渦電流式温度流速計の特性試験(II) :試作-IIのナトリウム中単体性能試験と実用化検討

Performance test of a probe-type eddy-current flow and temperature sensor (II); In-sodium tests of MK-II sensor

中本 香一郎*; 大山 信美*; 池見 元祥*; 河野 耕司*; 厚母 栄夫

not registered; not registered; not registered; not registered; Atsumo, Hideo

期間1975年5月1977年3月目的高速原型炉「もんじゅ」を対象に,炉心監視計装として研究開発を進めてきた渦電流式温度流速計(試作-2)のナトリウム中試験を行ない,単体としての性能を把握するとともに,実用化上の問題も検討する。要旨プローブ型の渦電流式温度流速計を主として直線性,感度,S/N比の面で改善した試作-2(MK-2,11.0mmO・D.130mmL)をナトリウム中で性能試験し,次の結果を得た。1)流量計としての性能‥感度がほぼ最大で温度依存性が最少となる最適励磁周波数f/opは約75Hzとなり,この時の感度は検出器入力換算で1.34mV/m/s(400)を得,MK-1と較べて約20倍感度が大きくなった。流速検出の非直線性は1%FS以下で,特に0.5m/s以下の低流速域での直線性が大巾に改善された。温度補償をかけれは,400500でフルスケールの1%以内に温度依存性をおさえることができた。以上から本試作品は流速計として十分実用になることか確かめられた。2)温度計としての性能‥流速計と同じ励磁周波数(75Hz)を使用した場合,検出器入力換算で48.5V/を得,MK-1より約13倍大きくなっており,直線性も良好である。温度計としても実用性は十分あると判断された。3)ボイド計としての性能;ボイド計としての有用性も確認されたが,これについては今後なお詳細な実験が必要である。ボイドに対して流速信号のみならず温度信号にも有意の変化が生じ興味深い。プローブを挿入した案内管の先端形状の効果‥これは流速信号に対して支配的因子でないことがわかった。以上の単体としての性能に加えて,原子炉の炉内計装に適用していく上での問題点(流量低下の検出限界,装荷確認法,オンサイト校正法など)についても今後を見通すために簡単な検討を試みた。

Probe-type eddy-current flow and temperature sensors have been developed for in-core monitors of prototype fast breeder reactor "MONJU". The MK-II sensor (11.0mm O.D. 130mm long, magnetic core) has a central primary coil and two identical coils placed symmetrically about the primary, and is installed in a stainless-steel guide tube. It is capable of monitoring sodium flow and temperature at a time by means of vector differencing and vector summing of secondary coil signals respectively. In-sodium tests were carried out under conditions in the Sodium Instrument Test Loop. [Sodium temperature : 300 550 C] [Sodium flow velocity : O 3 m/s] [Exciting frequency : 20 1000 Hz] Test results are as follows. (1)The performane as a flow sensor : The output/flow characteristic was linear up to 3 m/s, and has high sensitivity as much as 1.34 mV/m/s at 75 Hz. The temperature dependency of flow output signal were reduced to 1% (400 500 C) with a temperature compensation circuit. (2)The performance as a temperature sensor : Temperature detecting sensitivity was 48.5V/C at 75 Hz, and linearity was fairly well in the Temperature range, 300 500 C. (3)It was shown that both flow and temperature outputs are useful for detecting gas bubbles in sodium. (4)It became clear that the top shape of a guide tube has not an important effect on the flow output signal, after testing conic, spherical, ellipsoidal, cylindrical guide tubes and spherical one with fins. Some basic problems, such as the potential of detecting subassembly flow blockage and/or gas bubbles in sodium, were discussed in order to apply this sensor to in-core instrumentation of LMGBR.