水没などの外的要因、温度上昇、爆発などにより破損する異常事象を設定する。
The
シミュレーション装置1は、部屋番号に基づいてプラント機器部品データベース41を検索し、対象部屋の種類、領域を示す位置情報を取得する(ステップS12)。例えば、シミュレーション装置1は、部屋の種類は直方体を示す「タイプ1」、部屋の領域は横、縦、高さ方向の座標(X,Y,Z)の範囲が、XS001<X<XE001、YS001<Y<YE001、ZS001<Z<ZE001であることを機器部品データベース41より取得する。
The
シミュレーション装置1は、機器部品データベース41に含まれる機器の位置情報を示す機器座標が対象部屋の範囲に含まれるか否かを判定する(ステップS13)。図7においては、部屋001に含まれる開閉器122aとディーゼル発電機123とが検索される。
The
シミュレーション装置1は部屋の範囲に含まれる機器が検索された場合、検索された機器を異常状態機器として設定する。図7においては、部屋001に含まれる開閉器122aとディーゼル発電機123とに対して異常状態(信号)が設定される。
When a device included in the room range is searched, the
このとき、各機器の異常の種類は、図5の異常発生ステップS1で設定される異常事象の種類により決定される。すなわち、異常事象が水没であれば、開閉器122aは閉状態または短絡の異常状態が、対応する状態データベース82に設定される。また、ディーゼル発電機123は、起動不可あるいは短絡の異常状態が状態データベース82に設定される。
At this time, the type of abnormality of each device is determined by the type of abnormal event set in the abnormality occurrence step S1 of FIG. That is, if the abnormal event is submerged, the
シミュレーション装置1は、異常状態を設定した後、各モデル71〜74を含む電源系、プロセス流体系、制御系モデルなどの各モデルを用いて異常状態を模擬する。異常状態が設定された後の、他のモデルへの影響について、図7を用いて説明する。
After setting the abnormal state, the
部屋001に含まれるディーゼル発電機123および開閉器122aが短絡した場合、開閉器122bが開いていない限り、電源線101aの下流に接続される分電盤111は異常状態となる。また、分電盤111に接続されるモータ113、バルブ112a、112bは停止してしまう。一方、開閉器122bが開いている場合、電源線101aは正常であり、外部からの電源が動作していればモータ113、バルブ112a、112bは動作する。
When the
また、外部からの電源が喪失した場合、プラントには電源が供給されなくなり、モータ113、バルブ112a、112bは停止する。これに伴いポンプ115は停止し、タンク114aからタンク114bへの移送はなくなる。
Further, when power from the outside is lost, power is not supplied to the plant, and the
また、バルブ、ポンプなどのモデルの動作は、制御盤116から送信される信号で実施されるが、この制御盤116も電源の供給に基づいて動作する。電源線101aが異常状態になった場合、インバータ125の動作は停止し、切替器126によるバッテリ127からの電源供給の切り替えができない場合、制御盤116の動作は停止する。
The operation of a model such as a valve or a pump is performed by a signal transmitted from the
これら電源系、プロセス流体系、制御系などの模擬はそれぞれ電源系、プロセス流体系、制御系モデルによって行われる。各モデルは、機器部品データベース41に異常状態を示す信号を属性として保持しており、これらの信号をモデル間で相互にやりとりすることにより、ある機器の異常状態が他の機器に及ぼす異常状態を模擬することができる。
以下、各モデルの具体例について説明する。
These power supply system, process fluid system, and control system are simulated by a power supply system, process fluid system, and control system model, respectively. Each model holds a signal indicating an abnormal state as an attribute in the
Hereinafter, specific examples of each model will be described.
電源系モデルは、電源の有無、および異常の有無を状態変量として保持すればいいので、デジタル的な信号を伝達するモデルとする。 The power supply system model is a model that transmits a digital signal because the presence or absence of a power supply and the presence or absence of an abnormality need only be held as state variables.
図8は、プラント内における一例としての電源系統の結線図である。 FIG. 8 is a connection diagram of a power supply system as an example in the plant.
図9は、図8の電源系統を模擬した電源系統モデルを示す図である。 FIG. 9 is a diagram showing a power system model simulating the power system of FIG.
図8に示す電源系統は、発電機Gと500kVの外部電源およびそれから別れる所内電源が接続されている。所内電源は、常用母線および非常用母線と接続され、その下にはモータなど各種機器が接続される。非常用母線は、非常用ディーゼル発電機と接続され、さらに直流母線と合流してプラント計装系や安全保護系につながっている。 The power supply system shown in FIG. 8 is connected to a generator G, a 500 kV external power supply, and an in-house power supply separated therefrom. The in-house power source is connected to a regular bus and an emergency bus, and various devices such as a motor are connected below the bus. The emergency bus is connected to the emergency diesel generator, and further joined to the DC bus to connect to the plant instrumentation system and the safety protection system.
図8に示す電源系統を模擬するため、図9に示す部品表131には、変圧器、発電機、遮断器などの部品が機器部品データベース41に格納される。シミュレーション装置1の操作者は、この各部品を図8の結線図を参考にしながら接続し、電源系統モデルを構築する。なお、機器の接続関係に関するCADデータがある場合には、操作者が電源系統モデルの部品間の結線を手作業によってする必要はない。
In order to simulate the power supply system shown in FIG. 8, parts such as a transformer, a generator, and a circuit breaker are stored in the
図10は、発電機モデルにおける信号伝達の説明図である。 FIG. 10 is an explanatory diagram of signal transmission in the generator model.
