JPH031768Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は容器内の液体のレベルの感知に係るも
のであり、更に具体的にいえば原子炉容器内の炉
心より上の冷却液体のレベルを感知することに係
るものである。

原子炉がコールドスタートすなわち低温状態か
ら運転開始するとき、原子炉容器にサブクールさ
れた水のような冷却材を充填する。原子炉の動作
中この冷却材は炉心を強制的に通されてその中に
発生した熱をうばい去る。加圧水型原子炉の正常
動作中冷却材はサブクールされ、そしてそれが炉
心を通るときは液体状態のまゝである。

圧力損失によつて加圧水型原子炉が異常作動し
ているとき原子炉容器内の冷却液体は状態が変つ
て水と蒸気との２相混合流体となる。蒸気の浮力
のため、炉心より上の空間の水は２相流体によつ
て動かされ易くなる。原子炉容器内のこの２相流
体はよどんでいるか、又は２相の乱流となつてい
る。圧力の減少があると水の一部分も急に蒸気に
なつてしまう。炉心より上の冷却液のレベルを測
定することの困難は、サブクールされた液体の場
合よりも２相流体の場合の方が更に大きい。液体
感知装置は冷却材がサブクールされた液体であろ
うと又は２相流体であろうとそのようなことは関
わりなく冷却液のレベルを感知できなければなら
ない。

従来装置、例えば加熱される熱電対と差圧セン
サは、炉心より上の冷却液インベントリ（在庫
量）を不明確で非直接的な指示として示すもので
ある。炉心より上の冷却液インベントリの正確な
指示は炉心の冷却状態の重要な指標である。炉心
より上の冷却液のインベントリの正確な指示は、
冷却液のレベルが炉心の頂部より下がらないよう
適当な操作を作業員が行なえるようにする信頼で
きる基礎となる。

それ故、異常作動中でも正常作動中でも原子炉
容器内で炉心より上の冷却液のインベントリの直
接且つ正確な指示を与える装置の開発が待たれて
いたのである。このような装置は原子炉の冷却液
のレベルの低下と不十分な炉心冷却とを認識する
のに有用であるからである。

本考案は原子炉容器内で炉心より上の冷却液の
インベントリの直接且つ正確な指示を与えること
により従来装置の欠点を解消するものである。

これに加えて本考案の実施例では幾つかの好ま
しい特徴を有している。液位測定にレダンダンシ
ーを与えるため２つの同じレベル測定システムを
使用し、出力電気信号はマイクロプロセツサによ
る制御装置の電気的に別個のチヤンネルにより処
理されたレダンダント測定システムにより発生さ
れる。更に、本考案には可動部分や外部配管がな
く、又内蔵の電子装置もなく、既存のもしくは建
設中の原子炉にも組込むことができる。

加熱接合熱電対レベル測定装置は、液体への熱
移動とガスもしくは蒸気への熱移動との間の熱移
動特性の差を利用して各センサのレベルにおいて
冷却液が炉心より上にあるかどうかを決定する。
これらのセンサは原子炉容器の上方案内構造体内
に配置されている。信号処理装置と表示装置とは
外部に配置する。

加熱接合熱電対液位測定装置は８個のセンサを
有している。各センサは加熱される熱電対接合
（以下「加熱熱電対接合」という）、加熱されない
熱電対接合（以下「非加熱熱電対接合」という）
及びヒータコイルを同じハウジング内に有してお
り、ハウジングの一部分ははねよけで包囲されて
いる。各センサの加熱熱電対接合と非加熱熱電対
接合とは離されており、ヒータコイルからの熱は
非加熱熱電対接合が発生する電圧に影響を与えな
いようにしている。この加熱熱電対接合と非加熱
熱電対接合とは導線で接続されていて両熱電対接
合の絶対温度とそれらの間の差温度とを与える。
加熱熱電対接合と同じハウジング内に非加熱熱電
対接合を配しているので余計な温度補償や圧力補
償を必要としない。

加熱熱電対接合と非加熱熱電対接合との両方の
領域でハウジングを冷却液が取囲んでいるときに
は両熱電対接合の温度は同じまゝである。これは
ヒータコイルが発生する熱がヒータコイルからハ
ウジングを通つてその周囲の冷却液へ伝わるから
である。加熱熱電対接合がつくる電圧は非加熱熱
電対接合がつくる電圧と反対になつているので、
正味の電圧出力は冷却液が両熱電対接合を取囲ん
でいるときは小さい。

