KR101668862B1 - 절차서 별 계측기 및 지시기가 자동으로 디스플레이되는 원전 교육 훈련용 모의 제어반 시스템 - Google Patents

절차서 별 계측기 및 지시기가 자동으로 디스플레이되는 원전 교육 훈련용 모의 제어반 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 교육 훈련용 원전 모의 제어반에 각 패널 별로 다수 개가 설치되는 각종 계측기 및 지시기를 각 시나리오별 절차서에 대응하기 위하여 필수적으로 확인하여야 하는 계측기 및 지시기를 선별하여 디스플레이하여 모든 교육자가 실시간으로 확인할 수 있도록 하는 절차서 별 계측기 및 지시기가 자동으로 디스플레이되는 원전 교육 훈련용 모의 제어반 시스템에 관한 것으로, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 절차서 별 계측기 및 지시기가 자동으로 디스플레이되는 원전 교육 훈련용 모의 제어반 시스템은 원자력 발전소 운전에서 발생되는 각종 사고 시나리오의 시나리오 DB와, 상기 사고 시나리오에 대한 원전 조작 절차서의 원전절차 DB와, 각 운선설비 패널에 설치된 계측기와 지시기 형상의 계측지시기 형상 DB와, 절차서에 따라 운전될 때 계측기 및 지시기에 표시되어야 할 수치 정보의 계측지시기 정격데이터 DB가 저장되는 데이터베이스부; 상기 시나리오 DB로부터 특정 사고 시나리오를 추출하여 기동하는 시나리오 추출부와, 기동된 시나리오에 대응하여 조작되어야 하는 운전 절차를 상기 원전절차 DB로부터 추출하는 원전절차 추출부와, 각 운전설비 패널에 설치된 계측기와 지시기의 형상을 상기 계측지시기 형상 DB로부터 추출하는 계측지시기 형상 추출부와, 계측기 및 지시기에 표시되어야 할 정격데이터를 상기 계측지시기 정격데이터 DB로부터 추출하는 계측지시기 정격데이터 추출부와, 기동된 시나리오에 따라 운전설비가 해당 원전절차에 따라 운전되는지 확인하는 원전절차 확인부와, 각 운전설비 패널에 설치된 계측기와 지시기에 실제 표시되는 데이터를 수집하는 계측지시기 운전데이터 수집부와, 상기 계측지시기 운전데이터 수집부에서 수집된 계측기 및 지시기의 운전데이터와 상기 계측지시기 정격데이터 추출부에서 추출된 계측기 및 지시기의 정격데이터를 상기 계측지시기 형상 추출부에서 추출된 계측기 및 지시기 형상에 취합하는 계측지시기 형상데이터 취합부와, 상기 사고 시나리오 추출부, 원전절차 추출부, 계측지시기 형상 추출부, 계측지시기 정격데이터 추출부, 원전절차 확인부, 계측지시기 운전데이터 수집부 및 계측지시기 형상데이터 취합부의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 운영 서버; 및, 상기 계측지시기 형상데이터 취합부에서 취합된 계측기 및 지시기의 운전데이터를 표시하는 운전데이터 표시부와, 상기 계측지시기 형상데이터 취합부에서 취합된 계측기 및 지시기의 정격데이터를 표시하는 정격데이터 표시부로 구성되어, 운전데이터와 정격데이터가 대비되도록 표시하는 디스플레이부;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

절차서 별 계측기 및 지시기가 자동으로 디스플레이되는 원전 교육 훈련용 모의 제어반 시스템{Virtual training system of nuclear power plant}
본 발명은 원자력 발전소 교육 훈련용 모의 제어반 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 교육 훈련용 원전 모의 제어반에 각 패널 별로 다수 개가 설치되는 각종 계측기 및 지시기를 각 시나리오별 절차서에 대응하기 위하여 필수적으로 확인하여야 하는 계측기 및 지시기를 선별하여 디스플레이하여 모든 교육자가 실시간으로 확인할 수 있도록 하는 절차서 별 계측기 및 지시기가 자동으로 디스플레이되는 원전 교육 훈련용 모의 제어반 시스템에 관한 것이다.
원자력 발전소의 교육 훈련용 모의 제어반 시스템(시뮬레이터)은 실제 원자력 발전소의 주 제어실(MCR)의 복잡한 운전설비 및 운영 체계와 동일하게 형상 관리되고 있어, 이에 사용되는 각종 계측기들도 등급의 차이는 다소 있으나 동일한 기기를 사용하고 있다. 이에 따라 교육 훈련용 모의 제어반도 원자력 발전소의 주 제어반과 동일한 다수의 운전설비 패널로 구성되어 있으며, 모의 제어반의 각 운전설비는 계통별로 한 패널씩 구분되면서 연결되어 있다. 또한, 원자력 발전소 교육 훈련용 모의 제어반 시스템은 실제로 주 제어실과 동일한 형상으로 구성되면서, 교육 훈련을 진행하기 위하여 진행 교수가 조작하는 별도의 인스트럭터 시스템(Instructor System)이 더 설치된다.
