JP6433365B2 - 放射線モニタ - Google Patents

Description

この発明は、放射線モニタに関し、特に、放射性物質の監視、放出管理などを行うために設置される放射線モニタに関するものである。

原子炉施設等には、排ガス中の放射性希ガスの放射能濃度を測定するために、放射線モニタが設置されている。排ガスは、例えば施設の最終放出端である排気筒から放出される。放射線モニタは、排気筒の排ガスをサンプリングし、試料ガス中の放射性希ガスから放出される放射線を検出する。放射能濃度は、その検出信号を計測することにより求められる（例えば特許文献１〜５を参照）。

放射線モニタに関する国内指針として「発電用軽水型原子炉施設における放出放射性物質の測定に関する指針」が定められている。この放出管理に係る国内指針によれば、フィルタ等で浄化された空気で検出部をパージした後で、放射線のバックグラウンドを測定することになっている。

試料ガスの流路切換については、スイッチによるサンプリングとパージの流路選択操作に連動して電磁弁の開閉切換が行われている。手動による切戻し忘れを防止するために流路選択状態は自動表示される（例えば特許文献６を参照）。通常、この種の放射線モニタは、ガス流路に流量計と圧力計が設置されている。ガス流路の異常を検知すると、ポンプを自動で停止すると共に電磁弁により系統を自動で隔離するようにしている（例えば特許文献７を参照）。

供給されているＡＣ電源の瞬断によるポンプ停止に対しては、ポンプ自動再起動回路が設けられている。ポンプ自動再起動回路は、設定された許容時間以内の電源瞬断である場合に限定して、設定された時間間隔のポンプ起動信号を電源復帰時に出力する（例えば特許文献８を参照）。また、通常、開の状態にある流路選択用のサンプリング電磁弁には非励磁開／励磁閉の動作のものを使用している。瞬停自動再起動時において、サンプリング流路の開を確保することで瞬停自動再起動の信頼性が向上する（例えば特許文献９を参照）。

特開昭５８−８６８７３号公報 特開平２−１８４２９４号公報 特開平５−５６６８２号公報 特開２０００−３５８３７７号公報 特開２００４−１４０８９６号公報 特開２００１−１５３９５６号公報 特開昭５０−６０２８４号公報 特開平７−２７４３７６号公報 特開２０１１−３８８２３号公報

放射線モニタは以上のように構成されており、サンプリングとパージの流路切換、およびポンプ停止時のサンプリング部の隔離という目的のために複数の電磁弁を備えている。
通常開で使用するサンプリング電磁弁は非励磁開／励磁閉のものを使用することで電源瞬停から電源が復帰したときの流路の変化がなくなり、ポンプ自動再起動を確実にして信頼性が向上している。

しかしながら近年の制御のデジタル化の流れで、ＡＣ電源で動作するＡＣ制御回路のみでポンプ及び電磁弁を制御する時代から、ポンプ及び電磁弁を直接制御するコンタクタ、リレー等以外は、ＤＣ電源で動作するＤＣ制御回路から間接的にＡＣ制御回路を制御する時代に移っている。例えば流量計と圧力計で配管の異常を検知してポンプを自動停止させるための流路異常警報信号は、ＡＣ電源から変換して生成されたＤＣ電源で動作するシーケンサから発信されるようになってきている。

ＤＣ電源は容量の大きなコンデンサを搭載しているため、ＡＣ電源の瞬断及び電源復帰の際のＤＣ電源のＤＣ電圧の過渡応答は瞬停時間に依存して複雑に変化する。この変化に電磁弁動作時間の経年変化が微妙に影響して瞬停自動再起動における正規のシーケンシャル動作から逸脱することが発生する。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、プラント電源系統の瞬時停電後の電源復帰において、放射線モニタの自動再起動が確実に行なわれるようにし、瞬停自動再起動失敗による欠測を発生させない高信頼の放射線モニタを得ることを目的とする。

本発明にかかる放射線モニタは、ＡＣ電力で動作する、サンプリング電磁弁、パージ電磁弁、ポンプおよび排気電磁弁を有し、サンプリング点から吸引された試料ガスが流通するガス流路と、ガス流路に設置されている流量センサと、ガス流路に設置されている圧力センサと、サンプリング電磁弁、パージ電磁弁、ポンプおよび排気電磁弁にＡＣ電力を供給し、流路異常信号を受信すると、サンプリング電磁弁、パージ電磁弁および排気電磁弁を閉に制御すると共にポンプを停止するＡＣ制御部と、ＡＣ制御部から供給されるＡＣ電力を変換したＤＣ電力で動作し、流量センサの計測値または圧力センサの計測値が設定値よりも低い場合、流路異常信号を出力するＤＣ制御部と、ガス流路に吸引された試料ガスから放出される放射線を検出して検出信号を出力する検出部と、検出部から出力された検出信号を計測して放射能濃度を出力する測定部と、を備え、ＡＣ制御部は、ＡＣ電圧の低下を検知するとＡＣ電源瞬停検知信号をＤＣ制御部に出力し、ＤＣ制御部は、ＡＣ制御部からＡＣ電源瞬停検知信号を受信すると、このＡＣ電源瞬停検知信号の継続時間を計測し、設定値よりも短い時間内にＡＣ電圧が復帰すればＡＣ制御部に対し瞬停再起動信号を出力し、ＡＣ制御部は、ＤＣ制御部から瞬停再起動信号を受信すると、サンプリング電磁弁、パージ電磁弁および排気電磁弁を閉から開に切換制御を行い、一定時間後にポンプを再起動することを特徴とする。

