JP2013246061A

JP2013246061A - 差圧式液面位置計測装置

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Publication number: JP2013246061A
Application number: JP2012120293A
Authority: JP
Inventors: Toshiharu Nakabayashi; 利春中林
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2012-05-25
Filing date: 2012-05-25
Publication date: 2013-12-09
Anticipated expiration: 2032-05-25
Also published as: JP5955100B2

Abstract

【課題】基準レグに保有される液体の液面高さが低下した場合でも、液体タンクに貯留された液体の液面位置を求める際の精度低下を抑制する差圧式液面位置計測装置を提供する。
【解決手段】差圧式液面位置計測装置１は、基準レグ２１と、コンデンスポット２２と、可変レグ２４と、差圧伝送器３４と、開閉弁４０とを含む。液体タンク２０には、液体Ｗと蒸気Ｓｔとが密閉されており、コンデンスポット２２には、液体タンク２０に接続されて蒸気Ｓｔの一部が導入される。開閉弁４０は、基準レグ２１に通じる通路を開閉でき、閉止時には基準レグ２１内に液体ｗを貯留できると共に、開放時には基準レグ２１内の液体ｗを排出できる。そして、差圧伝送器３４は、基準レグ２１の下端部と可変レグ２４の下端部との差圧を検出する。
【選択図】図３

Description

本発明は、密閉された液体タンクにおける液体の液面位置を検出する差圧式液面位置計測装置に関する。

密閉された液体タンクの液体の液面位置を検出する方法として、基準レグと可変レグとを用い、両者の差圧に基づいて液体の液面の位置を検出する差圧式液面位置計測装置がある。このような差圧式液面位置計測装置は、例えば、原子力発電プラント等の原子力施設、火力発電施設などにおいて、使用されている（特許文献１参照）。

特開平８−２２０２８３号公報

差圧式液面位置計測装置は、基準レグに保有される液体の液面高さが基準レグ高さと等しい前提で、基準レグと可変レグとを用い、両者の差圧に基づいて液体の液面の位置を検出する。しかし、基準レグに保有される液体の液面高さが低下することがある。この場合、測定対象である液体タンクの液体の液面位置を求める精度が低下する可能性がある。

本発明は、上述した課題を解決するものであり、基準レグに保有される液体の液面高さが低下した場合でも、液体タンクに貯留された液体の液面位置を求める際の精度低下を抑制する差圧式液面位置計測装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、差圧式液面位置計測装置は、液体と蒸気とが密閉される液体タンクと、前記液体タンクに接続されて前記蒸気の一部が導入されるコンデンスポットと、前記コンデンスポットの下部に上端部が接続される基準レグと、前記液体タンクの下部に上端部が接続される可変レグと、前記基準レグに通じる通路を開閉でき、閉止時には前記基準レグ内に液体を貯留できると共に、開放時には前記基準レグ内の液体を排出できる開閉弁と、前記基準レグの下端部と前記可変レグの下端部との差圧を検出する差圧伝送器と、を含むことを特徴とする。

この差圧式液面位置計測装置は、開閉弁が開放時には前記基準レグ内の液体を排出できるため、基準レグに液体が無い状態とすることができる。このため、この差圧式液面位置計測装置は、基準レグに保有される液体の液面高さが低下した場合であっても、基準レグに保有される液体の液面高さに左右されない。その結果、差圧式液面位置計測装置は、液体タンクに貯留された液体の液面位置を求める際における精度低下を抑制することができる。

本発明において、液面位置演算装置をさらに含み、前記差圧伝送器は前記開閉弁が開放されて、前記基準レグ内の液体が排出されて前記蒸気に満たされた前記基準レグと、前記可変レグとの差圧を検出し、前記液面位置演算装置は、検出された差圧に基づいて前記液体タンクにおける液体の液面位置を求めることが好ましい。

この液面位置計測装置は、基準レグ内の液体が排出されて蒸気が満たされた基準レグと、可変レグとの差圧とに基づいて、液体タンクが保有する液体の液面の位置を求める。このため、液面位置計測装置は、液体タンクが貯留する液体の液面の位置の精度低下を抑制できる。

