TWI389139B - 振動評估裝置以及評估方法 - Google Patents

Description

振動評估裝置以及評估方法

本發明關於一種振動評估裝置，尤其關於一種對沸水式原子爐中的噴射泵等的原子爐內構造物的振動，進行評估的振動評估裝置以及評估方法。

在用於調整沸水式原子爐中爐水流量的一種再循環系統機器即噴射泵中，因內部所流動的流體而產生流體振動。為了減少該振動，而使用在入口混合管與升流管托架之間插入楔(wedge)的方法。然而，眾所周知，於原子爐運轉過程中，因流體振動而導致楔產生磨損，則噴射泵、尤其是入口混合管的振動加劇。目前，於定期檢査中藉由目視檢査來檢測楔的磨損狀態，可根據需要來更換楔，但是可能會因該作業而使定期檢査期間延長。又，即使於原子爐運轉過程中楔達到應更換的磨損狀態，亦無能夠對此進行判斷的方法。

另一方面，於定期檢査等中實施噴射泵的分解檢查，並再次安裝該噴射泵時，可能會於入口混合管與噴射泵擴散孔之間產生偏芯，嚴重時入口混合管甚至可能會與噴射泵擴散孔接觸，此亦成為噴射泵的振動狀態變化的原因。故而，必須開發出能夠對如此振動狀態的變化進行評估並查明其原因的技術。

關於厚度變薄、磨損的檢測，眾所周知有如下技術。一種是，利用厚壁測定器對配管的厚壁進行測定之後，自 該厚壁測定器的資料發送接收部將厚壁測定資料發送至具有資料庫的電腦(參照日本專利特開2001-280600號公報【專利文獻1】)。

另一種技術是，自光感測器向原子爐控制棒組裝體的控制棒的表面投射光束，對控制棒表面的磨損量進行測定(參照日本專利特開平10-20066號公報【專利文獻2】)。

又，眾所周知，日本專利特開平4-254734號公報【專利文獻3】、日本專利特開平9-145530號公報【專利文獻4】中，於配管上安裝加速度計，根據由該加速度計所測定出的加速度信號，使用預定解析模式(振動模式)，來求出配管所產生的應力。

然而，專利文獻1所揭示的技術(厚壁管理系統)中，測定器具備資料發送接收部，因此，難以適用於高溫、高壓、高放射線下的原子爐內構造物。

又，專利文獻2所揭示的技術(原子爐控制棒組裝體的棒磨損測定方法)是原子爐內機器的適用例，實用中，若非在定期檢査等的原子爐停止運轉中則測定困難，且無法於原子爐運轉過程中對磨損量進行監視。

進而，專利文獻3以及4所揭示的技術(配管系統的應力評估裝置、配管系統疲勞評估裝置)中，評估對象物為配管，使用解析模式且藉由解析而求出該配管的應力，並非藉由解析求出配管的振動狀態並進行評估。況且，該技術中，對於原子爐的運轉過程中對設置於高溫、高壓、高放射線下的區域內的原子爐內構造物的振動狀態進行評 估，但難以把握其原因，原因例如為噴射泵的楔的磨損量、或噴射泵的入口混合管對於噴射泵擴散孔有無偏芯量或碰撞。

本發明是考慮到上述情況而開發的，其目的在於提供一種可對原子爐內構造物的振動狀態，進行較佳評估的振動評估裝置以及評估方法。

本發明的其他目的在於提供一種能對評估對象物的劣化等不良狀態，進行較佳評估的振動評估裝置以及評估方法。

本發明的振動評估裝置的特徵在於具有：多個感測器，對原子爐內構造物的多個測定點上的振動的相關資料進行測定；振動解析部，使用上述原子爐內構造物的數值構造解析模式來進行振動解析，求出該原子爐內構造物的振動狀態；以及評估部，於該振動解析部的振動解析所得的與上述測定點對應的位置上的解析結果、與上述感測器的測定資料一致時，使用上述數值構造解析模式來對上述原子爐內構造物的各位置上的振動狀態進行推斷、評估。

又，本發明的振動評估方法的特徵在於具有：測定步驟，利用多個感測器來對原子爐內構造物的多個測定點上的振動的相關資料進行測定；振動解析步驟，使用上述原子爐內構造物的數值構造解析模式來進行振動解析，求出該原子爐內構造物的振動狀態；以及評估步驟，於該振動解析步驟的振動解析所得的與上述測定點對應的位置上的 解析結果、與上述感測器的測定資料一致時，使用上述數值構造解析模式來對上述原子爐內構造物的各位置上的振動狀態進行推斷、評估。

