JPS6042479B2 - 冷却材漏洩音模擬音源 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、水冷却型原子炉からの冷却材漏洩音を模擬
する音源に関し、更に詳しくは冷却材漏洩をアコーステ
ィック、工ミッション、センサーを用いて検出する装置
の設計に必要な漏洩音減衰率を測定するときに用いる漏
洩音模擬音源に関するものてある。

水冷却型原子炉からの冷却材微少漏洩を検出する装置
の一つとして、アコースティック・工ミッション、セン
サー（以下、ワ正センサー」と略記する）を用いた漏洩
検出装置がある。

この装置の漏洩検出原理は、高周帯域の微弱振動を高感
度て検出できる征センサーによつて、高温高圧の冷却材
か大気中に漏洩する時に生じる原子炉構造物の高周波振
動（１００ＫＨｚ〜１ＭＨｚ）を検知するもの−である
。 ところでこのような漏洩検出器を設計するに際して
、予め漏洩音の減衰率を求め、検出可能な範 囲を把握
しておく必要がある。

しかし、高周波帯域の微弱振動が構造物を伝播する時の
減衰率は、構造物の形状や材質、支持構造その他様々な
ファクターに依存するため、従来はモツクアツプ（実物
大模型）を用い、実際の原子炉の運転状態の冷却材（例
えば圧力７０に９／Ｃｌｔ）温度２８０℃）を流動させ
、所定の位置に漏洩孔を形成し、実際に高温高圧水を漏
洩させて、それによつて生じる高周波帯域の微弱振動を
ＡＥセンサーを用いて漏洩箇所・までの距離を変えて測
定することにより、減衰率を求めていた。 従つて、実
際に高温高圧水を漏洩させねばならないし、しかも実測
回数（漏洩箇所数）も多く必要だから、測定は時間もか
かり、作業も極めて煩瑣となるし、安全性の点でも問題
がある。

本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し
、実際に高温高圧水を漏洩させることなく安全、迅速、
かつ容易に冷却材漏洩音の減衰率を測定できるような装
置を提供することにある。

かかる目的を達成するため、本発明は実際の冷却材漏洩
音を模擬した音源を開発したものであつて、漏洩想定箇
所に取付けられる広帯域型圧電素子と、該圧電素子にラ
ンダムなパルス幅のパルスを供給するランダム信号発生
器とを組合せて構成されている。以下図面に基づき本発
明について更に詳しく説明する。

冷却材漏洩音の検出対象の一例に、第１図に示すような
圧力管型原子炉がある。かかる原子炉の構造は公知であ
るが、各部の作用と共に簡単に説明しておく。原子炉本
体は、力ランドリヤタンク１、圧力管２、燃料集合体お
よび遮蔽体（図示するを省略）などで構成されている。
力ランドリヤタンク１には減速材の重水が満され、圧力
管２は正方形格子に配置された力ランドリヤ管に挿入さ
れている。燃料集合体は、圧力室２内にあり、入口管３
を通つて炉心下部より流入する軽水冷却材によつて冷却
され、冷却材は核熱によつて加熱されて沸騰し、水と蒸
気の２相流となり、上昇管４を通つて蒸気ドラム５に至
る。蒸気ドラム５は、蒸気と水を分離する気水分離器を
もち、前記２相流はそこで気水分離され、蒸気はタービ
ン系へ、水は下降管６を経て再循環ポンプ７により下部
ヘッダ８を介して各圧力管へと再び送り込まれる。実際
に高温高圧水を漏洩させて減衰率を測定する時に用いる
モツクアツプの構造は、上記原子炉とほぼ同様の構造を
もつが、モツクアツプ装置内を流動する冷却水は、圧力
管部において核熱のかわりに電気ヒータを用いて原子炉
の運転状態まで加熱される。

しかし、本発明に係る模擬音源を用いて減衰率を測定す
る場合には、高温高圧水を流動させることなく、モツク
アツプ内に常温水を流動させるだ．けでよい。

さて模擬音源は、第２図に示すように、漏洩想定箇所に
取付けられる広帯域圧電変換素子１０と、ランダム信号
発生器１１とからなる。

ランダム信号発生器１１は、両極性のパルスをランダム
．なパルス幅（最小０．６マイクロ秒）で発生し、その
ランダム信号な電圧信号を前記圧電変換素子１０に入力
させることにより、該圧電変換素子１０にランダムな荷
重変化を生じさせることができる。この広帯域型圧電変
換素子１０としては、蔀センサーを用いることができる
。というのは、ＡＥセンサーは荷重を加えると電圧を発
生し、電圧を印加すると力を発生するという可逆変化を
する圧電素子を材料にしているからである。模擬音を検
出する装置の構成例を第３図に示す。モツクアツプの所
定の場所に取付けられた佃センサー１２からの信号は、
前置増幅器１３を介してフィルタを内蔵した主増幅器１
４に送られ、実効電圧計１５で測定される。ランダム信
号発生器１１からの信号により圧電変換素子１０に生じ
るランダムな荷重変化は、モツクアツプ構造物に微弱振
動を与える。

その振動は、構造物を伝播することによつて減衰して蔀
ノセンサー１２に達し、そこで電気信号に変換される。
その信号は前置増幅器１３および主増幅器１４で増幅さ
れ、増幅された信号は実効電圧計１５で測定記録される
。模擬音源からの距離の異なる複数点で減衰量を求めれ
ば、減衰率が判り、検出・可能な範囲を求めることがで
きる。次に、本発明装置を用いての実測例について述べ
る。

測定で用いたＡＥセンサーは、周波数帯域１００ＫＨｚ
−洲Ｈｚに検出感度をもつ広帯域型ＡＥセンサーであり
、主増幅器内部のバンドパスフイル・夕は３００ＫＨｚ
−２ＭＨｚに設定し、前置増幅器および主増幅器の利得
はそれぞれ４０ｄＢ，０〜６０ｃ１Ｂとして測定を行な
つた。その結果を第４図に示す。曲線Ｂは、モツクアツ
プ内部を流動する高温高圧水（圧力７０ｋ９／Ｃｌｔｌ
温度２８０゜Ｃ）を実際に漏洩させたときの減衰曲線、
曲線Ａは本発明に係る模擬音源を用い、常温の冷却材を
流動させたときの減衰曲線を示している。この結果から
、両曲線はほぼ同じ減衰を示していることが判り、実際
に高温高圧水を漏洩させることなく、漏洩想定位置に模
擬音源を置くことにより、減衰率を評価できることが実
証された。本発明は上記のように構成した漏洩音模擬音
源であるから、この装置を用いることにより、実際に高
温高圧水を漏洩させることなく、安全に、しかも迅速、
容易に漏洩音の検出範囲を決める減衰率を評価てきるし
、その上、常温の冷却材を流動させるだけでよいから、
電気ヒータを使用せずにすみ、使用電力を節約てきると
いつたすぐれた効果を奏しうるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は圧力管型原子炉の説明図、第２図は本発明に係
る漏洩音模擬音源のブロック図、第３図は漏洩音検出装
置のブロック図、第４図は従来方法と本発明装置を用い
た方法の実測比較例を示すグラフである。 １０・・・・・・広帯域型圧電変換素子、１１・・・・
・・ランダム信号発生器、１２・・・・・・ＡＥセンサ
ー、１４・・・・・・主増幅器、１５・・・・・・実効
電圧計。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 漏洩想定箇所に取付けるられる広帯域型圧電変換素
   子と、該圧電変換素子にランダムなパルス幅のパルスを
   供給するランダム信号発生器とを組合せてなる冷却材漏
   洩音の模擬音源。