JP2017049153A - 原子力プラントのアクシデント対策支援システム及び原子力プラントのアクシデント対策支援方法 - Google Patents

Abstract

【課題】原子力プラントにおいて、シビアアクシデント時に各種プラントパラメータを収集し、原子炉等の状態を把握でき、原子炉等の異常が判断でき、緊急時活動レベルに沿って行動するための情報を提供可能なシビアアクシデント対策用システムを提供する。【解決手段】シビアアクシデント発生時に緊急時活動レベルに沿って行動するため、原子炉等の状態、為すべき行動を集約表示する画面表示手段と、原子炉等の状態判定手段と、温度、圧力、ポンプ動作、弁の開閉状態等を収集するプラントデータ収集手段と、収集データ格納データベースシステム、原子炉等状態、為すべき行動の詳細情報と、緊急度、重要度から優先度を判定する優先度判定手段と、音声ガイド、メッセージ表示を行い運転員に優先処理情報を提供するガイド表示手段、原子炉等異常判断のための条件と要因を集約表示し、異常時に取り除くべき要因を識別可能とするためのロジック表示手段を提供する。【選択図】図１

Description

本発明は原子力プラントのアクシデント対策支援システム及びアクシデント対策支援方法に係り、特に、緊急時活動レベルに応じた対策に好適な原子力プラントのアクシデント対策支援システム及びアクシデント対策支援方法に関する。

原子力プラントでは、プラント全体において計測器で計測して、正常運転するように計算機システムで制御を行っている。一方、原子力プラントに事故が発生した場合には、原子炉の核反応を緊急停止させる等の措置が必要となる。

ここで、原子力プラントが安全な状態となったか、あるいは危険な状態が続いているかを把握するのが難しいので、事故発生時、原子炉の運転状態を基にリスク指標として燃料冷却指標を算出したり、格納容器内圧力等を基にリスク指標として格納容器指標を算出して原子炉の状態をリアルタイムで把握する技術が知られている。このような技術は例えば特開平06-201892号公報に記載されている。

特開平06-201892号公報

一方、原子力プラントの安全基準は東日本大震災以降見直されてきており、今後はシビアアクシデントが発生した際の運転員の行動や操作手順が増える事が予想される。すなわち、新たな原子力災害対策指針に基づき、緊急時活動レベル（EAL:Emergency Action Level）に沿って行動することが必要となる事が予想される。

上記の従来技術では、リスク指標が得られるものの、各種プラントパラメータや原子炉等の状態に基づき原子炉等の異常を判断して緊急時活動レベル（EAL:Emergency Action Level）に沿って行動することはできない。

シビアアクシデント発生時は各所で異常事態が発生している可能性が高く、発生時の緊急時活動レベルに応じて、重要度や優先度を即座に判断し行動しなければならないため、状況に応じて為すべき行動の詳細情報が必要となる。

本発明の目的は、シビアアクシデント発生時において運転員を支援するガイドを提供し、負担を軽減することが可能な原子力プラントのアクシデント対策支援システム及び原子力プラントのアクシデント対策支援方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明では、原子力プラントのパラメータを収集するパラメータ収集部と、前記パラメータ或いは環境情報に基づいて緊急活動レベルを判断する緊急活動レベル判断部と、前記緊急活動レベルに応じて緊急活動レベルに対応するメッセージを出力するか、或いは、緊急活動レベルに係るロジックを表示する表示制御部を有するように構成した。

具体的には、シビアアクシデント発生時に緊急時活動レベル（EAL:Emergency Action Level）に沿って行動するために確認すべき原子炉等の状態ならびに為すべき行動を集約表示するための画面表示手段と、原子炉等の状態に異常が生じているか否かを判断するための状態判定手段と、原子炉等の状態を把握するために温度、圧力、およびポンプ動作状態、弁の開閉状態等のプラント状態を収集するプラントデータ収集手段と、収集したプラントデータを格納するデータベースを備える。

或いは、上記の手段に加え、EAL画面と連携した、シビアアクシデント発生時に緊急時活動レベルに沿って行動するために確認すべき原子炉等の状態ならびに為すべき行動の詳細情報と、緊急度および重要度から優先度を判定する優先度判定手段と、優先順に音声ガイドならびにメッセージ表示を行い運転員に優先処理情報を提供するガイド表示手段を提供するためのガイド表示手段を備える。

