JPH03199973A

JPH03199973A - 流量スイッチ

Info

Publication number: JPH03199973A
Application number: JP33653389A
Authority: JP
Inventors: Kiyohide Miura; 三浦　清秀
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-12-27
Filing date: 1989-12-27
Publication date: 1991-08-30

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、原子力発電プラント、火力発電プラント、化
学プラント等における漏洩流体等の少滴量検出に用いる
流量スイッチに関する。

（従来の技術）従来の流量スイッチについて、沸騰水型原子力発電所の
再循環ポンプメカニカルシールの漏洩水検出に用いる流
量スイッチを例にとり説明する。

沸騰水型原子力発電所の原子炉再循環系配管には、高温
、高圧で高放射性物質を含んだ水である原子炉−次冷却
材が流れている。この原子炉−次冷却材が配管や機器か
ら漏洩することは、原子炉から一次冷却材が失われるこ
とにつながり、安全上重大な事故に至る可能性がある。

そのため、種々の安全対策が取られているが、−次冷却
材の漏洩およびその予兆は早期に検出する必要がある。

この原子炉再循環系の中でも、回転摺動部である原子炉
再循環ポンプの軸封部は、メカニカルシールにより原子
炉再循環系の一次冷却材が漏洩することを防止している
。このメカニカルシール部に漏洩が生じた場合、この漏
洩水を原子炉格納容器のドレンサンプにリーク検出配管
で導くが、この途中に一定流量以上で電気的信号を発す
る流量スイッチが設けられている。メカニカルシールか
らの漏洩量がある一定値以上になることは、メカニカル
シールの機能が低下したことを示しており、そのまま使
用を継続すると、シール部が破損し、漏洩水が急増する
恐れがある。このため、漏洩水が一定流量以上になると
、上記流量スイッチの信号により運転員のいる中央制御
室に警報を出し、メカニカルシールの機能低下と漏洩水
の増加を知らせるようにしている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、メカニカルシールからの漏洩量は、通常
時は勿論異常を知らせるべき流量においても、一般の液
送流量と比べて極めて少なく、一般に使用されている流
量計では測定が困難である。また、低流量測定に適して
いるタービンメータや容積式流量計では流体中にまじっ
た配管のサビなどの小さい固形物を噛み込んで損傷した
り停止してしまう欠点があった。

そして、原子力発電所の再循環ポンプは、原子炉格納容
器内に設置されているため、原子炉運転中は原子炉格納
容器内に立ち入ることができず、たとえ計器に不具合が
生じても容易に点検が出来ないため、常々動作、精度、
故障面で信頼性の高い計器が要望されていた。

本発明は上記の事情を考慮してなされたもので、少滴量
でも性能が良く、測定原理および構造が簡単で、故障し
にくく、しかも信頼性が高い流量スイッチを提供するこ
とを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）上記の目的を達成するため、本発明は有蓋有底の容器の
上部に流体流入用の流入路を接続する一方、上記容器の
下部に上記流入路よりも開口面積の小さい流体流出用の
流出路を接続し、上記流入路と流出路の流量の差により
容器内に溜った流体の液位を検出して信号を出力するレ
ベルスイッチを設けてなるものである。

（作用）流入路から容器に流れ込む流体は、その流量が少ないと
きは流出路を通って流出するため、容器内に溜ることは
ない。しかし、流入路から流れ込む流体の流量が増加し
て、流出路からの流出量を越えると、流体は容器内に溜
り始め、更に、容器に溜った流体の液位が上昇する。流
体の液位が所定のレベル以上となると、レベルスイッチ
がこれを検出して、信号を出力する。

（実施例）以下、本発明に係る流量スイッチの一実施例について第
１図および第２図を参照して説明する。

本発明は、沸騰水型原子力発電所の再循環ポンプメカニ
カルシールの漏洩水の検出に好適に用いられ、流量スイ
ッチには有蓋有底円筒状の容器１が備えられる。容器１
の上部外周面には漏洩水を流入させるための流入管２が
接続される。この流入管２はリーク検出配管３を介して
図示しない再循環ポンプのメカニカルシール側に接続さ
れる。

容器１の底部には、容器１内の漏洩水を排出するための
流出管４が接続される。流出管４の容器１側の端部は細
く形成され、容器１の底部に漏洩水を流出させるための
出口孔５が形成される。流出管４の細径部には流路断面
稍を調節するための開度調整弁６が介装されている。流
出管４の下流側端部はリーク検出配管３を介して図示し
ない原子炉格納容器内のドレンサンプ側に接続される。

容器１の上下方向所定位置にはレベルスイッチ７が設け
られる。レベルスイッチ７は容器１内に溜った漏洩水に
より上下するフロート８を有し、このフロート８の上下
動によりオン・オフの信号９を出力するようになってい
る。このレベルスイッチ７と流入管２との間の容器１の
側面部には容器１内に溜って溢れた漏洩水を流出管４へ
排出する溢流管１０が接続される。溢流管１０の下流端
部は流出管４に接続されている。

次に容器１からの流出量に係る出口孔５の大きさと、警
報信号９を出力する流入量との関係を第２図を用いて説
明する。出口孔５の形状を直径ｄ（ｍ）の円とし、レベ
ルスイッチ７の動作水位には容器１の底部からｙｏ　（
ｍ）の位置にあるとする。

