(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気発生器の伝熱管からの水リークを蒸気発生器内上部のカバーガス空間部のカバーガス中水素濃度の変化により監視する水リーク監視装置において、蒸気発生器のナトリウム系に設けたカバーガス温度計とナトリウム温度計とナトリウム中水素計と、これら各温度計及び水素計からの連続測定データに基づいてカバーガス中水素濃度をバックグランド値として演算するバックグランド用演算器と、前記カバーガス空間部に設けたカバーガス中水素計と、同水素計からの連続測定データに基づいてカバーガス中水素濃度を演算しその演算結果と上記バックグランド用演算器からの演算結果とを比較してその差が予め設定した異常水素濃度値を越えたときにインターロックを作動させる真値用演算器とを具えていることを特徴とした蒸気発生器の水リーク監視装置。
【請求項２】
前記蒸気発生器内上部のカバーガス空間部に連通したカバーガス循環系を有し、同カバーガス循環系にガス循環ブロアとナトリウムフィルターと水素トラップとを設けて、異常時に発生する水素を除去可能に構成した請求項１記載の蒸気発生器の水リーク監視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、高速増殖炉の蒸気発生器の水リーク監視装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高速増殖炉の蒸気発生器の伝熱管からの水リークを早期に検出することは、高速増殖炉の信頼性を確保する上で重要なことである。
高速増殖炉の蒸気発生器で水リークが発生した場合、ナトリウム−水反応により、水素ガスが発生して、危険である。
【０００３】
高速増殖炉の蒸気発生器の水リーク事故を早期に検出する方法のなかでは、蒸気発生器のカバーガス中の水素濃度をモニタするのが応答性の上から最も好ましい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし水リークが発生しなくても、運転状態の変更により、カバーガス中の水素濃度が大幅に変化して、水リークモニタとしての役割を果たさない場合も予想されるので、そのままではインターロックに組み込むことができない。即ち、
蒸気発生器のカバーガス空間部のカバーガス中水素濃度は、ナトリウム中の水素濃度とシーベルツの法則（理論平衡濃度）から求められるが、国内外のプラント、実験設備等では、実際のカバーガス中水素濃度が理論値から大きくはずれることが報告されている。
【０００５】
【数１】
0003679829.tif 000002
【０００６】
極端な場合、理論値の数１０００倍にも達する。従ってカバーガス中水素濃度が上昇した場合、▲１▼運転状態の変更により上昇したのか、▲２▼水リークにより上昇したのかが定量的に区別できない状況になって、インターロックに組み込むことができないという問題があった。
本発明は前記の問題点に鑑み提案するものであり、その目的とする処は、インターロックに組み込むことができて、万一の水リーク時に際して高速増殖炉の信頼性、安全性を確保できる蒸気発生器の水リーク監視装置を提供しようとする点にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、蒸気発生器の伝熱管からの水リークを蒸気発生器内上部のカバーガス空間部のカバーガス中水素濃度の変化により監視する水リーク監視装置において、蒸気発生器のナトリウム系に設けたカバーガス温度計とナトリウム温度計とナトリウム中水素計と、これら各温度計及び水素計からの連続測定データに基づいてカバーガス中水素濃度をバックグランド値として演算するバックグランド用演算器と、前記カバーガス空間部に設けたカバーガス中水素計と、同水素計からの連続測定データに基づいてカバーガス中水素濃度を演算しその演算結果と上記バックグランド用演算器からの演算結果とを比較してその差が予め設定した異常水素濃度値を越えたときにインターロックを作動させる真値用演算器とを具えている（請求項１）。
【０００８】
