(57)【要約】【課題】プラントの配管系統の詳細流れ場の計算時間を短縮できるプラント診断装置を提供する。【解決手段】配管系統モデルを複数のサブ領域に分割するサブ領域分割部と、サブ領域ごとに流量がゼロとなる経路を除外し、サブ領域グループの内容を更新するゼロ流量経路除外部と、サブ領域グループに含まれる一つのサブ領域を選択し、選択したサブ領域の縮約データが存在しない場合は、３次元流体解析を実施し、解析結果を詳細流れ場として出力する３次元解析部と、選択したサブ領域の縮約データが存在しない場合は、詳細流れ場から、縮約データを生成する縮約データ生成部と、選択したサブ領域の縮約データが存在する場合は、縮約データから詳細流れ場を計算する縮約解析部と、詳細流れ場からプラントを診断する診断部と、を具備するプラント診断装置。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラントを診断するプラント診断装置であって、
前記プラントの構成要素の配管系統モデルを複数のサブ領域に分割したサブ領域グループを出力するサブ領域分割部と、
前記プラントに設置された計測器の計測値および弁開閉状態の時系列データを有する運転データと、前記サブ領域グループとから、前記弁開閉状態に基づきサブ領域ごとに流量がゼロとなる経路を除外し、前記サブ領域グループの内容を更新するゼロ流量経路除外部と、
前記サブ領域グループと前記運転データから、前記サブ領域グループに含まれる一つのサブ領域を選択し、選択したサブ領域の縮約データが存在しない場合は、３次元流体解析を実施し、解析結果を詳細流れ場として出力する３次元解析部と、
選択したサブ領域の縮約データが存在しない場合は、前記詳細流れ場から、前記詳細流れ場が保有する流速、圧力、温度等の空間分布および時間変化の情報を保ちながら前記詳細流れ場を縮約し、縮約データを生成する縮約データ生成部と、
選択したサブ領域の縮約データが存在する場合は、前記運転データと前記縮約データから、詳細流れ場を計算する縮約解析部と、
前記３次元解析部または前記縮約解析部が出力した前記詳細流れ場から前記プラントの劣化状況を数値化し、プラントを診断する診断部と、
を具備することを特徴とするプラント診断装置。
【請求項２】
請求項１に記載のプラント診断装置において、
前記サブ領域分割部は、前記プラントの構成要素の各々の３次元形状情報を有する３Ｄモデルと、前記プラントの構成要素間の接続関係の定義情報を有するプラント系統図とから、前記配管系統モデルを構築することを特徴とするプラント診断装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のプラント診断装置において、
前記サブ領域分割部は、前記構成要素の一種である直管に対して直管長が規定した長さ以上となる部位を抽出し、前記部位で前記配管系統モデルを複数のサブ領域に分割してサブ領域グループを出力することを特徴とするプラント診断装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３の何れか一項に記載のプラント診断装置において、
さらに、過去に生成された前記縮約データが登録された縮約データＤＢと、
選択されたサブ領域に関連する縮約データが前記縮約データＤＢに登録されているか否かを検索し、登録されている場合は選択されたサブ領域に関連する前記縮約データを出力する縮約データ検索部と、
具備することを特徴とするプラント診断装置。
【請求項５】
請求項４に記載のプラント診断装置において、
さらに、前記縮約データＤＢに選択されたサブ領域に関連する縮約データが登録されていなかった場合は、前記縮約データ生成部で生成された縮約データを、前記サブ領域と関連させて前記縮約データＤＢに登録するＤＢ登録部、