発電機モデルは、起動信号、短絡信号、異常状態信号を入力し、発電機起動状態信号、発電機停止状態信号、短絡状態信号を出力する。発電機モデルにおいては、短絡による異常と、物理的な故障などの異常状態による異常とが考えられる。起動信号がONであって、短絡信号が0(短絡なし)、異常状態信号が0(異常状態なし)の場合、発電機モデルは、起動状態信号1を出力する。短絡信号が1(短絡あり)の場合には、発電機モデルの連結先に短絡状態信号が伝播される。発電機モデルは、発電機起動状態信号および短絡状態信号を連結される他のモデルに渡す。
The generator model inputs a start signal, a short circuit signal, and an abnormal state signal, and outputs a generator start state signal, a generator stop state signal, and a short circuit state signal. In the generator model, there are an abnormality due to a short circuit and an abnormality due to an abnormal state such as a physical failure. When the start signal is ON, the short circuit signal is 0 (no short circuit), and the abnormal state signal is 0 (no abnormal state), the generator model outputs the
図11は、遮断器モデルにおける信号伝達の説明図である。 FIG. 11 is an explanatory diagram of signal transmission in the circuit breaker model.
遮断器モデルは、遮断器遮断信号、短絡信号、異常状態信号を入力し、遮断器起動状態信号、遮断器停止状態信号、短絡状態信号を出力する。遮断器モデルは、入力信号がON(値が1)で、遮断器が「切」でなく、短絡信号が0(短絡なし)、異常状態信号が0(異常状態なし)の場合、遮断器モデルは、機動状態信号1を出力する。短絡信号が1(短絡あり)の場合には、遮断器モデルの連結先に短絡状態信号が伝播される。遮断器モデルは、遮断器起動状態信号および短絡状態信号を連結される他のモデルに渡す。
The circuit breaker model inputs a circuit breaker break signal, a short circuit signal, and an abnormal state signal, and outputs a circuit breaker start state signal, a circuit breaker stop state signal, and a short circuit state signal. The circuit breaker model is when the input signal is ON (value is 1), the circuit breaker is not “OFF”, the short circuit signal is 0 (no short circuit), and the abnormal state signal is 0 (no abnormal state). Outputs a
その他、インバータ、整流器なども同様にして模擬することができる。これにより、ある領域における機器に異常状態が発生した場合、他の電気機器(モデル)への異常状態の伝播が模擬される。 In addition, an inverter, a rectifier, and the like can be simulated in the same manner. Thereby, when an abnormal state occurs in a device in a certain region, propagation of the abnormal state to another electric device (model) is simulated.
次に、ポンプなど流体のプロセス値を模擬するプロセス流体系モデルについて説明する。 Next, a process fluid system model that simulates a process value of a fluid such as a pump will be described.
図12は、プロセス流体系を模擬したプロセス流体系モデルを示す系統図である。 FIG. 12 is a system diagram showing a process fluid system model that simulates the process fluid system.
プロセス流体系モデルを模擬する場合、電源系モデルと同様に、部品表132に示すようなプロセス機器の部品が機器部品データベース41に格納される。シミュレーション装置1の操作者は、この各部品を実際の系統図を参考にしながら接続し、プロセス流体系モデルを構築する。例えば、ポンプモデルは、ポンプ部品により流量を計算し、タンクについてはタンク部品により液量、温度、成分などを計算する。
When simulating the process fluid system model, the parts of the process equipment as shown in the parts table 132 are stored in the
図13は、ポンプモデルの説明図である。 FIG. 13 is an explanatory diagram of a pump model.
ポンプモデルは、機器部品データベース41を参照し、ポンプの入口圧力とポンプ回転数、流体の密度および出入口の水頭を入力することにより、出口の圧力および流量を求める。具体的には、ポンプの出口の圧力は、以下の式で求められる。
The pump model refers to the
ここで、
P1:吸込み部圧力
L1:吸込み部高さ
P2:吐出部圧力
L2:吐出部高さ
W12:ポンプ流量
ρ12:ポンプ流体密度
ΔP12:ポンプヘッド
g:重力加速度
here,
P 1 : Suction part pressure
L 1 : Suction part height
P 2: the discharge portion pressure
L 2 : Discharge height
W 12 : Pump flow rate ρ 12 : Pump fluid density ΔP 12 : Pump head
g: Gravity acceleration
バルブモデル、配管モデルについても、機器部品データベース41に格納された圧力、圧損係数、弁開度などの状態変量から出口圧力などを求める。
For the valve model and the piping model, the outlet pressure and the like are obtained from the state variables such as the pressure, the pressure loss coefficient, and the valve opening degree stored in the
タンクモデルにおけるタンク内の液にはk種類の成分が含まれているとし、液のk番目の成分は以下の式で計算できる。 The liquid in the tank in the tank model includes k types of components, and the k-th component of the liquid can be calculated by the following equation.
ここで、
Mk:タンクの液のk番目の成分質量(kg)
Win,i,k:i番目の配管からタンクへ流入する液のk番目の成分質量流量(kg/h)
Wot,j,k:j番目の配管でタンクから流出する液のk番目の成分質量流量(kg/h)
Nin:タンクに流れ込む配管の数
Not:タンクから流出する配管の数
here,
M k : Mass of the k-th component of the tank liquid (kg)
W in, i, k : k-th component mass flow rate (kg / h) of the liquid flowing into the tank from the i-th pipe
W ot, j, k : k-th component mass flow rate (kg / h) of the liquid flowing out from the tank in the j-th pipe
N in : Number of pipes flowing into the tank
N ot : Number of pipes flowing out of the tank
液の全質量M(kg)、全体積V(m3)は以下によって計算される。 The total mass M (kg) and total volume V (m 3 ) of the liquid are calculated as follows.
