JPS60159908A - プラント安全保護装置 - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明は例えば原子炉の状態を監視して原子炉の安全状
態を保持せしめるプラント安全保護装置に関する。

［発明の技術的背景］ 一般に原子炉安全保護装置は原子炉の各部に設置された
センサーから入力されたアナログデータおよびディジタ
ルデータをもとに原子炉の状態を監視し、原子炉に異常
が発見された場合にはスクラム信号を発生する構成とな
っている。この原子炉安全保護装置によって原子炉に異
常が発生した場合にはただちに原子炉をスクラムし、そ
れによって原子炉の安全性を維持する。

そこで第１図を参照して従来の原子炉安全保護装置につ
いて説明する。原子炉安全保護装置は４つのチャンネル
に分割されており、プラント各部に設置されたセンサー
からなるデータ入力部１が上記各チャンネルに設置され
、プラントからのデータを取り込む。上記データ入力部
１より取り込まれたデータは伝送線２を介して各チャン
ネルのロジック部３に送られる。これら各ロジック部３
はマイクロプロセッサを中心として構成されており、各
マイクロプロセッサは伝送１Ｎ２を介して入力された上
記プラントデータと各ロジック部３間に配設された伝送
Ｉ！４を介して伝達されるチャンネル間通信データを必
要に応じて取り込み、ソフトウェアで組まれたロジック
によって入力データを演算処理する。各ロジック部３で
処理された結果は伝送線５を介して最終的な判断を下す
保護系出力判定部６に送られる。この保護系出力判定部
６はいわゆる２ｏｕｔｏｆ４論理により判定を下す。

すなわち４つのチャンネルからの出力のうち少なくとも
２つのチャンネルにおいてスクラム発生信号が発生した
場合にのみ保護系出力ライン７にスクラム発生信号を出
力する構成である。また図中符号８は診断マイクロプロ
セッサを示し、この診断マイクロプロセッサ８は安全保
護装置自体の診断を行なうために専用に設置されたマイ
クロプロセッサである。以下この診断マイクロプロセッ
サ８の機能について説明する。すなわち前記各チャンネ
ルのロジック部３から発生する信号を伝送線９を介して
入力し、それら信号の内容を監視することによって診断
を行なう。例えば各ロジック部３におけるマイクロプロ
セッサのソフトウェアに一定の規則でパルスを発生させ
るような観能をあらかじめ組み入れ、そのパルス列を上
記伝送ｍ９を介して診断マイクロプロセッサ８に伝える
。診断マイクロプロセッサ８はこのパルス列の規則性を
監視して規則性が乱れている場合にはロジック部３に故
障が発生したと判定する。

［背景技術の問題点］ しかしながらこれでは単に診断プロセッサ８に送られて
くる信号を監視することのみによって診断を行なってお
り、高精度かつ確実に故障を発見できるとはいえなかっ
た。すなわち、診断プロセッサ８が異常信号を入力した
としてか、プラントに異常が発生したことによ・り異常
信号が発生したのかあるいは安全保護装置自体に故障が
発生したことにより異常信号が発生し勾のかを判定丈る
ことは不可能である。また診断プロセッサ８が正常な信
号を入力したとしても、プラントが正常であることによ
り正常な信号が発生したのかあるいはプラントに異常が
発生したにもかかわらず安全保護装置自体に故障が発生
した為に正常な信号が発生したのかを判定することはで
きなかった。また安全保護系の診断機能には運転員が補
修作業をすることができるように具体的に異常発生箇所
を示す程度まで要求されているにもかかわらず従来安全
保護系に異常が発見されたとしても具体的な故障発生箇
所を固定することはできなかった。そのため異常箇所を
発見するためには安全保護装置をプラントから切り離し
たオフラインの状態で、作業員がテストデータを入力し
、それに対する反応信号をチェックして調べなければな
らなかった。

さらに前述したように保護系ロジック、部３のマイクロ
プロセッサのソフトウェアで一定のパルス列を発生させ
る低能を組み込む等ソフトウェア作成特に保護系ロジッ
クのソフトウェアと診断を補助するソフトウェアの両方
を混在させるといった複雑なソフトウェアを作成しなけ
ればならなかった。

このように従来の安全保護装置では診Ｉ！ｉＩｌ能に作
業員の労力に頼る部分が大きくかつ安全保護装置をオフ
ライン状態にしなければ具体的な故障箇所を認識するこ
とができず安全保護系はもとよりプラント全体の稼動率
向上を図る上で好−ましいことではなかった。

［発明の目的コ 本発明は以上の点にもとづいてなされたものでその目的
とするところは信頼性を向上させプラントの稼動率向上
を図るとともに保守点検の容易な原子炉安全保護装置を
提供することにある。

［発明の概要］ すなわち本発明によるプラント安全保護装置は、プラン
トの各部に設置された各種センサを備えた複数のデータ
入力部と、これら複数のデータ入力部にそれぞれ対応し
て設けられ各データ入力部がらのプラントデータを演算
処理する複数のロジック部と、これら複数のロジック部
からの信号を入力してプラントの運転に関して判定を行
なう判定部と、上記各ロジック部にテストデータ伝送線
および診断信号伝送線を介して接続され上記テストデー
タ伝送線を介してロジック部の各機能部分にテストデー
タを送りこのテストデータに対する各機能部分からの反
応を診断信号として上記診断信号伝送線を介して入力し
てロジック部の各次能部分ごとに診断を行なう診断用マ
イクロプロセッサとを具備した構成である。

［発明の実施例］ 以下第２図および第３図を参照して本発明の一実施例を
説明する。第２図は本実施例による原子炉安全保護装置
全体の構成を示す図である。図中符号１０ａ〜１０ｄは
それぞれチャンネルを示し、これら各チャンネル１０８
〜１０ｄはプラント各部に設置されたセンサで構成され
るデータ入力部１１ａ〜１１ｄを有している。これら各
データ入力部１１８〜１１ｄに入力されたディジタルデ
ータおよびアナログデータは伝送線１２ａ〜１２ｄを介
して上記各チャンネルの１０ａ〜１０ｄの保護系ロジッ
ク部１３ａ〜１３ｄに入力される。これら保護系ロジッ
ク部１３８〜１３ｄはマイクロプロセッサを中心として
構成されている。各保護系ロジック部１３８〜１３ｄは
上記データ入力部１１ａ〜１１ｄから伝送１ｉ１１２ａ
　〜１２ｄを介して送られてくるデータを入力するため
のポート１４ａ〜１４ｄ１他のチャンネルとの通信を行
なうために他のチャンネルへデータを出力するためのポ
ート１５ａ〜１５ｄおよび他チャンネルからのデータを
入力するためのポート１６ａ〜１６（Ｉを備えている。

そして各チャンネル１０８〜１０ｄ間においては上記出
力ポート１５ａ〜１５ｄと入カポ−１−１６ａ　〜１６
ｄ間を結ぶ伝送線１７８〜１７ｄを介してデータ交換が
可能な構成となっている。その際各チャンネル１０８〜
１０６間は電気的に独立している必要がありそのため出
力ポート１５ａ〜１５ｄ、入カポ−１−１６ａ　〜１６
ｄ　ニはそれぞれアイソレータ１８ａ〜１８ｄが設置さ
れており、電気的に分離されている。各チャンネル１０
８〜１０ｄのロジック部１３ａ　〜１３ｄではプラント
から得られたデータをマイクロプロセッサのソフトウェ
アで演算処理し必要に応じてチャンネル１０ａ〜１０ｄ
間に配設された前記伝送線１７８〜１７ｄを介してデー
タ通信を行ないながらスクラム発生を制御する信号を発
生する。発生されたスクラム制御信号は各チャンネル１
０ａ〜１０ｄ毎に出力ポート１９ａ〜１９ｄに出力され
チャンネル信号出力ライン２０ａ〜２０ｄを介して最終
的な判断を下す保護系出力判定部２１に送られる。この
保護系出力判定部２１は、各チャンネル１０ａ〜１０ｄ
のロジック部１３ａ〜１３ｄからの出力信号を入力しこ
れら４つの信号のうち２つ以上にスクラム起動信号が発
生している場合には出力ライン２２を介してスクラム起
動信号を出力する。

図中符号２３は診断用マイクロプロセッサを示す。この
診断用マイクロプロセッサ２３はテスト信号伝送ライン
２４と診断信号伝送ライン２５を有しており、これらテ
スト信号伝送ライン２４および診断信号伝送ライン２５
を介して前記保護系ロジック部１３８〜１３ｄの各歳能
部分に連結されている。上記テスト信号伝送ライン２４
は診断用マイクロプロセッサ２３で設定した診断用のテ
スト信号を、診断の対象とする歳能部分に送り込むため
のラインであり、一方上記診断信号伝送ライン２５は診
断用マイクロプロセッサ２３に上記診断用テスト信号に
対する診断対象の各機能部分からの反応信号を伝送する
ためのラインである。

診断用マイクロプロセッサ２３はこの診断信号伝送ライ
ン２５を介して入力した反応信号を解析しそれら反応信
号に異常が発見されればその機能部分に故障が発生して
いると判定する。

次に第３図を参照して上記診断用マイクロプロセッサ２
３による診断敗能の詳細について説明する。なお第３図
は第２区における診断用マイクロプロセッサ２３と４つ
のチャンネル１０８〜１０ｄのロジック部１３８〜１３
ｄのうちの１つ例えば１３ａとの結合状態を示したもの
であり、また診断用マイクロプロセッサ２３およびロジ
ック部１３ａおよび伝送線１２ａ以外は第２図とは別の
符号を付して説明する。伝送線２６はデータ入力部１１
ａで入力された各種のプラントデータを伝送するライン
であり、この伝送線２６を介して伝送された各穫プラン
トデータはロジック部の入力ポート２７に送られる。こ
の人力ボート２７はアナログデータを入力するボート２
８とディジタルデータを入力するボート３０により構成
されている。そして上記伝送１２６を介して送られたデ
ータのうちアナログのデータは上記アナログ入力ボート
２８に入力された後、アナログディジタル変換器２９に
送られマイクロプロセッサに入力可能なようにあるビッ
ト数のディタルデータに変換されて伝送線３１に出力さ
れる。一方デイジタルのデータは上記ディジタル入力ボ
ート３０に入力され、そこで調整された後、伝送線３２
に出力される。伝送線３１．３２を介して送られてきた
データはマイクロプロセッサ３３の入力ポート３３Ａに
入力され、マイクロプロセッサ３３はこの送られてきた
データをあらかじめ作成されたソフトウェアによって処
理する。その際他チャンネルとの入出力を行なうための
入出力ボート３４を介して必要に応じて他チャンネルと
のデータ通信を行ないながら処理する。すなわち他チャ
ンネルに送り出すデータは伝送ライン３５を介して入出
力ボート３４の出力ポート３６に送られ伝送線３７を介
して他チャンネルに伝えられる。逆に他チャンネルから
のデータは伝送線３８を介して入出力ボート３４の入力
ポート３９に入力され、伝送線４０を介して上記マイク
ロプロセッサ３３に送られる。

また他チャンネルとの間は常に電気的に分離されている
必要がありその為入出力ボート３４にはアイソレータ４
１が設置されており各チャンネル１０８〜１０ｄの独立
性を保持している。上記マイクロプロセッサ３３で処理
された結果は出力ポート３３Ｂを介して出力され伝送線
４３を介して前記保護系出力判定部２１に送られる。一
方前記診断用マイクロプロセッサ２３は伝送線４５．４
６を介してロジック部１３ａの診断インターフェース４
７と接続されている。この診断インターフェース４７は
上記診断マイクロプロセッサ２３の入出カライン４５．
４６とロジック部１３ａの各機能部分への伝送ライン４
８ないし５９との結合を切替える機能を有している。

本実施例による原子炉安全保護装置の診断機能は保護系
のロジックと時分割で行なわれる。すなわち安全保護系
のソフトウェアの１ループをプラントデータを処理する
部分と診断を行なう部分に分割して構成しており、診断
を行なう部分では診断用マイクロプロセッサ２３から送
られてきたデータに対する結果を診断用マイクロプロセ
ッサ２３に送り返す動作を行なう。例えばマイクロプロ
セッサ３３の入出力ボート３３Ａ、３３Ｂの診断を行な
う場合には、上記診断用マイクロプロセッサ２３から伝
送線４５を介して送り出されたデータは、診断インター
フェース４７を介して伝送線５２．５６に送られ、それ
ぞれ入力ポート３３Ａおよび出力ポート３３Ｂの入力端
に送られる。そして入力ポート３３Ａおよび出力ポート
３３８の出力端から出力されたデータはそれぞれ伝送ね
５３．５７５よび上記診断インターフェース４７、伝送
線４６を介して上記診断用マイクロプロセッサ２３に送
られる。そして診断用マイクロプロセッサ２３は送り出
したテストデータと、返されてきた診断データを比較し
、ビット落ちがないか、信号のレベルは正しく保持され
ているかあるいはボートの処理速度は正当か等を調べ、
異常が発見された場合には、異常の内容および異常発生
箇所をコンソール（ＣＲＴディスプレイ）６０に表示し
、作業員等に認識させる。そして作業員はコンソール６
０の表示により異常発生箇所を認識し、その異常発生箇
所に該当するチャンネルをバイパスして、他の３つのチ
ャンネルで処理を続けた状態で異常箇所の保修（例えば
部品取り替え）作業を行なう。そして作業終了後、元の
状態に復帰させる。以下他の機能部分例えばマイクロプ
ロセッサ３３、入出力ボート３４等についても同様の操
作で診断を行なう。

すなわち本実施例による原子炉安全保護装置によれば安
全保護系の動作を継続させた状態で診断を行なうことが
可能となり、従来のようにプラントから切離してオフラ
イン状態にする必要はないのでプラントの稼動率向上を
図ることができる。

しかも、入力部、マイクロプロセッサ部等各憬能部分に
応じた診断を行なうことができるので、機能部分までの
異常発生箇所を作業員に具体的に認識させることができ
装置としての信頼性を大巾に向上させることができる。

なお本発明は上記実施例に限ったことではなく例えば診
断の対象とする機能部分が増減しても同様であり、また
従来のような各機能部分からの信号を監視する診断方法
との併用も可能である。さらに安全保護装置のチャンネ
ル数も４つに限定されるものではなく、またチャンネル
内がさらに多重化されているような構成であっても前記
実施例と同様の効果を奏することができる。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によるプラント安全保護装置
は、プラントの各部に設置された各種センサを―えた複
数のデータ入力部と、これら複数のデータ入力部にそれ
ぞれ対応して設けられ各データ入力部からのプラントデ
ータを演算処理する複数のロジック部と、これら複数の
ロジック部からの信号を入力してプラントの運転に関し
て判定を行なう判定部と、上記各ロジック部にテストデ
ータ伝送ｆ！および診断信号伝送線を介して接続され上
記テストデーク伝送線を介してロジック部の各機能部分
にテストデータを送りこのテストデータに対する各機能
部分からの反応を診断信号として上記診断信号伝送線を
介して入力してロジック部の各機能部分ごとに診断を行
なう診断用マイクロプロセッサとを具備した構成である
。

したがって診断機能独自のループを備えているので安全
保護装置が作動中であっても診断を行なうことができ、
従来のように異常箇所を発見する為に安全保護装置をプ
ラントから切離すといった必要はなく安全保護装置はも
とよりプラント全体の稼動率向上を図ることができる。

また診断の結果異常の内容および異常発生箇所を具体的
に認識することができその後の保修作業等保守性を向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

′第１図は従来のプラント安全保護装置の構成を示す図
、第２図および第３図は本発明の一実施例を示す図で、
第２図は安全保護装置の全体構成を示す図、第３図はそ
のうちの１つのチャネルについてその内部の構成と診断
プロセッサとの結合状態を示す図である。 １１ａ　〜ｌ１ｄ−・・データ入力部、１３ａ〜１３ｄ
・・・ロジック部、２１・・・判定部、２３・・・診断
用マイクロプロセッサ、２４・・・テスト信号伝送ライ
ン、２５・・・診断信号伝送ライン。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）プラントの各部に設置された各種センサを備えた
   複数のデータ入力部と、これら複数のデータ入力部にそ
   れぞれ対応して設けられ各データ入力部からのプラント
   データを滴算処理する複数のロジック部と、これら複数
   のロジック部からの信号を入力してプラントの運転に関
   して判定を行なう判定部と、上記各ロジック部にテスト
   データ伝送線および診断信号伝送線を介して接続され上
   記テストデータ伝送線を介してロジック部の各派能部分
   にテストデータを送りこのテストデータに対する各機能
   部分からの反応を診断信号として上記診断信号伝送線を
   介して入力してロジック部の各掘能部分ごとに診断を行
   なう診断用マイクロプロセッサとを具備したことを特徴
   とするプラント安全保護装置。
2. （２）上記診断用マイクロプロセッサは異常の内容およ
   び異常発生箇所を表示するコンソールを備えていること
   を特徴とする請求の範囲第１項記載のプラント安全保護
   装置。