JP4427174B2 - モニタリング方法およびその装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子力発電所において出力を制御するために用いられている制御棒を駆動する機構である原子炉用制御棒駆動機構の動作時に得られるデータをモニタリングするモニタリング方法およびその装置に係り、更に詳しくは、繰り返し行われる動作に対して異なる時間に取得された複数の動作データを同一グラフ上に重ね合わせて表示することによって原子炉用制御棒駆動機構の動作異常を見つけるモニタリング方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常、原子力発電所において出力を制御するために用いられている制御棒を駆動する機構である原子炉用制御棒駆動機構については、運転サイクル間にて行われる定期点検時に現場で動作試験を行い、動作データを採取する。
【０００３】
そして、この動作データをフロッピーディスク、ＭＯ、ＣＤ、磁気テープなどの記憶媒体に記憶し、この記憶媒体を分析装置が設置されている現場から離れた分析施設に運んだり、あるいは、分析施設から現場へ分析装置を運び込んで動作データを分析する。
【０００４】
動作データの分析においては、例えば、日本国特許第２５１１１３０号（平成８年４月１６日登録）に開示されているような分析装置によって分析を行い、この分析の結果から、この原子炉用制御棒駆動機構が正常であるか異常であるかを判定している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような分析装置を用いて原子炉用制御棒駆動機構の正常／異常を判定する場合、以下のような問題がある。
【０００６】
このような分析装置では、動作データを所定の時間分解能でディジタル化処理することによって分析処理を行う。そのために極めて高精度であり、異常な動作データは勿論のこと、現場作業員が認識できないような微妙なデータの変化も数値として把握することができるが、一定の手間と処理時間がかかる。
【０００７】
そこで、このような微妙なデータの変化はともかく、一連の動作データ同士を比較して明らかに異常と判定できるようなものに対しては、敢えて分析装置を用いて分析せずとも、現場でそれを漏れなく発見し、即座に対応策に着手できるようにしておくことが望ましい。現場には、採取したデータをロール紙に出力するデータロガーを設置し、採取した動作データを観察できるようにしているが、これは採取した動作データを時系列に出力するだけなので、すべてのデータ同士を比較して異常なデータポイントを見つけることは困難である。
【０００８】
一般に、上述したような分析処理は、動作データから原子炉用制御棒駆動機構のメカニズム内部の動作時間を定量化し、正常に動作する閾値からマージンを評価するものであり、原子炉用制御棒駆動機構の経年変化傾向を把握することで長期的な予防保全計画に有効なものである。
【０００９】
一方、現場では原子炉用制御棒駆動機構に異常動作がないことを確認することが第１に重要であり、定量的な動作時間の評価は、前回点検時から著しい変化が無いことを確認できるならば、動作データを表示したグラフに適当な目盛りを重ねて現場作業員が目視で読み取った粗い精度の値であっても十分に有効である。逆に、分析装置による高精度の評価結果を待って定期点検の完了を遅らせることは原子力発電所の稼働率を低下させることに繋がり望ましいものではない。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、原子炉用制御棒駆動機構において繰り返し行われる動作に対して異なる時刻に取得された複数の動作データを同一グラフ上に重ね合わせて表示し、その重ね合わせた表示結果から何らかの異常が認識されるような場合は現場で異常と判定し、分析処理結果を待つことなく原子炉用制御棒駆動機構の異常回避対策に着手できるようにするモニタリング方法およびその装置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】
上記の目的を達成するために、本発明では、以下のような手段を講じる。
【００１２】
すなわち、請求項１の発明では、原子炉用制御棒駆動機構の動作データをモニタリングするモニタリング装置において、一つのモニタリング期間内にて、前記動作データが規則的に繰り返される複数の規則パターンからなるときに、前記動作データを取得するデータ取得手段と、前記データ取得手段によって取得された動作データより、前記動作データのインデックス情報を生成するインデックス生成手段と、前記データ取得手段によって取得された動作データと前記インデックス生成手段によって生成されたインデックス情報とを関連付けて記憶するデータ記憶手段と、前記データ記憶手段によって記憶された動作データおよび前記インデックス情報に基づいて、前記動作データから任意かつ複数のデータ領域を前記規則パターン単位で抽出するデータ抽出手段と、同一の動作データからデータ抽出手段によって抽出された複数のデータ領域を同一グラフ上に表示する表示手段とを備え、且つ、前記データ記憶手段が、前記規則パターンを単位として前記動作データと前記インデックス情報とを関連付けると共に、前記関連付けの後に前記動作データと前記インデックス情報とを記憶することを特徴とする。
また、請求項２の発明では、請求項１の発明のモニタリング装置において、前記インデックス生成手段が、前記動作データの前記インデックス情報を前記規則パターン単位で生成すると共に、前記データ抽出手段が、前記インデックス情報にリストされた任意のインデックスポイントを便宜上のデータの先頭として前記データの先頭から前記データ領域を抽出する。
【００１３】
請求項３の発明では、請求項１または２の発明のモニタリング装置において、前記表示手段が、横軸を時間軸とすると共に縦軸を前記動作データのデータ値を含むデータ軸として、複数の前記データ領域を同一グラフ上に重ね合わせて表示するときに、表示された前記グラフ上の任意の場所に、前記時間軸に対応した部分的時間軸目盛りを挿入し、前記グラフと重ね合わせて前記表示手段に表示する時間軸目盛り挿入手段を備える。
【００１５】
請求項４の発明では、原子炉用制御棒駆動機構の動作データをモニタリングするモニタリング方法において、一つのモニタリング期間内にて、前記動作データが規則的に繰り返される複数の規則パターンからなるときに、前記動作データを取得し、前記取得された動作データより、前記動作データのインデックス情報を生成し、前記規則パターンを単位として前記動作データと前記インデックス情報とを関連付けると共に、前記関連付けの後に前記動作データと前記インデックス情報とを記憶し、前記データ記憶手段によって記憶された動作データおよび前記インデックス情報に基づいて、前記動作データから任意かつ複数のデータ領域を前記規則パターン単位で抽出し、同一の動作データからデータ抽出手段によって抽出された複数のデータ領域を同一グラフ上に表示する。
また、請求項５の発明では、請求項４の発明のモニタリング装置において、前記動作データの前記インデックス情報を前記規則パターン単位で生成すると共に、前記インデックス情報にリストされた任意のインデックスポイントを便宜上のデータの先頭として前記データの先頭から前記データ領域を抽出する。
【００１６】
請求項６の発明では、請求項４または５の発明のモニタリング方法において、横軸を時間軸とすると共に縦軸を前記動作データのデータ値を含むデータ軸として、複数の前記データ領域を同一グラフ上に重ね合わせて表示するときに、前記表示されたグラフ上の任意の場所に、前記時間軸に対応した部分的時間軸目盛りを挿入し、前記グラフと重ね合わせて表示する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１８】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態を図１から図５を用いて説明する。
【００１９】
図１は、第１の実施の形態に係るモニタリング方法を適用したモニタリング装置を、加圧水型原子力発電プラントに適用した全体構成の一例を示す概念図であり、図の左方に示された原子炉用制御棒駆動装置（以下、「ＣＲＤＭ」と称する）１は、実公昭５７−３５９１２号公報に開示されたものとすることができ、ハウジング２外側に取り付けられた昇降用電磁コイル（ＬＦコイル）３と、可動グリッパ用電磁コイル（ＭＧコイル）４と、固定グリッパ用電磁コイル（ＳＧコイル）５とを備えている。
【００２０】
これらのコイル３〜５の電流は、ＣＲＤＭ制御盤６より送られて再びＣＲＤＭ制御盤６へ戻るようにしているため、ＣＲＤＭ制御盤６のモニター用信号端子９ａ、９ｂ、９ｃからそれぞれ等価な電圧信号を取り出すようにしている。
【００２１】
また、ＣＲＤＭ１のハウジング２には、加速度計１１を設けており、ＣＲＤＭ１の作動音が、この加速度計（作動音の検知器）１１により検知され、加速度計１１に接続されたチャージアンプ１２を介してこの検知信号を取り出すようにしている。
【００２２】
また、ＣＲＤＭ１の制御信号を、ＣＲＤＭ制御盤６の制御信号端子１３より取り出すようにしている。
【００２３】
モニター用信号端子９ａ、９ｂ、９ｃから取り出された電圧信号、制御信号端子１３より取り出されたＣＲＤＭ１の制御信号は、緩衝増幅器１４によって絶縁された後に、ＣＲＤＭモニタリング装置２０に入力されるようにしている。
【００２４】
ＣＲＤＭモニタリング装置２０は、Ａ／Ｄ変換器２１と、パソコン２２と、プリンタ２３とを備えている。
【００２５】
Ａ／Ｄ変換器２１は、緩衝増幅器１４によって絶縁された電圧信号や制御信号をディジタル化してパソコン２２に入力する。なお、アナログデータレコーダ１９は、Ａ／Ｄ変換器２１に入力される電圧信号や制御信号をアナログ情報のまま記録する。これは、バックアップ用として備えるものである。
【００２６】
図２は、パソコン２２が備えている各機能を示す機能ブロック図である。
【００２７】
図２に示すように、パソコン２２は、データ取得部２４と、インデックスデータ生成部２５と、データ記憶部２６と、データ抽出部２７と、画面表示部２８と、表示画面２９と、データ出力部３０とを備えている。
【００２８】
データ取得部２４は、Ａ／Ｄ変換器２１から出力される動作データおよび制御信号のディジタルデータを取得する。
【００２９】
図３は、Ａ／Ｄ変換器２１からデータ取得部２４へと出力されるＣＲＤＭ１の動作データであるＬＦコイル電流データ（ＬＦ）、ＭＧコイル電流データ（ＭＧ）、ＳＧコイル電流データ（ＳＧ）、作動音データ（ＳＤ）の典型的な時間依存トレンドを示す模式図である。
【００３０】
▲１▼は、可動グリッパの上昇動作に関する時間であり、ＬＦコイル電流が立ち上がる時間ＬＦ１と、可動グリッパの上昇完了時に発する作動音ＳＤ３が検知される時間との差から求める。
【００３１】
▲２▼は、可動グリッパの下降動作に関する時間であり、ＬＦコイル電流が下降を開始する時間ＬＦ２と、可動グリッパの下降完了時に発する作動音ＳＤ６が検知される時間との差から求める。
【００３２】
▲３▼は、可動グリッパの保持動作に関する時間であり、ＭＧコイル電流が立ち上がる時間ＭＧ１と、可動グリッパの保持完了時に発する作動音ＳＤ１が検知される時間との差から求める。
【００３３】
▲４▼は、可動グリッパの開放時間に関する時間であり、ＭＧコイル電流が下降を開始する時間ＭＧ２と、可動グリッパの開放完了時に発する作動音ＳＤ５が検知される時間との差から求める。
【００３４】
▲５▼は、固定グリッパの保持動作に関する時間であり、ＳＧコイル電流が立ち上がる時間ＳＧ２と、固定グリッパの保持完了時に発する作動音ＳＤ４が検知される時間との差から求める。
【００３５】
▲６▼は、固定グリッパの開放動作に関する時間であり、ＳＧコイルが下降を開始する時間ＳＧ１と、固定グリッパの開放完了時に発する作動音ＳＤ２が検知される時間との差から求める。
【００３６】
▲７▼は、可動グリッパ保持完了から固定グリッパの開放開始までの時間であり、可動グリッパの保持完了時に発する作動音ＳＤ１が検知される時間と、ＳＧコイル電流が下降を開始する時間ＳＧ１との差から求める。
【００３７】
▲８▼は、固定グリッパの保持完了から可動グリッパの開放開始までの時間であり、固定グリッパの保持完了時に発する作動音ＳＤ４が検知される時間と、ＭＧコイル電流が下降を開始する時間ＭＧ２との差から求める。
【００３８】
なお、これらの詳細については、日本国特許第２５１１１３０号（平成８年４月１６日登録）、同第２８１０３３０号（平成１０年７月３１日登録）に開示されている。
【００３９】
図４（ａ）に示すように、パソコン２２のデータ取得部２４は、図３に示すような規則的パターンからなる各動作データ（ＬＦ：ＬＦコイル電流、ＭＧ：ＭＧコイル電流、ＳＧ：ＳＧコイル電流、ＳＤ：作動音）を連続的に取得する。このような規則的パターンが出現するタイミングは、制御信号と同期しているので、パソコン２２のインデックスデータ生成部２５は、制御信号の到来時間を検知し、検知された到来時間を順次インデックスデータとして、各動作データと共にデータ記憶部２６に出力する。
【００４０】
すなわち、図４（ａ）の上部横軸に示すインデックス番号とは、この制御信号の立ち上がりをカウントした回数であり、インデックスデータとしてこのインデックス番号に対応した制御信号の立ち上がり時間がリストされる。
【００４１】
データ記憶部２６は、このようにデータ取得部２４から出力された各動作データを、インデックスデータ生成部２５から出力されたインデックスデータと関連付けて記憶する。
【００４２】
データ抽出部２７は、データ記憶部２６によって記憶された各動作データに関連付けられたインデックスデータを参照して、図４（ｂ）に示すように、５１番目として抽出された各データである５１番目データ群、５２番目として抽出された各データである５２番目データ群、５３番目として抽出された各データである５３番目データ群、という形で、各動作データから規則パターン単位となる領域を抽出する。
【００４３】
画面表示部２８は、データ抽出部２７によって抽出された各動作データの複数の領域を、横軸が時間軸、縦軸が動作データのデータ値を含むデータ軸からなる同一グラフ上に重ね合わせて表示画面２９に表示する。
【００４４】
図５は、表示画面２９上に重ね合わせて表示されたグラフの一例を示す模式図であり、図４（ｂ）に示した５１番目データ群と、５２番目データ群と、５３番目データ群とを、それぞれ同一種類の動作データ毎に、同一のグラフ上に重ね合わせて表示したものである。
【００４５】
すなわち、図５に示すようなグラフは、データ記憶部２６に記憶された動作データの中から、ユーザによって指定された任意の連続する３つのデータ群を、それぞれのデータ群の規則パターンが重なり合うように表示画面２９上に表示させたものである。
【００４６】
データ出力部３０は、表示画面２９に表示された動作データをプリンタ２３に出力する。これによって、プリンタ２３は、表示画面２９に表示されたグラフイメージまたはディジタルデータを出力する。
【００４７】
図５の矢印Ａおよび矢印Ｃに示すように、５２番目データ群のＭＧは、他のデータ群（すなわち、５１番目と５３番目のデータ群）のＭＧと明らかに異なる挙動をしている。また、同時刻の作動音ＳＤも、矢印Ｂに示すように、５２番目データ群の作動音は、他のデータ群の作動音ＳＤと明らかに異なる挙動をしている。このことから、５２番目データ群では何らかの異常により、本来矢印Ｃの位置で生じるはずの動作が、時間Ｔが経過した矢印Ａの時点において生じているものと判断可能となる。
【００４８】
したがって、単に動作データの挙動を比較して異常と推測できるような事象については、わざわざ分析施設において特別な分析をする以前の段階で、図５に示すような重ね合わせグラフを作成することによって、何らかの異常を認識し、それに対する対応を即座に講じることができるようにしている。
【００４９】
次に、以上のように構成した本実施の形態に係るモニタリング方法を適用したモニタリング装置の作用について説明する。
【００５０】
ＣＲＤＭ１の動作時には、昇降用電磁コイル（ＬＦコイル）３を流れるＬＦコイル電流（ＬＦ）が、可動グリッパ用電磁コイル（ＭＧコイル）４を流れるＭＧコイル電流（ＭＧ）が、固定グリッパ用電磁コイル（ＳＧコイル）５を流れるＳＧコイル電流（ＳＧ）が、それぞれＣＲＤＭ制御盤６より送られて、再びＣＲＤＭ制御盤６へ戻される。
【００５１】
これらコイル３〜５のからの電流（ＬＦ、ＭＧ、ＳＧ）は、ＣＲＤＭ制御盤６のモニター用信号端子９ａ、９ｂ、９ｃからそれぞれ等価な電圧信号として取り出され、緩衝増幅器１４に送られる。
【００５２】
また、ＣＲＤＭ１のハウジング２に設けられた加速度計１１によって、ＣＲＤＭ１の作動音（ＳＤ）が検知され、チャージアンプ１２を介して検知信号として取り出され、緩衝増幅器１４に送られる。
【００５３】
一方、ＣＲＤＭ１の制御信号は、ＣＲＤＭ制御盤６の制御信号端子１３より取り出され、緩衝増幅器１４に送られる。
【００５４】
このようにして緩衝増幅器１４に送られた各信号は、ここで絶縁された後にＣＲＤＭモニタリング装置２０のＡ／Ｄ変換器２１に入力され、ここでＡ／Ｄ変換された後にパソコン２２に入力される。
【００５５】
なお、このとき、緩衝増幅器１４から出力された信号は、Ａ／Ｄ変換器２１に出力されるのと並行してアナログデータレコーダ１９にも出力され、ここでバックアップデータとして記録される。
【００５６】
パソコン２２に入力された各ディジタルデータは、以下に示す処理が行われる。
【００５７】
まず、パソコン２２では、Ａ／Ｄ変換器２１から連続的に出力される各ディジタルデータは、データ項目毎にデータ取得部２４によって取得される。
【００５８】
このとき、パソコン２２のインデックスデータ生成部２５によって、データ取得部２４から出力された制御信号のディジタルデータより、制御信号の立ち上がり時刻（到来時刻）が検知され、検知された到来時刻のリストとしてインデックスデータが、各動作データと共にデータ記憶部２６に出力される。
【００５９】
このようにデータ取得部２４から出力された各動作データと、インデックスデータ生成部２５から出力されたインデックスデータは、データ記憶部２６によって関連付けられて記憶される。
【００６０】
データ記憶部２６によって記憶された各動作データは、データ抽出部２７によって、動作データと関連付けられて記憶されたインデックスデータにリストされた到来時刻から繰り返し動作の１回分に該当するデータ領域として抽出され、更に、抽出された複数のデータ領域が画面表示部２８によって、横軸が時間軸、縦軸が動作データのデータ値を含むデータ軸からなるグラフとして表示画面２９上に重ね合わせて表示される。
【００６１】
このようにして、複数のデータ領域が、同一のグラフ上に重ね合わせて表示され、その挙動の異なるデータ領域を見つけることによって、詳細な分析を行うこともなく、原子炉用制御棒駆動機構の異常が発見される。
【００６２】
例えば、図５の矢印Ａおよび矢印Ｃに示すように、５２番目データ群として表現されるデータ領域のＭＧは、他のデータ領域のＭＧとは明らかに異なる挙動をしており、作動音ＳＤについても同様のことが分かることから、５２番目データ群については、原子炉用制御棒駆動機構の動作に何らかの異常があったものと判断され、それに対する対応も即座になされるようになる。
【００６３】
これによって、単に動作データの挙動を比較して異常と判断できるような事象については、わざわざ分析施設において詳細な分析を行う以前の段階で、上述したように動作データの複数のデータ領域を重ね合わせて表示することによって、現場において即座にそれを認識し、必要な対策を講じることが可能となる。
【００６４】
このような迅速な対応が可能となったことにより、定期点検スケジュールを遵守し、原子力発電所の稼働率の向上に資することも可能となる。
【００６５】
なお、本発明は本実施の形態に限定されるものではなく、次のようにしても同様に実施できるものである。
【００６６】
すなわち、本実施の形態では、モニタリング装置を加圧水型原子力発電プラントに適用し、ＣＲＤＭ１側から取得する動作データとしてＬＦ、ＭＧ、ＳＧ、ＳＤとした場合を例に説明したが、本発明が適用されるプラントは、加圧水型原子力発電プラントに限らず、沸騰水型原子力発電プラントでも良い。
【００６７】
沸騰水型原子力発電プラントで用いられている制御棒駆動機構は、加圧水型原子力発電プラントで用いられている制御棒駆動機構とその構造が異なり、水圧を利用して制御棒の挿入引抜を行うタイプのものや、電動式モータを用いて制御棒の挿入引抜を行うタイプのものがある。前者については、水圧データを動作データとして取得したり、後者については、電動式モータに与える電流信号や電動式モータのトルク計測値を動作データとして取得すれば良い。
【００６８】
更に、本発明の技術思想は、原子力発電所に限らず、一般プラントに対しても適用することが可能であることは明らかである。
【００６９】
上述したように、本実施の形態によれば、上記のような作用により、原子炉用制御棒駆動機構について取得された同一動作に関する複数のデータを、同一グラフ上に重ね合わせ表示することができる。
【００７０】
その結果、その重ね合わせ結果から何らかの異常が認識されるような事象については、現場において即座に異常回避対策の着手を可能とすることができる。
【００７１】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態を図６から図８を用いて説明する。
【００７２】
第２の実施の形態に係るモニタリング方法を適用したモニタリング装置は、第１の実施の形態に係るモニタリング方法を適用したモニタリング装置が備えている機能に加えて、表示画面２９上の任意の場所に、時間軸に対応した部分的時間軸目盛りを挿入し、グラフと重ね合わせて表示させることができる。
【００７３】
この機能は、第１の実施の形態におけるパソコン２２に、目盛り表示部３１を追加することによって実現される。
【００７４】
すなわち、図６に示す本実施の形態に係るモニタリング方法を適用したモニタリング装置のパソコン２２の機能ブロック図は、図２に示す第１の形態に係るモニタリング方法を適用したモニタリング装置のパソコン２２の機能ブロック図に、目盛り表示部３１を追加した構成としている。
【００７５】
目盛り表示部３１は、ユーザ要求に基づいて、表示画面２９上の任意の場所に、時間軸に対応した部分的時間軸目盛りをグラフに挿入し、重ね合わせて表示する。
【００７６】
図７は、部分的時間軸目盛りをグラフに挿入し、データと共に重ね合わせて表示した画面の一例を示す模式図である。図中に示す記号は、図３に示す記号に対応している。
【００７７】
図中に示す記号Ｅは、▲５▼固定グリッパ保持完了に相当する時間を測定するために表示画面２９中に挿入した部分的時間軸目盛りＥである。これは、例えば、ユーザが、目盛り表示部３１に接続された図示しないマウスを用いることによって、表示画面２９上でＳＧコイル電流の立ち上がり時間ＳＧ２をクリックすることによって部分的時間軸目盛りＥの表示開始点を指定し、更に、マウスを時間の進行方向（紙面の右方向）にドラッグすることによって、右方向のドラッグ移動量に相当する時間軸の時間軸目盛りが表示されるようにしている。図７に示す部分的時間軸目盛りＥでは、部分的な時間軸が0〜150(msec)まで表示されている場合を示している。
【００７８】
更に、マウスのドラッグ操作によって、表示する部分的時間軸目盛りの延長や短縮、あるいは部分的時間軸目盛りＥ自身御の消去をすることも可能としている。また、マウスによるクリックやドラッグ操作に置き換えて、表示開始位置と表示する時間幅を予め用意した設定情報に基づき、部分的時間軸目盛りＥを表示することも可能である。
【００７９】
図７に示す部分的時間軸目盛りＦは、ＭＧコイル電流の立ち上がり時間ＭＧ１を0(msec)とし、そこから150(msec)までを表示していたが、ここでは、▲３▼可動グリッパの保持完了に相当する時間を測定することが目的であり、0(msec)〜50(msec)までの表示は必要ない。そこで、一旦表示していた0(msec)〜150(msec)までの時間軸のうち、マウスをドラッグすることにより、0(msec)〜50(msec)までの時間軸を非表示とした。
【００８０】
なお、図７には示していないが、マウスをドラッグすることにより、例えば部分的時間軸目盛りＦについて150(msec)以降の表示をすることも可能としている。
【００８１】
あるいは、データ抽出部２７から抽出された各データの波形の特性に基づいて、部分的時間軸目盛りをグラフに挿入する座標、および表示する時間軸の長さを決定するようなプログラムを予め目盛り表示部３１に組み込んでおき、各データが表示画面２９上に表示される場合に自動的に部分的時間軸目盛りを表示画面２９上に表示させるようにしても良い。
【００８２】
図８は、予め指定されたイベント（▲１▼〜▲６▼）について、自動的に部分的時間軸目盛りをグラフに挿入し、データと共に重ね合わせて表示した画面の一例を示す模式図である。図中に示す記号は、図３に示す記号に対応している。
【００８３】
図中の記号Ｇ〜Ｌにて示す部分的時間軸目盛りは、それぞれのイベント（▲１▼〜▲６▼）に対応して自動的に挿入された部分的時間軸目盛りである。
【００８４】
目盛り表示部３１に組み込まれた、部分的時間軸目盛りをグラフに挿入する座標、および表示する時間軸の長さに係る情報は、制御信号の立ち上がりが検知された時刻ＣＲ１から200(msec)の長さの部分的時間軸目盛りＩを、ＭＧコイル電流に対して表示する。これは、▲３▼可動グリッパの保持完了時間を読み取るために使用する。
【００８５】
次に、ＳＧコイル電流の下降が開始される時刻ＳＧ１から200(msec)の長さの部分的時間軸目盛りＬを、ＳＧコイル電流に対して表示する。これは、▲６▼固定グリッパの開放完了時間を読み取るために使用する。
【００８６】
その次に、ＬＦコイル電流の立ち上がりが開始される時刻ＬＦ１から200(msec)の長さの部分的時間軸目盛りＧを、ＬＦコイル電流に対して表示する。これは、▲１▼可動グリッパの上昇完了時間を読み取るために使用する。
【００８７】
更に、ＳＧコイル電流の立ち上がりが開始される時刻ＳＧ２から200(msec)の長さの部分的時間軸目盛りＫを、ＳＧコイル電流に対して表示する。これは、▲５▼固定グリッパの保持完了時間を読み取るために使用する。
【００８８】
更にまた、ＭＧコイル電流の下降が開始される時刻ＭＧ２から200(msec)の長さの部分的時間軸目盛りＪを、ＭＧコイル電流に対して表示する。これは、▲４▼可動グリッパの開放完了時間を読み取るために使用する。
【００８９】
最後に、ＬＦコイル電流の下降が開始される時刻ＬＦ２から300(msec)の長さの部分的時間軸目盛りＨを、ＬＦコイル電流に対して表示する。これは、▲２▼可動グリッパの下降完了時間を読み取るために使用する。
【００９０】
なお、図７および図８に示すような部分的時間軸目盛りは、図５に示すような、複数周期の動作データを重ねたグラフを対象に表示しても、また、単一周期の動作データを表示しているグラフを対象に表示してもいずれでも可能としている。
【００９１】
本実施の形態に係るモニタリング方法を適用したモニタリング装置の、その他の構成については、第１の実施の形態で説明したものと同一であるので、ここでは重複説明を避ける。
【００９２】
次に、以上のように構成した本実施の形態に係るモニタリング方法を適用したモニタリング装置の作用について説明する。
【００９３】
すなわち、本実施の形態に係るモニタリング方法を適用したモニタリング装置では、第１の実施の形態で説明したようにして表示画面２９に動作データが表示される。
【００９４】
そして、さらにその表示画面２９上に、目盛り表示部３１に予め備えられたプログラムによって、あるいは、図示しないマウスからのユーザ指定情報に基づいて目盛り表示部３１が制御されることによって、図７または図８に示すように、部分的時間軸目盛りがグラフに挿入され、表示画面２９上において動作データに重ねて表示される。
【００９５】
これにより、第１の実施の形態で得られる効果に加えて、更に、図７および図８の▲１▼〜▲６▼に示すような各イベントの時間を定量的に把握することが可能となる。
【００９６】
この結果、把握した各イベントの時間を、正常な動作データの値と定量的に比較することができるようになり、正常な値からの顕著な差が無いことや、以前の動作データの分析値から異常な変動がないことを判定することが可能となる。すなわち、分析施設において詳細な分析を行う以前の段階で、動作データの値が正常な範囲内であるかを評価することによって、現場において即座に異常な変化を認識し、必要な対策を講じることが可能となる。
【００９７】
以上、本発明の好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかかる構成に限定されない。特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００９８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、原子炉用制御棒駆動機構について取得された同一動作に関する複数のデータ領域を、同一グラフ上に重ね合わせ表示し、その重ね合わせ表示結果から何らかの異常が認識されるような事象については、現場で異常と判定させることができる。
【００９９】
以上により、詳細な分析処理を行うことなくとも、現場において即座に、原子炉用制御棒駆動機構の異常回避対策の着手を可能とするモニタリング方法およびその装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係るモニタリング方法を適用したモニタリング装置を、加圧水型原子力発電プラントに適用した全体構成の一例を示す概念図
【図２】第１の実施の形態に係るモニタリング方法を適用したモニタリング装置のパソコンの機能ブロック図
【図３】ＣＲＤＭの動作データであるＬＦコイル電流データ（ＬＦ）、ＭＧコイル電流データ（ＭＧ）、ＳＧコイル電流データ（ＳＧ）、作動音データ（ＳＤ）の典型的な時間依存トレンドを示す模式図
【図４】連続表示された各動作データの一例を示す模式図（ａ）と、ある周期における各動作データの一例を示す模式図（ｂ）
【図５】表示画面上に重ね合わせて表示されたグラフの一例を示す模式図
【図６】第２の実施の形態に係るモニタリング方法を適用したモニタリング装置のパソコンの機能ブロック図
【図７】部分的時間軸目盛りをグラフに挿入し、データと共に重ね合わせて表示した画面の一例を示す模式図
【図８】予め指定されたイベント（▲１▼〜▲６▼）について、部分的時間軸目盛りをグラフに挿入し、データと共に重ね合わせて表示した画面の一例を示す模式図
【符号の説明】
１…原子炉用制御棒駆動装置（ＣＲＤＭ）
２…ハウジング
３…昇降用電磁コイル
４…可動グリッパ用電磁コイル
５…固定グリッパ用電磁コイル
６…ＣＲＤＭ制御盤
９…モニター用信号端子
１２…チャージアンプ
１３…制御信号端子
１４…緩衝増幅器
１９…アナログデータレコーダ
２０…ＣＲＤＭモニタリング装置
２１…Ａ／Ｄ変換器
２２…パソコン
２３…プリンタ
２４…データ取得部
２５…インデックスデータ生成部
２６…データ記憶部
２７…データ抽出部
２８…画面表示部
２９…表示画面
３０…データ出力部
３１…目盛り表示部
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子力発電所において出力を制御するために用いられている制御棒を駆動する機構である原子炉用制御棒駆動機構の動作時に得られるデータをモニタリングするモニタリング方法およびその装置に係り、更に詳しくは、繰り返し行われる動作に対して異なる時間に取得された複数の動作データを同一グラフ上に重ね合わせて表示することによって原子炉用制御棒駆動機構の動作異常を見つけるモニタリング方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常、原子力発電所において出力を制御するために用いられている制御棒を駆動する機構である原子炉用制御棒駆動機構については、運転サイクル間にて行われる定期点検時に現場で動作試験を行い、動作データを採取する。
【０００３】
そして、この動作データをフロッピーディスク、ＭＯ、ＣＤ、磁気テープなどの記憶媒体に記憶し、この記憶媒体を分析装置が設置されている現場から離れた分析施設に運んだり、あるいは、分析施設から現場へ分析装置を運び込んで動作データを分析する。
【０００４】
動作データの分析においては、例えば、日本国特許第２５１１１３０号（平成８年４月１６日登録）に開示されているような分析装置によって分析を行い、この分析の結果から、この原子炉用制御棒駆動機構が正常であるか異常であるかを判定している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような分析装置を用いて原子炉用制御棒駆動機構の正常／異常を判定する場合、以下のような問題がある。
【０００６】
このような分析装置では、動作データを所定の時間分解能でディジタル化処理することによって分析処理を行う。そのために極めて高精度であり、異常な動作データは勿論のこと、現場作業員が認識できないような微妙なデータの変化も数値として把握することができるが、一定の手間と処理時間がかかる。
【０００７】
そこで、このような微妙なデータの変化はともかく、一連の動作データ同士を比較して明らかに異常と判定できるようなものに対しては、敢えて分析装置を用いて分析せずとも、現場でそれを漏れなく発見し、即座に対応策に着手できるようにしておくことが望ましい。現場には、採取したデータをロール紙に出力するデータロガーを設置し、採取した動作データを観察できるようにしているが、これは採取した動作データを時系列に出力するだけなので、すべてのデータ同士を比較して異常なデータポイントを見つけることは困難である。
【０００８】
一般に、上述したような分析処理は、動作データから原子炉用制御棒駆動機構のメカニズム内部の動作時間を定量化し、正常に動作する閾値からマージンを評価するものであり、原子炉用制御棒駆動機構の経年変化傾向を把握することで長期的な予防保全計画に有効なものである。
【０００９】
一方、現場では原子炉用制御棒駆動機構に異常動作がないことを確認することが第１に重要であり、定量的な動作時間の評価は、前回点検時から著しい変化が無いことを確認できるならば、動作データを表示したグラフに適当な目盛りを重ねて現場作業員が目視で読み取った粗い精度の値であっても十分に有効である。逆に、分析装置による高精度の評価結果を待って定期点検の完了を遅らせることは原子力発電所の稼働率を低下させることに繋がり望ましいものではない。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、原子炉用制御棒駆動機構において繰り返し行われる動作に対して異なる時刻に取得された複数の動作データを同一グラフ上に重ね合わせて表示し、その重ね合わせた表示結果から何らかの異常が認識されるような場合は現場で異常と判定し、分析処理結果を待つことなく原子炉用制御棒駆動機構の異常回避対策に着手できるようにするモニタリング方法およびその装置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】
上記の目的を達成するために、本発明では、以下のような手段を講じる。
【００１２】
すなわち、請求項１の発明では、原子炉用制御棒駆動機構の動作データをモニタリングするモニタリング装置において、一つのモニタリング期間内にて、前記動作データが規則的に繰り返される複数の規則パターンからなるときに、前記動作データを取得するデータ取得手段と、前記データ取得手段によって取得された動作データより、前記動作データのインデックス情報を生成するインデックス生成手段と、前記データ取得手段によって取得された動作データと前記インデックス生成手段によって生成されたインデックス情報とを関連付けて記憶するデータ記憶手段と、前記データ記憶手段によって記憶された動作データおよび前記インデックス情報に基づいて、前記動作データから任意かつ複数のデータ領域を前記規則パターン単位で抽出するデータ抽出手段と、同一の動作データからデータ抽出手段によって抽出された複数のデータ領域を同一グラフ上に表示する表示手段とを備え、且つ、前記データ記憶手段が、前記規則パターンを単位として前記動作データと前記インデックス情報とを関連付けると共に、前記関連付けの後に前記動作データと前記インデックス情報とを記憶することを特徴とする。
また、請求項２の発明では、請求項１の発明のモニタリング装置において、前記インデックス生成手段が、前記動作データの前記インデックス情報を前記規則パターン単位で生成すると共に、前記データ抽出手段が、前記インデックス情報にリストされた任意のインデックスポイントを便宜上のデータの先頭として前記データの先頭から前記データ領域を抽出する。
【００１３】
請求項３の発明では、請求項１または２の発明のモニタリング装置において、前記表示手段が、横軸を時間軸とすると共に縦軸を前記動作データのデータ値を含むデータ軸として、複数の前記データ領域を同一グラフ上に重ね合わせて表示するときに、表示された前記グラフ上の任意の場所に、前記時間軸に対応した部分的時間軸目盛りを挿入し、前記グラフと重ね合わせて前記表示手段に表示する時間軸目盛り挿入手段を備える。
【００１５】
請求項４の発明では、原子炉用制御棒駆動機構の動作データをモニタリングするモニタリング方法において、一つのモニタリング期間内にて、前記動作データが規則的に繰り返される複数の規則パターンからなるときに、前記動作データを取得し、前記取得された動作データより、前記動作データのインデックス情報を生成し、前記規則パターンを単位として前記動作データと前記インデックス情報とを関連付けると共に、前記関連付けの後に前記動作データと前記インデックス情報とを記憶し、前記データ記憶手段によって記憶された動作データおよび前記インデックス情報に基づいて、前記動作データから任意かつ複数のデータ領域を前記規則パターン単位で抽出し、同一の動作データからデータ抽出手段によって抽出された複数のデータ領域を同一グラフ上に表示する。
また、請求項５の発明では、請求項４の発明のモニタリング装置において、前記動作データの前記インデックス情報を前記規則パターン単位で生成すると共に、前記インデックス情報にリストされた任意のインデックスポイントを便宜上のデータの先頭として前記データの先頭から前記データ領域を抽出する。
【００１６】
請求項６の発明では、請求項４または５の発明のモニタリング方法において、横軸を時間軸とすると共に縦軸を前記動作データのデータ値を含むデータ軸として、複数の前記データ領域を同一グラフ上に重ね合わせて表示するときに、前記表示されたグラフ上の任意の場所に、前記時間軸に対応した部分的時間軸目盛りを挿入し、前記グラフと重ね合わせて表示する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１８】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態を図１から図５を用いて説明する。
【００１９】
図１は、第１の実施の形態に係るモニタリング方法を適用したモニタリング装置を、加圧水型原子力発電プラントに適用した全体構成の一例を示す概念図であり、図の左方に示された原子炉用制御棒駆動装置（以下、「ＣＲＤＭ」と称する）１は、実公昭５７−３５９１２号公報に開示されたものとすることができ、ハウジング２外側に取り付けられた昇降用電磁コイル（ＬＦコイル）３と、可動グリッパ用電磁コイル（ＭＧコイル）４と、固定グリッパ用電磁コイル（ＳＧコイル）５とを備えている。
【００２０】
これらのコイル３〜５の電流は、ＣＲＤＭ制御盤６より送られて再びＣＲＤＭ制御盤６へ戻るようにしているため、ＣＲＤＭ制御盤６のモニター用信号端子９ａ、９ｂ、９ｃからそれぞれ等価な電圧信号を取り出すようにしている。
【００２１】
また、ＣＲＤＭ１のハウジング２には、加速度計１１を設けており、ＣＲＤＭ１の作動音が、この加速度計（作動音の検知器）１１により検知され、加速度計１１に接続されたチャージアンプ１２を介してこの検知信号を取り出すようにしている。
【００２２】
また、ＣＲＤＭ１の制御信号を、ＣＲＤＭ制御盤６の制御信号端子１３より取り出すようにしている。
【００２３】
モニター用信号端子９ａ、９ｂ、９ｃから取り出された電圧信号、制御信号端子１３より取り出されたＣＲＤＭ１の制御信号は、緩衝増幅器１４によって絶縁された後に、ＣＲＤＭモニタリング装置２０に入力されるようにしている。
【００２４】
ＣＲＤＭモニタリング装置２０は、Ａ／Ｄ変換器２１と、パソコン２２と、プリンタ２３とを備えている。
【００２５】
Ａ／Ｄ変換器２１は、緩衝増幅器１４によって絶縁された電圧信号や制御信号をディジタル化してパソコン２２に入力する。なお、アナログデータレコーダ１９は、Ａ／Ｄ変換器２１に入力される電圧信号や制御信号をアナログ情報のまま記録する。これは、バックアップ用として備えるものである。
【００２６】
図２は、パソコン２２が備えている各機能を示す機能ブロック図である。
【００２７】
図２に示すように、パソコン２２は、データ取得部２４と、インデックスデータ生成部２５と、データ記憶部２６と、データ抽出部２７と、画面表示部２８と、表示画面２９と、データ出力部３０とを備えている。
【００２８】
データ取得部２４は、Ａ／Ｄ変換器２１から出力される動作データおよび制御信号のディジタルデータを取得する。
【００２９】
図３は、Ａ／Ｄ変換器２１からデータ取得部２４へと出力されるＣＲＤＭ１の動作データであるＬＦコイル電流データ（ＬＦ）、ＭＧコイル電流データ（ＭＧ）、ＳＧコイル電流データ（ＳＧ）、作動音データ（ＳＤ）の典型的な時間依存トレンドを示す模式図である。
【００３０】
▲１▼は、可動グリッパの上昇動作に関する時間であり、ＬＦコイル電流が立ち上がる時間ＬＦ１と、可動グリッパの上昇完了時に発する作動音ＳＤ３が検知される時間との差から求める。
【００３１】
▲２▼は、可動グリッパの下降動作に関する時間であり、ＬＦコイル電流が下降を開始する時間ＬＦ２と、可動グリッパの下降完了時に発する作動音ＳＤ６が検知される時間との差から求める。
【００３２】
▲３▼は、可動グリッパの保持動作に関する時間であり、ＭＧコイル電流が立ち上がる時間ＭＧ１と、可動グリッパの保持完了時に発する作動音ＳＤ１が検知される時間との差から求める。
【００３３】
▲４▼は、可動グリッパの開放時間に関する時間であり、ＭＧコイル電流が下降を開始する時間ＭＧ２と、可動グリッパの開放完了時に発する作動音ＳＤ５が検知される時間との差から求める。
【００３４】
▲５▼は、固定グリッパの保持動作に関する時間であり、ＳＧコイル電流が立ち上がる時間ＳＧ２と、固定グリッパの保持完了時に発する作動音ＳＤ４が検知される時間との差から求める。
【００３５】
▲６▼は、固定グリッパの開放動作に関する時間であり、ＳＧコイルが下降を開始する時間ＳＧ１と、固定グリッパの開放完了時に発する作動音ＳＤ２が検知される時間との差から求める。
【００３６】
▲７▼は、可動グリッパ保持完了から固定グリッパの開放開始までの時間であり、可動グリッパの保持完了時に発する作動音ＳＤ１が検知される時間と、ＳＧコイル電流が下降を開始する時間ＳＧ１との差から求める。
【００３７】
▲８▼は、固定グリッパの保持完了から可動グリッパの開放開始までの時間であり、固定グリッパの保持完了時に発する作動音ＳＤ４が検知される時間と、ＭＧコイル電流が下降を開始する時間ＭＧ２との差から求める。
【００３８】
なお、これらの詳細については、日本国特許第２５１１１３０号（平成８年４月１６日登録）、同第２８１０３３０号（平成１０年７月３１日登録）に開示されている。
【００３９】
図４（ａ）に示すように、パソコン２２のデータ取得部２４は、図３に示すような規則的パターンからなる各動作データ（ＬＦ：ＬＦコイル電流、ＭＧ：ＭＧコイル電流、ＳＧ：ＳＧコイル電流、ＳＤ：作動音）を連続的に取得する。このような規則的パターンが出現するタイミングは、制御信号と同期しているので、パソコン２２のインデックスデータ生成部２５は、制御信号の到来時間を検知し、検知された到来時間を順次インデックスデータとして、各動作データと共にデータ記憶部２６に出力する。
【００４０】
すなわち、図４（ａ）の上部横軸に示すインデックス番号とは、この制御信号の立ち上がりをカウントした回数であり、インデックスデータとしてこのインデックス番号に対応した制御信号の立ち上がり時間がリストされる。
【００４１】
データ記憶部２６は、このようにデータ取得部２４から出力された各動作データを、インデックスデータ生成部２５から出力されたインデックスデータと関連付けて記憶する。
【００４２】
データ抽出部２７は、データ記憶部２６によって記憶された各動作データに関連付けられたインデックスデータを参照して、図４（ｂ）に示すように、５１番目として抽出された各データである５１番目データ群、５２番目として抽出された各データである５２番目データ群、５３番目として抽出された各データである５３番目データ群、という形で、各動作データから規則パターン単位となる領域を抽出する。
【００４３】
画面表示部２８は、データ抽出部２７によって抽出された各動作データの複数の領域を、横軸が時間軸、縦軸が動作データのデータ値を含むデータ軸からなる同一グラフ上に重ね合わせて表示画面２９に表示する。
【００４４】
図５は、表示画面２９上に重ね合わせて表示されたグラフの一例を示す模式図であり、図４（ｂ）に示した５１番目データ群と、５２番目データ群と、５３番目データ群とを、それぞれ同一種類の動作データ毎に、同一のグラフ上に重ね合わせて表示したものである。
【００４５】
すなわち、図５に示すようなグラフは、データ記憶部２６に記憶された動作データの中から、ユーザによって指定された任意の連続する３つのデータ群を、それぞれのデータ群の規則パターンが重なり合うように表示画面２９上に表示させたものである。
【００４６】
データ出力部３０は、表示画面２９に表示された動作データをプリンタ２３に出力する。これによって、プリンタ２３は、表示画面２９に表示されたグラフイメージまたはディジタルデータを出力する。
【００４７】
図５の矢印Ａおよび矢印Ｃに示すように、５２番目データ群のＭＧは、他のデータ群（すなわち、５１番目と５３番目のデータ群）のＭＧと明らかに異なる挙動をしている。また、同時刻の作動音ＳＤも、矢印Ｂに示すように、５２番目データ群の作動音は、他のデータ群の作動音ＳＤと明らかに異なる挙動をしている。このことから、５２番目データ群では何らかの異常により、本来矢印Ｃの位置で生じるはずの動作が、時間Ｔが経過した矢印Ａの時点において生じているものと判断可能となる。
【００４８】
したがって、単に動作データの挙動を比較して異常と推測できるような事象については、わざわざ分析施設において特別な分析をする以前の段階で、図５に示すような重ね合わせグラフを作成することによって、何らかの異常を認識し、それに対する対応を即座に講じることができるようにしている。
【００４９】
次に、以上のように構成した本実施の形態に係るモニタリング方法を適用したモニタリング装置の作用について説明する。
【００５０】
ＣＲＤＭ１の動作時には、昇降用電磁コイル（ＬＦコイル）３を流れるＬＦコイル電流（ＬＦ）が、可動グリッパ用電磁コイル（ＭＧコイル）４を流れるＭＧコイル電流（ＭＧ）が、固定グリッパ用電磁コイル（ＳＧコイル）５を流れるＳＧコイル電流（ＳＧ）が、それぞれＣＲＤＭ制御盤６より送られて、再びＣＲＤＭ制御盤６へ戻される。
【００５１】
これらコイル３〜５のからの電流（ＬＦ、ＭＧ、ＳＧ）は、ＣＲＤＭ制御盤６のモニター用信号端子９ａ、９ｂ、９ｃからそれぞれ等価な電圧信号として取り出され、緩衝増幅器１４に送られる。
【００５２】
また、ＣＲＤＭ１のハウジング２に設けられた加速度計１１によって、ＣＲＤＭ１の作動音（ＳＤ）が検知され、チャージアンプ１２を介して検知信号として取り出され、緩衝増幅器１４に送られる。
【００５３】
一方、ＣＲＤＭ１の制御信号は、ＣＲＤＭ制御盤６の制御信号端子１３より取り出され、緩衝増幅器１４に送られる。
【００５４】
このようにして緩衝増幅器１４に送られた各信号は、ここで絶縁された後にＣＲＤＭモニタリング装置２０のＡ／Ｄ変換器２１に入力され、ここでＡ／Ｄ変換された後にパソコン２２に入力される。
【００５５】
なお、このとき、緩衝増幅器１４から出力された信号は、Ａ／Ｄ変換器２１に出力されるのと並行してアナログデータレコーダ１９にも出力され、ここでバックアップデータとして記録される。
【００５６】
パソコン２２に入力された各ディジタルデータは、以下に示す処理が行われる。
【００５７】
まず、パソコン２２では、Ａ／Ｄ変換器２１から連続的に出力される各ディジタルデータは、データ項目毎にデータ取得部２４によって取得される。
【００５８】
このとき、パソコン２２のインデックスデータ生成部２５によって、データ取得部２４から出力された制御信号のディジタルデータより、制御信号の立ち上がり時刻（到来時刻）が検知され、検知された到来時刻のリストとしてインデックスデータが、各動作データと共にデータ記憶部２６に出力される。
【００５９】
このようにデータ取得部２４から出力された各動作データと、インデックスデータ生成部２５から出力されたインデックスデータは、データ記憶部２６によって関連付けられて記憶される。
【００６０】
データ記憶部２６によって記憶された各動作データは、データ抽出部２７によって、動作データと関連付けられて記憶されたインデックスデータにリストされた到来時刻から繰り返し動作の１回分に該当するデータ領域として抽出され、更に、抽出された複数のデータ領域が画面表示部２８によって、横軸が時間軸、縦軸が動作データのデータ値を含むデータ軸からなるグラフとして表示画面２９上に重ね合わせて表示される。
【００６１】
このようにして、複数のデータ領域が、同一のグラフ上に重ね合わせて表示され、その挙動の異なるデータ領域を見つけることによって、詳細な分析を行うこともなく、原子炉用制御棒駆動機構の異常が発見される。
【００６２】
例えば、図５の矢印Ａおよび矢印Ｃに示すように、５２番目データ群として表現されるデータ領域のＭＧは、他のデータ領域のＭＧとは明らかに異なる挙動をしており、作動音ＳＤについても同様のことが分かることから、５２番目データ群については、原子炉用制御棒駆動機構の動作に何らかの異常があったものと判断され、それに対する対応も即座になされるようになる。
【００６３】
これによって、単に動作データの挙動を比較して異常と判断できるような事象については、わざわざ分析施設において詳細な分析を行う以前の段階で、上述したように動作データの複数のデータ領域を重ね合わせて表示することによって、現場において即座にそれを認識し、必要な対策を講じることが可能となる。
【００６４】
このような迅速な対応が可能となったことにより、定期点検スケジュールを遵守し、原子力発電所の稼働率の向上に資することも可能となる。
【００６５】
なお、本発明は本実施の形態に限定されるものではなく、次のようにしても同様に実施できるものである。
【００６６】
すなわち、本実施の形態では、モニタリング装置を加圧水型原子力発電プラントに適用し、ＣＲＤＭ１側から取得する動作データとしてＬＦ、ＭＧ、ＳＧ、ＳＤとした場合を例に説明したが、本発明が適用されるプラントは、加圧水型原子力発電プラントに限らず、沸騰水型原子力発電プラントでも良い。
【００６７】
沸騰水型原子力発電プラントで用いられている制御棒駆動機構は、加圧水型原子力発電プラントで用いられている制御棒駆動機構とその構造が異なり、水圧を利用して制御棒の挿入引抜を行うタイプのものや、電動式モータを用いて制御棒の挿入引抜を行うタイプのものがある。前者については、水圧データを動作データとして取得したり、後者については、電動式モータに与える電流信号や電動式モータのトルク計測値を動作データとして取得すれば良い。
【００６８】
更に、本発明の技術思想は、原子力発電所に限らず、一般プラントに対しても適用することが可能であることは明らかである。
【００６９】
上述したように、本実施の形態によれば、上記のような作用により、原子炉用制御棒駆動機構について取得された同一動作に関する複数のデータを、同一グラフ上に重ね合わせ表示することができる。
【００７０】
その結果、その重ね合わせ結果から何らかの異常が認識されるような事象については、現場において即座に異常回避対策の着手を可能とすることができる。
【００７１】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態を図６から図８を用いて説明する。
【００７２】
第２の実施の形態に係るモニタリング方法を適用したモニタリング装置は、第１の実施の形態に係るモニタリング方法を適用したモニタリング装置が備えている機能に加えて、表示画面２９上の任意の場所に、時間軸に対応した部分的時間軸目盛りを挿入し、グラフと重ね合わせて表示させることができる。
【００７３】
この機能は、第１の実施の形態におけるパソコン２２に、目盛り表示部３１を追加することによって実現される。
【００７４】
すなわち、図６に示す本実施の形態に係るモニタリング方法を適用したモニタリング装置のパソコン２２の機能ブロック図は、図２に示す第１の形態に係るモニタリング方法を適用したモニタリング装置のパソコン２２の機能ブロック図に、目盛り表示部３１を追加した構成としている。
【００７５】
目盛り表示部３１は、ユーザ要求に基づいて、表示画面２９上の任意の場所に、時間軸に対応した部分的時間軸目盛りをグラフに挿入し、重ね合わせて表示する。
【００７６】
図７は、部分的時間軸目盛りをグラフに挿入し、データと共に重ね合わせて表示した画面の一例を示す模式図である。図中に示す記号は、図３に示す記号に対応している。
【００７７】
図中に示す記号Ｅは、▲５▼固定グリッパ保持完了に相当する時間を測定するために表示画面２９中に挿入した部分的時間軸目盛りＥである。これは、例えば、ユーザが、目盛り表示部３１に接続された図示しないマウスを用いることによって、表示画面２９上でＳＧコイル電流の立ち上がり時間ＳＧ２をクリックすることによって部分的時間軸目盛りＥの表示開始点を指定し、更に、マウスを時間の進行方向（紙面の右方向）にドラッグすることによって、右方向のドラッグ移動量に相当する時間軸の時間軸目盛りが表示されるようにしている。図７に示す部分的時間軸目盛りＥでは、部分的な時間軸が0〜150(msec)まで表示されている場合を示している。
【００７８】
更に、マウスのドラッグ操作によって、表示する部分的時間軸目盛りの延長や短縮、あるいは部分的時間軸目盛りＥ自身御の消去をすることも可能としている。また、マウスによるクリックやドラッグ操作に置き換えて、表示開始位置と表示する時間幅を予め用意した設定情報に基づき、部分的時間軸目盛りＥを表示することも可能である。
【００７９】
図７に示す部分的時間軸目盛りＦは、ＭＧコイル電流の立ち上がり時間ＭＧ１を0(msec)とし、そこから150(msec)までを表示していたが、ここでは、▲３▼可動グリッパの保持完了に相当する時間を測定することが目的であり、0(msec)〜50(msec)までの表示は必要ない。そこで、一旦表示していた0(msec)〜150(msec)までの時間軸のうち、マウスをドラッグすることにより、0(msec)〜50(msec)までの時間軸を非表示とした。
【００８０】
なお、図７には示していないが、マウスをドラッグすることにより、例えば部分的時間軸目盛りＦについて150(msec)以降の表示をすることも可能としている。
【００８１】
あるいは、データ抽出部２７から抽出された各データの波形の特性に基づいて、部分的時間軸目盛りをグラフに挿入する座標、および表示する時間軸の長さを決定するようなプログラムを予め目盛り表示部３１に組み込んでおき、各データが表示画面２９上に表示される場合に自動的に部分的時間軸目盛りを表示画面２９上に表示させるようにしても良い。
【００８２】
図８は、予め指定されたイベント（▲１▼〜▲６▼）について、自動的に部分的時間軸目盛りをグラフに挿入し、データと共に重ね合わせて表示した画面の一例を示す模式図である。図中に示す記号は、図３に示す記号に対応している。
【００８３】
図中の記号Ｇ〜Ｌにて示す部分的時間軸目盛りは、それぞれのイベント（▲１▼〜▲６▼）に対応して自動的に挿入された部分的時間軸目盛りである。
【００８４】
目盛り表示部３１に組み込まれた、部分的時間軸目盛りをグラフに挿入する座標、および表示する時間軸の長さに係る情報は、制御信号の立ち上がりが検知された時刻ＣＲ１から200(msec)の長さの部分的時間軸目盛りＩを、ＭＧコイル電流に対して表示する。これは、▲３▼可動グリッパの保持完了時間を読み取るために使用する。
【００８５】
次に、ＳＧコイル電流の下降が開始される時刻ＳＧ１から200(msec)の長さの部分的時間軸目盛りＬを、ＳＧコイル電流に対して表示する。これは、▲６▼固定グリッパの開放完了時間を読み取るために使用する。
【００８６】
その次に、ＬＦコイル電流の立ち上がりが開始される時刻ＬＦ１から200(msec)の長さの部分的時間軸目盛りＧを、ＬＦコイル電流に対して表示する。これは、▲１▼可動グリッパの上昇完了時間を読み取るために使用する。
【００８７】
更に、ＳＧコイル電流の立ち上がりが開始される時刻ＳＧ２から200(msec)の長さの部分的時間軸目盛りＫを、ＳＧコイル電流に対して表示する。これは、▲５▼固定グリッパの保持完了時間を読み取るために使用する。
【００８８】
更にまた、ＭＧコイル電流の下降が開始される時刻ＭＧ２から200(msec)の長さの部分的時間軸目盛りＪを、ＭＧコイル電流に対して表示する。これは、▲４▼可動グリッパの開放完了時間を読み取るために使用する。
【００８９】
最後に、ＬＦコイル電流の下降が開始される時刻ＬＦ２から300(msec)の長さの部分的時間軸目盛りＨを、ＬＦコイル電流に対して表示する。これは、▲２▼可動グリッパの下降完了時間を読み取るために使用する。
【００９０】
なお、図７および図８に示すような部分的時間軸目盛りは、図５に示すような、複数周期の動作データを重ねたグラフを対象に表示しても、また、単一周期の動作データを表示しているグラフを対象に表示してもいずれでも可能としている。
【００９１】
本実施の形態に係るモニタリング方法を適用したモニタリング装置の、その他の構成については、第１の実施の形態で説明したものと同一であるので、ここでは重複説明を避ける。
【００９２】
次に、以上のように構成した本実施の形態に係るモニタリング方法を適用したモニタリング装置の作用について説明する。
【００９３】
すなわち、本実施の形態に係るモニタリング方法を適用したモニタリング装置では、第１の実施の形態で説明したようにして表示画面２９に動作データが表示される。
【００９４】
そして、さらにその表示画面２９上に、目盛り表示部３１に予め備えられたプログラムによって、あるいは、図示しないマウスからのユーザ指定情報に基づいて目盛り表示部３１が制御されることによって、図７または図８に示すように、部分的時間軸目盛りがグラフに挿入され、表示画面２９上において動作データに重ねて表示される。
【００９５】
これにより、第１の実施の形態で得られる効果に加えて、更に、図７および図８の▲１▼〜▲６▼に示すような各イベントの時間を定量的に把握することが可能となる。
【００９６】
この結果、把握した各イベントの時間を、正常な動作データの値と定量的に比較することができるようになり、正常な値からの顕著な差が無いことや、以前の動作データの分析値から異常な変動がないことを判定することが可能となる。すなわち、分析施設において詳細な分析を行う以前の段階で、動作データの値が正常な範囲内であるかを評価することによって、現場において即座に異常な変化を認識し、必要な対策を講じることが可能となる。
【００９７】
以上、本発明の好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかかる構成に限定されない。特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００９８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、原子炉用制御棒駆動機構について取得された同一動作に関する複数のデータ領域を、同一グラフ上に重ね合わせ表示し、その重ね合わせ表示結果から何らかの異常が認識されるような事象については、現場で異常と判定させることができる。
【００９９】
以上により、詳細な分析処理を行うことなくとも、現場において即座に、原子炉用制御棒駆動機構の異常回避対策の着手を可能とするモニタリング方法およびその装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係るモニタリング方法を適用したモニタリング装置を、加圧水型原子力発電プラントに適用した全体構成の一例を示す概念図
【図２】第１の実施の形態に係るモニタリング方法を適用したモニタリング装置のパソコンの機能ブロック図
【図３】ＣＲＤＭの動作データであるＬＦコイル電流データ（ＬＦ）、ＭＧコイル電流データ（ＭＧ）、ＳＧコイル電流データ（ＳＧ）、作動音データ（ＳＤ）の典型的な時間依存トレンドを示す模式図
【図４】連続表示された各動作データの一例を示す模式図（ａ）と、ある周期における各動作データの一例を示す模式図（ｂ）
【図５】表示画面上に重ね合わせて表示されたグラフの一例を示す模式図
【図６】第２の実施の形態に係るモニタリング方法を適用したモニタリング装置のパソコンの機能ブロック図
【図７】部分的時間軸目盛りをグラフに挿入し、データと共に重ね合わせて表示した画面の一例を示す模式図
【図８】予め指定されたイベント（▲１▼〜▲６▼）について、部分的時間軸目盛りをグラフに挿入し、データと共に重ね合わせて表示した画面の一例を示す模式図
【符号の説明】
１…原子炉用制御棒駆動装置（ＣＲＤＭ）
２…ハウジング
３…昇降用電磁コイル
４…可動グリッパ用電磁コイル
５…固定グリッパ用電磁コイル
６…ＣＲＤＭ制御盤
９…モニター用信号端子
１２…チャージアンプ
１３…制御信号端子
１４…緩衝増幅器
１９…アナログデータレコーダ
２０…ＣＲＤＭモニタリング装置
２１…Ａ／Ｄ変換器
２２…パソコン
２３…プリンタ
２４…データ取得部
２５…インデックスデータ生成部
２６…データ記憶部
２７…データ抽出部
２８…画面表示部
２９…表示画面
３０…データ出力部
３１…目盛り表示部
Claims (6)
- 原子炉用制御棒駆動機構の動作データをモニタリングするモニタリング装置において、
一つのモニタリング期間内にて、前記動作データが規則的に繰り返される複数の規則パターンからなるときに、
前記動作データを取得するデータ取得手段と、
前記データ取得手段によって取得された動作データより、前記動作データのインデックス情報を生成するインデックス生成手段と、
前記データ取得手段によって取得された動作データと前記インデックス生成手段によって生成されたインデックス情報とを関連付けて記憶するデータ記憶手段と、
前記データ記憶手段によって記憶された動作データおよび前記インデックス情報に基づいて、前記動作データから任意かつ複数のデータ領域を前記規則パターン単位で抽出するデータ抽出手段と、
同一の動作データからデータ抽出手段によって抽出された複数のデータ領域を同一グラフ上に表示する表示手段とを備え、且つ、
前記データ記憶手段が、前記規則パターンを単位として前記動作データと前記インデックス情報とを関連付けると共に、前記関連付けの後に前記動作データと前記インデックス情報とを記憶することを特徴とするモニタリング装置。 - 前記インデックス生成手段が、前記動作データの前記インデックス情報を前記規則パターン単位で生成すると共に、前記データ抽出手段が、前記インデックス情報にリストされた任意のインデックスポイントを便宜上のデータの先頭として前記データの先頭から前記データ領域を抽出する請求項１に記載のモニタリング装置。
- 前記表示手段が、横軸を時間軸とすると共に縦軸を前記動作データのデータ値を含むデータ軸として、複数の前記データ領域を同一グラフ上に重ね合わせて表示するときに、
表示された前記グラフ上の任意の場所に、前記時間軸に対応した部分的時間軸目盛りを挿入し、前記グラフと重ね合わせて前記表示手段に表示する時間軸目盛り挿入手段を備えた請求項１または２に記載のモニタリング装置。 - 原子炉用制御棒駆動機構の動作データをモニタリングするモニタリング方法において、
一つのモニタリング期間内にて、前記動作データが規則的に繰り返される複数の規則パターンからなるときに、
前記動作データを取得し、前記取得された動作データより、前記動作データのインデックス情報を生成し、前記規則パターンを単位として前記動作データと前記インデックス情報とを関連付けると共に、前記関連付けの後に前記動作データと前記インデックス情報とを記憶し、前記データ記憶手段によって記憶された動作データおよび前記インデックス情報に基づいて、前記動作データから任意かつ複数のデータ領域を前記規則パターン単位で抽出し、同一の動作データからデータ抽出手段によって抽出された複数のデータ領域を同一グラフ上に表示することを特徴とするモニタリング方法。 - 前記動作データの前記インデックス情報を前記規則パターン単位で生成すると共に、前記インデックス情報にリストされた任意のインデックスポイントを便宜上のデータの先頭として前記データの先頭から前記データ領域を抽出する請求項４に記載のモニタリング方法。
- 横軸を時間軸とすると共に縦軸を前記動作データのデータ値を含むデータ軸として、複数の前記データ領域を同一グラフ上に重ね合わせて表示するときに、
前記表示されたグラフ上の任意の場所に、前記時間軸に対応した部分的時間軸目盛りを挿入し、前記グラフと重ね合わせて表示するようにした請求項４または５に記載のモニタリング方法。
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