도 1은 원자력 발전소 교육 훈련용 모의 제어반의 패널 배치 구조의 일반적인 예를 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이 원자력 발전소 모의 제어반은 운전원 콘솔(11)을 중심으로 공기조화설비(13), 보조냉각설비(14), 안전설비(15), 화학 및 체적 제어설비(16), 원자로 냉각설비(17), 원자로제어 및 보호설비(18), 증기발생설비(19), 급수설비(20), 터빈설비(21), 발전설비(22), 소내전력설비(23)를 포함하는 각 계통별 운전설비 패널들이 배치된다. 상기와 같은 구성의 모의 제어반은 각 발전소 시스템에 따라 다소 달리 구성될 수 있으나, 실제 해당 발전소의 주 제어실과 동일한 구성과 조건으로 배치되고, 상기 설비들의 후방에는 교수에 의한 교육 진행을 위하여 인스트럭터 시스템(12)이 설치되어 있다.
상기와 같은 교육훈련 모의 제어반 시스템에서 사고를 대비한 모의 훈련은 교수가 인스트럭터 시스템을 통하여 특정 사고의 시나리오를 기동시키면, 발전부장(SRO : Senior Reactor Operator), 안전과장(STA : Shift Technical Advisor), 원자로과장(RO : Reactor Operator), 터빈과장(TO : Turbine Operator), 전력설비운전원(EO : Electric Operator) 등의 발전 운전원들이 팀을 이루어 해당 시나리오에 적합한 절차서를 찾아 절차서에 기록된 운전 절차 순서에 따라 해당 운전설비 패널의 계측기 및 지시기를 직접 확인하면서 해당 운전설비 패널을 조작하여야 한다.
각 운전설비 패널에는 각종 스위치, 경보 및 조정자가 발전소 계통 도면의 흐름에 맞게 배치되고, 발전소의 각 계통의 온도, 압력 및 수위 등과 같이 운전에 필요한 치수를 표현하는 계측기 및 지시기가 각 패널 당 수십 개 내지 수백 개 설치된다. 이때, 각 운전설비 패널은 한정된 크기에 각종 스위치, 경고, 조정자, 계측기 및 지시기를 포함하는 다수의 장치들을 설치하여야 하므로 각 장치들은 서로 간섭되지 않도록 최소의 크기로 설치된다.
한편, 원자력 발전소의 각종 정상 혹은 비정상 운전은 모두 절차서에 따라 조작 운전되어야 하며, 교육 훈련용 모의 제어반에서도 원자력 발전소의 각 상황에 맞추어 기동, 정지, 100% 출력, 50% 출력, 20% 출력 상황 및 비정상 등의 상황을 가상 시나리오 상황으로 설정하여 절차서에 따라 교육 훈련을 하고 있다. 이때, 교육 훈련 진행시 각 절차서에 따라 어느 운전설비의 수위나 압력이 조절되며 다른 다수의 운전설비에서도 압력, 온도, 수위 등이 변하게 된다. 이와 같이 각 운전설비의 운전은 유기적으로 상호 관련되어 있으므로, 운전원은 담당 운전설비의 패널 외에 상호 관련된 다수의 다른 운전설비 패널의 각 계측기 및 지시기에서 표시되는 수치를 유기적으로 연결하면서 확인하여야 한다. 만약, 관련된 특정 운전설비 패널의 계측기나 지시기 확인을 누락하거나 잘못 확인하여 운전 조작을 진행하는 경우 모의 제어반의 교육 진행에 큰 차질이 발생되며, 모의 제어반에서 이러한 행위가 간과되거나 자주 발생되면 실제 원자력 발전 운전 상황에서 발전중단 및 대형 사고로 이어질 수 있다.
그러나 각 운전설비 패널에는 계측기나 지시기 등의 다수의 장치가 작은 크기로 복잡하게 배치되므로 운전자가 짧은 시간에 수백 개의 장치를 신속하게 확인하기에 어려움 점이 있다. 또한, 다수 패널의 계측기 및 지시기를 유기적으로 연결하면서 확인하여야 하지만, 각 운전원이 담당 패널 외의 다른 패널의 계측기나 지시기는 확인하기에 큰 어려움이 존재한다.
각 발전소의 교육 훈련용 모의 제어반에는 각 운전설비 패널의 계측기 및 지시기 수치를 인스트럭터 시스템의 단말기와 같은 별도의 컴퓨터에서 확인할 수는 지만, 이 경우 해당 패널의 계측기 및 지시기를 모니터 화면으로 불러와 확인하여야 하고, 각 패널 단위로 모니터링만 할 수 있어 상호 관련된 다수 패널의 계측기나 지시기를 동시에 확인할 수는 없으며, 다수의 운전원들이 동시에 모니터링하기에는 많은 불편한 점이 존재한다. 따라서, 각 운전설비 패널 앞에서 운전하는 운전원들이 교육 훈련을 하는 과정에서 상기와 같은 별도의 컴퓨터를 통하여 계측기나 지시기를 확인하는 것은 현실적으로 매우 어려운 방법이다.
