JP4034195B2 - Plant operating method and operating apparatus thereof - Google Patents

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    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラントの運転方法およびその装置に係わり、特に、地震発生時における安全性と経済性を考慮したプラントの運転方法およびその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、原子力プラントは、放射線防護の観点から、構造および機能ともに十分余裕を持った安全性を有するように設計し建設されている。また運転に際しても放射性物質が周辺環境へ放出されることがないように、工学的安全施設などの放射性物質閉じ込め施設を有し、運転に異常が生じた場合、この異常を検知して原子炉の停止や適切な安全動作を起こさせる安全保護系を有している。また各設備に対しては、作動試験、機能試験を定期的に実施し、系統に要求される機能を充分に発揮できることを確認するようにしている。例えば、地震が発生した場合、上述した安全保護系の働きにより原子炉停止系が作動して自動的に運転を停止するなど、十分な安全性が確保されている。こうした原子力発電所等における従来のプラントの運転方法として、定量的に求められた個々の設備機器の保全費用と故障による損失予測値を比較し保全方法を選択するようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平8−77211号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のプラントの運転方法は、プラントの建屋構造が十分な強度をもって建設され、またシステムにおいても想定される事象に対して十分な安全性を示しているのに対して、過度の保守性が含まれている可能性がある。つまり、地震等のように複数のプラントに対して同様の負荷を生じさせる事象を想定すると、それら複数プラントに対して十分に無視できるリスクまでを全て考慮し過度の安全性を確保することになり、プラント停止によって被る損害や、安定的な電力供給不備を引き起こす可能性がある。
【0005】
本発明の目的は、プラントの十分な安全性を維持しつつ、電力の安定的な供給を可能としたプラントの運転方法およびその運転装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、複数のプラント構成機器を有するプラントの運転方法において、上記プラント構成機器を監視する機器監視部および地震計からの信号を取り込んで上記各プラント構成機器の状態評価を行い、この状態評価と予め記憶したプラント固有情報から求められる重要度評価結果から上記各プラント構成機器の重要度に応じた修理の優先順位を決め、この優先順位に基づいて算出したプラント起動に係わる損失予測値が所定値以下となるように起動タイミングを合わせるようにしたことを特徴とする。
【0007】
本発明によるプラントの運転方法によれば、プラント構成機器の状態評価を行って健全性が確認されたものを除いた後、異常および不明なプラント構成機器に対して修理の優先順位を決め、その後、プラント起動に係わる損失予測値が所定値以下となるように起動タイミングを合わせるようにしたため、安全性を損なうことなくプラントの起動手順を合理化し、プラント運転停止における損失を最小限に抑えることが可能となり、電力の安定供給を実現することができる。
【0008】
また請求項2に記載の本発明は上記目的を達成するために、複数のプラント構成機器を有するプラントの運転装置において、上記プラント構成機器を監視する機器監視部および地震計と、これら機器監視部および地震計からの信号を取り込んで上記各プラント構成機器の状態評価を行う機器状態評価部と、この機器状態評価部による評価と予め記憶したプラント固有情報から重要度評価結果を得るプラントリスク評価部および起動失敗リスク評価部と、このプラントリスク評価部および起動失敗リスク評価部にて評価した上記各プラント構成機器の重要度評価結果を利用して上記各プラント構成機器の重要度に応じた修理の優先順位を決めるパトロール優先度評価部と、このパトロール優先度評価部の優先順位に基づいてプラント起動に係わる損失予測値を算出するプラント停止起動失敗リスク経済損失評価部と、このプラント停止起動失敗リスク経済損失評価部による損失予測値が所定値以下となるように起動タイミングを合わせるプラント立ち上げ優先度判定部とを備えたことを特徴とする。
【0009】
本発明によるプラントの運転装置は、機器状態評価部でのプラント構成機器の状態評価を行って健全性が確認されたものを除いた後、異常および不明なプラント構成機器に対してプラントリスク評価部および起動失敗リスク評価部にて評価したプラント構成機器の重要度評価結果を利用してパトロール優先度評価部で各プラント構成機器の重要度に応じた修理の優先順位を決めるようにし、その後、プラント起動に係わる損失予測値が所定値以下、例えば最小となるように起動タイミングを合わせるようにしたため、安全性を損なうことなくプラントの起動手順を合理化し、プラント運転停止における損失を最小限に抑えることが可能となり、電力の安定供給を実現することができる。
【0010】
請求項3に記載した本発明は、請求項2記載のものにおいて、上記パトロール優先度評価部による優先順位に基づいて上記プラント構成機器のプラント固有情報を更新する点検補修データ更新部を設け、上記プラントリスク評価部および起動失敗リスク評価部は、更新された上記プラント構成機器のプラント固有情報に基づいて新たな重要度評価結果を得るようにしたことを特徴とするため、損失予測値が所定値以下ではない場合、パトロールによって得た点検補修データ等の固有情報を点検補修データ更新部から入力してプラントリスク評価部および起動失敗リスク評価部に与えて更新し、再度、損失予測値の再評価を行うようになり、プラント運転停止における損失を常に望ましい状態に抑えることが可能となり、電力の安定供給を実現することができる。
【0011】
また請求項4に記載した本発明は、請求項2記載のものにおいて、上記プラント停止起動失敗リスク経済損失評価部は、複数プラント毎にそれぞれ損失予測値を算出するように複数有し、上記複数のプラント停止起動失敗リスク経済損失評価部のそれぞれの損失予測値を用いて複数プラント間の運転の優先順位を算出するプラント立ち上げ優先度判定部を設けたことを特徴とするため、複数のプラント起動に係わる損失予測値が所定値以下となるように起動タイミングを合わせるようにすることができるようになり、電力の安定供給を実現することができる。
【0012】
さらに請求項5に記載した本発明は、請求項4記載のものにおいて、解除信号を受けない状態でのプラント起動を阻止する起動ロック手段を設け、上記プラント立ち上げ優先度判定部は、複数プラントの損失予測値の時間変化に基づき損失予測値が所定値以下となるタイミングを判断すると共に、炉心損傷確率上限値を下回っていると判定したとき解除信号を起動ロック手段に与えるように構成したことを特徴とするため、複数プラントの損失予測値の時間変化に基づき損失予測値が所定値以下となるタイミングを判定し、かつ、放射性防護の観点から設定された炉心損傷確率上限値を下回っているとプラント立ち上げ優先度判定部が判定したとき、この起動ロック手段に解除信号を与えることになり、一層、安全にプラント起動を行なうことができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の一実施の形態による原子力プラントの運転装置を示すブロック構成図である。
このプラントの運転装置は、基本的にモニター部15と評価部16とアウトプット部17とからなり、評価部16は原子力発電所の操作盤が集中している主制御室に設置している。モニター部15は、評価部16に接続した機器監視部1および地震計2とを備え、この機器監視部1はプラント毎の原子炉建屋およびタービン建屋内のポンプやタービン等の動的機器また監視カメラ等の静的機器監視等を監視する複数のモニターを有しており、また地震計2はプラント毎の原子炉建屋およびタービン建屋の各階に設置し、地震発生時において地震加速度データ、計測位置データおよび計測時間データを計測し、それらのデータを評価部16を送信するようにしている。
【0014】
評価部16は、プラント構成機器を監視する機器監視部1および地震計2からの信号を取り込んで各プラント構成機器の状態評価を行う機器状態評価部3と、炉心損傷フォールトツリーおよびプラント起動フォールトツリーなどを格納したプラントデータベース4と、プラント構成機器に関する位置データや機器の故障し易さを表す機器フラジリティデーターなどを格納した機器データベース5と、機器状態評価部3による評価と予めプラントデータベース4および機器データベース5に記憶したプラント固有情報から重要度評価結果を得るプラントリスク評価部6および起動失敗リスク評価部7と、このプラントリスク評価部6および起動失敗リスク評価部7において評価した各プラント構成機器の重要度評価結果を利用して各プラント構成機器の重要度に応じた修理の優先順位を決めるパトロール優先度評価部8と、このパトロール優先度評価部8の優先順位に基づいてプラント起動に係わる損失予測値を算出するプラント停止起動失敗リスク経済損失評価部11とを備えている。
【0015】
アウトプット部17は、プラント停止起動失敗リスク経済損失評価部11による損失予測値が所定値以下つまり最小となるように起動タイミングを合わせるプラント立ち上げ優先度判定部12を有しており、プラントが複数の場合には他のプラントの評価部16aもこのプラント立ち上げ優先度判定部12に接続されている。
【0016】
次に、上述した原子力プラントの運転装置の動作を図2に示したフローチャートを用いて説明する。
今、ステップS1で地震により複数のプラントが停止したとすると、ステップS2で機器状態評価部3は、このときの地震計2による地震加速度データ、計測位置データおよび計測時間データの取り込みと、機器監視部1による機器状況データの取り込みを行う。
【0017】
