音響式水リーク検出系開発の基礎試験(II)

Basic experimental study on the development of acoustic water leak detection system (II)

下山 一仁 ; 黒羽 光男; 田辺 裕美*

Shimoyama, Kazuhito; Kuroha, Mitsuo; not registered

高速増殖炉の蒸気発生器で伝熱管の水リークを早期に検出し、伝熱管の破損伝播規模を最小にする手段として、応答時間の速さから音響式水リーク検出系が有望視されている。本研究では、(1)単チャンネル信号で、バックグランドノイズと水リーク音の実行値を単純に比較する検出方法と、(2)多チャンネル信号で、相互相関法を使用しリーク検出/位置標定を行う方法の2つについて検討を行った。(1)では、50MW蒸気発生器試験施設での音響測定データを基に「もんじゅ」、実証炉SGのバックグランドノイズレベルを推定した結果、0.0093Gと0.012Gとなった。また、それらと同等なレベルの水リーク率は、それぞれ約0.7g/sec、約7g/secと推定した。(2)では、まずオフ・ライン解析で検出手段を開発し、それをもとにオン・ラインで信号処理が可能な装置を試作してその性能を評価した。オン・ライン解析では、水平方向検出で内部構造物の影響を解析する方法と、下部プレナム部鏡壁にピックアップを設置して垂直方向からリークを検出する方法の2つについて実施した。いずれもノイズが有ると検出できず、ノイズが無い場合でもリーク位置によっては検出できない場合もあった。オン・ライン信号処理装置の開発では、下部プレナム空間で水平方向検出法の試験を実施したところ、オフ・ラインとほぼ同じ精度での検出が可能であった。

Acoustic type water leak detectors have promising potentiality in short detection time for minimising the extent of tube failure propagation caused by water leakage from a heat transfer tube of an LMFBR steam generator. Two different methods as follows were studied in this program : (1)The method to compare effective values between water leak sound and back ground noise using a single channel. (2)The method to detect and locate the leak using cross correlation signal processing of multi-channel. In the former one, it was estimated from acoustic signals obtained in the 50 MW Steam Generator Test Facility that the back ground noise levels of the Prototype and the Demonstration reactor were 0.0093G and 0.012G (G=gravity), respectively. The water leak rates equivalent to those back ground levels were evaluated as approximately 0.7 and 7 g/sec. In the latter one, first a detection and location software was developed in a off-line analysis, and secondly an on-line signal processing hardware was manufactured as a trial. In the off-line analysis, the influence of the internals on detection performance was examined by horizontal and vertical measurement. As the result, it revealed that back ground noise interfered the leak detection and location and that the potential depended on the leak positions even without noise. In the on-line analysis, leaks in a lower plenum were detectable with the same accuracy as the off-line analysis.