(57)【要約】【課題】ナトリウムの漏洩の誤検知を低減すること。【解決手段】炉心の崩壊熱をナトリウムを冷却材にして除去する崩壊熱除去系の、空気冷却器２１０におけるナトリウムの漏洩を検出する漏洩検出システム１であって、空気冷却器２１０内の空気の流路におけるナトリウム液滴とナトリウムエアロゾルとの少なくともどちらかを検出するカメラ２と、カメラ２の下流側で、空気中のナトリウムの濃度を計測する計測装置３と、カメラ２の検出結果と計測装置３の測定結果とに基づいて、ナトリウムの漏洩を検出したと判断する判断部４３とを備える。【選択図】図２
2020060486.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉心の崩壊熱をナトリウムを冷却材にして除去する崩壊熱除去系の、空気冷却器におけるナトリウムの漏洩を検出する漏洩検出システムであって、
前記空気冷却器内の空気の流路におけるナトリウム液滴とナトリウムエアロゾルとの少なくともどちらかを検出する検出部と、
前記検出部の下流側で、前記空気中のナトリウムの濃度を測定する計測部と、
前記検出部の検出結果および前記計測部の測定結果に基づいて、ナトリウムの漏洩を検出したと判断する判断部と、
を備えることを特徴とする漏洩検出システム。
【請求項２】
前記判断部は、前記検出部の検出結果が、前記ナトリウム液滴とナトリウムエアロゾルとの少なくともどちらかが検出されたことを示し、かつ、前記計測部の測定結果が、前記ナトリウムの濃度が閾値濃度以上であることを示す場合に、ナトリウムの漏洩を検出したと判断する、請求項１に記載の漏洩検出システム。
【請求項３】
前記空気冷却器が配置された崩壊熱除去系における前記空気冷却器より上流側または下流側の空気の流路に配置され、前記流路を開閉するダンパと、
前記ダンパの開閉を制御するダンパ制御部と、
を備え、
前記ダンパ制御部は、前記判断部がナトリウムの漏洩を検出したと判断すると、前記ダンパを閉操作する、請求項１または２に記載の漏洩検出システム。
【請求項４】
前記検出部は、前記空気冷却器内の空気の流路を撮影可能なカメラである、請求項１から３のいずれか一項に記載の漏洩検出システム。
【請求項５】
前記検出部は、前記空気冷却器内の空気の流路を撮影可能な可視カメラ、または、前記空気冷却器内の空気の流路の温度を撮影可能な赤外カメラである、請求項１から３のいずれか一項に記載の漏洩検出システム。
【請求項６】
前記計測部は、レーザーブレイクダウン計測装置である、請求項１または２に記載の漏洩検出システム。
【請求項７】
前記計測部は、散乱型のダスト計である、請求項１または２に記載の漏洩検出システム。
【請求項８】
炉心の崩壊熱をナトリウムを冷却材にして除去する空気冷却器におけるナトリウムの漏洩を検出する漏洩検出方法であって、
前記空気冷却器内の空気の流路におけるナトリウム液滴とナトリウムエアロゾルとの少なくともどちらかを検出部で検出する検出工程と、
前記検出部の下流側で、前記空気中のナトリウムの濃度を計測部で測定する計測工程と、
前記検出工程による検出結果および前記計測工程による測定結果に基づいて、ナトリウムの漏洩を検出したと判断する判断工程と、
を含むことを特徴とする漏洩検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炉心の崩壊熱をナトリウムを冷却材にして除去する空気冷却器におけるナトリウムの漏洩を検出する漏洩検出システムおよび漏洩検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ナトリウム冷却高速炉（ＳＦＲ：Ｓｏｄｉｕｍ‐Ｃｏｏｌｅｄ  Ｆａｓｔ  Ｒｅａｃｔｏｒ）を有する原子力プラントにおいて、崩壊熱除去系の空気冷却器は、炉心の崩壊熱をナトリウムを冷却材にして除去する。この空気冷却器は、ナトリウムが漏洩したとき、ナトリウムを含んだ気体の環境中への放出を抑制するため、速やかに隔離することが望まれている。そこで、ナトリウムなど冷却材の漏洩を検出するための技術がある。
【０００３】
冷却材金属としてナトリウム等のアルカリ金属を用い窒素を含む雰囲気ガス中に設けられる原子力プラントにおいて、同雰囲気ガスのサンプリングガスにブレークダウン用パルスレーザーを照射し、同サンプリングガスをブレークダウンしプラズマ発光を発生させ、分光器により前記プラズマ発光の分光分析を行ない、漏洩を検出する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３５１０５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１は、サンプリングガスを採取する必要がある。特許文献１は、漏洩が局所的であると、採取したサンプルガスにおいては漏洩した物質が検出されないおそれがある。