出口孔５から流出する速度をｖ　Ｃｍ／ｓｅｃ　〕とす
ると、この速度Ｖと水位ｙ　（ｍ）の関係はトリチェリ
の法則として広く知られており、次の（１）式で示され
る。

ｖ＝！　　　　　　・・・・・・（１）但し、ｇは重力
加速度（９，８ｍ／５ｅｃ２）である。

上記（１）式から、直径ｄ　［ｍ］の出口孔５からの流
出量は次の（２）式で表わされる。

（２）従って、流入管２からの流入量Ｑ　Ｃｍ”　／ｓｅｅ　
）［：ｒｎ３／ｓｅｃ　］　）以上となった時、警報が
出される。

流入管２からの流入量がＱ以上になった時警報を出させ
るためには、出口孔５の直径ｄをいくらにすればよいか
は、次の（３）および（４）式で算出する。

即ち、出口孔５の直径ｄを２　　Ｑ／ｙｒｒにすればよ
いことがわかる。

但し、上記（１）から（４）の式においては、出口孔５
以降の配管である流出管４およびリーク検出配管３の圧
力損失は無視しているから、警報設定流入量Ｑに対する
正確な出口孔５の直径ｄを求めるには、出口孔５以降の
配管の圧力損失を計算するか、出口孔５以降の流出管４
等の配管直径を出口孔５の直径ｄに比べて充分大きくす
ればよい。　又、ほかに流入量Ｑで正確な警報動作をす
るよう設定するには、あらかじめ（４）式に示される直
径ｄの大きさの出口孔５を持つ容器１を製作しておき、
流入量Ｑの流体を流して、レベルスイッチ７の動作値を
調整し、水位（水深ｙ。の値）を変えて、微調整をする
。

なお、上記においては、出口孔５の直径ｄを変化させて
、設定値を変える説明をしたが、出口孔５を流入管２の
直径と同じか又はこれ以上とし、第１図に示すように、
出口孔５の直径を簡便に変化させたと同じ効果を有し、
流量面積の調整ができる開度調整弁６を出口孔５の下流
に設ければ、流入管２より較正流量を流しながら、開度
調整弁６の開度を変化させてレベルスイッチ７が動作す
る点に設定すれば、正確な設定が行えて、しかも外部か
らこの設定値を容易に調節することができる。但し、開
度調整弁６は必ずしも設ける必要はない。

容器１に取付けた溢流管１０は設定流量以上の漏洩によ
り流入量が増加した場合に、流量スイッチ部で漏洩水が
詰ることなく、格納容器ドレンサンプに流下させるため
の分岐配管である。

次に作用について説明する。

流入管２から容器１に流れ込む漏洩水は、その流量が少
いときは、下部の出口孔５および流出管４を通って流出
し、容器１内に溜ることはない。

しかし、流入管２から流れ込む漏洩水が増加して、出口
孔５からの流出量以上になると、漏洩水は容器１内に溜
りはじめ、さらに容器１に溜った漏洩水のレベルは上昇
し、レベルスイッチ７のフロート８を押し上げ、フロー
ト８が下端位置にあったときオフ信号の状態にあったレ
ベルスイッチ７の信号９がオン信号になって出力される
。この信号９は図示しない中央制御室の警報装置に入力
され、ランプやブザー等により警報を発して、運転員に
メカニカルシールからの漏洩水の流量が一定値以上に増
加したことを知らせる。

なお、上記実施例においては容器１内の液位検出をフロ
ート式レベルスイッチ７を用いた場合について説明した
が、これは一般に使用されているディスプレーサ式、差
圧測定式、電極式、超音波式、背圧式、エアパージ式な
どのレベル計を用いてもよく、同様の効果がある。

また、用途としては原子力発電プラントの再循環ポンプ
メカニカルシールの漏洩検出に限定されず、火力発電プ
ラント、化学プラント等地の産業における少流量検出に
も本発明を適用することが可能であり、上記実施例と同
様の効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は有蓋有底の容器の上部に
流体流入用の流入路を接続する一方、上記容器の下部に
上記流入路よりも開口面積の小さい流体流出用の流出路
を接続し、上記流入路と流出路の流量の差により容器内
に溜った流体の液位を検出して信号を出力するレベルス
イッチを設けてなるから、少流量でも精度よく検出する
ことが出来、信頼性が高いため、原子力発電所の再循環
ポンプメカニカルシールの健全性の監視などに適し、プ
ラント運転の信頼性を向上させることができる。また、
構造が簡単で故障の発生が少く、保守の容易なことから
作業員の被曝低減、保守効率の向上に効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る流量スイッチの一実施例を示す構
成図、第２図は上記実施例において出口孔の大きさと警
報信号を出力する流入量との関係１を示す図である。１・・・容器、２・・・流入管、３・・・リーク検出配
管、４・・・流出管、訃・・出口孔、６・・・開度調整
弁、７・・・レベルスイッチ、８・・・フロート、９・
・・信号、１゜・・・溢流管。

Claims

【特許請求の範囲】

有蓋有底の容器の上部に流体流入用の流入路を接続する
一方、上記容器の下部に上記流入路よりも開口面積の小
さい流体流出用の流出路を接続し、上記流入路と流出路
の流量の差により容器内に溜った流体の液位を検出して
信号を出力するレベルスイッチを設けてなることを特徴
とする流量スイッチ。