JPH0439635B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は原子炉内蔵型再循環ポンプの軸振動監
視システムに係り、特にポンプ軸の回転数を検出
する非接触型変位計の出力を用いてポンプ軸の振
動を検出するのに好適な軸振動監視システムに関
するものである。

〔発明の背景〕

原子炉内蔵型再循環ポンプは、一般にポンプ軸
がポンプケーシング外部へ露出していないため、
ポンプ軸の振動を計測する場合には、ポンプケー
シング内に特別の振動検出器を設置することが考
えられる。しかし、この場合には、ポンプケーシ
ングに検出器出力取出し用の貫通孔を開けなけれ
ばならない。

ところで、原子炉内蔵型再循環ポンプは、第１
図に示すように、原子炉圧力容器１の底部に設置
され、ポンプインペラー２、ポンプデイフユーザ
３、ポンプケーシング４、モータ巻線５、端子ポ
ツクス６、上部ジヤーナル軸受７、ポンプ軸８、
下部ジヤーナル軸受９より構成されるが、原子炉
圧力容器１内の冷却水の流出事故を想定した場
合、ポンプケーシング４に設ける貫通孔が冷却水
流出ポテンシやルとなり得るので、ケーシング４
に設ける貫通孔はできるだけ少ない方がよい。ま
た、万一、ポンプケーシング４の貫通孔より冷却
水が流出した場合、上部の原子炉圧力容器１内よ
り高温水がポンプケーシング４内に侵入し、モー
タ巻線５の絶縁材を溶融し、絶縁損傷の事故への
発展する恐れもある。したがつて、ポンプケーシ
ング４内に配置する検出器は、最低限必要不可欠
であるポンプ軸８を回転検出器のみとするのが好
ましい。

そこで、従来、ポンプ軸８の振動の監視は、直
接ポンプ軸８を監視することによらず、ポンプケ
ーシング４の下部の外側に加速度計を設置し、こ
の加速度計によつてポンプケーシング４の振動を
監視して、ポンプケーシング４の内部のポンプ軸
８の振動現象を推察するようにしていた。しか
し、この方法では、ポンプケーシング４の振動し
か検出することができず、ポンプ軸８の振動によ
つて引き起こされる２次的な現象しか捉えること
ができない。したがつて、ポンプ軸８がポンプ運
転中に起こしている詳細な振動現像を計測するこ
とは困難である。なお、現実的には、ポンプケー
シング４の振動を抑えるために、ポンプケーシン
グ４の外部に防振サポートが取り付けてあり、ポ
ンプ軸８の振動が多少大きくなつても、防振サポ
ートによつてポンプケーシング４の振動が抑え込
まれるので、ポンプケーシング４の振動の監視の
みでは、ポンプ運転に必要な情報を十分に得るこ
とは不可能である。

〔発明の目的〕

本発明は上記に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、ポンプケーシング内にはポン
プ軸の回転数を検出する非接触型変位計を取り付
けるだけでポンプ軸の振動をも監視することがで
きる原子炉内蔵型再循環ポンプの軸振動監視シス
テムを提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の特徴は、原子炉内蔵型再循環ポンプの
ポンプ軸の下端の取付部材に設けた切欠きを検出
するポンプケーシング内下端に取り付けた非接触
型変位計と、この変位計で検出された上記ポンプ
軸の回転にともなう上記切欠きの通路回数と上記
ポンプ軸の振動とに対応した電気信号を入力して
上記切欠きの通過回数に応じた回転パルス信号と
上記ポンプ軸の振動に応じた軸振動波形信号とに
分離する信号分離手段と、上記軸振動波形信号を
入力して上記ポンプ軸の振動の周波数分析を行う
周波数分析手段と、上記回転パルス信号と上記周
波数分析手段の出力とを入力して上記ポンプ軸を
回転数と振動とを表示する表示手段とよりなる構
成とした点にある。

〔発明の実施例〕

以下本発明を第２図〜第５図に示した実施例お
よび第６図、第７図を用いて詳細に説明する。

第２図は本発明に係る軸振動監視システムを備
えた原子炉内蔵型再循環ポンプの一実施例を示す
構造説明図で、第１図と同一部分は同じ符号で示
し、ここでは説明を省略する。

第３図は第２図のＡ部詳細図で、図に示すよう
に、原子炉内蔵型再循環ポンプのポンプ軸８の下
端に取り付けてある周囲にポンプ軸８の回転数を
計測するための切欠き１０を設けてある逆転防止
器１１の切欠き１０に対向するように、ポンプケ
ーシング４の内部下端に非接触変位計１２を取り
付けてある。非接触変位計１２は、回転体に接触
せずに回転体と非接触変位計１２との相対変化を
うず電流の変化としてとらえ、回転体の回転数を
測定するものであり、そのため、逆転防止器１１
には切欠き１０を設けて、ポンプ軸８の回転にと
もない上記両者間に相対変化が生じるようにして
ある。ところで、非接触変位計１２からの出力で
ある電気信号は、ポンプ軸８の回転のみならずポ
ンプ軸８の振動によつても変化する。ポンプ軸８
の振動を測定する場合、ポンプ軸８は、第２図に
示すように上下２個所のジヤーナル軸受７，９に
よつて支持されているので、ポンプ軸８の振動の
最も顕著に現れる位置は、ポンプ軸８の上、下両
端であるので、本実施例では、ポンプ軸８下端の
逆転防止器１１に対向する位置に非接触変位計１
２を取り付けるよ取にして、感度の増大をはかつ
た。