ここで、
ρ:タンクの液の密度(kg/m3)
here,
ρ: Density of tank liquid (kg / m 3 )
また、タンクの液温T(℃)は以下のようにして計算される。 The liquid temperature T (° C.) of the tank is calculated as follows.
ここで、
Cp:タンクの液の比熱(kcal/kg/℃)
Cpin,i:i番目の配管からタンクへ流入する液の液温(℃)
Tin,i:i番目の配管からタンクへ流入する液の液温(℃)
here,
C p : Specific heat of tank liquid (kcal / kg / ℃)
C pin, i : Liquid temperature (℃) of the liquid flowing into the tank from the i-th pipe
T in, i : Liquid temperature (℃) of the liquid flowing into the tank from the i-th pipe
次に、ガス系モデルについて説明する。 Next, the gas system model will be described.
図14は、ガス系を模擬したガス系モデルを示す系統図である。 FIG. 14 is a system diagram showing a gas system model simulating a gas system.
ガス系モデル(ガス系)は、外気取り入れ口から配管、各部屋および弁、フィルターを通して、排風機によりガスを排気筒から排出させる。 In a gas system model (gas system), gas is discharged from an exhaust pipe by an exhaust fan through piping, each room, a valve, and a filter from an outside air intake.
ガス系モデルを模擬する場合、部品表133に示すような排風機、送風機、部屋、バルブなどの部品が機器部品データベース41に格納される。シミュレーション装置1の操作者は、この各部品を実際の系統図を参考にしながら接続し、ガス系モデルを構築する。例えば排風機については排風機部品により流量を計算し、部屋については部屋部品により液量、温度、成分などを計算する。
When simulating a gas system model, components such as an exhaust fan, a blower, a room, and a valve as shown in the component table 133 are stored in the
これら排風機、部屋、バルブについては、ガス系であるため圧縮性を考慮する必要が有るが、プロセス系のポンプ、タンク、バルブ部品とほぼ同様の計算となる。 Since these exhaust fans, rooms, and valves are gas systems, it is necessary to consider compressibility, but the calculations are almost the same as those for process system pumps, tanks, and valve components.
図15は、配管モデルの説明図である。 FIG. 15 is an explanatory diagram of a piping model.
配管は、番号1から2の間の領域であり、それぞれ番号1、2の密度、圧力を入力として、パラメータである配管断面積、長さ、圧損パラメータから流量を求める。
The piping is an area between the
配管部品での流量の計算式を以下に示す。
部屋における圧力は、気体であるため状態方程式によって計算される。 Since the pressure in the room is a gas, it is calculated by the equation of state.
一方、水没などの異常事象が発生し、部屋の流路が閉鎖された場合、圧力として固定値を設定することになる。 On the other hand, when an abnormal event such as submergence occurs and the flow path of the room is closed, a fixed value is set as the pressure.
すなわち、
ここで、
R:ガス定数
TG:ガスの温度
PMF:異常状態のときのガス圧力
here,
R: Gas constant
T G : Gas temperature
P MF : Gas pressure in abnormal state
これら異常事象の設定は、図7で説明した電気系の異常と同様に、部屋を異常領域として設定することにより実現される。 The setting of these abnormal events is realized by setting a room as an abnormal area, similarly to the electric system abnormality described in FIG.
以上の通り説明したシミュレーション装置1は、第一の機能としての「プラントに含まれる機器の空間位置を考慮した異常状態のシミュレーションを行う機能」を実現することができる。すなわち、原子力発電プラントの異常状態を詳細に設定することができ、より現実に即したシミュレーションを用いた訓練を実施することができる。
The
シミュレーション装置1は、プラントに配置される機器や部屋の三次元CADデータ(機器配置データ)を用いることにより、機器の状態変量の他、位置情報を用いたより詳細なシミュレーションを実施することができる。
The
また、シミュレーション装置1は、ある機器や領域において発生した異常状態が、他の機器に及ぼす異常状態も模擬できるため、予め想定される範囲の事象に限られず、訓練員が習得できる技能や知識も多岐に亘る点で効果的である。
In addition, the
さらに、シミュレーション装置1は、共通であるコモンモードのエラーも自然に設定でき事象の理解・検証に役立てることができる。
Furthermore, the
次に、第二の機能である現場作業を考慮したシミュレーションにより運転員の訓練を行う機能(現場作業シミュレーション機能)について説明する。 Next, a function (field work simulation function) for training an operator by simulation considering the field work as the second function will be described.
まず、現場作業シミュレーション機能の大まかな流れについて説明する。 First, the general flow of the on-site work simulation function will be described.
