JPS63165799A - 流路内のル−スパ−ツ位置推定装置 - 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） 本発明は原子炉などの流体流路中での機器からの脱落部
品（ルースパーツ）を監視する装置に係り、特にルース
パーツが流路壁や流路中の物体に衝突して発する振動音
を検知して処理することによりルースパーツの位置を推
定する装置に関するものである。

（従来の技術） 原子炉やこれに接続する蒸気発生器など、原子炉装置に
おける蒸気や液体が流動する流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などの問題が生じる。原子力技術
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り察知
し、かつその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。このため従来からいろ
いろの対策が考えられており、本願発明者の発明にかか
る特願昭５６−１２００２９号、特願昭６１−２３３４
４３号などの出願が行なわれている。このうち特願昭６
１−２３３４４３号には被測定体の異なる３つの位置に
密着配置した音波検知用加速度計（センサ）からの検知
信号に基づいて、ルースパーツの位置を推定する方法が
記載されている。

その方法の概要を説明すると、第４図に示すようにセン
サＡの座標を（ＸＩ、）’１）％センサＢの座標を（ｘ
ｌ、ｙｌ）、センサＣの座標を（ｘ３、ｙ３）、ルース
パーツのインパクト位Ｈｐの座標を（ｘ、ｙ）　、セン
サＡからＰまでの距離をｄｌ、センサＢからＰまでの距
離をｄ２、センサＣがらＰまでの距離をｄ３とすると、
次の式が成立する。

さらに、第５図に示すようにルースパーツの衝突による
インパクト信号を受信する各センサの信号波形立上がり
の時間差ｔ１、ｔ２を求めれば、インパクト信号波到達
時間差がインパクト点からの距離の差に対応することに
なるので、音速をＶとすると次の式が成立する。

（ｄｌ　　ｄ２　）−ｖＸ　ｔｌ　　　　　（４）（ｄ
ｌ　ｄ３）＝ｖｘ　ｔｚ　　　　　（５）ここで、ｘｌ
、ｘｌ、ｘ３、ｙｌ、ｙｌ、ｙコの位置は分かっている
ので、上記（１）〜（５）式からインパクト位置Ｐの座
標ｘ、ｙを求めることができ、また、各センサからルー
スパーツ発生位置までの距離ｄ１、ｄ２、ｄコを算出す
ることができる。

（発明が解決しようとする問題点） 上記特願昭６１−２３３４４３号（未公知）に記載され
た方法においては、少なくとも３つの異なる位置に取付
けられたセンサからのインパクト信号が必要であり、２
個以下のインパクト信号からはルースパーツの正確なイ
ンパクト位置を求めることができなかった。原子炉装置
などのように多くの機器からなる複雑な管路を有するも
のにおいては、ルースパーツを検出するためのセンサは
多数の場所に設置する必要があり、センサの個数が増加
するにつれ、各センサからの信号を記録し処理する装置
も複雑となってくる。したがって、センサの数をできる
だけ減らして装置をできるだけ簡単化し、安価でしかも
故障の少ないルースパーツ位置推定法を開発することが
望まれていた。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので
、流路内のルースパーツ位置推定装置において、流路を
構成する装置の少なくとも２個所の異なる位置にそれぞ
れセンサ装置を取付け、予め実施する模擬インパクトテ
ストにより、インパクト点から各センサ装置までの距離
と、各センサ装置から発するインパクト信号の立上がり
点からピーク点までの所要時間との相関関係を求めてお
き、ルースパーツ発生時にルースパーツによるインパク
トに基づき、前記各センサ装置から発するインパクト信
号の立上がり点からピーク点までの所要時間を求め、前
記相関関係を参照してルースパーツの位置を推定するこ
とを特徴とする。

（実施例） 第１〜３図を用いて本願発明の実施例につき説明する。

第１図において１〜１０は原子力発電プラントの１次系
配管等の被測定体１００に密着配置した音波検知用加速
度計（センサ）である。１１〜２０は、各センサに接続
されたルースパーツブチクターである。ルースパーツブ
チクターからの信号はファーストイベントレコーダ２１
に伝送され、ファーストイベントレコーダ２１ではデテ
クターからの信号を処理し、必要に応じディジタル信号
としてデータ収録装置２２に伝送する。このデータ収録
装置からのデータをもとにルースパーツデイジタル解析
装置２３にてデータ解析が行なわれる。第１図にて示し
たルースパーツブチクタ−１１〜２０では、原子力発電
プラントの１次系配管または補機に設置された加速度計
（センサ）１〜１０で感知した振動音について、通常の
バックグランドノイズに比し急激なインパクト音があっ
た場合に警報信号を発するものであるが、通常のバック
グランドノイズとインパクト音を比較して一定比率以上
のインパクト音である場合に警報を発するようにしてい
る。また、この警報を受けたファーストイベントレコー
ダ２１では官報の正誤判断をしたのち、誤りと判断した
場合はゴ報をリセット（ｒｅｓｅｔ）ｌ、、正と判断し
た場合は信号をディジタル変換し、警報発生前後］、　
Ｏ０ｍ５ｅｃのデータをデータ収録装置２２に記録する
。このデータ収録装置のデータをルースパーツデイジク
ル解析装置２３で解析してルースパーツの位置を推定す
るのであるが、その方法について以下詳述する。

