JP3441204B2 - プラント診断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原子力発電所等のプラ
ント診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電所等のプラントの診断装置に
は、相関関係にある２つのプロセス量を比較してその関
係が予め定められた許容範囲を逸脱した場合、異常状態
と判定するものがある。

【０００３】例えば、２つのプロセス量Ｘ，ＹがＹ＝ａ
Ｘ＋ｂなる一次式によって近似される場合、図１５に示
す概略図のように、次の式（１）または（２）により診
断される。

【０００４】 ｜ｙ−ｙ’｜＜ε−−−正常−−−−−（１） ｜ｙ−ｙ’｜≧ε−−−異常−−−−−（２） ここで、 ε ：許容値 ｙ ：測定値 ｙ’：標準値

【０００５】すなわち、図１５において標準値Ｙ＝ａＸ
＋ｂに対してＹ＋ε＝Ｙ１とＹ−ε＝Ｙ２との範囲内に
プロセス量ｘに対するプロセス量ｙが入っているとき、
正常と判定する一方、範囲外のとき異常と判断する。

【０００６】上記許容値は、近似誤差、プロセスのゆら
ぎ、計測誤差等を考慮して定められた値である。また、
標準値Ｙ＝ａＸ＋ｂは、プラントが正常に運転している
状態に収集したプロセス量によって予め定められたもの
である。

【０００７】ここで、原子力発電所の給水制御系に適用
したプラント診断を図１６と図１７とを参照して説明す
る。

【０００８】原子力発電所の原子炉へ復水器から冷却水
を供給する給水系は、図１６に示すように主給水配管１
００から分岐する給水配管１０１ａ〜１０１ｂからなっ
ており、給水配管１０１ａ，１０１ｃに蒸気駆動式給水
ポンプ１１３と給水配管１０１ｂ，１０１ｄに電動機駆
動式給水ポンプ１０３とがそれぞれ２台が配置されてい
る。

【０００９】上記系統で蒸気駆動式給水ポンプ１１３の
系統について図１７に沿って説明すれば、給水制御装置
１１０が炉水位および給水流量に基づいて演算された信
号をタービン制御装置１１１へ出力する。タービン制御
装置１１１では、入力した信号に基づいて蒸気タービン
１１２へ指令信号を出力する。

【００１０】蒸気タービン１１２は、タービン制御装置
１１１の出力信号に応じた回転数により回転し、蒸気駆
動式給水ポンプ１１３は、蒸気タービン１１２の回転数
と同じ回転をする。この結果、蒸気駆動式給水ポンプ１
１３の入口流量は、蒸気駆動式給水ポンプ１１３の回転
に応じた流量とされる。

【００１１】そして、蒸気駆動式給水ポンプ１１３の入
口流量は、図示鎖線のように給水制御装置１１０へ負の
フィードバック制御がされ、蒸気駆動式給水ポンプ１１
３の入口流量に応じて給水制御装置１１０からの出力信
号が増減するように制御されている。

【００１２】上記給水系では、給水制御装置１１０の出
力信号とタービン制御装置１１１の出力信号との間のバ
ランス診断やタービン制御装置１１１の出力信号と蒸気
タービン１１２のタービン回転数信号とのバランス診
断、蒸気タービン１１２のタービン回転数信号と蒸気駆
動式給水ポンプ１１３の入口流量信号とのバランス診断
がされる。

【００１３】次に、上記するバランス診断を実行する従
来のプラント診断装置の構成図を図１８に示す。

【００１４】プラント診断装置５０は、入力手段１、偏
差算出手段２、状態判定手段３、出力手段４より構成さ
れている。

【００１５】入力手段１は、入力装置５を介してプロセ
ス量６を入力する。偏差算出手段２は、２つのプロセス
量を予め定められた近似式をもとに比較し、標準値から
の偏差を算出する。状態判定手段３では偏差算出手段２
により算出した偏差と、予め定められた許容値とによっ
て正常状態か異常状態かの判定を行う。

【００１６】出力手段４は、入力手段１により入力した
プロセス量６と偏差算出手段２により算出した結果と、
状態判定手段３により判定した結果を出力装置７へ出力
する。

【００１７】この結果は、出力手段４によって図１９に
示す表示画面６２のように相関関係にあるプロセス量に
ついて偏差算出手段２によって算出された偏差がバーチ
ャートで表示される。これによって、オペレータは偏差
がリミット内にあれば正常と判断し、リミット外であれ
ば異常と判断する。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
プラント診断装置では、２つのプロセス量のバランス状
態からプラントに何らかの異常が発生したことを診断す
ることができるが異常が発生した機器を特定することは
困難であった。

【００１９】すなわち、図１７に示す給水制御系で説明
すれば、従来のプラント診断装置５０では、給水制御系
の給水制御装置１１０の出力信号とタービン制御装置１
１１の出力信号とのバランス状態、タービン制御装置１
１１の出力信号と蒸気タービン１１２のタービン回転数
信号との個々のバランス状態等を監視するのみであっ
た。従って、あるプロセス量の相関関係のバランス状態
に異常があっても、具体的にどの機器に異常があるのか
の判定は困難であった。

