JP3316453B2 - 漏洩検知装置 - Google Patents

漏洩検知装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば原子力発電
プラント一次系の機器等から冷却材の漏洩を監視するた
めの漏洩検知装置に関する。
【0002】
【従来の技術】原子力発電プラントの一次系が設置され
るC/V内部の配管・機器・容器等かにの冷却材の漏洩
監視は、放射線物質による汚染防止上から非常に厳密な
監視が要求される。
【0003】このような漏洩監視装置としては、例えば
ドレンサンプ水位、塵埃モニタ等があるが、C/V内部
のどこかで漏洩が発生していることを検知できるのみ
で、その漏洩部位を特定できる検出能力は持っていな
い。このため漏洩監視装置としては、漏洩部位を特定す
ることが重要となる。
【0004】図5は漏洩監視装置を適用した原子力発電
プラントの一次系機器全体の系統図である。原子炉容器
1には、一次系主配管2を通して蒸気発生器3、冷却材
循環ポンプ4が接続されるとともに、一次系主配管2に
対して一次系枝配管5を介して加圧器6が接続されてい
る。
【0005】このような原子力発電プラントの一次系で
は、原子炉容器1から一次系主配管2及び一次系枝配管
5の内部に流れる冷却材が全て高温高圧下の状態にあ
り、その全てが漏洩検知の対象となる。このような冷却
材の漏洩検知は、例えば一次系主配管2に接続された漏
洩検知装置7により行われている。
【0006】図6はかかる漏洩検知装置7の構成図であ
って、複数の超音波センサ8−1〜8−nが一次系主配
管2に設置されている。これら超音波センサ8−1〜8
−nは、例えば漏洩欠陥部で非常に狭い割れの内部を高
温高圧の冷却材が通過する際の流れによって発生する超
音波領域の固体伝搬音として得られる漏洩音を検出して
その漏洩音信号を出力する機能を有している。そして、
これら超音波センサ8−1〜8−nは、漏洩位置特定の
位置精度に応じて多数点に設置される。
【0007】これら超音波センサ8−1〜8−nの各出
力端子には、それぞれ各プリアンプ9−1〜9−n、各
コンディショナ10−1〜10−n、各実効値処理部1
1−1〜11−nが接続され、かつこれら実効値処理部
11−1〜11−nの出力端子に記録表示部12が共通
接続されている。
【0008】このうち各プリアンプ9−1〜9−nは、
各超音波センサ8−1〜8−nから出力される微弱な漏
洩音信号を前置増幅するもので、この前置増幅により微
弱な漏洩信号を例えば長距離離れた各コンディショナ1
0−1〜10−nまでの長距離伝送を可能にしている。
【0009】又、各コンディショナ10−1〜10−n
は、フィルタ処理及び測定レンジ切替え等の機能を有
し、各超音波センサ8−1〜8−nから出力される漏洩
音信号に含まれる漏洩音以外の機器騒音等の背景雑音の
影響を除き、漏洩音のSN比の改善のためのフィルタが
内蔵されている。
【0010】各実効値処理部11−1〜11−nは、超
音波領域の漏洩音信号の実効値処理を行い、漏洩音信号
の大きさに比例したDC電圧信号に変換して記録表示部
12に送るもので、DC電圧信号に変換することで記録
表示部12での処理が容易となる。
【0011】このような構成であれば、漏洩の開始は、
記録表示部12でのトレンド監視により検知される。
【0012】すなわち、各超音波センサ8−1〜8−n
は、例えば漏洩欠陥部で非常に狭い割れの内部を高温高
圧の冷却材が通過する際の流れによって発生する超音波
領域の固体伝搬音として得られる漏洩音を検出してその
漏洩音信号を出力する。
【0013】これら超音波センサ8−1〜8−nから出
力された微弱な各漏洩音信号は、それぞれ各プリアンプ
9−1〜9−nにより前置増幅され、次の各コンディシ
ョナ10−1〜10−nにより漏洩音以外の機器騒音等
の背景雑音の影響が除かれ、さらに各実効値処理部11
−1〜11−nにより実効値処理が行われてその漏洩音
信号の大きさに比例したDC電圧信号に変換されて記録
