(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
局部出力領域モニタおよびガンマサーモ検出器、前記局部出力領域モニタ校正用の案内管を収納した収納管と、前記局部出力領域モニタの出力信号を伝送する出力信号用ケーブルと、この出力信号用ケーブルに接続された出力信号用コネクタと、前記ガンマサーモ検出器の検出信号を伝送するガンマサーモ検出信号用ケーブルと、このガンマサーモ検出信号用ケーブルに接続されたガンマサーモ検出信号用コネクタと、前記案内管を他の案内管と接続する接続用アダプタとを具備した放射線検出装置において、前記保護管内に、前記収納管側から前記接続用アダプタ、前記ガンマサーモ検出信号用コネクタ、前記出力信号用コネクタの順に並んでいることを特徴とする放射線検出装置。
【請求項２】
前記ガンマサーモ検出信号用コネクタはねじ込み式コネクタであり、前記出力信号用コネクタはねじ込み式又はねじ込み式よりも外径の大きな差し込み式コネクタであり、前記出力信号用コネクタは前記保護管内で、前記出力信号用ケーブルを伝送した信号が前記出力信号用コネクタを介して送り込まれるプラント側ケーブルの差し込み式のプラント側コネクタに直接接続され、または前記出力信号用コネクタがねじ込み式の場合は一端にねじ込み式のコネクタが設けられ他端に差し込み式コネクタが設けられた変換器具を介して接続されてなる請求項１記載の放射線検出装置。
【請求項３】
前記保護管は筒状端部の内面にねじが設けられ、かつ、前記収納管の筒状端部の外面にねじが形成され、前記保護管および前記収納管がねじ込まれて連結された請求項１または請求項２記載の放射線検出装置。
【請求項４】
前記接続用アダプタの前記ガンマサーモ検出信号用ケーブルが位置する側の外周壁の一部に、その残りの外周壁の壁面部分によって形成される円周の延長上から内側に凹んだ部分が形成された請求項１または請求項２記載の放射線検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、中性子束検出用の局部出力領域モニタ（Locan Power Range Monitor ：以下、ＬＰＲＭと記す）を有する放射線検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原子力発電所で使用される原子炉などの場合、その炉出力を監視するために放射線検出装置が用いられている。放射線検出装置はＬＰＲＭなどを収納管内に配置して構成されている。
【０００３】
ここで、従来の放射線検出装置について図６を参照して説明する。符号６１はステンレス製パイプの収納管で、ここではその一部が示されている。収納管６１内に、原子炉監視用のたとえば４個のＬＰＲＭ（図示せず）およびこのＬＰＲＭを校正するためのＴＩＰ（Traversing-In-core-Probe）を案内する案内管６２などが収納されている。案内管６２は収納管６１の外側まで伸びている。
【０００４】
ＬＰＲＭにはその出力信号を伝送するＬＰＲＭ出力信号用ケーブル６３が接続されている。ＬＰＲＭ出力信号用ケーブル６３は収納管６１を通ってその外側まで伸び、端部にねじ込み式のＳＭＡ（Sub Miniature Assembly）型コネクタ６４が接続されている。案内管６２の端部には、他の案内管と接続するための接続用アダプター６５が設けられている。
【０００５】
ＳＭＡ型コネクタ６４および接続用アダプター６５は、ＬＰＲＭ検出器集合体を原子炉圧力容器に挿入する際の水との絶縁、あるいは、損傷防止などのために、保護管６６内に収納されている。図６では、収納管６１と保護管６６が分離した状態で示されているが、たとえば収納管６１の端部に位置する耐圧部材のグランド６１ａに雌ネジ６７が設けられ、保護管６６の端部に雄ネジ６８が設けられ、両者はねじ込んで防水接続される。
【０００６】
次に、従来の放射線検出装置のもう１つの例について、収納管と保護管の接続部分を抜き出した図７を参照して説明する。図７では、図６に対応する部分には同じ符号を付し重複する説明を一部省略する。
【０００７】
