JP2014145679A - 燃料取替機故障復旧支援装置および燃料取替システム - Google Patents

Abstract

【課題】燃料取替機の故障発生時に、早期の復旧を実現するために、故障の原因調査や復旧方法の決定を支援する故障復旧支援装置を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、燃料取替機故障復旧支援装置１００は、燃料取替機制御システム１０によって制御される燃料取替機３１に発生した故障に対しその復旧を支援するためのシステムであって、燃料取替機制御システム１０から燃料取替機３１の少なくとも位置を含む状態情報と燃料取替機３１による少なくとも燃料取替に関する装荷情報とを取得しヒストリカルトレンドとして記録する故障時解析情報データベース１１０と、故障時解析情報データベース１１０に記録された情報に基づき故障要因の推定支援情報を生成して故障原因推定の支援を行う故障原因推定支援部２００と、故障原因推定支援部２００で生成された情報を表示する表示部３００とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、原子力プラントにおける燃料取替機の故障時の復旧を支援するための燃料取替機故障復旧支援装置およびこれを用いた燃料取替システムに関する。

原子力プラントでは、起動前および定期検査時に原子炉圧力容器内の燃料集合体の装荷や取り替え作業が行われる。これらの作業は、新しい燃料集合体を原子炉圧力容器内に装荷する作業や、使用済みの燃料集合体を原子炉圧両用機から取り出して燃料プールに移動する作業である。燃料取替機はこれら燃料集合体の装荷や取替え作業を行う。

燃料取替機は、燃料プール、原子炉ウェル、原子炉圧力容器の上方をまたぎ、オペレーティングフロアに敷設される走行レール上を走行可能であり、燃料プールと原子炉圧力容器との間で燃料集合体を運搬することができる。燃料取替機制御システムは、燃料取替機の運転を自動または手動で制御する。

燃料取替作業は定期点検のクリティカル工程であり、作業遅れが全体工程へ直接影響する。近年、原子力発電所の高稼働率化のニーズが高まっており、燃料取替機には作業工程短縮化、故障からの即時復旧が求められている。

また、故障を検出して早期に復旧させることは、燃料取替機に限らず原子力プラント全体の課題となっている。たとえば、警報データ間につながりを持たせた上で警報データを蓄積しておき、運転員が蓄積データを参照して発生警報の推定や対処方法を決定することを支援するシステムが知られている。

また、プラントの保守データをもとに設備の故障を早期に検出して、故障の診断・処置方法を提示するシステムが知られている。あるいは、プラントで故障が発生したことを、プラント責任者や関連自治体へ電話またはファクシミリにて自動で連絡する技術が知られている。

特開２００６−１０３４４号公報 特開２０１１−１５４４５６号公報 特開２０１１−２２７７０６号公報 特開２００４−２４０９０５号公報

燃料取替機の故障発生から復旧までの従来の流れの例を図１２に示す。原子力プラントで燃料取替機に故障が発生すると、原子力プラントにいる現地作業員は聞き取り調査により、故障の内容や発生時刻といった一次情報を収集する（ステップＳ１）。

次に、現地作業員はこの一次情報を解析拠点作業員へ連絡する（ステップＳ２）。解析拠点は原子力プラントの外部にあり、たとえば工場や事業所、データセンターなどが解析拠点にあたる。次に、現地作業員は聞き取り調査やログデータの吸い上げ確認により、故障が発生するまでのデータなどの二次情報を詳細に収集する（ステップＳ３）。現地作業員は情報収集が完了したら解析拠点作業員へこの二次情報を送信する（ステップＳ４）。

一方、解析拠点にいる解析拠点作業員は、ステップＳ２における現地作業員からの一次情報の連絡に基づいて設計図面やソフトウェアを準備して、対処方法を検討するための準備をする（ステップＳ５）。

さらに解析拠点作業員は、ステップＳ４の現地作業員から二次情報の連絡を受けて、原因調査を行う（ステップＳ６）。解析拠点作業員は、ステップＳ６における原因調査の結果に基づいて対処方法を検討する（ステップＳ７）。対処方法は単純な部品交換で済む場合もあれば、ソフトウェアの修正を実施する場合もある。

また、情報に不足があれば現地作業員との間で問い合わせ、回答等の連絡がなされる。解析拠点作業員が対処方法を立案したら情報を現地作業員へ送信して、現地作業員が対処方法を実施する（ステップＳ８）。対処方法により故障が復旧しない場合（ステップＳ９ ＮＯ）は、ステップＳ６以降を繰り返す。

対処方法により故障が復旧すれば（ステップＳ９ ＹＥＳ）、現地作業員は報告書を作成して関係者に提出する（ステップＳ１０）。関係者が報告書を承認すれば、燃料取替機は運転を再開する。

ここで、現地作業員とは、たとえば、原子力プラントの運転員、保守要員、あるいは燃料取替機の供給者の技術員である。また、解析拠点は、たとえば、燃料取替機の供給者の工場、研究所などのエンジニアリング部門などである。

