WO2013146535A1 - 水位計および原子力施設 - Google Patents

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WO2013146535A1
WO2013146535A1 PCT/JP2013/058089 JP2013058089W WO2013146535A1 WO 2013146535 A1 WO2013146535 A1 WO 2013146535A1 JP 2013058089 W JP2013058089 W JP 2013058089W WO 2013146535 A1 WO2013146535 A1 WO 2013146535A1
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water level
resistance
resistance value
heating
heater
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PCT/JP2013/058089
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Inventor
淳一 東
信 吉次
Original Assignee
三菱重工業株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/24—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of resistance of resistors due to contact with conductor fluid
    • G01F23/246—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of resistance of resistors due to contact with conductor fluid thermal devices
    • G01F23/247—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of resistance of resistors due to contact with conductor fluid thermal devices for discrete levels
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C17/00—Monitoring; Testing ; Maintaining
    • G21C17/02—Devices or arrangements for monitoring coolant or moderator
    • G21C17/035—Moderator- or coolant-level detecting devices
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Definitions

  • the present invention relates to a water level meter capable of measuring a water level and a nuclear facility.
  • a quantity level measuring device using a soaking heater is known as a water level gauge (see, for example, Patent Document 1).
  • This measuring apparatus includes two sensors having a soaking heater and a multi-branch thermocouple.
  • One sensor is a heating sensor and the other sensor is a reference sensor.
  • the reference sensor does not heat the soaking heater, and the heating sensor heats the soaking heater.
  • the water level is derived by a predetermined calculation formula.
  • each sensor is covered with a covering material such as stainless steel, thereby providing an explosion-proof structure.
  • the conventional water level gauge (measurement device) can have an explosion-proof structure, it has been difficult to continuously measure the water level because it uses a heating sensor and a reference sensor.
  • an object of the present invention is to provide a water level meter and a nuclear facility capable of continuously measuring a water level while having a strong structure with a simple configuration.
  • the water level meter of the present invention is a water level meter that measures the water level by immersing it so that the longitudinal direction is the depth direction, and includes a plurality of resistance thermometers arranged side by side in the longitudinal direction, and the longitudinal direction.
  • a plurality of temperature measuring devices each including a heater serving as a heating source provided and a control unit that obtains resistance values of a plurality of resistance temperature detectors and derives a water level based on the acquired resistance values;
  • the resistor is composed of a reference resistance thermometer that is less susceptible to heating by the heater, and a heating resistance thermometer that is more susceptible to heating by the heater than the reference resistance thermometer. It is characterized by having.
  • the control unit can continuously derive the water level based on the resistance value of the reference resistance thermometer and the resistance value of the heating resistance thermometer. For this reason, since it is not necessary to provide a plurality of sensors having a soaking heater and a multi-branch thermocouple as in the prior art, the configuration can be simplified, and the configuration is simple, A strong structure can be obtained. Further, since the control unit can detect a change in the water level per unit time based on the derived water level, it is possible to detect the rising speed and the falling speed of the water level.
  • thermometer is provided and a plurality of heating resistance thermometers are provided.
  • one end in the longitudinal direction is a leading end that becomes the lower end when submerged
  • the other end in the longitudinal direction is a rear end that becomes the upper end when submerged
  • the resistance thermometer for reference is The plurality of heating resistance thermometers are provided at the rear end of the reference resistance thermometer, and the heater is provided with a plurality of heating thermometers in a direction orthogonal to the longitudinal direction. While adjacent to the resistor, it is preferable not to be adjacent to the reference resistance temperature detector.
  • the reference resistance thermometer is submerged before the heating resistance thermometer. For this reason, the resistance thermometer for heating can be submerged in the state where the resistance thermometer for reference was submerged. Thereby, the resistance value of the reference resistance thermometer can be used as an appropriate reference.
  • a heater is adjacent to a plurality of resistance thermometers for heating, but a heater is not adjacent to a reference resistance thermometer, so that the reference resistance thermometer is affected by heating with a simple configuration. It can be provided at a difficult position, and a plurality of heating resistance thermometers can be provided at a position susceptible to the influence of heating.
  • control unit sets the resistance value of the reference resistance temperature detector as the reference resistance value, sets the resistance value of the heating resistance temperature detector as the displacement resistance value, and based on the difference between the reference resistance value and the displacement resistance value, It is preferable to derive the water level.
  • control unit can derive the water level by a simple calculation using the difference between the reference resistance value and the displacement resistance value, it is not necessary to perform a complicated calculation.
  • a bottomed outer cylinder that houses a plurality of resistance thermometers and heaters, and a plurality of resistance thermometers and heaters that are filled inside the outer cylinder and housed inside the outer cylinders, respectively. It is preferable to further include an insulating material for insulation.
  • a plurality of resistance thermometers can be accommodated in the outer cylinder and the insulating material can be filled in the outer cylinder, so that a strong configuration can be obtained.
  • the insulating material can be filled in the outer cylinder, so that a strong configuration can be obtained.
  • magnesium oxide or the like is used as the insulating material.
  • the outer cylinder is made of metal and the insulating material is made of magnesium oxide.
  • the outer cylinder can be made of metal and the insulating material can be made of magnesium oxide, the outer cylinder can be made to withstand even in a high temperature, pressure or radiation environment.
  • the nuclear facility of the present invention includes a reactor containment vessel for storing a reactor therein, a water storage tank provided inside the reactor containment vessel and capable of storing cooling water, and the water level meter provided in the water storage tank. And.
  • the water tank can be measured with a simple and strong water level meter, the water level of the water tank to be measured can be made highly reliable.
  • the water level gauge and the nuclear facility of the present invention can be continuously measured with a simple structure and a strong structure.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a nuclear facility provided with a water level gauge according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a water level meter according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram regarding resistance values acquired from a plurality of resistance temperature detectors.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a nuclear facility provided with a water level gauge according to the present embodiment.
  • the nuclear facility 1 is, for example, a nuclear power plant, and the nuclear power plant is a pressurized water reactor (PWR: Pressurized Water Reactor).
  • PWR Pressurized Water Reactor
  • the pressurized water nuclear power plant heats light water as a primary coolant in the nuclear reactor 5 and then sends light water that has been heated to high temperature and pressure by the pressurizer 6 to the steam generator 7 by the pump 8. Then, the nuclear power plant evaporates the secondary coolant in the steam generator 7 by exchanging heat of the light water that has become high temperature with the secondary coolant, and the evaporated secondary coolant (steam) to the turbine. Power is generated by sending the power generator and driving it.
  • the nuclear facility 1 includes a nuclear reactor 5, a nuclear reactor containment vessel 10 for storing the nuclear reactor 5, and a water storage tank 15 provided at the bottom of the nuclear reactor containment vessel 10.
  • the reactor containment vessel 10 is integrally formed of a vessel ceiling portion 10a formed in a hollow hemisphere and a vessel main body portion 10b formed in a bottomed cylindrical shape.