表示部12に送られる。そして、この記録表示部12で
は、各超音波センサ8−1〜8−nの配置位置とその対
応する各漏洩音信号のレベルとを対比させて表示する。
【0014】図7はかかる記録表示部12での表示例を
示し、横軸に各超音波センサ8−1〜8−nの配置位置
を示し、縦軸に各超音波センサ8−1〜8−nの各漏洩
音信号レベルを示している。このような表示であれば、
各超音波センサ8−1〜8−nの各漏洩音信号レベルの
勾配傾向から漏洩位置の特定が可能、例えば漏洩音信号
レベルの最も高くなるところを漏洩位置として特定する
ことができる。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一次系
主配管2や一次系枝配管5の配管部を伝搬する漏洩音の
減衰は、一様断面において減衰が少なく勾配が緩やかと
なり、漏洩位置の判別には問題がある。
【0016】又、漏洩位置の特定には、多数の超音波セ
ンサ8−1〜8−nを設置する必要があり、システムが
肥大化し、原子力発電プラントの一次系という特殊な環
境においては複雑すぎて、実際の運用には保守等に関し
ても種々の問題がある。
【0017】そこで本発明は、センサの設置数を削減し
てシステムの複雑さを回避して容易に漏洩位置の特定が
できる漏洩検知装置を提供することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】請求項1によれば、漏洩
により発生する漏洩音を少なくとも2点間で検出する間
隔をおいて配置された一組の各漏洩音センサを複数組配
置して構成される漏洩音センサ群と、各組ごとの各漏洩
音センサにより検出される各漏洩音信号の遅れ時間を求
め、この遅れ時間を「+符号」「−符号」で表示し、か
つこれら組ごとに漏洩音の各伝搬方向を求め、これら
搬方向に基づいて漏洩の存在区間を特定する処理手段と
を具備したことを特徴とする漏洩検知装置である。
【0019】
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。なお、図6と同一部分に
は同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【0021】図1は原子力発電プラントの一次系に適用
した場合の漏洩監視装置の構成図である。
【0022】一次系主配管2には、一方の組の2つの超
音波センサ(超音波センサ群)8−1と8−2及び他方
の組の2つの超音波センサ(超音波センサ群)8−3と
8−4が設置されている。以下、説明の度合い上、一方
の組の超音波センサ8−1、8−2をA、A’とし、他
方の組の超音波センサ8−3、8−4をB、B’として
説明する。これら組内の各超音波センサAとA’、Bと
B’同士は、隣接して配置され、かつこれら組間の超音
波センサA、A’とB、B’とは、漏洩位置特定の位置
精度に応じた間隔に設置されている。
【0023】これら超音波センサA、A’とB、B’と
の各出力端子には、それぞれ各プリアンプ9−1、9−
2と9−3、9−4、各コンディショナ10−1、10
−2と10−3、10−4が接続され、かつこれらコン
ディショナ10−1、10−2と10−3、10−4の
出力端子にスキャナ13が共通接続され、さらに信号処
理部14が共通接続されている。
【0024】スキャナ13は、各組の超音波センサA、
A’とB、B’とからの各漏洩音信号を、これら各組別
に選択しスキャンして取り込み、後続の信号処理部14
に送る機能を有している。
【0025】この信号処理部14は、スキャナ13によ
り取り込まれた各組ごとの各漏洩音センサA、A’と
B、B’により検出される2点間での漏洩音信号のイン
パルス応答の遅れ時間を求め、この遅れ時間に基づいて
2点での漏洩音の各伝搬方向をそれぞれ識別し、これら
伝搬方向に基づいて漏洩の存在区間を特定する機能を有
している。
【0026】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。
【0027】各組の超音波センサA、A’とB、B’
