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パルス超音波を用いた軽水炉用ハイブリッド型給水流量計の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15360501
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 原子力学
研究機関東京工業大学

研究代表者

木倉 宏成  東京工業大学, 原子炉工学研究所, 助手 (00302985)

研究分担者 有冨 正憲  東京工業大学, 原子炉工学研究所, 教授 (60101002)
小池 義和  芝浦工業大学, 工学部二部電気工学科, 助教授 (30251672)
森 治嗣  東京電力(株), 技術開発研究所・熱流動/流体構造技術グループ, グループマネージャー(研究職)
研究期間 (年度) 2003 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
15,400千円 (直接経費: 15,400千円)
2005年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
2004年度: 4,600千円 (直接経費: 4,600千円)
2003年度: 7,800千円 (直接経費: 7,800千円)
キーワードハイブリッド型超音波流速法 / 流量計測 / 超音波計測 / パルス超音波 / 超音波時間領域相関法 / 複測定線計測 / 十分発達流 / 伝搬時間差型超音波流量計 / パルス超音波のドップラ効果 / 複測定線計測法 / 伝播時間差型超音波流量計
研究概要

本研究ではハイブリッド型超音波流速法を,軽水炉の給水流量計として開発することを目的として,信号処理の改良と実機適用性を検討しながらシステムを構築することを目的とし,以下の知見を得た.
1.現有の超音波流速分布流速計(UVP model X3PSi 2,4,8MHz)のマルチプレクサー・モードと複数超音波センサを用いた流速分布からの流量計測システム・ソフトウェアを開発した.
2.超音波の金属壁透過では最適周波数は壁の材質,厚さおよびセンサの設置角度などに依存するため,超音波透過の基礎実験装置を構築して超音波透過特性を調べた.これに伴い液体および固体壁内の音速測定,超音波透過率測定,混入粒子の選定,測定線屈折の測定および最適入射角の選定を行った.
3.本実験必要な試験流路および測定部を製作した.試験流路は直径50mmのアクリル製・直円管を用いた上昇流および下降流の垂直円管流路である.
4.現行の超音波流速分布流速計と現有の超音波パルサ・レシーバを用いて,伝播時間差型超音波流量計のプロファイルファクタを決定するシステムを構築した.
5.ハイブリッド用の超音波センサの仕様を検討し,音響インピーダンスや入射角を考慮して有限要素法による音場解析を行った上で,高温高圧実機対応型超音波センサを検討・開発し,高温条件下での実機適応性を検討した.
6.パルス超音波信号処理装置と高速デジタル信号処理装置を用いてハイブリッド型超音波流速計のシステム設計を行った.
7.実験および解析結果を総合的に検討し,パルス超音波を用いた軽水炉用ハイブリッド型給水流量計を確立した.

報告書

(4件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (14件) 文献書誌 (5件)

  • [雑誌論文] Development of pulse Ultrasonic Doppler Method for Flow Rate Measurements of Power Plant (Application of TOF and UDM to Hybrid Type System)2005

    • 著者名/発表者名
      H.Kikura, Y.Inoue, S.Wada, M.Aritomi, M.Mori
    • 雑誌名

      Proceedings 13th International Conference on Nuclear Engineering, Beijing China ICONE13-50806(CD-ROM)

      ページ: 1-6

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of Ultrasonic Velocity Profile Method for Accurate Flow Rate Measurements2005

    • 著者名/発表者名
      H.Kikura, M.Aritomi, M.Mori
    • 雑誌名

      Proceedings of the 3rd Asian Specialist Meeting on Future Small-Size LWR Development, Yogyakarta, Indonesia No.16(CD-ROM)

      ページ: 1-7

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of Pulse Ultrasonic Doppler Method for Flow Rate Measurements of Power Plant (Application of Top and UDM to Hybrid Type System)2005

    • 著者名/発表者名
      H.Kikura, Y.Inoue, S.Wada, M.Aritomi, M.Mori
    • 雑誌名

      Proceedings 13th International Conference on Nuclear Engineering, Beijing China, (2005-5) ICONE13-50806(CD-ROM)

      ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of New Type Flow-metering System by Visualizing Flow-profile using Ultrasonic-Doppler Profile-Velocity2005

    • 著者名/発表者名
      M.Mori, K.Tezuka, M.Aritomi, H.Kikura, Y.Takeda
    • 雑誌名

      Proceedings of 4th World Congress Tomography, Aizu, Japan

      ページ: 516-521

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of Ultrasonic Velocity Profile Method for Accurate Flow Rate Measurements2005

    • 著者名/発表者名
      H.Kikura, M.Aritomi, M.Mori
    • 雑誌名

      Proceedings of the 3rd Asian Specialist Meeting on Future Small-Size LWR Development, Yogyakarta, Indonesia

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 超音波流速分布計測法を用いた流量計測手法の開発(第25報 UDMとTOFを用いた計測システムの評価)2005

    • 著者名/発表者名
      井上友人, 和田守弘, 木倉宏成, 有冨正憲, 臼井健介, 森治嗣
    • 雑誌名

      日本原子力学会2005年春の大会要旨集,平塚

      ページ: 450-450

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 超音波流速分布計測法を用いた流量計測手法の開発(26)複測定線計測を用いたUDMとTOFの評価2005