  • a spray facility 20 is provided on the container ceiling 10 a in the reactor containment vessel 10.
  • the spray facility 20 includes a plurality of spray rings 21 and a spray pump (not shown) that supplies cooling water from the water storage tank 15 toward the spray ring 21.
  • the water storage tank 15 stores cooling water, and a plurality of types are provided depending on the application.
  • a water level gauge 30 is provided inside the water tank 15, and the water level gauge 30 measures the water level of the cooling water.
  • the water level gauge 30 will be described with reference to FIG.
  • the water level gauge 30 includes an outer cylinder 35, an insulating material 36 filled in the outer cylinder 35, a plurality of temperature measuring resistors 37 accommodated in the outer cylinder 35, and a heater accommodated in the outer cylinder 35. 38 and a control unit 40 connected to the plurality of resistance temperature detectors 37.
  • the outer cylinder 35 is made of metal, and as the metal, for example, a steel material such as stainless steel or an alloy is used. That is, the outer cylinder 35 is made of a material that is highly resistant in an environment of high temperature and high pressure. Further, the outer cylinder 35 is made of a material that has high resistance in an environment with high radiation and is resistant to corrosion.
  • the outer cylinder 35 is configured as a bottomed cylinder that is long in the longitudinal direction and has a circular cross section. The outer cylinder 35 is disposed such that the longitudinal direction thereof is the depth direction of the water storage tank 15. For this reason, one end of the outer cylinder 35 is a leading end that is the lower end in the depth direction, and the other end is a rear end that is the upper end in the depth direction.
  • the insulating material 36 is made of magnesium oxide having high insulating properties, melting point, and thermal conductivity.
  • the insulating material 36 insulates the resistance temperature detectors 37 accommodated in the outer cylinder 35, and also insulates the heater 38 and the resistance temperature detectors 37.
  • the insulating material 36 also insulates the outer cylinder 35 from the heater 38 and each resistance temperature detector 37.
  • magnesium oxide is used as the insulating material, but any material may be used as long as it has high insulation, melting point and thermal conductivity.
  • a plurality of resistance temperature detectors (RTD: ResistanceReTemperature Detector) 37 are provided inside the outer cylinder 35 and arranged side by side in the longitudinal direction of the outer cylinder 35.
  • Each resistance temperature detector 37 is made of, for example, a platinum wire, and both ends thereof are connected to the control unit 40 via a conductive wire.
  • the control unit 40 can acquire the resistance value of each resistance temperature detector 37.
  • the resistance value of each resistance temperature detector 37 is displaced by a temperature change.
  • the plurality of resistance thermometers 37 include a reference resistance thermometer 37a that is not easily affected by heating by the heater 38, and a heating resistance thermometer 37b that is easily influenced by heating by the heater 38.
  • One reference resistance temperature detector 37 a is provided at the tip of the outer cylinder 35 in the longitudinal direction. In the longitudinal direction of the outer cylinder 35, a plurality of heating resistance bulbs 37b are provided side by side at the rear end of the reference resistance bulb 37a.
  • the plurality of resistance thermometers 37 are arranged in such a manner that the reference resistance thermometer 37a, the heating resistance thermometer 37b,... 37b are provided in this order. Note that the number of the plurality of resistance temperature detectors 37 or the interval between the resistance temperature detectors 37 is appropriately set according to the required accuracy of the water level to be detected.
  • the heater 38 is provided inside the outer cylinder 35 and is provided along the longitudinal direction of the outer cylinder 35.
  • the heater 38 is, for example, an electric heater, and is connected to a power source 41 such as an AC power source or a DC power source via a conductive wire.
  • the heater 38 is provided adjacent to the plurality of resistance thermometers 37b for heating in the orthogonal direction orthogonal to the longitudinal direction, but is provided not adjacent to the reference resistance thermometer 37a. That is, the heater 38 is provided so as to be displaced in the longitudinal direction with respect to the plurality of temperature measuring resistors 37 by the reference temperature measuring resistor 37a.
  • the heater 38 thus provided uniformly heats the plurality of heating temperature measuring resistors 37b. That is, the heater 38 uniformly heats the plurality of temperature measuring resistors 37b, but does not heat one reference temperature measuring resistor 37a.
  • the control unit 40 obtains the resistance value of each resistance temperature detector 37 via a conductive wire connected to each resistance temperature detector 37. At this time, the control unit 40 acquires the resistance value of the reference resistance temperature detector 37a as the reference resistance value, and acquires the resistance value of the heating resistance temperature detector 37b as the displacement resistance value. Then, the control unit 40 derives the water level from the reference resistance value and the displacement resistance value.
  • the control unit 40 is separate from the power supply unit 41, but may be configured integrally with the power supply unit 41.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram regarding resistance values acquired from a plurality of resistance temperature detectors.
  • one reference resistance temperature detector 37a, a heating resistance resistor 37b1 on the rear end side of the reference resistance temperature detector 37a, and a heating resistance resistor The case where the water level gauge 30 comprised with the resistance temperature body 37b2 for a heating in the rear end side of the body 37b1 is used is demonstrated.
  • the water level between the reference resistance thermometer 37a and the heating resistance thermometer 37b1 is set to the water level L1
  • the water level between the heating resistance thermometer 37b1 and the heating resistance thermometer 37b2 is set to the water level L2.
  • the water level on the rear end side of the resistance temperature detector 37b2 for heating is the water level L3. That is, at the water level L1, the reference resistance thermometer 37a is in a state of being under water (submerged), while the heating thermometer 37b1 and the heating thermometer 37b2 are on the water surface ( (Not submerged).
  • the reference resistance temperature detector 37a and the heating resistance resistor 37b1 are in a state of being under the water surface, while the heating resistance temperature element 37b2 is in a state of being on the water surface.
  • the heating temperature measuring resistor 37b1, the heating temperature measuring resistor 37b2, and the reference temperature measuring resistor 37a are under the water surface.
  • the resistance value of the reference resistance temperature detector 37a is set as the reference resistance value ⁇ a
  • the resistance value of the heating resistance temperature detector 37b1 is set as the displacement resistance value ⁇ b1
  • the resistance value of the heating resistance temperature detector 37b2 is set as the displacement resistance.
  • the value is ⁇ b2.
  • the water level reaches L1 in a state where the heating resistance thermometer 37b1 and the heating resistance thermometer 37b2 are heated by the heater 38. Then, since the reference resistance temperature detector 37a is positioned below the water surface and is not heated by the heater 38, the reference resistance value ⁇ a becomes a predetermined resistance value. On the other hand, since the heating resistance bulb 37b1 and the heating resistance bulb 37b2 are heated on the surface of the water while being heated by the heater 38, the displacement resistance value ⁇ b1 and the displacement resistance value ⁇ b2 are the reference resistance values. The resistance value is higher than that of ⁇ a. At this time, since the heater 38 uniformly heats the heating resistance thermometer 37b1 and the heating resistance thermometer 37b2, the displacement resistance value ⁇ b1 and the displacement resistance value ⁇ b2 have substantially the same resistance value.