この機器状態評価部3では、ステップS3で各データに基づいてどのプラント構成機器に、どの位の加速度が加わったかを判定して各プラント構成機器に対応して記憶する。また、機器状態評価部3では、加速度データと機器データベース5に記憶された機器フラジリティデータにより、各プラント構成機器の地震による故障確率が求められ記憶される。また、プラント構成機器において運転上重要機器であるポンプ、タービン等の作動状況の監視や、外部監視カメラを用いた静的機器のモニター監視が行われており、この監視を行っている機器監視部1からの情報に基づいて機器状態評価部3は各プラント構成機器の状態評価を行う。例えば、静的機器である配管が破損し、冷却水が漏れていることを機器監視部1の監視モニターによって知ることができ、これを機器状態評価部3は機器の健全性を判定するための情報として取得している。
【0018】
例えば、この機器状態評価部3は、図3に示したフローチャートのように動作する。
ステップS2において機器監視部1から取り込まれた各プラント構成機器の健全性に関するデータ2aと、地震計2からの各プラント構成機器に加えられた加速度データ2bと、機器データベース5に記憶されている各プラント構成機器の耐震性データ2cとを入力した機器状態評価部3では、図3に示したステップS11でその情報を元に予め定められている耐震クラスに対応する許容加速度と、実際に加えられた地震加速度とを比較する。その結果、実際に加えられた地震加速度の方が大きい場合は、そのプラント構成機器は故障していると評価する。
【0019】
一方、図3に示したステップS11の判定結果、予め定められている耐震クラスに対応する許容加速度の方が実際に加えられた地震加速度よりも大きい場合は、ステップS12で状態確認が行われ、各機器監視部1によって状態確認ができない場合と、各機器監視部1によって正常動作の確認ができた場合と、各機器監視部1によって異常状態や損傷状態の確認ができた場合とに分ける。このうち各機器監視部1により状態確認ができない場合はステップS13で不明と評価し、各機器監視部1により正常動作の確認ができた場合はステップS14で健全と評価し、さらに各機器監視部1により異常状態や損傷状態の確認ができた場合はステップS15で故障と評価する。
【0020】
このように機器状態評価部3での状態評価は、それぞれプラント構成機器を「健全」、「故障」、「不明」のいずれかに区分することになる。この評価が「故障」とされた場合は、機器監視部2から得られた情報より、各プラント構成機器と対応して機器データベース5に記憶されたデータから故障モードを判定し、プラント構成機器の状態判定とその予測故障モードを記憶する。図5は、各プラント構成機器における判定例を示したもので、各プラント構成機器の名称18に対して、それぞれの機器毎に付けた耐震クラス判定19と、監視モニターによる実測の加速度などによる監視モニター判定20との比較から機器状態評価21を付けている。監視モニター判定20で「○」は健全、「−」は判定不能、「×」は故障を表している。
【0021】
続くステップS4では、図7に示すようにステップS3の評価結果と、地震計2からのデータと、機器データベース5内の機器の故障し易さを表す機器フラジリティデーターと、プラントデータベース4内の炉心損傷フォールトツリーおよびプラント起動フォールトツリーを取り込んで、プラントリスク評価部6および起動失敗リスク評価部7においてプラント固有情報から重要度評価結果を得る。プラントリスク評価部6はプラントが炉心損傷へ至るリスクを評価し、起動失敗リスク評価部7はプラント起動が失敗したことによる機器の故障や発電能力喪失によるリスクを評価する。これは、炉心廻りの系統に関しては、プラント起動に失敗するという事柄だけでなく、安全性を保持するという目的からプラントリスク評価を行う必要があるためである。
【0022】
プラントデータベース4には、原子炉の炉心損傷を頂上事象とするフォールトツリーと、プラント起動失敗を頂上事象とする二つの種類のフォールトツリーが記憶されている。原子炉の炉心損傷を頂上事象とするフォールトツリーは、例えば図4に示すように頂上事象である炉心損傷に至った直接の原因事象である一次下位事象Pi(i=1,2……n)と、この1次下位事象Piに至った直接の原因に事象である二次下位事象Pij(i=1,2……n、j=1,2……n)と、さらに最下位の素事象pi(i=1,2……n)とから樹系図として構成されている。このフォールトツリーにより、複数の素事象piから炉心損傷に至る確率を与える論理式(ブール式)f(p)が導き出される。
【0023】
この論理式f(p)において全ての素事象piごとの発生確率λを代入し、これに損害額Dを乗ずれば、数式1に示すように複数の素事象piを有するプラントにおいて炉心損傷発生に至った場合の経済的損失の期待値ERを算出することができる。
【数1】
【0024】
従って、ある素事象piの発生確率λiがλixに変化した場合、損失の期待値ERもERxに変化する。後述するプラント停止起動失敗リスク経済損失評価部11は、ある素事象piにかかる保全方法の変更に伴って、炉心損傷に至る経済的損失がどの程度変化するか、すなわち損失予測値の変化量ΔERを数式2に基づき算出する。
【数2】
【0025】
またプラントデータベース4には、原子力プラントの起動失敗を頂上事象とするフォールトツリーが記憶されている。このフォールトツリーは、図4の場合と同様に頂上事象であるプラントの停止に至った直接の原因事象である一次下位事象Qi(i=1,2……n)と、さらにこの一次下位事象Qiに至った直接の原因に事象である二次下位事象Qij(i=1,2……n、j=1,2……n)と、最下位の事象を素事象qi(i=1,2……n)とからなる樹系図として構成している。
【0026】
また、各素事象qiがそれぞれ炉心損傷にどの程度の影響を与えるかはFV重要度と呼ばれ、これは全炉心損傷リスクに対する当該機器の機能喪失が関係する炉心損傷リスクの寄与割合を示す。全炉心損傷頻度をCDF、プラント構成機器Aの故障が寄与している炉心損傷リスクをCDFAとすると、プラント構成機器AのFV重要度FV(A)は数式3で導き出せる。
【数3】
FV(A)=(CDF−CDFA)/CDF
【0027】
また当該プラント構成機器Aが故障した場合に、炉心損傷リスクの増加割合を表すRAW重要度RAW(A)は、全炉心損傷リスクをCDF、プラント構成機器Aの機能喪失確率を1とした場合の炉心損傷リスクをCDFA=1として示すと、次の数式4で定義される。
【数4】
RAW(A)=1/CDF
【0028】
この評価で、機器故障の確率は機器データベース5に記憶されているプラント固有のデータを用いるが、機器状態評価部3における判定によって機能の健全性が確認された機器については、故障確率の値を0として評価し、機能の故障が予想されるプラント構成機器に関しては、故障確率1として評価し、不明なプラント構成機器について機器データベース5の故障確率を用いる。さらに、機器データベース5に記憶されている各プラント構成機器の加速度データと地震耐性データとにより健全性を十分想定できるプラント構成機器については、リスク評価での故障確率を0として評価する。
【0029】
このようにして、地震計2および機器監視部1による外部情報と、各データベース4,5により、プラント状態を反映したリスク評価を行い、CDF炉心損傷リスク、FV重要度、RAW重要度という重要度評価結果をそれぞれ算出する。
【0030】
続くステップS5では、図7に示すようにリスク評価部6,7で実施された評価結果である重要度評価結果をパトロール優先度評価部8に入力して、各プラント構成機器の重要度に応じた修理の優先順位を決めてリスクを効率良く逓減するためのパトロール順序を決定する。機器監視部1により異常ありと認められたプラント構成機器と、地震加速度と機器耐震クラスの関係より故障していると判断されているプラント構成機器に対しては、優先的にそれらの状態確認を行い、また必要ならば補修作業を行う。これらプラント構成機器は、機器状態評価部3によって「故障」と評価されたものであり、それらの故障を復旧した後、機器状態が「不明」と評価されているプラント構成機器に関してのパトロール優先順位を決定する。
【0031】
これら評価毎の点検補修の優先順位は、次のようにして決定する。
プラントリスク評価部6および起動失敗リスク評価部7における出力値を利用し、先ず、FV重要度値は、算出したそれぞれの大きさに従って順位付けを行う。RAW重要度値は、上述の重要度と同様に算出したそれぞれの大きさに従って順位付けを行う。上述したFV重要度値およびRAW重要度値は、点検修理候補となるプラント構成機器に関して図8に示すようにFV重要度とRAW重要度の重要度ランク分類図を用いて二次元プロットし、そのプロット点に応じて、図8に示した各プラント構成機器のランク分けを行うことによって機器優先度の分類S5aを行う。
【0032】
また、損傷モードデータは、各機器の機器監視部1の結果に基づいて、もしくは後述するステップS6のパトロールによりプラント構成機器の機能不全が明らかになった場合、そのプラント構成機器の損傷モードに基づいて、どのような種類の破損または機能不全かを判定し、ここで判定された損傷モードデータを元に、プラントデータベース4に予め記憶した損傷モード毎の平均修復時間データから、そのプラント構成機器の損傷モードに対応する修復時間を得る。上述した損傷モードデータで得られたプラント構成機器の平均修復時間と、そのプラント構成機器が修復された時の炉心損傷リスクの計算データを元に、損傷モードデータを持つ各プラント構成機器に対して炉心損傷リスク低減時間変化率を求める。これにより補修時間による順位付け5bを行って、より短時間で炉心損傷リスク(経済損失)を低減できるプラント構成機器の修復を優先させることができる。
【0033】
図6は、損傷モードデータの例を模式的に示すもので、各機器名称18に対応した図8に基づく重要度ランク22と、損傷モード23と、平均修復時間24と、これらに基づく優先順位25を付けている。点検修理が進み、上述の判定において優先順位に重複が生じた場合は、FV重要度指値を用いて順位付けを行う。
【0034】
同様にしてパトロール優先度評価部8では、機器状態評価部3で健全性を確認できなかった「不明」のプラント構成機器、またパトロールによる確認もなされていない未確認プラント構成機器に関する点検修理の優先順位を決定する。これらの情報はプラント構成機器の優先度と共に図示しない端末ディスプレイに表示し、この優先順位に従ってパトロールガイドを作成する。
