(57)【要約】      （修正有）【課題】ジェットポンプ流量計測配管の修理・補修の準備を開始できるようにするため、その流量計測配管が切損していないことを原子炉の運転中に定期的に繰り返して確認できるようにする。【解決手段】沸騰水型原子炉圧力容器１内のジェットポンプの流量計測用に、ディフーザ内とダウンカマ部との差圧を計測するための配管のうち、ディフーザからアニュラス部内に配設された配管の切損を判定するに際し、ディフーザ内とダウンカマ部との差圧である第１の差圧と、シュラウド内の炉心の下方の部位とダウンカマ部との差圧である第２の差圧とをそれぞれ差圧計８，１０で計測し、データ解析装置１５で、それら計測した第１の差圧と第２の差圧との間の相関を評価して、相関が見られる場合にディフーザからアニュラス部内に配設された配管の切損が有ると判定する。【選択図】図１
2008116296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
沸騰水型原子炉の圧力容器内の炉心を囲むシュラウドの周囲のアニュラス部に設けられて、そのアニュラス部から、前記炉心を下方から支持する支持板の下のダウンカマ部へ冷却水を送るジェットポンプの流量計測用に、そのジェットポンプのディフーザ内と前記ダウンカマ部との差圧を計測するための配管のうち、前記ディフーザから前記アニュラス部内に配設された配管の切損を判定するに際し、
前記ディフーザ内と前記ダウンカマ部との差圧である第１の差圧と、前記シュラウド内の前記炉心の下方の部位と前記ダウンカマ部との差圧または前記シュラウド内の前記炉心の上方の部位と前記炉心の下方の部位との差圧である第２の差圧とをそれぞれ計測し、
それら計測した第１の差圧と第２の差圧との間の相関を評価して、相関が見られる場合に、前記ディフーザから前記アニュラス部内に配設された配管の切損が有ると判定することを特徴とする、ジェットポンプ流量計測配管切損判定方法。
【請求項２】
前記相関の評価には、コヒーレンス値を指標として用いる、請求項１記載のジェットポンプ流量計測配管切損判定方法。
【請求項３】
前記第２の差圧は、前記シュラウド内の前記炉心の下方の部位と前記ダウンカマ部との差圧である、請求項１または２記載のジェットポンプ流量計測配管切損判定方法。
【請求項４】
前記ディフーザ内と前記ダウンカマ部との差圧である第１の差圧を計測する第１の差圧計と、
前記シュラウド内の前記炉心の下方の部位と前記ダウンカマ部との差圧または前記シュラウド内の前記炉心の上方の部位と前記炉心の下方の部位との差圧である第２の差圧を計測する第２の差圧計と、
それら第１の差圧計が計測した第１の差圧と第２の差圧計が計測した第２の差圧との間の相関を評価して、相関が見られる場合に、前記ディフーザから前記アニュラス部内に配設された配管の切損が有ると判定する切損判定手段と、
を具えることを特徴とする、請求項１から３までの何れか記載のジェットポンプ流量計測配管切損判定方法に用いられるジェットポンプ流量計測配管切損判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、沸騰水型原子炉の圧力容器内のアニュラス部からダウンカマ部へ冷却水を送るジェットポンプの流量計測用に、そのジェットポンプのディフーザ内とダウンカマ部との差圧を計測するための配管のうち、ディフーザからアニュラス部内に配設された配管の切損を判定する方法および、その方法に用いられるジェットポンプ流量計測配管切損判定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）においては、図４に示すように、圧力容器１内に、炉心２と、その炉心２を下方から支持する支持板３と、炉心２を側方から囲むシュラウド４と、シュラウド４の周囲のアニュラス部１ａにシュラウド４を囲むように配置されてそのアニュラス部１ａ内の冷却水を支持板３の下方のダウンカマ部１ｂへ送る多数の大型のジェットポンプ５とが設けられており、それらのジェットポンプ５は、それらのうちの２台について図５に詳細に示すように、冷却水を吸入する上向きに開いた吸入口５ａと、外部のポンプから圧力容器１内に送られた加圧水をその吸入口５ａ内に下向きに吹き込んでアニュラス部１ａ内の冷却水を吸入口５ａ内に引き込むノズル５ｂと、吸入口５ａ内に吸入された冷却水をダウンカマ部１ｂへ送る裁頭円錐状のディフーザ５ｃとを有している。