  • the resistance temperature detector 37b1 for heating is submerged while being heated by the heater 38.
  • the heat of the heater 38 is dissipated into the water, so that the temperature of the heating thermometer resistance 37b1 is lowered. As the water level rises, it gets lower.
  • the reference resistance temperature detector 37a since the reference resistance temperature detector 37a maintains a state of being positioned below the water surface, the reference resistance value ⁇ a maintains the same resistance value as the water level L1. Moreover, the resistance temperature detector 37b1 for heating will be in the state located under the water surface. For this reason, the displacement resistance value ⁇ b1 of the resistance temperature detector 37b1 for heating is lower than the displacement resistance value ⁇ b1 of the water level L1, and approaches the reference resistance value ⁇ a. On the other hand, since the resistance thermometer 37b2 for heating maintains the state located on the water surface, the displacement resistance value ⁇ b2 maintains the same resistance value as the water level L1.
  • the water level shifts from L2 to L3.
  • the resistance temperature detector 37b2 for heating is submerged while being heated by the heater 38.
  • the heat of the heater 38 is dissipated into the water to lower the temperature of the heating thermometer resistance 37b2, so that the displacement resistance value ⁇ b2 is the displacement resistance of the water level L1 and the water level L2. From the value ⁇ b2, it decreases as the water level increases.
  • the reference resistance temperature detector 37a since the reference resistance temperature detector 37a maintains a state of being located below the water surface, the reference resistance value ⁇ a maintains the same resistance value as the water level L1 and the water level L2. Further, the resistance temperature detector 37b1 for heating maintains a resistance value similar to that of the water level L2 in order to maintain the state positioned below the water surface. Moreover, the resistance temperature detector 37b2 for heating will be in the state located under the water surface. For this reason, the displacement resistance value ⁇ b2 of the heating resistance bulb 37b2 is lower than the displacement resistance value ⁇ b1 and the displacement resistance value ⁇ b2 at the water level L1, and approaches the reference resistance value ⁇ a.
  • the displacement resistance value ⁇ b1 maintains a high resistance value when it is below the water level L1, and the resistance value is displaced when it is between the water level L1 and the water level L2, and maintains a low resistance value when above the water level L2.
  • the displacement resistance value ⁇ b2 maintains a high resistance value when the water level is L2 or lower, and the resistance value is displaced when it is between the water level L2 and the water level L3, and maintains a low resistance value when the water level is L3 or higher. To do.
  • the control unit 40 derives a difference ⁇ 1 between the reference resistance value ⁇ a and the displacement resistance value ⁇ b1, and derives a difference ⁇ 2 between the reference resistance value ⁇ a and the displacement resistance value ⁇ b2. Then, the control unit 40 derives a discount value obtained by subtracting the difference ⁇ 1 from the difference ⁇ 2. Further, the control unit 40 stores a water level conversion graph 50 in which the discount value and the water level are associated with each other, and derives the water level associated with the derived discount value from the water level conversion graph 50.
  • the reference resistance value ⁇ a maintains a predetermined resistance value
  • the displacement resistance value ⁇ b1 maintains a high resistance value
  • the displacement resistance value ⁇ b2 also maintains a high resistance value. To do. For this reason, when the control unit 40 derives the difference ⁇ 1 from the reference resistance value ⁇ a and the displacement resistance value ⁇ b1, the derived difference ⁇ 1 maintains a large difference. Further, when the control unit 40 derives the difference ⁇ 2 from the reference resistance value ⁇ a and the displacement resistance value ⁇ b2, the derived difference ⁇ 2 maintains a large difference. Then, when the controller 40 derives a discount value obtained by subtracting the difference ⁇ 1 from the difference ⁇ 2, the discount value becomes 0.
  • the reference resistance value ⁇ a maintains a predetermined resistance value
  • the displacement resistance value ⁇ b1 is displaced so that the resistance value decreases
  • the displacement resistance value ⁇ b2 has a high resistance value. maintain. Therefore, when the control unit 40 derives the difference ⁇ 1 from the reference resistance value ⁇ a and the displacement resistance value ⁇ b1, the derived difference ⁇ 1 is displaced so as to be small. Further, when the control unit 40 derives the difference ⁇ 2 from the reference resistance value ⁇ a and the displacement resistance value ⁇ b2, the derived difference ⁇ 2 maintains a large difference.
  • the controller 40 derives the discount value obtained by subtracting the difference ⁇ 1 from the difference ⁇ 2, the difference ⁇ 1 maintains a large difference, and the discount value is displaced from the water level L1 to the water level L2 by the amount that the difference ⁇ 1 is decreased. Increase towards.
  • the control unit 40 derives the difference ⁇ 1 from the reference resistance value ⁇ a and the displacement resistance value ⁇ b1, the derived difference ⁇ 1 is a small difference. Further, when the control unit 40 derives the difference ⁇ 2 from the reference resistance value ⁇ a and the displacement resistance value ⁇ b2, the derived difference ⁇ 2 is a large difference. Then, when the controller 40 derives a discount value obtained by subtracting the difference ⁇ 1 from the difference ⁇ 2, the discount value becomes maximum.
  • the control unit 40 derives the difference ⁇ 1 from the reference resistance value ⁇ a and the displacement resistance value ⁇ b1, the derived difference ⁇ 1 maintains a small difference. Further, when the control unit 40 derives the difference ⁇ 2 from the reference resistance value ⁇ a and the displacement resistance value ⁇ b2, the derived difference ⁇ 2 is displaced so as to be small.
  • the controller 40 derives a discount value obtained by subtracting the difference ⁇ 1 from the difference ⁇ 2, the difference ⁇ 1 maintains a small difference, and the discount value is displaced from the water level L2 to the water level L3 as much as the difference ⁇ 2 is decreased. It decreases toward.
  • the reference resistance value ⁇ a maintains a predetermined resistance value
  • the displacement resistance value ⁇ b1 maintains a low resistance value
  • the displacement resistance value ⁇ b2 becomes a low resistance value. Therefore, when the control unit 40 derives the difference ⁇ 1 from the reference resistance value ⁇ a and the displacement resistance value ⁇ b1, the derived difference ⁇ 1 is a small difference. Further, when the control unit 40 derives the difference ⁇ 2 from the reference resistance value ⁇ a and the displacement resistance value ⁇ b2, the derived difference ⁇ 2 is a small difference. Then, when the controller 40 derives a discount value obtained by subtracting the difference ⁇ 1 from the difference ⁇ 2, the discount value becomes 0.
  • the control unit 40 derives the water level based on the difference ⁇ 1 and the difference ⁇ 2, the discount value displaced as described above, and the water level conversion graph 50.
  • the graph 50 for water level conversion is a first order in which the water level is displaced from L1 to L2 with the displacement from the pull value at the water level L1 to the pull value at the water level L2, that is, the displacement from the pull value 0 to the maximum pull value. It is a function graph.