本発明において、前記差圧伝送器は、前記基準レグの容器内部が液体で満たされている場合に前記基準レグと前記可変レグとの差圧を検出する第１の圧力センサと、前記開閉弁が開放されて前記基準レグの容器内部が蒸気に満たされた場合に前記基準レグと前記可変レグとの差圧を検出する第２の圧力センサとを含むことが好ましい。

この液面位置計測装置は、基準レグの容器内部が液体で満たされている場合及び基準レグの容器内部が蒸気で満たされている場合のいずれの場合でも差圧の情報を高精度に保つことができる。

本発明は、基準レグに保有される液体の液面高さが低下した場合でも、液体タンクに貯留された液体の液面位置を求める際の精度低下を抑制する差圧式液面位置計測装置を提供することができる。

図１は、本実施形態に係る液面位置計測装置を示す模式図である。図２は、基準レグに保有される液体の液面高さが低下する状態を示す模式図である。図３は、本実施形態に係る液面位置計測装置が基準レグに保有される液体を排出した状態を示す模式図である。図４は、本実施形態に係る液面位置計測装置の制御例を示すフローチャートである。図５は、本実施形態の変形例に係る液面位置計測装置が基準レグに保有される液体を排出した状態を示す模式図である。図６は、本実施形態に係る液面位置計測装置が設けられた原子力施設の概略構成図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る液面位置計測装置を示す模式図である。図２は、基準レグに保有される液体の液面高さが低下する状態を示す模式図である。図３は、本実施形態に係る液面位置計測装置が基準レグに保有される液体を排出した状態を示す模式図である。差圧式液面位置計測装置１は、密閉された液体タンク２０の液体Ｗの液面位置を計測する装置である。

差圧式液面位置計測装置１は、基準レグ２１と、コンデンスポット２２と、液体タンク２０の上部とコンデンスポット２２とを接続する接続配管２３と、可変レグ２４と、差圧伝送器３４と、開閉弁４０と、液面位置演算装置３１とを含む。

液体タンク２０には、容器内部に液体Ｗが貯留されている。そして、液体Ｗの上方には、液体タンク２０の容器内部に蒸気Ｓｔが存在している。接続配管２３は、液体タンク２０の上部とコンデンスポット２２とを接続する。このため、接続配管２３を通じて、蒸気Ｓｔが液体タンク２０とコンデンスポット２２との間で流通可能な状態にある。

コンデンススポット２２は、内部の蒸気Ｓｔを凝縮させる凝縮器である。コンデンスポット２２は、蒸気Ｓｔを凝縮させ、容器内部に液体ｗとして貯留する。また、接続配管２３が液体タンク２０の上部に接続する接続位置は、接続配管２３がコンデンスポット２２に接続する接続位置よりも低くなっている。これにより、コンデンスポット２２の容器内部に貯留する液体ｗの液面は、一定となる。

基準レグ２１は、筒状の容器であり、液体ｗの圧力が導入される導圧管である。基準レグ２１の上端部は、コンデンスポット２２の下部に接続されている。これにより通常、基準レグ２１には、コンデンスポット２２が貯留する液体ｗの一部が導入され、液体ｗが基準レグ２１の容器内部を満たしている。そして、基準レグ２１の下端部は、差圧伝送器３４及び開閉弁４０に接続されている。

開閉弁４０は、液面位置演算装置３１の制御指令により基準レグ２１の内部の液体ｗの流路を開閉する弁である。本実施形態において、開閉弁４０は、第１開閉弁４１と第２開閉弁４２とが直列接続されている。第１開閉弁４１と第２開閉弁４２とは、通常、閉鎖されており、基準レグ２１に液体ｗを貯留することができるようになっている。開閉弁４０は、複数の開閉弁を直列にすることで、液体ｗの止水の確実性を高めている。

第１開閉弁４１と第２開閉弁４２の電磁弁または電動弁は、直流駆動であることが好ましい。そして、開閉弁４０には、第１開閉弁４１及び第２開閉弁４２の電磁弁または電動弁に電力を供給する直流電池が付随しており、停電時でも、液面位置演算装置３１の制御指令により第１開閉弁４１及び第２開閉弁４２を開閉する駆動ができることがより好ましい。