【0035】
続いて、ステップS5で作成されたパトロールガイドに従い、ステップS6で機器の点検修理のためのパトロールを実施する。
【0036】
その後、図2に示したステップS7でプラント停止起動失敗リスク経済損失評価部11は、先に実施したパトロール優先度評価部8での優先順位に基づいてプラント起動に関わる損失予測値を算出する。両リスク評価部6,7においてリスク評価を行い、炉心損傷確率およびプラント起動失敗確率を算出し、それぞれの確率に対して、炉心損傷による損害およびプラント起動失敗による損害を推定した損害ファクターを掛け合わせて、経済損失予測値を算出する。損害ファクターは、予めプラントデータベース4に記憶されているプラント固有データを用いる。ここで得られる二つの経済損失予測値はプラント停止起動失敗リスク経済損失評価部11において合算され、計測時間と共に記憶される。
【0037】
図9は、経済損失予測値の時間変化特性図である。
同図の曲線26はプラント起動に関する経済損失予測値の時間変化を示し、曲線27はプラント停止に関する経済損失予測値の時間変化を示し、また曲線28は、上述の曲線26,27を加算したプラントが持つ合算損失予測値の時間変化を示している。プラントが停止することによる経済的な損失を示す曲線27は、プラント停止の季節、時間、送電先などのファクターから決まるものであり、これらのデータは予めプラントデータベース4に記憶させている。
【0038】
プラント停止起動失敗リスク経済損失評価部11において、プラント起動に関する経済的損失を示す曲線26と、プラント停止による経済的損失を示す曲線27とを時間変化に対して合算すると、図9に点線で示すようなプラントが持つ合算損失予測値の時間変化曲線28が得られる。またプラントが複数の場合、各プラントの損失予測値を統合し、複数プラント全体の合算予測値の時間変化曲線が得られる。
【0039】
その後、ステップS8では、上述の経済損失評価を元にプラントの立ち上げのタイミングを判断する。図9に示した時間変化曲線28を用いることにより、プラント起動に関してどのタイミングで経済損失予測値を最小に抑えることができるかを判定することができる。同図では時間tnのとき合算予測値が最小となり、損失予測値のみを指標とするとプラントを起動する最適なタイミングであることを示している。
【0040】
合算損失予測値は機器機能健全性データが更新される度に変化するため、プラント起動に関する経済損失予測値の時間変化を示す曲線26は、図10に示すように更新毎に不連続に変化する。そこで、次のように合算損失予測値が最小になるタイミングを決定する。更新時の経過時間t1、t2(t2>t1)とし、その間に機器機能健全性データが更新されたプラント構成機器を機器nとする。機器nは機器機能健全性データが更新されるまでの間、機器データベース5に記憶されている機器nに加わった負荷に応じた損傷確率を持つとして評価されている。ここで機器nが健全である場合、それがプラント起動に関する経済損失予測値の低下に寄与する値をΔPnとすると、そのときのプラント起動に関する経済損失予測値変化率ΔPは、Δt=t2−t1とすると、数式5で表される。
【数5】
【0041】
同様に経過時間t1、t2間でのプラント停止による経済的損失曲線の時間変化率をΔQ(ΔQ=ΔQn/Δt)とする。ここでΔQ>ΔPとなるとき、機器点検時間Δtが大体一定だと考えると、プラントが停止してからの経過時間がt2以降は、機器の点検優先順位はプラント起動に関する経済損失予測値に対する寄与の大きい順になっているため、点検機器の状態によらずその合算損失期待値はt1<t<t2における合算損失期待値よりも大きくなる。そこで、合算損失期待値の更新毎にΔP、ΔQの比較を行い、ΔQ>ΔPとなるときを合算損失期待値が所定値以下、つまり最小となるタイミングを迎えたと判断する。
【0042】
プラントの立ち上げ判断のために、十分な安全性が確保されていない場合、または複数プラント損失予測値が最小にならないとプラント起動が出来ないような起動ロック手段を設置するとよい。プラント立ち上げ優先度判定部12は、複数プラントの損失予測値の時間変化に基づく損失予測値が所定値以下、つまり最小となるタイミングを判定し、かつ、放射性防護の観点から設定された炉心損傷確率上限値を下回っていると判定したとき、この起動ロック手段を解除する信号を発信するようにする。またプラント立ち上げ優先度判定部12は、同時に、他の各プラントの評価結果部16aにおける情報から損失予測値指標に基づき最小の損失予測値を持つプラントを選択するようにプラント立ち上げの優先順位評価判定を行う。
【0043】
複数プラントの合算損失予測値が所定値以下、例えば最小ではない場合、もしくは設定されている安全目標値に達していないと判定された場合は、図2のステップS10へと進む。ここでは、パトロールによって得た点検補修データを、図1に示した点検補修データ更新部9から入力してプラントリスク評価部6および起動失敗リスク評価部7に与えて更新し、図2に示したフローチャートのステップS3から合算損失予測値の再評価を行う。以上のような図2のステップS3〜S8の合算損失予測値の再評価を繰り返し、その評価値と経過時間を記録することにより、損失予測値の時間変化を知ることができる。
【0044】
図2に示したステップS9では、上述のステップS8において複数プラントの合算損失予測値が所定値以下、例えば、最小もしくは設定された最小予測値をクリアしている場合において進み、合算予測値が最小となるプラントに対してプラント起動を実施する。
【0045】
このようなプラント立ち上げは、プラント停止による影響が大きい場合に、十分な安全性を確保した上で手順を合理化したものである。つまり社会的影響が大きい時に行われる応急的な行為である。そのため、プラントが無事立ち上がった後、機器の健全性が未確認であるプラント構成機器についてはその確認を継続する。また、複数プラントの場合は、他プラントに対して電源が融通できるときには他プラントにおけるプラント機能の迅速な復旧を目指す。
【0046】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の力プラントの運転方法およびその装置によれば、安全性を損なうことなく、プラントの起動手順を合理化し、プラント運転停止における損失を最小限に抑えることが可能となり、電力の安定供給を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態によるプラントの運転装置を示すブロック構成図である。
【図2】図1に示したプラントの運転装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図3】図1に示したプラントの運転装置における機器状態評価部の動作を示すフローチャートである。
【図4】図1に示したプラントの運転装置におけるプラントデータベースに格納した炉心損傷を頂上事象とするフォールトツリーの模式図である。
【図5】図1に示したプラントの運転装置における機器状態評価部での状態評価例を示す模式図である。
【図6】図1に示したプラントの運転装置におけるパトロール優先度評価部でのパトロール優先度順位決定結果を示す模式図である。
【図7】図1に示したプラントの運転装置におけるリスク評価部およびパトロール優先度評価部の動作を示すフローチャートである。
【図8】図1に示したプラントの運転装置におけるリスク評価部での機器の重要度ランク分類を示す分類図である。
【図9】図1に示したプラントの運転装置における経済損失の時間変化を示す特性図である。
【図10】図9に示したプラント起動に関する経済損失予測値の時間変化を示す曲線の要部を拡大した特性図である。
【符号の説明】
1 機器監視部
2 地震計
3 機器状態評価部
4 プラントデータベース
5 機器データベース
6 プラントリスク評価部
7 起動失敗リスク評価部
8 パトロール優先度評価部
9 点検補修データ更新部
11 プラント停止起動失敗リスク経済損失評価部
12 プラント立ち上げ優先度判定部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a plant operation method and apparatus, and more particularly to a plant operation method and apparatus in consideration of safety and economic efficiency in the event of an earthquake.
[0002]
[Prior art]
In general, a nuclear power plant is designed and constructed so as to have sufficient safety in terms of structure and function from the viewpoint of radiation protection. In addition, in order to prevent radioactive materials from being released to the surrounding environment during operation, the facility has a radioactive material containment facility such as an engineering safety facility. It has a safety protection system for stopping and causing appropriate safe operation. In addition, for each facility, an operation test and a function test are periodically performed to confirm that the functions required for the system can be sufficiently exhibited. For example, when an earthquake occurs, sufficient safety is ensured such that the reactor shutdown system is activated by the above-described safety protection system and the operation is automatically stopped. As a method for operating a conventional plant in such a nuclear power plant, a maintenance method is selected by comparing the maintenance cost of each facility equipment quantitatively obtained with a predicted loss value due to failure. (For example, refer to Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-8-77211