加熱熱電対接合の区域でハウジングを冷却液が
取囲んでいないときには、ヒータコイルが発生す
る熱は周囲の冷却液へ伝わらず、その加熱熱電対
接合の温度を非加熱熱電対接合の温度よりも上昇
せしめて、はるかに大きな正味の電圧出力を生じ
る。この状態は、冷却液のレベルが加熱熱電対接
合よりも低いということを示している。覆われて
いない加熱熱電対接合の温度がある所定限界に到
達したときヒータコイルの電圧を下降させること
によりヒータ制御装置は加熱接合熱電対が甚だし
く高温になるのを防止している。

各ハウジングの一部分をはねよけで包囲して冷
却液がヒータコイルの領域でハウジングにかかつ
たり、又はハウジングを流下したりすることがな
いようにしている。ヒータコイルの領域でハウジ
ングに液体がかかつたり、又はハウジングを流下
したりすると温度を本当の値から変動させること
となるからである。このようにして加熱熱電対接
合のにせの温度変動を除去することにより、冷却
液のレベルを更に正確に指示することができる。
このはねよけは鎮静室としても作用する。はねよ
けはそれの頂部と底部の近くに出入口を有してい
てはねよけの外との流体連通を保つている。はね
よけの頂部の出入口は加熱熱電対接合よりも上、
好ましくはヒータコイルよりも上にある。はねよ
けの底部の出入口は加熱接合熱電対よりも下、好
ましくはヒータコイルよりも下にある。

原子炉容器内には炉心より上方に複数のセンサ
を垂直に間隔をおいて配置して、炉心より上の全
高にわたつて冷却液のレベルを指示できるように
する。原子炉容器の頂部から燃料整合板までの約
4.6メートル（15フイート）に８個のセンサが垂
直に配置されるようセンサの間隔を定める。

これらのセンサは分離管の中に収容されてい
る。分離管は、２相流体を液相と気相とに分離す
ることにより２相流体を消滅させる。このときの
液体のレベルこそが加熱接合熱電対液位測定装置
によつて測定されるのである。分離管も鎮静室と
して作用する。分離管の底面は包囲されていて蒸
気の上昇気泡が分離管を通過して液体と蒸気との
界面を騒がせて液位の誤指示を与えないようにす
る。分離管はそれの頂部と底部との近くに横出入
口を有していて分離管の内部と炉心より上の冷却
液との間の流体連通を保つて液位の変化が分離管
の内外で同じになるようにしている。原子炉容器
内の圧力損失のため分離管内の水が急に蒸気にな
るときにも液位が急速に同じになるような大きさ
に横出入口をしている。この横出入口の寸法は原
子炉容器内の水位と圧力とが理論的に最悪状態で
減少する速さに基づいて定める。

炉心より上で出口ノズル近くに加熱接合熱電対
液位測定装置を取付ける。この加熱接合熱電対液
位測定装置は、冷却液が原子炉容器から出るとき
の横流をうける。２相流体の横流にのつている蒸
気の泡が分離管の横出入口管に入らないようにす
るため、分離管を支持管で包囲する。この支持管
はそれの長さに沿つて横出入口を有して液位変動
が支持管の内外で同じになれるようにしている。
分離管の横出入口は、少なくとも横流が存在して
いるところで支持管の横出入口とは軸方向で離さ
れている。

場合によつては支持管を他の仕方では使用され
ない制御要素組立体の被覆部材中に配置してもよ
い。この制御要素組立体の被覆部材は、その被覆
部材の内外で液位変動を同じにできるようにする
開孔を有している。被覆部材の横出入口は支持管
の横出入口と軸方向で離されている。

１つ以上の加熱接合熱電対液位測定装置を使用
することによりレダンダント液位監視が実施され
る。各加熱接合熱電対液位測定装置は炉心より上
の原子炉容器内に取付けられている各加熱接合熱
電対液位測定装置は８個の加熱熱電対接合を有し
ている。各加熱熱電対接合と組合され、そして加
熱熱電対接合と同じハウジング内に収容されてい
るのはヒータコイルと非加熱熱電対接合である。
加熱熱電対接合と非加熱熱電対接合とが発生する
信号は電気的に独立したマイクロプロセツサチヤ
ンネルにより処理される。