進而，本發明的振動評估裝置的特徵在於具有：感測器，對評估對象物的測定點上的振動的相關資料進行測定；振動解析部，使用上述評估對象物的數值構造解析模式，來使該評估對象物的劣化等不良狀態變化而進行振動解析，針對該評估對象物的各種劣化等的不良狀態而求出振動狀態；以及評估部，具備使上述評估對象物的劣化等不良狀態與振動狀態相關聯的關聯資料，當根據上述感測器測定出的測定資料，判斷出上述評估對象物的振動狀態有變化時，使用上述關聯資料來對上述評估對象物的劣化等不良狀態進行推斷、評估。

又，本發明的振動評估方法的特徵在於具有：測定步驟，利用感測器來對評估對象物的測定點上的振動的相關資料進行測定；振動解析步驟，使用上述評估對象物的數值構造解析模式，來使該評估對象物的劣化等不良狀態變化並進行振動解析，針對該評估對象物的每一劣化等不良狀態而求出振動狀態；以及評估步驟，當根據上述測定步驟測定出的測定資料，判斷出上述評估對象物的振動狀態有變化時，利用使上述評估對象物的劣化等不良狀態與振動狀態相關聯的關聯資料，來對該評估對象物的劣化等不良狀態進行推斷、評估。

根據本發明的振動評估裝置以及方法，可使用原子爐 內構造物的數值構造解析模式，來對原子爐內構造物的振動狀態進行較佳評估。

又，根據本發明的振動評估裝置以及方法，可利用使用評估對象物的數值構造解析模式而求出的、評估對象物的劣化等不良狀態與振動狀態的關聯資料，來根據評估對象物的振動狀態的變化而對該評估對象物的劣化等不良狀態進行較佳評估。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附模式詳細說明如下。

以下，根據圖式對用以實施本發明的最佳形態進行說明。但是，本發明並非限定於該些實施形態。

[第1實施形態(圖1~圖8)]

圖1是表示使用本發明的振動評估裝置的第1實施形態的沸水式原子爐的縱剖面圖。圖2是表示圖1所示的噴射泵的正面圖。圖5是表示圖1以及圖2所示的噴射泵以及振動評估裝置的構成的構成圖。

圖5所示的振動評估裝置10，適用於例如圖1所示的沸水式原子爐11，且使用數值構造解析模式41(圖6)，對設置於原子爐壓力容器12內的作為評估對象物的原子爐內構造物，即噴射泵13或蒸汽乾燥器21等(本實施形態中為噴射泵13)的振動狀態進行評估。

此處，沸水式原子爐11中，如圖1所示，於原子爐壓 力容器12內收容爐心14，構成該爐心14的多個燃料集合體(未圖示)被圍板(shroud)15包圍，並且藉由爐心支撐板16以及上部柵格板17支撐而構成。圍板15的上部藉由圍板頂蓋18而封閉，且於該圍板頂蓋18經由立管(stand pipe)19而設置著汽水分離器20。於原子爐壓力容器12內，於汽水分離器20的上方配置著蒸汽乾燥器21。

由爐心14產生的蒸汽，藉由汽水分離器20而將水分分離，並由蒸汽乾燥器21乾燥後到達上部圓頂22，自主蒸汽噴嘴23經由主蒸汽系統到達渦輪系統(均未圖示)。渦輪系統中起作用的蒸汽成為回流水，經由供水管24而作為冷卻材32供給到原子爐壓力容器12內。該冷卻材(爐水)32藉由原子爐再循環系統25的再循環泵26而升壓，且藉由配置在原子爐壓力容器12與圍板15之間的環狀部上的多個噴射泵13，而導向爐心14下方的下部充氣部27。

多個噴射泵13沿著爐心14的圓周方向而均等地配置於原子爐壓力容器12與圍板15之間的環狀部上所設的泵座28上。又，各噴射泵13如圖2所示，將藉由再循環泵26而升壓的冷卻材32導向升流管29，進而經由彎頭管30而導向噴嘴部31，藉此，由該噴嘴部31取入周圍的冷卻材32，將該些冷卻材32於入口混合管33內混合之後，自噴射泵擴散孔34向爐心14的下方吐出。

