JPH11109091A - 原子力プラントの計装配管系 - Google Patents

原子力プラントの計装配管系

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JPH11109091A
JPH11109091A JP9274717A JP27471797A JPH11109091A JP H11109091 A JPH11109091 A JP H11109091A JP 9274717 A JP9274717 A JP 9274717A JP 27471797 A JP27471797 A JP 27471797A JP H11109091 A JPH11109091 A JP H11109091A
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JP
Japan
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steam
power plant
nuclear power
hydrogen
water
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JP9274717A
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English (en)
Inventor
Mikio Koyama
三輝雄 小山
Tamotsu Asano
保 浅野
Tadahiro Yumitate
忠弘 弓立
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 設備の大幅な増加を招くこと無く、蒸気が導
入される検出配管のうち、蒸気滞留部を有する検出配管
内に蓄積する非凝縮性ガスの水素を低減し、計器への水
素透過を抑制する原子力プラントの計装配管系を提供す
る。 【解決手段】 原子炉主蒸気系機器である例えば給水ヒ
ータ11に付設の検出配管5,6、検出元弁7、ダイヤ
フラム8及びキャピラリーチューブ9から構成されるド
レンレベル系11の一部において、非凝縮性ガスの水素
を酸素と再結合させ、水または水蒸気に変換する触媒1
2を配置し、ダイヤフラム8を介してのキャピラリーチ
ューブ9への水素透過を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、沸騰水型原子力発
電所の蒸気流体を扱うプロセス計測技術に係わり、特
に、計測器が当該計測器への水素透過によってその計測
に影響を及ぼされるような種類のものである場合におい
て、信頼性の高いプロセス計測を可能とする原子力プラ
ントの計装配管系に関する。
【0002】
【従来の技術】沸騰水型原子力発電所では、原子炉で発
生させた蒸気を主蒸気配管を通じて主タービンに導き、
蒸気を駆動源としてタービンを回転させ発電を行ってい
る。タービンから出た蒸気は、復水器において凝縮水と
なり原子炉への給水となる。
【0003】この原子炉で発生した蒸気は、主タービン
を駆動する以外にも、原子炉に水を供給するためのター
ビン駆動の給水ポンプおよび給水ヒータの熱源などにも
利用される。これらの蒸気は、ヒータ及び蒸気供給配管
内などで凝縮し、凝縮水はドレンとして復水器へ排出さ
れる。復水器への排出方法は、計測器のドレンレベル計
によりドレン量を計測し排出する方式を用いている。以
下、主蒸気系のプロセス計測の一例として、蒸気を原子
炉給水の熱源とし、ヒータのドレン計測を実施している
例について説明する。
【0004】図3は、蒸気を原子炉給水の熱源とし、ヒ
ータのドレン計測を実施している主蒸気系のプロセス計
測の一例を示す。同図において、1は給水ヒータ、2は
蒸気入口配管、3はドレン配管、4は給水配管、5は気
相部側の検出配管、6は液相部側の検出配管、7は検出
元弁、8はダイヤフラム、9はキャピラリーチューブ、
10は伝送器である。ドレンレベル計は、8のダイヤフ
ラム、9のキャピラリーチューブ、10の伝送器で構成
され、これをドレンレベル計11として示す。原子炉か
ら発生する蒸気は、蒸気入口配管2により給水ヒータ1
へ導入され、給水配管4内の原子炉への給水を加熱す
る。これにより、給水ヒータ1内の蒸気は凝縮しドレン
となり給水ヒータ1内に貯水される。ドレンのコントロ
ールは、ドレンレベル計11により実施され、ドレンは
ドレン弁13を開くことでドレン配管3により復水器等
へ排出される。
【0005】ドレン計測は、給水ヒータ1からの気相部
側検出配管5及び液相部側検出配管6によりドレンレベ
ル計11に導いた流体の圧力差を計測することにより実
施される。ここで検出元弁7を設けている理由は、給水
ヒータ1を含むプロセス側で故障等が発生してもドレン
計測に影響を与えないよう、プロセス側と計測側を仕切
ることができるようにしているものである。
【0006】ドレンレベル計11における圧力の伝達
は、ダイヤフラム8を介してキャピラリーチューブ9内
の圧力伝達用封入液(シリコンオイル)により、伝送器
10に対して行われ、気相部側と液相部側との間の差圧
の計測を実施している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】前記したようなドレン