各加熱接合熱電対液位測定装置の出力電圧はマ
イクロプロセツサによる制御装置の電気的に独立
したチヤンネルにより処理される。各チヤンネル
は２つのヒータコイル電力制御装置を有してい
る。マイクロプロセツサによる制御装置は、デジ
タル表示してすべての熱電対温度を読出せるよう
にし各熱電対温度の出力を記録するための出力信
号を与え、発電所の告知装置へ警報出力を与え、
サブクールされたマージンを計算するための温度
出力を与え、そして各ヒータコイルのためヒータ
コイルの電力を制御する。

第１図は原子炉容器１０とその閉じた頭部１２
とを示す。原子炉容器１０はコンクリートの凹所
１４に垂直に配置されている。原子炉容器１０は
炉の冷却液の入口ノズル１６と出口ノズル１８と
により原子炉蒸気供給装置の他の要素（図示せ
ず）へ接続されている。

原子炉の運転開始前に、原子炉容器１０の全容
積に冷却流体例えば水を充填する。正常作動中、
冷却液体は入口ノズル１６を通り、炉心の支持バ
ーレル２２の外側を流路２０に沿つて流れ、炉心
の支持組立体２４を通つて上昇し、燃料組立体２
６を通つて炉心２９に集約的に流れて、その中に
発生した熱を取除き、燃料整合板２８を通り、そ
して出口ノズル１８を通つて原子炉容器１０から
出る。炉心２９を通る流れの小部分が被覆管１１
０（第２図）を通つて原子炉容器の閉じた頭部１
２の下の空間（プレナムチヤンバ）に入る。

原子炉容器１０の冷却液インベントリは冷却液
の状態に変化により又は原子炉の冷却系のインベ
ントリの量の変化により影響される。原子炉容器
１０の冷却液インベントリは原子炉の冷却系の休
止のためのその系の流体の損失によつて減少す
る。又、原子炉容器１０の冷却液インベントリは
蒸気ラインの休止により生じる系の冷却のための
収縮によつても減少する。さらに原子炉容器１０
の冷却液インベントリは急激な気化の結果として
蒸気が水と置換することによつても減少する。

燃料整合板２８より上の冷却液のインベントリ
は、もし上述の事態の一つが原子炉容器１０の冷
却液のインベントリに減少を生ぜしめると、炉心
２９の冷却に使われる。加熱接合熱電対液位測定
装置３２は燃料整合板２８より上の原子炉容器１
０内の液位を監視する。この液位は、冷却液がた
まつている燃料整合板２８より上の全容積の部分
を表わす。

第２図に示すように、加熱接合熱電対液位測定
装置３２を燃料整合板２８より上に取付ける。加
圧水型原子炉の正常動作中、加熱接合熱電対液位
測定装置３２は冷却液で包囲され、この冷却液を
感知するので、液位を確立することは何等困難で
はない。冷却液のレベルに影響する事態が生じる
と、原子炉容器１０内の冷却液はサブクールされ
た液体とは限らず、むしろ２相流体となる。この
２相とは液体と気体である。冷却液が水である
と、その液相は水であり、そして気相は蒸気であ
る。浮力により気泡は原子炉容器の頂部へ上がつ
ていき、それにより水の上に蒸気域を形成する。
原子炉容器１０内の液位測定は、２相冷却材の気
泡分が変動するため複雑となる。

第２図は、上方の案内構造体の支持板３０と燃
料整合板２８との間に取付けた加熱接合熱電対液
位測定装置３２を示す。この加熱接合熱電対液位
測定装置３２からの導線４８，５０，５２，５
４，５６はシールプラグ３４を介して原子炉容器
の頭部１２を通つて出る。この位置で、加熱接合
熱電対液位測定装置３２は炉心より上の冷却液の
レベルを監視している。実施例では加熱接合熱電
対液位測定装置３２の液位感知範囲にわたつて等
間隔にセンサ３６が配置されている。これらのセ
ンサは液位感知範囲にわたつて等間隔に配置され
ている必要はない。