  • the water level conversion graph 50 is a linear function in which the water level is displaced from L2 to L3 in accordance with the displacement from the pull value at the water level L2 to the pull value at the water level L3, that is, the displacement from the maximum pull value to the pull value 0. It is a graph.
  • the water level conversion graph 50 is a graph of a linear function, but is not limited to this configuration, and may be any graph as long as it can be converted into an appropriate water level.
  • the control unit 40 determines that the water level is L1 or less. Further, when the difference ⁇ 1 is displaced while the difference ⁇ 2 maintains a large difference, the control unit 40 determines that the water level is between L1 and L2. Then, the control unit 40 derives the associated water level between the water level L1 and the water level L2 by applying the derived discount value to the water level conversion graph 50 at the determined water level between L1 and L2. . Further, the control unit 40 determines that the water level is between L2 and L3 when the difference ⁇ 2 is displaced while the difference ⁇ 1 maintains a small difference.
  • control unit 40 derives the associated water level between the water level L2 and the water level L3 by applying the derived discount value to the water level conversion graph 50 at the determined water level between L2 and L3. .
  • the control unit 40 determines that the water level is L3 or more.
  • control unit 40 can continuously derive the water level between the water level L1 and the water level L3.
  • control unit 40 can detect the water level rising speed and the water level falling speed by detecting the displacement of the water level per unit time.
  • the plurality of resistance temperature detectors 37 are arranged in the longitudinal direction and the heater 38 is provided in the longitudinal direction, whereby the configuration of the water level gauge 30 is simplified. Therefore, a strong structure can be obtained because the configuration is simple. Further, the control unit 40 can continuously derive the water level based on the reference resistance value ⁇ a and the displacement resistance values ⁇ b1 and ⁇ b2. For this reason, since the control part 40 can detect the change of the water level per unit time based on the derived
  • the minimum required configuration can be achieved and the configuration can be simplified. Can do.
  • the reference resistance temperature detector 37a is provided at the front end in the longitudinal direction, and the plurality of heating resistance resistors 37b are provided at the rear end portion relative to the reference resistance temperature detector 37a. Therefore, the reference resistance thermometer 37a can be submerged before the heating resistance thermometer 37b. As a result, the heating resistance thermometer 37b is submerged in a state where the reference resistance thermometer 37a is submerged, so that the reference resistance value ⁇ a of the reference thermometer resistance 37a can be set as an appropriate reference. it can.
  • the heater 38 is adjacent to the plurality of heating temperature measuring resistors 37b, the heater 38 is not adjacent to the reference temperature measuring resistor 37a. Therefore, the reference temperature measuring resistor 37a is configured with a simple configuration. It can be provided at a position that is not easily affected by heating, and the plurality of heating temperature measuring resistors 37b can be provided at positions that are easily affected by heating.
