JPH041597A - プラント運転支援装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は蒸気発生プラントにおけるタービン動給水ポン
プトリップ警報発生時の対処法の支援に適用される運転
支援装置に関する。

〔従来の技術〕

原子カプラントのような蒸気発生プラントにおいては、
原子炉等の熱源で発生した熱エネルギを一次冷却材によ
って蒸気発生器に輸送し、蒸気発生器内で二次冷却材と
の熱交換を行なって二次冷却材である水を蒸気に変え、
この蒸気によって主タービン・発電機を回転させて、最
終的に電気エネルギに変換している。

大容量の蒸気発生プラントでは、二次冷却材流量を確保
するために複数台のタービン動給水ポンブとモータ動給
水ポンプが設置されている。以下では、その典型例とし
て２台のタービン動給水ポンプと１台のモータ動給水ポ
ンプが設置されているプラントを例にとるが、常用と非
常用の複数台のポンプを有するプラントにおいて本件特
許が適用可能であることは言うまでもない。かかるプラ
ントでは、高負荷運転中は複数台のタービン動給水ポン
プを用い、起動停止時・低負荷あるいはタービン動給水
ポンプの不調時にモータ動給水ポンプを使用するのが一
般的であり、１台のタービン動給水ポンプの不調時には
、代替操作端であるモータ動給水ポンプがバックアップ
の役割を果たし、他のタービン動給水ポンプが過負荷状
態にならないように運転することが運転員に求められる
。

従来は、警報発生時に警報の真偽判定、原因の探索、運
転操作の決定等に必要な種々のプロセス量や関連警報な
どの情報が提示されており、運転員はこれらの情報を用
いて異常事象の解消・軽減を行なってきた。ただし、そ
のために十分な知識と技能を有する運転員の養成に多大
な時間と費用を掛けていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、警報発生という緊張状態における運転員の精
神的負担を軽減し、プラントの安全性や稼働率のなお一
層の向上を達成すべく、知的な運転支援システムを提供
するものである。

このような支援システムを得るためには「タビン動給水
ポンプトリップ警報」発信時に熟練した運転員が行なう
のと同等な下記判断を計算機内で自動的に行い、運転支
援情報を提供する技術を実現する必要がある。そのため
には以下の（１）〜（５）を実行しなければならない。

（１）　　タービン動給水ポンプトリップ警報発信時に
、その原因を推定・判断すること。

（２）　　タービン動給水ポンプがトリップしたことを
確認すること。

（３）　　モータ動給水ポンプが自動起動したことを確
認すること。

（４）　　プロセス挙動を確認すること。

（５）所望の状態への復帰不能時の処置を決定すること
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、以下の（１）乃至（８）を具備することによ
って上記課題を解決するものである。

（１）トリップ警報の原因を推定するための第１の手段
。

（２）トリップしたことを確認するための第２の手段。

（３〕　　代替操作が自動起動したことを確認するため
の第３の手段。

（４）　　プロセスの所望挙動を確認する第４の手段。

（５）所望の状態への復帰不能時の処置を決定する第５
の手段。

（６）プラントよりプロセス量や警報信号等を入力する
ための第６の手段。

（７）時々刻々のプロセス量や警報信号等を格納するた
めの第７の手段。

（８）　　診断結果や操作ガイドを出力するための第８
の手段。

〔作用〕

（１）第１の手段は、第７の手段に格納されている蒸気
発生器給水流量、蒸気発生器水位等のプロセス量やター
ビン動給水ポンプ注意警報などの警報信号を入力とし、 ■　タービン動給水ポンプ系自体の故障■　警報回路の
故障 ■　他の要因によるインタロック動作結果としてのトリ
ップ のいずれなのかを判断し、その結果を第８の手段を介し
て出力する。

（２）第２の手段は、第１の手段により警報回路の故障
でないと判断された場合に、第７の手段に格納されてい
る給水ポンプ駆動タービンの蒸気止弁とガバナ弁の弁開
度及び回転数を入力として、該タービン動給水ポンプが
トリップしたか否かを判断し、トリップしたと判定され
た場合はその旨を、またトリップしていないと判定され
た場合は手動停止せよという操作ガイドを第８の手段を
介して出力する。