また、開閉弁４０の下流の流路には、ドレインタンク２６が備えられている。さらに、ドレインタンク２６と開閉弁４０との間の流路には、スチームトラップ２５が備えられていることがより好ましい。開閉弁４０が開放される場合、液体ｗが下流のスチームトラップ２５を介してドレインタンク２６に流れる。このため、開閉弁４０が開放される場合であってもスチームトラップ２５が蒸気Ｓｔの流出を抑制することができる。そして、スチームトラップ２５は、十分な液体ｗの排出量を備え、凝縮水である液体ｗがたまることによる静水頭の影響を抑制することができる。

可変レグ２４は、筒状の容器であり、上端部が液体タンク２０に接続されて液体Ｗの圧力が導入される導圧管である。可変レグ２４の下端部は、差圧伝送器３４に接続されている。なお、可変レグ２４の下流の流路には、開閉弁４０と同様な開閉弁を備えて、ドレインタンク２６と接続し、この開閉弁を開放することで、可変レグ２４に液体タンク２０の液体Ｗを満たすようにしてもよい。

差圧伝送器３４は、例えば、歪ゲージをダイヤフラム上に形成した圧力センサである。差圧伝送器３４は、基準レグ２１の下端部と可変レグ２４の下端部との間にダイヤフラムを内在させ、基準レグ２１の下端部と可変レグ２４の下端部との間の圧力差である差圧を検出することができる。差圧伝送器３４は、検出された差圧の情報を液面位置演算装置３１へ出力することができる。

差圧式液面位置計測装置１は、液面位置演算装置３１と、液面位置演算装置３１の演算結果を表示する表示装置３２と、温度センサ３３を含む。液面位置演算装置３１は、差圧伝送器３４で検出された差圧の情報に基づいて液体タンク２０における液体の液面位置（以下、液体タンク液面位置という）Ｈｗを求める演算を行う演算装置である。液面位置演算装置３１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を中心とするマイクロプロセッサと、このＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）と、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）と、記憶手段となる記憶装置とを含む。

図１に示すように、本実施形態に係る差圧式液面位置計測装置１は、液面位置演算装置３１が、液体タンク２０に接続する可変レグ２４の上端部の位置を水位０％の基準位置Ｈ_０として、基準位置Ｈ_０から液体Ｗの液面までの距離を液体タンク液面位置Ｈｗとして求める。そして、基準位置Ｈ_０からコンデンスポット２２の液体ｗの液面の位置（以下、基準レグ高さという）Ｈｆは、差圧式液面位置計測装置１が計測できる最大のタンク液面位置Ｈ_１００であり、水位１００％の位置である。なお、基準位置Ｈ_０から差圧伝送器３４のある底部位置Ｈｌまでの高さは、本実施形態では底部高さＨｆｂとする。

温度センサ３３は、基準レグ２１に設けられて、底部位置Ｈｌでの基準レグ２１の内部温度を検出する。温度センサ３３は、検出した温度の情報を液面位置演算装置３１に送出する。

一般的に、液体が入っている容器において、容器の底面にかかる圧力は、液体の高さと液体の密度（比重）に比例する。つまり、差圧伝送器３４が検出する差圧ΔＰは、下記式（１）で演算できる値と等価である。

ここで、γｗは、液体タンク２０の液体Ｗの比重である。γｓは、蒸気Ｓｔの比重である。γｆは、基準レグ２１の液体ｗの比重である。可変レグ２４の液体の比重も基準レグ２１の液体ｗの比重と同等であるので、ｒｆとする。上記式（１）を下記式（２）のようにすることで、ΔＰを検出できれば、液面位置演算装置３１が液体タンク液面位置Ｈｗを演算できる。

実際の基準レグ２１に保有される液体ｗの液面高さが基準レグ高さＨｆと等しい場合、差圧式液面位置計測装置１は、液面位置演算装置３１が上記式（２）を用いて差圧ΔＰから液体タンク液面位置Ｈｗを演算する。

図２に示すように、実際の基準レグ２１に保有される液体ｗの液面高さＨｆｘが基準レグ高さＨｆよりも低くなる可能性もある。例えば、基準レグ２１の周囲の温度が設計想定以上の温度となり、基準レグ２１に保有される液体ｗが蒸発して、少なくなる場合が想定される。