【０００３】
沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）においてはまた、図４および図５に示すように、各ジェットポンプ５が送る水の流量を計測するために、各ジェットポンプ５のディフーザ５ｃ内の水圧を取り出す小口径配管６および、ダウンカマ部１ｂ内の水圧を取り出す小口径配管７と、それらの小口径配管６，７で取り出した水圧の差圧を計測する、各ジェットポンプ５に対応するジェットポンプ差圧計８とが設けられ、さらに圧力容器１内の各部の差圧を検出するために、シュラウド４内の炉心２の下方の位置１ｃの水圧を取り出す小口径配管９と、小口径配管７，９で取り出した水圧の差圧を計測する支持板差圧計１０と、シュラウド４内の炉心２の上方の位置１ｄの水圧を取り出す小口径配管１１と、小口径配管９，１１で取り出した水圧の差圧を計測する炉心差圧計１２とが設けられている。
【０００４】
ところで近年、ジェットポンプ５のディフーザ５ｃ内の水圧を取り出す上記小口径配管６の何れかが、ディフーザ５ｃからアニュラス部１ａ内に配設された例えば図中符号ＢＫで示す如き部分で、原子炉の運転中の振動の影響等を受けて切損する事象が散見されている。当該事象が原子炉の運転中に発生した場合、先ず、信号レベルの変化として発見できる場合もあるが、その場合でも、他の原因との区別は必ずしも明確にできない。このため原因が当該小口径配管６の切損であることの確認については、原子炉を停止させて圧力容器１の蓋を開放した後、水中テレビカメラを圧力容器１内に入れて行う必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
すなわち従来、ジェットポンプ５のディフーザ５ｃ内の水圧を取り出す小口径配管６が切損する事象が原子炉の運転中に発生し、ジェットポンプ差圧計８の信号レベルに変化が現れても、それだけでは原因が当該小口径配管６の切損であるのか、あるいはそれ以外の要因（例えば当該小口径配管６への異物詰まり等）なのかは判別できず、対策を講じるにしても切損以外の要因の場合も考慮して準備しなければならなかったため、必ずしも効率の良い点検・補修作業の準備ができなかった。
【０００６】
従って、ジェットポンプ５の流量レベルに有意な変化が現れた際に、その原因がディフーザ５ｃ内の水圧を取り出す小口径配管６の切損であるか否かを明確に判定できること、また原子炉の運転中に定期的に繰り返して当該切損事象が発生していないことの確認ができることは、原子力プラントの効率的な運用・保守に繋がる課題であった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、この発明のジェットポンプ流量計測配管切損判定方法は、沸騰水型原子炉内の炉心を囲むシュラウドの周囲のアニュラス部に設けられて、そのアニュラス部から、前記炉心を下方から支持する支持板の下のダウンカマ部へ冷却水を送るジェットポンプの流量計測用に、そのジェットポンプのディフーザ内と前記ダウンカマ部との差圧を計測するための配管のうち、前記ディフーザから前記アニュラス部内に配設された配管の切損を判定するに際し、前記ディフーザ内と前記ダウンカマ部との差圧である第１の差圧と、前記シュラウド内の前記炉心の下方の部位と前記ダウンカマ部との差圧または前記シュラウド内の前記炉心の上方の部位と前記炉心の下方の部位との差圧である第２の差圧とをそれぞれ計測し、それら計測した第１の差圧と第２の差圧との間の相関を評価して、相関が見られる場合に、前記ディフーザから前記アニュラス部内に配設された配管の切損が有ると判定することを特徴とするものである。
【０００８】
そして上記方法に用いられるこの発明のジェットポンプ流量計測配管切損判定装置は、前記ディフーザ内と前記ダウンカマ部との差圧である第１の差圧を計測する第１の差圧計と、前記シュラウド内の前記炉心の下方の部位と前記ダウンカマ部との差圧または前記シュラウド内の前記炉心の上方の部位と前記炉心の下方の部位との差圧である第２の差圧を計測する第２の差圧計と、それら第１の差圧計が計測した第１の差圧と第２の差圧計が計測した第２の差圧との間の相関を評価して、相関が見られる場合に、前記ディフーザから前記アニュラス部内に配設された配管の切損が有ると判定する切損判定手段と、を具えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