或いは、上記の手段に加え、原子炉等の状態に異常が生じているか否かを判断するための条件と要因を集約表示し、異常が生じているときに取り除くべき要因を識別可能とするためのロジック表示手段を備える。

本発明によれば、シビアアクシデント発生時において運転員を支援するガイドを提供し、負担を軽減することができる。

シビアアクシデント対策支援システムの全体機能構成図である。 ＥＡＬ画面の一例である。 データベース１０２の格納データの詳細内容を示す図である。 ＥＡＬ画面の機能の説明図である。 フリッカ状態の変化の一例である。 行動ガイド画面の説明図である。 ロジックモニタ画面の一例である。

以下、本発明のシビアアクシデント対策支援システムについて、図面を用いて説明する。
尚、以降の説明において「シビアアクシデント対策支援システム」は「ＳＡ支援システム」と記載する。

図１は、本実施例のＳＡ支援システムの構成図である。ＳＡ支援システムは、図１に示すように、データベース１０２と状態判定・制御手段１０３で構成される支援システムサーバ１０１と、ロジックモニタ画面１０８と、ロジックモニタを表示するためのロジック表示手段１０５と、ＥＡＬ画面１０９と、ＥＡＬ画面を表示するための画面表示手段１０６と、音声やメッセージによってガイドを表示する行動ガイド画面１１０と、行動ガイド画面を表示するためのガイド表示手段１０７で構成される支援システム端末１０４とによって構成される。

状態判定・制御手段１０３は、収集されたプラントデータ・環境データ（或いはその加工情報）が格納されるデータベース１０２の記憶内容に応じて、ロジック表示手段１０５、画面表示手段１０６、ガイド表示手段１０７に通信経路を介して指令を送る。ロジック表示手段１０５、画面表示手段１０６、ガイド表示手段１０７は、送られた指令に応じてロジックモニタ画面１０８、ＥＡＬ画面１０９、行動ガイド画面１１０に表示を行う。ロジックモニタ画面１０８、ＥＡＬ画面１０９は、別々のディスプレイとして構成しても良く、単一のディスプレイに並べて表示しても、或いは、単一のディスプレイに切り替え表示するように構成しても良い。

データベース１０２の格納データの詳細内容を図３に示す。データベース１０２には、図３に示されるように、地震、津波、炉異常、プール異常、放射線、冷却材、原子炉、電源の各項目に対応して、EAL1 、EAL2、EAL3、メッセージ、ロジック、優先順位の内容が記憶されている。

図２はＥＡＬ画面１０９の構成を示す。図２は概略図であるが、実際のシステムで表示する画面ではＥＡＬの全ての項目を集約表示しており、一目でＥＡＬに関する状況を確認することが出来る。ＥＡＬ画面１０９は、原子力災害対策指針に基づき、緊急時活動レベルを判断する要素を集約表示し、事態の進展が１目で把握出来る構成としている。また、緊急事態レベルに従って警戒事態（ＥＡＬ１）、施設敷地緊急事態（ＥＡＬ２）、全面緊急事態（ＥＡＬ３）の３つの区分に分け、緊急事態レベルに応じた対応が可能な構成としている。

ここで、状態判定・制御手段１０３は、収集されたプラントデータ・環境データとデータベース１０２の記憶内容を比較して、例えば、震度６弱 以上の地震が発生していれば自然災害/地震ＥＡＬ１と判断し、津波高さ10m以上の津波が発生していれば自然災害/津波ＥＡＬ１と判断し、空間放射線量率5μSv/ｈ以上の放射線、空間放射線量率500μSv/ｈ以上の放射線が発生していれば各々放射線災害ＥＡＬ２、ＥＡＬ３と判断し、非常用炉心冷却装置の作動となり、非常用炉心冷却装置の注水不可となっていると各々冷却材災害ＥＡＬ２、ＥＡＬ３と判断し、原子炉が異常な圧力・温度上昇、最高圧力・温度となっていると各々原子炉災害ＥＡＬ２、ＥＡＬ３と判断し、交流電源喪失、交流電源及び直流電源の喪失の事象が発生していれば各々電源災害ＥＡＬ２、ＥＡＬ３と判断する。状態判定・制御手段１０３は、この判断に基づき、画面表示手段１０６に、例えば該当する項目のフリッカ等としてＥＡＬ画面１０９の表示の指示をする。