を具備することを特徴とするプラント診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラントの劣化状況を数値化できる、プラント診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電、石油化学、水、医薬などの産業プラントでは、プラント設備の老朽化による保守費用の増加に伴い、保守費用を抑制しながらプラントを高効率に運転することが求められている。これを受け、プラントの劣化状況を数値化することで、プラントの寿命を予測し、プラントの診断に活用したいという要望が拡大している。
【０００３】
プラント劣化の具体的な例として、配管系統内の流動現象に起因して配管肉厚が運転時間の経過と共に徐々に減少する配管減肉が知られている。配管減肉等のプラント劣化状況を数値化するためには、配管系統内で生じる３次元性の強い詳細な流れ場に関する情報が必要であり、詳細流れ場を取得する手段として３次元流体解析が用いられる。
【０００４】
３次元流体解析を活用し、プラント劣化の一事象である配管減肉を推定する従来技術としては、例えば、特許文献１に開示されている「配管減肉予測情報の提供方法」がある。この従来技術では、３次元流体解析を用いて配管系統内を流れる流体の挙動を評価し、その流体の挙動の変化から配管減肉量を予測している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３４４２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の開示技術により、３次元流体解析を用いて配管系統内の詳細な流れ場に関する情報を取得し、取得した詳細な流れ場情報から配管減肉量を予測することでプラントの劣化状況を数値化し、プラントを診断することができる。
【０００７】
ここで、プラントの一部を占めるに過ぎない熱交換器、反応器等の要素機器と比較すると、プラントの大部分を占める配管系統は空間スケールが大きいため、配管系統の３次元流体解析は解析規模が非常に大きくなるという特性がある。また、熱交換器等の要素機器と比較すると、配管系統を流れる流体の流量条件は多岐に渡るうえに、配管系統内に設置された弁の開閉により配管系統内の流路条件も変化するため、流量条件と流路条件が増えるほど、それらの組み合わせにより、解析ケース数が増大するという特性もある。
【０００８】
このため、特許文献１で開示される技術を、配管系統を対象とした３次元流体解析に利用する場合、３次元流体解析の解析規模が大きくなるだけではなく、流量条件と流路条件の組み合わせによる全ての解析ケースを３次元流体解析する必要があるので、詳細流れ場の計算に相当の時間がかかるという課題もあった。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、プラントの配管系統を対象とした３次元流体解析を実施する際に、解析規模が大きくなり、解析ケース数が増大する場合でも、短時間に詳細流れ場を計算し、計算した詳細流れ場情報からプラントの劣化状況を数値化し、プラントの診断に活用できるプラント診断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明のプラント診断装置は、前記プラントの構成要素の配管系統モデルを複数のサブ領域に分割したサブ領域グループを出力するサブ領域分割部と、前記プラントに設置された計測器の計測値および弁開閉状態の時系列データを有する運転データと、前記サブ領域グループとから、前記弁開閉状態に基づきサブ領域ごとに流量がゼロとなる経路を除外し、前記サブ領域グループの内容を更新するゼロ流量経路除外部と、前記サブ領域グループと前記運転データから、前記サブ領域グループに含まれる一つのサブ領域を選択し、選択したサブ領域の縮約データが存在しない場合は、３次元流体解析を実施し、解析結果を詳細流れ場として出力する３次元解析部と、選択したサブ領域の縮約データが存在しない場合は、前記詳細流れ場から、前記詳細流れ場が保有する流速、圧力、温度等の空間分布および時間変化の情報を保ちながら前記詳細流れ場を縮約し、縮約データを生成する縮約データ生成部と、選択したサブ領域の縮約データが存在する場合は、前記運転データと前記縮約データから、詳細流れ場を計算する縮約解析部と、前記３次元解析部または前記縮約解析部が出力した前記詳細流れ場から前記プラントの劣化状況を数値化し、プラントを診断する診断部と、を具備するものとした。