【０００６】
また、ナトリウムの漏洩を誤検知すると不用意に隔離されてしまい、崩壊熱除去系の冷却機能が低下するおそれがある。
【０００７】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、ナトリウムの漏洩の誤検知を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の漏洩検出システムは、炉心の崩壊熱をナトリウムを冷却材にして除去する崩壊熱除去系の、空気冷却器におけるナトリウムの漏洩を検出する漏洩検出システムであって、前記空気冷却器内の空気の流路におけるナトリウム液滴とナトリウムエアロゾルとの少なくともどちらかを検出する検出部と、前記検出部の下流側で、前記空気中のナトリウムの濃度を測定する計測部と、前記検出部の検出結果および前記計測部の測定結果に基づいて、ナトリウムの漏洩を検出したと判断する判断部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
このシステムによれば、ナトリウムの漏洩の誤検知を低減することができる。
【００１０】
本発明の漏洩検出システムにおいては、前記判断部は、前記検出部の検出結果が、前記ナトリウム液滴とナトリウムエアロゾルとの少なくともどちらかが検出されたことを示し、かつ、前記計測部の測定結果が、前記ナトリウムの濃度が閾値濃度以上であることを示す場合に、ナトリウムの漏洩を検出したと判断することが好ましい。このシステムによれば、ナトリウムの漏洩の誤検知を低減することができる。
【００１１】
本発明の漏洩検出システムにおいては、前記空気冷却器が配置された崩壊熱除去系における前記空気冷却器より上流側または下流側の空気の流路に配置され、前記流路を開閉するダンパと、前記ダンパの開閉を制御するダンパ制御部と、を備え、前記ダンパ制御部は、前記判断部がナトリウムの漏洩を検出したと判断すると、前記ダンパを閉操作することが好ましい。このシステムによれば、ナトリウムの漏洩の誤検知を低減することができる。
【００１２】
本発明の漏洩検出システムにおいては、前記検出部は、前記空気冷却器内の空気の流路を撮影可能なカメラである、ことが好ましい。このシステムによれば、ナトリウムの漏洩の誤検知を低減することができる。
【００１３】
本発明の漏洩検出システムにおいては、前記検出部は、前記空気冷却器内の空気の流路を撮影可能な可視カメラ、または、前記空気冷却器内の空気の流路の温度を撮影可能な赤外カメラである、ことが好ましい。このシステムによれば、ナトリウムの漏洩の誤検知を低減することができる。
【００１４】
本発明の漏洩検出システムにおいては、前記計測部は、レーザーブレイクダウン計測装置であることが好ましい。このシステムによれば、ナトリウムの漏洩の誤検知を低減することができる。
【００１５】
本発明の漏洩検出システムにおいては、前記計測部は、散乱型のダスト計であることが好ましい。このシステムによれば、ナトリウムの漏洩の誤検知を低減することができる。
【００１６】
本発明の漏洩検出方法は、炉心の崩壊熱をナトリウムを冷却材にして除去する空気冷却器におけるナトリウムの漏洩を検出する漏洩検出方法であって、前記空気冷却器内の空気の流路におけるナトリウム液滴とナトリウムエアロゾルとの少なくともどちらかを検出部で検出する検出工程と、前記検出部の下流側で、前記空気中のナトリウムの濃度を計測部で測定する計測工程と、前記検出工程による検出結果および前記計測工程による測定結果に基づいて、ナトリウムの漏洩を検出したと判断する判断工程と、を含むことを特徴とする。
【００１７】
この方法によれば、ナトリウムの漏洩の誤検知を低減することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ナトリウムの漏洩の誤検知を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の第一実施形態の漏洩検出システムが配置されたナトリウム冷却高速炉の模式図である。
【図２】図２は、本発明の第一実施形態に係る漏洩検出システムの崩壊熱除去系を説明する図である。
【図３】図３は、本発明の第一実施形態に係る漏洩検出システムの第一領域を示す側面図である。
【図４】図４は、本発明の第一実施形態に係る漏洩検出システムの第一領域を示す平面図である。
【図５】図５は、本発明の第一実施形態に係る漏洩検出システムを説明するブロック図である。
【図６】図６は、本発明の第一実施形態に係る漏洩検出システムの第一領域と第二領域とを示す概略図である。
【図７】図７は、本発明の第一実施形態に係る漏洩検出システムが検出したナトリウム濃度の変化を示す図である。
