JPH06186381A

JPH06186381A - 原子炉の安全容器内の大気を監視するための装置

Info

Publication number: JPH06186381A
Application number: JP4259670A
Authority: JP
Inventors: Claus-Detlef Schegk; シェッククラウス−デトレフ
Original assignee: ABB Asea Brown Boveri Ltd; Asea Brown Boveri AB
Current assignee: ABB Asea Brown Boveri Ltd; ABB AB
Priority date: 1991-09-30
Filing date: 1992-09-29
Publication date: 1994-07-08
Also published as: DE59206353D1; US5272738A; EP0536495B1; HU215985B; ES2089306T3; EP0536495A1; SK263092A3; HUT63512A; CZ263092A3; CH682524A5; HU9203103D0; CZ282516B6; RU2090942C1

Abstract

(57)【要約】【目的】故障の場合にも運転できる、原子炉の安全容
器内の大気を監視する装置を提供する。【構成】安全容器（１）内に試料取り出し口（４１）
が設けられており、該取り出し口からガス混合物を測定
導管（４２）を介して測定区間（１４）を通過させ、引
き続き放出する装置において、ガスの放射能濃度を測定
区間（１４）の前方の、安全容器内に配置された希釈装
置（４０）内で低下させ、そのために安全容器の外部に
あるガス源から圧力を調整された希釈ガスを取り出すよ
うに構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、安全容器内に試料取り
出し口が設けられており、該取り出し口からガス混合物
を測定導管を介して測定区間を通過させ、引き続き放出
することにより、原子炉の安全容器内の大気を監視する
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電所の安全容器内の大気は、一
般に、空気、水蒸気、水素、ＣＯ₂、希ガス、ヨウ素お
よびエーロゾルからなる。該発電所の正常運転において
は、これらの混合物は放射能約１０³Ｂｑ／ｍ³を有し、
安全容器から換気装置を介して直接煙突に放出される。
放射能が１０³Ｂｑ／ｍ³〜１０⁸Ｂｑ／ｍ³である一次系
での少ない漏損の故障においては、ガスは、同様に換気
装置を介して直接煙突に放出される。たとえば核溶融物
を有する大きな故障の場合に、放射能は１０¹⁴Ｂｑ／ｍ
³より多くなることがある。換気装置は大きな故障の場
合には停止し、それにより安全容器内の圧力が上昇す
る。高過ぎる圧力上昇を避けるためには、安全容器をフ
ィルタ装置を介して放圧する。このフィルタ装置（たと
えば乾燥フィルタ、湿式フィルタ）内で、ヨウ素および
エーロゾルの放射能は少なくとも１０００分の１に低下
する。その後、フィルタ装置の流れをさかのぼって測定
区間内のガスの放射能を測定する。

【０００３】接続した、煙突に導かれる清浄ガス導管に
残留する、きわめて高い放射能のために、故障の場合に
は、正常運転に使用される測定装置、たとえばバランス
フィルタおよびエーロゾルモニタを調整することができ
ない。それというのも、測定範囲をこえて、バランスフ
ィルタの操作が保証されないためである。従って、一般
には、バランスフィルタを操作するために、より高い測
定範囲および経費のかかる保護手段を有する特殊な器
具、および複雑化された装置を使用する。

【０００４】故障の場合は、放圧がなお実施されていな
い限りは、安全容器の内部においても大気を監視するこ
とができ、上昇し、かつ期待すべき放射能をこえる量が
得られる。この場合にも、正常運転に使用される評価装
置のための試料ガスの放射能は高過ぎる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、これ
らの欠点を回避することであった。本発明の課題は、冒
頭に記載の形式の装置において、故障の場合にも該装置
を、存在する測定器具および装置を用いて運転させるこ
とであった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題は、本発明によ
り、測定区間の前方の希釈装置内で、ガスの放射能濃度
を低下させることにより解決される。

【０００７】本発明の利点は、特に全部の測定区間の従
来の通常の強力な保護手段の廃止を実現することであっ
た。測定すべきバランスフィルタの移送のための保護手
段も省け、それにより作業者の不安が著しく減少する。

【０００８】

【実施例】図面には、加圧水形原子炉の排気側部分の、
本発明の実施例が示されている。

【０００９】図面には本発明を理解するための主な部材
のみが示されている。原子炉の、たとえばすべての一次
的および二次的部材が示されているわけではない。作用
媒体の流動方向は矢印で示されている。