また、ＥＡＬ画面１０９はＥＡＬに関する全ての項目を集約表示しているが、各項目で異常等が発生している場合は、状態判定・制御手段１０３の指示に基づき、画面表示手段１０６は、画面上の各項目をフリッカおよび色替えし、その緊急度や異常発生度合いを即座に判断出来るようにしている。

ここで、データベース１０２に、地震、津波、炉異常、プール異常、放射線、冷却材、原子炉、電源の各項目に対応して記憶されており、ＥＡＬ１、ＥＡＬ２、ＥＡＬ３等の事故内容に対して優先度が記憶されている。そのため、データベース１０２から読み出された優先度に基づいて、例えばＥＡＬ１の条件に相当する地震が発生した場合は、自然災害項目２０１の自然災害ボタンおよび地震ボタンを成立を示す赤や黄色表示とし、原子炉の異常が発生した場合は、施設項目２０２の施設ボタンおよび炉異常ボタンを赤や黄色表示とし、ＥＡＬ１を赤や黄色表示とする。同様に、例えば原災法第１０条に対応する通信設備の異常が発生した場合は、原災法第１０条項目２０３の通信設備ボタンとＥＡＬ２を赤や黄色表示とし、原災法第１５条に対応する通信設備の異常が発生した場合は、原災法第１５条項目２０４の通信設備ボタンとＥＡＬ３を赤や黄色表示とする。尚、ボタンの赤や黄色といった色は、例えば軽度の異常であれば黄色、深刻な異常であれば赤というように、異常の重要度や深刻度によって変化することで、優先すべき対応の判断要素とすることが出来る。

複数の事故が発生した場合には、色表示或いは点滅状況を調整して、互いの優先度の高低が比較・目視認識できるようにＥＡＬ画面１０９に表示される。

図４はＥＡＬ画面１０９の機能の構成を示す。ＥＡＬ画面１０９の画面表示の一部を抜粋的に説明すると、ＥＡＬ画面１０９の各項目をマウス操作で押下することで、ポップアップウインドウ３０２を表示し、その項目に関して為すべき行動を確認可能としている。このなすべき行動は、データベース１０２に、地震、津波、炉異常、プール異常、放射線、冷却材、原子炉、電源の各項目に対応して記憶されており、ＥＡＬ１、ＥＡＬ２、ＥＡＬ３等の事故内容に対して、メッセージが表示されるようになっている。

また、ポップアップウインドウ３０２内にある「詳細」ボタンを押下することで、その項目に関する詳細な情報(取るべき行動指針、行動指示、判断基準となる規則ほかの情報)を確認したい場合は、詳細情報を表示することが出来る。すなわち、この詳細メッセージは、データベース１０２に、地震、津波、炉異常、プール異常、放射線、冷却材、原子炉、電源の各項目に対応して記憶されており、ガイド表示手段１０７により、
ＥＡＬ１、ＥＡＬ２、ＥＡＬ３等の事故内容に対して、メッセージが行動ガイド画面１１０に表示されるようになっている。

また、ポップアップウインドウ３０２内にある「ロジック」ボタンを押下することで、その項目に関連するパラメータ、各種計算式、異常要因、成立状態の情報を表示することが出来る。すなわち、このロジック図の格納場所は、データベース１０２に、地震、津波、炉異常、プール異常、放射線、冷却材、原子炉、電源の各項目に対応して記憶されており、ロジック表示手段１０５により、ＥＡＬ１、ＥＡＬ２、ＥＡＬ３等の事故内容に対して、ロジック図が呼び出されロジック図がロジックモニタ画面１０８に表示されるようになっている。

