JPS6322534B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (1) 発明の技術分野 本発明は原子力発電プラントにおける原子炉冷
却材浄化系の系統漏水を検出する漏洩検出装置の
改良に関する。

(2) 従来技術 一般に、原子炉を含む原子炉冷却材浄化系のシ
ステムは、第１図に示すように原子炉一次格納容
器１を介してその容器１内側に原子炉系が、容器
１外側に原子炉冷却材浄化系がそれぞれ配置され
ている。この原子炉系は原子炉圧力容器２と、再
循環ポンプ３と、配管４と、この配管４内の冷却
材流量を検出する系統入口流量検出器５と、隔離
弁６などを備えている。一方、原子炉冷却材浄化
系は、プラントの通常運転時、起動時、停止時、
燃料交換時を通じて冷却材の中に含まれる不純物
を除去し炉水の水質を維持する目的で設けられる
もので、その構成は浄化系循環ポンプ７と、再生
熱交換器８と、非再生熱交換器９と、ろ過脱塩器
１０と、このろ過脱塩器１０から再生熱交換器８
を経て原子炉圧力容器２に導かれる給水（戻り）
配管１１に設けた系統出口側流量検出器１２およ
び隔離弁１３などからなつている。なお、ろ過脱
塩器１０から導出された排水配管１４側には同じ
く系統出口側流量検出器１５および減圧弁１６が
設けられている。

以上のように原子炉冷却材浄化系は、原子炉一
次格納容器１の外に設置されており、その冷却材
の流れは原子炉圧力容器２から配管４を通り、循
環ポンプ７で送り出し、再生熱交換器８、非再生
熱交換器９を経由し、ろ過脱塩器１０で浄化さ
れ、給水配管１１を通じて原子炉に戻る、クロー
ズループ構成をとつている。また、原子炉の起動
時、高温待機時および燃料交換時には炉水の余剰
水は、減圧弁１６を通してホツトウエルに排水し
ている。このため、浄化系においては、系の入口
側および出口側の流量を流量検出器５，１２，１
５で計測し、その流量差により系の漏洩検出を行
ない、その差流量が設定値を越えた場合に系の隔
離を行なつている。

計装回路としては、第２図に示すように系入出
口側の流量検出器５，１２，１５にそれぞれ流量
発信部１７、開平演算部１８を設けて流量測定を
行ないその流量信号１９を加減演算部２０にて流
量差演算後流量差信号２１を警報設定器２２で監
視し、流量差信号が大のときトリツプ信号２３を
発信する構成としている。

(3) 従来技術の問題点 しかしながら、浄化系にあつては、系統入口側
の流量検出器５と、系統出口側の流量検出器１
２，１５では各運転モードにより、水の温度が変
化する。即ち水の密度変化により、前記検出器
５，１２，１５の各所の体積流量が変化する。そ
こで、従来技術においては、この密度の違い分を
加減演算部２０のスケーリングにより補正を行な
つており、スケーリングの値として定格運転時の
温度圧力における密度で校正されている。

しかし、浄化系の運転モードは定格運転の他
に、原子炉の起動時、高温待機時、燃料交換時お
よびホツトウエルへの余剰水の排水があり、それ
ぞれの運転時における温度が異なる。加減演算部
２０のスケールフアクタは、定格運転時の水の密
度における値で設定されている関係上、原子炉の
起動時や燃料交換時の余剰水排水運転モードで
は、原子炉内温度が低く、定格運転時の流量に比
べて約15〜20％前後の測定誤差を生じることにな
る。これらの流量測定誤差は、そのまま流量差信
号２１に含まれるため警報設定器２２において、
流量差大のトリツプ信号を発信する。このため、
誤まつて系統が隔離され、前記運転モードが阻止
されるという問題があつた。

なお、流量差の設定値は、あらかじめ測定誤差
を考えて拡大することも可能であるが、定格運転
時において、万一漏洩が生じた場合、検出が遅
れ、本来の機能である系統の漏洩検出を考えた場
合相反することになる。