【００１０】図１には、原子炉の安全容器が１で示され
ている。以下、放圧管の第１の部分の、生ガス導管で示
される放圧管２は、安全容器からフィルタ装置３に通じ
ている。生ガス導管に、２つの平行な管路に制御装置２
５および破裂板２６が一定の放圧のために配置されてい
る。生ガス導管には、同様に図示されていない装入量測
定装置が存在する。本発明によるフィルタ装置は湿式濾
過原理により作動するが、このことはもちろん強制され
るものではない。ベンチュリ装置２７内で水が飛散し、
その際ガスを浄化する。その後浄化されたガスが水分離
機２８を貫流する。更にガスは、以下に清浄ガス導管４
で示される、放圧管２の第２の部分に流入し、該導管は
煙突５に通じる。

【００１１】清浄ガス導管４には、試料取り出し口６が
配置されており、該取り出し口から連続的にガス試料が
取り出され、かつ取り出し導管７に導かれる。例として
は、全排ガス量２００００ｍ³／ｈの場合には約１０ｍ³
／ｈが取り出されることが挙げられる。該ガス試料は、
凝縮を避けるために、電気によりまたは熱交換器により
稼働するヒーター２４を使用して、有利には取り出し導
管７の全部の長さにわたって加熱される。

【００１２】取り出し導管から部分流が希釈装置８に導
かれる。この複数の工程から形成された装置は、一定の
流量の粒子を含まない圧縮空気で作動する。該空気は、
ヨウ素フィルタおよびエーロゾルフィルタ１２の前方に
接続されている圧縮機１１に供給される。多数の希釈工
程のうち原則的に第１工程の２つのみで加熱する、それ
というのも清浄な蒸気の場合でさえも清浄ガス導管４内
で第２工程の後で露天温度を上回ることはもはや不可能
であるからである。

【００１３】もっと後に記載すべき希釈装置８の流れを
さかのぼって試料の流れは、測定導管１３を介して該装
置の正常運転のために設けられた本来の測定区間１４に
導かれる。測定区間１４の前方で、測定導管１３は、３
路弁６０を介して正常運転に用いられる測定導管と一緒
にまとめられている。後者は、試料取り出しレーキ６１
を介して煙突５から放出される、絶えず測定すべき排ガ
スを導く。

【００１４】きわめて簡単に示された測定区間１４は、
一方では不連続の測定のためのエーロゾル−およびヨウ
素バランスフィルタの組合せ１５からなる。いわば連続
的監視のためにエーロゾルモニタ１６、ヨウ素モニタ３
６および希ガスモニタ３７が設けられている。これら３
つのモニタにはそれぞれ放射線検出器３８が装備されて
いる。これらの露出した表示器を用いてエーロゾルの相
対的放射能を把握できる。更に該表示器はバランスフィ
ルタの交換間隔を測定する。

【００１５】正常運転においては、一般には、素子１５
を介して週に１度不連続的測定が行われる。これに対し
て故障の場合は測定を全部で４時間実施するように構成
されている。このためにバランスフィルタを取外し、別
の空間に入れ、そこで分光機を用いて特殊な核種により
評価する。

【００１６】希ガス成分により生じるフィルタ活性を問
題にならない水準に低下し、かつ本来の測定を正常化す
るために、測定する前に測定区間１４を洗浄する。この
ため測定導管１３を遮断機構３４により閉鎖し、かつ洗
浄空気導管１７を遮断装置３５により開く。供給ポンプ
１９を介して大気が吸引され、かつヨウ素およびエーロ
ゾルフィルタ１８を介して測定区間に至る。洗浄空気は
還流導管９に押し出される。該空気はもちろん直接煙突
５に放出することもできる。

【００１７】測定自体の際には、洗浄空気導管１７を遮
断機構３５で閉鎖し、測定導管１３を遮断機構３４で開
く。同じ供給ポンプ１９を介して測定すべき混合物を吸
引する。このポンプはより多くの洗浄空気量を測定する
ので、調整目的の測定の場合は大気を一緒に吸引する。
ポンプの流れをさかのぼって、この目的のために、分流
導管内に制御弁２０が前方に接続されたエーロゾルフィ
ルタ２１とともに存在する。

【００１８】エーロゾルモニタを有する部分的測定区間
をバランスフィルタを有する測定区間に合流する前に、
バランスフィルタの測定区間に貫流測定装置２２が配置
されている。貫流量は該装置でエーロゾルおよびヨウ素
フィルタを介して測定し、ダスティング時間にわたって
積分する。このようにして放射能濃度値を測定する。放
射能放出率を導き出すために、濃度を装入量と相関させ
る。

