JPH0151937B2

JPH0151937B2 -

Info

Publication number: JPH0151937B2
Application number: JP57213962A
Authority: JP
Inventors: Toshio Taniguchi; Masahiro Okamoto; Hiroshi Yamashita; Satoru Imai; Takashi Myake; Hitoshi Myamoto; Toshio Funakoshi
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Kansai Denryoku KK
Current assignee: Kansai Electric Power Co Inc; Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1982-12-08
Filing date: 1982-12-08
Publication date: 1989-11-07
Also published as: JPS59104584A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は放射性流体の試料採取装置に関するも
のである。軽水炉型原子力発電所では、一次冷却材喪失事
故（なおこの事故は設計想定事故で、現実には殆
んど発生しない）に、燃料被覆管（ジルコニウム
管）と一次冷却材である水との反応により水素を
発生する可能性がある。この水素は、一次冷却材
に溶解して溶存気体として存在し、その値は加圧
水型原子炉の通常時の値の25〜35Ncc／Kg−H₂O
に対して2000Ncc／Kg−H₂Oにも達する可能性が
ある。また燃料の損傷が生じた場合、一次冷却材
中の放射性核種濃度が通常時の値に比べて桁違い
に高くなる可能性がある。さらに冷却材配管の破
断事故の際には、一次冷却材中の放射性気体
（¹³¹I，¹³³Xe，⁸⁵Krなど）が格納容器内の気相に放
出される可能性がある。このような事故時に、そ
の状況を適確に把握するためには、一次冷却材或
いは格納容器内の気体の採取・分析が不可欠であ
る。なおスリーマイル島原子力発電所の事故に端
を発し、同様な事故及び一次系冷却材の喪失事故
時に炉心の損傷程度を把握するため、サンプリン
グ装置の設置が義務づけられることになつた。次に通常運転時に一次冷却材（軽水即ちH₂O）
を試料として採取する従来の試料採取装置を第１
図に説明すると、１がサンプル冷却器、２が減圧
器、３がサンプル採取管、４がシンク、１０が脱
着部、１１がサンプル入口管、１２，１３がサン
プル出口管、１４が排水管、１５，１６が冷媒導
管、２１〜２９が開閉弁で、サンプル水をサンプ
ル入口配管１１から弁２１を経てサンプル冷却器
１へ導き、ここで常温程度まで冷却した後、減圧
器２へ導き、ここで常圧程度まで減圧する。また
サンプル水を弁２２，２７，２９を経てサンプル
出口管１３から採取する際には、弁２３，２６，
２９を閉、弁２７，２８を開にして十分通水した
後、弁２９を開にして暫らく通水した後に行な
う。弁２９を開にした後暫らくの間は、サンプル
出口管１３からのサンプル水をシンク４で受けた
後、排水管１４から然るべき処理設備へ流し、そ
の後、サンプル出口管１３から適当量のサンプル
水を採取する。またサンプル採取管３により、サ
ンプル水を採取する場合には、弁２７，２９を閉
じ、弁２３，２４，２５，２６を開にして、サン
プル水をサンプル採取管３へ十分に通水した後、
弁２３，２４，２５，２６を閉にして、サンプル
採取管３を脱着部１０から取り出す。また一次冷
却材中の溶存ガスの濃度を測定する場合には、上
記と同様にサンプル採取管３により溶存ガスを含
んだ液体試料を採取し、ラインより切離したの
ち、人力により脱ガスし、気相部を分析計にかけ
て、溶存ガスH₂の濃度を測定していた。また気
体試料を採取する場合には、上記と同様にサンプ
リング採取管３により気体試料を採取したのち、
マイクロシリンダにより分取するなどの方法をと
つていた。原子力発電所では、通常運転時、一次冷却水な
ど採取対象流体の単位容積当りの放射能濃度が低
いため、前記第１図の試料採取装置を使用しても
被曝の危険性はそれ程ないが、事故時の放射能濃
度の高いときには、作業者自身の作業に際し被曝
の危険性が大きいという問題があつた。本発明は前記の問題点に対処するもので、計量
管と、同計量管の入口端に開閉弁を介して連絡し
た液体導入管及び気体導入管と、上記計量管の入
口端に他の開閉弁を介して連絡した純水供給管及
び希釈ガス供給管と、上記計量管の出口端に開閉
弁を介して連絡した希釈液受容器と、上記計量管
の出口端に他の開閉弁を介して連絡した希釈器
と、同希釈器に連絡した真空ポンプ及び希釈気体
受容器と、上記希釈ガス供給管から分岐し且つ開
閉弁を介して上記希釈器に連絡した希釈ガス分岐
供給管とよりなることを特徴とした放射性流体の
試料採取装置に係り、その目的とする処は、事故
時の放射能濃度の高いときにも採取対象の放射性
流体の被曝の危険性なしに採取できる。採取時間
を短かくできる。さらに分析をくり返し、並行し
てできる放射性流体の試料採取装置を供する点に
ある。次に本発明の放射性流体の試料採取装置を第２
図に示す一実施例により説明すると、１０１〜１
１０は機器、１１１〜１２２は配管、１３１〜１
５５は開閉弁、１６１〜１６６は計測機器、Ｖは
ベントである。上記各要素は具体的には次の通り
である。即ち、１０１−ａ，101−ｂは試料冷却
器、１０２は減圧器、１０４はシンク、１０５は
サンプル計量管、１０６は希釈器、１０７は希釈
