JP6649295B2 - Equipment atmosphere monitoring device, equipment atmosphere monitoring method, and component set of equipment atmosphere monitoring device - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、原子力プラントにおける設備内の雰囲気の監視を行う設備内雰囲気監視技術に関する。 An embodiment of the present invention relates to a facility atmosphere monitoring technique for monitoring the atmosphere inside a facility in a nuclear power plant.
原子力発電所において過酷事故による冷却材喪失などで炉心が高温になると、ジルコニウム−水反応により、原子炉から水素ガスが発生する。そこで、原子炉の格納容器内から抽出したサンプリングガスに含まれる水素ガスの濃度を検出器で検出する格納容器雰囲気モニタ(CAMS:Containment Atmospheric Monitoring System)が設けられる。ここで、検出器は、サンプリングガスに含まれる水分が多いと正確な検出を行えなくなる。そこで、サンプリングガスを除湿器に通すことで除湿し、その後に検出器で水素ガスの濃度を検出するようにしている。 When the temperature of a reactor core becomes high due to a loss of coolant due to a severe accident at a nuclear power plant, hydrogen gas is generated from the reactor by a zirconium-water reaction. For this reason, a containment vessel atmosphere monitor (CAMS: Containment Atmospheric Monitoring System) for detecting the concentration of hydrogen gas contained in the sampling gas extracted from the containment vessel of the nuclear reactor with a detector is provided. Here, the detector cannot perform accurate detection if the sampling gas contains a large amount of water. Therefore, the sampling gas is passed through a dehumidifier to dehumidify, and thereafter, the concentration of hydrogen gas is detected by a detector.
しかしながら、原子力発電所の過酷事故の発生時には、除湿器(冷却機器)などが設けられた建屋内の温度が上昇してしまう場合がある。ここで、除湿器の周囲の温度が、除湿器の冷却能力を超える温度まで上昇してしまうと、サンプリングガス(雰囲気)の露点温度を一定に制御することができなくなるので、水素ガスの濃度を正確に検出することができなくなるという課題がある。 However, when a severe accident occurs in a nuclear power plant, the temperature inside a building provided with a dehumidifier (cooling device) or the like may increase. Here, if the temperature around the dehumidifier rises to a temperature exceeding the cooling capacity of the dehumidifier, the dew point temperature of the sampling gas (atmosphere) cannot be controlled to be constant. There is a problem that accurate detection becomes impossible.
本発明の実施形態はこのような事情を考慮してなされたもので、過酷事故時に冷却機器の周囲の温度が高くなっても、サンプリング配管で抽出された雰囲気の温度を一定に制御することができる設備内雰囲気監視技術を提供することを目的とする。 The embodiment of the present invention has been made in consideration of such circumstances, and even when the temperature around the cooling device increases during a severe accident, it is possible to control the temperature of the atmosphere extracted by the sampling pipe to be constant. It is an object of the present invention to provide a technology for monitoring the atmosphere in equipment that can be used.
本発明の実施形態に係る設備内雰囲気監視装置は、設備内の雰囲気の一部を抽出するサンプリング配管と、前記サンプリング配管に設けられて前記雰囲気の除湿を行う除湿部と、前記除湿部に設けられて前記雰囲気の温度を下げる冷却機器と、前記冷却機器の周囲温度を検出する周囲温度検出器と、前記周囲温度が特定温度未満の場合に前記冷却機器を第1態様で制御し、前記周囲温度が前記特定温度以上の場合に前記冷却機器を前記第1態様とは異なる第2態様で制御する温度制御部と、前記除湿部よりも下流側に設けられて前記雰囲気に含まれる所定のガスを検出するガス検出器と、を備えることを特徴とする。 The equipment atmosphere monitoring device according to the embodiment of the present invention is provided in the sampling pipe for extracting a part of the atmosphere in the equipment, a dehumidifying unit provided in the sampling pipe to dehumidify the atmosphere, and provided in the dehumidifying unit. A cooling device for lowering the temperature of the atmosphere, an ambient temperature detector for detecting an ambient temperature of the cooling device, and controlling the cooling device in a first mode when the ambient temperature is lower than a specific temperature; A temperature controller configured to control the cooling device in a second mode different from the first mode when the temperature is equal to or higher than the specific temperature; and a predetermined gas provided downstream of the dehumidifier and included in the atmosphere. And a gas detector for detecting
本発明の実施形態により、過酷事故時に冷却機器の周囲の温度が高くなっても、サンプリング配管で抽出された雰囲気の温度を一定に制御することができる設備内雰囲気監視技術が提供される。 According to the embodiment of the present invention, there is provided a facility atmosphere monitoring technology capable of controlling the temperature of the atmosphere extracted by the sampling pipe to be constant even when the temperature around the cooling device increases in a severe accident.
(第1実施形態)
以下、本実施形態を添付図面に基づいて説明する。まず、第1実施形態の設備内雰囲気監視装置について図1から図4を用いて説明する。図1の符号1は、原子力プラントに設けられる設備内雰囲気監視装置(CAMS)である。この設備内雰囲気監視装置1は、原子炉格納容器2の内部から抽出したサンプリングガスGに含まれる水素ガス濃度および酸素ガス濃度の監視を行う。
(1st Embodiment)
Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. First, the equipment atmosphere monitoring device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. The reference numeral 1 in FIG. 1 denotes a facility atmosphere monitoring device (CAMS) provided in a nuclear power plant. The facility atmosphere monitoring device 1 monitors the concentration of hydrogen gas and the concentration of oxygen gas contained in the sampling gas G extracted from the inside of the reactor containment vessel 2.
なお、原子炉格納容器2とは、核燃料が配置される炉心を収めた原子炉圧力容器(図示略)を格納する設備である。この原子炉格納容器2は、ステンレスまたはコンクリートなどを用いて形成された強固な構造物であり、過酷事故(SA:Severe Accident)の発生時などに圧力障壁となるとともに放射性物質の放散に対する障壁を形成する。 The reactor containment vessel 2 is a facility for storing a reactor pressure vessel (not shown) containing a core in which nuclear fuel is arranged. The containment vessel 2 is a strong structure formed of stainless steel or concrete, and serves as a pressure barrier in the event of a severe accident (SA) and a barrier against the emission of radioactive materials. Form.
さらに、原子炉格納容器2の内部には、制御棒を駆動させるための各種装置が設けられる空間が確保されている。また、原子力プラントのメンテナンス時には、原子炉格納容器2の内部で作業員が作業を行うことができる。なお、原子炉格納容器2の下部には、原子各種配管から発生する漏水を集めて排水するためのドレンサンプ(図示略)が設けられている。 Further, a space in which various devices for driving the control rods are provided is secured inside the reactor containment vessel 2. Further, at the time of maintenance of the nuclear power plant, a worker can perform work inside the reactor containment vessel 2. In addition, a drain sump (not shown) for collecting and draining water leaking from various types of atomic piping is provided below the reactor containment vessel 2.
さらに、原子炉格納容器2には、冷却水を保有するサプレッションチェンバ(図示略)が接続されている。このサプレッションチェンバは、過酷事故時に原子炉圧力容器の内部の冷却水が減少してしまって蒸気圧が高くなった場合に、この蒸気をサプレッションチェンバに導いて冷却し、圧力を低下させるための設備である。また、サプレッションチェンバは、原子炉格納容器2の底部に一体的に設けられても良い。 Further, a suppression chamber (not shown) holding cooling water is connected to the reactor containment vessel 2. This suppression chamber is a facility for guiding the steam to the suppression chamber to cool and reduce the pressure when the cooling water inside the reactor pressure vessel decreases and the steam pressure increases during a severe accident. It is. Further, the suppression chamber may be provided integrally with the bottom of the containment vessel 2.