ジェットポンプの流量は、ジェットポンプのディフーザ内とダウンカマ部との差圧である第１の差圧から換算して計測しているので、そのディフーザ内とダウンカマ部との差圧を計測するための配管のうち、ディフーザからアニュラス部内に配設された配管に切損が起こった場合、切損部分でその配管がアニュラス部内に開放されて、本来はディフーザ内とダウンカマ部との差圧であるはずの第１の差圧を示す第１の差圧計の出力信号が、実質的にはアニュラス部とダウンカマ部との差圧を示していることになる。この場合、アニュラス部とシュラウドの内側の炉心の上下方の位置とはシュラウドの上方を経由して連通していることから、その第１の差圧（第１の差圧計の出力信号）は、それまで特に相関の見られなかった、シュラウド内の前記炉心の下方の部位と前記ダウンカマ部との差圧または前記シュラウド内の前記炉心の上方の部位と前記炉心の下方の部位との差圧である第２の差圧（第２の差圧計の出力信号）との間に有意な相関を示現するようになる。
【００１０】
しかしてこの発明のジェットポンプ流量計測配管切損判定方法によれば、それら第１の差圧計が計測した第１の差圧と第２の差圧計が計測した第２の差圧との間の相関を評価して、相関が見られる場合に、ディフーザからアニュラス部内に配設された配管の切損が有ると判定するので、その配管が切損している状態にあるか否かを明確に判定することができる。
【００１１】
またこの発明のジェットポンプ流量計測配管切損判定装置によれば、切損判定手段が、それら第１の差圧計が計測した第１の差圧と第２の差圧計が計測した第２の差圧との間の相関を評価して、相関が見られる場合に、ディフーザからアニュラス部内に配設された配管の切損が有ると判定するので、その配管が切損している状態にあるか否かを自動的に明確に判定することができる。
【００１２】
なお、この発明においては、前記相関の評価に、コヒーレンス値を指標として用いても良い。
【００１３】
また。この発明においては、前記第２の差圧は、前記シュラウド内の前記炉心の下方の部位と前記ダウンカマ部との差圧としても良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を実施例によって、図面に基づき詳細に説明する。ここに、図１は、この発明のジェットポンプ流量計測配管切損判定方法の一実施例およびそこに用いられるこの発明のジェットポンプ流量計測配管切損判定装置の構成を示す構成図、図２は、その実施例のジェットポンプ流量計測配管切損判定装置が上記実施例の方法に基づき切損を判定する場合のコヒーレンス値の求め方を示すフローチャート、図３は、上記実施例のジェットポンプ流量計測配管切損判定装置が上記実施例の方法に基づき切損有りと判定する場合のコヒーレンス値の変化状態を例示するグラフを示すカラー写真である。
【００１５】
この実施例のジェットポンプ流量計測配管切損判定装置は、図４および図５に示す従来のものと同様の原子炉に設けられているものであり、図１中、図４および図５におけると同様の部分は、それと同一の符号にて示す。
【００１６】
すなわち、この実施例のジェットポンプ流量計測配管切損判定装置が設けられた沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）も、図４および図５に示すように、圧力容器１内に、炉心２と、図１では図示しないが、その炉心２を下方から支持する支持板３と、炉心２を側方から囲むシュラウド４と、シュラウド４の周囲のアニュラス部１ａにシュラウド４を囲むように配置されてそのアニュラス部１ａ内の冷却水を支持板３の下方のダウンカマ部１ｂへ送る多数の大型のジェットポンプ５とが設けられており、それらのジェットポンプ５は、冷却水を吸入する上向きに開いた吸入口５ａと、外部のポンプから圧力容器１内に送られた加圧水をその吸入口５ａ内に下向きに吹き込んでアニュラス部１ａ内の冷却水を吸入口５ａ内に引き込むノズル５ｂと、吸入口５ａ内に吸入された冷却水をダウンカマ部１ｂへ送る裁頭円錐状のディフーザ５ｃとを有している。
