JPH11258381A - 検出器異常診断方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本来の異常検出機能の信頼性を常に維持する
ことのできる検出器異常診断方法を得る。 【解決手段】 検出器からの信号に基づいてバックグラ
ウンドノイズを取得するノイズ取得ステップＳ１と、バ
ックグラウンドノイズのうち、バンドパスフィルタＢ１
〜Ｂｎを通過した信号の実効値Ｘ１〜Ｘｎを算出する実
効値算出ステップＳ２２と、実効値を初期の実効値と比
較して検出器の劣化を診断する劣化診断ステップＳ２３
〜Ｓ２５とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、たとえば原子力
プラントにおける加速度検出器を用いた異常検出装置の
検出器異常診断方法に関し、特に検出器の劣化状態を診
断して信頼性の低下を未然に防止した検出器異常診断方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、原子力プラントにおいては、
安全性を確保するために種々の検出器が設けられてい
る。また、この種の原子力プラントにおいては、異常検
出の信頼性を確保するために、各検出器の劣化状態など
を常に評価（診断）する必要がある。

【０００３】図２はたとえば特開昭６０−１７１４９１
号公報に記載された一般的な原子力プラントの一例を概
略的に示す構成図であり、原子炉の場合を示している。
図２において、１は原子炉本体となる圧力容器、２は圧
力容器１に連通された配管である。

【０００４】３は圧力容器１および配管２などの各部に
設置された検出器であり、たとえば加速度検出器であ
る。４は各センサ３に接続された配線である。５は各種
演算処理を行うルースパーツモニタ装置（以下、単に
「モニタ装置」という）であり、各配線４を介して入力
される検出器３の検出情報に基づいて、圧力容器１およ
び配管２の状態を評価するとともに検出器３を診断す
る。

【０００５】次に、図３のフローチャートを参照しなが
ら、図２内のモニタ装置５による従来の検出器異常診断
方法について説明する。この場合、モニタ装置５は、た
とえば実効値変換回路などを含むアナログ回路からな
り、原子力プラントの一次系バウンダリの異常音を検出
する異常診断装置して機能し、検出器３の異常診断機能
を具備しているものとする。

【０００６】図３において、モニタ装置５は、まず、原
子炉プラントの通常運転中の検出器３からの情報に基づ
いて、圧力容器１や蒸気発生器（図示せず）などの振動
データをバックグラウンドノイズとして取得する（ステ
ップＳ１）。

【０００７】また、モニタ装置５内の実効値変換回路
は、取得されたバックグラウンドノイズを実効値に変換
する（ステップＳ２）。続いて、モニタ装置５は、実効
値を所定の設定値と比較し（ステップＳ３）、設定値よ
りも小さいか否かを判定する（ステップＳ４）。

【０００８】もし、実効値が設定値よりも小さい（すな
わち、ＹＥＳ）と判定されれば、検出器３が異常である
と判断し（ステップＳ５）、実効値が設定値以上（すな
わち、ＮＯ）と判定されれば、検出器３が正常であると
判断する（ステップＳ６）。こうして、検出器３の診断
結果が得られると、モニタ装置５は図３の処理を終了す
る。

【０００９】なお、原子炉プラントの通常運転中におい
て、バックグラウンドノイズはあまり変動しないので、
設定値としては固定値が用いられる。上記従来方法によ
り、たとえば、信号伝送用の配線４の断線などに起因す
る検出器３の機能喪失を異常として判断することができ
る。

【００１０】しかしながら、図３に示した従来方法で
は、加速度検出器の異常として代表的な劣化、たとえ
ば、検出器３の特定周波数の欠落を検出することはでき
ない。そこで、検出器３の機能試験を実際に行い、試験
結果に基づいて検出器３の異常診断を行う方法も従来か
ら提案されている。

【００１１】図４は原子炉プラントの定期検査時に実行
される機能試験に基づく従来の検出器異常診断方法を示
すフローチャートである。この場合、モニタ装置（図２
参照）が用いられるものの、検出器３の機能試験は、す
べて作業員により行われるものとする。

【００１２】図４において、作業員は、まず、原子力プ
ラントの圧力容器１や蒸気発生器に衝撃を与えて一次系
バウンダリを打撃し（ステップＳ１１）、モニタ装置５
を用いて、検出器３からの検出信号（打撃音）をデータ
レコーダに収録する（ステップＳ１２）。

【００１３】続いて、作業員は、データレコーダに収録
された信号データを研究所に持ち帰って、収録音の周波
数分析を行い（ステップＳ１３）、今回の解析結果を前
回の定期検査時の解析結果と比較し、有為な差異がある
か否かを判定する（ステップＳ１５）。