は、それぞれ例えば一次系主配管2や一次系枝配管5の
配管部における漏洩欠陥部で非常に狭い割れの内部を高
温高圧の冷却材が通過する際の流れによって発生する超
音波領域の固体伝搬音として得られる漏洩音を検出して
その漏洩音信号を出力する。
【0028】これら超音波センサA、A’とB、B’か
ら出力された微弱な各漏洩音信号は、それぞれ各プリア
ンプ9−1、9−2と9−3、9−4により前置増幅さ
れ、次の各コンディショナ10−1、10−2と10−
3、10−4により漏洩音以外の機器騒音等の背景雑音
の影響が除かれる。
【0029】スキャナ13は、これらコンディショナ1
0−1、10−2と10−3、10−4から出力される
各漏洩音信号を、各超音波センサA、A’とB、B’の
各組別に選択しスキャンして取り込み、後続の信号処理
部14に送る。
【0030】この信号処理部14は、スキャナ13によ
り取り込まれた各組ごとの各超音波センサA、A’と
B、B’からのそれぞれの2点間での漏洩音信号のイン
パルス応答の遅れ時間を求め、この遅れ時間に基づいて
2点での漏洩音の各伝搬方向をそれぞれ識別し、これら
伝搬方向に基づいて漏洩の存在区間を特定する。
【0031】例えば、図2は各組の超音波センサA、
A’とB、B’の配置位置に対する各超音波センサA、
A’とB、B’の各漏洩音信号レベルを示している。同
図に示すように各超音波センサA、A’の各漏洩音信号
のインパルス応答から各超音波センサA、A’の設置間
隔に対応した遅れ時間が得られると共に、各超音波セン
サB、B’の各漏洩音信号のインパルス応答から各超音
波センサB、B’の設置間隔に対応した遅れ時間が得ら
れる。
【0032】ここで、説明の便宜上、図2面上に向かっ
て右方向への遅れ時間の表示を「+符号」とし、左方向
への遅れ時間の表示を「−符号」とする。
【0033】従って、信号処理部14は、各超音波セン
サA、A’のインパルス応答の遅れ時間が「+符号」と
して表示し、各超音波センサB、B’のインパルス応答
の遅れ時間も「+符号」と表示する。これにより、信号
処理部14は、漏洩位置が図2面上に向かって最も左側
区間に存在することを特定する。
【0034】次に、図3は各超音波センサA、A’のイ
ンパルス応答の遅れ時間が「−符号」として表示し、各
超音波センサB、B’のインパルス応答の遅れ時間が
「+符号」と表示された場合を示している。この場合、
信号処理部14は、漏洩位置が各超音波センサA、A’
と各超音波センサB、B’との間である図3面上の中央
部の区間に存在することを特定する。
【0035】次に、図4は各超音波センサA、A’のイ
ンパルス応答の遅れ時間が「−符号」として表示し、各
超音波センサB、B’のインパルス応答の遅れ時間も
「−符号」と表示された場合を示している。この場合、
信号処理部14は、漏洩位置が図4面上に向かって最も
右側区間に存在することを特定する。
【0036】このように上記一実施の形態においては、
漏洩により発生する漏洩音を各超音波センサA、A’及
びB、B’の各2点間で検出し、これら2点間での漏洩
音の検出される遅れ時間に基づいて漏洩音の伝搬方向を
求め、この伝搬方向から漏洩位置の存在する区間を特定
するようにしたので、超音波センサの設置数を削減して
システムの複雑さを回避でき、容易に漏洩位置の特定が
できる。例えば、上記一実施の形態のように4つの超音
波センサA、A’及びB、B’を2箇所に設置するだけ
で、漏洩位置が図2面上に向かって最も左側区間に存在
するか、図3面上の中央部の区間に存在するか、又は図
4面上に向かって最も右側区間に存在するかを特定する
ことができる。
【0037】又、上記一実施の形態のように遅れ時間の
表示を「+符号」や「−符号」を用いる方が、従来のよ
うに漏洩音信号レベルの勾配から漏洩位置を求めるより
も、有利である。
【0038】なお、本発明は、上記一実施の形態に限定
されるものでなく次の通り変形してもよい。
【0039】例えば、超音波センサに限らず、漏洩によ
り発生する漏洩音を検出できるセンサであれば、そのセ
