JPS63252299A - 原子炉安全保護装置 - 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〕 本発明は原子炉安全保護装置、特にオンラインリアルタ
イム診断機能を持つ原子炉安全保護装置に関する。

〔従来の技術〕

原子カプラントにおいては、原子炉の安全性を確保する
ために、異常な過渡状態等が発生する可能性がある場合
に、これを防止するために安全保護装置が設けられてい
る。安全保護装置としては周知のごとく、原子炉緊急停
止系（原子炉保護系とも言うがＲＰＳと略称する）と緊
急炉冷却系（非常用炉心冷却系とも言うがＥＣＣＳと略
称する）との２つがある。これらの系のシステム構成は
プラント安全性を重視する。例えば、特開昭６１−１１
８８０１号の「複合プロセッサのための配分されたマイ
クロプロセッサを基にしたセンサ信号処理装置」はＲＰ
ＳとＥＣＣＳの制御系に係る構成例を示している。具体
的には第２図のように制御系を構成している。第２図に
おいて、付勢信号１１０１１０はＲＰＳ駆動用信号であ
り、付勢信号１１１はＥＣＣＳ駆動用信号である。この
信号は２つの独立した論理回路１０８，１０９で作成さ
れる。

しかもこの論理回路１０８，１０９は４つの信号プロセ
ラｆ１０４，１０５，１０６，１０７からの演算出力信
号の多数決を判定する機能を持つ。

このように非常に安全性を考慮した構成となっている。

ここで、信号プロセッサ１０４〜１０７はセンサ１００
〜１０３からの出力信号を各々取込んで、その値によっ
てＲＰＳを動作させる必要があるか、かつ／またはＥＣ
Ｃ８を動作させる必要があるかを判定している。つまり
、１つの信号プロセッサでＲＰＳとＥＣＣＳの制御を実
行している。

ところで前述したように、ＲＰＳとＥＣＣＳは安全上共
に重要な系統であり、これらシステムの健全性が常に確
保されていることが必要である。

このため、これらのシステムを試験してその健全性を評
価することが望まれる。例えば、特開昭５９−５１３９
３号の「原子炉保護シス、テム用自己試験システム」は
この要望に応えるものであり、オンラインでＲＰＳの機
能をテストできるようにしている。この自己試験システ
ムの構成を第３図に示す。

図中のＮ　Ｓ　Ｐ　Ｓ　（Ｎｕｃｌｅａｒ　５ａｆｅｔ
ｙ　ＰｒｅｔｅｃｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ　；　ＲＰ　Ｓ
と同一）が試験対象であり、電気系統のテストを目的と
する。このＮ５ＰＳは４つの独立した区分に各々設けら
れている。図中点線で示す部分が自己試験システム１２
５，１２６゜１２７．１２８である。この自己試験シス
テム内のＳＴＣ（自己試験制御器、具体的にはマイクロ
プロセッサ）の操作によってＮ５ＰＳを試験する。

試験結果はシステムインタフェース１２４を介して制御
ルーム表示器１２９に出力される。ＳＴＣインタフェー
ス１２２は試験のために必要なインタフェースである。

本システムにおいてはプロセスコンピュータ１２０の指
令が各区分毎に設けられた自己試験システム内のＳＴＣ
に順番に与えられ、このＳＴＣが試験パルスをＮ５ＰＳ
に印加してＮ５ＰＳを診断する。つまり、本システムに
おいては、積極的に試験用信号を試験対象に印加して、
その応答結果で試験対象の健全性を評価している。なお
、試験用信号は試験対象が実際に動作しない様な短い期
間（例えば１ｍ５）のパルスである。また、各区分のＮ
５ＰＳはＳＴＣによって試験されるが、これらＳＴＣは
一つのプロセスコンピュータ１２０によって統括されて
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、ＲＰＳ制御とＥＣＣＳ制御の独立性が
完全に保てない、且つオンライン診断で試験信号を積極
的に印加するため制御への影響を完全に排除できない、
という問題があり、制御の高信頼性が阻害される恐れが
あった。

制御用ソフトウェアの高信頼性は、不良の入り込む余地
を少なくすることと、不良が存在しないことの検証作業
が容易であることに依存している。

そのためＲＰＳ、ＥＣＣ８の制御用ソフトウェアは可能
な限りシンプルに製作され、各々充分に検証が行なわれ
ている。

しかし、ＲＰＳ、ＥＣＣ８の各々の信頼性が検証されて
いても、ハードウェア、ソフトウェアに両者の共有部が
あると、個々の検証だけでは確認できない不良の入り込
む潜在的な可能性が生じる。