【００１４】そして、作業員は、前回の解析結果と今回
の解析結果との間に有為な差異がある（すなわち、ＹＥ
Ｓ）と判定した場合には、検出器３が異常であると判断
し（ステップＳ１６）、解析結果に有為な差異がない
（すなわち、ＮＯ）と判定した場合には、検出器３が正
常であると判断して（ステップＳ６）、図４の処理を終
了する。

【００１５】図４に示した機能試験による検出器異常診
断方法は、徐々に加速度検出器の感度が低下するような
異常も診断することができる。しかしながら、この場
合、原子炉プラントなどの高放射線の環境下で衝撃を与
える作業などをすべてを作業員に頼っているので、多大
な時間およびコストがかかることになる。

【００１６】また、検出器３に異常や劣化が認められた
としても、検出器３の手配には数ヶ月を要することが多
いので、診断結果が分かる時期が遅れると、次の定期検
査が行われるまでは、検出器３を交換することができな
い。

【００１７】したがって、上記のように検出器３の異常
の有無を診断する方法においては、検出器３が異常であ
ると診断された場合にモニタ装置５の機能喪失につなが
るおそれがある。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】従来の検出器異常診断
方法は以上のように、たとえば前者の方法では配線４の
断線異常のみしか判断できず、検出器３の機能異常を判
断することができないので、結局、本来の異常検出機能
の信頼性を維持することができないという問題点があっ
た。

【００１９】また、後者の検出器異常診断方法では、作
業員の解析結果に基づいて検出器３の異常有無を判断す
るのみなので、具体的な劣化状態（余寿命）を診断する
ことができず、結局、本来の異常検出機能の信頼性を維
持することができないという問題点があった。

【００２０】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、原子力プラントなどのバックグ
ラウンドノイズが通常運転中は一定であることに着目し
て、今回のバックグラウンドノイズの実効値と初期の実
効値とを比較して検出器の劣化有無を判断し、検出器の
具体的な劣化状態（余寿命）を診断することにより、本
来の異常検出機能の信頼性を常に維持することのできる
検出器異常診断方法を得ることを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る検出器異常診断方法は、検出器からの信号に基づいて
バックグラウンドノイズを取得するノイズ取得ステップ
と、バックグラウンドノイズのうち、バンドパスフィル
タを通過した信号の実効値を算出する実効値算出ステッ
プと、実効値を初期の実効値と比較して検出器の劣化を
診断する劣化診断ステップとを備えたものである。

【００２２】また、この発明の請求項２に係る検出器異
常診断方法は、請求項１において、劣化診断ステップ
は、実効値と初期の実効値との比を劣化率として算出す
る劣化率算出ステップと、劣化率に基づいて検出器の余
寿命を算出する余寿命算出ステップとを含むものであ
る。

【００２３】また、この発明の請求項３に係る検出器異
常診断方法は、請求項２において、余寿命算出ステップ
は、初期の実効値Ｙと今回の実効値Ｘとの偏差ΔＸと、
初期の実効値Ｙの算出時から今回の実効値Ｘの算出時ま
での経過時間Ｔとを用いて、検出器の余寿命Ｚを、以下
の式、Ｚ＝Ｘ÷ΔＸ×Ｔにより算出するものである。

【００２４】また、この発明の請求項４に係る検出器異
常診断方法は、請求項１から請求項３までのいずれかに
おいて、バンドパスフィルタは、異なる複数の周波数を
通過させ、劣化診断ステップは、複数の周波数毎に検出
器の劣化を診断するものである。

【００２５】また、この発明の請求項５に係る検出器異
常診断方法は、請求項１から請求項４までのいずれかに
おいて、検出器の設置時に算出された実効値を初期の実
効値としたものである。

【００２６】また、この発明の請求項６に係る検出器異
常診断方法は、請求項１から請求項４までのいずれかに
おいて、前回算出された実効値を初期の実効値としたも
のである。

【００２７】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
実施の形態１を図について説明する。図１はこの発明の
実施の形態１を示すフローチャートであり、図１におい
て、Ｓ１、Ｓ５およびＳ６は前述と同様のステップであ
る。

【００２８】また、この発明の実施の形態１が適用され
る原子力プラントおよびモニタ装置の構成は、たとえば
図２に示した通りである。この場合、モニタ装置５（図
２参照）は、ｎ種類のバンドパスフィルタＢ１〜Ｂｎ
（図示せず）を具備しているものとする。

【００２９】まず、モニタ装置５は、バックグラウンド
ノイズを取得し（ステップＳ１）、各バンドパスフィル
タＢ１〜Ｂｎを介して、バックグラウンドノイズのうち
の特定周波数ｆ１〜ｆｎの信号を通過させる（ステップ
Ｓ２１）。

【００３０】通常、加速度検出器の信号から異常音を検
出する場合、検出器３からの信号のうち、１ｋＨｚ〜１
０ｋＨｚの周波数が用いられるが、たとえば３種類のバ
ンドパスフィルタＢ１〜Ｂ３を介して、以下の周波数ｆ
１〜ｆ３を通過させることが考えられる。