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のプラント診断装置によれば、プラントの配管系統を対象とした３次元流体解析を実施する際に、解析規模が大きくなり、解析ケース数が増大する場合でも、短時間に詳細流れ場を計算し、計算した詳細流れ場情報からプラントの劣化状況を数値化し、プラントの診断に活用することができる
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１のプラント診断装置の概略構成図
【図２】配管系統モデルの一例
【図３】図２の配管系統モデルをサブ領域グループに分割した例
【図４】図３のサブ領域グループに対して、流量がゼロとなる経路を除外した例
【図５】図３のサブ領域グループに対して、流量がゼロとなる経路を除外した例
【図６】実施例１のプラント診断装置によるプラント診断の処理手順
【図７Ａ】従来技術により全ての解析ケースを計算した場合の計算時間例
【図７Ｂ】実施例１により全ての解析ケースを計算した場合の計算時間例
【図８】実施例２のプラント診断装置の概略構成図
【図９】実施例２のプラント診断装置によるプラント診断の処理手順
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を用いて、本発明の実施例に係るプラント診断装置を説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、実施例１に係るプラント診断装置４の概略構成図である。ここに示すように、本実施例のプラント診断装置４は、３Ｄモデル１、プラント系統図２、運転データ３の各データが入力され、診断結果５を出力するものである。
【００１５】
ここで、３Ｄモデル１は、３Ｄ−ＣＡＤソフトで作成されたプラントを構成する機器、直管、エルボ、分岐、弁等の３次元形状情報が記述されており、例えば、配管に関しては、配管長さ、口径、配管肉厚、配管設置位置に関する情報が記述されている。プラント系統図２は、配管計装線図または、Ｐ＆ＩＤ（Piping & Instrument Flow Diagram）とも呼ばれ、プラントを構成する機器、配管間の接続関係を定義する情報が記述されている。運転データ３は、プラントの機器・配管等に設置された流量計、圧力計、温度計などの計測器により計測された計測値の時系列データと、弁開閉状態を示す時系列データから構成される。診断結果５には、プラントの余寿命等の情報が記述されている。
【００１６】
プラント診断装置４は、入力された３Ｄモデル１、プラント系統図２、運転データ３に基づいて、診断対象のプラントの劣化状況を数値化し、数値化した劣化状況からプラントの余寿命等を診断して、診断結果５として出力する。なお、プラント診断装置４は、実際には、ＣＰＵ等の演算装置、半導体メモリ等の主記憶装置、ハードディスク等の補助記憶装置、および、通信装置などのハードウェアを備えたパソコンなどの計算機である。そして、補助記憶装置に記録されたデータベースを参照しながら、主記憶装置にロードされたプログラムを演算装置が実行することで、後述する各機能を実現するが、以下では、このような周知技術を適宜省略しながら説明する。
【００１７】
次に、プラント診断装置４の構成の詳細について説明する。プラント診断装置４は、サブ領域分割部１１、サブ領域グループ１２、ゼロ流量経路除外部１３、３次元解析部１４、詳細流れ場１５、縮約データ生成部１６、縮約データ１７、縮約解析部１８、診断部１９を備えている。なお、サブ領域グループ１２、詳細流れ場１５、縮約データ１７は、記憶装置等に記憶されるデータであり、サブ領域分割部１１等のその他の構成要素は、演算装置がプログラムを実行することで実現される機能である。以下、各々を詳細に説明する。