純水計量器、１０８は希釈液受容器、１０９は気
体受容器、１１０は真空ポンプ、１１１は試料系
統（具体的には一次冷却材、格納容器雰囲気ガス
の余熱除去系統など）で、ここでは、１１１−ａ
を液体系統、１１１−ｂを気体系統とする。また
１１２は廃液及び廃ガス、１１４は純水ライン、
１１５，１１８，１１９はベントライン、１２０
は液体分析計へのライン、１１７は窒素ガスライ
ン、１１７−ａは窒素ガス分岐ライン、１２１は
気体試料の分析計へのライン、１２２は放散溶存
ガスの分析計へのライン、１６１はサンプル圧力
計、１６２はサンプル温度計、１６３は希釈器圧
力計、１６４は希釈器水位計、１６５は希釈液受
容器水位計、１６６は気体受容器圧力計である。次に前記放射性流体の試料採取装置の作用を説
明する。特に断わらない弁は閉じられているもの
とする。（）希釈器１０６の洗浄は、弁１３７，
１３９，１３４，１３５，１４４を開にして、純
水を希釈器１０６へ導入する。次いで弁１４０，
１５３，１３５，１３６，１４２を開にして洗浄
水を排出する。完全を期するためには、この操作
をくり返す。（）希釈液受容器１０８の洗浄は、
弁１３７，１３９，１３４，１３６，１４８，１
５５を開にして、純水を希釈液受容器１０８へ導
入する。次いで弁１４７，１４５，１４１を開に
して洗浄水を排出する。完全を期するためには、
この操作をくり返す。またこの洗浄操作は後に説
明するＶの工程の後に行なつてもよい。（）希
釈器１０６気体受容器１０９の洗浄、真空化は、
弁１５１，１５３，１５２を開にし、真空ポンプ
１１０を作動して、圧力計１６６，１６３を監視
しつつ希釈器１０６、気体受容器１０９を真空化
する。次いで１４０，１５１，１５３を開にし
て、窒素ガスを供給し、希釈器１０６、気体受容
器１０９内を窒素ガスで満たす。以上の操作をく
り返して、希釈器１０６気体受容器１０９内を窒
素ガスにより数回置換したのち、弁１５１，１５
３，１５２を再び開にして、真空ポンプ１１０を
起動して、圧力計１６６，１６３を監視しつつ希
釈器１０６気体受容器１０９内を真空化する。以
上で試料採取前の系統の洗浄を終えて、次に試料
採取に入る。（）溶存ガスの分離、希釈は、弁
１３１−ａ，１３２−ａ，１３３，１３６，１４
３を開にし、水素などの溶存ガスを含んだ液体試
料をこの系統に流して、この系統を試料水で置換
する。次いですべての弁を閉じるが、これによ
り、弁１３３，１３４，１３５，１３６の間には
さまれたサンプル計量管１０５に所定量の試料水
が採取される。次いで弁１３５を開にして、サン
プル計量管１０５中の液体試料水に含まれる溶存
ガスを希釈器１０６内へ放散する。確実を期すた
めには、弁１３８，１３４を開にして、窒素ガス
によりサンプル計量管１０５内の試料水に含まれ
る溶存ガスを希釈器１０６へ押し出しつつ攬拌し
てもよい。次いで弁１５１，１５３を開にして、
希釈器１０６内に放散した溶存ガスを気体受容器
１０９へ移動させる。このとき、圧力計１６６，
１６３により圧力を測定しておく。かくして気体
受容器１０９内に、試料水内の溶存ガスが放散さ
れた後蓄えられる。（）上記（）の工程に引
続いて液体試料の希釈を行なう。ここでいう液体
試料の希釈とは、希釈器１０６内の下部に（）
の工程で採取した液体試料が存在する。これに対
するもので、純水計量器１０７により計量した純
水を弁１３７，１３９，１３４，１３５，１４４
を開にして、希釈器１０６内へ導入することによ
り行なう。上記の純水計量は、水位計１６４をみ
ながら行なつてもよい。また弁１３８，１３４，
１３５，１４４を開にして、窒素ガスと希釈器１
０６内の希釈試料とを混合してもよい。次いで弁
１３５，１３６，１４８，１５５を開にし、弁１
４０，１５３を開にして、窒素ガスにより希釈器
１０６内の希釈試料を希釈液受容器１０８へ移送
する。かくして希釈液受容器１０８内には希釈さ
れた試料水が蓄えられる。（）気体試料の採取、
希釈は、上記（）の工程に引続いて行なう。弁
１５３，１５２を開にして、真空ポンプ１１０を
起動して、希釈器１０６内を圧力計１６３を監視
しつつ真空化する。次いで弁１３１−ｂ，３２−
ｂ，１３３，１３６，１４３を開にし、気体試料
１１１−ｂを系統内へ流して、置換する。所定の
時間経過後、すべての弁を閉じると、計量管１０
５内に一定容積の気体試料が採取される。次いで
弁１３５を開にした後、１３８，１３４を開にし
て、窒素ガスを導入し、希釈器１０６の圧力計１
６３を監視しつつ気体試料の希釈を行なう。希釈
の度合いは、サンプル水の圧力（圧力計１６１の
検出値、希釈器１０６の容積、サンプル計量管１
０５の容積、及び希釈器１０６の圧力（圧力計１
６３の検出値）で決まり、容易に算出できる。か
くして希釈器１０６内には希釈された気体が蓄え
られる。以上、（）〜（）の一連の工程によ
り、気体受容器１０９には溶存ガス試料が、希釈
液体受容器１０８には液体試料が、希釈器１０６
には気体試料が、それぞれ希釈された状態で蓄え
られる。従つてライン１２２，１２１，１２０か
ら分析計へ導入すれば、各々の濃度を測定するこ
とが可能である。また（）〜（）の一連の工
程は、プログラムシーケンサー、マイコンなどの
制御機器により、自動遠隔操作が可能である。本発明の放射性流体の試料採取装置は前記のよ
うに構成されており、 (i) 事故時の放射能濃度の高いときにも採取対象
の放射性流体を被曝の危険性なしに採取でき
る。 (ii) 採取時間を短かくできる。即ち、前記（）
〜（）の工程以外の組合せでは採取時間が長
くなる。例えば次の表に示すように本発明のサ
ンプリング所要時間を100とすれば、本発明以
外の組合せでは100以上になる。