第３図はセンサ３６の垂直断面図である。ピン
３８，４０，４２，４４，４６は導線４８，５
０，５２，５４，５６へそれぞれソケツト５８内
で接続している。導線４８，５０，５２，５４，
５６はハウジング６２を入れるシールプラグ６０
を通る。導線４８，５６はヒータコイル６４へ至
る銅線である。制御可能の電源（図示せず）がピ
ン３８，４６へ電気的に接続されている。クロメ
ル線５４とアルメル線５２はハウジング６２間で
接合して非加熱熱電対接合６６を形成する。アル
メル線５２は非加熱熱電対接合６６を越えてのび
てヒータコイル６４内に入り、そしてクロメル線
５０と接合して加熱される熱電対接合６８を形成
する。加熱熱電対接合６８は2.5センチ（１イン
チ）の巻いたインコネルのヒータコイル６４の中
心に配置されている。熱的に伝導性で電気的に絶
縁性の材料、例えばセラミツク絶縁材料７０が少
なくとも熱電対接合を含む長さにわたつてハウジ
ングに充填されている。非加熱熱電対接合６６は
加熱熱電対接合６８より約11.4センチ（4.5イン
チ）上に配置されていてヒータコイル６４からの
熱入力が非加熱熱電対接合６６に影響を与えない
ようにしている。

非加熱熱電対接合６６と加熱熱電対接合６８と
は列に接続されている。非加熱熱電対接合６６と
加熱熱電対接合６８が発生する正味の電圧は２つ
の熱電対接合の間の温度差の関数である。加熱熱
電対接合６８はそれの温度を表わす電圧を発生す
る。非加熱熱電対接合６６もそれの温度を表わす
電圧を発生する。ハウジング６２を取囲む流体が
液体であると、加熱熱電対接合６８は非加熱熱電
対接合６６と同じ温度のままである。熱的に伝導
性でありそして電気的に絶縁性である材料７０と
ハウジング６２とを通るヒータコイル６４から周
囲の流体への熱伝達は非常に良好だからである。
ピン４０と４４との間の正味の電圧はほゞ零であ
る。ハウジング６２を取囲む流体が気相である
と、熱的に伝導性であり電気的に絶縁性である材
料７０とハウジング６２とを通るヒータコイル６
４から周囲の気体への熱伝達はそれ程良好ではな
く、そして加熱熱電対接合６８の温度は非加熱熱
電対接合６６の温度よりも上がり、ピン４０と４
４との間に正味の電圧を生じ、非加熱熱電対接合
６６と加熱熱電対接合６８との温度差を表わす。
このようにして、冷却材が液体かもしくは気体か
によつてその周囲の流体とハウジング６２との間
の熱伝達に大きな差がある。このようにして非加
熱熱電対接合６６と加熱熱電対接合６８との間の
温度差の測定を利用して冷却液のレベルを指示す
る。

非加熱熱電対接合６６と加熱熱電対接合６８と
により発生する正味の電圧が得られることに加え
て、非加熱熱電対接合６６と加熱熱電対接合６８
との両方の絶対温度を表わす電圧をも得ることが
できる。非加熱熱電対接合６６の温度を表わす電
圧はピン４２と４４との間に現われる。加熱熱電
対接合６８の温度を表わす電圧はピン４０と４２
との間に現われる。

非加熱熱電対接合６６の温度は、冷却材が水で
あるかもしくは蒸気であるかということにかゝわ
らず原子炉容器の頭部領域の冷却材の温度を指示
する。適当な計算機へ供給されると、この冷却材
の温度を利用してサブクールされたマージンを計
算できる。サブクールされたマージンは原子炉冷
却系の飽和状態へのマージンを示す。

加熱熱電対接合６８の温度を使つてヒータコイ
ル６４への電力を制御する。ヒータ電力制御装置
（図示せず）は、加熱熱電対接合６８が電圧を発
生することを保証するに十分な一定のヒータ電力
を保つよう設計されている。ヒータコイル６４を
保護するため加熱熱電対接合６８の温度が所定値
を越えるとヒータ電力を低減する。チヤンネル毎
に２つのヒータ電力制御装置がある。各ヒータ電
力制御装置は４つのヒータコイルへ送られる電力
を制御する。

試験中に判明したことであるが、ヒータコイル
６４の領域のハウジング６２にぶつかる液体のし
ぶきが見せかけの冷却を生じたのである。更に判
明したことは、冷却による温度低下の影響はヒー
タコイル６４により生ぜしめられる温度上昇の影
響よりも迅速であつたということである。ヒータ
コイル６４がハウジングを加熱することができる
よりももつと迅速に水滴がハウジング６２を冷却
するので、正確な水位を得るにはヒータコイル６
４の領域では水滴がハウジング６２につかないよ
うにしなければならなかつた。

