JPH01321397A - ルースパーツ監視装置 - 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〕 本発明は流体流路径路中での脱落部品（ルースパーツ）
から発する振動音を検知することにより、騰落部品を監
視するルースパーツ監視装置に係り、特に誤警報の発生
率を低くしたルースパーツ監視装置に関する。

〔従来の技術〕

原子炉やこれに接続する蒸気発生部等、原子炉の蒸気や
液体が流動する管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１．内部流体の流れが阻
害される等の問題が生じる。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、その事実を早く察知し、かつ発生
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、本願出願人も特願昭５７−１７８５６７
号、特願昭５７−２１２６８７号、特願昭５８−１１９
８３４号、実願昭６０−１９５９１１号、特願昭６２−
１７１８５３号のような出願を行っている。

従来の原子カプラントのルースパーツ監視装置において
は、原子炉や蒸気発生器のような１次冷却系の各機器に
取付けた検出器（例えば加速度計）にて検出されたルー
スパーツのインパクト波形の値が、各機器に発生する通
常のノイズ（例えばポンプやモーターの運転音、あるい
は流体の流動音など、これらをバックグランドノイズと
いう）に比し、一定比率以上の大きさであればハイアラ
ーム警報を発することにしている。また、ルースパーツ
監視装置には、各機器に取付けた検出器の検出信号の正
誤を判断するロケータという装置が内蔵されており、こ
のロケータでは各検出器からの信号の正誤を判断する機
能を持たせていた。その正誤判断の基準としては、（イ
’）５０ミリ秒（酎５ｅｃ）以内にハイアラーム警報の
受信回数が１回の場合は誤信号とみなす。その理由は、
鋼中の音速は３ｍ／ミリ秒であり、５０ミリ秒間には１
５０ｍの距離を伝わることになる。各機器に取付けた検
出器間の距離は最大２０ｍ程度であり、ルースパーツが
発生しているのであれば、短時間内に付近の検出器から
多数の信号が発信されるはずである。（ロ）０．５ミリ
秒以内に３つ以上の警報信号が受信されたときは誤信号
とみなす。検出器の配置上、０．５ミリ秒以内に３つ以
上の警報が受信されることは、はとんどあり得ないこと
であり、これは各検出器から制御盤までを接続するケー
ブル間で電気的ノイズを誘導して発したパルス信号であ
る可能性が高いためである。以上（イ）および（ロ）の
場合は、信号調整器、検出器をリセットすると同時に、
集中警報器やロケータなどもリセットし、データをキャ
ンセルすることにしていた。

その他の場合は、妥当なルースパーツ警報と判断して、
集中警報器による警報を発し、記録するためのテープレ
コーダの自動起動、外部警報の発生、プリンタによる記
録などを行っていた。この記録と同時に、作動している
外部警報とテープレコーダを除いて装置の全構成機器を
リセットすることにしている。

そして、外部警報が発令されるたびに、運転員は監視装
置のところまで出向き、外部警報を一応停止して、オー
ディオモニタで現場に異常音があるかどうか確認する。

さらに、テープレコーダを停止し、プリンタの打出し時
間な・らびにオーディオモニタの聴者結果を記録用紙に
記録するなどの諸作業を行っていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが従来の監視装置では、原子力発電プラントの起
動時などに生じる圧力変化や温度変化によりサーマルエ
キスパンション（熱膨張により配管各機器の金属壁が伸
びる際にカーフという音がする）や機器からの流動音に
より誤警報が頻発する。この警報の発令ごとに運転員は
前述のような諸作業を繰返さねばならず作業が繁雑で、
その他にもプリンタの打出しやテープレコーダによるデ
ータ収録などにむだがあった。

実測データによれば、−回のプラント起動（数日間）に
おいて約２０００回以上もの誤Ｗ報が発生することが報
告されており、このような場合、前述した諸作業を実行
することは困難であり、解析することは、はとんど不可
能であった。

