JP2013156077A - 制御棒駆動機構のフリクション試験測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＣＲＤフリクション試験を効率的に実施することができる制御棒駆動機構のフリクション試験測定装置を提供する。
【解決手段】差圧測定装置１１により測定されたＣＲＤ５の駆動水差圧のデータを少なくとも取得する計算機２１と、計算機２１に接続され試験に関する入力を受け付ける入力装置と、試験に関するデータを表示する表示装置とを有する表示入力装置２３、２４と、中央制御盤６０に設けられ表示装置と同一画面を表示する制御盤側表示装置６１と、表示入力装置２３、２４に設けられ映像および音声の少なくとも一方により他の通信装置と通信を行う表示入力装置側通信装置３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂと、中央制御盤６０に設けられ映像および音声により表示入力装置側通信装置３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂを含む他の通信装置と通信を行う制御盤側通信装置３１ｃ、３２ｃとを備えた。
【選択図】 図３

Description

本発明は、沸騰水型原子炉における制御棒駆動機構のフリクション試験を行う測定装置に関する。

沸騰水型原子炉（以下、「ＢＷＲ（Ｂｏｉｌｉｎｇ Ｗａｔｅｒ Ｒｅａｃｔｏｒ）」という。）における制御棒駆動機構（以下、「ＣＲＤ（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｒｏｄ Ｄｒｉｖｅ）」という。）は、プラントの定期点検などの点検周期にて健全性確認試験が実施される。

この健全性確認試験として、制御棒駆動機構ハウジングおよび燃料集合体と制御棒との摩擦抵抗（フリクション）を定量的に測定するフリクション試験（以下、単に「フリクション試験」という。）がある（例えば、特許文献１参照）。

特開平４−８１６９７号公報

フリクション試験は、主に、差圧測定装置、デジタルオシロを用いて行われる。差圧セル装置は、制御棒を駆動したときの駆動水の供給配管の圧力と戻り配管の圧力とを検出し、その差圧を測定する。差圧セル装置は、水圧制御ユニット（以下、「ＨＣＵ（Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）」という。）の上部グレーチング近傍のベント弁に接続される。デジタルオシロは、制御棒駆動時の発生差圧を記録する。また、差圧セル装置の較正用機器として、圧力調整器、圧力計、動歪計、圧力源が用いられる。

フリクション試験は、中央制御室の制御棒操作員の他に、例えば試験員３名をベント弁近傍、デジタルオシロ、中央制御室にそれぞれ配置して実施される。これら３名の試験員間の連絡は、例えば仮設電話で行われる。中央制御室に配置された試験員は、例えば制御棒操作員へ制御棒操作を指示すると共に、フリクション試験に関する制御棒位置信号やＣＲＤ系のプロセス量のデータを採取し、またストップウォッチなどを用いて制御棒の挿入時間を測定する。

フリクション試験は、制御棒毎に差圧セル装置の接続およびデータ採取を繰り返す必要がある。点検対象の制御棒本数は多く、例えば代表的なＢＷＲでは１８５本である。このため、フリクション試験においては、試験員の負担軽減、試験の効率化、試験結果の管理の合理化が望まれる。特に、フリクション試験に対しては、以下のような課題があった。

第１に、差圧セル装置の差圧信号がデジタルオシロで測定されて記録されると、この測定結果は中央制御室で試験員が採取する他のデータとの一元管理を行うことができない。また、制御棒の駆動時間がストップウォッチで測定される場合には、試験結果にデータの誤差が発生してしまう。さらに、全て紙に書き取る方法、またはデジタルオシロから紙に出力する方法により試験結果が記録される場合には、試験結果の整理、保管のための作業が発生してしまう。結果として、試験員の作業の負担、および試験員のヒューマンエラーの要因となる恐れがある。

第２に、試験結果の保管が試験報告書などの紙によって行われる場合には、試験結果の蓄積およびデータベース化による統計処理など各種検討材料として試験結果を有効活用できない。

第３に、試験員は中央制御室および現場に配置され、例えば仮設電話を用いて相互に連絡をとりながら試験を実施する。音声だけを用いた試験の進行状況や手順の確認は、状況判断する際の不確かさとヒューマンエラーとの要因となる恐れがある。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、ＣＲＤフリクション試験を効率的に実施することができる制御棒駆動機構のフリクション試験測定装置を提供することを目的とする。

本発明に係る制御棒駆動機構のフリクション試験測定装置は、上述した課題を解決するために、制御棒駆動機構および水圧制御ユニットのフリクション試験作業時に差圧測定装置により測定された制御棒駆動機構の駆動水差圧のデータを少なくとも取得する計算機と、前記計算機に接続され、前記試験に関する入力を受け付ける入力装置と、前記試験に関するデータを表示する表示装置とを有する表示入力装置と、中央制御盤に設けられ前記表示装置と同一画面を表示する制御盤側表示装置と、前記表示入力装置に設けられ映像および音声の少なくとも一方により他の通信装置と通信を行う表示入力装置側通信装置と、前記中央制御盤に設けられ映像および音声の少なくとも一方により前記表示入力装置側通信装置を含む他の通信装置と通信を行う制御盤側通信装置とを備えたことを特徴とする。