なお、原子力プラントには、様々な安全対策が施されている。例えば、原子炉圧力容器への冷却水の供給が停止されたり、原子炉圧力容器に接続された配管の破断により冷却水が喪失したりすると、原子炉圧力容器の内部の水位が低下し、炉心が露出して冷却が不充分になる。このような場合には、水位低下の信号により自動的に原子炉が非常停止される。さらに、非常用炉心冷却装置(ECCS:Emergency Core Cooling System)による冷却水の注入によって炉心を冠水させて冷却し、炉心溶融事故を未然に防ぐようになっている。 Various safety measures are taken for nuclear power plants. For example, when the supply of cooling water to the reactor pressure vessel is stopped or when the cooling water is lost due to the breakage of the piping connected to the reactor pressure vessel, the water level inside the reactor pressure vessel drops, and the core Is exposed and cooling is insufficient. In such a case, the emergency stop of the reactor is automatically performed by the signal of the water level drop. Further, the core is flooded and cooled by injection of cooling water by an emergency core cooling system (ECCS: Emergency Core Cooling System) to prevent a core melting accident.
しかしながら、極めて低い確率ではあるが、非常用炉心冷却装置が作動せず、かつ、その他の炉心への注水装置も利用できない事態も想定され得る。例えば、震災などの要因によって外部電源や非常用電源が喪失されることによって、原子炉圧力容器への冷却水の供給が停止される事態が生じる。このような事態になると、原子炉圧力容器の内部の水位が低下されることにより炉心が露出してしまって冷却が行われなくなる。すると、原子炉停止後も発生し続ける崩壊熱によって核燃料の温度が上昇し、炉心の溶融に至ることが考えられる。 However, with a very low probability, a situation can be assumed in which the emergency core cooling device does not operate and other water injection devices for the core cannot be used. For example, when the external power supply or the emergency power supply is lost due to a factor such as an earthquake disaster, the supply of the cooling water to the reactor pressure vessel may be stopped. In such a situation, the water level inside the reactor pressure vessel is lowered, so that the core is exposed and cooling is not performed. Then, it is conceivable that the temperature of the nuclear fuel rises due to the decay heat that continues to be generated even after the reactor shuts down, leading to melting of the core.
ここで、核燃料を覆うジルコニウムなどの金属合金が溶融した場合に、この金属合金が周囲の蒸気(水)と反応して水素ガスが発生してしまう。そして、水素ガスは、原子炉圧力容器に生じた亀裂などの隙間から外部に漏れ出し、原子炉格納容器2の内部に溜まるようになる。この原子炉格納容器2の内部の雰囲気に含まれる水素ガスの濃度および酸素ガスの濃度が所定濃度以上になると水素爆発が生じる危険性がある。そこで、設備内雰囲気監視装置1を用いて、原子炉格納容器2の内部の雰囲気の監視を行う。なお、設備内雰囲気監視装置1は、過酷事故時のみならず、平常時にも監視を行っている。この設備内雰囲気監視装置1を用いることで、水素爆発などが生じるか否かを事前に察知するができる。 Here, when a metal alloy such as zirconium that covers the nuclear fuel is melted, this metal alloy reacts with surrounding steam (water) to generate hydrogen gas. Then, the hydrogen gas leaks outside through a gap such as a crack generated in the reactor pressure vessel, and accumulates inside the containment vessel 2. If the concentration of the hydrogen gas and the concentration of the oxygen gas contained in the atmosphere inside the containment vessel 2 exceed a predetermined concentration, there is a risk that a hydrogen explosion may occur. Therefore, the atmosphere inside the reactor containment vessel 2 is monitored using the equipment atmosphere monitoring device 1. Note that the equipment atmosphere monitoring device 1 monitors not only at the time of a severe accident but also at normal times. By using the in-facility atmosphere monitoring device 1, it is possible to detect in advance whether a hydrogen explosion or the like occurs.
図1に示すように、設備内雰囲気監視装置1は、原子炉格納容器2の内部の雰囲気の一部をサンプリングガスGとして抽出するサンプリング配管3を備える。このサンプリング配管3は、その吸引側端部が原子炉格納容器2に接続され、この原子炉格納容器2の内部から外部に向かって延出される。なお、原子炉格納容器2の近傍には、サンプリング配管3を含む各種装置が配置されるサンプリングラック(図示略)が設けられる。なお、サンプリングラックは、原子炉建屋(図示略)などの屋内に設けられる。
As shown in FIG. 1, the in-facility atmosphere monitoring device 1 includes a
また、サンプリング配管3には、サンプリングガスGを冷却する空冷式の冷却部4と、サンプリングガスGを除湿する空冷式の除湿部5と、サンプリングガスGを原子炉格納容器2の内部から吸気する吸気ポンプ6と、サンプリングガスGの圧力を一定に減圧するガス減圧弁7と、酸素ガス濃度を検出する酸素ガス検出器8と、水素ガス濃度を検出する水素ガス検出器9と、サンプリングガスGの流量を一定に制御、検出する流量検出器10と、サンプリングガスGを原子炉格納容器2の内部に排気する排気ポンプ11と、が設けられる。また、サンプリング配管3の近傍には、冷却部4および除湿部5で除去されたドレン水Wを貯留するドレン貯留部12が設けられる。
The
本実施形態の設備内雰囲気監視装置1は、酸素ガス検出器8から出力される酸素検出信号C1に基づいて酸素濃度を測定する酸素測定器13と、水素ガス検出器9から出力される水素検出信号C2に基づいて水素濃度を測定する水素測定器14と、酸素測定器13から出力される酸素濃度信号C3および水素測定器14から出力される水素濃度信号C4を取得する演算制御部15と、を備える。ここで、酸素濃度信号C3は、サンプリングガスGに含まれる酸素濃度の検出値を示し、水素濃度信号C4は、サンプリングガスGに含まれる水素濃度の検出値を示す。
The in-facility atmosphere monitoring device 1 according to the present embodiment includes an
なお、演算制御部15には、酸素濃度信号C3および水素濃度信号C4以外の他の信号も入力される。そして、演算制御部15は、これらの信号に基づいて各種装置の制御を行う。例えば、演算制御部15は、吸気ポンプ6および排気ポンプ11を制御し、サンプリングガスGをサンプリング配管3に流通させる。また、演算制御部15は、酸素濃度および水素濃度などのサンプリングガスGに関する各種情報を原子力プラントの中央制御室(図示略)に送信する。
