JPH0695058B2 - Mass estimation method for metallic rubber parts - Google Patents
Mass estimation method for metallic rubber partsInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、原子炉１次系に混入した金属性ルースパーツ
の質量推定方法に関する。Description: TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a mass estimation method for metallic loose parts mixed in a primary reactor system.
［発明の技術的背景とその問題点］ 例えば、原子炉建設時または核燃料交換時に原子炉内に
置きわすれた物あるいはプラント機器部品の脱落または
劣化による破損物が原子炉１次系に漂うことがある。こ
のように原子炉１次系に漂う異物を通常ルースパーツと
呼称している。このようなルースパーツは、特に原子炉
圧力容器や蒸気発生器の底部に溜り易く、プラント機器
に悪影響を与えることが予想される。すなわち、ルース
パーツが炉内構造物を構成する機器，蒸気発生器，また
は燃料棒に損傷を与えたり、原子炉１次系の放射性クラ
ツドの増加，制御棒の駆動不能等の不具合が予想され、
さらにはこれらに伴なつてプラント運転継続上並びに安
全上重大な問題が生起することが予想される。[Technical Background of the Invention and Problems Thereof] For example, when a reactor is constructed or when nuclear fuel is exchanged, an object left in the reactor or a damage caused by dropping or deterioration of plant equipment parts may drift in the primary system of the reactor. is there. The foreign matter floating in the primary system of the nuclear reactor is usually called loose parts. Such loose parts are particularly likely to accumulate at the bottom of the reactor pressure vessel and steam generator, and are expected to adversely affect plant equipment. In other words, it is expected that loose parts will damage the equipment, steam generator, or fuel rods that make up the internal structure of the reactor, increase the radioactive cladding of the primary reactor system, and prevent control rods from operating.
Furthermore, along with these, serious problems in plant operation continuity and safety are expected to occur.
このようにプラントにとつて不具合の要因を作るルース
パーツをプラント機器内から取り除くためには、先ず、
ルースパーツがプラントのどこに存在しているかを検知
する必要があり、このためにルースパーツがプラント機
器および配管等に衝突することにより発生する衝撃音を
検出して、この衝撃音に基づいてルースパーツの衝撃位
置を標定するようにしたルースパーツ位置標定方法は既
に提案されたところである。例えば、複数の衝撃音検出
器への衝撃波の到達時間差データを直接利用する時間差
直示方式あるいは時間差一定の２個の双曲線の交点とし
て図示する標定点表示方式等が提案されている。また金
属性ルースパーツが衝突によって発生する衝撃音の周波
数スペクトルから衝撃物体の質量、大きさ、形状等を知
る方法として衝撃音の周波数スペクトルのパターンを求
め、予め求めておいたパターン（以下基本パターンとい
う）と質量の関係からパターン認識により質量を推定す
る方法が提案されているが、この方法では検出されたパ
ターンが基本パターンに似ているパターンであると質量
の推定が可能であるが、検出されたパターンが基本パタ
ーンより外れると質量の推定が非常にむづかしくなる。
通常、検出されたパターンは種々あり、基本パターンに
似たパターンはほとんど無いのでルースパーツの質量の
判定は非常にむづかしいという問題があった。しかして
ルースパーツの位置は勿論、その質量を推定し、評価す
ることができれば、これに基づいてプラントの安全性を
高めることができるし、併せてその稼動率を向上させる
ことができるので、特に金属性ルースパーツの質量を推
定する技術の開発が望まれていた。In order to remove loose parts from the plant equipment, which cause a defect in the plant,
It is necessary to detect where the loose parts are located in the plant.For this reason, the impact sound generated by the loose parts colliding with the plant equipment and piping is detected, and based on this impact sound, the loose parts are detected. A loose part position locating method for locating the impact position of the has been already proposed. For example, there has been proposed a time difference direct-display method that directly uses the arrival time difference data of shock waves to a plurality of impact sound detectors, or a control point display method that is illustrated as an intersection of two hyperbolas with a constant time difference. In addition, as a method of knowing the mass, size, shape, etc. of the impacting object from the frequency spectrum of the impacting sound generated by the collision of loose metal parts, the pattern of the frequency spectrum of the impacting sound is obtained, and the pattern obtained in advance , And the mass is estimated by the pattern recognition from the relationship between the mass) and the mass. With this method, it is possible to estimate the mass if the detected pattern is a pattern similar to the basic pattern. If the generated pattern deviates from the basic pattern, the estimation of mass becomes very difficult.
