JP5826605B2 - Apparatus and method for detecting water level in spent fuel storage pool - Google Patents
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Description
本発明は、使用済みの核燃料を冷却させる使用済み燃料貯蔵プールの水位検出技術に関する。 The present invention relates to a technique for detecting the level of a spent fuel storage pool that cools spent nuclear fuel.
使用済み燃料貯蔵プールでは、水による放射線の遮へい効果を確保するため、所定の基準水位、例えば使用済み燃料集合体の長さの2倍強程度の水位よりも低下しないように監視運用している。
従来における使用済み燃料貯蔵プールの水位は、プール上端部にフロート式レベルスイッチを設置して計測していた。また、このフロート式レベルスイッチとは別個に設置された温度計により、プール水の温度計測をしていた。
The spent fuel storage pool is monitored and operated so as not to drop below a predetermined reference water level, for example, a level that is more than twice the length of the spent fuel assembly, in order to ensure the radiation shielding effect of water. .
Conventionally, the water level of a spent fuel storage pool has been measured by installing a float type level switch at the upper end of the pool. Moreover, the temperature of pool water was measured with the thermometer installed separately from this float type level switch.
使用済み燃料貯蔵プールは、その上部に燃料交換用のクレーンが配置され、上面全体を移動するために、水位計及び温度計の設置スペースが非常に限られている。また、プール水の漏えい防止の観点から、プール壁面部に貫通孔を設けることができず、水位計として一般的に採用される差圧式水位計測方式を採用することができない。さらに燃料貯蔵プール内に異物が落下すると取り出しが困難であるため、プール内への異物混入防止対策も考慮しなければならない。 In the spent fuel storage pool, a refueling crane is arranged at the upper part, and the installation space for the water level gauge and the thermometer is very limited in order to move the entire upper surface. Further, from the viewpoint of preventing leakage of pool water, it is not possible to provide a through hole in the pool wall surface portion, and it is not possible to employ a differential pressure type water level measurement method that is generally employed as a water level meter. Furthermore, since it is difficult to remove the foreign matter if it falls into the fuel storage pool, measures for preventing foreign matter from entering the pool must be taken into consideration.
このような事情の下、熱電対における二つのうち一方の接合点の近傍にヒータを配置して水位を検出するセンサが提案されている(例えば、特許文献1)。この技術によれば、水中と気中の熱拡散率が相違するために、二つの接合点の温度差(起電力差)に基づいて、センサ部が水中又は気中のいずれに位置しているかを判断する。 Under such circumstances, a sensor that detects a water level by arranging a heater in the vicinity of one of two junction points in a thermocouple has been proposed (for example, Patent Document 1). According to this technology, since the thermal diffusivity in water and in the air is different, based on the temperature difference (electromotive force difference) between the two junctions, whether the sensor unit is located in the water or in the air Judging.
ところで、使用済み燃料貯蔵プールにおいて、冷却機能が長期間停止して給水ができなくなると、使用済み燃料の放熱で水温が上昇して沸騰し、蒸発により水位が低下する。このように水位が低下すると、放射線の遮へい効果が減少して放射線環境が悪化する。そこで、水位レベルが所定の基準水位より下がった場合は、この水位レベルを正確に把握して放射線環境の安全性を評価することが求められている。
しかし、特許文献1の技術では、水温が沸騰温度まで上昇した場合、熱電対の二つの接合点の温度差(起電力差)を安定的に計測することが困難になる。このために、使用済み燃料貯蔵プールの水位検出精度の低下が懸念される。
By the way, in the spent fuel storage pool, when the cooling function is stopped for a long time and water supply cannot be performed, the water temperature rises due to the radiation of the spent fuel and boils, and the water level is lowered due to evaporation. When the water level is lowered in this way, the radiation shielding effect is reduced and the radiation environment is deteriorated. Therefore, when the water level falls below a predetermined reference water level, it is required to accurately grasp the water level and evaluate the safety of the radiation environment.
However, in the technique of
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、プール水が沸騰して水位が低下する事態になっても、この水位を確実に検出することができる使用済み燃料貯蔵プールの水位検出技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and even when the pool water boils and the water level falls, the water level detection of the spent fuel storage pool can reliably detect this water level. The purpose is to provide technology.