前述したとおり、燃料取替作業は定期点検のクリティカル工程であり、早急に対処方法を検討する必要がある。そのためには、まず現地作業員が原因調査に必要なデータを解析拠点にすばやく送る必要がある。しかしながら、現状では現地作業員が現場までデータを収集しに行っているため、解析拠点へデータを送るまでに時間がかかってしまっている。

また、収集できる情報は操作ログやイベントログのみで、信号レベルで故障時にどのような挙動だったかを把握することができない。解析拠点の作業員は現場で物を見ていたわけではないので、現地作業員から送付されたデータだけでは燃料取替機がどのように動いたかが分かりにくく、故障が発生したときの状況を把握するのに時間がかかってしまっている。

さらに、解析拠点に作業員は現地作業員が送ってきたデータと設計図面とを結び付けてどの信号が故障の原因になっているかを調べるが、同一の信号が設計図面の複数ページにまたがっており、設計図面を調査するのに時間がかかっている。

過去に発生した故障が再び発生する可能性があり、原子力プラントの燃料取替機で過去に発生した故障ならば復旧方法は決まっているので、原因を調査せずとも復旧方法が明らかになる。特に復旧方法が部品の交換だけで済む場合は部品の準備ができれば現地作業員だけで故障を復旧させることができる。

また、復旧後の報告書作成にも時間がかかっており、報告書が関係者に承認されて燃料取替機が再開できるため、報告書を速やかに作成することも必要となる。

そこで、本発明の実施形態は、燃料取替機の故障時に早期の故障復旧を実現するために、故障の原因調査や復旧方法の決定を支援する故障復旧支援装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明の実施形態は、燃料取替機制御システムによって制御される燃料取替機に発生した故障に対しその燃料取替機の復旧を支援するための燃料取替機故障復旧支援装置であって、前記燃料取替機制御システムから前記燃料取替機の少なくとも位置を含む状態情報と前記燃料取替機による少なくとも燃料取替に関する装荷情報とを取得しヒストリカルトレンドとして記録する故障時解析情報データベースと、故障要因の推定支援情報を生成する故障原因推定支援部と、前記故障原因推定支援部で生成された情報を表示する表示部と、を備え、前記故障原因推定支援部は、前記故障時解析情報データベースに記録された情報に基づき故障状況を解析する故障状況解析部を有する、ことを特徴とする。

また、本発明の実施形態は、原子炉容器内の燃料の取替のための燃料取替機と、前記燃料交換機を制御する燃料取替機制御システムと、前記燃料取替機に発生した故障に対しその復旧を支援するための燃料取替機故障復旧支援装置と、を備える燃料取替システムであって、前記燃料取替機故障復旧支援装置は、前記燃料取替機制御システムから前記燃料取替機の少なくとも位置を含む状態情報と前記燃料取替機による少なくとも燃料取替に関する装荷情報とを取得しヒストリカルトレンドとして記録する故障時解析情報データベースと、故障要因の推定支援情報を生成する故障原因推定支援部と、前記故障原因推定支援部で生成された情報を表示する表示部と、を備え、前記故障原因推定支援部は、前記故障時解析情報データベースに記録された情報に基づき故障状況を解析する故障状況解析部を有する、ことを特徴とする。

本発明の実施形態によれば、燃料取替機の故障時に早期の故障復旧を実現するために、故障の原因調査や復旧方法の決定を支援する故障復旧支援装置を提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係る燃料取替機故障復旧支援装置の構成および燃料取替機制御システムとの関係を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る燃料取替機故障復旧支援装置の対象となる燃料取替機まわりの構成を示す鳥瞰図である。 本発明の第１の実施形態に係る燃料取替機故障復旧支援装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係る燃料取替機故障復旧支援装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係る燃料取替機故障復旧支援装置による再現アニメーションの平面の画像の例である。 本発明の第２の実施形態に係る燃料取替機故障復旧支援装置による再現アニメーションの断面の画像の例である。 本発明の第３の実施形態に係る燃料取替機故障復旧支援装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第４の実施形態に係る燃料取替機故障復旧支援装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第５の実施形態に係る燃料取替機故障復旧支援装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第６の実施形態に係る燃料取替機故障復旧支援装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第７の実施形態に係る燃料取替機故障復旧支援装置の構成を示すブロック図である。 燃料取替機の故障発生から復旧までの従来の流れを示すフロー図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る燃料取替機故障復旧支援装置および燃料取替システムについて説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には、共通の符号を付して、重複説明は省略する。

［第１の実施形態］
図２は、本発明の第１の実施形態に係る燃料取替機故障復旧支援装置の対象となる燃料取替機まわりの構成を示す鳥瞰図である。燃料取替機３１は、原子炉圧力容器３２の上方位置と燃料プール３４の上方位置の間を往復する。

燃料取替機３１は、原子炉圧力容器３２から使用済燃料集合体を燃料プール３４に移動する。また、燃料取替機３１は、燃料プール３４から新燃料集合体を原子炉圧力容器３２に移動する。このために、運転床４０の原子炉圧力容器３２上方開口部と燃料プール３４上部開口部の両脇に、原子炉圧力容器３２上方開口部と燃料プール３４上部開口部とを結ぶ方向に走行レール３６が設けられている。また、運転床４０の原子炉圧力容器３２上方開口部と燃料プール３４上部開口部との間には、運転床４０を切り欠くようにカナル３３が設けられている。