It should be noted that signals other than the oxygen concentration signal C3 and the hydrogen concentration signal C4 are also input to the
さらに、サンプリング配管3の排気側端部が原子炉格納容器2に接続されている。そして、水素ガスおよび酸素ガスの濃度の検出が終了したサンプリングガスGは、原子炉格納容器2の内部に戻る。
Further, an exhaust-side end of the
本実施形態では、磁気風式の酸素ガス検出器8と熱伝導式の水素ガス検出器9とを用いている。なお、磁気風式の酸素ガス検出器8および熱伝導式の水素ガス検出器9は、サンプリングガスGの湿分が多いと正確な検出を行えなくなる場合がある。そこで、冷却部4および除湿部5を用いてサンプリングガスGの除湿を行い、除湿部5よりも下流側に設けられた酸素ガス検出器8および水素ガス検出器9にて各ガスの検出を行うようにしている。
In this embodiment, a magnetic wind type oxygen gas detector 8 and a heat conduction type
ここで、除湿を行うときには、まず、サンプリングガスGを冷却部4に通す。この冷却部4では、サンプリングガスGの温度を冷却部4の周囲温度(室温)まで低下させる。その後に、サンプリングガスGを冷却部4よりも下流側に設けられた除湿部5に通すことで除湿を行う。なお、平常時において、除湿部5は、サンプリングガスGの温度を予め設定された第1温度(例えば、5℃以下)まで低下させる。この第1温度まで低下したサンプリングガスGに含まれる水分量(湿度)は、ほとんど0%になる。この除湿されたサンプリングガスGに含まれる成分を、酸素ガス検出器8および水素ガス検出器9が検出することで、酸素ガスおよび水素ガスを正確に検出することができる。
Here, when performing dehumidification, first, the sampling gas G is passed through the cooling unit 4. In the cooling unit 4, the temperature of the sampling gas G is reduced to the ambient temperature (room temperature) of the cooling unit 4. Thereafter, dehumidification is performed by passing the sampling gas G through a
また、サンプリングラックには、サンプリング配管3以外の配管も設けられる。例えば、冷却部4および除湿部5で生じるドレン水Wをドレン貯留部12に導く第1ドレン配管16と、ドレン貯留部12のドレン水Wを、原子炉格納容器2の内部のドレンサンプまたはサプレッションチェンバに導く第2ドレン配管17と、サンプリング配管3と第1ドレン配管16とを接続する接続配管18と、が設けられる。
Further, piping other than the
また、サンプリング配管3および各ドレン配管16,17,18の各所には、サンプリングガスGまたはドレン水Wが流れるルートを開閉動作により制御するバルブ19〜23が設けられる。例えば、サンプリング配管3において、吸気ポンプ6よりも上流側に第1バルブ19が設けられ、排気ポンプ11よりも下流側に第2バルブ20が設けられる。さらに、接続配管18に第3バルブ21が設けられ、第1ドレン配管16に第4バルブ22が設けられ、第2ドレン配管17に第5バルブ23が設けられる。ここで、通常時には、第1バルブ19と第2バルブ20と第4バルブ22が開放され、第3バルブ21と第5バルブ23とが閉鎖されている。
In addition,
また、ドレン貯留部12に貯留されるドレン水Wの液位を検出す液位検出器24が設けられる。この液位検出器24が検出した液位を示す液位信号C5は、演算制御部15に入力される。なお、ドレン貯留部12のドレン水Wの液位高さは、時間の経過とともに変化する。そして、演算制御部15は、液位信号C5に基づいてドレン水Wの変化量を取得する。さらに、ドレン水Wの貯留量が増加し、液位検出器24の検出可能範囲を超える前に、演算制御部15は、第5バルブ23に向けて制御信号C6を出力する。そして、この第5バルブ23が開放され、ドレン水Wが原子炉格納容器2の底部のサプレッションチェンバに排出される。
Further, a
なお、ドレン水Wを排出するときに、第4バルブ22を閉鎖し、第3バルブ21を開放する。この第3バルブ21を開放することで、排気ポンプ11により加圧されたサンプリングガスGの圧力を用いて、ドレン水Wを排出することができる。
When draining the drain water W, the
また、酸素ガス検出器8および水素ガス検出器9で検出されるサンプリングガスGは、冷却部4と除湿部5において水分が除去されたガスであるため、原子炉格納容器2の内部の雰囲気における酸素濃度および水素濃度と比較して、高い値の濃度が検出される。この値は、サンプリングガスGから除去された水分量が多いほど高くなる。そのため、演算制御部15は、酸素ガス検出器8および水素ガス検出器9で検出される酸素濃度および水素濃度を補正する。
The sampling gas G detected by the oxygen gas detector 8 and the
例えば、演算制御部15は、液位検出器24の液位信号C5に基づいて、サンプリングガスGから除去された水分量を算出する。さらに、演算制御部15は、この水分量に基づいて、湿分補正係数を算出する。そして、演算制御部15は、この湿分補正係数を用いて、酸素ガス検出器8および水素ガス検出器9で検出される酸素濃度および水素濃度を補正する。
For example, the arithmetic and
なお、原子力プラントで過酷事故が生じた場合に、充分な量の冷却水が得られない場合がある。そこで、本実施形態では、空冷式の冷却部4および除湿部5を用いている。また、少なくとも除湿部5が空冷式であれば良く、除湿部5よりも上流側に設けられた冷却部4が水冷式であっても良い。また、空冷式の冷却部4が設けられることで、過酷事故時などに充分な冷却用の水を確保できない状況であっても、冷却部4にてサンプリングガスGの温度を周囲温度まで下げることができる。
When a severe accident occurs in a nuclear power plant, a sufficient amount of cooling water may not be obtained. Therefore, in this embodiment, an air-cooled cooling unit 4 and a
次に、本実施形態の除湿部5について詳述する。この除湿部5は、サンプリングガスGの温度を下げる冷却機器25と、この冷却機器25の周囲温度を検出する周囲温度検出器26と、除湿部5の出口側にてサンプリングガスGの出口温度を検出する出口温度検出器27と、を備える。なお、周囲温度検出器26および出口温度検出器27は、側温抵抗体で構成される温度検出器である。
Next, the
また、冷却機器25は、除湿部5を通過するサンプリングガスGの熱を移動させるペルチェ素子28と、ペルチェ素子28を用いて移動させた熱を周囲に放出する放熱部29と、この放熱部29に設けられたファン30と、を備える。また、放熱部29は、空冷式の複数枚のフィン(ラジエータ)を備える。さらに、ファン30は、常時回転している。
Further, the
このようにすれば、冷却機器25の周囲に放熱してサンプリング配管3を流れるサンプリングガスGの温度を下げることができる。なお、ペルチェ素子28を用いることで、冷却機器25の構成が簡素化され、過酷事故時に故障し難くなる。また、空冷式のフィンおよびファン30を用いて放熱することで、過酷事故時などに充分な冷却用の水を確保できない状況であっても、冷却機器25を用いて雰囲気の温度を下げることができる。
In this way, the temperature of the sampling gas G flowing through the
また、除湿部5の内部では、サンプリング配管3が螺旋状を成し、ペルチェ素子28との接触面積が増大している。そのため、効率的な熱交換を行うことができる。さらに、出口温度検出器27は、サンプリング配管3に接触され、このサンプリング配管3の温度を得ることで、サンプリングガスGの温度を測定している。
Further, inside the
なお、前述の周囲温度検出器26は、放熱部29の近傍の空気の温度(周囲温度)を検出し、この温度を示す周囲温度信号C7を出力する。また、前述の出口温度検出器27は、除湿部5の出口側のサンプリングガスGの温度(出口温度)を検出し、この温度を示す出口温度信号C8を出力する。
The above-described
なお、ペルチェ素子28は、2種類の金属の接合部に直流電流を流すと、片方の金属からもう片方へ熱が移動するというペルチェ効果を利用した板状の半導体素子である。このペルチェ素子28では、直流電流が流されることで、一方の面が吸熱(冷却)され、他方の面が放熱される。この放熱される面に放熱部29が設けられる。このペルチェ素子28を用いてサンプリングガスGを冷却することで、原子力プラントにおいて放射線量が高い場所でも、冷却機器25が故障せずに作動し、過酷事故時に充分な冷却能力を得ることができる。
The