または、液体タンク２０がなんらかの理由により減圧されると、コンデンスポット２２内の圧力も減圧される。この場合、液体ｗ内に含まれる非凝縮性ガスの分離が生じる可能性があり、ガスの発生に伴って、コンデンスポット２２から液体タンク２０に液体ｗが移動してしまう可能性がある。

このように、基準レグ２１に保有される液体ｗの蒸発が生じた場合または減圧により基準レグ２１に保有される液体ｗ内の非凝縮性ガスの分離が生じた場合、実際に基準レグ２１に保有される液体の液面高さＨｆｘが低下する可能性がある。この場合、測定対象である液体タンク液面位置Ｈｗを求める精度が低下する可能性があるので、例えば上述した特許文献１の技術では、基準レグ２１に保有される液体ｗを補充する技術が記載されている。しかしながら、基準レグ２１に保有される液体の液面高さＨｆｘに低下してしまう要因は継続して発生していることが予想され、どの程度液体ｗを補充すれば液体タンク２０に貯留された液体の液面の位置を求める際の精度低下を抑制できるのか不明である。また、上述した特許文献１の技術では、基準レグ２１に保有される液体ｗを補充する量にも限りがある。

そこで、図３に示すように、本実施形態に係る差圧式液面位置計測装置１は、基準レグ２１内の液体ｗをドレインタンク２６に排出し、基準レグ２１の容器内を蒸気Ｓｔで満たしている。例えば、差圧式液面位置計測装置１は、図４に示すフローチャートに沿って制御される。

図４は、本実施形態に係る液面位置計測装置の制御例を示すフローチャートである。上述した図１に示すように、実際の基準レグ２１に保有される液体ｗの液面高さが基準レグ高さＨｆｓと等しい場合、差圧式液面位置計測装置１は、液面位置演算装置３１が上記式（２）を用いて差圧ΔＰから液体タンク液面位置Ｈｗを演算する（ステップＳ１０１）。

次に、液面位置演算装置３１は、ステップＳ１０１で求めた液体タンク液面位置Ｈｗを表示装置３２に表示する（ステップＳ１０２）。

次に、液面位置演算装置３１は、基準レグ２１に保有される液体ｗの液面高さが、図２に示すような液面高さＨｆｘに低下していない場合（ステップＳ１０３、Ｎｏ）、上記ステップＳ１０１に処理を戻す。

次に、液面位置演算装置３１は、基準レグ２１に保有される液体ｗの液面高さが、図２に示すような液面高さＨｆｘに低下している場合（ステップＳ１０３、Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１０４に進める。

次に、液面位置演算装置３１は、基準レグ２１に保有される液体ｗの液面高さが、図２に示すような液面高さＨｆｘに低下している判断は、例えば、温度センサ３３の温度情報に基づき、基準レグ温度Ｔｆの温度が液体ｗの飽和温度に近い閾値を超える場合、基準レグ２１の水面が低下しているとする。

次に、液面位置演算装置３１において、ステップＳ１０３の判断の処理は、例えば、温度センサ３３の温度情報に基づき、基準レグ温度Ｔｆの温度が液体ｗの飽和温度に近い閾値を超える場合、基準レグ２１の液面高さが低下しているとする。

本実施形態に係る差圧式液面位置計測装置１が温度センサ３３を有しなくても、液面位置演算装置３１において、ステップＳ１０３の判断の処理をすることができる。例えば、同一の液体タンク２０の液体タンク液面位置Ｈｗを演算する差圧式液面位置計測装置１を設ける。そして、複数の差圧式液面位置計測装置１のうち、ステップＳ１０１の処理で演算した液体タンク液面位置Ｈｗが他の差圧式液面位置計測装置１よりも所定の閾値以上高い特定の差圧式液面位置計測装置１がある場合、特定の差圧式液面位置計測装置１における基準レグ２１の液面高さが低下しているとする。

次に、図４に示すステップＳ１０４において、液面位置演算装置３１は、開閉弁４０を開放する。例えば、液面位置演算装置３１の制御指令により第１開閉弁４１及び第２開閉弁４２の電磁弁または電動弁が流路を開放する。そして、基準レグ２１内の液体ｗは、ドレインタンク２６に排水される。なお、開閉弁４０の開放は、運転員の判断により、手動で行ってもよい。