【図８】図８は、本発明の第一実施形態に係る漏洩検出システムの処理の概略を示すフロー図である。
【図９】図９は、本発明の第二実施形態に係る漏洩検出システムの第一領域と第二領域とを示す概略図である。
【図１０】図１０は、本発明の第三実施形態に係る漏洩検出システムの処理の概略を示すフロー図である。
【図１１】図１１は、漏洩検出システムにおける検出部と計測部との組み合わせを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能であり、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせることも可能である。
【００２１】
［第一実施形態］
図１を参照してナトリウム冷却高速炉１１０を有する原子力プラント１００について説明する。図１は、本発明の第一実施形態の漏洩検出システムが配置されたナトリウム冷却高速炉の模式図である。ナトリウム冷却高速炉１１０は、空気冷却器２１０を含む崩壊熱除去系２００と中間熱交換器３１０を含む二次中間冷却系３００とを有する。ナトリウム冷却高速炉１１０は、炉心で発生した熱を、二次中間冷却系３００の中間熱交換器３１０に送って二次系のナトリウムに熱を伝え、これを蒸気発生器に送って蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送り発電する。
【００２２】
図２を参照して、崩壊熱除去系２００について説明する。図２は、本発明の第一実施形態に係る漏洩検出システムの崩壊熱除去系を説明する図である。崩壊熱除去系２００は、循環型の冷却系である。崩壊熱除去系２００は、空気冷却器２１０とエアファン２２０と入口ダンパ２３０とＬ字管２４０とＬ字管２５０と出口ダンパ２６０とを有する。
【００２３】
図３、図４を参照して、空気冷却器２１０について説明する。図３は、本発明の第一実施形態に係る漏洩検出システムの第一領域を示す側面図である。図４は、本発明の第一実施形態に係る漏洩検出システムの第一領域を示す平面図である。空気冷却器２１０は、ナトリウムを冷却材とする。空気冷却器２１０は、筐体２１１と伝熱管２１２とを有する。
【００２４】
筐体２１１は、箱型に形成されている。筐体２１１は、空気の流れ方向と平行で、上下方向に平行に立設した一対の壁部２１１ａと壁部２１１ｂと、壁部２１１ａと壁部２１１ｂと直交する方向に立設した一対の壁部２１１ｃと壁部２１１ｄと、空気の流れ方向と直交し、壁部２１１ａと直交する方向に配置された図示しない一対の壁部とを有する。壁部２１１ａと壁部２１１ｂとは、対面している。壁部２１１ｃと壁部２１１ｄとは、対面している。このように形成された筐体２１１は、内部の空間に伝熱管２１２が配置されている。筐体２１１の内部の空間が、第一領域Ａである。
【００２５】
伝熱管２１２は、冷却材であるナトリウムが流通する管路である。伝熱管２１２は、筐体２１１内において、空気の流れ方向に直行して延在する複数の直線部２１２ａが折返部２１２ｂで接続されて、折り返し状に一連に形成されている。伝熱管２１２は、入口側が入口集合管２１３に接続され、出口側が出口集合管２１４に接続されている。入口集合管２１３から流入したナトリウムは、各伝熱管２１２に分配される。各伝熱管２１２を通過したナトリウムは、出口集合管２１４から流出する。
【００２６】
第一領域Ａは、伝熱管２１２からナトリウムが漏洩すると、ナトリウムと空気とが反応して、霧状の液滴と白煙状のエアロゾルとが混在して発生する。第一領域Ａは、伝熱管２１２からナトリウムが漏洩したとき、霧状の液滴と白煙状のエアロゾルとが混在して発生する。霧状の液滴または白煙状のエアロゾルは、ナトリウムが漏洩していない通常状態の空気の温度に比べて、１００℃程度高温である。
【００２７】
エアファン２２０は、崩壊熱除去系２００の空気の流路において、空気冷却器２１０より上流側に配置されている。エアファン２２０は、大気中の空気を吸い込む。
【００２８】
入口ダンパ２３０は、崩壊熱除去系２００の空気の流路において、エアファン２２０の下流側で、Ｌ字管２４０の上流側に配置されている。入口ダンパ２３０は、流路を開閉可能である。入口ダンパ２３０が開状態のとき、流路が開放されて、入口ダンパ２３０の下流側に空気が流入可能になる。入口ダンパ２３０が閉状態のとき、流路が閉塞されて、入口ダンパ２３０の下流側への空気の流入が規制される。
【００２９】
Ｌ字管２４０は、崩壊熱除去系２００の空気の流路において、入口ダンパ２３０の下流側で、空気冷却器２１０の上流側に配置されている。Ｌ字管２４０は、空気の流れ方向を９０°変化させる。より詳しくは、図２において、Ｌ字管２４０は、屈曲部２４１の上流と下流とで、空気の流れを左から右へ向かう方向から下から上へ向かう方向に変化させる。