レベル計11を用いて差圧の計測を実施するに当り、気
相部側検出配管5内の蒸気流体には、炉水の放射線分解
で発生した非凝縮性ガスの水素が存在することにより、
当該水素がダイヤフラム8を透過し、キャピラリーチュ
ーブ9内の圧力伝達用封入液(シリコンオイル)中で気
泡となり、指示値の変動等計測に好ましくない影響を与
える要因となりうる。
【0008】ダイヤフラム8における水素透過の要因と
しては、次のようなことが挙げられる。
【0009】水素分子の吸着・分離 ダイヤフラムの腐食 配管またはタンクの腐食による水素原子の発生 ダイヤフラムに付着した物質の酸化または腐食 以上、一例として蒸気を原子炉給水の熱源としているヒ
ータのドレン計測実施例を用い説明したが、配管のドレ
ン計測、容器等の水位計測及び主蒸気系の圧力計測、流
量計測等を含む主蒸気系のプロセス計測についても同様
である。
【0010】本発明の目的は、計測器への水素透過を抑
制することにより、計測に影響を及ぼすことのない、信
頼性の高い原子力プラントの計装配管系を提供すること
にある。
【0011】
【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ため、請求項1の発明による原子力プラントの計装配管
系は、計測器と、前記計測器に接続された第1検出用配
管と、ダイヤフラムを介して前記第1検出用配管に接続
されかつ原子炉の気相部に連絡された第2検出用配管
と、を備えた原子力プラントの計装配管系において、前
記第2検出用配管内もしくはダイヤフラムに水素と酸素
を再結合させる触媒を設置したことを特徴とするもので
ある。
【0012】前記した目的を達成するため、請求項2の
発明による原子力プラントの計装配管系は、請求項1に
おいて、前記計測器が、ドレン計測、水位計測、圧力計
測及び流量計測などに用いる計測器であることを特徴と
するものである。
【0013】前記した目的を達成するため、請求項3の
発明による原子力プラントの計装配管系は、請求項1に
おいて、前記触媒が、貴金属元素を含む触媒であること
を特徴とするものである。
【0014】前記した目的を達成するため、請求項4の
発明による原子力プラントの計装配管系は、請求項3に
おいて、前記貴金属元素が、白金、パラジウム、ルテニ
ウム、イリジウム、オスミニウムなどであることを特徴
とするものである。
【0015】
【作用】炉水の放射線分解により、水和電子eapやH、
OH、HO2 ラジカル及びH2、H22 が生成する
が、これらは速やかに相互に反応し、安定化学種である
2 、O2 及びH22 となる。このうち蒸気に同伴し
て計器用検出配管(気相部)へ移行する化学種は非凝縮
性ガスであるH2 およびO2 である。
【0016】定常運転時の蒸気中の水素と酸素のモル数
の比は、約2:1であり、これは、水が放射線で分解す
るためである。ところで、触媒により再結合する水素と
酸素のモル数の比は2:1であるから、触媒作用によ
り、非凝縮性ガスの水素及び酸素を計器用検出配管(気
相部)内で再結合させて、水または水蒸気に変換させる
ことにより、非凝縮性ガスの水素量を低減できることに
なる。これにより、プロセス計器への水素透過を抑制し
た原子力プラントの計装配管系を提供することができ
る。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図1に示す例によ
り説明する。図1は、本発明の原理を応用した、主蒸気
系のプロセス計測の一例として、蒸気を原子炉給水の熱
源とし、ヒータのドレン計測を行う例を示したものであ
る。
【0018】図1において、1は給水ヒータ、2は蒸気
入口配管、3はドレン配管、4は給水配管、5は検出配
管(気相部)、6は検出配管(液相部)、7は検出元
弁、8はダイヤフラム、9はキャピラリーチューブ、1
0は伝送器、11はドレンレベル計(ドレンレベル計は
ダイヤフラム8、キャピラリーチューブ9、伝送器10
で構成される)12は酸素と水素を反応させ水または水
蒸気に変換する触媒、13はドレン弁である。
【0019】炉水の放射線分解で発生した水素を含有す
る蒸気は、気相部側検出配管5に導入される。気相部側
検出配管5内に導入された蒸気は、該検出配管5内で滞
留状態にあり、放熱等により凝縮し凝縮水として配置
上、下部に位置する給水ヒータ1へ戻る。しかし、蒸気
と共に導入された非凝縮性の水素は、比重が飽和蒸気の
比重より小さいため、給水ヒータ1の高さより上部に位
置する気相部側検出配管5内に蓄積される。
【0020】気相部側検出配管5内における非凝縮性ガ
スの蓄積低減のために、触媒12としての白金石綿を気
相部側検出配管5内に配置し、そこに蒸気と非凝縮性ガ
スの混合気を通気する。水素は白金上に物理吸着し、そ
の後H原子に解離し、そこで、炉水の放射線分解時に水
素と共に生成された酸素と反応して水となる。白金上の
反応は次のようになる。
【0021】 2H2 →4H (1) 4H+O2 →2H2 O (2) 式(2)より水素、酸素が反応するモル比は2:1であ
り、これは2種の非凝縮性ガスが過不足無く反応し、除
去される割合と一致する。炉水の放射線分解により発生
する水素及び酸素の体積は、50及び25Nl/年であ
り、触媒は最低限これらを完全に反応させることのでき
る量を用いればよい。触媒12の効果により水素は酸素
