JP2001183213A - 液位計および液位警報装置 - Google Patents

液位計および液位警報装置

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JP2001183213A
JP2001183213A JP36731499A JP36731499A JP2001183213A JP 2001183213 A JP2001183213 A JP 2001183213A JP 36731499 A JP36731499 A JP 36731499A JP 36731499 A JP36731499 A JP 36731499A JP 2001183213 A JP2001183213 A JP 2001183213A
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detecting
pipe
level
storage container
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JP36731499A
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Shinichi Morooka
慎一 師岡
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】液位検出機器の多様性により液位検出の信頼性
を高めるために、従来にない方法による液位計および液
位警報装置を提供する。 【解決手段】貯留容器1内に貯留される液体の通常液位
と異常液位とのあいだにおいて前記貯留容器の側部に取
付けられた検出用配管2,14と、この検出用配管内に設
けられた熱電対3またはバイメタル5または低融点金属
線11またはヒータロッド13の少なくともいずれか1つと
を備えた構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種プラントにお
いて液体を貯留する貯留容器の液位を検出する液位計お
よび、液位が危険なレベルになったときに警報を発する
液位警報装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、液位計は各種プラントにおいてさ
まざまな形式のものが用いられている。例えば沸騰水型
原子炉(BWR)では、圧力容器の水位が事故などによ
りあるところまで減少した場合、炉心の健全性を確保す
るため緊急炉心冷却系(ECCS)を作動させる信号を
水位計から発する。従って、BWRにおいて水位計は安
全性および信頼性を確保する上で重要な測定機器であ
る。
【0003】従来の液位計には、フロート等を用いた機
械式のもの、差圧測定式のもの、液面での超音波やレー
ザーの反射を利用したものなどが知られている。例え
ば、BWRで用いられているのは、差圧測定式のもの
で、その他のものは、適用条件があわない場合が多く利
用されていない。
【0004】差圧式液位計においては、貯留容器内の液
面を挟むように差圧測定用の上下の配管が貯留容器の外
側に引き出され、お互いの圧力差を差圧伝送器で測定す
る。液体の密度がわかっていれば、簡単な演算により液
位が求められる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし従来の液位計
は、沸騰水型原子炉のように特殊な環境下で用いられる
ものについては、適用可能な種類が比較的少なく、検出
機器の多様性により液位検出の信頼性を高めようとする
場合に不十分である。
【0006】そこで本発明は、液位検出機器の多様性に
より液位検出の信頼性を高めるために、従来にない方法
による液位計および液位警報装置を提供することを目的
とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の請求項1の発明は、貯留容器内に貯留される
液体の通常液位と異常液位とのあいだにおいて前記貯留
容器の側部に取付けられた検出用配管と、この検出用配
管内に設けられた熱電対またはバイメタルまたは低融点
金属線またはヒータロッドの少なくともいずれか1つと
を備えた構成とする。
【0008】請求項2の発明は、貯留容器内に貯留され
る液体の通常液位と異常液位とのあいだにおいて前記貯
留容器の側部に取付けられた検出用配管と、この検出用
配管の外壁の温度を検出する温度検出手段とを備えた構
成とする。
【0009】請求項3の発明は、貯留容器内に貯留され
る液体の通常液位と異常液位とのあいだにおいて前記貯
留容器の側部に取付けられた検出用配管と、この検出用
配管に通電する通電手段と、前記検出用配管の通電され
ている部分の外壁の温度を検出する温度検出手段とを備
えた構成とする。
【0010】請求項4の発明は、上記検出用配管が、貯
留容器の側面の上部と下部を連通する連通管である構成
とする。請求項5の発明は、上記検出用配管が、外側の
端を閉じられた片封じである構成とする。
【0011】なおこの片封じ管は、傾斜して外側の端が
取付端よりも低い位置にあるよう設置するのが好適であ
る。また、上記検出用配管は、その内部における液体の
対流を防止する対流防止板を備えた構成とするのが好適
である。
【0012】請求項6の発明は、上記請求項1または2
または3または4または5のいずれかの発明の複数の液
位計と、これらの液位計の2個以上のものからオン信号
が入力された場合に警報用信号を出力する判断手段とを
備えた構成とする。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、BWR(沸騰水型原子炉)
の圧力容器の水位検出を例にとって本発明の実施の形態
を説明する。
【0014】図1は、本発明の第1の実施の形態に係る
液位計を示す。すなわち、BWRの圧力容器1の側部に
連通管2を取付け、この連通管2の中に熱電対3を取付
けた構成とする。
【0015】図1(a)は、BWRの通常運転時の水位
4を示している。連通管2の上部配管接合位置は、通常
運転時より低く、ほぼECCS(緊急炉心冷却系)起動
信号を出す水位と同じ位置にしている。BWR運転圧力
は7MPa、284 ℃である。連通管2の内部の水は流れ
がなく、連通管2の外壁からの放熱により圧力容器1の
内部温度(蒸気温度)よりかなり低い温度(ほぼ圧力容
器外部温度約60℃)になっている。
【0016】図1(b)のように何らかの原因により圧
力容器1内の水位4が低下し、連通管2の上部配管より
下になった場合、連通管2の内部へは、約284 ℃の蒸気
が流れ込み連通管2の内部の温度が上昇する。事故時と
通常時のこの温度差を利用し、水位4の変化を検知しE
CCS信号を出す。すなわち、熱電対3によりその温度
差を検知し、通常より温度が設定値以上に上昇した場
合、ECCSを起動する信号を出すようにする。
【0017】本発明の第2の実施の形態の液位計を図2
を用いて説明する。すなわち、圧力容器1の側部に取付
けた連通管2の中にバイメタル5とボタン6を設け、バ
イメタル5に電線7を経て電流計8と電源9を接続した
構成とする。なお、図2は連通管2の上部のみを示し、
本実施の形態の液位計の他の部分は図1と同様の構成と
する。
【0018】このような構成において、通常時はバイメ
タル5とボタン6とが離れているため、回路には電流が
流れていない。水位が減少し連通管2内部の温度が上昇
するとバイメタル5(熱膨張の異なる2種類の金属で構
成されている)が曲がり、ボタン6に接触する。接触す
ると回路に電流が流れ電流計8が検知し、電流が設定値
以上に流れた場合、ECCSを起動する信号を出すよう
にする。
【0019】本発明の第3の実施の形態の液位計を図3
を用いて説明する。すなわち、高融点金属線10(例え
ば、SUS)と低融点金属線11(例えば、はんだ)を交
互に接合した線を連通管2内部に設置し、図のように回
路を構成する。
【0020】このような構成において、通常運転時で
は、連通管2内部の温度は約60℃で、低融点金属線11
(はんだ)の融点100 ℃以下のため、回路は繋がってお
り、電流計8により電流が検知される。水位が低下し連
通管2内部の温度が上昇すると内部に284 ℃の蒸気が流
れ込んでくる。はんだの融点が100 ℃なので、はんだが
溶けて回路が断線してしまう。こうなると回路に電流が
流れないため、電流が設定値以下になり、ECCSを起
動する信号を出すことになる。
【0021】本発明の第4の実施の形態の液位計を図4
に示す。すなわち、連通管2の上部の外壁に熱電対3を
取付け、あるいは、圧力容器1の液位4近傍の外壁温度
を測定する輻射温度計12を設ける。前記第1の実施の形
態では連通管2内部の温度を検知してECCS信号を出
したが、第4の実施の形態では、連通管2の外壁の温度
を熱電対3や輻射温度計12で測定し、通常より温度が設
定値以上に上昇した場合、ECCSを起動する信号を出
す。この実施の形態によれば、検出部を連通管2内部に
設置する必要がなく、構成が簡単になる大きな利点があ
る。
【0022】本発明の第5の実施の形態を図5に示す。
この液位計は連通管2にヒータロッド13を挿入したもの
である。ヒータロッド13には熱電対3を設置し温度を常
時監視する。ヒータロッド13には常時通電し発熱させて
おく。通常運転時は連通管2の内部は水で、水位が減少
した場合には蒸気となる。
【0023】水位が減少した場合にはヒータロッド13の
表面からの熱伝達率が通常水位に比較して約100 分の1
になるため、通常運転時に比較して、ヒータロッド温度
は急激に上昇する。通常より温度が設定値以上に上昇し
た場合、ECCSを起動する信号を出す。この場合、温
度上昇速度がヒータを使用しない場合よりも大きいの
で、ECCS信号をより早く出すことができる。
【0024】本発明の第6の実施の形態を図6に示す。
この実施の形態の液位計は、連通管2に電源9より部分
的に電気を通電し、通電部分の連通管2の外壁温度を熱
電対3または輻射温度計12で測定するようにしたもので
ある。
【0025】このような構成において、連通管2は金属
のため電気を通電すると、その抵抗により発熱する。通
常運転時は連通管2内部は水で、水位が減少した場合蒸
気となるため水位が減少した場合には連通管2内表面か
らの熱伝達率が通常水位の約100 分の1になるため通常
運転時に比較して、連通管2外壁温度は急激に上昇す
る。通常より温度が設定値以上に上昇した場合、ECC
Sを起動する信号を出す。この場合、温度上昇速度が通
電加熱を使用しない場合よりも大きいので速く検出でき
る。また、上記第5の実施の形態のように発熱体を連通
管2内部に設置しないので構成が単純である。
