JP2009014477A - 漏洩水量測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】メカニカルシールからの漏洩水を測定中に漏洩水の漏洩量が増加した場合でも、漏洩水の流出を確実に防止することが可能な漏洩水量測定装置。
【解決手段】メカニカルシール３からの漏洩水Ｗを収容しこの漏洩水Ｗの体積を測る計量カップ１１と、計量カップ１１の下流側に設けられ、漏洩水Ｗの水位が所定量を超えたときに余剰な漏洩水Ｗを排水管６に排出させるための排水用カップ１７と、体積測定後の計量カップ１１内の漏洩水Ｗを排水管６に排出させるための排水弁１４とを備える。メカニカルシール３からの漏洩水Ｗは計量カップ１に収容された状態で体積が測定されるので、測定者による漏洩水Ｗの採取作業が不要となる。また、計量カップ１１に収容された漏洩水Ｗの水位が所定量を超えたときは、余剰な漏洩水Ｗは排水用カップ１７により排水管６に向けて流れ、測定中に漏洩水Ｗの漏洩量が増加した場合でも、漏洩水Ｗの流出を防止することができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、原子力発電所の給水ポンプや復水ポンプなどに用いられるメカニカルシールから漏れる漏洩水の漏洩量を測定する漏洩水量測定装置に関する。

原子力発電所では、複数のポンプに軸封方式の一種であるメカニカルシールを採用している。原子力発電所におけるポンプのメカニカルシールの点検に関する技術として、下記特許文献１が知られている。特許文献１の装置では、ポンプおよび近傍の配管内部の保有水を全量排水することなく、適切な水位を保持させて必要な構成部品のみの点検、修理を行うようにしている。

メカニカルシールは、一般のポンプに用いられているグランドパッキンに比べてシール性が非常に高いため、水漏れは生じないことを前提としているが、経年による摺動部の磨耗などにより漏れる場合がある。そこで、原子力発電所では、日常の巡視点検においてポンプ軸封部からの漏洩水の漏洩監視および漏洩発生時の漏洩水量を測定しており、漏洩量が限界値に達した場合は、ポンプの運転を停止しポンプの分解点検を実施している。

図４は、メカニカルシールからの漏洩水量を測定するための従来の方法を示している。図４において、符号１は原子力発電所における復水ポンプを示しており、復水ポンプ１の回転軸２の軸封部にはメカニカルシール３が設けられている。メカニカルシール３からの漏洩水Ｗは、配管４を介して復水ポンプ１の外周側へ流れるようになっている。配管４の下流端の直下には、メカニカルシール３からの漏洩水Ｗを受ける排水受け５が設けられている。通常、排水受け５に流入した漏洩水Ｗは排水管６に導かれるようになっている。従来においては、復水ポンプ１の軸封部の漏洩監視箇所には、漏洩水Ｗの漏洩量を測る装置が常設されていないため、排水受け５にビニル袋８を取付けた簡易な受け皿７を置いて漏洩水Ｗをビニル袋８に採取し、ビニル袋８に溜まった漏洩水Ｗをメスシリンダに移し変えて漏洩量を測定している。漏洩水Ｗの採取に際しては、排水受け５の上端と配管４の下流端との間の狭いスペースにビニル袋８を取付ける必要がある。
特開平１１−２３７８６号公報

しかし、上記のメカニカルシールからの漏洩水量の測定においては、排水受けに置いたビニル袋の姿勢が安定しないため、測定中に漏洩量が増加した場合は、排水受けからビニル袋が落下しやすく、ビニル袋が破けて漏洩水が床面などに流出するおそれがある。また、漏洩水の漏洩量の測定時には、ビニル袋をその都度準備しなければならず、しかも採取したビニル袋内の漏洩水をメスシリンダに移し変える必要がある。このように、メカニカルシールからの漏洩水の漏洩水量の測定においては、測定のための準備作業と測定者による漏洩水の採取作業が必要となるため、これらの作業を解消できる漏洩水量測定装置の開発が望まれる。