図16は、非常用D/Gモデル31を用いた現場作業訓練を説明するフローチャートである。
FIG. 16 is a flowchart for explaining field work training using the emergency D /
シミュレーション装置1は、設定された訓練内容に応じた事象をモデル化し、中央制御室2に配置された運転員に対して訓練を開始する。以下の説明においては、例えば外部電源が喪失し、非常用D/G4が起動した場合を想定した、非常用D/Gモデル31を用いたシミュレーションを例として説明する。なお、大きな事故時には、緊急時対策センター140との間で報告および指示の授受を行いながら現場作業員に燃料注入作業の指示を行う。緊急時対策センター140は、いわゆるオフサイトセンターであり、緊急時においては対策拠点となる施設である。
The
ステップS21において、シミュレーション装置1は、非常用D/Gモデル31において、非常用D/G4を起動する。ステップS22において、非常用D/Gモデル31の燃料残量は、稼働時間に応じて低下する。非常用D/G4の起動および燃料残量は、運転員が待機する中央制御室2へ通知される。
In step S <b> 21, the
ステップS23において、運転員は、非常用D/Gモデル31に非常用D/G4への燃料注入の必要性が生じると、運転員は例えば電話を用いて音声で作業指示を行う。
In step S23, when the necessity of fuel injection into the emergency D /
ステップS24において、現場作業員は、作業指示に基づき実機での現場作業、または作業手順確認の訓練を行う。ステップS25において、現場作業員は現場作業が完了すると、例えば電話を用いて音声で作業完了報告を運転員に対して行う。 In step S24, the field worker performs field work with an actual machine or training for confirming the work procedure based on the work instruction. In step S25, when the field worker is completed, the field worker reports the work completion to the operator by voice using, for example, a telephone.
ステップS26において、作業完了報告がシミュレーション装置1に入力される。作業完了報告は、例えば本訓練の教官(補助者)を介してシミュレーション装置1に入力される。なお、中央制御室2の運転員が単独で訓練を行う場合(現場作業員がいない場合)は、現場作業員の作業完了報告を教官が行ってもよい。
In step S <b> 26, a work completion report is input to the
ステップS27において、現場作業インタフェース13は、非常用D/Gモデル31に燃料の残量を設定する。ステップS28において、非常用D/Gモデル31は、燃料の残量を反映する。
In step S <b> 27, the
この流れは、中央制御室2で開度が確認できない現場弁5、外部からの電源を確保するため接続される電源車6、および電源盤7、注水手段である消防車8、および消防車8が接続される注水口9についても同様である。このため、非常用D/G4以外の説明は、ここでは省略する。
This flow consists of a
次に、現場作業インタフェース13が現場作業モデル12に燃料や純水などの有限リソースの残量を設定する方法について説明する。
Next, a method for the
現場作業のシミュレーションにおいては、例えば、非常用D/Gモデル31の燃料体積は、以下の式で表される。現場作業インタフェース13は、体積の目標値と注入による供給量を設定すればよい。
In the field work simulation, for example, the fuel volume of the emergency D /
ここで、
VOIL:非常用D/Gの燃料体積
VOIL,TARGET:非常用D/Gの燃料体積目標値
FOIL,in:非常用D/G燃料タンクへの燃料供給流量
FOIL,in,0:非常用D/G燃料タンクへの燃料供給流量設定値
FOIL,ot,j:j番目の非常用D/Gへの燃料供給流量
here,
V OIL : Fuel volume for emergency D / G
V OIL, TARGET : Target fuel volume for emergency D / G
F OIL, in : Fuel supply flow rate to emergency D / G fuel tank
F OIL, in, 0 : Fuel supply flow rate setting value to the emergency D / G fuel tank
F OIL, ot, j : Fuel supply flow rate to the jth emergency D / G
図17は、非常用D/Gモデル31の燃料タンクの燃料体積の変化を示すグラフである。
FIG. 17 is a graph showing changes in the fuel volume of the fuel tank of the emergency D /
横軸は時間経過、縦軸は燃料タンク内の燃料の体積を示している。非常用D/G4が動作していれば燃料体積は消費と共に低下するが、十分な燃料の追加供給があれば増加する。燃料の供給操作は、燃料体積が目標値VOIL,TARGETになるまで行われる。燃料供給後も、同様に燃料の消費と共に燃料体積は低下する。
The horizontal axis indicates the passage of time, and the vertical axis indicates the volume of fuel in the fuel tank. If the emergency D /
なお、非常用D/Gモデル31の燃料について説明したが、有限のリソースである純水タンクの水の消費量、SRV駆動用窒素ボンベの残量、空気計装ボンベの残量およびバッテリ残量についても同様である。
Although the fuel of the emergency D /
以上の通り説明したシミュレーション装置1は、第二の機能としての「現場作業を考慮したシミュレーションにより運転員の訓練を行う機能」を実現することができる。
The
すなわち、第1実施形態におけるシミュレーション装置1は、従来のシミュレーション装置のように、プラント内で発生する事象を訓練するのみならず、プラントの外部環境で行われる、いわゆる現場作業についても訓練を行うことができる。シミュレーション装置1は、苛酷な自然災害が発生した場合に備えて、有限のリソースをも考慮して訓練を行うため、訓練者はより現実に即したシミュレーションに基づいて訓練を行うことができる。
That is, the
また、第1実施形態におけるシミュレーション装置1は、第一の機能である異常状態シミュレーション機能と、二つ目の機能である現場作業シミュレーション機能とを連携させることにより、より具体的な事象に基づいてシミュレーションを実施することができる。例えば、シミュレーション装置1は、異常状態シミュレーション機能で模擬された各種機器の異常状態を、現場作業の状況に反映させることにより、より体系的な訓練を行うことができる。
Moreover, the
最後に、外部環境モデル14の詳細について、図面を用いて説明する。
Finally, details of the
図18は、外部環境モデル14を説明するための構造物の配置関係を示す説明図である。
FIG. 18 is an explanatory diagram showing the arrangement relationship of structures for explaining the
原子力発電プラントは、原子炉建屋151、ドライウェル152、原子炉153、ウェットウェル154などの構造物を備える。プラントにおいて事故が発生した場合、放射能は、配管155、弁156、フィルター157などを通して排気筒158より外部環境へ放出される。放出された放射能は、プラントの周囲や各地域に設置されているモニタリングポスト159により検出される。放射能の放出は、プラントの損傷の程度や弁156の開閉状況によって変化する。
The nuclear power plant includes structures such as a
そこで、通常時においては、放射能の放出またはその恐れがある大規模事故が発生した場合におけるプラントの周辺環境を考慮した訓練が必要となる。例えば、プラントで電源を喪失した場合、原子炉153の冷却が不十分となる。冷却などが復旧しない場合には、格納容器のドライウェル152は、圧力が長時間にわたり上昇し、格納容器の健全性に影響が出る恐れがある。
Therefore, during normal times, it is necessary to train in consideration of the surrounding environment of the plant in the event of a large-scale accident that may result in the release of radioactivity or the possibility of such release. For example, when the power source is lost in the plant, the
そのため、ドライウェル152のベント弁156を開け、蒸気やガスを大気に放出する必要がある。このような場合、周辺環境に人などの生態系の存在の有無や、大気放出した場合の拡散方向などを判断して、ベント弁156を操作する必要がある。
Therefore, it is necessary to open the
大気拡散の計算は、例えば風下方向をxとして以下のようにして求められる。 For example, the calculation of the atmospheric diffusion is obtained as follows, where x is the leeward direction.
