JPH07140032A - 流体の急激な漏洩の検出方法及び装置 - Google Patents

流体の急激な漏洩の検出方法及び装置

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JPH07140032A
JPH07140032A JP5286474A JP28647493A JPH07140032A JP H07140032 A JPH07140032 A JP H07140032A JP 5286474 A JP5286474 A JP 5286474A JP 28647493 A JP28647493 A JP 28647493A JP H07140032 A JPH07140032 A JP H07140032A
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JP
Japan
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signal
pressure
leakage
fluid
sound
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JP5286474A
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English (en)
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Masashi Takiyama
正志 滝山
Noboru Nakao
昇 中尾
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Examining Or Testing Airtightness (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】急激な高温高圧流体の漏洩を検出する。 【構成】保温室3内に超音波マイクロホン8を設置し、
環境の騒音が大きい可聴音をさけて高周波から超音波領
域に亘る音圧をプリアンプ6、音圧変換器7で測定し、
音圧がタイマー16で設定された数秒間所定レベルを越
えたとき場合に漏洩信号7を発信する。 【効果】マイクロホンの数を増やすことなくすばやく漏
洩信号を出すことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は高温高圧流体の急激な漏
洩の検出方法および装置、特に信頼度の高い漏洩検出を
必要とする原子炉に好適な漏洩検出方法および装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、高温高圧流体の漏洩検出は、可聴
域の音波を検出するマイクロホンの音圧の大小と、その
持続時間で行なっている。図3は、圧力管型原子炉の入
口管群での使用例を示すものである。圧力管型原子炉の
入口管群1からの原子炉冷却水の急激な漏洩の検出は、
数秒以内で検出出来ることが望ましい。この冷却水は、
通常圧力80kg/cm2,温度280℃である。
【0003】高温高圧流体の漏洩検出手段として、8K
Hz以下の可聴域を感度領域とするマイクロホン2を利
用している。環境の騒音の影響を少なくし、かつ流体漏
洩時に発生する音に対する感度を良くするために、可聴
域マイクロホン2は、入口管群1の外周を囲う保温室3
の内側の高温、高放射線量下の雰囲気中10の中に設置
されている。その可聴域マイクロホン2の信号をプリア
ンプ6で増幅した後、音圧変換器7でデシベル換算の音
圧に変換して変換器20により、タイマー16による設
定持続時間の間検出信号レベルが所定値以上であると
き、漏洩信号9を出している。
【0004】しかし、入口管群1に原子炉冷却水を送り
込む再循環ポンプ5が保温室3の近くに配置されている
ために、その運転に伴なって発生する音は、環境の騒音
として可聴域マイクロホン2により常時受音されてい
る。その周波数分析は図2の(a)に示す環境の騒音に
おいて、A点に大きな音として発生している。図2
(a)のような例ではこの音が環境の騒音の大部分を占
めている。また、一定の周波数に留まらずふらつくこと
もある。
【0005】一方原子炉冷却水の漏洩音は、図2(b)
に示すような周波数特性をしており、漏洩音が大きくな
る周波数帯域と騒音が大きくなる帯域が類似している。
騒音は入口管群1の中では場所の差は少ないが、漏洩音
は漏洩点から離れると急激に音圧が小さくなる。
【0006】このために、図2(c)の様にマイクロホ
ンが遠くにあると、原子炉冷却水の漏洩音と騒音の区別
は音圧の差だけでははっきりしなくなる。例えば、図2
(a)の環境の騒音は、0.5〜8kHzの可聴音域は
全音圧として66デシベルであるが、図2(b)の原子
炉冷却水の漏洩音は、73デシベルでその差はわずかで
ある。
【0007】また、図2(b)の漏洩音は、漏洩入口管
19から遠く離れていたり、途中にサポート4や他の入
口管11等がある場合は減衰し、マイクロホンの設置場
所での音圧は図2(c)の様にさらに小さくなる。マイ
クロホン等の計器による計測誤差、音の自然変動がある
ために、その差は一層はっきりしなくなる。このため、
一般にはマイクロホンの数を多くして図2(d)の様に
マイクロホンが受ける音を大きくしている。
【0008】また、特開昭59−195139では音の
継続時間を積分し、この積分値と予め設定した基準値と
の比較によって漏洩を検出をしている。この方法では数