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional method of operating the plant is that the plant building structure is constructed with sufficient strength and is sufficiently safe against the events that are assumed in the system, but excessive maintainability. May be included. In other words, assuming an event that causes the same load to multiple plants, such as an earthquake, excessive safety is ensured by considering all risks that can be sufficiently ignored for these multiple plants. This can cause damage caused by plant shutdowns and inadequate power supply.
[0005]
An object of the present invention is to provide a plant operation method and an operation apparatus thereof capable of stably supplying electric power while maintaining sufficient safety of the plant.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is directed to a method for operating a plant having a plurality of plant component devices. Evaluate, determine the priority of repair according to the importance of each plant component from the importance evaluation result obtained from this state evaluation and pre-stored plant-specific information, and start the plant calculated based on this priority The start timing is adjusted so that the predicted loss value related to is less than or equal to a predetermined value.
[0007]
According to the operation method of the plant according to the present invention, after the state evaluation of the plant component equipment is performed and the soundness is confirmed, the priority order of repair is determined for the abnormal and unknown plant component equipment, and then Since the startup timing is adjusted so that the estimated loss value related to plant startup is less than or equal to the predetermined value, the startup procedure of the plant can be streamlined without sacrificing safety, and loss during plant shutdown can be minimized. This makes it possible to achieve a stable supply of power.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in order to achieve the above object, in a plant operating apparatus having a plurality of plant component devices, a device monitoring unit and a seismometer for monitoring the plant component devices, and these device monitoring units And an equipment state evaluation unit that takes in signals from seismometers and evaluates the state of each plant component device, and a plant risk evaluation unit that obtains an importance evaluation result from evaluations by the device state evaluation unit and pre-stored plant-specific information In addition, using the importance evaluation result of each plant component evaluated by the plant failure assessment unit and the plant failure assessment unit and the startup failure risk assessment unit, repairs corresponding to the importance of each plant component are performed. A patrol priority evaluation unit that determines priorities, and the plant startup based on the priorities of the patrol priority evaluation unit. A plant shutdown startup failure risk economic loss evaluation unit that calculates a predicted loss value, and a plant startup priority determination unit that matches the startup timing so that the predicted loss value by the plant shutdown startup failure risk economic loss evaluation unit is below a predetermined value. It is characterized by comprising.
[0009]
The plant operating device according to the present invention is a plant risk evaluation unit for abnormal and unknown plant component devices after the state of plant component devices is evaluated by the device state evaluation unit and the soundness is confirmed. Then, using the importance evaluation result of the plant component equipment evaluated by the startup failure risk evaluation unit, the patrol priority evaluation unit determines the priority of repair according to the importance of each plant component device, and then the plant The start-up timing is adjusted so that the estimated loss value related to start-up is less than or equal to a predetermined value, for example, the minimum. Thus, stable supply of power can be realized.