図４において、地震発生時の状況を例として各種機能の連携について説明する。地震が発生した場合、状態判定・制御手段１０３の指示に基づき、画面表示手段１０６は、ＥＡＬ画面の地震発生に関するボタン３０１がフリッカする。フリッカ中のボタン３０１を押下すると、当該項目のポップアップウインドウ３０２を表示する。尚、フリッカ中でなくても、ボタン押下すればポップアップウインドウを表示する。ポップアップウインドウの「ロジック」ボタンを押下すると、当該ガイドの判定条件であるロジック演算式とその成立状態を確認するためのロジックモニタ画面３０３を表示することで、具体的な発生の要因やその条件式を運転員が即座に確認出来る。また、ポップアップウインドウ３０２の「詳細」ボタンを押下すると、当該項目に関する詳細な情報(例えば判断基準や行動指針、警報発生条件等)を表示し、運転員に対して関連情報を提供する。尚、ＥＡＬ画面の他にもＥＡＬの判断に使用するパラメータについては、指示計表示やトレンド表示によって確認することも出来る。

図５はフリッカ状態の変化を示す。図４のポップアップウインドウの「確認」ボタンを押下すると、「地震発生震度６以上」表示をフリッカ状態４０１から点灯状態４０２とする。点灯状態はその警報要因が無くなるまで継続する。警報要因が無くなると、点灯中だったボタンを外枠フリッカ状態４０３とし、その状態で図４の「リセット」ボタンを押下すると通常の消灯状態とする。

図６は行動ガイド画面１１０の構成を示す。状態判定・制御手段１０３の指示に基づき、ガイド表示手段１０７は、ガイド機能として警報の発生状況や事故の進展状況に連動して音声やメッセージによるガイドを出力する。緊急時活動レベルに沿って行動するために確認すべき原子炉等の状態、ならびに為すべき行動の詳細情報を提供して運転員の行動を支援する。また、緊急度や重要度に応じた音声ガイドならびにメッセージ表示を行うことで運転員が優先して行動すべき内容を明確にすることが出来る。表示するメッセージは優先度が高いものから順に表示し、その要因が消えるまで表示を継続する。

図６において、警報表示エリア５０１は発生中の警報項目を表示するエリアであり、例えば「地震発生」や「大津波警報発令」等の項目を表示する。また、新規の警報項目が発生した場合、音声にて「○○が発生しました。」等の音声告知を行う。メッセージ表示エリア５０２は現在のプラント状況において優先度の高い行動や操作を、上から順にメッセージで表示するエリアであり、例えば「原子炉の水位が○○以下のため、注水設備を使用して水を注水すること」、「○○の系統の電源が喪失した為、代替電源車を用意すること」、「要援護者に対して避難準備の指示をすること」といった運転員への詳細なガイドメッセージを表示する。補足情報表示エリア５０３はガイドメッセージについての補足情報を表示するエリアであり、例えば「代替電源車使用にあたっては○○もしくは△△の許可を得ること」等のメッセージを表示する。ロジック呼び出しボタン５０４はガイド出力の条件が成立しているロジックモニタへ遷移するボタンであり、ボタン押下により対応するロジックの一覧を表示し、一覧表示上から判定条件の成立状態を知りたいロジックを選択することで当該ロジックの画面を表示する。

図７はロジックモニタを表示した画面の例である。状態判定・制御手段１０３の指示に基づき、ロジック表示手段１０５は、ロジックモニタ画面１０８に、ロジックモニタとしてＥＡＬのパラメータに関してその計算式や論理を途中の計算結果を含めてモニタすることが出来る。例えば警報が発生した際には異常が発生している要因の早期発見と、異常発生に至るプロセスの確認が可能となる。また、どの程度条件が成立しているかといった事も運転員がモニタで判断出来るようになるため、例えば次にこの条件が成立すると異常が発生するといった事も把握でき、それらに対する予防行動を取る事も可能となる。

図７において、ロジックモニタ画面１０８の表示例において、ロジック演算実行部６０１は演算する内容をロジックで表現する部分であり、平均計算例６０２は原子炉圧力１と原子炉圧力２の値を平均計算マクロで演算し、原子炉圧力として出力する計算例である。論理積計算例６０３はポンプ１の運転状態とポンプ２の運転状態を判定し、共に停止状態である時にポンプ２台停止の状態を出力する計算例である。ここで、○○は実数や整数値といった状態値を、△△はＯＮ／ＯＦＦといった成立状態をリアルタイムで表示する。ロジック上の矢印は現在値の状態やＯＮ／ＯＦＦの成立状態、信号の異常診断結果によって赤や緑、青といった色に変化する。また、ロジック演算情報記載部６０４のスペースは演算に関する諸情報を表示する部分であり、ロジックで表現された演算式についての補足情報や、数式での表現等を表示する。