また、装置の診断をオンライン・リアルタイムで行う場
合１診断用ソフトウェアは高機能を要求されるため複雑
にならざるを得ない。そのため診断用ソフトウェアは信
頼性の検証が困難であり、制御２診断の共有部が存在し
たり、診断から制御への積極的なアクセスがある場合に
は１診断側の誤動作によって制御側の高信頼性が損なわ
れる可能性を排除できない。

本発明の目的は、ＲＰＳ、ＥＣＣＳの高信頼度制御を実
現し、その高信頼性を損なうことなくオンライン・リア
ルタイム診断を可能とする。原子炉安全保護装置を提供
することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、ＲＰＳ制御用、ＥＣＣ８制御用。

診断用の、ハードウェア、ソフトウェアの共通部を排除
し、制御側と診断側間のデータの受は渡しは１診断側を
受信、単方向とすることにより、達成される。

ソフトウェアは、プロセッサをＲＰＳ用。

ＥＣＣ８用９診断用として個別に持つことにより完全に
分離できる。

原子炉圧力などのプラント情報を取り込む現場端末局（
以下ＲＭＵと略す）内に、ＲＰＳ用。

ＥＣＣＳ用９診断用の独立したバスを設け、アナログ信
号、ディジタル信号の入力モジュールは、各々上記３本
のバスに接続される。各独立したバスからは、各専用の
光伝送端末（以下ＯＭＰＸと略す）、各専用の光伝送路
が接続され５独立した伝送経路で、ＲＰＳ、ＥＣ，Ｃ８
，制御用の各プロセッサにプラント情報を伝送する。Ｒ
ＭＵから診断用プロセッサへの伝送は一方向のみとし、
診断用プロセッサは受信した入力信号の相互比較によリ
センサ、ＲＭＵの診断を行うが、その診断結果をＲＭＵ
側に送信することは行なわない。

また、ＲＰＳ、ＥＣＣ８の各プロセッサは、ＲＭＵから
の入力信号を受信し、ＲＭＵへ出力信号を送信するため
の制御用のバスと、ＯＭＰＸと、このＯＭＰＸとは独立
であって診断用プロセッサに送信するための専用のバス
と、光伝送路とを持つ。

診断用プロセッサは、ＲＰＳ、ＥＣＣ８の各４区分のプ
ロセッサからの信号を相互比較し、異常プロセッサの検
出を行うが１診断結果を制御用プロセッサへ送信するこ
とはしない。

以上のシステム構成により、ＲＰＳ制御。

ＥＣＣ８制御２診断のハードウェア、ソフトウェアを分
離した。

〔作用〕

ＲＰＳ制御、ＥＣＣ８制御のハードウェア、ソフトウェ
アの共有部を排除することにより、ソフトウェアの検証
作業を容易にし、互いに悪影響を及ぼす可能性が除かれ
るため、制御の高信頼性が実現できる。

また、診断のハードウェア、ソフトウェアを制御側から
切り離し、受動的にのみオンライン・リアルタイム診断
を行うため、制御の高信頼性を阻害することがない。

【実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図及び第４図〜第８図に
より説明する。

第１図は、本発明のシステム構成の概要である。

システムは、４区分のＲＰＳ／ＥＣＣ８兼用ＲＭＵｌａ
〜ｌｄ、４区分のＲＰＳプロセッサ２ａ〜２ｄ、４区分
のＥＣＣＳプロセッサ３　ａ　〜３　ｄ　。

４区分のＥＣＣＳ出力用ＲＭＵ４ａ〜４ｄ、及び診断用
プロセッサ５から構成される。

原子炉圧力などのセンサー２７からのアナログ信号や、
主蒸気管放射能高などのトリップ検出接点２８からのデ
ィジタル信号は、プラント情報としてアナログ入力（以
下ＡＩと略す）モジュール９、ディジタル入力（以下Ｄ
Ｉと略す）モジュール１０を介してＲＭＵ１ａ〜１ｄに
取り込まれる。