前記請求項１記載の蒸気発生器の水リーク監視装置において、蒸気発生器内上部のカバーガス空間部に連通したカバーガス循環系を有し、同カバーガス循環系にガス循環ブロアとナトリウムフィルターと水素トラップとを設けて、異常時に発生する水素を除去可能に構成してもよい（請求項２）。
【０００９】
【作用】
本発明の蒸気発生器の水リーク監視装置は前記のように構成されており、カバーガスがカバーガス循環系に循環しているときに、ナトリウム中水素計によりナトリウム中水素を測定し、ナトリウム温度計によりナトリウム温度を測定し、カバーガス温度計によりカバーガス温度を測定して、バックグランド用演算器へ送り、ここで上記各温度計及び水素計からの連続測定データに基づいてカバーガス中水素濃度をバックグランド値として演算して、この演算結果を真値用演算器へ送る。一方、カバーガス中水素計によりカバーガス中水素を測定して、真値用演算器へ送り、ここで同水素計からの連続測定データに基づいてカバーガス中水素濃度を演算する。水リークが生じていない場合には、カバーガス中水素計の出力とバックグランド用演算器の出力とが同値のため、真値用演算器の出力に変化が生じなくて、インターロックが働かないが、水リークが発生した場合には、ナトリウム−水反応による水素発生によりカバーガス中水素計の出力とバックグランド用演算器の出力とに差が生じて、その差が予め設定した異常水素濃度値を越えたら、水リークと判断して、インターロックを作動させる。またこれと同時にカバーガス循環系に設けたガス循環ブロアを起動して、ナトリウムフィルターと水素トラップとを介してカバーガス中から水素を除去する。
【００１０】
【実施例】
次に本発明の蒸気発生器の水リーク監視装置を図１、図２に示す一実施例により説明すると、図１の１が蒸気発生器、２が蒸気発生器１中のナトリウム、３が蒸気発生器１内上部のカバーガス空間部、４がナトリウム中水素計、５がカバーガス中水素計、６がナトリウム温度計、７がカバーガス温度計、８がバックグランド用演算器、９が真値用演算器、１０がプラントのインターロックである。
【００１１】
１１が蒸気発生器１内上部のカバーガス空間部３に連通したカバーガス循環系、１２がガス循環ブロア、１３がナトリウムフィルター、１４が水素トラップである。
図２の１５が蒸気発生器１のナトリウム入口、１６が蒸気発生器１の給水入口、１７が蒸気発生器１内のリングヘダー、１８が多数の螺旋状伝熱管、１９が給水下降管、２０が蒸気発生器１のナトリウム出口、２１が蒸気発生器１の蒸気出口である。
【００１２】
蒸気発生器１では、ナトリウムがナトリウム入口１５から蒸気発生器１内へ流入して、給水下降管１９及び伝熱管１８の周りを下降し、ナトリウム出口２０から流出して、循環ポンプ（図示せず）により循環する。
一方、給水が給水入口１６から蒸気発生器１内へ流入して、給水下降管１９内を下降する。給水下降管１９の周りには、ナトリウムがあり、給水がナトリウムにより加熱されて、蒸気になる。この蒸気は、給水下降管１９の下端部から各螺旋状伝熱管１８内へ入って、各伝熱管１８内を上昇する。伝熱管１８の周りには、ナトリウムがあり、蒸気がナトリウムによりさらに加熱され、リングヘダー１７へ入って、合流し、次いで蒸気出口２１から排出されて、蒸気タービン（図示せず）へ向かうようになっている。
【００１３】
次に前記図１、図２に示す蒸気発生器の水リーク監視装置の作用を具体的に説明する。
運転状態の変更によるカバーガス中水素濃度の変化は、ナトリウム中水素濃度とナトリウム温度とカバーガス温度との変化に基づいて生じることが本件出願人の研究により判明している。またガス循環（ブロー）の効果も判明している。
【００１４】
【数２】
0003679829.tif 000003
【００１５】
従って上記▲３▼式により水リークの無い場合のカバーガス中水素濃度（バックグラッド値）が求められる。これを利用したのが図１、図２に示す蒸気発生器の水リーク監視装置である。
蒸気発生器１内のナトリウム液面の上方には、カバーガス空間部３があり、カバーガスがカバーガス循環系１１に循環している。
【００１６】