図７では、ＬＰＲＭ出力信号用ケーブル６３に差し込み式のワンタッチ型コネクタ７１が接続されている。ワンタッチ型コネクタ７１は外径など全体の形状がＳＭＡ型コネクタ６４よりも大きくなっている。そのため、図７の保護管６６の内径Ｄは、ＳＭＡ型コネクタ６４を使用した場合の図６の保護管６６の内径ｄよりも大きくなっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の放射線検出装置では、中性子束を検出するＬＰＲＭの校正用にＴＩＰが使用されている。ＴＩＰは移動式で、その操作は原子炉の停止中に限られる。したがって、ＬＰＲＭの校正は原子炉の停止中のみに行われ、また、ＬＰＲＭを一体づつ校正する方法であるため作業性が低下する。さらに、ＴＩＰ駆動装置を設置する場所や、駆動装置と案内管との間を接続する別の案内管などの設備が必要とされる。またＴＩＰによる作業は炉付近で行われるため被曝の恐れもある。
【０００９】
そこで、次世代の核計装システムでは、ＬＰＲＭの校正用に、ＴＩＰに代えガンマサーモ検出器（以下、単にＧＴと記す）をＬＰＲＭ検出器集合体に組み込む方法が考えられている。ＧＴは熱電対やヒータなどをステンレスの外被で覆った構造をしており、収納管の部分にＬＰＲＭと一緒に組み込まれる。そのため、原子炉内のデータを常に採取することができ、ＬＰＲＭをいつでも校正ができる利点がある。また、ＴＩＰを用いた場合に必要とされた駆動装置などの設備が不要となり、炉付近の作業もないため被曝の問題もなくなる。
【００１０】
なお、ＧＴを用いる場合、ＬＰＲＭおよび案内管、ＧＴなどが収納管内に一緒に組み込まれる。また、ＧＴにはそこから出力されるＬＰＲＭ校正用の検出信号を伝送するＧＴ信号用ケーブルが接続され、ＧＴ信号用ケーブルの端部にＧＴ信号ケーブル用コネクタが接続される。ＧＴ信号用ケーブルは複数の熱電対やヒータの信号を伝送するために外径寸法が大きくなっている。そのため、接続用アダプターおよびＧＴ信号用ケーブルなどを合わせた寸法が大きくなり、保護管内に収納できなくなるという問題がある。
【００１１】
ところで、ＬＰＲＭの出力信号を伝送する出力信号用ケーブルに接続される出力信号用コネクタには、従来、小型で使い勝手のよいＳＭＡ型が多く使用されている。一方、ワンタッチ型はＬＰＲＭ検出器集合体を交換する場合のコネクタの接続作業が容易で被曝が抑えられるという効果がある。また、コネクタ内部への湿気の侵入を防止できるなどの効果があり、近年、ワンタッチ型が多く使用されるようになっている。なお、ＳＭＡ型はプラグタイプで、ワンタッチ型はレセプタクルタイプとなっている。
【００１２】
また、保護管は、ＳＭＡ型コネクタを使用する場合も、ワンタッチ型コネクタを使用する場合も、収納管の端部たとえばグランド部分と共通に接続できる互換性が求められている。そのため、保護管の入口内径や外径はいずれの場合も同じ寸法になっている。しかし、ワンタッチ型コネクタの方が外径が大きいため、保護管の内径はワンタッチ型コネクタを用いた場合の方が大きくなっている。
【００１３】
また、ＴＩＰとＧＴとの相関性の確認が進められており、ＴＩＰ用の案内管およびＧＴをＬＰＲＭ検出器集合体に一緒に組み込むことが求められている。将来的には、ＴＩＰに代えてＧＴだけをＬＰＲＭ検出器集合体に組み込む方法が考えられている。
【００１４】
ＳＭＡ型コネクタが用いられている場合、ＳＭＡ型コネクタは形状が小さいため、案内管に代えてＧＴを組み込む場合に寸法上の問題は生じない。しかし、ＴＩＰとＧＴの相関性を確認するために、案内管およびＧＴを一緒に組み込む場合は、接続用アダプターとＧＴ信号用ケーブルを合わせた寸法が保護管の入口内径よりも大きくなり、ＴＩＰおよびＧＴを一緒に組み込めなくなる。
【００１５】
ワンタッチ型コネクタが用いられている場合は、ワンタッチ型コネクタの方がＳＭＡ型コネクタよりも形状が大きいため、ワンタッチ型コネクタおよびＧＴ信号用ケーブルを合わせた寸法が大きくなり、両方を同時に保護管に収納できない。そのため、ＴＩＰおよびＧＴを一緒に組み込むことができなくなる。また、案内管に代えてＧＴを組み込む場合でも、ワンタッチ型コネクタおよびＧＴ信号用ケーブルを合わせた寸法が大きいため保護管に収納できない。
【００１６】
上記の問題を解決する方法として、たとえば保護管の内径を大きくする方法が考えられる。しかし、原子炉圧力容器を貫通してＬＰＲＭ検出器集合体をその内側に固定するインコアハウジングの内径寸法との関係による制約、および、溶接検査対象である耐圧部材のグランドの寸法変更が困難であるという制約などから保護管の外径の大きさに限界がある。