(4) 発明の目的 本発明は上記実情にかんがみてなされたもの
で、運転モード全搬にわたつて流量を高精度に測
定し、測定誤差によつて誤まつて系統が隔離され
ることなく系統漏洩のときに適切にその旨の信号
を出力する原子炉冷却材浄化系の漏洩検出装置を
提供することを目的とする。

(5) 発明の構成 原子炉冷却材浄化系の漏洩検出装置において、
前記浄化系の入口側配管に流量検出器と、少なく
とも温度を検出して密度変換する密度演算部と、
この密度演算部の密度を用いて前記流量検出器の
流量補正を行ない質量流量を求める系入口側配管
用補正演算部を設け、また浄化系の出口側配管つ
まり戻り配管および排水配管にそれぞれ流量検出
器、密度演算部、補正演算部を設け、これらの系
入口側配管用補正演算部と系出口側配管用補正演
算部から出力された質量流量差を求め、この質量
流量差が予め定めた設定値を超えたとき系の漏洩
である旨の信号を出力するようにし、各運転モー
ドによる配管各所の温度差に影響されずに漏洩信
号を出力する構成である。

(6) 発明の実施例 原子炉を含む原子炉冷却材浄化系の構成は第１
図と変らないのでここでは省略し、特に計装回路
つまり原子炉冷却材浄化系の漏洩検出装置の一実
施例について第３図を参照して説明する。なお、
第３図において第１図との対応関係をとるため配
管系について第１図と同一部分には同一符号を付
してある。即ち、この漏洩検出装置は、浄化系の
各配管４，１１，１４にそれぞれ系統入口側流量
検出部３０、系統出口側流量検出部４０，５０を
設け、系統入口側流量検出部３０は例えば配管４
内の差圧から流量を測定する流量検出器３１およ
び流量発信部３２と、温度を測定する温度検出器
３３および温度変換部３４と、この温度変換部３
４から出力された測定温度から流体の密度を求め
る密度演算部３５と、この密度演算部３５で求め
た密度と上記差圧とを用いて質量流量を求める乗
除算機能をもつ補正演算部３６とで構成されてい
る。各系統出口側流量検出部４０，５０も系統入
口側流量検出部３０と同様な構成を有し、補正演
算部４６，４７で配管各所の温度を考慮した質量
流量を求めている。６１は加減演算部であつてこ
れは系統入口側の流量と系統出口側流量との差演
算を行なつて流量差信号６２を求める機能をもつ
ている。６３は流量差信号６２と予め定めた値と
を比較し流量差が大きいときにトリツプ信号６４
を出力する警報設定器である。

次に、以上のように構成された装置の動作を説
明する。なお、各流量検出部３０，４０，５０の
動作は同じであるのでここでは系統入口側流量検
出部３０について述べ、他の検出部４０，５０は
省略する。配管４に設けた流量検出器３１により
系統入口側の配管内流量を例えば差圧を利用して
検出し、この検出信号を流量発信部５に入力し所
定の信号に変換し流量信号とする。一方、温度検
出器３３および温度変換部３４により系統入口側
配管４の温度測定を行ない、さらに密度演算部３
５にて測定温度時の密度を求める。つまり、密度
演算部３５では蒸気表の温度と密度との関係を示
す近似式または近似折線に基づいて密度γを求め
た後、例えば乗除演算機能をもつ補正演算部３６
に供給する。ここで、補正演算部３６は流量検出
器３１で得た差圧ΔPと密度演算部３５からの密
度γとを用いて補正演算を行ない質量流量Ｑを求
める。この質量流量Ｑの演算式は、 Ｑ＝Ｋ√・ で表わされ、被測定物が水の場合には密度γは圧
力に殆んど影響されず温度Ｔの関数となる。但
し、Ｋ：流量係数、γ：密度（Kg／m³またはｇ／
c.c.）である。

