JP2015152373A - 原子力プラント計装装置 - Google Patents

Abstract

【課題】導圧路内においての気泡の発生を確実に抑えることができ、これにより、長期にわたって信頼性とともに保守性の向上が図られた原子力プラント計装装置を提供する。【課題手段】原子力プラント１００一次系における測定流体Ｆｈ，Ｆｌを計測する部位に設けられる管状の導圧路と、導圧路内に充填された封入液Ｌと、導圧路における一方の開口を閉塞する状態で設けられ測定流体Ｆｈ，Ｆｌの圧力を受圧する受圧ダイアフラム１３，１３’と、封入液Ｌに晒された状態で導圧路における他方の開口に設けられた圧力センサ１５と、導圧路の内部に設けられた水素吸蔵材とを有する原子力プラント計装装置１０。【選択図】図１

Description

本発明は、原子力プラント計装装置、特には放射線環境や高温環境で用いるのに好適な圧力伝送器を備えた原子力プラント計装装置に関する。

原子力プラント計装装置においては、プラントのプロセス量（水位、圧力、差圧、流量）を計測するのに圧力伝送器が利用されている。圧力伝送器は、ダイアフラムで受けた流体の圧力を、導圧路内に充填した封入液により圧力センサまで伝達し、圧力センサで検出された電気信号を外部へ伝送するものであり、絶対圧を測定するものと差圧又はゲージ圧を測定するものがある。

これら圧力伝送器は、原子力プラントを始めとして、石油精製プラント、化学プラントなどにおけるプロセス流体の各種計測に用いられており、プラントの安全確保や製品の品質を確保する点から、例えば±１％の精度が要求されている。しかしながら、長期間の使用においては、プロセス流体に含有される水素（水素原子、水素分子、水素イオン）の一部がダイアフラムを透過して導圧路中に気泡となって溜まる。これにより、導圧路内部の圧力が上昇して圧力伝達特性が劣化するため、測定精度を保つことが困難であった。

そこで、従来から、ダイアフラムを透過して圧力伝送器の内部に侵入する水素の影響を抑制する様々な技術が提案されている。例えば、下記特許文献１には、ダイアフラムのうち封入液に接している片面に水素吸蔵合金膜を形成することにより、ダイアフラムを透過した水素を水素吸蔵合金膜に捕獲させる技術が開示され、このような技術によれば、封入液中における気泡の発生を抑えて圧力伝達特性を維持できるとしている。

特開２００５−１１４４５３号公報

しかしながら上述した従来技術は、圧力伝送器の外部からダイアフラムを透過した水素の影響を低減するためのものであり、圧力伝送器の導圧路内部において発生した気体、およびダイアフラムを透過して導圧路内部に侵入してしまった水素については考慮されていなかった。すなわち、放射線環境や高温環境等の特殊環境下においては、圧力伝送器の導圧路内に充填された封入液が放射線や熱によって分解し、水素や炭化水素類の気体を発生する。発生した気体は、封入液の溶解度を超えると気泡化するため、これによっても圧力伝送器における圧力伝達特性が劣化するのである。このため特に、このような圧力伝送器を特殊環境下となる原子力プラント一次系を対象とした原子力プラント計装装置に適用した場合には、長期間の使用において、制御装置、モニター、及び中央操作監視盤にプロセス量を所定の精度以内で出力することができなくなる。この結果、原子力プラント計装装置を比較的短い周期で校正する必要がある。

そこで本発明は、導圧路内においての気泡の発生を確実に抑えることができ、これにより、長期にわたって信頼性とともに保守性の向上が図られた原子力プラント計装装置を提供することを目的とする。

このような目的を達するための本発明の原子力プラント計装装置は、原子力プラント一次系における測定流体を計測する部位に設けられる管状の導圧路と、前記導圧路内に充填された封入液と、前記導圧路における一方の開口を閉塞する状態で設けられ測定流体の圧力を受圧する受圧ダイアフラムと、前記封入液に晒された状態で前記導圧路における他方の開口に設けられた圧力センサと、前記導圧路の内部に設けられた水素吸蔵材とを有することを特徴とする。

以上のような構成の本発明の原子力プラント計装装置は、導圧路内部に水素吸蔵材を有する構成である。これにより、封入液の分解によって発生した水素が水素吸蔵材に吸蔵されるため、導圧路内においての気泡の発生が抑えられ、差圧路内の圧力の安定化を図ることができる。この結果、長期にわたって所定の精度以内でプロセス量を測定することが可能となり、メンテナンスのコストを削減できる。すなわち、信頼性とともに保守性の向上が図られたものとなる。

原子力プラント一次系を対象とした第１実施形態に係る原子力プラント計装装置の適用例を示す図である。 第１実施形態に係る原子力プラント計装装置の要部である圧力伝送器の構成を示す図である。 水素吸蔵材による水素吸蔵を説明する図である。 導圧路における水素吸蔵材の配置例を示す図である。 封入液に対するガンマ線の照射試験を説明する図である。 ガンマ線の積算線量と封入液中における発生ガス量との関係を示すグラフである。 ガンマ線の照射による封入液であるメチルフェニルシリコンオイルの分解と水素吸蔵材による水素吸蔵を説明する図である。 ガンマ線の照射による封入液であるジメチルシリコンオイルの分解と水素吸蔵材による水素吸蔵を説明する図である。 第２実施形態に係る原子力プラント計装装置の要部である圧力伝送器の構成を示す図である。 受圧ダイアフラムにおける水素透過防止層の配置例を示す図である。 第３実施形態に係る原子力プラント計装装置の要部である圧力伝送器の構成を示す図である。 第４実施形態に係る原子力プラント計装装置の要部である圧力伝送器の構成を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて次に示す順に説明する。
１．第１実施形態：差圧測定用の圧力伝送器の適用例
２．第２実施形態：水素透過防止層を設けた差圧測定用の圧力伝送器の適用例
３．第３実施形態：絶対圧力測定用の圧力伝送器の適用例
４．第４実施形態：中間ダイアフラムを備えた圧力伝送器の適用例

≪第１実施形態≫
（差圧測定用の圧力伝送器の適用例）
図１は、原子力プラント一次系を対象とした第１実施形態に係る原子力プラント計装装置の適用例を示す図であり、沸騰水型の原子力プラント（Boiling Water Reactor：ＢＷＲ）における給水系及び復水系の構成を示す図である。以下この図に基づいて、原子力プラント１００の一次系においてプロセス計測する部位に、本実施形態の原子力プラント計装装置を用いる例を示す。

＜原子力プラント１００の概要＞
この図に示すように、原子力プラント１００は、核燃料の集合体である炉心５１を、炉水５２に浸漬させた状態で収容する圧力容器５３を備えている。圧力容器５３には、主蒸気配管５４を介して高圧タービン５５が接続され、この高圧タービン５５には湿分分離加熱器５６を介して低圧タービン５７が接続されている。高圧タービン５５と、低圧タービン５７とは同軸状に配置され、さらにこれらのタービンによって稼働する発電機５８が接続されている。湿分分離加熱器５６には、ドレン配管５９を介してドレンタンク６０が設けられている。