[0010]
The present invention described in claim 3 is the one described in claim 2, further comprising an inspection / repair data update unit that updates the plant specific information of the plant component device based on the priority order by the patrol priority evaluation unit, The plant risk evaluation unit and the startup failure risk evaluation unit are characterized in that a new importance evaluation result is obtained based on the updated plant-specific information of the plant component device. If it is not below, specific information such as inspection / repair data obtained by patrol is input from the inspection / repair data update unit and is given to the plant risk evaluation unit and start-up failure risk evaluation unit for updating. This makes it possible to always keep the loss in the plant shutdown to a desirable state and realize a stable power supply. Rukoto can.
[0011]
Further, the present invention described in claim 4 is the one described in claim 2, wherein the plant stop / start-up failure risk economic loss evaluation unit includes a plurality of loss prediction values for each of a plurality of plants. Plant start-up failure risk Economic loss assessment unit of each plant using the estimated loss value, the plant startup priority determination unit that calculates the priority of operation between multiple plants The startup timing can be adjusted so that the predicted loss value related to startup is not more than a predetermined value, and stable power supply can be realized.
[0012]
Further, the present invention described in claim 5 is the one described in claim 4, further comprising a start lock means for preventing start of the plant in a state where no release signal is received, wherein the plant start-up priority determination unit includes a plurality of plants. Based on the time variation of the estimated loss value, the timing at which the estimated loss value falls below the predetermined value is determined, and when it is determined that the estimated loss value is below the upper limit of the core damage probability, a release signal is given to the startup lock means Therefore, the timing when the predicted loss value falls below a predetermined value is determined based on the time variation of the predicted loss value of multiple plants, and the core damage probability upper limit set from the viewpoint of radiation protection is below When the plant startup priority determination unit determines, a release signal is given to the start lock means, and the plant can be started more safely. Can.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block configuration diagram showing an operating device of a nuclear power plant according to an embodiment of the present invention.
The operation device of this plant basically includes a monitor unit 15, an evaluation unit 16, and an output unit 17, and the evaluation unit 16 is installed in a main control room where operation panels of nuclear power plants are concentrated. The monitor unit 15 includes a device monitoring unit 1 and a seismometer 2 connected to the evaluation unit 16, and the device monitoring unit 1 monitors and monitors dynamic devices such as pumps and turbines in reactor buildings and turbine buildings for each plant. It has multiple monitors that monitor static equipment such as cameras, and seismometer 2 is installed on each floor of the reactor building and turbine building of each plant. Data and measurement time data are measured, and these data are transmitted to the evaluation unit 16.
[0014]
The evaluation unit 16 includes a device state evaluation unit 3 that takes in signals from the device monitoring unit 1 and the seismometer 2 that monitor plant component devices and evaluates the state of each plant component device, a core damage fault tree, and a plant activation fault tree. And the like, a plant database 4 storing position data relating to plant component equipment, equipment fragility data indicating the likelihood of equipment failure, etc., evaluation by the equipment state evaluation unit 3, and the plant database 4 and equipment in advance. A plant risk evaluation unit 6 and a startup failure risk evaluation unit 7 that obtain importance evaluation results from plant-specific information stored in the database 5, and each plant component device evaluated by the plant risk evaluation unit 6 and the startup failure risk evaluation unit 7 Each plant structure using the importance evaluation result A patrol priority evaluation unit 8 that determines the priority of repair according to the importance of the device, and a plant stop activation failure risk economy that calculates a predicted loss value related to plant activation based on the priority of the patrol priority evaluation unit 8 And a loss evaluation unit 11.
[0015]
The output unit 17 includes a plant start-up priority determination unit 12 that adjusts the start timing so that the predicted loss value by the plant stop start failure risk economic loss evaluation unit 11 is equal to or less than a predetermined value, that is, the minimum. In a plurality of cases, the evaluation unit 16a of another plant is also connected to the plant startup priority determination unit 12.
[0016]
Next, the operation of the above-described nuclear power plant operating device will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
Now, assuming that a plurality of plants are stopped due to an earthquake in step S1, in step S2, the equipment state evaluation unit 3 captures earthquake acceleration data, measurement position data, and measurement time data by the seismometer 2 and equipment monitoring. The device status data is captured by the unit 1.
[0017]
In this equipment state evaluation unit 3, it is determined in step S3 which acceleration is applied to which plant constituent equipment based on each data, and the corresponding data is stored for each plant constituent equipment. Moreover, in the equipment state evaluation unit 3, the failure probability due to the earthquake of each plant component equipment is obtained and stored based on the acceleration data and the equipment fragility data stored in the equipment database 5. In addition, monitoring of the operation status of pumps, turbines, etc., which are important in operation in plant components, and monitoring of static equipment using an external monitoring camera are performed, and the equipment monitoring section that performs this monitoring Based on the information from 1, the equipment state evaluation unit 3 performs state evaluation of each plant constituent equipment. For example, it is possible to know from a monitoring monitor of the equipment monitoring unit 1 that piping that is a static equipment is broken and leakage of cooling water, and this is used by the equipment state evaluation unit 3 to determine the soundness of the equipment. It is acquired as information.
[0018]
For example, the device state evaluation unit 3 operates as in the flowchart shown in FIG.
Data 2a relating to the soundness of each plant constituent device captured from the device monitoring unit 1 in step S2, acceleration data 2b applied to each plant constituent device from the seismometer 2, and each of the data stored in the device database 5 In the equipment state evaluation unit 3 that has input the earthquake resistance data 2c of the plant component equipment, an allowable acceleration corresponding to a predetermined earthquake resistance class is actually added based on the information in step S11 shown in FIG. Compare earthquake acceleration. As a result, if the actually applied seismic acceleration is larger, it is evaluated that the plant component equipment is out of order.
[0019]
On the other hand, if the determination result in step S11 shown in FIG. 3 indicates that the allowable acceleration corresponding to the predetermined earthquake resistance class is greater than the actually applied earthquake acceleration, the state is confirmed in step S12. It is divided into a case where each device monitoring unit 1 cannot check the state, a case where each device monitoring unit 1 can check normal operation, and a case where each device monitoring unit 1 can check an abnormal state or a damaged state. Of these, if each device monitoring unit 1 cannot confirm the status, it is evaluated as unknown in step S13. If each device monitoring unit 1 can confirm normal operation, it is evaluated as healthy in step S14, and each device monitoring unit. If the abnormal state or the damaged state can be confirmed by 1, it is evaluated as a failure in step S 15.
[0020]
As described above, the state evaluation in the device state evaluation unit 3 classifies the plant constituent devices into one of “sound”, “failure”, and “unknown”. When this evaluation is “failure”, the failure mode is determined from the data stored in the device database 5 corresponding to each plant component device, based on the information obtained from the device monitoring unit 2, and the plant component device The state determination and the predicted failure mode are stored. FIG. 5 shows an example of determination in each plant component device. For the name 18 of each plant component device, the seismic class determination 19 assigned to each device, and monitoring by acceleration measured by a monitor monitor, etc. A device state evaluation 21 is attached based on comparison with the monitor determination 20. In the monitoring monitor determination 20, “◯” indicates sound, “−” indicates determination is impossible, and “×” indicates failure.
[0021]
In the subsequent step S4, as shown in FIG. 7, the evaluation result of step S3, data from the seismometer 2, equipment fragility data indicating the degree of failure of the equipment in the equipment database 5, and the core in the plant database 4 The damage fault tree and the plant activation fault tree are taken in, and the importance evaluation result is obtained from the plant specific information in the plant risk evaluation unit 6 and the activation failure risk evaluation unit 7. The plant risk evaluation unit 6 evaluates the risk that the plant will lead to core damage, and the start-up failure risk evaluation unit 7 evaluates the risk due to equipment failure or loss of power generation capacity due to failure of the plant start-up. This is because the system around the reactor core needs to be evaluated not only for the failure of starting the plant but also for the purpose of maintaining safety.
