JPS61274295A - 原子炉水位計測装置 - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は原子炉圧力容器内の炉水位を測定する原子炉水
位計測装置に係り、特に、原子炉圧力容器内を循環する
冷却材の炉内循環流の流速に影響されることなく、常に
水面下の圧力計測点までの全水頭を検出することが可能
な原子炉水位計測装置に関するものである。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般に、沸騰水型原子炉における原子炉圧力容器の炉内
水位の計測に関しては、第３図に示すように、原子炉圧
力容器（以下、ＲＰＶという。）１の円筒胴部の蒸気側
に設けた蒸気圧力計装ノズル２と、水面下に設けた水中
圧力計装ノズル３とでそれぞれ検出された圧力を基礎と
し、差圧変換装置４によって差圧を計測して炉水位を求
めている。

ところで、ＲＰＶＩの内壁面は、炉心シュラウド５とと
もに冷却材を循環させるダウンカマ部を形成しており、
このダウンカマ部に設けられる水中圧力計装ノズル３の
圧力測定孔（ノズル口）６はＲＰＶＩの内壁面と同一面
で開口している。そのため、圧力測定孔６によって検出
される水中側の圧力は、冷却材炉内循環流の流速の影響
に伴い、水位による全水頭から転換される動圧成分だｃ
ノ低い静圧を検出することになり、これに基づいて得ら
れた差圧から求められる水位は、実際の水位に較べ動圧
分だけ低く算出されることとなっている。

このような炉内循環流の影響に伴う静圧減少により得ら
れる水位Ｈ１はベルヌーイの定理によって真の水位Ｈ８
に対し、次の関係となる。

Ｖ二水中の圧力測定孔での炉内循環流の流速 Ｑ：重力加速度 したがって、従来の水位計測装置から得られる炉水位の
実際の水位からの低下分は、 となり、例えば定格炉内循環流付近で運転している圧力
測定孔６部位ぐの流速が、Ｖ＝２．３ｍ／ｓｅｃとなる
ような原子炉では、第２式より、実際の炉水位に比し約
２７αの低い水位が計測されることになる。

こうした見かけ上の炉水位の低下は、原子力発電プラン
トの運転性を低下させているばかりでなく、炉水位に対
するエラー（ｅｒｒｏｒ）を事前に予測するため、緊急
冷却系の自動作動レベルを不必要に上げることになり、
その結果、冷水注入回数を必要以上に増加させる可能性
もあり、構造物の健全性上好ましいものではなかった。

この対策として、静圧減少分を炉内循環流速によって前
記第２式で算出し、差圧変換装置４における差圧計から
の電気信号を補正することが考えられた。ところが、炉
内循環流量は、炉心出力の調整手段として適宜に調整さ
れるため、流速もこれに応じて変化することから、補正
を行なうには炉内循環団を絶えず検出して補正の設定値
を算出しな【プればならず、従来に比して複雑な補正回
路を備えた原子炉水位計測装置の構成が必要となる。

また、この炉水位計測装置からの信号は、緊急冷却系の
自動作動信号としても採用されているため、冷却材の炉
内循環流の測定系と接続すること、Ｊ５よび複雑な補正
回路を設けること等は、安全に関係する機器への信頼性
という観点からも実際的ではない。

〔発明の目的〕

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、炉
内循環流測定系等からの信号やこれに基づく補正等を一
切必要とすることなく、また、炉内循環流用に影響され
ることなく、炉内水位を正確に測定することができる原
子炉水位計測装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

そのため、本発明に係る原子炉水位計測装置は、原子炉
圧力容器の蒸気部に設けた蒸気圧力計装ノズルと、上記
原子炉圧力容器の水面下に設けた水中圧力計装ノズルと
、両計装ノズルによって検出された蒸気圧力ａ５よび水
中圧力の圧力差を水位に変換する差圧変換装置とからな
る原子炉水位計測装置において、前記水中圧力計装ノズ
ルには、冷却材の炉内循環流に対向するように開口する
圧力計測孔を備えた計装タップが設けられたことを特徴
とするものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明に係る原子炉水位計測装置の一実施例につ
いて添付図面を参照して説明する。

