JP2012233705A - Monitoring control system of nuclear power plant - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、原子力プラントの監視制御システムに係り、特に、プラント緊急時において遠隔操作によりプラント監視制御盤の稼働を管理するための原子力プラントの監視制御システムに関する。 The present invention relates to a nuclear power plant supervisory control system, and more particularly to a nuclear power plant supervisory control system for managing the operation of a plant supervisory control panel by remote control in the event of a plant emergency.
原子力プラントにおいて、天災などにより全交流電源が喪失したことを想定してみると、原子力プラントの電源は容量の限られた蓄電池のみとなる。このため、蓄電池容量で定まる一定時間が経過した後には、中央制御室での監視・操作が不可能となる。原子炉はスクラム等で核反応を停止した後にも、炉心が持つ崩壊熱により発熱が継続するため、全交流電源が喪失した後も、より長い時間にわたって監視・操作システムの機能を維持できればプラントの安全性をさらに高めることができる。 In the nuclear power plant, assuming that all AC power is lost due to natural disasters, the power source of the nuclear power plant is only a storage battery with a limited capacity. For this reason, after a certain time determined by the storage battery capacity has elapsed, monitoring and operation in the central control room becomes impossible. Since the reactor continues to generate heat due to the decay heat of the core even after the nuclear reaction has been stopped by scram, etc., if the function of the monitoring and operation system can be maintained for a longer time after the loss of all AC power, Safety can be further increased.
従来、原子力プラントには、中央制御室が使用できなくなった場合の対応策として、最低限の機器の操作・監視を中央制御室以外からでも行えるように、原子炉遠隔停止装置（ＲＳＳ）が設置されている。この原子炉遠隔停止装置は、中央制御室が使用できなくなった後に、原子炉遠隔停止装置に設けられたスイッチにより原子炉の制御を中央制御室から原子炉遠隔停止装置に切り換えることで使用可能となる。 Conventionally, nuclear reactors have been equipped with a remote reactor shutdown system (RSS) so that the minimum control and operation of equipment can be performed from outside the central control room as a countermeasure when the central control room becomes unavailable. Has been. This reactor remote shutdown device can be used by switching the reactor control from the central control room to the reactor remote shutdown device using the switch provided in the reactor remote shutdown device after the central control room becomes unusable. Become.
特許文献１には、制御切り換え時に、原子炉遠隔停止装置の操作スイッチが適切な位置にあることを確認してから制御を切り換えるために、制御と監視を同時に切り換えるのではなく、監視のみを原子炉遠隔停止装置側とする切り換え位置を新たに設け、段階的に切り換える原子炉遠隔停止装置が開示されている。
In
上述した特許文献１の原子炉遠隔停止装置は、中央制御室で火災などが発生して制御盤からの操作が不可能になった場合に使用することを目的としたものである。そのため、原子炉遠隔停止装置の電源は、中央制御室の制御盤と同じ外部電源、非常用ディーゼル発電機および蓄電池で構成されている。
The above-described reactor remote shutdown device of
然るに、本発明では、天災などにより全交流電源喪失が発生することを想定している。この想定では、外部電源、非常用ディーゼル発電機といった全交流電源が喪失しており、その後に非常用の蓄電池が使用できなくなる。そして、蓄電池が使用できなくなった場合には、中央制御室の制御盤と同様に原子炉遠隔停止装置も使用できなくなる。このような状態では、蓄電池電源が頼りであり、電源の喪失を防止するには、電源の多様化と省電力化を図る必要がある。 However, in the present invention, it is assumed that a loss of all AC power occurs due to a natural disaster or the like. Under this assumption, all AC power sources such as an external power source and an emergency diesel generator are lost, and thereafter, an emergency storage battery cannot be used. And when a storage battery becomes unusable, a reactor remote stop device cannot be used like the control panel of a central control room. In such a state, the storage battery power source is relied upon, and in order to prevent the loss of the power source, it is necessary to diversify the power source and save power.
本発明の課題は、緊急時において主に後者の電源省電力化を図ることにより、全交流電源が喪失した後にも原子炉の監視や操作が不能となることを防止するのに有効な原子力プラントの監視制御システムを提供することにある。 It is an object of the present invention to provide a nuclear power plant that is effective in preventing the monitoring and operation of a nuclear reactor from being disabled even after the loss of all AC power by mainly reducing power consumption of the latter power source in an emergency. It is to provide a supervisory control system.
