(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧水型原子炉の炉内構造物を構成する制御棒クラスタ案内管中の長手方向に列設され、制御棒クラスタのクラスタ部を、中心に設けられた第一貫通穴で案内するとともに、同制御棒クラスタの複数のロッド部を、各ロッド部の位置にそれぞれ対応させて上記第一貫通穴の周囲に分散されかつ第一貫通穴と連通するように配設された各第二貫通穴で案内する案内板の摩耗状態の評価を支援する方法であって、
上記案内板の第一貫通穴に隣接する第二貫通穴の摩耗着目部位が撮像された撮像画像に基づいて、上記摩耗着目部位における第二貫通穴の第一貫通穴に向かう摩耗の直線距離を示す第１摩耗長さを算出するステップと、
予め設定された第２摩耗長さの最大値に基づいて、上記算出された第１摩耗長さを評価するための管理摩耗長さを設定するステップと、
を備えたことを特徴とする制御棒クラスタ案内管の摩耗評価支援方法。
【請求項２】
前記第１摩耗長さは、次式で求められることを特徴とする請求項１記載の制御棒クラスタ案内管の摩耗評価支援方法。
第１摩耗長さ＝√｛（ｄ2／２）2−ａ2｝−√｛（ｄ1／２）2−ａ2｝
ただし、ｄ2は案内板の摩耗着目部位における撮像画像に基づく摩耗後の第二貫通穴の内径、ｄ1は案内板の摩耗着目部位における第二貫通穴の内径の初期値、ａは案内板の摩耗着目部位における第二貫通穴の第一貫通穴との連通部分の半幅である。
【請求項３】
管理摩耗長さは、前記第２摩耗長さの最大値の７０％以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の制御棒クラスタ案内管の摩耗評価支援方法。
【請求項４】
管理摩耗長さは、制御棒の摩耗を加味したものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の制御棒クラスタ案内管の摩耗評価支援方法。
【請求項５】
加圧水型原子炉の炉内構造物を構成する制御棒クラスタ案内管中の長手方向に列設され、制御棒クラスタのクラスタ部を、中心に設けられた第一貫通穴で案内するとともに、同制御棒クラスタの複数のロッド部を、各ロッド部の位置にそれぞれ対応させて上記第一貫通穴の周囲に分散されかつ第一貫通穴と連通するように配設された各第二貫通穴で案内する案内板の摩耗進行状態の予測を支援する方法であって、
上記案内板の第一貫通穴に隣接する第二貫通穴の摩耗着目部位における摩耗体積と摩耗時間との関係を、上記制御棒クラスタのロッド部に同時に接触すると仮定した案内板の枚数に基づいて求めるステップと、
案内板の幾何学的形状に基づいて当該案内板の摩耗体積を、この案内板の上記摩耗着目部位における第二貫通穴の第一貫通穴に向かう摩耗の直線距離を示す摩耗長さに換算するステップと、
上記換算された摩耗長さを、上記摩耗体積と摩耗時間との関係に適用することにより、摩耗長さと摩耗時間との関係を求めるステップと、
を備えたことを特徴とする制御棒クラスタ案内管の摩耗進行予測支援方法。
【請求項６】
制御棒クラスタ案内管の最下段に配設された案内板について、上記摩耗体積と摩耗時間との関係を求めることを特徴とする請求項５記載の制御棒クラスタ案内管の摩耗進行予測支援方法。
【請求項７】
上記摩耗体積と摩耗時間との関係を求める際に、上記最下段に配設された案内板よりも上段の案内板の摩耗をも加味することを特徴とする請求項６記載の制御棒クラスタ案内管の摩耗進行予測支援方法。
【請求項８】
加圧水型原子炉の炉内構造物を構成する制御棒クラスタ案内管の長手方向に列設され、制御棒クラスタのクラスタ部を、中心に設けられた第一貫通穴で案内するとともに、同制御棒クラスタの複数のロッド部を、各ロッド部の位置にそれぞれ対応させて上記第一貫通穴の周囲に分散されかつ第一貫通穴と連通するように配設された各第二貫通穴で案内する案内板の摩耗状態の検査を支援する方法であって、
点検時に上記案内板の第一貫通穴に隣接する第二貫通穴の摩耗着目部位が撮像された撮像画像に基づいて、上記摩耗着目部位における第二貫通穴の第一貫通穴に向かう摩耗の直線距離を示す摩耗長さを算出するステップと、
予め設定された摩耗長さの最大値に基づいて、上記算出された摩耗長さを評価するための管理摩耗長さを設定するステップと、
上記案内板の摩耗着目部位における摩耗体積と摩耗時間との関係を、上記制御棒クラスタのロッド部に同時に接触すると仮定した案内板の枚数に基づいて求めるステップと、
案内板の幾何学的形状に基づいて当該案内板の摩耗体積を、この案内板の上記摩耗着目部位における摩耗長さに換算するステップと、
上記換算された摩耗長さを、上記摩耗体積と摩耗時間との関係に適用することにより、摩耗長さと摩耗時間との関係を求めるステップと、
上記求められた摩耗長さと摩耗時間との関係と、点検時における摩耗長さの算出値とに基づいて摩耗進行状態を予測するステップと、
を備えたことを特徴とする制御棒クラスタ案内管の検査支援方法。
【請求項９】
上記摩耗進行状態の予測値と上記管理摩耗長さの設定値とを比較し、次回点検までにこの予測値が管理摩耗長さを超えないような点検周期が設定可能か否かを一次判定するステップを備えたことを特徴とする請求項８記載の制御棒クラスタ案内管の検査支援方法。
【請求項１０】
上記一次判定で点検周期が設定可能であると判定されたときには、次回の点検周期を設定し、上記一次判定で点検周期が設定不可能であると判定されたときには、所定の試験的手法又は解析手法を含む詳細評価を行うことにより、次回点検周期が設定可能か否かを二次判定するステップを備えたことを特徴とする請求項９記載の制御棒クラスタ案内管の検査支援方法。
【請求項１１】
上記二次判定で点検周期が設定可能であると判定されたときには、次回の点検周期を設定し、上記二次判定で点検周期が設定不可能であると判定されたときには、制御棒クラスタ案内管の取り替えを行うように提示し、次回の点検周期の設定を行うステップを備えたことを特徴とする請求項１０記載の制御棒クラスタ案内管の検査支援方法。
【請求項１２】
加圧水型原子炉の炉内構造物を構成する制御棒クラスタ案内管中の長手方向に列設され、制御棒クラスタのクラスタ部を、中心に設けられた第一貫通穴で案内するとともに、同制御棒クラスタの複数のロッド部を、各ロッド部の位置にそれぞれ対応させて上記第一貫通穴の周囲に分散されかつ第一貫通穴と連通するように配設された各第二貫通穴で案内する案内板の摩耗状態の評価をコンピュータを用いて支援するためのプログラムであって、
上記案内板の第一貫通穴に隣接する第二貫通穴の摩耗着目部位が撮像された撮像画像に基づいて、上記摩耗着目部位における第二貫通穴の第一貫通穴に向かう摩耗の直線距離を示す摩耗長さを算出する算出手段と、
予め設定された摩耗長さの最大値に基づいて、上記算出された摩耗長さを評価するための管理摩耗長さを設定する設定手段としてコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１３】
加圧水型原子炉の炉内構造物を構成する制御棒クラスタ案内管中の長手方向に列設され、制御棒クラスタのクラスタ部を、中心に設けられた第一貫通穴で案内するとともに、同制御棒クラスタの複数のロッド部を、各ロッド部の位置にそれぞれ対応させて上記第一貫通穴の周囲に分散されかつ第一貫通穴と連通するように配設された各第二貫通穴で案内する案内板の摩耗状態の評価を支援するシステムであって、