使用済み燃料貯蔵プールの水位検出装置において、プール水の基準水位よりも上側の温度を検出する気相温度センサと、プール水の基準水位よりも下側の温度を検出する水位探知用温度センサと、前記気相温度センサ及び前記水位探知用温度センサの各々に熱エネルギーを供給する熱供給部と、前記気相温度センサ及び前記水位探知用温度センサの検出温度に基づいて前記プール水の水位を判定する判定部と、を備え、前記気相温度センサ及び前記水位探知用温度センサの各々は、前記温度を検出する熱電対の素線を、先端が閉じられているシース管に収容したシース熱電対と、前記素線の先端の近傍部分に配置され通電により前記熱エネルギーを発生させるヒータと、前記シース熱電対の先端とヒータとを末端に位置させて収容する収容管と、を有することを特徴とする。
In a spent fuel storage pool water level detection device, a gas phase temperature sensor that detects a temperature above the reference water level of the pool water, and a water level detection temperature sensor that detects a temperature below the reference water level of the pool water, A heat supply unit for supplying thermal energy to each of the gas phase temperature sensor and the water level detection temperature sensor, and the water level of the pool water based on the detected temperatures of the gas phase temperature sensor and the water level detection temperature sensor. Each of the gas phase temperature sensor and the water level detection temperature sensor includes a thermocouple element for detecting the temperature contained in a sheath tube whose tip is closed. A pair, a heater that is disposed in the vicinity of the tip of the element wire and generates the thermal energy by energization, and a storage tube that houses the tip of the sheath thermocouple and the heater positioned at the end , And wherein the Rukoto to have a.
本発明により、プール水が沸騰して水位が低下する事態になっても、この水位を確実に検出することができる使用済み燃料貯蔵プールの水位検出技術が提供される。 The present invention provides a technique for detecting the level of a spent fuel storage pool that can reliably detect the water level even when the pool water boils and the water level drops.
(第1実施形態)
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図1(A)に示すように第1実施形態に係る使用済み燃料貯蔵プール1の水位検出装置20は、プール水4の基準水位cよりも上側の温度を検出する気相温度センサ100(k=0)と、プール水4の基準水位cよりも下側の温度を検出する水位探知用温度センサ10k(k=1〜n)と、気相温度センサ及び水位探知用温度センサ10k(k=0〜n)の各々に熱エネルギーを供給する熱供給部22と、気相温度センサ及び水位探知用温度センサ10k(k=0〜n)の検出温度Tk(k=0〜n)に基づいてプール水4の水位を判定する判定部23と、を備えている。
(First embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIG. 1A, the water
使用済み燃料貯蔵プール1(以下「貯蔵プール1」という)には、複数の使用済み燃料集合体3を収納するラック2が配置されている。さらに、貯蔵プール1には、使用済み燃料集合体3の崩壊熱により昇温するプール水4を冷却する循環冷却器(図示略)が配置されている。
In the spent fuel storage pool 1 (hereinafter referred to as “
そして、例えば、使用済み燃料集合体3の長さa=約4.5m、ラック2の高さb=約5mの場合、深さd=約12m程度の使用済み燃料貯蔵プール1が必要となり、基準水位c=約11mとなるようにプール水4の水位が維持されている。
これにより、使用済み燃料集合体3から放出される高レベルの放射線は、プール水に遮られ、貯蔵プール1から外部漏洩することが抑制される。
For example, when the length a of the
As a result, high-level radiation emitted from the