ンサを適用できる。
【0040】又、上記一実施の形態のように一対の超音
波センサA、A’及びB、B’を2箇所に設置したが、
一対の超音波センサを複数組設置してもよい。これによ
り、漏洩位置の存在する区間の特定をより詳細に特定で
きる。又、これら超音波センサは、超音波センサA、
A’及びB、B’のように2個づつ設置したが、1箇所
の点に複数個の超音波センサを設置するようにしてもよ
く、この場合には各点での複数の超音波センサの各漏洩
音信号のインパルス応答からこれら超音波センサの設置
間隔に対応した遅れ時間が正確に得られる。
【0041】又、原子力発電プラントの一次系に適用す
るのに限らず、例えば配管内に流れる流体の漏洩検知の
全般に適用できる。
【0042】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、漏
洩により発生する漏洩音を少なくとも2点間で検出する
間隔をおいて配置された一組の各漏洩音センサを複数組
配置して構成される漏洩音センサ群と、各組ごとの各漏
洩音センサにより検出される各漏洩音信号の遅れ時間を
求め、この遅れ時間を「+符号」「−符号」で表示し、
かつこれら組ごとに漏洩音の各伝搬方向を求め、これら
伝搬方向に基づいて漏洩の存在区間を特定する処理手段
とを備えたので、各組ごとの各漏洩音センサにより検出
される各漏洩音信号の遅れ時間を「+符号」「−符号」
で表示し、かつこれら組ごとに漏洩音の各伝搬方向を求
め、これら伝搬方向に基づいて漏洩の存在区間を特定す
るものとなり、これによりセンサの設置数を削減して
簡単なシステム容易に漏洩位置特定できる漏洩検
置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる漏洩監視装置の一実施の形態を
原子力発電プラントの一次系に適用した場合の構成図。
【図2】同装置による漏洩位置の存在区間の特定作用を
示す模式図。
【図3】同装置による漏洩位置の存在区間の特定作用を
示す模式図。
【図4】同装置による漏洩位置の存在区間の特定作用を
示す模式図。
【図5】従来の漏洩監視装置を適用した原子力発電プラ
ントの一次系機器全体の系統図。
【図6】従来の漏洩検知装置の構成図。
【図7】同装置の記録表示部を用いての漏洩位置の特定
作用を示す図。
【符号の説明】
2: 一次系主配管、 8−1,8−2,8−3,8−4(A,A’,B,
B’):漏洩音センサ、 9−1,9−2,9−3,9−4:プリアンプ、 10−1,10−2,10−3,10−4:コンディシ
ョナ、 13:スキャナ、 14:信号処理部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−73749(JP,A) 特開 昭57−178124(JP,A) 特開 平4−72537(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01M 3/24

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 漏洩により発生する漏洩音を少なくとも
    2点間で検出する間隔をおいて配置された一組の各漏洩
    音センサを複数組配置して構成される漏洩音センサ群
    と、 前記各組ごとの各漏洩音センサにより検出される各漏洩
    音信号の遅れ時間を求め、この遅れ時間を「+符号」
    「−符号」で表示し、かつこれら組ごとに前記 漏洩音の
    伝搬方向を求め、これら伝搬方向に基づいて前記漏洩
    存在区間を特定する処理手段と、 を具備した ことを特徴とする漏洩検知装置
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CN114018339B (zh) * 2021-11-18 2024-06-21 河南鑫安利安全科技股份有限公司 一种重大危险源的检测系统

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