上記目的を達成するために本発明は、原子力プラント内に複数の検出器と複数の操作機器を備え、中央制御室内に、検出器からのプラント情報を取得し、操作機器に操作信号を出力する入出力装置と、入出力装置に接続された第一の通信装置とプラント情報を集約して処理し制御信号を操作機器へ出力する監視制御装置を備え、中央制御室外に、第一の通信装置と通信を行う第二の通信装置と、プラント情報を表示する表示装置と、操作信号を入力するための入力装置とを含む遠隔監視制御盤を備え、通常運転時には中央制御室内設備と中央制御室外設備に所内電源を接続して中央制御室外からプラントの監視と制御を行う原子力プラントの監視制御システムにおいて、所内電源喪失時に、中央制御室内設備と中央制御室外設備に電源供給するバッテリーと、中央制御室内の設備に開閉装置を介して電源接続する電源供給線を備え、入出力装置は、原子力プラント内の検出器や操作機器と直接接続された第一の入出力装置と、プラント情報を集約して処理し制御信号を操作機器へ出力する監視制御装置に接続された第二の入出力装置を含み、所内電源喪失によりバッテリーによる電源供給に切替え、かつその後に、中央制御室外の入力装置からの指示により、開閉装置を開放操作し、中央制御室内設備の一部に対する電源供給を選択停止する。 In order to achieve the above object, the present invention includes a plurality of detectors and a plurality of operation devices in a nuclear power plant, acquires plant information from the detectors in a central control room, and outputs operation signals to the operation devices. An input / output device, a first communication device connected to the input / output device, and a supervisory control device that aggregates and processes plant information and outputs a control signal to an operating device. Remote control control panel including a second communication device that communicates with a display device, a display device that displays plant information, and an input device for inputting operation signals, and during normal operation, the central control room equipment and the central control room outside In a nuclear power plant monitoring and control system that monitors and controls the plant from outside the central control room by connecting the on-site power source to the facility, power is supplied to the central control room equipment and the central control room equipment when the on-site power is lost. A battery and a power supply line for connecting power to equipment in the central control room via a switchgear, the input / output device is a first input / output device directly connected to a detector and operation equipment in the nuclear power plant, Includes a second input / output device connected to a supervisory control device that aggregates and processes plant information and outputs control signals to the operating equipment. Switch to power supply by battery due to loss of in-house power, and then outside the central control room In response to an instruction from the input device, the switchgear is opened to selectively stop power supply to a part of the central control room equipment.
また、所内電源喪失によりバッテリーによる電源供給に切替え、かつその後に、中央制御室外の入力装置からの指示により、開閉装置を開放操作し、中央制御室内の監視制御装置とこれに接続された第二の入出力装置に対する電源供給を選択停止する。 In addition, switching to battery power supply due to loss of in-house power supply, and then opening and closing the opening / closing device according to an instruction from the input device outside the central control room, the monitoring control device in the central control room and the second connected to this Selects and stops the power supply to the I / O device.
また、監視制御装置は、プラント情報を集約して処理するプロセス計算機と、制御信号を操作機器へ出力する制御装置とを備え、プロセス計算機は盤やサーバ単位で分割され、分割単位で前記開閉装置を介してバッテリーによる電源供給を受けており、中央制御室外の入力装置からの指示により、分割単位ごとに開閉装置を開放操作し、電源供給を選択停止する。 The monitoring and control device includes a process computer that collects and processes plant information and a control device that outputs a control signal to an operation device. The process computer is divided in units of panels and servers, and the switchgear in units of division. In response to an instruction from an input device outside the central control room, the switchgear is opened for each division unit, and the power supply is selectively stopped.
また、監視制御装置は、プラント情報を集約して処理するプロセス計算機と、制御信号を操作機器へ出力する制御装置とを備え、プロセス計算機の一部である入出力盤について、これを構成する回路基板単位で開閉装置を介してバッテリーによる電源供給を受けており、中央制御室外の入力装置からの指示により、回路基板単位ごとに開閉装置を開放操作し、電源供給を選択停止する。 In addition, the monitoring and control device includes a process computer that collects and processes plant information and a control device that outputs a control signal to an operation device, and a circuit that configures an input / output panel that is a part of the process computer Power is supplied from the battery via the switchgear on a board basis, and the switchgear is opened for each circuit board unit according to an instruction from the input device outside the central control room, and the power supply is selectively stopped.
また、選択停止されなかった中央制御室内設備により運転継続すると共に、運転継続される設備によりプラントを冷温停止するために必要な前記検出器および操作機器が維持されている。 In addition, the detectors and the operation devices necessary to continue the operation by the central control room facilities that have not been selectively stopped and to cold-stop the plant by the facilities to be continuously operated are maintained.
また、原子力プラントを冷温停止するために必要な前記検出器として、中性子束検出器、制御棒位置検出器、原子炉及び格納容器内の圧力、温度、水位、流量検出器、原子力プラント内の放射線検出器、弁開閉検出器のうちの１つまたは複数を含む。 Moreover, as the detectors necessary for cold shutdown of the nuclear power plant, the neutron flux detector, the control rod position detector, the pressure and temperature in the nuclear reactor and the containment vessel, the water level, the flow rate detector, the radiation in the nuclear power plant One or more of a detector and a valve opening / closing detector are included.
また、原子力プラントを冷温停止するために必要な操作機器として、制御棒駆動装置、ホウ酸水注入装置、非常用炉心冷却装置、原子炉逃がし安全弁装置、原子炉格納容器にそなえられた弁のうちの１つまたは複数を含む。 In addition, the control rod drive device, boric acid water injection device, emergency core cooling device, reactor escape safety valve device, and valves provided in the reactor containment vessel are necessary for operating the nuclear power plant in cold shutdown. One or more of.
また、中央制御室内に、原子力プラントのプロセス値や操作機器状態が制限条件に当てはまらない場合に警報信号を発生する警報装置と、警報装置の出力を第一の通信装置に伝達する第三の入出力装置を備え、所内電源喪失によりバッテリーによる電源供給に切替え、かつその後に、中央制御室外の入力装置からの指示により、開閉装置を開放操作し、中央制御室内の第三の入出力装置に対する電源供給を選択停止する。 Also, in the central control room, there is an alarm device that generates an alarm signal when the process value of the nuclear power plant and the state of the operating equipment do not meet the restriction conditions, and a third input that transmits the output of the alarm device to the first communication device. Power supply to the third input / output device in the central control room with an output device, switching to battery power supply due to loss of in-house power supply, and then opening and closing the switchgear according to instructions from the input device outside the central control room Select and stop supply.
また、中央制御室内設備と中央制御室外設備に接続する電源が、原子力プラントの所内電源と原子力プラント内に設置した第一の非常用電源で構成されている。 In addition, the power source connected to the central control room facility and the central control room facility is composed of an in-house power source of the nuclear power plant and a first emergency power source installed in the nuclear power plant.