この発明に係わる放射線モニタは、制御部がＡＣ電源でサンプリングを直接制御するＡＣ制御部と、ＡＣ制御部から供給されたＡＣ電源から生成したＤＣ電圧で動作し、ＡＣ制御部を介してサンプリング部を間接制御するＤＣ制御部を備えている。ＡＣ制御部はＡＣ電源における設定された時間以内の瞬時停止（瞬停）を検知してＡＣ電源瞬停検知信号を出力するＡＣ電源瞬停検知手段を備えている。ＤＣ制御部はパラメータを入力して流路異常の有無を判断し、流路異常時は流路異常警報（信号）を出力してポンプを停止すると共に全電磁弁を閉に制御する。またＤＣ制御部は、ＡＣ電源瞬停検知信号を入力したらその入力から設定された時間の間、流路異常警報（信号）の出力をブロックすると共に流路異常警報（信号）の自己保持をリセットして、ポンプを自動再起動させる瞬停再起動信号をＡＣ制御部に出力する。このように構成したので、ＡＣ電源瞬停中及びＡＣ電源復帰までのＤＣ電源の電圧状態に左右されることなくポンプを確実に自動再起動できる信頼性の高い放射線モニタを提供できる。

実施の形態１に係わる放射線モニタの構成を示す図である。 実施の形態１に係わるポンプ起動遅延の制御ロジックを示す図である。 ロジック記号と機能の関係を表している図である。 制御部の機能を表している図である。 ポンプの瞬停再起動信号が発生するタイミングを示す図である。 実施の形態２に係わるポンプ起動遅延の制御ロジックを示す図である。 実施の形態３に係る電磁弁の構造を示す図である。 実施の形態４に係わる放射線モニタの構成を示す図である。 実施の形態４に係わる電磁弁の制御ロジックを示す図である。 実施の形態４に係わる電磁弁の構造を示す図である。

本発明の実施の形態に係る放射線モニタについて、図を参照しながら以下に説明する。なお、各図において、同一または同様の構成部分については同じ符号を付しており、対応する各構成部のサイズや縮尺はそれぞれ独立している。例えば構成の一部を変更した断面図の間で、変更されていない同一構成部分を図示する際に、同一構成部分のサイズや縮尺が異なっている場合もある。また、放射線モニタの構成は、実際にはさらに複数の部材を備えているが、説明を簡単にするため、説明に必要な部分のみを記載し、他の部分については省略している。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図に基づいて説明する。図１に示されている放射線モニタ１００は、原子炉施設を代表する排気筒ガスモニタである。放射線モニタ１００は、サンプリング部２、制御部３、検出部４および測定部５を備えている。排気筒１は、原子炉施設等の最終放出端であり、放射性希ガスを含む排ガスがここから放出される。サンプリング部２は排気筒１から試料ガスをサンプリングする。制御部３はサンプリング部２を制御する。サンプリング部２には検出部４が接続されている。サンプリング点から吸引された試料ガスが流通するガス流路２９は、共通配管部分２９ａと分岐配管部分２９ｂとに分かれている。フィルタ系統２１とポンプ系統２７は分岐配管部分２９ｂに設置されている。サンプリング電磁弁２２、排気電磁弁２８、流量センサ２５および圧力センサ２６は、共通配管部分２９ａに設置されている。

検出部４は、環境放射線を遮蔽した状態で、試料ガス中の気体状放射性物質から放出される放射性希ガスの放射線を検出して、検出信号を測定部５に出力する。測定部５は検出部４から出力される検出信号を計測して、放射能濃度に対応した工学値（ｃｐｍ、Ｂｑ／cm^３等）を出力する。なお、図中の放射線モニタ１００は、サンプリング点を排気筒とする排気筒ガスモニタを対象にしている。実際の原子炉施設では、格納容器、換気空調ダクトなど、その他の監視すべきプロセスがサンプリング点として選定されている。それぞれの施設には放射線モニタが設置されており、サンプリング点は排気筒に限定されるものものではない。