【００２０】そこで、本発明は、各機器間のバランス状
態から異常機器を特定可能とするプラント診断装置を提
供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
最上流から最下流間に複数の機器Ａ（ｋ）［ｋ＝１〜
ｎ］が連なり、機器Ａ（ｋ）のプロセス量ａ（ｋ）［ｋ
＝１〜ｎ−１］と機器Ａ（ｋ＋１）のプロセス量ａ（ｋ
＋１）とにそれぞれ相関関係が存在すると共に、最下流
の機器Ａ（ｎ）のプロセス量ａ（ｎ）が最上流の機器Ａ
（１）のプロセス量ａ（１）へ負帰還して閉制御ループ
を形成するＡ系統と、該Ａ系統に対応して最上流から最
下流間に複数の機器Ｂ（ｋ）［ｋ＝１〜ｎ］が連なり、
機器Ｂ（ｋ）のプロセス量ｂ（ｋ）［ｋ＝１〜ｎ−１］
と機器Ｂ（ｋ＋１）のプロセス量ｂ（ｋ＋１）とにそれ
ぞれ相関関係が存在すると共に、最下流の機器Ｂ（ｎ）
のプロセス量ｂ（ｎ）が最上流の機器Ｂ（１）のプロセ
ス量ｂ（１）へ負帰還して閉制御ループを形成するＢ系
統とからなり、かつ、前記機器Ｂ（ｋ）のプロセス量ｂ
（ｋ）と前記機器Ａ（ｋ）のプロセス量ａ（ｋ）との間
に相関関係が存在するプラントの各機器間のプロセス量
のバランス状態を監視してプラントを診断するプラント
診断装置において、前記プラントから各機器のプロセス
量をそれぞれ入力する入力手段と、この入力手段により
入力したプロセス量のうちＡ，Ｂ系統の対応する各機器
間の相関関係が存在する２つのプロセス量の偏差と、同
一系統内の２つの機器のプロセス量の偏差を算出する偏
差算出手段と、この偏差算出手段により算出された偏差
と予め定められた許容偏差値との比較により各機器間の
バランス状態の正常あるいは異常を判断する状態判定手
段と、前記各機器間のバランス状態の正常あるいは異常
に基づいて異常の発生した機器Ａ（ｋ）または機器Ｂ
（ｋ）を特定する異常発生機器診断手段と、この異常発
生機器診断手段による診断結果を出力装置へ出力する出
力手段とを備えることを特徴とする。

【００２２】請求項２の発明は、請求項１記載のプラン
ト診断装置において、異常発生機器診断手段は、前記プ
ロセス量ａ（ｎ）とプロセス量ｂ（ｎ）とのバランスの
状態が異常のとき、プロセス量ａ（ｋ）とプロセス量ａ
（ｋ＋１）とのバランスの状態またはプロセス量ｂ
（ｋ）とプロセス量ｂ（ｋ＋１）とのバランスの状態と
から異常の機器Ａ（ｋ）または機器Ｂ（ｋ）を特定する
手段を設けるようにしたものである。

【００２３】請求項３の発明は、請求項１記載のプラン
ト診断装置において、異常発生機器診断手段は、プロセ
ス量ａ（１）とプロセス量ａ（ｎ）とのバランスの状態
とプロセス量ｂ（１）とプロセス量ｂ（ｎ）とのバラン
スの状態がいずれか一方が異常のとき、プロセス量ａ
（ｋ）とプロセス量ｂ（ｋ）の大小関係に基づいて異常
の機器Ａ（ｋ）または機器Ｂ（ｋ）を特定する手段を設
けるようにしたものである。

【００２４】請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３
記載のいずれかのプラント診断装置において、出力手段
は、Ａ系統の複数の機器Ａ（ｋ）とＢ系統の複数の機器
Ｂ（ｋ）に対応させて各機器間のバランス状態をそれぞ
れ出力装置へ表示させると共に、異常機器を特定表示さ
せ、かつ、これらの表示を適宜必要によって色替えさせ
るようにしたものである。

【００２５】

【作用】請求項１のプラント診断装置によれば、状態判
定手段によって任意の機器間のバランス状態の正常また
は異常が判定される。さらに、異常発生機器診断手段に
よって前記バランス状態の正常または異常に基づいて異
常が発生した機器が特定される。これによって、プラン
トの異常が早期に発見され、大きなトラブルの発生を未
然に防止し、安全なプラントの運転ができる。

【００２６】請求項２のプラント診断装置によれば、プ
ロセス量ａ（ｎ）とプロセス量ｂ（ｎ）のバランス状態
に異常があるとき、Ａ系統またはＢ系統に異常があると
判定される。そして、プロセス量ａ（ｋ）とプロセス量
ａ（ｋ＋１）とのバランス状態またはプロセス量ｂ
（ｋ）とプロセス量ｂ（ｋ＋１）とのバランス状態の正
常または異常から異常機器が特定される。これによっ
て、プラントの異常を早期に発見し、大きなトラブルの
発生を未然に防止し、安全なプラントの運転ができる。

【００２７】請求項３のプラント診断装置によれば、プ
ロセス量ａ（１）とプロセス量ａ（ｎ）またはプロセス
量ｂ（１）とプロセス量ｂ（ｎ）とのバランス状態のい
ずれかが異常のとき、Ａ系統またはＢ系統に異常がある
と判定される。さらに、プロセス量ａ（ｋ）とプロセス
量ｂ（ｋ）との大小関係が比較されて異常の機器Ａ
（ｋ）または機器Ｂ（ｋ）が特定される。これによっ
て、プラントの異常を早期に発見し、大きなトラブルの
発生を未然に防止し、安全なプラントの運転ができる。