【００１７】
また、ＧＴ信号用ケーブルを小径化し、コネクタの形状を小さくする方法も考えられる。この方法はＧＴ信号用ケーブルやコネクタの性能上の面から実現が困難である。
【００１８】
本発明は、上記の欠点を解決し、ＴＩＰおよびＧＴを収納管内に一緒に組み込める放射線検出装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、局部出力領域モニタおよびガンマサーモ検出器、前記局部出力領域モニタ校正用の案内管を収納した収納管と、前記局部出力領域モニタの出力信号を伝送する出力信号用ケーブルと、この出力信号用ケーブルに接続された出力信号用コネクタと、前記ガンマサーモ検出器の検出信号を伝送するガンマサーモ検出信号用ケーブルと、このガンマサーモ検出信号用ケーブルに接続されたガンマサーモ検出信号用コネクタと、前記案内管を他の案内管と接続する接続用アダプタとを具備した放射線検出装置において、前記保護管内に、前記収納管側から前記接続用アダプタ、前記ガンマサーモ検出信号用コネクタ、前記出力信号用コネクタの順に並んでいることを特徴としている。
さらに、前記ガンマサーモ検出信号用コネクタはねじ込み式コネクタであり、前記出力信号用コネクタはねじ込み式又はねじ込み式よりも外径の大きな差し込み式コネクタであり、前記出力信号用コネクタは前記保護管内で、前記出力信号用ケーブルを伝送した信号が前記出力信号用コネクタを介して送り込まれるプラント側ケーブルの差し込み式のプラント側コネクタに直接接続され、または前記出力信号用コネクタがねじ込み式の場合は一端にねじ込み式のコネクタが設けられ他端に差し込み式コネクタが設けられた変換器具を介して接続されてなる放射線検出装置にある。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について図１を参照して説明する。符号１１は原子炉圧力容器で、その左半分が示されている。原子炉圧力容器１１の一部たとえば図示下方部分を貫通してインコアハウジング１２が設けられている。また、ＬＰＲＭ検出器集合体１３がインコアハウジング１２でガイドされ、同時に、インコアハウジング１２に気密固定されている。ＬＰＲＭ検出器集合体１３はステンレス製パイプの収納管１４などから構成され、収納管１４内に、原子炉監視用のたとえば４個のＬＰＲＭ１５や案内管１６、多数のＧＴ１０などが収納されている。
【００２１】
ＬＰＲＭ１５には、その出力信号を伝送する４本の出力信号ケーブル（図示せず）が接続され、それぞれの出力信号ケーブルにねじ込み式の４個のＳＭＡ型コネクタ１９が接続されている。案内管１６はＬＰＲＭ１５を校正するためのＴＩＰを案内する管で、案内管１６の端部に、他の案内管と接続するための接続用アダプター２０が設けられている。
【００２２】
ＳＭＡ型コネクタ１９および接続用アダプター２０は、ＬＰＲＭ検出器集合体１３を原子炉圧力容器１１内に挿入する際の水との絶縁や損傷防止のために、保護管２１内に収納されている。保護管２１はＬＰＲＭ集合体１３を構成する収納管１４に接続されている。たとえば、保護管２１の筒状端部の内面に雌ネジを設け、収納管１４の筒状端部の外面に雄ネジを設け、両者をねじ込んで防水接続している。
【００２３】
ここで、収納管１４と保護管２１の接続部分の構造について図２を参照して説明する。図２では、図１に対応する部分には同じ符号を付し重複する説明を一部省略する。
【００２４】
図２では、ＬＰＲＭ検出器集合体１３を構成する収納管１４はその端部だけが示されている。収納管１４の内部を、案内管１６およびＧＴから出力される検出信号を伝送するＧＴ信号用ケーブル２２、ＬＰＲＭの出力信号を伝送するＬＰＲＭ出力信号用ケーブル１８が通っている。ＬＰＲＭ出力信号用ケーブル１８は、図面の関係でＳＭＡ型コネクタ１９に接続される部分だけが示されている。
【００２５】
案内管１６の端部に接続用アダプター２０が接続され、ＧＴ信号用ケーブル２２にＧＴ信号ケーブル用コネクタ２３が接続され、ＬＰＲＭ出力信号用ケーブル１８にねじ込み式のＳＭＡ型コネクタ１９が接続され、これら接続用アダプター２０およびＧＴ信号用コネクタ２３、４個のＳＭＡ型コネクタ１９はいずれも保護管２１内に収納されている。図２では、収納管１４と保護管２１が分離した状態で示されているが、収納管１４の端部に位置する耐圧部材の筒状グランド１４ａの外面に雄ネジ２４を設け、保護管２１の筒状端部の内面に雌ネジ２５を設け、図１に示すように、収納管１４と保護管２１はねじ込んで接続される。