また低圧タービン５７には復水器６１が設けられており、復水器６１内には冷却管６２が配設されている。この復水器６１と圧力容器５３とが復水配管６３を介して接続された状態となっている。復水配管６３には、復水器６１側から順に、復水ポンプ６４、給水加熱器６５、給水ポンプ６６が設けられており、圧力容器５３と高圧タービン５５および低圧タービン５７との間で炉水５２を循環させている。また、給水加熱器６５には、ドレン配管６７を介してドレンタンク６８が設けられ、ドレンタンク６８は給水配管６９とドレンポンプ７０とによって復水配管６３の復水器６１側に接続されている。

以上のような構成の原子力プラント１００においては、例えば給水加熱器６５のドレンタンク６８の水位計測に原子力プラント計装装置１０が用いられている。次に、放射線環境や高温環境等の特殊環境下となる原子力プラント一次系に適用可能な本発明の原子力プラント計装装置１０の構成を説明する。

＜原子力プラント計装装置１０の構成＞
原子力プラント計装装置１０は、圧力伝送器１と、圧力伝送器１の出力信号が取り込まれる制御装置８０と、該制御装置８０を介して計測した水位情報が出力されるモニター８１とを備えている。そして特に、第１実施形態の原子力プラント計装装置１０は、差圧測定用の圧力伝送器１を備えており、その構成が特徴的である。以下に、原子力プラント計装装置１０の特徴部である圧力伝送器１を詳述する。

＜圧力伝送器１の構成＞
図２は、第１実施形態に係る原子力プラント計装装置の要部である圧力伝送器の構成を示す図である。この図に示す圧力伝送器１は、原子力プラント一次系における炉水５２を測定流体とした圧力測定に用いられるものであり、２点間（高圧側と低圧側）の圧力差を測定するものである。

この圧力伝送器１は、高圧側の測定流体Ｆｈに対応して設けられた導圧路１１と、これよりも低圧側の測定流体Ｆｌに対応して設けられた導圧路１１’とを備えている。これら一対の導圧路１１，１１’の内部には、封入液Ｌが充填されている。各導圧路１１，１１’における一方の開口は、それぞれが受圧ダイアフラム１３，１３’で閉塞されている。またこの圧力伝送器１は、各導圧路１１，１１’における他方の開口に共通に設けられた１つの圧力センサ１５と、この圧力センサ１５に対して並列に設けられた１つのセンタダイアフラム１７とを備えている。そして、特に特徴的な構成は、導圧路１１，１１’の内部に水素吸蔵材が設けられているところにある。

以下、圧力伝送器１に設けられた各構成要素の詳細を、導圧路１１，１１’、封入液Ｌ、受圧ダイアフラム１３，１３’、圧力センサ１５、センタダイアフラム１７、水素吸蔵材の順に説明する。

［導圧路１１，１１’］
導圧路１１，１１’は、それぞれの一方の開口部分において開口径を拡大した受圧室１１ａ，１１ａ’を備えている。この受圧室１１ａ，１１ａ’によって拡大された導圧路１１，１１’の開口部分が、それぞれ受圧ダイアフラム１３，１３’によって閉塞されている。そしてこの導圧路１１，１１’は、原子力プラント１００の一次系における計測部位に設置される。導圧路１１，１１’は、受圧ダイアフラム１３，１３’で閉塞される側の開口において、測定流体が流れる配管に接続されることとする。各受圧室１１ａ，１１ａ’は、受圧ダイアフラム１３，１３’の受圧による動きを妨げることのない内部形状で形成されていることとする。

また、導圧路１１，１１’は、受圧ダイアフラム１３，１３’で閉塞されている側と逆側の他方の開口部分に、その開口径を拡大した過大圧の放圧室１１ｂ，１１ｂ’を備えている。導圧路１１，１１’においてその開口径が拡大された形状の放圧室１１ｂ，１１ｂ’は、１つのセンタダイアフラム１７を挟持して配置され、このセンタダイアフラム１７によって分断された状態となっている。各放圧室１１ｂ，１１ｂ’は、センタダイアフラム１７の受圧による動きを妨げることのない内部形状で形成されていることとする。

さらに導圧路１１，１１’は、分岐した経路を有しており、その分岐した導圧路１１，１１’の先端側の開口に圧力センサ１５が設けられた構成となっている。ここで、例えば高圧側の測定流体Ｆｈに対応して設けられた導圧路１１は、放圧室１１ｂの壁部から分岐した経路を有する。一方、低圧側の測定流体Ｆｌに対応して設けられた導圧路１１’は、放圧室１１ｂ’の手前において分岐した経路を有する。

導圧路１１，１１’において、これらの分岐した経路の先端側の開口は、１つの圧力センサ１５を挟持して配置され、この圧力センサ１５によって導圧路１１，１１’が分断された状態となっている。

［封入液Ｌ］
封入液Ｌは、以上のように閉塞された一対の導圧路１１，１１’内に封入されたもので、受圧室１１ａ，１１ａ’、放圧室１１ｂ，１１ｂ’、および分岐した圧力センサ１５までの部分を含む導圧路１１，１１’内に充填されている。これら一対の導圧路１１，１１’内に充填される封入液Ｌは、同一の種類のものであって良い。これらの封入液Ｌは、例えばシリコンオイルであり、一例としてジメチルシリコンオイル、またはフェニル基を含むメチルフェニルシリコンオイルである。フェニル基を含むシリコンオイルは、具体的には下記構造式（１）に示すメチルフェニルシリコンオイルである。フェニル基は、結合力が高い二重結合構造を有する基であり、放射線分解や熱分解によって水素原子やメチル基が脱離し難い。このため、特に原子力プラント１００の一次系に適用される原子力プラント計装装置の封入液としては、より放射線分解や熱分解しやすい部分にメチルフェニルシリコンオイルを充填することが好ましい。

上記構造式（１）に示すメチルフェニルシリコンオイルは、シリコンに結合するメチル基の数に対してフェニル基の数が多いほど良く、ｍに対してｐが大きいほど好ましい。

尚、導圧路１１，１１’の配置環境に偏りがある場合、導圧路１１，１１’のうちの一方の封入液Ｌのみをフェニル基を含むシリコンオイルとし、他方の封入液Ｌを例えばジメチルシリコンオイルのような一般的なものとしても良い。

［受圧ダイアフラム１３，１３’］
受圧ダイアフラム１３，１３’は、測定流体Ｆｈ，Ｆｌに対して直接晒されてその圧力を受圧するダイアフラムである。尚、測定流体Ｆｈ，Ｆｌは、この圧力伝送器１が設置される原子力プラント一次系における炉水５２である。

これらの受圧ダイアフラム１３，１３’は、導圧路１１，１１’における受圧室１１ａ，１１ａ’の開口を閉塞する状態で導圧路１１，１１’に対して固定されている。そして、一方の受圧ダイアフラム１３が高圧側の測定流体Ｆｈに対して晒され、他方の受圧ダイアフラム１３’が低圧側の測定流体Ｆｌに対して晒されるように、原子力プラント１００の一次系に設置される。このため、各受圧ダイアフラム１３，１３’は、測定流体Ｆｈ，Ｆｌに対する耐性を考慮した材質で構成されており、例えばステンレスによって構成されている。また、各受圧ダイアフラム１３，１３’は、例えば波形形状に加工されたものであっても良い。