これらの入力信号は、ＲＰＳ用、ＥＣＣ８用２診断用に
独立したバス６．７，８．端末（ＯＭＰＸ）１１．１２
，１３．光伝送路１５，１６．１７を介し、ＲＰＳプロ
セッサ２．ＥＣＣＳプロセッサ３、診断用プロセッサ５
に伝送される。したがってＲＰＳ、ＥＣＣ８の制御に用
いられるデータは、ＡＩモジュール９．ＤＩモジュール
１０以後はそれぞれ完全に独立した専用のハードウェア
により、各プロセッサに送られてくる。

ＲＰＳプロセッサ２ａ〜２ｄ、ＥＣＣＳプロセッサ３ａ
〜３ｄからの出力信号は、ＲＰＳの場合は入力信号と同
じ経路を逆にたどってＲＭＵ１ａ〜１ｄへ、ＥＣＣ８の
場合は出力用の伝送経路をＥＣＣ８用バス３１，０ＭＰ
Ｘ３７．光伝送路３８，０ＭＰＸ３９．バス４０とたど
タテＥＣＣ８出力用ＲＭＵ４ａ〜４ｄへ伝送される。

４区分のＲＭＵ１ａ〜１ｄのディジタル出力（以下Ｄｏ
と略す）モジュール２９からの出力さ九る４本のＲＰＳ
指令信号は、４区分の２７４出カモジユール１９で２７
４出力論理をとり、４区分のスクラム電磁弁に送られる
。

一方ＥＣＣ８は、残留熱除去系（ＲＨＲ）、自動減圧系
（ＡＤＳ）、−火路納容器隔離系（ＮＳ４）等の指令信
号を、各系個別に２７３出カモジュール４２．１／２出
カモジュール４３．２／４出カモジユール４４等で出力
論理をとり、各制御対象機器に出力する。

以下に、各ＲＭＵ、制御用プロセッサと診断用プロセッ
サ間の伝送方式と、診断内容の概要を説明する。

第４図は、ＲＰＳ／ＥＣＣＳ兼用ＲＭＵ１ａ〜１ｄと診
断用プロセッサ５との間の伝送路を示したものである。

各ＡＩ、ＤＩ信号は、区分ごとに設けられた個別のセン
サー２７．トリップ検出接点２８から取り込まれるが、
原子炉水位など同一のプラント情報信号は４区分でほぼ
同一の値を検出するはずである。したがって、たとえば
区分工の原子炉水位が他３区分の原子炉水位と大幅に違
っていれば。

区分工の原子炉水位用のセンサー２７、あるいはＡＩモ
ジュール９が異常であるということが言える。

各ＡＩ、ＤＩ信号は、４区分のＲＭＵ１ａ〜１ｄから診
断用のバス８，０ＭＰＸ１３．光伝送路１７を介し、Ｏ
Ｍ　Ｐ　Ｘ　５２　ａ　〜５２　ｄにより診断用プロセ
ッサ５に伝送され１診断用ＣＰＵ５０で診断される。

ＲＭＵ診断処理フローを第５図（イ）に示す。

診断対象となるＡＩ、ＤＩ信号（区分間で同一プラント
情報を取り込んでいるもの）の各々について、異常信号
（異常区分）を検出する。

ＡＩは、４区分中２区分ずつの信号を、６つの組合わせ
で、２信号の偏差を許容偏差（あらかしめ設定された定
数）と比較し、偏差大ならば異常とする。この６組合わ
せの偏差チェックの結果から、どの区分の信号が異常で
あるかを、異常信号検出パタンによって判定する。この
異常検出バタン例を第５図（ロ）に示す、　　　　　Ｄ
Ｉについても同様であるが、２区分の信号が一致してい
るかどうかを６組合わせでチェックする。

異常信号が検出された場合、「原子炉圧力（ＩＩ）異常
」等をＤＯモジュール６２を介してアナシェータ５９．
ＣＲＴ−ＣＥ６０を介してＣＲＴ５７に出力し、オペレ
ータに通知する。

第６図、第７図は、ＲＰＳプロセッサ２ａ〜２ｄ、ＥＣ
ＣＳプロセッサ３ａ〜３ｄと診断プロセッサ５との間の
伝送経路を示したものである。

ＲＰＳプロセッサ２ａ〜２ｄは、各区分のＲＭＵ１ａ〜
１ｄから受は取った信号をもとに、ＣＰＵ２０で制御ロ
ジック処理を行う、処理の概“要を第８図に示す。

ロジック処理は、アナログ信号よりトリップを判定する
ディジタルトリップモジュール（以下、ＤＴＭと略す）
処理、４区分のトリップ信号よりスクラム要因信号を出
力する２／４出力論理処理。