排気筒１からサンプリングされる試料ガスは、２つのフィルタ系統を有するサンプリング部２に導入される。試料ガスは、並列に設けられたフィルタ系統２１ａまたはフィルタ系統２１ｂのいずれかを通してサンプリング電磁弁２２に導入される。排気筒１の周辺空気は、パージフィルタ２３を通してパージ電磁弁２４に導入される。制御部３は、サンプリング電磁弁２２とパージ電磁弁２４をスイッチ操作で切換制御する。フィルタ系統２１ａは、フィルタ入口弁２１１ａ、試料ガスフィルタ２１２ａおよびフィルタ出口弁２１３ａを備えている。フィルタ系統２１ｂは、フィルタ入口弁２１１ｂ、試料ガスフィルタ２１２ｂおよびフィルタ出口弁２１３ｂを備えている。

試料ガスフィルタ２１２ａ、試料ガスフィルタ２１２ｂ及びパージフィルタ２３には、「発電用軽水型原子炉施設における放出放射性物質の測定に関する指針」で規定されたフィルタエレメントが装着されており、０．３μｍ以上の粒子状物質は９９％以上除去される。サンプリング電磁弁２２の出口とパージ電磁弁２４の出口は接続されていて、それに続く共通配管部分には流量センサ２５と圧力センサ２６が接続されている。試料ガスまたはパージフィルタ２３から吸入された周辺空気は、流量センサ２５で流量が検出され、圧力センサ２６で圧力が検出されてから、検出部４に導入される。検出部４から排出された試料ガスまたはパージフィルタ２３から吸入された周辺空気は、ポンプ系統２７ａ、ポンプ系統２７ｂのいずれかに導入される。排気電磁弁２８から排出された試料ガスは、排気筒１に戻される。

ポンプ系統２７ａは、ポンプ入口弁２７１ａ、ポンプ２７２ａおよびポンプ出口弁２７３ａを備えている。ポンプ系統２７ｂは、ポンプ入口弁２７１ｂ、ポンプ２７２ｂおよびポンプ出口弁２７３ｂを備えている。通常、ポンプ入口弁２７１ａ、ポンプ入口弁２７１ｂ、ポンプ出口弁２７３ａおよびポンプ出口弁２７３ｂを全て開にしておき、制御部３のポンプ選択信号により定期的にポンプ２７２ａとポンプ２７２ｂを切換運転する。ポンプを交換する場合には、当該ポンプ系統のポンプ入口弁とポンプ出口弁を閉にして実施する。サンプリング電磁弁２２及び排気電磁弁２８は、電源ＯＦＦ（非励磁時）で開、電源ＯＮ（励磁時）で閉となるように動作するもの、すなわちノーマリオープン（Normally Open）仕様の電磁弁を使用する。パージ電磁弁２４は、電源ＯＦＦ（非励磁時）で閉、電源ＯＮ（励磁時）で開となるように動作するもの、すなわちノーマリクローズド（Normally Closed）仕様の電磁弁を使用する。

サンプリング運転中にフィルタエレメントを取替るには、先ず試料ガスの圧力が取替基準になったことを確認してから、使用してないフィルタ系統のフィルタ入口弁とフィルタ出口弁を閉から開にして、フィルタエレメントを取り替える。次に、使用してきたフィルタ系統のフィルタ入口弁とフィルタ出口弁を開から閉にしてフィルタエレメントを取り替える。圧力の推移が安定している場合は、圧力の取替基準で運用する代わりに定期交換で運用してもよい。ポンプ２７２ａおよびポンプ２７２ｂは、吸気と排気の逆止弁が設置されていて、ポンプ室にはダイヤフラムまたはメタルベローズを備えている。ダイヤフラムまたはメタルベローズは往復運動によりポンプ室の拡張と圧縮を交互に繰り返す。

逆止弁はポンプ２７２ａ、２７２ｂと連動しているため、ポンプ入口弁２７１ａ、ポンプ入口弁２７１ｂ、ポンプ出口弁２７３ａおよびポンプ出口弁２７３ｂが全て開の状態において、ポンプの運転または停止に係らず逆流は発生しない。したがって、後述の流量低警報または真空高警報が発信したらポンプの不調とみなしてポンプを自動切換する制御方式とすることも可能である。実際には、流量低警報または真空高警報の発信はフィルタの目詰まり等のポンプ以外の要因が大半であり、また、自動切換までの緊急性はないので、サンプリング部を点検して原因を除去してからポンプを選択して手動で再起動するのが一般的である。

サンプリング部２にはＡＣ電力（またはＡＣ電源）が供給され、このＡＣ電力（またはＡＣ電源）で全てのポンプ及び全ての電磁弁が動作する。制御部３にはサンプリング部２からＡＣ電力（またはＡＣ電源）が供給される。ＡＣ電力（またはＡＣ電源）はインバータ（ＡＣ-ＤＣ電源装置）でＤＣ電力（またはＤＣ電源）に変換し、ＤＣ制御部３１を動作させる。ＤＣ制御部３１は例えば接点を介してＡＣ制御部３２を動作させる。ＡＣ制御部３２は全てのポンプ及び全ての電磁弁を制御する。なお全ての電磁弁は、ＡＣ電力（またはＡＣ電源）を全波整流した簡易ＤＣ電源で動作するものを使用してもよい。簡易ＤＣ電源はＡＣ電源引き込みのために付属して設けられた端子箱の内部に、整流用のダイオードを備えている。