水滴の影響をなくすため10センチ（４インチ）
の長さのステンレス鋼のはねよけ７２を配置して
ヒータコイル６４の領域でハウジング６２を取囲
むようにした。はねよけ７２の一端で溶接７４に
より、そしてそれの他端で溶接７６によりハウジ
ング６２へはねよけ７２を接続する。はねよけ７
２はそれの頂部と底部の近くに周辺の凹所８０と
８４とを設けたほゞ円筒形である。ステンレス鋼
プラグ８５がはねよけ７２の上方端を密封しそし
てステンレス鋼プラグ８３がはねよけ７２の下方
端を密封しているので、はねよけ７２内に配置さ
れたハウジング６２の部分は、凹所８０の上方の
出入口７８を通してそして凹所８４の下方の出入
口８２を通してはねよけの外側の冷却材と流体連
通状態にある。はねよけ７２は鎮静室として作用
して、センサ３６が感知する液位の範囲内でハウ
ジング６２を取囲んでいる液体と気体の冷却材の
間の界面を鎮静させる。出入口７８と８２とによ
つて、はねよけ７２内の冷却材のレベルは、はね
よけ７２の外の冷却材レベルにつれて変動するこ
とができる。はねよけ７２の外側で流体がはねて
も、はねよけ７２にかかるだけであつて、もしは
ねよけ７２がなかつたなら生じたであろうにせの
冷却効果を排除する。もしはねよけ７２より上で
ハウジング６２に冷却材がかかつたり、又は縮結
して溶接７４の部分へハウジング６２を流下しそ
してステンレス鋼プラグ８５とはねよけ７２を流
下しても、加熱熱電対接合６８はにせの温度下降
を経験することはない。下方の横の出入口８２の
下面はステンレス鋼プラグ８３の頂部にあつて、
そして冷却液のレベルが出入口８２より下がると
はねよけ７２内を完全に排出する。

上方の出入口７８と下方の出入口８２とは、は
ねよけ７２内の冷却液レベルが短時間内にはねよ
け７２の外側の冷却液レベルの急速な変動に応答
できるような大きさと数の小孔である。出入口７
８と８２の孔の数と寸法は、はねよけ７２が包囲
する空間と、はねよけ７２の外側の冷却液レベル
が変化する予想の速さと、はねよけ７２の内外で
レベルが同じになるのに許容される時間とによつ
て決定される。一般に、上方の横の出入口７８の
数と寸法とは下方の横の出入口８２の数と寸法に
等しい。10センチ（４インチ）の長さで外径が
9.5ミリ（８分の３インチ）のはねよけの場合、
横の出入口７８と８２とは２個であり、はねよけ
の直径上で対向しており、3.2ミリ（８分の１イ
ンチ）の直径である。はねよけの外側の急速な冷
却液のレベルの変化に対してはねよけの内側のレ
ベルは熱電対の応答時間の数分の一の時間ではね
よけの外側のレベルと同じになつた。出入口７８
と８２とは冷却液のレベルの急速な変化に応答す
るような寸法とされているので、そして冷却液の
レベルの急速な変化は冷却液のレベルの緩慢な変
化よりも良くない事態であるので、出入口７８と
８０とは冷却液のレベルの緩慢な変化すなわち良
くない事態に対しても適正に作用する。

非加熱熱電対接合６６をはねよけ７２内に包囲
することは必要ではない。非加熱熱電対接合６６
はハウジング６２を取囲んでいる液体と気体とを
区別しなくてもよいからである。ハウジング６２
を取囲む流体が２相流体であるときは、非加熱熱
電対接合６６が検出する飽和温度は液相と気相と
の両方に対して同じである。非加熱熱電対接合は
それにより冷却材の温度変化を補償し、そしてそ
れ以上の温度補償は加熱接合熱電対レベル測定装
置では必要ではない。

第４図は分離管８６の垂直断面図である。分離
管８６は８個の固定れたセンサ３６を包囲してお
り、２相流体を液相と気相とに分離する鎮静室と
して作用する。このときの液体のレベルを加熱接
合熱電対液位測定装置３２が測定するのである。
測定された液位は炉心より上の液体のインベント
リを指示している。

分離管８６は端８８を完全に閉じられている管
要素である。端８８は、蒸気の上昇気泡が分離管
を通つて液体と気体との界面をじよう乱しそれに
より液位の誤指示を与えないようにしている。横
出入口９０，９２は、分離管８６の包囲空間と支
持管１００内の空間との間の流通を可能としてい
る。上方の横出入口９０と下方の横出入口９２と
は、短時間内に分離管８６外の冷却液のレベルの
急速な変化に分離管８６内の冷却液レベルが応答
できるような数と方法の孔である。出入口９０，
９２の数と寸法とは、分離管８６、分離管８６外
の冷却液のレベルが変化することが予想される速
さ、そして分離管８６の内外でレベルが同じにな
る時間によつて決まる。

