JP2003114294A

JP2003114294A - 発電プラントの監視・診断・検査・保全システム

Info

Publication number: JP2003114294A
Application number: JP2001309124A
Authority: JP
Inventors: Yukio Sonoda; 幸夫園田; Mitsuhiro Enomoto; 光広榎本; Yukinori Hirose; 行徳廣瀬; Kazuyuki Udagawa; 一幸宇田川; Yoshihiko Uhara; 義彦鵜原; Koji Hikuma; 幸治日隈; Tomohito Nakano; 智仁中野; Shunichi Shimizu; 俊一清水; Koichi Nagase; 弘一永瀬; Kiyoshi Okamura; 潔岡村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-10-04
Filing date: 2001-10-04
Publication date: 2003-04-18

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の発電プラントからプラントの運転・保
守フィールドデータをネットワークで保全サービス拠点
に収集し、運用性と経済性に優れた発電プラントの監視
・診断・検査・保全システムを提供することである。【解決手段】プラントや機器の運転データ７は監視手
段３で監視されると共に、管理手段５で管理され、検索
手段４で検索閲覧される。送信手段１５は発電プラント
１から保全サービスを提供する会社１０に運転データ７
などを送信し、保全サービス会社１０において受信した
運転データ７は格納手段１２に格納され、サブ解析手段
は、この格納手段１２に格納された運転データなどを用
いてプラントや機器の異常、性能、劣化を評価して保全
策を決定する。そして、その解析結果やデータを通信手
段１５にてサイトに提示する。その際には、セキュリテ
ィ手段によりデータや解析結果などを暗号化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原子力発電所のよ
うな発電プラントにおいて、状態監視保全による定期検
査の合理化、機器部品の経年劣化の検査、系統機器で発
生したトラブルの分析などを遠隔で行う発電プラントの
監視・診断・検査・保全システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の発電プラントの監視・診断・検査
・保全システムについて、図２５を参照しながら説明す
る。図２５は、特許第３１４７５８６号公報に記載され
るもので、発電プラントの監視診断システムのブロック
図である。

【０００３】図２５において、まず左側のプラント状態
の監視データは、各種センサ、モニタ等を利用した監視
システム２０１に取り込まれる。この監視システム２０
１では、現在のプラント状態データを蓄積し、過去のデ
ータと合わせてプラントカルテ２０２に登録するととも
に、状態予測システム２０３および異常診断システム２
０４に送信する。状態予測システム２０３では、プラン
トカルテ２０２に登録されている相関式を基にして、あ
る信号の現在の観測値から他の信号の値を予測する。異
常診断システム２０４では、監視システム２０１から入
力した信号の値と状態予測システム２０３から入力した
信号の値を比較することにより異常を検出し、異常要因
の同定と波及事象の評価を行い運転制御情報２０８を出
力する。また、ここで得られた診断結果は新たな知見と
してプラントカルテ２０２に登録される。

【０００４】次に、図中右側の点検検査結果としては、
機器・部材仕様、施工条件、点検・検査結果を検査シス
テム２０５に入力し、過去のデータと合わせてプラント
カルテ２０２に登録する。劣化因子評価システム２０６
では、機器の材質、応力、水質、組成、加工情報に基づ
いて劣化や腐食電位を評価する。これらの評価結果をも
とに、余寿命評価システム２０７では亀裂進展挙動と強
度劣化挙動から余寿命評価を行う。そして、余寿命評価
システム２０７では、余寿命が設計寿命より短い場合は
水質・応力・環境改善を図るという対策選定を、余寿命
が設計寿命より長い場合には点検頻度を低減するという
対策選定を保全計画情報２０９として出力する。また、
余寿命評価結果は新たな知見としてプラントカルテ２０
２に登録する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の発電プラントの
監視・診断・検査・保全システムにおける第1の課題
は、プラント状態を表すデータが不十分な点である。す
なわち、プラントの運転制御に必要なパラメータは計測
されているが、それだけでは監視・診断・検査・保全に
は不十分である。原子力発電所を例にとると、運転に関
わるパラメータはプロセス計算機やプラント監視装置に
よりオンラインリアルタイムでデータが得られ、一部の
重要機器にはオンライン監視装置が設けられているが、
重要度の比較的低い現場機器にはセンサが付いていない
か、付いていても人がその場に行かなければデータが得
られないため、監視・診断・検査・保全の目的に対して
はデータが不足しているという問題がある。

【０００６】従来の発電プラントの監視・診断・検査・
保全システムの第２の課題は、診断に用いる手法の適用
性と精度が不十分な点である。すなわち、従来のシステ
ムの手法では観測信号間の相関関係を使ってある信号か
ら他の信号を予測し、実観測値と予測値を比較して異常
の有無を判定している。しかしながら、パラメータ間に
明確な相関関係があり、かつ、各パラメータがすべて別
々の測定系で観測されているようなケースは一部の重要
系統に限られているため、プラント全体の診断では適用
性に限界がある。例えば原子力発電プラントの場合に
は、原子炉や主要制御系は観測点が多く適用条件を満た
しているが、これらの主要系統の信頼度はきわめて高
く、相対的にトラブル発生頻度の高いその他の機器系統
は、診断ニーズが高いにもかかわらず適用条件を満足し
ない可能性があるという問題がある。さらに、運転条件
による変動、季節変動、日変動、正常範囲の経年変化、
計測誤差などによってプラントパラメータは変動してお
り、これらの正常な変化と異常による変化を相関関係、
回帰モデル、周波数特性からの逸脱によって判別するこ
とは難しく、精度が不十分で誤診を招く可能性もある。

【０００７】さらに、従来の発電プラントの監視・診断
・検査・保全システムの第３の課題は、劣化因子評価手
法の精度が必ずしも十分とは言えない点である。図２５
中の検査システムでは機器・部材仕様、施工条件、点検
・検査結果を入力データとしているが、機器ごとの運転
履歴は考慮されていない。従って、これらのデータとプ
ラントカルテを用いて劣化因子評価システムにおいて劣
化因子を評価する際には、起動停止回数や頻度、連続運
転時間、累積運転時間による劣化の進行が評価できな
い。また、劣化因子として、材質、水質、応力、組成・
加工があげられているが、重要な因子のひとつである流
体振動が含まれておらず、磨耗や破損を検知するために
有効な機器振動、異音、温度、潤滑油の成分分析などの
データが考慮されていないため、十分な精度を期待でき
ない可能性がある。

【０００８】また、従来の発電プラントの監視・診断・
検査・保全システムの第４の課題は、上記のように想定
した劣化因子が不十分であるために余寿命評価システム
の精度が不十分である可能性があることと、対策選定ロ
ジックが適切でない可能性があることである。対策選定
は前述のとおり、余寿命が設計寿命より長い場合には水
質・応力・環境改善を実施し、余寿命が設計寿命より長
い場合には点検頻度を低減する。しかし、水質・応力・
環境改善は、余寿命評価の長短に関わらず可能な限り常
に実施すべきとも考えられる。また、余寿命は適切な点
検保守によって長く保たれるものであり、評価された余
寿命が長いことが点検頻度を低減する根拠として適切で
ないこともあり、機器の運転状態を監視しながら劣化状
態を把握して点検頻度を定める必要性も考えられる。

【０００９】従来の発電プラントの監視・診断・検査・
保全システムの第５の課題は、システムの運用性および
経済性に改善可能な点があることである。一般に、産業
プラントの信頼性は高くて異常や劣化の発生は稀である
ため、本システムが利用される頻度は低いと考えられ
る。また、サイトの運転員や保守員が対処できることに
は限りがあり、ひとたび異常や劣化が検知された場合に
は、発電プラントの監視・診断・検査・保全システムの
判断だけで対応を決めることは不可能で、プラントメー
カーや機器メーカーのメンテナンス要員、設計者、製造
者、研究者などのサポートを受ける必要があるため、シ
ステムの運用性は高くない。さらに、プラント固有のデ
ータを除くと監視・診断処理はプラントに依存しない共
通手法であるため、プラントごとに本システムを導入す
ることは経済的にも望ましくない。

【００１０】そこで、本発明は、かかる従来の事情を考
慮してなされたもので、プラント運転状態を評価するた
めに十分なデータを収集し、監視診断対象に応じた物理
則に基づく解析機能を備え、状態監視データに基づいて
機器の経年劣化を把握し、適切な保全計画を立てること
の可能な発電プラントの監視・診断・検査・保全システ
ムを提供することを目的とする。また、本発明は、複数
の発電プラントからプラントの運転・保守フィールドデ
ータをネットワークで保全サービス拠点に収集し、監視
・診断・検査・保全のためのデータ解析を行って各発電
プラントに結果を提示することにより、運用性と経済性
に優れた発電プラントの監視・診断・検査・保全システ
ムを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる請求項１
記載の発電プラントの監視・診断・検査・保全システム
は、原子力発電所などの大規模な発電プラントにおい
て、プラントや機器の運転データの監視・収集を行う監
視手段と、定期検査やトラブル対応の保守データを管理
する管理手段と、前記運転データあるいは保守データを
検索閲覧する検索手段と、発電プラントが設置されるサ
イトから保全サービスを提供する会社に運転データある
いは保守データを送信する送信手段と、保全サービス会
社において受信した運転データあるいは保守データを管
理するための格納手段と、この格納手段に格納された運
転データあるいは保守データを用いて監視、診断、検
査、あるいは保全に関する解析を実施してプラントや機
器の異常、性能、劣化を評価して保全策を決定するサブ
解析手段と、このサブ解析手段で得られた解析結果やデ
ータをサイトに提示するための通信手段と、送受信中の
データや解析結果や顧客情報を暗号化および復元するセ
キュリティ手段とを有するものである。

【００１２】本システムは、サイトに設置されたプラン
トや機器の監視手段と、定期検査やトラブル対応等の保
守データを収集管理する管理手段から、運転データおよ
び保守データを取り込み、保全サービス会社に設けられ
た格納手段に格納する。これらの運転、保守データなど
のフィールドデータは検索手段によって閲覧可能である
と同時に、保守サービス会社に送信手段を用いて移送さ
れ、保守サービス会社のサブ解析手段によって、監視診
断対象に応じた物理則に基づく監視診断を実施し、異常
の早期発見やトラブル対応支援のためのコンサルテーシ
ョンを通信手段を通じて行う。また、同じくサブ解析手
段によって、フィールドデータに基づいて機器の経年劣
化状況を分析し、劣化の進行を予測して点検時期を判断
し、短期から長期にわたる適切な保全計画を通信手段を
通じて提供する。さらに、ユーザの要求に応じて、過去
の事例や設計情報の提供、解析や設計コードの使用権の
提供サービスも行う。このとき、セキュリティ手段によ
って、送受信中のデータや解析結果や顧客情報を秘匿す
るためにデータの暗号化を行いセキュリティを確保す
る。これらにより、プラントを所有する会社の保守コス
トの削減を実現し、総合的な保全サービスを提供するこ
とができる。

【００１３】請求項２に記載の発電プラントの監視・診
断・検査・保全システムは、請求項1記載の発電プラン
トの監視・診断・検査・保全システムのサブ解析手段
が、サイトからプラントや機器の運転データや保守デー
タから個別機器の経年劣化の進行状態を分析して点検時
期の延長可否を判定する判定手段と、複数の機器の点検
時期判定結果を総合してリスク対コスト評価を考慮した
プラント保全計画を立案する立案手段とを有するもので
ある。

【００１４】請求項３に記載の発電プラントの監視・診
断・検査・保全システムは、請求項２記載の発電プラン
トの監視・診断・検査・保全システムの判定手段が、プ
ラントや機器の運転データあるいは保守データに基づく
経年劣化の徴候検知において、振動や温度などの運転状
態監視パラメータの挙動が通常範囲から逸脱しているこ
とを検知するための第１のしきい値と、監視強化や出力
低下などの運転条件変更を要するレベルに達しているこ
とを検知するための第２のしきい値と、ただちに機器を
停止しなければならないレベルであることを検知するた
めの第３のしきい値を持つものである。

【００１５】請求項４記載の発電プラントの監視・診断
・検査・保全システムは、請求項１記載の発電プラント
の監視・診断・検査・保全システムが、プラントや機器
の運転データあるいは保守データのうち、流量や圧力な
どのプロセスデータから機器の運転条件と運転性能を判
定するロジックと、運転データあるいは保守データのう
ち、振動や温度などの状態監視データから機器の運転状
態を判定するロジックと、運転データあるいは保守デー
タのうち、点検履歴データから機器の点検・交換・補修
履歴を知るロジックと、運転データあるいは保守データ
のうち、運転履歴データから機器の累積運転時間・起動
停止回数および頻度を知るロジックと、運転データある
いは保守データに基づいて機器の劣化状態を判定するロ
ジックと、判定された劣化状態に応じて監視継続・監視
強化・オンラインメンテナンス・停止して補修などの要
否を判定するロジックとを有するものである。

【００１６】請求項５記載の発電プラントの監視・診断
・検査・保全システムは、請求項１記載の発電プラント
の監視・診断・検査・保全システムのサブ解析手段が、
サイトから入手した発電プラントの主要パラメータを用
いて揺らぎ成分を解析し制御動特性上の安定性を監視す
る手段と、所望の運転条件を与えた時の安定性を設計コ
ードによって定量評価する手段とを有するものである。

【００１７】請求項６記載の発電プラントの監視・診断
・検査・保全システムは、請求項１記載の発電プラント
の監視・診断・検査・保全システムのサブ解手段が、サ
イトから入手した異常な過渡事象が発生した場合の運転
データを用いて運転データ因果関係モデルとの観測挙動
を照合して要因パラメータを特定する手段と、運転デー
タ間の過渡変化の伝達経路を特定する手段と、過渡事象
の原因を推定する手段とを有するものである。

【００１８】請求項７記載の発電プラントの監視・診断
・検査・保全システムは、請求項１記載の発電プラント
の監視・診断・検査・保全システムのサブ解析手段が、
サイトから入手した運転データを用いて揺らぎ成分の周
波数特性を算出する手段と、この周波数特性の変化から
異常の発生を検知する手段と、異常の原因を推定する手
段とを有するものである。

【００１９】請求項８記載の発電プラントの監視・診断
・検査・保全システムは、請求項１記載の発電プラント
の監視・診断・検査・保全システムのサブ解析手段が、
サイトから入手した主要系統を対象とした出力、圧力、
流量、温度などのプロセスパラメータからなる運転デー
タを用いながらこの各プロセスパラメータ間の相関特性
を物理モデル、統計モデル、経験モデルなどで予測する
手段と、実測値と前記物理モデル、統計モデルあるいは
経験モデルからの予測値から対象主要系統の異常を診断
する手段とを有するものである。

【００２０】請求項９記載の発電プラントの監視・診断
・検査・保全システムは、請求項１記載の発電プラント
の監視・診断・検査・保全システムのサブ解析手段が、
サイトから入手した運転データを用いて質量バランス、
運動量バランスモデルに基づいて運転パラメータを算出
する手段と、観測値と計算値を照合して構成機器の静特
性を参照して異常を診断する手段とを有するものであ
る。

【００２１】請求項１０記載の発電プラントの監視・診
断・検査・保全システムは、請求項１記載の発電プラン
トの監視・診断・検査・保全システムのサブ解析手段
が、サイトから入手した運転データを用いてエネルギー
バランスモデルに基づいて運転パラメータを算出する手
段と、観測値と計算値を照合して構成機器の熱効率を診
断する手段とを有するものである。

【００２２】請求項１１記載の発電プラントの監視・診
断・検査・保全システムは、請求項１記載の発電プラン
トの監視・診断・検査・保全システムのサブ解析手段
が、プラント内の機器の分解点検時に採取する検査画像
データから検査に必要な特徴抽出を行う手段と、特徴抽
出後の画像データから亀裂や腐食などの欠陥を検査する
手段とを有するものである。

【００２３】請求項１２記載の発電プラントの監視・診
断・検査・保全システムは、請求項１記載の発電プラン
トの監視・診断・検査・保全システムが、発電内の所定
の場所で機器の画像や音を計測する手段と、機器または
測定位置を特定するための手段と、測定データおよび機
器または測定位置をサイトから入手する手段と、測定デ
ータに基づいて機器の健全性を診断する手段と、この診
断結果を所定の場所に提示する手段とを有するものであ
る。

【００２４】請求項１３記載の発電プラントの監視・診
断・検査・保全システムは、請求項１記載の発電プラン
トの監視・診断・検査・保全システムが、定期検査時の
試験・検査データを計測する手段と、測定された前記試
験・検査データを入手する手段と、試験・検査データに
基づいて定期検査のための方法を判断する手段と、この
定期検査のための方法を定期検査実施中の現場に提示す
る手段とを有するものである。

【００２５】請求項１４記載の発電プラントの監視・診
断・検査・保全システムは、請求項１記載の発電プラン
トの監視・診断・検査・保全システムの格納手段が、プ
ラントや機器のパーツ劣化事例、不具合事例なとのトラ
ブル情報あるいは仕様などの設計情報を格納しているも
のである。

【００２６】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）（請求項１に
対応）本発明の第１の実施の形態に係わる発電プラントの監視
・診断・検査・保全システムについて図１を参照しなが
ら説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係わる
発電プラントの監視・診断・検査・保全システムの概念
図である。プラント１には、プロセス計算機２、プラン
ト／機器監視システム３が設置され、プラント運転状態
や機器作動状態を示すデータがプラント監視制御ネット
ワーク４を介してデータサーバ５に蓄積される。運転日
誌やパトロール記録から機器の作動停止回数・頻度、連
続運転時間、累積運転時間、運転履歴を求め、点検・検
査データ、不具合事例データとともにデータサーバ５に
記録される。プラント１内のユーザ８は、ユーザ８のパ
ーソナルコンピュータ６を介してプラント監視診断や機
器監視診断に関する定期評価やトラブル対応支援、さら
に定期計画支援、解析支援などのコンサルテーション内
容９を保全サービス会社１０から得るために、インター
ネット１５を介してプラント１に関するフィールドデー
タ７を提供する。

【００２７】定期的な状態監視評価や、プラントや機器
の監視システムが異常を検知した場合や、点検・検査デ
ータに異常が発見された場合や、定期点検計画を立てる
場合に、データとともに詳細解析を保全サービス会社１
０に依頼する。保全サービス会社１０は、予めプラント
１に関する設計データ１３を入手しておく。例えば、機
器仕様、系統設計データ、あるいはＦＭＥＡ（Failure
Mode Evaluation Analysis）やＦＴ（Fault Tree）に関
するデータやＰ＆ＩＤ（Piping and Instrumentation D
iagram）などのデータが含まれる。これらのデータは保
全サービス会社１０内の保全データサーバ１２に格納さ
れ、それを基に保全サービス１４をウェブサーバ１１お
よびインターネット１５を介してプラント１に提供す
る。

【００２８】図２は本発明の第1の実施形態に係わる発
電プラントの監視・診断・検査・保全システムにおける
データとサービスのやりとりを示す概念図である。保全
サービス会社１７はプラント所有会社１６からインター
ネットを介してフィールドデータ１８を提供してもらい
ながら保全サービス１９を請け負い、通常の状態監視や
定検計画立案などの定期診断、異常時のトラブル対応、
その他の情報提供などを実施して結果を報告する。保全
サービス会社１７では、状態監視項目、異常事象、対象
機器に応じて設計データと解析手法を駆使して、機器の
健全性評価結果、異常事象の原因究明、推奨保全計画を
立て、インターネットを介してサイトのユーザにコンサ
ルテーション結果として提示する。また、ユーザからの
要求に応じて、設計情報、トラブル事例情報、設計解析
コードの使用権を提供するサービスも行う。これらのサ
ービス提供によってプラント所有会社の保守費の削減を
図り、保全サービス会社の収益とする。

【００２９】契約の形態は、対象プラント、系統、機器
の規模や数量に応じて定めた固定額の状態監視保全サー
ビスをベース契約とする。トラブル対応や保全事例の検
索提示、設計情報の検索提示、設計コードの使用権の提
供については、１件ごとに追加契約とするか依頼件数に
よらず一括固定額契約とすることもできる。

【００３０】図３は本発明に係わる第1の実施形態の発
電プラントの監視・診断・検査・保全システムを説明す
るためのブロック図である。プラント所有会社２０で
は、プラントの運転状態をオンラインリアルタイムで監
視するために、プロセス計算機２１、プラント／機器監
視システム２２などがあり、いわゆるＯＡ用とは別のプ
ラント運転制御ネットワーク２９ａにつながっている。
これらのデータはデータサーバ２７に自動的に伝送保存
される。現場機器の状態を監視するために、パトロール
員が装着するウェアラブルパーソナルコンピュータ２
４、ＰＨＳや携帯電話などの情報携帯端末２３、可搬型
監視装置２５があり、人間系で採取した保全データを登
録する業務用コンピュータ２６とともに、ＯＡ用のイン
トラネットワーク２９ｂにつながっている。これらはサ
イトのウェブサーバ２８からインターネット３６を介し
て保全サービス会社３０のウェブサーバ３３とつながっ
ている。保全サービス会社３０では、フィールドデータ
を管理する保全データベース３１や設計データを管理す
る設計データベース３２を格納するデータサーバ、監視
・診断・検査・保全のためのデータ分析を実行する各解
析サブシステム３４群がイントラネットワーク３５の下
につながった構成となっている。これらのイントラネッ
トワーク３５はウェブサーバ３３を介してインターネッ
ト３６に接続される。

【００３１】図４は本発明に係わる第1の実施形態の発
電プラントの監視・診断・検査・保全システムにおける
ソフトウェアについて説明するためのブロック図であ
る。発電プラントが設置されているサイトあるいはプラ
ント所有会社は、データ採取登録ソフト３９として、プ
ラント監視システムや機器監視システムのデータ収録・
監視ソフトや、上記データをデータサーバに伝送管理す
るソフト、人間系で採取した保守データなどを登録する
ソフトを有している。ユーザは、インターネットブラウ
ザや専用のインターフェイス４０を使って保全サービス
会社に解析評価依頼を行い、コンサルテーション結果を
確認する。プラント所有会社から保全サービス会社への
データ解析依頼はインターネットを利用するため、デー
タや依頼内容を暗号化するセキュリティのための管理ソ
フト３８、情報を開示するための許可申請・承認ソフ
ト、通信ソフト４１を用いる。保全サービス会社では受
信したフィールドデータをデータベース４４に登録する
とともに、解析依頼に従って保全データベースや設計デ
ータベースから必要な情報を検索し、各種解析ソフト４
５を使ってコンサルテーション結果をまとめる。これら
の作業の進捗状況は管理ソフト４３によって管理され
る。管理ソフト４３には、例えば、課金を施すＪＯＢ管
理ソフト、コンサルテーション結果をプラント会社に返
信するにあたっては、ユーザ情報や解析結果を暗号化す
るセキュリティ管理ソフト、開示申請・承認ソフト、通
信ソフトなどがある。セキュリティ管理ソフトの暗号化
については、時系列データにウェーブレット変換やフー
リエ変換を施し、ウェーブレット係数やパワースペクト
ルなどの特徴量に変換することで生波形を一般回線に流
さないようにする。画像データについても同様に、ウェ
ーブレット変換や離散コサイン変換などで暗号化を施
す。開示申請・承認ソフトでは、イントラネットワーク
上で担当者による開示申請と上長による承認が行えるた
め、紙による書類の回覧を廃止して手続きを迅速に進め
ることが可能となる。得られたコンサルテーション結果
は、通信ソフト４２を介してサイトやプラント所有会社
に連絡される。

【００３２】（第２の実施形態）（請求項２乃至４に対
応）図５は本発明に係わる第２の実施形態の発電プラントの
監視・診断・検査・保全システムを説明するためのブロ
ック図である。フィールドデータには、運転日誌に記載
されている運転記録５５ｄ、運転制御に用いられるプロ
セス信号等の運転情報５５ａ、主要機器の健全性を監視
する振動や音響データ等の状態監視情報５５ｂ、定期検
査時に得られる点検記録５５ｃなどの保守情報がある。
フィールドデータ統合管理機能部５５では、これらの運
員履歴・保守履歴データを機器ごとにまとめて一元管理
する。フィールドデータ統合管理機能部５５では、定期
点検や運転中パトロールで採取したデータから何らかの
機器特性の変化が検出された場合には、関連するデータ
間の相関特性を分析し、プラントの運転条件や機器設置
場所の温度や湿度といった環境パラメータ変化等の外的
要因によるものか、累積運転時間や振動等の内的要因に
よるものかを判定する。経年劣化の徴候が検知される
と、機器ごとに作成した分析手順のロジックツリーに従
って劣化状態を定量的に把握するとともに、必要に応じ
て新たなデータ採取を含む監視強化策を提示する（ステ
ップＳａ−１）。次に、累積運転時間に対する劣化特性
パラメータ値の変化を統計モデルや物理モデルによって
予測し、異常判定しきい値に達するまでの時間を推定し
て点検時期を判定する（ステップＳａ−２）。そして、
点検時期を延長することによるリスクの増加とコスト削
減を比較して、信頼度を確保しつつ定検コストを最小に
する定検計画の推奨案を提示する（ステップＳa−
３）。さらに、定検計画を統合して、プラント寿命期間
にわたる長期保全計画の推奨案を提示する（ステップＳ
ａ−４）。

【００３３】図６は本発明に係わる第２の実施形態の発
電プラントの監視・診断・検査・保全システムを説明す
るためのブロック図である。図６は、運転履歴・保守履
歴に係わるフィールドデータを保全サービス会社に送る
機能と、様々なフォーマットのデータを一括管理するた
めのデータベースの機能を説明するものである。サイト
６０に設置されるプラント６１をリアルタイムで監視す
るプロセス計算機６２やプラント／機器監視システム６
３からのデータは、運転制御ネットワーク６８ａを介し
てデータサーバ６４にオンラインで収集して管理する。
一方、現場の機器監視やエリアの診断データ６５、点検
・検査データ６６や運転日誌やパトロール日誌などの日
誌類６７は、事務イントラネットワーク６８ｂを介して
ユーザパーソナルコンピュータ６９に一時保存する。リ
アルタイムで収録するデータには収録時刻情報が含まれ
ているが、現場監視や手書きの日誌などはデータ収集時
刻が不定期のため、収録時刻を示すタグを記録してお
く。サイト６０のユーザは、これらのデータをインター
ネットブラウザまたは専用ソフトを使って、インターネ
ット７４を介して遠隔地にある保全サービスセンター７
０のサーバ計算機のデータベース７１に登録する。この
とき、リアルタイム監視のデータとその他のデータの時
刻あわせをするために、すべてのデータに共通の時刻テ
ーブルを付けることにより、データ記録周期の異なる多
種多様なフィールドデータを同じ時間軸で解析できるよ
うになる。データベース７１は、保全サービスセンター
７０内のイントラネットワーク７３に接続され、このイ
ントラネットワーク７３には解析用コンピュータ７２も
接続されており、コンサルテーションのための解析を行
う。

【００３４】図７は本発明に係わる第２の実施形態の発
電プラントの監視・診断・検査・保全システムの劣化判
定しきい値を説明するための概念図である。第１のしき
い値８１は振動や温度などの運転状態監視パラメータの
挙動が通常範囲から逸脱していることを検知し、第２の
しきい値８２は監視強化や出力低下などの運転条件変更
を要するレベルに達していることを検知し、第３のしき
い値８３はただちに機器を停止しなければならないレベ
ルであることを検知するしきい値である。このように、
３段階のしきい値を用いることにより柔軟な対応が可能
となる。

【００３５】図８は本発明に係わる第２の実施形態の発
電プラントの監視・診断・検査・保全システムの劣化状
態把握のためのロジックツリー分析を説明するためのブ
ロック図である。機器カルテデータベース８４には運転
記録８５、運転データ８６、環境データ８７、赤外線温
度分析８８、振動分析８９、潤滑油分析９０、点検記録
９１が格納されており、これらのデータは、発電プラン
トの運転サイクル毎、さらにその運転サイクル内で随時
測定されて機器カルテデータベース８４に格納されてい
る。

【００３６】そこで、まず、ステップＳｂ−１では、サ
イクル間におけるデータの比較・評価を行う。これは例
えば長期的な視点から発電プラントの状態を把握するの
に適している。そして、ステップＳｂ−２では、変化が
なければ確認して終了し、変化があれば運転条件／環境
条件の変化を提示するとともに、改善対応の提示を行
う。

【００３７】一方、運転サイクル内での測定データ間の
比較・評価も行う（ステップＳｃ−１）。前回のデータ
に比べて変化がなければ、確認して終了する（ステップ
Ｓｃ−２）。しかし、変化があれば監視強化レベルをチ
ェックしてこのレベル以下であれば、変化傾向の提示と
傾向の予測を示す（ステップＳｃ−３）。また、監視強
化レベル以上であれば、アラームレベルと比較しそのレ
ベル以下であれば変化発生時の評価ロジックに従い、そ
のレベル以上であればアラームを発して即刻対応するよ
うに運転員に警告する（ステップＳｃ−４）。

【００３８】図７では上記の３段階のしきい値に従っ
て、劣化徴候のレベルを判定して対応を決定する。第１
のしきい値８１より低ければ状態監視保全を継続、超え
れば有意な変化ありと認めて運転条件や環境条件を確認
して監視を継続する。第２のしきい値８２を超えれば図
８に示すようにロジックツリーに従って劣化要因分析
し、頻度やパラメータ項目を増して監視を強化する。

【００３９】図９も本発明に係わる第２の実施形態の発
電プラントの監視・診断・検査・保全システムの劣化状
態把握のためのロジックツリー分析を説明するためのブ
ロック図である。ここでは、原子炉の出力を制御する制
御棒駆動機構のためのポンプ、すなわちＣＲＤポンプを
例にとって説明する。このＣＲＤポンプの振動値を測定
し、その振動値に変化が発見された場合（ステップＳｄ
−１）には、ポンプのＸ方向における振動かＹ方向にお
ける振動かをチェックする。そして、軸振動の測定を行
う（ステップＳｄ−２）。この結果は、図中に示すとお
り、振動周波数分析としてグラフ化される。そして、そ
の軸振動のＮ成分など各成分についてその変化の有無を
チェックする。例えば、Ｎ成分に変化があった場合に
は、油分析や点検記録の確認、そして運転時間の確認を
行う（ステップＳｄ−３）。それらの分析、確認結果に
よって突発的な軸の曲がりの可能性であるとか、経年的
な軸受の摩耗の可能性であるとか原因の可能性が提示さ
れる。次に、例えば１／２Ｎ成分に変化があった場合で
は、潤滑油の油圧確認が行われる（ステップＳｄ−
４）。また、ＺＮ成分に変化があった場合であれば、プ
ロセスデータの確認のため、点検記録が確認される（ス
テップＳｄ−５）。さらに、それぞれ把握された原因に
よって、監視強化策が提示される（ステップＳｄ−
６）。

【００４０】図１０は本発明に係る第２の実施形態の発
電プラントの監視・診断・検査・保全システムにおける
劣化傾向の予測とリスク分析の機能を説明するための概
念図である。劣化傾向の予測には、次式で表されるよう
な統計モデルや物理モデルを用いる。

【００４１】Y_予測 = F( x1, x2, x3, ・・・) ここで、Ｙは劣化程度の尺度となるパラメータで、x1、
x2、x3は他の観測パラメータである。例えばポンプで
は、劣化の尺度としてＹを軸受けの摩耗による隙間（ク
リアランス）とすると、予測値Ｙ_予測は累積運転時間ｘ
１、振動ｘ２、温度ｘ３などから重回帰解析などによる
統計モデルで表すことができる。また、ｘ１、ｘ２を回
転数やトルクなどとして、物理モデルや経験モデルから
予測することも可能である。軸受けクリアランスはポン
プを分解しなければ計測できないが、累積運転時間、振
動、温度などは運転中に計測可能なので、分解点検なし
でクリアランスを予測することができる。したがって図
１０に示すように、次々回の定期検査時に監視強化レベ
ルに達していなければ、次回の定期検査を省略すること
が可能になる。このとき、予測モデルの信頼度と、観測
値の統計的なばらつきを乱数で模擬して考慮することに
より、監視強化レベルに達する確率を評価して点検の要
否を定量的に判定することができる。さらに、点検を省
略した場合の保守コストの削減と、監視強化やトラブル
対応に要するリスクを比較し、点検を要する機器を優先
度とともにリストアップする。定期検査の期間と予算の
制限にしたがって優先度の高い機器から点検すること
で、リスクを最小にしながらコストダウンを最大にする
定期検査計画を立てることができる。また、大型機器の
点検やリプレースが予定されていて検査期間が長くなる
場合に多くの機器の点検を実施し、それ以外の検査では
必要最小限の機器の点検にとどめるなど、長期にわたる
保全計画を立て、プラントのライフサイクルコストの低
減を図ることが可能である。これらの経年劣化の状態、
劣化予測、監視強化策、定検計画などの解析結果はイン
ターネットを介してサイトに提供され、サイトのユーザ
はブラウザソフトや専用ソフトを使ってアクセスするこ
とができる。

【００４２】図１１は本発明に係る第2の実施形態の発
電プラントの監視・診断・検査・保全システムにおける
業務のフロー図である。保全サービス会社３０はプラン
ト所有会社２０に対して本図のフローに従ってサービス
を提供して収益をあげる。まず、計測機器レンタルまた
は販売してプラント会社のデータ採取およびデータ登録
をサポート、または、データ採取からデータ登録までの
役務を提供する。採取したデータの一次評価して劣化の
進行を予測し、経年劣化の進行予測、点検時期の判定、
リスク対コスト評価、点検推奨機器の選定を経て、保全
計画のコンサルテーションを行う。分析の途中で必要に
応じて監視強化策の提供を受けながら追加のデータ採取
を行い、データを登録しつつ、そのフィールドデータを
再び保全サービス会社３０に供給して評価を行い、分析
の信頼度を向上させる。

【００４３】（第３の実施形態）（請求項５に対応）図１２は本発明に係わる第3の実施形態の発電プラント
の監視・診断・検査・保全システムを説明するためのブ
ロック図である。図１２は、炉心安定性監視のためのブ
ロック図である。図中、原子炉出力信号１０１を用いて
次のＡＲ(AutoRegressive)モデル１０２を作成し、観測
値から出力信号を予測する。

【００４４】Ｘ_予測（ｔ）＝ａ_１Ｘ（ｔ−ｄｔ）＋ａ_２
（ｔ−２ｄｔ）＋・・・このＡＲモデル１０２を用いて、外乱が印加されたとき
の変動の減幅比１０３を求めて炉心安定性を評価する。
本機能は安定性監視プログラムをインターネットからダ
ウンロードすることにより、発電プラントが設置される
サイトでリアルタイム監視を行うことも可能である。ま
た、運転条件を入力とする安定性解析コードを用いるこ
とにより、運転条件を変えた場合の炉心特性変化を事前
に調べることも可能である。

【００４５】（第４の実施形態）（請求項６に対応）図1３は本発明に係わる第４の実施形態の発電プラント
の監視・診断・検査・保全システムを説明するためのブ
ロック図である。図１３は発電プラントの過渡事象診断
のためのブロック図である。本実施の形態では、発電プ
ラントで例えば信号表示グラフ１０４に示されるような
異常な過渡事象が発生した場合に、過渡事象の起点とな
った信号Ａと、変化の伝達経路を同定することにより、
原因究明と対策立案を支援する。ステップＳｅ−１で
は、信号Ａの増加を確認する。次に、ステップＳｅ−２
では、この信号Ａが表す事象が影響を及ぼす事象を考慮
した場合に、変化が予想される信号Ｂと信号Ｄの増減を
確認する。さらに、ステップＳｅ−３では、これら信号
Ｂと信号Ｄの変化が表す事象が影響を及ぼす事象を考慮
した場合に、変化が予想される信号Ｃと信号Ｙの増減を
確認する。プロセス計算機やプラント監視システムのデ
ータの初期変動に着目し、増加、減少、変化なし、とい
った定性的な特徴を抽出する。プラントの制御ロジック
や物理則に基づいて信号間の増減の伝達特性を記述した
過渡事象モデルを準備しておき、観測された実データの
増減と照合することにより、過渡変化の起点信号と伝達
経路を同定することができる。

【００４６】（第５の実施形態）（請求項７に対応）図1４は本発明に係わる第５の実施形態の発電プラント
の監視・診断・検査・保全システムを説明するための特
性図である。本図は、プラントの周波数解析機能を示す
もので、プロセス計算機やプラント監視システムのデー
タの揺らぎ成分の周波数特性をフーリエ変換によって求
め、観測時における通常時の周波数特性からの変化を捉
えて異常の発生を検知することができる。

【００４７】（第６の実施形態）（請求項８に対応）図1５は本発明に係わる第６の実施形態の発電プラント
の監視・診断・検査・保全システムを説明するための特
性図である。本図は、プラントの系統監視機能を示すも
ので、原子力発電所の原子炉のような主要系統を対象と
して、出力、圧力、流量、温度、などの運転データに基
づいて、各パラメータ間の相関特性を物理モデル、統計
モデル、経験モデルなどで予測し、実測値とモデルから
の予測値から対象系統の異常を診断する。

【００４８】（第５、６の実施形態）（請求項７，８に
対応）図１６は本発明に係わる第５および第６の実施形態の発
電プラントの監視・診断・検査・保全システムを説明す
るための特性図である。本図を用いて、プラントの長期
傾向監視を行うための機能あるいは機器長期傾向監視た
めの機能を説明する。運転データに１日１点や一時間１
点の平均化処理を施し、各パラメータおよびパラメータ
間の相関特性の経年変動、季節変動、日変動を基準とな
る静常時のデータと比較分析することにより、通常変動
から逸脱した挙動を監視する。また、ポンプ、ファン、
モータ、弁配管系の振動を定期的に測定して周波数解析
を行い、長期にわたる周波数特性の変化から機器の経年
変化特性を診断する。

【００４９】（第７〜８の実施形態）（請求項９，１０
に対応）図１７は本発明に係わる第７の実施形態の発電プラント
の監視・診断・検査・保全システムを説明するためのブ
ロック図である。本図を用いて、プラント静特性診断の
機能、および、プラント熱効率診断の機能を説明する。
診断方法は以下の通りである。まず、配管、弁、ポン
プ、タンクなどで構成される系統を対象として、異常時
のプロセス量１０５をベースに、流量、圧力などの信号
の異常時の挙動を、質量バランス、運動量バランスモデ
ルに基づく基準モデル１０６を用いて算出する。次に、
観測値と計算値の偏差を説明できるように感度行列１０
８を用いながら流動抵抗などのモデル係数の推定１０７
を行い、リークなどの異常定量同定１０９を行うことで
静特性を診断する。さらに、基準モデル１０６にエネル
ギーバランスを含めて蒸気表などのデータを加えること
により、プラントの熱効率を診断することが可能とな
る。

【００５０】（第９の実施形態）（請求項１１に対応）図１８は本発明に係わる第９の実施形態の発電プラント
の監視・診断・検査・保全システムを説明するためのブ
ロック図である。本図を用いて、プラント画像検査機能
を説明する。機器の分解点検時に採取する検査用画像デ
ータ１１１にウェーブレット変換や離散コサイン変換を
施して検査に必要な特徴抽出１１２を行い、特徴抽出後
の画像データから亀裂や腐食などの欠陥を検査し、劣化
検出１１３を行う。

【００５１】（第１０の実施形態）（請求項１２に対
応）図１９は本発明に係わる第１０の実施形態の発電プラン
トの監視・診断・検査・保全システムを説明するための
概念図である。本図を用いて、パトロール支援機能を説
明する。運転員や保守員による現場パトロール時にビデ
オカメラ１１４、マイク１１５、スピーカ１１６、位置
認識装置１１７,携帯電話やＰＨＳなどの情報携帯端末
１１８を用いて、現場機器の画像や音を計測し、パトロ
ール員１２０が現場で得た情報をウェアラブルパーソナ
ルコンピュータ１１９を介して中央制御室、事務本館、
保全サービス会社で共有できるようにするとともに、診
断結果や保守情報や設計情報を中央制御室、事務本館、
パトロール現場に提示する。このとき、サイト内ＧＰＳ
や、機器に貼り付けたタグとパトロール員が持つタグ読
み取り装置により、パトロール員の位置と対象機器の特
定を自動で行う。

【００５２】（第１１の実施形態）（請求項１２に対
応）図２０は本発明に係わる第１１の実施形態の発電プラン
トの監視・診断・検査・保全システムを説明するための
概念図である。本図を用いて、エリア診断機能を説明す
る。プラント内の重点監視エリアに加速度計１２１、超
音速マイク１２２、赤外線カメラ１２３、位置認識装置
１２４、無線ＬＡＮ１２５などを設置して機器の画像や
音や振動を計測し、測定したデータに基づいて現場機器
の健全性をエリア診断装置１２６を用いて診断し結果を
サイトに提示する。位置の同定はＧＰＳやタグを用いて
行う。

【００５３】（第１２の実施形態）（請求項１３に対
応）図２１は本発明に係わる第１２の実施形態の発電プラン
トの監視・診断・検査・保全システムを説明する概念図
である。本図を用いて、点検組み立て調整支援機能を説
明する。サイトのユーザは、定期検査時に機器を分解点
検した後の組み立て作業を対象として、組み立て試験時
の振動などの組立試運転データ１３０を計測し、保全サ
ービス会社に連絡する。保全サービス会社では、測定し
たデータに基づいて、信号処理や周波数解析などのデー
タ処理１３２を行い、組立調整方法１３１を判断して、
それを点検現場に提示する。

【００５４】（第１３の実施形態）（請求項１４に対
応）図２２は本発明に係わる第１３の実施形態の発電プラン
トの監視・診断・検査・保全システムを説明する概念図
である。本図を用いて、保全情報検索サービス機能を説
明する。サイトのユーザから行われるデータ要求１３３
に応じて、保全サービス会社では、保全データベース１
３５に格納されたパッキンやシールなどのパーツの劣化
事例、ポンプやバルブ等の機器の劣化や不具合事例、プ
ラント系統の異常事象などのトラブル情報１３４を、イ
ンターネットを介してサイトのユーザに提示する。

【００５５】（第１４の実施形態）（請求項１４に対
応）図２３は本発明に係わる第１４の実施形態の発電プラン
トの監視・診断・検査・保全システムについて説明する
概念図である。本図を用いて、設計情報検索サービス機
能の説明を行う。サイトのユーザからのデータ要求１３
６に応じて、設計データベース１３８に格納されたパー
ツ仕様、機器仕様、系統設計、ＦＭＥＡ(Failure Mode
Evaluation Analysis ／ＦＴＡ(Fault Tree Analysi
s)、Ｐ＆ＩＤ(Piping and Instrumentation Diagram)、
ＥＣＷＤ(Electric Connection andWiring Diagram)、3
次元ＣＡＤ(Computer Aided Design)データなど設計情
報１３７を、インターネットを介してサイトのユーザに
提示する。

【００５６】（第１５の実施形態）図２４は本発明に係
わる第１５の実施形態の発電プラントの監視・診断・検
査・保全システムについて説明する概念図である。本図
を用いて、保全情報検索サービス機能を説明する。サイ
トのユーザからのデータ要求１３９に応じて、解析ソフ
トライブラリ１４１に格納されている動特性解析、熱効
率解析、安全解析などの設計コードの使用権を提供し、
ユーザがインターネットを介してプログラムをダウンロ
ードして解析ソフト１４０を利用できる。

【００５７】

【発明の効果】本発明によるプラント監視・診断・検査
・保全システムは、原子力発電所などの大規模プラント
サイトを対象として、プラントメーカーの保全担当部門
や保全専門会社から遠隔で保全サービスを提供する。こ
れによって、プラントの信頼性を維持しつつ保守コスト
の削減を実現し、総合的な保全サービスを提供すること
で収益性を上げながら安全性の向上に寄与することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる発電プラン
トの監視・診断・検査・保全システムの概念図である。

【図２】本発明の第1の実施形態に係わる発電プラント
の監視・診断・検査・保全システムにおけるデータとサ
ービスのやりとりを示す概念図である。

【図３】本発明に係わる第1の実施形態の発電プラント
の監視・診断・検査・保全システムを説明するためのブ
ロック図である。

【図４】本発明に係わる第1の実施形態の発電プラント
の監視・診断・検査・保全システムにおけるソフトウェ
アについて説明するためのブロック図である。

【図５】本発明に係わる第２の実施形態の発電プラント
の監視・診断・検査・保全システムを説明するためのブ
ロック図である。

【図６】本発明に係わる第２の実施形態の発電プラント
の監視・診断・検査・保全システムを説明するためのブ
ロック図である。

【図７】本発明に係わる第２の実施形態の発電プラント
の監視・診断・検査・保全システムの劣化判定しきい値
を説明するための概念図である。

【図８】本発明に係わる第２の実施形態の発電プラント
の監視・診断・検査・保全システムの劣化状態把握のた
めのロジックツリー分析を説明するためのブロック図で
ある。

【図９】本発明に係わる第２の実施形態の発電プラント
の監視・診断・検査・保全システムの劣化状態把握のた
めのロジックツリー分析を説明するためのブロック図で
ある。

【図１０】本発明に係る第２の実施形態の発電プラント
の監視・診断・検査・保全システムにおける劣化傾向の
予測とリスク分析の機能を説明するための概念図であ
る。

【図１１】本発明に係る第2の実施形態の発電プラント
の監視・診断・検査・保全システムにおける業務のフロ
ー図である。

【図１２】本発明に係わる第3の実施形態の発電プラン
トの監視・診断・検査・保全システムを説明するための
ブロック図である。

【図１３】本発明に係わる第４の実施形態の発電プラン
トの監視・診断・検査・保全システムを説明するための
ブロック図である。

【図１４】本発明に係わる第５の実施形態の発電プラン
トの監視・診断・検査・保全システムを説明するための
特性図である。

【図１５】本発明に係わる第６の実施形態の発電プラン
トの監視・診断・検査・保全システムを説明するための
特性図である。

【図１６】本発明に係わる第５および第６の実施形態の
発電プラントの監視・診断・検査・保全システムを説明
するための特性図である。

【図１７】本発明に係わる第７の実施形態の発電プラン
トの監視・診断・検査・保全システムを説明するための
ブロック図である。

【図１８】本発明に係わる第９の実施形態の発電プラン
トの監視・診断・検査・保全システムを説明するための
ブロック図である。

【図１９】本発明に係わる第１０の実施形態の発電プラ
ントの監視・診断・検査・保全システムを説明するため
の概念図である。

【図２０】本発明に係わる第１１の実施形態の発電プラ
ントの監視・診断・検査・保全システムを説明するため
の概念図である。

【図２１】本発明に係わる第１２の実施形態の発電プラ
ントの監視・診断・検査・保全システムを説明する概念
図である。

【図２２】本発明に係わる第１３の実施形態の発電プラ
ントの監視・診断・検査・保全システムを説明する概念
図である。

【図２３】本発明に係わる第１４の実施形態の発電プラ
ントの監視・診断・検査・保全システムについて説明す
る概念図である。

【図２４】本発明に係わる第１５の実施形態の発電プラ
ントの監視・診断・検査・保全システムについて説明す
る概念図である。

【図２５】従来技術を示す発電プラントの監視診断シス
テムのブロック図である。

【符号の説明】

１…プラント２…プロセス計算機３…プラント／機
器監視システム４…プラント監視制御ネットワーク
５…データサーバ６…パーソナルコンピュータ７…フィールドデータ８…ユーザ９…コンサルテー
ション内容１０…保全サービス会社１１…ウェブサ
ーバ１２…保全データサーバ１３…設計データ１
４…保全サービス１５…インターネット１６…プラ
ント所有会社１７…保全サービス会社１８…フィールドデータ１
９…保全サービス２０…プラント所有会社２１…プ
ロセス計算機２２…プラント／機器監視システム２
３…情報携帯端末２４…ウェアラブルパーソナルコン
ピュータ２５…可搬型監視装置２６…業務用コンピ
ュータ２７…データサーバ２８…ウェブサーバ２
９ａ…プラント運転制御ネットワーク２９ｂ…イント
ラネットワーク３０…保全サービス会社３１…保全
データベース３２…設計データベース３３…ウェブ
サーバ３４…解析サブシステム３５…イントラネッ
トワーク３６…インターネット３８…管理ソフト
３９…データ採取登録ソフト４０…インターフェイス４１…通信ソフト４２…通
信ソフト４３…管理ソフト４４…データベース４
５…解析ソフト５５…フィールドデータ統合管理機能
部５５５５ａ…運転情報５５ｂ…状態監視情報５
５ｃ…点検記録５５ｄ…運転記録６０…サイト６１…プラント６
２…プロセス計算機６３…プラント／機器監視システム６４…データサー
バ６５…診断データ６６…点検・検査データ６７…日誌類６８ａ…運転
制御ネットワーク６８ｂ…事務イントラネットワーク
６９…ユーザパーソナルコンピュータ７０…保全サ
ービスセンター７１…データベース７２…解析用コ
ンピュータ７３…イントラネットワーク７４…イン
ターネット８１…第１のしきい値８２…第２のしき
い値８３…第３のしきい値８４…機器カルテデータ
ベース８５…運転記録８６…運転データ８７…環
境データ８８…赤外線温度分析８９…振動分析９０…潤滑油分析９１…点検記録
１０１…原子炉出力信号１０２…ＡＲモデル１０３…減幅比１０４…信号表
示グラフ１０５…異常時のプロセス量１０６…基準
モデル１０７…モデル係数の推定１０８…感度行列
１０９…異常定量同定１１１…検査用画像データ
１１２…特徴抽出１１３…劣化検出１１４…ビデオ
カメラ１１５…マイク１１６…スピーカ１１７…
位置認識装置１１８…情報携帯端末１１９…ウェア
ラブルパーソナルコンピュータ１２０…パトロール員
１２１…加速度計１２２…超音速マイク１２３…
赤外線カメラ１２４…位置認識装置１２５…無線Ｌ
ＡＮ１２６…エリア診断装置１３０…組立試運転デ
ータ１３１…組立調整方法１３２…データ処理１
３３…データ要求１３４…トラブル情報１３５…保
全データベース１３６…データ要求１３７…設計情
報１３８…設計データベース１３９…データ要求
１４０…解析ソフト１４１…解析ソフトライブラリ
２０１…監視システム２０２…プラントカルテ２０
３…状態予測システム２０４…異常診断システム２
０５…検査システム２０６…劣化因子評価システム
２０７…余寿命評価システム２０８…運転制御情報
２０９…保全計画情報

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０６Ｆ 17/60 １１０Ｇ０６Ｆ 17/60 １３８１３８Ｇ２１Ｃ 17/00 ＡＧ２１Ｃ 17/003 ＰＥＸ (72)発明者廣瀬行徳神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者宇田川一幸神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者鵜原義彦神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者日隈幸治神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者中野智仁神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者清水俊一神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者永瀬弘一東京都港区芝浦一丁目１番１号株式会社東芝本社事務所内 (72)発明者岡村潔東京都港区芝浦一丁目１番１号株式会社東芝本社事務所内Ｆターム(参考） 2G024 AD34 BA11 BA12 BA15 BA21 CA13 CA17 CA22 FA02 FA04 FA14 FA15 2G075 CA02 CA43 DA03 EA02 EA03 EA09 FB07 FB08 FB09 FB10 FB11 FB16 FD04 GA15 GA27 5H223 AA03 BB01 CC01 CC09 DD05 DD07 DD09 EE06 EE11 FF05 FF06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原子力発電所などの大規模な発電プラン
トにおいて、プラントや機器の運転データの監視・収集
を行う監視手段と、定期検査やトラブル対応の保守デー
タを管理する管理手段と、前記運転データあるいは保守
データを検索閲覧する検索手段と、前記発電プラントが
設置されるサイトから保全サービスを提供する会社に前
記運転データあるいは保守データを送信する送信手段
と、前記保全サービス会社において受信した前記運転デ
ータあるいは保守データを管理するための格納手段と、
この格納手段に格納された運転データあるいは保守デー
タを用いて監視、診断、検査、あるいは保全に関する解
析を実施してプラントや機器の異常、性能、劣化を評価
して保全策を決定するサブ解析手段と、このサブ解析手
段で得られた解析結果やデータを前記サイトに提示する
ための通信手段と、送受信中のデータや解析結果や顧客
情報を暗号化および復元するセキュリティ手段とを有す
ることを特徴とする発電プラントの監視・診断・検査・
保全システム。
【請求項２】請求項1記載の発電プラントの監視・診
断・検査・保全システムのサブ解析手段は、サイトから
プラントや機器の運転データや保守データから個別機器
の経年劣化の進行状態を分析して点検時期の延長可否を
判定する判定手段と、複数の機器の点検時期判定結果を
総合してリスク対コスト評価を考慮したプラント保全計
画を立案する立案手段とを有することを特徴とする発電
プラントの監視・診断・検査・保全システム。
【請求項３】請求項２記載の発電プラントの監視・診
断・検査・保全システムの判定手段は、プラントや機器
の運転データあるいは保守データに基づく経年劣化の徴
候検知において、振動や温度などの運転状態監視パラメ
ータの挙動が通常範囲から逸脱していることを検知する
ための第１のしきい値と、監視強化や出力低下などの運
転条件変更を要するレベルに達していることを検知する
ための第２のしきい値と、ただちに機器を停止しなけれ
ばならないレベルであることを検知するための第３のし
きい値を持つことを特徴とする状態監視保全の適用支援
システム。
【請求項４】請求項１記載の発電プラントの監視・診
断・検査・保全システムは、プラントや機器の運転デー
タあるいは保守データのうち、流量や圧力などのプロセ
スデータから機器の運転条件と運転性能を判定するロジ
ックと、運転データあるいは保守データのうち、振動や
温度などの状態監視データから機器の運転状態を判定す
るロジックと、運転データあるいは保守データのうち、
点検履歴データから機器の点検・交換・補修履歴を知る
ロジックと、運転データあるいは保守データのうち、運
転履歴データから機器の累積運転時間・起動停止回数お
よび頻度を知るロジックと、運転データあるいは保守デ
ータに基づいて機器の劣化状態を判定するロジックと、
判定された劣化状態に応じて監視継続・監視強化・オン
ラインメンテナンス・停止して補修などの要否を判定す
るロジックとを有することを特徴とする発電プラントの
監視・診断・検査・保全システム。
【請求項５】請求項１記載の発電プラントの監視・診
断・検査・保全システムのサブ解析手段は、サイトから
入手した発電プラントの主要パラメータを用いて揺らぎ
成分を解析し制御動特性上の安定性を監視する手段と、
所望の運転条件を与えた時の安定性を設計コードによっ
て定量評価する手段とを有することを特徴とする発電プ
ラントの監視・診断・検査・保全システム。
【請求項６】請求項１記載の発電プラントの監視・診
断・検査・保全システムのサブ解手段は、サイトから入
手した異常な過渡事象が発生した場合の運転データを用
いて運転データ因果関係モデルとの観測挙動を照合して
要因パラメータを特定する手段と、運転データ間の過渡
変化の伝達経路を特定する手段と、過渡事象の原因を推
定する手段とを有することを特徴とする発電プラントの
監視・診断・検査・保全システム。
【請求項７】請求項１記載の発電プラントの監視・診
断・検査・保全システムのサブ解析手段は、サイトから
入手した運転データを用いて揺らぎ成分の周波数特性を
算出する手段と、この周波数特性の変化から異常の発生
を検知する手段と、異常の原因を推定する手段とを有す
ることを特徴とする発電プラントの監視・診断・検査・
保全システム。
【請求項８】請求項１記載の発電プラントの監視・診
断・検査・保全システムのサブ解析手段は、サイトから
入手した主要系統を対象とした出力、圧力、流量、温度
などのプロセスパラメータからなる運転データを用いな
がらこの各プロセスパラメータ間の相関特性を物理モデ
ル、統計モデル、経験モデルなどで予測する手段と、実
測値と前記物理モデル、統計モデルあるいは経験モデル
からの予測値から対象主要系統の異常を診断する手段と
を有することを特徴とする発電プラントの監視・診断・
検査・保全システム。
【請求項９】請求項１記載の発電プラントの監視・診
断・検査・保全システムのサブ解析手段は、サイトから
入手した運転データを用いて質量バランス、運動量バラ
ンスモデルに基づいて運転パラメータを算出する手段
と、観測値と計算値を照合して構成機器の静特性を参照
して異常を診断する手段とを有することを特徴とする発
電プラントの監視・診断・検査・保全システム。
【請求項１０】請求項１記載の発電プラントの監視・
診断・検査・保全システムのサブ解析手段は、サイトか
ら入手した運転データを用いてエネルギーバランスモデ
ルに基づいて運転パラメータを算出する手段と、観測値
と計算値を照合して構成機器の熱効率を診断する手段と
を有することを特徴とする発電プラントの監視・診断・
検査・保全システム。
【請求項１１】請求項１記載の発電プラントの監視・
診断・検査・保全システムのサブ解析手段は、プラント
内の機器の分解点検時に採取する検査画像データから検
査に必要な特徴抽出を行う手段と、特徴抽出後の画像デ
ータから亀裂や腐食などの欠陥を検査する手段とを有す
ることを特徴とする発電プラントの監視・診断・検査・
保全システム。
【請求項１２】請求項１記載の発電プラントの監視・
診断・検査・保全システムは、発電内の所定の場所で機
器の画像や音を計測する手段と、前記機器または測定位
置を特定するための手段と、測定データおよび前記機器
または測定位置をサイトから入手する手段と、前記測定
データに基づいて前記機器の健全性を診断する手段と、
この診断結果を前記所定の場所に提示する手段とを有す
ることを特徴とする発電プラントの監視・診断・検査・
保全システム。
【請求項１３】請求項１記載の発電プラントの監視・
診断・検査・保全システムは、定期検査時の試験・検査
データを計測する手段と、測定された前記試験・検査デ
ータを入手する手段と、前記試験・検査データに基づい
て定期検査のための方法を判断する手段と、この定期検
査のための方法を定期検査実施中の現場に提示する手段
とを有することを特徴とする発電プラントの監視・診断
・検査・保全システム。
【請求項１４】請求項１記載の発電プラントの監視・
診断・検査・保全システムの格納手段は、プラントや機
器のパーツ劣化事例、不具合事例なとのトラブル情報あ
るいは仕様などの設計情報を格納していることを特徴と
する発電プラントの監視・診断・検査・保全システム。