【００１９】前に述べたように、生ガス導管においても
装入量を測定できるにもかかわらず、この測定値との相
関は誤った結果を生じる。すなわち、放圧の場合にはま
さに最初の工程で生ガス導管内の装入量と清浄ガス導管
内の装入量が異なることがありうる。このことはたとえ
ば、フィルタ装置３のなお冷たい水受け器内の蒸気部分
の凝縮により引き起こされることがある。その結果、貫
流をもう１度清浄ガス導管４内の２３で測定する。この
測定はベンチュリ測定または圧力／温度測定を介した測
定であってもよい。結果を濃度値と合わせて、放射能放
出率を測定する。

【００２０】前記測定の前に安全容器１内で放射能濃度
を測定するために、以下の装置部材を作動する：安全容
器内に複数の工程の希釈装置４０が配置されている。試
料取り出し口は矢印４１で示されている。供給されたガ
ス試料は測定装置１４に通じる測定導管４２に流入す
る。希釈ガス、この場合圧縮空気または窒素は、安全容
器の外部に配置された圧力ボンベ４３内に用意されてお
り、供給導管４４を介して希釈装置に流入する。

【００２１】該供給導管４４内に遮断機構４５のほかに
減圧弁４６が存在する。故障の場合に安全容器内で１〜
７バールの圧力が生じることがあるので、供給導管内の
希釈ガスの圧力を相当して合わせなければならない。従
って、減圧弁の制御装置に供給導管では４７および安全
容器では４８で測定した圧力を供給する。

【００２２】希釈空気を安全容器１内で優勢な温度水準
と少なくともほぼ等しい水準に加熱するために、供給導
管４４にはヒーター４９が設けられている。

【００２３】更に、供給導管４４および測定導管４２に
は調整機構５０，５１が設けられている。該機構は一般
に、安全容器と外部の、図示されていないコンクリート
外壁の間の自由な空間にある。該機構は安全度２により
考案され、二重に存在する。測定を開始するためには、
測定導管４２の調整機構５１より前に供給導管４４の調
整機構５０を開くことに注意すべきである。測定を終了
する際には、測定導管の調整機構より前に供給導管の調
整機構を閉じることに注意すべきである。このやりかた
で、高過ぎる放射能を有するガス混合物が希釈装置４０
を介して測定導管４２に、かつそこから外部に達するこ
とを阻止する。

【００２４】図２に示された、希釈装置８および希釈装
置４０で代表される希釈工程は、以下のように作動す
る：用意された圧縮空気が環状間隙２９を通り希釈すべ
きガス混合物のための吸引ノズル３０を環流する。その
際生じる低圧によりエーロゾルは一定の流量で吸引さ
れ、混合室３１で清浄空気と均一に混合される。清浄空
気の流量が多くなると、環状間隙内の流動速度が同じ量
で増加する。それにより吸引ノズルの低圧が増加し、そ
れによりガス混合物の流量が同様に増加する。従って２
つの流量は低圧を介して結びついており、その割合は異
なる前圧に対しても一定である。

【００２５】希釈装置８内で１：１０⁴の希釈が達せら
れ、一方希釈装置４０内で１：１０⁶〜１０⁷の希釈が実
施される。その際、多段カスケード内で希釈を実施する
のが有利であり、これはより清潔な希釈空気の需要を低
下させる。取り出し導管７もしくは試料取り出し口４１
から安全容器１に取り出され、希釈された試料のうちご
く一部が混合室３１から取り出され、それぞれ次の工程
に供給される。この部分流の取り出しは吸引ノズル３２
を介して行う。その際、この取り出しを等速条件下で行
うことに注意すべきである。吸引位置でノズル３２の流
動速度が流動路の流動速度に等しい場合は、このことが
成り立つ。異なるノズル直径を介して異なる吸引流量を
異なる全流量に合わせることができる。最終工程ではこ
のことは重要である。例として、全量のうち０．３ｍ³
／ｈのみを更に希釈するために導き出すように設定す
る。それにより、希釈後全部で約３ｍ³／ｈが測定装置
に供給される。等速の部分流取り出し後に残留する、例
の場合には全部で６つの用意された希釈工程（図１では
それぞれ４つの工程のみが示されている）のための残り
の空気１６．２ｍ³／ｈは、希釈装置８の場合には排気
管３３を通り外部に還流導管９に流入する（図１）。こ
の還流導管内で、試料空気の残りと排気管３３からの空
気がポンプ１０から清浄ガス導管４に戻される。この還
流の際には、希釈工程の混合室内に希釈比に影響を与え
るおそれのある反対圧力を生じないように注意すべきで
ある。希釈装置４０の場合は、矢印で示されるように、
残りの空気は安全容器１に戻されて放出される。