上記案内板の第一貫通穴に隣接する第二貫通穴の摩耗着目部位が撮像された撮像画像に基づいて、上記摩耗着目部位における第二貫通穴の第一貫通穴に向かう摩耗の直線距離を示す摩耗長さを算出する算出手段と、
予め設定された摩耗長さの最大値に基づいて、上記算出された摩耗長さを評価するための管理摩耗長さを設定する設定手段と、
を備えたことを特徴とする制御棒クラスタ案内管の摩耗評価支援システム。
【請求項１４】
加圧水型原子炉の炉内構造物を構成する制御棒クラスタ案内管中の長手方向に列設され、制御棒クラスタのクラスタ部を、中心に設けられた第一貫通穴で案内するとともに、同制御棒クラスタの複数のロッド部を、各ロッド部の位置にそれぞれ対応させて上記第一貫通穴の周囲に分散されかつ第一貫通穴と連通するように配設された各第二貫通穴で案内する案内板の摩耗進行状態の予測をコンピュータを用いて支援するためのプログラムであって、
上記案内板の第一貫通穴に隣接する第二貫通穴の摩耗着目部位における摩耗体積と摩耗時間との関係を、上記制御棒クラスタのロッド部に同時に接触すると仮定した案内板の枚数に基づいて求める第一解析手段と、
案内板の幾何学的形状に基づいて当該案内板の摩耗体積を、この案内板の上記摩耗着目部位における第二貫通穴の第一貫通穴に向かう摩耗の直線距離を示す摩耗長さに換算する換算手段と、
上記換算された摩耗長さを、上記摩耗体積と摩耗時間との関係に適用することにより、摩耗長さと摩耗時間との関係を求める第二解析手段としてコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１５】
加圧水型原子炉の炉内構造物を構成する制御棒クラスタ案内管中の長手方向に列設され、制御棒クラスタのクラスタ部を、中心に設けられた第一貫通穴で案内するとともに、同制御棒クラスタの複数のロッド部を、各ロッド部の位置にそれぞれ対応させて上記第一貫通穴の周囲に分散されかつ第一貫通穴と連通するように配設された各第二貫通穴で案内する案内板の摩耗進行状態の予測を支援するシステムであって、
上記案内板の第一貫通穴に隣接する第二貫通穴の摩耗着目部位における摩耗体積と摩耗時間との関係を、上記制御棒クラスタのロッド部に同時に接触すると仮定した案内板の枚数に基づいて求める第一解析手段と、
案内板の幾何学的形状に基づいて当該案内板の摩耗体積を、この案内板の上記摩耗着目部位における第二貫通穴の第一貫通穴に向かう摩耗の直線距離を示す摩耗長さに換算する換算手段と、
上記換算された摩耗長さを、上記摩耗体積と摩耗時間との関係に適用することにより、摩耗長さと摩耗時間との関係を求める第二解析手段と、
を備えたことを特徴とする制御棒クラスタ案内管の摩耗進行予測支援システム。
【請求項１６】
加圧水型原子炉の炉内構造物を構成する制御棒クラスタ案内管の長手方向に列設され、制御棒クラスタのクラスタ部を、中心に設けられた第一貫通穴で案内するとともに、同制御棒クラスタの複数のロッド部を、各ロッド部の位置にそれぞれ対応させて上記第一貫通穴の周囲に分散されかつ第一貫通穴と連通するように配設された各第二貫通穴で案内する案内板の摩耗状態の検査をコンピュータを用いて支援するためのプログラムであって、
点検時に上記案内板の第一貫通穴に隣接する第二貫通穴の摩耗着目部位が撮像された撮像画像に基づいて、上記摩耗着目部位における第二貫通穴の第一貫通穴に向かう摩耗の直線距離を示す摩耗長さを算出する算出手段と、
予め設定された摩耗長さの最大値に基づいて、上記算出された摩耗長さを評価するための管理摩耗長さを設定する設定手段と、
上記案内板の摩耗着目部位における摩耗体積と摩耗時間との関係を、上記制御棒クラスタのロッド部に同時に接触すると仮定した案内板の枚数に基づいて求める第一解析手段と、
案内板の幾何学的形状に基づいて当該案内板の摩耗体積を、この案内板の上記摩耗着目部位における摩耗長さに換算する換算手段と、
上記換算された摩耗長さを、上記摩耗体積と摩耗時間との関係に適用することにより、摩耗長さと摩耗時間との関係を求める第二解析手段と、
上記求められた摩耗長さと摩耗時間との関係と、点検時における摩耗長さの算出値とに基づいて摩耗進行状態を予測する予測手段としてコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１７】
加圧水型原子炉の炉内構造物を構成する制御棒クラスタ案内管の長手方向に列設され、制御棒クラスタのクラスタ部を、中心に設けられた第一貫通穴で案内するとともに、同制御棒クラスタの複数のロッド部を、各ロッド部の位置にそれぞれ対応させて上記第一貫通穴の周囲に分散されかつ第一貫通穴と連通するように配設された各第二貫通穴で案内する案内板の摩耗状態の検査を支援するシステムであって、
点検時に上記案内板の第一貫通穴に隣接する第二貫通穴の摩耗着目部位が撮像された撮像画像に基づいて、上記摩耗着目部位における第二貫通穴の第一貫通穴に向かう摩耗の直線距離を示す摩耗長さを算出する算出手段と、
予め設定された摩耗長さの最大値に基づいて、上記算出された摩耗長さを評価するための管理摩耗長さを設定する設定手段と、
上記案内板の摩耗着目部位における摩耗体積と摩耗時間との関係を、上記制御棒クラスタのロッド部に同時に接触すると仮定した案内板の枚数に基づいて求める第一解析手段と、
案内板の幾何学的形状に基づいて当該案内板の摩耗体積を、この案内板の上記摩耗着目部位における摩耗長さに換算する換算手段と、
上記換算された摩耗長さを、上記摩耗体積と摩耗時間との関係に適用することにより、摩耗長さと摩耗時間との関係を求める第二解析手段と、
上記求められた摩耗長さと摩耗時間との関係と、点検時における摩耗長さの算出値とに基づいて摩耗進行状態を予測する予測手段と、
を備えたことを特徴とする制御棒案内管の検査支援システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加圧水型原子炉の炉内構造物を構成する制御棒クラスタ案内管について、摩耗評価支援方法、同摩耗進行予測支援方法、同検査支援方法、それらのプログラムおよびシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
点検時期の制約が大きい炉内構造物の健全性を確認する上では、従来の点検技術の向上に加え、その実施時期、頻度、検査方法、許容レベルなど個別の炉内構造物に適した点検のあり方を検討することが望ましい。
【０００３】
一方、加圧水型原子炉（ＰＷＲ）の制御棒においては、近年摩耗事例が確認されている。これは炉内構造物の制御棒クラスタ案内管内での水流により制御棒に振動が生じた状態で、制御棒が制御棒クラスタ案内管の案内板に接触するためと考えられている。そのため、制御棒クラスタ案内管側にも摩耗が発生している可能性は否定できないものとされている。そして、例えば非特許文献１では、制御棒クラスタ案内管側の摩耗量は、制御棒のそれと等しいものと仮定されている。
【０００４】
【非特許文献１】
「美浜発電所２号機  定期安全レビュー（第２回）報告書  〔第６章  高経年化対策  別冊  美浜発電所２号機  ７．炉内構造物の技術評価報告書  （３）制御棒クラスタ案内管中板の摩耗〕」  関西電力株式会社発行  平成１３年６月１４日  第４８頁〜第５１頁