上方の横出入口９０は、最上部のセンサ３６ａ
の出入口７８の高さで又はそれより上で分離管８
６の包囲空間と支持管１００間の空間との間を流
体連通している。下方の横出入口９２は、最下部
のセンサ３６ｈと出入口８２の高さで又はそれよ
り下で分離管８６の包囲空間と支持管１００内の
空間とを流体連通している。原子炉容器１２内の
圧力の減少又は水位の変化のため、水は横出入口
９０，９２を通るか、又は急激に蒸気となつた水
は横出入口９０，９２を通つて分離管８６の内外
の水位を同じにする。

加熱接合熱電対液位測定装置３２は炉心２９よ
り上の空間に取付けられており、そこでは冷却液
は垂直にそして出口ノズル１８に向かつて横に向
かう。この位置では加熱接合熱電対液位測定装置
３２は冷却液がノズル１８を出るときの横流をう
ける。２相流体の横流にのせられている蒸気の気
泡が分離管８６の横出入口９０，９２に入らない
ようにするため、支持管１００が分離管８６を包
囲し、そして支持管１００に分離管８６を固定す
る。支持管の張出し部１０１は分離管８６を支持
してはいるが、これに対して液密とはなつていな
い。支持管１００は端１０８で完全に包囲された
管である。端１０８を完全に閉じることは必要で
はない。横出入口１０２は支持管１００の長さに
沿つて間隔をあけて配置されている。横出入口１
０２の数と寸法とは、炉心より上の原子炉容器１
０内の冷却液のレベルの急速な変化に支持管１０
０内の冷却液のレベルが短時間に応答できるに十
分なものである。支持管１００の下方部分の横出
入口１０２は分離管８６の横入口９２と軸方向で
離されている。加熱接合熱電対液位測定装置の少
なくとも下方部分が横流をうけるからである。支
持管１００の上方部分の横出入口１０２は、この
区域に横流があると、分離管８６の横出入口９０
から軸方向で離している。場合によつては、支持
管１００は円筒形の、他の仕方で使用されない、
制御要素組立体の被覆部材１１０内に配置されて
もよい。被覆部材１１０は、この被覆部材１１０
の内外で液位変動が同じになるよう少なくとも頂
部近くで横出入口１１２を有する底の開いた管で
ある。加熱接合熱電対液位測定装置３２が測定す
る冷却液のレベルを横流内の気泡が乱さないよう
にしているのも被覆部材１１０であるが、この被
覆部材は加熱接合熱電対液位測定装置３２が適正
に作動するのに必要ではない。

第４図の線５−５に沿う断面図である第５図は
支持管１００と分離管８６内の一実施例としての
センサ３６の横断面を示している。分離管８６内
の空間を効率的に利用することゝなるので均一な
横断間隔としているが、均一にしなければならな
いということはない。

第６図に示す別の加熱接合熱電対液位測定装置
３２ではハイドロリツクプラグ９４が内部構造体
１１４の高さで分離管８６の長さを２つのレベル
感知区域９６，９８に分けている。この実施例
は、原子炉の内部構造体１１４が冷却液の流れを
限定して２つの液体レベルとしてしまうときに使
用する。レベル感知区域９６はハイドロリツクプ
ラグ９４と内部構造体１１４より上にあり、そし
てレベル感知区域９８はハイドロリツクプラグ９
４と内部構造体１１４より下にある。各レベル感
知区域９６，９８は、各レベル感知区域の頂部に
横出入口９０又は９０′を、そして各レベル感知
区域の底部に横出入口９２又は９２′を有してい
る。各レベル感知区域９６，９８は少なくとも１
つのセンサ３６を含んでいて２つの別々の液位を
監視している。この概念を、支持管１００の包囲
構造体が冷却液の流れを阻止するとき２つ以上の
液位を感知するよう拡張できる。