  • the water level can be derived based on the differences ⁇ 1 and ⁇ 2 between the reference resistance value ⁇ a and the displacement resistance values ⁇ b1 and ⁇ b2, so that it is not necessary to perform a complicated calculation and can be simplified.
  • the water level can be derived by simple calculation.
  • the water level gauge 30 can be strengthened. It can be set as a simple structure.
  • the outer cylinder 35 is made of metal and the insulating material 36 is made of magnesium oxide, so that the water level meter 30 can withstand even in a high environment such as temperature, pressure, or radiation.
  • the water tank 15 can be measured by the simple and strong water level meter 30, and therefore the water level of the water tank 15 to be measured can be made highly reliable.
  • the water level gauge 30 is provided in the nuclear facility.
  • the water level gauge 30 may be provided in any location, and the effect of the water level gauge 30 can be exhibited more particularly in a high temperature / high pressure environment.

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Abstract

　長手方向が深さ方向となるように水没させて水位を計測する水位計３０であって、長手方向に並べて設けられた複数の測温抵抗体３７と、長手方向に亘って設けられた加熱源となるヒータ３８と、複数の測温抵抗体３７の抵抗値をそれぞれ取得し、取得した複数の抵抗値に基づいて、水位を導出可能な制御部４０と、を備え、複数の測温抵抗体３７は、ヒータ３８による加熱の影響を受け難い基準となる基準用測温抵抗体３７ａと、基準用測温抵抗体３７ａに比してヒータ３８による加熱の影響を受け易い加熱用測温抵抗体３７ｂと、を有している。

Description

水位計および原子力施設
　本発明は、水位を計測可能な水位計および原子力施設に関するものである。
　従来、水位計として、均熱加熱体を用いた量面レベルの測定装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この測定装置は、均熱加熱体と多枝式熱電対とを有するセンサを２つ備えており、一方のセンサを加熱用センサとし、他方のセンサを参照用センサとしている。参照用センサは、均熱加熱体を加熱せず、加熱用センサは、均熱加熱体を加熱する。そして、参照用センサにおいて加熱されない均熱加熱体の温度と、加熱用センサにおいて加熱された均熱加熱体の温度との温度差に基づいて、所定の計算式により水位を導出している。また、この測定装置では、各センサをステンレス等の被覆材で覆うことで、防爆構造としている。
特開昭６０－１４６１１８号公報
　しかしながら、従来の水位計（測定装置）では、防爆構造にできるものの、加熱用センサと参照用センサとを用いているため、連続的な水位の計測が困難であった。
　そこで、本発明は、簡易な構成で強固な構造としつつ、連続的に水位を計測することが可能な水位計および原子力施設を提供することを課題とする。
　本発明の水位計は、長手方向が深さ方向となるように水没させて水位を計測する水位計であって、長手方向に並べて設けられた複数の測温抵抗体と、長手方向に亘って設けられた加熱源となるヒータと、複数の測温抵抗体の抵抗値をそれぞれ取得し、取得した複数の抵抗値に基づいて、水位を導出可能な制御部と、を備え、複数の測温抵抗体は、ヒータによる加熱の影響を受け難い基準となる基準用測温抵抗体と、基準用測温抵抗体に比してヒータによる加熱の影響を受け易い加熱用測温抵抗体と、を有していることを特徴とする。
　この構成によれば、制御部は、基準用測温抵抗体の抵抗値と、加熱用測温抵抗体の抵抗値とに基づいて、連続的に水位を導出することができる。このため、従来のように、均熱加熱体と多枝式熱電対とを有するセンサを複数設ける必要がないため、構成を簡易なものとすることができ、また、構成が簡易である分、強固な構造とすることができる。また、制御部は、導出した水位に基づいて、単位時間当たりの水位の変化を検出することができるため、水位の上昇速度および下降速度を検出することが可能となる。
　また、基準用測温抵抗体は少なくとも１つ設けられ、加熱用測温抵抗体は複数設けられていることが好ましい。
　この構成によれば、１つの基準用測温抵抗体を基準とし、複数の加熱用測温抵抗体により連続的に水位を導出することができるため、より簡易な構成とすることができる。
　また、長手方向の一方の端部は、水没時において下端となる先端部であり、長手方向の他方の端部は、水没時において上端となる後端部であり、基準用測温抵抗体は、先端部に設けられ、複数の加熱用測温抵抗体は、基準用測温抵抗体よりも後端部に設けられ、ヒータは、長手方向に直交する直交方向において、複数の加熱用測温抵抗体に隣接する一方で、基準用測温抵抗体に隣接しないことが好ましい。
　この構成によれば、基準用測温抵抗体は、加熱用測温抵抗体よりも先に水没する。このため、基準用測温抵抗体を水没させた状態で、加熱用測温抵抗体を水没させることができる。これにより、基準用測温抵抗体の抵抗値を適切な基準とすることができる。また、複数の加熱用測温抵抗体にはヒータが隣接する一方で、基準用測温抵抗体にはヒータが隣接しないため、簡易な構成で、基準用測温抵抗体を加熱の影響を受け難い位置に設けることができ、複数の加熱用測温抵抗体を加熱の影響を受け易い位置に設けることができる。
　また、制御部は、基準用測温抵抗体の抵抗値を基準抵抗値とし、加熱用測温抵抗体の抵抗値を変位抵抗値とし、基準抵抗値と変位抵抗値との差分に基づいて、水位を導出することが好ましい。
　この構成によれば、制御部は、基準抵抗値と変位抵抗値との差分を用いて、簡易な演算により水位を導出することができるため、複雑な演算を行う必要がない。