図２は制御部３の制御ロジックを示している。図３は、図２に使用されているロジック記号と機能の関係を表している。細線はＤＣライン、太線はＡＣラインを示す。サンプリング部２の流路選択には、サンプリングとパージの選択肢が存在する。制御部３は、通常、サンプリングを選択し、サンプリング部２をサンプリング運転とする。サンプリング運転では、サンプリング電磁弁２２と排気電磁弁２８は電源ＯＦＦの開状態となり、パージ電磁弁２４は電源ＯＦＦの閉状態となる。いずれの電磁弁も電源ＯＦＦの状態（非励磁状態）すなわち電磁弁のコイルが発熱しない状態で試料ガスをサンプリングする。パージ運転と比較すると、サンプリング運転は圧倒的に時間が長い。電磁弁を非励磁で使用することで電磁弁の劣化を抑制している。

サンプリング運転では、ＡＣ電源瞬断からＡＣ電源が復帰して自動的に元の運転状態に戻す瞬停再起動に対して最もリスクの小さい状態を維持している。流路変化が抑制され、再起動し易い状態が保持される。これに対し、一時的なパージ運転では、流路選択をパージとして、サンプリング電磁弁２２を電源ＯＮの閉状態とする。バックグラウンドを測定するには、パージ電磁弁２４を電源ＯＮの開に切り換える。なお、パージ運転は人間が介在する一時的な操作なので、もしこの時に電源瞬断があっても人間による再起動が可能な状況なので上記のようなリスク排除は必要ない。

図において、１点鎖線で囲ったロジックＡは、瞬停再起動制御部３２２が出力する瞬停再起動信号ｇに係る制御ロジックを示している。図において、１点鎖線で囲ったロジックＢは、流路異常診断部３１１が出力する、流量低警報信号ｂ１、圧力低警報信号（または警報）ｂ２および流路異常信号（または警報）ｂ３に係る制御ロジックを示している。流路異常信号（または警報）ｂ３は、流量低警報信号ｂ１と圧力低警報信号ｂ２のＯＲで表現される。

図において、１点鎖線で囲ったロジックＣは、ポンプ・電磁弁ＤＣ制御部３１２が出力するポンプの起動停止及び電磁弁の開閉に係る制御ロジックを示している。流路異常診断部３１１は、瞬停再起動信号ｇを受けて流量低状態の入力及び圧力低状態の入力をそれぞれ遮断すると共に流量低警報信号ｂ１及び圧力低警報信号ｂ２の自己保持をそれぞれリセットするように動作する。この動作により、起動条件としての「流路異常警報（信号）が入力されていない条件」が成立して、瞬停再起動信号ｇの入力によりポンプは自動再起動する。

流路異常診断部３１１及びポンプ・電磁弁ＤＣ制御部３１２は、ＤＣ電圧で動作するロジック回路、リレー回路、シーケンサ等から構成されている。ＡＣ電源は、停電時には瞬時ＯＦＦになり、復電時には瞬時ＯＮになるのに対し、ＤＣ電源はゆるやかに低下し、ゆるやかに復帰する。ＤＣ制御部３１のロジック回路、リレー回路、シーケンサ等は、停電時および復電時に、ＤＣ電圧の過渡応答と部品応答のばらつきにより動作が確定しないので、そうした状況も考慮して瞬停再起動信号ｇに設定された時間幅を設けている。

ロジックＣにおいて、ポンプ・電磁弁ＤＣ制御部３１２は、ポンプ起動信号ｃ１が出力されてから設定された時間（例えば１秒）だけ遅れてポンプ起動信号ｃ２を出力する。ポンプ起動信号ｃ２は、ポンプ・電磁弁ＡＣ制御部３２１の制御ロジックを制御して、関係する電磁弁を閉から開に反転させてから、例えば１秒後にポンプを起動することで起動時に発生する試料ガスの流れの乱れを抑制している。

ＡＣ瞬停を除くポンプ停止においては、ポンプ起動信号ｃ１がなくなってから設定された時間後（例えば１０秒後）に、電磁弁閉信号ｃ３が出力される。電磁弁閉信号ｃ３は、ポンプ・電磁弁ＡＣ制御部３２１の制御ロジックを制御してポンプを停止し、流路の圧力を大気圧に復帰させてから関係する電磁弁を開から閉に反転させることで、ポンプ起動時の流路の残留圧力に起因する負荷を軽減できると共に発生する試料ガスの流れの乱れを抑制している。