[0022]
The plant database 4 stores a fault tree whose top event is a reactor core damage and two types of fault trees whose top event is a plant start failure. For example, as shown in FIG. 4, a fault tree having a reactor core damage as a top event is a primary sub-event Pi (i = 1, 2,... N) that is a direct cause event leading to a core damage as a top event. And the secondary lower event Pij (i = 1, 2... N, j = 1, 2... N), which is the direct cause of the primary lower event Pi, and the lowest elementary event. It is constructed as a tree diagram from pi (i = 1, 2,... n). From this fault tree, a logical expression (Boolean expression) f (p) that gives the probability of core damage from a plurality of elementary events pi is derived.
[0023]
Substituting the occurrence probability λ for every elementary event pi in this logical expression f (p) and multiplying this by the damage amount D, the core damage occurs in a plant having a plurality of elementary events pi as shown in Equation 1. It is possible to calculate the expected value ER of the economic loss when it reaches
[Expression 1]
[0024]
Therefore, when the occurrence probability λi of a certain elementary event pi changes to λix, the expected loss value ER also changes to ERx. The plant shutdown start failure risk economic loss evaluation unit 11 to be described later indicates how much the economic loss that leads to core damage changes with the change of the maintenance method related to a certain elementary event pi, that is, the amount of change ΔER of the predicted loss value. Is calculated based on Equation 2.
[Expression 2]
[0025]
The plant database 4 stores a fault tree whose top event is a failure to start a nuclear power plant. As in the case of FIG. 4, the fault tree includes a primary lower event Qi (i = 1, 2,... N) that is a direct cause event that has led to a plant shutdown that is a top event, and further this primary lower event Qi. The secondary low-order event Qij (i = 1, 2... N, j = 1, 2... N), which is the direct cause of the event, and the lowest event qi (i = 1, 2). ...... It is constructed as a tree diagram consisting of n).
[0026]
The degree of influence of each elementary event qi on the core damage is called the FV importance, which indicates the contribution ratio of the core damage risk related to the loss of function of the equipment with respect to the total core damage risk. Assuming that the total core damage frequency is CDF and the core damage risk to which a failure of the plant component equipment A contributes is CDFA, the FV importance FV (A) of the plant component equipment A can be derived from Equation 3.
[Equation 3]
FV (A) = (CDF−CDFA) / CDF
[0027]
In addition, when the plant component equipment A fails, the RAW importance level RAW (A) representing the increase rate of the core damage risk is obtained when the total core damage risk is CDF and the function loss probability of the plant component equipment A is 1. When the core damage risk is expressed as CDFA = 1, it is defined by the following Equation 4.
[Expression 4]
RAW (A) = 1 / CDF
[0028]
In this evaluation, plant-specific data stored in the equipment database 5 is used as the equipment failure probability. However, for equipment whose functional soundness is confirmed by the judgment in the equipment state evaluation section 3, the value of failure probability is set. For a plant component device that is evaluated as 0 and expected to have a functional failure, it is evaluated as a failure probability 1 and the failure probability in the device database 5 is used for an unknown plant component device. Furthermore, for the plant components that can sufficiently assume the soundness based on the acceleration data and earthquake resistance data of each plant component stored in the device database 5, the failure probability in the risk evaluation is evaluated as zero.
[0029]
In this way, risk assessment that reflects the plant state is performed by using the external information from the seismometer 2 and the equipment monitoring unit 1 and the databases 4 and 5, and the importance of CDF core damage risk, FV importance, and RAW importance. Each evaluation result is calculated.
[0030]
In the subsequent step S5, as shown in FIG. 7, the importance evaluation result, which is the evaluation result performed by the risk evaluation units 6 and 7, is input to the patrol priority evaluation unit 8, and according to the importance of each plant component device. Determine the priority of repairs and determine the patrol order to reduce risk efficiently. For the plant components that are recognized as abnormal by the device monitoring unit 1 and the plant components that are determined to be out of order due to the relationship between the earthquake acceleration and the earthquake resistance class, check their status with priority. And, if necessary, repair work. These plant component devices are evaluated as “failure” by the device state evaluation unit 3, and after recovering from those failures, the patrol priority order for the plant component devices whose device state is evaluated as “unknown” To decide.
[0031]
The priority of inspection and repair for each evaluation is determined as follows.
Using the output values from the plant risk evaluation unit 6 and the startup failure risk evaluation unit 7, first, the FV importance values are ranked according to the calculated sizes. RAW importance values are ranked according to their respective sizes calculated in the same manner as the above-described importance values. The above-mentioned FV importance value and RAW importance value are two-dimensionally plotted using the importance rank classification diagram of FV importance and RAW importance as shown in FIG. According to the plot points, the device priority classification S5a is performed by ranking the plant constituent devices shown in FIG.
[0032]
Further, the damage mode data is based on the result of the device monitoring unit 1 of each device, or when the malfunction of the plant component device is revealed by the patrol in step S6 described later, based on the damage mode of the plant component device. The type of damage or malfunction is determined, and based on the damage mode data determined here, from the average repair time data for each damage mode stored in the plant database 4 in advance, Get the repair time corresponding to the damage mode. Based on the average repair time of the plant component equipment obtained from the damage mode data described above and the calculation data of the core damage risk when the plant component equipment is repaired, for each plant component equipment having damage mode data Determine the rate of change in time to reduce core damage risk. This makes it possible to prioritize the repair of plant components that can reduce the core damage risk (economic loss) in a shorter time by ranking 5b based on the repair time.
[0033]
FIG. 6 schematically shows an example of damage mode data. The importance rank 22 based on FIG. 8 corresponding to each device name 18, the damage mode 23, the average repair time 24, and the priority order based on them. 25 is attached. If inspection and repair progress and overlap occurs in the priority order in the above-described determination, ranking is performed using the FV importance level limit.
[0034]
Similarly, in the patrol priority evaluation unit 8, the priority order of inspection and repair related to “unknown” plant component devices whose integrity has not been confirmed by the device state evaluation unit 3 and unconfirmed plant component devices that have not been confirmed by patrol. To decide. These pieces of information are displayed on a terminal display (not shown) together with the priorities of the plant component devices, and a patrol guide is created in accordance with the priorities.
[0035]
Subsequently, according to the patrol guide created in step S5, patrol for inspection and repair of the equipment is performed in step S6.
[0036]
Thereafter, in step S7 shown in FIG. 2, the plant stop-start failure risk economic loss evaluation unit 11 calculates a predicted loss value related to the plant start-up based on the priorities in the patrol priority evaluation unit 8 previously implemented. Both risk assessment units 6 and 7 perform risk assessments, calculate core damage probabilities and plant startup failure probabilities, and multiply these probabilities by damage factors that estimate damage due to core damage and plant start-up failures. To calculate the predicted economic loss. The damage factor uses plant specific data stored in the plant database 4 in advance. The two predicted economic loss values obtained here are added together at the plant stop-start failure risk economic loss evaluation unit 11 and stored together with the measurement time.
[0037]
FIG. 9 is a time change characteristic diagram of the predicted economic loss value.
A curve 26 in the figure shows the time change of the predicted economic loss value related to the plant start-up, a curve 27 shows the time change of the predicted economic loss value related to the plant stoppage, and a curve 28 is a plant obtained by adding the above-described curves 26 and 27. Shows the time change of the estimated total loss value. The curve 27 indicating the economic loss due to the plant shutdown is determined by factors such as the plant shutdown season, time, power transmission destination, and the like, and these data are stored in the plant database 4 in advance.