入口混合管33如圖4所示，最下端嵌合於噴射泵擴散孔34，且留有間隙部40A，該嵌合部分稱為滑動接頭(slip joint)40。入口混合管33亦如圖3所示，使用設置於升流 管29上的升流管托架35，而經由楔(wedge)36以及固定螺釘(set screw)36A來支撐。藉此，入口混合管33與噴射泵擴散孔34的各中心軸O1、O2配置成一致。因此，入口混合管33調整為如下狀態，當因滑動接頭40的間隙部40A中流動的冷卻材32的流動α而產生振動時，亦不會使與噴射泵擴散孔34產生碰撞。

然而，因在滑動接頭40的間隙部40A中流動的流體的振動，可能會使升流管托架35與楔36之間、或升流管托架35與固定螺釘36A之間產生滑動磨損，且於其等之間產生間隙。一旦產生該間隙，則在滑動接頭40的間隙部40A中流動的冷卻材32的流動α的變動會加劇，因此升流管托架35與楔36之間、或升流管托架35與固定螺釘36A之間的滑動磨損進而增大，最終可能導致入口混合管33與噴射泵擴散孔34產生碰撞。又，滑動接頭40的間隙部40A的變動，亦對噴射泵13的性能有影響。因此，必須更換磨損嚴重劣化的楔36或固定螺釘36A，尤其是楔36，來使入口混合管33的中心軸O1與噴射泵擴散孔34的中心軸O2一致，並始終適當地保持滑動接頭40的間隙部40A。

再者，原子爐壓力容器12如圖1所示，壓力容器本體37的上部開口與下部開口分別藉由容器蓋38、下半球部39而封閉。壓力容器本體37與圍板15之間，形成配置著噴射泵13的上述環狀部。

接著，於具備以上述方式構成的沸水式原子爐11的原 子能電廠(atomic power plant)中，即使於通常的運轉狀態下，亦會因沸水式原子爐11的原子爐壓力容器12內的冷卻材32的流動作用而使噴射泵13產生微小的振動。楔36等發揮抑制該振動的功能，但若因該振動而使楔36等受到磨損，則上述振動抑制功能會下降，從而導致噴射泵13(尤其入口混合管33)的振動增大。

本實施形態的振動評估裝置10，對如上所述的噴射泵13的振動狀態進行評估，且如圖5所示，本實施形態的振動評估裝置10包括：作為感測器的應變計42或加速度計43；使用上述數值構造解析模式41來進行振動解析的振動解析部44；以及對噴射泵13的振動狀態進行推斷、評估的評估部45。

應變計42或加速度計43設置於噴射泵13的多個測定點上，對該測定點的振動的相關資料進行測定。作為該振動的相關資料，對於應變計42而言為應變測定值，對於加速度計43而言為加速度測定值。該些應變計42或加速度計43，經由壓力邊界(pressure boundary)向原子爐壓力容器12(圖1)外部鋪設電纜46，而與評估部45連接。

振動解析部44使用圖6所示的噴射泵13的數值構造解析模式41來進行振動解析，求出該噴射泵13中的通常時(標準值)的振動狀態即振動參數。該振動參數是表示應變、加速度、應力、振動移位等的振動狀態的值。此處，設置著應變計42或加速度計43的測定點，是根據振動解析部44所實施的噴射泵13的標準時的振動解析的解析結 果，來決定用於把握噴射泵13的振動狀態的適當位置。再者，於圖6所示的數值構造解析模式41中，虛線表示靜止狀態，實線表示振動狀態。

評估部45首先對應變計42或加速度計43的各測定點的測定資料(對於應變計42而言為應變測定值，對於加速度計43而言為加速度測定值)進行頻率解析，求出頻譜A(參照圖7(A)：於該圖7(A)中測定資料為應變值)。其次，評估部45對作為數值構造解析模式41的解析結果而得的、與應變計42或加速度計43的各測定點對應的測定點對應位置47上的振動參數(對於應變計42而言為應變測定值，對於加速度計43而言為加速度測定值)進行頻率解析，求出頻譜B(參照圖7(B)：於該圖7(B)中振動參數為應變值)。而且，評估部45判斷兩個頻譜A與B上的特徵性的部位、例如峰值位置是否一致，當一致時，評估為振動解析部44中所使用的數值構造解析模式41，可以良好的精度反映出實際的噴射泵13的振動狀態。

