(57)【要約】【課題】原子力発電プラントの昇温状態において、誤警報の発令を防止できる信頼性の高いルースパーツモニタ装置を提供する。【解決手段】ルースパーツモニタ装置は、原子力発電プラントの１次冷却系の部材の複数の部位のそれぞれに配置され、インパクト音を検出可能な複数の検出器と、複数の検出器それぞれの検出信号を取得する信号取得部と、信号取得部で取得した検出信号に基づいて、部材におけるインパクト音の発生部位と、発生部位におけるインパクト音の発生回数と、を求める分析部と、分析部で求められた発生部位及び発生回数に基づいて、ルースパーツの発生の有無を判定する判定部と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子力発電プラントの１次冷却系の部材の複数の部位のそれぞれに配置され、インパクト音を検出可能な複数の検出器と、
複数の前記検出器それぞれの検出信号を取得する信号取得部と、
前記信号取得部で取得した前記検出信号に基づいて、前記部材における前記インパクト音の発生部位と、前記発生部位における前記インパクト音の発生回数と、を求める分析部と、
前記分析部で求められた前記発生部位及び前記発生回数に基づいて、ルースパーツの発生の有無を判定する判定部と、
を備えるルースパーツモニタ装置。
【請求項２】
前記発生部位は、第１発生部位と、前記第１発生部位とは異なる第２発生部位と、を含み、
前記判定部は、前記第１発生部位における前記発生回数と、前記第２発生部位における前記発生回数とに基づいて、前記ルースパーツの発生の有無を判定する請求項１に記載のルースパーツモニタ装置。
【請求項３】
前記１次冷却系は、原子炉容器、及び蒸気発生器を含み、
前記発生部位は、前記原子炉容器の上部を含む第１発生部位と、前記原子炉容器の下部を含む第２発生部位と、前記蒸気発生器を含む第３発生部位と、を含み、
前記第１発生部位における前記発生回数がＮＲＶＵ、前記第２発生部位における前記発生回数がＮＲＶＬ、前記第３発生部位における前記発生回数がＮＳＧ、である場合において、
ＮＲＶＵ＞ＮＲＶＬ＞ＮＳＧ、
の条件を満たさないとき、前記判定部は、前記ルースパーツが発生したと判定する請求項１に記載のルースパーツモニタ装置。
【請求項４】
前記判定部は、前記発生部位における前記発生回数と、前記発生回数に関して定められた閾値とに基づいて、前記ルースパーツの発生の有無を判定する請求項１に記載のルースパーツモニタ装置。
【請求項５】
前記発生部位は、第１発生部位と、前記第１発生部位とは異なる第２発生部位と、を含み、
前記閾値は、前記第１発生部位における前記発生回数に関する第１閾値と、前記第２発生部位における前記発生回数に関する第２閾値と、を含み、
前記判定部は、前記第１発生部位における前記発生回数と前記第１閾値との関係、及び前記第２発生部位における前記発生回数と前記第２閾値との関係の両方に基づいて、前記ルースパーツの発生の有無を判定する請求項４に記載のルースパーツモニタ装置。
【請求項６】
前記１次冷却系は、原子炉容器、及び蒸気発生器を含み、
前記発生部位は、前記原子炉容器の上部を含む第１発生部位と、前記原子炉容器の下部を含む第２発生部位と、前記蒸気発生器を含む第３発生部位と、を含み、
前記第１発生部位における前記発生回数に関する第１閾値、前記第２発生部位における前記発生回数に関する第２閾値、及び前記第３発生部位における前記発生回数に関する第３閾値を取得する閾値取得部を備え、
前記第１発生部位における前記発生回数がＮＲＶＵ、前記第２発生部位における前記発生回数がＮＲＶＬ、前記第３発生部位における前記発生回数がＮＳＧ、であり、
前記第１閾値がＮ１、前記第２閾値がＮ２、前記第３閾値がＮ３、である場合において、
ＮＲＶＵ≧Ｎ１  且つ  ＮＲＶＬ≧Ｎ２  且つ  ＮＳＧ≧Ｎ３、
の条件を満たさないとき、前記判定部は、前記ルースパーツが発生したと判定する請求項１に記載のルースパーツモニタ装置。
【請求項７】
ＮＲＶＵ≧Ｎ１  且つ  ＮＲＶＬ≧Ｎ２  且つ  ＮＳＧ≧Ｎ３、
の条件を満たし、
ＮＲＶＵ＞ＮＲＶＬ＞ＮＳＧ、
の条件を満たすとき、前記判定部は、前記インパクト音が前記ルースパーツに起因せずに前記部材の熱変形に起因して発生したと判定する請求項６に記載のルースパーツモニタ装置。
【請求項８】
前記ルースパーツが発生したと判定されたときに警報を発生する警報発生装置を備える請求項１から請求項７のいずれか１つに記載のルースパーツモニタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ルースパーツモニタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電プラントにおいて、万が一、部品の脱落が生じると、この脱落部品（ルースパーツ）が系内を循環し、配管や各種機器が損傷を受けたり、内部流体の流れが阻害されるなどの問題が生じる。ルースパーツが発生した場合、そのルースパーツを速やかに検出する必要がある。そのため、原子力発電プラントに係る技術分野において、特許文献１から特許文献４に開示されているような、ルースパーツを検出するルースパーツモニタ装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４７０３７６６号公報
【特許文献２】特開昭６４−０１５６９６号公報
【特許文献３】特開平１１−２８１７８８号公報
【特許文献４】特開２０００−３４６９７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ルースパーツモニタ装置は、原子力発電プラントの部材にルースパーツが衝突したときのインパクト音を検出器で検出する。ルースパーツが検出されると、警報が発令され、現場の確認、及び原子力発電プラントの運転停止のような諸作業が実施される。例えば、原子力発電プラントの部材の熱変形に起因してインパクト音が発生する場合、ルースパーツモニタ装置は、部材の熱変形に起因するインパクト音がルースパーツに起因するインパクト音であると判定し、その結果、誤警報が発令されてしまう可能性がある。部材の熱変形に起因するインパクト音がルースパーツに起因するインパクト音であると判定され、誤警報が発令されてしまうと、諸作業を実施する必要が無いにもかかわらず、諸作業が実施されてしまい、原子力発電プラントの稼働率の低下をもたらす。例えば、誤警報が発令されると、最悪の場合、原子力発電プラントの運転を停止して、確認作業を実施する必要がある。
【０００５】
本発明の態様は、原子力発電プラントの昇温状態において、ルースパーツに起因するインパクト音と、他の原因によるインパクト音とを区別でき、誤警報の発令を防止できる信頼性の高いルースパーツモニタ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】
【０００６】
本発明の態様は、原子力発電プラントの１次冷却系の部材の複数の部位のそれぞれに配置され、インパクト音を検出可能な複数の検出器と、複数の前記検出器それぞれの検出信号を取得する信号取得部と、前記信号取得部で取得した前記検出信号に基づいて、前記部材における前記インパクト音の発生部位と、前記発生部位における前記インパクト音の発生回数と、を求める分析部と、前記分析部で求められた前記発生部位及び前記発生回数に基づいて、ルースパーツの発生の有無を判定する判定部と、を備えるルースパーツモニタ装置を提供する。
