(57)【要約】【課題】  沸騰水型原子力プラントのサプレッションチェンバ内で水流による動圧の影響を抑制し、水位を正確に測定できる差圧式水位計測装置を提供する。【解決手段】  気相内に突出した開放端２１を有する計装配管２２、気相側計装配管２２に接続され基準水位レベル２４を保持する凝縮槽２３と、液相内に突出した開放端２８を有する計装配管２７と、液相側計装配管２７および凝縮槽２３に連結され基準水位レベル２４と液相内開放端２８との差圧を検出し水位を計測する水位検出手段２６とからなるサプレッションチェンバの水位計測装置において、サプレッションチェンバ１の内壁面近傍にサプレッションチェンバ１の水位に基づく圧力を伝達する孔３２を有し、液相側計装配管２８の開放端を覆うカバー３１をサプレッションチェンバ１の内壁面に取り付けた。【選択図】        図１
2008232698.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
沸騰水型原子力プラントのサプレッションチェンバの気相内に突出した開放端を有する計装配管と、前記気相側計装配管の他端に接続され基準水位レベルを保持する凝縮槽と、前記サプレッションチェンバの液相内に突出した開放端を有する計装配管と、前記液相側計装配管の他端に接続されかつ前記凝縮槽にも連結され前記基準水位レベルと前記液相内開放端との差圧を検出し前記サプレッションチェンバの水位を計測する水位検出手段とからなるサプレッションチェンバの水位計測装置において、
前記サプレッションチェンバの内壁面近傍にサプレッションチェンバの水位に基づく圧力を伝達する孔を有し、前記液相側計装配管の開放端を覆うカバーを前記サプレッションチェンバの内壁面に取り付けたことを特徴とするサプレッションチェンバの水位計測装置。
【請求項２】
沸騰水型原子力プラントのサプレッションチェンバの気相内に突出した開放端を有する計装配管と、前記気相側計装配管の他端に接続され基準水位レベルを保持する凝縮槽と、前記サプレッションチェンバの液相内に突出した開放端を有する計装配管と、前記液相側計装配管の他端に接続されかつ前記凝縮槽にも連結され前記基準水位レベルと前記液相内開放端との差圧を検出し前記サプレッションチェンバの水位を計測する水位検出手段とからなるサプレッションチェンバの水位計測装置において、
前記サプレッションチェンバの内壁面近傍にサプレッションチェンバの水位に基づく圧力を伝達する孔を有し、前記液相側計装配管の突出軸に交差し前記孔を前記サプレッションチェンバの内側から隔てるフランジを周囲に備え、前記液相側計装配管の開放端を覆うカバーを前記サプレッションチェンバの内壁面に取り付けたことを特徴とするサプレッションチェンバの水位計測装置。
【請求項３】
沸騰水型原子力プラントのサプレッションチェンバの気相内に突出した開放端を有する計装配管と、前記気相側計装配管の他端に接続され基準水位レベルを保持する凝縮槽と、前記サプレッションチェンバの液相内に突出した開放端を有する計装配管と、前記液相側計装配管の他端に接続されかつ前記凝縮槽にも連結され前記基準水位レベルと前記液相内開放端との差圧を検出し前記サプレッションチェンバの水位を計測する水位検出手段とからなるサプレッションチェンバの水位計測装置において、
前記サプレッションチェンバの内壁面近傍にサプレッションチェンバの水位に基づく圧力を伝達する孔を有し、前記液相側計装配管の突出軸に交差し前記孔を前記サプレッションチェンバの内側から隔てるフランジと当該フランジおよび前記サプレッションチェンバの内壁面間の空間を分割するバッフルとを周囲に備え、前記液相側計装配管の開放端を覆うカバーを前記サプレッションチェンバの内壁面に取り付けたことを特徴とするサプレッションチェンバの水位計測装置。
【請求項４】
沸騰水型原子力プラントのサプレッションチェンバの気相内に突出した開放端を有する計装配管と、前記気相側計装配管の他端に接続され基準水位レベルを保持する凝縮槽と、前記サプレッションチェンバの液相内に突出した開放端を有する計装配管と、前記液相側計装配管の他端に接続されかつ前記凝縮槽にも連結され前記基準水位レベルと前記液相内開放端との差圧を検出し前記サプレッションチェンバの水位を計測する水位検出手段とからなるサプレッションチェンバの水位計測装置において、