【００２６】希釈により、分離すべき物質の放射能は正
常運転の場合に一般的な量に低下する。従って、測定装
置の操作および評価は故障の場合も通常の方法で実施す
ることができる。

【００２７】最終工程の吸引ノズル３２に、希釈装置８
の場合は測定導管１３がおよび希釈装置４０の場合は測
定導管４２（図１）が接続されており、これらは本来の
測定区間１４に通じている。

【００２８】故障の場合に煙突空気および安全容器１内
の大気を互いに独立に測定できるために、測定区間１４
に付加的なバランスフィルタ５９および貫流測定装置６
２が装備されている。

【００２９】エーロゾル−およびヨウ素バランスフィル
タ５９に、始動のために意図されたバイパス導管５５が
装備されている。貫流測定装置６２の測定値および場合
により図示されていない温度および圧力測定ゾンデ（同
じ導管路内に、貫流測定装置のように存在する）の測定
値は、バイパス導管５５内およびバランスフィルタ５９
の後方の、連結した調整機構５６，５７のための調整値
として用いられる。始動するために、開かれたバイパス
導管５５においては試料取り出し機構は数分間作動す
る。これにより、全部の機構が代表的な試料空気で洗浄
されることが保証される。始動工程で、取り出し流量を
調整した後で、バイパス導管５５からバランスフィルタ
５９のための導管に切り替える。これらのすべての工程
において、調整機構５０および５１が開いている。

【００３０】故障の場合には、試料取り出し口を必要に
応じて不連続的に運転させる。測定自体に際しては洗浄
導管５３を弁５２で閉じる。希釈したガス試料は量の調
整を行った後、エーロゾル−およびヨウ素フィルタを通
過する。前記の方法のように、貫流量を測定し、ダステ
ィング時間にわたって積分する。１〜３ｍ³／ｈのガス
量を測定する。ダスティング時間は１分以上であっても
よい。測定後ほこりのたまったフィルタ５９は正常運転
でフィルタ評価に利用される検出器、たとえばゲルマニ
ウム検出器を用いて、実験室内で評価することができ
る。

【００３１】試料中の希ガスの割合を測定するために、
バランスフィルタの流れをさかのぼって、付加的に測定
装置が設けられている。この場合にはガスボンベまたは
いわゆる“ガスマウス”５８を使用することができる。

【００３２】測定後測定区間１４を洗浄する。このため
に、いずれにしても存在する圧縮手段をボンベ４３から
導き出す。供給導管および測定導管内で機構４５および
５１が閉じている。希釈ガスは開いた減圧弁５２の場合
には洗浄導管５３を介して測定導管４２におよびそこか
ら測定区間１４に供給される。測定するためにバランス
フィルタ５９のみが必要であるので、洗浄および測定目
的のために、モニタ３６〜３８に通じる導管は遮断機構
５４で閉じることができる。洗浄剤は還流導管９に押し
出される。還流導管はもちろん直接煙突５に通じていて
もよい。測定区間はこの場合にも、前記の洗浄剤１７〜
１９でおよびその際の方法で洗浄することができると解
される。

【図面の簡単な説明】

【図１】加圧水形原子炉の排気側部分の略示回路図であ
る。

【図２】希釈装置の主要部分の断面図である。

【符号の説明】

１安全容器、１４測定区間、４０希釈装置、
４１試料取り出し口、４２測定導管、

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】安全容器（１）内に試料取り出し口（４
１）が設けられており、該取り出し口からガス混合物を
測定導管（４２）を介して測定区間（１４）を通過さ
せ、引き続き放出する形式の、原子炉の安全容器内の大
気を監視する装置において、ガスの放射能濃度を測定区
間（１４）の前方の、安全容器内に配置された希釈装置
（４０）内で低下させ、そのために安全容器の外部にあ
るガス源から圧力を調整された希釈ガスを取り出すよう
に構成されていることを特徴とする、原子炉の安全容器
内の大気を監視するための装置。
【請求項２】希釈ガスを希釈装置（４０）に導入する
前にヒーター（４９）で加熱する請求項１記載の装置。
【請求項３】希釈を複数の工程で行う請求項１記載の
装置。