【０００７】
本発明の態様によれば、ルースパーツの発生の有無を判定するための判断指標としてインパクト音の発生部位及び発生回数を用いるので、検出器で検出したインパクト音が、部材の熱変形に起因するインパクト音であるか、ルースパーツに起因するインパクト音であるか、を適切に判定することができる。本発明者は、原子力発電プラントの昇温状態において、部材の熱変形に起因するインパクト音の発生部位及び発生回数の傾向（特徴）と、ルースパーツに起因するインパクト音の発生部位及び発生回数の傾向（特徴）とが異なることを見出した。そして、本発明者は、インパクト音の発生部位及び発生回数を、ルースパーツの発生の有無を判定するための判断指標として用いることにより、部材の熱変形に起因するインパクト音がルースパーツに起因するインパクト音であると判定され、誤警報が発令されてしまうことが低減できることを見出した。本発明の態様によれば、原子力発電プラントの昇温状態において、ルースパーツの発生の有無を適切に判定することができ、誤警報の発令を防止することができる。したがって、ルースパーツモニタ装置の信頼性が向上する。
【０００８】
本発明の態様において、前記発生部位は、第１発生部位と、前記第１発生部位とは異なる第２発生部位と、を含み、前記判定部は、前記第１発生部位における前記発生回数と、前記第２発生部位における前記発生回数とに基づいて、前記ルースパーツの発生の有無を判定してもよい。
【０００９】
これにより、誤警報の発令を更に効果的に抑制することができる。すなわち、１つの発生部位及びその発生部位における発生回数のみに基づいて判定せず、複数の発生部位及びそれら発生部位のそれぞれにおける発生回数に基づいて判定することにより、誤警報の発令を防止することができる。
【００１０】
本発明の態様において、前記１次冷却系は、原子炉容器、及び蒸気発生器を含み、前記発生部位は、前記原子炉容器の上部を含む第１発生部位と、前記原子炉容器の下部を含む第２発生部位と、前記蒸気発生器を含む第３発生部位と、を含み、前記第１発生部位における前記発生回数がＮＲＶＵ、前記第２発生部位における前記発生回数がＮＲＶＬ、前記第３発生部位における前記発生回数がＮＳＧ、である場合において、
ＮＲＶＵ＞ＮＲＶＬ＞ＮＳＧ      …（１）
の条件を満たさないとき、前記判定部は、前記ルースパーツが発生したと判定してもよい。
【００１１】
これにより、誤警報の発令をより効果的に抑制することができる。本発明者は、（１）式の条件（ＮＲＶＵ＞ＮＲＶＬ＞ＮＳＧ）のとき、発生したインパクト音が、１次冷却系の部材の熱変形に起因するインパクト音である可能性が高いことを見出した。したがって、上述の条件を判断指標とすることにより、検出器で検出したインパクト音が、部材の熱変形に起因するインパクト音であるか、ルースパーツに起因するインパクト音であるか、を適切に判定することができる。
【００１２】
本発明の態様において、前記判定部は、前記発生部位における前記発生回数と、前記発生回数に関して定められた閾値とに基づいて、前記ルースパーツの発生の有無を判定してもよい。
【００１３】
これにより、誤警報の発令を更に効果的に抑制することができる。発生部位における発生回数を、例えば予備実験又はシミュレーションにより定められた閾値と比較することによって、誤警報の発令を防止することができる。
【００１４】
本発明の態様において、前記発生部位は、第１発生部位と、前記第１発生部位とは異なる第２発生部位と、を含み、前記閾値は、前記第１発生部位における前記発生回数に関する第１閾値と、前記第２発生部位における前記発生回数に関する第２閾値と、を含み、前記判定部は、前記第１発生部位における前記発生回数と前記第１閾値との関係、及び前記第２発生部位における前記発生回数と前記第２閾値との関係の両方に基づいて、前記ルースパーツの発生の有無を判定してもよい。
【００１５】
これにより、誤警報の発令を更に効果的に抑制することができる。すなわち、１つの発生部位及びその発生部位における発生回数のみに基づいて判定せず、複数の発生部位及びそれら発生部位のそれぞれにおける発生回数と閾値とを比較することにより、誤警報の発令を防止することができる。
【００１６】
本発明の態様において、前記１次冷却系は、原子炉容器、及び蒸気発生器を含み、前記発生部位は、前記原子炉容器の上部を含む第１発生部位と、前記原子炉容器の下部を含む第２発生部位と、前記蒸気発生器を含む第３発生部位と、を含み、前記第１発生部位における前記発生回数に関する第１閾値、前記第２発生部位における前記発生回数に関する第２閾値、及び前記第３発生部位における前記発生回数に関する第３閾値を取得する閾値取得部を備え、前記第１発生部位における前記発生回数がＮＲＶＵ、前記第２発生部位における前記発生回数がＮＲＶＬ、前記第３発生部位における前記発生回数がＮＳＧ、であり、前記第１閾値がＮ１、前記第２閾値がＮ２、前記第３閾値がＮ３、である場合において、
ＮＲＶＵ≧Ｎ１  且つ  ＮＲＶＬ≧Ｎ２  且つ  ＮＳＧ≧Ｎ３      …（２）
の条件を満たさないとき、前記判定部は、前記ルースパーツが発生したと判定してもよい。
【００１７】
これにより、誤警報の発令をより効果的に抑制することができる。本発明者は、（２）式の条件（ＮＲＶＵ≧Ｎ１  且つ  ＮＲＶＬ≧Ｎ２  且つ  ＮＳＧ≧Ｎ３）のとき、発生したインパクト音が、１次冷却系の部材の熱変形に起因するインパクト音である可能性が高いことを見出した。したがって、上述の条件を判断指標とすることにより、検出器で検出したインパクト音が、部材の熱変形に起因するインパクト音であるか、ルースパーツに起因するインパクト音であるか、を適切に判定することができる。
【００１８】
本発明の態様において、
ＮＲＶＵ≧Ｎ１  且つ  ＮＲＶＬ≧Ｎ２  且つ  ＮＳＧ≧Ｎ３      …（２）
の条件を満たし、
ＮＲＶＵ＞ＮＲＶＬ＞ＮＳＧ      …（１）
の条件を満たすとき、前記判定部は、前記インパクト音が前記ルースパーツに起因せずに前記部材の熱変形に起因して発生したと判定してもよい。
【００１９】
これにより、誤警報の発令をより効果的に抑制することができる。
【００２０】
本発明の態様において、前記ルースパーツが発生したと判定されたときに警報を発生する警報発生装置を備えてもよい。
【００２１】
これにより、作業者は、ルースパーツの発生を知ることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の態様によれば、誤警報の発令を防止できる信頼性の高いルースパーツモニタ装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本実施形態に係る原子力発電プラントの一例の概略構成図である。
【図２】図２は、本実施形態に係るルースパーツモニタ装置の一例を示す図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る１次冷却系の一例を示す斜視図である。