図４は制御部３の機能を表している図である。ＤＣ制御部３１は、ＤＣ電源３１０と流路異常診断部３１１とポンプ・電磁弁ＤＣ制御部３１２を備えていて、流量センサ２５で検出された流量信号を入力として流量（計測値）を測定し、圧力センサ２６で検出された圧力信号を入力として圧力（計測値）を測定する。流路異常診断部３１１は、ポンプ運転中の条件のもとに、流量が設定値（流量低レベル）以下の状態になり、設定された時間以上継続した場合に流量低警報（信号）を発信する。同様に圧力が設定値（圧力低レベル）以下の真空状態になり、設定された時間以上継続した場合に圧力低警報（信号）を発信する。さらに、両警報（信号）のオア（ＯＲ）を満足する場合、流路異常警報（信号）を出力する。ポンプ・電磁弁ＤＣ制御部３１２は、この流路異常警報（信号）が入力されていない条件下で、手動操作によりポンプを起動させると共にポンプ起動信号を自己保持させる。また手動操作によるポンプ停止信号または流路異常警報（信号）の入力でポンプを停止させると共に電磁弁を閉にして流路を隔離する。

ＡＣ制御部３２は、ＡＣ電源３２０とポンプ・電磁弁ＡＣ制御部３２１と瞬停再起動制御部３２２を備えている。ポンプ・電磁弁ＡＣ制御部３２１は、ポンプ・電磁弁ＤＣ制御部３１２から出力されたＤＣ制御信号をＡＣ制御信号に変換してポンプの起動と停止を直接制御し、同様に、電磁弁の開閉動作を直接制御する。瞬停再起動制御部３２２は、ポンプ運転状態からＡＣ電源に瞬断が発生したときに、そのＡＣ瞬断時間が設定された時間内の場合に、設定された時間幅のＡＣ電源瞬停検知信号を出力する。ポンプ・電磁弁ＤＣ制御部３１２は、そのＡＣ電源瞬停検知信号を入力としてポンプ起動信号（瞬停再起動信号）を出力し、流路異常警報が入力されていない条件下でポンプ起動信号を自己保持してＡＣ電源瞬断直前のポンプ運転状態に自動的に復帰させる。なお、瞬停再起動信号の時間幅は制御機器及び電磁弁の動作時間のバラツキと経年変化によるバラツキ拡大を考慮して設定される。

図５はタイミングチャートを示している。ＡＣ電源３２０に瞬停があった場合、ＡＣ電源の電圧は、符号ａ１のように瞬時に断となり、ＡＣ電源復帰のタイミングによりそれぞれ符号ａ２〜符号ａ５のように瞬時に１００％へ復帰する。これに対しＤＣ制御部３１のＤＣ電源３１０の電圧は、符号ｄ１〜符号ｄ４のようにＤＣ電源が内部に備えている容量の大きいコンデンサの放電状況に依存して例えば５秒程度でゆっくり低下する。ＤＣ電源は、ＡＣ電源復帰のタイミングに同期してそれぞれ符号ｄ５〜符号ｄ８のようにゆっくり復帰する。ＤＣ電源には、復帰電圧ｄと解放電圧ｃが設定されている。

流量低警報信号は通常ＯＦＦ（Ｌｏｗ）の状態である。流路異常診断部３１１は、ＤＣ電圧の低下が制御機器の解放電圧ｃ以上の状態において、ＡＣ電源が断になったタイミングｅ１で流量低状態の継続時間の検知をスタートする。本実施の形態による流路異常診断部３１１は、瞬停再起動信号ｇによる流量低状態の入力遮断（ブロック）と流量低警報信号の自己保持リセットの制御ロジックを備えている。当該制御ロジックがない場合、制御機器の解放電圧ｃ以上かつ流量低状態が設定された継続時間（例えば３秒）をオーバーしたタイミングｅ２で、流量低警報ｅ３が発信して瞬停再起動は失敗となる。

本実施の形態では、当該制御ロジックを備えたことにより、一時的に流量低警報信号は出力されるものもの、設定時間以内にＡＣ電源が復帰すると信号ｇ１（瞬停再起動信号）が出力され、１点鎖線で囲ったロジックＢにおける流量低状態の入力遮断と流量低警報信号の自己保持リセットの動作により起動条件が成立してポンプは瞬停後、自動で再起動する。ＤＣ電圧が解放電圧ｃ以下になってから復帰する符号ｄ６〜符号ｄ８の場合は、ポンプが起動して流量も復帰しているので流量低警報信号の出力はない。

なお、流量低警報発信の条件としての流量低状態の継続時間は、ポンプの容量と流路の容積に基づき予め検証して余裕を持たせて決定する。また、解放電圧ｃ以上かつ流量低状態が設定された継続時間をオーバーしない条件では流量低警報信号の出力はないので、流量低状態の継続時間を瞬停時間条件の上限値より長くすることで上記の一時的な流量低警報信号をも抑制することを考慮すると共に、一方で継続時間は流路保護の観点から制限されるべきことにも配慮する。