そこでこの発明は、メカニカルシールからの漏洩水を採取することなく漏洩水の漏洩水量を容易に測定することができ、測定中に漏洩水の漏洩量が増加した場合でも、漏洩水の流出を確実に防止することが可能な漏洩水量測定装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、メカニカルシールからの漏洩水を収容し該漏洩水の体積を測る計量手段と、前記計量手段の下流側に設けられ前記計量手段に収容された前記漏洩水の水位が所定量を超えたときに前記計量手段から余剰な前記漏洩水を排水管に排出させるための余剰水排出手段と、前記計量手段に設けられ体積測定後の前記計量手段内の前記漏洩水を前記排水管に排出させるための排水弁と、を備えたことを特徴とする漏洩水量測定装置である。
（作用）
メカニカルシールからの漏洩水は計量手段に流入し、計量手段に収容された状態で漏洩水の体積が測定される。計量手段に収容された漏洩水の水位が所定量を超えたときには、余剰な漏洩水は余剰水排出手段により排水管に向けて流れるので、測定中に漏洩水の漏洩量が増加した場合でも、計量手段からの漏洩水の床面などへの流出が回避される。また、体積測定後の計量手段内に残存する漏洩水は排出弁によって排水管へ排出され、次回の測定時のために計量手段内は空にされる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の漏洩水量測定装置において、前記計量手段は、前記メカニカルシールからの前記漏洩水を収容する計量カップから構成されており、前記余剰水排出手段は、前記計量カップの外側に設けられ前記計量カップから溢れた前記漏洩水を前記排水管に導く排水用カップからなることを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の漏洩水量測定装置において、前記計量手段は、前記メカニカルシールからの前記漏洩水を収容するＵ字状の計量管から構成されており、前記余剰水排出手段は、前記計量管の下流側に接続され前記計量管内の前記漏洩水の水位が所定量を超えたときに前記計量管内の余剰な前記漏洩水を前記排水管へ導く導管から構成されていることを特徴としている。

請求項１ないし請求項３に記載の発明によれば、メカニカルシールからの漏洩水は計量手段に収容された状態で体積が測定されるので、漏洩水量測定のための測定者による漏洩水の採取作業が不要となり、漏洩水の漏洩水量の測定作業を簡略化することができる。また、計量手段に収容された漏洩水の水位が所定量を超えたときは、計量手段内の余剰な漏洩水は余剰水排出手段により排水管に向けて流れるので、測定中に漏洩水の漏洩量が増加した場合でも、計量手段からの漏洩水が床面などに流出するのを防止することができ、漏洩水の流出による床面などの清掃処理を解消することができる。さらに、体積測定後には、計量手段内に残存する漏洩水は排水弁によって排水管へ排出されるので、次回の測定時には計量手段内を空にすることができ、漏洩水量の測定毎にビニル袋を準備する必要もなくなる。したがって、メカニカルシールからの漏洩水が放射性水であっても、測定者は漏洩水に直接触れることなく漏洩水量の測定および漏洩水の排水が可能となる。

つぎに、この発明の実施の形態について図面を用いて詳しく説明する。

（実施の形態１）
図１および図２は、この発明の実施の形態１を示している。図２に示す原子力発電所の復水ポンプ１は、復水器（図示略）へ冷却水を送るためのものであり、回転軸２の軸封部にはメカニカルシール３が設けられている。メカニカルシール３は、基本的に回転環３ａ、遊動環３ｂ、静止環３ｃの三つの環から構成されており、これらは回転軸２の外周に設けられている。回転環３ａは回転軸２と一体となっており、復水ポンプ１の運転中は回転軸２とともに回転する。遊動環３ｂおよび静止環３ｃは、復水ポンプ１のハウジング側に取付けられている。メカニカルシール３は、回転環３ａと遊動環３ｂとの摺動面が密着することにより、冷却水のシール機能を果たしている。メカニカルシール３は、回転環３ａと遊動環３ｂとの摺動面が高いシール性を有しているので、通常摺動面からの漏れは生じないが、経年により僅かな漏れが生じる場合がある。そのため、復水ポンプ１には、メカニカルシール３からの漏洩水Ｗを外周側へ導く配管４が接続されている。配管４の直下には、メカニカルシール３からの漏洩水Ｗの漏洩水量を測定する漏洩水量測定装置１０が設けられている。

