| 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日的とし,以下の知見を得た.
(1)前年度の高温センサの基礎データをもとに,高温センサを開発し,小型高温高圧実験流路での予備実験を行った.ここで,音場解析を高温センサに適応しセンサ設計に役立てた.また,初年度のマルチウェイブセンサを用いた気泡液相同時計測法から得られた知見が,高温二相流に対しても成立するか確かめた.
(2)高温センサの知見を元に,ハイブリッド用の超音波センサを検討し,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,センサの開発を行った.そして,超音波パルサ/レシーバと高速デジタル信号処理装置および超音波時間領域相関法を用いてハイブリッド型超音波流速計のシステムを前年度の装置に取り付けて実験を行った.
(3)パルス超音波を用いた高精度流量計測法の既設流量計の定期的な校正と時間領域相関法を用いたハイブリッド型超音波流速計のシステム構築のため,従来のフローノズルや,昨今導入が進められている伝搬時間差式超音波流量計で用いられている流補正係数を校正するためのアルゴリズムを構築し,助走区間、偏流、表面粗さ、レイノルズ数の変化に対するキャリブレーション効果を確認した.
(4)複測定線計測の応用として,ひとつのセンサに複数の素子を線上に埋め込んだ,リニア・アレーセンサーを開発するとともに,初年度に購入したUDFlowへの適用性を検討した.また,リニア・アレーセンサーを用い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をアクリル製水平矩形水路に改良し,試験流路および測定部を製作して,高精度流量計測の有効性を確かめた.
(5)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高精度流量計測法の原子力発電プラント増出力への有効性を確かめた.
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