[0038]
In the plant stop activation failure risk economic loss evaluation unit 11, when a curve 26 indicating the economic loss related to the plant start and a curve 27 indicating the economic loss due to the plant stop are added to the time change, a dotted line is shown in FIG. 9. A time change curve 28 of the predicted total loss value of such a plant is obtained. When there are a plurality of plants, the loss prediction values of the respective plants are integrated, and a time change curve of the total prediction value of the plurality of plants as a whole is obtained.
[0039]
After that, in step S8, the plant startup timing is determined based on the above-described economic loss evaluation. By using the time change curve 28 shown in FIG. 9, it is possible to determine at what timing the predicted economic loss value can be minimized with respect to the plant start-up. The figure shows that the total predicted value is the minimum at time tn, and that the optimal timing for starting up the plant is the index of only the predicted loss value.
[0040]
Since the combined loss prediction value changes every time the device function soundness data is updated, the curve 26 indicating the time change of the economic loss prediction value related to plant start-up changes discontinuously for each update as shown in FIG. . Therefore, the timing at which the estimated total loss value is minimized is determined as follows. The elapsed times t1 and t2 (t2> t1) at the time of update are set, and a plant component device in which the device function soundness data is updated during that time is set as a device n. The device n is evaluated as having a damage probability corresponding to the load applied to the device n stored in the device database 5 until the device function soundness data is updated. Here, when the device n is healthy, if the value that contributes to the decrease in the predicted economic loss value related to the plant startup is ΔPn, the predicted economic loss change rate ΔP related to the plant startup at that time is Δt = t2−t1. Then, it is expressed by Equation 5.
[Equation 5]
[0041]
Similarly, let ΔQ (ΔQ = ΔQn / Δt) be the time change rate of the economic loss curve due to the plant shutdown between the elapsed times t1 and t2. Here, when ΔQ> ΔP, if it is considered that the equipment inspection time Δt is substantially constant, after the time t2 after the plant is stopped, the inspection priority of the equipment contributes to the predicted economic loss value related to the plant startup. Therefore, the expected total loss value is larger than the expected total loss value at t1 <t <t2, regardless of the state of the inspection equipment. Therefore, ΔP and ΔQ are compared each time the expected total loss value is updated, and it is determined that the timing when the total expected loss value is equal to or smaller than the predetermined value, that is, the minimum is reached when ΔQ> ΔP.
[0042]
In order to determine whether to start a plant, it is preferable to install a start-up lock means that cannot start the plant if sufficient safety is not ensured or if the multiple plant loss prediction value is not minimized. The plant start-up priority determination unit 12 determines the timing at which the predicted loss value based on the time change of the predicted loss value of the plurality of plants is equal to or less than a predetermined value, that is, the minimum, and the core damage set from the viewpoint of radioactive protection When it is determined that the probability is lower than the upper limit value, a signal for releasing the activation lock means is transmitted. In addition, the plant startup priority determination unit 12 simultaneously selects the plant startup priority so as to select the plant having the minimum loss prediction value based on the loss prediction value index from the information in the evaluation result unit 16a of the other plants. Make an evaluation decision.
[0043]
When it is determined that the combined loss prediction value of a plurality of plants is not more than a predetermined value, for example, is not the minimum, or has not reached the set safety target value, the process proceeds to step S10 in FIG. Here, the inspection / repair data obtained by the patrol is input from the inspection / repair data update unit 9 shown in FIG. 1 and is given to the plant risk evaluation unit 6 and the start-up failure risk evaluation unit 7 to be updated, as shown in FIG. The total loss predicted value is re-evaluated from step S3 of the flowchart. By repeating the re-evaluation of the combined loss prediction value in steps S3 to S8 of FIG. 2 as described above and recording the evaluation value and the elapsed time, it is possible to know the temporal change of the loss prediction value.
[0044]
In step S9 shown in FIG. 2, the process proceeds when the combined loss predicted value of a plurality of plants is equal to or smaller than a predetermined value in step S8 described above, for example, the minimum or set minimum predicted value is cleared. Start up the plant for
[0045]
Such a plant start-up is a streamlined procedure after ensuring sufficient safety when the influence of the plant stoppage is large. In other words, it is an emergency action that takes place when the social impact is great. For this reason, after the plant has been successfully started up, the confirmation is continued for the plant constituent devices whose device soundness is unconfirmed. In the case of a plurality of plants, when the power source can be accommodated with respect to other plants, the plant function in other plants is promptly restored.
[0046]
【The invention's effect】
As described above, according to the power plant operation method and apparatus of the present invention, it is possible to rationalize the start-up procedure of the plant without impairing safety, and to minimize the loss in the plant operation stop, A stable power supply can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a plant operating apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing an operation procedure of the plant operating apparatus shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a flowchart showing an operation of an equipment state evaluation unit in the plant operation apparatus shown in FIG. 1;
4 is a schematic diagram of a fault tree in which the core damage stored in the plant database in the plant operation apparatus shown in FIG. 1 is a top event. FIG.
FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of state evaluation in an equipment state evaluation unit in the plant operating apparatus shown in FIG. 1;
6 is a schematic diagram showing a patrol priority ranking determination result in a patrol priority evaluation unit in the plant operating apparatus shown in FIG. 1; FIG.
7 is a flowchart showing operations of a risk evaluation unit and a patrol priority evaluation unit in the plant operation apparatus shown in FIG. 1; FIG.
FIG. 8 is a classification diagram showing equipment importance rank classification in the risk evaluation unit in the plant operation apparatus shown in FIG. 1;
FIG. 9 is a characteristic diagram showing a time change of economic loss in the operation apparatus of the plant shown in FIG. 1;
10 is a characteristic diagram enlarging a main part of a curve showing a temporal change in an estimated economic loss value related to plant start-up shown in FIG. 9;
[Explanation of symbols]
1 Equipment monitoring unit
2 Seismometer
3 Equipment condition evaluation department
4 Plant database
5 Equipment database
6 Plant Risk Assessment Department
7 Start-up failure risk assessment department
8 Patrol priority evaluation department
9 Inspection and repair data update department
11 Plant stop-start failure risk Economic loss assessment department
12 Plant startup priority determination unit

Claims (4)

  1. 複数のプラント構成機器を有する原子力プラントの運転方法において、機器監視部と地震計と機器状態評価部とリスク評価部とパトロール優先度評価部とプラント停止起動リスク経済損失評価部とを備えて、
    地震によりプラントが停止したとき、機器状態評価部は、上記プラント構成機器の状態をモニターにより機器を監視する機器監視部および地震計からの信号を取り込んで、上記各プラントの構成機器の状態を健全、判定不能、故障に分けて損傷モードの評価を行い、
    リスク評価部は、この評価結果と予め記憶していた機器の故障のし易さを表す機器フラジリティデータと、炉心損傷を頂点事象として各構成機器の状態を示す関連素事象との関係を樹系化した炉心損傷フォールトツリーデータおよび、プラント起動失敗を頂点事として各構成機器の状態を示す関連素事象との関係を樹系化したプラント起動フォールトツリーデータとを取込み、炉心損傷の危険度を示す炉心損傷リスク、各素事象がそれぞれ炉心損傷にどの程度の影響を与えるかを示すFV重要度および故障構成機器の炉心損傷リスクの増加割合を示すRAW重要度とをリスク評価情報として求め、
    パトロール優先度評価部は、上記評価情報から点検修理の機器優先度およびプラント構成機器の損傷モードからその損傷モードに対応した修理期間、プラント構成機器が修復された時の炉心損傷リスク低減時間変化率を求めてプラント構成機器の点検修理の優先順位を決定し、
    プラント停止起動リスク経済損失評価部は、炉心損傷フォールトツリーデータおよびプラント起動フォールトツリーデータを取り込んで上記プラント構成機器の点検修理の優先順位に基づいて修理を実施するときのプラント起動に係わる経済的損失の予測値を算出して該経済的損失の予測値が所定値以下となる起動タイミングを判定する、
    ことを特徴とする原子力プラントの運転方法。
    In a method of operating a nuclear power plant having a plurality of plant components, an equipment monitoring unit, a seismometer, a device state evaluation unit, a risk evaluation unit, a patrol priority evaluation unit, and a plant shutdown start-up risk economic loss evaluation unit are provided.