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の手法では、制御棒クラスタ案内管側の摩耗量の評価基準がないため、技術的合理性に基づいた点検が困難である。また、摩耗進行が認められた場合の予測及び健全性評価も困難である。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、原子炉の機能上の健全性を確保しながら、技術的合理性に基づいた点検を支援することができる制御棒クラスタ案内管の摩耗評価支援方法、同摩耗進行予測支援方法、同検査支援方法、それらのプログラムおよびシステムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、加圧水型原子炉の炉内構造物を構成する制御棒クラスタ案内管中の長手方向に列設され、制御棒クラスタのクラスタ部を、中心に設けられた第一貫通穴で案内するとともに、同制御棒クラスタの複数のロッド部を、各ロッド部の位置にそれぞれ対応させて上記第一貫通穴の周囲に分散されかつ第一貫通穴と連通するように配設された各第二貫通穴で案内する案内板の摩耗状態の評価を支援する方法であって、上記案内板の第一貫通穴に隣接する第二貫通穴の摩耗着目部位が撮像された撮像画像に基づいて、上記摩耗着目部位における第二貫通穴の第一貫通穴に向かう摩耗の直線距離を示す第１摩耗長さを算出するステップと、予め設定された第２摩耗長さの最大値に基づいて、上記算出された第１摩耗長さを評価するための管理摩耗長さを設定するステップと、を備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項１２記載の発明は、加圧水型原子炉の炉内構造物を構成する制御棒クラスタ案内管中の長手方向に列設され、制御棒クラスタのクラスタ部を、中心に設けられた第一貫通穴で案内するとともに、同制御棒クラスタの複数のロッド部を、各ロッド部の位置にそれぞれ対応させて上記第一貫通穴の周囲に分散されかつ第一貫通穴と連通するように配設された各第二貫通穴で案内する案内板の摩耗状態の評価をコンピュータを用いて支援するためのプログラムであって、上記案内板の第一貫通穴に隣接する第二貫通穴の摩耗着目部位が撮像された撮像画像に基づいて、上記摩耗着目部位における第二貫通穴の第一貫通穴に向かう摩耗の直線距離を示す摩耗長さを算出する算出手段と、予め設定された摩耗長さの最大値に基づいて、上記算出された摩耗長さを評価するための管理摩耗長さを設定する設定手段としてコンピュータを機能させることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項１３記載の発明は、加圧水型原子炉の炉内構造物を構成する制御棒クラスタ案内管中の長手方向に列設され、制御棒クラスタのクラスタ部を、中心に設けられた第一貫通穴で案内するとともに、同制御棒クラスタの複数のロッド部を、各ロッド部の位置にそれぞれ対応させて上記第一貫通穴の周囲に分散されかつ第一貫通穴と連通するように配設された各第二貫通穴で案内する案内板の摩耗状態の評価を支援するシステムであって、上記案内板の第一貫通穴に隣接する第二貫通穴の摩耗着目部位が撮像された撮像画像に基づいて、上記摩耗着目部位における第二貫通穴の第一貫通穴に向かう摩耗の直線距離を示す摩耗長さを算出する算出手段と、予め設定された摩耗長さの最大値に基づいて、上記算出された摩耗長さを評価するための管理摩耗長さを設定する設定手段と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
これらの構成によれば、制御棒クラスタ案内管の案内板の第一貫通穴に隣接する第二貫通穴の摩耗着目部位が撮像された撮像画像に基づいて、上記摩耗着目部位における第二貫通穴の第一貫通穴に向かう摩耗の直線距離を示す摩耗長さが算出され、予め設定された摩耗長さの最大値に基づいて、上記算出された摩耗長さを評価するための管理摩耗長さが設定されるので、制御棒クラスタ案内管の摩耗状態の評価が支援され、その客観的な評価が可能となる。
【００１１】
請求項２記載の発明のように、前記第１摩耗長さは、次式で求められることとすれば、制御棒クラスタ案内管の摩耗状態のさらに客観的な評価が可能となる。
【００１２】
第１摩耗長さ＝√｛（ｄ2／２）2−ａ2｝−√｛（ｄ1／２）2−ａ2｝
ただし、ｄ2は案内板の摩耗着目部位における撮像画像に基づく摩耗後の第二貫通穴の内径、ｄ1は案内板の摩耗着目部位における第二貫通穴の内径の初期値、ａは案内板の摩耗着目部位における第二貫通穴の第一貫通穴との連通部分の半幅である。
【００１３】
請求項３記載の発明のように、管理摩耗長さは、前記第２摩耗長さの最大値の７０％以下であることとすれば、地震時を含めた制御棒クラスタ案内管の健全性の維持が可能となるとともに、その制御棒クラスタ案内管の摩耗状態の客観的な評価が可能となる。
【００１４】
請求項４記載の発明のように、管理摩耗長さは、制御棒の摩耗を加味したものであることとすれば、地震時を含めた制御棒クラスタ案内管の健全性の維持が可能となるとともに、その制御棒クラスタ案内管の摩耗状態のさらに客観的な評価が可能となる。
【００１５】
請求項５記載の発明は、加圧水型原子炉の炉内構造物を構成する制御棒クラスタ案内管中の長手方向に列設され、制御棒クラスタのクラスタ部を、中心に設けられた第一貫通穴で案内するとともに、同制御棒クラスタの複数のロッド部を、各ロッド部の位置にそれぞれ対応させて上記第一貫通穴の周囲に分散されかつ第一貫通穴と連通するように配設された各第二貫通穴で案内する案内板の摩耗進行状態の予測を支援する方法であって、上記案内板の第一貫通穴に隣接する第二貫通穴の摩耗着目部位における摩耗体積と摩耗時間との関係を、上記制御棒クラスタのロッド部に同時に接触すると仮定した案内板の枚数に基づいて求めるステップと、案内板の幾何学的形状に基づいて当該案内板の摩耗体積を、この案内板の上記摩耗着目部位における第二貫通穴の第一貫通穴に向かう摩耗の直線距離を示す摩耗長さに換算するステップと、上記換算された摩耗長さを、上記摩耗体積と摩耗時間との関係に適用することにより、摩耗長さと摩耗時間との関係を求めるステップと、を備えたことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項１４記載の発明は、加圧水型原子炉の炉内構造物を構成する制御棒クラスタ案内管中の長手方向に列設され、制御棒クラスタのクラスタ部を、中心に設けられた第一貫通穴で案内するとともに、同制御棒クラスタの複数のロッド部を、各ロッド部の位置にそれぞれ対応させて上記第一貫通穴の周囲に分散されかつ第一貫通穴と連通するように配設された各第二貫通穴で案内する案内板の摩耗進行状態の予測をコンピュータを用いて支援するためのプログラムであって、上記案内板の第一貫通穴に隣接する第二貫通穴の摩耗着目部位における摩耗体積と摩耗時間との関係を、上記制御棒クラスタのロッド部に同時に接触すると仮定した案内板の枚数に基づいて求める第一解析手段と、案内板の幾何学的形状に基づいて当該案内板の摩耗体積を、この案内板の上記摩耗着目部位における第二貫通穴の第一貫通穴に向かう摩耗の直線距離を示す摩耗長さに換算する換算手段と、上記換算された摩耗長さを、上記摩耗体積と摩耗時間との関係に適用することにより、摩耗長さと摩耗時間との関係を求める第二解析手段としてコンピュータを機能させることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