【0026】上記第1から第6の実施の形態の液位計に
おける連通管2の代わりに、図7、8、9に示すよう
な、圧力容器1への取付端と反対側の端を閉じた片封じ
管14を用いることもできる。すなわち、図7に示す実施
の形態は、圧力容器1の外側に外端が閉じた片封じ管14
を水平に取付けたものである。
【0027】図8は、片封じ管14が水平では管内に空気
が溜まり、機能を損う可能性があるので、片封じ管14を
斜めにして空気がたまらないようにしたものである。ま
た、図9は、通常運転時に温度の高い流体が片封じ管14
内部に進入し通常時温度がふらつき、水位減少時との差
が不明瞭になる可能性があるので、入口に対流防止板15
を取付けて片封じ管14の内部に温度の高い流体が流入す
ることを防止するようにしたものである。この対流防止
板15は上記第1から第6の実施の形態における連通管2
の上側の取付部に設けても同様の効果がある。
【0028】本発明の第10の実施の形態を図10を用いて
説明する。この実施の形態は液位警報装置に関するもの
である。すなわち、上記第1から第9の実施の形態の液
位計を使用する場合、誤動作により、ECCSが作動し
てしまう危険がある。本実施の形態は、上記いずれかの
実施の形態の液位計16を複数個設置し、それらの出力を
判断回路17に入力するように構成して、少なくとも2つ
の液位計がオン信号を出したときのみECCS起動信号
を出すシステムとなっている。このように液位計監視手
段として判断回路17を設けることにより、ECCSの誤
動作を避けることができる。
【0029】なお、上記第1から第10の実施の形態はい
ずれも殆んど変更せずに火力発電所のボイラや復水器
等、原子炉以外の液体貯留容器の液位の検出と警報に適
用することができる。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の液位計に
よれば、従来の液位と異なる構成によって液位信号を出
すことができる。よって、液位検出機器の多様性により
液位警報装置起動の信頼性を高めることに貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の液位計を示し、
(a)は正常液位の状態、(b)は異常液位の状態を示
す図。
【図2】本発明の第2の実施の形態の液位計を示す図。
【図3】本発明の第3の実施の形態の液位計を示す図。
【図4】本発明の第4の実施の形態の液位計を示す図。
【図5】本発明の第5の実施の形態の液位計を示す図。
【図6】本発明の第6の実施の形態の液位計を示す図。
【図7】本発明の第7の実施の形態の液位計を示す図。
【図8】本発明の第8の実施の形態の液位計を示す図。
【図9】本発明の第9の実施の形態の液位計を示す図。
【図10】本発明の第10の実施の形態の液位警報装置を
示す図。
【符号の説明】
1…圧力容器、2…連通管、3…熱電対、4…水位、5
…バイメタル、6…ボタン、7…電線、8…電流計、9
…電源、10…高融点金属線、11…低融点金属線、12…輻
射温度計、13…ヒータロッド、14…片封じ管、15…対流
防止板、16…液位計、17…判断回路。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 貯留容器内に貯留される液体の通常液位
    と異常液位とのあいだにおいて前記貯留容器の側部に取
    付けられた検出用配管と、この検出用配管内に設けられ
    た熱電対またはバイメタルまたは低融点金属線またはヒ
    ータロッドの少なくともいずれか1つとを備えたことを
    特徴とする液位計。
  2. 【請求項2】 貯留容器内に貯留される液体の通常液位
    と異常液位とのあいだにおいて前記貯留容器の側部に取
    付けられた検出用配管と、この検出用配管の外壁の温度
    を検出する温度検出手段とを備えたことを特徴とする液
    位計。
  3. 【請求項3】 貯留容器内に貯留される液体の通常液位
    と異常液位とのあいだにおいて前記貯留容器の側部に取
    付けられた検出用配管と、この検出用配管に通電する通
    電手段と、前記検出用配管の通電されている部分の外壁
    の温度を検出する温度検出手段とを備えたことを特徴と
    する液位計。
  4. 【請求項4】 検出用配管は、貯留容器の側面の上部と
    下部を連通する連通管であることを特徴とする請求項
    1,2,3のいずれかに記載の液位計。
  5. 【請求項5】 検出用配管は、外側の端を閉じられた片
    封じ管であることを特徴とする請求項1,2,3のいず
    れかに記載の液位計。
  6. 【請求項6】 請求項1,2,3,4,5のいずれかに
    記載の複数の液位計と、これらの液位計の2個以上のも
    のからオン信号が入力された場合に警報用信号を出力す
    る液位計監視手段とを備えたことを特徴とする液位警報
    装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112843397A (zh) * 2020-12-30 2021-05-28 佳木斯大学 一种妇产科用超声波雾化臭氧治疗仪

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