分離管８６をハイドロリツクプラグ９４で分け
て２つの液位を測定するときには支持管１００を
２つの対応するレベル測定区域に分けることが必
要である。この実施例では支持管の張出し部１０
１は分離管８６に密封している。上方のレベル感
知区域９６は少なくともそれの頂部と底部近くで
支持管１００に横出入口１０２を有している。下
方のレベル感知区域９８も少なくともそれの頂部
と底部近くで横出入口１０２を有している。この
横出入口１０２を通して支持管１００のレベル感
知区域９６，９８の内外レベルは同じになる。少
なくとも支持管１００が横流をうける処で出入口
１０２は出入口９０，９０′，９２又は９２′と軸
方向で離されている。支持管１００が被覆管１１
０内にある実施例では、被覆管の張出し部分１１
１は被覆管１１０を同じレベル感知区域９６と９
８とに分けている。

事故の際には加熱接合熱電対液位測定装置３２
を使用して原子炉容器の頭部内の非凝縮気泡の存
在を検出でき、それにより作業員に原子炉排気装
置を制御するときに使用する情報を与える。

正常動作と異常動作の際に使用されることに加
えて、作業員は加熱接合熱電対液位測定装置３２
を使用して回復動作がうまくいつているがどうか
を決定できる。加熱接合熱電対液位測定装置３２
を使用して、再充填操作をするに十分なだけ冷却
液が一次系統からいつ取除かれてしまつているか
を決定できる。

