JPH01214797A - 原子炉装置の流体流路内のルースパーツ監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は流体流路中での脱落部品がら発する振動音（ノ
イズ）を検知することにより、脱落部品を監視する装置
に係り、特に原子炉装置の流体流路における脱落部品の
監視を好適に行なうルースパーツ監視装置に関する。

〔従来の技術〕

原子炉やこれに接続する蒸気発生部等、原子炉装置の蒸
気や液体が流動する管路からなる各種循環系において装
置部品の脱落が生じると、この脱落部品（ルースパーツ
）により各種機器が損傷を受けたり、内部流体の流れが
阻害される等の問題が生じる。原子炉技術は他の技術分
野以上に安全性が強く要求されるものであって、ルース
パーツの発生は極力低減する必要があり、またルースパ
ーツが発生したならば、その事実を早く察知し、かつ発
生部位およびこのルースパーツの移動状態を正確に検知
する必要がある。このため従来がらいろいろの対策が考
えられている。その−例としてルース・パーツ・モニタ
リング・システム（ＬＰＭＳ）があり、その概要につい
て第５〜７図を用いて説明する。

原子炉１次冷却系内において脱落部品（ルースパーツ）
が発生し、系を構成する壁に衝突して異音を発生すると
、第５図のように系内各所の流路壁に配置された圧電型
加速度計（センサ）１〜１２により、このときの振動が
検知され、その振動を電気信号に変換する。

この電気信号は、ライントライバ１３〜２４によって増
幅された後、ルースパーツデイテクタ２５〜３６に送ら
れる。ここでこの信号の大きさを測定し、もし規定値を
超える大きさの信号であれば、ルースパーツ検出を示す
信号（電圧パルス）をディジタル・ルースパーツ・ロケ
ータ３７に送る。

ディジタル・ルースパーツ・ロケータ３７は、各チャン
ネルのルースパーツ検出信号の発生時の時間差より、ル
ースパーツ発生の正誤判断を行なう。その結果、妥当と
判断された場合はマスク・アラーム３８が警報音を発生
する。また警報発生と同時にデータレコーダ３９が自動
起動し、ルースパーツ衝突音の信号データが記録され、
その後のデータ解析に用いられる。

上記のようにして得られたデータより第６図に示す方法
で、ルースパーツ発生位置を検知する。

すなわち、センサＡとセンサＣの検出信号の検出時間差
より、ルースパーツＰ１とセンサＡ、センサＣ間の距離
の差がわかるので、それに基づいて得られる曲線ｌ！１
（時間差一定の双曲線）と、センサＢとセンサＣの検出
信号における検出信号の時間差により得られる曲線１２
との交点を求め、ルースパーツのインパクト位ｉ？２Ｐ
ｔを検出する。

第７図はセンサＡ、Ｂ、Ｃ・・・・・・を有する各チャ
ンネルにおける検出信号の遅延時間の測定方法を示し、
例えばセンサＡにおける信号波形ＴＷＩとセンサＣにお
ける信号波形ＩＷ２において、信号の大きさが急に増加
した時点の時間差ｔを測定することにより求める。

上記した従来の原子カプラントのルースパーツ監視装置
においては、原子炉や蒸気発生器等１次冷却系の各機器
に取付けた検出器（例えば加速度計）にて検出されたル
ースパーツのインパクト波形の値が、各機器に発生する
通常のノイズ（例えばポンプやモーラダ一の運転音、あ
るいは流体の流動音など、これらをバンクグラウンドノ
イズという）に比し、一定率以上の大きさであればハイ
アラーム警報を発することにしている。また、ルースパ
ーツ監視装置には、各機器に取付けた検出器の検出信号
の正誤を判断する装置（以後ロケータと呼ぶ）が内蔵さ
れており、このロケータでは各検出器からの信号の正誤
を判断する機能を持たせていた。その正誤判断の基準と
しては、（イ）５０ミリ秒（■■５ｅｃ）以内にハイア
ラーム警報の受信回数が１以下の場合は誤信号とみなす
。その理由は、鋼中の音速は３　ｍ　／　ミリ秒であり
、５０ミリ秒間には１５０ｍの距離を伝わることになる
。