また、中央制御室外施設に第二の非常用電源を備え、所内電源喪失時に、中央制御室内設備に開閉装置を介して電源供給し、入力装置からの開閉指令に基づいて開閉装置の開閉を行う。 The facility outside the central control room is equipped with a second emergency power supply. When the on-site power supply is lost, power is supplied to the central control room equipment via the switchgear, and the switchgear is opened and closed based on an open / close command from the input device. .
また、バッテリーの残量あるいは、第二の非常用電源の燃料残量を中央制御室外の表示装置に表示する。 Further, the remaining amount of the battery or the remaining amount of fuel of the second emergency power source is displayed on a display device outside the central control room.
また、第一の通信装置と第二の通信装置には、予備通信用端子が夫々取り付けられており、異なる通信設備を予備通信用端子に取り付け可能とした。 In addition, the first communication device and the second communication device are each provided with a spare communication terminal, and different communication facilities can be attached to the spare communication terminal.
本発明によれば、原子力プラントの外部電源が喪失した後も、限られた容量の電源を、プラント状態と電源残量とに基づいて、最小限の検出器および機器に選択供給することにより、監視操作の継続時間を伸長させることができる。電源を供給する検出器および機器の選択操作は、中央制御室外に設置した入力装置から実施できるため、火災や放射線の影響により運転員が中央制御室に入室できない場合にも前述の機能が保持できる。 According to the present invention, even after the external power supply of a nuclear power plant is lost, a limited capacity power supply is selectively supplied to a minimum number of detectors and equipment based on the plant state and the remaining power supply, The duration of the monitoring operation can be extended. Selection of detectors and devices that supply power can be performed from an input device installed outside the central control room, so that the above functions can be maintained even when operators cannot enter the central control room due to fire or radiation. .
以下、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
本実施例では、中央制御室外からバッテリーによる電源供給先を選択するための基本的なシステム構成例を示す。 In this embodiment, an example of a basic system configuration for selecting a power supply destination by a battery from outside the central control room is shown.
図１は、本実施例の原子力プラント監視制御システムの構成を示した概念図である。本発明のシステムは、原子力プラントＲと、中央制御室１００と、中央制御室外施設２００で構成されている。このうち、原子力プラントＲは圧力容器ＰＶの外側に格納容器ＣＶを備えている。中央制御室１００内には、プロセス計算機４、制御装置５、入出力・電源管理装置１０などを備え、中央制御室外施設２００内には遠隔監視制御装置２０を備えている。係る原子力プラント監視制御システムの中央制御室１００と中央制御室外施設２００には、所内電源５０から電力供給されている。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing the configuration of the nuclear power plant monitoring and control system of the present embodiment. The system of the present invention includes a nuclear power plant R, a
さらに、原子力プラント内の圧力容器や配管、格納容器には中性子束や冷却材の圧力、温度、水位、流量などのプロセス値および弁開閉などの機器状態を検出するための種々の検出器１（図では代表して２つのみ記載）が設置されている。また、配管等には弁２などの操作機器が取り付けられるとともにその駆動機構３が設置されている。
Furthermore,
原子力プラントの監視制御装置は、中央制御室１００内の制御装置５とプロセス計算機４から構成されている。制御装置５は、これらの検出器１から原子力プラント内のプロセス量などを入力してプラントを監視し、駆動機構３を介して弁２などの操作機器を操作する。プロセス計算機４は、種々の検出器１からの信号を直接または制御装置５を経由して取得し、プラント情報を集約して処理し、表示する。
The nuclear power plant monitoring and control device is composed of a
プロセス計算機４および制御装置５は、通常時には所内電源５０（非常用ディーゼル発電機によるバックアップ機能を備える）から電源供給線Ｌ２により交流電源を供給されるが、全交流電源喪失時に備え、非常用のバッテリー６が電源供給線Ｌ１により接続されている。
The
さらに本実施例では中央制御室１００内に、入出力・電源管理装置１０を備える。入出力・電源管理装置１０は、検出器１および駆動機構３に直接接続された第一の入出力装置１１、プロセス計算機４および制御装置５に接続された第二の入出力装置１２、一時メモリ１３、第一の演算装置１４、第一の通信装置１５を備える。
Furthermore, in this embodiment, an input / output /
中央制御室外施設２００内の遠隔監視制御装置２０には、遠隔監視制御盤２０を備える。遠隔監視制御盤２０は、表示装置２１、演算装置２２、入力装置２３、第二の通信装置２４を備えている。なお、この図で電源７は必要に応じて設置されるものであり、図１の以後の説明では設置されていないものとする。電源７を設置するほうがよい場合については、別途説明する。
The remote
これらの原子力プラントの制御のための複数の装置には、所内電源５０（非常用ディーゼル発電機によるバックアップ機能を備える）から、交流電源が供給される。なお、交流電源５０の供給ラインは図示を省略している。全交流電源５０喪失時には、非常用のバッテリー６が電源供給線Ｌ１により中央制御室１００と、中央制御室外施設２００に接続される。本発明では、非常用のバッテリー６に切替後の運転状態に応じて、電源７を適宜切替運用するために開閉装置３０−３５を備えている。以下、通常運転時と全交流電源喪失時のそれぞれでの制御並びにこれらの開閉装置３０−３５を使用した電源供給の考え方について説明する。