　また、複数の測温抵抗体およびヒータを内部に収容する有底の外筒と、外筒の内部に充填され、外筒の内部に収容された複数の測温抵抗体およびヒータの間をそれぞれ絶縁する絶縁材と、をさらに備えたことが好ましい。
　この構成によれば、複数の測温抵抗体を外筒の内部に収容し、外筒の内部に絶縁材を充填することができるため、強固な構成とすることができる。なお、絶縁材としては、例えば、酸化マグネシウム等が用いられる。
　また、外筒は、金属で構成され、絶縁材は、酸化マグネシウムで構成されていることが好ましい。
　この構成によれば、外筒を金属で構成し、絶縁材を酸化マグネシウムで構成することができるため、温度、圧力または放射線等の高い環境下においても耐え得る構成とすることができる。
　本発明の原子力施設は、原子炉を内部に格納する原子炉格納容器と、原子炉格納容器の内部に設けられ、冷却水を貯水可能な貯水槽と、貯水槽に設けられた上記の水位計と、を備えたことを特徴とする。
　この構成によれば、簡易で強固な水位計により貯水槽を計測することができるため、計測される貯水槽の水位を信頼性の高いものとすることができる。
　本発明の水位計および原子力施設によれば、簡易な構成で強固な構造としつつ、連続的に水位を計測することができる。
図１は、本実施例に係る水位計が設けられた原子力施設の概略構成図である。 図２は、本実施例に係る水位計の概略構成図である。 図３は、複数の測温抵抗体から取得される抵抗値に関する説明図である。
　以下、添付した図面を参照して、本発明に係る水位計および原子力施設について説明する。なお、以下の実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
　図１は、本実施例に係る水位計が設けられた原子力施設の概略構成図である。原子力施設１は、例えば、原子力発電プラントであり、原子力発電プラントは、加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）となっている。加圧水型の原子力発電プラントは、原子炉５において、一次冷却材となる軽水を加熱した後、加圧器６によって高温・高圧となった軽水をポンプ８により蒸気発生器７に送る。そして、原子力発電プラントは、蒸気発生器７において、高温となった軽水を、二次冷却材と熱交換させることにより二次冷却材を蒸発させ、蒸発した二次冷却材（蒸気）をタービンに送って発電機を駆動させることにより、発電を行っている。
　図１に示すように、原子力施設１は、原子炉５と、原子炉５を格納する原子炉格納容器１０と、原子炉格納容器１０の底部に設けられた貯水槽１５とを備えている。原子炉格納容器１０は、中空半球状に形成された容器天井部１０ａと、有底円筒状に形成された容器本体部１０ｂとで一体に構成されている。原子炉格納容器１０内の容器天井部１０ａには、スプレイ設備２０が設けられている。スプレイ設備２０は、複数のスプレイリング２１と、貯水槽１５からスプレイリング２１へ向けて冷却水を供給する図示しないスプレイポンプとを有している。
　貯水槽１５は、冷却水を貯水するものであり、用途に応じて複数種設けられている。貯水槽１５としては、例えば、原子炉格納容器１０内で用いられる冷却水を貯水する格納容器サンプ１５ａ、スプレイリング２１に供給される冷却水を貯水する再循環サンプ１５ｂ、原子炉格納容器１０内の冷却時において冷却水が溜まるキャビティ１５ｃ等がある。
　この貯水槽１５の内部には、水位計３０が設けられており、水位計３０は冷却水の水位を計測している。図２を参照し、水位計３０について説明する。水位計３０は、外筒３５と、外筒３５に充填される絶縁材３６と、外筒３５の内部に収容される複数の測温抵抗体３７と、外筒３５の内部に収容されるヒータ３８と、複数の測温抵抗体３７に接続される制御部４０と、を備えている。
　外筒３５は、金属で構成されており、金属としては、例えば、ステンレス等の鋼材、または合金等が用いられている。つまり、外筒３５は、高温・高圧となる環境下において耐性の高い材料で構成されている。また、外筒３５は、放射線が高い環境下での耐性が高く、腐食に強い材料で構成されている。外筒３５は、断面円形となる長手方向に長い有底の筒状に構成されている。外筒３５は、その長手方向が貯水槽１５の深さ方向となるように配置される。このため、外筒３５は、その一方の端部が深さ方向において下端となる先端部となり、その他方の端部が深さ方向において上端となる後端部となる。
　絶縁材３６は、絶縁性、融点および熱伝導率の高い酸化マグネシウムで構成されている。絶縁材３６は、外筒３５の内部に収容される各測温抵抗体３７の間をそれぞれ絶縁すると共に、ヒータ３８と各測温抵抗体３７との間も絶縁する。また、絶縁材３６は、外筒３５と、ヒータ３８および各測温抵抗体３７との間も絶縁する。なお、本実施例では、絶縁材として、酸化マグネシウムを適用したが、絶縁性、融点および熱伝導率の高いものであれば、いずれであってもよい。
　複数の測温抵抗体（ＲＴＤ：Resistance Temperature Detector）３７は、外筒３５の内部に設けられ、外筒３５の長手方向に並べて設けられている。各測温抵抗体３７は、例えば、白金線で構成され、その両端部が導線を介して制御部４０に接続されている。制御部４０は、各測温抵抗体３７の抵抗値をそれぞれ取得することが可能となっている。各測温抵抗体３７は、温度変化により抵抗値が変位する。
　複数の測温抵抗体３７は、ヒータ３８による加熱の影響を受け難い基準用測温抵抗体３７ａと、ヒータ３８による加熱の影響を受け易い加熱用測温抵抗体３７ｂとを有している。基準用測温抵抗体３７ａは、外筒３５の長手方向における先端部に１つ設けられている。加熱用測温抵抗体３７ｂは、外筒３５の長手方向において、基準用測温抵抗体３７ａの後端部に複数並べて設けられている。つまり、複数の測温抵抗体３７は、長手方向の先端部から後端部へ向けて、基準用測温抵抗体３７ａ、加熱用測温抵抗体３７ｂ、・・・、加熱用測温抵抗体３７ｂの順に設けられている。なお、複数の測温抵抗体３７の数、または測温抵抗体３７同士の間隔等は、検出する水位の要求精度に応じて、適宜設定される。
　ヒータ３８は、外筒３５の内部に設けられ、外筒３５の長手方向に亘って設けられている。ヒータ３８は、例えば、電気ヒータであり、導線を介して交流電源または直流電源等の電源部４１に接続されている。ヒータ３８は、長手方向に直交する直交方向において、複数の加熱用測温抵抗体３７ｂに隣接して設けられる一方で、基準用測温抵抗体３７ａに隣接させずに設けられている。つまり、ヒータ３８は、複数の測温抵抗体３７に対し、基準用測温抵抗体３７ａ分だけ長手方向に位置ズレさせて設けられている。このように設けられたヒータ３８は、複数の加熱用測温抵抗体３７ｂを均一に加熱する。つまり、ヒータ３８は、複数の加熱用測温抵抗体３７ｂを均一に加熱する一方で、１つの基準用測温抵抗体３７ａを加熱しない。
　制御部４０は、各測温抵抗体３７に接続された導線を介して、各測温抵抗体３７の抵抗値をそれぞれ取得する。このとき、制御部４０は、基準用測温抵抗体３７ａの抵抗値を基準抵抗値として取得し、加熱用測温抵抗体３７ｂの抵抗値を変位抵抗値として取得する。そして、制御部４０は、基準抵抗値と変位抵抗値とから水位を導出している。なお、制御部４０は、電源部４１と別体となっているが、電源部４１と一体に構成してもよい。
　続いて、図３を参照して、水位の変化に伴う測温抵抗体３７の抵抗値の変位について説明すると共に、制御部４０による水位の導出に関する処理について説明する。図３は、複数の測温抵抗体から取得される抵抗値に関する説明図である。なお、以下では、説明を簡単にすべく、１つの基準用測温抵抗体３７ａと、基準用測温抵抗体３７ａの後端側にある加熱用測温抵抗体３７ｂ１と、加熱用測温抵抗体３７ｂ１の後端側にある加熱用測温抵抗体３７ｂ２とで構成された水位計３０を用いた場合について説明する。