燃料取替機３１は、ブリッジ３１ａ、トロリ３１ｂおよび主ホイスト３１ｃを有する。ブリッジ３１ａは、走行レール３６上を走行する。トロリ３１ｂは、ブリッジ３１ａ上に搭載されており、ブリッジ３１ａの走行方向と直角方向にブリッジ３１ａ上を移動する。主ホイスト３１ｃは、トロリ３１ｂに取り付けられており、原子炉圧力容器３２および燃料プール３４の上方と内部の間を上下に移動して燃料集合体のつかみ／放しを行なう。

ブリッジ３１ａのレール方向への移動と、トロリ３１ｂのレール方向に対する直角方向への移動の組合せによって原子炉圧力容器３２上の任意の位置に主ホイスト３１ｃの位置決めをすることができる。位置決めされた位置で主ホイスト３１ｃは、その直下にある燃料集合体、すなわち、原子炉圧力容器３２内のその直下位置に相当する燃料装荷位置において燃料集合体を取り扱う。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る燃料取替機故障復旧支援装置（以下、「故障復旧支援装置」と略称）の構成および燃料取替機制御システムとの関係を示すブロック図である。

燃料取替機制御システム１０は、燃料取替機計算機１１、インターロックコントローラ１２、位置・速度コントローラ１３および炉心監視コントローラ１４を有する。

位置・速度コントローラ１３は、燃料取替機３１のブリッジ３１ａ、トロリ３１ｂおよび主ホイスト３１ｃの位置・速度を制御する。また、インターロックコントローラ１２は、燃料取替機３１のブリッジ３１ａ、トロリ３１ｂおよび主ホイスト３１ｃの位置や速度等の状態信号を受け取り、状態信号がたとえば正常状態から逸脱した場合にこれらの動きを停止するなどの信号を位置・速度コントローラ１３に発信する。

燃料取替機計算機１１は、ブリッジ／トロリ／主ホイスト位置（Ｂ／Ｔ／Ｈ位置）データ１１ａ、主ホイスト荷重（Ｈ荷重）データ１１ｂ、インターロックコントローラ処理信号１１ｃ、位置・速度コントローラ処理信号１１ｄ、燃料取替手順データベース（燃料取替手順ＤＢ）１１ｅ、燃料装荷マップデータベース（燃料装荷マップＤＢ）１１ｆ、操作ログ１１ｇの各情報を保有する。

燃料取替機３１のブリッジ３１ａ、トロリ３１ｂおよび主ホイスト３１ｃの各々の位置は、位置検出器からインターロックコントローラ１２と位置・速度コントローラ１３を経由して、燃料取替機計算機１１にＢ／Ｔ／Ｈ位置データ１１ａとして記録される。さらに主ホイスト３１ｃの燃料集合体つかみ時の荷重は、荷重検出器からインターロックコントローラ１２と位置・速度コントローラ１３を経由して、燃料取替機計算機１１にＨ荷重データ１１ｂとして記録される。また、位置・速度コントローラ１３は、ブリッジ３１ａ、トロリ３１ｂおよび主ホイスト３１ｃに速度指令を出力する。

燃料取替機計算機１１は、インターロックコントローラ１２および位置・速度コントローラ１３から、Ｂ／Ｔ／Ｈ位置データ１１ａ、Ｈ荷重データ１１ｂ、インターロックコントローラ１２の処理信号であるインターロックコントローラ処理信号１１ｃ、位置・速度コントローラ１３の処理信号である位置・速度コントローラ処理信号１１ｄを収集し、燃料取替機３１の状態を監視している。

また、燃料取替機計算機１１は、燃料集合体の取替手順を記した燃料取替手順ＤＢ１１ｅ、原子力圧力容器３２における燃料集合体の装荷情報を記した燃料装荷マップＤＢ１１ｆおよび運転員が行なった操作を記した操作ログ１１ｇを記録している。炉心監視コントローラ１４は制御棒監視システム１５と制御棒の挿入情報を交信している。

故障復旧支援装置１００は、故障時解析情報データベース（故障時解析情報ＤＢ）１１０、故障原因推定支援部２００および表示部３００を有する。故障復旧支援装置１００と燃料取替機計算機１１とは、通信ネットワークで接続されている。

図３は、本発明の第１の実施形態に係る燃料取替機故障復旧支援装置の構成を示すブロック図である。故障原因推定支援部２００は、故障時解析情報ＤＢ１１０および故障状況解析部２１１を有する。

故障復旧支援装置１００は燃料取替機計算機１１から、Ｂ／Ｔ／Ｈ位置データ１１ａ、Ｈ荷重データ１１ｂ、インターロックコントローラ処理信号１１ｃおよび位置・速度コントローラ処理信号１１ｄを一定周期ごとに収集して、故障時解析情報ＤＢ１１０にヒストリカルトレンドとして記録する。