【００１７】
この沸騰水型原子炉においてはまた、各ジェットポンプ５が送る水の流量を計測するために、各ジェットポンプ５のディフーザ５ｃ内の水圧を取り出す小口径配管６および、ダウンカマ部１ｂ内の水圧を取り出す小口径配管７と、第１の差圧としての、それらの小口径配管６，７で取り出した水圧の差圧を計測する、第１の差圧計としての、各ジェットポンプ５に対応するジェットポンプ差圧計８とが設けられ、さらに圧力容器１内の各部の差圧を検出するために、シュラウド４内の炉心２の下方の位置１ｃの水圧を取り出す小口径配管９と、この実施例では第２の差圧としての、小口径配管７，９で取り出した水圧の差圧を計測する、第２の差圧計としての支持板差圧計１０と、シュラウド４内の炉心２の上方の位置１ｄの水圧を取り出す小口径配管１１と、小口径配管９，１１で取り出した水圧の差圧を計測する炉心差圧計１２とが設けられており、それらジェットポンプ差圧計８と支持板差圧計１０と炉心差圧計１２とは計測系１３を構成している。
【００１８】
この沸騰水型原子炉においてはさらに、計測系１３のジェットポンプ差圧計８と支持板差圧計１０と炉心差圧計１２とがそれぞれ計測したアナログの差圧信号を高頻度でデジタル信号に変換して実質上連続的に記録するデータ記録処理装置としての、例えばハードディスクドライブ装置を有する過渡現象記録装置１４と、その過渡現象記録装置１４からこの実施例ではジェットポンプ差圧計８の差圧信号と支持板差圧計１０の差圧信号とをデジタルデータとして読み出して解析する、切損判定手段としての、通常のパーソナルコンピュータで構成されたデータ解析装置１５とが設けられている。従って、この実施例ではジェットポンプ差圧計８と支持板差圧計１０とデータ解析装置１５とが、ジェットポンプ流量計測配管切損判定装置を構成している。
【００１９】
この沸騰水型原子炉においては、各ジェットポンプ５の流量は、ジェットポンプ５のディフーザ５ｃ内とダウンカマ部１ｂとの差圧である第１の差圧から換算して計測しているので、そのディフーザ５ｃ内とダウンカマ部１ｂとの差圧を計測するための配管６，７のうち、ディフーザ５ｃ内の水圧を取り出す小口径配管６の、ディフーザ５ｃからアニュラス部１ａ内に配設された部分に切損が起こった場合、切損部分でその配管６がアニュラス部１ａ内に開放されて、本来はディフーザ５ｃ内とダウンカマ部１ｂとの差圧であるはずの第１の差圧を示すジェットポンプ差圧計８の出力信号が、実質的にはアニュラス部１ａとダウンカマ部１ｂとの差圧を示していることになる。
【００２０】
この場合、アニュラス部１ａとシュラウド４の内側の炉心２の上方および下方の位置とはシュラウド４の上方を経由して連通していることから、その第１の差圧（ジェットポンプ差圧計８の出力信号）は、それまで特に相関の見られなかった、シュラウド４内の炉心２の下方の部位とダウンカマ部１ｂとの差圧である第２の差圧（支持板差圧計１０の出力信号）との間に有意な相関を示現するようになる。
【００２１】
しかしてこの実施例のジェットポンプ流量計測配管切損判定方法では、この実施例のジェットポンプ流量計測配管切損判定装置の一部をなすデータ解析装置１５が、あらかじめ与えられたプログラムに基づき、それらジェットポンプ差圧計８の出力信号である第１の差圧と支持板差圧計１０の出力信号である第２の差圧とを過渡現象記録装置１４から高頻度（例えば数十ミリ秒間隔）で読み出してそれら第１の差圧と第２の差圧との間の相関を評価して、所定レベル以上の相関が見られる場合に、ディフーザ５ｃからアニュラス部１ａ内に配設された小口径配管６の切損が有ると判定する。
【００２２】
ここで、第１の差圧と第２の差圧との間の相関の評価は、例えば図２に示す如き手順でコヒーレンス値を求め、それを用いることで行うことができる。先ず、例えば第１の差圧を表す時系列信号ｘ（ｔ）のノイズ成分を分析するために、その時系列信号を三角波の和として近似する（フーリエ変換を行う）。
【００２３】
【数１】
2008116296.tif 000003
【００２４】
次いで、フーリエ成分Ｘ（ｆ）から、下式により時系列信号ｘ（ｔ）に対応するパワースペクトル密度分布Ｐｘ（ｆ）が定義される。
【００２５】
