JP2014229158A - プラント監視システム及びプラント監視方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プラント内にある各部屋の環境状態を示す情報をリアルタイムに表示装置に表示して運転員等に知らせることが可能なプラント監視技術を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、プラント監視システム１は、環境情報取得部２２が、プラント内にある各部屋の環境に関する情報である環境情報を取得する。環境状態判定部２４は、環境情報取得部２２により取得された環境情報に基づいて、各部屋の環境状態が健全な状態であるか否かを判定する。表示制御部２６は、環境状態判定部２４により判定された各部屋の環境状態を表示装置１０に表示する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、プラント内にある各部屋の環境状態を表示するプラント監視技術に関する。

原子力発電プラント等のプラント内においては、事故が発生した場合、事態を収束するため、又は過酷な事故（例えば、ＳＢＯ：Station Black Out）に発展することを防止するため、短時間でプラントの状況を把握し、予測する必要がある。このため、事故発生時においては、プラントの運転員や作業員（以下、運転員等と記す）は、プラントの各種状態を復旧させるために、プラント内にある各部屋に設けられた機器やセンサ類を操作しなければならない場合がある。

下記の特許文献１には、建物に火災が生じた場合に、建物内部の各区画の危険度を評価する技術が開示されている。また、下記の特許文献２には、災害時において建造物が有する複数の経路を、有害物質が通過する排出経路と避難者が避難する避難経路に分離して、経路に分散配置された提示装置に、避難経路を提示する技術が開示されている。

特開２０１０−５２９２号公報 特開２００５−２０２６９９号公報

上述したようなプラント内において事故が発生した場合、運転員等が各部屋において機器等を操作するためには、部屋ごとに、その環境に関する状態（以下、環境状態と記す）を評価・予測する必要がある。環境状態には、例えば、機器等が稼働するための環境として健全な状態であるか否かや、運転員等が作業する環境として健全な状態であるか否か等がある。

事故発生時において、運転員等が各部屋において安全に機器等の操作を行うためには、部屋ごとに上述したような環境状態に関する情報をリアルタイムで表示装置に表示することにより、当該環境状態に関する情報を運転員等に知らせる必要がある。

そこで、本発明の実施形態は、プラント内にある各部屋の環境状態を示す情報をリアルタイムに表示装置に表示して運転員等に知らせることが可能なプラント監視技術を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明の実施形態のプラント監視システムは、プラント内にある各部屋の環境に関する情報である環境情報を取得する環境情報取得部と、前記環境情報取得部により取得された環境情報に基づいて、各部屋の環境状態が健全な状態であるか否かを判定する環境状態判定部と、前記環境状態判定部により判定された各部屋の環境状態を、表示装置に表示する表示制御部と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の実施形態のプラント監視方法は、プラント内にある各部屋の環境に関する情報である環境情報を、環境情報取得部が取得し、前記環境情報取得部により取得された環境情報に基づいて、各部屋の環境状態が健全な状態であるか否かを、環境状態判定部が判定し、前記環境状態判定部により判定された各部屋の環境状態を、表示制御部が表示装置に表示することを特徴とする。

本発明の実施形態によれば、プラント内にある各部屋の環境状態が健全な状態であるか否かをリアルタイムに表示装置に表示して、運転員等に知らせることができる。

第１の実施形態のプラント監視システムのハードウェア構成を模式的に示すブロック図である。 第１の実施形態のプラント監視システムにおいて表示装置に表示される基本画面の構成例を示す図である。 第１の実施形態のプラント監視システムにおいて表示装置に表示される詳細画面の構成例を示す図である。 第２の実施形態のプラント監視システムのハードウェア構成を模式的に示すブロック図である。 第２の実施形態のプラント監視システムにおいて環境不全が伝播する経路を設定する手法を説明する説明図である。 第２の実施形態のプラント監視システムにおいて表示装置に表示される伝播経路予測画面の構成例を示す図である。 第２の実施形態のプラント監視システムにおいて、バウンダリの構築により環境不全の伝播を回避した場合について説明する説明図である。

以下に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態により、本発明が限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