前記サプレッションチェンバの内壁面近傍にサプレッションチェンバの水位に基づく圧力を伝達する孔を有し、前記液相側計装配管の突出軸に交差し前記孔を前記サプレッションチェンバの内側から隔てるフランジと当該フランジおよび前記サプレッションチェンバの内壁面間の空間を分割するバッフルと前記フランジから前記サプレッションチェンバの内壁面に向かって前記フランジの外周から突出したスカートを周囲に備え、前記液相側計装配管の開放端を覆うカバーを前記サプレッションチェンバの内壁面に取り付けたことを特徴とするサプレッションチェンバの水位計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サプレッションチェンバの水位計測装置に係り、特に、沸騰水型原子力プラントの原子炉格納容器内でサプレッションチェンバに蓄えられているプール水の水流の有無にかかわらず、水位を正確に計測する手段に関する。
【背景技術】
【０００２】
沸騰水型原子力プラントの原子炉格納容器内下部に設置されているサプレッションチェンバの主な機能は、
(１) 原子炉格納容器内上部に設置されているドライウェルに高温・高圧の蒸気が放出された非常時に、その蒸気をサプレッションチェンバに取り込んで冷却し、原子炉格納容器内の圧力上昇を抑制する
(２)  非常用炉心冷却系(Emergency Core Cooling System系：ＥＣＣＳ系)の水源として冷却水を供給する
の２つである。
【０００３】
これら非常時の機能を果たすには、サプレッションチェンバの通常時の水位を所定範囲に保持し、非常時にも所定の水位を確保する必要があるので、サプレッションチェンバに差圧式水位計を設置し、水位を常時監視している(例えば、特許文献１参照)。
【０００４】
図６は、従来の原子炉格納容器内サプレッションチェンバ１０の差圧式水位計測装置２０の系統構成を示す模式図である。
【０００５】
従来の原子炉格納容器内サプレッションチェンバ１０の差圧式水位計測装置２０においては、気相に開放端２１を有する計装配管２２と、計装配管２５と、液相に開放端２８を有する計装配管２７とが設置されている。計装配管２２と計装配管２５との間には凝縮槽２３が配置されており、計装配管２５と計装配管２７との間には水位検出手段２６が配置されている。
【０００６】
凝縮槽２３内には、水位計測の基準水位レベル２４が形成されている。水位検出手段２６は、基準水位レベル２４と液相の開放端２８との差圧を検出し、サプレッションチェンバ１０の水位を計測する。水位検出手段２６で検出した差圧は、電気信号に変換して図示しない中央水位検出手段に送信され、水位として表示される。
【０００７】
計装配管２７の開放端２８は、原子炉格納容器貫通部の構造および設計上の制約により、サプレッションチェンバ１０内に突出させなければならない。すなわち、配管が原子炉格納容器を貫通する部分は、溶接により原子炉格納容器に接続されるので，貫通部の強度を確保するには、配管を所定長さ突出させて原子炉格納容器壁面と溶接により接続しなければならない。
【０００８】
通常時に、水位が所定範囲を逸脱した場合は、水位信号に応じて警報を出力する。非常時には、水位信号をＥＣＣＳ系の水源切換えの基礎信号としても用いる。
【０００９】
非常時にＥＣＣＳ系を運転したとき、または、通常時にＥＣＣＳ系をテスト運転したとき、サプレッションチェンバ１０のプール水には、水流が生じる。この水流は、ＥＣＣＳ系ポンプがサプレッションチェンバ１０のプール水を吸い込む際に、または、ＥＣＣＳ系ポンプがサプレッションチェンバ１０に吐出水を戻す際に生じる。
【００１０】
計装配管２７を突出させると、その開放端２８は、サプレッションチェンバ１０内の水流の影響を受けやすい。水流の中に突出した計装配管２７は、水流にとって障害物であり、計装配管２７の周囲で回り込むことを水流に強いる。このとき回り込む流線上では、移動距離が長くなるので、流速が局所的に増加する。流速が増加したところでは、ベルヌーイの式に従い、圧力が低下する。サプレッションチェンバ１０内の平均的な主流の部分と比較して、水流の中に突出した計装配管２７の開放端２８では、局所的に高流速で低圧力となる。
【００１１】
沸騰水型原子力プラントのサプレッションチェンバ上部に設置されている原子炉圧力容器の水位計測装置については、ジェットポンプの影響を防ぐ手段(例えば、特許文献２参照)や、水中圧力計装ノズル(例えば、特許文献３参照)などが提案されている。
【００１２】
【特許文献１】特開昭６３−１８６１８８号公報(第１〜２頁，第２図)
【特許文献２】実開昭５９−０６６１１８号公報(第１頁，第２図)
【特許文献２】特開昭６１−２７４２９５号公報(第２〜３頁，第１図，第２図)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１の差圧式水位計では、上記現象により、水流があるときとないときとで、実水位に変化がないにもかかわらず、計測した水位が変化してしまう。この水位の変化を少なくするには、ＥＣＣＳ系配管の配置に制約があった。