このようにして各流量検出部３０，４０，５０
で求められた質量流量は、加減演算部６１に入力
され、ここで、系統入口側流量−系統出口側流量
の差演算を行ない、流量差信号６２として警報設
定器６３に伝送する。警報設定器６３ではこの流
量差信号６２と予め定められた値とを比較し、流
量差信号が大きいときトリツプ信号６４を発信す
る。なお、加減演算部６１に入力される流量信号
は、すでに補正演算され質量流量に変換している
ので、加減演算部６１のスケールフアクタは系統
入口−出口側共に同一とする。

従つて、一般に配管各所の温度差は、系統側入
口で常温〜約280℃（密度で0.75〜0.99）、また系
統側出口のうち、給水配管への戻り部が常温〜約
270℃（密度で0.76〜0.99）、ホツトウエルへの排
水部が常温〜約60℃（0.96〜0.99）あるが、従
来、系統の漏洩を検出する際、これら密度の違い
分を、加減演算部のスケールフアクタによる補正
か、体積流量変化分を検出限界として設定値に含
める必要があつたが、上記実施例では各流量検出
部３０，４０，５０に温度補正手段を加えること
により、密度の違い分の補正を自動的に行なうこ
とができ、原子炉の高温待機時における余剰水の
排水作業においても、誤まつて系統を隔離すると
いうことが無くなると同時に、漏洩検出系として
も体積流量変化分を設定値に含める必要も無くな
る。

(7) 他の実施例 上記実施例では、温度測定による密度補正手段
の追加であるが、密度は圧力、温度の関数である
ため、更に温度と圧力測定手段によつて密度を求
めると有効である。また計装回路の構成として、
各演算機能毎としたが検出器３１，４１，５１以
降の構成要素は、各機能をデイジタルコントロー
ラに集積することも可能である。また、流量検出
器５は原子炉一次格納容器の外部に設けてもよい
ものである。その他、本発明はその要旨を逸脱し
ない範囲で種々変形して実施できる。

(8) 発明の効果 原子炉浄化系の漏洩検出に温度補正手段を追加
することにより、各運転モードにおいても、精度
良く流量を測定することができ測定誤差によつて
誤まつて系統を隔離することも無くなり、プラン
ト全体の信頼性向上にも寄与できる。また、漏洩
検出系としては体積流量変化分を設定値に含めて
考える必要が無く、漏洩量が最小限において検出
でき、プラント安全面の向上および被曝低減化に
も寄与しうる原子炉冷却材浄化系の漏洩検出装置
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は原子炉冷却材浄化系のシステム構成
図、第２図は従来システムの漏洩検出装置を構成
する計装ブロツク図、第３図は本発明に係る漏洩
検出装置の一実施例を示す計装ブロツク図であ
る。 ２……原子炉圧力容器（原子炉）、４，１１，
１４……配管、６，１３……隔離弁、７……再循
環ポンプ、８……再生熱交換器、９……非再生熱
交換器、１０……ろ過脱塩器、１６……減圧弁、
３０……系統入口側流量検出部、４０，５０……
系統出口側流量検出部、３１，４１，５１……流
量検出部、３３，４３，５３……温度検出器、３
５，４５，５５……密度演算部、３６……補正演
算部、６１……加減演算部、６３……警報設定
部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 原子炉系を含む原子炉冷却材浄化系を循環す
   る冷却材の漏洩を検出する漏洩検出装置におい
   て、前記浄化系の入口側配管および出口側配管に
   それぞれ設けられた流量検出器および少なくとも
   前記配管内を流れる冷却材の温度を検出して密度
   変換する密度演算部と、この密度演算部の密度を
   用いて前記流量検出器で得られた検出流量の流量
   補正を行つて質量流量を求める補正演算部と、こ
   れらの補正演算部で求めた浄化系入口側配管の質
   量流量と浄化系出口側配管の質量流量とから質量
   流量差を得、この質量流量差を用いて前記浄化系
   を流れる冷却材の漏洩の有無を判断する漏洩判断
   手段とを備えたことを特徴とする原子炉冷却材浄
   化系の漏洩検出装置。