【図４】図４は、本実施形態に係るルースパーツの有無の判定方法の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する各実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。
【００２５】
図１は、本実施形態に係る原子力発電プラント２００の一例を示す概略構成図である。
【００２６】
図１に示すように、原子力発電プラント２００は、１次冷却系（原子炉系）２０１と、２次冷却系（タービン系）２０２と、を備える。本実施形態において、原子力発電プラント２００は、加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized  Water  Reactor）を含み、１次冷却系２０１で生成された高温高圧な１次冷却水（熱水）と２次冷却系２０２を循環する２次冷却水との熱交換を行って２次冷却水の蒸気を生成する蒸気発生器１０３を備えている。
【００２７】
１次冷却系２０１は、原子炉容器１０１と、加圧器１０２と、蒸気発生器１０３と、１次冷却水ポンプ１０４と、を含む。原子炉容器１０１、加圧器１０２、蒸気発生器１０３、及び１次冷却水ポンプ１０４のそれぞれは、原子炉格納容器１００に格納される。原子炉容器１０１は、炉心１２９及び燃料集合体１２０を収容する。原子炉容器１０１で加熱され、加圧器１０２によって加圧された高温高圧な１次冷却水は、蒸気発生器１０３に供給される。蒸気発生器１０３で熱交換された低温の１次冷却水は、原子炉容器１０１に供給される。
【００２８】
２次冷却系２０２は、蒸気タービン１０７と、蒸気タービン１０７により駆動されて発電する発電機１１０と、湿分分離加熱器１１１と、蒸気タービン１０７で仕事をした蒸気を冷却して液化する復水器１１２と、給水ポンプ１１６と、復水ポンプ１１３と、低圧給水加熱器１１４と、脱気器１１５と、高圧給水加熱器１１７と、を含む。蒸気タービン１０７は、高圧タービン１０８及び低圧タービン１０９を含む。蒸気タービン１０７は、蒸気発生器１０３から供給された蒸気により作動する。復水器１１２は、例えば海水を使って蒸気を冷却して水に戻す。給水ポンプ１１６は、復水器１１２からの２次冷却水が蒸気発生器１０３に供給されるように作動する。
【００２９】
次に、本実施形態に係るルースパーツモニタ装置１の一例について説明する。図２は、本実施形態に係るルースパーツモニタ装置１の一例を示すブロック図である。図３は、本実施形態に係る１次冷却系２０１の一例を示す斜視図である。
【００３０】
図２及び図３に示すように、ルースパーツモニタ装置１は、原子力発電プラント２００の１次冷却系２０１の部材の複数の部位ｐのそれぞれに配置され、インパクト音を検出可能な複数の検出器２と、複数の検出器２それぞれの検出信号を取得する信号取得部３と、信号取得部３で取得した検出信号に基づいて、１次冷却系２０１の部材におけるインパクト音の発生部位と、その発生部位におけるインパクト音の発生回数と、を求める分析部４と、分析部４で求められたインパクト音の発生部位及び発生回数に基づいて、ルースパーツの発生の有無を判定する判定部５と、を備えている。
【００３１】
また、ルースパーツモニタ装置１は、分析部４及び判定部５に接続された記憶部６と、ルースパーツが発生したと判定されたときに警報を発生する警報発生装置７と、を備えている。
【００３２】
また、ルースパーツモニタ装置１は、インパクト音の発生回数に関して定められた閾値を取得する閾値取得部１０を備えている。閾値取得部１０は、判定部５と接続される。判定部５は、インパクト音の発生部位ｐにおける発生回数と、発生回数に関して定められた閾値とに基づいて、ルースパーツの発生の有無を判定する。
【００３３】
本実施形態において、閾値取得部１０は、記憶部６及び入力部１１と接続される。記憶部６に閾値に関するデータが記憶される。記憶部６に記憶されている閾値が、閾出取得部１０に出力されてもよい。入力部１１は、キーボード又はタッチパネルのような入力デバイスを含む。入力部１１が操作されることにより、閾値に関する入力信号が生成される。入力部１１から入力された閾値が、閾値取得部１０に出力されてもよい。
【００３４】
信号取得部３、分析部４、及び判定部５の少なくとも一つは、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）のようなプロセッサを含む。なお、信号取得部３、分析部４、及び判定部５の少なくとも一つが、コンピュータプログラムを含んでもよい。
【００３５】
図３に示すように、１次冷却系２０１は、原子炉容器１０１と、加圧器１０２と、蒸気発生器１０３と、１次冷却水ポンプ１０４と、１次冷却水（１次冷却材）が流れる配管１０５と、を含む。１次冷却系２０１の部材は、原子炉容器１０１の部材、加圧器１０２の部材、蒸気発生器１０３の部材、１次冷却水ポンプ１０４の部材、及び配管１０５の少なくとも１つを含む。
【００３６】
蒸気発生器１０３は、原子炉容器１０１の周囲に複数配置される。１次冷却水ポンプ１０４は、原子炉容器１０１の周囲に複数配置される。配管１０５は、原子炉容器１０１の周囲において放射状に配置される。配管１０５の少なくとも一部は、原子炉容器１０１と蒸気発生器１０３とを接続するように設けられる。配管１０５の少なくとも一部は、原子炉容器１０１と１次冷却水ポンプ１０４とを接続するように設けられる。配管１０５の少なくとも一部は、蒸気発生器１０３と１次冷却水ポンプ１０４とを接続するように設けられる。配管１０５は、原子炉容器１０１の上部と接続される。
【００３７】
検出器２は、１次冷却系２０１の部材に発生するインパクト音を検出可能である。本実施形態において、検出器２は、加速度センサを含む。検出器２は、１次冷却系２０１の部材に接触するように配置される。１次冷却系２０１の部材に振動が発生し、１次冷却系２０１の部材にインパクト音が発生する。検出器２は、その振動を検出することによって、インパクト音を検出する。検出器２は、１次冷却系２０１の部材に発生した振動データを取得して、インパクト音をインパクト波形（振動波形）として取得する。
【００３８】
検出器２は、１次冷却系２０１の部材の複数の部位ｐのそれぞれに配置される。図３に示すように、本実施形態において、検出器２が配置される部位ｐは、部位ｐａ、部位ｐｂ、部位ｐｃ、及び部位ｐｄを含む。検出器２は、部位ｐａに配置される検出器２ａ、部位ｐｂに配置される検出器２ｂ、部位ｐｃに配置される検出器２ｃ、及び部位ｐｄに配置される検出器２ｄを含む。
【００３９】
部位ｐａと、部位ｐｂと、部位ｐｃと、部位ｐｄとは異なる。検出器２ａは、部位ｐａに発生するインパクト波形、部位ｐｂに発生するインパクト波形、部位ｐｃに発生するインパクト波形、及び部位ｐｄに発生するインパクト波形を検出可能である。検出器２ｂは、部位ｐａに発生するインパクト波形、部位ｐｂに発生するインパクト波形、部位ｐｃに発生するインパクト波形、及び部位ｐｄに発生するインパクト波形を検出可能である。検出器２ｃは、部位ｐａに発生するインパクト波形、部位ｐｂに発生するインパクト波形、部位ｐｃに発生するインパクト波形、及び部位ｐｄに発生するインパクト波形を検出可能である。検出器２ｄは、部位ｐａに発生するインパクト波形、部位ｐｂに発生するインパクト波形、部位ｐｃに発生するインパクト波形、及び部位ｐｄに発生するインパクト波形を検出可能である。