項１５記載の発明は、加圧水型原子炉の炉内構造物を構成する制御棒クラスタ案内管中の長手方向に列設され、制御棒クラスタのクラスタ部を、中心に設けられた第一貫通穴で案内するとともに、同制御棒クラスタの複数のロッド部を、各ロッド部の位置にそれぞれ対応させて上記第一貫通穴の周囲に分散されかつ第一貫通穴と連通するように配設された各第二貫通穴で案内する案内板の摩耗進行状態の予測を支援するシステムであって、上記案内板の第一貫通穴に隣接する第二貫通穴の摩耗着目部位における摩耗体積と摩耗時間との関係を、上記制御棒クラスタのロッド部に同時に接触すると仮定した案内板の枚数に基づいて求める第一解析手段と、案内板の幾何学的形状に基づいて当該案内板の摩耗体積を、この案内板の上記摩耗着目部位における第二貫通穴の第一貫通穴に向かう摩耗の直線距離を示す摩耗長さに換算する換算手段と、上記換算された摩耗長さを、上記摩耗体積と摩耗時間との関係に適用することにより、摩耗長さと摩耗時間との関係を求める第二解析手段と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１８】
これらの構成によれば、制御棒クラスタ案内管の案内板の第一貫通穴に隣接する第二貫通穴の摩耗着目部位における摩耗体積と摩耗時間との関係が、上記制御棒クラスタのロッド部に同時に接触すると仮定した案内板の枚数に基づいて求められ、案内板の幾何学的形状に基づいて当該案内板の摩耗体積が、この案内板の上記摩耗着目部位における第二貫通穴の第一貫通穴に向かう摩耗の直線距離を示す摩耗長さに換算され、上記換算された摩耗長さが、上記摩耗体積と摩耗時間との関係に適用されることにより、摩耗長さと摩耗時間との関係が求められるので、この摩耗長さと摩耗時間との関係に基づいて摩耗進行状態の予測が支援され、制御棒クラスタ案内管に対し精度のよい摩耗予測が可能となる。
【００１９】
請求項６記載の発明のように、制御棒クラスタ案内管の最下段に配設された案内板について、上記摩耗体積と摩耗時間との関係を求めることとすれば、制御棒クラスタ案内管の健全性を維持した摩耗進行予測が可能となるとともに、その制御棒クラスタ案内管に対し精度のよい摩耗予測が可能となる。
【００２０】
請求項７記載の発明のように、上記摩耗体積と摩耗時間との関係を求める際に、上記最下段に配設された案内板よりも上段の案内板の摩耗をも加味することとすれば、制御棒クラスタ案内管の健全性を維持した摩耗進行予測が可能となるとともに、その制御棒クラスタ案内管に対しさらに精度のよい摩耗予測が可能となる。
【００２１】
請求項８記載の発明は、加圧水型原子炉の炉内構造物を構成する制御棒クラスタ案内管の長手方向に列設され、制御棒クラスタのクラスタ部を、中心に設けられた第一貫通穴で案内するとともに、同制御棒クラスタの複数のロッド部を、各ロッド部の位置にそれぞれ対応させて上記第一貫通穴の周囲に分散されかつ第一貫通穴と連通するように配設された各第二貫通穴で案内する案内板の摩耗状態の検査を支援する方法であって、点検時に上記案内板の第一貫通穴に隣接する第二貫通穴の摩耗着目部位が撮像された撮像画像に基づいて、上記摩耗着目部位における第二貫通穴の第一貫通穴に向かう摩耗の直線距離を示す摩耗長さを算出するステップと、予め設定された摩耗長さの最大値に基づいて、上記算出された摩耗長さを評価するための管理摩耗長さを設定するステップと、上記案内板の摩耗着目部位における摩耗体積と摩耗時間との関係を、上記制御棒クラスタのロッド部に同時に接触すると仮定した案内板の枚数に基づいて求めるステップと、案内板の幾何学的形状に基づいて当該案内板の摩耗体積を、この案内板の上記摩耗着目部位における摩耗長さに換算するステップと、上記換算された摩耗長さを、上記摩耗体積と摩耗時間との関係に適用することにより、摩耗長さと摩耗時間との関係を求めるステップと、上記求められた摩耗長さと摩耗時間との関係と、点検時における摩耗長さの算出値とに基づいて摩耗進行状態を予測するステップと、を備えたことを特徴とするものである。
【００２２】
請求項１６記載の発明は、加圧水型原子炉の炉内構造物を構成する制御棒クラスタ案内管の長手方向に列設され、制御棒クラスタのクラスタ部を、中心に設けられた第一貫通穴で案内するとともに、同制御棒クラスタの複数のロッド部を、各ロッド部の位置にそれぞれ対応させて上記第一貫通穴の周囲に分散されかつ第一貫通穴と連通するように配設された各第二貫通穴で案内する案内板の摩耗状態の検査をコンピュータを用いて支援するためのプログラムであって、点検時に上記案内板の第一貫通穴に隣接する第二貫通穴の摩耗着目部位が撮像された撮像画像に基づいて、上記摩耗着目部位における第二貫通穴の第一貫通穴に向かう摩耗の直線距離を示す摩耗長さを算出する算出手段と、予め設定された摩耗長さの最大値に基づいて、上記算出された摩耗長さを評価するための管理摩耗長さを設定する設定手段と、上記案内板の摩耗着目部位における摩耗体積と摩耗時間との関係を、上記制御棒クラスタのロッド部に同時に接触すると仮定した案内板の枚数に基づいて求める第一解析手段と、案内板の幾何学的形状に基づいて当該案内板の摩耗体積を、この案内板の上記摩耗着目部位における摩耗長さに換算する換算手段と、上記換算された摩耗長さを、上記摩耗体積と摩耗時間との関係に適用することにより、摩耗長さと摩耗時間との関係を求める第二解析手段と、上記求められた摩耗長さと摩耗時間との関係と、点検時における摩耗長さの算出値とに基づいて摩耗進行状態を予測する予測手段としてコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
【００２３】
請求項１７記載の発明は、加圧水型原子炉の炉内構造物を構成する制御棒クラスタ案内管の長手方向に列設され、制御棒クラスタのクラスタ部を、中心に設けられた第一貫通穴で案内するとともに、同制御棒クラスタの複数のロッド部を、各ロッド部の位置にそれぞれ対応させて上記第一貫通穴の周囲に分散されかつ第一貫通穴と連通するように配設された各第二貫通穴で案内する案内板の摩耗状態の検査を支援するシステムであって、点検時に上記案内板の第一貫通穴に隣接する第二貫通穴の摩耗着目部位が撮像された撮像画像に基づいて、上記摩耗着目部位における第二貫通穴の第一貫通穴に向かう摩耗の直線距離を示す摩耗長さを算出する算出手段と、予め設定された摩耗長さの最大値に基づいて、上記算出された摩耗長さを評価するための管理摩耗長さを設定する設定手段と、上記案内板の摩耗着目部位における摩耗体積と摩耗時間との関係を、上記制御棒クラスタのロッド部に同時に接触すると仮定した案内板の枚数に基づいて求める第一解析手段と、案内板の幾何学的形状に基づいて当該案内板の摩耗体積を、この案内板の上記摩耗着目部位における摩耗長さに換算する換算手段と、上記換算された摩耗長さを、上記摩耗体積と摩耗時間との関係に適用することにより、摩耗長さと摩耗時間との関係を求める第二解析手段と、上記求められた摩耗長さと摩耗時間との関係と、点検時における摩耗長さの算出値とに基づいて摩耗進行状態を予測する予測手段と、を備えたことを特徴とするものである。
【００２４】
