JPH0573162B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は原子力およびそれに関するプラント等
で使用される導電性流体の流量計測に係り、特に
大口径配管の流体流量を測定するのに適した整流
管付流量計に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、導電性流体の流量測定に電磁流量計が
使用されている。第４図はこのような電磁流量計
の原理を説明するための図で、磁束密度Ｂの磁界
中を導電性流体が磁界と直角に速度ｖで運動する
とき、導電性流体中には、起電力ｅが誘起され
る。この起電力ｅは速度ｖに比例するので、起電
力ｅを測定することにより導電性流体の流速或い
は流量を測定することができる。

第５図はこのような電磁流量計の基本構成を示
す図である。図中、１は導電性流体、２は配管、
３は永久磁石、４はヨーク、５，６は検出電極、
７は出力リード線、８は保温材である。

図において、導電性流体１が流れる配管２の外
側に馬蹄型の永久磁石３を設置し、流体の流れる
方向と直角に磁界を与え、検出電極５，６で誘起
起電力を測定することにより流量測定を行うこと
ができる。

〔発明が解決すべき問題点〕

しかしながら、従来の電磁流量計をスケールア
ツプして特に大型の高速炉主冷却系の大口径配管
等に設置した場合、流量計自体の大型化による設
置スペースや重量の増大、大型化による流量計製
作コストや建設コストの増大を招き、さらに耐震
性をも考慮する必要が生ずる。また、流量計の上
流、下流側に直管長が必要となり、そのため配管
の引廻や磁束分布の不均一等の問題も出てくる。
電磁流量計の直線性は大口径になると、第６図に
示すように、流量と出力との関係が大流量になれ
ばなるほど比例関係から乖離してしまう。図にお
いて、曲線Ａは流量と直線関係にある場合の流量
計出力を示し、曲線Ｂは大口径電磁流量計出力を
示している。その上、大口径電磁流量計の実用的
な計算コードは見あたらず、プラント設置前にプ
ラントと同等規模で実流校正を実施する必要があ
り、コストの増大をもたらしてしまう。

本発明は上記問題点を解決するためのもので、
大型高速炉用主冷却系等の大口径配管に設置で
き、しかも流量計製作コスト、建設コストの低減
を図り、小型で軽量化を図ることができると共
に、オンサイト校正が可能であり、プラント設置
前の流量校正を小規模で行うことができ、流量計
直管長の影響を最小にすることができると共に、
直線性の改善を図ることのできる整流管付流量計
を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

そのために本発明の整流管付流量計は、導電性
流体が流れる配管内に整流管を配置し、整流管内
に配置される案内管内に渦電流式流速計を挿入し
たことを特徴とする。

〔作用〕

本発明の整流管付流量計は、配管内に整流管を
配置し、整流管内の整流した流体流を渦電流式流
速計で測定することにより、コンパクトで安価な
流量計で直線性良く大口径配管の流量を測定す
る。

〔実施例〕

以下、実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明による整流管付流量計の実施例
を示す図で、１０は大口径配管、１１は整流管、
１２はサポート、１３は過電流式流速計、１４は
案内管、１５はサポート、１６は導電性流体、１
７はリード線である。

図において、大型高速炉用主冷却系等における
大口径配管１０内に導電性流体を整流する整流管
１１を挿入し、その整流管１１をサポート１２を
介して配管１０に固定する。そして整流管１１の
下流側から案内管１４を挿入してサポート１５で
整流管内に支持し、さらにその中に過電流式流速
計１３を挿入する。こうして大口径配管１０内に
整流管１１、流速計１３、流速計案内管１４が一
組として挿入される。流速計１３は整流管１１内
の整流された流れの速さを以下に説明するような
原理で検出する。整流管１１は大口径配管内の流
動状況が悪くても整流効果によつて計測に適した
流速分布を得るためのものである。渦電流式流速
計１３により流速が求まれば、管の断面積は既知
であるので流量を測定することができる。

第２図は第１図の渦電流式流速計１３の測定原
理を示す図で、２０は検出器、２１は励磁コイ
ル、２２，２３は検出コイル、２４，２５は磁束
分布である。

図において、導電性流体中に置かれた検出器２
０は励磁コイル２１と２つの検出コイル２２，２
３とからなる。励磁コイル２１によつてつくられ
る交流磁界は流体Ｆが静止している場合、図の実
線２４で示すように磁束〓が軸方向に対称な分布
になる。流体が矢印の方向に運動すると磁速〓は
流れの方向に歪みを生じて破線２５のようにな
る。したがつて、上流側検出コイル２２に誘起さ
れる電圧S₁と下流側検出コイル２３に誘起される
電圧S₂との差を求めると、流速に依存した信号
eFが得られる。なお図示するような３コイル式
に限らず、検出コイルの両端にも励磁コイルを配
置した５コイル式などを用いてもよい。

第３図イ，ロ，ハは、第１図に示した流量計を
管内に複数個設けた実施例を示す図であり、使用
目的により同図イ，ロ，ハに示すような３個、４
個、５個等組合わせて配置するようにすれば、大
口径管内の流速分布を考慮したより精度の高い測
定を行うことが可能となる。

ところで、渦電流式流量計を大型高速炉主冷却
系等の大口径配管に取付けた場合、その後の流速
計の特性変化を定期的に調べ流量計を校正する必
要がある。そこで、配管内の乱流によつて生じる
乱れ、即ち流動ゆらぎの相互関係から流量を求め
る流動ゆらぎ相関法を渦電流式流速計に適用し、
流速計（流量計）のオンサイト校正をすることを
以下に考察する。

流動ゆらぎは、流速計出力の微小な時間的不規
則信号（ゆらぎ信号）をもたらすので、流れに沿
つて２つの観測点でゆらぎ信号を観測し、両者の
相互相関関係を求めれば、流れに沿つた流動ゆら
ぎが２点間を移動する時間が得られる。流動ゆら
ぎの移動速度が流体の速度と一致、もしくは比例
関係にあれば、観測した流動ゆらぎの移行時間は
流量と逆比例し、観測点間の実行距離が与えられ
れば、これを移行時間で割ることにより流動ゆら
ぎの移行速度が求められる。

流動ゆらぎの相関法においては、流れに沿つて
２つの検出器が必要であるが、例えば第２図で示
した３コイル式のものを２個整流管内に流れに沿
つて設置すれば第１と第２のセンサによつて流速
を求めることができるので、これによつて流速計
（流量計）のオンサイト校正が可能となる。この
場合、３コイル式のものに限らず、５コイル式の
ものを複数個、或いは３コイル式と５コイル式の
ものを組み合わせて用いても良い。

さらに、流速計を流速計案内管に複数本流れに
沿つて設置し、それぞれから独立して出力を得る
ようにすれば大型高速炉主冷却系に適用した場
合、主冷却系の独立した安全保護系の多重化に適
合した相互に独立した多重流量計測定回路を設け
ることができる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、大口径配管内に
整流管を設け、その中に渦電流式流速計を配置す
るようにしたので、大口径流量計の製作コストを
大幅に低減下することができると共に、配管口径
が大型化しても製作コストが増大することがな
い。また流量計の軽量化が図れるので配管引き回
しが少なくなり、直管長も少なくてすむので建設
コストを低減化することができる。またプラント
設置前の流量計の校正は流速計単体のみ実施すれ
ば良く、実現模程度の大型校正装置を必要とせ
ず、従来の電磁流量計と比較して直線性が良く、
流速計の取りつけ、取り外しが容易であるのでメ
ンテナンス性が向上する。また整流管を通してい
るため配管内の流動のゆらぎによる流速計出力信
号への影響が少なく安定した出力が得られ、流速
計案内管に挿入される流速計を複数本とすること
によりオンサイト校正や安全保護系の多重化に適
合した相互に独立した多重流量計測回路を設ける
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるめ整流管付流量計の一実
施例を示す図、第２図は第１図の流量計の測定原
理を説明するための図、第３図は第１図の整流管
付流量計を複数個配置した場合の実施例を示す
図、第４図は電磁流量計の測定原理を説明するた
めの図、第５図は従来の電磁流量計の構成を示す
図、第６図は大口径電磁流量計における出力特性
を示す図ある。 １０……大口径配管、１１……整流管、１２…
…サポート、１３……渦電流式流速計、１４……
案内管、１５……サポート、１６……導電性流
体、１７……リード線、２０……検出器、２１…
…励磁コイル、２２，２３……検出コイル、２
４，２５……磁束分布。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 導電性流体が流れる配管内に整流管を配置
   し、整流管内に配置される案内管内に渦電流式流
   速計を挿入したことを特徴とする整流管付流量
   計。 ２ 前記配管内に配置される整流管と渦電流式流
   速計の組合わせが複数である特許請求の範囲第１
   項記載の整流管付流量計。 ３ 前記案内管内に挿入される渦電流式流速計
   は、３コイル、５コイル式がそれぞれ単体或いは
   複数本、又は３コイル、５コイル式の組合わせに
   よる複数本で構成されることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項又は第２項記載の整流管付流量
   計。