　先ず、基準用測温抵抗体３７ａと加熱用測温抵抗体３７ｂ１との間における水位を水位Ｌ１とし、加熱用測温抵抗体３７ｂ１と加熱用測温抵抗体３７ｂ２との間における水位を水位Ｌ２とし、加熱用測温抵抗体３７ｂ２の後端側における水位を水位Ｌ３とする。つまり、水位Ｌ１では、基準用測温抵抗体３７ａが水面下にある（水没した）状態となる一方で、加熱用測温抵抗体３７ｂ１および加熱用測温抵抗体３７ｂ２は、水面上にある（水没していない）状態となる。また、水位Ｌ２では、基準用測温抵抗体３７ａおよび加熱用測温抵抗体３７ｂ１が水面下にある状態となる一方で、加熱用測温抵抗体３７ｂ２は、水面上にある状態となる。水位Ｌ３では、加熱用測温抵抗体３７ｂ１、加熱用測温抵抗体３７ｂ２および基準用測温抵抗体３７ａは、水面下にある状態となる。
　続いて、基準用測温抵抗体３７ａの抵抗値を基準抵抗値Ωａとし、加熱用測温抵抗体３７ｂ１の抵抗値を変位抵抗値Ωｂ１とし、加熱用測温抵抗体３７ｂ２の抵抗値を変位抵抗値Ωｂ２とする。
　ヒータ３８により加熱用測温抵抗体３７ｂ１および加熱用測温抵抗体３７ｂ２が加熱された状態で、水位がＬ１に達する。すると、基準用測温抵抗体３７ａは水面下に位置した状態で、ヒータ３８による加熱が行われないため、基準抵抗値Ωａは、所定の抵抗値となる。一方で、加熱用測温抵抗体３７ｂ１および加熱用測温抵抗体３７ｂ２は水面上に位置した状態で、ヒータ３８による加熱が行われるため、変位抵抗値Ωｂ１および変位抵抗値Ωｂ２は、基準抵抗値Ωａに比してより高い抵抗値となる。このとき、ヒータ３８は、加熱用測温抵抗体３７ｂ１および加熱用測温抵抗体３７ｂ２を均一に加熱しているため、変位抵抗値Ωｂ１および変位抵抗値Ωｂ２は、ほぼ同じ抵抗値となる。
　この後、水位がＬ１からＬ２に移行する。すると、加熱用測温抵抗体３７ｂ１は、ヒータ３８による加熱が行われた状態で水没していく。加熱用測温抵抗体３７ｂ１が水没すると、ヒータ３８の熱が水中に放熱されることで加熱用測温抵抗体３７ｂ１の温度が下がるため、変位抵抗値Ωｂ１は、水位Ｌ１の変位抵抗値Ωｂ１から、水位の上昇に応じて低くなってゆく。
　そして、水位がＬ２に達する。すると、基準用測温抵抗体３７ａは水面下に位置した状態を維持するため、基準抵抗値Ωａは、水位Ｌ１と同様の抵抗値を維持する。また、加熱用測温抵抗体３７ｂ１は水面下に位置した状態となる。このため、加熱用測温抵抗体３７ｂ１の変位抵抗値Ωｂ１は、水位Ｌ１の変位抵抗値Ωｂ１に比して低くなり、基準抵抗値Ωａに近づく。一方で、加熱用測温抵抗体３７ｂ２は水面上に位置した状態を維持するため、変位抵抗値Ωｂ２は、水位Ｌ１と同様の抵抗値を維持する。
　この後、水位がＬ２からＬ３に移行する。すると、加熱用測温抵抗体３７ｂ２は、ヒータ３８による加熱が行われた状態で水没していく。加熱用測温抵抗体３７ｂ２が水没すると、ヒータ３８の熱が水中に放熱されることで加熱用測温抵抗体３７ｂ２の温度が下がるため、変位抵抗値Ωｂ２は、水位Ｌ１および水位Ｌ２の変位抵抗値Ωｂ２から、水位の上昇に応じて低くなってゆく。
　そして、水位がＬ３に達する。すると、基準用測温抵抗体３７ａは水面下に位置した状態を維持するため、基準抵抗値Ωａは、水位Ｌ１および水位Ｌ２と同様の抵抗値を維持する。また、加熱用測温抵抗体３７ｂ１は水面下に位置した状態を維持するため、水位Ｌ２と同様の抵抗値を維持する。また、加熱用測温抵抗体３７ｂ２は水面下に位置した状態となる。このため、加熱用測温抵抗体３７ｂ２の変位抵抗値Ωｂ２は、水位Ｌ１の変位抵抗値Ωｂ１および変位抵抗値Ωｂ２に比して低くなり、基準抵抗値Ωａに近づく。
　従って、変位抵抗値Ωｂ１は、水位Ｌ１以下の場合、高い抵抗値を維持し、水位Ｌ１と水位Ｌ２との間にある場合、抵抗値が変位し、水位Ｌ２以上の場合、低い抵抗値を維持する。また、変位抵抗値Ωｂ２は、水位Ｌ２以下の場合、高い抵抗値を維持し、水位Ｌ２と水位Ｌ３との間にある場合、抵抗値が変位し、水位Ｌ３以上の場合、低い抵抗値を維持する。
　続いて、上記のように変位する抵抗値を用いて、制御部４０により水位を導出する処理について説明する。制御部４０は、基準抵抗値Ωａと変位抵抗値Ωｂ１との差分ΔΩ１を導出すると共に、基準抵抗値Ωａと変位抵抗値Ωｂ２との差分ΔΩ２を導出する。そして、制御部４０は、差分ΔΩ２から差分ΔΩ１を差し引いた引き値を導出する。また、制御部４０は、引き値と水位とを関連付けた水位換算用グラフ５０を記憶しており、水位換算用グラフ５０から、導出した引き値に関連付けられた水位を導出する。
　具体的に、水位がＬ１以下である場合、基準抵抗値Ωａは、所定の抵抗値を維持し、変位抵抗値Ωｂ１は、高い抵抗値を維持し、変位抵抗値Ωｂ２も、高い抵抗値を維持する。このため、制御部４０は、基準抵抗値Ωａと変位抵抗値Ωｂ１とから差分ΔΩ１を導出すると、導出した差分ΔΩ１は大きな差分を維持する。また、制御部４０は、基準抵抗値Ωａと変位抵抗値Ωｂ２とから差分ΔΩ２を導出すると、導出した差分ΔΩ２は大きな差分を維持する。そして、制御部４０は、差分ΔΩ２から差分ΔΩ１を差し引いた引き値を導出すると、引き値は０となる。
　水位がＬ１からＬ２に移行する場合、基準抵抗値Ωａは、所定の抵抗値を維持し、変位抵抗値Ωｂ１は、抵抗値が低下するように変位し、変位抵抗値Ωｂ２は、高い抵抗値を維持する。このため、制御部４０は、基準抵抗値Ωａと変位抵抗値Ωｂ１とから差分ΔΩ１を導出すると、導出した差分ΔΩ１は小さくなるように変位する。また、制御部４０は、基準抵抗値Ωａと変位抵抗値Ωｂ２とから差分ΔΩ２を導出すると、導出した差分ΔΩ２は大きな差分を維持する。そして、制御部４０は、差分ΔΩ２から差分ΔΩ１を差し引いた引き値を導出すると、差分ΔΩ１が大きい差分を維持し、差分ΔΩ１が小さくなるように変位する分、引き値は水位Ｌ１から水位Ｌ２へ向けて増加する。
　水位がＬ２である場合、基準抵抗値Ωａは、所定の抵抗値を維持し、変位抵抗値Ωｂ１は、低い抵抗値となり、変位抵抗値Ωｂ２は、高い抵抗値となる。このため、制御部４０は、基準抵抗値Ωａと変位抵抗値Ωｂ１とから差分ΔΩ１を導出すると、導出した差分ΔΩ１は小さな差分となる。また、制御部４０は、基準抵抗値Ωａと変位抵抗値Ωｂ２とから差分ΔΩ２を導出すると、導出した差分ΔΩ２は大きな差分となる。そして、制御部４０は、差分ΔΩ２から差分ΔΩ１を差し引いた引き値を導出すると、引き値は最大となる。
　水位がＬ２からＬ３に移行する場合、基準抵抗値Ωａは、所定の抵抗値を維持し、変位抵抗値Ωｂ１は、低い抵抗値を維持し、変位抵抗値Ωｂ２は、低くなるように変位する。このため、制御部４０は、基準抵抗値Ωａと変位抵抗値Ωｂ１とから差分ΔΩ１を導出すると、導出した差分ΔΩ１は小さな差分を維持する。また、制御部４０は、基準抵抗値Ωａと変位抵抗値Ωｂ２とから差分ΔΩ２を導出すると、導出した差分ΔΩ２は小さくなるように変位する。そして、制御部４０は、差分ΔΩ２から差分ΔΩ１を差し引いた引き値を導出すると、差分ΔΩ１が小さい差分を維持し、差分ΔΩ２が小さくなるように変位する分、引き値は水位Ｌ２から水位Ｌ３へ向けて減少する。
　水位がＬ３以上である場合、基準抵抗値Ωａは、所定の抵抗値を維持し、変位抵抗値Ωｂ１は、低い抵抗値を維持し、変位抵抗値Ωｂ２は、低い抵抗値となる。このため、制御部４０は、基準抵抗値Ωａと変位抵抗値Ωｂ１とから差分ΔΩ１を導出すると、導出した差分ΔΩ１は小さな差分となる。また、制御部４０は、基準抵抗値Ωａと変位抵抗値Ωｂ２とから差分ΔΩ２を導出すると、導出した差分ΔΩ２は小さな差分となる。そして、制御部４０は、差分ΔΩ２から差分ΔΩ１を差し引いた引き値を導出すると、引き値は０となる。