【００４０】
部位ｐａにインパクト波形が発生した場合、検出器２ａに検出されるインパクト波形の振動レベル、検出器２ｂに検出されるインパクト波形の振動レベル、検出器２ｃに検出されるインパクト波形の振動レベル、及び検出器２ｄに検出されるインパクト波形の振動レベルのうち、部位ｐａに配置されている検出器２ａに検出されるインパクト波形の振動レベルが最も大きい。また、部位ｐａにインパクト波形が発生した場合、その発生したインパクト波形が検出器２ａに到達するまでの時間は、検出器２ｂに到達するまでの時間、検出器２ｃに到達するまでの時間、及び検出器２ｄに到達するまでの時間よりも短い。
【００４１】
部位ｐｂにインパクト波形が発生した場合、検出器２ａに検出されるインパクト波形の振動レベル、検出器２ｂに検出されるインパクト波形の振動レベル、検出器２ｃに検出されるインパクト波形の振動レベル、及び検出器２ｄに検出されるインパクト波形の振動レベルのうち、部位ｐｂに配置されている検出器２ｂに検出されるインパクト波形の振動レベルが最も大きい。また、部位ｐｂにインパクト波形が発生した場合、その発生したインパクト波形が検出器２ｂに到達するまでの時間は、検出器２ａに到達するまでの時間、検出器２ｃに到達するまでの時間、及び検出器２ｄに到達するまでの時間よりも短い。
【００４２】
部位ｐｃにインパクト波形が発生した場合、検出器２ａに検出されるインパクト波形の振動レベル、検出器２ｂに検出されるインパクト波形の振動レベル、検出器２ｃに検出されるインパクト波形の振動レベル、及び検出器２ｄに検出されるインパクト波形の振動レベルのうち、部位ｐｃに配置されている検出器２ｃに検出されるインパクト波形の振動レベルが最も大きい。また、部位ｐｃにインパクト波形が発生した場合、その発生したインパクト波形が検出器２ｃに到達するまでの時間は、検出器２ａに到達するまでの時間、検出器２ｂに到達するまでの時間、及び検出器２ｄに到達するまでの時間よりも短い。
【００４３】
部位ｐｄにインパクト波形が発生した場合、検出器２ａに検出されるインパクト波形の振動レベル、検出器２ｂに検出されるインパクト波形の振動レベル、検出器２ｃに検出されるインパクト波形の振動レベル、及び検出器２ｄに検出されるインパクト波形の振動レベルのうち、部位ｐｄに配置されている検出器２ｄに検出されるインパクト波形の振動レベルが最も大きい。また、部位ｐｄにインパクト波形が発生した場合、その発生したインパクト波形が検出器２ｄに到達するまでの時間は、検出器２ａに到達するまでの時間、検出器２ｂに到達するまでの時間、及び検出器２ｃに到達するまでの時間よりも短い。
【００４４】
このように、検出器２ａ、検出器２ｂ、検出器２ｃ、及び検出器２ｄのうち、検出器２ａは、部位ｐａに発生するインパクト波形を最も高感度に検出可能である。検出器２ａ、検出器２ｂ、検出器２ｃ、及び検出器２ｄのうち、検出器２ｂは、部位ｐｂに発生するインパクト波形を最も高感度に検出可能である。検出器２ａ、検出器２ｂ、検出器２ｃ、及び検出器２ｄのうち、検出器２ｃは、部位ｐｃに発生するインパクト波形を最も高感度に検出可能である。検出器２ａ、検出器２ｂ、検出器２ｃ、及び検出器２ｄのうち、検出器２ｄは、部位ｐｄに発生するインパクト波形を最も高感度に検出可能である。
【００４５】
本実施形態においては、ルースパーツモニタ装置１は、検出器２で検出されたインパクト波形のうち、予め定められた閾値以上の振動レベルを有するインパクト波形を、ルースパーツの有無の判定に使用する。検出器２ａ、検出器２ｂ、検出器２ｃ、及び検出器２ｄのうち、検出器２ａが、部位ｐａに発生する閾値以上の振動レベルを有するインパクト波形を最も高感度に検出可能である。検出器２ａ、検出器２ｂ、検出器２ｃ、及び検出器２ｄのうち、検出器２ｂが、部位ｐｂに発生する閾値以上の振動レベルを有するインパクト波形を最も高感度に検出可能である。検出器２ａ、検出器２ｂ、検出器２ｃ、及び検出器２ｄのうち、検出器２ｃが、部位ｐｃに発生する閾値以上の振動レベルを有するインパクト波形を最も高感度に検出可能である。検出器２ａ、検出器２ｂ、検出器２ｃ、及び検出器２ｄのうち、検出器２ｄが、部位ｐｄに発生する閾値以上の振動レベルを有するインパクト波形を最も高感度に検出可能である。
【００４６】
本実施形態において、部位ｐａは、蒸気発生器１０３の下部に定められる。蒸気発生器１０３の下部に接触するように検出器２ａが配置される。部位ｐｂは、蒸気発生器１０３の中間部に定められる。蒸気発生器１０３の中間部に接触するように検出器２ｂが配置される。部位ｐｃは、原子炉容器１０１の下部に定められる。原子炉容器１０１の下部に接触するように検出器２ｃが配置される。部位ｐｄは、原子炉容器１０１の上部に定められる。原子炉容器１０１の上部に接触するように検出器２ｄが配置される。
【００４７】
本実施形態において、部位ｐａは、蒸気発生器１０３の下部の複数個所（図３に示す例では３箇所）に定められる。なお、部位ｐａが蒸気発生器１０３の下部の１箇所に定められてもよい。部位ｐｂは、蒸気発生器１０３の中間部の１箇所に定められる。なお、部位ｐｂが蒸気発生器１０３の中間部の複数個所に定められてもよい。部位ｐｃは、原子炉容器１０１の下部の複数個所（図３に示す例では３箇所）に定められる。なお、部位ｐｃが原子炉容器１０１の下部の１箇所に定められてもよい。部位ｐｄは、原子炉容器１０１の上部の複数個所（図３に示す例では３箇所）に定められる。なお、部位ｐｄが原子炉容器１０１の上部の１箇所に定められてもよい。
【００４８】
原子力発電プラント２００において、ルースパーツ（脱落部品）が発生する可能性がある。ルースパーツは、１次冷却水が流れる１次冷却系２０１の部材と衝突する。１次冷却系２０１の部材にルースパーツが衝突すると、インパクト音（インパクト波形）が発生する。検出器２は、ルースパーツの衝突に基づいて１次冷却系２０１の部材に発生するインパクト音を検出可能である。検出器２の検出信号（振動信号）は、信号取得部３に出力される。
【００４９】
上述のように、本実施形態において、検出器２は、加速度センサを含み、ルースパーツが１次冷却系２０１の部材に衝突したときの衝撃振動をインパクト波形として検出する。以下の説明においては、検出器２が検出するインパクト波形を適宜、インパクト音、と称する。
【００５０】
なお、検出器２が、マイクロフォンを含んでもよい。マイクロフォンを含む検出器２は、ルースパーツが１次冷却系２０１の部材に衝突したときの衝撃音響をインパクト音として検出する。
【００５１】
図２に示すように、信号取得部３は、複数の検出器２のそれぞれと接続される。信号取得部３は、複数の検出器２のそれぞれから出力された検出信号を取得する。本実施形態において、信号取得部３は、検出器２の検出信号を増幅するプリアンプ８と、プリアンプ８で増幅された検出器２の検出信号を処理（信号処理）するシグナルコンディショナ９とを含む。シグナルコンディショナ９は、検出器２の検出信号のノイズ成分を低減するフィルタ部を含み、検出器２の検出信号（出力波形）のノイズ成分を低減又は除去する。信号取得部３で処理された検出器２の検出信号は、分析部４に出力される。