同様に、圧力低警報信号は通常ＯＦＦの状態にある。本実施の形態による流路異常診断部３１１は、瞬停再起動信号ｇによる圧力低状態の入力遮断と圧力低警報信号の自己保持リセットの制御ロジックを備えている。流路異常診断部３１１では、ＤＣ電圧の低下が解放電圧ｃ以上の状態において、符号ｆ１のポンプ起動のタイミングと同期して試料ガスの圧力が振動して圧力低が発生したと仮定すると、圧力低状態の継続時間の検知がスタートする。解放電圧ｃ以上かつ圧力低状態が設定された継続時間（例えば３秒）をオーバーすると、都外制御ロジックがない場合は、符号ｆ２のように圧力低警報が発信して瞬停自動再起動は失敗となる。本実施の形態によれば、当該制御ロジックを備えたことにより圧力低警報は発信されずにポンプは瞬停後、自動再起動する。

サンプリング電磁弁２２及び排気電磁弁２８は、電源ＯＮのとき開状態である。ＡＣ電源の停電により、サンプリング電磁弁２２及び排気電磁弁２８は、瞬時にそれぞれ符号ｈ１及び符号ｉ１のように開から閉に変化する。このとき、ポンプは符号ｊ１のように瞬時に停止する。ＡＣ電源の復帰により、信号ｇ１〜ｇ３（瞬停再起動信号）がそれぞれ出力されると、サンプリング電磁弁２２はそれぞれ符号ｈ２〜符号ｈ５のように閉から開に状態が変化する。同様に排気電磁弁２８はそれぞれ符号i２〜符号ｉ５のように閉から開に状態が変化する。同様にポンプ２７２は排気電磁弁２８（またはサンプリング電磁弁２２）の開から設定された時間の遅れをもってそれぞれ符号j２〜符号ｊ５のように停止から運転に状態が変化する。

流量センサ２５としては、例えばヒータと温度センサで構成されている熱式流量センサを適用し、この流量信号をシーケンサ等に入力して流量を測定するのが好ましい。熱式流量センサは、流量と温度センサの接ガス温度の関係から流量を検出する。また、リードスイッチ付面積式流量計を使用して流量を測定すると共にリードスイッチの接点で流量低警報信号を出力するようにしてもよい。ただし、リードスイッチの切断差はフルスケールの２０〜３０％を有するものがある。試料ガスの大きな脈動で一旦流量低警報が発信すると、ポンプを再起動して流量を回復させても、フィルタが目詰まりして流量が初期値から低下した状態では警報状態を自動リセットできなくなることがある。瞬停自動再起動の失敗要因になるので、リードスイッチ付流量計の直前または直後にオリフィス等を設けて試料ガスの脈動をダンピングする必要がある。

以上のように、実施の形態１による放射線モニタは、プラント電源系統の事故等でＡＣ電源の瞬停（瞬時停電）があっても、その停電時間が所定の時間以内ならば、電源復帰時にポンプを自動再起動させる機能を有する。ＡＣ電源で動作する瞬停再起動制御部３２２は、ＡＣ電源の瞬停を検知し、瞬停時間が設定された時間以内ならば設定された時間幅を有する瞬停再起動信号を出力する。その瞬停再起動信号で流路異常診断部３１１は、流量異常状態の入力を遮断（ブロック）して流量低警報の自己保持をリセットすることにより瞬停再起動時の試料ガスの流れの擾乱で流量及び圧力がハンチングしても瞬停再起動の障害にならないように起動条件を成立させ、ポンプ・電磁弁ＡＣ制御部３２１を制御してポンプを再起動させ、瞬停直前の運転状態に復帰させるようにする。

また、ポンプ・電磁弁ＤＣ制御部３１２はポンプ起動遅延に係る制御ロジック及び電磁弁閉遅延に係る制御ロジックの動作により、瞬時停電の直前、瞬時停電中、電源復帰時のいずれにおいても、サンプリング電磁弁２２及び排気電磁弁２８が電源ＯＦＦで開の状態を継続させるようにする。瞬停再起動電時に試料ガスの流れに大きな擾乱を発生させないようにしたので、瞬停再起動においてサンプリングを優先して継続させるという観点で信頼性の高い放射線モニタを供給できる。

通常のサンプリング運転において電源ＯＦＦで開となる動作の電磁弁を適用している。自己発熱によりコイルの絶縁が低下すればあるいは異物が飛来して電磁弁内に付着すれば、付着物がコイル発熱の高温下で変質して粘性を持つため、電磁弁の動作不良に至る。このような電磁弁の動作不良に至る要因が本質的に排除されているので電磁弁の故障率が飛躍的に下がる。また、万一の電磁弁のコイル断線に対してもサンプリング運転を継続できる。原子炉施設の事故（放射性気体廃棄物処理施設の破損、燃料集合体の落下等）における放射性気体廃棄物の一過性の放出に対しても見逃しのない確実な測定管理を実行できるので、放射性物質の放出管理という観点で放射線モニタの信頼性を大幅に向上させる効果を奏する。ポンプ起動遅延に係る制御ロジック及び電磁弁閉遅延に係る制御ロジックの動作により、ポンプ起動をスムーズに行うことができるので起動時のポンプ負荷を軽減することで信頼性を向上できる効果を奏する。