【００３０】
Ｌ字管２５０は、崩壊熱除去系２００の空気の流路において、空気冷却器２１０の下流側で、出口ダンパ２６０の上流側に配置されている。Ｌ字管２５０は、湾曲部２５１と直線部２５２とを有する。Ｌ字管２５０は、空気の流れ方向を９０°変化させる。より詳しくは、図２において、Ｌ字管２５０は、湾曲部２５１の上流と下流とで、空気の流れを下から上へ向かう方向から右から左へ向かう方向に変化させる。Ｌ字管２５０の直線部２５２の内部の空間が、第二領域Ｂである。
【００３１】
第二領域Ｂは、第一領域Ａから離れていることが好ましい。第二領域Ｂにおいては、空気冷却器２１０においてナトリウムが漏洩したとき、ナトリウムがガス中に十分に拡散されている。言い換えると、第二領域Ｂは、漏洩したナトリウムの濃度が偏りなく均一になっている、エアロゾルの完全混合領域である。第二領域Ｂは、出口ダンパ２６０から離れていることが好ましい。第二領域Ｂから出口ダンパ２６０までの距離は、漏洩したナトリウムが第二領域Ｂから出口ダンパ２６０に到達するまでの時間が、第二領域Ｂのナトリウム濃度が閾値以上であると判断して出口ダンパ２６０を閉じるまでに要する時間より長くなることが好ましい。
【００３２】
出口ダンパ２６０は、崩壊熱除去系２００の空気の流路において、Ｌ字管２５０の下流側に配置されている。出口ダンパ２６０は、流路を開閉可能である。出口ダンパ２６０が開状態のとき、流路が開放されて、出口ダンパ２６０の下流側に空気が流出可能になる。出口ダンパ２６０が閉状態のとき、流路が閉塞されて、出口ダンパ２６０の下流側への空気の流出が規制される。
【００３３】
図５を参照して、漏洩検出システム１について説明する。図５は、本発明の第一実施形態に係る漏洩検出システムを説明するブロック図である。漏洩検出システム１は、第一領域Ａにおいてナトリウム漏洩の有無である状態変化を検知して、第二領域Ｂにおいてガス中のナトリウムの定量値を計測する。漏洩検出システム１は、カメラ（検出部）２と計測装置（計測部）３と制御部４とを有する。
【００３４】
カメラ２は、第一領域Ａにおけるナトリウム漏洩の有無を検知する。言い換えると、カメラ２は、第一領域Ａの状態変化を検知する。カメラ２は、第一領域Ａのナトリウム液滴とナトリウムエアロゾルとの少なくともどちらかの発生状況を検出する。カメラ２は、空気冷却器２１０の内部の空気の流路を撮影する。より詳しくは、カメラ２は、空気冷却器２１０の内部にナトリウムが漏洩しガス中の水分と反応して生じるナトリウム液滴とナトリウムエアロゾルとの少なくともどちらかを撮影する。カメラ２は、例えば、可視カメラまたは赤外カメラである。本実施形態では、カメラ２は、可視カメラである。カメラ２は、撮影した映像を検出結果として制御部４に出力する。
【００３５】
カメラ２は、空気冷却器２１０内の空気の流路を、空気の流れ方向に交差する方向が範囲の中心となる撮影領域で撮影する。カメラ２は、空気冷却器２１０内に配置された伝熱管２１２によって死角が生じないように、複数台配置されていることが好ましい。カメラ２は、撮影範囲に含まれる第一領域Ａにおける霧状の液滴または白煙の発生、言い換えると、ナトリウムの漏洩を漏れなく検出可能である。
【００３６】
図６を参照して、カメラ２の配置の一例について説明する。図６は、本発明の第一実施形態に係る漏洩検出システムの第一領域と第二領域とを示す概略図である。本実施形態では、カメラ２１とカメラ２２とカメラ２３とカメラ２４とを有する。カメラ２１とカメラ２２とカメラ２３とカメラ２４との区別を特に要しない場合は、カメラ２として説明する。カメラ２は、光軸が空気の流れ方向に対して直交する方向と平行に配置されている。カメラ２１は、筐体２１１に形成された窓部２１５１の外側に配置されている。カメラ２１は、窓部２１５１を介して空気冷却器２１０内の空気の流路を撮影する。カメラ２１は、空気冷却器２１０内の空気の流路の出口部近傍を撮影する。カメラ２２は、筐体２１１に形成された窓部２１５２の外側に配置されている。カメラ２２は、窓部２１５２を介して空気冷却器２１０内の空気の流路を撮影する。カメラ２２は、カメラ２１とカメラ２３とより上流側に配置されている。カメラ２３は、筐体２１１に形成された窓部２１５３の外側に配置されている。カメラ２３は、窓部２１５３を介して空気冷却器２１０内の空気の流路を撮影する。カメラ２３は、空気冷却器２１０内の空気の流路の出口部近傍を撮影する。カメラ２４は、筐体２１１に形成された窓部２１５４の外側に配置されている。カメラ２４は、窓部２１５４を介して空気冷却器２１０内の空気の流路を撮影する。カメラ２４は、カメラ２１とカメラ２３とより上流側に配置されている。カメラ２１とカメラ２３とは、向かい合って配置されている。カメラ２２とカメラ２４とは、カメラ２１とカメラ２３とより上流側で、向かい合って配置されている。このように、複数配置されたカメラ２は、それぞれ、前記空気の流れ方向に交差する方向が視野の中心となる向きで配置される。これにより、カメラ２は、空気冷却器２１０内の空気の流路の、前記空気の流れ方向に直交する面の全域を視野に含めることができる。これにより、複数のカメラ２で構成される検出部は、前記空気の流れ方向に直交する面の全域で、ナトリウム漏洩の有無を検知することができる。