【００５２】
分析部４は、信号取得部３で取得した複数の検出器２（検出器２ａ、検出器２ｂ、検出器２ｃ、検出器２ｄ）の検出信号に基づいて、１次冷却系２０１の部材におけるインパクト音の発生部位（部位ｐａ、部位ｐｂ、部位ｐｃ、及び部位ｐｄの少なくとも一つ）と、その発生部位における単位時間当たりのインパクト音の発生回数とを求める。
【００５３】
検出器２ａがインパクト音（閾値以上の振動レベルのインパクト波形）を検出した場合、分析部４は、検出器２ａの検出信号に基づいて、インパクト音の発生部位が部位ｐａであると判断する。同様に、検出器２ｂがインパクト音（閾値以上の振動レベルのインパクト波形）を検出した場合、分析部４は、検出器２ｂの検出信号に基づいて、インパクト音の発生部位が部位ｐｂであると判断する。検出器２ｃがインパクト音（閾値以上の振動レベルのインパクト波形）を検出した場合、分析部４は、検出器２ｃの検出信号に基づいて、インパクト音の発生部位が部位ｐｃであると判断する。検出器２ｄがインパクト音（閾値以上の振動レベルのインパクト波形）を検出した場合、分析部４は、検出器２ｄの検出信号に基づいて、インパクト音の発生部位が部位ｐｄであると判断する。
【００５４】
分析部４は、検出器２ａの検出信号に基づいて、部位ｐａにおける単位時間当たりのインパクト音の発生回数を求める。同様に、分析部４は、検出器２ｂの検出信号に基づいて、部位ｐｂにおける単位時間当たりのインパクト音の発生回数を求める。分析部４は、検出器２ｃの検出信号に基づいて、部位ｐｃにおける単位時間当たりのインパクト音の発生回数を求める。分析部４は、検出器２ｄの検出信号に基づいて、部位ｐｄにおける単位時間当たりのインパクト音の発生回数を求める。
【００５５】
記憶部６は、インパクト音の発生部位及び発生回数を含むインパクト音に関する情報を記憶する。また、記憶部６は、ルースパーツの発生の有無の判定に必要な各種の情報を記憶する。記憶部６は、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、フラッシュメモリ、及びハードディスクドライブの少なくとも一つを含む。
【００５６】
判定部５は、分析部４で求められたインパクト音の発生部位及び発生回数に基づいて、ルースパーツの発生の有無を判定する。本実施形態において、判定部５は、少なくとも２つのインパクト音の発生部位のそれぞれにおける発生回数に基づいて、ルースパーツの発生の有無を判定する。
【００５７】
警報発生装置７は、判定部５によりルースパーツが発生したと判定されたときに警報を発生する。警報発生装置７は、警告音を発生する警告音発生装置を含んでもよいし、警告光を発生する光発生装置を含んでもよいし、警告画像を表示する表示装置を含んでもよい。警報発生装置７が発生する警報により、作業者は、ルースパーツの発生を知ることができる。
【００５８】
１次冷却系２０１において１次冷却水が流れる。ルースパーツが発生すると、そのルースパーツは、１次冷却水と一緒に移動する可能性が高い。そのルースパーツは、１次冷却系２０１の部材と衝突する可能性が高い。１次冷却系２０１の部材にルースパーツが衝突することによって、インパクト音が発生する。ルースパーツモニタ装置１は、１次冷却系２０１の部材にルースパーツが衝突したときのインパクト音を検出器２で検出する。
【００５９】
１次冷却系２０１では、ポンプ及びモータのような機器の作動音、及び１次冷却水のような流体の流動音が常に発生している。本ノイズ音をバックグラウンドノイズと呼ぶ。バックグラウンドノイズに基づいて１次冷却系２０１の部材に発生するノイズ音のエネルギー（振動エネルギー、振幅の大きさ）は、ルースパーツとの衝突に基づいて１次冷却系２０１の部材に発生するインパクト音のエネルギーよりも十分に小さい。すなわち、１次冷却系２０１において発生するノイズ音のエネルギーレベルとインパクト音のエネルギーレベルとは、大きく異なる。
【００６０】
ノイズ音（バックグラウンドノイズ）とインパクト音との両方が、検出器２に到達する。本実施形態において、ルースパーツモニタ装置１は、検出器２で検出された振動波形のうち、予め定められた閾値以上の振動レベルを有する振動波形を、インパクト波形として取得し、その取得したインパクト波形を使ってルースパーツの有無の判定に使用する。シグナルコンディショナ９を含む信号取得部３は、検出器２の検出信号に対してフィルタ処理を実行して、検出器２の検出信号に含まれるノイズ成分（バックグラウンドノイズ成分）を低減又は除去する。ノイズ成分が除去されることにより、バックグラウンドノイズに対してある比率以上のエネルギーを有するインパクト音に対応する検出信号だけが抽出される。すなわち、検出器２で検出される振動波形のうち、閾値以上の振動レベルを有する振動波形のみが、インパクト波形として抽出される。これにより、ルースパーツモニタ装置１は、ノイズ音（バックグラウンドノイズ）とインパクト音とを区別することができる。なお、検出器２がフィルタ処理を実行してもよい。振動レベルが極めて小さいバックグラウンドノイズがインパクト波形として検出器２に検出されないようにしてもよい。
【００６１】
１次冷却系２０１において発生するインパクト音は、ルースパーツに起因するインパクト音と、１次冷却系２０１の部材の熱変形に起因するインパクト音とを含む。すなわち、ルースパーツの衝突に起因するインパクト音の他に、１次冷却系２０１の部材の熱変形に起因するインパクト音が発生する可能性がある。例えば、１次冷却水ポンプ１０４の起動時又は１次冷却水の昇温時など、１次冷却系２０１の部材の温度が変化している過渡状態において、１次冷却系２０１の部材にインパクト音が発生する可能性がある。
【００６２】
すなわち、１次冷却系２０１においては、ノイズ音とインパクト音とが発生する可能性があり、ノイズ音のエネルギーレベルとインパクト音のエネルギーレベルとの大きな差異により、ノイズ音とインパクト音との区別（判定）は、容易に実行可能である。しかし、ルースパーツの衝突に起因するインパクト音と、１次冷却系２０１の部材の熱変形に起因するインパクト音との区別（判定）は、困難である。
【００６３】
１次冷却系２０１において発生したインパクト音が、ルースパーツの衝突に起因するインパクト音なのか、１次冷却系２０１の部材の熱変形に起因するインパクト音なのかが適切に判断されないと、原子力発電プラント２００の稼働率が低下する可能性がある。例えば、最悪の場合、原子力発電プラント２００の運転を停止して、確認作業を実施する必要がある。
【００６４】
ルースパーツが発生したと判断されると、警報発生装置７が作動し、警報が発令される。警報の発令により、作業者による現場の確認作業が実施される。また、作業者による検出器２の検出信号の出力作業及び解析作業が実施される。また、原子力発電プラント２００の運転が停止される可能性もある。このように、ルースパーツが発生し、警報が発令されると、諸作業が実施される。ルースパーツが発生していないにもかかわらず、１次冷却系２０１の部材の熱変形に起因するインパクト音が、ルースパーツの衝突に起因するインパクト音であると判定され、警報が発令されると、上記の諸作業を実施する必要が無いにもかかわらず、諸作業が実施されてしまう。その結果、原子力発電プラント２００の稼働率の低下をもたらす。