    When the plant stops due to an earthquake, the equipment status evaluation unit captures the signals from the equipment monitoring unit and seismometers that monitor the equipment by monitoring the state of the plant constituent equipment, and the health of the constituent equipment of each plant is healthy. The damage mode is evaluated by dividing into failure, judgment and failure.
    The risk assessment unit uses a tree system to represent the relationship between the assessment results, the device fragility data that indicates the ease of device failure, and the related elementary events that indicate the status of each component device with the core damage as a top event. turned into core damage fault tree data and was, uptake and plant startup fault tree data the relationship between the relevant element events were tree system of indicating the state of each component device of the plant starting failure as the vertex events elephant, the risk of core damage The risk evaluation information is obtained as the risk assessment information, indicating the core damage risk to be indicated, the FV importance indicating how much each elementary event affects the core damage, and the RAW importance indicating the rate of increase in the core damage risk of the failed components.
    The patrol priority evaluation unit determines the equipment priority for inspection and repair from the above evaluation information, the repair period corresponding to the damage mode from the damage mode of the plant constituent equipment, and the rate of change in the core damage risk reduction time when the plant constituent equipment is repaired. To determine the priority of inspection and repair of plant components,
    The plant shutdown start-up risk economic loss assessment section takes in the core damage fault tree data and the plant start-up fault tree data, and performs economic repairs related to plant start-up when performing repairs based on the priority of inspection and repair of the plant components. Determining a start timing at which the predicted value of the economic loss is equal to or less than a predetermined value by calculating a predicted value of
    A method for operating a nuclear power plant.
  2. 複数のプラント構成機器を有する原子力プラントの地震発生によるプラント停止が生じたときの原子力プラント運転装置において、
    地震計と、
    上記プラント構成機器の状態をモニタにより、監視する機器監視部と、
    上記地震計と機器監視部との信号を取込み、上記各プラント構成機器の状態を、健全、判定不能、故障に分けた損傷モードの評価を行う機器状態評価部 と、
    この評価結果と、上記地震計と機監視部との信号を取込み、予め記憶していた機器の故障のし易さを表す機器フラジリティデータと、炉心損傷を頂上事象として各構成機器の状態を示す関連素事象との関係を樹系化した炉心損傷フォールトツリーデータと、原子力プラントの起動失敗を頂上事象として各構成機器の状態を示す関連素事象との関係を樹系化したプラント起動フォールトツリーデータと、を取込み、炉心損傷の危険度を示す炉心損傷リスクと、各事象からそれぞれ炉心損傷にどの程度の影響を与えるかを示すFV重要度と、故障構成機器の炉心損傷リスクの増加割合を示すRAW重要と、をリスク評価情報として求めるリスク評価部と、
    このリスク評価情報から点検修理の機器優先度及びプラント構成機器の損傷モードからその損傷モードに対応した修理時間、プラント構成機器が修復されたときの炉心損傷リスク低減時間変化率、を求めて、プラント構成機器の点検修理の優先順位を決定するパトロール優先度評価部と、
    この優先順位、及び前記炉心損傷フォールトツリーデータ及びプラント起動フォールトツリーデータとを取込み、このプラント構成機器の点検修理の優先順位に基づいて修理を実施するときのプラント起動に係わる経済的損失の予測値を算出して該経済的損失の予測値が所定値以下となるプラントの起動タイミングを判定するプラント停止起動リスク経済損失評価部と、
    を備える原子力プラント運転装置。
    In a nuclear power plant operating device when a plant shutdown occurs due to an earthquake occurrence of a nuclear power plant having a plurality of plant components,
    A seismometer,
    A device monitoring unit for monitoring the state of the plant component device by a monitor;
    A device state evaluation unit that takes in signals from the seismometer and the device monitoring unit, and evaluates the state of each plant component device into sound, undecidable, and failure modes divided into failures;
    And the results of the evaluation, takes in signals between the seismograph and equipment monitoring unit, and the device fragility data representing the failure easiness of equipment which has been stored in advance, the state of each component device core damage as the top event A fault tree for fault damage that represents the core damage fault tree data that represents the relationship between the related elementary events and the relation between the relevant elementary events that indicate the status of each component with the failure of starting the nuclear power plant as a top event Data, the core damage risk that indicates the risk of core damage, the FV importance that indicates how much each event affects the core damage, and the rate of increase in the core damage risk of the failed components and risk assessment unit for obtaining the RAW importance showing, as risk assessment information,
    From this risk assessment information, the priority of the equipment for inspection and repair, the repair time corresponding to the damage mode from the damage mode of the plant constituent equipment, and the rate of change of the core damage risk reduction time when the plant constituent equipment is repaired are determined. A patrol priority evaluation unit that determines the priority of inspection and repair of component equipment;
    The estimated value of economic loss related to plant start-up when the priority is taken, and the core damage fault tree data and the plant start-up fault tree data are taken and repairs are performed based on the priority of inspection and repair of the plant component equipment. A plant shutdown start-up risk economic loss evaluation unit that determines the start-up timing of the plant when the predicted value of the economic loss is equal to or less than a predetermined value,
    A nuclear plant operating device comprising:
  3. 請求項2記載のものにおいて、上記プラント停止起動失敗リスク経済損失評価部は、複数プラント毎にそれぞれ損失予測値を算出するように複数有し、上記複数のプラント停止起動失敗リスク経済損失評価部のそれぞれの損失予測値から最小の損失予測値を持つプラントを選択して複数プラント間の運転の優先順位を算出するプラント立ち上げ優先度判定部を設けたことを特徴とする原子力プラントの運転装置。In the thing of Claim 2, the said plant stop start failure risk economic loss evaluation part has two or more so that a loss predicted value may be calculated for every several plants, respectively, and the said several plant stop start failure risk economic loss evaluation part An operating apparatus for a nuclear power plant, comprising a plant startup priority determining unit that selects a plant having a minimum loss prediction value from each loss prediction value and calculates a priority of operation between a plurality of plants.
  4. 請求項3記載のものにおいて、複数プラント損失予測値が最小にならないとプラント起動ができない起動ロック手段を設け、上記プラント立ち上げ優先度判定部は、複数プラントの損失予測値の時間変化に基づき損失予測値が所定値以下となるタイミングを判断したとき上記起動ロックを解除する信号を与えるように構成したことを特徴とする原子力プラントの運転装置。4. The apparatus according to claim 3, further comprising a start-up lock unit that cannot start a plant unless a plurality of plant loss prediction values are minimized, wherein the plant start-up priority determination unit performs a loss based on a time change of the loss prediction values of the plurality of plants. An operation apparatus for a nuclear power plant configured to give a signal for releasing the start-up lock when it is determined when the predicted value is equal to or less than a predetermined value.
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