第４図は第３図の非接触変位計１２の取付部の
一実施例を示す断面図で、非接触変位計１２は、
ポンプケーシング４の下部に気密に固定したブツ
シユ１３の先端にガスケツト１４を介して取り付
け、非接触変位計１２からのリード線１５は、ブ
ツシユ１３内を通してコネクタ１６を介して外部
へ取り出すようにした。

第５図は本発明の軸振動監視システムの一実施
例を示すブロツク図である。ポンプ軸８が何らか
の原因によつて振動した場合、逆転防止器１１も
ポンプ軸８と同様に振動するので、非接触変位計
１２からは、第６図に示すような、ポンプ軸８の
回転数に対応した回転パルス信号１７にポンプ軸
８の振動に応じた軸振動波形信号１８が重畳した
電気信号Ｓが出力される。この電気信号Ｓは、Ｆ
−Ｖコンバータ２０に入力させ、回転パルス信号
１７の周波数のみに比例した電圧に変換し、この
電圧によつてモニター２１にポンプ軸８の回転数
を表示する。一方、電気信号Ｓはフイルタ２２に
も入力させ、フイルタ２２で電気信号Ｓの中の回
転パルス信号１７を除去して第７図に示す軸振動
波形信号１８のみを取り出す。この軸振動波形信
号１８は周波数分析装置２３へ入力させ、ポンプ
軸８の振動の周波数分析、すなわち、振幅値およ
び移動周波数を求め、その結果をモニター２１に
表示する。ここに、周波数分析装置２３としてパ
ーソナルコンピユータを用いるようにすれば、計
測時間の短縮をはかることができ、また、ポンプ
軸８の振動状態に応じて警報を発生させたり、再
循環ポンプの自動停止等のインターロツク信号を
出すようにすることができる。

上記した本発明の実施例によれば、ポンプ軸８
の振動を直接測定することができ、万一、再循環
ポンプに異常が発生した場合、それを早期に発見
することができ、原子炉内蔵型再循環ポンプの信
頼性を向上することができる。また、ポンプ軸８
の回転数および振動の監視をポンプ軸８自体でな
く、ポンプ軸８の下端に取り付けた逆転防止器１
１に切欠き１０を設けて行うようにしてあるの
で、ポンプ軸８の強度保持上好ましい。そして、
逆転防止器１１は、特に強度を持たせる必要がな
いので、切欠き１０を設けても特に問題を生ずる
ことがなく、また、切欠き１０を逆転防止器１１
の外周の軸対象位置に設けるようにすれば、バラ
ンス上問題を生ずることがない。また、検出器は
非接触変位計１２を１個取り付けるだけで、ポン
プ軸８の回転数と振動とを測定できるので、ポン
プケーシング４に設ける貫通孔を増す必要がな
く、また、変位計１２はガスケツト１４を介して
ポンプケーシング４に気密に取り付けたブツシユ
１３に取り付けてあるので、冷却水漏洩防止をは
かることができ、原子炉内蔵型再循環ポンプとし
ての利点を生かすことができる。また、再循環ポ
ンプの製造を大きく変更する必要がなく、Ｆ−Ｖ
コンバータ２０、フイルタ２２、周波数分析装置
２３等は制御建屋内の計装盤に組み込めばよいか
ら、従来の原子炉内蔵型再循環ポンプに容易に適
用可能である。

なお、第５図においては、Ｆ−Ｖコンバータ２
０により回転パルス信号１７の周波数に比例した
電圧を得るようにしてあるが、直接周波数を測定
するようにしてもよいことはいうまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、ポンプ
ケーシング内にはポンプ軸の回転数を検出する非
接触型変位計を取り付けるだけでポンプ軸の振動
をも監視することができ、原子炉内蔵型再循環ポ
ンプの信頼性を大幅に向上できるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は原子炉内蔵型再循環ポンプの縦断面
図、第２図は本発明に係る軸振動監視システムを
備えた原子炉内蔵型再循環ポンプの一実施例を示
す構造説明図、第３図は第２図のＡ部詳細図、第
４図は第３図の非接触変位計の取付部の一実施例
を示す断面図、第５図は本発明の原子炉内蔵型再
循環ポンプの軸振動監視システムの一実施例を示
すブロツク図、第６図は第５図の非接触変位計の
出力電気信号の波形図、第７図の電気信号から分
離した軸振動波形信号の波形図である。 ４……ポンプケーシング、８……ポンプ軸、１
０……切欠き、１１……逆転防止器、１２……非
接触変位計、１３……ブツシユ、１４……ガスケ
ツト、２０……Ｆ−Ｖコンバータ、２１……モニ
ター、２２……フイルタ、２３……周波数分析装
置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 原子炉内蔵型再循環ポンプのポンプ軸の下端
   の取付部材に設けた切欠きを検出するポンプケー
   シング内下端に取り付けた非接触型変位計と、該
   変位計で検出された前記ポンプ軸の回転にともな
   う前記切欠きの通過回数と前記ポンプ軸の振動と
   に対応した電気信号を入力して前記切欠きの通過
   回数に応じた回転パルス信号と前記ポンプ軸の振
   動に応じた軸振動波形信号とに分離する信号分離
   手段と、前記軸振動波形信号を入力して前記ポン
   プ軸の振動の周波数分析を行う周波数分析手段
   と、前記回転パルス信号と前記周波数分析手段の
   出力とを入力して前記ポンプ軸の回転数と振動と
   を表示する表示手段とよりなることを特徴とする
   原子炉内蔵型再循環ポンプの軸振動監視システ
   ム。