【表】その理由は、本発明の場合、同一試料を溶存ガ
スとその残留液とに分離し、溶存ガスを気体試料
として、残留液を液体試料として用いることがで
きるためである。 (iii) 分析をくり返しできる。即ち本発明では、希
釈後の液体試料、気体試料を各々別個の容器に
保存できるので、分析をくり返しできる。 (iv) 分析を並行してできる。即ち、本発明では、
別個の容器に分析対象試料を希釈した状態で保
存できるので、分析を同時に並行してできる。以上本発明を実施例について説明したが、勿論
本発明はこのような実施例にだけ局限されるもの
ではなく、本発明の精神を逸脱しない範囲内で
種々の設計の改変を施しうるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の放射性流体の試料採取装置を示
す系統図、第２図は本発明に係る放射性流体の試
料採取装置の一実施例を示す系統図である。１０５……計量管、１０６……希釈器、１０８
……希釈液受容器、１０９……希釈気体受容器、
１１０……真空ポンプ、１１１−ａ……液体導入
管、１１１−ｂ……気体導入管、１１４……純水
供給管、１１７……希釈ガス供給管、１１７−ａ
……希釈ガス分岐供給管、１３３……計量管１０
５の入口端側の他の開閉弁、１３４……計量管１
０５の出口端側の開閉弁、１３５……計量管１０
５の出口端側の他の開閉弁、１３６……計量管１
０５の出口端側の開閉弁、１４０……希釈ガス分
岐供給管１１７−ａの開閉弁。

Claims

【特許請求の範囲】

１計量管と、同計量管の入口端に開閉弁を介し
て連絡した液体導入管及び気体導入管と、上記計
量管の入口端に他の開閉弁を介して連絡した純水
供給管及び希釈ガス供給管と、上記計量管の出口
端に開閉弁を介して連絡した希釈液受容器と、上
記計量管の出口端に他の開閉弁を介して連結した
希釈器と、同希釈器に連絡した真空ポンプ及び希
釈気体受容器と、上記希釈ガス供給管から分岐し
且つ開閉弁を介して上記希釈器に連結した希釈ガ
ス分岐供給管とよりなることを特徴とした放射性
流体の試料採取装置。