ここで、
χ(x,y,z):点(x,y,z)における放射性物質の濃度
Q:放出率
U:放出源高さを代表する風速
λ:放射性物質の物理的崩壊定数
H:放出源の高さ(スタックからの高所放出あるいは原子炉建屋が破損した場合には原子炉建屋からの低所放出の両方を考慮する)
σy:濃度分布のy方向の拡がりパラメータ
σz:濃度分布のz方向の拡がりパラメータ
here,
χ (x, y, z): concentration of radioactive material at point (x, y, z)
Q: Release rate
U: Wind velocity representative of emission source height λ: Physical decay constant of radioactive material
H: Height of the emission source (considering both high emission from the stack or low emission from the reactor building if the reactor building is damaged)
σy: Y-direction spread parameter of concentration distribution σz: Z-direction spread parameter of concentration distribution
図19は、放射能の大気拡散モデルによる計算結果であり、外部環境への放出放射能濃度を示すグラフである。 FIG. 19 is a graph showing the result of calculation based on the atmospheric diffusion model of radioactivity and showing the radioactivity concentration released to the external environment.
放出放射能濃度は、プラントの周囲を示す地図上に等高線によって空間的な濃度で示される。このシミュレーション結果は、例えば中央制御室2に設けられた、シミュレーション装置1に接続された表示装置に表示されるなどして、運転員が確認することができる。この放射能の大気拡散の計算は、一例であり、より詳細なモデルを用いてもよい。なお、これら、放射能の大気放出を模擬するためには、燃料破損などのいわゆる苛酷事故を模擬する原子炉モデルが必要である。このモデルは、例えば公知技術(例えば、特開2000−338854号公報)を適用し、モデルを切り替えるなどして模擬する。
The emitted radioactivity concentration is shown as a spatial concentration by contour lines on a map showing the periphery of the plant. The simulation result can be confirmed by the operator, for example, by being displayed on a display device provided in the
このように、シミュレーション装置1は、放射能の放出量の拡散を予測してプラントの運転操作の訓練を行うことができる。
Thus, the
なお、第1実施形態におけるシミュレーション装置1は一例であり、図20〜図22に示すように他の構成でもよい。
In addition, the
図20は、第1実施形態の第1の変形例としてのプラントシミュレーション装置の機能ブロック図である。 FIG. 20 is a functional block diagram of a plant simulation apparatus as a first modification of the first embodiment.
このシミュレーション装置1aが図1のシミュレーション装置1と異なる点は、現場に設置された機器類が訓練用に設置されたものである点である。シミュレーション装置1aを用いた訓練においては、訓練用に設置された機器類を用いて、非常用D/G4aの操作、現場弁5a操作、電源車6aの電源盤7aへの接続操作、消防車8a、可搬型ポンプ、給水車の接続操作を行う。
The difference between the simulation apparatus 1a and the
このシミュレーション装置1aは、例えば訓練用プラントなどであり、現場作業を行うための機器が配置されていない環境下で訓練が行われる場合であっても、模擬の現場機器を設置することにより本実施形態を適用できる点で効果的である。 The simulation apparatus 1a is, for example, a training plant, and is implemented by installing simulated on-site equipment even when training is performed in an environment where equipment for performing on-site work is not arranged. It is effective in that the form can be applied.
図21は、第1実施形態の第2の変形例としてのプラントシミュレーション装置の機能ブロック図である。 FIG. 21 is a functional block diagram of a plant simulation apparatus as a second modification of the first embodiment.
このシミュレーション装置1bが図1のシミュレーション装置1と異なる点は、シミュレーション装置1bへの現場作業の完了報告が、現場作業員150により携帯端末151などの通信機器を用いた無線通信で行われる点である。
The simulation apparatus 1b is different from the
現場作業員150は、現場作業が完了すると、携帯端末151を用いてシミュレーション装置1bに無線で通信する。
When the field work is completed, the
図22は、第1実施形態の第2の変形例であるシミュレーション装置1bにおける非常用D/Gモデル31の燃料タンクの燃料体積の変化を示すグラフである。
FIG. 22 is a graph showing a change in the fuel volume of the fuel tank of the emergency D /
図17と異なり、非常用D/Gモデル31は、燃料の供給過程を反映しないため、現場作業員から現場作業完了報告が通知されると、直ちに燃料体積を目標値まで増加させる。
Unlike FIG. 17, the emergency D /
このシミュレーション装置1bは、補助員としての教官が仲介する必要がなくなるため、訓練の負担を軽減することができる。 This simulation apparatus 1b can reduce the burden of training because there is no need for an instructor as an assistant to mediate.
図23は、第1実施形態の第3の変形例としてのプラントシミュレーション装置の機能ブロック図である。 FIG. 23 is a functional block diagram of a plant simulation apparatus as a third modification of the first embodiment.
このシミュレーション装置1cが図1のシミュレーション装置1と異なる点は、シミュレーション装置1cは音声認識装置160を備え、現場作業員から運転員への作業完了報告を自動認識する点である。
The simulation apparatus 1c is different from the
音声認識装置160は、現場作業員から運転員への音声通話の内容を取得し、予め設定された作業完了報告が行われた場合には、現場作業インタフェース13に現場作業が完了した旨を通知する。図21のシミュレーション装置1bと同様に、補助員としての教官が仲介する必要がなくなるため、訓練の負担は軽減される。
The
[第2実施形態]
本発明に係るプラントシミュレーション装置の第2実施形態を添付図面に基づいて説明する。
[Second Embodiment]
2nd Embodiment of the plant simulation apparatus which concerns on this invention is described based on an accompanying drawing.
図24は、第2実施形態におけるプラントシミュレーション装置の機能ブロック図である。 FIG. 24 is a functional block diagram of the plant simulation apparatus in the second embodiment.
第2実施形態におけるプラントシミュレーション装置(シミュレーション装置)201が第1実施形態と異なる点は、シミュレーション装置201内で現場作業をシミュレーションするため、現場環境機器モデル210が設けられた点である。第一の機能である異常状態シミュレーション機能を含む、第1実施形態と対応する構成および部分については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
The plant simulation apparatus (simulation apparatus) 201 according to the second embodiment is different from the first embodiment in that an on-site
運転員または緊急時対策センター140を対象とした訓練においては、現場作業員の存在および実際の現場作業は不要である。例えば、現場作業員の代行者は、運転員の指示を受け、適当なタイミングで作業完了を運転員に行う。しかし、訓練の負荷の低減と特定の対象者が訓練を行う観点から、シミュレーション装置201は、現場作業自体を模擬する。
In training for the operator or
現場環境機器モデル210は、現場非常用D/Gモデル204、現場弁モデル205、電源車モデル206、電源盤モデル207、消防車モデル208および注水口モデル209を有する。各モデル204〜209は、それぞれ現場に設置された非常用D/Gや現場弁などを、予め設定された条件で模擬する。
The on-site
現場環境機器モデル210は、現場状態異常入力装置211および現場環境表示装置212と接続される。現場状態異常入力装置211は、現場環境機器モデル210が行う現場作業の模擬において、任意の異常を発生させるための入力を行う。現場状態異常入力装置211は、例えば補助者としての教官から入力を受け付ける。現場環境表示装置212は、現場環境機器モデル210が模擬する現場の状況を表示する。
The on-site
現場環境機器モデル210から出力された作業完了報告信号は、現場環境モデルインタフェース213に出力される。現場環境モデルインタフェース213は、受信した作業完了報告信号を、現場作業インタフェース13に通知する。
The work completion report signal output from the on-
現場作業シミュレーション機能の大まかな流れを、非常用D/Gに対する現場作業を例に説明する。 The general flow of the on-site work simulation function will be described by taking on-site work for an emergency D / G as an example.
図25は、非常用D/Gモデル31を用いた現場作業訓練を説明するフローチャートである。
FIG. 25 is a flowchart for explaining field work training using the emergency D /
ステップS31〜ステップS33は、図16の起動ステップS21〜作業指示ステップS23とほぼ同様であるため、説明を省略する。 Steps S31 to S33 are substantially the same as the start step S21 to the work instruction step S23 in FIG.
ステップS34において、補助者としての教官は、運転員から現場作業員に向けた燃料注入作業の指示を現場環境機器モデル210の現場非常用D/Gモデル204に入力する。ステップS35において、現場非常用D/Gモデル204は、現場作業としての非常用D/Gに対する燃料注入作業を模擬する。
In step S <b> 34, the instructor as an assistant inputs a fuel injection work instruction from the operator to the field worker to the field emergency D /
ステップS36において、現場非常用D/Gモデル204は、現場作業を完了する。また、現場非常用D/Gモデル204は、現場作業の完了報告(作業完了報告信号)を教官(教官の端末220)へ送信する。教官は、運転員(中央制御室2)に対して作業完了報告を行う。
In step S36, the field emergency D /
ステップS37において、現場環境モデルインタフェース213は、現場非常用D/Gモデル204が出力した作業完了報告信号を受信する。ステップS38において、現場作業インタフェース13は、現場環境モデルインタフェース213から作業完了報告を受信する。
In step S37, the on-site
ステップS39およびステップS40は、図16の残量設定ステップS27および反映ステップS28とほぼ同様であるため、説明を省略する。 Steps S39 and S40 are substantially the same as the remaining amount setting step S27 and the reflection step S28 in FIG.