故障時解析情報ＤＢ１１０に記録されたヒストリカルトレンドは、それぞれＢ／Ｔ／Ｈ位置ヒストリカルトレンド１１０ａ、Ｈ荷重ヒストリカルトレンド１１０ｂ、インターロックコントローラ処理信号ヒストリカルトレンド１１０ｃよび位置・速度コントローラ処理信号ヒストリカルトレンド１１０ｄとして保存される。

また、故障が発生した後に、燃料取替手順ＤＢ１１ｅ、燃料装荷マップＤＢ１１ｆおよび操作ログ１１ｇを収集して故障時解析情報ＤＢ１１０に、それぞれ燃料取替手順データベース（燃料取替手順ＤＢ）１１０ｅ、燃料装荷マップデータベース（燃料装荷マップＤＢ）１１０ｆおよび操作ログ１１０ｇとして記録される。

故障状況解析部２１１は、故障時解析情報ＤＢ１１０に格納されている燃料取替機３１の状態等に関する情報に基づいて、燃料取替機３１の状態および故障の状況の解析を行う。この解析結果は、表示部３００に送られ表示される。

以上のように構成された本実施形態に係る故障復旧支援装置１００の作用を説明する。

たとえば、原子炉圧力容器３２内の燃料集合体を燃料プール３４へ移動させるために、燃料取替機３１が主ホイスト３１ｃを原子炉圧力容器３２の上方から原子炉圧力容器３２の内部に下降させて、主ホイスト３１ｃが燃料集合体をつかもうとしたところで、故障が発生して緊急停止したと仮定する。

この故障に対して、故障状況解析部２１１では、まず燃料取替手順ＤＢ１１０ｅおよび燃料装荷マップＤＢ１１０ｆによって、原子炉圧力容器３２内のどの位置に燃料集合体が装荷され、燃料プール３４内のどの位置に燃料集合体が保管されており、それをどこへ移動させようとしていたのかが確認される。

次に、故障状況解析部２１１では、操作ログ１１０ｇを確認して誤った操作をしていないかが確認される。次に、Ｂ／Ｔ／Ｈ位置データヒストリカルトレンド１１０ａの時間微分が算出され、故障発生前後の主ホイスト３１ｃの速度が算出される。

故障状況解析部２１１において、位置・速度コントローラ処理信号ヒストリカルトレンド１１０ｄから故障発生前後の主ホイスト３１ｃへの速度指令が確認され、前述した速度の計算結果と大きな違いがないかが確認される。大きな違いがあれば、主ホイスト３１ｃのモータまたは位置・速度コントローラ１３のいずれかに故障が発生していると推定される。

インターロックコントローラ１２は、位置・速度コントローラ１３から故障を識別する信号を受取っており、インターロックコントローラ１２の処理信号であるインターロックコントローラ処理信号１１ｃのヒストリカルトレンドが確認され、これによって主ホイスト３１ｃのモータまたは位置・速度コントローラ１３のどちらに故障が発生したかが特定される。

また、故障状況解析部２１１において、Ｈ荷重ヒストリカルトレンド１１０ｂが確認され、これによって、燃料取替機３１が燃料集合体を正確につかめていたかが確認される。Ｈ荷重ヒストリカルトレンド１１０ｂに異常があれば、主ホイスト３１ｃのつかみ装置が故障したと推定される。

以上の特定結果および推定結果は、表示部３００に表示される。

このように、本実施形態によれば、燃料取替機３１の故障発生時の燃料取替機制御システム１０の挙動を信号レベルで確認することで、原因調査を支援することができる。

［第２の実施形態］
図４は、本発明の第２の実施形態に係る燃料取替機故障復旧支援装置の構成を示すブロック図である。本実施形態は第１の実施形態の変形であり、故障原因推定支援部２００は、再現アニメーション作成部２２１をさらに有する。

再現アニメーション作成部２２１は、故障に至る事象の経緯をアニメーション化して、アニメーションデータを表示部３００に出力する。

以上のように構成された本実施形態においては、燃料取替機制御システム１０から収集して故障時解析情報ＤＢ１１０に格納されているデータに基づいて、故障状況解析部２１１において事象の解析が行われる。

この解析結果に基づいて、再現アニメーション作成部２２１において事象の経緯を説明するアニメーション用のデータが作成され、表示部３００に出力される。表示部３００は、このアニメーションデータに基づいてアニメーションを表示する。

図５は、本発明の第２の実施形態に係る燃料取替機故障復旧支援装置による再現アニメーションの平面の画像の例である。すなわち、燃料取替機３１の動きを平面方向から再現したアニメーションの例である。

また、図６は、本発明の第２の実施形態に係る燃料取替機故障復旧支援装置による再現アニメーションの断面の画像の例である。すなわち、燃料取替機の動きを断面方向から再現したアニメーションの例である。

いずれのアニメーション画像においても、イベントの時系列を示すイベント表示２０が併せて表示される。

図５、図６は、燃料取替機３１が燃料プール３４から原子炉圧力容器３２へ燃料集合体を移動させようとしたところ、ブリッジ３１ａとトロリ３１ｂが目標位置に到達して停止した、主ホイスト３１ｃが下降し始めたときに、ブリッジ３１ａのブレーキが故障したことによりブリッジ３１ａの位置がずれた（ドリフトした）ため異常を検出して緊急停止した、という故障の例を再現したものである。