また、ペルチェ素子28は、一方の面と他方の面との間に、最大でおよそ40℃の温度差を生じさせることができる。例えば、平常時において、放熱部29の周囲温度が30℃である場合は、サンプリングガスGの温度を5℃以下まで下げることができる。そして、この5℃の温度を長時間に亘って一定に保つことができる。しかし、ペルチェ素子28でサンプリングガスGの温度を下げる場合に、その冷却の目標温度の下限は、放熱部29の周囲の空気の温度に依存する。
Further, the
ところが、過酷事故時には、原子炉建屋内の温度が66℃まで上昇してしまうことが想定される。仮に、放熱部29の周囲温度が60℃である場合に、ペルチェ素子28を用いてサンプリングガスGの温度を20℃まで下げることができるが、前述の5℃まで下げることができない。そのため、サンプリングガスGの温度は、20℃付近で周囲温度の変動とともに変動してしまい、一定の温度に保つことができない。
However, at the time of a severe accident, it is assumed that the temperature inside the reactor building will rise to 66 ° C. If the ambient temperature of the
ここで、酸素ガス検出器8および水素ガス検出器9は、サンプリングガスGの温度が一定であることを前提としてガスの濃度を検出する。そのため、サンプリングガスGの温度が一定でない場合に、酸素ガス検出器8および水素ガス検出器9を用いて、正確にガスの濃度の検出が行えなくなるおそれがある。そこで、サンプリングガスGの温度を長時間に亘って一定に保つために、サンプリングガスGの冷却の目標温度を平常時とは異なる温度に切り替える。
Here, the oxygen gas detector 8 and the
本実施形態において、過酷事故時には、サンプリングガスGの冷却の目標温度を平常時よりも高く設定する。例えば、平常時においてサンプリングガスGの温度を5℃まで下げる場合に、過酷事故時においてサンプリングガスGの温度を30℃まで下げるようにする。仮に、放熱部29の周囲の空気の温度が66℃であっても、ペルチェ素子28は、サンプリングガスGの温度を30℃まで下げることができ、この30℃の温度を長時間に亘って一定に保つことができる。
In the present embodiment, during a severe accident, the target temperature for cooling the sampling gas G is set to be higher than normal. For example, when the temperature of the sampling gas G is lowered to 5 ° C. in normal times, the temperature of the sampling gas G is lowered to 30 ° C. in a severe accident. Even if the temperature of the air around the
例えば、平常時に原子炉格納容器2の内部の雰囲気は、室温(25℃位)である。このときに、冷却部4および除湿部5の周囲温度も室温である。しかしながら、過酷事故時には、原子炉格納容器2の内部の雰囲気が200℃位になる場合がある。このときに、冷却部4および除湿部5の周囲温度が66℃位になると想定される。そして、200℃位の高温のサンプリングガスGが冷却部4で70℃位まで冷却される。さらに、冷却部4で冷却されたサンプリングガスGが除湿部5のペルチェ素子28を用いて30℃まで下げられる。
For example, the atmosphere inside the reactor containment vessel 2 in normal times is room temperature (about 25 ° C.). At this time, the ambient temperature of the cooling unit 4 and the
また、設備内雰囲気監視装置1には、ペルチェ素子28の制御を行う温度制御部31が設けられる。なお、この温度制御部31は、前述の演算制御部15の制御により起動される。さらに、温度制御部31および演算制御部15などの電気回路は、サンプリングラックがある原子炉建屋以外の安全な施設に設けられる。仮に、過酷事故が発生しても、温度制御部31および演算制御部15が設けられた施設の温度および放射線量は、平常時と変わらないようになっている。そして、温度制御部31および演算制御部15は、サンプリングラックの各種装置に信号線を介して接続される。
Further, the in-facility atmosphere monitoring device 1 is provided with a
なお、温度制御部31は、ペルチェ素子28のON/OFF制御を行う。例えば、温度制御部31は、除湿部5の出口温度が所定の設定温度未満の場合にペルチェ素子28をOFF状態(ペルチェ素子28に電流を流さない状態)にし、除湿部5の出口温度が設定温度以上の場合にペルチェ素子28をON状態(ペルチェ素子28に電流を流す状態)とし、冷却する。
Note that the
この温度制御部31は、サンプリングガスGの冷却の目標温度を切り替える温度切替部32と、平常時にペルチェ素子28に接続される第1温度設定部33と、過酷事故時にペルチェ素子28に接続される第2温度設定部34と、ペルチェ素子28を第1温度設定部33または第2温度設定部34のいずれか一方に切替可能に接続する切替スイッチ35と、を備える。なお、切替スイッチ35は、温度切替部32により制御される。
The
また、温度切替部32には、周囲温度検出器26から出力される周囲温度信号C7が入力される。さらに、第1温度設定部33および第2温度設定部34には、出口温度検出器27から出力される出口温度信号C8が入力される。
The ambient temperature signal C7 output from the
また、温度切替部32には、周囲温度の判定の対象となる特定温度が予め設定される。例えば、特定温度として40℃が設定される。また、第1温度設定部33には、平常時のサンプリングガスGの冷却の目標温度(設定温度)として第1温度が予め設定される。例えば、第1温度として5℃が設定される。また、第2温度設定部34には、過酷事故時のサンプリングガスGの冷却の目標温度(設定温度)として第2温度が予め設定される。例えば、第2温度として30℃が設定される。
In the
なお、第1温度設定部33は、除湿部5の出口温度が第1温度未満の場合にペルチェ素子28をOFF状態にし、除湿部5の出口温度が第1温度以上の場合にペルチェ素子28をON状態にする。また、第2温度設定部34は、除湿部5の出口温度が第2温度未満の場合にペルチェ素子28をOFF状態にし、除湿部5の出口温度が第2温度以上の場合にペルチェ素子28をON状態にする。
The first
なお、温度切替部32は、放熱部29の周囲温度が特定温度未満の場合に、切替スイッチ35を制御することで、第1温度設定部33をペルチェ素子28に接続する。また、温度切替部32は、放熱部29の周囲温度が特定温度以上の場合に、切替スイッチ35を制御することで、第2温度設定部34をペルチェ素子28に接続する。つまり、温度切替部32は、放熱部29の周囲温度が特定温度未満の場合に、サンプリングガスGの冷却の目標温度(設定温度)を第1温度に設定し、放熱部29の周囲温度が特定温度以上の場合に、サンプリングガスGの冷却の目標温度(設定温度)を第1温度よりも高い第2温度に設定する。
Note that the
このようにすれば、冷却機器の冷却能力に応じて雰囲気の温度を一定に制御するための目標となる設定温度を切り替えることができる。また、温度切替部32、第1温度設定部33および第2温度設定部34を用いることで、サンプリングガスGの冷却の目標温度を切り替える回路構成を簡素化することができる。
With this configuration, it is possible to switch the target set temperature for controlling the temperature of the atmosphere to be constant according to the cooling capacity of the cooling device. Further, by using the
なお、演算制御部15、温度切替部32、第1温度設定部33および第2温度設定部34は、プロセッサおよびメモリなどのハードウェア資源を有し、CPUが各種プログラムを実行することで、ソフトウェアによる情報処理がハードウェア資源を用いて実現されるコンピュータで構成される。さらに、本実施形態の設備内雰囲気監視方法およびその他の各処理は、プログラムをコンピュータに実行させることで実現される。
Note that the
次に、第1実施形態の設備内雰囲気監視方法について図2のフローチャートを用いて説明する。なお、フローチャートの各ステップの説明にて、例えば「ステップS11」と記載する箇所を「S11」と略記する。 Next, a method for monitoring the atmosphere in a facility according to the first embodiment will be described with reference to the flowchart in FIG. In the description of each step of the flowchart, for example, a portion described as “Step S11” is abbreviated as “S11”.