これらの構成によれば、点検時に上記案内板の第一貫通穴に隣接する第二貫通穴の摩耗着目部位が撮像された撮像画像に基づいて、上記摩耗着目部位における第二貫通穴の第一貫通穴に向かう摩耗の直線距離を示す摩耗長さが算出され、予め設定された摩耗長さの最大値に基づいて、上記算出された摩耗長さを評価するための管理摩耗長さが設定され、上記案内板の摩耗着目部位における摩耗体積と摩耗時間との関係が、上記制御棒クラスタのロッド部に同時に接触すると仮定した案内板の枚数に基づいて求められ、案内板の幾何学的形状に基づいて当該案内板の摩耗体積が、この案内板の上記摩耗着目部位における摩耗長さに換算され、上記換算された摩耗長さが、上記摩耗体積と摩耗時間との関係に適用されることにより、摩耗長さと摩耗時間との関係が求められ、上記求められた摩耗長さと摩耗時間との関係と、点検時における摩耗長さの算出値とに基づいて摩耗進行状態が予測されるので、制御棒クラスタ案内管の摩耗予測に基づく検査が可能となり、制御棒クラスタ案内管の技術的で合理的な点検が可能となる。
【００２５】
請求項９記載の発明のように、上記摩耗進行状態の予測値と上記管理摩耗長さの設定値とを比較し、次回点検までにこの予測値が管理摩耗長さを超えないような点検周期が設定可能か否かを一次判定するステップを備えたこととすれば、制御棒クラスタ案内管の点検周期の設定が支援され、その設定された点検周期に基づいて制御棒クラスタ案内管の技術的で合理的な点検が可能となる。
【００２６】
請求項１０記載の発明のように、上記一次判定で点検周期が設定可能であると判定されたときには、次回の点検周期を設定し、上記一次判定で点検周期が設定不可能であると判定されたときには、所定の試験的手法又は解析手法を含む詳細評価を行うことにより、次回点検周期が設定可能か否かを二次判定するステップを備えたこととすれば、制御棒クラスタ案内管の点検周期の設定され、その設定された点検周期に基づいて制御棒クラスタ案内管の技術的でさらに合理的な点検が可能となる。
【００２７】
請求項１１記載の発明のように、上記二次判定で点検周期が設定可能であると判定されたときには、次回の点検周期を設定し、上記二次判定で点検周期が設定不可能であると判定されたときには、制御棒クラスタ案内管の取り替えを行うように提示し、次回の点検周期の設定を行うステップを備えたこととすれば、制御棒クラスタ案内管の点検周期の設定が支援され、その設定された点検周期に基づいて制御棒クラスタ案内管の技術的でさらに合理的な点検が可能となる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１は原子炉の炉内構造物を示す斜視説明図、図２は制御棒クラスタの構造を示す斜視説明図である。また、図３は制御棒クラスタ案内管の構造を示す斜視説明図であって、（ａ）は全体構造図、（ｂ）はそのＡ部断面拡大図である。
【００２９】
図１に示すように、加圧水型原子炉（ＰＷＲ）の原子炉容器８０内に配設される炉内構造物は、上部炉内構造物８１と下部炉内構造物９０とに分けられる。上部炉内構造物８１は、主に図２の制御棒クラスタ７０の位置決めおよび案内を行うものであり、原子炉容器ふた８１ａ、上部炉心板８２、上部炉心支持柱８３、上部炉心支持板８４、制御棒クラスタ案内管８５等から構成されている。下部炉内構造物９０は、主に燃料集合体９１を支持するものであり、炉心そう９２、炉心バッフル９３、炉心バッフル取付板９４、下部炉心板９５、下部炉心支持柱９６、下部炉心支持板９７等から構成されている。
【００３０】
制御棒クラスタ７０は、原子炉容器ふた８１ａに取付けられた上部駆動軸６０と図示しない磁気クラッチを介して連結され、図２に示すように、その連結部（クラスタ部に相当する。）７１に複数の制御棒（ロッド部に相当する。）７２がスパイダ状に取付けられている。なお、連結棒７１はステンレス鋼製であり、制御棒７２はステンレス鋼製の被覆管に中性子吸収材を封入してなっている。
【００３１】
制御棒クラスタ案内管８５は、上記制御棒７２の燃料集合体９１への円滑な出し入れを目的として設置され、燃料集合体９１の健全性を損なうことのないように適切に位置決めすることや燃料を適切に冷却するための流路を形成するものである。この制御棒クラスタ案内管８５は、すべてステンレス鋼製であり、図３（ａ）に示すように、原子炉容器ふた８１ａと上部炉心支持板８４との間の第一囲板８５１と、上部炉心支持板８４と上部炉心板８２との間の第二囲板８５２とからなり、この第二囲板８５２の長手方向に、例えば同図（ｂ）に示すような案内板８５３が列設され、上記クラッチオフで重力落下する制御棒クラスタ７０を順次案内するようになっている。なお、制御棒クラスタ案内管８５の最下段の案内板８５３の下方には、制御棒クラスタ７０を連続的に案内するコンティニュアス８５２ａが設けられている。
【００３２】
図４は案内板の構造の一例を示す平面図であって、（ａ）は全体構造図、（ｂ）はその摩耗着目部位であるＢ部拡大図である。また、図５は案内板の摩耗進行状況を示す説明図である。
【００３３】
案内板８５３は、図４（ａ）に示すように、制御棒クラスタ７０の各制御棒７２を案内するための複数の小穴（第二貫通穴に相当する。）８５４の内側に、各小穴８５４に連通してかつ制御棒クラスタ７０の連結部７１が通過するように設けられた１つの大穴（第一貫通穴に相当する。）８５５を有する平坦な案内板リガメントを構成しており、同図（ｂ）におけるような、摩耗着目部位における大穴８５５と、これに隣接する小穴８５４との間隔としてのリガメント長さＬ１０を有している。なお、摩耗着目部位の数は、制御棒クラスタ案内管８５の形式（連結部７１周りの各制御棒７２の本数とその配置、リガメント長さＬ１０等）により異なるものである。
【００３４】
ここでは、制御棒クラスタ７０の流体振動により、案内板８５３の摩耗着目部位の摩耗が進行すると、その制御棒クラスタ７０の制御棒７２が小穴８５４から大穴８５５へ抜け出す可能性があるものと仮定する。摩耗を評価するに当たっては、いわゆる摩耗長さＬ１（第１磨耗長さ）なる概念を導入する。この摩耗長さＬ１とは、摩耗着目部位における案内板８５３の小穴８５４から大穴８５５に向かう摩耗（図５（ｂ），（ｃ）におけるハッチング部分）の直線距離を示すものである。
【００３５】
そして、図５（ａ）に示すように、摩耗がない状態での制御棒７２の中心位置Ｏを基準（摩耗長さＬ１が０％である。）とし、同図（ｂ）に示すように、摩耗の進行に伴いその中心位置がＯ’へと移動していって、ついには同図（ｃ）に示すように、Ｏ”（リガメント端部）に達し、形状的に制御棒７２が小穴８５４から大穴８５５へ抜け出る状態になったものを最大摩耗長さ（摩耗長さＬ１が１００％である。）Ｌ１maxとする。
【００３６】
図６は本発明の一実施形態に係る制御棒クラスタ案内管の検査支援方法を適用可能なシステムの全体構成を示すブロック図、図７は制御棒クラスタ案内管の案内板における摩耗着目部位を模式的に示した説明図である。制御棒クラスタ案内管８５の形式はプラント間で相違することがあるので、ここでは、制御棒クラスタ案内管８５の形式によりプラントをグルーピングしておき、基本的に通常運転時に制御棒７２を案内している制御棒クラスタ案内管８５ごとにそのすべての案内板８５３を管理対象とすることとした。
【００３７】
このシステム１は、ＣＰＵ、メモリ、外部記憶装置、ＣＣＤカメラ、キーボードやマウス及びモニタ等の入出力手段、を備えたコンピュータから構成されており、機能的には、図６に示すように、撮像制御手段２と、算出手段３と、設定手段４と、第一解析手段５と、換算手段６と、第二解析手段７、予測手段８と、第一判定手段９と、第二判定手段１０と、点検周期設定手段１１と、提示手段１２とを備えている。なお、これらの各機能はプログラムによって実現され、このプログラムはインターネット等のネットワークからのダウンロードや、ＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読取り可能な記録媒体等によって提供されるようになっている。以下、各機能要素について説明する。