［圧力センサ１５］
圧力センサ１５は、導圧路１１，１１’に充填された封入液Ｌによって伝送された圧力を検出するためのものであり、例えば半導体圧力センサである。この圧力センサ１５は、半導体チップの両面に印加された圧力の差を電気信号に変換して出力するものである。このような圧力センサ１５は、一方の面において、導圧路１１内の封入液Ｌによって伝達された圧力を受け、他方の面において導圧路１１’内の封入液Ｌによって伝達された圧力を受けるように、導圧路１１，１１’に挟持されている。これにより、受圧ダイアフラム１３で受けた高圧側の測定流体Ｆｈと、受圧ダイアフラム１３’で受けた低圧側の測定流体Ｆｌとの圧力差が検出される構成となっている。

この圧力センサ１５には、リード線１５ａを介して出力回路１５ｂが接続される。この出力回路１５ｂは、図１の制御装置８０に接続されるものである。

［センタダイアフラム１７］
センタダイアフラム１７は、加わる圧力に対応して変形量が少ない過負荷保護用のダイアフラムであって、一対の導圧路１１，１１’に対して圧力センサ１５と並列に配置されている。このようなセンタダイアフラム１７は、各導圧路１１，１１’に設けられた放圧室１１ｂ、１１ｂ’の開口を閉塞し、この開口において導圧路１１，１１’同士を隔てると共に、両側が封入液Ｌに晒されるように設けられている。これにより、受圧ダイアフラム１３，１３’のうちの一方に過大な圧力が加わった場合にも、センタダイアフラム１７自身が大きく変形しないので、受圧ダイアフラム１３，１３’の変形量も大きくならずに破損が起こり難い構成となっている。

［水素吸蔵材］
水素吸蔵材は、導圧路１１，１１’の内部に設けられることで封入液Ｌに接触する状態で配置されている。ここでは特に、導圧路１１，１１’の配設方向に沿って水素吸蔵材が配置されていることが好ましい。

ここで水素吸蔵材は、水素を取り込む性質のある金属またはその合金によって構成され、水素および導圧路１１，１１’内において発生した炭化水素（詳しくは鎖状飽和炭化水素）中の水素原子を吸蔵する。このような水素吸蔵材は、具体的にはパラジウム、マグネシウム、バナジウム、チタン、マンガン、ジルコニウム、ニッケル、ニオブ、コバルト、カルシウム、またはそれらの合金である。

図３は、水素吸蔵材による水素吸蔵を説明する図であり、一例として水素吸蔵材１９にパラジウム（Ｐｄ）を用いた場合の水素吸蔵を説明する図である。この図に示すように、水素吸蔵材１９であるパラジウムは結晶構造が面心立方格子であって、水素分子１０１は、パラジウム原子１９’の原子間に水素原子１０１ａとして吸蔵される。このような水素吸蔵により、パラジウムは、パラジウム自体の体積の９３５倍の水素を吸蔵することが知られている。

図４Ａ〜図４Ｃは、導圧路１１，１１’における水素吸蔵材１９の配置例を示す図である。以下、これらの図に基づいて導圧路１１，１１’の内部における水素吸蔵材１９の配置状態を説明する。尚、以下で説明する図４Ａ〜図４Ｃの構成の水素吸蔵材１９ａ〜１９ｃは、それぞれ組み合わせて用いても良い。

図４Ａは、導圧路１１，１１’内に充填された封入液Ｌに対して粒状の水素吸蔵材１９ａを混合させた構成を示す図である。このような構成により、水素吸蔵材１９ａが導圧路１１，１１’の配設方向に沿って設けられた構成となっている。

この場合、粒状の水素吸蔵材１９ａは、封入液Ｌに対して分散され、これにより封入液Ｌ中に均等に水素吸蔵材１９ａが混合された状態となっていることが好ましい。これにより、導圧路１１，１１’のほぼ全域にわたって水素吸蔵材１９ａの影響を及ぼすことができる。また、粒状の水素吸蔵材１９ａは、粒子径が小さい粉末状であっても、これよりも大きな粒子径の固形状であっても良い。水素吸蔵材１９ａは、径が小さくなるほど表面積が広がるため、水素の吸蔵速度を早くすることができるため好ましい。この場合、水素吸蔵材１９ａの粒子の大きさにより、封入液Ｌと混合した状態でコロイド状の液体を構成しても良い。

また、水素吸蔵材１９ａが、ある程度の大きさを有する固形状である場合、その形状が限定されることはない。この場合、水素吸蔵材１９ａを多孔質状のものとすることにより表面積が広がるため、水素の吸蔵速度を早くすることができるため好ましい。

図４Ｂは、導圧路１１，１１’の壁面に水素吸蔵材１９ｂを設けた構成を示す図である。このような構成により、水素吸蔵材１９ｂが導圧路１１，１１’の配設方向に沿って設けられた構成となっている。

この場合、水素吸蔵材１９ｂは、導圧路１１，１１’の内壁に、例えば膜状で設けられ、メッキ法またはスパッタ法などによって成膜される。水素吸蔵材１９ｂが設けられる導圧路１１，１１’の内壁は、図２を用いて説明した受圧室１１ａ，１１ａ’および放圧室１１ｂ，１１ｂ’において封入液Ｌが接触する壁面を含む。そしてこのような導圧路１１，１１’の内壁において、できるだけ多くの面積に水素吸蔵材１９ｂが成膜されていることが好ましい。

また導圧路１１，１１’の壁面に水素吸蔵材１９ｂを設ける例としては、図４Ａを用いて説明した粒状の水素吸蔵材１９ａを、導圧路１１，１１’の壁面に固定する構成であっても良い。この場合、導圧路１１，１１’の壁面に対して粒状の水素吸蔵材１９ａを溶接で固定することが好適である。このような構成であれば、ある程度の大きさを有する粒状の水素吸蔵材１９ａが、受圧ダイアフラム１３，１３’やセンタダイアフラム１７に衝突してそれらを劣化させることも防止できるようになる。

尚、センタダイアフラム１７が設けられた構成においては、センタダイアフラム１７に水素吸蔵材１９ｂが設けられても良い。この場合、センタダイアフラム１７において封入液Ｌと接する両面に水素吸蔵材１９ｂを設けることにより、水素吸蔵材１９ｂの表面積をさらに拡大することができる。

図４Ｃは、導圧路１１，１１’内に、水素吸蔵材１９ｃを敷設した構成を示す図である。水素吸蔵材１９ｃは、例えば棒状であり、導圧路１１，１１’の経路に沿って敷設される。このような構成により、水素吸蔵材１９ｃが導圧路１１，１１’の配設方向に沿って設けられた構成となっている。棒状の水素吸蔵材１９ｃは、断面が円形の針金状でもよいが、それを押し広げたような幅の広い断面形状としたり、多孔質状のものとしたり、また螺旋状に敷設されたものとすることにより表面積が広がるため、水素の吸蔵速度を早くすることができるため好ましい。このような棒状の水素吸蔵材１９ｃは、加工が容易であり、コストを抑えることができる。

尚、導圧路１１，１１’の配置環境に偏りがある場合、導圧路１１，１１’のうちの一方の内部のみに水素吸蔵材１９を設けた構成としても良い。

以上のように構成された圧力伝送器１は、図１に示したように、例えば給水加熱器６５のドレンタンク６８の水位計測のために設けられる。具体的には、ドレンタンク６８の上流側の配管を流れる流体、すなわちドレンタンク６８と復水器６１との間の給水配管６９に流れる流体を高圧側の測定流体Ｆｈとして、圧力伝送器１における一方の受圧ダイアフラム１３に供給するように設ける。またドレンタンク６８の下流側の配管を流れる流体、すなわちドレンタンク６８と給水加熱器６５との間のドレン配管６７を流れる流体を低圧側の測定流体Ｆｌとして、圧力伝送器１における他方の受圧ダイアフラム１３’に供給するように設ける。

これにより、ドレンタンク６８の上流側と下流側の差圧が、圧力伝送器１の圧力センサ１５で受圧されて出力回路１５ｂに出力される構成となっている。

また、上述した出力回路１５ｂからの情報は、制御装置８０を介してモニター８１、中央操作監視盤８２(図示していないが、中央制御室に設置)に伝達される構成となっている。そして、出力回路１５ｂに出力された情報（差圧）がドレンタンク６８の水位としてモニターされ、この値に基づいてドレンタンク６８の水位が所定値となるように制御がなされる。

尚、以上においては、給水加熱器６５のドレンタンク６８の水位計測に、原子力プラント計装装置１０を用いた構成を例示した。しかしながら、原子力プラント計装装置１０の設置箇所がこれに限定されることはなく、特に炉心５１を直接冷却する炉水５２を測定流体とした各種のプロセス計測に対して用いることが有効である。例えば、湿分分離加熱器５６のドレンタンク６０および復水器６１の水位計測、さらには主蒸気配管５４や復水配管６３の流量計測などにおいて、原子力プラント計装装置１０を用いることにより同様に十分な効果を発揮することができる。

また、原子力プラント計装装置１０は、原子力プラント１００系内の上流側と下流側の差圧を測定するものとして説明したが、これに限られず、例えば低圧側の測定流体Ｆｌを大気とし、高圧側の測定流体Ｆｈのゲージ圧を測定してもよい。

＜効果＞
以上説明した原子力プラント１００の給水系及び復水系は、原子力プラントの一次系であり、放射線量が高い特殊環境であり、このドレンタンク６８の水位計測に設けた原子力プラント計装装置１０においては封入液Ｌが放射線分解し易い環境である。
またさらに、原子力プラント１００の炉心５１を直接冷却する炉水５２が測定流体であり、放射線分解等で発生した水素を多量に含んだものとなる。この炉水５２は、蒸気として主蒸気配管５４から、湿分分離加熱器５６、ドレンタンク６０、給水加熱器６５、復水器６１、およびドレンタンク６８などに導入される。蒸気として導入された炉水５２は、湿分分離加熱器５６および給水加熱器６５等により凝縮し、凝縮水となる。一方で、蒸気に含まれた非凝縮性の水素は、比重が飽和蒸気の比重より小さいため上部に蓄積され、次第に高濃度となる。測定流体である炉水５２の上部に蓄積した水素は、濃度が高くなるほど受圧ダイアフラム１３，１３’を透過しやすくなる。

第１実施形態の原子力プラント計装装置１０は、このような原子力プラント一次系に設けられ、導圧路１１，１１’の内部に水素吸蔵材１９を有する圧力伝送器１を備えた構成である。これにより、放射線環境下において封入液Ｌの分解によって発生した水素や、受圧ダイアフラム１３，１３’を透過して封入液Ｌ中に取り込まれた水素は、水素吸蔵材１９によって吸蔵される。そして、封入液Ｌ中におけるメタン、エタン、プロパン等の炭化水素類の濃度を低く抑えることができ、導圧路１１，１１’内においての気泡の発生を抑制することができる。

したがって、導圧路１１，１１’内部の圧力の安定化を図ることができ、圧力伝達特性が長期にわたって維持されるため、指示値変動を低減して原子力プラント計装装置１０の許容誤差精度（例えば±１％の精度）を長期間保つことが可能となる。以上より、長期にわたって所定の精度以内でプロセス量を測定することが可能となり、メンテナンスのコストを削減できる。すなわち、信頼性とともに保守性の向上が図られたものとなる。特に、上流側及び下流側の配管内の圧力が真空に近いほど、封入液Ｌの圧力も低下して溶解度が少なくなるため、顕著な効果を得ることができる。

さらに、図２に示す圧力伝送器１の封入液Ｌとして、フェニル基を含むシリコンオイルを用いた場合には、一般的なジメチルシリコンオイルを用いた場合と比較して、放射線環境下において、封入液Ｌの放射線分解による気体の発生が抑えられることが判った。

ここで、本実施形態の封入液Ｌとして上述したメチルフェニルシリコンオイルと、一般的に圧力伝送器の封入液として使用されるジメチルシリコンオイルとについて、放射線の照射試験を行った結果について述べる。

図５は、この照射試験を行った試験装置の構成図である。この図に示すように、照射試験は、放射線の照射室２０１内で行った。照射室２０１の内部には、ガンマ線ｈγの線源装置２０３、および設置台２０５上に載置された状態でオイル封入容器２０７を配置した。線源装置２０３は、コバルト線源からガンマ線ｈγを発生する装置であり、発生させたガンマ線ｈγを照射するための照射口２０３ａを備えている。オイル封入容器２０７は、照射試験の試料となる封入液が充填されるステンレス製の容器であり、線源装置２０３の照射口２０３ａから照射されるガンマ線ｈγの照射先に配置される。オイル封入容器２０７は、内部に充填される封入液に所定線量のガンマ線ｈγが照射されるように、線源装置２０３に対して所定の距離を保って配置される。

以上の試験装置を用いた照射試験は、オイル封入容器２０７にメチルフェニルシリコンオイルを充填した場合と、ジメチルシリコンオイルを充填した場合との２通りについて行った。

所定の積算線量のガンマ線ｈγを照射した後には、封入液中に発生および溶存しているガスを、オイル封入容器２０７内から取り出し、ガスクロマトグラフィーによって成分とその量を測定した。図６は、ガスクロマトグラフィーによる分析結果を示すグラフであり、ガンマ線ｈγの照射量の積算である積算線量に対する発生ガス量の相対値を示すグラフである。

図６のグラフに示すように、ガスクロマトグラフィーによる分析の結果、メチルフェニルシリコンオイル、ジメチルシリコンオイルともに、ガンマ線ｈγの照射によって、水素およびメタンが発生することを確認した。またメチルフェニルシリコンオイルからは、ベンゼンは検出されなかった。さらにメチルフェニルシリコンオイル、ジメチルシリコンオイルともに、積算線量の増加にともない、水素およびメタンの発生量が増加することを確認した。ただし、測定の記録の都合により、メチルフェニルシリコンオイルで発生するメタンは１点のみの記録になっている。

そして、ジメチルシリコンオイルと比較して、メチルフェニルシリコンオイルの方が、水素（水素分子）およびメタンの発生量が少なかった。例えば、水素で比較すると、積算線量１kGyにおいて、メチルフェニルシリコンオイルにおいて発生する水素は、ジメチルシリコンオイルで発生する水素より発生量が４桁低かった。またメタンで比較すると、積算線量１００kGyにおいて、メチルフェニルシリコンオイルで発生するメタンは、ジメチルシリコンオイルで発生するメタンより約１桁低かった。

以上のように、第１実施形態の圧力伝送器１において封入液Ｌとして用いるメチルフェニルシリコンオイルは、一般の圧力伝送器の封入液として使用されるジメチルシリコンオイルに比べ、放射線照射によって発生する水素および炭化水素類の発生量が少ないことが確認された。また、メチルフェニルシリコンオイルからは、ベンゼンが検出されず、放射線分解によるフェニル基の脱離も抑えられていることが確認された。

つまり、封入液Ｌをメチルフェニルシリコンオイルとすることで、一般の圧力伝送器の封入液として使用されるジメチルシリコンオイルに比べ、放射線照射によるガスの発生量を大幅に少なくできることが、今回の照射試験により初めて分かった。

さらに、図２を用いて説明した第１実施形態の圧力伝送器１は、導圧路１１，１１’の内部に水素吸蔵材１９を設けた構成である。これにより、上述の放射試験のように、放射線環境下において、封入液Ｌとして用いたジメチルシリコンオイル、あるいはメチルフェニルシリコンオイルから水素原子やメチル基が脱離した場合であっても、水素吸蔵材１９に水素が吸蔵される。また、受圧ダイアフラム１３，１３’を透過して封入液Ｌ中に取り込まれた水素も、水素吸蔵材１９に吸蔵される。したがって、封入液Ｌ中におけるメタン、エタン、プロパン等の炭化水素類の濃度を低く抑えることができる。さらに、封入液Ｌとしてメチルフェニルシリコンオイルを用いることで、ジメチルシリコンオイルと比べ、放射線照射によって発生する水素および炭化水素類の発生量をより一層抑制することができ、封入液Ｌ中におけるメタン、エタン、プロパン等の炭化水素類の濃度をより一層低く抑えることができる。

ここで図７は、ガンマ線ｈγなどの放射線の照射によるメチルフェニルシリコンオイルＬ１の分解と、水素吸蔵材１９による水素吸蔵を説明する図である。尚、メチルフェニルシリコンオイルＬ１からなる封入液Ｌへの放射線の照射は、圧力伝送器１が放射線雰囲気エリアに晒される場合の他、測定流体Ｆｈ，Ｆｌに含まれる放射線が受圧ダイアフラム１３，１３’を介して封入液Ｌに照射される場合もある。

先ず、封入液として用いられるメチルフェニルシリコンオイルＬ１に対してガンマ線ｈγが照射されると、メチルフェニルシリコンオイルＬ１におけるＣ−Ｈ間の結合や、Ｓｉ−Ｃ間の結合が切れる。これにより、メチルフェニルシリコンオイルＬ１から、水素原子１０１ａやメチル基１０２ａが脱離する。

その後、脱離した水素原子１０１ａ、および脱離した水素原子１０１ａ同士が結合した水素分子１０１は、水素吸蔵材１９に接触することにより水素吸蔵材１９の内部に水素原子１０１ａとして吸蔵される。これにより、水素分子１０１の生成が抑えられるだけではなく、メチル基１０２ａと結合する水素原子１０１ａの量が減少するため、メタン１０２の生成を抑えることができる。またメチルフェニルシリコンオイルＬ１から脱離したメチル基１０２ａは、再びメチルフェニルシリコンオイルＬ１の不対結合手に結合する。これにより、封入液内における気体の発生を抑えることができる。これに対して、水素吸蔵材１９が設けられていない構成においては、水素分子１０１やメタン１０２の生成を抑えることができず、さらにはメチル基１０２ａからの水素原子１０１ａの脱離や結合により、エタン、プロパン、ブタンなどの炭化水素類も生成され、これらが気泡化して導圧路の内部の圧力を上昇させてしまうのである。

また、水素吸蔵材１９が炭化水素中の水素原子を吸蔵する場合は、次のようである。すなわち、放射線分解によってメチルフェニルシリコンオイルＬ１から脱離した水素原子１０１ａとメチル基１０２ａの一部は、お互いが結合してメタン１０２となる。その後、メタン１０２が水素吸蔵材１９の表面に接触すると、表面でメチル基１０２ａと水素原子１０１ａに解離する。脱離した水素原子１０１ａは水素吸蔵材１９によって吸蔵され、メチル基１０２ａは最終的に炭素原子となって水素吸蔵材１９の表面に吸着する。以上は、封入液中で生成されたエタン、プロパン、およびブタンも同様であり、これにより、メタン１０２のような炭化水素が気泡として蓄積することによって導圧路の内部の圧力を上昇させてしまうことを防ぐことができる。

ここで図８は、ガンマ線ｈγなどの放射線の照射によるシリコンオイル（ジメチルシリコンオイル）の分解と、水素吸蔵材による水素吸蔵を説明する図である。尚、シリコンオイルからなる封入液Ｌへの放射線の照射は、圧力伝送器１が放射線雰囲気エリアに晒される場合の他、測定流体Ｆｈ，Ｆｌに含まれる放射線が受圧ダイアフラム１３，１３’を介して封入液Ｌに照射される場合もある。

先ず、封入液Ｌとして用いられるシリコンオイルＬ２に対してガンマ線ｈγが照射されると、シリコンオイルＬ２におけるＣ−Ｈ間の結合や、Ｓｉ−Ｃ間の結合が切れる。これにより、シリコンオイルＬ２から、水素原子１０１ａやメチル基１０２ａが脱離する。

その後、脱離した水素原子１０１ａ、および脱離した水素原子１０１ａ同士が結合した水素分子１０１は、水素吸蔵材１９に接触することにより水素吸蔵材１９の内部に水素原子１０１ａとして吸蔵される。これにより、水素分子１０１の生成が抑えられるだけではなく、メチル基１０２ａと結合する水素原子１０１ａの量が減少するため、メタン１０２の生成を抑えることができる。またシリコンオイルＬ２から脱離したメチル基１０２ａは、再びシリコンオイルＬ２の不対結合手に結合する。これにより、封入液内における気体の発生を抑えることができる。これに対して、水素吸蔵材が設けられていない構成においては、水素分子１０１やメタン１０２の生成を抑えることができず、さらにはメチル基１０２ａからの水素原子１０１ａの脱離や結合により、エタン、プロパンやブタンなどの炭化水素類も生成され、これらが気泡化して導圧路の内部の圧力を上昇させてしまうのである。

また、水素吸蔵材１９が炭化水素中の水素原子１０１ａを吸蔵する場合は、次のようである。すなわち、放射線分解によってシリコンオイルＬ２から脱離した水素原子１０１ａとメチル基１０２ａの一部は、お互いが結合してメタン１０２となる。その後、メタン１０２が水素吸蔵材１９の表面に接触すると、表面でメチル基１０２ａと水素原子１０１ａに解離する。脱離した水素原子１０１ａは水素吸蔵材１９によって吸蔵され、メチル基１０２ａは最終的に炭素原子となって水素吸蔵材１９の表面に吸着する。以上は、封入液中で生成されたエタン、プロパン、およびブタンも同様であり、これにより、メタン１０２のような炭化水素が気泡として蓄積することによって導圧路の内部の圧力を上昇させてしまうことを防ぐことができる。

以上のように、圧力伝送器の封入液Ｌとしてメチルフェニルシリコンオイルを用いた場合には、ジメチルシリコンオイルを用いた場合と比較して、封入液Ｌ中におけるメタン、エタン、プロパン等の炭化水素類の濃度をより一層低く抑えることができ、導圧路１１，１１’内において気泡の発生をより一層抑えることができる。そして、このような圧力伝送器を備えた原子力プラント計装装置は、上記効果に加えてさらに信頼性とともに保守性の向上が図られたものとなる。

≪第２実施形態≫
（水素透過防止層を設けた差圧測定用の圧力伝送器の適用例）
第２実施形態に係る原子力プラント計装装置は、圧力伝送器の構成のみが先の図２の原子力プラント計装装置と異なり、原子プラント一次系に対する配置状態を含む他の構成は同一である。以下に、本実施形態に係る原子力プラント計装装置の特徴部である圧力伝送器２を詳述する。

〈圧力伝送器２の構成〉
図９は、第２実施形態に係る原子力プラント計装装置の要部である圧力伝送器の構成を示す図である。この図に示す圧力伝送器２は、図１に示す原子力プラント一次系における炉水５２を測定流体とした圧力測定に用いられるものであり、２点間（高圧側と低圧側）の圧力差を測定するものである。この圧力伝送器２が、図２を用いて説明した圧力伝送器１と異なるところは、受圧ダイアフラム１３，１３’に水素透過防止層２１が設けられたところにあり、他の構成は同様である。このため、図２に示す圧力伝送器１と同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

［水素透過防止層２１］
水素透過防止層２１は、受圧ダイアフラム１３，１３’に設けられたものである。この水素透過防止層２１は、受圧ダイアフラム１３，１３’における導圧路１１，１１’側の表面層または受圧ダイアフラム１３，１３’の中間層として設けられ、測定流体Ｆｈ，Ｆｌに接触することのない状態で配置されていることが好ましい。これにより、測定流体Ｆｈ，Ｆｌとなる炉水５２や、この測定流体Ｆｈ，Ｆｌが関わるプロセス系に対する水素透過防止層２１の影響が抑えられる構成となっている。

水素透過防止層２１は、水素吸蔵材または水素遮断材で構成されている。水素透過防止層２１を構成する水素吸蔵材は、第１実施形態で説明した水素吸蔵材と同様の材質のものであり、測定流体Ｆｈ，Ｆｌ側からの水素を吸蔵することにより、導圧路１１，１１’内への水素の透過を防止している。これにより、導圧路１１，１１’の内部の圧力の安定化が図られる。

一方、水素透過防止層２１を構成する水素遮断材は、水素の吸蔵および透過自体を遮断することができる材料であり、これにより測定流体Ｆｈ，Ｆｌ側から導圧路１１，１１’内への水素の透過を防止している。このような水素遮断材は、具体的には金、銀、銅、白金、アルミニウム、クロム、チタン、またはこれらの合金である。

図１０Ａ〜図１０Ｂは、受圧ダイアフラム１３，１３’における水素透過防止層２１の配置例を示す図であり、図９における高圧側の受圧ダイアフラム１３部分の拡大図である。以下、これらの図に基づいて受圧ダイアフラム１３における水素透過防止層２１の配置状態を説明する。尚、ここで説明する構成は、低圧側の受圧ダイアフラム１３’も同様であるため、代表して高圧側の構成を例示して説明を行う。また、以下で説明する図１０Ａ〜図１０Ｂの構成の水素透過防止層２１ａ，２１ｂは組み合わせて用いても良い。

図１０Ａは、受圧ダイアフラム１３における導圧路１１側の表面層に水素透過防止層２１ａを設けた構成を示す図である。水素透過防止層２１ａは、受圧ダイアフラム１３においてできるだけ広い面を覆う状態で設けられ、これにより封止液Ｌに対する受圧ダイアフラム１３の露出が抑えられていることが好ましい。尚、導圧路１１の気密性や水素透過防止層２１の耐性を確保できる場合であれば、受圧ダイアフラム１３における導圧路１１側の表面層の全面に水素透過防止層２１を設けても良い。

このような水素透過防止層２１ａは、メッキ法またはスパッタ法などによって受圧ダイアフラム１３の表面に成膜され、受圧ダイアフラム１３への配置が容易である。

図１０Ｂは、受圧ダイアフラム１３の中間層として水素透過防止層２１ｂを設けた構成を示す図である。水素透過防止層２１ｂは、２枚の受圧ダイアフラム１３ａ，１３ｂ間に挟持された薄膜として設けられ、導圧路１１の一方の開口である受圧室１１ａの開口を塞ぐ大きさであることが好ましい。このような水素透過防止層２１ｂが水素吸蔵材で構成されている場合であれば、水素透過防止層２１ｂは薄膜状に限定されることはなく粉末状のものを２枚の受圧ダイアフラム１３ａ，１３ｂ間に隙間無く敷き詰めて挟持させた構成であっても良い。

このような水素透過防止層２１ｂは、２枚の受圧ダイアフラム１３ａ，１３ｂ間に膜状または粉末状の水素透過防止層２１ｂを挟持した状態で圧延して一体化させることにより、受圧ダイアフラム１３の中間層として一体に形成される。またこのような水素透過防止層２１ｂは、測定流体Ｆｈ，Ｆｌに対してだけではなく、封入液Ｌに対しても何ら影響を及ぼすことがない。

尚、測定流体Ｆｈ，Ｆｌの性質に偏りがある場合、受圧ダイアフラム１３，１３’のうちの一方のみに水素透過防止層２１を設けても良い。また導圧路１１，１１’の配置環境に偏りがあり、導圧路１１，１１’のうちの一方の内部に水素吸蔵材１９を設けている場合、水素吸蔵材１９を設けた側に水素透過防止層２１を設けることで、以下で説明するような相乗的な効果が得られる。

＜効果＞
以上のような第２実施形態の原子力プラント計装装置は、原子力プラント一次系に設けられ、受圧ダイアフラム１３，１３’に水素透過防止層２１が設けられた圧力伝送器２を有する構成である。これにより、測定流体Ｆｈ，Ｆｌに含有される水素が導圧路１１，１１’に充填された封入液Ｌに混入することを防止できる。したがって、さらに水素濃度が高い炉水５２を測定流体Ｆｈ，Ｆｌとする場合であっても、第１実施形態の原子力プラント計装装置の効果に加えて、十分に導圧路１１，１１’内部の圧力の安定化を図ることができ、さらに信頼性とともに保守性の向上が図られたものとなる。

ここで、単に受圧ダイアフラム１３，１３’に水素透過防止層２１を設けただけの構成であれば、封入液Ｌの分解によって発生した水素や炭化水素類が外部に放出されず、導圧路１１，１１’の内部の圧力を安定化させることはできない。この問題点を解決するために、封入液Ｌの分解による水素や炭化水素類の発生そのものを抑制することが重要である。このために、導圧路１１，１１’内部に水素吸蔵材１９を有することで、導圧路１１，１１’内においての気泡の発生を抑制している。

尚、本実施形態においても、図９、１０に示す圧力伝送器２の封入液Ｌとしてメチルフェニルシリコンオイルを用いてもよい。この場合、ジメチルシリコンオイルを用いた場合と比較して、封入液Ｌ中におけるメタン、エタン、プロパン等の炭化水素類の濃度をより一層低く抑えることができ、導圧路１１，１１’内において気泡の発生をより一層抑えることができる。そして、このような圧力伝送器を備えた原子力プラント計装装置は、上記効果に加えてさらに信頼性とともに保守性の向上が図られたものとなる。

尚、導圧路１１，１１’の配置環境に偏りがあり、導圧路１１，１１’のうちの一方の内部に水素吸蔵材１９及び水素透過防止層２１を設けている場合、水素吸蔵材１９及び水素透過防止層２１を設けた側に、フェニル基を含むシリコンオイルを設けることで相乗的な効果が得られる。

≪第３実施形態≫
（絶対圧力測定用の圧力伝送器の適用例）
第３実施形態に係る原子力プラント計装装置は、圧力伝送器の構成のみが先の図１の原子力プラント計装装置と異なり、他の構成は同一である。以下に、本実施形態に係る原子力プラント計装装置の特徴部である圧力伝送器３を詳述する。

〈圧力伝送器３の構成〉
図１１は、第３実施形態に係る原子力プラント計装装置の要部である圧力伝送器の構成を示す図である。この図に示す圧力伝送器３は、図１に示す原子力プラント一次系における炉水５２を測定流体とした圧力測定に用いられるものであり、測定流体Ｆの圧力を測定する絶対圧力測定用のものである。この圧力伝送器３が、図２を用いて説明した圧力伝送器１と異なるところは、１つの圧力センサ１５に対して、１つの受圧ダイアフラム１３と、１つの導圧路１１とのみを有しているところにあり、他の構成は同様である。

尚、圧力センサ１５の一方の面側のみに導圧路１１の他方の開口が配置され、導圧路１１の一方の開口に設けられた受圧ダイアフラム１３で受けた測定流体Ｆの圧力が検出される構成となっている。また、圧力センサ１５の他方の面には、真空チャンバー３１が設けられ、真空チャンバー３１を介して真空ポンプ（図示を省略する）が設けられている。これにより、圧力センサ１５の他方の面を真空状態にしている。

また、以上のような圧力伝送器３は、図９，１０を用いて説明した圧力伝送器２と組み合わせても良く、例えば圧力伝送器３の受圧ダイアフラム１３に水素透過防止層を設けても良い。

また、圧力伝送器３を備えた原子力プラント計装装置は、原子力プラント一次系における測定流体が流れる配管の一箇所に受圧ダイアフラム１３が接続されることとする。

＜効果＞
以上のような圧力伝送器３を有する第３実施形態の原子力プラント計装装置であっても、第１実施形態および第２実施形態で説明したと同様の効果を得ることができる。

尚、本実施形態においても、図１１に示す圧力伝送器３の封入液Ｌとしてメチルフェニルシリコンオイルを用いてもよい。この場合、ジメチルシリコンオイルを用いた場合と比較して、封入液Ｌ中におけるメタン、エタン、プロパン等の炭化水素類の濃度をより一層低く抑えることができ、導圧路１１，１１’内において気泡の発生をより一層抑えることができる。そして、このような圧力伝送器を備えた原子力プラント計装装置は、上記効果に加えてさらに信頼性とともに保守性の向上が図られたものとなる。

≪第４実施形態≫
（中間ダイアフラムを備えた圧力伝送器の適用例）
第４実施形態に係る原子力プラント計装装置は、圧力伝送器の構成のみが先の図１の原子力プラント計装装置と異なり、原子プラント一次系に対する配置状態を含む他の構成は同一である。以下に、本実施形態に係る原子力プラント計装装置の特徴部である圧力伝送器４を詳述する。

〈圧力伝送器４の構成〉
図１２は、第４実施形態に係る原子力プラント計装装置の要部の圧力伝送器の構成を示す図である。この図に示す圧力伝送器４は、図１に示す原子力プラント一次系における炉水５２を測定流体とした圧力測定において、特に高温環境下に適して用いられるものであり、ここでは２点間（高圧側と低圧側）の圧力差を測定するものとして説明を行う。この圧力伝送器４が、図２を用いて説明した圧力伝送器１と異なるところは、導圧路１１，１１’が複数の管体部分４１，４２，…、４１’，４２’…を接続して構成されたもので、その接続部に中間ダイアフラム４０が設けられているところであり、他の構成は同様である。このため、図２に示す圧力伝送器１と同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

［導圧路１１，１１’］
導圧路１１，１１’は、直列に接続された複数本の管体部分４１，４２，…、４１’，４２’，…を備えている。図示した例においては、導圧路１１が３本の管体部分４１，４２，４３で構成され、導圧路１１’が３本の管体部分４１’，４２’，４３’で構成されている。各管体部分４１〜４３’は、それぞれが測定流体Ｆｈ，Ｆｌの受圧側の開口部分において開口径を拡大した受圧室１１ａ，１１ａ’を構成し、他方の開口部分において開口径を拡大した放圧室１１ｂ，１１ｂ’を構成している。

そして、導圧路１１，１１’において最も測定流体Ｆｈ，Ｆｌ側に配置される管体部分４１，４１’は、置換器部を構成する。この管体部分４１，４１’における受圧室１１ａ，１１ａ’の開口部分が、それぞれ受圧ダイアフラム１３，１３’によって閉塞されている。そしてこの導圧路１１，１１’は、原子力プラント１００の一次系における計測部位に設置される。導圧路１１，１１’は、受圧ダイアフラム１３，１３’で閉塞される側の開口において、測定流体が流れる配管に接続されることとする。一方、導圧路１１，１１’において最も圧力センサ１５側に配置される各管体部分４３，４３’は、圧力センサ１５を有する本体部を構成する。この管体部分４３，４３’における放圧室１１ｂ，１１ｂ’の開口部分が、１つのセンタダイアフラム１７を挟持して配置され、このセンタダイアフラム１７によって閉塞された状態となっている。

また、各導圧路１１，１１’の中央に配置された管体部分４２，４２’は、置換器部を構成する管体部分４１，４１’と、本体部を構成する管体部分４３，４３’との接続部位であるキャピラリ部を構成する。

各管体部分４１，４２，４３、４１’，４２’，４３’同士の接続部は、放圧室１１ｂの開口と受圧室１１ａの開口とを対向させて配置し、この対向部分に中間ダイアフラム４０が挟持され、各中間ダイアフラム４０によって閉塞された状態となっている。つまり、導圧路１１，１１’は、複数の管体部分４１，４２，４３、４１’，４２’，４３’を接続した構成ではあるが、それぞれの内部空間は中間ダイアフラム４０によって分断された状態となっている。

そして、受圧ダイアフラム１３，１３’、圧力センサ１５、センタダイアフラム１７、および中間ダイアフラム４０によって独立して閉塞された各管体部分４１，４２，４３、４１’，４２’，４３’に、それぞれ封入液Ｌが充填された状態となっている。この封入液Ｌは、第２実施形態と同様のフェニル基を含むシリコンオイル（例えば、メチルフェニルシリコンオイル）である。また、導圧路１１，１１’を構成する各管体部分４１，４２，４３、４１’，４２’，４３’には、それぞれ第１実施形態と同様の水素吸蔵材が同様の配置状態で設けられている。

尚、ここでは、全ての管体部分４１，４２，４３、４１’，４２’，４３’において、封入液Ｌがフェニル基を含むシリコンオイルであって内部に水素吸蔵材１９が設けられている構成であることに限定されず、選択された管体部分のみにこの構成を適用しても良い。

［中間ダイアフラム４０］
中間ダイアフラム４０は、受圧ダイアフラム１３，１３’から圧力センサ１５にわたって配置された導圧路１１，１１’の中間部に設けられたものあって、過大圧による受圧ダイアフラム１３，１３’および圧力センサ１５の破壊を防止するためのものである。このような中間ダイアフラム４０は、各導圧路１１，１１’の中間部を閉塞することにより、各導圧路１１，１１’を複数の管体部分４１，４２，４３、４１’，４２’，４３’に分断すると共に、両側が各封入液Ｌに晒されるように設けられている。これにより、受圧ダイアフラム１３，１３’のうちの一方に過大な圧力が加わった場合にも、中間ダイアフラム４０が過大圧の緩衝材となって、受圧ダイアフラム１３，１３’および圧力センサ１５の破壊が起こり難い構成となっている。尚、中間ダイアフラム４０のうち、最も圧力センサ１５に近く配置されたものは、シールダイアフラムとして本体部を構成する。