The plurality of devices for controlling these nuclear power plants are supplied with AC power from an in-house power source 50 (having a backup function by an emergency diesel generator). The supply line of the
まず、通常運転時においては、中央制御室１００と、中央制御室外施設２００内の全ての装置に所内電源５０による電源供給が行われている。なお、非常用のバッテリー６の出口の開閉装置３１は開放されているので、中央制御室１００と、中央制御室外施設２００内の全ての装置に非常用のバッテリー６からの電源供給は行われていない。
First, during normal operation, power is supplied from the in-
またこれらの装置間では、情報の共有がされている。このため、普段の監視制御は中央制御室１００内の制御装置５とプロセス計算機４で構成される監視制御装置により行われているが、情報を共有する中央制御室外の遠隔監視制御盤２１からも監視操作を行うことが可能である。
Information is shared between these devices. For this reason, the normal monitoring control is performed by the monitoring control device composed of the
まず情報の共有について、原子力プラントＲの側から順次説明する。検出器１等により取得されたプラント情報は、プロセス計算機４により集約して処理、表示される。また、弁２などの操作機器および駆動機構３は、検出器１からの信号および図示しない運転員の操作により制御装置５を介して制御される。
First, information sharing will be described sequentially from the nuclear power plant R side. The plant information acquired by the
そして、第二の入出力装置１２は、接続されたプロセス計算機４および制御装置５から取得可能な全てのプラント情報を取込み、一時メモリ１３を介して第一の演算装置１４に出力する。第一の演算装置１４は、出力されたプラント情報を第一の通信装置、および中央制御室外に設置された第二の通信装置２４を介して第二の演算装置２２に送信する。これにより、中央制御室１００と、中央制御室外施設２００内の全ての装置の間で、情報の共有化が行われている。
Then, the second input /
第二の演算装置２２は、受信したプラント情報を処理し表示装置２１に表示する。中央制御室外施設からは、表示された情報に基づき、入力装置２３から操作信号を入力することが可能であり、この場合操作信号が第二の通信装置２４、第一の通信装置１５、第一の演算装置１４、一時メモリ１３、第二の入出力装置１２を介して制御装置５に伝送される。この操作信号に基づいて制御装置５が駆動機構３に制御信号を出力することで遠隔監視制御盤２０から機器を操作することも可能である。
The
このように、通常時においては、最大限のプラント情報を中央制御室外の遠隔監視制御盤２１に提供することが可能であり、同時に制御装置５を介した操作のすべてが遠隔監視制御盤２１から実施できる。また、各装置への電源はバッテリー６からではなく、すべて所内電源５０から供給されている。
As described above, in the normal time, it is possible to provide the maximum plant information to the remote monitoring control panel 21 outside the central control room, and at the same time, all operations via the
次に電源５０を含む全交流電源喪失時の動作について説明する。全交流電源喪失時には、プロセス計算機４、制御装置５、第一の入出力装置１１、第二の入出力装置１２、第一の演算装置１４、第一の通信装置１５、遠隔監視制御盤２１への電源はバッテリー６により供給される。すなわち、第一の演算装置１４から開閉操作信号が自動的に送信され、電源供給線Ｌ１上に設置された開閉装置３１が閉に変化する。なお、開閉装置３２、３３、３４、３５は閉状態のままである。この状態では、図１の複数装置間での情報の共有化は継続して実行されている。
Next, the operation when all the AC power supplies including the
中央制御室外に設置された遠隔監視制御盤２０では、バッテリー６からの電源供給により、初めは通常時と同様のプラント情報表示とプラント機器の操作が可能であるが、バッテリー６の容量により長時間の運転継続は行えない。
In the remote
このため本発明においては、バッテリー６による電源供給が長時間に及ぶ可能性が生じた場合、運転員は遠隔監視制御盤２０の入力装置２３から、開閉装置３３、３４、３５の開操作信号を入力する。この入力操作により、プロセス計算機４、制御装置５、第二の入出力装置１２への電源供給が停止し、この分バッテリー６の消費量は低下する。なお、この一部装置停止状態では、第一の入出力装置１１、一時メモリ１３、第一の演算装置１４、第一の通信装置、および遠隔監視制御盤２０が、バッテリー６からの電力供給を受けて稼動状態にある。
Therefore, in the present invention, when there is a possibility that the power supply by the
ところで、第一の入出力装置１１には、種々の検出器１および機器の駆動機構３のうち、プラントを冷温停止するために必要な最小限のもののみが直接接続されている。第一の演算装置１４は、第一の入出力装置１１で取得されたプラント情報のみを通信装置を介して第二の演算装置２２に送信する。そのため、遠隔監視制御盤２０内の表示装置２１に表示されるプラント情報は減少する。また、入力装置２３を介して操作できる機器は、駆動機構３が第一の入出力装置１１に直接接続されたものに限定される。
By the way, the first input / output device 11 is directly connected to only the minimum ones necessary for the cold shutdown of the plant among the
なお、プラントを冷温停止するために必要な検出器として、中性子束検出器、制御棒位置検出器、原子炉及び格納容器内の圧力、温度、水位、流量検出器、原子力プラント内の放射線検出器、弁開閉検出器のうちの１つまたは複数を含むのがよい。また、プラントを冷温停止するために必要な操作機器として、制御棒駆動装置、ホウ酸水注入装置、非常用炉心冷却装置、原子炉逃がし安全弁装置、原子炉格納容器にそなえられた弁のうちの１つまたは複数を含むのがよい。 As detectors necessary for cold shutdown of the plant, neutron flux detector, control rod position detector, pressure and temperature in reactor and containment vessel, water level, flow rate detector, radiation detector in nuclear power plant One or more of the valve open / close detectors may be included. In addition, the control rod drive device, boric acid water injection device, emergency core cooling device, reactor relief safety valve device, and valves provided in the reactor containment vessel are necessary for operating the plant in cold shutdown. One or more may be included.