【００３８】
撮像制御手段２は、原子炉の点検時に、制御棒クラスタ案内管８５中において制御棒クラスタ７０を案内する案内板８５３の摩耗着目部位が撮像された、例えば図７に示すような、ビデオ画像（撮像画像）を外部記憶装置に記憶させるものである。なお、ビデオ画像の撮像には、例えば駆動装置６０の図示しない駆動軸を一時的に除去し、制御棒クラスタ案内管８５中に挿入したＣＣＤカメラ等の撮像手段が使用される。
【００３９】
算出手段３は、このビデオ画像から、例えばスケーラを用いて読取られた摩耗状態に基づき、上記摩耗着目部位における案内板８５３の摩耗長さＬ１を算出するものである。この摩耗長さＬ１は次式（１）を用いて算出することができる。
【００４０】
Ｌ１＝√｛（ｄ2／２）2−ａ2｝−√｛（ｄ1／２）2−ａ2｝・・・（１）
ただし、ｄ2は案内板８５３の摩耗着目部位におけるビデオ画像に基づく摩耗後の小穴８５４の内径（ただし、その最大値を真円に置き換えている）、ｄ1は案内板８５３の摩耗着目部位における小穴８５４の内径の初期値、ａは案内板８５３の摩耗着目部位における連通部分の開口幅の半分の値（半幅）である。なお、図７では、理解がしやすいように、小穴８５４から大穴８５５に向かう摩耗の領域をハッチングで示している。
【００４１】
設定手段４は、予め設定された摩耗長さ（第２磨耗長さ）の最大値である最大摩耗長さＬ１maxに基づいて、上記算出された摩耗長さＬ１を評価するための管理摩耗長さＬ０を設定するものである。ここでは、案内板８５３が摩耗して、制御棒７２の摩耗状態と外力のかかり具合によって制御棒７２が小穴８５４から大穴８５５へ抜け出す場合を想定する。
【００４２】
制御棒７２の抜け出し自体は必ずしも案内板８５３の案内機能を喪失することにはならないが、制御棒７２の抜け出しを防ぐことにより案内機能の維持を担保することができる。したがって、制御棒７２の抜け出しによる制御棒挿入時間への影響はないものとされる。また、最も安全側に管理を行う場合として、制御棒７２の摩耗は最大の摩耗状態（被覆管厚さ）を加味することとし、上記管理摩耗長さＬ０として、地震時に摩耗を加味した制御棒７２が抜け出す可能性のある、最大摩耗長さＬ１maxの約７０％以下（好ましくは、約６６％以下）の摩耗とする。
【００４３】
なお、本発明者は、制御棒７２の被覆管厚さを実機における５００μｍとした上で、いわゆるＳ２地震による振動解析を行い、その結果に基づいて当該管理摩耗長さＬ０を設定するとともに、地震の慣性力により制御棒被覆管に過大応力がかからないことも確認した。よって、摩耗長さＬ１が管理摩耗長さＬ０以下であれば、制御棒７２の摩耗程度によらず、制御棒クラスタ案内管８５はその機能を維持できる。
【００４４】
第一解析手段５は、案内板８５３の上記摩耗着目部位における摩耗体積と摩耗時間との関係を、制御棒クラスタ７０の制御棒７２に同時に接触すると仮定した案内板８５３の枚数に基づいて求めるものである。従来、制御棒クラスタ７０の摩耗は、定常状態の流体振動による摩耗を生じさせる力（ワークレート）が一定であると考え、摩耗量を評価する次式（２）（いわゆるArchardの式）を採用している。そこで、ここでは制御棒クラスタ案内管８５の案内板８５３の摩耗もワークレート一定と考えて同式（２）を採用することとした。ただし、ワークレート値は、制御棒クラスタ７０のそれとは異なるものとする。
【００４５】
Ｖ＝Ｋ×Ｆ×Ｓ＝Ｋ×Ｆ×ｖ×ｔ・・・（２）
ここで、Ｖは案内板８５３の摩耗体積（ｍ3）、Ｋは比摩耗係数と呼ばれる係数（ｍ2／Ｎ）、Ｆは案内板８５３が制御棒７２から受ける接触荷重（Ｎ）、Ｓは案内板８５３に対する制御棒７２の摺動距離（ｍ）、ｖは同摺動速度（ｍ／ｓ）、ｔは摩耗時間としての案内板８５３と制御棒７２との接触時間（ｓ）である。
【００４６】
この式では、ワークレートは、Ｆ×ｖで表され、これが一定であれば、摩耗体積は摩耗時間に比例することがわかる。
【００４７】
換算手段６は、案内板８５３の幾何学的形状に基づいて当該案内板の摩耗体積を、上記摩耗長さＬ１に換算するものである。ところで、上記図４（ｂ）に示すように、案内板８５３の小穴８５４と大穴８５５の内側には、それぞれ先細りとなるテーパ８５４ａ，８５５ａがつけられている。したがって、摩耗初期とその末期とでは、このテーパ８５４ａ，８５５ａの部分が摩耗するため、摩耗長さの増分に対して摩耗体積の増分が少なくなる。
【００４８】
第二解析手段７は、この換算された摩耗長さＬ１を、上記摩耗体積と摩耗時間との関係に適用することにより、摩耗長さと摩耗時間との関係を求めるものである。すなわち、制御クラスタ案内管８５の案内板８５３の摩耗は摩耗長さＬ１で管理するので、摩耗体積と摩耗時間との関係を、摩耗長さと摩耗時間との関係で表すのが好ましい。
【００４９】
そこで、案内板８５３の幾何学的な形状から、摩耗体積と摩耗長さとの関係を求めると、図８（ａ）に示すようになった。同図では、横軸が摩耗体積、縦軸が摩耗長さであるが、上述したように、摩耗初期とその末期とでは、摩耗長さの増分に対して摩耗体積の増分が少ないため、それらの時期の曲線は立ち上がっている。
【００５０】
また、摩耗体積と摩耗時間とは比例するので、摩耗長さと摩耗時間との関係は、図８（ｂ）に示すようになった。同図では、横軸が摩耗長さ１００％における摩耗時間を１．０として、それ以下の摩耗長さにおける摩耗時間を比率で表示した相対時間、縦軸が摩耗長さであり、上記８（ａ）と同様の曲線となっている。すなわち、以上の関係は制御棒クラスタ案内管８５の形状のみで決まるので、ワークレート一定の値そのものは未知であっても、摩耗長さと相対時間との関係を導くことができる。
【００５１】
また、制御棒クラスタ案内管８５の案内板８５３の摩耗は、実機における制御棒７２の摩耗実績から、それが進行するにつれて接触する案内板８５３の枚数が増加していくことが考えられる。そして、制御棒７２が多数の案内板８５３に接触するほど、案内板８５３の１枚当たりの接触荷重は減少することになる。したがって、摩耗が進行し、制御棒７２が接触する案内板８５３の枚数も増加すれば、案内板８５３の１枚の単位時間当たりの摩耗体積は減少する。すなわち、摩耗の進行速度は遅くなると考えられる。
【００５２】
一方、実機における制御棒７２の振動モードと、どのような接触枚数で摩耗が進行するかは諸般の条件によって変化すると考えられるため、複数の案内板８５３への接触による分散を考慮しつつも、摩耗進行予測が安全側になるよう、１枚の案内板８５３の摩耗進行速度が最も大きくなる振動モードを想定した。
【００５３】
その摩耗パターンを図９に示した。同図では、制御棒７２を上端固定の片持ち梁と仮定しており、この制御棒７２が振動モードにより、上下方向に略等間隔に配設された８枚の案内板８５３と、それぞれ異なった接触状態となることを模式的に表している。
【００５４】