〔第１の実施形態〕
第１の実施形態のプラント監視システムの構成について、図１〜図３を用いて説明する。図１は、本実施形態のプラント監視システムのハードウェア構成を模式的に示すブロック図である。図２は、本実施形態のプラント監視システムにおいて表示装置に表示される基本画面の構成例を示す図である。図３は、本実施形態のプラント監視システムにおいて表示装置に表示される詳細画面の構成例を示す図である。

図１に示すように、本実施形態のプラント監視システム１は、プラントに関する情報を表示可能な表示装置１０と、表示装置１０の表示を制御可能な制御装置２０とを有している。なお、本実施形態のプラント監視システム１は、一例として、原子力発電用プラントを監視するシステムである。

表示装置１０は、いわゆるコンピュータ・ディスプレイとして構成されており、制御装置２０により制御されて、プラントに関する情報を画面に表示する。表示装置１０に表示される画面の詳細については後述する。

制御装置２０は、コンピュータにおいて各種の演算処理を行う中央演算処理装置及び主記憶装置（ＲＡＭ）を含んでいる。制御装置２０は、通信線７を介して表示装置１０に接続されている。制御装置２０は、各種の演算処理を行って、表示装置１０の画面に表示する情報を制御する。

また、プラント監視システム１は、各種の情報を記憶する補助記憶装置（以下、単に「記憶装置」と記す）３０と、各種の情報の入力を受け付ける入力装置４０とを有している。

記憶装置３０には、例えばハードディスクやＥＰＲＯＭが用いられ、各種のプログラム及びデータが予め記憶されている。記憶装置３０に記憶されている情報の詳細については後述する。入力装置４０には、一般的なキーボードやマウス、タッチパネルが用いられ、上述した運転員等により操作される。

プラント監視システム１において、制御装置２０は、予め記憶装置３０に記憶されているプログラム及び閾値等を読み込み、各種の演算処理を行うことで、表示装置１０の画面に表示する情報を決定する。ここで、表示装置１０に表示される情報の概略について、図２を参照して説明する。

プラント内にある建屋は、図２に示すように、複数の階層を有しており、各階層には、複数の部屋がある。プラント内において事故が発生した場合、部屋ごとに、その環境が異なる場合がある。例えば、部屋ごとに、火災の有無、放射線量、水位等の環境が異なる。

このため、本実施形態においては、部屋ごとに、その部屋の環境に関する物理量を計測するセンサ（以下、環境センサと記す）５ａ，・・・，５ｘが設けられている。環境センサ５ａ，・・・，５ｘには、例えば、放射線量を計測する放射線計、水位を計測する水位計、火災の有無を検出する火災報知器等が含まれている。環境センサ５ａ，・・・，５ｘは、通信線７を介して制御装置２０に接続されている。環境センサ５ａ，・・・，５ｘは、例えば、放射線量、水位等を検出して、その部屋の環境に関する情報を示す信号を制御装置２０に送出する。

制御装置２０は、部屋ごとに設けられた環境センサ５ａ，・・・，５ｘからの信号を受けて、その部屋の環境に関する情報（以下、環境情報と記す）を取得する。環境情報には、図３に示すように例えば、水位［ｍｍ］や、放射線量［Ｂｑ］等がある。このように、制御装置２０は、プラント内にある所定の複数の部屋について物理量を計測することにより、各部屋の環境情報を取得する機能（以下、環境情報取得部と記す）２２を有している。

加えて、制御装置２０は、環境情報取得部２２により取得された環境情報に基づいて、その部屋の環境状態を判定する。具体的には、制御装置２０は、その部屋が、機器を稼働させる環境（以下、機器稼働環境と記す）として健全な状態であるか否かや、作業員が作業する環境（以下、作業環境と記す）として健全な状態であるか否かを判定する。なお、以下の説明において、健全ではないものを「不全」と記し、環境状態が健全な状態でなくなった状態を「環境不全」と記す。