次に、液面位置演算装置３１は、基準レグ２１の液体ｗの排出が完了していない場合（ステップＳ１０５、Ｎｏ）、液体タンク液面位置Ｈｗを求めても精度が低下する可能性があるので排水を継続する。例えば、液面位置演算装置３１は、温度センサ３３の温度情報に基づき、基準レグ温度Ｔｆの温度が液体ｗの飽和温度で安定していない場合、排水を続け、基準レグ温度Ｔｆの温度が液体ｗの飽和温度で安定するまで処理を進めない。

次に、液面位置演算装置３１は、基準レグ２１の液体ｗの排出が完了している場合（ステップＳ１０５、Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１０６に進める。例えば、ステップＳ１０５において、温度センサ３３の温度情報に基づき、基準レグ温度Ｔｆの温度が液体ｗの飽和温度で安定した場合、排水が完了したとして処理をステップＳ１０６に進める。

排水が完了した場合、図３に示すように基準レグ２１の容器内部は、蒸気Ｓｔで満たされている。つまり、差圧伝送器３４が検出する差圧ΔＰは、下記式（３）で演算できる値と等価である。

ここで、γｗは、液体タンク２０の液体Ｗの比重である。γｆは、可変レグ２４の液体の比重である。γｓは、蒸気Ｓｔの比重である。γｆｓは、基準レグ２１の蒸気Ｓｔの比重である。上記式（３）を下記式（４）のようにすることで、ΔＰを検出できれば、液面位置演算装置３１は、液体タンク液面位置Ｈｗを演算できる。

基準レグ２１の容器内部は、蒸気Ｓｔで満たされている場合、液面位置演算装置３１は、上記式（４）を用いて差圧ΔＰから液体タンク液面位置Ｈｗを演算する（ステップＳ１０６）。

次に、液面位置演算装置３１は、ステップＳ１０６で求めた液体タンク液面位置Ｈｗを表示装置３２に表示する（ステップＳ１０７）。

以上説明したように、本実施形態に係る差圧式液面位置計測装置１は、基準レグ２１と、コンデンスポット２２と、可変レグ２４と、差圧伝送器３４と、開閉弁４０とを含む。液体タンク２０には、液体Ｗと蒸気Ｓｔとが密閉されており、コンデンスポット２２には、液体タンク２０に接続されて蒸気の一部が導入される。基準レグ２１には、コンデンスポット２２の下部に上端部が接続され、可変レグ２４には液体タンク２０の下部に上端部が接続されている。開閉弁４０は、基準レグ２１に通じる通路を開閉でき、閉止時には基準レグ２１内に液体ｗを貯留できると共に、開放時には基準レグ２１内の液体ｗを排出できる。そして、差圧伝送器３４は、基準レグ２１の下端部と可変レグ２４の下端部との差圧ΔＰを検出する。

この構造により、基準レグ２１内の液体ｗを排出できるため、基準レグ２１内の液体ｗの高さに左右されず、基準レグ２１内の蒸気に基づいて、差圧伝送器３４は、基準レグ２１の下端部と可変レグ２４の下端部の差圧を検出する。

そして、差圧伝送器３４は、開閉弁４０が開放されることで基準レグ２１内の液体ｗが排出され、蒸気Ｓｔに満たされた基準レグ２１と、可変レグ２４との差圧ΔＰを検出し、液面位置演算装置３１はこの差圧ΔＰに基づいて液体タンク液面位置Ｈｗを求めることができる。

（変形例）
図５は、本実施形態の変形例に係る液面位置計測装置が基準レグに保有される液体を排出した状態を示す模式図である。図５に示すように、差圧式液面位置計測装置１は、差圧伝送器３４Ａが第１の圧力センサ３４ａ及び第２の圧力センサ３４ｂを備えている。なお、上述した実施形態と同じ構成要素には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

差圧伝送器３４Ａは、例えば、歪ゲージをダイヤフラム上に形成した第１の圧力センサ３４ａ及び第２の圧力センサ３４ｂを備えている。差圧伝送器３４の第１圧力センサ３４ａ及び第２の圧力センサ３４ｂは、基準レグ２１の下端部と可変レグ２４の下端部との間にダイヤフラムを内在させ、基準レグ２１の下端部と可変レグ２４の下端部との間の圧力差である差圧を検出することができる。差圧伝送器３４Ａは、検出された差圧の情報を液面位置演算装置３１へ出力することができる。

