| 研究概要 |
本研究はパルス超音波を用いた高精度流量計測法として,伝搬時間差式と流速分布計測式の双方の利点を生かしたハイブリッド型超音波流量計測法を用いて,原子力発電プラントの効率向上による増出力のための高精度給水流量計測システムの開発を目的とし,以下の知見を得た.
(1)複数の超音波センサを取り付けた複測定線積分法を確立するため,ポンプ,リザーバ・タンク,整流器を含む現有の水循環装置にアクリル製円管流路の試験流路および測定部を製作し,上昇・下降流の実験を行った.流速分布測定は昨年度購入したUDFlowとレーザ・ドップラ流速計を用いて同時計測し,UDFlowの計測精度を調べると共に,UDFlowの瞬時流速分布の計測データからオンラインで流量を求めるソフトなど流量計測システムとして必要なソフトを整備した.
(2)流体および流場に適切な反射体を選定した.反射体の選定には,幾つかの材質および粒径の異なる粒子を流場に混入する方法と,強力低周波数超音波を利用した超音波キャビテーションを利用する方法および水素などの気泡を注入する方法を検討し,ドップラ強度解析法からの結果から評価した.
(3)実機適用条件の高温条件に適用するための,超音波センサの基本設計を検討する.高温計測には,センサに使用する音圧素子の高温対応と,遅延材を冷却して測定する冷却方法を検討した.
(4)実機に近い条件で実験を行うためには,東京電力・技術研究所所有の小型高温高圧実験流路での予備実験と現場の原子力発電所の予備調査が必要で,そのために国内研究協力者として森治嗣氏と連携を図って研究計画を進めた.
(5)高分解能の測定には測定システムの時間・空間分解能を上げるため,デジタル・アナライザーを用いた単一パルス解析システムの開発を行い,高周波数用の超音波センサを用いた.
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