【００１４】
特許文献２の差圧式水位計では、水流の中に突出した計装配管を対象としていないので、原子炉圧力容器の水位計測手段をサプレッションチェンバの水位計測手段に転用することはできない。
【００１５】
特許文献２の差圧式水位計では、冷却材の炉内循環流(下降流)に対向するような圧力測定口を備えて、下降流に伴う圧力を積極的に取り込んでおり、水流による動圧の影響を避けようとする本発明とは対処方針が異なり、参考にならない。
【００１６】
本発明の課題は、サプレッションチェンバ内で水流による動圧の影響を抑制し、水位を正確に測定できる差圧式水位計測装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、上記課題を解決するために、沸騰水型原子力プラントのサプレッションチェンバの気相内に突出した開放端を有する計装配管と、気相側計装配管の他端に接続され基準水位レベルを保持する凝縮槽と、サプレッションチェンバの液相内に突出した開放端を有する計装配管と、液相側計装配管の他端に接続されかつ凝縮槽にも連結され基準水位レベルと液相内開放端との差圧を検出しサプレッションチェンバの水位を計測する水位検出手段とからなるサプレッションチェンバの水位計測装置において、サプレッションチェンバの内壁面近傍にサプレッションチェンバの水位に基づく圧力を伝達する孔を有し、液相側計装配管の開放端を覆うカバーをサプレッションチェンバの内壁面に取り付けたサプレッションチェンバの水位計測装置を提案する。
【００１８】
前記カバーは、液相側計装配管の突出軸に交差し孔をサプレッションチェンバの内側から隔てるフランジを周囲に備えることができる。
【００１９】
前記カバーは、また、液相側計装配管の突出軸に交差し孔をサプレッションチェンバの内側から隔てるフランジと、当該フランジおよびサプレッションチェンバの内壁面間の空間を分割するバッフルとを周囲に備えてもよい。
【００２０】
前記カバーは、さらに、液相側計装配管の突出軸に交差し孔をサプレッションチェンバの内側から隔てるフランジと、当該フランジおよびサプレッションチェンバの内壁面間の空間を分割するバッフルと、フランジからサプレッションチェンバの内壁面に向かってフランジの外周から突出したスカートを周囲に備えることも可能である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、計装配管にカバーを設置し、水流を配管の開放端に直接触れさせないようにして、サプレッションチェンバの水流の影響を抑制するので、水位をより正確に計測し、ＥＣＣＳ系の水源となるサプレッションチェンバの水位を適切に管理できる。また、ＥＣＣＳ系配管の配置への制約を減らすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、図１〜図６を参照して、本発明によるサプレッションチェンバの水位計測装置の実施例を説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１は、本発明によるサプレッションチェンバ１０の差圧式水位計測装置２０の系統構成を示す模式図である。
【００２４】
本発明による原子炉格納容器内サプレッションチェンバ１０の差圧式水位計測装置２０においては、気相に開放端２１を有する計装配管２２と、計装配管２５と、液相に開放端２８を有する計装配管２７とが設置されている。計装配管２２および計装配管２５の間には凝縮槽２３が配置されており、計装配管２５および計装配管２７の間には水位検出手段２６が配置されている。
【００２５】
凝縮槽２３内には、水位計測の基準水位レベル２４が形成されている。水位検出手段２６は、基準水位レベル２４と液相の開放端２８との差圧を検出し、サプレッションチェンバ１０の水位を計測する。水位検出手段２６で差圧に基づき検出した水位は、電気信号に変換して図示しない中央制御装置に送信し表示される。
【００２６】
本発明によるサプレッションチェンバ１０の差圧式水位計測装置２０においては、サプレッションチェンバ１０内の水流の影響を抑制するカバー３１を計装配管２７の開放端２８を覆うように設置してある。
【００２７】
図２は、本発明によるサプレッションチェンバ１０の差圧式水位計測装置２０の実施例１における計装配管２７の開放端２８近傍の構造を示す拡大断面図である。図３は、本発明の実施例１における計装配管２７の開放端２８近傍の構造を示す斜視図である。
【００２８】