Usually, there are various detected patterns, and there is almost no pattern similar to the basic pattern, so that there is a problem that it is very difficult to determine the mass of loose parts. If the mass of the loose parts can be estimated and evaluated as well as the position of the loose parts, the safety of the plant can be improved based on this, and the operating rate can be improved. It has been desired to develop a technique for estimating the mass of metallic loose parts.
［発明の目的］ 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
は、プラントに混入した金属性ルースパーツの発生のみ
でなく、その質量をも推定できるようにした金属性ルー
スパーツの質量推定方法を提供するにある。[Object of the invention] The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is not only to generate metallic loose parts mixed in a plant but also to estimate the mass thereof. To provide a method for estimating the mass.
［発明の概要］ 本発明は、上記目的を達成するために、原子炉１次系に
混入した金属性ルースパーツが衝突により生ずる衝撃信
号をセンサにて検出し、この検出された信号を２つの周
波数帯域に分け、夫々の周波数帯域を通過した信号の実
効値またはパワーの比を求め、この信号の実効値またパ
ワーの比を夫々の基準値と比較することにより金属性ル
ースパーツの質量を推定するようにしたものである。[Summary of the Invention] In order to achieve the above object, the present invention detects a shock signal generated by a collision of metallic loose parts mixed in a primary system of a nuclear reactor with a sensor, and detects the detected signal as two signals. Estimate the mass of metallic loose parts by dividing into frequency bands, finding the RMS value or power ratio of the signals that have passed through each frequency band, and comparing the RMS value or power ratio of this signal with each reference value It is something that is done.
次に、本発明による金属性ルースパーツの質量推定方法
について説明する。Next, a method for estimating the mass of the metallic loose part according to the present invention will be described.
例えば原子炉圧力容器内において、金属性ルースパーツ
が圧力容器内壁と衝突して生じた例えば第１図の如き衝
突信号をセンサ例えば加速度計にて検出する。この検出
された加速度信号は増幅された後スペクトル解析を行な
い周波数スペクトルを求める。このような周波数スペク
トルは金属性ルースパーツの質量の影響を受け、質量が
大きい場合は、相対的に低周波側のスペクトルが増大す
るが、質量が小さい場合に低周波側のスペクトルは相対
的に減少することが前記周波数スペクトルを詳細に観測
した結果得られた。For example, in a reactor pressure vessel, a collision signal as shown in, for example, FIG. 1 generated when a metallic loose part collides with the inner wall of the pressure vessel is detected by a sensor such as an accelerometer. After the detected acceleration signal is amplified, spectrum analysis is performed to obtain a frequency spectrum. Such a frequency spectrum is affected by the mass of the metallic loose parts, and when the mass is large, the spectrum on the low frequency side relatively increases, but when the mass is small, the spectrum on the low frequency side relatively. The decrease was obtained as a result of detailed observation of the frequency spectrum.
今、金属性ルースパーツが圧力容器内壁と衝突して生じ
た加速度信号をＸ（ｔ）とし、この加速度信号Ｘ（ｔ）
をフーリエ変換したものをＸ（）とすると、Ｘ（）
は下記（１）式で表わされる。Now, let X (t) be the acceleration signal generated when the metallic loose parts collide with the inner wall of the pressure vessel, and this acceleration signal X (t)
Let X () be the Fourier transform of
Is expressed by the following equation (1).
ただし、：周波数,t:時間,N:データ数とする。 Where: frequency, t: time, N: number of data.
次に、パワースペクトル密度をＰ（）とすると、Ｐ
（）は下記（２）式で表わされる。Next, if the power spectral density is P (), P
() Is represented by the following equation (2).
Ｐ（）＝＜Ｘ（）・Ｘ＊（）＞ ……（２） たゞし、Ｘ＊（）:X（）の複数共役， M:平均数を表わすものとする。P () = <X () · X * ()> (2), where X * (): X () multiple conjugates, M: represents the average number.
しかして、金属性ルースパーツＡの加速度信号を前述し
たような手順により処理して第２図のａ曲線で表わされ
るパワースペクトル密度が得られたとする。このａ曲線
の低周波領域Ｌの積分値 および同曲線の高周波領域Ｈの積分値 を求めこの両積分値の比をFRとすると、FR値は下記
（３）式で表わすことができる。Then, it is assumed that the acceleration signal of the metallic loose part A is processed by the procedure as described above to obtain the power spectral density represented by the curve a in FIG. The integrated value of the low frequency region L of this a curve And the integrated value in the high frequency region H of the same curve And the ratio of the two integrated values is FR, the FR value can be expressed by the following equation (3).