【００３７】
図５に戻って、計測装置３は、第二領域Ｂのガス中のナトリウム濃度を計測する。計測装置３は、第二領域Ｂのナトリウムの定量値を計測する。より詳しくは、計測装置３は、空気冷却器２１０の下流側において、ガス中のナトリウム濃度を計測する。計測装置３は、例えば、レーザーブレイクダウン計測装置（ＬＩＢＳ：Ｌａｓｅｒ  Ｉｎｄｕｃｅｄ  Ｂｒｅａｋｄｏｗｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）、または、透過型のダスト計、または、散乱型のダスト計である。本実施形態では、計測装置３は、ＬＩＢＳである。計測装置３は、レーザ光で計測対象をプラズマ化し、プラズマからの発光によって元素組成成分濃度を計測する。計測装置３は、Ｌ字管２５０の直線部２５２の空気の流路にレーザ光を照射させ、レーザ光が通過する部分で計測を行う。つまり、計測装置３は、直線部２５２に交差する方向に直線状に設けられた測定領域のナトリウムを計測する。計測装置３は、完全混合領域である第二領域Ｂの直線部２５２において計測を行うので、ナトリウム濃度を高精度に計測可能である。計測装置３は、計測結果を制御部４に出力する。計測装置３は、直線部２５２の空気の流れ方向に交差する面において、直線上の複数位置で計測を行うことが好ましいが、１点での計測でもよい。
【００３８】
図６を参照して、計測装置３の配置の一例について説明する。計測装置３は、レーザ装置３１と第一ミラー３２と集光レンズ３３とビームダンパ３４とナトリウム検出部３５とダスト検出部３６とを有する。レーザ装置３１は、レーザ光を発振する。レーザ装置３１は、Ｌ字管２５０の直線部２５２の外側に配置されている。第一ミラー３２は、レーザ装置３１と向かい合って配置されている。第一ミラー３２は、直線部２５２の外側に配置されている。第一ミラー３２は、レーザ装置３１が発振したレーザ光を反射する。集光レンズ３３は、第一ミラー３２と向かい合って配置されている。集光レンズ３３は、第一ミラー３２が反射したレーザ光を、窓部２５３１を介して母管の直線部２５２の内側で集光して、集光点からビームダンパ３４までの間においてプラズマを発生する。第一ミラー３２が反射したレーザ光は、直線部２５２の流体の流れ方向を横断する方向に進む。集光レンズ３３は、直線部２５２に形成された窓部２５３１の外側に配置されている。ビームダンパ３４は、直線部２５２を挟んで、集光レンズ３３と向かい合って配置されている。ビームダンパ３４は、直線部２５２に配置されている。ナトリウム検出部３５は、プラズマ光を検出する。ダスト検出部３６は、散乱光を検出する。
【００３９】
ナトリウム検出部３５は、ナトリウムの濃度を検出する。ナトリウム検出部３５は、窓部２５３２の外側に配置されている。ナトリウム検出部３５は、第二ミラー３５１とアクロマートレンズ３５２と分光器３５３と光検出器３５４とを有する。プラズマ光は、第二ミラー３５１とアクロマートレンズ３５２と分光器３５３とを通過して、光検出器３５４で検出される。
【００４０】
ダスト検出部３６は、ダストの濃度を検出する。ダスト検出部３６は、窓部２５３３の外側に配置されている。ダスト検出部３６は、第三ミラー３６１とフィルタ３６２と光検出器３６３とを有する。散乱光は、第三ミラー３６１で反射されて、フィルタ３６２でプラズマ光が除去されて、光検出器３６３で検出される。
【００４１】
制御部４は、メモリ及びＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ：中央演算装置）により構成される。制御部４は、専用のハードウェアにより実現されるものであっても、制御部４の機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。制御部４は、検出結果取得部４１と計測結果取得部４２と判断部４３とダンパ制御部４４とを有する。
【００４２】
検出結果取得部４１は、第一領域Ａのナトリウム液滴とナトリウムエアロゾルとの少なくともどちらかの発生状況の検出結果を取得する。本実施形態では、検出結果取得部４１は、カメラ２が撮影した映像を検出結果として取得する。検出結果取得部４１は、判断部４３に取得した検出結果を出力する。
【００４３】