実施の形態２．
実施の形態１に係わる、１点鎖線で囲ったロジックＣ（図２参照）において、ポンプ・電磁弁ＤＣ制御部３１２のポンプ起動信号ｃ１により選択された流路の電磁弁が閉から開に動作してから設定された時間だけ遅れてポンプが起動する。図６は実施の形態２による制御部３の制御ロジックを示している。本実地の形態に係わる制御ロジックは、１点鎖線で囲ったロジックＤ（ポンプ起動遅延手段）を備えている。ＡＣ電源が給電されてかつポンプ起動信号ｃ１が出力された条件が成立したときに、実施の形態１と同様に、ポンプはポンプ起動信号ｃ１により選択された流路の電磁弁に対して遅れを持って起動するようにしている。

実施の形態１に係わる放射線モニタでは、ＡＣ電源の瞬停時間が短い場合には、ポンプ・電磁弁ＤＣ制御部３１２がポンプ起動信号ｃ１を継続出力している状態からＡＣ電源が復帰することになる。これに対し、本実施の形態に係わる放射線モニタでは、ロジックＤを備えたことにより、ＡＣ電源の瞬停時間が短い場合も包含して電磁弁が開になってからポンプが起動するため、電磁弁開とポンプ起動が同時になることに対し、瞬停自動再起動の信頼性がより向上する。また、リードスイッチ付面積式流量計を使用する場合に、ダンピング用に設置するオリフィスの内径を広げられるのでポンプの負荷が軽くなる効果を奏する。

実施の形態３．
電磁弁には、流れの方向を表す矢印が電磁弁の本体に刻印されている。電磁弁は、一般的に、この矢印と試料ガスの流れ方向が一致するように流路に取り付けられる。実施の形態３では、図７に示すように、排気電磁弁２８を、電磁弁本体に刻印された標準的な取り付け方向を示す矢印２８ａの向きが、試料ガスの流れ方向と反対になるように、流路に取り付けるようにする。従って、矢印２８ａの向き（先端）が、ガス流路の上流側を向いている。

排気電磁弁２８は、電源ＯＮの閉状態において排気筒側からの正圧が印加されると電磁弁内の逆止弁構造により閉止作用が強まる。反対に、その逆止弁構造は電磁弁を電源ＯＮの閉状態から電源ＯＦＦの開状態に反転させ、ポンプを起動するとその正圧で内部の弁を押し上げて閉から開への反転動作を促進するように作用する。排気電磁弁２８は、弁シートが変質して粘着性を帯びたり、飛来した異物が弁シートまたはプランジャーヘッドに付着または変質して粘着性を帯びたりすることで、経年的に瞬停自動再起動における開動作に遅れが発生する。本実施の形態に係わる排気電磁弁２８の設置方法によれば、開動作促進作用により瞬停自動再起動の潜在的阻害要因の顕在化を抑制して瞬停自動再起動の信頼性をより向上することができる。

実施の形態４．
図８は、実施の形態４に係わる放射線モニタの構成を示している。ポンプ２７２ａとポンプ２７２ｂが並列に設置されている。実施の形態１におけるポンプ毎のポンプ出口弁（ポンプ出口弁２７３ａおよびポンプ出口弁２７３ｂ）及び共通の排気電磁弁（排気電磁弁２８）の代わりとして、ポンプの出口毎に排気電磁弁（またはポンプ出口電磁弁）２７４ａ、２７４ｂを取り付けている。ポンプ出口電磁弁２７４ａ（第１の排気電磁弁）は電源ＯＦＦで開となり、ポンプ出口電磁弁２７４ｂ（第２の排気電磁弁）は電源ＯＮで開となるように動作する。

図９は、サンプリング電磁弁２２、パージ電磁弁２４、ポンプ出口電磁弁２７４ａおよびポンプ出口電磁弁２７４ｂにおける制御動作のロジックを示している。ポンプ出口電磁弁２７４ａおよびポンプ出口電磁弁２７４の制御ロジックには、ポンプ選択信号とポンプ起動信号ｃ１が入力している。ポンプ出口電磁弁２７４ａおよびポンプ出口電磁弁２７４ｂは、選択したポンプの起動と連動して開になる。