図１は、漏洩水量測定装置１０の詳細構造を示している。漏洩水量測定装置１０は、計量手段としての計量カップ１１と、余剰水排水手段としての排水用カップ１７と、排水弁１４とを有している。計量カップ１１は、上部が開口した円筒状の透明容器から構成されている。配管４の下流端から排出される漏洩水Ｗは、全て計量カップ１１内に流入するように計量カップ１１が配設されている。計量カップ１１の側面には、漏洩水Ｗの体積を測定するための目盛１２が設けられている。計量カップ１１の底壁には、計量カップ１１内に収容された漏洩水Ｗを排出させるための円形の排出穴１３が形成されている。排出穴１３は、後述する集合カップ１７ｂと連通しており、計量カップ１１内の漏洩水Ｗが排出穴１３を介して集合カップ１７ｂに排出可能となっている。排水穴１３には、排水穴１３を塞ぐためのゴム製の排水弁１４が装着可能となっている。排水弁１４は、チェーン１５を介して支持具１６に連結されている。支持具１６は、排水用カップ１７の下部側面に固定されている。

計量カップ１１の外周には、排水用カップ１７が配置されている。排水用カップ１７は、上部カップ１７ａと集合カップ１７ｂとから構成されている。上部カップ１７ａは、上部が開口した円筒状の透明容器からなり、上端が計量カップ１１の上端位置よりも高く設定されている。上部カップ１７ａの底壁は、上部カップ１７ａの内側面と計量カップ１１の外側面との間に位置している。上部カップ１７ａの底壁には、複数の流出穴１８が周方向に一定間隔で形成されている。集合カップ１７ｂは、下方が縮径するお椀状をしており、上部カップ１７ａの下端に取付けられている。集合カップ１７ｂは、上部カップ１７ａの複数の流出穴１８から排出される漏洩水Ｗを一箇所に集合させる構造になっている。

集合カップ１７ｂの下端部には、排水管６が接続されている。集合カップ１７ｂの下端部は、漏洩水Ｗを排水管６に流すために開口している。このように、排水用カップ１７は、計量カップ１１の上端全周から溢れた漏洩水Ｗを上部カップ１７ａに流入させ、複数の流出穴１８から流下する漏洩水Ｗを集合カップ１７ｂにより一箇所に集合させる機能を有する。

つぎに、漏洩水量測定装置１０を用いた漏洩水Ｗの漏洩水量測定手順について説明する。配管４の下流端から排出された漏洩水Ｗは、まず計量カップ１１に流入する。この状態では、計量カップ１１内は空であり、排水穴１３は排水弁１４によって塞がれている。計量カップ１１内には、所定の時間で所定量の漏洩水Ｗが収容される。計量カップ１１の側面には目盛１２が設けられているので、所定時間における漏洩水Ｗの体積を計量することが可能となる。これにより、単位時間当たりの漏洩水Ｗの漏洩水量を算出することができる。漏洩水Ｗの漏洩水量測定が完了すると、チェーン１５を介して排水弁１４が測定者により引き上げられる。これにより、計量カップ１１内に残存する漏洩水Ｗが排水穴１３から集合カップ１７ｂ側に排出され、集合カップ１７ｂ内に流入した漏洩水Ｗは排水管６に排出される。