　そして、制御部４０は、差分ΔΩ１および差分ΔΩ２と、上記のように変位する引き値と、水位換算用グラフ５０とに基づいて、水位を導出する。ここで、水位換算用グラフ５０は、水位Ｌ１における引き値から水位Ｌ２における引き値までの変位、すなわち、引き値０から最大引き値までの変位に伴って、水位がＬ１からＬ２まで変位する一次関数のグラフとなっている。また、水位換算用グラフ５０は、水位Ｌ２における引き値から水位Ｌ３における引き値までの変位、すなわち、最大引き値から引き値０までの変位に伴って、水位がＬ２からＬ３まで変位する一次関数のグラフとなっている。なお、本実施例において、水位換算用グラフ５０は、一次関数のグラフとなっているが、この構成に限定されず、適切な水位に換算可能なグラフであれば、いずれであってもよい。
　具体的に、制御部４０は、差分ΔΩ１および差分ΔΩ２が共に大きな差分であり、かつ、引き値が０であると、水位がＬ１以下であると判定する。また、制御部４０は、差分ΔΩ１が変位する一方で差分ΔΩ２が大きな差分を維持すると、水位がＬ１とＬ２との間にあると判定する。そして、制御部４０は、判定したＬ１とＬ２との間の水位において、導出した引き値を水位換算用グラフ５０に当てはめることで、水位Ｌ１と水位Ｌ２との間における関連付けられた水位を導出する。また、制御部４０は、差分ΔΩ１が小さな差分を維持する一方で差分ΔΩ２が変位すると、水位がＬ２とＬ３との間にあると判定する。そして、制御部４０は、判定したＬ２とＬ３との間の水位において、導出した引き値を水位換算用グラフ５０に当てはめることで、水位Ｌ２と水位Ｌ３との間における関連付けられた水位を導出する。また、制御部４０は、差分ΔΩ１および差分ΔΩ２が共に小さな差分であり、かつ、引き値が０であると、水位がＬ３以上であると判定する。
　従って、制御部４０は、水位Ｌ１から水位Ｌ３の間の水位を連続的に導出することが可能となる。これにより、制御部４０は、単位時間当たりにおける水位の変位を検出することにより、水位の上昇速度および水位の下降速度を検出することが可能となる。
　以上のように、本実施例の構成によれば、複数の測温抵抗体３７を長手方向に並べて設け、ヒータ３８を長手方向に亘って設けることで、水位計３０の構成を簡易なものとすることができるため、構成が簡易である分、強固な構造とすることができる。また、制御部４０は、基準抵抗値Ωａと変位抵抗値Ωｂ１，Ωｂ２とに基づいて、連続的に水位を導出することができる。このため、制御部４０は、導出した水位に基づいて、単位時間当たりの水位の変化を検出することができるため、水位の上昇速度および下降速度を検出することが可能となる。
　また、本実施例の構成によれば、基準用測温抵抗体３７ａを１つ設け、加熱用測温抵抗体３７ｂを複数設けたため、必要最小限の構成にでき、より簡易な構成とすることができる。
　また、本実施例の構成によれば、基準用測温抵抗体３７ａを長手方向の先端部に設け、複数の加熱用測温抵抗体３７ｂを基準用測温抵抗体３７ａよりも後端部に設けたため、基準用測温抵抗体３７ａを、加熱用測温抵抗体３７ｂよりも先に水没させることができる。これにより、基準用測温抵抗体３７ａを水没させた状態で、加熱用測温抵抗体３７ｂを水没させることから、基準用測温抵抗体３７ａの基準抵抗値Ωａを適切な基準とすることができる。また、複数の加熱用測温抵抗体３７ｂにはヒータ３８が隣接する一方で、基準用測温抵抗体３７ａにはヒータ３８が隣接しないため、簡易な構成で、基準用測温抵抗体３７ａを加熱の影響を受け難い位置に設けることができ、複数の加熱用測温抵抗体３７ｂを加熱の影響を受け易い位置に設けることができる。
　また、本実施例の構成によれば、基準抵抗値Ωａと変位抵抗値Ωｂ１，Ωｂ２との差分ΔΩ１，ΔΩ２に基づいて水位を導出することができるため、複雑な演算を行う必要がなく、簡易な演算により水位を導出できる。
　また、本実施例の構成によれば、複数の測温抵抗体３７を外筒３５の内部に収容し、外筒３５の内部に絶縁材３６を充填することができるため、水位計３０を強固な構成とすることができる。加えて、外筒３５を金属で構成し、絶縁材３６を酸化マグネシウムで構成することで、水位計３０を、温度、圧力または放射線等の高い環境下においても耐え得る構成とすることができる。
　また、本実施例の構成によれば、簡易で強固な水位計３０により貯水槽１５を計測することができるため、計測される貯水槽１５の水位を信頼性の高いものとすることができる。
　なお、本実施例では、水位計３０を原子力施設に設けたが、いずれの場所に設けてもよく、特に、高温・高圧の環境下であれば水位計３０の効果をより発揮できる。
　１　原子力施設
　５　原子炉
　１０　原子炉格納容器
　１５　貯水槽
　２０　スプレイ設備
　２１　スプレイリング
　３０　水位計
　３５　外筒
　３６　絶縁材
　３７　測温抵抗体
　３７ａ　基準用測温抵抗体
　３７ｂ　加熱用測温抵抗体
　３８　ヒータ
　４０　制御部
　４１　電源部
　５０　水位換算用グラフ
　Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３　水位
　Ωａ　基準抵抗値
　Ωｂ１，Ωｂ２　変位抵抗値
　ΔΩ１，ΔΩ２　差分

Claims (7)

  1. 　長手方向が深さ方向となるように水没させて水位を計測する水位計であって、
    　長手方向に並べて設けられた複数の測温抵抗体と、
    　長手方向に亘って設けられた加熱源となるヒータと、
    　前記複数の測温抵抗体の抵抗値をそれぞれ取得し、取得した複数の抵抗値に基づいて、水位を導出可能な制御部と、を備え、
    　前記複数の測温抵抗体は、前記ヒータによる加熱の影響を受け難い基準となる基準用測温抵抗体と、前記基準用測温抵抗体に比して前記ヒータによる加熱の影響を受け易い加熱用測温抵抗体と、を有していることを特徴とする水位計。
  2. 　前記基準用測温抵抗体は少なくとも１つ設けられ、前記加熱用測温抵抗体は複数設けられていることを特徴とする請求項１に記載の水位計。
  3. 　長手方向の一方の端部は、水没時において下端となる先端部であり、長手方向の他方の端部は、水没時において上端となる後端部であり、
    　前記基準用測温抵抗体は、先端部に設けられ、
    　前記複数の加熱用測温抵抗体は、前記基準用測温抵抗体よりも後端部に設けられ、
    　前記ヒータは、長手方向に直交する直交方向において、前記複数の加熱用測温抵抗体に隣接する一方で、前記基準用測温抵抗体に隣接しないことを特徴とする請求項２に記載の水位計。
  4. 　前記制御部は、前記基準用測温抵抗体の抵抗値を基準抵抗値とし、前記加熱用測温抵抗体の抵抗値を変位抵抗値とし、前記基準抵抗値と前記変位抵抗値との差分に基づいて、水位を導出することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の水位計。
  5. 　前記複数の測温抵抗体および前記ヒータを内部に収容する有底の外筒と、
    　前記外筒の内部に充填され、前記外筒の内部に収容された前記複数の測温抵抗体および前記ヒータの間をそれぞれ絶縁する絶縁材と、をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の水位計。
  6. 　前記外筒は、金属で構成され、
    　前記絶縁材は、酸化マグネシウムで構成されていることを特徴とする請求項５に記載の水位計。
  7. 　原子炉を内部に格納する原子炉格納容器と、
    　前記原子炉格納容器の内部に設けられ、冷却水を貯水可能な貯水槽と、
    　前記貯水槽に設けられた請求項１ないし６のいずれか１項に記載の水位計と、を備えたことを特徴とする原子力施設。
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