本実施形態においては、制御装置２０の環境状態判定部２４が、環境情報取得部２２により取得された環境情報に基づいて、各部屋の環境状態が、機器稼働環境として健全な状態であるか否かと、作業環境として健全な状態であるか否かを判定する。すなわち、各部屋の環境が、機器の稼働に適した環境であるか否と、当該部屋の内部で作業員が作業するのに適した環境であるか否かを判定している。なお、機器を所定時間稼働させることが可能な環境であるか否かや、部屋の内部において所定の時間、作業することが可能であるか否かを判定するものとしても良い。

例えば、環境状態判定部２４は、環境情報として得られた放射線量が、所定の判定閾値（以下、判定放射線量と記す）を超えている場合に、作業環境が不全な状態であると判定することができる。また、環境状態判定部２４は、環境情報として水位が、所定の判定閾値（以下、判定水位と記す）を超える場合に、機器稼働環境が不全な状態であると判定することができる。これら判定閾値（判定放射線量及び判定水位）は、定数として記憶装置３０に予め記憶されている。このように、環境状態判定部２４は、記憶装置３０に記憶された判定閾値と、環境情報とを比較して、各部屋の環境状態が、健全な状態であるか否かを判定している。

なお、本実施形態のプラント監視システム１において、運転員等は、入力装置４０を操作することにより、複数種類ある環境状態のうち健全な状態であるか否かを判定する対象や、その判定閾値を変更することが可能となっている。

そして、制御装置２０の表示制御部２６が、環境情報取得部２２により取得された環境情報と、環境状態判定部２４により判定された各部屋の環境状態とを、表示装置１０の画面に表示する。表示装置１０に表示される画面について、以下に図１〜図３を用いて説明する。

表示制御部２６は、表示装置１０に図２に示す基本画面５０を表示する。基本画面５０には、プラントの建屋が、複数の階層（階層１、階層２、階層３）に分けて表示される。各階層は、各部屋を示す絵柄で構成されている。基本画面５０においては、実際の部屋の大きさ、配置関係等が模式的に再現される。

表示制御部２６は、基本画面５０において、各部屋を、環境状態に応じて異なる色彩で表示するよう表示装置１０を制御する。具体的には、環境状態が健全な状態である部屋（以下、「健全な部屋」と記す）を示す絵柄５２については、基準色で表示する。一方、環境状態が健全な状態ではなくなった部屋、いわゆる「環境不全に陥った部屋」を示す絵柄５４については、基準色とは異なる色彩で表示する。なお、環境不全に陥った部屋のうち環境不全の発生源がある部屋については、特定の絵柄５１で表示されている。

なお、環境不全に陥った部屋を示す絵柄５４については、点滅させるものとしても良い。また、環境不全に陥った部屋の近傍にあり環境不全が伝播する虞がある部屋を示す絵柄５６については、健全な部屋を示す絵柄５２及び環境不全に陥った部屋を示す絵柄５４とは、異なる色彩で表示することも好適である。なお、「環境不全が伝播する虞がある部屋」の予測手法については、後述する。

このようにして、基本画面５０においては、健全な部屋を示す絵柄５２と、環境不全に陥った部屋を示す絵柄５４とを、異なる態様で表示する。これにより、運転員等は、建屋に複数ある部屋のうち、環境状態が健全な部屋と、環境不全に陥った部屋とを、視覚的に容易に判別することが可能となる。

なお、複数種類ある環境状態のうち、機器稼働環境のみが不全に陥った部屋と、作業環境のみが不全に陥った部屋と、機器稼働環境と作業環境の双方が不全に陥った部屋とを、互いに異なる色彩で表示することにより、これらについて運転員等が視覚的に容易に判別することが可能となる。

運転員等が入力装置４０を操作して、基本画面５０に複数表示されている部屋を示す絵柄のうち一つを選択すると、表示制御部２６は、当該選択された部屋の詳細な情報を示す画面（以下、詳細画面と記す）６０を表示装置１０に表示する。