【００２８】請求項４のプラント診断装置によれば、Ａ
系統とＢ系統のそれぞれの機器が表示され、これらの機
器に対応させて各機器のバランス状態が表示されると共
に、異常機器が表示され、適宜表示の色替えがされる。
これによって、プラント全体のバランス状態と異常機器
を即座に把握することができる。

【００２９】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００３０】図１は、本発明の第１実施例を示すプラン
ト診断装置の構成図であり、図１が従来例を示す図１８
と同一符号は同一部分または相当部分を示し、両者が異
なる主な点は、異常発生機器診断手段８を追設したこと
である。

【００３１】異常発生機器診断手段８は、各機器間のバ
ランス状態の正常あるいは異常に基づいて異常の発生し
た機器を特定するものである。

【００３２】次に、本実施例を示す図１のプラント診断
装置５１の具体的構成を示す図２を参照してその作用を
説明する。

【００３３】まず、入力装置５より入力されたプロセス
量６が、プラント診断装置５１Ａの入力手段１の入力更
新プログラム１ａによって順次入力データテーブル１ｂ
へ保存される。この入力データテーブル１ｂに保存され
た各プロセス量６は偏差算出手段２へ渡され、偏差算出
処理手段２ａにより２つのプロセス量が予め標準値を定
める近似式をもとに比較され、標準値からの偏差が算出
されて算出結果テーブル２ｂへ保存される。状態判定手
段３の状態判定処理手段３ａでは、偏差算出手段２によ
り算出した偏差と、予め定められた許容値とが比較され
正常状態か否かの判定が行われる。その結果が判定結果
テーブル３ｂへ保存される。

【００３４】異常発生機器診断手段８の異常発生機器診
断処理手段８ａでは、状態判定手段３による複数組のプ
ロセス量に対する状態判定結果を用い、異常の発生機器
の特定が行われ、その結果が診断結果テーブル８ｂへ保
存される。さらに、出力手段４は、入力データテーブル
１ｂに保存されたプロセス量６と、算出結果テーブル２
ｂに保存された算出結果と、判定結果テーブル３ｂに保
存された判定結果と、診断結果テーブル８ｂへ保存され
た診断結果とが出力装置７へ出力される。

【００３５】ここで、異常発生機器診断手段８による判
定について図３を参照して説明する。

【００３６】今、プラント内のあるＡ系統の最上流から
最下流へ機器群Ａ（１），Ａ（２），・・・・Ａ（ｋ）
・・・・Ａ（ｎ）［ｋ＝１〜ｎ］とＡ系統に対応するＢ
系統の機器群Ｂ（１），Ｂ（２），・・・・Ｂ（ｋ）・
・・・Ｂ（ｎ）［ｋ＝１〜ｎ］をバランス診断を対象と
する。Ａ系統では、最上流の機器Ａ（１）から最下流の
機器Ａ（ｎ）まで上流から下流へ順次機器の持つプロセ
ス量ａ（ｋ）とａ（ｋ＋１）［ｋ＝１〜ｎ−１］とは相
関関係を有し、最下流のａ（ｎ）のプロセス量は最上流
のａ（１）へ負のフィードバック制御がされるように構
成されている。

【００３７】同様に、Ｂ系統では、最上流の機器Ｂ
（１）から最下流の機器Ｂ（ｎ）まで上流から下流へ順
次機器の持つプロセス量ｂ（ｋ）とｂ（ｋ＋１）［ｋ＝
１〜ｎ−１］とは相関関係を有し、最下流のｂ（ｎ）の
プロセス量は最上流のｂ（１）へ負のフィードバック制
御がされている。

【００３８】また、Ａ系統の機器Ａ（ｋ）とＢ系統の機
器Ｂ（ｋ）とは、同種類の機器で通常運転時にはほぼ同
様の動作をするため対応するプロセス量ａ（ｋ）とｂ
（ｋ）とはほぼ同様の値となっている。

【００３９】上記Ａ系統およびＢ系統のプラントにおい
て異常発生機器診断手段８では、例えば、図４に示す如
くの制御ロジックが組まれ次の判定がされる。

【００４０】まず、Ａ系統では、ａ（ｎ）−ｂ（ｎ）が
許容値以上のとき、バランス状態が異常（０）とされ、
この異常（０）がＮＯＴ回路１２０ａで反転されて
（１）が論理積回路１２１ａへ入力される。一方、ａ
（ｋ−１）−ａ（ｋ）のバランス状態とａ（ｋ）−ａ
（ｋ＋１）のバランス状態について許容値εの以上か以
下かの判定がされる。この結果、ａ（ｋ−１）−ａ
（ｋ）＞εのとき異常（０）が反転回路１２２ａへ入力
されて（１）が論理積回路１２１ａへ入力される。ま
た、ａ（ｋ）−ａ（ｋ＋１）＜εのとき正常（１）が論
理積回路１２１ａへ入力する。これをｋ＝２・・・・ｎ
−１まで繰り返し実行する。

【００４１】この結果、論理積回路１２１ａから（１）
が出力されれば、そのときｋの値からＡ（ｋ）異常、つ
まり、Ａ（ｋ）機器が異常と判定される。この判定で、
Ａ（ｋ）異常でないとき、つまり、論理積回路１２１ａ
の出力が（０）のとき、Ａ（１）が異常かの判定がされ
る。すなわち、論理積回路１２１ａの出力（０）がＮＯ
Ｔ回路１２３ａで反転された（１）とＮＯＴ回路１２０
ａの出力（１）とが論理積回路１２４ａへ入力される。

【００４２】次に、予め定められたしきい値ｃ−ａ
（ｎ）が負になると、異常（０）とされ、ＮＯＴ回路１
２５ａで反転された（１）が論理積回路１２６ａへ入力
される。また、ｃ−ｂ（ｎ）が正となると正常（１）と
する信号が論理積回路１２６ａへ入力される。以上より
論理積回路１２６ａでは（１）が出力される。この結
果、Ａ（１）が異常と判定される。

【００４３】以上をまとめると、図５に示すように、ま
ず、Ａ系統について、相関関係にある一連の機器のう
ち、信号の流れから言って最下流の機器Ａ（ｎ）および
Ｂ（ｎ）のプロセス量ａ（ｎ）、ｂ（ｎ）間のバランス
に異常がある場合、プラントに何らかの異常が発生した
と判断される。

【００４４】次に、異常が発生した機器の特定に関し、
このａ（ｎ）−ｂ（ｎ）バランス状態の異常に加え、信
号の流れに沿って隣合う２つの機器Ａ（ｋ−１）と機器
Ａ（ｋ）のプロセス量ａ（ｋ−１）、プロセス量ａ
（ｋ）間のバランス状態の異常の有無を判定することに
より実施する。ここで、ｋ＝２〜ｎ−１である。

【００４５】今、機器Ａ（ｋ）において異常が発生した
場合を考える。信号の流れはＡ（１）→Ａ（２）→・・
・・Ａ（ｋ−１）→Ａ（ｋ）となっている。従って、ａ
（１）−ａ（２）、ａ（２）−ａ（３）、・・・・ａ
（ｋ−２）−ａ（ｋ−１）は正常のままであり、ａ（ｋ
−１）−ａ（ｋ）のバランス状態のみ異常となる。

【００４６】また、ａ（ｋ）の値は異常なものとなって
いるが、Ａ（ｋ＋１）以降の機器は正常であるためａ
（ｋ＋１）以降のパラメータは、ａ（ｋ）の値に見合っ
たものとなる。従って、ａ（ｋ）−ａ（ｋ＋１）、・・
・・、ａ（ｎ−１）−ａ（ｎ）のバランス状態のみ正常
状態となる。

【００４７】また、最上流の機器Ａ（１）あるいはＢ
（１）のどちらか一方に異常が発生した場合は、図６に
示すように、ａ（ｎ）−ｂ（ｎ）が異常となるが、ａ
（ｋ−１）−ａ（ｋ）（ｋ＝２〜ｎ）は全てのバランス
状態が一般に正常となる。その理由は、機器Ａ（１）ま
たはＢ（１）が異常のためプロセス量ａ（１）またはプ
ロセス量ｂ（１）が増減したとしても、下流側のプロセ
ス量ａ（２）またはプロセス量ｂ（２）以降では、プロ
セス量ａ（１）またはプロセス量ｂ（１）の増減に対応
してシフトするように増減するためバランス状態が正常
となる可能性が大きいからである。よって、これらの条
件に加え、ａ（ｎ）としきい値ｃおよびｂ（ｎ）とｃの
間のバランス状態を見ることにより、最上流の機器Ａ
（１）の異常が診断される。ここで、比較パラメータｃ
はａ（ｎ）およびｂ（ｎ）と相関関係にある任意のパラ
メータを指している。

【００４８】以上説明した制御ロジックは、Ｂ系統にも
図７に示すようにＡ系統と同様のものがあり、機器Ｂ
（１）〜Ｂ（ｎ）に対応するｂ（１）〜ｂ（ｎ）につい
て異常発生機器診断手段８によって判定が実行される。
これにより、 Ａ系統の機器Ａ（ｋ）と同様に診断がさ
れ機器Ｂ（ｋ）に異常があるとき機器が特定される。

【００４９】次に、本発明の第２実施例を説明する。

【００５０】第２実施例のプラント診断装置は、異常発
生機器診断手段８の構成を異にし、他は、図１および図
２に示す構成と同様である。異常発生機器診断手段８で
は、図８に示す制御ロジックが組まれ次のように判定が
される。

【００５１】まず、Ａ系統では、ａ（１）−ａ（ｎ）が
許容値以上のとき、異常（０）としてＮＯＴ回路１３０
ａへ入力され、この異常（０）がＮＯＴ回路１３０ａで
反転されて、（１）が論理積回路１３１ａへ入力され
る。また、ｂ（１）−ｂ（ｎ）が許容値以内のとき、正
常（１）が論理積回路１３１ａへ入力され、論理積回路
１３１ａから（１）が出力される。これによってＡ系統
の機器Ａ（ｋ）に異常があると判定される。

【００５２】さらに、ｋ＝２〜ｎのいずれかについてａ
（ｋ−１）＞ｂ（ｋ−１）が成立（１）し、かつ、ａ
（ｋ）＜ｂ（ｋ）が成立（１）すると論理積回路１３２
ａ１から（１）が出力される。そして、論理積回路１３
８ａを介して論理積回路１３３ａへ（１）が出力され、
論理積回路１３３ａによって（１）が入力されると、そ
のときのｋが機器Ａ（ｋ）異常とされる。

【００５３】また、ｋ＝２〜ｎのいずれかについてａ
（ｋ−１）＜ｂ（ｋ−１）が成立（１）し、かつ、ａ
（ｋ）＞ｂ（ｋ）が成立（１）すると論理積回路１３２
ｂ１から（１）が出力される。そして論理積回路１３８
ａを介して論理積回路１３３ａへ（１）が出力され、論
理積回路１３３ａによって（１）が出力されると、その
ときのｋが機器Ａ（ｋ）異常とされる。

【００５４】次に、ｋ＝２〜ｎについて論理積回路１３
３ａが不成立（０）のとき、Ａ（１）に異常があるか判
定される。すなわち、論理積回路１３３ａの出力が
（０）のときＮＯＴ回路１３４ａによって反転して
（１）が論理積回路１３５ａへ入力する。論理積回路１
３５ａでは反転回路１３０ａからの（１）を入力して
（１）が論理積回路１３６ａへ出力される。

【００５５】一方、しきい値ｃ−ａ（ｎ）が異常（０）
のとき、ＮＯＴ回路１３７ａで反転されて（１）が論理
積回路１３６ａへ入力され、かつ、ｃ−ｂ（ｎ）が正常
のとき（１）が論理積回路１３６ａへ入力される。これ
によって、論理積回路１３６ａから（１）が出力される
ときＡ（１）が異常と判定される。

【００５６】以上をまとめると、図９に示すように、ま
ず、Ａ系のそれぞれにおいて、相関関係にある一連の機
器のうち、信号の流れから言って最上流の機器Ａ（１）
およびＢ（１）のプロセス量ａ（１）、ｂ（１）と最下
流の機器Ａ（ｎ）およびＢ（ｎ）のプロセス量ａ
（ｎ）、ｂ（ｎ）との間のバランス状態に異常がある場
合、プラントに何らかの異常が発生したと判断される。

【００５７】次に、異常が発生した機器の特定にあたっ
て、このａ（１）−ａ（ｎ）のバランス状態の異常ある
いはｂ（１）−ｂ（ｎ）のバランス状態の異常に加え、
信号の流れに沿って対応する２つの機器Ａ（ｋ）、Ｂ
（ｋ）のプロセス量ａ（ｋ）、ｂ（ｋ）間の大小関係を
比較することにより実施する。

【００５８】今、機器Ａ（ｋ）において異常が発生した
場合を考える。仮にＡ（ｋ）の異常により、ａ（ｋ）の
値が正常のときより低く出力されたとする。信号の流れ
はＡ（ｋ−１）→Ａ（ｋ）→Ａ（ｋ＋１）→・・・・Ａ
（ｎ）となっているので、下流のａ（ｋ）、ａ（ｋ＋
１）、・・・・ａ（ｎ）は正常より低いものとなる。

【００５９】また、プロセス量ａ（ｎ）の値がａ（１）
へフィードバック制御されるため、プロセス量ａ（ｋ）
が正常より低くなれば、これより下流は低くなってもａ
（１）の値が正常より高くなる。これに伴いａ（２）、
ａ（３）、・・・・ａ（ｋ−１）も正常より高く出力さ
れる。従って、Ａ（ｋ）の異常によりａ（ｋ）の値が正
常のものより低く出力されれば、Ａ系統、Ｂ系統の各同
種のプロセス量の関係は、ａ（１）＞ｂ（１）、ａ
（２）＞ｂ（２）、・・・・ａ（ｋ−１）＞ｂ（ｋ−
１）かつ、ａ（ｋ）＜ｂ（ｋ）、ａ（ｋ＋１）＜ｂ（ｋ
＋１）、・・・・ａ（ｎ）＜ｂ（ｎ）となる。

【００６０】一方、逆にプロセス量ａ（ｋ）の値が機器
Ａ（ｋ）により正常値より高いものとなった場合は、ａ
（ｋ）とｂ（ｋ）の大小関係が逆の状態となる。このよ
うな特性を使い、図９に示す制御ロジックにて異常の発
生した機器の特定を行う。すなわち、この場合、ａ
（ｎ）の高い値がａ（１）へフィードバックされａ
（１），ａ（２）・・・・が正常より低い値となる。

【００６１】従って、Ａ（ｋ）の異常によりａ（ｋ）よ
り上流が正常より低く、ａ（ｋ）より下流が高い値とな
る。これにより、Ｂ系統が正常とすれば、ａ（１）＜ｂ
（１），ａ（２）＜ｂ（２）・・・・ａ（ｋ−１）＜ｂ
（ｋ−１）かつａ（ｋ）＞ｂ（ｋ），ａ（ｋ＋１）＞ｂ
（ｋ＋１）・・・・ａ（ｎ）＞ｂ（ｎ）となる。

【００６２】次に、最上流の機器Ａ（１）に異常が発生
した場合には、図１０に示すように、ａ（１）−ａ
（ｎ）およびｂ（１）−ｂ（ｎ）のバランス状態は正常
のままである。このため、Ａ（１）およびＢ（１）の異
常の診断は、ａ（ｎ）としきい値ｃおよびｂ（ｎ）とｃ
の間のバランス状態を判定することにより実施する。こ
こで、比較パラメータｃはａ（ｎ）およびｂ（ｎ）と相
関関係にある任意のパラメータを指す。

【００６３】以上説明した制御ロジックは、Ｂ系統にも
図１１に示すようにＡ系統と同様のものがあり、機器Ａ
（１）〜Ａ（ｎ）に対応するａ（１）〜ａ（ｎ）と機器
Ｂ（１）〜Ｂ（ｎ）に対応するｂ（１）〜ｂ（ｎ）とに
ついて異常発生機器診断段８によって判定が実行され
る。これにより、Ａ系統の機器Ａ（ｋ）と同様に診断が
され機器Ｂ（ｋ）に異常があるとき機器が特定される。

【００６４】ここで、本発明を原子力発電所の給水制御
系に適用したプラント診断例を図１２を参照して説明す
る。

【００６５】図において、給水制御系Ａと給水制御系Ｂ
とは図３のＡ系統とＢ系統とに対応し、各系統はそれぞ
れ給水制御装置１１０が炉水位および給水流量に基づい
て演算された信号をタービン制御装置１１１へ出力す
る。タービン制御装置１１１では、入力した信号に基づ
いて蒸気タービン１１２へ指令信号を出力する。

【００６６】そして、蒸気タービン１１２は、タービン
制御装置１１１の出力信号に応じた回転数により回転
し、蒸気駆動式給水ポンプ１１３は、蒸気タービン１１
２の回転数と同じ回転をする。この結果、蒸気駆動式給
水ポンプ１１３の入口流量は、蒸気駆動式給水ポンプ１
１３の回転に応じた流量とされる。

【００６７】そして、蒸気駆動式給水ポンプ１１３の入
口流量は、図示鎖線のように給水制御装置１１０へ負の
フィードバック制御がされ、蒸気駆動式給水ポンプ１１
３の入口流量に応じて給水制御装置１１０からの出力信
号が増減するように制御されている。

【００６８】上記する二つの給水制御系で、給水制御装
置１１０の出力信号とタービン制御装置１１１の出力信
号との間のバランス診断やタービン制御装置１１１の出
力信号と蒸気タービン１１２のタービン回転数信号との
バランス診断、蒸気タービン１１２のタービン回転数信
号と蒸気駆動式給水ポンプ１１３の入口流量信号とのバ
ランス診断がされる。さらに、給水制御系Ａと給水制御
系Ｂとの間のプロセス量のバランス診断がされる。

【００６９】例えば、二つの給水制御系間で最下流の対
応する蒸気駆動式給水ポンプ１１３の入口流量信号のバ
ランスが異常と診断されたとする。この場合に、まず、
給水制御系Ａの給水制御装置１１０の出力信号とタービ
ン制御装置１１１の出力信号との間のバランス診断やタ
ービン制御装置１１１の出力信号と蒸気タービン１１２
のタービン回転数信号とのバランス診断、蒸気タービン
１１２のタービン回転数信号と蒸気駆動式給水ポンプ１
１３の入口流量信号とのバランス診断がされる。

【００７０】この結果、上流から３番目のタービン回転
数と２番目のタービン制御装置１１１の出力信号との間
のバランスの異常が有り、他のプロセス量のバランスが
維持されているとき、第１実施例で説明した方法によっ
て蒸気タービン１１２が異常と判定される。また、上流
から２番目から最下流の蒸気駆動式給水ポンプ１１３の
入口流量信号までの間でバランスの異常がないとき、最
上流の給水制御系Ａの給水制御装置１１０の出力信号と
所定のしきい値と比較して最上流の給水制御系Ａの給水
制御装置１１０が異常か否かを判定する。

【００７１】次に、本発明の第３実施例を説明する。

【００７２】第３実施例のプラント診断装置は、出力手
段４の構成が異なり、他は、図１および図２に示す構成
と同様である。出力手段４では、第１実施例に対応し、
偏差算出手段２と状態判定手段３と異常発生機器診断手
段８による結果によって出力装置７へ図１３に示す表示
画面６０とにするようにしたものである。

【００７３】この表示画面６０によれば、図３のＡ系
統、Ｂ系統の各機器Ａ（ｋ），Ｂ（ｋ）を信号の流れに
対応して両側表示する（６０ａ）。また、各機器Ａ
（ｋ），Ｂ（ｋ）の表示の横には入力手段１によって入
力した各機器のパラメータａ（ｋ）、ｂ（ｋ）の値を表
示する（６０ｂ）。ａ（ｋ−１）−ａ（ｋ）およびｂ
（ｋ−１）−ｂ（ｋ）のバランス状態については、偏差
算出手段２によって算出した結果をバーチャートにより
表示する（６０ｃ）。ａ（ｎ）−ｂ（ｎ）のバランスに
ついても同様にバーチャート表示を行う（６０ｄ）。

【００７４】さらに、ａ（ｋ−１）−ａ（ｋ）、ｂ（ｋ
−１）−ｂ（ｋ）およびａ（ｎ）−ｂ（ｎ）のバランス
状態の正常／異常について、状態判定手段３による判定
結果を表示する（６０ｅ）。また、異常発生機器診断手
段８による診断結果についても、例えば、Ａ（ｋ）異常
として画面に表示する（６０ｆ）。

【００７５】これによれば、単に異常の機器が特定でき
るだけでなく、各機器のプロセス量とそのバランス状態
が一見して把握することができる。

【００７６】なお、出力手段４は、状態判定手段３の判
定結果において、ａ（ｋ−１）−ａ（ｋ）およびｂ（ｋ
−１）−ｂ（ｋ）のバランス状態が異常であれば、当該
バーチャート表示を色替え表示することもでき、ａ
（ｎ）−ｂ（ｎ）のバーチャート表示についても、同様
に色替え表示をすることができる。また、異常発生機器
診断手段８による診断結果に基づき、当該機器のシンボ
ルを色替え表示させてもよい。

【００７７】次に、本発明の第４実施例を説明する。

【００７８】第４実施例のプラント診断装置は、出力手
段４の構成が異なり、他は、図１および図２に示す構成
と同様である。出力手段４では、第２実施例に対応し、
偏差算出手段２と状態判定手段３と異常発生機器診断手
段８による結果によって出力装置７へ図１４に示す表示
画面６１にするようにしたものである。

【００７９】この表示画面６１によれば、図３に示すＡ
系統、Ｂ系統各機器を信号の流れに沿って表示する（６
１ａ）。また、各機器の表示の横には入力手段１によっ
て入力した各機器のプロセス量ａ（ｋ）、ｂ（ｋ）の値
を表示する（６１ｂ）。ａ（ｋ）−ｂ（ｋ）のバランス
状態については、偏差算出手段２によって算出した結果
をバーチャートにて表示する（６１ｃ）。ａ（１）−ａ
（ｎ）およびｂ（１）−ｂ（ｎ）のバランス状態につい
ても同様にバーチャート表示を行う（６１ｄ）。

【００８０】さらに、ａ（１）−ａ（ｎ）およびｂ
（１）−ｂ（ｎ）のバランスの正常／異常については、
状態判定手段３による判定結果を表示する（６１ｅ）。
また、異常発生機器診断手段８による診断結果について
も、例えば、Ａ（ｋ）異常として画面に表示する（６１
ｆ）。

【００８１】これにより、異常の機器が特定されるだけ
でなく、各機器のプロセス量やバランス状態が一見して
把握することができる。

【００８２】なお、出力手段４は、状態判定手段３の判
定結果において、ａ（ｋ）−ｂ（ｋ）のバランス状態が
異常であれば、当該バーチャート表示を色替え表示する
こともでき、ａ（１）−ａ（ｎ）およびｂ（１）−ｂ
（ｎ）のバーチャート表示についても、同様に色替え表
示をすることができる。また、異常発生機器診断手段８
による診断結果に基づき、当該機器のシンボルを色替え
表示させてもよい。

【００８３】また、第１実施例および第２実施例では、
制御ロジックを用いて異常機器を特定したが、これに限
らず、ソフトウェア処理によっても制御ロジックと同様
に実施することができる。

【００８４】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、異常発生機器診断手段によってバランス状態の正
常または異常に基づいて異常が発生した機器を特定する
ようにしたためにプラントの異常を早期に発見し、大き
なトラブルの発生を未然に防止し、安全なプラントの運
転ができる。

【００８５】また、請求項２の発明によれば、プロセス
量ａ（ｎ）とプロセス量ｂ（ｎ）のバランス状態に異常
があるとき、Ａ系統またはＢ系統に異常があると判定
し、プロセス量ａ（ｋ）とプロセス量ａ（ｋ＋１）との
バランス状態またはプロセス量ｂ（ｋ）とプロセス量ｂ
（ｋ＋１）とのバランス状態の正常または異常から異常
機器を特定するようにしたためにプラントの異常を早期
に発見し、大きなトラブルの発生を未然に防止し、安全
なプラントの運転ができる。

【００８６】請求項３の発明によれば、プロセス量ａ
（１）とプロセス量ａ（ｎ）またはプロセス量ｂ（１）
とプロセス量ｂ（ｎ）とのバランス状態のいずれかが異
常のとき、Ａ系統またはＢ系統に異常があると判定し、
プロセス量ａ（ｋ）とプロセス量ｂ（ｋ）との大小関係
の比較から異常の機器Ａ（ｋ）または機器Ｂ（ｋ）を特
定するようにしたためにプラントの異常を早期に発見
し、大きなトラブルの発生を未然に防止し、安全なプラ
ントの運転ができる。

【００８７】請求項４の発明によれば、Ａ系統とＢ系統
のそれぞれの機器を表示し、これらの機器に対応させて
各機器のバランス状態を表示すると共に、異常機器が表
示され、適宜表示の色替えをされるからプラント全体の
バランス状態と異常機器を即座に把握することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すプラント診断装置の
構成図である。

【図２】図１のプラント診断装置を具体的に示す構成図
である。

【図３】図１または図２のプラント診断装置によって診
断するプラントを示す説明図である。

【図４】図１の異常発生機器診断手段の第１の演算処理
を示す説明図である。

【図５】図１の異常発生機器診断手段の第１の作用を示
す説明図である。

【図６】図１の異常発生機器診断手段の第２の作用を示
す説明図である。

【図７】図１の異常発生機器診断手段の第２の演算処理
を示す説明図である。

【図８】本発明の第２実施例であるプラント診断装置に
備える異常発生機器診断手段の第１の演算処理を示す説
明図である。

【図９】図８の第１の作用を示す説明図である。

【図１０】図８の第２の作用を示す説明図である。

【図１１】本発明の第２実施例であるプラント診断装置
に備える異常発生機器診断手段の第２の演算処理を示す
説明図である。

【図１２】本発明を給水制御系に適用した具体例を示す
説明図である。

【図１３】本発明の第３実施例であるプラント診断装置
に備える出力手段による表示例を示す説明図である。

【図１４】本発明の第４実施例であるプラント診断装置
に備える出力手段による表示例を示す説明図である。

【図１５】従来のプラント診断装置による診断方法を示
す説明図である。

【図１６】バランス診断の対象となるプラントの一例を
示す説明図である。

【図１７】図１６に対応する給水制御系の一例を示す説
明図である。

【図１８】従来のプラント診断装置の構成図である。

【図１９】図１８に備える出力装置に表示される表示例
である。

【符号の説明】

１ 入力手段 ２ 偏差算出手段 ３ 状態判定手段 ４ 出力手段 ５ 入力装置 ６ プロセス量 ７ 出力装置 ８ 異常発生機器診断手段 ５０ プラント診断装置 ５１ プラント診断装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G05B 23/02 G08B 31/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 最上流から最下流間に複数の機器Ａ
   （ｋ）［ｋ＝１〜ｎ］が連なり、機器Ａ（ｋ）のプロセ
   ス量ａ（ｋ）［ｋ＝１〜ｎ−１］と機器Ａ（ｋ＋１）の
   プロセス量ａ（ｋ＋１）とにそれぞれ相関関係が存在す
   ると共に、最下流の機器Ａ（ｎ）のプロセス量ａ（ｎ）
   が最上流の機器Ａ（１）のプロセス量ａ（１）へ負帰還
   して閉制御ループを形成するＡ系統と、該Ａ系統に対応
   して最上流から最下流間に複数の機器Ｂ（ｋ）［ｋ＝１
   〜ｎ］が連なり、機器Ｂ（ｋ）のプロセス量ｂ（ｋ）
   ［ｋ＝１〜ｎ−１］と機器Ｂ（ｋ＋１）のプロセス量ｂ
   （ｋ＋１）とにそれぞれ相関関係が存在すると共に、最
   下流の機器Ｂ（ｎ）のプロセス量ｂ（ｎ）が最上流の機
   器Ｂ（１）のプロセス量ｂ（１）へ負帰還して閉制御ル
   ープを形成するＢ系統とからなり、かつ、前記機器Ｂ
   （ｋ）のプロセス量ｂ（ｋ）と前記機器Ａ（ｋ）のプロ
   セス量ａ（ｋ）との間に相関関係が存在するプラントの
   各機器間のプロセス量のバランス状態を監視してプラン
   トを診断するプラント診断装置において、 前記プラントから各機器のプロセス量をそれぞれ入力す
   る入力手段と、 この入力手段により入力したプロセス量のうちＡ，Ｂ系
   統の対応する各機器間の相関関係が存在する２つのプロ
   セス量の偏差と、同一系統内の２つの機器のプロセス量
   の偏差を算出する偏差算出手段と、 この偏差算出手段により算出された偏差と予め定められ
   た許容偏差値との比較により各機器間のバランス状態の
   正常あるいは異常を判断する状態判定手段と、 前記各機器間のバランス状態の正常あるいは異常に基づ
   いて異常の発生した機器Ａ（ｋ）または機器Ｂ（ｋ）を
   特定する異常発生機器診断手段と、 この異常発生機器診断手段による診断結果を出力装置へ
   出力する出力手段とを備えることを特徴とするプラント
   診断装置。
2. 【請求項２】 前記異常発生機器診断手段は、前記プロ
   セス量ａ（ｎ）と前記プロセス量ｂ（ｎ）とのバランス
   の状態が異常のとき、前記プロセス量ａ（ｋ）と前記プ
   ロセス量ａ（ｋ＋１）とのバランスの状態または前記プ
   ロセス量ｂ（ｋ）と前記プロセス量ｂ（ｋ＋１）とのバ
   ランスの状態とから異常の機器Ａ（ｋ）または機器Ｂ
   （ｋ）を特定する手段を設けることを特徴とする請求項
   １記載のプラント診断装置。
3. 【請求項３】 前記異常発生機器診断手段は、前記プロ
   セス量ａ（１）と前記プロセス量ａ（ｎ）とのバランス
   の状態と前記プロセス量ｂ（１）と前記プロセス量ｂ
   （ｎ）とのバランスの状態がいずれか一方が異常のと
   き、前記プロセス量ａ（ｋ）と前記プロセス量ｂ（ｋ）
   の大小関係に基づいて異常の機器Ａ（ｋ）または機器Ｂ
   （ｋ）を特定する手段を設けることを特徴とする請求項
   １記載のプラント診断装置。
4. 【請求項４】 前記出力手段は、前記Ａ系統の複数の機
   器Ａ（ｋ）と前記Ｂ系統の複数の機器Ｂ（ｋ）に対応さ
   せて各機器間のバランス状態をそれぞれ出力装置へ表示
   させると共に、異常機器を特定表示させ、かつ、これら
   の表示を適宜必要によって色替えさせるようにしたこと
   を特徴とする請求項１乃至請求項３記載のいずれかのプ
   ラント診断装置。