（３）　　第３の手段は、第１の手段により警報回路の
故障でないと判断された場合に、第７の手段に格納され
ているモータ動給水ポンプの吐出圧力及び出口電動弁開
度を入力とし、前記モータ動給水ポンプが自動起動した
か否かを判定し、自動起動したと判定された場合はその
旨を、また自動起動しなかったと判定された場合は手動
起動せよという操作ガイドを第８の手段を介して出力す
る。

（４）第４の手段は、第７の手段に格納されている給水
流量、蒸気発生器水位等のプロセス量を入力とし、プロ
セス挙動が所望の状態へ復帰しているか否かを判断し、
復帰していることが確認された場合はその旨を第８の手
段を介して出力する。

（５）第５の手段は、第４の手段によりプロセス挙動が
所望の状態へ復帰していないと判断された場合に、状況
に応じて負荷降下や原子炉トリップ準備などの処置を決
定し、第８の手段を介して出力する。

（６）第６の手段は、上記第１、第２、第３、第４及び
第５の各手段が必要とするプロセス量や機器状態信号、
警報信号等をプラントより入力する。

（７）第７の手段は、第６の手段により入力されたプロ
セス量や機器状態信号、警報信号等の時々刻々の値を格
納する。

（８）第８の手段は、上記第１、第２、第３、第４及び
第５の各手段で行われた判定結果や操作ガイドの情報を
運転員に提供する。

〔実施例〕

（１）装置構成 本件発明の装置構成例を第１図に示す。破線で囲った部
分が本発明に直接関係する範囲である。

支援対象であるプラント１００のプロセス量や警報信号
などをプラント入力装置６によって入力し、その出力を
ワーキングメモリ７に記録する。

トリップ警報確認装置１、トリップ確認装置２、代替操
作自動起動確認装置３、プロセス挙動確認装置４、復帰
不能時処置決定装Ｗ５、及び前記ワーキングメモリ７を
データバス２ｏを介して互いに接続すると同時に、該デ
ータバス２ｏに出力装置８を接続して、前記トリップ警
報確認装置１、前記トリップ確認装Ｗ２、前記代替操作
自動起動確認装置３、前記プロセス挙動確認装置４、及
び前記復帰不能時処置決定装置５の演算結果を同出力装
置８によって出力する。

（２）トリップ警報確認装置 トリップ警報確認装置で使っている知識は、原子カプラ
ントにおいてタービン動給水ポンプトリップ警報が発信
する原因を ■　タービン動給水ポンプ系自体の故障■　警報回路の
故障 ■　他の要因によるインタロック動作結果としてのトリ
ップ に分類し、いずれなのかを判断するための知識である。

■を判断するためには （ａ）前段警報：　「タービン動給水ポンプ注意警報」 （ｂ）関連警報：　「グランド蒸気圧力低警報」、「復
水器真空低警報」、「軸受位置警報」を利用する。すな
わち、軸受油圧が低下している場合には「タービン動給
水ポンプ注意警報」が事前に発信し、スラスト摩耗があ
る場合には「タービン動給水ポンプ注意警報」またはｒ
軸受位置警報」が事前に発信し、排気真空度が低下して
いる場合には「グランド蒸気圧力低警報」または「復水
器真空低警報」事前に発信するので、これらのいずれか
によって、タービン動給水ポンプトリップ警報の発信が
タービン動給水ポンプ系自体の故障のためであることを
確認できる。また、■はインクロック動作の引金となる
「安全注入信号」、「蒸気発生器水位異常高警報」の発
信の有無によって確認可能である。ここでは、前段警報
、関連警報あるいはインタロック信号を示したが、これ
らを発信させるためのプロセス量の挙動−蒸気発生器給
水流量の低下、蒸気発生器水位の低下、並列運転中の他
のタービン動給水ポンプの回転数の上昇、主給水制御弁
開度の上昇などで確認しても同等であることは言うまで
もない。