【００１８】
サブ領域分割部１１は、入力された３Ｄモデル１とプラント系統図２に基づいて、配管系統モデルＭを構築した後、その配管系統モデルＭを複数に分割してサブ領域グループ１２として出力するものである。
【００１９】
図２は、サブ領域分割部１１が構築する配管系統モデルＭの一部を抜粋した例である。ここに示す配管系統モデルＭの抜粋部は、１２個の直管Ｐ（Ｐ１〜Ｐ１２）、６個のエルボＥ（Ｅ１〜Ｅ６）、２個の分岐Ｄ（Ｄ１、Ｄ２）、２個の弁Ｖ（Ｖ１、Ｖ２）、１個の熱交換器Ｈから構成されており、また、各パーツは３Ｄモデル１より読み取ったパーツの３次元形状情報と、プラント系統図２より読み取った隣接するパーツ間の接続関係を定義する情報を保有している。なお、図２中の矢印は、流体の流れの方向を示している。
【００２０】
サブ領域分割部１１は、配管系統モデルＭに対して流れの変動が小さくなる部位を抽出し、そこを境界Ｂとして配管系統モデルＭを複数のサブ領域Ａに分割し、サブ領域グループ１２として出力する。配管系統では、一般的に、直管Ｐ以外のパーツでは流れの変動が大きくなり、直管Ｐでは流れの下流側ほど変動が小さくなるという特性を持つため、サブ領域分割部１１は、直管Ｐの上流側端からの距離が予め規定した長さＬに達した位置を流れの変動が小さくなる部位として抽出し、当該部位を境界Ｂの候補として配管系統モデルＭを複数のサブ領域Ａに分割する。図３は、図２の配管系統モデルＭを４つのサブ領域Ａに分割した例である。図３では、境界Ｂの候補のうち、直管Ｐ２、直管Ｐ９、直管Ｐ１０上のものを、境界Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３として選択し、これらの境界Ｂによって配管系統モデルＭを４つのサブ領域Ａ１〜Ａ４に分割している。なお、抽出した候補の全てを境界Ｂとして採用しない理由は、サブ領域Ａを細分化しすぎても演算量の削減に寄与しないため、直管Ｐを１個だけ含むような単調なサブ領域Ａを生成するのは好ましくないからである。
【００２１】
サブ領域グループ１２は、サブ領域分割部１１で分割された複数のサブ領域Ａを保有したデータである。
【００２２】
ゼロ流量経路除外部１３は、サブ領域グループ１２と運転データ３を入力として、弁Ｖの開閉状態に基づきサブ領域Ａごとに流量がゼロとなる経路を除外し、サブ領域グループ１２の内容を更新、出力するものである。
【００２３】
ゼロ流量経路除外部１３の作用を、図４、図５を用いて説明する。これらの図は、図３に示すサブ領域グループ１２に対して、流量がゼロとなる経路を除外した例である。本実施例の配管系統モデルＭでは、弁Ｖ１と弁Ｖ２の開閉状態の組み合わせは排他的であり、弁Ｖ１が開状態であれば弁Ｖ２は閉状態、弁Ｖ１が閉状態であれば弁Ｖ２は開状態となる。
【００２４】
図４は、弁Ｖ１が開状態で弁Ｖ２が閉状態である場合に対応しており、この場合は、図４中の点線で示した経路（直管Ｐ５〜直管Ｐ８）では流量がゼロとなる。そこで、ゼロ流量経路除外部１３は、サブ領域Ａ２に対して点線で示した経路を除外して、除外後の領域を新たにサブ領域Ａ２aとして登録する。
【００２５】
一方、図５は、弁Ｖ１が閉状態で弁Ｖ２が開状態である場合に対応しており、この場合は、図５中の点線で示した経路（直管Ｐ３〜直管Ｐ４）では流量がゼロとなる。そこで、ゼロ流量経路除外部１３は、サブ領域Ａ２に対して点線で示した経路を除外して、除外後の領域を新たにサブ領域Ａ２ｂとして登録する。
【００２６】
以上の操作により、ゼロ流量経路除外部１３は、サブ領域Ａ２ａとサブ領域Ａ２ｂを登録して、サブ領域グループ１２の内容を更新し、出力する。
【００２７】
