JPH06347363A - 音響検出計の設置構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】音響発生源から音響検出センサーまでの蒸気発
生器の構造材による音響の減衰を極力低減させる。 【構成】音響波を伝える導波棒１１の一端に音響検出セ
ンサー１２を取り付け、導波棒１１が複数の伝熱管およ
びシュラウド２を収納した音響減衰効果の大きい本体胴
１を貫通し、導波棒１１の他端をシュラウド２に直接固
定したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば液体金属冷却型
高速増殖炉に用いられる蒸気発生器の伝熱管破損に伴う
液体金属中への水リークを検出するための音響検出計
を、蒸気発生器へ設置するための音響検出計の設置構造
に関する。

【０００２】

【従来の技術】高速増殖炉の蒸気発生器は、冷却材とし
て用いられる液体金属ナトリウム等の液体金属により水
を加熱し、蒸気を得る熱交換器である。この蒸気発生器
の構成について、螺旋状の伝熱管を使用したヘリカルコ
イル型蒸気発生器を例として図７に基づいて説明する。

【０００３】図７に示すように、蒸気発生器は、本体胴
１の内側に、この本体胴１との間に液体金属の流路を形
成するシュラウド２が同心軸状に設けられ、本体胴１と
シュラウド２との間にはアニュラス部が形成されてい
る。このシュラウド２内には同様に同心軸状に液体金属
の流路形成用の内筒３が配設され、シュラウド２と内筒
３との間には、螺旋状の複数本の伝熱管からなる管束部
４が設置されている。

【０００４】本体胴１の下部には、給水管板５および給
水入口ノズル６が、また本体胴１の上部には蒸気管板７
および蒸気出口ノズル８が設けられている。さらに、本
体胴１の頂部には液体金属の入口ノズル９が、また本体
胴１の底部には液体金属の出口ノズル１０が設けられて
いる。

【０００５】このように構成された蒸気発生器におい
て、水は給水入口ノズル６から流入して給水管板５以降
各伝熱管に配分され、伝熱管内を上昇し、管束部４にお
いて液体金属と熱交換され、蒸気となり蒸気管板７を経
て蒸気出口ノズル８に至る。

【０００６】一方、液体金属は入口ノズル９から流入
し、シュラウド２と内筒３により形成されたアニュラス
状の流路を流下する間に管束部４の伝熱管の水と熱交換
され、出口ノズル１０から流出する。なお、本体胴１と
シュラウド２との間に形成されたアニュラス部は液体金
属の滞留部となっている。

【０００７】そして、上記の蒸気発生器の構成は、ヘリ
カルコイル型蒸気発生器について述べたものであるが、
伝熱管として直管を用いた直管型蒸気発生器において
も、本体胴の内側にシュラウドを設け、液体金属はシュ
ラウドの内側を流れ、シュラウドと本体胴との間は液体
金属の滞留部となっている点は同様である。

【０００８】ところで、上記の蒸気発生器において、伝
熱管が破損すると、伝熱管内の水または蒸気が液体金属
中に流出し、液体金属と化学反応を生ずる事故となる。
この事故は化学反応による水素の発生により、系内の圧
力が上昇するとともに、他の伝熱管に破損が伝播し、事
故が拡大するため、一般に蒸気発生器には伝熱管破損に
よる水リークを速やかに検出する水リーク検出装置と、
化学反応により生じる反応生成物や水素を系外に排出す
る設備が設置されている。

【０００９】上記水リーク検出装置の一つとして、伝熱
管破損部から水または蒸気が液体金属中に噴出する際に
生ずる音響により水リークを検出する音響検出計があ
る。この音響検出計の蒸気発生器への設置構造を図８に
基づいて説明する。

【００１０】音響検出による水リークの検出は、水リー
クにより生じる音響を音響センサーで測定し、この測定
結果を信号処理することにより行うが、音響検出センサ
ーの耐熱温度が蒸気発生器の運転温度（約３００℃以
上）に比べ低いため、図８に示すように本体胴１に、音
響波を伝えるための棒（以下、導波棒という）１１を溶
接にて固定設置し、十分温度の低くなった導波棒１１の
先端に音響検出センサー１２を取り付けている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように設置された音響検出計では、音響の発生源、すな
わち伝熱管破損部と音響検出センサー１２までの間に管
束部４の多数の伝熱管，シュラウド２および本体胴１等
の構造材が存在するため、音響検出センサー１２に達す
るまでに音響が減衰し、検出に十分なＳＮ比を確保する
ことが困難であるという課題があった。

【００１２】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、音響発生源から音響検出センサーまでの蒸気発
生器の構造材による音響の減衰を極力低減させる音響検
出計の設置構造を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明の請求項１は、音響波を伝える導波棒の
一端に音響検出センサーを取り付け、上記導波棒が複数
の伝熱管およびシュラウドを収納した音響減衰効果の大
きい本体胴を貫通し、上記導波棒の他端を上記シュラウ
ドに直接固定したことを特徴とする。

【００１４】また、請求項２の発明は請求項１の導波棒
を、上記シュラウドと上記本体胴との間隙より短い部分
と、上記本体胴の外側まで延びる延長部分とに分割し、
これらを接合してなることを特徴とする。さらに、請求
項３の発明は請求項１の上記導波棒を、上記シュラウド
を貫通して設置したことを特徴とする。

【００１５】

【作用】上記の構成を有する本発明の請求項１において
は、音響検出センサーが取り付けられた導波棒を音響減
衰効果の大きい本体胴を貫通し、シュラウドに直接固定
したので、伝熱管破損により生ずる水リークによる音響
を、蒸気発生器の構造材による減衰を小さく抑えて音響
検出センサーまで伝えることができる。そのため音響検
出の精度を高めるとともに、より小規模の水リークの検
出も可能となる等、音響検出計の信頼性を向上させるこ
とが可能となる。

【００１６】また、請求項２においては、請求項１の導
波棒をシュラウドと本体胴との間隙より短い部分と、本
体胴の外側まで延びる延長部分とに分割し、これらを接
合するようにしたので、導波棒とシュラウドとの溶接施
工の作業性が向上する。さらに、請求項３においては、
請求項１の導波棒をシュラウドを貫通して設置したこと
から、シュラウドでの音響の減衰も排除できる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の第１実施例に係る音響検出計の設
置構造を示す。なお、従来と同一または対応する部分に
は図７および図８と同一の符号を用いて説明する。

【００１８】図１は、音響波を伝える導波棒１１の一端
に音響検出センサー１２を取り付け、導波棒１１が音響
減衰効果の大きい本体胴１の貫通孔１ａを貫通し、導波
棒１１の他端がシュラウド２に溶接により直接接合固定
されている。本体胴１と導波棒１１とは伸縮継手１３を
介して接合されている。

【００１９】次に、本実施例の作用を説明する。シュラ
ウド２に達した音響が、従来例では本体胴１とシュラウ
ド２との間の液体金属を介して本体胴１に伝わり、さら
にその音響を導波棒１１を介して音響検出センサー１２
に伝えているのに対し、本実施例ではシュラウド２に達
した音響をシュラウド２から直接導波棒１１に伝えるこ
とができるため、本体胴１とシュラウド２との間の液体
金属や本体胴１による音響の減衰を排除することがで
き、より減衰の小さな音響を音響検出センサー１２に伝
えることができる。

【００２０】また、図２は第１実施例の変形例を示し、
この変形例では伸縮継手１３の代わりにスリーブ機構１
４により導波棒１１と本体胴１との接合を図っている。
この変形例でも第１実施例と同様の効果が得られる。

【００２１】図３は本発明の第２実施例に係る音響検出
計の設置構造を示す。なお、前記第１実施例と同一の部
分には同一の符号を付して説明する。第２実施例は蒸気
発生器の製作性を考慮してなされたもので、長さが本体
胴１とシュラウド２との間隙より短い導波棒１５をシュ
ラウド２に溶接にて直接接合固定し、この導波棒１５に
形成した雌ねじに本体胴１を貫通させるための延長用の
導波棒１６を雄ねじ１７により結合し、１本の導波棒１
１を形成するもので、本体胴１と導波棒１１との接合
は、延長用の導波棒１６と伸縮継手１３を介して行われ
ている。

【００２２】次に、本実施例の作用について説明する。
水リーク時の音響検出に関する性能では、第１実施例の
効果を損なうことなく、蒸気発生器の製作時に導波棒１
５をシュラウド２に予め溶接にて接合固定し、この導波
棒１５付きのシュラウド２を本体胴１に挿入できるた
め、導波棒１５とシュラウド２との溶接施工の作業性が
向上するとともに、本体胴１の貫通孔１ａをシュラウド
２と導波棒１５との溶接施工のため大きくする必要がな
い等、蒸気発生器の製作性が向上する。

【００２３】図４は第２実施例の変形例を示し、この変
形例では短い導波棒１５と延長用の導波棒１６とを拡散
溶接により突合わせ溶接するものであり、この変形例で
も第２実施例と同様の効果が得られる。なお、図３およ
び図４では伸縮継手１３を用いているが、図２に示すよ
うなスリーブ機構を使用してもよい。その他の構成およ
び作用は前記第１実施例と同一であるのでその説明を省
略する。