次に、現場環境機器モデル210のうち電源車モデル206の動作の一例を説明する。
Next, an example of the operation of the
図26は、電源車モデル206の動作を示すタイミングチャートである。
FIG. 26 is a timing chart showing the operation of the power
横軸は時間、縦軸は電源車の速度、位置である。運転員により電源車配備が指示されると、電源車モデル206は現場へ向けて出発する。電源車モデル206は、出発後は徐々に加速し、目標位置、すなわち電源盤モデル207位置に近づくと一定速度になる。電源車モデル206は現場に到着した後、電源盤モデル207への接続を行う。接続が完了すると、電源車モデル206は運転員(教官の端末220)に対して作業完了報告信号を出力する。
The horizontal axis is time, and the vertical axis is the speed and position of the power supply vehicle. When the driver is instructed to deploy the power supply vehicle, the power
次に、現場状態異常入力装置211により、異常状態が設定される場合のシミュレーションについて説明する。
Next, simulation when an abnormal state is set by the on-site state
図27は、異常状態が設定された場合の電源車モデル206の動作を示すタイミングチャートである。
FIG. 27 is a timing chart showing the operation of the power
図28は、現場環境表示装置212に表示される電源車モデル206の様子を示す表示例である。
FIG. 28 is a display example showing a state of the power
図27は、電源車モデル206の移動中に異常事象が起き、電源車モデル206が目的地へ到達できなくなった場合を模擬している。
FIG. 27 simulates a case where an abnormal event occurs during the movement of the power
現場状態異常入力装置211は、電源車モデル206が出発した後、電源車モデル206が電源盤モデル207への接続ができない異常事象(MF:マルファンクション)を設定する(電源車異常MF投入完了報告)。MFは、例えば地震などの自然災害により、がれきや障害物が電源車の経路に散乱し、電源車が電源盤への接続ができない異常事象である。
The field condition
すると、電源車モデル206は目的地へ到達できず、電源車モデル206(現場)からの報告が運転員(教官の端末220)に通知される(電源車異常報告)。運転員は報告された状況に応じて、次の対応としての判断・操作を行う。
Then, the power
電源車モデル206の動作は、コンピューターグラフィックなどにより現場環境表示装置212に表示される。地図上には、道路231、対象となる電源車モデル206、プラント232a、プラント232b、および山233や海234などの周囲環境が表示される。電源車モデル206は、移動に伴い位置などの情報が更新される。これにより、教官は、訓練の進展を容易に把握することができる。
The operation of the
このように、シミュレーション装置201は、現場作業をも現場環境機器モデル210を用いてシミュレーションすることにより、現場操作においても種々の異常事象を考慮した訓練を行うことができる。
As described above, the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1、1a〜1c、200、201…シミュレーション装置、2…中央制御室、11…苛酷事象モデル、12…現場作業モデル、13…現場作業インタフェース、14…外部環境モデル、21…燃料プールモデル、22…炉心損傷モデル、23…系統モデル、31…非常用ディーゼル発電機(D/G)モデル、32…純水タンクモデル、33…隔離時冷却系(RCIC)駆動用バッテリモデル、34…圧力逃し弁(SRV)駆動用窒素ボンベモデル、35…空気計装モデル、41…プラント機器部品データベース、42…計装系統図データ、43…電気系統図データ、44…プラント三次元CADデータ、45…配管系統図データ、46…建屋系統図データ、48…状態変量・位置情報入力部、160…音声認識装置、210…現場環境機器モデル、204…非常用ディーゼル発電機(D/G)モデル、205…現場弁モデル、206…電源車モデル、207…電源盤モデル、208…消防車モデル、209…注水口モデル、211…現場状態異常入力装置、212…現場環境表示装置、213…現場環境モデルインタフェース。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
異常事象が発生した三次元位置を含む異常事象情報を設定する異常事象設定手段と、
前記異常事象に起因して異常状態となる前記構造物を、前記異常事象情報に基づいて前記記憶手段から検索する検索手段と、
前記検索手段により検索された前記構造物に異常状態を設定し、前記構造物情報に基づいて前記プラントの状態を模擬する模擬手段とを備えたことを特徴とするプラントシミュレーション装置。 Storage means for storing structure information including a three-dimensional position of the structure included in the plant;
Abnormal event setting means for setting abnormal event information including the three-dimensional position where the abnormal event has occurred,
A search unit that searches the storage unit based on the abnormal event information for the structure that is in an abnormal state due to the abnormal event;
A plant simulation apparatus comprising simulation means for setting an abnormal state in the structure searched by the search means and simulating the state of the plant based on the structure information.
前記構造物情報は、前記異常事象の種類に応じて前記構造物に発生する異常状態をさらに含み、
前記模擬手段は、前記異常状態の種類に応じて前記構造物毎に発生する異常状態を模擬する請求項1記載のプラントシミュレーション装置。 The abnormal event information further includes a type of the abnormal event,
The structure information further includes an abnormal state that occurs in the structure according to the type of the abnormal event,
The plant simulation apparatus according to claim 1, wherein the simulation unit simulates an abnormal state that occurs for each structure according to a type of the abnormal state.
前記模擬手段は、前記状態変量に応じて前記構造物毎に発生する異常状態を模擬する請求項1または2記載のプラントシミュレーション装置。 The structure information further includes a state variable of the structure,
The plant simulation apparatus according to claim 1, wherein the simulation unit simulates an abnormal state that occurs for each structure according to the state variable.
前記模擬手段は、異常状態となる前記構造物と結合関係にある前記他の構造物に異常状態を設定する請求項1〜4のいずれか一項記載のプラントシミュレーション装置。 The structure information further includes a connection relationship with another structure,
The plant simulation device according to any one of claims 1 to 4, wherein the simulation unit sets an abnormal state in the other structure that is coupled to the structure that is in an abnormal state.