一方、あらかじめ種々の質量に対するFR値を求めて第３
図の如き質量対FR値の相関図を作製しておけば、例え
ば、前記金属性ルースパーツＡのFR値を求めれば第３図
の質量対FR値相関図により金属性ルースパーツＡの質量
を推定することができる。 On the other hand, the FR values for various masses are calculated in advance and the third
If a mass vs. FR value correlation diagram as shown in the figure is created, for example, if the FR value of the metallic loose part A is obtained, the mass of the loose metal part A can be calculated from the mass vs. FR value correlation diagram of FIG. Can be estimated.
なお、前記金属性ルースパーツＡよりも質量の小さい金
属性ルースパーツＢの周波数に対するパワースペクト
ル密度ＰＢ（）はｂ曲線で表わされる。すなわち低周
波領域Ｌではａ曲線が相対的にｂ曲線より大きく、高
周波領域Ｈではａ曲線とｂ曲線とは低周波領域Ｌに
おけるような大きな差はない。The power spectral density P B () with respect to the frequency of the metallic loose part B having a smaller mass than the metallic loose part A is represented by the b curve. That is, in the low frequency region L , the a curve is relatively larger than the b curve, and in the high frequency region H , the a curve and the b curve are not so different from each other as in the low frequency region L.
［発明の実施例］ 本発明の一実施例を図面を参照して説明する。Embodiments of the Invention An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第４図は、本発明の一実施例を示す金属性ルースパーツ
の推定方法のブロック構成図を示すものである。１は加
速度計で、図示しない金属性ルースパーツと圧力容器と
の衝突によつて生じる加速度信号を検出する。この加速
度信号は、増幅器２により増幅された後、警報回路３と
スペクトル解析装置５に入力される。警報回路３は金属
性ルースパーツの発生したことを警報器４に入力して、
この警報器４から警報を出して知らせるとともにスペク
トル解析装置５に入力する。スペクトル解析装置５では
警報回路３からのルースパーツの発生信号に基づいて加
速度信号の周波数スペクトルを求めるとともにこの周波
数スペクトルに基づいてパワースペクトル密度を演算
し、次段の質量推定装置６に入力する。質量推定装置６
においては、入力されたパワースペクトル密度の低周波
領域の積分値対高周波領域の積分値の比であるFR値を求
め、このFR値が既知の質量対FR値の相関図と比較するこ
とによりこの金属性ルースパーツの質量を推定する。そ
して、この推定した質量を出力表示器７に入力して、表
示する。FIG. 4 is a block diagram showing a method of estimating a metallic loose part according to an embodiment of the present invention. An accelerometer 1 detects an acceleration signal generated by a collision between a metallic loose part (not shown) and the pressure vessel. This acceleration signal is amplified by the amplifier 2 and then input to the alarm circuit 3 and the spectrum analyzer 5. The alarm circuit 3 inputs to the alarm device 4 that metal loose parts have occurred,
An alarm is issued from the alarm device 4 to notify it and input to the spectrum analyzer 5. In the spectrum analyzer 5, the frequency spectrum of the acceleration signal is obtained based on the loose part generation signal from the alarm circuit 3, the power spectrum density is calculated based on this frequency spectrum, and the result is input to the mass estimation device 6 in the next stage. Mass estimation device 6
In, the FR value, which is the ratio of the integrated value in the low-frequency region to the integrated value in the high-frequency region of the input power spectral density, is obtained, and this FR value is compared with the known mass-to-FR value correlation diagram. Estimate the mass of metallic loose parts. Then, the estimated mass is input to the output display 7 and displayed.
第５図は、本発明の他の実施例を示す金属性ルースパー
ツの推定方法のブロツク構成図を示すもので、第４図と
同一箇所には同一符号を附してその説明は省略するもの
とする。８または９はそれぞれ低周波領域または高周波
領域のみの信号を通過させる帯域フイルタ、10,11はい
ずれも実効値回路、12は割算器である。FIG. 5 is a block diagram of a method for estimating metallic loose parts according to another embodiment of the present invention, in which the same parts as those in FIG. 4 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. And Reference numerals 8 and 9 are band filters for passing signals in only a low frequency region or a high frequency region, 10 and 11 are effective value circuits, and 12 is a divider.
第４図では加速度計の出力信号をスペクトル解析装置を
用いて周波数スペクトルを求め、ＬとＨのスペクト
ルの比から金属性ルースパーツの質量を推定したが、第
５図の実施例に示すように、増幅器２の出力を低周波領
域（Ｌ）のみの信号を通過させる帯域フイルタ（B
FＬ）８と高周波領域（Ｈ）のみの信号を帯域フイル
タ（BFＨ）９に印加し、各フイルタの出力信号の実効値
をそれぞれ実効値回路10,11で求めこれら実効値または
パワーの比を割算器12で求めて質量推定装置６により質
量を推定してこれを出力表示器７にて表示しても前記実
施例と同様な結果が得られる。In FIG. 4, the frequency spectrum of the output signal of the accelerometer was obtained using a spectrum analyzer, and the mass of the metallic loose parts was estimated from the ratio of the L and H spectra. As shown in the embodiment of FIG. , A band filter (B which allows the output of the amplifier 2 to pass a signal only in the low frequency region ( L ).