このように本発明によれば、全交流電源５０喪失時においては、表示されるプラント情報や操作可能な機器を必要最小限に限定する代わりに、バッテリーの使用可能時間が伸長することが可能となる。
以上の説明は、遠隔監視制御盤２０に電源を供給する電源７が備えられていないことを前提に説明したが、遠隔監視制御盤２０に電源７を設置することもできる。係る対応は、バッテリー６の容量が小さく、バッテリー６からの長時間電源供給継続が困難な状況に有効である。この場合においては、入力装置２３を介して第一の演算装置１４から操作信号を出力し、開閉装置３０を閉、３１を開とすることにより、この電源７から中央制御室内の第一の入出力装置１１、第一の演算装置１４、第一の通信装置１５に電源を供給してプラントの監視・操作を維持することも可能な構成とすることができる。なお、この対応を可能にするには、電源７を所内電源５０とは別系統に構成し、所内電源５０喪失時にも稼動可能である必要がある。
As described above, according to the present invention, when all
The above description is based on the assumption that the power supply 7 for supplying power to the remote
次に図２を用いて、警報信号に基づいてバッテリーからの電源供給を管理するときの原子力プラント監視制御システムの構成を説明する。 Next, the configuration of the nuclear power plant monitoring and control system when managing the power supply from the battery based on the alarm signal will be described with reference to FIG.
図２では図１の構成に、警報装置８および第三の入出力装置１６が付加されている。なお、これら装置に対しても通常運転時には所内電源５０から、全交流電源喪失時にはバッテリー６から電源供給されている。警報装置８は制御装置５に接続され、プロセス値や機器状態が制限条件に当てはまらない場合に警報信号を発生する。この警報信号は、プロセス計算機４において集約して処理および表示される。
In FIG. 2, an alarm device 8 and a third input / output device 16 are added to the configuration of FIG. These devices are also supplied with power from the in-
係る構成において、通常時は、警報装置８から出力される警報信号が第三の入出力装置１６に取り込まれ、第１の演算装置１４、第１の通信装置を経由して、遠隔監視制御盤２０に伝送される。これにより、警報信号は図２の他のプラント信号と同じように表示装置２１に表示される。これにより、遠隔監視制御盤２０では警報信号も含めたより豊富なプラント情報に基づく監視・操作が可能となる。
In such a configuration, in a normal state, the alarm signal output from the alarm device 8 is taken into the third input / output device 16, and the remote monitoring control panel is transmitted via the first
また、プラント緊急時には、第一の入出力装置１１、第二の入出力装置１２から出力されるプロセス値および第三の入出力装置１６から出力される警報情報を第一の演算装置１４が取り込み、予め内蔵したルールに従って、開閉装置３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６の開閉信号を出力する。つまり、全交流電源５０の喪失を受けて、第一段階では全ての開閉装置３０―３６を閉じて、中央制御室１００と中央制御室外施設２００内の全ての装置に電力供給する。
In the event of a plant emergency, the first
バッテリー６による電源供給が長時間に及ぶ可能性が生じた第二段階においては、開閉装置３３、３４、３５、３６の開操作信号を入力する。この入力操作により、プロセス計算機４、制御装置５、第二の入出力装置１２、第三の入出力装置１６への電源供給が停止し、この分バッテリー６の消費量は低下する。
In the second stage where there is a possibility that the power supply by the
これにより、プラント緊急時に自動的にバッテリー６の消費量を管理することが可能となり、何らかの理由で遠隔監視制御装置２０からの操作信号が入力されなかった場合にも、必要最小限のプラント情報表示と機器操作を維持しつつ、バッテリーの使用可能時間を伸長することができる。
As a result, the consumption of the
特に、開閉信号の出力を決定するのに用いる警報信号として、外部電源喪失や非常用発電機動作不能の警報を用いることにより、効果的な電源管理を可能とする。例えば、外部電源喪失や非常用発電機動作不能の警報とこの警報が発報してからの経過時間等を組合せることにより、バッテリー残量に応じた電源管理が実現できる。 In particular, as an alarm signal used to determine the output of the open / close signal, an effective power management can be performed by using an alarm indicating the loss of external power or the inability to operate the emergency generator. For example, power management according to the remaining battery level can be realized by combining an alarm of loss of external power supply or emergency generator inoperability with an elapsed time after the alarm is issued.
次に図３において、畜電池の残量および非常用ディーゼル発電機の燃料残量の検知機能を備えた原子力プラント監視制御システムの構成を説明する。 Next, in FIG. 3, the configuration of a nuclear power plant monitoring and control system having a function of detecting the remaining amount of the live battery and the remaining fuel amount of the emergency diesel generator will be described.