まず、演算制御部15は、吸気ポンプ6および排気ポンプ11を駆動し、原子炉格納容器2の内部の雰囲気の一部をサンプリングガスGとして抽出し、このサンプリングガスGをサンプリング配管3に流通させる(S11:抽出ステップ)。次に、原子炉格納容器2から導出されたサンプリングガスGは、冷却部4を通過することで冷却される(S12)。なお、冷却部4において、サンプリングガスGの温度が冷却部4の周囲の温度まで低下される。
First, the arithmetic and
次に、冷却部4を通過したサンプリングガスGは、除湿部5を通過することで除湿される(S13:除湿ステップ)。なお、除湿部5では、冷却機器25(ペルチェ素子28)を用いることで、サンプリングガスGの温度が設定温度まで低下される。次に、温度制御部31は、設定温度切替処理を実行する(S14:温度制御ステップ)。
Next, the sampling gas G that has passed through the cooling unit 4 is dehumidified by passing through the dehumidification unit 5 (S13: dehumidification step). In the
次に、除湿部5よりも下流側に設けられた酸素ガス検出器8および水素ガス検出器9を用いて、サンプリングガスGに含まれる酸素ガスおよび水素ガスが検出される。そして、これらの検出に基づいて、酸素測定器13および水素測定器14が酸素濃度および水素濃度を測定し(S15:検出ステップ)、これらの検出値(測定値)を演算制御部15に出力し、設備内雰囲気監視方法を終了する。
Next, the oxygen gas and the hydrogen gas contained in the sampling gas G are detected using the oxygen gas detector 8 and the
次に、第1温度設定部33が実行する第1温度設定処理(第1態様の制御)について図3(A)のフローチャートを用いて説明する。
Next, the first temperature setting process (the control in the first mode) executed by the first
まず、出口温度検出器27が除湿部5の出口温度を検出し、この出口温度を示す出口温度信号C8が第1温度設定部33に入力される(S21)。次に、第1温度設定部33は、出口温度が第1温度(例えば、5℃)以上か否かを判定する(S22)。
First, the
ここで、出口温度が第1温度未満である場合は、ペルチェ素子28をOFF状態にし(S23)、第1温度設定処理を終了する。一方、出口温度が第1温度以上である場合は、ペルチェ素子28をON状態にし(S24:冷却ステップ)、第1温度設定処理を終了する。
Here, if the outlet temperature is lower than the first temperature, the
この第1温度設定処理を第1温度設定部33が実行することで、サンプリングガスGの温度が第1温度に保たれる。なお、第1温度設定処理は、切替スイッチ35により第1温度設定部33がペルチェ素子28に接続されているか否かに関わらず実行される。
The first
次に、第2温度設定部34が実行する第2温度設定処理(第2態様の制御)について図3(B)のフローチャートを用いて説明する。
Next, the second temperature setting process (the control in the second mode) executed by the second
まず、出口温度検出器27が除湿部5の出口温度を検出し、この出口温度を示す出口温度信号C8が第2温度設定部34に入力される(S25)。次に、第2温度設定部34は、出口温度が第2温度(例えば、30℃)以上か否かを判定する(S26)。
First, the
ここで、出口温度が第2温度未満である場合は、ペルチェ素子28をOFF状態にし(S27)、第2温度設定処理を終了する。一方、出口温度が第2温度以上である場合は、ペルチェ素子28をON状態にし(S28:冷却ステップ)、第2温度設定処理を終了する。
Here, if the outlet temperature is lower than the second temperature, the
この第2温度設定処理を第2温度設定部34が実行することで、サンプリングガスGの温度が第2温度に保たれる。なお、第2温度設定処理は、切替スイッチ35により第2温度設定部34がペルチェ素子28に接続されているか否かに関わらず実行される。
The second
次に、温度切替部32が実行する設定温度切替処理について図4のフローチャートを用いて説明する。
Next, the set temperature switching process executed by the
まず、周囲温度検出器26が放熱部29の周囲温度を検出し、この周囲温度を示す周囲温度信号C7が温度切替部32に入力される(S31:周囲温度検出ステップ)。次に、温度切替部32は、周囲温度が特定温度(例えば、40℃)以上か否かを判定する(S32)。
First, the
ここで、周囲温度が特定温度未満である場合は、切替スイッチ35を用いてペルチェ素子28を第1温度設定部33に接続し(S23)、設定温度切替処理を終了する。一方、周囲温度が特定温度以上である場合は、切替スイッチ35を用いてペルチェ素子28を第2温度設定部34に接続し(S24)、設定温度切替処理を終了する。
Here, if the ambient temperature is lower than the specific temperature, the
(第2実施形態)
次に、第2実施形態の設備内雰囲気監視装置1Aについて図5から図6を用いて説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。
(2nd Embodiment)
Next, a facility
前述したように、平常時にサンプリングガスGが第1温度(例えば、5℃)に冷却され、過酷事故時にサンプリングガスGが第2温度(例えば、30℃)に冷却される。ここで、第1温度に低下したサンプリングガスGに含まれる水分量(湿度)は、ほぼ0%になるが、第2温度に低下したサンプリングガスGには、若干の水分が残される。この水分が残された状態で、サンプリングガスGに含まれる各ガスを検出しようとすると、その検出値に若干の誤差が生じる。そこで、第2実施形態では、過酷事故時にサンプリングガスGが第2温度に冷却される場合に、サンプリングガスGに含まれる各ガスの検出値を補正する。 As described above, the sampling gas G is cooled to the first temperature (for example, 5 ° C.) in normal times, and the sampling gas G is cooled to the second temperature (for example, 30 ° C.) in a severe accident. Here, the amount of moisture (humidity) contained in the sampling gas G lowered to the first temperature becomes almost 0%, but a small amount of water remains in the sampling gas G lowered to the second temperature. If it is attempted to detect each gas contained in the sampling gas G in a state where the moisture remains, a slight error occurs in the detected value. Therefore, in the second embodiment, when the sampling gas G is cooled to the second temperature at the time of a severe accident, the detection value of each gas included in the sampling gas G is corrected.