表示制御部２６は、詳細画面６０において、当該部屋の環境状態、すなわち機器稼働環境が健全な状態であるか否かの情報と、作業環境が健全な状態であるか否かの情報を表示する。また、表示制御部２６は、詳細画面６０において、環境状態の判定の基礎となる当該部屋の環境情報として、水位や放射線量等を表示する。なお、詳細画面６０には、環境状態及び環境情報に加えて、当該部屋に設置されている機器（以下、設置機器と記す）の情報も表示される。

また、表示制御部２６は、詳細画面６０において、当該部屋が重要区域に指定されているか否かの情報を表示する。重要区域とは、他の部屋の環境不全が伝播することを防止する重要度が高い部屋を意味している。重要区域には、例えば、原子炉の冷却、停止、又は放射性物質の閉じ込めに係わるような重要な機器がある部屋が指定される。

また、表示制御部２６は、詳細画面６０において、当該部屋についてバウンダリが構築されているか否かの情報を表示する。ここで、「バウンダリの構築」とは、他の部屋の環境不全が当該部屋に伝播するのを防止するために、物理的な障壁を構築することを意味している。通常開いている扉を閉じることや、当該部屋にある隙間を封止することなどが、バウンダリの構築に該当する。

以上に説明したように本実施形態のプラント監視システム１は、プラント内にある各部屋の環境に関する情報である環境情報を取得する環境情報取得部２２と、環境情報取得部２２により取得された環境情報に基づいて各部屋の環境状態が健全な状態であるか否かを判定する環境状態判定部２４と、環境状態判定部２４により判定された各部屋の環境状態を表示装置１０に表示する表示制御部２６とを有している。プラント内にある各部屋の環境状態が健全な状態であるか否かをリアルタイムに表示装置１０に表示して、運転員等に知らせることができる。

〔第２の実施形態〕
第２の実施形態のプラント監視システムの構成について、図４〜図７を用いて説明する。図４は、本実施形態のプラント監視システムのハードウェア構成を模式的に示すブロック図である。図５は、本実施形態のプラント監視システムにおいて環境不全が伝播する経路を設定する手法を説明する説明図である。図６は、本実施形態のプラント監視システムにおいて表示装置に表示される伝播経路予測画面の構成例を示す図である。図７は、本実施形態のプラント監視システムにおいて、バウンダリの構築により環境不全の伝播を回避した場合について説明する説明図である。

本実施形態のプラント監視システムは、環境不全の伝播を予測する機能を制御装置が有している点で、第１の実施形態と異なり、以下に詳細を説明する。なお、第１の実施形態と略共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

図４に示すように、本実施形態のプラント監視システム１Ｂにおいて、制御装置２０Ｂは、環境不全の伝播を予測する機能（以下、環境伝播予測部と記す）２８を有している。環境伝播予測部２８は、上述した環境状態判定部２４により判定された各部屋の環境状態と、各部屋の配置及び接続関係に基づいて、環境不全が伝播する部屋を予測する。なお、環境不全の伝播を予測するためのプログラムは、予め記憶装置３０に記憶されている。制御装置２０Ｂは、記憶装置３０から当該プログラムを読み出して環境不全の伝播を予測する。

記憶装置３０には、扉を介して連通する部屋の情報や、部屋同士を連通させる貫通穴や配管の情報等、建屋内にある複数の部屋が空間的にどのように配置、接続されている等の情報が記憶されている。なお、これら情報は、運転員等が入力装置４０を操作して記憶装置３０に記憶することができる。

さらに、図５に示すように、環境不全の伝播が、双方向のものであるか、一方向のものであるか、又は伝播しないものであるかの情報について、環境状態の種類（図に環境不全１、環境不全２、環境不全３、環境不全４で示す）に応じて予め記憶装置３０に記憶されている。制御装置２０Ｂは、これら情報に基づいて、環境不全の種類に応じて、その伝播経路（一例を図に点線矢印及び実線矢印で示す）を生成する。なお、運転員等が、環境不全の種類に応じて伝播経路を作成し、当該伝播経路の情報を、入力装置４０から記憶装置３０に記憶させるものとしても良い。