このとき、ナトリウム中水素計４によりナトリウム中水素が測定され、ナトリウム温度計６によりナトリウム温度が測定され、カバーガス温度計７によりカバーガス温度が測定されて、バックグランド用演算器８へ送られ、同バックグランド用演算器８では、上記各温度計６、７及び水素計４からの連続測定データに基づいてカバーガス中水素濃度がバックグランド値として演算されて、この演算結果が真値用演算器９へ送られる。
【００１７】
一方、カバーガス中水素計５によりカバーガス中水素が測定されて、真値用演算器９へ送られ、同真値用演算器９では、同水素計５からの連続測定データに基づいてカバーガス中水素濃度を演算する。
水リークが生じていない場合、カバーガス中水素計５の出力とバックグランド用演算器８の出力とが同値のため、真値用演算器９の出力に変化が生じなくて、インターロック１０が働かない。
【００１８】
しかし水リークが発生した場合には、ナトリウム−水反応による水素発生によりカバーガス中水素計５の出力とバックグランド用演算器８の出力とに差が生じて、その差が予め設定した異常水素濃度値を越えたら、水リークと判断して、インターロック１０を作動させる。
インターロック１０の作動と同時にカバーガス循環系１１に設けたガス循環ブロア１２が起動して、ナトリウムフィルター１３と水素トラップ１４とを介して水素が除去される。
【００１９】
なお上記▲３▼式の関数ｆ（ＣNH）、ｇ（ＴN 、ＴG ）、及び係数Ｋは、試験により得られている。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の蒸気発生器の水リーク監視装置は前記のようにカバーガスがカバーガス循環系に循環しているときに、ナトリウム中水素計によりナトリウム中水素を測定し、ナトリウム温度計によりナトリウム温度を測定し、カバーガス温度計によりカバーガス温度を測定して、バックグランド用演算器へ送り、ここで上記各温度計及び水素計からの連続測定データに基づいてカバーガス中水素濃度をバックグランド値として演算して、この演算結果を真値用演算器へ送る。一方、カバーガス中水素計によりカバーガス中水素を測定して、真値用演算器へ送り、ここで同水素計からの連続測定データに基づいてカバーガス中水素濃度を演算する。水リークが生じていない場合には、カバーガス中水素計の出力とバックグランド用演算器の出力とが同値のため、真値用演算器の出力に変化が生じなくて、インターロックが働かないが、水リークが発生した場合には、ナトリウム−水反応による水素発生によりカバーガス中水素計の出力とバックグランド用演算器の出力とに差が生じて、その差が予め設定した異常水素濃度値を越えたら、水リークと判断して、インターロックを作動させる。またこれと同時にカバーガス循環系に設けたガス循環ブロアを起動して、ナトリウムフィルターと水素トラップとを介してカバーガス中から水素を除去するので、蒸気発生器の水リーク監視装置をインターロックに組み込むことができて、万一の水リーク時に際して高速増殖炉の信頼性、安全性を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の蒸気発生器の水リーク監視装置の一実施例を示す系統図である。
【図２】同水リーク監視装置の蒸気発生器部分を拡大して示す縦断側面図である。
【符号の説明】
１      蒸気発生器
２      蒸気発生器１中のナトリウム
３      カバーガス空間部
４      ナトリウム中水素計
５      カバーガス中水素計
６      ナトリウム温度計
７      カバーガス温度計
８      バックグランド用演算器
９      真値用演算器
１０    インターロック
１１    カバーガス循環系
１２    ガス循環ブロア
１３    ナトリウムフィルター
１４    水素トラップ
１５    蒸気発生器１のナトリウム入口
１６    蒸気発生器１の給水入口
１７    蒸気発生器１内のリングヘダー
１８    伝熱管
１９    給水下降管
２０    蒸気発生器１のナトリウム出口
２１    蒸気発生器１の蒸気出口
【図１】
0003679829.tif 000004
【図２】
0003679829.tif 000005