計測結果取得部４２は、第二領域Ｂのガス中のナトリウム濃度の計測結果を取得する。本実施形態では、計測結果取得部４２は、計測装置３から計測結果を取得する。計測結果取得部４２は、取得した計測結果を判断部４３に出力する。
【００４４】
判断部４３は、検出結果取得部４１が取得した検出結果に基づいて、第一領域Ａのナトリウム液滴とナトリウムエアロゾルとの少なくともどちらかが検出されると、ナトリウムの漏洩を検出したと判断する。判断部４３は、第一領域Ａにおけるナトリウム液滴とナトリウムエアロゾルとの少なくともどちらかの検出に加えて、計測装置３の測定結果に基づいて、第二領域Ｂのナトリウムの濃度が閾値濃度以上であると、ナトリウムの漏洩を検出したと判断することが好ましい。より詳しくは、判断部４３は、カメラ２が撮影した第一領域Ａの映像に霧状の液滴または白煙が撮影され、かつ、第二領域Ｂのナトリウムの濃度が閾値濃度以上であると、ナトリウムの漏洩を検出したと判断することが好ましい。本実施形態では、閾値濃度は、２ｍｇ／Ｎｍ３とする。閾値濃度は、原子力プラント１００の周囲における通常状態のナトリウムの濃度より大きい値とする。
【００４５】
図７を参照して第二領域Ｂのナトリウムの濃度について説明する。図７は、本発明の第一実施形態に係る漏洩検出システムが検出したナトリウム濃度の変化を示す図である。Ｔ１は、第一領域Ａにおいてナトリウム液滴とナトリウムエアロゾルとの少なくともどちらかを検出した時刻である。時刻Ｔ１までは第二領域Ｂのナトリウム濃度は閾値以下であり、略一定である。第二領域Ｂのナトリウム濃度は、時刻Ｔ１以降増加して、しばらくして時刻Ｔ２以降では閾値以上で略一定となる。このように、第一領域Ａにおいてナトリウム液滴とナトリウムエアロゾルとの少なくともどちらかを検出した時刻Ｔ１と、第二領域Ｂのナトリウム濃度が閾値以上となる時刻Ｔ２とには時間差がある。時刻Ｔ１におけるナトリウム濃度と閾値濃度との差Δｎが、漏洩したナトリウム濃度である。
【００４６】
ダンパ制御部４４は、入口ダンパ２３０または出口ダンパ２６０の開閉を制御する。より詳しくは、ダンパ制御部４４は、判断部４３がナトリウムの漏洩を検出したと判断すると、入口ダンパ２３０または出口ダンパ２６０を閉じる制御をする。本実施形態では、ダンパ制御部４４は、出口ダンパ２６０の開閉を制御する。
【００４７】
次に、図８を参照して、漏洩検出方法について説明する。図８は、本発明の第一実施形態に係る漏洩検出システムの処理の概略を示すフロー図である。本実施形態では、原子力プラント１００の稼動中、常時、漏洩検出システム１がナトリウムの漏洩を検出する。漏洩検出システム１の起動中、常時、カメラ２が第一領域Ａを撮影し、計測装置３が第二領域Ｂのナトリウムの濃度を計測する。
【００４８】
制御部４は、ナトリウム漏洩による状態変化を検知する（ステップＳ１１、検出工程）。より詳しくは、制御部４は、検出結果取得部４１によって、カメラ２が撮影した第一領域Ａの映像を取得する。
【００４９】
制御部４は、状態変化検知の有無を判定する（ステップＳ１２、判断工程）。より詳しくは、制御部４は、判断部４３によって、カメラ２が撮影した第一領域Ａの映像に霧状の液滴または白煙が撮影されていることを検出すると、状態変化検知があると判定する（ステップＳ１２でＹｅｓ）。制御部４は、ステップＳ１３に進む。制御部４は、判断部４３によって、カメラ２が撮影した第一領域Ａの映像に霧状の液滴または白煙が撮影されていることを検出しないと、状態変化検知がないと判定する（ステップＳ１２でＮｏ）。制御部４は、ステップＳ１１の処理を再度実行する。
【００５０】
制御部４は、ガス中ナトリウムの定量値を計測する（ステップＳ１３）。より詳しくは、制御部４は、計測結果取得部４２によって、計測装置３が計測した第二領域Ｂのナトリウムの濃度の計測結果を取得する。
【００５１】
制御部４は、計測濃度が２ｍｇ／Ｎｍ３を検知したか否かを判定する（ステップＳ１４）。より詳しくは、制御部４は、判断部４３によって、計測濃度が２ｍｇ／Ｎｍ３より大きいと判定した場合（ステップＳ１４でＹｅｓ）、ステップＳ１５に進む。制御部４は、判断部４３によって、計測濃度が２ｍｇ／Ｎｍ３以下であると判定した場合（ステップＳ１４でＮｏ）、ステップＳ１１の処理を再度実行する。
【００５２】
制御部４は、出口ダンパ２６０を閉じる（ステップＳ１５）。より詳しくは、制御部４は、ダンパ制御部４４によって、出口ダンパ２６０を閉制御を行う。
【００５３】