このため、実際の運用においては、起動時はルースパー
ツモニタの警報を除外し、起動完了後システムをオンラ
インに戻すことが一般的であった。

すなわち、従来システムでは、起動および停止時には使
用できないという致命的な欠点があった。

〔課題を解決するための手段〕

上記した従来技術の課題は、流体流路内に発生したルー
スバーツの監視装置において、流体流路を構成する機器
に取付けられルースパーツによる衝突を検出する複数個
の検出器と、該検出器からの信号を感知する異音感知部
と、異音感知部で感知した信号を受け所定時間内の受信
回数によってその正誤を判断して正信号をエネルギ上下
限分析部に送信する正誤判断部と、正誤判断部からの信
号を受けその信号エネルギの大きさとその信号を検出し
た検出器との組合により明細書記載（２）式の成否を検
討して誤信号を排除するエネルギ上下限分析部とを備え
たことを特徴とするルースパーツ監視装置によって解決
される。

〔実施例〕

第１〜第２図を用いて以下、まず本発明の詳細な説明す
る。

原子炉装置の流体流路を構成する各機器に取付けられた
複数個の検出器（１〜１０で例えば加速度計）と、該検
出器からの信号を増幅し、振幅を一定に保つ信号コンデ
イション部（１１〜２０でルースパーツデテクタと呼ぶ
）と、信号がバックグランドノイズによるものか実際の
ルースパーツによるものかを評価し、記録する誤警報評
価、記録ユニット（２１、ＦＥＲ（フォールスアラーム
エバリユエーション・アンド・レコーディングユニット
））およびルースパーツであると判断された信号のみを
記録するためのデータレコーダ（２５）により構成され
る。

誤警報評価、記録ユニッ）（２１）は、信号コンデイシ
ョン部（１１〜２０）からの信号を感知する異音感知部
２２と、異音感知部で感知した信号のうち所定時間内の
受信回数によってその正誤の判断を行う正誤判断部（２
３）および、正誤判断部をクリヤした信号についてその
エネルギの大きさと、検出器の組合わせから誤信号を除
去するエネルギ上下限分析部２４から構成される。

次に、本発明の内容を詳細に以下説明する。第２図にお
いて、ルースパーツディテクタ（信号調整器）１１〜２
０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１〜１０で感知した振動音につき
通常背景雑音（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、警報を発するものであるが
、通常バックグランドノイズとルースパーツ振動音を比
較し、一定比率以上であれば警報を発するようにしてい
る。また、この警報によりＦＥＲ（フォールスアラーム
エバリユエーション・アンド・レコーディングユニット
）２１によって下記のごと（総合的にルースパーツが発
生しているか否かの妥当性チエツクを行う。

第１図のごとく、ルースパーツディテクタ１１〜２０か
らの警報信号によりＦＥＲ２１において異音感知部２２
にて異音が発生していることを感知する。さらにこの異
音がルースパーツであるのかどうか診断を行う必要があ
る。そこで、まず正誤判断部２３にてこれを行う。この
機能は、前記従来技術と同様に（イ）５０ミリ秒以内に
警報の回数が１回の場合、および（ロ）０．５ミリ秒以
内に３つ以上警報が受信された場合などについては誤警
報とみなす。

上記正誤判断部をクリヤした信号は、エネルギ上下限分
析部２４にて信号の正誤が判断される。

エネルギ上下限分析の仕方について以下説明する。原子
炉あるいは熱交換器などの１次系各機器には、所要位置
に加速度計などの検出器（センサ）が取付けられており
、ルースパーツが発生した場合、最も近距離のセンサが
まず検出信号を発信し、（第１チヤンネルという）、次
いで２番目に近い距離に配置されたセンサ（第２チヤン
ネルという）が検出信号を発信するのである。

いる、ルースパーツが流路の管壁に衝突したときのイン
パクト地点でのエネルギレベル（エネルギの強さ）をＬ
ｉ、インパクト地点から距離りの地点に設けられたセン
サにより検出される検出エネルギレベルをＬＡ　とする
と、次の（１）式のような関係が成立する。

、　一番 は＝ＬｔＤ　　　　　・・・（１） ここで、αは定数 （１）式にしたがい、流路の各所に取付けられた各セン
サにおけるルースパーツによるインパクトの検出／未検
出は、ＬＡ＞Ｌｓ（Ｌきい値）によりき床る。ここで、
しきい値Ｌｓとは、バックグランドノイズＬｂではなく
ルースパーツであるというしきい値であってＬＳ＝ＫＬ
６の関係がある。

いま、各センサにおけるしきい値を一定とするＬｉとＤ
の関係は第４図のようになる。ここで、Ｃ１はルースパ
ーツを検出したセンサの集合（グループ）、Ｃはルース
パーツを検出しなかったルースパーツの集合である。第
４図かられかることは、ルースパーツによるインパクト
地点でのエネルギレベルは、検出センサグループのうち
インパクト地点から最も遠いセンサ２が検出し得るエネ
ルギＬｍｉｎよりは大きく、未検出センサグループのう
ちインパクト地点に最も近いセンサ３が検出し得るエネ
ルギｌ、ｍａｘよりは小さいということである。すなわ
ち Ｌｍｉｎ＜Ｌｉ＜Ｌｍａｘ　　　　　・＝　（２）の関
係が成立し、インパクト地点におけるエネルギの上下限
を推定することができる。

以上述べたように（２）式の関係が成立する場合は第４
図のような関係が生じるが、かりにルースパーツによる
ものでない場合は金属のインパクトによる音波の伝搬と
は特性の異なるものとなり、第４図の関係が成立しない
。

例えば第５図に示すように、検出グループと未検出グル
ープのセンサにおけるＬｍａ　ｘとＬｍｉｎの関係が逆
転するような場合は、ルースパーツによるインパクトと
して考えるのは妥当でないということになる。

以上のようにして真のルースパーツであると判定された
場合にのみＨＩアラーム（高警報）が出され、同時に４
チヤンネルデータレコーダ２５により信号が記録される
。

この判定部によりある原子炉装置における実４１試験に
おいて従来技術では２６７回の誤警報に対し１８回の誤
警報に、すなわち９３％に低減可能であったことが確認
されており、除去できない７％は偶然Ｅ　＝　Ｄ””φ
に乗るパターンでインパクトが発生したことを示す。

〔発明の効果〕

本発明を実施することにより、原子炉装置の起動時など
におけるバックグランドノイズに基づ（誤警報を判断す
ることができ、従来監視できなかった起動／停止時にお
いてもルースパーツを監視できるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例図、第２図は従来のルースバー
ツ監視装置の全体図、第３図はインパクト地点からの距
離と検出エネルギとの関係図、第４図はルースバーツに
よるインパクトか否かの判定方法説明図、第５図はルー
スパーツ以外の原因による各センサの検出状況図である
。 １〜１０・・・検出器、１１〜２０・・・ルースパーツ
デテクタ、２１・・・誤警報評価記録ユニット、２２・
・・異音感知部、２３・・・正誤判断部、２４・・・エ
ネルギ上下限分析部、２５・・・データレコーダ。 代理人　弁理士　川　北　武　長 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）流体流路内に発生したルースパーツの監視装置に
   おいて、流体流路を構成する機器に取付けられルースパ
   ーツによる衝突を検出する複数個の検出器と、該検出器
   からの信号を感知する異音感知部と、異音感知部で感知
   した信号を受け所定時間内の受信回数によってその正誤
   を判断して正信号をエネルギ上下限分析部に送信する正
   誤判断部と、正誤判断部からの信号を受けその信号エネ
   ルギの大きさとその信号を検出した検出器との組合によ
   り明細書記載（２）式の成否を検討して誤信号を排除す
   るエネルギ上下限分析部とを備えたことを特徴とするル
   ースパーツ監視装置。