JP4922146B2

JP4922146B2 - 使用済燃料プール水監視装置

Info

Publication number: JP4922146B2
Application number: JP2007327324A
Authority: JP
Inventors: 藤雄白石; 英夫波平; 健作安藤; 辰緒鍵福
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2007-12-19
Filing date: 2007-12-19
Publication date: 2012-04-25
Anticipated expiration: 2027-12-19
Also published as: JP2009150703A

Description

本件発明は、原子力発電プラントの使用済燃料プール水の監視装置に関し、特に、燃料プールの水位及び溢水を連続的に監視することができる使用済燃料プール水監視装置に関する。

原子力発電プラントの使用済燃料プールは、図３及び図４に示すように燃料プールの上方に使用済燃料を搬送する燃料交換用クレーン１４が設置されており、使用済燃料を搬送及び着脱操作する。この燃料交換用クレーン１４の使用済燃料プールにおける動作範囲（以下、「クレーン動作範囲」という。）は図３の１１に示される領域である。

使用済燃料プールに水位計等の各種機器を配置する際、以下の各種制約を考慮しなければならない。まず、クレーン動作範囲の貯蔵プールにはクレーンの走行の妨害となるため、計器が設置できないこと、また、万が一にも使用済燃料貯蔵プールからの漏えいが無いように燃料プール下部に貫通孔を設置してはならないとしていることから水位計として一般に採用している差圧式水位計測方式は採用できないこと、また、燃料プール内に落下した場合に落下物が取り出し不可であることによる燃料プール内への異物混入防止対策を考慮しなければならないこと、さらに、燃料プール水漏えい防止の観点から燃料プールのライナーへの溶接が不可であること、等を考慮して設計しなければならない。

一方、燃料プールの壁面に設けられたガイドにフロート式水位計を設置し、燃料プール水位の定点監視を行うものも知られているが（特許文献１）、フロート式水位計は応答特性が低く、燃料プール水位について信頼性の高いトレンド監視が困難であるとともに、フロートを上下動させるためのフロート保持孔を燃料プールの周壁に設けるため、燃料プールの周壁及びライナーを改造する必要があった。

また、近年、使用済燃料等の放射性物質を保管しているタンクの水位監視が義務づけられており、水位連続監視の要求は高くなっている。加えて、現状のフロート式水位計の点検は直接フロートを動作させて動作確認試験を行っているが、計測原理上フロート部は水面下に設置せざるを得ず、動作点を計測できないという、保守点検、トレーサビリティ上の問題もクローズアップされている。

さらに、地震発生時にスロッシング現象により水面に揺動が生じ、燃料プールからオペレーションフロア床面（以下、オペフロ床面という。）に溢水した場合に、レベルスイッチ高警報により水位変動の有無は確認可能であるが、水位変動のトレンド、オーバーフローの状況については、現状の計測方式では、即座に確認できない状況である。
特開平８−１０１２９６号公報

上述したように、原子力発電プラントの使用済燃料貯蔵プールは、プール上面を燃料交換用クレーンが動作するためクレーン動作範囲には計器が設置できないこと、万が一にも使用済燃料貯蔵プールからの漏えいがないようにプール下部に貫通孔を設置してはならないとしていることから水位計として一般に採用している差圧式水位計測方式は採用できないこと、燃料プール内に落下した場合に落下物が取り出し不可であることによる燃料プール内への異物混入防止対策を考慮しなければならないこと、さらに、燃料プール水漏えい防止の観点から燃料プールのライナーへの溶接不可であること等の制約事項をクリアし、構造が簡単で、燃料プールの水位及び溢水の連続監視が可能な高信頼性の使用済燃料プール水監視装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、使用済燃料プール壁面からオペレーションフロア床面に設けられた複数の計器取付サポートと、前記各計器取付サポートのうち前記使用済燃料プール壁面に設けられた部分に締結部材により取り付けられた水位検出器とを備え、前記各計器取付サポートのうち前記オペレーションフロア床面に設けられた部分を前記オペレーションフロア床面に固定し、前記各計器取付サポートのうち前記使用済燃料プール壁面に設けられた部分は使用済燃料プールのライナーに密着するように取り付けられている使用済燃料プール水監視装置において、前記水位検出器を水平方向に延びる固定部材により相互に固定したことを特徴とする。

本発明によれば、クレーン動作範囲を回避するとともに燃料プールライナーを損傷することなく、燃料プール水の水位及び溢水を連続的に監視することが可能な高信頼性の使用済燃料プール水監視装置を提供することができる。

以下、本発明に係る使用済燃料プール水監視装置の実施形態について、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る使用済燃料プール水監視装置を図１及び図２を用いて説明する。
図１は第１の実施形態に係る使用済燃料プール水監視装置が適用された燃料プールを上方からみた平面図で、図２はその側断面図である。

水位検出器４が設置される使用済燃料プール１の周壁部に計器取付サポート３が取り付けられる。図１の例では、水位検出器４は燃料プールの各角部に取り付けられるため、計器取付サポート３も同箇所に設置される。

計器取付サポート３は、図２に示されるように、オペフロ床面に延びる水平部３ａと使用済燃料プール壁面に延びる垂直部３ｂを有し、オペフロ床面２に延びる水平部３ａはアンカー１０によりオペフロ床面２に固定され、一方、垂直部３ｂはライナー１２に密着するように取り付けられる。

水位検出器４は上記計器取付サポート３に適当な締結手段によって固定され、また、水位検出器４の横揺れを防止するために水平方向に延びる固定部材１３が水位検出器４間に取り付け設置される。

計器取付サポート３には、燃料プール水面下に延在する検出部９を有する水位検出器４が取り付けられ、水位検出器４からの信号は、水位変換器５、指示計６を介して警報設定器７に出力される。