【００６５】
本発明者は、ルースパーツの発生の有無を判定するための判断指標として、インパクト音の発生部位及び発生回数を用いることにより、誤判定の発生を抑制して、誤警報の発令を抑制できることを見出した。すなわち、インパクト音の発生部位及び発生回数を判断指標として用いることにより、検出器２で検出したインパクト音が、１次冷却系２０１の部材の熱変形に起因するインパクト音であるか、ルースパーツの衝突に起因するインパクト音であるか、を適切に判定することができることを見出した。
【００６６】
本発明者は、１次冷却系２０１の部材の熱変形に起因するインパクト音の発生部位及び発生回数の傾向（特徴）と、ルースパーツの衝突に起因するインパクト音の発生部位及び発生回数の傾向（特徴）とが異なることを見出した。
【００６７】
原子力発電プラント２００を実稼働させる前に、実稼働と同じ温度条件で、原子力発電プラント２００をテスト稼働させる。例えば、１次冷却系２０１の複数の部材のそれぞれが実稼働と同じ温度条件になるように、テスト稼働において１次冷却水ポンプ１０４を起動させたり、１次冷却水を昇温させたりする。すなわち、１次冷却系２０１の複数の部材の温度が実稼働と同じ状態になるように、テスト稼働を実施する。これにより、原子力発電プラント２００の昇温を含むテスト稼働において、１次冷却系２０１の部材の熱変形に起因して発生するインパクト音の発生部位及び発生回数に関するデータを取得することができる。
【００６８】
なお、１次冷却系２０１の部材の熱変形に起因して発生するインパクト音の発生部位及び発生回数に関するデータは、原子力発電プラント２００のテスト稼働において取得されてもよいし、原子力発電プラント２００の過去の実稼働において取得されてもよい。１次冷却系２０１の部材の熱変形に起因して発生するインパクト音の発生部位及び発生回数に関するデータは、シミュレーションにより求められてもよい。
【００６９】
このように、テスト稼動、過去の実稼働、及びシミュレーションの少なくとも一つから、１次冷却系２０１の部材の熱変形に起因するインパクト音の発生部位及び発生回数の傾向（特徴）を知ることができる。
【００７０】
したがって、１次冷却系２０１の部材の熱変形に起因するインパクト音の発生部位及び発生回数とは異なる傾向（特徴）を示すインパクト音が検出された場合、その検出されたインパクト音は、ルースパーツの衝突に起因するインパクト音である可能性が高い。
【００７１】
本実施形態においては、検出器２でインパクト音が検出された場合、判定部５は、インパクト音の発生部位と、その発生部位におけるインパクト音の発生回数とに基づいて、そのインパクト音が、ルースパーツの衝突に起因するインパクト音か、１次冷却系２０１の部材の熱変形に起因するインパクト音か、を判定する。これにより、誤警報の発令が抑制される。
【００７２】
次に、本実施形態に係るルースパーツの発生の有無の判定方法の一例について、図４のフローチャートを参照して説明する。
【００７３】
本実施形態においては、原子炉容器１０１の上部の部位ｐｄのインパクト音を検出器２ｄで検出すること（ステップＳ１Ａｂ）と、原子炉容器１０１の下部の部位ｐｃのインパクト音を検出器２ｃで検出すること（ステップＳ１Ｂｂ）と、蒸気発生器１０３の部位ｐａのインパクト音を検出器２ａで検出すること（ステップＳ１Ｃｂ）と、部位ｐｄにおけるインパクト音の発生回数を求めること（ステップＳ２Ａｂ）と、部位ｐｃにおけるインパクト音の発生回数を求めること（ステップＳ２Ｂｂ）と、部位ｐａにおけるインパクト音の発生回数を求めること（ステップＳ２Ｃｂ）と、部位ｐｄにおけるインパクト音の発生回数と、部位ｐｃにおけるインパクト音の発生回数と、部位ｐａにおけるインパクト音の発生回数とに基づいて、ルースパーツの発生の有無を判定すること（ステップＳ３ｂ）と、が実施される。
【００７４】
部位ｐ（ｐａ、ｐｂ、ｐｃ、ｐｄ）は、ルースパーツとの衝突に起因するインパクト音が発生する可能性がある部位である。以下の説明においては、部位ｐを適宜、インパクト音の発生部位ｐ、と称する。また、以下の説明においては、原子炉容器１０１の上部を含む発生部位ｐｄを適宜、第１発生部位ｐｄ、と称し、原子炉容器１０１の下部を含む発生部位ｐｃを適宜、第２発生部位ｐｃ、と称し、蒸気発生器１０３を含む発生部位ｐａを適宜、第３発生部位ｐａ、と称する。
【００７５】
検出器２（２ｄ、２ｃ、２ａ）を使って、原子炉容器１０１の上部を含む第１発生部位ｐｄにおけるインパクト音、原子炉容器１０１の下部を含む第２発生部位ｐｃにおけるインパクト音、及び蒸気発生器１０３を含む第３発生部位ｐａにおけるインパクト音が検出される（ステップＳ１Ａｂ、ステップＳ１Ｂｂ、ステップＳ１Ｃｂ）。第１発生部位ｐｄにおけるインパクト音の検出、第２発生部位ｐｃにおけるインパクト音の検出、及び第３発生部位ｐａにおけるインパクト音の検出は、同時に実行される。検出器２ｄの検出信号、検出器２ｃの検出信号、及び検出器２ａの検出信号は、信号取得部３に出力される。
【００７６】
なお、検出器２ｄが複数設けられている場合、それら複数の検出器２ｄの検出信号のうち、最大値を示す検出信号がルースパーツの発生の有無の判定に使用されてもよいし、最小値を示す検出信号がルースパーツの発生の有無の判定に使用されてもよいし、複数の検出信号の平均値がルースパーツの発生の有無の判定に使用されてもよい。検出器２ｃが複数設けられている場合も同様である。なお、本実施形態においては、蒸気発生器１０３における発生部位ｐが部位ｐａであることとするが、部位ｐｂでもよい。
【００７７】
信号取得部３は、検出器２（２ｄ、２ｃ、２ａ）の検出信号をフィルタ処理する。これにより、検出器２の検出信号にノイズ成分（バックグラウンドノイズ成分）が含まれていても、そのノイズ成分が低減又は除去される。
【００７８】
信号取得部３で処理された検出器２（２ｄ、２ｃ、２ａ）の検出信号は、分析部４に送られる。分析部４は、信号取得部３からの検出器２の検出信号に基づいて、第１発生部位ｐｄにおけるインパクト音の発生回数、第２発生部位ｐｃにおけるインパクト音の発生回数、及び第３発生部位ｐａにおけるインパクト音の発生回数を求める（ステップＳ２Ａｂ、ステップＳ２Ｂｂ、ステップＳ２Ｃｂ）。
【００７９】
判定部５は、分析部４によって求められた、第１発生部位ｐｄにおけるインパクト音の発生回数と、第２発生部位ｐｃにおけるインパクト音の発生回数と、第３発生部位ｐａにおけるインパクト音の発生回数とに基づいて、ルースパーツの発生の有無を判定する（ステップＳ３ｂ）。
【００８０】
第１発生部位ｐｄにおけるインパクト音の発生回数がＮＲＶＵ、第２発生部位ｐｃにおけるインパクト音の発生回数がＮＲＶＬ、第３発生部位ｐａにおけるインパクト音の発生回数がＮＳＧ、である場合において、
ＮＲＶＵ＞ＮＲＶＬ＞ＮＳＧ      …（１）
の条件を満たさないとき、判定部５は、ルースパーツが発生したと判定してもよい。
【００８１】