そして、環境状態判定部２４により、ある部屋が環境不全に陥った部屋であると判定された場合、環境伝播予測部２８は、環境不全の種類に応じて予め設定された伝播経路に基づいて、環境不全が伝播する虞がある部屋を予測する。換言すれば、環境伝播予測部２８は、複数の部屋のうち環境不全が伝播する可能性が高い部屋を特定する。

この予測結果を受けて、表示制御部２６は、図２に示す基本画面５０において、環境不全が伝播する虞のある部屋を示す絵柄５６を、その他の部屋を示す絵柄５２，５４とは、異なる態様で表示する。例えば、当該絵柄５６を、低速で点滅させる。これにより、運転員等は、建屋に複数ある部屋のうち、環境不全が伝播する虞のある部屋と、環境不全に陥った部屋とを視覚的に容易に判別することが可能となる。

運転員等が入力装置４０を操作して、基本画面５０のうち左下の隅にある「伝播経路予測画面」と表示されている部分を選択すると、表示制御部２６は、図６に示す伝播経路予測画面６６を表示装置１０に表示する。表示制御部２６は、伝播経路予測画面６６において、上述した基本画面５０において表示される情報に加えて、環境不全に陥った部屋から環境不全が伝播する虞がある部屋への環境不全の伝播経路を表示する。この伝播経路には、浸水した状態が伝播する経路や、火災が伝播する経路、放射線の濃度が高い状態が伝播する経路等がある。

なお、環境不全が伝播する虞がある部屋のなかに重要区域に指定された部屋がある場合、環境不全に陥った部屋を示す絵柄５４から、当該重要区域に指定された部屋を示す絵柄５８までの伝播経路を、伝播経路予測画面６６において強調表示する。例えば、図に矢印Ｅで示すように太字矢印により強調表示する。これにより、運転員等は、重要区域への環境不全の伝播経路と、その他の伝播経路とを視覚的に容易に判別することが可能となる。

重要区域への環境不全の伝播経路を運転員等が表示装置１０で確認することにより、どの部屋に優先的にバウンダリを構築すべきかを判断することが可能となる。図７に示すように、実際に物理的な障壁が構築された後、運転員等は、バウンダリを構築した結果を記憶装置３０に記憶させる。運転員等は、入力装置４０を操作して、上述した詳細画面６０（図３参照）における「バウンダリの構築」を示す項目６０ａを「未」から「済」に変更する。

環境伝播予測部２８は、図７に示すように、当該変更を反映して「環境不全が伝播する虞がある部屋」の予測を修正し、当該修正結果を表示制御部２６が伝播経路予測画面６６Ａに反映する。表示制御部２６は、バウンダリが構築された部屋を示す絵柄５９を、その他の部屋を示す絵柄とは異なる態様で伝播経路予測画面６６Ａに表示する。さらに、表示制御部２６は、バウンダリが構築された部屋を示す絵柄５９から、重要区域に指定された部屋を示す絵柄５８への伝播経路の強調表示を解除する。これにより、運転員等は、重要区域に環境不全が伝播する危険性が低下したことを把握することができる。

以上に説明したように本実施形態のプラント監視システム１Ｂは、環境状態判定部２４により判定された各部屋の環境状態と、各部屋の配置及び接続関係に基づいて、プラント内に複数ある部屋のうち他の部屋の環境不全が伝播する虞がある部屋を予測する環境伝播予測部２８を有する。表示制御部２６は、環境伝播予測部２８により予測された環境不全が伝播する虞がある部屋を表示装置１０に表示するものとした。運転員等は、事故発生時において環境不全が伝播する虞がある部屋を把握することで、部屋内にある機器が稼働不全に陥る可能性や、各部屋への作業員の派遣の可否等を判断することが容易となる。

〔他の実施形態〕
なお、上述した各実施形態において、環境情報取得部２２が取得する環境情報として、放射線量、水位、火災の有無があるものとしたが、本発明に係る環境情報は、この態様に限定されるものではない。環境情報として、気温や湿度等を取得し、その部屋の環境状態を判定することも可能である。