液相内に没している計装配管２７の開放端２８は、カバー３１で覆われている。カバー３１には、サプレッションチェンバ１０の水位に基づく圧力を伝達するための孔３２を複数個形成してある。これらの孔３２により、計装配管２７の開放端２８には、カバー３１外の水位に対応した圧力が生じる。
【００２９】
複数個の孔３２は、できる限りサプレッションチェンバ内壁面１１に近いところに形成する。サプレッションチェンバ１０内の水流１２は、サプレッションチェンバ内壁面１１に近い方が遅くなるので、孔３２をプール内壁１３に接近して形成すると、サプレッションチェンバ１０内の水流１２の影響を抑制し、水位をより正確に計測できる。
【実施例２】
【００３０】
図４は、本発明によるサプレッションチェンバ１０の差圧式水位計測装置２０の実施例２における計装配管２７の開放端２８近傍の構造を示す斜視図である。
【００３１】
本実施例２における差圧式水位計測装置２０の全体の系統構成は、図１とほとんど変わらないので、全体の系統構成の図示および説明を省略する。
【００３２】
本実施例２においては、実施例１のカバー３１に加えて、水流１２の影響を更に抑制するフランジ３３を設ける。フランジ３３が、サプレッションチェンバ１０内の水流１２への抵抗となるので、孔３２付近の水流１２を妨げ、計装配管２７の開放端２８への水流１２の影響を更に抑制できる。
【実施例３】
【００３３】
図５は、本発明によるサプレッションチェンバ１０の差圧式水位計測装置２０の実施例４における計装配管２７の開放端２８近傍の構造を示す斜視図である。
【００３４】
本実施例３における差圧式水位計測装置２０の全体の系統構成は、図１とほとんど変わらないので、全体の系統構成の図示および説明を省略する。
【００３５】
本実施例３においては、実施例２のカバー３１およびフランジ３３に加えて、バッフル３４およびスカート３５を設ける。フランジ３３，バッフル３４，スカート３５が、サプレッションチェンバ１０内の水流１２への抵抗となり、孔３２付近の水流１２を妨げ、計装配管２７の開放端２８への水流１２の影響をより一層低減できる。
【実施例４】
【００３６】
本実施例４における差圧式水位計測装置２０の全体の系統構成は、図１とほとんど変わらないので、全体の系統構成の図示および説明を省略する。
【００３７】
本実施例４は、図４の実施例２における計装配管２７の開放端２８近傍の構造に図５の実施例３におけるバッフル３４のみを追加した構造であるから、図示を省略する。
【００３８】
本実施例４においては、実施例２のカバー３１およびフランジ３３に加えて、バッフル３４を設けたので、フランジ３３，バッフル３４が、サプレッションチェンバ１０内の水流１２への抵抗となり、孔３２付近の水流１２を妨げ、計装配管２７の開放端２８への水流１２の影響を一層低減できる。
【００３９】
したがって、本発明の各実施例によれば、サプレッションチェンバ１０内の水流１２の影響を極力抑えながら、カバー３１に形成された孔３２から計装配管２７の開放端２８にサプレッションチェンバ１０の水位に基づく圧力を導くことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明によるサプレッションチェンバ１０の差圧式水位計測装置２０の系統構成を示す模式図である。
【図２】本発明によるサプレッションチェンバ１０の差圧式水位計測装置２０の実施例１における計装配管２７の開放端２８近傍の構造を示す拡大断面図である。
【図３】本発明の実施例１における計装配管２７の開放端２８近傍の構造を示す斜視図である。
【図４】本発明によるサプレッションチェンバ１０の差圧式水位計測装置２０の実施例２における計装配管２７の開放端２８近傍の構造を示す斜視図である。
【図５】本発明によるサプレッションチェンバ１０の差圧式水位計測装置２０の実施例３における計装配管２７の開放端２８近傍の構造を示す斜視図である。
【図６】従来の原子炉格納容器内サプレッションチェンバ１０の差圧式水位計測装置２０の系統構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  サプレッションチェンバ
１１  サプレッションチェンバ内壁面
１２  サプレッションチェンバ内の水流
２０  差圧式水位計測装置
２１  気相の計装配管開放端
２２  計装配管
２３  凝縮槽
２４  基準水位レベル
２５  計装配管
２６  水位検出手段
２７  計装配管
２８  液相の計装配管開放端
３１  カバー
３２  孔
３３  フランジ
３４  バッフル
３５  スカート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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