秒以内で漏洩を判断できない。
【0009】さらに、特開昭59−67439では、パ
イプラインにおいて予め測定しておいた漏洩の無い時の
環境の騒音の周波数分析をしておき、また測定時の音の
周波数分析も行い、オンラインで引き算して漏洩を検出
をしている。この周波数分析方法は、多くの測定データ
量が必要なためにマイクロホンの数を多くする必要があ
る。
【0010】また、特開昭62−43535では、特定
の数10kHz付近の音響信号で圧縮空気の漏洩を検出
する方法を示している。しかし、バンドパスフイルター
で特定の周波数を限定する方法は、環境の周波数毎の騒
音が常に一定ではないので時間平均をとる必要があり、
数秒では判断しにくい。
【0011】また、図2(a)のような場合には、特定
のA点よりも低い周波数をハイパスフイルターで取り除
く方法もあるが、特定のA点の周波数が安定していると
は限らないので、プラントの運転状態によっては、漏洩
音も同時に切り捨てることになる。
【0012】このように、従来の音による方法では高温
高圧流体の急激な漏洩を数秒で検出するためには、マイ
クロホンの数を多くする必要がある。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高温
高圧流体の急激な漏洩を検出するためのマイクロホンの
数を増やさないで,検出信号の信頼性を高めることであ
る。
【0014】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明はマイクロホンの検出領域を環境騒音の少な
い高周波から超音波領域としている。さらに急激な漏洩
に伴なう雰囲気(空気)の衝撃振動を補助信号とし、マ
イクロホンによる検出信号とこの補助信号が同時に発生
しているときに漏洩発生信号を出している。
【0015】
【作用】本発明によれば、マイクロホンの数を増やすこ
となく高温高圧流体の急激な漏洩をすみやかに検出でき
る。
【0016】
【実施例】以下本発明の実施例を図1を参照しながら説
明する。本発明を圧力管型原子炉の入口管群1に適用し
た場合を図1に示す。保温室3で囲まれ、サポート4で
支持された入口管群1の近くにマイクロホン8を設置す
る。このマイクロホン8は高周波から超音波領域に感度
を有する。たとえば、10KHzないし50KHzの感
度領域を持っている。この超音波領域マイクロホン8の
信号は、プリアンプ6を通った後、音圧変換器7でデシ
ベル換算の音圧に変換される。
【0017】この検出系では10kHz以上を検出対象
とするので図2(a)に示す様に環境の騒音は殆どな
い。また、一般に図2のA点のような特定の周波数の騒
音が10kHz以上に出ていることはない。10kHz
未満の音は音圧変換器7のハイパスフイルターで除去す
る。漏洩が無い時も、ある時も、図2に示すように一般
に50kHz以上の音圧は小さいし、超音波マイクロホ
ン8の感度も下がるのでローパスフイルターの必要はな
い。このため、環境の騒音測定時の時間変動を問題にし
なくてもよくなる。
【0018】この状態の時に漏洩が生じると、図2
(b)に示すように10kHzから50kHzにかけて
漏洩音圧はゆっくりと減少するが、漏洩音の合計は80
デシベルもある。環境の騒音の35デシベルと比べると
その差は大きい。このために、マイクロホン等の計器に
よる計測誤差、環境の騒音圧の自然変動、途中の減衰が
あっても漏洩音との差ははっきり区別できる。
【0019】測定器20が大きな(70デシベル)音圧
信号21を検出し、その状態をタイマー161で監視し
数秒続くと通常状態と違うと判定し、急激な漏洩信号1
7を発信する。
【0020】また、マイクロホン8のほかに、保温室3
の中から外に導圧管18を引き出し、差圧力計12及び
差圧力信号増幅器13で保温室3内外の圧力差を測定す
る。通常の保温室3内の圧力変動は原子炉の運転に左右
されるが、数十分のオーダーなので、差圧力計12は格
納容器との圧力差の変化を検出しない。急激な漏洩が発
生すると保温室3の中に多量の蒸気が噴出してくる。こ
のために、保温室3の中の圧力は急に上昇した後、保温
室3の隙間から流失したり、保温室3を吹き飛ばして保
温室3や原子炉を覆っている格納容器内に流れ出ていっ
てその圧力差をなくする。
【0021】この間、差圧力計12は保温室3内の空気
圧力の変化及びその圧力衝撃を検出し、測定器201に
より急激な圧力変動15として信号をだす。その信号は
タイマー163で数秒間持続させる。この衝撃圧力のた
めに、保温室3が壊れて保温室3内の圧力が上がらなく
ても、その初期の圧力変動は風圧として検出するために
信号そのものは影響を受けない。しかし、持続時間が無
いためにタイマー163で信号時間を伸ばす。
【0022】一方、マイクロホン8の音はプリアンプ6
を通った後、音圧変換器7でデシベル換算の音圧に変換
され、測定器20で中位の(60デシベル)音圧と判断
される。中位の音圧では、漏洩が発生したか、漏洩が無
い状態での一時的な現象かはっきりしないので、その音
圧の信号14はタイマー162で監視していても数秒続
く時、かつ先ほどの圧力振動15が出ている時は、急激
な漏洩と判断する。そして、急激な漏洩として信号17
を発信する。この場合は異なる原理で漏洩を検出してい
るので、超音波マイクロホンでなく普通のマイクロホン
も使用できる。
【0023】なお、測定器20で中位の(60デシベ
ル)音圧がでても、圧力振動15が出ないような場合は
急激な漏洩と判断しない。しかし、この場合、及び小さ