漏洩水量の測定中に、メカニカルシール３からの漏洩水Ｗの流量が増加した際は、所定時間内で漏洩水Ｗが計量カップ１１から溢れる場合がある。万一、漏洩水Ｗが計量カップ１１の上端から溢れた場合は、溢れた漏洩水Ｗが排水用カップ１７に流入するので、漏洩水Ｗが外部に漏出することは回避される。すなわち、排水用カップ１７の上端位置は計量カップ１１の上端位置よりも高く、排水用カップ１７へ流入した漏洩水Ｗは複数の流出穴１８から集合カップ１７ｂ側へ短時間で流出するので、排水用カップ１７内に存在する漏洩水Ｗはごく少量であり、排水用カップ１７から漏洩水Ｗが外部へ流出することは回避される。

このように、漏洩水量測定装置１０による漏洩水Ｗの漏洩量測定においては、漏洩水量の測定毎に図４に示すビニル袋８を準備する必要もなく、かつ狭いスペースへのビニル袋８の取付けも不要となる。また、メカニカルシール３からの漏洩水Ｗが放射性水であっても、漏洩水Ｗの採取が不要なので、測定者は漏洩水Ｗに直接触れることなく漏洩水Ｗの漏洩量の測定および漏洩水Ｗの排水が可能となる。

（実施の形態２）
図３は、この発明の実施の形態２を示しており、図１の漏洩水量測定装置１０と異なる方法で漏洩水量を測定するための漏洩水量測定装置２０を示している。漏洩水量測定装置２０は、計量手段としての計量管２１と、余剰水排水手段としての導管２２と、排水弁２６とを有している。計量管２１は、透明なＵ字状の管材から構成されている。計量管２１の上流端部は、上端にいくにしたがって拡径する漏斗状の排水受け２１ａに形成されている。排水受け２１ａは、配管４の下流端の直下に位置している。計量管２１の排水受け２１ａの下流は下方に延びており、計量管２１におけるこの下方に延びる部分の側面には漏洩水Ｗの体積を計量するための目盛２２が設けられている。計量管２１のＵ字状部の下流側は上方に延びており、その下流端には逆Ｕ字形の導管２２が接続されている。導管２２の下流端には、排水管６が接続されている。導管２２の頂部には、導管２２内が負圧になるのを回避する吸気管２８が接続されている。吸気管２８は、空気を導管２２内に導くことによりサイフォン現象を回避するための機能を有する。計量管２１の排水受け２１ａの上端部は、導管２２の頂部の位置よりも高く設定されている。

計量管２１のＵ字状部の最下部には、下方に延びる流出入管２４が接続されている。流出入管２４の下端には、排水弁２６が設けられている。排水弁２６は、下流側が排出管２９を介して排水管６に接続されている。流出入管２４の途中には、水平方向に延びる供給管２５が接続されている。供給管２５の上流側には供給弁２７が設けられている。計量管２１のＵ字状部には、供給弁２７および流出入管２４を介して純水Ｗ１が供給可能となっている。純水Ｗ１は、漏洩水Ｗの体積を測定する際に液面をゼロレベルに調整するための水張りのために使用される。

つぎに、漏洩水量測定装置２０を用いた漏洩水Ｗの漏洩水量測定手順について説明する。まず、漏洩水Ｗの漏洩水量の測定に先立ち、供給弁２７を介して計量管２１のＵ字状部に純水Ｗ１を流入させ、純水Ｗ１の液面を目盛２２のゼロレベルＡに一致させる。その後、配管４から排出された漏洩水Ｗが計量管２１内に流入し、計量管２１内には所定の時間で所定量の漏洩水Ｗが収容される。計量管２１には目盛２２が設けられているので、所定時間における漏洩水Ｗの体積を計量することが可能となる。これにより、単位時間当たりの漏洩水Ｗの漏洩水量を算出することができる。漏洩水量の測定が完了すると、排水弁２６が開とされ、計量管２１内に残存する漏洩水Ｗが排出管２９から排水管６に排出される。