評估部45使用可以良好的精度反映出實際的噴射泵13的數值構造解析模式41，來對測定點對應位置47、以及測定點對應位置47以外的噴射泵13的各位置上的振動參數(應變、加速度、應力、振動移位等)進行推斷、評估。進而，評估部45於該些已推斷出的振動參數的推斷值，超過作為構造健全性標準(criteria)的許可值時，輸出警告。

以下，使用圖5、圖8對以上述方式構成的振動評估 裝置10的作用進行說明。

首先，振動解析部44使用噴射泵13的數值構造解析模式41進行振動解析，求出通常(標準值)的噴射泵13的振動狀態(S1)。

其次，根據該數值解析部44的解析結果，來決定實際的噴射泵13中的應變計42或加速度計43的測定點，藉由應變計42或加速度計43對各測定點的振動狀態(對於應變計42而言為應變測定值，對於加速度計43而言為加速度測定值)進行測定(S2)。

接著，評估部45判斷應變計42或加速度計43的測定資料的頻譜A、與數值構造解析模式41的測定點對應位置47上的振動參數(應變值或加速度值)的頻譜B的特徵性部位是否一致(S3)，當一致時，使用該數值構造解析模式41來對噴射泵13的各位置上的振動參數(應變、加速度、應力、振動移位等)進行推斷(S4)。

當步驟S3中頻率參數A與B的特徵性部位不一致時，振動解析部44對數值構造解析模式41進行修正，並進行振動解析而重新求出振動參數(應變值或加速度值)，評估部45使用該重新求出的振動參數以及已修正的數值構造解析模式41，來執行步驟S3以及S4。

評估部45判斷使用數值構造解析模式41，推斷出的振動參數(應變、加速度、應力、振動移位等)的推斷值，是否超過構造健全性標準(S5)，當超過時輸出警告(S6)。

因此，根據本實施形態，起到如下效果(1)以及(2)。

(1)使用以良好的精度反映出實際的噴射泵13的數值構造解析模式41，來對噴射泵13的測定點、以及該測定點以外的各位置上的振動參數(應變、加速度、應力、振動移位等)進行推斷，對噴射泵13的振動狀態進行評估，因此，即使於沸水式原子爐11的運轉過程中，亦可較佳地對該振動狀態進行評估。從而，於沸水式原子爐11的運轉過程中，可把握噴射泵13的楔36的磨損量、或噴射泵13中的入口混合管33對於噴射泵擴散孔34有無偏芯量或碰撞。

(2)當使用數值構造解析模式41，推斷出的包含噴射泵13的測定點對應位置47在內的各位置上的振動參數(應變、加速度、應力、振動移位等)的推斷值，超過構造健全性標準時，輸出警告，因此，根據推斷值的程度，可對噴射泵13進行適當的維護，如於沸水式原子爐11的下次定期檢査中對噴射泵13進行修補或更換、或者藉由使沸水式原子爐11即時停止運轉而更換噴射泵13等。

[第2實施形態(圖9~圖11)]

圖9(A)是表示本發明的振動評估裝置的第2實施形態以及噴射泵的構成圖，圖9(B)是表示安裝於噴射泵上的反射體以及超音波感測器的側面圖。於該第2實施形態中，對於與上述第1實施形態相同的部分使用相同的符號並簡化說明、或省略說明。

本實施形態的振動評估裝置50與上述第1實施形態的振動評估裝置10的不同點在於，感測器為超音波感測器 51。

該超音波感測器51對應於噴射泵13的測定點，而於原子爐1壓力容器12(圖1)的外壁面上設置有多個。又，於噴射泵13的各測定點上設置著反射體52，該反射體52具備用於反射來自超音波感測器51的超音波的平面形狀的反射面52A。亦可將噴射泵13的測定點本身加工為平面形狀而形成該反射面52A。根據由超音波感測器51發送、由反射體52的反射面52A反射、且由該超音波感測器51接收的超音波的傳播時間，使用該超音波的傳播速度，測定出噴射泵13的各測定點上的振動移位，作為振動的相關資料。

振動解析部44與上述實施形態相同，使用噴射泵13的數值構造解析模式41(圖10)來進行振動解析，求出噴射泵13的通常(標準值)的振動狀態即振動參數(振動移位)。根據該振動解析部44的振動解析結果，來決定藉由超音波感測器51感測之噴射泵13的各測定點。圖10中的符號53是與噴射泵13的各測定點對應的數值構造解析模式41的測定點對應位置。再者，於圖10所示的數值構造解析模式41中，虛線亦表示靜止狀態，實線亦表示振動狀態。

評估部45對由超音波感測器51於各測定點測定出的振動移位資料進行頻率解析，且求出頻譜C(參照圖11(A))，又，對作為數值構造解析模式41的解析結果的、測定點對應位置53上的振動參數(即振動移位)進行頻率 解析，且求出頻譜D(參照圖11(B))。評估部45判斷該些頻譜C與D的特徵性部位是否一致，當一致時，對測定點對應位置53、以及該些測定點對應位置53以外的位置上的振動參數(振動移位、加速度、應變、應力等)進行推斷、評估。進而，評估部45於已推斷出的振動參數超過構造健全性標準時輸出警報。

因此，本實施形態中，感測器是設置於原子爐壓力容器12外部的超音波感測器51，具有無須於原子爐壓力容器12內鋪設電纜46(圖5)的效果，除此以外亦具有與上述第1實施形態相同的效果。

[第3實施形態(圖12~圖15)]

圖12是表示本發明的振動評估裝置的第3實施形態以及噴射泵的構成圖。於該第3實施形態中，對於與上述第1以及第2實施形態相同的部分，使用相同的符號並簡化說明、或省略說明。

本實施形態的振動評估裝置60與上述第1以及第2實施形態的振動評估裝置10以及50不同，於評估對象物的振動的相關測定資料有變化時，根據該測定資料的變化來對該評估對象物所產生的劣化等的不良狀態進行推斷、評估，且具有超音波感測器51等的感測器、振動解析部61以及評估部62。

此處，評估對象物為沸水式原子爐的噴射泵13，或蒸汽乾燥器21等的原子爐內構造物、容器或槽內的機器或配管等，但是本實施形態中是以噴射泵13為一例。又，劣化 等不良狀態例如為噴射泵13中的楔36的劣化所引起的磨損狀態，或噴射泵13的入口混合管33與噴射泵擴散孔34的偏芯或碰撞狀態。

超音波感測器51與第2實施形態相同，測定出噴射泵13的各測定點上的振動移位，作為振動的相關資料。該感測器除了上述超音波感測器51以外，亦可為對作為振動的相關資料的應變值進行測定的應變計42，對作為振動的相關資料的加速度值進行測定的加速度計43等。

振動解析部61使用噴射泵13的數值構造解析模式41(圖10)，來使噴射泵13的劣化等不良狀態變化，且針對該劣化等之每一不良狀態進行振動解析，求出噴射泵13的劣化等各個不良狀態時的振動狀態。例如，如圖13所示，針對楔36的磨損量的小、中、大以及入口混合管33(IM)偏芯量的小、中、大等，而使用數值構造解析模式41進行振動解析，針對楔36的磨損量或入口混合管33的偏芯量的程度(小、中、大)而求出振動移位，並對該些振動移位進行頻率解析，求出表示振動狀態的頻譜a、b、c、d、e、f…。

評估部62將如上述由振動解析部61求出的、噴射泵13的劣化等不良狀態及振動狀態，如圖13所示相互關聯地作為關聯資料進行儲存備用。

而且，評估部62對由超音波感測器51測定出的噴射泵13的測定點上的測定資料(振動移位)進行頻率解析，求出頻譜F(參照圖14(B))。於該頻譜F相對於正常狀 態的噴射泵13的該測定點的測定資料(振動移位)的頻譜E(參照圖14(A))而言，例如頻譜的峰值位置P有變化時，評估部62判斷噴射泵13的振動狀態有變化。

此時，評估部62將圖13所示的關聯資料的頻譜a、b、c、d、e、f…，與由超音波感測器51測定出的振動移位的頻譜F進行比較，選擇與該頻譜F的特徵點一致的頻譜a、b、c、d、e、f…，將與該所選擇的頻譜相關聯的劣化等不良狀態，推斷評估為當前的噴射泵13的劣化等不良狀態。

該劣化等不良狀態的推斷，除了對沸水式原子爐11的通常運轉時的噴射泵13的楔36的磨損量的推斷以外，亦包括如下推斷：於定期檢査中分解檢查噴射泵13，之後將噴射泵13再安裝時，將分解檢查之前與再安裝後所測定出的兩個測定資料的頻譜進行比較，藉此，推斷噴射泵13中的入口混合管33對於噴射泵擴散孔34有無偏芯量或碰撞；以及，將於地震發生時的前後所測定出的兩個測定資料的頻譜進行比較，藉此，推斷噴射泵13中的入口混合管33對於噴射泵擴散孔34有無偏芯量或碰撞等。

評估部62進而於已推斷出的劣化等不良狀態(楔36的磨損量、入口混合管33對於噴射泵擴散孔34有無偏芯量或碰撞等)超過作為許可值的標準時輸出警告。

此處，評估部62亦可使用類神經網路(Neural network)，來儲存噴射泵13的劣化等不良狀態與振動狀態的關聯資料、判斷測定資料的頻譜F有無變化、判斷該頻譜F所對應的劣化等不良狀態、以及判定警告的輸出。所 謂該類神經網路是指，以人的腦神經系統為模式的資訊處理系統，且於電腦上實現人腦的基本功能即認識或儲存、判斷等的處理。

其次，使用圖15對以上述方式構成的振動評估裝置60的作用進行說明。

振動解析部61使用噴射泵13的數值構造解析模式41，來使噴射泵13的劣化等不良狀態變化，且針對該劣化等各個不良狀態進行振動解析，並求出噴射泵13的劣化等各個不良狀態時的振動狀態(振動移位的頻譜)(S11)。

評估部62儲存使該噴射泵13的劣化等不良狀態與振動狀態關聯的例如圖13所示的關聯資料(S12)。

超音波感測器51於沸水式原子爐11的運轉過程中對噴射泵13的振動移位進行測定並發送至評估部62(S13)。

評估部62判斷由超音波感測器51測定出的噴射泵13的振動移位的頻譜F，相對於正常的噴射泵13的振動移位的頻譜E是否有變化(S14)。

於評估部62判斷頻譜F相對於頻譜E有變化時，將該頻譜F與步驟S12中所儲存的關聯資料進行對照(S15)，選擇並求出與頻譜F的特徵點一致的頻譜a、b、c、d、e、f…，將該已選擇的頻譜關聯的劣化等不良狀態，推斷為當前的噴射泵13的劣化等不良狀態(S16)。

評估部62，於步驟S16中推斷出的劣化等不良狀態超過標準時輸出警告(S17)。

評估部62，於步驟S14中判斷由超音波感測器51測 定出的振動移位的頻譜F不變化、或於步驟S17中判斷劣化等不良狀態不超過標準時，返回至步驟S13。

因此，根據如上所述構成的振動評估裝置60，起到如下效果(3)以及(4)。

(3)振動解析部61使用噴射泵13的數值構造解析模式41，來針對該噴射泵13的劣化等各個不良狀態而求出噴射泵13的振動移位的頻譜，評估部62儲存使噴射泵13的劣化等不良狀態與振動移位的頻譜關聯的關聯資料，進而，將由超音波感測器51測定出的噴射泵13的振動移位的頻譜與上述關聯資料進行對照，對當前的噴射泵13的劣化等不良狀態(楔36的磨損量、入口混合管33對噴射泵擴散孔34有無偏芯量、碰撞等)進行推斷。因此，即使於沸水式原子爐11的運轉過程中，亦可較佳地把握且評估噴射泵13的劣化等不良狀態。

(4)評估部62於已推斷出的噴射泵13的劣化等不良狀態超過標準時輸出警告，因此，可對噴射泵13的劣化等不良狀態迅速且適當地進行應對處理。

10、50、60‧‧‧振動評估裝置

11‧‧‧沸水式原子爐

12‧‧‧原子爐壓力容器

13‧‧‧噴射泵

14‧‧‧爐心

15‧‧‧圍板

16‧‧‧爐心支撐板

17‧‧‧上部柵格板

18‧‧‧圍板頂蓋

19‧‧‧立管

20‧‧‧汽水分離器

21‧‧‧蒸汽乾燥器

22‧‧‧上部圓頂

23‧‧‧主蒸汽噴嘴

24‧‧‧供水管

25‧‧‧原子爐再循環系統

26‧‧‧再循環泵

27‧‧‧下部充氣部

28‧‧‧泵座

29‧‧‧升流管

30‧‧‧彎頭管

31‧‧‧噴嘴部

32‧‧‧冷卻材

33‧‧‧入口混合管

34‧‧‧噴射泵擴散孔

35‧‧‧升流管托架

36‧‧‧楔

36A‧‧‧固定螺釘

37‧‧‧壓力容器本體

38‧‧‧容器蓋

39‧‧‧下半球部

40‧‧‧滑動接頭

40A‧‧‧間隙部

41‧‧‧數值構造解析模式

42‧‧‧應變計

43‧‧‧加速度計

44、61‧‧‧振動解析部

45、62‧‧‧評估部

46‧‧‧電纜

47、53‧‧‧測定點對應位置

51‧‧‧超音波感測器

52‧‧‧反射體

52A‧‧‧反射面

A、B、C、D、E、F、a、b、c、d、e、f‧‧‧頻譜

α‧‧‧流動

O1‧‧‧入口混合管33的中心軸

O2‧‧‧噴射泵擴散孔34的中心軸

P‧‧‧峰值位置

S1~S17‧‧‧步驟

圖1表示使用本發明的振動評估裝置的第1實施形態的沸水式原子爐的縱剖面圖。

圖2表示圖1的噴射泵的正面圖。

圖3是沿圖2的Ⅲ-Ⅲ線的剖面圖。

圖4是圖2的Ⅳ部放大剖面圖。

圖5表示圖1以及圖2所示的噴射泵以及振動評估裝 置的構成的構成圖。

圖6表示噴射泵的數值構造解析模式的一例的說明圖。

圖7(A)表示圖5的感測器的測定資料的頻譜的圖表，圖7(B)表示使用圖6中的數值構造解析模式所得的解析結果的頻譜的圖表。

圖8表示圖5所示的振動評估裝置的作用的流程圖。

圖9(A)表示本發明的振動評估裝置的第2實施形態以及噴射泵的構成圖，圖9(B)表示安裝於噴射泵上的反射體以及超音波感測器的側面圖。

圖10表示噴射泵的數值構造解析模式的一例的說明圖。

圖11(A)表示圖9所示的超音波感測器的測定資料的頻譜的圖表，圖11(B)表示使用圖10所示的數值構造解析模式的解析結果的頻譜的圖表。

圖12表示本發明的振動評估裝置的第3實施形態以及噴射泵的構成圖。

圖13表示圖12所示的振動解析部求出的、使噴射泵的劣化等不良狀態與振動狀態相關聯的關聯資料的一例的說明圖。

圖14(A)、圖14(B)表示圖12所示的超音波感測器的測定資料的頻譜，圖14(A)表示變化前的圖表，圖14(B)表示變化後的圖表。

圖15表示圖12所示的振動評估裝置的作用的流程圖。

10‧‧‧振動評估裝置

13‧‧‧噴射泵

29‧‧‧升流管

30‧‧‧彎頭管

33‧‧‧入口混合管

34‧‧‧噴射泵擴散孔

35‧‧‧升流管托架

36‧‧‧楔

42‧‧‧應變計

43‧‧‧加速度計

44‧‧‧振動解析部

45‧‧‧評估部

46‧‧‧電纜

Claims (16)

1. 一種振動評估裝置，其特徵在於包括：振動解析部，使用原子爐內構造物的數值構造解析模式來進行振動解析，求出該原子爐內構造物的振動狀態的標準值；多個感測器，依據該振動解析部的振動解析結果，來決定該原子爐內構造物的多個測定點，該些感測器分別安裝至該些測定點，再藉由該些感測器對該原子爐內構造物的該些測定點上的振動的相關資料進行測定；以及評估部，判斷於該振動解析部的振動解析所得的與上述測定點對應的位置上的解析結果、與上述感測器的測定資料是否一致，當一致時，使用上述數值構造解析模式，來對上述原子爐內構造物的各位置上的振動狀態進行推斷、評估並求出一推斷值，當該推斷值超過該標準值時輸出警告，當於該振動解析部的振動解析所得的與上述測定點對應的位置上的解析結果、與上述感測器的測定資料不一致時，該振動解析部對該數值構造解析模式進行修正，並再藉由振動解析部使用該數值構造解析模式來進行振動解析，重新求出該原子爐內構造物的振動狀態的標準值，該評估部使用該重新求出的該原子爐內構造物的振動狀態的標準值以及已修正的數值構造解析模式來判斷上述測定資料。
2. 如申請專利範圍第1項所述之振動評估裝置，其中 上述評估部於使用數值構造解析模式推斷出的原子爐內構造物的振動狀態的推斷值超過許可值時，輸出警報。
3. 如申請專利範圍第1項所述之振動評估裝置，其中上述原子爐內構造物為沸水式原子爐的噴射泵。
4. 如申請專利範圍第1項所述之振動評估裝置，其中上述感測器為設置於原子爐內構造物的測定點上的應變計或加速度計，上述應變計測定應變測定值，上述加速度計測定加速度測定值，且分別作為振動的相關資料。
5. 如申請專利範圍第1項所述之振動評估裝置，其中上述感測器為與原子爐內構造物的測定點相對應地設置於原子爐壓力容器外的超音波感測器，對測定點上的振動移位進行測定而作為振動的相關資料。
6. 如申請專利範圍第5項所述之振動評估裝置，其中於上述原子爐內構造物的測定點，設置有使超音波反射的平面形狀的反射面。
7. 一種振動評估裝置，其特徵在於包括：感測器，對評估對象物的測定點上的振動的相關資料進行測定；振動解析部，使用上述評估對象物的數值構造解析模式，來使該評估對象物的不良狀態變化而進行振動解析，且針對該評估對象物的各種不良狀態而求出振動狀態；以及評估部，具備使上述評估對象物的不良狀態與振動狀態關聯的關聯資料，當根據上述感測器測定出的測定資 料，判斷出上述評估對象物的振動狀態有變化時，使用上述關聯資料來對上述評估對象物的不良狀態進行推斷、評估。
8. 如申請專利範圍第7項所述之振動評估裝置，其中上述評估部，於已推斷出的評估對象物的不良狀態超過許可值時，輸出警報。
9. 如申請專利範圍第7項所述之振動評估裝置，其中上述評估部的功能是利用類神經網路而實施。
10. 如申請專利範圍第7項所述之振動評估裝置，其中上述評估對象物的不良狀態，為沸水式原子爐的噴射泵中的楔的磨損狀態。
11. 如申請專利範圍第7項所述之振動評估裝置，其中上述評估對象物的不良狀態，為沸水式原子爐的噴射泵中的入口混合管與噴射泵擴散孔的偏芯或接觸狀態。
12. 如申請專利範圍第7項所述之振動評估裝置，其中上述感測器，為設置於原子爐內構造物的測定點上的應變計或加速度計，上述應變計測定應變測定值，上述加速度計測定加速度測定值，且分別作為振動的相關資料。
13. 如申請專利範圍第7項所述之振動評估裝置，其中上述感測器為與原子爐內構造物的測定點相對應而設置於原子爐壓力容器外的超音波感測器，對測定點上的振動移位進行測定，且作為振動的相關資料。
14. 如申請專利範圍第13項所述之振動評估裝置，其中 於上述原子爐內構造物的測定點，設置有使超音波反射的平面形狀的反射面。
15. 一種振動評估方法，其特徵在於包括以下步驟：振動解析步驟，使用原子爐內構造物的數值構造解析模式來進行振動解析，求出該原子爐內構造物的振動狀態的標準值；測定步驟，依據該振動解析部的振動解析結果，來決定該原子爐內構造物的多個測定點，該些感測器分別安裝至該些測定點，再藉由多個感測器對該原子爐內構造物的該些測定點上的振動的相關資料進行測定；以及評估步驟，判斷於該振動解析步驟的振動解析所得的與上述測定點對應的位置上的解析結果、與上述感測器的測定資料是否一致，當一致時，使用上述數值構造解析模式，來對上述原子爐內構造物的各位置上的振動狀態進行推斷、評估並求出一推斷值，當該推斷值超過該標準值時輸出警告，當於該振動解析部的振動解析所得的與上述測定點對應的位置上的解析結果、與上述感測器的測定資料不一致時，該振動解析部對該數值構造解析模式進行修正，並再藉由振動解析部使用該數值構造解析模式來進行振動解析，重新求出該原子爐內構造物的振動狀態的標準值，該評估部使用該重新求出的該原子爐內構造物的振動狀態的標準值以及已修正的數值構造解析模式來判斷上述測定資料。
16. 一種振動評估方法，其特徵在於包括：測定步驟，藉由感測器對評估對象物的測定點上的振動的相關資料進行測定；振動解析步驟，使用上述評估對象物的數值構造解析模式，來使該評估對象物的不良狀態變化而進行振動解析，針對該評估對象物的各種不良狀態而求出振動狀態；以及評估步驟，當根據上述測定步驟測定出的測定資料，判斷出上述評估對象物的振動狀態有變化時，利用使上述評估對象物的不良狀態與振動狀態關聯的關聯資料，來對該評估對象物的不良狀態進行推斷、評估。