すなわち、（１）式の条件を満たさないとき、判定部５は、検出器２で検出したインパクト音が、ルースパーツの衝突に起因するインパクト音であると判定してもよい。
【００８２】
（１）の条件を満たすとき、判定部５は、ルースパーツは発生していないと判定してもよい。すなわち、（１）式の条件を満たすとき、判定部５は、検出器２で検出したインパクト音が、１次冷却系２０１の部材の熱変形に起因するインパクト音であると判定してもよい。
【００８３】
図３に示したように、配管１０５は、原子炉容器１０１の周囲において放射状に配置される。蒸気発生器１０３は、原子炉容器１０１の周囲に複数配置される。１次冷却水ポンプ１０４は、原子炉容器１０１の周囲に複数配置される。配管１０５は、原子炉容器１０１の上部と接続される。ループの中央に配置され、多数の機器（蒸気発生器１０３及び１次冷却水ポンプ１０４）及び配管１０５が集中する原子炉容器１０１において、機器及び配管１０５の熱変形に起因するインパクト音が頻発すると考えられる。また、配管１０５は、原子炉容器１０１の上部に接続される。そのため、原子炉容器１０１の下部よりも原子炉容器１０１の上部のほうが、部材の熱変形に起因するインパクト音が頻発すると考えられる。そのため、（１）式の条件を満たすとき、検出器２で検出されたインパクト音は、１次冷却系２０１の部材の熱変形に起因するインパクト音であると判定することができる。（１）式の条件を満たさないとき、検出器２で検出されたインパクト音は、１次冷却系２０１の部材の熱変形に起因するインパクト音ではなく、ルースパーツの衝突に起因するインパクト音であると判定することができる。
【００８４】
なお、インパクト音の発生回数とは、単位時間当たりのインパクト音の発生回数である。検出器２ｄが複数存在する場合、第１発生部位ｐｄにおけるインパクト音の発生回数ＮＲＶＵは、複数の検出器２ｄが検出したインパクト音の発生回数の平均値（平均回数）でもよい。検出器２ｃが複数存在する場合、第２発生部位ｐｃにおけるインパクト音の発生回数ＮＲＶＬは、複数の検出器２ｃが検出したインパクト音の発生回数の平均値（平均回数）でもよい。検出器２ａが複数存在する場合、第３発生部位ｐａにおけるインパクト音の発生回数ＮＳＧは、複数の検出器２ａが検出したインパクト音の発生回数の平均値（平均回数）でもよい。
【００８５】
閾値取得部１０は、第１発生部位ｐｄにおけるインパクト音の発生回数に関する第１閾値Ｎ１、第２発生部位ｐｃにおけるインパクト音の発生回数に関する第２閾値Ｎ２、及び第３発生部位ｐａにおけるインパクト音の発生回数に関する第３閾値Ｎ３を取得する（ステップＳ３ｂ）。
【００８６】
判定部５は、分析部４によって求められた、第１発生部位ｐｄにおけるインパクト音の発生回数ＮＲＶＵと、第２発生部位ｐｃにおけるインパクト音の発生回数ＮＲＶＬと、第３発生部位ｐａにおけるインパクト音の発生回数ＮＳＧと、閾値取得部１０で取得した、第１閾値Ｎ１と、第２閾値Ｎ２と、第３閾値Ｎ３と、に基づいて、ルースパーツの発生の有無を判定する（ステップＳ４ｂ）。
【００８７】
判定部５は、第１発生部位ｐｄにおける発生回数ＮＲＶＵと第１閾値Ｎ１との関係、第２発生部位ｐｃにおける発生回数ＮＲＶＬと第２閾値Ｎ２との関係、及び発生部位ｐａにおける発生回数ＮＳＧと第３閾値Ｎ３との関係の全部に基づいて、ルースパーツの発生の有無を判定してもよい。
【００８８】
第１発生部位ｐｄにおけるインパクト音の発生回数がＮＲＶＵ、第２発生部位ｐｃにおけるインパクト音の発生回数がＮＲＶＬ、第３発生部位ｐａにおけるインパクト音の発生回数がＮＳＧ、であり、第１閾値がＮ１、第２閾値がＮ２、第３閾値がＮ３、である場合において、
ＮＲＶＵ≧Ｎ１  且つ  ＮＲＶＬ≧Ｎ２  且つ  ＮＳＧ≧Ｎ３      …（２）
の条件を満たさないとき、判定部５は、ルースパーツが発生したと判定してもよい。
【００８９】
すなわち、（２）式の条件を満たさないとき、判定部５は、検出器２で検出したインパクト音が、ルースパーツの衝突に起因するインパクト音であると判定してもよい。
【００９０】
（２）の条件を満たすとき、判定部５は、ルースパーツは発生していないと判定してもよい。すなわち、（２）式の条件を満たすとき、判定部５は、検出器２で検出したインパクト音が、１次冷却系２０１の部材の熱変形に起因するインパクト音であると判定してもよい。
【００９１】
第１閾値Ｎ１、第２閾値Ｎ２、及び第３閾値Ｎ３は、テスト稼動、過去の実稼働、及びシミュレーションの少なくとも一つに基づいて導出される値である。本実施形態において、第１閾値Ｎ１は、過去の実稼働において取得された、部材の熱変形に起因して第１発生部位ｐｄで発生したインパクト音の発生回数に関するデータを定数化した値である。第２閾値Ｎ２は、過去の実稼働において取得された、部材の熱変形に起因して第２発生部位ｐｃで発生したインパクト音の発生回数に関するデータを定数化した値である。第３閾値Ｎ３は、過去の実稼働において取得された、部材の熱変形に起因して第３発生部位ｐａで発生したインパクト音の発生回数に関するデータを定数化した値である。なお、第１閾値Ｎ１、第２閾値Ｎ２、及び第３閾値Ｎ３のそれぞれは、単位時間当たりのインパクト音の発生回数に相当する。
【００９２】
検出器２ｄの検出信号に基づいて求められた第１発生部位ｐｄのインパクト音の発生回数ＮＲＶＵがＮ１以上である場合（ＮＲＶＵ≧Ｎ１である場合）、その第１発生部位ｐｄで発生したインパクト音は、部材の熱変形に起因するインパクト音である可能性が高い。
【００９３】
検出器２ｃの検出信号に基づいて求められた第２発生部位ｐｃのインパクト音の発生回数ＮＲＶＬがＮ２以上である場合（ＮＲＶＬ≧Ｎ２である場合）、その第２発生部位ｐｃで発生したインパクト音は、部材の熱変形に起因するインパクト音である可能性が高い。
【００９４】
検出器２ａの検出信号に基づいて求められた第３発生部位ｐａのインパクト音の発生回数ＮＳＧがＮ３以上である場合（ＮＳＧ≧Ｎ３である場合）、その第３発生部位ｐａで発生したインパクト音は、部材の熱変形に起因するインパクト音である可能性が高い。
【００９５】
本発明者は、（２）式の条件が満たされるとき、検出器２で検出されたインパクト音が、１次冷却系２０１の部材の熱変形に起因するインパクト音である可能性が高いことを見出した。本実施形態においては、（２）式の条件を満たすとき、検出器２で検出したインパクト音が、１次冷却系２０１の部材の熱変形に起因するインパクト音であると判定される。（２）式の条件を満たさないとき、検出器２で検出したインパクト音が、ルースパーツの衝突に起因するインパクト音であると判定される。
【００９６】
本実施形態において、（１）式及び（２）式の両方が判断指標として用いられてもよい。すなわち、
ＮＲＶＵ≧Ｎ１  且つ  ＮＲＶＬ≧Ｎ２  且つ  ＮＳＧ≧Ｎ３      …（２）
の条件を満たし、且つ、
ＮＲＶＵ＞ＮＲＶＬ＞ＮＳＧ      …（１）
の条件を満たすとき、判定部５は、検出器２で検出されたインパクト音がルースパーツに起因せずに１次冷却系２０１の部材の熱変形に起因して発生したと判定する。
【００９７】
一方、（１）式及び（２）式の少なくとも一方の条件が満たされないとき、判定部５は、検出器２で検出されたインパクト音がルースパーツに起因して発生したと判定する。