気相温度センサ100は、その先端が基準水位cより上方になるように設置され、水位探知用温度センサ10k(k=1〜n)は、その先端が基準水位cより下方になるように設置される。気相温度センサ100及び水位探知用温度センサ10k(k=1〜n)は、基本構成(図1(B)参照)は、同じものであるために、両者を区別しない場合、以下において単に温度センサ10(10k)と記載する。
なお図1に示される水位検出装置20は、複数の水位探知用温度センサ10k(k=1〜n)が、上下方向に異なる高さで配置されているが、単数の水位探知用温度センサ10k(k=1)で構成される場合もある。
In the water
図1(B)に示すように温度センサ10は、銅−コンスタンタンのシース熱電対12と、このシース熱電対12の測温接点15の周辺に熱エネルギーを供給するヒータ14と、このシース熱電対12及びヒータ14を収容する収容管11と、から構成される。
As shown in FIG. 1B, the
このように構成される温度センサ10のシース熱電対12から検出温度Tk(k=0〜n)が出力される。ヒータ14に電流を流して発生させたジュール熱は、温度センサ10の周囲が気体であるか水であるかによって熱拡散率が異なるために、シース熱電対12の検出温度Tk(k=0〜n)に違いを生じさせる。
The detected temperature T k (k = 0 to n) is output from the
シース熱電対12は、銅−コンスタンタン熱電対の素線13を、先端が閉じられているシース管に収容したものである。そして、この素線13とシース管の間には、絶縁材として酸化マグネシウムが充填されている。
測温接点15において、銅の素線とコンスタンタンの素線とが溶接されている。そして、これら素線13の反対端は温度検出部21に導かれ、この反対端で検出される熱起電力に基づいて測温接点15の周辺温度が計測される。
温度検出部21は、温度センサ10k(k=0〜n)の検出温度Tk(k=0〜n)の全てを、熱供給部22の動作とは無関係にリアルタイムで常時取得している。
The
At the
The
貯蔵プール1の深い位置におけるプール水の水位を検出するためには、熱電対の素線13を長い状態で施設する必要がある。しかし、この場合、熱電対の素線13に大きな負荷がかかるために、素線13そのものに優れた機械的特性が求められる。さらに、熱電対の素線13が長くなる程に、検出される熱起電力のノイズも大きくなるために、S/N比を稼ぐために熱起電力の大きな熱電対を採用する必要がある。
In order to detect the water level of the pool water in the deep position of the
銅−コンスタンタン熱電対の素線13は、一般的に使用されているクロメルアルメル熱電対と比較して、大きな熱起電力が得られ、低温測定に適する点において優れるが、機械的特性において劣る。そこで、銅−コンスタンタンのシース熱電対12を採用して、機械的特性を担保することとした。
The
この銅−コンスタンタンのシース熱電対12は、引張加工前の銅−コンスタンタン熱電対の素線を、引張加工前のシース管に挿入した状態で、両者を同時に引張加工することにより製造される。シース管に収納されているため、銅−コンスタンタン熱電対の素線13に過剰な負荷が付与されることのない、長尺のシース熱電対12を作成することができる。
The copper-constantan
収容管11は、内部にシース熱電対12及びヒータ14を収容し、さらに熱伝導度の高い酸化マグネシウムで充填され、外側はプール水4や大気に接する。シース熱電対12は、この収容管11及び酸化マグネシウムを介してプール水4や大気の温度を計測し、ヒータ14からの熱エネルギーは、この酸化マグネシウム及び収容管11を通過してプール水4や大気に放出される。
The
熱供給部22は、ヒータ14に通電し設定時間Δtにわたりジュール熱を発生させ、温度センサ10k(k=0〜n)の測温接点15の周辺に所定量の熱エネルギーを供給する。
もしくは、熱供給部22は、測温接点15の周辺に熱エネルギーを断続的に供給するために、ヒータ14に付与する電流をON/OFFしながらジュール熱を付与することができる。
The
Alternatively, the
判定部23は、熱供給部22に命令して温度センサ10k(k=0〜n)の各々に、制御された熱エネルギーを供給し、温度検出部21から取得した温度センサ10kの検出温度Tk(k=0〜n)に基づいて、プール水4の水位を判定する。
端末24は、判定に必要な各種設定項目をオペレータの入力動作により判定部23に送信するとともに、各温度センサ10に関する情報(「気中」「水中」「故障」等)や、水位の判定結果を表示する。
The determination unit 23 instructs the
The
第1実施形態において判定部23は、熱エネルギーが供給された後の気相温度センサ100及び水位探知用温度センサ10k(k=1〜n)の温度差T0(Δt)−Tk(Δt)に基づいて水位判定を実行する。
In the first embodiment, the determination unit 23 determines the temperature difference T 0 (Δt) −T k between the gas
図2のフローチャートに基づいて(適宜、図1参照)、第1実施形態に係る使用済み燃料貯蔵プールの水位検出装置の動作を説明する。
温度センサ10k(k=0〜n)の検出温度Tk(k=0〜n)が温度検出部21においてリアルタイムに取得されている状態で、熱供給部22は温度センサ10k(k=0〜n)の各々のヒータ14に対し設定時間Δtにわたり通電する(S11)。
Based on the flowchart in FIG. 2 (see FIG. 1 as appropriate), the operation of the water level detection device for the spent fuel storage pool according to the first embodiment will be described.