또한, 교육 훈련용 모의 제어반에서는 절차서에 따른 각 운전원의 조작 운전 결과가 원전절차에 따른 결과와 얼마나 정확하게 일치하는지 반드시 확인하면서 운전 조작이 이루어져야 한다. 이를 위한 종래의 교육 훈련용 모의 제어반에서 운전원은 운전설비 패널의 계측기 및 지시기가 실시간 나타내고 있는 수치와 절차서에 기재된 수치를 일일이 비교하도록 구성되어, 신속하게 운전 조작이 이루어져야 하는 상황에서 절차마다 패널과 절차서를 번갈아가며 확인하여야 하는 번거로운 점이 있다.
국내등록특허 10-0208653호(1999.04.16.등록, 원자력발전소의 운전원 작업반) 국내등록특허 10-1425527호(2014.07.25.등록, 원자력발전소 훈련용 시뮬레이터의 실시간 중대사고 모의 시스템 및 그 방법)
원자력 발전소 모의 제어반에서 진행되는 교육 훈련은 각 운전원이 자신의 담당 설비에 해당하는 운전설비 패널 외에 절차서에 대응하는 다수 운전설비 패널의 계측기 및 지시기 등에서 표시되는 수치들을 유기적으로 확인하면서 교육을 진행하도록 할 필요가 있으며, 더구나 절차서에 따른 조작 운전이 원전절차에 얼나마 근접하게 조작 운전을 수행하고 있는지를 실시간으로 확인하면서 교육을 진행하도록 할 필요가 있다.
본 발명은 상기와 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 발전 흐름 계통에 맞추어 배치되는 각 운전설비 패널의 계측기와 지시기에서 교육 훈련 시나리오에 대응하는 절차서에 따라 상호 유기적으로 확인되어야 하는 주요 계측기 및 지시기의 표시 정보를 다수의 운전설비 패널로부터 추출하고 절차 단계별로 취합하여 모든 운전원들이 동시에 모니터링할 수 있도록 제공함으로써, 교육 훈련의 질과 효율을 향상시킬 수 있는 원전 교육 훈련용 모의 제어반 디스플레이 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 운전자의 조작 운전으로 표시되는 계측기 및 지시기의 실시간 표시 결과를 원전절차에 따른 정격치의 결과와 함께 표시하여, 운전자가 얼마나 정확하게 원전절차에 따른 운전을 수행하고 있는지 실시간으로 확인할 수 있는 원전 교육 훈련용 모의 제어반 디스플레이 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 각 절차에서 운전이 잘못 조작되는 경우 잘못 조작된 사항을 신속히 판단할 수 있는 원전 교육 훈련용 모의 제어반 디스플레이 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 절차서 별 계측기 및 지시기가 자동으로 디스플레이되는 원전 교육 훈련용 모의 제어반 시스템은 원자력 발전소 운전에서 발생되는 각종 사고 시나리오의 시나리오 DB와, 상기 사고 시나리오에 대한 원전 조작 절차서의 원전절차 DB와, 각 운선설비 패널에 설치된 계측기와 지시기 형상의 계측지시기 형상 DB와, 절차서에 따라 운전될 때 계측기 및 지시기에 표시되어야 할 수치 정보의 계측지시기 정격데이터 DB가 저장되는 데이터베이스부; 상기 시나리오 DB로부터 특정 사고 시나리오를 추출하여 기동하는 시나리오 추출부와, 기동된 시나리오에 대응하여 조작되어야 하는 운전 절차를 상기 원전절차 DB로부터 추출하는 원전절차 추출부와, 각 운전설비 패널에 설치된 계측기와 지시기의 형상을 상기 계측지시기 형상 DB로부터 추출하는 계측지시기 형상 추출부와, 계측기 및 지시기에 표시되어야 할 정격데이터를 상기 계측지시기 정격데이터 DB로부터 추출하는 계측지시기 정격데이터 추출부와, 기동된 시나리오에 따라 운전설비가 해당 원전절차에 따라 운전되는지 확인하는 원전절차 확인부와, 각 운전설비 패널에 설치된 계측기와 지시기에 실제 표시되는 데이터를 수집하는 계측지시기 운전데이터 수집부와, 상기 계측지시기 운전데이터 수집부에서 수집된 계측기 및 지시기의 운전데이터와 상기 계측지시기 정격데이터 추출부에서 추출된 계측기 및 지시기의 정격데이터를 상기 계측지시기 형상 추출부에서 추출된 계측기 및 지시기 형상에 취합하는 계측지시기 형상데이터 취합부와, 상기 사고 시나리오 추출부, 원전절차 추출부, 계측지시기 형상 추출부, 계측지시기 정격데이터 추출부, 원전절차 확인부, 계측지시기 운전데이터 수집부 및 계측지시기 형상데이터 취합부의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 운영 서버; 및, 상기 계측지시기 형상데이터 취합부에서 취합된 계측기 및 지시기의 운전데이터를 표시하는 운전데이터 표시부와, 상기 계측지시기 형상데이터 취합부에서 취합된 계측기 및 지시기의 정격데이터를 표시하는 정격데이터 표시부로 구성되어, 운전데이터와 정격데이터가 대비되도록 표시하는 디스플레이부;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 디스플레이부는 상기 운전데이터와 상기 정격데이터가 동일한 계측기 및 지시기 형상에 취합되어 표시되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 계측지시기 형상데이터 취합부는 원전 절차서에 따라 관련된 운전설비 패널의 계측기와 지시기에 대한 데이터와 형상을 취합하여 디스플레이부에 제공하는 계측지시기 자동취합부; 및 인스트럭터 단말기를 통하여 입력되는 운전설비 패널의 계측기와 지시기에 대한 데이터와 형상을 취합하여 디스플레이부에 제공하는 계측지시기 수동취합부;로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 교육 훈련 과정에서 절차서에 따라 상호 유기적으로 확인되어야 하는 주요 계측기 및 지시기의 표시 정보를 모든 운전원들이 동시에 모니터링할 수 있도록 제공함으로써, 각 운전원들은 개인의 담당 운전설비뿐만 아니라 절차서에 따라 상호 유기적으로 조작되어야 하는 각 운전설비에 대한 수치 정보를 확인할 수 있어 교육 훈련의 질과 효율이 크게 향상되는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명은 운전자의 조작 운전에 따른 실시간 계측기 및 지시기의 수치가 원전 절차서에 의한 정격 수치와 얼마나 근접한지 확인하면서 교육이 이루어지므로, 더욱 효율적이면서 정확한 조작 운전 교육이 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명은 각 절차마다 유기적으로 상호 관련된 운전설비 패널의 계측기 및 지시기를 한 곳에 모아 원전 절차서의 정격치와 비교함으로써, 잘못 조작된 사항을 판단하는데 도움이 된다.