図5に示すように、第2実施形態の設備内雰囲気監視装置1Aは、前述の第1実施形態の各種装置に加えて、サンプリングガスGに含まれる湿分量を算出する湿分算出部36と、酸素ガスおよび水素ガスの濃度の検出値を補正する濃度補正部37と、をさらに備える。
As shown in FIG. 5, the in-facility
また、湿分算出部36は、温度切替部32と流量検出器10とが信号線を介して接続される。なお、温度切替部32は、切替スイッチ35の状態を示す信号であって、ペルチェ素子28が第1温度設定部33または第2温度設定部34のいずれに接続されているかを示す状態信号C9を出力する。この状態信号C9が湿分算出部36に入力される。
In the
ここで、第1温度設定部33および第2温度設定部34の第1温度(例えば、5℃)および第2温度(例えば、30℃)は、予め設定されている。これらの設定温度が、酸素ガス検出器8および水素ガス検出器9で検出の対象となるサンプリングガスGの温度であると想定することができる。つまり、湿分算出部36は、状態信号C9に基づいて、サンプリングガスGの温度を取得することができる。
Here, the first temperature (for example, 5 ° C.) and the second temperature (for example, 30 ° C.) of the first
また、流量検出器10は、サンプリングガスGの流量を示す流量信号C10を出力する。この流量信号C10が湿分算出部36に入力される。なお、サンプリングガスGの圧力は、ガス減圧弁7により一定に保たれるので、サンプリングガスGの流量から体積を算出することができる。つまり、湿分算出部36は、流量信号C10に基づいて、サンプリングガスGの体積を取得することができる。
Further, the
そして、過酷事故時において、ペルチェ素子28が第2温度設定部34に接続されるので、サンプリングガスGの温度が第2温度に維持される。そして、湿分算出部36は、第2温度と流量とに基づいて、サンプリングガスGに含まれる湿分量(水蒸気濃度)を算出することができる。
Then, at the time of a severe accident, the
仮に、ペルチェ素子28で冷却されたサンプリングガスGの温度が、酸素ガス検出器8および水素ガス検出器9に到達されるまでの間に上昇しても、湿分量は不変であるため、第2温度設定部34に設定された第2温度に基づいて、湿分量を求めることができる。
Even if the temperature of the sampling gas G cooled by the
なお、平常時において、ペルチェ素子28が第1温度設定部33に接続される場合は、サンプリングガスGに含まれる湿分量(水蒸気濃度)がほぼ0%になり、既知であるので、湿分算出部36が湿分量の算出を行う必要はない。
When the
また、湿分算出部36は、信号線を介して濃度補正部37に接続される。この湿分算出部36は、算出した水蒸気濃度(湿分量)を示す水蒸気濃度信号C11を濃度補正部37に入力する。そして、濃度補正部37は、酸素測定器13から取得した酸素濃度信号C3および水素測定器14から取得した水素濃度信号C4を、濃度補正部37から取得した水蒸気濃度に基づいて補正する。さらに、濃度補正部37は、補正後の酸素濃度信号C3および水素濃度信号C4を演算制御部15に出力する。
Further, the
このようにすれば、過酷事故時に除湿部5にてサンプリングガスGを除湿しきれずに、湿分が残ってしまって酸素ガス検出器8および水素ガス検出器9の検出値に誤差が生じても、湿分算出部36で算出された湿分量に基づいて検出値を補正することで正確な検出値を得ることができる。つまり、酸素ガスの濃度および水素ガスの濃度の検出精度を高められる。
In this way, even if the sampling gas G cannot be completely dehumidified in the
次に、湿分量算出方法の一例を以下に示す。
飽和蒸気圧(hPa)は、tetensの式より、下式にて求めることができる。
E(t)=6.11×10^(7.5t÷(t+237.3))
t:ガス温度
除湿部5の内部において、サンプリングガスGの温度=冷却温度であるため、例えば、t=30℃とすると、
E=42.4(hPa)
となる。
Next, an example of the method for calculating the amount of moisture will be described below.
The saturated vapor pressure (hPa) can be obtained by the following equation from the equation of tentens.
E (t) = 6.11 × 10 ^ (7.5t ÷ (t + 237.3))
t: Gas temperature Inside the
E = 42.4 (hPa)
Becomes
また、除湿部5の出口側では、サンプリングガスGが冷却されることで水分が除去され、かつ露点温度にまで冷却される。そのため、サンプリングガスGの温度=冷却温度において、相対湿度は、100%と考えることができる。
Further, at the outlet side of the
また、
絶対湿度(g/m3)=217(定数)×(E(t)÷(t+273.15))×(相対湿度÷100)
であるため、
絶対湿度(g/m3)=217×(42.4÷(30+273.15))×1
となり、
絶対湿度(g/m3)=30.4(g/m3)
となる。
Also,
Absolute humidity (g / m 3 ) = 217 (constant) × (E (t) ÷ (t + 273.15)) × (relative humidity ÷ 100)
Because
Absolute humidity (g / m 3 ) = 217 × (42.4 ÷ (30 + 273.15)) × 1
Becomes
Absolute humidity (g / m 3 ) = 30.4 (g / m 3 )
Becomes
また、水蒸気体積(L/m3)は、水1mol当たりの質量18gに対して、標準状態の体積22.4Lであり、温度による体積変化を考慮すると、
水蒸気体積(L/m3)=絶対湿度(g/m3)×(22.4÷18)×((273.15+t)÷273.15)
であるため、
水蒸気体積(L/m3)=30.4×(22.4÷18)×((273.15+30)÷273.15)
となり、
水蒸気体積(L/m3)=42.0(L/m3)
となる。
In addition, the water vapor volume (L / m 3 ) is a standard volume of 22.4 L with respect to a mass of 18 g per 1 mol of water.
Water vapor volume (L / m 3 ) = absolute humidity (g / m 3 ) × (22.4 ÷ 18) × ((273.15 + t) ÷ 273.15)
Because
Water vapor volume (L / m 3 ) = 30.4 × (22.4 ÷ 18) × ((273.15 + 30) ÷ 273.15)
Becomes
Water vapor volume (L / m 3 ) = 42.0 (L / m 3 )
Becomes
また、1m3=1000Lより、1L中の水蒸気濃度(vol%)は、
水蒸気濃度(vol%)=水蒸気体積(L/m3)÷1000×100
となり、
水蒸気濃度(vol%)=4.2(vol%)
となる。
Further, from 1 m 3 = 1000 L, the water vapor concentration (vol%) in 1 L is:
Water vapor concentration (vol%) = water vapor volume (L / m 3 ) ÷ 1000 × 100
Becomes
Water vapor concentration (vol%) = 4.2 (vol%)
Becomes
このように、第2実施形態では、過酷事故時にペルチェ素子28が第2温度設定部34に接続されている場合に、湿分算出部36が水蒸気濃度(湿分量)を算出する。さらに、濃度補正部37は、算出された水蒸気濃度(湿分量)に基づいて、酸素ガスおよび水素ガスの濃度の検出値(測定値)を補正する。そして、濃度補正部37は、補正された検出値を示す各濃度信号C3,C4を出力する。
As described above, in the second embodiment, when the
また、ペルチェ素子28が第1温度設定部33に接続されている場合に、濃度補正部37は、酸素ガスおよび水素ガスの濃度の検出値(測定値)を補正せずに各濃度信号C3,C4を出力する。なお、湿分算出部36は、ペルチェ素子28が第1温度設定部33に接続されている場合に、水蒸気濃度が0%であることを示す水蒸気濃度信号C11を出力しても良い。そして、濃度補正部37は、ペルチェ素子28が第1温度設定部33または第2温度設定部34のどちらに接続されていても、同一の処理を実行しても良い。
When the
次に、第2実施形態の設備内雰囲気監視方法について図6のフローチャートを用いて説明する。なお、第2実施形態の設備内雰囲気監視方法において、S11〜S15までのステップは、前述した第1実施形態の設備内雰囲気監視方法と同じステップである。 Next, a method for monitoring the atmosphere in a facility according to the second embodiment will be described with reference to the flowchart in FIG. Note that, in the facility atmosphere monitoring method of the second embodiment, steps S11 to S15 are the same as the above-described facility atmosphere monitoring method of the first embodiment.