模擬した前記構造物に対する前記現場作業の報告を受信する受信手段とをさらに備え、
前記現場作業模擬手段は、前記受信手段が受信した前記報告を反映して前記構造物の動作を模擬する請求項1〜5のいずれか一項記載のプラントシミュレーション装置。 Field work simulation means for simulating the operation of the plant structure associated with the field work performed at the plant site;
Receiving means for receiving a report of the field work for the simulated structure;
The plant simulation apparatus according to claim 1, wherein the on-site work simulation unit simulates the operation of the structure by reflecting the report received by the reception unit.
模擬した前記構造物に対する前記現場作業の報告を受信する受信手段とを備え、
前記現場作業模擬手段は、前記受信手段が受信した前記報告を反映して前記構造物の動作を模擬することを特徴とするプラントシミュレーション装置。 A field work simulation means for simulating the operation of the plant structure associated with the field work performed at the plant site;
Receiving means for receiving a report of the field work on the simulated structure,
The plant simulation apparatus, wherein the field work simulation means simulates the operation of the structure reflecting the report received by the reception means.
前記現場作業は、前記資源を供給する作業であり、
前記現場作業模擬手段は、前記機器の動作および前記現場作業に基づいて、前記資源の保有量を増減させる請求項8記載のプラントシミュレーション装置。 The structure on which the field work is performed is a device having a finite resource,
The field work is a work to supply the resources,
The plant simulation apparatus according to claim 8, wherein the field work simulation means increases or decreases the amount of the resource held based on the operation of the equipment and the field work.
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103632581A (en) * | 2013-12-17 | 2014-03-12 | 国家电网公司 | Debugging, operation and maintenance simulation method of electric energy collection terminals |
JP2014202960A (en) * | 2013-04-05 | 2014-10-27 | 株式会社東芝 | Severe event operation training simulator and severe event operation training simulation method |
JP2016205864A (en) * | 2015-04-16 | 2016-12-08 | 株式会社東芝 | Nuclear power plant training system |
JP2017021282A (en) * | 2015-07-14 | 2017-01-26 | 中国電力株式会社 | Fault symptom simulation apparatus, fault symptom simulation method, and fault symptom simulation system |
JP2021004941A (en) * | 2019-06-25 | 2021-01-14 | 三菱重工業株式会社 | Disaster prevention training system |
CN113821995A (en) * | 2020-06-18 | 2021-12-21 | 中国石油化工股份有限公司 | Emergency drilling system and modeling method thereof |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06308877A (en) * | 1993-04-26 | 1994-11-04 | Mitsubishi Electric Corp | Training simulator device |
JPH11153940A (en) * | 1997-11-20 | 1999-06-08 | Kubota Corp | Plant operation training simulation system |
JP2000056666A (en) * | 1998-08-05 | 2000-02-25 | Toshiba Corp | Plant operation training device |
JP2003023731A (en) * | 2001-07-04 | 2003-01-24 | Mitsubishi Electric Corp | Simulator for spread of power system fault |
JP2003122243A (en) * | 2001-10-19 | 2003-04-25 | Hitachi Ltd | Plant operation training machine |
JP2005258089A (en) * | 2004-03-11 | 2005-09-22 | Mitsubishi Electric Corp | Maintenance training system |
-
2011
- 2011-07-29 JP JP2011167633A patent/JP5814681B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06308877A (en) * | 1993-04-26 | 1994-11-04 | Mitsubishi Electric Corp | Training simulator device |
JPH11153940A (en) * | 1997-11-20 | 1999-06-08 | Kubota Corp | Plant operation training simulation system |
JP2000056666A (en) * | 1998-08-05 | 2000-02-25 | Toshiba Corp | Plant operation training device |
JP2003023731A (en) * | 2001-07-04 | 2003-01-24 | Mitsubishi Electric Corp | Simulator for spread of power system fault |
JP2003122243A (en) * | 2001-10-19 | 2003-04-25 | Hitachi Ltd | Plant operation training machine |
JP2005258089A (en) * | 2004-03-11 | 2005-09-22 | Mitsubishi Electric Corp | Maintenance training system |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
JPN6015013716; 中村 健二,外2名: '再処理施設運転訓練シミュレータ' 東芝レビュー 第59巻 第7号, 20040701, p.39-43, 株式会社東芝 * |
JPN7015000913; 片岡 幹彦,外2名: 'ごみ焼却プラント運転訓練シミュレータ' 環境システム計測制御学会誌EICA 第9巻,第3号, 20041215, p.37-41, 環境システム計測制御学会 * |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014202960A (en) * | 2013-04-05 | 2014-10-27 | 株式会社東芝 | Severe event operation training simulator and severe event operation training simulation method |
CN103632581A (en) * | 2013-12-17 | 2014-03-12 | 国家电网公司 | Debugging, operation and maintenance simulation method of electric energy collection terminals |
CN103632581B (en) * | 2013-12-17 | 2015-12-30 | 国家电网公司 | Electric energy acquisition terminal debugging O&M analog simulation method |
JP2016205864A (en) * | 2015-04-16 | 2016-12-08 | 株式会社東芝 | Nuclear power plant training system |
JP2017021282A (en) * | 2015-07-14 | 2017-01-26 | 中国電力株式会社 | Fault symptom simulation apparatus, fault symptom simulation method, and fault symptom simulation system |
JP2021004941A (en) * | 2019-06-25 | 2021-01-14 | 三菱重工業株式会社 | Disaster prevention training system |
JP7281978B2 (en) | 2019-06-25 | 2023-05-26 | 三菱重工業株式会社 | Disaster drill system |
CN113821995A (en) * | 2020-06-18 | 2021-12-21 | 中国石油化工股份有限公司 | Emergency drilling system and modeling method thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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