F L ) 8 and the signal of only high frequency region ( H ) are applied to the band filter (BF H ) 9 and the effective value of the output signal of each filter is calculated by the effective value circuits 10 and 11, respectively. Is obtained by the divider 12 and the mass is estimated by the mass estimating device 6 and is displayed on the output display 7, the same result as in the above embodiment can be obtained.
［発明の効果］ 以上説明したように、金属性ルースパーツの衝突による
衝撃音が発生した場合、従来のような判定の困難なパタ
ーン認識手法を採用するのではなく、本発明は、衝撃音
の周波数スペクトルの低周波領域と高周波領域のそれぞ
れの領域の実効値またはパワーの比であるFR値という判
定し易い簡単な指標を採用しており、しかもFR値と質量
の関係は連続的に得られるので、その関係を用いて推定
する質量推定値も連続的に得られる。また、FR値と質量
の関係のデータ幅より推定誤差も簡単に評価できるの
で、金属性ルースパーツが発生した場合のプラントへの
影響の評価に役立つと共にプラントの稼働率を向上させ
ることができる、というすぐれた効果を有する。[Effects of the Invention] As described above, when the impact sound is generated due to the collision of the metallic loose parts, the present invention does not adopt the conventional pattern recognition method that is difficult to determine. The FR index, which is the ratio of the effective value or the power of each of the low-frequency region and high-frequency region of the frequency spectrum, is a simple index that is easy to determine, and the relationship between the FR value and the mass can be obtained continuously. Therefore, the mass estimation value estimated using the relationship is also continuously obtained. In addition, since the estimation error can be easily evaluated from the data width of the relationship between the FR value and the mass, it is useful for evaluating the effect on the plant when metallic loose parts occur and it is possible to improve the plant operating rate. It has an excellent effect.
第１図は金属性ルースパーツが衝撃により生ずる衝撃
音、第２図は本発明に係る金属性ルースパーツの衝突に
よる加速度信号の周波数対パワースペクトル密度図、第
３図は本発明に係る質量対FR値相関図、第４図は本発明
の一実施例のブロツク構成図、第５図は本発明の他の実
施例のブロツク構成図である。 １……加速度計、２……増幅器 ３……警報回路、４……警報器 ５……スペクトル解析装置、６……質量推定装置 ７……出力表示器、8,9……帯域フイルタ 10,11……実効値回路、12……割算器FIG. 1 is an impact sound generated by an impact of a metallic loose part, FIG. 2 is a frequency spectrum vs. power spectrum density diagram of an acceleration signal due to collision of the metallic loose part according to the present invention, and FIG. 3 is a mass pair according to the present invention. FR value correlation diagram, FIG. 4 is a block diagram of one embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a block diagram of another embodiment of the present invention. 1 ... Accelerometer, 2 ... Amplifier, 3 ... Alarm circuit, 4 ... Alarm device, 5 ... Spectral analysis device, 6 ... Mass estimation device, 7 ... Output indicator, 8, 9 ... Band filter, 10. 11 …… RMS circuit, 12 …… divider
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 999999999 北陸電力株式会社 富山県富山市桜橋通り３番１号 (71)出願人 999999999 中国電力株式会社 広島県広島市中区小町４番33号 (71)出願人 999999999 日本原子力発電株式会社 東京都千代田区大手町１丁目６番１号 (71)出願人 999999999 株式会社東芝 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 (72)発明者 加藤 俊明 東京都千代田区内幸町１丁目１番３号 東 京電力株式会社内 (72)発明者 平田 和也 宮城県仙台市一番町３丁目７番１号 東北 電力株式会社内 (72)発明者 関戸 洋二 愛知県名古屋市東区東新町１番地 中部電 力株式会社内 (72)発明者 千代 鴻一郎 富山県富山市桜橋通り３番１号 北陸電力 株式会社内 (72)発明者 水野 政明 東京都千代田区大手町１丁目６番１号 日 本原子力発電株式会社内 (72)発明者 角田 十三男 神奈川県川崎市川崎区浮島町４番１号 日 本原子力事業株式会社研究所内 (72)発明者 佐野 健一 神奈川県川崎市川崎区浮島町４番１号 日 本原子力事業株式会社研究所内 (72)発明者 常岡 治 神奈川県川崎市川崎区浮島町４番１号 日 本原子力事業株式会社研究所内 (72)発明者 盛岡 俊彦 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 東 京芝浦電気株式会社東京事務所内 (56)参考文献 特開 昭56−16821（ＪＰ，Ａ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (71) Applicant 999999999 Hokuriku Electric Power Co., Inc. 3-1, Sakurabashi, Toyama City, Toyama Prefecture (71) Applicant 999999999 Chugoku Electric Power Co., Inc. 4-33 Komachi, Naka-ku, Hiroshima City, Hiroshima Prefecture (71) Applicant 999999999 Japan Nuclear Power Co., Ltd. 1-16-1 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo (71) Applicant 999999999 Toshiba Corp. 72, Horikawa-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa (72) Toshiaki Kato Chiyoda-ku, Tokyo Uchisaiwaicho 1-3-3 Tokyo Electric Power Co., Inc. (72) Inventor Kazuya Hirata 3-7-1, Ichibancho, Sendai City, Miyagi Prefecture Tohoku Electric Power Co., Inc. (72) Inventor Yoji Sekido Higashi, Nagoya, Aichi Prefecture 1 Higashishinmachi, Chubu Electric Power Co., Ltd. (72) Koichiro Chiyo, 3-1, Sakurabashi Dori, Toyama City, Toyama Prefecture Hokuriku Electric Power Co., Inc. (72) Akito Mizuno Masaaki Mizuno 1-6-1, Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Nihon Nuclear Power Co., Inc. (72) Inoue Juzo Tsunoda 4-1, Ukishima-cho, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Nihon Nuclear Power Co., Ltd. (72) Kenichi Sano, 4-1, Ukishima-cho, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Nihon Nuclear Power Company Limited (72) Inventor, Haru Tsuneoka 4-1-1, Ukishima-cho, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Nihon Nuclear Power Business Inside the laboratory (72) Inventor Toshihiko Morioka 1-1-6 Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Inside the Tokyo office of Tokoshibaura Electric Co., Ltd. (56) Reference JP-A-56-16821 (JP, A)
Claims (2)
する金属性ルースパーツが衝突によって発生する衝撃音
をセンサにより検出し、この検出した信号の周波数成分
と金属性ルースパーツの質量との関連を利用して金属性
ルースパーツの質量を推定する金属性ルースパーツの質
量推定方法において、信号の周波数成分の低周波領域と
高周波領域のそれぞれの領域の実効値またはパワーの比
を質量の指標として導入し、この実効値またはパワーの
比をそれぞれ対応する基準値と比較することにより前記
金属性ルースパーツの質量を推定するようにしたことを
特徴とする金属性ルースパーツの質量推定方法。1. A sensor detects impact sound generated by collision of metallic loose parts existing in a container such as plant equipment or piping, and the relationship between the frequency component of the detected signal and the mass of the metallic loose parts. Using the method to estimate the mass of metallic loose parts, in the method for estimating the mass of metallic loose parts, the ratio of the effective value or the power in each of the low frequency region and high frequency region of the signal frequency component is used as the mass index. A mass estimating method for a metallic loose part, characterized in that the mass of the metallic loose part is introduced by comparing the effective value or the power ratio with a corresponding reference value.
求の範囲第１項記載の金属性ルースパーツの質量推定方
法。2. The mass estimation method for metallic loose parts according to claim 1, wherein an accelerometer is used as the sensor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59037250A JPH0695058B2 (en) | 1984-03-01 | 1984-03-01 | Mass estimation method for metallic rubber parts |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP59037250A JPH0695058B2 (en) | 1984-03-01 | 1984-03-01 | Mass estimation method for metallic rubber parts |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60183591A JPS60183591A (en) | 1985-09-19 |
| JPH0695058B2 true JPH0695058B2 (en) | 1994-11-24 |
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ID=12492386
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP59037250A Expired - Lifetime JPH0695058B2 (en) | 1984-03-01 | 1984-03-01 | Mass estimation method for metallic rubber parts |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPH0695058B2 (en) |
Families Citing this family (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPS60104208A (en) * | 1983-11-11 | 1985-06-08 | Nippon Atom Ind Group Co Ltd | Shape discriminating method of solid body in flow path |
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Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4285241A (en) * | 1979-07-13 | 1981-08-25 | Westinghouse Electric Corp. | Method and apparatus for the determination of the mass of an impacting object |
-
1984
- 1984-03-01 JP JP59037250A patent/JPH0695058B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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| JPS60183591A (en) | 1985-09-19 |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |