JP2000046683A - 漏洩検知方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、センサの設置数を削減してシステム
の複雑さを回避して容易に漏洩位置の特定を行う。 【解決手段】漏洩により発生する漏洩音を各組の超音波
センサＡ、Ａ’及びＢ、Ｂ’の各２点間で検出し、これ
ら組の超音波センサＡ、Ａ’及びＢ、Ｂ’からの各漏洩
音信号を信号処理部１４で取り込んで２点間での漏洩音
の検出される遅れ時間に基づいて漏洩音の伝搬方向を求
め、この伝搬方向から漏洩位置の存在する区間を特定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば原子力発電
プラント一次系の機器等からの冷却材の漏洩を監視する
ための漏洩検知方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電プラントの一次系が設置され
るＣ／Ｖ内部の配管・機器・容器等かにの冷却材の漏洩
監視は、放射線物質による汚染防止上から非常に厳密な
監視が要求される。

【０００３】このような漏洩監視装置としては、例えば
ドレンサンプ水位、塵埃モニタ等があるが、Ｃ／Ｖ内部
のどこかで漏洩が発生していることを検知できるのみ
で、その漏洩部位を特定できる検出能力は持っていな
い。このため漏洩監視装置としては、漏洩部位を特定す
ることが重要となる。

【０００４】図５は漏洩監視装置を適用した原子力発電
プラントの一次系機器全体の系統図である。原子炉容器
１には、一次系主配管２を通して蒸気発生器３、冷却材
循環ポンプ４が接続されるとともに、一次系主配管２に
対して一次系枝配管５を介して加圧器６が接続されてい
る。

【０００５】このような原子力発電プラントの一次系で
は、原子炉容器１から一次系主配管２及び一次系枝配管
５の内部に流れる冷却材が全て高温高圧下の状態にあ
り、その全てが漏洩検知の対象となる。このような冷却
材の漏洩検知は、例えば一次系主配管２に接続された漏
洩検知装置７により行われている。

【０００６】図６はかかる漏洩検知装置７の構成図であ
って、複数の超音波センサ８−１〜８−ｎが一次系主配
管２に設置されている。これら超音波センサ８−１〜８
−ｎは、例えば漏洩欠陥部で非常に狭い割れの内部を高
温高圧の冷却材が通過する際の流れによって発生する超
音波領域の固体伝搬音として得られる漏洩音を検出して
その漏洩音信号を出力する機能を有している。そして、
これら超音波センサ８−１〜８−ｎは、漏洩位置特定の
位置精度に応じて多数点に設置される。

【０００７】これら超音波センサ８−１〜８−ｎの各出
力端子には、それぞれ各プリアンプ９−１〜９−ｎ、各
コンディショナ１０−１〜１０−ｎ、各実効値処理部１
１−１〜１１−ｎが接続され、かつこれら実効値処理部
１１−１〜１１−ｎの出力端子に記録表示部１２が共通
接続されている。

【０００８】このうち各プリアンプ９−１〜９−ｎは、
各超音波センサ８−１〜８−ｎから出力される微弱な漏
洩音信号を前置増幅するもので、この前置増幅により微
弱な漏洩信号を例えば長距離離れた各コンディショナ１
０−１〜１０−ｎまでの長距離伝送を可能にしている。

【０００９】又、各コンディショナ１０−１〜１０−ｎ
は、フィルタ処理及び測定レンジ切替え等の機能を有
し、各超音波センサ８−１〜８−ｎから出力される漏洩
音信号に含まれる漏洩音以外の機器騒音等の背景雑音の
影響を除き、漏洩音のＳＮ比の改善のためのフィルタが
内蔵されている。

【００１０】各実効値処理部１１−１〜１１−ｎは、超
音波領域の漏洩音信号の実効値処理を行い、漏洩音信号
の大きさに比例したＤＣ電圧信号に変換して記録表示部
１２に送るもので、ＤＣ電圧信号に変換することで記録
表示部１２での処理が容易となる。

【００１１】このような構成であれば、漏洩の開始は、
記録表示部１２でのトレンド監視により検知される。

【００１２】すなわち、各超音波センサ８−１〜８−ｎ
は、例えば漏洩欠陥部で非常に狭い割れの内部を高温高
圧の冷却材が通過する際の流れによって発生する超音波
領域の固体伝搬音として得られる漏洩音を検出してその
漏洩音信号を出力する。

【００１３】これら超音波センサ８−１〜８−ｎから出
力された微弱な各漏洩音信号は、それぞれ各プリアンプ
９−１〜９−ｎにより前置増幅され、次の各コンディシ
ョナ１０−１〜１０−ｎにより漏洩音以外の機器騒音等
の背景雑音の影響が除かれ、さらに各実効値処理部１１
−１〜１１−ｎにより実効値処理が行われてその漏洩音
信号の大きさに比例したＤＣ電圧信号に変換されて記録
表示部１２に送られる。そして、この記録表示部１２で
は、各超音波センサ８−１〜８−ｎの配置位置とその対
応する各漏洩音信号のレベルとを対比させて表示する。

【００１４】図７はかかる記録表示部１２での表示例を
示し、横軸に各超音波センサ８−１〜８−ｎの配置位置
を示し、縦軸に各超音波センサ８−１〜８−ｎの各漏洩
音信号レベルを示している。このような表示であれば、
各超音波センサ８−１〜８−ｎの各漏洩音信号レベルの
勾配傾向から漏洩位置の特定が可能、例えば漏洩音信号
レベルの最も高くなるところを漏洩位置として特定する
ことができる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一次系
主配管２や一次系枝配管５の配管部を伝搬する漏洩音の
減衰は、一様断面において減衰が少なく勾配が緩やかと
なり、漏洩位置の判別には問題がある。

【００１６】又、漏洩位置の特定には、多数の超音波セ
ンサ８−１〜８−ｎを設置する必要があり、システムが
肥大化し、原子力発電プラントの一次系という特殊な環
境においては複雑すぎて、実際の運用には保守等に関し
ても種々の問題がある。

【００１７】そこで本発明は、センサの設置数を削減し
てシステムの複雑さを回避して容易に漏洩位置の特定が
できる漏洩検知方法及びその装置を提供することを目的
とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１によれば、漏洩
により発生する漏洩音を２点間で検出し、この２点間で
の漏洩音の検出される遅れ時間に基づいて漏洩音の伝搬
方向を求め、この伝搬方向から漏洩の位置を特定する漏
洩検知方法である。

【００１９】請求項２によれば、漏洩により発生する漏
洩音を少なくとも２点間で検出する複数組の漏洩音セン
サ群と、これら組ごとに漏洩音センサ群により検出され
る２点間での漏洩音の検出される遅れ時間に基づいて漏
洩音の各伝搬方向を求め、これら伝搬方向に基づいて漏
洩の存在区間を特定する処理手段と、を備えた漏洩検知
装置である。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。なお、図６と同一部分に
は同一符号を付してその詳しい説明は省略する。

【００２１】図１は原子力発電プラントの一次系に適用
した場合の漏洩監視装置の構成図である。

【００２２】一次系主配管２には、一方の組の２つの超
音波センサ（超音波センサ群）８−１と８−２及び他方
の組の２つの超音波センサ（超音波センサ群）８−３と
８−４が設置されている。以下、説明の度合い上、一方
の組の超音波センサ８−１、８−２をＡ、Ａ’とし、他
方の組の超音波センサ８−３、８−４をＢ、Ｂ’として
説明する。これら組内の各超音波センサＡとＡ’、Ｂと
Ｂ’同士は、隣接して配置され、かつこれら組間の超音
波センサＡ、Ａ’とＢ、Ｂ’とは、漏洩位置特定の位置
精度に応じた間隔に設置されている。

【００２３】これら超音波センサＡ、Ａ’とＢ、Ｂ’と
の各出力端子には、それぞれ各プリアンプ９−１、９−
２と９−３、９−４、各コンディショナ１０−１、１０
−２と１０−３、１０−４が接続され、かつこれらコン
ディショナ１０−１、１０−２と１０−３、１０−４の
出力端子にスキャナ１３が共通接続され、さらに信号処
理部１４が共通接続されている。

【００２４】スキャナ１３は、各組の超音波センサＡ、
Ａ’とＢ、Ｂ’とからの各漏洩音信号を、これら各組別
に選択しスキャンして取り込み、後続の信号処理部１４
に送る機能を有している。

【００２５】この信号処理部１４は、スキャナ１３によ
り取り込まれた各組ごとの各漏洩音センサＡ、Ａ’と
Ｂ、Ｂ’により検出される２点間での漏洩音信号のイン
パルス応答の遅れ時間を求め、この遅れ時間に基づいて
２点での漏洩音の各伝搬方向をそれぞれ識別し、これら
伝搬方向に基づいて漏洩の存在区間を特定する機能を有
している。

【００２６】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。

【００２７】各組の超音波センサＡ、Ａ’とＢ、Ｂ’
は、それぞれ例えば一次系主配管２や一次系枝配管５の
配管部における漏洩欠陥部で非常に狭い割れの内部を高
温高圧の冷却材が通過する際の流れによって発生する超
音波領域の固体伝搬音として得られる漏洩音を検出して
その漏洩音信号を出力する。

【００２８】これら超音波センサＡ、Ａ’とＢ、Ｂ’か
ら出力された微弱な各漏洩音信号は、それぞれ各プリア
ンプ９−１、９−２と９−３、９−４により前置増幅さ
れ、次の各コンディショナ１０−１、１０−２と１０−
３、１０−４により漏洩音以外の機器騒音等の背景雑音
の影響が除かれる。

【００２９】スキャナ１３は、これらコンディショナ１
０−１、１０−２と１０−３、１０−４から出力される
各漏洩音信号を、各超音波センサＡ、Ａ’とＢ、Ｂ’の
各組別に選択しスキャンして取り込み、後続の信号処理
部１４に送る。

【００３０】この信号処理部１４は、スキャナ１３によ
り取り込まれた各組ごとの各超音波センサＡ、Ａ’と
Ｂ、Ｂ’からのそれぞれの２点間での漏洩音信号のイン
パルス応答の遅れ時間を求め、この遅れ時間に基づいて
２点での漏洩音の各伝搬方向をそれぞれ識別し、これら
伝搬方向に基づいて漏洩の存在区間を特定する。

【００３１】例えば、図２は各組の超音波センサＡ、
Ａ’とＢ、Ｂ’の配置位置に対する各超音波センサＡ、
Ａ’とＢ、Ｂ’の各漏洩音信号レベルを示している。同
図に示すように各超音波センサＡ、Ａ’の各漏洩音信号
のインパルス応答から各超音波センサＡ、Ａ’の設置間
隔に対応した遅れ時間が得られると共に、各超音波セン
サＢ、Ｂ’の各漏洩音信号のインパルス応答から各超音
波センサＢ、Ｂ’の設置間隔に対応した遅れ時間が得ら
れる。

【００３２】ここで、説明の便宜上、図２面上に向かっ
て右方向への遅れ時間の表示を「＋符号」とし、左方向
への遅れ時間の表示を「−符号」とする。

【００３３】従って、信号処理部１４は、各超音波セン
サＡ、Ａ’のインパルス応答の遅れ時間が「＋符号」と
して表示し、各超音波センサＢ、Ｂ’のインパルス応答
の遅れ時間も「＋符号」と表示する。これにより、信号
処理部１４は、漏洩位置が図２面上に向かって最も左側
区間に存在することを特定する。

【００３４】次に、図３は各超音波センサＡ、Ａ’のイ
ンパルス応答の遅れ時間が「−符号」として表示し、各
超音波センサＢ、Ｂ’のインパルス応答の遅れ時間が
「＋符号」と表示された場合を示している。この場合、
信号処理部１４は、漏洩位置が各超音波センサＡ、Ａ’
と各超音波センサＢ、Ｂ’との間である図３面上の中央
部の区間に存在することを特定する。

【００３５】次に、図４は各超音波センサＡ、Ａ’のイ
ンパルス応答の遅れ時間が「−符号」として表示し、各
超音波センサＢ、Ｂ’のインパルス応答の遅れ時間も
「−符号」と表示された場合を示している。この場合、
信号処理部１４は、漏洩位置が図４面上に向かって最も
右側区間に存在することを特定する。

【００３６】このように上記一実施の形態においては、
漏洩により発生する漏洩音を各超音波センサＡ、Ａ’及
びＢ、Ｂ’の各２点間で検出し、これら２点間での漏洩
音の検出される遅れ時間に基づいて漏洩音の伝搬方向を
求め、この伝搬方向から漏洩位置の存在する区間を特定
するようにしたので、超音波センサの設置数を削減して
システムの複雑さを回避でき、容易に漏洩位置の特定が
できる。例えば、上記一実施の形態のように４つの超音
波センサＡ、Ａ’及びＢ、Ｂ’を２箇所に設置するだけ
で、漏洩位置が図２面上に向かって最も左側区間に存在
するか、図３面上の中央部の区間に存在するか、又は図
４面上に向かって最も右側区間に存在するかを特定する
ことができる。

【００３７】又、上記一実施の形態のように遅れ時間の
表示を「＋符号」や「−符号」を用いる方が、従来のよ
うに漏洩音信号レベルの勾配から漏洩位置を求めるより
も、有利である。

【００３８】なお、本発明は、上記一実施の形態に限定
されるものでなく次の通り変形してもよい。

【００３９】例えば、超音波センサに限らず、漏洩によ
り発生する漏洩音を検出できるセンサであれば、そのセ
ンサを適用できる。

【００４０】又、上記一実施の形態のように一対の超音
波センサＡ、Ａ’及びＢ、Ｂ’を２箇所に設置したが、
一対の超音波センサを複数組設置してもよい。これによ
り、漏洩位置の存在する区間の特定をより詳細に特定で
きる。又、これら超音波センサは、超音波センサＡ、
Ａ’及びＢ、Ｂ’のように２個づつ設置したが、１箇所
の点に複数個の超音波センサを設置するようにしてもよ
く、この場合には各点での複数の超音波センサの各漏洩
音信号のインパルス応答からこれら超音波センサの設置
間隔に対応した遅れ時間が正確に得られる。

【００４１】又、原子力発電プラントの一次系に適用す
るのに限らず、例えば配管内に流れる流体の漏洩検知の
全般に適用できる。

【００４２】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、漏
洩により発生する漏洩音を少なくとも２点間で検出する
複数組の漏洩音センサ群と、これら組ごとに漏洩音セン
サ群により検出される２点間での漏洩音の検出される遅
れ時間に基づいて漏洩音の各伝搬方向を求め、これら伝
搬方向に基づいて漏洩の存在区間を特定する処理手段と
を備えたので、一対の漏洩音センサの各組ごとに検出さ
れる２点間での漏洩音の検出される遅れ時間に基づいて
漏洩音の各伝搬方向を求め、これら伝搬方向に基づいて
漏洩の存在区間を特定するものとなり、これによりセン
サの設置数を削減してシステムの複雑さを回避して容易
に漏洩位置の特定ができる漏洩検知方法及びその装置を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる漏洩監視装置の一実施の形態を
原子力発電プラントの一次系に適用した場合の構成図。

【図２】同装置による漏洩位置の存在区間の特定作用を
示す模式図。

【図３】同装置による漏洩位置の存在区間の特定作用を
示す模式図。

【図４】同装置による漏洩位置の存在区間の特定作用を
示す模式図。

【図５】従来の漏洩監視装置を適用した原子力発電プラ
ントの一次系機器全体の系統図。

【図６】従来の漏洩検知装置の構成図。

【図７】同装置の記録表示部を用いての漏洩位置の特定
作用を示す図。

【符号の説明】

２: 一次系主配管、 ８−１，８−２，８−３，８−４（Ａ，Ａ’，Ｂ，
Ｂ’）：漏洩音センサ、 ９−１，９−２，９−３，９−４：プリアンプ、 １０−１，１０−２，１０−３，１０−４：コンディシ
ョナ、 １３：スキャナ、 １４：信号処理部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小松 泰樹 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 Ｆターム(参考） 2G067 AA18 BB26 BB40 CC18 DD13 DD24 EE03 EE04 EE08

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 漏洩により発生する漏洩音を２点間で検
   出し、この２点間での前記漏洩音の検出される遅れ時間
   に基づいて前記漏洩音の伝搬方向を求め、この伝搬方向
   から前記漏洩の位置を特定することを特徴とする漏洩検
   知方法。
2. 【請求項２】 漏洩により発生する漏洩音を少なくとも
   ２点間で検出する複数組の漏洩音センサ群と、 これら組ごとに前記漏洩音センサ群により検出される前
   記２点間での前記漏洩音の検出される遅れ時間に基づい
   て前記漏洩音の各伝搬方向を求め、これら伝搬方向に基
   づいて前記漏洩の存在区間を特定する処理手段と、を具
   備したことを特徴とする漏洩検知装置。