この例では、再現アニメーション作成部２２１は、Ｂ／Ｔ／Ｈ位置ヒストリカルトレンド１１０ａからブリッジ３１ａと、トロリ３１ｂと、主ホイスト３１ｃの各時刻における位置を読込むことで、燃料取替機３１の動きを再現している。

主ホイスト３１ｃが燃料をつかんでいたか否かについては、Ｈ荷重ヒストリカルトレンド１１０ｂと、インターロックコントローラ処理信号ヒストリカルトレンド１１０ｃの中のつかみセンサの情報に基づいて判定した上で再現している。

燃料プール３４内の燃料集合体を、原子炉圧力容器３２のどの位置に移動させたかについては、燃料取替手順ＤＢ１１０ｅと、燃料装荷マップＤＢ１１０ｆとから再現している。また、ブリッジ３１ａが目標位置にいつ到達したかといったイベントがイベント表示２０として出力されている。
以上のような本実施形態によれば、原因調査や復旧方法を立案するときに、燃料取替機の故障発生時の現場の状況を視覚的に把握することを支援することができる。

［第３の実施形態］
図７は、本発明の第３の実施形態に係る燃料取替機故障復旧支援装置の構成を示すブロック図である。

本実施形態は第２の実施形態の変形であって、故障原因推定支援部２００は、故障要因抽出部２３１、故障要因データベース（故障要因ＤＢ）２３２をさらに有する。

故障要因ＤＢ２３２は、各故障について、その故障に至る要因がすべて収納されているデータベースである。信号系としての要因はインターロックすなわちそれぞれの故障を検出するトリガとなる信号に対応している。なお、信号系によらない機械的な故障も、その結果が信号系としての要因となるので、カバーされることになる。

なお、信号系によらない要因まで遡ってデータベース化しておいてもよい。そのためには、その結果の信号系による要因のさらなる要因として、たとえばＦＭＥＡ（Ｆａｉｌｕｒｅ Ｍｏｄｅ ａｎｄ Ｅｆｆｅｃｔｓ Ａｎａｌｙｓｉｓ）あるいはイベントツリー等により摘出した結果をデータベースとして準備しておけばよい。

故障要因抽出部２３１は、故障状況解析部２１１において解析された故障時の状況を、故障要因ＤＢ２３２に格納されている故障データと照合して、故障データの中から対応する故障を抽出する。さらに、抽出された故障についての故障データ中の要因を、発生した故障に関する故障要因データ２３３として出力する。

以上のように構成された本実施形態においては、燃料取替機制御システム１０に故障が発生した場合、故障時解析情報ＤＢ１１０に基づいて解析する故障状況解析部２１１で解析された結果と、故障要因ＤＢ２３２に格納された故障要因情報が、故障要因抽出部２３１に入力される。故障要因抽出部２３１においては、解析された結果と故障要因ＤＢ２３２内の情報とが照合されて、故障要因データが抽出される。

たとえば、図７の故障要因ＤＢ２３２の例において、仮に故障Ｂが発生したとする。故障要因抽出部２３１は、故障Ｂについて故障要因ＤＢ２３２に収納されている要因１、要因２等についてその実態情報を故障要因データ２３３として記録するとともに表示部３００に出力する。

すなわち、故障要因抽出部２３１は、Ｈ荷重信号についてはＨ荷重ヒストリカルトレンド１１０ｂを、内部００１信号についてはインターロックコントローラ処理信号ヒストリカルトレンド１１０ｂの中の内部００１の情報を、操作００１信号については操作ログ１１ｇの中の操作００１を抽出して故障要因データ２３３として記録するとともに、表示部３００に出力する。

以上のように、本実施形態によれば、燃料取替機の故障発生時の故障要因を抽出することで、原因調査を支援することができる。

［第４の実施形態］
図８は、本発明の第４の実施形態に係る燃料取替機故障復旧支援装置の構成を示すブロック図である。

本実施形態は、第３の実施形態の変形であって、故障原因推定支援部２００は、該当信号選択部２４１、図面データベース（図面ＤＢ）２４２をさらに有する。

図面ＤＢ２４２は、燃料取替機３１および燃料取替機制御システム１０に関する設計図面に記載された情報のデータベースであり、たとえば、インターロックブロック線図のように、故障とその要因の相互関係を記述した設計図面に関する情報である。

該当信号選択部２４１は、故障要因抽出部２３１で抽出された故障要因デ−タ２３３に基づいて、図面ＤＢ２４２の中から故障要因デ−タ２３３と、この結果である故障までの因果関係の流れの部分を設計図面において強調するように図面ＤＢ２４２情報を加工して、表示部３００に出力する。

以上のように構成された本実施形態においては、燃料取替機制御システム１０に故障が発生した場合、該当信号選択部２４１が、故障要因データ２３３と、図面ＤＢ２４２とを結び付けて、設計図面の故障要因に関わる部分を強調して、該当信号強調図面として表示部３００に出力する。