【００３１】ｆ１＝１ｋＨｚ〜４ｋＨｚ ｆ２＝４ｋＨｚ〜７ｋＨｚ ｆ３＝７ｋＨｚ〜１０ｋＨｚ

【００３２】続いて、モニタ装置５は、各バンドパスフ
ィルタＢ１〜Ｂｎを通過した信号の実効値Ｘ１〜Ｘｎを
算出し（ステップＳ２２）、初期の実効値Ｙ１〜Ｙｎと
の比較に基づいて、各実効値Ｘ１〜Ｘｎの劣化率Ｒ１〜
Ｒｎを算出する（ステップＳ２３）。

【００３３】なお、初期の実効値Ｙ１〜Ｙｎとしては、
たとえば、最初に算出された実効値Ｘ１〜Ｘｎに対して
は、検出器３の設置時での実効値が用いられ、２回目以
降に算出された実効値Ｘ１〜Ｘｎに対しては、前回算出
された実効値が用いられる。または、実効値Ｘ１〜Ｘｎ
の演算回数によらず、常に、検出器３の設置時での実効
値を初期の実効値Ｙ１〜Ｙｎとして用いてもよい。

【００３４】ステップＳ２３において、劣化率Ｒｍ（ｍ
＝１〜ｎ）は、以下の（１）式により算出される。

【００３５】Ｒｍ＝Ｘｍ／Ｙｍ …（１）

【００３６】通常、原子力プラントは一定出力で運転さ
れているので、プラント運転中において、検出器３の取
り付け状態やポンプなどの機器（図示せず）に大幅な変
化がない限り、同一の周波数領域に対するバックグラウ
ンドノイズの実効値Ｘｍは、ほぼ一定である。

【００３７】したがって、プラント運転中において、バ
ンドパスフィルタＢｍを通過した信号の各実効値Ｘｍに
対する劣化率Ｒｍは、通常「１」となる。しかし、各周
波数ｆｍに対する劣化率Ｒｍが「１」よりも小さい場合
は、高温且つ高放射線の状況下において、検出器３が設
置時から現在までに劣化したものと見なすことができ
る。

【００３８】そこで、モニタ装置５は、各周波数ｆｍ毎
の劣化率Ｒｍが「１」であるか否かを判定し（ステップ
Ｓ２４）、もし、Ｒｍ＝１（すなわち、ＹＥＳ）と判定
されれば、検出器３は正常と判断して（ステップＳ
６）、図１の処理を終了する。

【００３９】一方、ステップＳ２４において、Ｒｍ＜１
（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、モニタ装置５は、
検出器３は異常と判断し（ステップＳ５）、続いて、各
劣化率Ｒｍに対する余寿命Ｚ１〜Ｚｎを算出し（ステッ
プＳ２５）、図１の処理を終了する。

【００４０】ステップＳ２５において、余寿命Ｚｍ（ｍ
＝１〜ｎ）は、以下の（２）式により算出される。

【００４１】Ｚｍ＝Ｘｍ÷ΔＸｍ×Ｔｍ …（２）

【００４２】ただし、（２）式において、ΔＸｍは初期
の実効値Ｙｍと今回の実効値Ｘｍとの偏差（Ｙｍ−Ｘ
ｍ）である。また、Ｔｍは初期算出時刻（検出器３の設
置時または前回の算出時）から今回算出までの経過時間
である。

【００４３】（２）式のように、検出器３の各周波数ｆ
ｍに対する余寿命Ｚｍは、今回の実効値Ｘｍを偏差ΔＸ
ｍで除算した値に、経過時間Ｔｍを乗算することによ
り、算出される。

【００４４】これにより、検出器３の各周波数ｆｍ毎の
余寿命Ｚｍを把握することができるので、検出器３の寿
命が切れる前に新規の検出器を手配することができる。
したがって、プラント運転中にモニタ装置５の機能喪失
に至るような検出器３の異常を未然に防ぐことができ、
本来の異常検出装置としての機能の信頼性を維持するこ
とができる。

【００４５】なお、上記実施の形態１では、複数のバン
ドパスフィルタＢｍを用いたが、単一のバンドパスフィ
ルタを用いてもよい。また、原子力プラントに適用した
場合を例にとって説明したが、同様の検出器を用いた他
のプラントに適用しても同等の効果を奏することは言う
までもない。

【００４６】

【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項１によれ
ば、検出器からの信号に基づいてバックグラウンドノイ
ズを取得するノイズ取得ステップと、バックグラウンド
ノイズのうち、バンドパスフィルタを通過した信号の実
効値を算出する実効値算出ステップと、実効値を初期の
実効値と比較して検出器の劣化を診断する劣化診断ステ
ップとを備えたので、本来の異常検出機能の信頼性を常
に維持することのできる検出器異常診断方法が得られる
効果がある。