第１の圧力センサ３４ａは、上記式（１）の差圧ΔＰの変化に対応し、予め定められた差圧電気信号変換特性（測定レンジ）に応じて出力電流を生じさせる。同様に、第２の圧力センサ３４ｂ、上記式（３）の差圧ΔＰの変化に対応し、予め定められた差圧電気信号変換特性（測定レンジ）に応じて出力電流を生じさせる。

一般的には、圧力センサの出力電流の分解能及び圧力センサのＡ／Ｄ変換のデジタル値の分解能を変更しないまま、圧力センサの測定レンジを広げる場合、圧力センサの出力電流から得られる計測値の精度は低下する可能性がある。このため、上述した実施形態の差圧伝送器３４は、圧力センサの差圧電気信号変換特性（測定レンジ）を上記式（３）の差圧ΔＰの変化に合わせておくことが望ましい。

本実施形態の変形例では、図５に示すように、差圧伝送器３４Ａが差圧伝送器３４Ａが第１の圧力センサ３４ａ及び第２の圧力センサ３４ｂを備え、第１の圧力センサ３４ａの測定レンジは、第２の圧力センサ３４ｂの測定レンジよりも狭いようにする。このため、基準レグ２１の容器内部が液体ｗで満たされている場合、差圧伝送器３４Ａは、第１の圧力センサ３４ａで検出された差圧の情報を液面位置演算装置３１へ出力する。また、基準レグ２１の容器内部が蒸気ｓｔで満たされている場合、差圧伝送器３４Ａは、第２の圧力センサ３４ｂで検出された差圧ΔＰの情報を液面位置演算装置３１へ出力する。これにより、第２の圧力センサ３４ｂの測定レンジとは無関係に、基準レグ２１の容器内部が液体ｗで満たされている場合に最適な第１の圧力センサ３４ａの測定レンジを定めることができることから、第１の圧力センサ３４ａで検出された差圧ΔＰの情報を高精度に保つことができる。

そして、第２の圧力センサ３４ｂは、第１の圧力センサ３４ａよりも出力電流の分解能を高めることがより好ましい。あるいは、第２の圧力センサ３４ｂまたは第２の圧力センサ３４ｂの出力を処理する差圧伝送器３４Ａの処理回路は、第１の圧力センサ３４ａまたは第１の圧力センサ３４ａの出力を処理する差圧伝送器３４Ａの処理回路よりも、出力電流のＡ／Ｄ変換のデジタル値の分解能を高めることがより好ましい。これにより、基準レグ２１の容器内部が蒸気ｓｔで満たされている場合に最適な第２の圧力センサ３４ｂの測定レンジを定めることができることから、第２の圧力センサ３４ｂで検出された差圧ΔＰの情報を高精度に保つことができる。

以上説明したように、差圧伝送器３４Ａは、基準レグ２１の容器内部が液体ｗで満たされている場合に基準レグ２１と可変レグ２４との差圧を検出する第１の圧力センサ３４ａと、開閉弁４０が開放されて基準レグ２１内の液体ｗが排出され、かつ基準レグ２１の容器内部が蒸気ｗｔに満たされた場合に基準レグ２１と可変レグ２４との差圧を検出する第２の圧力センサ３４ｂとを含む。この構造により、基準レグ２１の容器内部が液体ｗで満たされている場合及び基準レグ２１の容器内部が蒸気ｓｔで満たされている場合のいずれの場合でも差圧ΔＰの情報を高精度に保つことができる。

図６は、本実施形態に係る液面位置計測装置が設けられた原子力施設の概略構成図である。原子力施設１００は、例えば、原子力発電プラントである。本実施形態において、原子力発電プラントは、加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）となっている。加圧水型の原子力発電プラントは、原子炉５が一次冷却材となる軽水を加熱した後、加圧器６によって高温・高圧となった軽水をポンプにより蒸気発生器７に送る。そして、原子力発電プラントは、蒸気発生器７が、高温となった軽水を二次冷却材と熱交換させることにより二次冷却材を蒸発させ、蒸発した二次冷却材（蒸気）をタービンに送って発電機を駆動させることにより、発電を行っている。