【数２】
2008116296.tif 000004
【００２６】
同様に、例えば第２の差圧を表す他の時系列信号ｙ（ｔ）に対してもフーリエ成分Ｙ（ｆ）からパワースペクトル密度分布Ｐｙ（ｆ）が定義でき、合わせてクロススペクトル密度分布Ｓ（ｆ）も定義できる。
【００２７】
【数３】
2008116296.tif 000005
【００２８】
上述した式を用いて次式でコヒーレンス値Ｃｏｈ（ｆ）を定義し、これを相関を示す指標として用いる。
【００２９】
【数４】
2008116296.tif 000006
【００３０】
図３は、この実施例のジェットポンプ流量計測配管切損判定装置がこの実施例のジェットポンプ流量計測配管切損判定方法に基づき切損有りと判定する場合のコヒーレンス値の変化状態を例示しており、具体的にはＪＰ−０１〜２０の２０台のジェットポンプ５のうち、図中曲線Aで示すＪＰ−１６のコヒーレンス値が、周波数１Ｈｚ以下の領域で他のジェットポンプより極めて大きくなっている。この図からも明らかなように、データ解析装置１５は、例えば周波数１０−１Ｈｚあるいはそれ以下の領域において例えばコヒーレンス値０．５および０．８を閾値として、求めたコヒーレンス値が０．５以上で０．８未満の場合は切損の徴候有り、求めたコヒーレンス値が０．８以上の場合は切損有り、求めたコヒーレンス値が０．５未満の場合は切損なしと判定することにより、ＪＰ−０１〜２０の２０台のジェットポンプ５の小口径配管６が各々切損している状態にあるか否かを、切損の徴候を含めて自動的に明確に判定することができる。
【００３１】
以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものでなく、例えば、切損判定手段は、コヒーレンス値を用いる代わりに相関係数を用いて所定以上の相関があるか否かを評価しても良い。また第２の差圧は、小口径配管９，１１で取り出した水圧の差圧とし、第２の差圧計はそれを計測する炉心差圧計１２としても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
かくしてこの発明のジェットポンプ流量計測配管切損判定方法およびそこに用いられる装置によれば、原子炉の運転中においても、ジェットポンプ流量計測配管が切損状態にあるか否かを明確に判定することができ、これにより、原子炉停止中の水中テレビカメラによる撮影を待たなくても修理・補修の準備を開始することができる。
【００３３】
また、ジェットポンプ流量計測配管が切損していないことを、原子炉の運転中に定期的に繰り返して確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】この発明のジェットポンプ流量計測配管切損判定方法の一実施例およびそこに用いられるこの発明のジェットポンプ流量計測配管切損判定装置の構成を示す構成図である。
【図２】上記実施例のジェットポンプ流量計測配管切損判定装置が上記実施例の方法に基づき切損を判定する場合のコヒーレンス値の求め方を示すフローチャートである。
【図３】上記実施例のジェットポンプ流量計測配管切損判定装置が上記実施例の方法に基づき切損有りと判定する場合のコヒーレンス値の変化状態を例示するグラフを示すカラー写真である。
【図４】原子炉の圧力容器内の構成を示す断面図である。
【図５】上記圧力容器内のジェットポンプを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  圧力容器
１ａ  アニュラス部
１ｂ  ダウンカマ部
１ｃ  炉心の下方の位置
１ｄ  炉心の上方の位置
２  炉心
３  支持板
４  シュラウド
５  ジェットポンプ
５ａ  吸入口
５ｂ  ノズル
５ｃ  ディフーザ
６，７，９，１１  小口径配管
８  ジェットポンプ差圧計
１０  支持板差圧計
１２  炉心差圧計
１３  計測系
１４  過渡現象記録装置
１５  データ解析装置
【図１】
2008116296.tif 000007
【図２】
2008116296.tif 000008
【図４】
2008116296.tif 000009
【図５】
2008116296.tif 000010
【図３】
2008116296.tif 000011