なお、通常の設計図面では、信号の流れを表示するページが複数のシートに及ぶ場合があるが、該当信号強調図面は１枚にまとめて見やすくすることでもよい。

強調の方法としては、たとえば、該当部分に任意の色を付する方法でもよい。また、枠線で囲う方法でもよい。また、故障要因データ２３３が複数ある場合には、故障要因データ２３３ごとに表示する色を分けるように設定することで見やすくする。
以上のように、本実施形態によれば、燃料取替機に発生した故障について抽出された故障要因を、設計図面上に強調して表示することにより原因調査を支援することができる。

［第５の実施形態］
図９は、本発明の第５の実施形態に係る燃料取替機故障復旧支援装置の構成を示すブロック図である。本実施形態は、第３の実施形態の変形であり、故障原因推定支援部２００は、原因推定部２５１、事例探索部２５２、故障事例データベ−ス（故障事例ＤＢ）２５３、復旧情報提供部２６１をさらに有する。

故障事例ＤＢ２５３は、過去に発生した故障について、その故障の状況、検討された故障要因、故障原因であると結論付けられた故障原因、復旧方法を整備した故障事例データを整備したデータベースである。なお、故障は、当該燃料取替機３１および燃料取替機制御システム１０に発生した故障に限定されない。たとえば、他の施設において発生した故障についても保有していることが望ましい。

原因推定部２５１は、故障要因抽出部２３１において抽出された故障要因データ２３３と故障事例ＤＢ２５３内の故障情報データとから推定原因を絞り込むとともに、故障情報データに該当するものが見当たらない場合には、故障事例ＤＢ２５３に当該故障に関する情報を故障事例情報として追加する。

事例探索部２５２は、故障状況解析部２１１において解析された今回発生した故障の状況と、故障要因抽出部２３１で抽出された故障要因データ２３３と、故障事例ＤＢ２５３に格納されている故障事例とを照合して、今回発生した故障とその故障事例とが一定割合以上に一致しているならば、推定結果２５４としての推定原因を絞り込み原因推定部２５１に出力する。原因推定部２５１は、推定結果２５４を表示部３００に出力する。

復旧情報提供部２６１は、推定結果２５４である故障原因に関する復旧方法として、故障事例ＤＢ２５３に格納されている故障事例データ内の復旧方法に関する復旧情報２６２を抽出して、その復旧情報２６２を表示部３００に出力する。

以上のように構成された本実施形態によれば、燃料取替機３１の故障発生時に、詳細な原因調査を実施しない段階でも推定原因が絞り込まれるとともに復旧方法が明らかになる。特に、推定結果２５４が出力した復旧方法が部品交換のみならば、解析拠点側を介さずに現地作業員だけで復旧させることが可能となり、故障から復旧までの時間が短縮される。

部品交換のみではない場合でも、解析拠点側が対策を立案するまでの時間が短縮されるので、全体として故障発生から復旧までの時間を短縮することができる。

［第６の実施形態］
図１０は、本発明の第６の実施形態に係る燃料取替機故障復旧支援装置の構成を示すブロック図である。本実施形態は、第５の実施形態の変形であり、故障原因推定支援部２００は、報告書作成部２７１をさらに有する。

報告書作成部２７１は、故障状況解析部２１１での故障状況解析結果、原因推定部２５１で絞り込まれた故障原因の推定結果２５４、故障事例ＤＢ２５３内に格納されている故障事例データに基づいて、今回の発生故障に関する報告書用の情報を作成し、表示部３００に出力する。

なお、表示部３００は、単にたとえばＣＲＴに表示するだけに限らない。たとえば、報告書様式に従って、報告書として印刷する出力方法も含まれてもよい。

報告書２７２の内容としては、通常、少なくとも、たとえば、故障の状況、故障要因の推定、故障に対する復旧方法に関する説明が記載される。ここで、故障の状況については、故障状況解析部２１１での故障状況解析結果が使用できる。

故障要因の推定については、原因推定部２５１で絞り込まれた故障原因の推定結果２５４および故障事例ＤＢ２５３内に格納されている故障事例データの中の故障原因に関する部分が使用できる。復旧方法に関する説明については、故障事例ＤＢ２５３内に格納されている故障事例データの中の復旧方法に関する部分の情報が使用できる。また、復旧後の報告書の場合は、たとえば、復旧時刻や、交換品の型式、復旧工事など復旧の詳細等に関する情報を追加する。

また、故障要因の説明用の図面としては、該当信号選択部２４１で作成した該当信号強調図面データを使用することができる。

報告書２７２の様式は、予め設定しておき、原因推定部２５１で絞り込まれた故障原因の推定結果２５４、故障事例ＤＢ２５３内に格納されている故障事例データ内の情報の格納方法は、報告書２７２の様式内に記載される情報の形式と対応できるような様式による格納方法とする。