図１０は、ポンプ出口電磁弁２７４ａおよびポンプ出口電磁弁２７４ｂの断面を表している。ポンプ出口電磁弁２７４は、電源ＯＦＦの閉状態において排気筒側からの正圧が印加されると電磁弁内の逆止弁構造により閉止作用が強まる。反対に、その逆止弁構造は電磁弁を電源ＯＦＦの閉状態から電源ＯＮの開状態に反転させ、ポンプを起動するとその正圧で内部の弁を押し上げて閉から開への反転動作を促進するように作用する。実施の形態５と同様に、瞬停自動再起動の潜在的阻害要因の顕在化を抑制して瞬停自動再起動の信頼性をより向上することができると共に、励磁時に１００℃程度の高温になる電磁弁を試料ガスの流れで冷却して電磁弁の寿命を延ばすことができる。また、実施の形態１と比較して構成が簡素になるのでコストを低減できる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１ 排気筒、２ サンプリング部、２１ａ、２１ｂ フィルタ系統、２１１ａ、２１１ｂ フィルタ入口弁、２１２ａ、２１２ｂ 試料ガスフィルタ、２１３ａ、２１３ｂ フィルタ出口弁、２２ サンプリング電磁弁、２３ パージフィルタ、２４ パージ電磁弁、２５ 流量センサ、２６ 圧力センサ、２７ａ、２７ｂ ポンプ系統、２７１ａ、２７１ｂ ポンプ入口弁、２７２ａ、２７２ｂ ポンプ、２７３ａ、２７３ｂ ポンプ出口弁、２７４ａ、２７４ｂ ポンプ出口電磁弁、２８ 排気電磁弁、２９ ガス流路、３ 制御部、３１ ＤＣ制御部、３１１ 流路異常診断部、３１２ ポンプ・電磁弁ＤＣ制御部、３２ ＡＣ制御部、３２１ ポンプ・電磁弁ＡＣ制御部、３２２ 瞬停再起動制御部、４
検出部、５ 測定部、１００ 放射線モニタ

Claims (7)

1. ＡＣ電力で動作する、サンプリング電磁弁、パージ電磁弁、ポンプおよび排気電磁弁を有し、サンプリング点から吸引された試料ガスが流通するガス流路と、
   前記ガス流路に設置されている流量センサと、
   前記ガス流路に設置されている圧力センサと、
   前記サンプリング電磁弁、前記パージ電磁弁、前記ポンプおよび前記排気電磁弁にＡＣ電力を供給し、流路異常信号を受信すると、前記サンプリング電磁弁、前記パージ電磁弁および前記排気電磁弁を閉に制御すると共に前記ポンプを停止するＡＣ制御部と、
   前記ＡＣ制御部から供給されるＡＣ電力を変換したＤＣ電力で動作し、前記流量センサの計測値または前記圧力センサの計測値が設定値よりも低い場合、前記流路異常信号を出力するＤＣ制御部と、
   前記ガス流路に吸引された試料ガスから放出される放射線を検出して検出信号を出力する検出部と、
   前記検出部から出力された検出信号を計測して放射能濃度を出力する測定部と、を備え、前記ＡＣ制御部は、ＡＣ電圧の低下を検知するとＡＣ電源瞬停検知信号を前記ＤＣ制御部に出力し、
   前記ＤＣ制御部は、前記ＡＣ制御部からＡＣ電源瞬停検知信号を受信すると、このＡＣ電源瞬停検知信号の継続時間を計測し、設定値よりも短い時間内にＡＣ電圧が復帰すれば前記ＡＣ制御部に対し瞬停再起動信号を出力し、
   前記ＡＣ制御部は、前記ＤＣ制御部から瞬停再起動信号を受信すると、前記サンプリング電磁弁、前記パージ電磁弁および前記排気電磁弁を閉から開に切換制御を行い、一定時間後に前記ポンプを再起動することを特徴とする放射線モニタ。
2. 前記排気電磁弁は、前記ポンプの下流側でかつ前記ガス流路の共通配管部分に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の放射線モニタ。
3. 前記排気電磁弁は、前記ポンプの下流側でかつ前記ガス流路の分岐配管部分に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の放射線モニタ。
4. 前記サンプリング電磁弁及び前記排気電磁弁は、非励磁で開になり、前記パージ電磁弁は、非励磁で閉になることを特徴とする請求項２または３に記載の放射線モニタ。
5. 前記ポンプは、ＡＣ電圧の低下時間が既定時間よりも長い場合、前記サンプリング電磁弁、前記パージ電磁弁および前記排気電磁弁の閉から開への切換制御が行われてから設定時間後に再起動することを特徴とする請求項２または３に記載の放射線モニタ。
6. 前記サンプリング電磁弁及び前記パージ電磁弁は、取り付け方向を示す矢印の向きを、上流側に向けた状態で前記ガス流路に取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載の放射線モニタ。
7. 前記排気電磁弁は、取り付け方向を示す矢印の向きを、上流側に向けた状態で前記ガス流路に取り付けられていることを特徴とする請求項３に記載の放射線モニタ。

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