研究用原子炉における一次冷却水ル-プの異常診断法の開発

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01580231
• Research Institution: Musashi Institute of Technology
• Principal Investigator: 堀内 則量 武蔵工業大学, 原子力研究所, 助教授 (90139410)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 飯島 伸一 武蔵工業大学, 工学部, 助手 (50097169)
• Keywords: 研究用原子炉 / 一次冷却水ル-プ / 振動周波数 / パワ-スペクトル密度 / 低周波解析装置 / 異常診断 / 加速度センサ- / うず巻き回転ポンプ

Research Abstract

原子炉の一次冷却水は通常一台の定速回転のポンプによって循環されることから、冷却系機器・配管等の振動・振動音及び冷却水の流量変動には、ポンプの回転による固有の振動周波数成分が含まれている。一次冷却系に異常が生じ、ポンプの負荷変動が生ずると、固有の振動周波数からはずれた異常な周波数が発生する。そこで、本研究はリアルタイムで配管系機器の振動デ-タを収集し、そのパワ-スペクトル密度を解析することから、原子炉の異常を検知する方法を確立しようとするものである。しかし、原子炉で実際に異常状態を作ることは出来ないので、配管、バルブ、貯水槽、ポンプからなる原子炉の一次冷却系を模擬した配管ル-プを製作している。ポンプは、現在原子炉で使用しているものと同型(IFWM)のものを選び、流量は150l/min(実物の1/2)とした。振動の検出には、圧電形加速度センサ-を用意し、パ-ソナルコンピュ-タへ入力出来るようにしている。ポンプ駆動モ-タの基本回転周波数とセンサ-からの信号との相互相関パワ-スペクトル密度解析するため低周波解析装置のハ-ドウェアを設計・製作し、圧縮平均法のアルゴリズムを用いた周波数解析ソフトウァアを内蔵させた。本装置は、500Hz以下の低周波でその整数分の一周波数成分を任意に選べ、短時間でスペクトルを計算することが出来る。周波数が既知である震動源(空気圧ポンプ)を使って、実際に震動デ-タを収集し、スペクトル解析するまでの一連のシステムの動作チェックを行い、振動の変化が検知できることを確認した。今後は、一次冷却系ル-プへのボイド混入、配管等固定ネジの一部除去などの異常状態を故意に引き起こし、スペクトルパタ-ンの変化や推移を詳細に検討する予定である。

Research Products

• [Publications] 西澤健治: "研究炉の異常診断に関する研究" 武蔵工業大学原子力研究所研究所報(ISSN0285-0354). MITR-891. 208-219 (1989)
• [Publications] 安藤耕造: "研究用原子炉の冷却水循環系の異常診断法の開発研究-低周波振動解析装置の製作-" 武蔵工業大学原子力研究所研究所報(ISSN0285-0354). MITR-901. (1990)