本実施形態によれば、報告書を関係者へすばやく提出することで、燃料取替機の運転再開までの時間が短縮される。

［第７の実施形態］
図１１は、本発明の第７の実施形態に係る燃料取替機故障復旧支援装置の構成を示すブロック図である。本実施形態は、第１の実施形態ないし第６の実施形態それぞれの変形である。

故障復旧支援装置１００は、データ自動転送部４０１、送信部４０２、受信部４０３および送信用計算機４０４を有する。また、解析拠点側の解析拠点用計算機５００が設けられている。解析拠点用計算機５００は、故障原因推定支援部５０１を有する。

送信部４０２と受信部４０３との間は、送信部４０２から受信部４０３への一方向通信であり、受信部４０３側から送信部４０２側へのアクセスは不可能である。また、送信用計算機４０４と解析拠点用計算機５００は常に通信ネットワークで接続されている。

データ自動転送部４０１は、故障時解析情報ＤＢ１１０内の情報を、自動的に送信部４０２に転送する。送信部４０２は、データ自動転送部４０１から転送された情報を受けて受信部４０３に送信する。受信部４０３は、この情報を送信用計算機４０４に出力する。送信用計算機４０４は、受信部４０３から受けた故障時解析情報ＤＢ１１０内の情報を解析拠点用計算機５００内の故障原因推定支援部５０１に出力する。

解析拠点用計算機５００は、プラント外部の工場や事業所、データセンターなどの解析拠点に設けられる。

以上のように構成された本実施形態においては、燃料取替機制御システム１０に故障が発生した場合、データ自動転送部４０１が故障時解析情報ＤＢ１１０内の情報データを、送信部４０２、受信部４０３を介して送信用計算機４０４へ送信する。

送信用計算機４０４は、故障時解析情報ＤＢ１１０内の情報データを解析拠点用計算機５００へ自動送信する。このとき、送信部４０２と受信部４０３とは一方向のみの通信が可能なので、外部から故障原因推定支援部５０１を通して燃料取替機制御システム１０へアクセスすることはできない。すなわち、外部からハッキングされることがなく物理的に安全が確保された状態で、解析拠点用計算機５００へデータを自動送信することが可能となる。

解析拠点用計算機５００は故障原因推定支援部５０１を有しており、第１の実施形態ないし第６の実施形態と同様の作用を得ることができる。

なお、本実施形態においては、故障復旧支援装置１００に故障原因推定支援部２００が、また解析拠点用計算機５００にも故障原因推定支援部５０１が設けられている例を示したが、故障復旧支援装置１００に設けられている故障原因推定支援部２００に代えて解析拠点用計算機５００に故障原因推定支援部５０１が設けられている、すなわち、解析拠点用計算機５００のみに故障原因推定支援部５０１が設けられていることでもよい。

この場合には、燃料取替機３１の故障発生後の、現地作業員の情報収集および検討に要する時間が削減され、解析拠点へ必要な情報がタイムリーにインプットされる。さらに、解析拠点用計算機５００が、第１の実施形態ないし第６の実施形態における故障原因推定支援部２００の機能を備えているので、拠点作業員の原因調査や対策立案を支援することができる。

［その他の実施形態］
以上、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。

また、各実施形態の特徴を組み合わせてもよい。第２の実施形態では、故障状況解析部２１１を有する第１の実施形態における故障原因推定支援部２００に再現アニメーション作成部２２１が追加されている。第３の実施形態では、さらに故障要因抽出部２３１が、第４の実施形態ではさらに該当信号選択部２４１が、第５の実施形態ではさらに原因推定部２５１が、第６の実施形態ではさらに報告書作成部２７１が追加されている。

これらの特徴は、実施形態では、順次追加されているが、これに限らない。追加されているそれぞれ特徴を組み合わせてもよい。たとえば、故障原因推定支援部２００は、故障状況解析部２１１、該当信号選択部２４１および原因推定部２５１を有する形態であってもよい。

さらに、これらの実施形態は、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同様に、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ものである。

１０…燃料取替機制御システム、１１…燃料取替機計算機、１１ａ…Ｂ／Ｔ／Ｈ位置データ、１１ｂ…Ｈ荷重データ、１１ｃ…インターロックコントローラ処理信号、１１ｄ…位置・速度コントローラ処理信号、１１ｅ…燃料取替手順データベース（燃料取替手順ＤＢ）、１１ｆ…燃料装荷マップデータベース（燃料装荷マップＤＢ）、１１ｇ…操作ログ、１２…インターロックコントローラ、１３…位置・速度コントローラ、１４…炉心監視コントローラ、１５…制御棒監視システム、２０…イベント表示、３１…燃料取替機、３１ａ…ブリッジ、３１ｂ…トロリ、３１ｃ…主ホイスト、３２…原子炉圧力容器、３３…カナル、３４…燃料プール、３６…走行レール、４０…運転床、１００…故障復旧支援装置（燃料取替機故障復旧支援装置）、１１０…故障時解析情報データベース（故障時解析情報ＤＢ）、１１０ａ…Ｂ／Ｔ／Ｈ位置ヒストリカルトレンド、１１０ｂ…Ｈ荷重ヒストリカルトレンド、１１０ｃ…インターロックコントローラ処理信号ヒストリカルトレンド、１１０ｄ…位置・速度コントローラ処理信号ヒストリカルトレンド、１１０ｅ…燃料取替手順データベース（燃料取替手順ＤＢ）、１１０ｆ…燃料装荷マップデータベース（燃料装荷マップＤＢ）、１１０ｇ…操作ログ、２００…故障原因推定支援部、２１１…故障状況解析部、２２１…再現アニメーション作成部、２３１…故障要因抽出部、２３２…故障要因データベース（故障要因ＤＢ）、２３３…故障要因データ、２４１…該当信号選択部、２４２…図面データベース（図面ＤＢ）、２４３…図面データ、２５１…原因推定部、２５２…事例探索部、２５３…故障事例データベース（故障事例ＤＢ）、２５４…推定結果、２６１…復旧情報提供部、２６２…復旧情報、２７１…報告書作成部、２７２…報告書、３００…表示部、４０１…データ自動転送部、４０２…送信部、４０３…受信部、４０４…送信用計算機、５００…解析拠点用計算機、５０１…故障原因推定支援部