本発明に係る制御棒駆動機構のフリクション試験測定装置は、ＣＲＤフリクション試験を効率的に実施することができる。

第１実施形態におけるフリクション試験測定装置と接続される制御棒駆動機構および水圧制御ユニットの概略的な構成図。 図１の差圧セル装置の構成を示す要部拡大図。 第１実施形態におけるフリクション試験測定装置およびフリクション試験測定装置と接続される各種装置の概略的な構成図。 試験測定装置計算機の機能構成を示すブロック図。 第１実施形態におけるフリクション試験の概略動作の流れを示すフローチャート。 マンマシンインターフェイス装置、可搬式現場表示入力装置、無線携帯端末、および表示装置に表示される試験手順設定時の試験手順画面の一例を示す説明図。 マンマシンインターフェイス装置、可搬式現場表示入力装置、無線携帯端末、および表示装置に表示されるフリクション試験時の試験手順画面の一例を示す説明図。 ランニングフリクション試験チェックシートの一例を示す説明図。 マンマシンインターフェイス装置、可搬式現場表示入力装置、無線携帯端末、および表示装置に表示される制御棒フリクション試験ガイド画面の一例を示す説明図。 マンマシンインターフェイス装置、可搬式現場表示入力装置、無線携帯端末、および表示装置に表示される連続挿入フリクション試験時の試験測定装置計算機出力チャートの一例を示すグラフ。 第１実施形態におけるセトリングフリクション試験の概略動作の流れを示すフローチャート。 セトリングフリクション試験チェックシートの一例を示す説明図。 マンマシンインターフェイス装置、可搬式現場表示入力装置、無線携帯端末、および表示装置に表示されるセトリングフリクション試験時の試験測定装置計算機出力チャートの一例を示すグラフ。 第１実施形態におけるフリクション試験測定装置の第１の変形例を示す構成図。 第１実施形態におけるフリクション試験測定装置の第２の変形例を示す構成図。 第２実施形態におけるフリクション試験測定装置と接続される制御棒駆動機構および水圧制御ユニットの概略的な構成図。 第２実施形態におけるフリクション試験測定装置およびフリクション試験測定装置と接続される各種装置の概略的な構成図。 第２実施形態におけるフリクション試験の概略動作の流れを示すフローチャート。 第２実施形態におけるセトリングフリクション試験の概略動作の流れを示すフローチャート。 第２実施形態におけるフリクション試験測定装置の第１の変形例を示す構成図。 第２実施形態におけるフリクション試験測定装置の第２の変形例を示す構成図。

［第１実施形態］
本発明に係る制御棒駆動機構のフリクション試験測定装置の第１実施形態を添付図面に基づいて説明する。

第１実施形態および以降の各実施形態における制御棒駆動機構のフリクション試験測定装置は、沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）における制御棒駆動機構（ＣＲＤ）および水圧制御ユニット（ＨＣＵ）のフリクション試験作業時に用いられる。

図１は、フリクション試験測定装置２０と接続される制御棒駆動機構５および水圧制御ユニット１の概略的な構成図である。

図２は、図１の差圧セル装置１１の構成を示す要部拡大図である。

ＨＣＵ１は、各種弁とアキュムレータ２、３から構成されており、制御棒駆動機構５の挿入、引抜き、スクラム動作を行う。ＨＣＵ１の挿入配管７および引抜配管８のベント弁９、１０は、それぞれ差圧セル装置１１と接続される。

差圧セル装置（差圧測定装置）１１は、ＨＣＵ１により制御されるＣＲＤ５の駆動水圧の差圧を求める。すなわち、差圧セル装置１１は、ＣＲＤ５を原子炉内部に挿入するための駆動水が流れる挿入配管７の圧力と、ＣＲＤ５を原子炉内部から引抜くための駆動水が流れる引抜配管８の圧力との差圧を求める。差圧セル装置１１は、較正に用いられる圧力源１２、圧力調整器１３、圧力計１４を有する。

圧力源１２は、例えばＮ_２ガスボンベである。動歪計１５は、計測値の電気信号をフリクション試験測定装置２０へ供給する。

図３は、フリクション試験測定装置２０およびフリクション試験測定装置２０と接続される各種装置の概略的な構成図である。

フリクション試験測定装置２０は、動歪計１５および後述するプロセス計算機５０から受け取る試験結果を管理し、また各試験員間の連絡手段として機能する。

フリクション試験測定装置２０は、主にプロセス入力装置２２と、マンマシンインターフェイス装置２３と、可搬式現場表示入力装置２４と、プリンタ装置２５と、無線ルータ２６と、無線携帯端末３０と、Ｗｅｂカメラ３１ａ、３１ｂ、３１ｃと、ヘッドフォンマイク３２ａ、３２ｂ、３２ｃとを有する。プロセス入力装置２２は、動歪計１５からの差圧信号を受け付け、試験測定装置計算機（サーバ）２１に入力する。

試験測定装置計算機（計算機）２１は、伝送バス２７を介してマンマシンインターフェイス装置２３、可搬式現場表示入力装置２４、プリンタ装置２５、無線ルータ２６に接続される。試験測定装置計算機２１の機能構成については図４を用いて後述する。

マンマシンインターフェイス装置（表示入力装置）２３は、例えば据え置き型のパーソナルコンピュータである。可搬式現場表示入力装置（表示入力装置）２４は、現場に移動可能なパーソナルコンピュータ（例えば、ノート型パーソナルコンピュータ）である。マンマシンインターフェイス装置２３および可搬式現場表示入力装置２４は、測定結果や点検結果を表示する表示装置、および測定・点検に必要な情報の入力を試験員Ｂより受け付ける入力装置を備える。以下の説明においては、可搬式現場表示入力装置２４は、特に言及はしないがマンマシンインターフェイス装置２３と同様の表示および入力操作を行うことができるものとする。プリンタ装置２５は、測定・点検結果に関する帳票をプリントし出力する。

Ｗｅｂカメラ３１ａ、３１ｂ、３１ｃは、それぞれマンマシンインターフェイス装置２３、可搬式現場表示入力装置２４および中央制御盤６０に設置される。ヘッドフォンマイク３２ａ、３２ｂ、３２ｃは、マンマシンインターフェイス装置２３、可搬式現場表示入力装置２４および中央制御盤６０に設置される。Ｗｅｂカメラ３１ａ、３１ｂ、３１ｃおよびヘッドフォンマイク３２ａ、３２ｂ、３２ｃは、伝送バス３６ａ、３６ｂを介して通信し、試験員Ｂおよび制御棒操作員Ｃに相互に映像および音声（または少なくともその一方）を利用した通信を行わせる。

なお、Ｗｅｂカメラ３１ａ、３１ｂおよびヘッドフォンマイク３２ａ、３２ｂは、表示入力装置側通信装置に該当する。Ｗｅｂカメラ３１ｃおよびヘッドフォンマイク３２ｃは、制御盤側通信装置に該当する。

無線携帯端末３０は、無線ルータ２６によりマンマシンインターフェイス装置２３などと無線で接続される。無線携帯端末３０は、試験員Ａにより携帯される。無線携帯端末３０は、マンマシンインターフェイス装置２３などと同一画面を表示する表示装置（端末側表示装置）と、Ｗｅｂカメラ３１ａ、３１ｂ、３１ｃおよびヘッドフォンマイク３２ａ、３２ｂ、３２ｃと通信を行う通信装置（端末側通信装置）を備える。