第１図において、符号１０は沸騰水型原子炉の原子炉圧
力容器（ＲＰＶ）であり、この原子炉圧力容器１０内に
は図示しない炉心を収容した炉心シコラウド１１が配置
され、この炉心シュラウド１１と原子炉圧力容器１０と
の間の環状の間隙はダウンカマ部１２として形成される
。このダウンカマ部１２の下部に冷却材を炉内で循環さ
せるインターナルポンプ１３が設けられる。このインタ
ーナルポンプ１３は原子炉圧力容器１ｏの底部に取付け
られて固定され、原子炉圧力容器１ｏ内で冷却材を強制
に循環させるようになっている１゜一方、前記炉心シュ
ラウド１１のシュラウドヘッドには炉心を通って加熱さ
れた気液二相流がら蒸気を分離させる気水力１１１１３
１４が設【プられ、この気水分離器１４の上方の上部ブ
レナムは蒸気部１５として形成される。この蒸気部１５
には蒸気圧力計装ノズル１６が設置される。この計装ノ
ズル１６は原子炉圧力容器１０の周側壁に取付ｔプられ
、固定され、かつ計装配管１７ａを経て差圧変換装置１
８に接続される。

また、原子炉圧力容器１０内のダウンカマ部１２には、
水中圧力計装ノズル１９か設置されている。この計装ノ
ズル１９も原子炉圧万古ｉｉｏの周側壁に取付けられ、
計装配管１７ｂを経て差圧変換装置１８に接続される。

しかして、蒸気圧力計装ノズル１６および水中圧力計装
ノズル１つで測定された蒸気圧力および水中圧力は計測
配管１７ａ、１７ｂを経て差圧変換装置１８に送られ、
ここで肉圧力差を水位に変換し、原子炉圧力容器１０内
の炉水位を計測している。

他方、水中圧力計装ノズル１つには計装タップ２０が第
２図に示すように取付けられている。この計装タップ２
０は冷却材の炉内循環流（下降流）に対向するように開
口する圧力測定孔（タップ孔）２１が備えられている。

この圧力測定孔２１はほぼ１字形をなし、水中圧力計装
ノズル１９のノズル孔２２に連通している。

ところで、上記計装タップ２０の圧力測定孔２１にて計
測された水中圧力は、圧力計装ノズル１９のノズル孔２
２から計装配管１７ｂを経て、前記差圧変換装置１８に
伝達される。

その際、原子炉水位計測装置は炉内循環流に対向して開
口する圧力測定孔２１を備えた計装タップ２０が水中圧
力計装ノズル２２に設けられているから、炉水の静圧の
みならず、動圧を考慮して計測点までの全水頭を検出で
き、その結果、流速の大小に拘らず、自動的に水位によ
る圧力を測定することができる。また、製作公差等で、
圧力測定孔が炉内循環流の流れ方向に対して傾いたとし
ても動圧分が過少評価されるのみであり、実際の炉水位
より高い測定となることは皆無であるから、安全上も問
題がない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係る原子炉水位計測装置
は水中圧力計装ノズルに設けられた計装タップが冷却材
の炉内循環流に対向するように開口する圧力測定孔を備
えているので、炉内循環流量に影響されることなく正確
な水位計装ができ、他の測定系からの信号やこれに基づ
く補正等を一切必要どしないのであり、計測精度の向上
を図ることができ、これによる原子炉の運転余裕の増加
、安全系の信頼性向上等の優れた効果を秦す゛る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る原子炉水位計測装置の一実施例を
示す図、第２図は第１図のＡ部を拡大して示す断面図、
第３図は従来の原子炉水位計測装置を示す図、第４図は
第３図のＢ部を拡大して示す断面図である。 １０・・・原子炉圧力容器、１１・・・炉心シュラウド
、１２・・・ダウンカマ部、１６・・・蒸気圧力計装ノ
ズル、１８・・・差圧変換装置、１９・・・水中圧力計
装ノズル、２０・・・計装タップ、２１・・・圧力測定
孔。 代理人弁理士　　則　近　憲　佑（ほか１名）第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原子炉圧力容器の蒸気部に設けた蒸気圧力計装ノズ
   ルと、上記原子炉圧力容器の水面下に設けた水中圧力計
   装ノズルと、両計装ノズルによつて検出された蒸気圧力
   および水中圧力の圧力差を水位に変換する差圧変換装置
   とからなる原子炉水位計測装置において、前記水中圧力
   計装ノズルには、冷却材の炉内循環流に対向するように
   開口する圧力測定孔を備えた計装タップが設けられたこ
   とを特徴とする原子炉水位計測装置。 ２、計装タップは、タップ孔がほぼＬ字形に形成された
   特許請求の範囲第１項記載の原子炉水位計測装置。