Claims (9)

1. 燃料取替機制御システムによって制御される燃料取替機に発生した故障に対しその燃料取替機の復旧を支援するための燃料取替機故障復旧支援装置であって、
   前記燃料取替機制御システムから前記燃料取替機の少なくとも位置を含む状態情報と前記燃料取替機による少なくとも燃料取替に関する装荷情報とを取得しヒストリカルトレンドとして記録する故障時解析情報データベースと、
   故障要因の推定支援情報を生成する故障原因推定支援部と、
   前記故障原因推定支援部で生成された情報を表示する表示部と、
   を備え、
   前記故障原因推定支援部は、前記故障時解析情報データベースに記録された情報に基づき故障状況を解析する故障状況解析部を有する、
   ことを特徴とする燃料取替機故障復旧支援装置。
2. 前記故障原因推定支援部は、前記発生した故障の発生前後の運転員の操作と、前記燃料取替機の動作と、炉心内および燃料プール内の燃料装荷状況とを再現する再現アニメーションを生成する再現アニメーション作成部をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の燃料取替機故障復旧支援装置。
3. 前記故障原因推定支援部は、
   前記燃料取替機に起こりうる故障と、その原因となるトリガ信号を対応付けた故障要因データベースと、
   前記故障要因データベースに記憶されたデータを用いて、前記発生した故障に基づいてその原因となりうる要因を抽出する故障要因抽出部と、
   をさらに有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料取替機故障復旧支援装置。
4. 前記燃料取替機および前記燃料取替機制御システムに係る図面の情報データを格納する図面データベースと、
   前記故障要因抽出部で抽出した故障要因をその故障要因が記載された前記図面を前記図面データベースから抽出し前記図面上にその故障要因が区別できるように前記表示部に出力する該当信号選択部と、
   をさらに有することを特徴とする請求項３に記載の燃料取替機故障復旧支援装置。
5. 過去に発生した燃料取替機の故障についての少なくとも故障原因を含む故障データを記録する故障事例データベースと、
   前記発生した故障および前記故障原因を前記故障事例データベース内の各故障の前記故障原因と比較して故障原因が類似している前記故障データを抽出して前記発生した故障の原因候補として故障原因候補を出力する故障原因推定部と、
   をさらに有することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の燃料取替機故障復旧支援装置。
6. 前記故障時解析情報データベース内の情報に基づき発生した故障に関する説明内容を作成し、前記故障原因候補および前記故障時解析情報データベース内の情報に基づき故障原因に関する説明内容を作成する報告書作成部をさらに有することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の燃料取替機故障復旧支援装置。
7. 前記故障事例データベースは、復旧情報をさらに含み、
   前記故障原因推定支援部は、前記故障原因候補について前記故障データ内の復旧方法を出力する復旧情報提供部をさらに有する、
   ことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の燃料取替機故障復旧支援装置。
8. 前記報告書作成部は、前記復旧情報提供部内の情報に基づいて前記発生した故障の復旧、処置に関する説明内容をさらに作成することを特徴とする請求項６に記載の燃料取替機故障復旧支援装置。
9. 原子炉容器内の燃料の取替のための燃料取替機と、
   前記燃料取替機を制御する燃料取替機制御システムと、
   前記燃料取替機に発生した故障に対しその復旧を支援するための燃料取替機故障復旧支援装置と、
   を備える燃料取替システムであって、
   前記燃料取替機故障復旧支援装置は、
   前記燃料取替機制御システムから前記燃料取替機の少なくとも位置を含む状態情報と前記燃料取替機による少なくとも燃料取替に関する装荷情報とを取得しヒストリカルトレンドとして記録する故障時解析情報データベースと、
   故障要因の推定支援情報を生成する故障原因推定支援部と、
   前記故障原因推定支援部で生成された情報を表示する表示部と、
   を備え、
   前記故障原因推定支援部は、前記故障時解析情報データベースに記録された情報に基づき故障状況を解析する故障状況解析部を有する、
   ことを特徴とする燃料取替システム。

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