このようにして、第一領域Ａにおいて霧状の液滴または白煙の発生を検出して状態変化検知があると判定し、かつ、第二領域Ｂにおけるナトリウムの濃度が閾値以上であると判定すると、出口ダンパ２６０を閉じる。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態において、第一領域Ａにおいて霧状の液滴または白煙の発生を検出して状態変化検知があると判定し、かつ、第二領域Ｂにおけるナトリウムの濃度が閾値以上であると判定すると、出口ダンパ２６０を閉じる。このように、本実施形態は、第一領域Ａにおいて、伝熱管２１２から第一領域Ａにナトリウムが漏洩したことを検知したと判定された上で、第二領域Ｂのナトリウムの濃度を計測する。本実施形態によれば、ナトリウムの漏洩を精度よく検出することができる。
【００５５】
ここで、計測装置３による第二領域Ｂのナトリウムの濃度の計測は、例えば、ダスト中のナトリウム塩または海塩粒子を誤計測するおそれがある。これに対して、本実施形態では、第一領域Ａにおいてナトリウムが漏洩したと推測される状態変化を検知した上で、第二領域Ｂのナトリウムの濃度を計測するので、例えば、ダスト中のナトリウム塩または海塩粒子を誤計測するおそれが低減される。
【００５６】
本実施形態は、まず、カメラ２によって、第一領域Ａにおける霧状の液滴または白煙の発生を検出する。言い換えると、本実施形態は、カメラ２によって、撮影範囲に含まれる第一領域Ａにおけるナトリウムの漏洩を漏れなく検出する。また、本実施形態は、計測装置３によって、完全混合領域である第二領域Ｂにおいてナトリウム濃度を高精度に検出する。本実施形態は、第一領域Ａにおいてナトリウムの漏洩を検出した後、第二領域Ｂにおいてナトリウムの濃度を計測する。このようにして、本実施形態は、ナトリウムの漏洩の誤検知を低減することができる。本実施形態は、ナトリウムの漏洩を精度よく検出することができる。
【００５７】
本実施形態は、カメラ２によって、撮影範囲に含まれる第一領域Ａにおける霧状の液滴または白煙の発生、言い換えると、ナトリウムの漏洩を漏れなく検出することができる。また、本実施形態は、計測装置３によって、完全混合領域である第二領域Ｂにおいて計測を行うので、ナトリウム濃度を高精度に計測することができる。このように、本実施形態は、第一領域Ａにおけるナトリウムの漏洩が局所的であっても、第一領域Ａおよび第二領域Ｂにおいて高精度に検出することができる。
【００５８】
本実施形態は、サンプルガスを採取して計測する場合に比べて、サンプリング誤差が生じないので、ナトリウムの漏洩の誤検知を低減することができる。
【００５９】
このように、本実施形態は、ナトリウムの漏洩の誤検知を低減するので、不用意に出口ダンパ２６０が閉じられることを抑制することができる。これにより、本実施形態は、崩壊熱除去系２００の冷却機能を適切に維持することができる。また、本実施形態によれば、ナトリウムの漏洩のおそれがある場合、出口ダンパ２６０を閉じて、出口ダンパ２６０の下流側への空気の流出を適切に規制することができる。
【００６０】
［第二実施形態］
図９を参照しながら、本実施形態に係る漏洩検出システム１について説明する。図９は、本発明の第二実施形態に係る漏洩検出システムの第一領域と第二領域とを示す概略図である。本実施形態では、計測装置３Ａは、散乱型のダスト計である。漏洩検出システム１は、基本的な構成は第一実施形態と同様である。以下の説明においては、第一実施形態と同様の構成要素には、同一の符号または対応する符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６１】
計測装置（計測部）３Ａは、レーザ光を送出する送光器３１Ａと、レーザ光を受光する受光器３２Ａとを有する。送光器３１Ａは、Ｌ字管２５０の直線部２５２に形成された窓部２５３１の外側に配置されている。受光器３２Ａは、直線部２５２に形成された窓部２５３１の外側に配置されている。送光器３１Ａと受光器３２Ａとは、向かい合って配置されている。空気中のナトリウムエアロゾルの濃度が増加すると、送光器３１Ａが発振したレーザ光が、ナトリウムエアロゾルによって遮られて透過率が低減し、受光器３２Ａの受光量が減少する。
【００６２】
判断部４３は、計測装置３Ａの計測結果に基づいて、受光器３２Ａの受光量が減少していると、第二領域Ｂのナトリウムエアロゾルが増加したと判断することができる。
【００６３】
以上説明したように、本実施形態によれば、散乱型のダスト計である計測装置３Ａによって、第二領域Ｂにおけるナトリウム濃度を計測することができる。
【００６４】
［第三実施形態］
図１０を参照しながら、本実施形態に係る漏洩検出システム１について説明する。図１０は、本発明の第三実施形態に係る漏洩検出システムの処理の概略を示すフロー図である。本実施形態では、制御部４の処理が、第一実施形態と異なる。
【００６５】
制御部４は、第一領域Ａで検知した状態変化が所定状態（閾値状態）を超えると、言い換えると、第一領域Ａで大きな状態変化を検知すると、出口ダンパ２６０を閉じる。