図３では、図１のバッテリー６に設置された残量検出器１７と、非常用ディーゼル発電機９に設置された燃料残量検出器１８が付加されている。通常運転状態、および外部電源喪失時に、第一の演算装置１４は、残量検出器１７と燃料残量検出器１８の検出信号を取込み、電源残量情報を生成する。生成した電源残量情報は第一の通信装置１５および第二の通信装置２４を介して第二の演算装置２２に送信され、表示装置２１に表示される。
In FIG. 3, a remaining
これにより、外部電源が喪失する事象が発生した場合、運転員は遠隔監視制御盤２１から電源残量情報を参照することができ、残量に応じて入力装置２３から開閉装置３０、３１、３２、３３、３４、３５を操作することにより、より細かく消費電力を管理することができる。
As a result, when an event that the external power supply is lost occurs, the operator can refer to the power remaining amount information from the remote monitoring control panel 21, and the
図４は、図３の残量管理を行うときの、電源残量情報の表示画面例を示したものである。遠隔監視制御装置２０内の表示装置２１の画面９０に、バッテリー残量と非常用ディーゼル発電機の燃料残量の百分率をバーチャートで表示することにより、残量を視覚的に把握しやすくしている。
FIG. 4 shows a display screen example of the remaining power amount information when the remaining amount management of FIG. 3 is performed. The percentage of the remaining battery level and the remaining fuel level of the emergency diesel generator is displayed as a bar chart on the
全交流電源が喪失するような大規模災害の場合、停電等の影響により第一の通信装置１５と第二の通信装置２４との間の通信経路が使用できなくなる可能性がある。このことから、次に図５において、通信装置に予備端子を備え通信路を確保することについて説明する。
In the case of a large-scale disaster in which all AC power is lost, the communication path between the first communication device 15 and the
このため、図１の構成に加えて、第一の通信装置１５と第二の通信装置２４の夫々に別な通信装置６１，６２を接続するための予備端子２５，２６を備える。予備端子２５，２６は例えばイーサネット（登録商標）コネクタを用いることができる。通信情報はコネクタに接続した別な通信装置６１，６２にイーサネット（登録商標）プロトコルを用いて送信される。
Therefore, in addition to the configuration of FIG. 1,
図５に、この場合の通信方法を示す。通常は、中央制御室１００内の入出力・電源管理装置１０内の第一の通信装置１５と、中央制御室外施設２００内の遠隔監視制御盤２０内の第二の通信装置２４の間で通信を行っている。本発明では、第一の通信装置１５に予備端子２５を備え、第二の通信装置１５に予備端子２６を備えておく。
FIG. 5 shows a communication method in this case. Usually, communication is performed between the first communication device 15 in the input / output /
本発明では、通常は上記構成としておき、全交流電源が喪失したような場合には、外部から中央制御室１００内に予備の通信装置６１を，中央制御室外施設２００内に予備の通信装置６２を搬入し、これらをそれぞれ予備端子６１，６２に接続する。予備の通信装置６１、６２は、人工衛星７１、航空機７２、携帯電話の移動基地局車７３を介して通信を行う機能を備えている。
In the present invention, the above configuration is usually used. When all AC power is lost, a
これにより、第一の演算装置１４から第一の通信装置１５を介して送信されたプロセス情報は、図５の予備端子２５、予備通信装置６１に受信され、この通信装置６１から人工衛星７１、航空機７２、携帯電話の移動基地局７３を経由して予備通信装置６２、予備端子２６から第二の通信装置２４に送信される。
Thereby, the process information transmitted from the first
本実施例によれば、予備端子２５，２６から別な通信装置６１，６２を接続して通信を迂回させることができ、原子力プラント監視制御システムの信頼性を向上できる。
According to the present embodiment, the
図６の実施例では、プロセス計算機４または制御装置５またはその双方を、複数の部分に分割し、部分ごとに電源の供給を管理する。図６の例では、プロセス計算機４を分割した例を示しており、サーバや盤ごとに分割している。例えば、入出力盤４１、監視サーバ４２、自動化サーバ４３、記録サーバ４４、表示装置４５に分割し、全交流電流喪失後は、それぞれ電源６から開閉装置３４１，３４２，３４３，３４４，３４５を介して電源供給する。
In the embodiment of FIG. 6, the
係る構成において、通常時は、可能な限り豊富な情報に基づいてプラントの監視制御をすることがプラントの安全および運転効率の観点から重要であるため、これらのサーバや、盤などを全て稼働しておく。 In such a configuration, under normal circumstances, it is important to monitor and control the plant based on as much information as possible from the viewpoint of plant safety and operational efficiency. Keep it.
これに対し、全交流電流喪失が発生した直後の第一段階ではこれらのサーバや、盤などを全て稼働しておくことが有効であるが、時間経過と共に電源残量が低下するので、サーバや、盤などの機能のうち、重要なものと、そうでないものとを適宜選択し、一部機能に縮退しながら、監視・操作を長時間維持するために、必要最小限の機能に絞り込むことが重要となる。 On the other hand, it is effective to operate all of these servers and panels in the first stage immediately after the loss of all AC currents. In order to maintain monitoring and operation for a long time while selecting the important and non-functional functions of the panel, etc., and reducing them to some functions, it is possible to narrow down to the minimum necessary functions It becomes important.