発明者らの実験によれば、被測定体である原子カプラン
トの配管系などの任意の位置にインパクト（衝撃）を与
えた場合、被測定体に取付けた各センサが検出したイン
パクト信号波の時間軸に対する波形を調べたところ、イ
ンパクト信号波形の立上がり開始点から波形のピーク点
（振動幅の最大点）までの時間ｔとインパクト点から各
センサ取付は位置までの距離とが相関関係を有すること
を発見した。

したがって、予め模擬インパクトテストにより、被測定
体に取付けられた各センサについて、センサからの距離
をかえてインパクトを与え、センサから発信されるイン
パクト信号の波形を記録し、インパクト信号波形の立上
がり点から波形のピーク点までの時間とインパクト点か
らの距離の関係を求めておくことにする。すなわち、第
２図に示すようインパクト点からセンサまでの距離をｄ
１〜ｄＳと５通りに変えてインパクトを与え、センサか
ら発するインパクト信号の立上がり点ａからピーク点す
までの時間ｔ１〜ｔ５を求め相開関係図を求める。これ
を整理したものを第３図に示す。

このような模擬テストを実施しておいたルースパーツ検
出システムにおいて、ルースパーツが発生するとインパ
クトが与えられて、インパクト点付近のセンサからのイ
ンパクト信号がルースパーツデテクターから発せられる
。この信号はイベントレコーダ２１、データ収録装置２
２を経てルースパーツデイジクル解析装置２３で解析さ
れ、信号の立上がり点からピーク点までの時間が求めら
れ、予め実施された模擬インパクトテスト結果と参照し
てインパクト点かセンサまでの距離が算出される。した
がって、取付は位置の異なる２個のセンサからのインパ
クト信号について上記操作を行なったのち、２個の各セ
ンサからインパクト点までの距離を半径として２個の円
弧を描きその交点がルースパーツの発生しているインパ
クト点となる。

以上原子力発電プラントについて実施した場合について
述べたが、本発明はこれに限定されるものではなくボイ
ラなどの火力発電プラントについても同様に適用するこ
とができる。また、実施例では２個の異なる位置に取付
けられたセンサ信号カラインパクト点を推定する方法に
ついて説明したが、本発明の本質はこれに限定されるも
のではなく、３個以上の異なる位置に取付けられたセン
サ信号からインパクト点を推定する場合にも通用可能で
あることは、前述の実施例の内容から容易に理解される
。

（発明の効果） 本発明によれば、少なくとも異なるＨＩ？ｉ１以上の場
所に取付けられたセンサからの信号により、ルースパー
ツの位置を推定することが可能となり従来の方法に比し
センサの取付は個数を減らすことができ、ルースパーツ
の検出システムを簡略化し、安価でしかも故障の少ない
ルースパーツ検出方法を提供することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の詳細な説明するためのルースパーク
位置推定用装置の系統図、第２図は、本発明を実施する
に先立って行なう模擬インパクトテストの説明図、第３
図は、第２図の内容の整理図、第４図および第５図は、
従来技術の説明図である。 １〜１０・・・センサ、１１〜２０・・・ルースパーツ
デテクター、２１・・・ファーストイベントレコーダ、
２２・・・データ収録装置、２３・・・ルースパーツデ
イジタル解析装置。 代理人　弁理士　川　北　武　長 までの時間　（ｍ　５ｅｃ） 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 流路内のルースパーツ位置推定装置において、流路を構
   成する装置の少なくとも２個所の異なる位置にそれぞれ
   センサ装置を取付け、予め実施する模擬インパクトテス
   トにより、インパクト点から各センサ装置までの距離と
   、各センサ装置から発するインパクト信号の立上がり点
   からピーク点までの所要時間との相関関係を求めておき
   、ルースパーツ発生時にルースパーツによるインパクト
   に基づき、前記各センサ装置から発するインパクト信号
   の立上がり点からピーク点までの所要時間を求め、前記
   相関関係を参照してルースパーツの位置を推定すること
   を特徴とする流路内のルースパーツの位置推定装置。