【００６６】
判断部４３は、カメラ２が撮影した第一領域Ａの映像に、所定以上の濃度の霧状の液滴または白煙が撮影されていると、状態変化が所定状態を超えたと判断する。より詳しくは、判断部４３は、映像における霧状の液滴または白煙の色の濃度、映像に占める面積などが閾値を超えたか否かで、状態変化が所定状態を超えたか否かを判断すればよい。このようにして、判断部４３は、急激なナトリウムの漏洩または大量のナトリウムの漏洩を検出する。
【００６７】
次に、図１０を参照して、漏洩検出方法について説明する。図１０に示すステップＳ２１、ステップＳ２３ないしステップＳ２６の処理は、図８に示すステップＳ１１、ステップＳ１２ないしステップＳ１５の処理と同様の処理を行う。
【００６８】
制御部４は、状態変化が所定状態を超えたか否かを判定する（ステップＳ２２）。より詳しくは、制御部４は、判断部４３によって、カメラ２が撮影した第一領域Ａの映像に所定状態の濃度の霧状の液滴または白煙が所定状態より多く発生していることを検出すると、状態変化が所定状態を超えていると判定する（ステップＳ２２でＹｅｓ）。制御部４は、ステップＳ２６へ進む。制御部４は、判断部４３によって、カメラ２が撮影した第一領域Ａの映像に所定状態の濃度の霧状の液滴または白煙が所定状態より多く発生していることを検出しないと、状態変化が所定状態を超えていないと判定する（ステップＳ２２でＮｏ）。制御部４は、ステップＳ２３へ進む。
【００６９】
以上説明したように、本実施形態は、第一領域Ａにおける状態変化が大きい場合、出口ダンパ２６０を閉じる。本実施形態によれば、急激なナトリウムの漏洩または大量のナトリウムの漏洩のおそれがある場合、出口ダンパ２６０を閉じて、出口ダンパ２６０の下流側への空気の流出を迅速に規制することができる。
【００７０】
上記の実施形態において、検出部と計測装置との組み合わせは、上記に限定されない。図１１を参照して、検出部と計測装置との組み合わせ例について説明する。図１１は、漏洩検出システムにおける検出部と計測部との組み合わせを示す図である。実施例１は、第一実施形態に対応する。実施例１は、検出部が可視カメラで、計測装置がＬＩＢＳである。実施例２は、検出部が赤外カメラで、計測装置がＬＩＢＳである。実施例３は、検出部が可視カメラで、計測装置が透過型のダスト計である。実施例４は、検出部が赤外カメラで、計測装置が透過型のダスト計である。実施例５は、第二実施形態に対応する。実施例５は、検出部が可視カメラで、計測装置が散乱型のダスト計である。実施例６は、検出部が赤外カメラで、計測装置が散乱型のダスト計である。コストは、検出部をＬＩＢＳにした場合がコストが最も高くなる。検出部を赤外カメラにした場合のコストは、検出部を可視カメラにした場合のコストより高い。ＬＩＢＳは、ナトリウムそのものを計測するため、ナトリウムの識別性が最もよい。透過型のダスト計と散乱型のダスト計では、ナトリウムの識別性に差異はない。赤外カメラは、温度変化を検出する。可視カメラは、エアロゾルの散乱を検知する。計測窓の枚数は、数が少ないほど熱伸び起因による光軸ズレの防止に寄与する。
【００７１】
ダンパ制御部４４は、判断部４３がナトリウムの漏洩を検出したと判断すると、入口ダンパ２３０を閉じる制御をしてもよい。この場合、漏洩の検出後に下流側に流れる空気を少なくするために、入口ダンパ２３０は、第一領域Ａに近い位置に配置されているほど好ましい。
【符号の説明】
【００７２】
１      漏洩検出システム
２      カメラ（検出部）
３      計測装置（計測部）
４      制御部
４１    検出結果取得部
４２    計測結果取得部
４３    判断部
４４    ダンパ制御部
１００  原子力プラント
１１０  ナトリウム冷却高速炉
２００  崩壊熱除去系
２１０  空気冷却器
２２０  エアファン
２３０  入口ダンパ
２４０  Ｌ字管
２５０  Ｌ字管
２６０  出口ダンパ
３００  二次中間冷却系
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2020060486.tif 000006
【図５】
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【図６】
2020060486.tif 000008
【図７】
2020060486.tif 000009
【図８】
2020060486.tif 000010
【図９】
2020060486.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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