도 1은 원자력 발전소 교육 훈련용 모의 제어반의 패널 배치 구조의 일반적인 예를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 교육 훈련용 모의 제어반의 패널 배치 구조를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 교육 훈련용 모의 제어반 시스템의 운전설비에 대한 네트워크 구성을 나타낸 블록도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 교육 훈련용 모의 제어반 시스템의 구성을 나타낸 블록도, 및
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 교육 훈련용 모의 제어반 시스템의 운영 과정을 나타낸 순서도이다.
본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 바람직한 실시예들에 의해 명확해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 살펴보기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 교육 훈련용 모의 제어반의 패널 배치 구조를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 교육 훈련용 모의 제어반 시스템의 운전설비에 대한 네트워크 구성을 나타낸 블록도이다.
먼저, 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 교육 훈련용 모의 제어반은 운전원 콘솔(11)을 중심으로 공기조화설비(13), 보조냉각설비(14), 안전설비(15), 화학 및 체적 제어설비(16), 원자로 냉각설비(17), 원자로제어 및 보호설비(18), 증기발생설비(19), 급수설비(20), 터빈설비(21), 발전설비(22), 소내전력설비(23)를 포함하는 각 계통별 운전설비 패널들이 배치되고, 상기 패널들의 후방에는 교육 진행을 위하여 인스트럭터 시스템(12)이 설치된다. 특히, 본 발명의 교육 훈련용 모의 제어반은 모든 운전원들이 조작 운전에 따른 각 운전설비 패널에 설치된 계측기 및 지시기에서 표시되는 수치의 변화 상황을 실시간으로 확인할 수 있도록 디스플레이 패널(24)이 설치된다.
상기와 같은 교육훈련 모의 제어반 시스템에서 특정 시나리오에 대응하여 운전원이 절차서에 따라 담당 운전설비 패널을 조작 운전하면, 해당 운전설비 패널과 관련된 다른 운전설비 패널의 계측기나 지시기에서 나타나는 값도 변하게 되며, 특정 운전설비 패널 및 이와 관련된 다른 운전설비 패널의 계측기 및 지시기에서 표시되는 데이터가 디스플레이 패널(24)에도 동시에 표시된다. 이와 같이 디스플레이 패널(24)에 표시되는 데이터 정보는 조작 운전을 하는 운전원뿐만 아니라 모의 훈련 중인 모든 운전원이 확인할 수 있게 된다. 이러한 디스플레이 패널(24)은 모든 운전원이 신속하게 모니터링할 수 있도록 제어반의 전방과 좌우측면 등 다수의 위치에 설치되거나 일 측에서 고정식 또는 이동식으로 설치될 수 있다.
한편, 상기와 같이 운전설비 패널, 인스트럭터 단말기, 디스플레이 패널 등을 포함하는 모의 제어반은 네트워크로 서로 연결된다. 도 3에 도시된 바와 같이 모의 제어반은 모의 훈련을 운영하는 운영 서버(200)와 운전원이 절차서에 따라 각 설비를 조작하는 다수의 운전설비 패널(100)로 구성되며, 운영 서버(200)와 다수의 운전설비 패널(100)은 통신 네트워크를 이루면서 서로 연결되어 각종 정보와 명령이 송수신될 수 있도록 구성된다. 또한, 상기 네트워크 통신망에는 인스트럭터 단말기(300)가 연결되어 교육 훈련의 과정을 관찰 및 진행하고, 디스플레이부(400)가 연결되어 각 설비에서 나타나는 계측기 및 지시기 수치를 모든 운전원들이 모니터링할 수 있도록 구성된다.
여기서, 운전설비 패널(100)은 공기조화설비, 보조냉각설비, 안전설비, 화학 및 체적제어설비, 원자로 냉각설비, 원자로제어 및 보호설비, 증기발생설비, 급수설비, 터빈설비, 발전설비 및 소내전력설비 등을 운전하기 위한 다수의 패널들로 구성되며, 이들 각 운전설비 패널(100)은 실제 원자력 발전소 주 제어실의 제어반과 동일하게 배치된다. 또한, 각 운전설비 패널(100)은 운전자가 절차서에 따라 운전을 조작하기 위한 조작패널(120)과 운영 서버(200)와 통신을 위한 모뎀(110)으로 구분될 수 있으며, 상기 모뎀(110)은 CPU 유니트(111), TCP/IP 통신부(112), 아날로그 입력처리부(113), 아날로그 출력처리부(114), 디지털 입력처리부(115), 디지털 출력처리부(116), 필드버스 인터페이스부(117)을 포함한다.
상기와 같은 교육 훈련용 모의 제어반에서 운영 서버(200)는 교육 훈련용 제어 프로그램과 발전소 구성요소의 모델링을 수행하고, 교육 훈련 프로그램에 필요한 입출력 데이터를 수집하며, 교육 훈련 프로그램을 통해 계산된 명령값을 통신망을 통하여 각 운전설비 패널(100)로 전송한다. 이때, 운영 서버(200)는 각 조작패널(120)에 설치된 모뎀(110)의 CPU 유니트(111)와 TCP/IP 통신부(112)를 통하여 데이터 통신을 수행하며 아날로그 입력처리부(113)과 디지털 입력처리부(115)로부터 데이터를 수집하며, 교육 훈련 프로그램에 의해서 계산된 명령값을 아날로그 출력처리부(114)와 디지털 출력처리부(116)로 전송한다. 상기와 같은 교육 훈련용 모의 제어반과 운영 서버(200)와 운전설비 패널(100) 사이에 전송되는 명령과 각종 데이터가 인스트럭터 단말기(300)를 통하여 교육을 진행하는 교수에게 제공된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 교육 훈련용 모의 제어반 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 교육 훈련용 모의 제어반 시스템은 모의 제어반 시스템의 전체적인 운영을 제어하는 제어부(210), 교육 훈련에 필요한 각종 데이터를 추출하는 교육 데이터 추출부(220), 운전설비 패널(100)에서 조작되는 운전이 원자력 발전소 운영절차(이하, '원전절차'라 함)에 따른 운전인지 확인하는 원전절차 확인부(230), 운전설비 패널(100)에 설치된 계측기 및 지시기에 표시되는 수치 정보를 수집하는 계측지시기 운전데이터 수집부(240) 및 계측지시기 데이터를 디스플레이부(400)에 표시하기 위하여 취합하는 계측지시기 형상데이터 취합부(250)를 포함한다. 여기서, 상기 교육 데이터 추출부(220)는 사고 시나리오를 추출하는 시나리오 추출부(221), 시나리오에 대응되는 원전절차를 추출하는 원전절차 추출부(222), 계측기와 지시기의 형상을 추출하는 계측지시기 형상 추출부(223) 및 계측기와 지시기에 표시되어야 할 정격 수치 정보를 추출하는 계측지시기 정격데이터 추출부(224)로 구성된다. 상기 제어부(210), 교육 데이터 추출부(220), 원전절차 확인부(230), 계측지시기 운전데이터 수집부(240) 및 계측지시기 형상데이터 취합부(250)는 운영 서버(200)를 구성한다.
또한, 모의 제어반 시스템은 교수가 교육 훈련을 진행하는 인스트럭터 단말기(300) 및 각 운전설비 패널(100)의 계측기와 지시기에서 표시되는 정보를 표시하는 디스플레이부(400)를 포함한다. 디스플레이부(400)는 상기 계측지시기 운전데이터 수집부(240)에서 수집되는 운전자의 실제 조작 운전에 의하여 표시되는 계측기 및 지시기의 실제 데이터를 표시하는 운전데이터 표시부(410)와, 원전절차에 따라 표시되어야 할 계측기 및 지시기의 정격 데이터를 표시하는 정격데이터 표시부(420)로 구성된다.
또한, 모의 제어반 시스템은 교육 훈련을 위한 각종 데이터가 저장되는 데이터베이스부(500)를 포함하며, 데이터베이스부(500)는 원자력 발전소에서 실제 발생 가능한 다양한 사고를 각 시나리오가 DB화되어 저장되는 시나리오 DB(510), 해당 사고 시나리오에 대한 각 운전설비의 원전 조작 절차서가 DB화되어 저장되는 원전절차 DB(520), 각 패널에 설치된 계측기와 지시기의 실제 형상이 DB화되어 저장되는 계측지시기 형상 DB(530) 및 절차서에 따라 운전설비가 정확히 운전되는 경우 계측기 및 지시기에 표시되는 정격 수치 정보가 저장되는 계측지시기 정격데이터 DB(540)를 포함한다.
구체적으로 살펴보면, 시나리오 추출부(221)는 시나리오 DB(510)에 저장된 다수의 사고 시나리오 중 하나를 추출하여 모의 제어반 시스템에 기동시킨다. 이에 따라 각 운전원들은 기동된 사고 시나리오에 따라, 사고에 대응하기 위하여 절차서를 찾아 절차서에 따라 담당 운전설비 패널(100)을 조작하게 된다.