フリクション試験測定装置２０は、出力インターフェイス装置２８を介してデータ蓄積装置（情報収集計算機）４０に接続される。また、フリクション試験測定装置２０は、伝送バス３６ａを介してプロセス計算機５０と、伝送バス３６ｂを介して中央制御盤６０の表示装置６１と接続される。

データ蓄積装置（情報収集計算機）４０は、フリクション試験測定装置２０より伝送された試験結果を保管する。データ蓄積装置４０に保管されたデータは、統計処理や報告書作成などに利用される。

プロセス計算機５０は、中央制御盤６０と接続され、種々のプラント情報を中央制御盤６０に供給する。プロセス計算機５０は、プロセス入力インターフェイス装置５１ａを介して制御棒駆動機構制御装置（ＣＲＤ系）５５より駆動水流量や駆動水差圧などのプロセス信号を試験測定装置計算機２１に供給する。また、プロセス計算機５０は、プロセス入力インターフェイス装置５１ｂを介して原子炉手動操作／制御棒位置表示装置（ＲＭＣＳ／ＲＰＩＳ）５６より制御棒関連信号を試験測定装置計算機２１に入力する。プロセス計算機５０は、伝送バス３６ｂを介して中央制御盤６０に設置された表示装置６１と接続される。

表示装置（制御盤側表示装置）６１は、中央制御盤６０に設けられ、試験に必要な操作画面や試験結果を表示する。表示装置６１は、マンマシンインターフェイス装置２３および可搬式現場表示入力装置２４と同一の画面を表示することができる。

図４は、試験測定装置計算機２１の機能構成を示すブロック図である。

試験測定装置計算機２１は、制御棒駆動機構フリクション試験制御部８０と、ＣＲＤ系プロセス量入力処理部８１と、制御棒位置情報入力処理部８２と、対話入出力処理部８３と、表示情報処理部８４と、プリンタ出力処理部８５と、外部システム出力処理部８６と、差圧入力処理部８７と、時計部８８と、ＣＲＤフリクション試験ＤＢ９０と、ＣＲＤフリクション試験点検結果ＤＢ９１と、制御棒配置変更情報ＤＢ９２と、点検者情報９３を有する。

制御棒駆動機構（ＣＲＤ）フリクション試験制御部８０は、各入力に対して演算処理し、得られた結果を外部システム出力処理部８６へ出力する。

ＣＲＤ系プロセス量入力処理部８１および制御棒位置情報入力処理部８２は、プロセス計算機５０から出力された各種値をＣＲＤフリクション試験制御部８０に入力する。対話入出力処理部８３は、マンマシンインターフェイス装置２３、可搬式現場表示入力装置２４との間の入出力を処理する。

表示情報処理部８４は、マンマシンインターフェイス装置２３、可搬式現場表示入力装置２４、表示装置６１に表示する画面情報を処理し、各装置に出力する。プリンタ出力処理部８５は、プリンタ装置２５への出力を処理する。

外部システム出力処理部８６は、ＣＲＤフリクション試験制御部８０から供給されたフリクション試験結果を外部システムに対して出力処理する。出力されたフリクション試験結果は、データ蓄積装置４０へ伝送される。差圧入力処理部８７は、動歪計１５からプロセス入力装置２２に供給された差圧情報をＣＲＤフリクション試験制御部８０に入力する。時計部８８は、フリクション試験に必要な時間の計測を行う。

ＣＲＤフリクション試験ＤＢ９０は、フリクション試験の対象となる制御棒の情報を保存する。ＣＲＤフリクション試験点検結果ＤＢ９１は、フリクション試験を行い得られた結果を保存する。制御棒配置変更情報ＤＢ９２は、定期検査において制御棒の配置変更が行われた場合、制御棒の配置変更に関する情報（制御棒配置変更情報）を保存する。点検者情報９３は、フリクション試験を実施する試験員に関する試験員情報を保存する。

次に、フリクション試験測定装置２０の作用について説明する。

フリクション試験実施時においては、図３に示すように、試験員Ａは、ベント弁９、１０近傍（以下、単に「現場」という。）に配置され、現場における装置や機器の接続、操作を行う。試験員Ｂは、フリクション試験測定装置２０のマンマシンインターフェイス装置２３などを操作する。制御棒操作員Ｃは、中央制御室において中央制御盤６０を操作し制御棒駆動機構５を制御する。

図５は、フリクション試験の概略動作の流れを示すフローチャートである。

ステップＳ１において、試験手順情報の設定が行われる。フリクション試験測定装置２０は、試験員Ｂの操作に基づいてマンマシンインターフェイス装置２３からフリクション試験手順情報の入力を受け付け、受け付けた情報を試験測定装置計算機２１へ装荷（ロード）する。

フリクション試験手順情報は、「フリクション試験対象制御棒情報」、「試験員情報」、および「制御棒配置変更情報」からなる。「フリクション試験対象制御棒情報」は、ＣＲＤフリクション試験ＤＢ９０に保存される。「試験員情報」は、点検者情報９３に保存される。「制御棒配置変更情報」は、制御棒配置変更情報ＤＢ９２に保存される。

ステップＳ２において、試験員Ａは、差圧セル装置１１に圧力計１４、圧力調整器１３、圧力源（Ｎ_２ボンベ）１２を接続する。ステップＳ３において、試験員Ａは、差圧セル装置１１、動歪計１５、フリクション試験測定装置２０のプロセス入力装置２２間のケーブルを接続する。

ステップＳ４において、試験員Ａは、差圧セル装置１１と試験測定装置計算機２１との較正を行う。ステップＳ５において、試験員Ａは、差圧セル装置１１に単位圧力（例えば０．１ＭＰａ）ずつ複数点の圧力を印加し、試験測定装置計算機２１の出力チャートの起点を調整して、初期データを採取する。

ステップＳ６において、試験員Ａは、差圧セル装置１１と、圧力計１４、圧力調整器１３、および圧力源１２との接続を解除する。また、ステップＳ７において、試験員Ａは、差圧セル装置１１、動歪計１５、プロセス入力装置２２間のケーブルの接続を解除する。

ステップＳ８において、フリクション試験条件の確認が行われる。マンマシンインターフェイス装置２３は、試験員Ｂの操作に基づいて制御棒フリクション試験の手順画面を表示する。

図６は、マンマシンインターフェイス装置２３、可搬式現場表示入力装置２４、無線携帯端末３０、および表示装置６１に表示される試験手順設定時の試験手順画面の一例を示す説明図である。

マンマシンインターフェイス装置２３は、試験員Ｂの操作に基づき試験準備および試験条件の確認の各試験員確認項目に対する入力を受け付ける。試験手順画面における「ＯＫ」は、試験員Ｂより確認した旨の入力を受け付けた場合に表示される。試験員Ｂは、マンマシンインターフェイス装置２３の画面に自動表示されるプラント状態を確認する。また、マンマシンインターフェイス装置２３は、試験手順画面に表示された内容を試験履歴としてハードコピーする。

なお、可搬式現場表示入力装置２４は、試験手順画面を同時に表示し、試験員Ｂによる入力を受け付けることもできる。

試験員Ｂは、試験手順画面に対する入力および確認後、マンマシンインターフェイス装置２３または可搬式現場表示入力装置２４に内蔵されたＷｅｂカメラ３１ａ（３１ｂ）とヘッドフォンマイク３２ａ（３２ｂ）を使用して試験員Ａに連絡する。試験員Ａは、試験員Ｂからの入力および確認完了を、無線携帯端末３０を介した音声と画像によるテレビ電話で連絡される。

また、制御棒操作員Ｃは、表示装置６１、Ｗｅｂカメラ３１ｃ、ヘッドフォンマイク３２ｃを使用して中央制御室にいる試験員Ｂより連絡を受ける。このとき、表示装置６１は、試験手順画面と同一の画面を表示する。制御棒操作員Ｃは、表示装置６１に表示された試験手順画面により状態を確認し、確認した旨をテレビ電話で試験員に連絡する。

ステップＳ９において、試験員Ａは、差圧セル装置１１をＨＣＵ１の挿入配管７のベント弁９と引抜配管８のベント弁１０とに接続する。ステップＳ１０において、試験員Ａは、差圧セル装置１１、動歪計１５、プロセス入力装置２２間のケーブルを接続する。

ステップＳ１１において、フリクション試験が実施される。マンマシンインターフェイス装置２３は、試験員Ｂの操作に基づいて試験手順画面を表示する。

図７は、マンマシンインターフェイス装置２３、可搬式現場表示入力装置２４、無線携帯端末３０、および表示装置６１に表示されるフリクション試験時の試験手順画面の一例を示す説明図である。

このとき、試験員Ａの無線携帯端末３０には、図７の試験手順画面と同一画面が表示される。試験員Ｂと試験員Ａとは、マンマシンインターフェイス装置２３と無線携帯端末３０とを介して同一画面を見ながら、テレビ電話で差圧セル装置１１の設定および使用前ベント完了を確認する。マンマシンインターフェイス装置２３は、試験員Ｂの操作に基づきランニングフリクション試験の試験員確認項目に対する入力を受け付ける。

試験測定装置計算機２１は、ランニングフリクション試験チェックシートの項目である「駆動水差圧」のデータを採取する。採取されたデータは、試験測定装置計算機２１のＣＲＤフリクション試験点検結果ＤＢ９１に保存される。

図８は、ランニングフリクション試験チェックシートの一例を示す説明図である。このチェックシートは、プリンタ装置２５への帳票出力例である。

ＣＲＤの制御に関するＣＲＤ系データは、制御棒駆動機構制御装置５５よりプロセス入力インターフェイス装置５１ａを介してプロセス計算機５０に出力される。プロセス計算機５０は、入力されたプロセス量を伝送バス３６ａを介して試験測定装置計算機２１へ伝送する。

ステップＳ１２において、指定された、試験手順画面に表示された制御棒の全引抜き操作が行われる。

図９は、マンマシンインターフェイス装置２３、可搬式現場表示入力装置２４、無線携帯端末３０、および表示装置６１に表示される制御棒フリクション試験ガイド画面の一例を示す説明図である。

マンマシンインターフェイス装置２３は、試験手順画面（図７）および制御棒フリクション試験ガイド画面（図９）を表示する。また、中央制御室の表示装置６１は、試験員Ｂの連絡に基づく制御棒操作員Ｃの操作に基づいてマンマシンインターフェイス装置２３と同様の画面を表示する。試験員Ｂおよび制御棒操作員Ｃは、これらの画面を確認する。

試験員Ｂは、表示されている制御棒を全引抜するように制御棒操作員Ｃに指示する。制御棒操作員Ｃは、ガイド画面を確認しながら、中央制御盤６０に設置された操作スイッチを操作して該当する制御棒の全引抜操作を行う。また、制御棒操作員Ｃは、制御棒のカップリング確認を行う。

試験測定装置計算機２１は、ランニングフリクション試験チェックシート（図８）の項目である「全挿入ランプ消灯時刻」、「駆動水流量」、「（制御棒引抜）時間」、および「全引抜ランプ点灯時刻」のデータを採取する。「制御棒引抜時間」は、制御棒の全挿入ランプ消灯時刻と全引抜ランプ点灯時刻から自動算出される。採取されたデータは、ＣＲＤフリクション試験点検結果ＤＢ９１に保存される。

該当する制御棒の全引抜後、制御棒操作員Ｃは、最初に全引抜された１本のみ２本目の制御棒の選択阻止を確認する。制御棒操作員Ｃは、その結果とカップリング確認結果とを試験員Ｂにテレビ電話で連絡する。マンマシンインターフェイス装置２３は、試験員Ｂの操作に基づきランニングフリクション試験手順画面（図７）を表示し、試験員確認項目に対する結果の入力を受け付ける。

ステップＳ１３において、指定された、試験手順画面に表示された制御棒の全挿入操作が行われる。マンマシンインターフェイス装置２３は、試験員Ｂの操作に基づき試験手順画面（図７）および制御棒フリクション試験ガイド画面（図９）を表示する。また、中央制御室の表示装置６１は、試験員Ｂの連絡に基づく制御棒操作員Ｃの操作に基づいて同様の画面を表示する。試験員Ｂおよび制御棒操作員Ｃは、これらの画面を確認する。

試験員Ｂは、表示されている制御棒を全挿入するように制御棒操作員Ｃに指示する。制御棒操作員Ｃは、ガイド画面を確認しながら、中央制御盤６０に設置された操作スイッチを操作して該当する制御棒の全挿入操作を行う。

試験測定装置計算機２１は、ランニングフリクション試験チェックシート（図８）の項目である「全引抜ランプ消灯時刻」、「駆動水流量」、「（制御棒挿入）時間」、「全挿入ランプ点灯時刻」、「ＰＩＰ（制御棒位置検出プローブ）表示」、および「フリクション試験結果」のデータを採取する。

図１０は、マンマシンインターフェイス装置２３、可搬式現場表示入力装置２４、無線携帯端末３０、および表示装置６１に表示される連続挿入フリクション試験時の試験測定装置計算機出力チャートの一例を示すグラフである。

「制御棒挿入時間」は、制御棒が全引抜位置から変化した際に消灯する全引抜ランプの消灯時刻ｔ_１［ｓ］と、全挿入が検出された際に点灯する全挿入ランプの点灯時刻ｔ_２［ｓ］から自動算出される。また、「フリクション試験結果」の良否は、制御棒挿入中のランニングフリクション差圧信号をソフトパスフィルタで処理し、その最大値と最小値の差ΔＰが設定圧力ε_１［ＭＰａ］以内であることを演算処理することにより判定される。採取された各データは、ＣＲＤフリクション試験点検結果ＤＢ９１に保存される。

該当する制御棒の全挿入後、ステップＳ１４において、マンマシンインターフェイス装置２３は試験員Ｂの操作に基づき、試験手順画面（図７）、ガイド画面（図９）、出力チャート画面（図１０）を表示する。試験員Ｂは、これらの画面からランニングフリクション試験結果の良否を確認する。確認後、試験員Ｂは、試験員Ａおよび制御棒操作員Ｃと試験手順画面の試験員確認項目の結果をテレビ電話で確認し合い、マンマシンインターフェイス装置２３に確認結果を入力する。

ステップＳ１５において、フリクション試験測定装置２０は、ランニングフリクション試験の結果が良好である旨を示す「良」であったか否かの判定を行う。試験の結果が良好であった場合、ステップＳ１６において、フリクション試験測定装置２０は、試験対象制御棒全数の試験が終了したか（試験済制御棒本数が試験対象制御棒本数と等しいか）否かの判定を行う。

試験対象制御棒全数の試験が終了していない場合、フリクション試験測定装置２０は次の試験手順を表示し、ステップＳ９の差圧セル装置１１をベント弁９、１０に接続する工程以降の工程を同様の手順で行う。試験員Ｂは、試験員Ａおよび制御棒操作員Ｃと連携して、試験対象制御棒全数の試験が終了するまで同様の手順で試験を行う。

一方、ランニングフリクション試験結果が不良である旨を示す「否」であった場合、セトリングフリクション試験が開始される。

図１１は、セトリングフリクション試験の概略動作の流れを示すフローチャートである。

ステップＳ２１において、セトリングフリクション試験の準備工程として、該当する制御棒の引抜・挿入操作が規定回数繰り返される。具体的には、試験員Ｂは、該当する制御棒の引抜・挿入操作を数回繰返すことを制御棒操作員Ｃに対してテレビ電話で指示する。ステップＳ２２において、試験員Ｂは、差圧セル装置１１のエアベントを実施するよう試験員Ａに対してテレビ電話で指示し、エアベントが実施される。

該当する制御棒の引抜・挿入およびエアベント実施後、ステップＳ２３において、２回目のランニングフリクション試験が実施される。試験員Ｂは、制御棒操作員Ｃに対して２回目のフリクション試験実施を指示し、フリクション試験の２回目が実施される。

ステップＳ２４において、フリクション試験測定装置２０は、２回目のランニングフリクション試験結果が「良」であったか否かの判定を行う。試験の結果が良好であった場合、セトリングフリクション試験は完了し、ランニングフリクション試験のステップＳ１６に戻り、以降の工程が実施される。

２回目の試験結果も「否」であった場合には、ステップＳ２５において、試験測定装置計算機２１は、セトリングフリクション試験チェックシートの項目である駆動水差圧のデータを採取し、ＣＲＤフリクション試験点検結果ＤＢ９１に保存する。

図１２は、セトリングフリクション試験チェックシートの一例を示す説明図である。

ステップＳ２６において、指定された、試験手順画面に表示された制御棒の全引抜き操作が行われる。マンマシンインターフェイス装置２３は、試験員Ｂの操作に基づいて試験手順画面（図７）およびガイド画面（図９）を表示する。また、中央制御室の表示装置６１は、試験員Ｂの連絡に基づく制御棒操作員Ｃの操作に基づいてマンマシンインターフェイス装置２３と同様の画面を表示する。試験員Ｂおよび制御棒操作員Ｃは、これらの画面を確認する。

試験員Ｂは、表示されている制御棒を全引抜するように制御棒操作員Ｃに指示する。制御棒操作員Ｃは、ガイド画面を確認しながら、中央制御盤６０に設置された操作スイッチを操作して該当する制御棒の全引抜操作を行う。また、制御棒操作員Ｃは、制御棒のカップリング確認を行う。

試験測定装置計算機２１は、セトリングフリクション試験チェックシート（図１２）の項目である「全挿入ランプ消灯時刻」、「全引抜ランプ点灯時刻」のデータを採取する。採取されたデータは、ＣＲＤフリクション試験点検結果ＤＢ９１に保存される。

該当する制御棒の全引抜き後、制御棒操作員Ｃは、最初に全引抜された１本のみ２本目の制御棒の選択阻止を確認する。制御棒作業員Ｃは、その確認結果とカップリング確認結果とを試験員Ｂにテレビ電話で連絡する。マンマシンインターフェイス装置２３は、試験員Ｂの操作に基づきセトリングフリクション試験手順（図７）を表示し、試験員確認項目に対する結果の入力を受け付ける。

ステップＳ２７において、指定された、試験手順画面に表示された制御棒の挿入操作が行われる。マンマシンインターフェイス装置２３は、試験員Ｂの操作に基づきに制御棒フリクション試験ガイド画面（図９）を表示する。また、中央制御室の表示装置６１は、試験員Ｂの連絡に基づく制御棒操作員Ｃの操作に基づいて同様の画面を表示する。試験員Ｂおよび制御棒操作員Ｃは、これらの画面を確認する。

試験員Ｂは、表示されている制御棒を１ノッチずつ挿入するように制御棒操作員Ｃに指示する。制御棒操作員Ｃは、ガイド画面を確認しながら、中央制御盤６０に設置された操作スイッチを操作して該当する制御棒を１ノッチずつ挿入し全挿入されるまで操作を行う。

制御棒の全挿入が確認されると、ステップＳ２８において、試験測定装置計算機２１は、セトリングフリクション試験チェックシート（図１２）の項目である「全引抜ランプ消灯時刻」、「全挿入ランプ点灯時刻」、「ＰＩＰ表示」、および「フリクション試験結果」のデータを採取する。

図１３は、マンマシンインターフェイス装置２３、可搬式現場表示入力装置２４、無線携帯端末３０、および表示装置６１に表示されるセトリングフリクション試験時の試験測定装置計算機出力チャートの一例を示すグラフである。

「フリクション試験結果」の良否は、制御棒を１ノッチ挿入後のセトル中のセトリングフリクション差圧信号をソフトフィルタで処理し、そのセトル中とラッチ状態との差ΔＰ_ｓが設定圧力ε_２［ＭＰａ］以上であることを演算処理することにより判定される。採取された各データは、ＣＲＤフリクション試験点検結果ＤＢ９１に保存される。

ステップＳ２９において、マンマシンインターフェイス装置２３は、試験員Ｂの操作に基づき、試験手順画面（図７）、ガイド画面（図９）と出力チャート画面（図１３）を表示する。試験員Ｂは、これらの画面からセトリングフリクション試験結果の良否を確認する。確認後、試験員Ｂは、試験員Ａおよび制御棒操作員Ｃと試験手順画面の試験員確認項目の結果をテレビ電話で確認し合い、マンマシンインターフェイス装置２３に確認結果を入力する。

ステップＳ３０において、フリクション試験測定装置２０は、セトリングフリクション試験の結果が良好である旨を示す「良」であったか否かの判定を行う。試験の結果が良好であった場合、セトリングフリクション試験は完了し、ランニングフリクション試験のステップＳ１６に戻り、以降の工程が実施される。すなわち、試験員Ｂは、試験員Ａおよび制御棒操作員Ｃと連携して、セトリングフリクション試験を完了し、次に指定される制御棒のランニングフリクション試験を開始する。

試験の結果が不良である旨を示す「否」であった場合、ステップＳ３１において、フリクション試験測定装置２０は、別途検討するため結果の記録を残す。以上でセトリングフリクション試験は完了し、ランニングフリクション試験のステップＳ１６に戻り、以降の工程が実施される。

以上で、フリクション試験実施時のフリクション試験測定装置２０の作用の説明を終了する。

なお、制御棒は、定期検査において配置変更が行われることがあり、この配置変更情報は制御棒配置変更情報ＤＢ９２に保存される。制御棒の配置変更が行われた場合であっても、フリクション試験測定装置２０は、この配置変更情報とＣＲＤフリクション試験点検結果ＤＢ９１に保存されたフリクション試験結果との組合せにより、制御棒固有のフリクション試験結果が配置場所との組合せでトレースでき、フリクション試験結果の履歴管理を行うことができる。

また、フリクション試験結果の履歴データは、ＣＲＤフリクション試験制御部８０から外部システム出力処理部８６へ出力処理される。出力処理されたデータは、出力インターフェイス装置２８を介してデータ蓄積装置４０へ伝送され、長期間の試験結果の保管と統計処理や報告書作成などに利用される。

第１実施形態におけるフリクション試験測定装置２０によれば、複数の試験員と制御棒操作員で構成される試験作業での連絡や情報連携が、試験手順の画面表示や相手の映像画像によるテレビ電話に基づいて行うことが可能となる。この結果、従来の音声のみの通信と比べてコミュニケーションの確実性が向上し、誤認識や誤操作などのヒューマンエラーの防止が図れる。

フリクション試験測定装置２０は、制御棒のフリクション試験時に採取しているＣＲＤ系および制御棒のプラント信号を自動記録できるため、試験員による手記録と比べて読み取り誤差の低減、データの同時性の向上、運転員の負担軽減と作業時間の短縮が可能となる。この結果、中央制御室に配置される、データ採取のための試験員が不要となり、データ記録の効率化と省力化が期待できる。

また、フリクション試験測定装置２０は試験結果の誤判定の防止、試験員の確認忘れの防止を図るため、フリクション試験の手順ガイド、進行状況、試験結果をモニタ画面にリアルタイムに表示し、試験結果の良否を自動判定し、運転員確認項目の入力状態も試験の進行に合せて確認させることができる。

フリクション試験測定装置２０は、制御棒に固有の制御棒配置変更履歴とフリクション試験結果を組合せてデータベース化して記録管理するため、データのソーティングやデータの出力フォーマットの柔軟な加工が実現でき、特定の制御棒の履歴解析などを効率的に行うことができる。

また、フリクション試験測定装置２０は、得られたデータを情報収集計算機などのデータ蓄積装置４０へ伝送して、多数回実施されたＣＲＤフリクション試験記録を長期間に亘って蓄積し、長期間の使用における傾向管理や統計処理による各種の検討材料へのデータ提供を行うことができる。

なお、第１実施形態におけるフリクション試験測定装置２０の装置構成は一例であって、以下の通り変形可能である。既存のＢＷＲに設置される場合などを考慮して、フリクション試験測定装置２０の構成を柔軟に対応することができる。第１実施形態のフリクション試験測定装置２０（図３）と対応する構成および部分については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１４は、第１実施形態におけるフリクション試験測定装置の第１の変形例を示す構成図である。