加熱接合熱電対液位測定装置３２は、燃料の再
装填中の他の頂部取付の内装機器と同じように取
扱えられるように設計することででき、そして既
存のもしくは建設中の原子炉に装備することもで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案を実施している原子炉の垂直断
面図、第２図は本考案の一実施例を切開いて示す
第１図の部分の断面図、第３図は加熱接合熱電対
液位測定装置の垂直断面図、第４図は加熱接合熱
電対液位測定装置の垂直断面図、第５図は第４図
の線５−５に沿う断面図であつて８個のセンサの
配列を横断面で示す加熱接合熱電対液位測定装置
の拡大頂面図、第６図は２つの液位を測定できる
加熱接合熱電対液位測定装置の別の実施例の垂直
断面図である。 １０……原子炉容器、１２……頭部、１４……
凹所、１６……冷却液の入口ノズル、１８……出
口ノズル、２０……流路、２２……支持バーレ
ル、２４……支持組立体、２６……燃料組立体、
２８……燃料整合板、２９……炉心、３０……支
持板、３２……加熱接合熱電対液位測定装置、３
４……シールプラグ、３６……センサ、３８，４
０，４２，４４，４６……ピン、４８，５０，５
２，５４，５６……導線、５８……ソケツト、６
０……シールプラグ、６２……ハウジング、６４
……ヒータコイル、６６……非加熱熱電対接合、
６８……加熱熱電対接合７０……セラミツク絶縁
材料、７２……はねよけ、７４，７６……溶接、
７８……上方の出入口、８０……周辺凹所、８２
……出入口、８３……ステンレス鋼プラグ、８４
……周辺凹所、８５……ステンレス鋼プラグ、、
８６……分離管、８８……端、９０，９０′，９
２，９２′……横出入口、９４……ハイドロリツ
クプラグ、９６，９８……レベル感知区域、１０
０……支持管、１０１……張出し部、１０２……
横出入口、１１０……被覆管、１１１……張出し
部分、１１２……横出入口、１１４……内部構造
体。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 圧力容器１０内の液体のレベルを検知する装
   置であつて、前記圧力容器内で増分レベル指示
   を得ようとする領域にわたつて垂直方向に間隔
   を隔てて配設された複数個の加熱熱電対６８
   と、前記圧力容器内で増分レベル指示を得よう
   とする領域にわたつて垂直方向に間隔を隔てて
   配設された複数個の非加熱熱電対６４と、前記
   加熱熱電対６８のそれぞれの加熱要素６４にエ
   ネルギを供給する手段と前記熱電対で発生した
   電圧を測定する手段とを包含する接合熱電対液
   位測定装置において、 (a) 軸方向に間隔をおいて配置した複数個の細
   長い伝熱性のハウジング６２を備え、各ハウ
   ジングは、(i)前記圧力容器１０内に位置する
   検出部分と、(ii)この検出部分内に配置され前
   記ハウジングが検出しようとするレベル範囲
   と少なくとも同程度にのびている有効長を有
   する加熱要素６４と、(iii)少なくともこの加熱
   要素の有効長にわたつて前記ハウジング６２
   を充填している伝熱性の電気絶縁手段７０
   と、(iv)前記加熱要素６４からの熱束が実質的
   に影響を与える位置で前記ハウジング６２の
   前記検出部分内に配置されている第１の熱電
   対接合と、(v)この第１の熱電対接合に電気的
   に直列に接続されており前記加熱要素６４か
   らの熱束が実質的に影響を与えることがない
   距離だけ前記加熱要素６４から充分に離れて
   前記ハウジング６２の前記検出部分内に配置
   されている第２の熱電対接合６６と、(vi)少な
   くとも前記加熱要素６４の有効長にわたつて
   前記ハウジングの一部分を囲んだ部分とこの
   部分と外部との間を流体連通する部分７８，
   ８２とを有するはねよけ７２とを有してお
   り、さらに (b) 前記第１の熱電対接合６８のそれぞれと前
   記第２の熱電対接合６６のそれぞれとによつ
   て発生した正味の電圧を測定する手段と、 (c) 閉じた下端部８８と内外部間を流体連通す
   る手段９０，９２とを有し前記複数個の軸方
   向に間隔をおいた細長い伝熱性ハウジング６
   ２を取り囲み実質的に前記ハウジング６２の
   全長にわたつて延びて、前記圧力容器１０内
   の圧力減少ないしは圧力変化に際して液体ま
   たは気体への液体フラツシユが前記流体連通
   手段９０，９２を通つて出てこれにより内外
   部の等化液体レベルを維持するようにした第
   １の管状要素８６と、 (d) 内外部間を流体連通する手段１０２を有し
   前記第１の管状要素８６を取り囲み実質的に
   前記第１の管状要素８６の全長にわたつて延
   びる第２の管状要素１００とを有しており、
   前記第２の管状要素１００の内外部間を連通
   する流体連通手段１０２の少なくとも一部分
   が前記第１の管状要素８６の内外部間を連通
   する流体連通手段９０，９２とは軸方向に位
   置をずらしてある ことを特徴とする接合熱電対液位測定装置。 ２ 請求項１記載の装置において、前記第１の管
   状要素８６の内外部間の流体連通手段９０，９
   ２が頂部および底部附近に設けた横出入口であ
   ることを特徴とする接合熱電対液位測定装置。 ３ 請求項２記載の装置において、前記はねよけ
   ７２により包囲された部分と外部との間を流体
   連通する手段７８，８２が前記はねよけ７２の
   頂部および底部附近の横出入口７８，８２であ
   ることを特徴とする接合熱電対液位測定装置。 ４ 請求項１ないし３のいずれかに記載の装置に
   おいて、前記第１の熱電対接合６８の少なくと
   もひとつの絶対温度を検出する手段４０，４
   ２，５０，５２を包含することを特徴とする接
   合熱電対液位測定装置。 ５ 請求項１ないし３のいずれかに記載の装置に
   おいて、前記第２の熱電対接合６６の少なくと
   もひとつの絶対温度を検出する手段４２，４
   ４，５２，５４を包含することを特徴とする接
   合熱電対液位測定装置。 ６ 請求項４記載の装置において、前記第１の熱
   電対の少なくともひとつの温度が過大となつた
   時この熱電対に対応する少なくともひとつの前
   記加熱要素６４への電力供給を減ずる装置を包
   含することを特徴とする接合熱電対液位測定装
   置。 ７ 請求項１ないし３のいずれかに記載の装置に
   おいて、前記第１の管状要素８６が少なくとも
   ふたつのレベル検出区域９６，９８に液体仕切
   ９４で分割されており、これらレベル検出区域
   ９６，９８のそれぞれが前記第１の管状要素８
   ６の内外部間を連通する流体連通手段９０，９
   ０′，９２，９２′と少なくともひとつの細長い
   伝熱性ハウジング６２とを有すること、および
   前記第２の管状要素１００が前記第１の管状要
   素８６内の前記液体仕切９４近くで液体仕切１
   ０１により分割されており、前記第１の管状要
   素８６の前記少なくともふたつのレベル検出区
   域９６，９８のそれぞれが前記第２の管状要素
   １００の内外部間の前記流体連通手段１０２に
   連通してこれにより少なくともふたつの各別の
   液体レベル９６，９８が測定できるようにした
   ことを特徴とする接合熱電対液位測定装置。 ８ 請求項７記載の装置において、前記第１の熱
   電対接合６８の少なくともひとつの絶対温度を
   検出する手段４０，４２，５０，５２を包含す
   ることを特徴とする接合熱電対液位測定装置。 ９ 請求項７記載の装置において、前記第２の熱
   電対接合６６の少なくともひとつの絶対温度を
   検出する手段４２，４４，５２，５５を包含す
   ることを特徴とする接合熱電対液位測定装置。