원전절차 추출부(222)는 기동된 사고 시나리오에 대하여 조작하여야 할 원전절차를 원전절차 DB(520)에서 가져온다. 원전절차 추출부(222)에서 추출된 원전절차 정보는 원전절차 확인부(230)와 계측지시기 형상데이터 취합부(250)로 제공된다.
계측지시기 형상 추출부(223)는 조작 및 운전 중인 설비의 패널에 설치된 각종 계측기 형상과 지시기 형상을 계측지시기 형상 DB(530)에서 가져온다. 계측지시기 형상 추출부(223)에서 추출된 계측지시기 형상은 계측지시기 형상데이터 취합부(250)로 제공된다. 이를 위하여 계측지시기 형상 DB(530)는 모든 운전설비 패널(100)에 설치된 계측기 및 지시기의 형상들이 각 패널별 및 기기별로 DB화되어 저장된다.
계측지시기 정격데이터 추출부(224)는 절차서에 따라 각 운전설비 패널(100)이 정확하게 조작 운전될 때 각 계측기 및 지시기에서 표시되어야 할 데이터(즉, 정격데이터)를 계측지시기 정격데이터 DB(540)에서 추출한다. 계측지시기 정격데이터 추출부(224)에서 추출된 정격데이터 정보는 계측지시기 형상데이터 취합부(250)로 제공된다.
상기 원전절차 확인부(230)는 운전원이 시나리오에 대응하여 각 운전설비 패널(100)을 조작하는지 확인하고, 운전원이 원전절차에 따라 운전설비 패널(100)을 조작하는 것이 확인되면, 제어부(210)는 디스플레이부(400)를 통하여 해당 절차에서 필수적으로 확인하여야 하는 각 패널의 계측기 및 지시기의 수치 데이트를 취합하여 현재치와 정격치를 동시에 표시하도록 제어한다.
상기 계측지시기 운전데이터 수집부(240)는 절차서에 따라 운전원이 운전설비 패널을 조작함으로써, 각 운전설비 패널(100)에 설치된 각종 계측기 및 지시기에서 실제로 표시되는 수치 데이터(즉, 운전데이터)를 수집하는 구성이다. 이를 위한 계측지시기 운전데이터 수집부(240)는 교육 훈련중 운전원이 조작하는 운전설비 패널(100)뿐만 아니라 이와 상호 관련된 운전설비 패널(100)에 설치된 계측기와 지시기에서 표시되는 데이터를 실시간으로 감시하면서 해당 데이터를 수집한다. 계측지시기 운전데이터 수집부(240)에서 수집된 운전데이터 정보는 계측지시기 형상데이터 취합부(250)로 제공된다.
계측지시기 형상데이터 취합부(250)는 디스플레이부에 표시될 계측기 및 지시기를 선택하고, 계측지시기 정격데이터 추출부(224)와 계측지시기 운전데이터 수집부(240)에서 제공되는 계측기 및 지시기의 데이터를 계측지시기 형상 추출부(223)에서 전송된 해당 계측기 및 지시기의 형상에 취합시키는 구성이다.
이러한 계측지시기 형상데이터 취합부(250)는 계측지시기 자동취합부(251)와 계측지시기 수동취합부(252)로 구성된다. 계측지시기 자동취합부(251)는 절차서의 정보에 따라 자동으로 계측기와 지시기를 추출하여 그 표시 데이터와 형상을 취합하는 구성이며, 계측지시기 수동취합부(252)는 인스트럭터 단말기(300)에서 수동으로 입력되는 계측기와 지시기 정보에 따라 그 표시 데이터와 형상을 취합하는 구성이다.
디스플레이부(400)에 표시될 계측기 및 지시기는 절차서에 따라 해당 절차에서 조작이 이루어지는 운전설비 패널(100)과 그에 상호 관련되는 별도의 운전설비 패널(100)의 계측기 및 지시기가 대상이 된다. 이 경우 상기 계측지시기 자동취합부(251)는 원전절차 추출부(222)에서 제공되는 원전절차 DB로부터 조작 대상의 운전설비 패널과 그에 관련되는 운전설비 패널의 계측기 및 지시기를 표시 대상으로 추출하여, 해당 계측기 및 지시기의 형상과 데이터를 취합한다.
한편, 디스플레이부(400)에 표시될 대상의 계측기 및 지시기는 교수가 인스트럭터 단말기(300)를 통하여 임으로 선택할 수 있다. 이 경우 상기 계측지시기 수동취합부(252)는 인스트럭터 단말기(300)로부터 선택되어 제공되는 계측기 및 지시기를 표시 대상으로 하여, 해당 계측기 및 지시기의 형상과 데이터를 취합한다.