    • 著者名/発表者名
      井上友人, 木倉宏成, 有冨正憲, 森治嗣
    • 雑誌名

      日本原子力学会2005秋の大会予稿集,八戸工大

      ページ: 264-264

    • NAID

      130007028252

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of Pulsed Ultrasonic Doppler Method for Flow Rate Measurement in Power Plant : Multilines Flow Rate Measurement on Metal Pipe2004

    • 著者名/発表者名
      S.WADA, H.KIKURA, M.ARITOMI, M.MORI, Y.TAKEDA
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Science and Technology 41-3

      ページ: 339-346

    • NAID

      10012508157

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effect of Measurement Volume on Turbulent Flow Measurement using Ultrasonic Doppler Method2004

    • 著者名/発表者名
      H.KIKURA, YAMANAKA, H.MURAKAWA, M.ARITOMI
    • 雑誌名

      Experiments in Fluids 36-1

      ページ: 187-196

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Industrial Applications of New Type Flow-metering System by Ultrasonic-Doppler Profile-Velocimetry (1) Effects of Surface Roughness and Asymmetric Pipe Flow on Accuracy of Profile Factor2004

    • 著者名/発表者名
      K.Tezuka, M.Mori, Y.Takeda, M.Aritomi, H.Kikura
    • 雑誌名

      Proceedings of 4th International Symposium on Ultrasonic Doppler Methods for Fluid Mechanics and Fluid Engineering, Sapporo, Japan

      ページ: 23-26

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Industrial Applications of New Type Flow-metering System by Ultrasonic-Doppler Profile-Velocimetry(2) Measurement Experiences of Flow on Piping and Industrial applications2004

    • 著者名/発表者名
      M.Mori, K.Tezuka, M.Aritomi, H.Kikura, Y.Takeda
    • 雑誌名

      Proceedings of 4th International Symposium on Ultrasonic Doppler Methods for Fluid Mechanics and Fluid Engineering, Sapporo, Japan

      ページ: 27-32

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Characteristics of Sound Pressure Distribution on Ultrasonic Doppler Method2004

    • 著者名/発表者名
      S.Wada, H.Kikura, Y.Koike, M.Aritomi, M.Mori
    • 雑誌名

      Proceedings of 4th International Symposium on Ultrasonic Doppler Methods for Fluid Mechanics and Fluid Engineering, Sapporo, Japan

      ページ: 27-40

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of Pulse Ultrasonic Doppler Method for Flow Rate Measurements of Power Plant (Multiline Flow Rate Measurement On Metal Pipe Flow)2003

    • 著者名/発表者名
      S.WADA, H.KIKURA, M.ARITOMI, M.MORI, Y.TAKEDA
    • 雑誌名

      11th International Conference on Nuclear Engineering ICONE-11, Tokyo, JAPAN No.ICONE11-36615(CD-ROM)

      ページ: 1-6

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The Novel Velocity Profile Measuring Method in Bubbly Flows using Ultrasound Pulses2003

    • 著者名/発表者名
      G.YAMANAKA, H.MURAKAWA, H.KIKURA, M.ARITOMI
    • 雑誌名

      7th International Symposium on Fluid Control, Measurement and Visualization (FLUCOME'03), Sorrento, Italy No.ID-214(CD-ROM)

      ページ: 1-6

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.WADA, H.KIKURA, M.ARITOMI, M.MORI, Y.TAKEDA: "Development of Pulse Ultrasonic Doppler Method for Flow Rate Measurements of Power Plant(Multiline Flow Rate Measurement On Metal Pipe Flow)"11th International Conference on Nuclear Engineering(ICONE-11), Tokyo, Japan. (CD-ROM). ICONE11-36615 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] G.YAMANAKA, H.MURAKAWA, H.KIKURA, M.ARITOMI: "The Novel Velocity Profile Measuring Method in Bubbly Flows using Ultrasound Pulses"7th International Symposium on Fluid Control, Measurement and Visualzation(FLUCOME'03), Sorrento, Italy. (CD-ROM). ID-214 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.KIKURA, S.WADA, M.ARITOMI, Y.TAKEDA, M.MORI: "Development of Ultrasonic Doppler Method for Flow Rate Measurements of Power Plant, Multiline flow rate measurement on pipe flow"Proceedings of the 2nd Asian Specialist Meeting on Future LWR Development, Hanoi-Vietnam. 16.1-16.7 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 和田守弘, 木倉宏成, 有冨正憲, 武田靖, 森 治嗣: "超音波ドップラ流速分布測定法を用いた複測定線流量計測法"第81期日本機械学会流体工学部門講演会講演概要集, 大阪. 32 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 和田守弘, 木倉宏成, 有冨正憲, 武田靖, 森 治嗣: "超音波流速分布計測法を用いた流量計測手法の開発(第18報 配管エルボ下流における複測定線計測)"日本原子力学会2003秋の大会予稿集, 静岡. F44,397 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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