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JP6479334B2 - Water level detection device - