JPH0392795A - 原子力発電プラントの診断方法 - Google Patents

原子力発電プラントの診断方法

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JPH0392795A
JPH0392795A JP1228411A JP22841189A JPH0392795A JP H0392795 A JPH0392795 A JP H0392795A JP 1228411 A JP1228411 A JP 1228411A JP 22841189 A JP22841189 A JP 22841189A JP H0392795 A JPH0392795 A JP H0392795A
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JP
Japan
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pattern
event
plant
cause
spectral density
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Application number
JP1228411A
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English (en)
Inventor
Yukio Sonoda
幸夫 園田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、原子力発電プラントの診断方法、特に原子力
発電プラントのプロセス異常の診断方法に関する。
(従来の技術) 原子力発電プラントには極めて高い安全性が要求され、
異常が発生した場合には可能なかぎり早期に検出される
ことが望まれる。このための方法としては、中性子束等
のプロセス信号のゆらぎ(雑音)戊分に高速フーリエ変
換(FFT)等の信号処理をほどこして、周波数に対す
る信号のパワースペクトル密度(P S D)をプロッ
トしたグラフ波形から異常を診断する雑音解析方法が知
られている。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記の雑音解析方法では、PSD波形を
解釈するためには専門的な知識が必要で、現場の運転員
や保守員が判断するのは困難であった。また、この解釈
をコンピュータで行う方法も考えられているが、現状で
は波形を認識して微妙な違いを識別する強力なパターン
認識のアルゴリズムが確立されていない。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は
原子力発電プラントで発生した異常を初期段階で検出し
、この異常が既知の事象であればその原因を速やかに判
定し、未知の事象であれば学習して以後の診断が可能な
原子力発電プラントの診断方法を提供することにある。
[発明の構戊] (課題を解決するための手段) 上記目的を達威するために、本発明はプラントのプロセ
ス信号をFFT等の信号処理技術を用いて求めたパワー
スペクトル密度(P S D)のパターンを人力し、ニ
ューラルネットを州いてパターン認識を行い、過去に経
験したパターンはすべて同定できるように学習させてお
き、未知のパターンが現れれば以後これを認識できるよ
うに自動的に学習させることにより、原子力プラントの
既知の異常を早期に検出して原因を同定するとともに、
未知の異常については以後の診断が可能となるようにし
たことを特徴とするものである。
(作 用) 本発明によれば、原子力発電プラン1・に異常が発生し
た場合に、既知の異常であれば直ちにこれを検出して原
因を同定することができ、未知の異常であればこれを自
動的に学習して以後の診断が可能となる。これによって
運転員が早期に適切な応対をとることができ、プラント
の健全性の監視、維持に貢献するとともに、不必要なプ
ラン1・停止が回避できるので稼働率の向上につながる
(実施例) 本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1図は本発明の一実施例の措或図である。
図に示すように、ブラン1・1からのデータはデータ収
集装置2へ集められた後診断装置3でプラントで異常が
発生したか否かの診断をする。この診断装置3はFFT
演算部4,入力パターン作或部5,ニューラルネット6
,出力解釈部7,学習部8,異常原因部9とから構威さ
れている。診断結果は表示装置10で表示される。
ところで、ニューラルネット6の構成は、第2図に示す
ように入力層11と出力層12がそれぞれ1層、中間層
13が数層の多層構造となっている。入力層11、出力
層12、中間層13は多数のニューロンj4から構成さ
れており、各ニューロン14は同一層内の他のニューロ
ン14との間の結合はなく、上流層のすべてのニューロ
ン14と結合の強さを表すある重みWを持って結合して
おり、それらの出力と重みを掛け合わせた値の総和を入
力として、演算規則、例えば次に示したシグモイド関数
f (1) =−!− (1. +tan h  (一
) )2           Uo (Uoはシグモイド関数の傾き) に従って計算された0から1の間の値を下流のすべての
ニューロン14に伝える。
入力層11のニューロン14の数は上記の出力分点の数
とし、それぞれの周波数におけるPSDの値5 が各ニューロン14の入力となる。出力層12のニュー
ロン14は診断結果として得られる異常事象に相当し、
その数は既知の異常パターンよりも多めにとっておく。
中間層13の数とそれぞれの層のニューロン数は、以下
に説明する学習が速やかに行なわれるように試行錯誤に
より選定する。
事前の学習とは、正常時と既知の異常時のプロセス信号
のPSDパターンを識別できるように、ネットワークの
重みWを調整することである。
まず適当な重みの初期値の下に、正常時と既知の異常時
に対する離散化したPSDパターンを人力し、演算規則
に従って各ニューロンの出力を計算してニューラルネッ
ト全体の出力パターンを求める。ネットワークの出力パ
ターンは、プラントの既知状態や未知状態に対応する出
力層の二二一ロンの興奮状態で表現される。この状態は
0から1で表わされ、0に近ければ(興奮していなけれ
ば)その事象が起こっている可能性が小さく、1に近け
れば(興奮していれば)その事象が起こっている可能性
が高いことを表わしている。学習の6 初期の段階ではネットワーク結合の重みの値が調整され
ていないので、既知の事象のPSDパターンを人力して
も正しい出力パターン(入力に応対する事象を示すニュ
ーロンのみ興奮して、他のニューロンは興奮しない)は
得られない。そこで、正解のパターンを与えてネットワ
ークの出力パターンとの誤差をニューロンごとに算出し
、誤差逆伝播アルゴリズム(甘利優一「神経回路の数理
」産業図書株式会社発行 参照)にしたがって誤差が小
さくなるようにネットワークの重みを出力側から人力側
に向かって順番に調整してゆく。これを既知のすべての
パターンが識別できるようになるまで繰り返し行うこと
により、ネットワークの学習が終了する。
本実施例の診断方法では、常時監視している中性子束や
炉心流量といった原子力プラントのプロセス信号の時系
列データを一定時間間隔で高速フーリエ変換(FFT)
等により周波数領域へ変換して求めた各信号の周波数特
性、ここではパワースペクトル密度(PSD)のパター
ンを入力として使用する。すなわち、第3図に示すよう
にPSDは信号ごとに調べる周波数領域を定め、縦軸は
最大値が1−となるように規格化しておく。ニコ.ーラ
ルネットへの人力は、診断に必要な分解能が得られるだ
け周波数領域を分割し、それぞれの周波数分点(f1)
におりる規格化されたPSD値(pi)を用いる。ニュ
ーラルネツ1・は与えられたパターンを識別し、前もっ
て学習してある既知の異常事象のどれに該当するかを調
べて原因を同定する。例えば第3図の入力パターンに対
して第4図に示す出力パターンが得られたとする。この
第4図の出力パターンに該当するものがない場合には未
知のパターンとして学習して識別できるようにし、原因
が解明された時点でこれをパターンに対応させて記憶さ
せることにより、以後の診断では原因同定までできるよ
うになる。
第5図は本発明による診断方法の具体例を示す。
上述のようにして既知事象El,  E2,  E3E
nが識別できるように学習したネットワークに対して、
プラントで観測された事象XのPSDパターンを入力す
る。同図(a)に示すように事象Xが学習済みの既知事
象E2であれば、これに対応する出力層のニューロンが
興奮して異常原因がただちに同定される。また、同図(
b)に示すように事象Xが未知事象であれば、対応する
特定のニューロンがないので正解のパターンは得られな
い。
このような場合には未知事象Xに対応する出力のニュー
ロンを決め、事象XのPSDパターンに対してこのニュ
ーロンが興奮するような正解パターンを与え、ネットワ
ークの重みを再調整するように学習を行う。その後の解
析により事象Xを引き起こす原因が判明すれば、これを
記憶させてお《ことにより、以後事象Xが発生したとき
にはただちに検出して原因を同定することができる。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明の原子力プラントの診断方
法によれば、プラントに異常が生した時にこれを早期に
検出して異常原因を同定できるようになる。このためプ
ラントの健全性の監視や維持に何効であるとともに、不
必要なプラント停止9 を回避できるので稼働率が向上するという効果を奏する
【図面の簡単な説明】
第1−図は本発明の一実施例の構或図、第2図は第1図
のニューラルネットの構戒図、第3図は第1図の入力パ
ターンを示す図、第4図は第1図の出力パターンを示す
図、第5図は本発明による診断方法の具体例を説明する
ための図である。 1・・・プラント 2・・・データ収集装置 3・・・診断装置 4・・・FFT演算部 5・・・入力パターン作成部 6・・・ニューラルネッl・ 7・・・出力解析部 8・・・学習部 9・・・異常原因部 10・・・表示装置 (8733)代理人 弁理士 猪 股 祥 晃(ほか 
1名) 10 〇一 −O:(1”(ll:’−−−− 幹e?’+J−!?へ− 0 (b) 第 5 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 原子力プラントのプロセス信号の時系列データに高速フ
    ーリエ変換等の信号処理をほどこしてパワースペクトル
    密度関数を求め、正常時のパワースペクトル密度パター
    ンと原因の分かっている異常時のパワースペクトル密度
    パターンからプラントが正常か異常かを判断できるよう
    に前もって学習させておいたニューラルネットを準備し
    ておき、求めたパワースペクトル密度のパターンを入力
    して現在のプラントの状態を速やかに判定するとともに
    、未知のパワースペクトル密度パターンが入力された場
    合にはそのパターンを認識して識別できるように自動的
    に学習し直し、原因が明らかになった時点で学習したパ
    ターンに原因を関連づけて記憶させておくことにより、
    以後の診断では経験済みのすべての事象を診断できるよ
    うに自動学習することを特徴とする原子力発電プラント
    の診断方法。
JP1228411A 1989-09-05 1989-09-05 原子力発電プラントの診断方法 Pending JPH0392795A (ja)

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