以上説明したように、本実施例におけるＥＡＬ画面によれば、原子力災害対策指針に基づいたＥＡＬに関する判断要素を一括表示し、重要箇所の色替え等によって事態の進展や行動指針、判断基準を運転員に明確に知らせることで、シビアアクシデント発生時の運転員操作や対応速度の向上、間違いの防止が期待出来る。

また、本実施例におけるガイド機能によれば、警報状態や緊急度に応じて音声やメッセージを優先度の高いものから詳細にガイド表示することで運転員の行動を手助けし、必要な操作や行動が完了するまでメッセージを表示し続けることで機器や設備の操作漏れ等の防止の手助けをすることが出来る。

また、本実施例におけるロジックモニタによれば、異常発生箇所の要因を容易にかつ即座に特定することで、素早い対応策を講じるための判断が可能となり、状況が進展しそうな箇所を事前に察知し、その予防策を講じる手助けとなる。

１０１ 支援システムサーバ
１０２ データベース
１０３ 状態判定・制御手段
１０４ 支援システム端末
１０５ ロジック表示手段
１０６ 画面表示手段
１０７ ガイド表示手段
１０８ ロジックモニタ画面
１０９ ＥＡＬ画面
１１０ 行動ガイド画面
２０１ 自然災害項目
２０２ 施設項目
２０３ 原災法第１０条項目
２０４ 原災法第１５条項目
３０１ 項目フリッカ状態
３０２ ポップアップウインドウ
３０３ ロジックモニタ
３０４ 詳細メッセージ
４０１ フリッカ状態
４０２ 点灯状態
４０３ 外枠フリッカ状態
５０１ 警報項目表示部
５０２ ガイドメッセージ表示部
５０３ 補足情報表示部
５０４ ロジック呼び出しボタン
６０１ ロジック演算実行部
６０２ 原子炉圧力計算例
６０３ ポンプ運転状態計算例
６０４ ロジック演算情報記載部

Claims (7)

1. 原子力プラントのパラメータを収集するパラメータ収集部と、前記パラメータ或いは環境情報に基づいて緊急活動レベルを判断する緊急活動レベル判断部と、前記緊急活動レベルに応じて緊急活動レベルに対応するメッセージを出力するか、或いは、緊急活動レベルに係るロジックを表示する表示制御部を有することを特徴とする原子力プラントのアクシデント対策支援システム。
2. 請求項１において、表示制御部は、緊急時活動レベルに沿って行動するように、原子炉等の状態を把握するための情報或いは原子炉等の異常を判断するための情報を表示することを特徴とする原子力プラントのアクシデント対策支援システム。
3. 請求項２において、前記表示と連携して、アクシデント発生時に緊急時活動レベルに沿って行動するために確認すべき原子炉の状態及び為すべき行動の詳細情報を表示することを特徴とする原子力プラントのアクシデント対策支援システム。
4. 請求項１において、優先度を判定する優先度判定部を有し、前記優先度に応じて前記メッセージ或いは前記ロジックを表示することを特徴とする原子力プラントのアクシデント対策支援システム。
5. 請求項１において、前記優先順に音声ガイドを実行する音声ガイド部を有し、前記表示制御部は、優先処理情報を表示することを特徴とする原子力プラントのアクシデント対策支援システム。
6. 請求項１において、前記表示制御部は、原子炉等の状態に異常が生じているか否かを判断するための条件と要因を集約表示するものであって、取り除くべき要因を識別するための情報を表示するロジック表示部を含むことを特徴とする原子力プラントのアクシデント対策支援システム。
7. 原子力プラントのパラメータを収集し、前記パラメータ或いは環境情報に基づいて緊急活動レベルを判断し、前記緊急活動レベルに応じて緊急活動レベルに対応するメッセージを出力するか、或いは、緊急活動レベルに係るロジックを表示する原子力プラントのアクシデント対策支援方法。

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