Ｎ本のスクラム要因信号からスクラム信号を出力する１
／Ｎ出力論理から構成されるシンプルなものである。

ロジック処理の製作（プログラミング）においては、Ｄ
ＴＭ、２／４．１／Ｎ等の処理を部品化（サブルーチン
化）し、部品を並べて配線する（サブルーチンを並べ、
データをパラメータとして引き渡す）のみとし、診断で
用いるような繰返し処理や分岐処理は排除する。

このようなシンプル化により、不良（バグ）の入り込む
余地を少なくし、また部品チェックと配線チェック（デ
バッグ、検査）を十分に行って高信頼性を検証すること
ができる。

各区分のトリップ信号は、ＲＰＳ用バス２１゜ＲＰＳ区
分間用ＯＭＰＸ２５．区分開用光伝送路６３を介して他
の３区分に送り出され、他区分のトリップ信号は同じ経
路を逆にたどって送り込まれてくる。

スクラム要因信号は、互いに送受信した４区分の信号の
２／４論理をとっているので、４区分共同じ結果を持つ
はずであり、それらの１／Ｎ論理をとったスクラム信号
も同一のはずである。よってこれらの信号を区分間でチ
ェックすることにより、ＲＰＳプロセッサの異常を判定
することができる。

診断に用いられるスクラム要因信号、スクラム信号は、
全てディジタルであるのでＢｉｔバタンとして診断用プ
ロセッサ５に送られる。この際、制御側への影響を排除
するため、制御用とは切り離された診断用のバス２２．
ＯＭＰＸ２４．光伝送路２６を介して伝送される。

第９図に、診断処理の概略フローを示す。

ＲＭＵ診断処理と同様に、２区分間の６組合せについて
診断用Ｂｉｔパタンの不一致チェックを行う、異常区分
の判定も、ＲＭＵ診断で用いた異常信号検出バタンと同
じものを用いて行なう。

異常区分が検出された場合は、アナシェータ５９、ＣＲ
Ｔ５７等でオペレータに承知される。

診断結果をＲＰＳプロセッサに送信して制御に利用して
もかまわないが、誤診断などにより制御の高信頼性を損
なう可能性を排除するためには、診断用プロセッサは受
信単方向としたほうがよい。

以上はＲＰＳの説明であるが、ＥＣＣ８診断についても
ほぼ同様である。

第１０図は、ＥＣＣＳの出力論理モジュールと診断プロ
セッサ間の伝送経路を示す、ＲＰＳは第４図に示されて
いる。

ＲＰＳ２／４出カモジュ出用モジュール１〜１９　ｄの
出力信号は、各区分のＲＭＵ１ａ〜１ｄの再取込用のＤ
Ｉモジュール２９より診断用パス８９診断用光伝送路１
７を介して診断用プロセッサ５に伝送される。

ＥＣＣＳ（第１０図）は、２／３出カモジユール４２（
ＲＨＲ用）、１／２出カモジユール４３（ＡＤＳ用）、
２／４出カモジユール４４　（Ｎ　Ｓ番用）の各出力を
、再取込用ＤＩモジュール４８ａ〜４８ｃでＥＣＣＳ出
力用ＲＭＵ４ａに取込み。

診断用パス４１９診断用ＯＭＰＸ４９．診断用光伝送路
５６を介して診断プロセッサ５に伝送する。

出力論理モジュール診断処理フローを第１１図（イ）、
（ロ）に示す。

各出力論理モジュールの出力信号は、ＲＰＳプロセッサ
２ａ〜２ｄ、ＥＣＣＳプロセッサ３ａ〜３ｄからの指令
信号の出力論理演算結果であるから、診断用プロセッサ
５で実際に演算を実行すれば、その結果と一致するはず
である。

ＲＰＳ、ＥＣＣ８診断時に、各プロセッサからの指令信
号を受は取っているので、それらの信号から各出力論理
演算を行なう、モジュール出力信号が演算結果と不一致
ｎ回連続ならば、当該モジュールを異常と判定し、オペ
レータに通知する。