なお、この第１の実施形態に係る使用済燃料プール水監視装置では、水位検出器４及びその計器取付サポート３は燃料プール１の各角部に設置されているが、他の位置、例えば、燃料プールの周辺部に設置してもよく、また、その設置数も任意に変更できることはもちろんである。さらに、検出部として、電極、超音波、電波、等を利用した既存の水位検出部を用いることができる。

この第１の実施形態に係る使用済燃料プール水監視装置によれば、使用済燃料プール壁面に水位検出器４を計器取付サポート３を介して取り付けることにより、クレーン動作範囲１１を回避するとともに料プールライナー１２を損傷することなく、燃料プール水位を連続的に監視することができる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る使用済燃料プール水監視装置を、図３〜図５を用いて説明する。
図３は本第２の実施形態に係る使用済燃料プール水監視装置が適用された燃料プールを上方からみた平面図で、図４はその側断面図、及び図５は監視装置の動作概要図である。

本第２の実施形態では、使用済燃料プール１上方の原子炉建屋の天井１５に超音波もしくは電波を使用した水位検出器４を少なくとも２か所以上設置し、また、それらの検出器からの信号を選択的に出力する制御装置を設置する（図５）。燃料移送用クレーン１４はクレーン動作範囲１１内を移動するが、燃料移送用クレーン１４が一つの水位検出器の測定範囲に入ってきても、前記制御装置によって他の水位検出器４に切り替えることにより使用済燃料プールの水位を連続的に監視することができる。なお、水位検出器４としてフロート式検出器又はディスプレッサ式検出器も用いることができる。

この第２の実施形態に係る使用済燃料プール水監視装置によれば、使用済燃料プールの天井に複数の水位検出器４を取り付けることにより、クレーン動作による測定中断を水位検出器４の切り替えによりカバーするとともに燃料プールライナー１２を損傷することなく、燃料プール水位を連続的に監視することができる。

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る使用済燃料プール水監視装置を図６及び図７を用いて説明する。
図６は本第３の実施形態に係る使用済燃料プール水監視装置が適用された燃料プールを上方からみた平面図で、図７はその側断面図である。

本第３の実施形態では、使用済燃料プール１のオペフロ面１に使用済燃料プール１を取り囲むように堰１６を設け、その内側のオペフロ面に溢水検出器１７及び溢水を燃料プールに戻すためのポンプ１８を設けている。

上記構成により、地震等によって燃料プール水がオペフロ床面に溢水しても、堰１６がオペフロ床面２に溢水した燃料プール水を閉じ込めることにより溢水の拡散を防止し、併せて、堰１６近傍のオペフロ床面２に設けた溢水検出器１７によりオペフロ床面への溢水を検出し、警報設定器７にて警報を発する。また、溢水した分使用済燃料プールの水面８が低下するため、溢水を検知した後、ポンプ１８にて使用済燃料プール１に溢水を戻し水面の早期復旧を図る。

この第３の実施形態によれば、オペフロ床面に堰と溢水検出器を設置することにより、オペフロ床面への溢水を確実に監視することができるとともに、上記第１及び第２の実施形態に係るプール水監視装置と併用することにより、燃料プールの水位及び溢水を連続的に監視することができる。

本発明の第１の実施形態に係る使用済燃料貯蔵プール水監視装置の平面図。本発明の第１の実施形態に係る使用済燃料貯蔵プール水監視装置の側断面図。本発明の第２の実施形態に係る使用済燃料貯蔵プール水監視装置の平面図。本発明の第２の実施形態に係る使用済燃料貯蔵プール水監視装置の側断面図。本発明の第２の実施形態に係る制御装置の概念図。本発明の第３の実施形態に係る使用済燃料貯蔵プール水監視装置の平面図。本発明の第３の実施形態に係る使用済燃料貯蔵プール水監視装置の側断面図。

符号の説明

１…使用済燃料貯蔵プール、２…オペレーションフロア床面、３…計器取付サポート、３ａ…水平部、３ｂ…垂直部、４…水位検出器、５…水位変換器、６…指示計、７…警報設定器、８…プール水面、９…検出部、１０…アンカー、１１…クレーン動作範囲、１２…ライナー、１３…固定部材、１４…燃料移送クレーン、１５…天井、１６…堰、１７…溢水検出器、１８…ポンプ。

Claims

使用済燃料プール壁面からオペレーションフロア床面に設けられた複数の計器取付サポートと、前記各計器取付サポートのうち前記使用済燃料プール壁面に設けられた部分に締結部材により取り付けられた水位検出器とを備え、前記各計器取付サポートのうち前記オペレーションフロア床面に設けられた部分を前記オペレーションフロア床面に固定し、前記各計器取付サポートのうち前記使用済燃料プール壁面に設けられた部分は使用済燃料プールのライナーに密着するように取り付けられている使用済燃料プール水監視装置において、
前記水位検出器を水平方向に延びる固定部材により相互に固定したことを特徴とする使用済燃料プール水監視装置。
前記水位検出器は、超音波式検出器、電波式検出器又は電極式検出器であることを特徴とする請求項１記載の使用済燃料プール水監視装置。
前記使用済燃料プールを取り囲むようにオペレーションフロア床面に堰を設置したことを特徴とする請求項１又は２記載の使用済燃料プール水監視装置。
前記堰近傍に溢水検出器を設置したことを特徴とする請求項３記載の使用済燃料プール水監視装置。
溢水を使用済燃料プールに戻すポンプを前記オペレーションフロア床面に設けたことを特徴とする請求項３又は４記載の使用済燃料プール水監視装置。