第2実施形態では、S15の後に、以下のステップを実行する。まず、湿分算出部36は、温度切替部32から取得した状態信号C9に基づいて、ペルチェ素子28が第2温度設定部34に接続されているか否かを判定する(S16)。
In the second embodiment, the following steps are performed after S15. First, the
ここで、ペルチェ素子28が第2温度設定部34に接続されていない場合、つまり、ペルチェ素子28が第1温度設定部33に接続されている場合に、湿分算出部36は、サンプリングガスGに含まれる湿分量(水蒸気濃度)を算出しない。なお、濃度補正部37は、酸素ガスおよび水素ガスの濃度の検出値(測定値)を補正せずに各濃度信号C3,C4を演算制御部15に出力し、設備内雰囲気監視方法を終了する。
Here, when the
一方、ペルチェ素子28が第2温度設定部34に接続されている場合に、湿分算出部36は、流量検出器10から取得した流量信号C10に基づいて、サンプリングガスGの流量を検出する(S17)。次に、湿分算出部36は、サンプリングガスGの流量と第2温度設定部34に設定された第2温度とに基づいて、サンプリングガスGに含まれる湿分量(水蒸気濃度)を算出する(S18)。
On the other hand, when the
次に、湿分算出部36は、算出した湿分量(水蒸気濃度)を示す水蒸気濃度信号C11を濃度補正部37に入力する。そして、濃度補正部37は、湿分算出部36から取得した水蒸気濃度信号C11に基づいて、酸素ガスおよび水素ガスの濃度の補正を行う(S19)。なお、濃度補正部37は、補正後の酸素濃度信号C3および水素濃度信号C4を演算制御部15に出力し、設備内雰囲気監視方法を終了する。
Next, the
本実施形態に係る設備内雰囲気監視装置を第1実施形態から第2実施形態に基づいて説明したが、いずれか1の実施形態において適用された構成を他の実施形態に適用しても良いし、各実施形態において適用された構成を組み合わせても良い。 Although the equipment atmosphere monitoring apparatus according to the present embodiment has been described based on the first to second embodiments, the configuration applied in any one of the embodiments may be applied to other embodiments. The configurations applied in the embodiments may be combined.
なお、本実施形態の所定の値(出口温度、周囲温度)と判定値(第1温度、第2温度、特定温度)との判定において「判定値以上か否か」の判定をしているが、この判定は、「判定値を超えているか否か」の判定でも良いし、「判定値以下か否か」の判定でも良いし、「判定値未満か否か」の判定でも良い。 It should be noted that, in the determination of the predetermined value (outlet temperature, ambient temperature) and the determination value (first temperature, second temperature, specific temperature) in the present embodiment, “whether or not the determination value is equal to or greater than” is determined. This determination may be a determination of “whether or not exceeds a determination value”, a determination of “whether or not is below a determination value”, or a determination of “whether or not is less than a determination value”.
なお、本実施形態のフローチャートにおいて、各ステップが直列に実行される形態を例示しているが、必ずしも各ステップの前後関係が固定されるものでなく、一部のステップの前後関係が入れ替わっても良い。また、一部のステップが他のステップと並列に実行されても良い。 Note that, in the flowchart of the present embodiment, an example in which each step is executed in series is illustrated, but the order of each step is not necessarily fixed, and even if the order of some steps is switched. good. Also, some steps may be executed in parallel with other steps.
なお、冷却機器25と周囲温度検出器26と温度制御部31とで設備内雰囲気監視装置1に用いる部品セットを構成しても良い。このようにすれば、既設の設備内雰囲気監視装置を更新するときに、この部品セットを用いることで、本発明が適用された設備内雰囲気監視装置1に改良することができる。
Note that the
なお、本実施形態では、原子炉格納容器2の内部の雰囲気の監視を行うために、設備内雰囲気監視装置1を用いているが、この設備内雰囲気監視装置1を用いて、フィルタベント装置の内部の雰囲気の監視を行っても良い。例えば、フィルタベント装置のフィルタの下流側の位置にサンプリング配管3を接続し、このサンプリング配管3を介して抽出したサンプリングガスの水素ガスまたは酸素ガスの検出を行っても良い。このようにすれば、フィルタベント装置において、水素爆発などが生じるか否かを事前に察知するができる。
In this embodiment, in order to monitor the atmosphere inside the reactor containment vessel 2, the in-facility atmosphere monitoring device 1 is used. Monitoring of the internal atmosphere may be performed. For example, the
なお、本実施形態では、温度制御部31で切り替えられる設定温度が、第1温度と第2温度の2段階のみとなっているが、温度制御部31を用いて3段階以上の設定温度を切り替えられるようにしても良い。
In the present embodiment, the set temperature that can be switched by the
なお、本実施形態では、サンプリングガスGに含まれる酸素ガスまたは水素ガスを酸素ガス検出器8または水素ガス検出器9を用いて検出しているが、その他のガスを検出しても良い。例えば、サンプリングガスGに含まれるヨウ素などの物質をガス検出器で検出しても良い。
In the present embodiment, the oxygen gas or the hydrogen gas contained in the sampling gas G is detected by using the oxygen gas detector 8 or the
なお、本実施形態では、温度制御部31により制御される冷却機器25がペルチェ素子28を備えているが、この冷却機器は、ペルチェ素子28を用いるものでなくても良い。例えば、冷却機器がコンプレッサまたはファンを備え、コンプレッサまたはファンの動作態様を温度制御部31により制御しても良い。このようにすれば、コンプレッサまたはファンの延命化を図ることができる。
In the present embodiment, the
なお、本実施形態で例示する原子力プラントは、沸騰水型原子炉を有する原子力発電所であっても良いし、加圧水型原子炉を有する原子力発電所であっても良い。 The nuclear power plant exemplified in the present embodiment may be a nuclear power plant having a boiling water reactor or a nuclear power plant having a pressurized water reactor.
なお、本実施形態では、冷却部4および除湿部5が空冷式となっているが、冷却部4および除湿部5を液冷式(水冷式)にしても良い。例えば、除湿部5において、ペルチェ素子28から放熱部29までの移動を液体の冷媒によって行っても良い。
In the present embodiment, the cooling unit 4 and the
以上説明した実施形態によれば、周囲温度が特定温度未満の場合に冷却機器を第1態様で制御し、周囲温度が特定温度以上の場合に冷却機器を第1態様とは異なる第2態様で制御する温度制御部を備えることにより、過酷事故時に冷却機器の周囲の温度が高くなっても、サンプリング配管で抽出された雰囲気の温度を一定に制御することができる。 According to the embodiment described above, the cooling device is controlled in the first mode when the ambient temperature is lower than the specific temperature, and the cooling device is controlled in the second mode different from the first mode when the ambient temperature is higher than the specific temperature. By providing the temperature control unit for controlling, even if the temperature around the cooling device becomes high in a severe accident, the temperature of the atmosphere extracted by the sampling pipe can be controlled to be constant.
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、組み合わせ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 provided by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in other various forms, and various omissions, replacements, changes, and combinations can be made without departing from the gist 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 equivalents thereof.
1(1A)…設備内雰囲気監視装置、2…原子炉格納容器、3…サンプリング配管、4…冷却部、5…除湿部、6…吸気ポンプ、7…ガス減圧弁、8…酸素ガス検出器、9…水素ガス検出器、10…流量検出器、11…排気ポンプ、12…ドレン貯留部、13…酸素測定器、14…水素測定器、15…演算制御部、16…第1ドレン配管、17…第2ドレン配管、18…接続配管、19…第1バルブ、20…第2バルブ、21…第3バルブ、22…第4バルブ、23…第5バルブ、24…液位検出器、25…冷却機器、26…周囲温度検出器、27…出口温度検出器、28…ペルチェ素子、29…放熱部、30…ファン、31…温度制御部、32…温度切替部、33…第1温度設定部、34…第2温度設定部、35…切替スイッチ、36…湿分算出部、37…濃度補正部、C1…酸素検出信号、C2…水素検出信号、C3…酸素濃度信号、C4…水素濃度信号、C5…液位信号、C6…制御信号、C7…周囲温度信号、C8…出口温度信号、C9…状態信号、C10…流量信号、C11…水蒸気濃度信号、G…サンプリングガス、W…ドレン水。 1 (1A): Atmosphere monitoring device in equipment, 2: Reactor containment vessel, 3: Sampling piping, 4: Cooling unit, 5: Dehumidifying unit, 6: Intake pump, 7: Gas pressure reducing valve, 8: Oxygen gas detector , 9: hydrogen gas detector, 10: flow rate detector, 11: exhaust pump, 12: drain storage unit, 13: oxygen measuring device, 14: hydrogen measuring device, 15: arithmetic control unit, 16: first drain pipe, 17 second drain pipe, 18 connection pipe, 19 first valve, 20 second valve, 21 third valve, 22 fourth valve, 23 fifth valve, 24 liquid level detector, 25 ... Cooling equipment, 26 ... Ambient temperature detector, 27 ... Outlet temperature detector, 28 ... Peltier element, 29 ... Heat radiation section, 30 ... Fan, 31 ... Temperature control section, 32 ... Temperature switching section, 33 ... First temperature setting Unit, 34: second temperature setting unit, 35: changeover switch, 36: wet Calculation unit, 37: concentration correction unit, C1: oxygen detection signal, C2: hydrogen detection signal, C3: oxygen concentration signal, C4: hydrogen concentration signal, C5: liquid level signal, C6: control signal, C7: ambient temperature signal, C8: outlet temperature signal, C9: state signal, C10: flow rate signal, C11: water vapor concentration signal, G: sampling gas, W: drain water.