【００４７】また、この発明の請求項２によれば、請求
項１において、劣化診断ステップは、実効値と初期の実
効値との比を劣化率として算出する劣化率算出ステップ
と、劣化率に基づいて検出器の余寿命を算出する余寿命
算出ステップとを含むので、本来の異常検出機能の信頼
性を常に維持することのできる検出器異常診断方法が得
られる効果がある。

【００４８】また、この発明の請求項３によれば、請求
項２において、余寿命算出ステップは、初期の実効値Ｙ
と今回の実効値Ｘとの偏差ΔＸと、初期の実効値Ｙの算
出時から今回の実効値Ｘの算出時までの経過時間Ｔとを
用いて、検出器の余寿命Ｚを、以下の式、 Ｚ＝Ｘ÷ΔＸ×Ｔ により算出するようにしたので、本来の異常検出機能の
信頼性を常に維持することのできる検出器異常診断方法
が得られる効果がある。

【００４９】また、この発明の請求項４によれば、請求
項１から請求項３までのいずれかにおいて、バンドパス
フィルタは、異なる複数の周波数を通過させ、劣化診断
ステップは、複数の周波数毎に検出器の劣化を診断する
ようにしたので、本来の異常検出機能の信頼性を常に維
持することのできる検出器異常診断方法が得られる効果
がある。

【００５０】また、この発明の請求項５によれば、請求
項１から請求項４までのいずれかにおいて、検出器の設
置時に算出された実効値を初期の実効値としたので、本
来の異常検出機能の信頼性を常に維持することのできる
検出器異常診断方法が得られる効果がある。

【００５１】また、この発明の請求項６によれば、請求
項１から請求項４までのいずれかにおいて、前回算出さ
れた実効値を初期の実効値としたので、本来の異常検出
機能の信頼性を常に維持することのできる検出器異常診
断方法が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１を示すフローチャー
トである。

【図２】 一般的な原子力プラントの異常検出装置を概
略的に示す構成図である。

【図３】 従来の検出器異常診断方法を示すフローチャ
ートである。

【図４】 従来の検出器異常診断方法の他の例を示すフ
ローチャートである。

【符号の説明】

３ 検出器、５ モニタ装置、Ｂ１〜Ｂｎ バンドパス
フィルタ、Ｒ１〜Ｒｎ劣化率、Ｘ、Ｘ１〜Ｘｎ 実効
値、Ｚ、Ｚ１〜Ｚｎ 余寿命、Ｓ１ ノイズ取得ステッ
プ、Ｓ５ 検出器の異常を判断するステップ、Ｓ２１
バンドパスフィルタを通過させるステップ、Ｓ２２ 実
効値算出ステップ、Ｓ２３ 劣化率算出ステップ、Ｓ２
５ 余寿命算出ステップ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検出器からの信号に基づいてバックグラ
   ウンドノイズを取得するノイズ取得ステップと、 前記バックグラウンドノイズのうち、バンドパスフィル
   タを通過した信号の実効値を算出する実効値算出ステッ
   プと、 前記実効値を初期の実効値と比較して前記検出器の劣化
   を診断する劣化診断ステップとを備えた検出器異常診断
   方法。
2. 【請求項２】 前記劣化診断ステップは、 前記実効値と前記初期の実効値との比を劣化率として算
   出する劣化率算出ステップと、 前記劣化率に基づいて前記検出器の余寿命を算出する余
   寿命算出ステップとを含むことを特徴とする請求項１に
   記載の検出器異常診断方法。
3. 【請求項３】 前記余寿命算出ステップは、 初期の実効値Ｙと前記今回の実効値Ｘとの偏差ΔＸと、
   前記初期の実効値Ｙの算出時から前記今回の実効値Ｘの
   算出時までの経過時間Ｔとを用いて、前記検出器の余寿
   命Ｚを、以下の式、 Ｚ＝Ｘ÷ΔＸ×Ｔ により算出することを特徴とする請求項２に記載の検出
   器異常診断方法。
4. 【請求項４】 前記バンドパスフィルタは、異なる複数
   の周波数を通過させ、 前記劣化診断ステップは、前記複数の周波数毎に前記検
   出器の劣化を診断することを特徴とする請求項１から請
   求項３までのいずれかに記載の検出器異常診断方法。
5. 【請求項５】 前記初期の実効値は、前記検出器の設置
   時に算出された実効値であることを特徴とする請求項１
   から請求項４までのいずれかに記載の検出器異常診断方
   法。
6. 【請求項６】 前記初期の実効値は、前回算出された実
   効値であることを特徴とする請求項１から請求項４まで
   のいずれかに記載の検出器異常診断方法。