【００２６】
接続用アダプター２０の外周壁の一部たとえばＧＴ信号用ケーブル２２が位置する側には、その残りの部分の外周壁の円周状壁面で形成される円周の延長上から内側に凹んだ壁面たとえば平坦面２０ａがフラット加工で所定の長さにわたって形成され、保護管２１との隙間が大きい部分が設けられている。そして、大きい隙間の部分をＧＴ信号用ケーブル２２が通っている。
【００２７】
上記した構成によれば、保護管２１に雌ネジ２５が設けられている。そのため、保護管２１の入口内径が大きくなり、また、それに合わせて保護管２１内部の内径を大きくでき、接続用アダプター２０およびＧＴ信号用ケーブル２２、ＬＰＲＭ出力信号用ケーブル１８などを一緒にして保護管２１内に収納できる。
【００２８】
図２の実施形態は、出力信号用ケーブル１８にＳＭＡ型コネクタ１９が接続されている。このような構成において、ＬＰＲＭ出力信号用ケーブル１８を伝送した信号がＳＭＡ型コネクタ１９を介してプラント側ケーブルに送り込まれる場合で、プラント側ケーブルに差し込み式のプラント側コネクタが接続されている場合、たとえば、ＳＭＡ型コネクタ１９とプラント側コネクタとの間に変換器具が接続される。
【００２９】
ここで、出力信号用のＳＭＡ型コネクタ１９とプラント側コネクタ間を接続する変換器具について図３を参照して説明する。図３（ａ）に示すように、変換器具３１は、ソフトケーブル３２の一端にねじ込み式のＳＭＡ型コネクタ（ジャック) ３３が接続され、他端にワンタッチ型コネクタ（レセプタクル）３４が接続されている。そして、図３（ｂ）に示すように、一端のＳＭＡ型コネクタ３３を出力信号用のＳＭＡ型コネクタ１９に接続し、他端の差し込み式のワンタッチ型コネクタ３４をプラント側コネクタ３５に接続する。
【００３０】
出力信号用コネクタ１９とプラント側コネクタ３５間に変換器具３１が接続された状態が図３（ｃ）に示されている。既存のプラント側にワンタッチコネクタが採用されている場合は、上記の変換器具３１を用いて接続される。
【００３１】
しかし、変換器具を用いる方法は、ＳＭＡ型コネクタが小型でねじ込み式であるため手袋等を使用する作業となり、原子炉下での作業性が低下し、作業時間も長くなる。また、湿気が入りやすい構造であるため、コネクタを接続した後に、ＳＭＡ型コネクタの接続部分を湿気防止用の熱収縮チューブで保護する必要があり、全数交換になると作業時間の長期化で被曝の問題がある。また、接続部が増えると電気的な接触不良などの問題も発生する。
【００３２】
このような問題を解消する方法として、たとえば出力信号用コネクタにワンタッチ型コネクタが採用される場合がある。
【００３３】
ここで、本発明の他の実施形態として、出力信号用コネクタおよびプラント側コネクタの両方にワンタッチ型コネクタを採用した場合を図４で説明する。図４（ａ）に示すように、ＳＭＡ型コネクタを用いた場合と同様、接続用アダプター２０の一部がたとえばフラット加工され平坦面２０ａに形成される。また、保護管２１の筒状端部の内面に雌ネジ２５を設け、収納管１４の筒状端部の外面に雄ネジ２４を設け、両者をねじ込んで防水接続し、保護管２１の内径を大きく形成している。また、図４（ｂ）に示すように、収納管１４の側から接続用アダプター２０、ＧＴ信号ケーブル用コネクタ２３、出力信号用のワンタッチ型コネクタ３６の順に配置している。そして、出力信号用ワンタッチ型コネクタ３６がプラント側のワンタッチ型コネクタ３５と接続される。
【００３４】
この構成によれば、接続用アダプター２０のＧＴ信号用ケーブル２２が位置する側に平坦面に形成されている。そのため、接続用アダプター２０およびＧＴ信号用ケーブル２２を保護管内に収納できる。また、出力信号用コネクタとしてワンタッチ型コネクタが使用されているため、プラント側のワンタッチ型コネクタと直接接続でき作業性が向上する。
【００３５】