そのため、入力装置２３からの操作に基づき、開閉装置３４１，３４２，３４３，３４４，３４５を適宜選択操作する。係る機能縮退においては、全停止の直前の状態では、入出力盤４１および監視サーバ４２のみを稼働し、他の機能を停止して、必要なプラント情報を第二の入出力装置１２に出力するようにすることが望ましい。
Therefore, the opening /
この構成によれば、プロセス計算機４を介さなければ入手できないプラント情報を、全交流電流喪失が発生した後においても遠隔監視制御盤２０で参照でき、かつ、自動化サーバ４３や表示装置４５などへの電源供給を停止することにより、バッテリーの消費量を抑制することができる。
According to this configuration, plant information that can only be obtained via the
図７は、さらにプロセス計算機４の入出力盤４１を対象に電源管理し、機能縮退させる事例を示している、この場合には、実装されている入出力ユニットの回路基板（４１１−４１４）毎に、電源供給線に開閉装置（３４１１−３４１４）を備えた例を示したものである。
FIG. 7 shows an example in which power management is further performed for the input /
図７に示すように、入出力盤４１には、複数の回路基板が挿入されており、このうち、データ伝送などの共通機能を担う回路基板と必要最小限のプロセス情報を入力するための回路基板のみに電源を供給するよう、第一の演算装置１４から開閉信号を送信する。この例では、図６に比べてさらに細かい単位での電源管理が可能となり、効率よく消費電力を抑えることができる。
As shown in FIG. 7, a plurality of circuit boards are inserted in the input /
１：検出器
２：弁
３：駆動機構
４：プロセス計算機
５：制御装置
６：バッテリー
７：電源
８：警報装置
９：非常用ディーゼル発電機
１０：入出力・電源管理装置
１１：入出力装置
１２：入出力装置
１３：一時メモリ
１４：演算装置
１５：通信装置
１６：入出力装置
１７：バッテリー残量検出器
１８：燃料残量検出器
２０：遠隔監視制御盤
２１：表示装置
２２：演算装置
２３：入力装置
２４：通信装置
２５：予備通信端子
２６：予備通信端子
３０−３６：開閉装置
1: Detector 2: Valve 3: Drive mechanism 4: Process computer 5: Control device 6: Battery 7: Power source 8: Alarm device 9: Emergency diesel generator 10: Input / output / power management device 11: Input / output device 12 : Input / output device 13: Temporary memory 14: Computing device 15: Communication device 16: Input / output device 17: Battery remaining amount detector 18: Fuel remaining amount detector 20: Remote monitoring control panel 21: Display device 22: Computing device 23 : Input device 24: communication device 25: backup communication terminal 26: backup communication terminal 30-36: switchgear
Claims (12)
中央制御室内に、前記検出器からのプラント情報を取得し、前記操作機器に操作信号を出力する入出力装置と、該入出力装置に接続された第一の通信装置とプラント情報を集約して処理し制御信号を操作機器へ出力する監視制御装置を備え、
中央制御室外に、前記第一の通信装置と通信を行う第二の通信装置と、プラント情報を表示する表示装置と、前記操作信号を入力するための入力装置とを含む遠隔監視制御盤を備え、
通常運転時には中央制御室内設備と中央制御室外設備に所内電源を接続して中央制御室外からプラントの監視と制御を行う原子力プラントの監視制御システムにおいて、
前記所内電源喪失時に、中央制御室内設備と中央制御室外設備に電源供給するバッテリーと、前記中央制御室内の設備に開閉装置を介して電源接続する電源供給線を備え、
前記入出力装置は、前記原子力プラント内の検出器や操作機器と直接接続された第一の入出力装置と、プラント情報を集約して処理し制御信号を操作機器へ出力する前記監視制御装置に接続された第二の入出力装置を含み、
前記所内電源喪失により前記バッテリーによる電源供給に切替え、かつその後に、中央制御室外の入力装置からの指示により、前記開閉装置を開放操作し、中央制御室内設備の一部に対する電源供給を選択停止することを特徴とする原子力プラントの監視制御システム。 A nuclear power plant is equipped with multiple detectors and multiple operating devices.
In the central control room, the plant information from the detector is acquired, the input / output device that outputs the operation signal to the operation device, the first communication device connected to the input / output device and the plant information are aggregated. It has a monitoring and control device that processes and outputs control signals to operating equipment.
A remote monitoring control panel including a second communication device that communicates with the first communication device, a display device that displays plant information, and an input device that inputs the operation signal is provided outside the central control room. ,
In the monitoring and control system of a nuclear power plant that monitors and controls the plant from outside the central control room by connecting an in-house power source to the central control room equipment and the central control room equipment during normal operation,
A battery for supplying power to the central control room equipment and the central control room equipment when the in-house power supply is lost, and a power supply line for connecting power to the equipment in the central control room via a switching device,
The input / output device includes a first input / output device directly connected to a detector and an operation device in the nuclear power plant, and the monitoring control device that collects and processes plant information and outputs a control signal to the operation device. Including a connected second input / output device;
Switching to power supply by the battery due to the loss of the in-house power supply, and then opening the switchgear according to an instruction from the input device outside the central control room, and selectively stopping the power supply to a part of the central control room equipment A monitoring control system for a nuclear power plant.
前記所内電源喪失により前記バッテリーによる電源供給に切替え、かつその後に、中央制御室外の入力装置からの指示により、前記開閉装置を開放操作し、中央制御室内の前記監視制御装置とこれに接続された第二の入出力装置に対する電源供給を選択停止することを特徴とする原子力プラントの監視制御システム。 In the monitoring control system of the nuclear power plant of Claim 1,
Switched to power supply by the battery due to the loss of the in-house power supply, and then opened the switchgear according to an instruction from the input device outside the central control room, and connected to the monitoring control device in the central control room A monitoring control system for a nuclear power plant, wherein power supply to the second input / output device is selectively stopped.
前記監視制御装置は、プラント情報を集約して処理するプロセス計算機と、制御信号を操作機器へ出力する制御装置とを備え、プロセス計算機は盤やサーバ単位で分割され、分割単位で前記開閉装置を介して前記バッテリーによる電源供給を受けており、中央制御室外の入力装置からの指示により、分割単位ごとに前記開閉装置を開放操作し、電源供給を選択停止することを特徴とする原子力プラントの監視制御システム。 In the monitoring control system of the nuclear power plant of Claim 1,
The monitoring and control device includes a process computer that collects and processes plant information and a control device that outputs a control signal to an operation device. The process computer is divided in units of panels and servers, and the switchgear is divided in units of division. The power supply by the battery is received, and the opening and closing device is opened for each division unit according to an instruction from the input device outside the central control room, and the power supply is selectively stopped. Control system.
前記監視制御装置は、プラント情報を集約して処理するプロセス計算機と、制御信号を操作機器へ出力する制御装置とを備え、プロセス計算機の一部である入出力盤について、これを構成する回路基板単位で前記開閉装置を介して前記バッテリーによる電源供給を受けており、中央制御室外の入力装置からの指示により、回路基板単位ごとに前記開閉装置を開放操作し、電源供給を選択停止することを特徴とする原子力プラントの監視制御システム。 In the monitoring control system of the nuclear power plant of Claim 1,
The monitoring and control device includes a process computer that collects and processes plant information and a control device that outputs a control signal to an operation device, and a circuit board that constitutes an input / output panel that is a part of the process computer Power is supplied by the battery via the switchgear unit by unit, and the switchgear is opened for each circuit board unit according to an instruction from the input device outside the central control room, and the power supply is selectively stopped. A nuclear power plant supervisory control system.
選択停止されなかった中央制御室内設備により運転継続すると共に、運転継続される設備によりプラントを冷温停止するために必要な前記検出器および操作機器が維持されていることを特徴とする原子力プラントの監視制御システム。 In the supervisory control system of the nuclear power plant in any one of Claims 1-4,
Monitoring of a nuclear power plant characterized in that the detector and the operation equipment necessary for cold shutdown of the plant are maintained by the equipment to be operated continuously while the operation is continued by the central control room equipment that has not been selectively stopped Control system.
前記原子力プラントを冷温停止するために必要な前記検出器として、中性子束検出器、制御棒位置検出器、原子炉及び格納容器内の圧力、温度、水位、流量検出器、原子力プラント内の放射線検出器、弁開閉検出器のうちの１つまたは複数を含むことを特徴とした原子力プラント監視制御装置。 In the nuclear power plant supervisory control system according to claim 5,
As the detectors necessary for cold shutdown of the nuclear power plant, neutron flux detector, control rod position detector, pressure in reactor and containment vessel, temperature, water level, flow rate detector, radiation detection in nuclear power plant A nuclear power plant monitoring and control apparatus comprising one or more of a detector and a valve opening / closing detector.
前記原子力プラントを冷温停止するために必要な操作機器として、制御棒駆動装置、ホウ酸水注入装置、非常用炉心冷却装置、原子炉逃がし安全弁装置、原子炉格納容器にそなえられた弁のうちの１つまたは複数を含むことを特徴とした原子力プラントの監視制御システム。 In the nuclear power plant supervisory control system according to claim 5,
As the operation equipment necessary for cold shutdown of the nuclear power plant, a control rod drive device, a boric acid water injection device, an emergency core cooling device, a reactor relief safety valve device, and a valve provided in a reactor containment vessel A supervisory control system for a nuclear power plant including one or more.
中央制御室以内に、前記原子力プラントのプロセス値や操作機器状態が制限条件に当てはまらない場合に警報信号を発生する警報装置と、警報装置の出力を第一の通信装置に伝達する第三の入出力装置を備え、
前記所内電源喪失により前記バッテリーによる電源供給に切替え、かつその後に、中央制御室外の入力装置からの指示により、前記開閉装置を開放操作し、中央制御室内の前記第三の入出力装置に対する電源供給を選択停止することを特徴とする原子力プラントの監視制御システム。 In the monitoring control system of the nuclear power plant of Claim 1,
Within the central control room, an alarm device that generates an alarm signal when the process value or operating equipment status of the nuclear power plant does not meet the restriction conditions, and a third input that transmits the output of the alarm device to the first communication device. An output device,
Switching to power supply by the battery due to the loss of the in-house power supply, and then opening the switchgear according to an instruction from an input device outside the central control room, and supplying power to the third input / output device in the central control room A monitoring control system for a nuclear power plant characterized by selectively stopping.
前記中央制御室内設備と中央制御室外設備に接続する電源が、原子力プラントの所内電源と原子力プラント内に設置した第一の非常用電源で構成されていることを特徴とする原子力プラントの監視制御システム。 In the supervisory control system of the nuclear power plant in any one of Claims 1-8,
The nuclear power plant monitoring and control system, wherein the power source connected to the central control room equipment and the central control room equipment comprises an in-house power source of the nuclear power plant and a first emergency power source installed in the nuclear power plant. .
中央制御室外施設に第二の非常用電源を備え、前記所内電源喪失時に、中央制御室内設備に開閉装置を介して電源供給し、前記入力装置からの開閉指令に基づいて前記開閉装置の開閉を行うことを特徴とした原子力プラントの監視制御システム。 In the supervisory control system of the nuclear power plant in any one of Claims 1-9,
A second emergency power supply is provided in the facility outside the central control room, and when the in-house power supply is lost, power is supplied to the central control room equipment via the switchgear, and the switchgear is opened and closed based on an open / close command from the input device. A monitoring and control system for a nuclear power plant characterized by being performed.
前記バッテリーの残量あるいは、前記第二の非常用電源の燃料残量を前記中央制御室外の表示装置に表示することを特徴とする原子力プラントの監視制御システム。 The monitoring control system for a nuclear power plant according to claim 10,
A monitoring control system for a nuclear power plant, wherein the remaining amount of the battery or the remaining amount of fuel of the second emergency power source is displayed on a display device outside the central control room.
前記第一の通信装置と第二の通信装置には、予備通信用端子が夫々取り付けられており、異なる通信設備を前記予備通信用端子に取り付け可能としたことを特徴とする原子力プラントの監視制御システム。 In the supervisory control system of the nuclear power plant in any one of Claims 1-11,
The first communication device and the second communication device are each equipped with a spare communication terminal, and a different communication facility can be attached to the spare communication terminal. system.
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