３次元解析部１４は、サブ領域グループ１２と運転データ３を入力として、サブ領域グループ１２に含まる一つのサブ領域Ａを対象として３次元流体解析を実施し、解析結果を詳細流れ場１５として出力する。なお、ここで用いる３次元流体解析は周知技術であるので、詳細説明は省略する。
【００２８】
詳細流れ場１５は、サブ領域グループ１２に含まるサブ領域Ａごとの流速、圧力、温度等の詳細な空間分布および時間変化が記述されている。詳細流れ場１５は、３次元解析部１４または後述する縮約解析部１８の解析結果として出力される。
【００２９】
縮約データ生成部１６は、詳細流れ場１５を入力として、詳細流れ場１５が保有する流速、圧力、温度等の空間分布および時間変化の情報を保ちながら詳細流れ場１５を縮約し、縮約データ１７として出力する。この縮約データ生成部１６では、所望の公知技術（例えば平邦彦，固有直交分解による流体解析：１．基礎，ながれ， Vol.30, 2011,pp.115-123）を活用して、高次元の詳細流れ場１５を低次元の縮約データ１７へ縮約する。
【００３０】
縮約データ１７は、高次元の詳細流れ場１５を、フーリエ変換等を利用して低次元に縮約したデータである。
【００３１】
縮約解析部１８は、運転データ３と縮約データ１７を入力として、所望の公知技術を活用して、詳細流れ場１５を計算し、詳細流れ場１５として出力する。ここでは、縮約データ１７を利用して詳細流れ場１５を計算するので、３次元解析部１４での詳細流れ場１５の計算に比べると、計算時間は、無視できるほど短くなる。
【００３２】
診断部１９は、３次元解析部１４または縮約解析部１８が計算した詳細流れ場１５を入力として、診断対象のプラントの劣化状況を数値化し、劣化状況からプラントの余寿命等を診断して、診断結果５として出力する。より具体的な例としては、診断部１９は、詳細流れ場１５から配管減肉速度を評価し、配管減肉速度を積算することで、配管肉厚が危険水準値、すなわち配管交換を必要とする肉厚に到達するまでの期間を推定して出力する。
【００３３】
次に、図６を用いて、プラント診断装置４によるプラント診断の処理内容を詳細に説明する。
【００３４】
まず、ステップＳ１（サブ領域分割過程）では、サブ領域分割部１１は、３Ｄモデル１とプラント系統図２より配管系統モデルＭを構築した後、その配管系統モデルＭを分割してサブ領域グループ１２を出力する。
【００３５】
ステップＳ２（ゼロ流量経路除外過程）では、ゼロ流量経路除外部１３は、サブ領域グループ１２と運転データ３から、弁Ｖの開閉状態に基づきサブ領域Ａごとに流量がゼロとなる経路を除外し、サブ領域グループ１２の内容を更新、出力する。
【００３６】
ステップＳ３（縮約データ生成判定過程）では、プラント診断装置４は、サブ領域グループ１２に含まれるサブ領域Ａを一つ選択し、そのサブ領域Ａに対して縮約データ１７が生成済みか否かを判定する。判定結果がＹｅｓならばステップＳ６（縮約解析過程）に進み、Ｎｏの場合は、ステップＳ４（３次元流体解析過程）へ進む。
【００３７】
選択したサブ領域Ａの縮約データ１７が生成されていない場合は、ステップＳ４（３次元流体解析過程）では、３次元解析部１４は、サブ領域グループ１２と運転データ３から、ステップＳ３で選択したサブ領域Ａに対して３次元流体解析を実施し、詳細流れ場１５を出力する。
【００３８】
次に、ステップＳ５（縮約データ生成過程）では、縮約データ生成部１６は、詳細流れ場１５を縮約し縮約データ１７を出力する。
【００３９】
一方、選択したサブ領域Ａの縮約データ１７が生成済みであった場合は、ステップＳ６（縮約解析過程）として、縮約解析部１８は、運転データ３と縮約データ１７から詳細流れ場１５を計算し、詳細流れ場１５を出力する。なお、本実施例の縮約解析部１８は、縮約データ生成部１６が生成した縮約データ１７を利用するため、図６のフローチャートに従えば、ステップＳ６の実行前には必ずステップＳ５が実行されるようになっている。
【００４０】