図６に示すように、原子力施設１００は、原子炉５と、原子炉５を格納する原子炉格納容器１０と、原子炉格納容器１０の底部に設けられた貯水槽１５とを備えている。原子炉格納容器１０は、中空半球状に形成された容器天井部１０ａと、有底円筒状に形成された容器本体部１０ｂとで一体に構成されている。原子炉格納容器１０内の容器天井部１０ａには、スプレイ設備１６が設けられている。スプレイ設備１６は、複数のスプレイリング１７と、貯水槽１５からスプレイリング１７へ向けて冷却水を供給する図示しないスプレイポンプとを有している。

貯水槽１５は、冷却水を貯水するものであり、用途に応じて複数種設けられている。貯水槽１５としては、例えば、原子炉格納容器１０内で用いられる冷却水を貯水する格納容器サンプ１５ａ、スプレイリング１７に供給される冷却水を貯水する再循環サンプ１５ｂ、原子炉格納容器１０内の冷却時において冷却水が溜まるキャビティ１５ｃ等がある。

原子力施設１００は、原子力施設１００で用いられる液体（一次冷却材又は二次冷却材等）を貯留する液体タンク２０を有する。原子力施設１００の液体タンク２０は、例えば、上述した原子炉５、加圧器６及び蒸気発生器７等がある。加圧器６は、原子力施設１００で用いられる液体のうち一次冷却材を貯留し、蒸気発生器７は、水室に一次冷却材を、伝熱管群が格納されて一次冷却材と二次冷却材との熱交換を行う熱交換部に二次冷却材を貯留する。この原子力施設１００は、上述した差圧式液面位置計測装置１を含むので、液体タンク２０に貯留された液体の液面の位置を求める際における精度低下を抑制することができる。

本実施形態は、加圧水型原子炉の液体タンク２０を対象としたが、本実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、本実施形態で説明した差圧式液面位置計測装置１は、沸騰水型原子炉（ＢＷＲ：Boiling Water Reactor）の液体タンク、火力発電所の液体タンクに対しても適用できる。

以上、本実施形態について説明したが、本実施形態は、上述した内容によって限定されるものではない。また、上述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、上述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、本実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

１差圧式液面位置計測装置
２０液体タンク
２１基準レグ
２２コンデンスポット
２３接続配管
２４可変レグ
２５スチームトラップ
２６ドレインタンク
３１液面位置演算装置
３２表示装置
３３温度センサ
３４、３４Ａ差圧伝送器
３４ａ第１の圧力センサ
３４ｂ第２の圧力センサ
４０開閉弁
４１第１開閉弁
４２第２開閉弁
１００原子力施設
Ｈｗ液体タンク液面位置

Claims

液体と蒸気とが密閉される液体タンクと、
前記液体タンクに接続されて前記蒸気の一部が導入されるコンデンスポットと、
前記コンデンスポットの下部に上端部が接続される基準レグと、
前記液体タンクの下部に上端部が接続される可変レグと、
前記基準レグに通じる通路を開閉でき、閉止時には前記基準レグ内に液体を貯留できると共に、開放時には前記基準レグ内の液体を排出できる開閉弁と、
前記基準レグの下端部と前記可変レグの下端部との差圧を検出する差圧伝送器と、
を含むことを特徴とする差圧式液面位置計測装置。
液面位置演算装置をさらに含み、
前記差圧伝送器は前記開閉弁が開放されて、前記基準レグ内の液体が排出されて前記蒸気に満たされた前記基準レグと、前記可変レグとの差圧を検出し、
前記液面位置演算装置は、検出された差圧に基づいて前記液体タンクにおける液体の液面位置を求める、請求項１に記載の差圧式液面位置計測装置。
前記差圧伝送器は、前記基準レグの容器内部が液体で満たされている場合に前記基準レグと前記可変レグとの差圧を検出する第１の圧力センサと、前記開閉弁が開放されて前記基準レグの容器内部が蒸気に満たされた場合に前記基準レグと前記可変レグとの差圧を検出する第２の圧力センサとを含む請求項１または請求項２に記載の差圧式液面位置計測装置。