と再結合して水または水蒸気となり、このようにしてド
レンレベル計11への水素透過は低減される。水素と酸
素を反応させ水または水蒸気に変換する触媒としては、
他にパラジウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、
オスミニウム元素を含有する触媒が有効である。触媒1
2は、気相部側検出配管5の内壁に塗布しても同様の効
果が得られる。また、ダイヤフラム8に配置または塗布
しても同様の効果が得られる。
【0022】図2は、図1における触媒12の配置位置
を気相部側検出配管5に接続されるダイヤフラム8の位
置に変えた場合である。この場合は、水素、酸素がダイ
ヤフラム8の触媒上で再結合する。従って、ダイヤフラ
ム8を介しての水素透過を抑制することができる。
【0023】以上、発明の一例として、蒸気を原子炉給
水の熱源としているヒータのドレン計測を用いて説明し
たが、配管のドレン計測、容器等の水位計測及び主蒸気
系の圧力計測、流量計測等を含む主蒸気系のプロセス計
測についても同様である。
【0024】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、原子炉主蒸気
系配管・機器類の気相部に接続される接続配管もしくは
該接続配管に接続される計測器の一部に、前記気相部内
蒸気流体に含まれる水素及び酸素を、水または水蒸気へ
再結合させる手段としての触媒を設けることにより、蒸
気の導入される検出配管内の非凝縮性ガスの水素蓄積量
を低減し、計測に影響を及ぼさない信頼性の高い原子力
プラントの計装配管系を提供でき、これにより原子力発
電所の安全性が向上する。
【0025】請求項2の発明によれば、前記計測器とし
ては、ドレン計測、水位計測、圧力計測及び流量計測な
どに用いる計測器に適用でき、計測器の信頼性が向上す
る。請求項3の発明によれば、前記触媒として、貴金属
元素を含む触媒が適用でき、信頼性の高い原子力プラン
トの計装配管系を提供できる。
【0026】請求項4の発明によれば、前記貴金属元素
として、白金、パラジウム、ルテニウム、イリジウム、
オスミニウムなどが適用でき、信頼性の高い原子力プラ
ントの計装配管系を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す説明図。
【図2】本発明の他の実施例を示す説明図。
【図3】沸騰水型原子炉主蒸気系機器の一例である給水
ヒータにおけるドレンレベル計を示す説明図。
【符号の説明】
1…給水ヒータ 2…蒸気入口配管 3…ドレン配管 4…給水配管 5…検出配管(気相部) 6…検出配管(液
相部) 7…検出元弁 8…ダイヤフラム 9…キャピラリーチューブ 10…伝送器 11…ドレンレベル計 12…触媒 13…ドレン弁

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 計測器と、前記計測器に接続された第1
    検出用配管と、ダイヤフラムを介して前記第1検出用配
    管に接続されかつ原子炉の気相部に連絡された第2検出
    用配管と、を備えた原子力プラントの計装配管系におい
    て、 前記第2検出用配管内もしくは前記ダイヤフラムに水素
    と酸素を再結合させる触媒を設置したことを特徴とする
    原子力プラントの計装配管系。
  2. 【請求項2】 前記計測器は、ドレン計測、水位計測、
    圧力計測及び流量計測などに用いる計測器であることを
    特徴とする請求項1記載の原子力プラントの計装配管
    系。
  3. 【請求項3】 前記触媒は、貴金属元素を含む触媒であ
    ることを特徴とする請求項1記載の原子力プラントの計
    装配管系。
  4. 【請求項4】 前記貴金属元素は、白金、パラジウム、
    ルテニウム、イリジウム、オスミニウムなどであること
    を特徴とする請求項3記載の原子力プラントの計装配管
    系。
JP9274717A 1997-10-07 1997-10-07 原子力プラントの計装配管系 Pending JPH11109091A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6185268B1 (en) * 1997-08-29 2001-02-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Main steam pressure disturbance preventing apparatus of nuclear power plant
JP2009192298A (ja) * 2008-02-13 2009-08-27 Toshiba Corp 非凝縮性ガス蓄積燃焼防止システム
JP2015096806A (ja) * 2013-11-15 2015-05-21 株式会社日立製作所 伝送装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009192298A (ja) * 2008-02-13 2009-08-27 Toshiba Corp 非凝縮性ガス蓄積燃焼防止システム
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