ステップＳ７（サブ領域Ａに対する詳細流れ場計算判定過程）では、プラント診断装置４は、一つの解析ケースにおいて全てのサブ領域Ａに対して詳細流れ場１５を計算済みか否か判定する。判定結果がＹｅｓならばステップＳ８（流量条件Ｑ、流路条件Ｒの組み合わせに対する詳細流れ場計算判定過程）に進み、Ｎｏの場合は、次のサブ領域Ａを選択したうえで、ステップＳ３（縮約データ生成判定過程）に戻る。
【００４１】
ステップＳ８（流量条件Ｑ、流路条件Ｒの組み合わせに対する詳細流れ場計算判定過程）では、プラント診断装置４は、流量条件Ｑ、流路条件Ｒの組み合わせにより定義される全ての解析ケースに対して詳細流れ場を計算済みか否か判定する。判定結果がＹｅｓならばステップＳ９（診断過程）に進み、Ｎｏの場合は、次の解析ケースを選択したうえで、ステップＳ３（縮約データ生成判定過程）に戻る。
【００４２】
ステップＳ９（診断過程）では、診断部１９は、詳細流れ場１５から診断対象のプラントの劣化状況を数値化し、劣化状況からプラントの余寿命等を診断して、診断結果を出力する。
【００４３】
次に、配管系統モデルＭ（図２）を基にして、４つのサブ領域からなるサブ領域グループ１２（図３〜図５）が生成された場合の、詳細流れ場１５の計算に必要な計算量について、図７Ａと図７Ｂを用いて説明する。図７Ａは、従来技術に基づき詳細流れ場１５を計算した場合の計算時間を説明する表であり、図７Ｂは、本実施例に基づき詳細流れ場１５を計算した場合の計算時間を説明する表である。
【００４４】
図７Ａ、図７Ｂに示す例では、流量条件数は５条件（流量の異なるＱ１〜Ｑ５）としている。また、前述のとおり弁Ｖ１と弁Ｖ２の開閉状態の組み合わせは排他的であるので、流路条件数は２条件（図４に対応するＲ１、図５に対応するＲ２）である。従って、解析ケース数は流量条件数と流路条件数の組み合わせとして計算され、１０ケースとなる。
【００４５】
図７Ａは、従来技術に基づき１０ケースの解析ケースを計算した場合の計算時間例を示している。ここで、診断対象の配管系統モデルＭは、図３に示すように４つのサブ領域Ａ１〜Ａ４に分割されるので、各サブ領域Ａに対して詳細流れ場を計算するための計算時間が等しいと仮定し、一つのサブ領域Ａに対する詳細流れ場の計算時間を基準（１単位）として、配管系統に対する詳細流れ場の計算時間を相対値として示している。サブ領域数は４つなので、１ケースあたりの計算時間は４単位であり、１０ケースを計算した場合の計算時間は４０単位となる。
【００４６】
図７Ｂは、本実施例に基づき１０ケースの解析ケースを計算した場合の計算時間を示している。図６に示すステップＳ３〜ステップＳ８に従い、最初に流量条件Ｑ１、流路条件Ｒ１に対する解析ケース（解析ケースＱ１−Ｒ１）を計算すると仮定する。解析ケースＱ１−Ｒ１に対しては、いずれのサブ領域Ａに対しても縮約データが生成されていないので、図４に示すサブ領域Ａ１、サブ領域Ａ２ａ、サブ領域Ａ３、サブ領域Ａ４の４つのサブ領域Ａに対して３次元流体解析を実施し、縮約データ１７を生成する。縮約データを生成するための計算時間は３次元流体解析の計算時間と比較すると短く、無視できるので、計算時間は４単位となる。次に計算流量条件Ｑ１、流路条件Ｒ２（解析ケースＱ１−Ｒ２）に対する解析ケースを計算すると仮定する。解析ケースＱ１−Ｒ２に対しては、図５に示すサブ領域Ａ１、サブ領域Ａ２ｂ、サブ領域Ａ３、サブ領域Ａ４が解析対象となり、このうちサブ領域Ａ１、サブ領域Ａ３、サブ領域Ａ４に対しては解析ケースＱ１−Ｒ１において縮約データ１７を生成済みであり、３次元流体解析の代わりに縮約解析を実施する。サブ領域Ａ２ｂに対しては縮約データ１７が生成されていないので、サブ領域Ａ２ｂのみ３次元流体解析を実施し、縮約データ１７を生成する。縮約解析の計算時間は３次元流体解析の計算時間と比較すると短く、無視できるので、解析ケースＱ１−Ｒ２に対する計算時間は１単位となる。解析ケースＱ１−Ｒ１、解析ケースＱ１−Ｒ２以外の解析ケースにおいては、いずれのサブ領域Ａに対しても縮約データを生成済みなので、全て縮約解析を実施する。すなわち、２つの解析ケース以外は３次元流体解析を実施する必要がないので、計算時間はほぼ０となる。このように、本実施例に基づき１０ケースの解析ケースを計算した場合の計算時間は５単位となり、従来技術を利用した場合の４０単位に比べると、計算時間は８分の１となる。
【００４７】
本実施例では、各サブ領域Ａに対して、３次元流体解析を一度実施すれば以降は縮約データから縮約解析により詳細流れ場を計算可能であり、流量条件Ｑと流路条件Ｒの組み合わせにより生じる全解析ケースに対する計算時間を大幅に短縮できる。
【００４８】
上述の通り、本実施例では、配管系統を対象とした３次元流体解析において、解析規模が大きくなり、解析ケース数が増大する場合でも、短時間に詳細流れ場を計算し、計算した詳細流れ場情報からプラントの劣化状況を数値化し、プラントの診断に活用することができる。
【実施例２】
【００４９】
次に、図８、図９を用いて、本発明の実施例２に係るプラント診断装置４Ａを説明する。なお、実施例１と同等の部分については重複説明を省略する。
【００５０】
実施例１のプラント診断装置４では、プラントを診断する場合、サブ領域毎の縮約データを必ず生成する必要があったが、本実施例のプラント診断装置４Ａでは、他のプラントの診断時に生成した縮約データや、同じプラントを過去に診断した際に生成した縮約データを蓄積しておき、適宜これを流用することで、詳細流れ場１５の計算時間を更に短縮するものである。このため、図８に示すように、実施例１の縮約データ生成部１６、縮約データ１７に代え、本実施例では、縮約データ検索部２０、データベース登録部（ＤＢ登録部）２１、縮約データＤＢ２２、縮約データ生成部１６Ａ、縮約データ１７Ａを備えている。以下、構成の相違による作用の相違を詳細に説明する。
【００５１】
縮約データ検索部２０は、サブ領域グループ１２と縮約データＤＢ２２を入力として、縮約データＤＢ２２にサブ領域Ａが含まれているか否かを検索し、含まれている場合はサブ領域Ａに関連付けされている縮約データ１７Ａを出力する。なお、ここでいう「サブ領域Ａに関連付けされている縮約データ１７Ａ」とは、当該のサブ領域Ａを過去に診断した際に生成され保存されていた縮約データや、他プラントの診断時に、当該のサブ領域Ａの構成に近似するサブ領域Ａに対して生成され保存されていた縮約データである。
【００５２】
ＤＢ登録部２１は、縮約データ１７Ａを入力として、縮約データ１７Ａを縮約データＤＢ２２に登録する。
【００５３】
縮約データＤＢ２２は、縮約データ生成部１６Ａにて生成される縮約データ１７Ａを保有している。
【００５４】
縮約データ生成部１６Ａは、詳細流れ場１５を入力として、詳細流れ場１５が保有する流速、圧力、温度等の空間分布および時間変化の情報を保ちながら詳細流れ場１５を縮約し、縮約データ１７Ａとして出力する。また、３次元解析部１４が詳細流れ場１５を計算する際に入力データとして参照したサブ領域Ａを縮約データ１７Ａと関連付けて出力する。
【００５５】
縮約データ１７Ａは高次元の詳細流れ場１５を低次元に縮約したデータと、３次元解析部１４が詳細流れ場１５を計算する際に入力データとして参照したサブ領域Ａが縮約データと関連付けて記述されている。
【００５６】
以上が本実施例と実施例１の相違点である。
【００５７】
次に、プラント診断装置４Ａの処理の内容を詳細に説明する。図９は、実施例２に係るプラント診断装置４Ａにおけるプラント診断の処理手順である。
【００５８】
本実施例が実施例１と相違する点は、ステップＳ５、ステップＳ７、ステップＳ８の代わりに、ステップＳ１１１、ステップＳ１１２、ステップＳ１０５、ステップＳ１０７、ステップＳ１０８の処理手順を踏むことである。
【００５９】