以上のトリップ警報確認装置の判断ロジックを第２図に
示す。

（３）トリップ確認装置 前記トリップ警報確認装置によって、■警報回路の故障
ではなく、■タービン動給水ポンプ系自体の故障、また
は■他の要因によるインタロック動作結果としてのトリ
ップと判断された場合は、該タービン動給水ポンプが停
止したことを確認する必要がある。すなわち、トリップ
確認装置は該ポンプの ア、蒸気止弁が全閉になっていること イ、ガバナ弁が全閉になっていること つ３回転数が低下していること がすべて成立すると言うトリップ確認用知識を用いて判
断する。すべての条件が成立した場合はその旨を直ちに
、また未成立の場合は手動にて停止する旨を確認遅れ時
間を経た後に出力装置８を介して出力する。

以上のトリップ確認装置の判断ロジックを第３図に示す
。

（４）代替操作自動起動確認装置 タービン動給水ポンプがトリップすると、その代替操作
端であるモータ動給水ポンプによって給水流量を確保す
るために、自動起動シーケンスが組まれており、かかる
事態が生じたときにはモータ動給水ポンプが起動されて
いることを確認する必要がある。

このことは、該モータ動給水ポンプが流量を与えるため
には、出口弁が開いており、吐出圧力が上昇しなければ
ならないという自然法則を用いて確認することができる
。すなわち、代替操作自動起動確認装置は、ワーキング
メモリ７に格納されている出口弁開度と吐出圧力の値を
入力として、第４図に示す判断ロジックを実行し、自動
起動したと判断した場合はその旨を直ちに、また条件成
立の場合は手動にて停止する旨を確認遅れ時間を経た後
に出力装置８を介して出力する。

（５）プロセス挙動確認装置 次に、代替操作が自動起動しなかった場合は言うに及ば
ず、代替操作の自動起動を確認した場合においても、運
転員は蒸気発生器給水流量、水位等のプロセス挙動が所
望の状態へ復帰しているかどうかや稼働中のポンプの状
態を確認する必要がある。この判断を支援するためプロ
セス挙動確認装置４は、ワーキングメモリ７に格納され
ている蒸気発生器給水流量、蒸気発生器水位、主給水制
御弁開度の実測値、稼働中の給水ポンプの負荷を入力と
して、給水流量が増加していること、水位が上昇してい
ること、主給水制御弁が望ましい範囲内に整定中である
こと、ポンプに過負荷のないことを第５図に示す判断ロ
ジックに従って判断し、回復中であれば直ちに、また条
件成立の場合は確認遅れ時間を経た後に判断結果を出力
装置８を介して出力する。

（６）復帰不能時処置決定装置 前記プロセス挙動確認装置でプロセス挙動回復不能と判
断された場合は、蒸気発生器水位の推移を予測し、原子
炉トリップに至る余裕の程度によって適切な処置を決定
し、出力装置８を介して出力する。予測は、たとえば時
間を独立変数とじ警報発信後の水位データで固定した高
次曲線を用い、余裕はトリップ閾値までの時間余裕を指
標とする。

復帰不能時処置決定装置の処理決定ロジックを第６図に
示す。

〔発明の効果〕

本件発明によれば、警報発生という緊張状態において、
警報発信の真偽判定、原因の探索、運転操作の決定等、
熟練した運転員が冷静な状態で行なうのと同等の判断を
行なった結果を提供することが可能となり、運転員の精
神的負担を軽減し、安全性や稼働率のなお一層の向上を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る装置の構成図、第２図は
トリップ警報確認装置の判断ロジック図、第３図はトリ
ップ確認装置の判断ロジック図、第４図は代替操作自動
起動確認装置の判断ロジック図、第５図はプロセス挙動
確認装置の判断ロジック図、第６図は復帰不能時処置決
定装置の判断口シック図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 蒸気発生器への給水流量を得るため、１基以上のタービ
   ン動給水ポンプと１基以上のモータ動給水ポンプを有す
   るプラントにおいて、タービン動給水ポンプトリップ警
   報発生時の支援を行なうためのトリップ警報の原因を推
   定するための第１の手段、 トリップしたことを確認するための第２の手段、 代替操作が自動起動したことを確認するための第３の手
   段、 プロセスの所望挙動を確認する第４の手段、所望の状態
   への復帰不能時の処置を決定する第５の手段、 プラントよりプロセス量や警報信号等を入力するための
   第６の手段、 時々刻々のプロセス量や警報信号等を格納するための第
   ７の手段、 診断結果や操作ガイドを出力するための第８の手段、 からなることを特徴とするプラント運転支援装置。