このような中間ダイアフラム４０にも、水素吸蔵材が設けられて良い。この場合、中間ダイアフラム４０において封入液Ｌと接する両面に水素吸蔵材を設けることにより、水素吸蔵材の表面積をさらに拡大することができる。

尚、測定流体Ｆｈ，Ｆｌの性質に偏りがある場合、導圧路１１，１１’のうちの一方の内部のみに水素吸蔵材１９を設けた構成としても良いし、導圧路１１，１１’の管体部分４１，４２，…、４１’，４２’，…のうち所望の内部に水素吸蔵材１９を設けた構成としても良い。

また、以上のような圧力伝送器４は、図９，１０を用いて説明した圧力伝送器２と組み合わせて受圧ダイアフラム１３，１３’に水素透過防止層を設けても良い。また、図１１を用いて説明した圧力伝送器３と同様に、導圧路１１，１１’の一方のみを用いることにより絶対圧力測定用とすることができる。

また、本実施形態の原子力プラント計装装置は、２点間の差圧を測定するものとして説明したが、これに限られず、例えば低圧側の測定流体Ｆｌを大気とし、高圧側の測定流体Ｆｈのゲージ圧を測定してもよい。

＜効果＞
以上のような第４実施形態の原子力プラント計装装置は、高温環境で使用されるものであるため、使用時においては瞬時的に高温（例えば３００℃を超える）雰囲気に晒される場合もある。このような場合であっても、原子力プラント計装装置は、導圧路１１，１１’を構成する各管体部分４１，４２，４３、４１’，４２’，４３’に水素吸蔵材を設けた圧力伝送器４を有する構成であるため、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第２実施形態と組み合わせて受圧ダイアフラム１３，１３’に水素透過防止層を設けた構成とすることにより、第２実施形態の効果を得ることができる。

尚、本実施形態においても、図１２に示す圧力伝送器４の封入液Ｌとしてメチルフェニルシリコンオイルを用いてもよい。この場合、ジメチルシリコンオイルを用いた場合と比較して、封入液Ｌ中におけるメタン、エタン、プロパン等の炭化水素類の濃度をより一層低く抑えることができ、導圧路１１，１１’内において気泡の発生をより一層抑えることができる。そして、このような圧力伝送器を備えた原子力プラント計装装置は、上記効果に加えてさらに信頼性とともに保守性の向上が図られたものとなる。

また、導圧路１１，１１’の配置環境に偏りがあり、導圧路１１，１１’のうちの一方の内部を設けている場合、水素吸蔵材１９を設けた側に、フェニル基を含むシリコンオイルを設けることで相乗的な効果が得られる。

以上において原子力プラント一次系におけるプロセス計測には、第１実施形態〜第４実施形態の原子力プラント計装装置が用いられることを例示した。しかしながら、これに限られずこれらを組み合わせた構成の原子力プラント計装装置が用いてもよい。ただし、絶対圧力の計測には、第３実施形態の原子力プラント計装装置またはこれと組み合わせた構成のものが用いられる。

また本発明の原子力プラント計装装置が設けられる原子力プラントは、上述した沸騰水型に限定されることはなく、例えば加圧水型の原子力プラント（Pressurized Water Reactor：ＰＷＲ）であっても良い。この場合も同様に、炉心を直接冷却する炉水（一次冷却水）を測定流体とした各種のプロセス計測に対して、本発明の原子力プラント計装装置を用いることにより、同様の効果を得ることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。

例えば、上記した実施の形態例は本発明を分かりやすく説明するために装置及びシステムの構成を詳細且つ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることは可能であり、更にはある実施形態例の構成に他の実施形態例の構成を加えることも可能である。また、各実施形態例の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１，２，３，４…圧力伝送器
１１，１１’…導圧路
１１ａ，１１ａ’…受圧室（導圧路）
１１ｂ，１１ｂ’…放圧室（導圧路）
１３，１３’…受圧ダイアフラム
１５…圧力センサ
１７…センタダイアフラム
１９，１９ａ，１９ｂ，１９ｃ…水素吸蔵材
２１，２１ａ，２１ｂ…水素透過防止層
３１…真空チャンバー
４０…中間ダイアフラム
４１，４１，４２，４１’，４２’，４３’…管体部分
Ｆ…測定流体
Ｆｈ…測定流体（高圧側）
Ｆｌ…測定流体（低圧側）
Ｌ…封入液
８０…制御装置
８１…モニター
８２…中央操作監視盤
１０…原子力プラント計装装置
１００…原子力プラント

Claims (14)

1. 原子力プラント一次系における測定流体を計測する部位に設けられる管状の導圧路と、
   前記導圧路内に充填された封入液と、
   前記導圧路における一方の開口を閉塞する状態で設けられ測定流体の圧力を受圧する受圧ダイアフラムと、
   前記封入液に晒された状態で前記導圧路における他方の開口に設けられた圧力センサと、
   前記導圧路の内部に設けられた水素吸蔵材とを有する
   原子力プラント計装装置。
2. 前記封入液はフェニル基を含むシリコンオイルである
   請求項１記載の原子力プラント計装装置。
3. 前記シリコンオイルは、メチルフェニルシリコンオイルである
   請求項２記載の原子力プラント計装装置。
4. 前記水素吸蔵材は、水素および前記導圧路内において発生した炭化水素中の水素原子を吸蔵する
   請求項１記載の原子力プラント計装装置。
5. 前記水素吸蔵材は、前記導圧路の配設方向に沿って配置されている
   請求項１記載の原子力プラント計装装置。
6. 前記水素吸蔵材は、前記封入液中に混合されている
   請求項５記載の原子力プラント計装装置。
7. 前記水素吸蔵材は、パラジウム、マグネシウム、バナジウム、チタン、マンガン、ジルコニウム、ニッケル、ニオブ、コバルト、カルシウム、または、これらの合金である
   請求項１記載の原子力プラント計装装置。
8. 前記受圧ダイアフラムに水素透過防止層が設けられた
   請求項１〜７の何れか記載の原子力プラント計装装置。
9. 前記水素透過防止層は、前記受圧ダイアフラムにおける前記導圧路側の表面層または当該受圧ダイアフラムの中間層として設けられている
   請求項８記載の原子力プラント計装装置。
10. 前記水素透過防止層は、水素吸蔵材または水素遮断材で構成された
    請求項８記載の原子力プラント計装装置。
11. 前記水素透過防止層は、金、銀、銅、白金、アルミニウム、クロム、チタン、またはそれらの合金で構成された
    請求項８記載の原子力プラント計装装置。
12. 前記封入液が充填されると共に一方の開口が前記受圧ダイアフラムで閉塞された一対の前記導圧路が、前記圧力センサを両面側から挟持する状態で配置された
    請求項１記載の原子力プラント計装装置。
13. 前記一対の導圧路に対して前記圧力センサと並列に挟持されたセンタダイアフラムを有し、当該センタダイアフラムに前記水素吸蔵材が設けられている
    請求項１２記載の原子力プラント計装装置。
14. 前記導圧路は、直列に接続された複数の管体部分と、当該各管体部分の接続部に設けられた中間ダイアフラムとを備え、
    前記中間ダイアフラムに前記水素吸蔵材が設けられた
    請求項１記載の原子力プラント計装装置。
    

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