すなわち、図９（ａ）は１次振動モードであって、摩耗進行により、８枚の案内板８５３（ａ〜ｈ）のうち、１枚（ａ），２枚（ａ，ｂ），３枚（ａ〜ｃ）の案内板が順次に制御棒７２と接触するようになる。同図（ｂ）は２次振動モードであって、摩耗進行により、１枚（ｅ），３枚（ｄ〜ｆ），５枚（ｃ〜ｇ）の案内板が順次に制御棒７２と接触するようになる。同図（ｃ）は３次振動モードであって、２枚（ｃ，ｆ），６枚（ｂ〜ｇ），８枚（ａ〜ｈ）の案内板が制御棒７２と順次に接触するようになる。このように、振動モードが高次になるにつれて、制御棒７２が案内板８５３に接触する枚数が増加するので、安全側の摩耗進行予測を行うためには、なるべく少ない案内板８５３に制御棒７２が接触する１次振動モードを想定して摩耗予測曲線を求めたところ、以下のようになった。
【００５５】
制御棒７２を上端固定の片持ち梁と仮定して、制御棒クラスタ案内管８５のコンティニュアス８５２ａの上端に相当する位置に荷重を加え、制御棒７２を第一案内板（最下段の案内板ａ）の最大摩耗長さまで変形させる。なお、コンティニュアス８５２ａによる変形防止は安全側に考慮しない。ついで、制御棒７２が各案内板（最下段の案内板ａよりも上段の案内板ｂ，ｃ，・・・）に接触し始めるときのそれぞれの摩耗長さを求める。
【００５６】
具体的には、各タイムステップでの摩耗体積の合計を算出し、すべての案内板８５３でのワークレートが一定となるように曲線を求め、各案内板８５３に接触し始める時間（相対値）を求める。そして、摩耗進行の上記曲線をもとに、最も摩耗が進行する第一案内板の摩耗進行予測曲線を作成する。すなわち、この摩耗進行予測曲線は、制御棒７２と制御棒クラスタ案内管８５の案内板８５３の形状との関連だけで作成することができるが、その作成例を図１０に示す。
【００５７】
同図では、横軸は相対時間、縦軸は摩耗長さであり、相対時間の進行により、摩耗長さＬ１が曲線的に増大している。ただし、同図は、最下段にある第一案内板の上段のすべての案内板の摩耗を加味して作成したものであるので、これを加味していない上記図８（ｂ）に比べて曲線の立ち上がりが緩やかとなっている。このことから、図１０の摩耗進行予測曲線は、実機により近いものであるといえる。
【００５８】
予測手段８は、この作成した摩耗進行予測曲線である摩耗長さと相対時間との関係と、点検時における摩耗長さＬ１の算出値とに基づいて摩耗進行状態を予測するものである。具体的には、上記作成した摩耗進行予測曲線を、実機での点検結果を通るようにフィッティングすることにより、摩耗長さと相対時間との関係を摩耗長さと絶対時間（運転時間）との関係に置き換える。
【００５９】
その際、制御棒クラスタ案内管８５の形式によりグルーピングされたプラントのグループごとのフィッティングにより、複数の曲線を重ねて作成したものを図１１に示す。同図では、横軸は運転時間、縦軸は摩耗長さであり、グループ１，２，３と３つのグループについて、それぞれ摩耗進行予測曲線を作成している。図中の△印は、グループ１の初回点検結果、□印は、グループ２の初回点検結果、○印はグループ３の初回点検結果をそれぞれフィッティングしたものである。これらの曲線と管理摩耗長さとの各交点から、次回点検までの運転時間（点検周期）が求まる。このようにしてグループごとの摩耗予測が可能となる。
【００６０】
第一判定手段９は、上記摩耗進行状態の予測値である摩耗長さＬ１と上記管理摩耗長さＬ０の設定値とを比較し、次回点検までにこの摩耗長さＬ１が管理摩耗長さＬ０を超えないような点検周期が設定可能か否かを一次判定するものである。
【００６１】
第二判定手段１０は、上記一次判定で点検周期が設定可能であると判定されたときには、次回の点検周期を設定し、上記一次判定で点検周期が設定不可能であると判定されたときには、上記摩耗長さＬ１の算出値と管理摩耗長さＬ０の設定値とに基づいて、所定の試験的手法又は解析手法を含む詳細評価を行うことにより、次回点検周期が設定可能か否かを二次判定するものである。なお、所定の試験的手法とは例えば制御棒を点検することにより、その摩耗量を特定して評価に用いることであり、所定の解析手法とは例えば周知の有限要素法（ＦＥＭ）を用いて解析することである。
【００６２】
点検周期設定手段１１は、上記二次判定で点検周期が設定可能であると判定されたときには、次回の点検周期を設定し、上記二次判定で点検周期が設定不可能であると判定されたときには、制御棒クラスタ案内管８５等の取り替えを指示し、次回の点検周期の設定を行うものである。
【００６３】
提示手段１２は、上記要素での各出力結果を、出入力手段のＣＲＴ等を介して、オペレータ等に提示することにより、その検査を支援するものである。
【００６４】
図１２は本システムの動作を示すフローチャートである。以下、説明する。
【００６５】
図１２において、グループごとに初回点検を実施する。この初回点検時に、撮像制御手段２は、制御棒クラスタ案内管８５中において制御棒クラスタ７０を案内する案内板８５３の摩耗着目部位が、ＣＣＤカメラで撮影されたときのビデオ画像を外部記憶装置に記憶しておく（ステップＳ１）。
【００６６】
算出手段３は、このビデオ画像から、スケーラを使用して読取られた読取りデータを上記（１）式に適用して、上記着目部位における摩耗長さＬ１を算出する（ステップＳ２）。ここでは、個々のプラントにおける点検の対象となる制御棒クラスタ案内管８５は、全数を基本とする。ただし、摩耗データが蓄積され、各制御棒クラスタ案内管８５の摩耗進展傾向が予測できる場合には、摩耗進行程度が大きい案内管を含む部分検査とすることができる。また、点検の対象となる案内板８５３は、通常運転時に制御棒７２が案内されているすべての案内板８５３とする。ただし、各案内板８５３における点検対象案内板リガメントは、制御棒７２の案内機能に影響を与える可能性のある内側案内板リガメントとする（図４（ｂ）参照）。
【００６７】
設定手段４は、予め設定された最大摩耗長さＬ１maxの約７０％以下を、案内板８５３の管理摩耗長さＬ０として設定する（ステップＳ３）。この設定値は、制御棒クラスタ７０の制御棒７２の摩耗の最大値を加味したものであるが、実績データに基づいて設定することとしてもよい。
【００６８】
ついで、摩耗進行予測を行う。ここでは、第一解析手段５は、案内板８５３の摩耗体積と摩耗時間との関係を、制御棒クラスタ７０の制御棒７２に同時に接触する全案内板８５３を考慮して最下段の案内板について求める（ステップＳ４）。
【００６９】
変換手段６は、案内板８５３の幾何学的形状に基づいて当該案内板の摩耗体積を、上記摩耗長さに変換する（ステップＳ５）。
【００７０】
第二解析手段７は、この変換された摩耗長さを、上記摩耗体積と摩耗時間との関係に適用することにより、摩耗長さと摩耗時間との関係を求める（ステップＳ６）。
【００７１】
予測手段８は、この求められた摩耗長さと摩耗時間との関係と、初回点検時における摩耗長さの算出値とに基づいて、摩耗進行予測曲線を作成する（ステップＳ６）。
【００７２】
ついで、点検を実施する（ステップＳ７）。この点検の実施内容はステップＳ１〜Ｓ２と同様である。予測手段８は、この点検の結果を、グループごとに上記摩耗進行予測曲線上にフィッティングすることにより、図１１に示したようなグループごとの摩耗進行予測曲線を作成する（ステップＳ８）。
【００７３】