【００９８】
判定部５においてルースパーツが発生したと判定されたとき、警報発生装置７が作動する。
【００９９】
以上説明したように、本実施形態によれば、発生したインパクト音がルースパーツに起因するのか部材の熱変形に起因するのかを判断するための判断指標として、インパクト音の発生部位と、その発生部位におけるインパクト音の発生回数とを用いるので、発生したインパクト音がルースパーツに起因するのか部材の熱変形に起因するのかを適切に判定することができる。また、ルースパーツモニタ装置の信頼性が向上する。
【０１００】
テスト稼動、過去の実稼働、及びシミュレーション等に基づいて、１次冷却系２０１の部材の熱変形に起因するインパクト音の発生部位及び発生回数を求めることができる。また、ルースパーツが発生した場合、そのルースパーツは、１次冷却水と一緒に１次冷却系２０１を移動する。１次冷却系２０１においてルースパーツが移動すると、そのルースパーツは、１次冷却系２０１の異なる部位のそれぞれと衝突する。ルースパーツの移動経路は予測可能であり、ルースパーツが１次冷却系２０１の異なる部位のそれぞれと衝突する場合、衝突する部位（インパクト音の発生部位）の順序は予測可能である。また、その発生部位におけるインパクト音の発生回数も予測可能である。これら取得した取得データ又は予測データに基づいて、部材の熱変形に起因するインパクト音の発生部位及び発生回数の傾向（特徴）と、ルースパーツに起因するインパクト音の発生部位及び発生回数の傾向（特徴）とを知ることができる。そのため、インパクト音の発生部位及び発生回数を、ルースパーツの発生の有無を判定するための判断指標として用いることにより、部材の熱変形に起因するインパクト音であるのかルースパーツに起因するインパクト音であるのかを適切に判定することができる。本実施形態では、特に、原子力発電プラント２００の昇温状態において、ルースパーツの有無を適切に判定することができる。
【０１０１】
また、本実施形態によれば、１次冷却系２０１の複数の発生部位ｐ（ｐｄ、ｐｃ、ｐａ）及びそれら発生部位のそれぞれにおける発生回数（ＮＲＶＵ、ＮＲＶＬ、ＮＳＧ）に基づいて、ルースパーツの発生の有無が判定される。これにより、判定精度を向上することができる。
【０１０２】
また、本実施形態によれば、（１）式に基づいて、ルースパーツの発生の有無が判定される。これにより、検出器２で検出したインパクト音が、部材の熱変形に起因するインパクト音であるか、ルースパーツに起因するインパクト音であるか、を適切に判定することができる。
【０１０３】
また、本実施形態によれば、（２）式の条件を判断指標とすることにより、検出器２で検出したインパクト音が、１次冷却系２０１の部材の熱変形に起因するインパクト音であるか、ルースパーツに起因するインパクト音であるか、を適切に判定することができる。また、ルースパーツモニタ装置の信頼性が向上する。
【０１０４】
なお、本実施形態においては、３つの発生部位ｐ（ｐｄ、ｐｃ、ｐａ）における発生回数及び閾値に基づいて、ルースパーツの発生の有無を判定する例について説明した。４つ以上の発生部位ｐにおける発生回数及び閾値に基づいて、ルースパーツの発生の有無が判定されてもよい。１つの発生部位ｐにおける発生回数及び閾値に基づいて、ルースパーツの発生の有無が判定されてもよい。なお、少なくとも２つの発生部位ｐにおける発生回数及び閾値に基づいて、ルースパーツの発生の有無が判定されることにより、判定精度の低下が抑制される。すなわち、発生部位ｐが、第１発生部位と、第１発生部位とは異なる第２発生部位と、を含み、閾値が、第１発生部位における発生回数に関する第１閾値と、第２発生部位における発生回数に関する第２閾値と、を含み、判定部５は、第１発生部位におけるインパクト音の発生回数と第１閾値との関係、及び第２発生部位におけるインパクト音の発生回数と第２閾値との関係の両方に基づいて、ルースパーツの発生の有無を判定してもよい。
【０１０５】
なお、本実施形態においては、３つの発生部位ｐ（ｐｄ、ｐｃ、ｐａ）における発生回数に基づいて、ルースパーツの発生の有無を判定する例について説明した。４つ以上の発生部位ｐにおける発生回数に基づいて、ルースパーツの発生の有無が判定されてもよい。１つの発生部位ｐにおける発生回数に基づいて、ルースパーツの発生の有無が判定されてもよい。なお、少なくとも２つの発生部位ｐにおける発生回数に基づいて、ルースパーツの発生の有無が判定されることにより、判定精度の低下が抑制される。すなわち、発生部位ｐが、第１発生部位と、第１発生部位とは異なる第２発生部位と、を含み、判定部５は、第１発生部位におけるインパクト音の発生回数と、第２発生部位におけるインパクト音の発生回数とに基づいて、ルースパーツの発生の有無を判定してもよい。
【０１０６】
なお、本実施形態において、（１）式及び（２）式の両方が判断指標として用いられる。（１）式のみが判断指標として用いられてもよいし、（２）式のみが判断指標として用いられてもよい。
【０１０７】
なお、上述の実施形態においては、インパクト音の発生部位ｐが原子炉容器１０１及び蒸気発生器１０３に存在することとした。すなわち、原子炉容器１０１及び蒸気発生器１０３に検出器２が配置されることとした。検出器２が配置される部位は、１次冷却系２０１の部材であればよい。例えば、検出器２が、１次冷却水ポンプ１０４に配置されてもよいし、配管１０５に配置されてもよい。部材の熱変形に起因してインパクト音が発生する場合と、ルースパーツに起因してインパクト音が発生する場合とで、その発生部位及び発生回数の傾向（特徴）は、１次冷却水ポンプ１０４及び配管１０５に顕著に表れる可能性がある。そのため、検出器２が１次冷却水ポンプ１０４及び配管１０５に配置されてもよい。
【０１０８】
なお、上述の各実施形態においては、原子力発電プラント２００が加圧水型原子炉を含むこととした。原子力発電プラント２００は、沸騰水型原子炉（ＢＷＲ：Boiling  Water  Reactor）を含んでもよい。
【符号の説明】
【０１０９】
１  ルースパーツモニタ装置
１Ｂ  ルースパーツモニタ装置
２（２ａ〜２ｄ）  検出器
３  信号取得部
４  分析部
５  判定部
６  記憶部
７  警報発生装置
８  プリアンプ
９  シグナルコンディショナ
１０  閾値取得部
１１  入力部
１００  原子炉格納容器
１０１  原子炉容器
１０２  加圧器
１０３  蒸気発生器
１０４  １次冷却水ポンプ
１０５  配管
１０７  蒸気タービン
１０８  高圧タービン
１０９  低圧タービン
１１０  発電機
１１１  湿分分離加熱器
１１２  復水器
１１３  復水ポンプ
１１４  低圧給水加熱器
１１５  脱気器
１１６  給水ポンプ
１１７  高圧給水加熱器
１２０  燃料集合体
１２９  炉心
２００  原子力発電プラント
２０１  １次冷却系
２０２  ２次冷却系
ｐ（ｐａ〜ｐｄ）  部位
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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