In a state where the detected temperature T k (k = 0 to n) of the temperature sensor 10 k (k = 0 to n) is acquired in real time by the
このようにして供給された所定量の熱エネルギーによって変化した気相温度センサ100の検出温度T0(Δt)と、水位探知用温度センサ10k(k=1)の検出温度Tk(Δt)とを取得する(S12,S13,S14)。
そして、気相温度センサ100及び水位探知用温度センサ10kの温度差T0(Δt)−Tk(Δt)の絶対値が設定値αよりも小さい場合は(S15;Yes)、温度センサ10kは気中に位置していると判定される(S16)。
The detected temperature T 0 (Δt) of the gas
Then, when the absolute value of the
一方において、気相温度センサ100及び水位探知用温度センサ10kの温度差T0(Δt)−Tk(Δt)が設定値α以上である場合は(S15;No,S17;Yes)、温度センサ10kは水中に位置していると判定される(S18)。
そして、気相温度センサ100及び水位探知用温度センサ10kの温度差T0(Δt)−Tk(Δt)が−α以下である場合は(S17;No)、温度センサ10kは故障であると判定される(S19)。
On the other hand, when the temperature difference T 0 (Δt) −T k (Δt) between the gas
And, if the gas
このようにして、全ての水位探知用温度センサ10k(k=1〜n)に対して、その位置が気中又は水中のいずれにあるかもしくは故障しているかについて、判定を行う(S20;Yes,No)。
そして、水位探知用温度センサ10k(k=1〜n)の各々が、「気中」「水中」「故障」のいずれに属するかの情報に基づいて、プール水の水位判定が行われる(S21)。
In this way, it is determined for all the water level detection temperature sensors 10 k (k = 1 to n) whether the position is in the air or in water or is malfunctioning (S20; Yes, No).
Then, the water level determination of the pool water is performed based on the information that each of the water level detection temperature sensors 10 k (k = 1 to n) belongs to “in the air”, “underwater”, or “failure” ( S21).
(第2実施形態)
第2実施形態に係る使用済み燃料貯蔵プールの水位検出装置の構成は、判定部23の動作を除き、図1に示される第1実施形態の場合と同じであるので重複説明を省略する。
判定部23は、第2実施形態において、熱エネルギーが供給される前後の検出温度Tk(k=0〜n)の温度差Tk(t+Δt)−Tk(t)に基づいて水位判定を実行する。
(Second Embodiment)
The configuration of the water level detection device for the spent fuel storage pool according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment shown in FIG.
In the second embodiment, the determination unit 23 determines the water level based on the temperature difference T k (t + Δt) −T k (t) between the detected temperatures T k (k = 0 to n) before and after the thermal energy is supplied. Run.
図3のフローチャートに基づいて(適宜、図1参照)、第2実施形態に係る使用済み燃料貯蔵プールの水位検出装置の動作を説明する。
温度センサ10k(k=0〜n)の検出温度Tk(k=0〜n)が温度検出部21でリアルタイムに取得されている状態で(S31,S32)、熱供給部22は温度センサ10k(k=0〜n)の各々のヒータ14に対し設定時間Δtにわたり通電する(S33)。
Based on the flowchart of FIG. 3 (see FIG. 1 as appropriate), the operation of the water level detection device for the spent fuel storage pool according to the second embodiment will be described.
In a state where the detected temperature T k (k = 0 to n) of the temperature sensor 10 k (k = 0 to n) is acquired in real time by the temperature detecting unit 21 (S31, S32), the
このようにして供給された所定量の熱エネルギーによって変化した温度センサ10kの検出温度Tk(t+Δt)と、ヒータ通電前の温度センサ10kの検出温度Tk(t)とを取得する(S34)。
そして、ヒータ通電後とヒータ通電前の温度センサ10kの温度差Tk(t+Δt)−Tk(t)が設定値β以上である場合は(S35;Yes)、温度センサ10kは気中に位置していると判定される(S36)。
The detected temperature T k of the
When the temperature difference T k (t + Δt) −T k (t) between the
一方において、ヒータ通電後とヒータ通電前の温度センサ10kの温度差Tk(t+Δt)−Tk(t)が設定値βよりも小さい正数である場合は(S35;No,S37;Yes)、温度センサ10kは水中に位置していると判定される(S38)。
そして、ヒータ通電後とヒータ通電前の温度センサ10kの温度差Tk(t+Δt)−Tk(t)が0以下である場合は(S37;No)、温度センサ10kは故障であると判定される(S39)。
On the other hand, when the temperature difference T k (t + Δt) −T k (t) between the
When the temperature difference T k (t + Δt) −T k (t) between the
このようにして、全ての水位探知用温度センサ10k(k=1〜n)に対して、その位置が気中又は水中のいずれにあるかもしくは故障しているかについて、判定を行う(S40;Yes,No)。
そして、水位探知用温度センサ10k(k=1〜n)の各々が、「気中」「水中」「故障」のいずれに属するかの情報に基づいて、プール水の水位判定が行われる(S41)。
In this way, it is determined for all the water level detection temperature sensors 10 k (k = 1 to n) whether the position is in the air or in the water or is malfunctioning (S40; Yes, No).
Then, the water level determination of the pool water is performed based on the information that each of the water level detection temperature sensors 10 k (k = 1 to n) belongs to “in the air”, “underwater”, or “failure” ( S41).
(第2実施形態の変形例)
上記の第2実施形態においては、ヒータ通電を開始した後の温度変化に基づいて水位判定を行う例を示したが、ヒータ通電を終了した後の温度変化に基づいて水位判定を行うこともできる。
この場合、判定部23は、熱供給部22から連続的に供給されていた熱エネルギーの供給が停止される前後の検出温度Tk(k=0〜n)の温度差Tk(t+Δt)−Tk(t)に基づいて水位判定を実行する。
(Modification of the second embodiment)
In the second embodiment, the example in which the water level is determined based on the temperature change after the heater energization is started has been described. However, the water level determination can also be performed based on the temperature change after the heater energization is completed. .
In this case, the determination unit 23 determines the temperature difference T k (t + Δt) − between the detected temperatures T k (k = 0 to n) before and after the supply of the thermal energy continuously supplied from the
(第3実施形態)
第3実施形態に係る使用済み燃料貯蔵プールの水位検出装置の構成は、判定部23の動作を除き、図1に示される第1実施形態の場合と同じであるので重複説明を省略する。
判定部23は、第3実施形態において、熱エネルギーが供給された後の、上下に隣り合う二つの水位探知用温度センサ10k,10k+1(k=1〜n−1)の温度差Tk(Δt)−Tk+1(Δt)に基づいて判定を実行する。
(Third embodiment)
The configuration of the water level detection device for the spent fuel storage pool according to the third embodiment is the same as that of the first embodiment shown in FIG.
In the third embodiment, the determination unit 23 is a temperature difference between two water level
図4のフローチャートに基づいて(適宜、図1参照)、第3実施形態に係る使用済み燃料貯蔵プールの水位検出装置の動作を説明する。
温度センサ10k(k=0〜n)の検出温度Tk(k=0〜n)が温度検出部21でリアルタイムに取得されている状態で、熱供給部22は、温度センサ10k(k=0〜n)の各々のヒータ14に対し、設定時間Δtにわたり通電する(S51)。
Based on the flowchart of FIG. 4 (see FIG. 1 as appropriate), the operation of the water level detection device for the spent fuel storage pool according to the third embodiment will be described.
In a state where the detected temperature T k (k = 0 to n) of the temperature sensor 10 k (k = 0 to n) is acquired in real time by the
このようにして供給された所定量の熱エネルギーによって変化した温度センサ10kの検出温度Tk(Δt)と、その一段下の温度センサ10k+1(k=0)の検出温度Tk+1(Δt)とを取得する(S52,S53,S54)。
そして、温度センサ10k及び温度センサ10k+1の温度差Tk(Δt)−Tk+1(Δt)の絶対値が設定値γよりも小さい場合は(S55;Yes)、温度センサ10k+1は気中に位置していると判定される。
The detected temperature T k of this way of the
When the absolute value of the temperature difference T k (Δt) −T k + 1 (Δt) between the
この場合、次の組み合わせの温度センサ10k,10k+1(k=1…)についてS53〜S55の判断を繰り返し、温度差Tk(Δt)−Tk+1(Δt)が設定値γ以上である場合は(S55;No,S56;Yes)、温度センサ10k+1は水中に位置していると判定され、水位も判定される(S57)。
なお、温度差Tk(Δt)−Tk+1(Δt)が−γ以下である場合は(S55、S56;No)、温度センサ10k+1は故障であると判定される(S58)。
In this case, the determination of S53 to S55 is repeated for the next combination of
If the temperature difference T k (Δt) −T k + 1 (Δt) is equal to or less than −γ (S55, S56; No), it is determined that the
(第4実施形態)
第4実施形態に係る使用済み燃料貯蔵プールの水位検出装置の構成は、熱供給部22及び判定部23の動作を除き、図1に示される第1実施形態の場合と同じであるので重複説明を省略する。
第4実施形態において熱供給部22は、連続的に熱エネルギーを供給し、判定部23は、検出温度検出温度Tk(k=0〜n)の変化率ΔTk(t)/Δtに基づいて水位判定を実行する。
(Fourth embodiment)
Since the configuration of the water level detection device for the spent fuel storage pool according to the fourth embodiment is the same as that of the first embodiment shown in FIG. Is omitted.
In the fourth embodiment, the
図5のフローチャートに基づいて(適宜、図1参照)、第4実施形態に係る使用済み燃料貯蔵プールの水位検出装置の動作を説明する。
温度センサ10k(k=0〜n)の検出温度Tk(k=0〜n)が温度検出部21でリアルタイムに取得されている状態で、熱供給部22は温度センサ10k(k=0〜n)の各々のヒータ14に連続的な通電をしている(S61)。
Based on the flowchart of FIG. 5 (see FIG. 1 as appropriate), the operation of the water level detection device for the spent fuel storage pool according to the fourth embodiment will be described.
In a state where the detected temperature T k (k = 0 to n) of the temperature sensor 10 k (k = 0 to n) is acquired in real time by the
このように、熱エネルギーが連続的に供給されているために、水位変化が無い場合は、気中又は水中に関わらず、温度センサ10kの検出温度は定常状態にあり、その変化率ΔTk(t)/Δtは、理想的に0である。
このために、検出温度の変化率ΔTk(t)/Δtの絶対値が設定値ηよりも小さい場合は(S63、S64;Yes)、温度センサ10kは水中又は気中に位置したまま変化が無いと判定される(S65)。
As described above, since the heat energy is continuously supplied, when there is no change in the water level, the temperature detected by the
For this, the absolute value if less than the set value η of the rate of change ΔT k (t) / Δt of the detection temperature (S63, S64; Yes), the change remains the
そして、水位変化が無い場合は、S66;No〜S63及びS66;Yes〜S62のループが繰り返される。しかし、水位低下が継続すると、いずれかの温度センサ10kの検出温度が過渡状態となり、検出温度の変化率ΔTk(t)/Δtは設定値η以上になる(S67;Yes,S68)。
一方、水位上昇が継続した場合も、いずれかの温度センサ10kの検出温度が過渡状態となり、検出温度の変化率ΔTk(t)/Δtは−η以下になる(S67;No,S69)。
これにより、水位が更新していく様子をリアルタイムで観察することができる(S70)。
And when there is no water level change, the loop of S66; No-S63 and S66; Yes-S62 is repeated. However, if the water level continues to drop, the detected temperature of one of the
On the other hand, when the water level continues to rise, the detected temperature of one of the
Thereby, it is possible to observe in real time how the water level is updated (S70).
以上述べた少なくともひとつの実施形態の使用済み燃料貯蔵プールの水位検出装置によれば、使用済み燃料貯蔵プールの水位が所定の基準水位より下方になっても、この水位及び水温を正確に検出ることが可能となる。 According to the spent fuel storage pool water level detection apparatus of at least one embodiment described above, even when the water level of the spent fuel storage pool falls below a predetermined reference water level, the water level and the water temperature are accurately detected. It becomes possible.
また、各実施形態において、センサ近傍のボイドや水面の時間変化等による温度ゆらぎに起因する検出温度Tkのノイズを、適切なフィルターで軽減することにより、水位判定精度をさらに向上させることができる。
また、温度検出部21において、検出温度Tkのデータを移動平均等のスムージングで、短時間の温度ゆらぎノイズを軽減することにより、水位判定精度をさらに向上させることができる。
Further, in each embodiment, the water level determination accuracy can be further improved by reducing noise of the detected temperature T k caused by temperature fluctuation due to a void in the vicinity of the sensor or a time change of the water surface by an appropriate filter. .
Further, the
また、熱供給部22に接続される電源は、AC電源及びバッテリーが切り替える可能な突合せ回路を備えることにより、電源喪失等の事象に対応できる。
また、温度センサ10に供給される熱エネルギーの熱源として使用済燃料を適用し、そのガンマ加熱による温度変化を捉えることで水位判定もしくはセンサ故障判定を行うこともできる。
In addition, the power source connected to the
In addition, it is also possible to perform water level determination or sensor failure determination by applying spent fuel as a heat source of the thermal energy supplied to the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1…使用済み燃料貯蔵プール、10(10k)…温度センサ、10k(k=0)…気相温度センサ、10k(k=1〜n)…水位探知用温度センサ、11…収容管、12…シース熱電対、13…素線、14…ヒータ、15…測温接点、2…ラック、20…水位検出装置、21…温度検出部、22…熱供給部、23…判定部、24…端末、3…使用済み燃料集合体、4…プール水、c…基準水位。 1 ... spent fuel storage pool, 10 (10 k) ... Temperature sensor, 10 k (k = 0) ... vapor temperature sensor, 10 k (k = 1~n) ... level detection temperature sensor, 11 ... housing pipe , 12 ... sheath thermocouple, 13 ... strand, 14 ... heater, 15 ... temperature measuring contact, 2 ... rack, 20 ... water level detection device, 21 ... temperature detection unit, 22 ... heat supply unit, 23 ... determination unit, 24 ... terminal, 3 ... used fuel assembly, 4 ... pool water, c ... reference water level.
Claims (8)
プール水の基準水位よりも下側の温度を検出する水位探知用温度センサと、
前記気相温度センサ及び前記水位探知用温度センサの各々に熱エネルギーを供給する熱供給部と、
前記気相温度センサ及び前記水位探知用温度センサの検出温度に基づいて前記プール水の水位を判定する判定部と、を備え、
前記気相温度センサ及び前記水位探知用温度センサの各々は、
前記温度を検出する熱電対の素線を、先端が閉じられているシース管に収容したシース熱電対と、
前記素線の先端の近傍部分に配置され通電により前記熱エネルギーを発生させるヒータと、
前記シース熱電対の先端とヒータとを末端に位置させて収容する収容管と、を有することを特徴とする使用済み燃料貯蔵プールの水位検出装置。 A gas phase temperature sensor for detecting a temperature above the reference water level of the pool water;
A water level detection temperature sensor that detects a temperature below the reference water level of the pool water;
A heat supply section for supplying thermal energy to each of the gas phase temperature sensor and the water level detection temperature sensor;
A determination unit that determines a water level of the pool water based on a detection temperature of the gas phase temperature sensor and the water level detection temperature sensor,
Each of the gas phase temperature sensor and the water level detection temperature sensor,
A sheathed thermocouple housing the thermocouple element for detecting the temperature in a sheath tube whose tip is closed;
A heater that is arranged in the vicinity of the tip of the strand to generate the thermal energy by energization;
A water level detection device for a spent fuel storage pool, comprising: a housing tube for housing the sheath thermocouple at a distal end and a heater.
複数の前記水位探知用温度センサが、上下方向に異なる高さで配置されていることを特徴とする使用済み燃料貯蔵プールの水位検出装置。 The water level detection device for a spent fuel storage pool according to claim 1,
A water level detection device for a spent fuel storage pool, wherein the plurality of water level detection temperature sensors are arranged at different heights in the vertical direction.
前記判定部は、前記熱エネルギーが供給された後の前記気相温度センサ及び前記水位探知用温度センサの温度差に基づいて前記プール水の水位の判定を実行することを特徴とする使用済み燃料貯蔵プールの水位検出装置。 In the spent fuel storage pool water level detection device according to claim 1 or 2,
The determination unit performs determination of the water level of the pool water based on a temperature difference between the gas phase temperature sensor and the water level detection temperature sensor after the thermal energy is supplied. Storage pool water level detection device.
前記判定部は、前記熱エネルギーが供給される前後の前記検出温度の温度差に基づいて前記プール水の水位の判定を実行することを特徴とする使用済み燃料貯蔵プールの水位検出装置。 In the spent fuel storage pool water level detection device according to claim 1 or 2,
The said determination part performs the determination of the water level of the said pool water based on the temperature difference of the said detection temperature before and after the said thermal energy is supplied, The water level detection apparatus of the spent fuel storage pool characterized by the above-mentioned.
前記熱供給部は、連続的に供給されていた前記熱エネルギーの供給を停止し、
前記判定部は、前記熱エネルギーの供給が停止される前後の前記検出温度の温度差に基づいて前記プール水の水位の判定を実行することを特徴とする使用済み燃料貯蔵プールの水位検出装置。 In the spent fuel storage pool water level detection device according to claim 1 or 2,
The heat supply unit stops supplying the thermal energy that has been continuously supplied,
The determination unit performs determination of the water level of the pool water based on a temperature difference between the detected temperatures before and after the supply of the thermal energy is stopped.
前記判定部は、前記熱エネルギーが供給された後の上下に隣り合う二つの水位探知用温度センサの温度差に基づいて前記プール水の水位の判定を実行することを特徴とする使用済み燃料貯蔵プールの水位検出装置。 The water level detection device for a spent fuel storage pool according to claim 2,
The determination unit performs determination of the water level of the pool water based on a temperature difference between two temperature sensors for water level detection adjacent to each other up and down after the thermal energy is supplied. Pool water level detector.
前記熱供給部は、連続的に前記熱エネルギーを供給し、
前記判定部は、前記検出温度の変化率に基づいて前記プール水の水位の判定を実行することを特徴とする使用済み燃料貯蔵プールの水位検出装置。 In the spent fuel storage pool water level detection device according to claim 1 or 2,
The heat supply unit continuously supplies the thermal energy,
The determination unit performs a determination of the water level of the pool water based on the rate of change of the detected temperature, the spent fuel storage pool water level detection device.
プール水の基準水位よりも下側の温度を水位探知用温度センサで検出するステップと、
前記気相温度センサ及び前記水位探知用温度センサの各々に熱エネルギーを供給するステップと、
前記気相温度センサ及び前記水位探知用温度センサの検出温度に基づいて前記プール水の水位を判定するステップと、を含む使用済み燃料貯蔵プールの水位検出方法において、
前記気相温度センサ及び前記水位探知用温度センサの各々は、
前記温度を検出する熱電対の素線を、先端が閉じられているシース管に収容したシース熱電対と、
前記素線の先端の近傍部分に配置され通電により前記熱エネルギーを発生させるヒータと、
前記シース熱電対の先端とヒータとを末端に位置させて収容する収容管と、を有することを特徴とする使用済み燃料貯蔵プールの水位検出方法。 Detecting a temperature above the reference water level of the pool water with a gas phase temperature sensor;
Detecting a temperature below the reference water level of the pool water with a water level detection temperature sensor;
Supplying thermal energy to each of the gas phase temperature sensor and the water level detection temperature sensor;
Determining the water level of the pool water based on the detected temperatures of the gas phase temperature sensor and the water level detection temperature sensor, and
Each of the gas phase temperature sensor and the water level detection temperature sensor,
A sheathed thermocouple housing the thermocouple element for detecting the temperature in a sheath tube whose tip is closed;
A heater that is arranged in the vicinity of the tip of the strand to generate the thermal energy by energization;
A method for detecting a water level in a spent fuel storage pool, comprising: a housing pipe that houses a sheath thermocouple at a distal end and a heater positioned at a distal end.
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