ステップＳ１１１（縮約データ検索過程）では、縮約データ検索部２０は、サブ領域グループ１２に含まれるサブ領域Ａを一つ選択し、そのサブ領域Ａの解析に流用可能な縮約データが縮約データＤＢ２２に含まれているか否かを判定する。判定結果がＹｅｓならば、そのサブ領域Ａに関連付けされている縮約データ１７Ａを出力した後、ステップＳ６（縮約解析過程）に進み、Ｎｏの場合は、ステップＳ３（縮約データ生成判定過程）へ進む。
【００６０】
ステップＳ１０５（縮約データ生成過程）では、縮約データ生成部１６Ａは、詳細流れ場１５を縮約し縮約データ１７Ａを出力するとともに、３次元解析部１４が詳細流れ場１５を計算する際に入力データとして参照したサブ領域Ａを縮約データ１７Ａと関連付けて出力する。
【００６１】
ステップＳ１０７（サブ領域Ａに対する詳細流れ場計算判定過程）では、プラント診断装置４は、一つの解析ケースにおいて全てのサブ領域Ａに対して詳細流れ場を計算済みか否か判定する。判定結果がＹｅｓならばステップＳ８（流量条件Ｑ、流路条件Ｒの組み合わせに対する詳細流れ場計算判定過程）に進み、Ｎｏの場合は、次のサブ領域Ａを選択したうえで、ステップＳ１１１（縮約データ検索過程）に戻る。
【００６２】
ステップＳ１０８（流量条件Ｑ、流路条件Ｒの組み合わせに対する詳細流れ場計算判定過程）として、プラント診断装置４は、流量条件Ｑ、流路条件Ｒの組み合わせにより定義される全ての解析ケースに対して詳細流れ場を計算済みか否か判定する。判定結果がＹｅｓならばステップＳ９（診断過程）に進み、Ｎｏの場合は、次の解析ケースを選択したうえで、ステップＳ１１１（縮約データ検索過程）に戻る。
【００６３】
ステップＳ１１２（縮約データＤＢ更新過程）では、ＤＢ登録部２１は、縮約データ１７Ａを入力として、縮約データ１７Ａを縮約データＤＢ２２に登録する。
【００６４】
本実施例では、次回の診断時または他のプラントの診断時に流用できるよう、プラント診断処理終了時に、全ての縮約データ１７Ａをサブ領域Ａと関連付けて縮約データＤＢ２２に登録する。また、詳細流れ場１５を計算する際に、対応するサブ領域Ａが縮約データＤＢ２２に登録されているか否かを検索し、登録されている場合はサブ領域Ａに関連付けられている縮約データを出力する。すなわち、プラント診断処理において、選択したサブ領域Ａの詳細流れ場１５を計算する際、選択したサブ領域Ａが過去のプラント診断処理にて登録済みのサブ領域Ａであれば、サブ領域Ａと関連付けられている縮約データを抽出し、抽出した縮約データから縮約解析により詳細流れ場を計算できる。これにより、診断対象のサブ領域Ａに対して過去のプラント診断にて縮約データを作成済みであれば、３次元解析を実施することなく、縮約データから縮約解析により詳細流れ場を計算できるため、実施例１と比較して、より計算時間を短縮できる。例えば、必要な縮約データ１７Ａを全て流用できたのであれば、詳細流れ場１５の計算時間をほぼゼロ単位まで短縮することができる。
【００６５】
上述の通り、本実施例では実施例２で得られる各効果に加えて、診断対象のサブ領域Ａに対して過去のプラント診断時、或いは、他のプラントの診断時に、利用可能な縮約データを作成済みであれば、３次元解析を実施することなく、縮約データから縮約解析により詳細流れ場を計算できるため、より計算時間を短縮できる。
【符号の説明】
【００６６】
１  ３Ｄモデル
２  プラント系統図
３  運転データ
４、４Ａ  プラント診断装置
５  診断結果
１１  サブ領域分割部
１２  サブ領域グループ
１３  ゼロ流量経路除外部
１４  ３次元解析部
１５  詳細流れ部
１６、１６Ａ  縮約データ生成部
１７、１７Ａ  縮約データ
１８  縮約解析部
１９  診断部
２０  縮約データ検索部
２１  ＤＢ登録部
２２  縮約データＤＢ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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