そして、第一判定手段９は、上記摩耗進行予測曲線から読み取った摩耗状態の予測値（摩耗長さＬ１）が次回点検までに管理摩耗長さＬ０を超えないような、点検周期が設定可能か否かを判定する（ステップＳ９）。次回点検は、最新の点検結果を反映した摩耗進行の予測値で管理摩耗長さＬ０に達すると予測される時期までに行う。また、管理摩耗長さＬ０には制御棒７２の摩耗を加味するものとする。なお、同一グループ内で先行して点検したプラントの点検結果、技術的根拠等がある場合、点検周期を別途設定することができる。ここで、設定可能であると判定された場合には、次回点検まで継続使用できるので、ステップＳ７に戻る。
【００７４】
一方、上記ステップ９で、設定不可能であると判定された場合には、第二判定手段１０は、詳細評価で次回点検が設定可能か否かを判定する（ステップＳ１０）。詳細評価は、例えば所定の試験的手法又は解析手法等により、次回点検までの制御棒クラスタ案内管８５としても機能が維持できるかについて行う。ここで、設定可能であると判定された場合には、次回点検まで継続使用できるので、ステップＳ７に戻る。
【００７５】
一方、設定不可能であると判定された場合には、提示手段１２は制御棒クラスタ案内管８５の一部又は全数を取り替え、あるいは、炉内構造物の取り替えるように提示をオペレータ等に与えるとともに、点検周期の設定を行いその設定された点検周期を提示する（ステップＳ１１）。そして、上記ステップＳ７〜Ｓ９を発電所の使用期間中繰返す。その際、上記ステップＳ９での一次判定や、上記ステップＳ１０での二次判定結果のいかんにかかわらず、上記ステップＳ１１の措置を保全措置として選択することもできる。
【００７６】
このシステム１によれば、制御棒クラスタ案内管８５の摩耗予測によって、検査が支援されるので、その制御棒クラスタ案内管８５の技術的で合理的な点検が可能となる。
【００７７】
なお、上記実施形態のシステムのすべての要素を備える必要はなく、例えば、算出手段３と、設定手段４とを備えた場合には、算出手段３は、案内板８５３の摩耗着目部位が撮像された撮像画像に基づいて、上記摩耗着目部位における案内板８５３の摩耗長さＬ１を算出し、設定手段４は、予め設定された最大摩耗長さＬ１maxに基づいて、案内板８５３の管理摩耗長さＬ０を設定するので、この摩耗長さＬ１と管理摩耗長さＬ０とに基づいて、制御棒クラスタ案内管８５の摩耗状態の評価が支援され、現在の摩耗状態の客観的な評価が可能となる。
【００７８】
また、例えば第一解析手段５と、換算手段６と、第二解析手段７とを備えた場合には、第一解析手段５は、案内板８５３の摩耗体積と摩耗時間との関係を、上記制御棒クラスタ７０の制御棒７２に同時に接触すると仮定した案内板８５３の枚数に基づいて求め、変換手段６は、案内板８５３の幾何学的形状に基づいて当該案内板の摩耗体積を、案内板８５３の摩耗長さＬ１に換算し、第二解析手段７は、この換算された摩耗長さＬ１を、上記摩耗体積と摩耗時間との関係に適用することにより、摩耗長さと摩耗時間との関係を求めるので、この摩耗長さと摩耗時間との関係に基づいて、制御棒クラスタ案内管８５の摩耗進行状態の予測が支援され、将来の摩耗進行状態の精度のよい予測が可能となる。
【００７９】
さらに、上記実施形態のシステム等は、加圧水型原子炉（ＰＷＲ）に適用した場合について説明しているが、同システム等を改良型の加圧水型原子炉（ＡＰＷＲ）等に適用できることはいうまでもない。
【００８０】
【発明の効果】
請求項１，１２，１３記載の発明によれば、制御棒クラスタ案内管の摩耗状態の評価が支援され、その客観的な評価を行うことができる。
【００８１】
請求項２記載の発明によれば、制御棒クラスタ案内管の摩耗状態のさらに客観的な評価を行うことができる。
【００８２】
請求項３記載の発明によれば、地震時を含めた制御棒クラスタ案内管の健全性を維持できるとともに、その制御棒クラスタ案内管の摩耗状態の客観的な評価を行うことができる。
【００８３】
請求項４記載の発明によれば、地震時を含めた制御棒クラスタ案内管の健全性を維持できるとともに、その制御棒クラスタ案内管の摩耗状態のさらに客観的な評価を行うことができる。
【００８４】
請求項５，１４，１５記載の発明によれば、制御棒クラスタ案内管の案内板の摩耗着目部位における摩耗長さと時間との関係に基づいて、摩耗進行状態の予測が支援され、制御棒クラスタ案内管に対し精度のよい摩耗予測を行うことができる。
【００８５】
請求項６記載の発明によれば、制御棒クラスタ案内管の健全性を維持した精度のよい摩耗進行予測を行うことができる。
【００８６】
請求項７記載の発明によれば、制御棒クラスタ案内管の健全性を維持したさらに精度のよい摩耗進行予測を行うことができる。
【００８７】
請求項８，１６，１７記載の発明によれば、制御棒クラスタ案内管の摩耗予測によって検査が支援されるので、制御棒クラスタ案内管の技術的で合理的な点検を行うことができる。
【００８８】
請求項９記載の発明によれば、制御棒クラスタ案内管の点検周期の設定が支援され、その設定された点検周期に基づいて制御棒クラスタ案内管の技術的で合理的な点検を行うことができる。
【００８９】
請求項１０記載の発明によれば、制御棒クラスタ案内管の点検周期の設定され、その設定された点検周期に基づいて制御棒クラスタ案内管の技術的でさらに合理的な点検を行うことができる。
【００９０】
請求項１１記載の発明によれば、制御棒クラスタ案内管の点検周期の設定が支援され、その設定された点検周期に基づいて制御棒クラスタ案内管の技術的でさらに合理的な点検を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】原子炉の炉内構造物を示す斜視説明図である。
【図２】制御棒クラスタの構造を示す斜視説明図である。
【図３】制御棒クラスタ案内管の構造を示す斜視説明図である。
【図４】案内板の構造の一例を示す平面図である。
【図５】案内板の摩耗進行状況を示す説明図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る制御棒クラスタ案内管の検査方法に適用可能なシステムの全体構成を示すブロック図である。
【図７】摩耗長さの算出方法を示す説明図である。
【図８】摩耗体積と摩耗長さとの関係等を示す説明図である。
【図９】摩耗パターンの一例を示す説明図である。
【図１０】摩耗予測曲線の一例を示す説明図である。
【図１１】点検結果でフィッティングした摩耗予測曲線の一例を示す説明図である。
【図１２】本システムの動作手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  システム
２  撮像制御手段
３  算出手段
４  設定手段
５  第一解析手段
６  換算手段
７  解析手段
８  第二予測手段
９  第一判定手段
１０  第二判定手段
１１  点検周期設定手段
１２  提示手段
７０  制御棒クラスタ
７１  連結部（クラスタ部に相当する。）
７２  制御棒（ロッド部に相当する。）
８０  原子炉容器
８５  制御棒クラスタ案内管
８５３  案内板
８５４  小穴（第二貫通穴に相当する。）
８５５  大穴（第一貫通穴に相当する。）
Ｌ０  管理摩耗長さ
Ｌ１  摩耗長さ
Ｌ１max  最大摩耗長さ（摩耗長さの最大値に相当する。）
【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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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