い漏洩の小さな音圧信号22に対しては、特開昭59−
195139のように積分比較回路23で数十分積分
し、数時間前の積分値と比較する方法で漏洩を判断でき
る。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば常時発生している環境の
騒音が小さい周波数帯域での大きな音圧とそのわずかな
持続時間で急激な漏洩を検出できる。また、特定の機器
からの可聴域の大きな音をさけられるので、環境騒音の
影響は小さい。この結果マイクロホンの数を少なくでき
る。
【0025】さらに発明によれば、急激な空気の衝撃を
伴う中位の音圧の場合は急激な漏洩であるという判断が
出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例を示すブロック線図である。
【図2】圧力管型原子炉の入口管の保温室内で測定した
音の実測値と別途試験装置で漏洩させたときの音の実測
値音の周波数分析である。
【図3】従来の方法による検出方法の例を示すブロック
線図である。
【図4】漏洩に伴う衝撃圧力の1例を示す図である。
【符号の説明】
a…漏洩してない環境の時の騒音、b…漏洩時の音、c
…マイクロホンから遠いところでの漏洩時の音、d…マ
イクロホンの近くでの漏洩時の音、A…再循環ポンプか
らでる騒音、1…入口管群、2…可聴域マイクロホ
ン、、3…保温室 4…サポート、5…再循環ポンプ、6…プリアンプ、7
…音圧変換器、8…超音波域マイクロホン、9…漏洩信
号、10…雰囲気、11…他の入口管、12…差圧力計 13…差圧力信号増幅器、14…音圧信号(中位)、15…衝
撃圧力信号、161、162、163…タイマー、17…急激な漏
洩信号、18…導圧管、19…漏洩入口管、20、201…測定
器、21…音圧信号(大)、22…音圧信号(小)23…積分
比較回路。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高温高圧流体を搬送する搬送路の外周に
    10KHzないし50KHzの周波数領域の音波を検出する音波検
    出装置を設置し、その検出音圧が所定の時間、例えば1.
    5ないし2秒連続して所定のレベルを越えたとき流体漏洩
    の発生を示す信号を発生することを特徴とする流体の急
    激な漏洩の検出方法。
  2. 【請求項2】 高温高圧流体を搬送する搬送路の外周に
    音波検出装置を設置し、その検出音圧が所定の時間、例
    えば1.5ないし2秒連続して所定のレベルを越えたとき第
    1の信号を発生させるとともに、前記搬送路の雰囲気圧
    力を検出しその圧力変動が所定レベルに達したとき第2
    の信号を発生させ、前記第1の信号と前記第2の信号が
    同時に発生しているとき流体漏洩の発生信号を発生する
    ことを特徴とする流体の急激な漏洩の検出方法。
  3. 【請求項3】 前記音波検出装置は10KHzないし50KHzの
    周波数領域の音波を検出することを特徴とする請求項2
    記載の流体の急激な漏洩の検出方法。
  4. 【請求項4】 高温高圧流体を搬送する搬送路の外周に
    設置された10KHzないし50KHzの周波数領域の音波を検出
    するマイクロホンと、その検出音圧が所定の時間、例え
    ば1.5ないし2秒連続して所定のレベルを越えたとき流体
    漏洩の発生を示す信号を発生する漏洩信号発生器を備え
    たことを特徴とする流体の急激な漏洩の検出装置。
  5. 【請求項5】 高温高圧流体を搬送する搬送路の外周に
    設置されたマイクロホンと、その検出音圧が所定の時
    間、例えば1.5ないし2秒連続して第1の所定のレベルを
    越えたとき第1の漏洩信号の信号を発生する第1の漏洩
    信号発生器と、前記搬送路の雰囲気圧力を検出しその圧
    力変動が所定レベルに達したとき第2の信号を発生する
    圧力変動検出器と、マイクロホンの検出音圧が所定の時
    間、例えば1.5ないし2秒連続して第2の所定のレベルを
    越えたとき第3の信号を発生する信号発生器と、前記第
    3の信号と前記第2の信号が同時に発生しているとき流
    体漏洩を示す信号を発生する第2の漏洩信号発生器を備
    えることを特徴とする流体の急激な漏洩の検出装置。
  6. 【請求項6】 前記マイクロホンは10KHzないし50KHzの
    周波数領域の音波を検出することを特徴とする請求項5
    記載の流体の急激な漏洩の検出装置。
JP5286474A 1993-11-16 1993-11-16 流体の急激な漏洩の検出方法及び装置 Pending JPH07140032A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0962756A1 (en) * 1998-05-08 1999-12-08 Kraft Foods, Inc. Method of non-destructive testing an evacuated package for a leak
PL423419A1 (pl) * 2017-11-10 2019-05-20 Inst Medycyny Pracy I Zdrowia Srodowiskowego Miernik poziomu dźwięku

Cited By (3)

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