Claims (12)
前記サンプリング配管に設けられて前記雰囲気の除湿を行う除湿部と、
前記除湿部に設けられて前記雰囲気の温度を下げる冷却機器と、
前記冷却機器の周囲温度を検出する周囲温度検出器と、
前記周囲温度が特定温度未満の場合に前記冷却機器を第1態様で制御し、前記周囲温度が前記特定温度以上の場合に前記冷却機器を前記第1態様とは異なる第2態様で制御する温度制御部と、
前記除湿部よりも下流側に設けられて前記雰囲気に含まれる所定のガスを検出するガス検出器と、
を備えることを特徴とする設備内雰囲気監視装置。 A sampling pipe for extracting a part of the atmosphere in the facility,
A dehumidifying unit provided in the sampling pipe to dehumidify the atmosphere;
A cooling device that is provided in the dehumidifying unit and reduces the temperature of the atmosphere;
An ambient temperature detector for detecting an ambient temperature of the cooling device;
A temperature at which the cooling device is controlled in the first mode when the ambient temperature is lower than the specific temperature, and the cooling device is controlled in a second mode different from the first mode when the ambient temperature is equal to or higher than the specific temperature. A control unit;
A gas detector provided downstream of the dehumidifying unit and detecting a predetermined gas contained in the atmosphere,
A facility atmosphere monitoring device comprising:
前記出口温度が所定の設定温度未満の場合に前記冷却機器をOFF状態にし、前記出口温度が前記設定温度以上の場合に前記冷却機器をON状態にする温度設定部と、
前記周囲温度が前記特定温度未満の場合に前記設定温度を第1温度に設定し、前記周囲温度が前記特定温度以上の場合に前記設定温度を前記第1温度よりも高い第2温度に設定する温度切替部と、
を備える請求項1に記載の設備内雰囲気監視装置。 An outlet temperature detector that detects an outlet temperature of the atmosphere on an outlet side of the dehumidifying unit,
A temperature setting unit that turns off the cooling device when the outlet temperature is lower than a predetermined set temperature, and turns on the cooling device when the outlet temperature is equal to or higher than the set temperature;
When the ambient temperature is lower than the specific temperature, the set temperature is set to a first temperature, and when the ambient temperature is higher than the specific temperature, the set temperature is set to a second temperature higher than the first temperature. A temperature switching unit,
The atmosphere monitoring device in a facility according to claim 1, further comprising:
前記出口温度が前記第1温度未満の場合に前記冷却機器をOFF状態にし、前記出口温度が前記第1温度以上の場合に前記冷却機器をON状態にする第1温度設定部と、
前記出口温度が前記第2温度未満の場合に前記冷却機器をOFF状態にし、前記出口温度が前記第2温度以上の場合に前記冷却機器をON状態にする第2温度設定部と、
から成り、
前記温度切替部は、前記周囲温度が前記特定温度未満の場合に前記第1温度設定部を前記冷却機器に接続し、前記周囲温度が前記特定温度以上の場合に前記第2温度設定部を前記冷却機器に接続する請求項2に記載の設備内雰囲気監視装置。 The temperature setting unit,
A first temperature setting unit that turns off the cooling device when the outlet temperature is lower than the first temperature, and turns on the cooling device when the outlet temperature is equal to or higher than the first temperature;
A second temperature setting unit that turns off the cooling device when the outlet temperature is lower than the second temperature, and turns on the cooling device when the outlet temperature is equal to or higher than the second temperature;
Consisting of
The temperature switching unit connects the first temperature setting unit to the cooling device when the ambient temperature is lower than the specific temperature, and sets the second temperature setting unit when the ambient temperature is equal to or higher than the specific temperature. The equipment atmosphere monitoring device according to claim 2, which is connected to a cooling device.
前記第2温度と前記流量とに基づいて前記雰囲気に含まれる湿分量を算出する湿分算出部と、
前記温度切替部が前記設定温度を前記第2温度に設定した場合に前記ガス検出器で検出した前記ガスの濃度の検出値を前記湿分量に基づいて補正する濃度補正部を備える請求項2または請求項3に記載の設備内雰囲気監視装置。 A flow rate detector for detecting a flow rate of the atmosphere flowing through the sampling pipe,
A moisture calculating unit that calculates an amount of moisture contained in the atmosphere based on the second temperature and the flow rate;
3. The apparatus according to claim 2, further comprising: a concentration correction unit configured to correct a detection value of the concentration of the gas detected by the gas detector based on the moisture content when the temperature switching unit sets the set temperature to the second temperature. 4. The equipment atmosphere monitoring device according to claim 3.
前記サンプリング配管に設けられた除湿部にて前記雰囲気の除湿を行う除湿ステップと、
前記除湿部に設けられた冷却機器を用いて前記雰囲気の温度を下げる冷却ステップと、
周囲温度検出器を用いて前記冷却機器の周囲温度を検出する周囲温度検出ステップと、
前記周囲温度が特定温度未満の場合に前記冷却機器を第1態様で制御し、前記周囲温度が前記特定温度以上の場合に前記冷却機器を前記第1態様とは異なる第2態様で制御する温度制御ステップと、
前記除湿部よりも下流側に設けられたガス検出器を用いて前記雰囲気に含まれる所定のガスを検出する検出ステップと、
を含むことを特徴とする設備内雰囲気監視方法。 An extraction step of extracting a part of the atmosphere in the facility using a sampling pipe,
A dehumidifying step of dehumidifying the atmosphere in a dehumidifying unit provided in the sampling pipe,
A cooling step of lowering the temperature of the atmosphere using a cooling device provided in the dehumidifying unit,
An ambient temperature detecting step of detecting an ambient temperature of the cooling device using an ambient temperature detector,
A temperature at which the cooling device is controlled in the first mode when the ambient temperature is lower than the specific temperature, and the cooling device is controlled in a second mode different from the first mode when the ambient temperature is equal to or higher than the specific temperature. A control step;
A detection step of detecting a predetermined gas contained in the atmosphere using a gas detector provided downstream of the dehumidifying section,
A method for monitoring the atmosphere in a facility, comprising:
前記冷却機器と前記周囲温度検出器と前記温度制御部とを備えることを特徴とする設備内雰囲気監視装置の部品セット。 A component set for use in the facility atmosphere monitoring device according to any one of claims 1 to 10, wherein
A component set for a facility atmosphere monitoring device, comprising: the cooling device, the ambient temperature detector, and the temperature control unit.
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