本方式により、ＲＰＳ、ＥＣＣ８制御の高信頼性を損な
うことなく、オンライン・リアルタイム診断を可能とし
た。

〔発明の効果〕

本発明によれば、制御の高信頼性、高応答性を損なうこ
となく装置のオンライン・リアルタイム診断ができるの
で、装置の故障と故障箇所を速やかに把握し、装置全体
の機能が阻害される前に対策できるという効果がある。

また、従来オンラインから切り離し模擬信号を入力する
ことにより行っていた診断をオンラインにすることによ
り、保守工数が大幅に低減できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例図、第２図、第３図は従来例図
、第４図、第６図、第７図、第１０図はそれぞれ実施例
各部の詳細構成側図、第５図、第８図、第９図、第１１
図は実施例各部の処理フロー図である。 １　ａ　〜１　ｄ　−ＲＰ　Ｓ　／　Ｆ、　ＣＣＳ兼用
ＲＭＵ、２ａ〜２ｄ・・・ＲＰＳプロセッサ、３ａ〜３
ｄ・・・ＥＣＣＳプロセッサ、４ａ〜４ｄ・・・ＥＣＣ
８出力用プロセッサ、５・・・診断用プロセッサ、６．
２１・・・ＲＰＳ用バス、７，３１，４０・・・ＥＣＣ
８用バス、８゜２２．３２，４１，５１・・・診断用バ
ス、１１゜２３　、２５　ａ　〜２５　ｄ　−ＲＰ　Ｓ
用ＯＭＰＸ、１２゜３３．３７．３９・ＥＣＣＳ用ＯＭ
ＰＸ、１３゜２４，３４，４９，５２，５３，５４．５
５・・・診断用ＯＭＰＸ、１５−ＲＰＳ用光伝送路、１
６゜３８・・・ＥＣＣ８用光伝送路、１７，２６，３６
゜５６・・・診断用光伝送路、２０・・・ＲＰＳ制御用
ｃｐｕ、３０−Ｅ　ＣＣＳ　Ｉ柳川ｃＰＵ、５０−・・
診断用ｃｐｕ。 １９・・・ＲＭＵ出力論理モジュール、４２，４３゜４
４・・・ＥＣＣ８出力論理モジュール、９・・・ＡＩモ
ジュール、１０，２９，４８ａ〜４８ｃｍＤＩモジュー
）Ｌｔ、１８，４５，４６．４７−Ｄｏ−ｅジュール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原子炉緊急停止系（以下、ＲＰＳと略す）及び緊急
   炉心冷却系（以下、ＥＣＣＳと略す）を有する原子炉安
   全保護系において、 プラント情報を取込む現場端末局（以下、 ＲＭＵと略す）と、ＲＰＳ制御用プロセッサと、ＥＣＣ
   Ｓ制御用プロセッサと、オンライン診断用プロセッサと
   、上記ＲＭＵ内に設けたＲＰＳ制御用プロセッサ専用、
   ＥＣＣＳ制御用プロセッサ専用、オンライン診断用プロ
   セッサ専用の第１、第２、第３の伝送端末と、上記ＲＰ
   Ｓ制御プロセッサ側に設けられＲＭＵ専用、オンライン
   診断用プロセッサ専用の第４、第５の伝送端末と、上記
   ＥＣＣＳ用プロセッサ側に設けられたＲＭＵ専用、オン
   ライン診断用プロセッサ専用の第６、第７の伝送端末と
   、上記オンライン診断用プロセッサ側に設けられたＲＭ
   Ｕ専用、ＲＰＳ制御用プロセッサ専用、ＥＣＣＳ制御用
   プロセッサ専用の第８、第９、第１０の伝送端末と、上
   記第１の伝送端末と第４の伝送端末とを結ぶ第１の伝送
   系と、上記第２の伝送端末と第６の伝送端末とを結ぶ第
   ２の伝送系と、上記第３の伝送端末と第８の伝送端末を
   結ぶ第３の伝送系と、上記第５の伝送端末と第９の伝送
   端末とを結ぶ第４の伝送系と、上記第７の伝送端末と第
   １０の伝送端末とを結ぶ第５の伝送系と、より成る原子
   炉安全保護装置。 ２、上記第９の伝送端末と第１０の伝送端末とは、受信
   専用端末とする特許請求の範囲第１項記載の原子炉安全
   保護装置。