그리고 상기 계측기 형상데이터 취합부(250)는 절차서에 의하여 자동으로 또는 인스트럭터 단말기에 의하여 수동으로 선택되는 계측기 및 지시기에 대하여, 계측지시기 운전데이터 수집부(240)에서 제공된 운전데이터와 계측지시기 정격데이터 추출부(224)에서 제공된 정격데이터 모두를 계측기 및 지시기 형상에 취합한다. 이렇게 취합된 정격데이터와 운전데이터는 디스플레이부(420)의 운전데이터 표시부(410)와 정격데이터 표시부(420)에 각각 표시된다. 이때, 디스플레이부(400)는 운전데이터와 정격데이터를 하나의 계측기 및 지시기 형상에 표시할 수 있으며, 나란히 배열되는 각각의 계측기 및 지시기 형상에 표시하여, 운전자가 운전데이터와 정격데이터를 쉽게 비교할 수 있도록 한다.
따라서, 본 발명의 디스플레이부(400)에는 계측지시기 자동취합부(251)에 의하여 절차서에 정해진 원전절차에 따른 상호 관련된 운전설비 패널(100)들의 계측지시기 데이터가 표시될 수 있으며, 계측지시기 수동취합부(252)에 의하여 교수가 선택하는 임의의 운전설비 패널(100)들의 계측지시기 데이터가 표시될 수 있어, 운전원들에게 교육 훈련 상황에 따라 적절하면서 효율적으로 정보를 제공하는 효과를 나타낸다.
또한, 본 발명은 디스플레이부(400)를 통하여 표시되는 데이터가 해당 계측기나 지시기의 형상에 취합되어 실제 운전설비 패널(100)에 설치되어 표시되는 계측기 및 지시기와 동일하게 표시됨으로써, 운전자는 실제 패널과의 이질감을 느끼지 못하여 더욱 효율적인 교육 훈련이 이루어질 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 표준 절차서에 따라 조작될 때의 계측기 및 지시기에 표시되어야 할 정격 수치와 운전자의 조작 운전에 의하여 계측기 및 지시기에 표시되는 실제 수치를 쉽게 확인 및 비교할 수 있으므로, 운전자는 자신의 조작 운전의 정확성을 스스로 확인할 수 있어 보다 정확하고 효율적으로 교육 훈련을 진행할 수 있다.
상기와 같은 각 구성들에 의하여 이루어지는 시나리오 추출 및 기동, 원전절차 추출, 계측지시기 형상 추출, 계측지시기 정격데이터 추출, 원전절차 확인, 계측지시기 운전데이터 수집, 계측지시기 데이터 취합 및 계측지시기 표시 등과 같은 일련의 과정은 제어부(210)에 의하여 제어된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 교육 훈련용 모의 제어반 시스템의 운영 과정을 나타낸 순서도이다.
도 5를 참조하여 본 발명의 교육 훈련용 모의 제어반 시스템에서 진행되는 모의 훈련 과정을 살펴보면, 먼저, 교수가 인스트럭터 단말기(300)에서 시나리오를 선택하여 기동시키면, 시나리오 추출부(221)에서 특정 사고 시나리오 DB를 추출하여 운전반으로 기동하고(S11), 동시에 원전절차 추출부(222)는 기동된 시나리오에 대응하는 원전절차 DB를 추출한다(S12). 또한, 계측지시기 형상 추출부(223)는 각 운전설비 패널의 계측지시기 형상 DB를 추출하고(S13), 계측지시기 정격데이터 추출부(224)는 절차서에 따라 운전설비 패널이 정확히 조작되었을 때 계측기 및 표시기에 표시될 수치의 정격데이터 DB를 추출한다(S14).
이때, 각 운전원들은 기동된 사고 시나리오에 대응하는 절차서에 따라 담당 운전설비 패널(100)을 조작하여 운전설비의 운전을 제어하게 되고, 원전절차 확인부(230)에서 운전자가 원전절차에 따라 운전설비 패널(100)을 조작하는 것을 확인한다(S15). 원전절차 확인부(230)에서 운전자가 원전절차에 따라 운전설비 패널(100)을 조작하는 것이 확인되면, 계측지시기 운전데이터 수집부(240)는 조작 운전에 따라 각 운전설비 패널(100)에서 실제로 표시되는 계측지시기 운전데이터를 수집한다(S16).
그리고 계측지시기 형상데이터 취합부(250)는 인스트럭터 단말기(300)로부터 명령이 입력되는지를 확인하며(S17), 어떠한 명령도 입력되지 않은 경우 통상적인 절차에 따라 계측지시기 자동취합부(251)는 절차서에 따라 상호 관련된 운전설비 패널(100)의 계측기 및 지시기 데이터와 해당 계측기 및 지시기 형상을 취합한다(S18). 한편, 인스트럭터 단말기(300)로부터 표시될 특정 대상의 계측기 및 지시기 정보가 입력되는 경우 계측지시기 수동취합부(252)는 입력된 계측기 및 지시기 데이터와 해당 계측기 및 지시기의 형상을 취합한다(S19). 이때, 계측지시기 운전데이터 수집부(240)에서 제공된 운전데이터와 계측지시기 정격데이터 추출부(224)에서 제공된 정격데이터를 해당 계측기 및 지시기 형상에 취합한다.
이어서 최종적으로 계측지시기 자동취합부(251) 또는 계측지시기 수동취합부(252)에서 취합된 표시 데이터는 모든 운전원들이 확인할 수 있도록 디스플레이부(400)를 통하여 표시된다(S20). 이때, 운전자의 조작 운전으로 실제로 표시되는 운전데이터와 절차서에 따라 표시되어야 할 정격데이터를 대비하여 표시함으로써 운전자가 절차서에 따른 조작 운전의 정확성을 확인할 수 있도록 한다.