漏洩水量の測定中に、漏洩水Ｗの流量が増加した際は、所定の時間で計量管２１の漏洩水Ｗの水位が著しく上昇する場合がある。万一、漏洩水Ｗの漏洩量が増加しても、導管２２の頂部の位置よりも計量管２１の排水受け２１ａの上端の位置が高いので、漏洩水Ｗは計量管２１から溢れることはなく、導管２２を介して漏洩水Ｗは排水管６に排出される。このように、漏洩水量測定装置２０による漏洩水Ｗの漏洩水量の測定においては、実施の形態１と同様に漏洩水量の測定毎に図４に示すビニル袋８を準備する必要もなく、また、漏洩水Ｗが放射性水であっても、測定者は漏洩水Ｗに直接触れることなく漏洩水量の測定および漏洩水Ｗの排水が可能となる。

なお、上記実施の形態２の測定手順では、漏洩水Ｗの漏洩水量の測定に先立ち、供給弁２７を介して計量管２１のＵ字状部に純水Ｗ１を流入させ、純水Ｗ１の液面を目盛２２のゼロレベルＡに一致させるようにしているが、計量管２１のＵ字状部に漏洩水Ｗを予め流入させておき、漏洩水Ｗの液面をゼロレベルＡに一致させるようにすれば、純水Ｗ１の供給がなくとも漏洩水Ｗの漏洩水量の測定が可能となる。

以上、この発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、各実施の形態では、復水ポンプ１のメカニカルシール３からの漏洩水Ｗの漏洩水量の測定について説明したが、復水ポンプ１に限られず、給水ポンプやその他のでもあってもよい。さらに、メカニカルシールは、原子力発電所で用いられるポンプに限られず、産業用ポンプやその他の流体機器類に使用されるものであってもよい。

本発明の実施の形態１に係わる漏洩水量測定装置の透視斜視図である。 図１の漏洩水量測定装置が設けられる原子力発電所の復水ポンプ近傍の配管図である。 本発明の実施の形態２に係わる漏洩水量測定装置の正面図である。 従来における復水ポンプのメカニカルシールからの漏洩水の採取状態を示す正面図である。

符号の説明

１ 復水ポンプ
３ メカニカルシール
４ 配管
６ 排水管
１０ 漏洩水量測定装置
１１ 計量カップ（計量手段）
１４ 排水弁
１７ 排水用カップ（余剰水排水手段）
２０ 漏洩水量測定装置
２１ 計量管（計量手段）
２２ 導管（余剰水排水手段）
２６ 排水弁
２７ 供給弁
Ｗ 漏洩水

Claims (3)

1. メカニカルシールからの漏洩水を収容し該漏洩水の体積を測る計量手段と、前記計量手段の下流側に設けられ前記計量手段に収容された前記漏洩水の水位が所定量を超えたときに前記計量手段から余剰な前記漏洩水を排水管に排出させるための余剰水排出手段と、前記計量手段に設けられ体積測定後の前記計量手段内の前記漏洩水を前記排水管に排出させるための排水弁と、を備えたことを特徴とする漏洩水量測定装置。
2. 前記計量手段は、前記メカニカルシールからの前記漏洩水を収容する計量カップから構成されており、前記余剰水排出手段は、前記計量カップの外側に設けられ前記計量カップから溢れた前記漏洩水を前記排水管に導く排水用カップからなることを特徴とする請求項１に記載の漏洩水量測定装置。
3. 前記計量手段は、前記メカニカルシールからの前記漏洩水を収容するＵ字状の計量管から構成されており、前記余剰水排出手段は、前記計量管の下流側に接続され前記計量管内の前記漏洩水の水位が所定量を超えたときに前記計量管内の余剰な前記漏洩水を前記排水管へ導く導管から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の漏洩水量測定装置。

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