フリクション試験測定装置１００は、フリクション試験測定装置２０に対して、プロセス入力インターフェイス装置１０１、１０２および表示コントローラ１０３が追加される。

図３においては、制御棒駆動機構制御装置５５で得られるＣＲＤ系のプラント信号と原子炉手動操作／制御棒位置表示装置５６で得られる制御棒情報号は、それぞれプロセス入力インターフェイス装置５１ａ、５１ｂを介してプロセス計算機５０に入力された後、フリクション試験測定装置２０へ入力される。

これに対し、フリクション試験測定装置１００は、制御棒駆動機構制御装置５５よりＣＲＤ系のプラント信号を、原子炉手動操作／制御棒位置表示装置５６より制御棒情報信号をプロセス計算機５０を介さずに入力する。

表示コントローラ１０３は、中央制御室に設けられた表示装置６１のコントローラである。表示装置６１は、フリクション試験測定装置１００側でコントロールされる。

このフリクション試験測定装置１００は、ＣＲＤ系のプラント信号や制御棒情報信号の入力処理をプロセス入力インターフェイス装置１０１、１０２および試験測定装置計算機２１にて実行する。フリクション試験測定装置１００は、スタンドアロンで設置され、フリクション試験で必要とするＣＲＤ系のプラント信号や制御棒情報信号などの全信号を入力処理することが可能となり、プロセス計算機５０を介してプラント信号を入力することができない現場環境においても、フリクション試験が実施可能となる。

図１５は、第１実施形態におけるフリクション試験測定装置の第２の変形例を示す構成図である。

フリクション試験測定装置２００は、フリクション試験測定装置２０に対して、試験測定装置計算機２１、プロセス入力装置２２、出力インターフェイス装置２８、およびプリンタ装置２５を、プロセス計算機２５０と共用する。また、図４で説明した試験測定装置計算機２１の機能構成は、プロセス計算機２５０に組み込まれる。すなわち、フリクション試験測定装置２００は、破線の範囲の装置とプロセス計算機２５０に組込まれた図４に示す機能である。なお、符号２０１は現場プロセス入力装置である。

このフリクション試験測定装置２００は、ハードウェアの削減が可能となり、設置場所の制約の緩和、システム保守の合理化が、容易に可能となる。

［第２実施形態］
本発明に係る制御棒駆動機構のフリクション試験測定装置の第２実施形態を添付図面に基づいて説明する。なお、第１実施形態と同一構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図１６は、フリクション試験測定装置３２０と接続される制御棒駆動機構５および水圧制御ユニット３０１の概略的な構成図である。

差圧セル装置３１１は、水圧制御ユニット（ＨＣＵ）３０１の隔離弁３０４および隔離弁３０５に対し、ＣＲＤ５より離れた位置の挿入配管７および引抜配管８からそれぞれ分岐した配管に配置される。この配管には、それぞれ止め弁３０６、３０７が設けられる。差圧セル装置３１１は、個々のＨＣＵ３０１に設置され本設化するため較正用の圧力源（Ｎ_２ガスボンベ）、圧力調整器、圧力計は必要としない。

図１７は、フリクション試験測定装置３２０およびフリクション試験測定装置３２０と接続される各種装置の概略的な構成図である。

フリクション試験測定装置３２０は、プロセス入力装置２２で複数の差圧セル装置３１１と直接接続される。フリクション試験測定装置３２０の試験測定装置計算機（サーバ）３２１は、図４と同様の機能構成に加え、ソフトウェア化された動歪計１５の機能が組み込まれる。この動歪計１５の機能は、例えば、差圧入力処理部８７で実行することができる。

フリクション試験測定装置３２０は、第１実施形態のフリクション試験測定装置２０が備える可搬式現場表示入力装置２４、無線ルータ２６、無線携帯端末３０は備えない。差圧セル装置３１１がＨＣＵ３０１全数に設置されたため、差圧セル装置３１１のＨＣＵ３０１への接続および解除作業が不要となり、現場の試験員が不要となるためである。

次に、フリクション試験測定装置３２０の作用について説明する。なお、第１実施形態と重複する説明は省略する。

フリクション試験実施時においては、図１７に示すように、試験員Ｄは、フリクション試験測定装置３２０のマンマシンインターフェイス装置２３などを操作する。制御棒操作員Ｅは、中央制御室において中央制御盤６０を操作し制御棒駆動機構５を操作する。

図１８は、フリクション試験の概略動作の流れを示すフローチャートである。

図１９は、セトリングフリクション試験の概略動作の流れを示すフローチャートである。

ステップＳ４１において、フリクション試験測定装置３２０は、試験員Ｄの操作に基づいてマンマシンインターフェイス装置２３からフリクション試験手順情報（フリクション試験対象制御棒、試験員情報、および制御棒配置変更情報）の入力を受け付け、試験測定装置計算機３２１へ装荷（ロード）する。

ステップＳ４２において、差圧セル装置３１１と試験測定装置計算機３２１との較正が行われる。具体的には、フリクション試験開始前のＨＣＵ３０１の隔離時に、隔離弁３０４、３０５を始めとする隔離弁が全弁全閉された状態で止め弁３０６、３０７が全閉される。さらに差圧セル装置３１１内の均圧弁が全開された状態で、試験測定装置計算機３２１の出力チャートの起点が調整され、初期データが採取される。その後、ＣＲＤフリクション試験開始前にＨＣＵ３０１の隔離が解除され、隔離弁は全弁全開される。

ステップＳ４３において、フリクション試験条件の確認が行われる。ステップＳ４３以降の工程および図１９のセトリングフリクション試験は、図５のステップＳ１１以降の工程および図１１のセトリングフリクション試験とほぼ同様であるため、ここでは説明を省略する。

第２実施形態におけるフリクション試験測定装置３２０によれば、試験前の測定器の較正作業も省力化されるので、試験員の負担軽減と試験時間の短縮が期待できる。

また、１台の差圧セル装置を制御棒毎にＣＲＤ駆動水の挿入配管７と引抜配管８のベント弁９、１０とに接続し、試験後取外す際の微小の駆動水の漏れ、およびこの駆動水のふき取り作業が不要となる。また、差圧セル装置の接続時におけるセルのベント操作、取外し時における挿入配管７と引抜配管８のベント弁９、１０でのベント操作が不要となり、試験員の負担を省略することができる。

なお、制御棒操作を行う中央制御盤６０にキーボードなどの試験員確認入力装置を設置する場合には、表示装置６１に表示される試験手順画面（図６、図７）、制御棒フリクション試験ガイド画面（図９）、出力チャート画面（図１０、図１３）を確認した制御棒操作員Ｅより試験員確認項目に対する確認結果の入力を受け付けることができる。この結果、フリクション試験測定装置３２０は、試験準備完了後においては制御棒操作員Ｅの１名によるフリクション試験の実施が可能となり、効率化と省力化も期待できる。

なお、第２実施形態におけるフリクション試験測定装置３２０の装置構成は一例であって、以下の通り変形可能である。第２実施形態のフリクション試験測定装置３２０と対応する構成および部分については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図２０は、第２実施形態におけるフリクション試験測定装置の第１の変形例を示す構成図である。

フリクション試験測定装置４００は、フリクション試験測定装置３２０に対して、プロセス入力インターフェイス装置４０１、４０２、表示コントローラ４０３が追加される。フリクション試験測定装置４００の作用および効果については、第２実施形態のフリクション試験測定装置３２０および図１に示す第１実施形態の第１変形例としてのフリクション試験測定装置１００とほぼ同様である。

図２１は、第２実施形態におけるフリクション試験測定装置の第２の変形例を示す構成図である。

フリクション試験測定装置５００は、フリクション試験測定装置３２０に対して、試験測定装置計算機３２１、プロセス入力装置２２、出力インターフェイス装置２８、およびプリンタ装置２５を、プロセス計算機５５０と共用する。また、図４で説明した試験測定装置計算機の機能構成は、プロセス計算機５５０に組み込まれる。すなわち、フリクション試験測定装置５００は、破線の範囲の装置とプロセス計算機５５０に組込まれた図４に示す機能である。フリクション試験測定装置５００の作用および効果については、第２実施形態のフリクション試験測定装置３２０および図１５に示す第１実施形態の第２変形例としてのフリクション試験測定装置２００とほぼ同様である。なお、符号５０１は現場プロセス入力装置である。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１、３０１ 水圧制御ユニット（ＨＣＵ）
５ 制御棒駆動機構（ＣＲＤ）
７ 挿入配管
８ 引抜配管
９、１０ ベント弁
１１、３１１ 差圧セル装置
２０、１００、３００、３２０、４００、５００ フリクション試験測定装置
２１、３２１ 試験測定装置計算機（サーバ）
２２ プロセス入力装置
２３ マンマシンインターフェイス装置
２４ 可搬式現場表示入力装置
２５ プリンタ装置
３０ 無線携帯端末
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ Ｗｅｂカメラ
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ ヘッドフォンマイク
４０ データ蓄積装置（情報収集計算機）
５０、２５０、５５０ プロセス計算機
５５ 制御棒駆動機構制装置（ＣＲＤ系）
５６ 原子炉手動操作／制御棒位置表示装置（ＲＭＣＳ／ＲＰＩＳ）
６０ 中央制御盤
６１ 表示装置
８０ 制御棒駆動機構（ＣＲＤ）フリクション試験制御部
８１ ＣＲＤ系プロセス量入力処理部
８２ 制御棒位置情報入力処理部
８３ 対話入出力処理部
８４ 表示情報処理部
８５ プリンタ出力処理部
８６ 外部システム出力処理部
８７ 差圧入力処理部
８８ 時計部
９０ ＣＲＤフリクション試験ＤＢ
９１ ＣＲＤフリクション試験点検結果ＤＢ
９２ 制御棒配置変更情報ＤＢ
９３ 点検者情報

Claims (8)

1. 制御棒駆動機構および水圧制御ユニットのフリクション試験作業時に差圧測定装置により測定された制御棒駆動機構の駆動水差圧のデータを少なくとも取得する計算機と、
   前記計算機に接続され、前記試験に関する入力を受け付ける入力装置と前記試験に関するデータを表示する表示装置とを有する表示入力装置と、
   中央制御盤に設けられ前記表示装置と同一画面を表示する制御盤側表示装置と、
   前記表示入力装置に設けられ映像および音声の少なくとも一方により他の通信装置と通信を行う表示入力装置側通信装置と、
   前記中央制御盤に設けられ映像および音声の少なくとも一方により前記表示入力装置側通信装置を含む他の通信装置と通信を行う制御盤側通信装置とを備えたことを特徴とする制御棒駆動機構のフリクション試験測定装置。
2. 前記計算機と無線で接続され、前記差圧測定装置近傍で利用される無線携帯端末をさらに備え、
   前記無線携帯端末は、前記表示入力装置側表示装置および前記制御盤側表示装置の少なくとも一方と同一画面を表示する端末側表示装置と、映像および音声の少なくとも一方により前記表示入力装置側通信装置または前記制御盤側通信装置と通信を行う端末側通信装置とを備えた請求項１記載の制御棒駆動機構のフリクション試験測定装置。
3. 前記差圧測定装置は、前記水圧制御ユニットに個々に設置される複数の差圧測定装置からなり、
   前記計算機は、前記複数の差圧測定装置と接続された請求項１記載の制御棒駆動機構のフリクション試験測定装置。
4. 前記表示入力装置は、前記試験に関する確認事項を対話による入力操作で受け付ける請求項１または３記載の制御棒駆動機構のフリクション試験測定装置。
5. 前記計算機は、前記試験の良否を自動で判定する機能を有する請求項１または３記載の制御棒駆動機構のフリクション試験測定装置。
6. 前記計算機は、取得された前記データを外部のデータ蓄積装置に伝送する請求項１または３記載の制御棒駆動機構のフリクション試験測定装置。
7. 前記中央制御盤と接続された制御棒駆動機構制御装置と原子炉手動操作／制御棒位置表示装置とから供給された信号を前記計算機に入力するプロセス入力インターフェイス装置をさらに備えた請求項１記載の制御棒駆動機構のフリクション試験測定装置。
8. 前記計算機は、前記中央制御盤と接続されたプロセス計算機に組み込まれた請求項１または３記載の制御棒駆動機構のフリクション試験測定装置。