한편, 상기와 같은 계측지시기 데이터 수집, 인스트럭터 명령 입력 확인, 계측지시기 데이터 취합 및 디스플레이 과정은 교육 훈련의 진행에 따라 연속적으로 이루어진다.
상기와 같이 원전절차에 따른 각 운전원의 패널 조작 과정에서 모든 운전원들이 필수적으로 확인하여야 하는 각 운전설비 패널의 다양한 계측기과 지시기에 대한 수치와 그 변화 정보, 조작 운전의 정확성 등을 모든 운전원들이 모니터링할 수 있도록 함으로써, 다수의 운전원들 사이에서 상호 유기적으로 이루어져야 하는 교육 훈련의 효율성과 조작 운전의 정확성이 향상될 수 있다.
이상에서 본 발명에 있어서 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
100 : 운전설비 패널
200 : 운영 서버 210 : 제어부
221 : 시나리오 추출부
222 : 원전절차 추출부
223 : 계측지시기 형상 추출부
224 : 계측지시기 정격데이터 추출부
230 : 원전절차 확인부
240 : 계측지시기 운전데이터 수집부
251 : 계측지시기 자동취합부
252 : 계측지시기 수동취합부
300 : 인스트럭터 단말기
400 : 디스플레이부
410 : 운전데이트 표시부 420 : 정격데이터 표시부
500 : 데이터베이스부
510 : 시나리오 DB 520 : 원전절차 DB
530 : 계측지시기 형상 DB 540 : 계측지시기 정격데이터 DB

Claims (3)

  1. 원자력 발전소 운전에서 발생되는 각종 사고 시나리오의 시나리오 DB와, 상기 사고 시나리오에 대한 원전 조작 절차서의 원전절차 DB와, 각 운선설비 패널에 설치된 계측기와 지시기 형상의 계측지시기 형상 DB와, 절차서에 따라 운전될 때 계측기 및 지시기에 표시되어야 할 수치 정보의 계측지시기 정격데이터 DB가 저장되는 데이터베이스부;
    상기 시나리오 DB로부터 특정 사고 시나리오를 추출하여 기동하는 시나리오 추출부와, 기동된 시나리오에 대응하여 조작되어야 하는 운전 절차를 상기 원전절차 DB로부터 추출하는 원전절차 추출부와, 각 운전설비 패널에 설치된 계측기와 지시기의 형상을 상기 계측지시기 형상 DB로부터 추출하는 계측지시기 형상 추출부와, 계측기 및 지시기에 표시되어야 할 정격데이터를 상기 계측지시기 정격데이터 DB로부터 추출하는 계측지시기 정격데이터 추출부와, 기동된 시나리오에 따라 운전설비가 해당 원전절차에 따라 운전되는지 확인하는 원전절차 확인부와, 각 운전설비 패널에 설치된 계측기와 지시기에 실제 표시되는 데이터를 수집하는 계측지시기 운전데이터 수집부와, 상기 계측지시기 운전데이터 수집부에서 수집된 계측기 및 지시기의 운전데이터와 상기 계측지시기 정격데이터 추출부에서 추출된 계측기 및 지시기의 정격데이터를 상기 계측지시기 형상 추출부에서 추출된 계측기 및 지시기 형상에 취합하는 계측지시기 형상데이터 취합부와, 상기 사고 시나리오 추출부, 원전절차 추출부, 계측지시기 형상 추출부, 계측지시기 정격데이터 추출부, 원전절차 확인부, 계측지시기 운전데이터 수집부 및 계측지시기 형상데이터 취합부의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 운영 서버; 및,
    상기 계측지시기 형상데이터 취합부에서 취합된 계측기 및 지시기의 운전데이터를 표시하는 운전데이터 표시부와, 상기 계측지시기 형상데이터 취합부에서 취합된 계측기 및 지시기의 정격데이터를 표시하는 정격데이터 표시부로 구성되어, 운전데이터와 정격데이터가 대비되도록 표시하는 디스플레이부;로 이루어지되,
    상기 계측지시기 형상데이터 취합부는,
    원전 절차서에 따라 관련된 운전설비 패널의 계측기와 지시기에 대한 데이터와 형상을 취합하여 디스플레이부에 제공하는 계측지시기 자동취합부; 및
    인스트럭터 단말기를 통하여 입력되는 운전설비 패널의 계측기와 지시기에 대한 데이터와 형상을 취합하여 디스플레이부에 제공하는 계측지시기 수동취합부;로 구성되는 것을 특징으로 하는 절차서 별 계측기 및 지시기가 자동으로 디스플레이되는 원전 교육 훈련용 모의 제어반 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 디스플레이부는,
    상기 운전데이터와 상기 정격데이터가 동일한 계측기 및 지시기 형상에 취합되어 표시되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 절차서 별 계측기 및 지시기가 자동으로 디스플레이되는 원전 교육 훈련용 모의 제어반 시스템.


  3. 삭제
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