【００２４】図５は本発明の第３実施例に係る音響検出
計の設置構造を示す。なお、前記第１実施例と同一の部
分には同一の符号を付して説明する。第３実施例ではシ
ュラウド２に切欠部１９を形成し、この切欠部１９に直
接導波棒１１の先端を配設し、導波棒１１とシュラウド
２を伸縮継手２０を介して接合したものである。ここ
で、伸縮継手２０は前記第１実施例において導波棒１１
の本体胴１の貫通部１ａに採用したようなスリーブ機構
に代えてもよい。

【００２５】次に、本実施例の作用について説明する。
第３実施例では、導波棒１１をシュラウド２を貫通して
設置したので、前記第１実施例と比べシュラウド２での
音響の減衰も一層排除でき、より減衰の小さな音響を音
響検出センサー１２に伝えることが可能になる。また、
導波棒１１が直接シュラウド２と接合されていないた
め、シュラウド２と本体胴１との熱膨張差の吸収が容易
となり、蒸気発生器の信頼性が向上する効果がある。

【００２６】図６は第３実施例の変形例を示し、この変
形例では導波棒１１のシュラウド２側の先端形状をシュ
ラウド２の内面形状に合致させた形状とし、且つ面積を
増大させた拡大部２１を一体に形成したものである。こ
れにより、音響を受ける面積を増大することができると
ともに、シュラウド２内での液体金属の流れに対する導
波棒１１の設置の影響を低減可能となる。

【００２７】なお、上記各実施例ではヘリカルコイル型
蒸気発生器を例として説明したが、本発明は直管型蒸気
発生器は勿論のこと、異常診断のために管束内の音響検
出を行う他の熱交換器にも適用可能である。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る請求
項１によれば、音響検出センサーが取り付けられた導波
棒を音響減衰効果の大きい本体胴を貫通し、シュラウド
に直接固定したので、伝熱管破損により生ずる水リーク
による音響を、蒸気発生器の構造材による減衰を小さく
抑えて音響検出センサーまで伝えることができる。その
ため音響検出の精度を高めるとともに、より小規模の水
リークの検出も可能となる等、音響検出計の信頼性を向
上させることが可能となる。したがって、高速増殖炉プ
ラントに適用すれば、その信頼性を高めることができ
る。

【００２９】また、請求項２によれば、請求項１の導波
棒をシュラウドと本体胴との間隙より短い部分と、本体
胴の外側まで延びる延長部分とに分割し、これらを接合
するようにしたので、導波棒とシュラウドとの溶接施工
の作業性が向上する。

【００３０】さらに、請求項３においては、請求項１の
導波棒をシュラウドを貫通して設置したことから、シュ
ラウドでの音響の減衰も排除でき、音響検出の精度を一
段と高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る音響検出計の設置構造の第１実施
例を示す拡大断面図。

【図２】図１の実施例の変形例を示す拡大断面図。

【図３】本発明に係る音響検出計の設置構造の第２実施
例を示す拡大断面図。

【図４】図３の実施例の変形例を示す拡大断面図。

【図５】本発明に係る音響検出計の設置構造の第３実施
例を示す拡大断面図。

【図６】図５の実施例の変形例を示す拡大断面図。

【図７】音響検出計を設置する蒸気発生器の構造を示す
断面図。

【図８】従来の音響検出計の設置構造を示す拡大断面
図。

【符号の説明】

１ 本体胴 ２ シュラウド ３ 内筒 ４ 管束部 １１ 導波棒 １２ 音響検出センサー １３ 伸縮継手 １４ スリーブ機構 １５ 短い導波棒 １６ 延長用の導波棒 １７ 雄ねじ １９ 切欠部 ２０ 伸縮継手

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 音響波を伝える導波棒の一端に音響検出
   センサーを取り付け、上記導波棒が複数の伝熱管および
   シュラウドを収納した音響減衰効果の大きい本体胴を貫
   通し、上記導波棒の他端を上記シュラウドに直接固定し
   たことを特徴とする音響検出計の設置構造。
2. 【請求項２】 上記導波棒を、上記シュラウドと上記本
   体胴との間隙より短い部分と、上記本体胴の外側まで延
   びる延長部分とに分割し、これらを接合してなることを
   特徴とする請求項１記載の音響検出計の設置構造。
3. 【請求項３】 上記導波棒は、上記シュラウドを貫通し
   て設置されたことを特徴とする請求項１記載の音響検出
   計の設置構造。