各機器に取付けた検出器間の距離は最大２０ｍ程度であ
り、ルースパーツが発生しているのであれば、短時間内
に付近の検出器から多数の信号が発信されるはずである
。（ロ）０．５ミリ秒以内に３つ以上の７報償号が受信
されたときは誤信号とみなす。検出器の配置上、０．５
ミリ秒以内に３つ以上の警報が受信されることはほとん
どあり得ないことであり、これは各検出器から制御盤ま
でを接続するケーブル間で電気ノイズを誘導して発した
パルス信号である可能性が高いためである。以」二（イ
）および（ロ）の場合は、信号調整器、検出器をリセッ
トすると同時に、集中警報器やロケータなどもリセット
し、データをキャンセルすることにしていた。

上記正誤判断部をクリヤした信号は、以下説明するパタ
ーン分析においてさらに信号の正誤が判断される。

すなわち、原子炉あるいは熱交換器などの１次系各機器
には、所要位置に加速度計などの検出器（センサ）が取
付けられており、ルースパーツが発生した場合、ルース
パーツの場所によりそれを検出するセンサの組合わせが
決まってくる。したがって、最も近距離のセンサがまず
検出信号を発信し、次いで２番目に近い距離に配置され
たセンサが検出信号を発信するのである。そして各セン
サの取付は位置が決まれば両センサの発信信号の時間的
ズレ（最大遅延時間）は決まってくる。すなわち、信号
の先発信センサチャンネル（ＣＨ）と次に発信するセン
サチャンネルの組合わせと両チャンネル間の最大遅延時
間を、あらかじめイベント表として装置内のメモリに記
憶しておき、実際に受信した信号パターンを比較して信
号の正誤を判断させるのである。

イベントの表の例を第１表に示す。

上記イベント表を用いて、第４図に示す手順にてパター
ン分析を行なう。

すなわち、原子力発電プラントの流路内でルースパーツ
が発生して、ルースパーツが配管内の璧などに衝突した
場合、その場合によって衝突音を検出する複数の検出器
の組合わせ、検出遅延時間パターンを、模擬インパクト
テスト瀝よって求めておき、異音発生時のルースパーツ
警報発生チャンネルと比較し、合致しない場合には誤警
報としてキャンセルするのである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記した従来技術によるこのパターン分析では
、先着、後着の２チャンネル間の伝達時間差のみによる
判断しか行なっていないため、２チャンネル間の基準内
の時間差で偶然発生したパックグラウンドノイズや、電
気的ノイズを識別できず、誤警報が頻発していた。した
がって、誤警報を防ぎ信頼度の高いルースパーク監視装
置の開発が業界の課題となっていた。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題は、原子炉装置の流体流路内のルースパーク監
視装置において、流体流路を構成する機器に取付けられ
た３（［１ｉ１以上の検出装置と、該検出装置からの信
号を受けてその値が規定値以上の場合にはルースパーツ
検出信号を発信するルースパーツディテクタ装置と、こ
のルースパーツ検出信号を受けてその正誤を判断し正信
号のみを発信する正誤判断部と、正誤判断部からの３個
以上の正信号の組合わせを用い、あらかじめ設定した基
準信号パターンと比較してルースパーツ発生の有無を判
定するパターン分析部と、パターン分析部からめ信号を
受けてルースパーツ発生を表示する表示部を設けたこと
を特徴とする原子炉装置の流体流路内のルースパーク監
視装置によって解決される。

〔実施例〕

第１図を用いて以下説明する。ルースパーツディテクタ
（信号調整器）１１〜２０では、原子力発電プラントの
１次系配管（または補機）２６に設置された検出装置（
加速度計）１〜ｌＯで感知した振動音につき通常背景雑
音（バックグラウンドノイズ）に比し、急激な大きなイ
ンパクト音があった場合、警報を発するものであるが、
通常バンクグラウンドノイズとルースパーツ振動音を比
較し、大きさが一定比率以上であれば警報を発するよう
にしている。また、この警報によりＦＥＲ（フォールス
アラームエバリエーション・アンド・レコーディングユ
ニット）２１によって下記のごとく総合的にルースパー
ツが発生しているが否かの妥当性チエツクを行なう。

第１図のごとく、ルースパーツディテクタ１１〜２０か
らの警報信号によりＦＥＲ２１において異音感知部２２
にて異音が発生していることを感知する。さらにこの異
音がルースパーツであるのかどうか診断を行なう必要が
ある。そこで、まず正誤判断部２３にてこれを行なう。

この機能は、前記従来技術と同様に（イ）５０ミリ秒以
内に警報の回数が１回の場合、および（ロ）０．５ミリ
秒以内に３つ以上警報が受信された場合などについては
誤警報とみなす。