また、上述した各実施形態において、環境状態判定部２４が判定する各部屋の環境状態は、機器稼働環境として健全な状態であるか否かと、作業環境として健全な状態であるか否かであるものとしたが、本発明に係る環境状態判定部が判定する環境状態は、これらの態様に限定されるものではない。部屋の内部で作業員が作業を継続できる時間の長さの程度を、環境状態として判定するものとしても良い。

また、上述した各実施形態のプラント監視システムにおいて、表示装置１０には、コンピュータ・ディスプレイが用いられ、入力装置４０には、キーボード及びマウスが用いられるものとしたが、本発明に係る表示装置及び入力装置の態様は、これに限定されるものではない。例えば、表示装置の機能と入力装置の機能とを兼ね備えたタッチパネル・ディスプレイを用いるものとしても良い。

また、上述の実施形態において、プラント監視技術が適用されるプラントは、一例として原子力発電用プラントであるものとしたが、本発明に係るプラントは、これに限定されるものではない。本発明に係るプラント監視技術は、火力発電用プラントや、化学プラントなど、多様なプラントに適用することができる。

また、上述した各実施形態の制御装置は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に記載したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、上述した実施形態の制御装置の構成の一部を他の構成に置き換えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることが可能である。

また、上述した制御装置の各構成、機能、例えば、環境情報取得部や表示制御部等は、それらの一部又は全部を、例えば、集積回路で設計する等によりハードウェアで実現しても良い。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することにより、ソフトウェアで実現しても良い。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリやハードディスク等の記憶装置、または、ＳＤカードやＤＶＤ等の記録媒体におくことができる。

以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、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。これらの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。これらの実施形態やその変形例は、発明の要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明と均等の範囲に含まれる。

１，１Ｂ プラント監視システム
１０ 表示装置
２０，２０Ｂ 制御装置
２２ 環境情報取得部
２４ 環境状態判定部
２６ 表示制御部
２８ 環境伝播予測部
３０ 記憶装置
４０ 入力装置
５０ 基本画面
５１，５２，５４，５６，５８，５９ 絵柄
６０ 詳細画面
６６，６６Ａ 伝播経路予測画面

Claims (6)

1. プラント内にある各部屋の環境に関する情報である環境情報を取得する環境情報取得部と、
   前記環境情報取得部により取得された環境情報に基づいて、各部屋の環境状態が健全な状態であるか否かを判定する環境状態判定部と、
   前記環境状態判定部により判定された各部屋の環境状態を、表示装置に表示する表示制御部と、
   を備えることを特徴とするプラント監視システム。
2. 前記各部屋には、当該部屋の環境に関する物理量を計測するセンサが設けられており、
   前記環境情報取得部は、当該センサにより計測された物理量を環境情報として取得する
   ことを特徴とする請求項１に記載のプラント監視システム。
3. 前記環境状態を判定する判定閾値が予め記憶されている記憶装置を、さらに備え、
   前記環境状態判定部は、前記センサにより計測された物理量を、当該判定閾値と比較することにより、各部屋の環境状態が健全な状態であるか否かを判定する
   ことを特徴とする請求項２に記載のプラント監視システム。
4. 前記環境状態判定部は、機器を稼働させる環境である機器稼働環境として健全な状態であるか否かと、作業員が作業する環境である作業環境として健全な状態であるか否かとをそれぞれ判定する
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のプラント監視システム。
5. 前記環境状態判定部により判定された各部屋の環境状態と、各部屋の配置及び接続関係に基づいて、プラント内に複数ある部屋のうち他の部屋の環境不全が伝播する虞がある部屋を予測する環境伝播予測部を、さらに備え、
   前記表示制御部は、前記環境伝播予測部により予測された環境不全が伝播する虞がある部屋を表示装置に表示する
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のプラント監視システム。
6. プラント内にある各部屋の環境に関する情報である環境情報を、環境情報取得部が取得し、
   前記環境情報取得部により取得された環境情報に基づいて、各部屋の環境状態が健全な状態であるか否かを、環境状態判定部が判定し、
   前記環境状態判定部により判定された各部屋の環境状態を、表示制御部が表示装置に表示する
   ことを特徴とするプラント監視方法。

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