上記したように、たとえば保護管に雌ネジを形成して保護管の入口内径を大きくし、また、接続用アダプターの一部たとえばＧＴ信号用ケーブルの側をフラット面に形成して凹みを設け保護管との隙間を広くしている。したがって、案内管およびＧＴ信号用ケーブルを保護管の入口を通して収納できる。
【００３６】
また、出力信号用コネクタとしてワンタッチ型コネクタを使用する場合、図４に示すように、収納管の側から接続用アダプタ、ＧＴ信号用コネクタ、出力信号用コネクタの順に配置している。この場合、形状の大きいワンタッチ型コネクタの部分を径の大きいＧＴ信号用ケーブルが通る構成でないため、案内管およびＧＴなどを収納管に収納できる。
【００３７】
なお、図２の実施形態の場合、出力信号用コネクタとしてＳＭＡ型コネクタを用い、そのＳＭＡ型コネクタを接続用アダプターとＧＴ信号用コネクタとの間に配置している。しかし、ＳＭＡ型コネクタは形状が小さく、ＳＭＡ型コネクタの部分にＧＴ信号用ケーブルを通すことができる。そのため、出力信号用コネクタがＳＭＡ型コネクタの場合は、出力信号用コネクタを接続用アダプターから遠い側のＧＴ信号ケーブル用コネクタの後方に配置することもできる。
【００３８】
しかし、出力信号用コネクタにＳＭＡ型コネクタを用いた場合も、ワンタッチ型コネクタを用いた場合も、ＬＰＲＭ検出器集合体の製造上、出力信号用コネクタの位置や出力信号用ケーブルの長さ、ＧＴ信号用ケーブルの長さを統一する方が望ましい。出力信号用コネクタがワンタッチ型の場合は、図４に示すように、出力信号用コネクタはＧＴ信号ケーブル用コネクタの後方に配置される。そのため、ＳＭＡ型コネクタの場合もＧＴ信号ケーブル用コネクタの後方に配置することが望ましい。
【００３９】
ここで、ＴＩＰに代えてＧＴだけがＬＰＲＭ検出器集合体に組み込まれ案内管がなくなった構造について図５を参照して説明する。
【００４０】
図５（ａ）は、出力信号用コネクタとしてＳＭＡ型コネクタを用いた場合で、収納管１４の側からＳＭＡ型コネクタ１９、ＧＴ信号ケーブル用コネクタ２３の順に配置されている。図５（ｂ）も、出力信号用コネクタとしてＳＭＡ型コネクタを用いた場合で、収納管１４の側からＧＴ信号ケーブル用コネクタ２３、ＳＭＡ型コネクタ１９の順に配置されている。図５（ｃ）は、出力信号用コネクタとしてワンタッチ型コネクタを用いた場合である。この場合、ワンタッチ型コネクタの外径寸法が大きいため、収納管１４の側からＧＴ信号ケーブル用コネクタ２３、ワンタッチ型コネクタ３６の順に配置されている。図５のいずれの場合でも、保護管の端部に雌ねじを形成するなどして内径が大きく形成されているため、ＧＴを保護管内に収納でき、ＴＩＰに代えてＧＴを採用する場合のＬＰＲＭ検出器集合体に対応できる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、ＴＩＰおよびＧＴを一緒に組み込める放射線検出装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を説明するための一部断面図である。
【図２】本発明の収納管と保護管の接続部分の構造を示す構造図である。
【図３】本発明の実施形態を説明する構造図で、出力信号用コネクタとプラント側コネクタとの間を変換器具で接続する構成を説明する図である。
【図４】本発明の収納管と保護管の接続部分の他の構造を示す構造図である。
【図５】本発明により、ＴＩＰに代えてＧＴだけがＬＰＲＭ検出器集合体に組み込まれた状態を説明する構造図である。
【図６】従来例を説明するための構造図である。
【図７】他の従来例を説明するための構造図である。
【符号の説明】
１０…ＧＴ
１１…原子炉圧力容器
１２…インコアハウジング
１３…ＬＰＲＭ検出器集合体
１４…収納管
１５…ＬＰＲＭ
１６…案内管
１８…ＬＰＲＭ出力信号用ケーブル
１９…ＳＭＡ型コネクタ
２０…接続用アダプター
２１…保護管
２２…ＧＴ信号用ケーブル
２３…ＧＴ信号ケーブル用コネクタ
３６…ワンタッチ型コネクタ
【図１】
0004533552.tif 000002
【図２】
0004533552.tif 000003
【図３】
0004533552.tif 000004
【図４】
0004533552.tif 000005
【図５】
0004533552.tif 000006
【図６】
0004533552.tif 000007
【図７】
0004533552.tif 000008