上記判断部をクリヤした信号は、パターン分析部２４に
て信号の正誤が判断される。パターン分析の仕方につい
て以下説明する。原子炉１次系各機器に取付けられてい
るセンサは、ルースパーツ発生湯所により、特有のパタ
ーンで検出信号を発信する。すなわち、最も近距離のセ
ンサが、まず検出信号を受信し、次いで２番目に近い距
離に配置されたセンサが検出信号を発信する。以下順に
３番目に近いセンサ、４番目に近いセンサという具合に
、ルースパーツの場所に近い順で、検出信号を発信する
。このときのルースパーツによる音波の伝搬ルートは、
４つのチャンネルにおいて、検出信号を発信した場合を
例にとると、第２図のように６つのケースが考えられる
。それぞれのケ′−スにおいて、直接矢印で結ばれてい
るセンサ間は、プラントの構造から考えて、音波が伝搬
する上での隣接関係が成立するはずである。すなわち、
４つのチャンネルで信号を検出した場合、第２図で示す
６つのケースのいずれかにおいて、矢印で結ばれた隣接
関係がすべて成立することにより、ルースパーツの発生
パターンが妥当であると判断できる。いずれのケースで
も音波の伝搬ルートの中に、センサの組合わせが不適当
なものがあれば誤警報と判断するのである。

また、前記の従来技術でも述べたように、各センサの取
付は位置より、２つのセンサ間における発信信号の時間
的ズレ（最大遅延時間）が決まってくるので、２つのセ
ンサの隣接関係が位置的に成立する組合わせでも、信号
検出時間差が最大遅延時間を超える場合には、その２つ
のセンサにおける信号パターンは妥当性なしと判断でき
る。

２つのセンサにおける組合わせと、検出時間差の妥当性
は従来技術と同様に、あらかじめ装置内のメモリに記憶
されているイベント表（第１表参照）と、実際に受信し
た信号パターンを比較することにより判ｌ折される。

本発明は、従来技術で行なっていた２つのみのセンサに
おける組合わせと、検出時間差のチエツクの機能を拡張
し、３チャンネル以上のセンサに適用するよう改良した
ものであり、その分析手順の一例として、４つのチャン
ネルのセンサからルースパーツ検出信号が発信された場
合の判断ロジックを第３図に示す。

第１図のパターン分析部２４にて誤信号ではないとその
妥当性が確認されると、マスクアラーム２５より警報が
発生する。

〔発明の効果〕

本発明を実施することにより、原子炉装置において発生
する電気ノイズやバックグラウンドノイズ等に基づく誤
警報を減少することができ、その誤警報による運転員の
むだな作業を防止することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例を示すブロック図、第２図は
、ルースパーツ信号伝達パターンの説明図、第３図は、
本発明のパターン分析部におけるパターン分析フロー図
、第４図は、従来装置におけるパターン分析フロー図、
第５図は、従来のルースパーツ監視装置の構成図、第６
図は、ルースパーツ位置推定方法説明図、第７図は、遅
延時間の測定方法説明図である。 １〜１０・・・検出装置、１１〜２０・・・ルースパー
ツディテクタ、２２・・・異音感知部、２３・・・正誤
判断部、２４・・・パターン分析部、２５・・・マスク
アラーム、２６・・・１次系配管。 代理人　弁理士　川　北　武　長 第１図 １〜１０：検出装置 １１−２０　：ルーヌバーツディテクタ２１　：　ＦＥ
Ｒ ２２：異音感知部 ２３：正誤判断部 ２１：パターン分析部 ２５：マスタアラーム ２６：１次系配管 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　原子炉装置の流体流路内のルースパーツ監視装置にお
   いて、流体流路を構成する機器に取付けられた３個以上
   の検出装置と、該検出装置からの信号を受けてその値が
   規定値以上の場合にはルースパーツ検出信号を発信する
   ルースパーツディテクタ装置と、このルースパーツ検出
   信号を受けてその正誤を判断し正信号のみを発信する正
   誤判断部と、正誤判断部からの３個以上の正信号の組合
   わせを用い、あらかじめ設定した基準信号パターンと比
   較してルースパーツ発生の有無を判定するパターン分析
   部と、パターン分析部からの信号を受けてルースパーツ
   発生を表示する表示部を設けたことを特徴とする原子炉
   装置の流体流路内のルースパーツ監視装置。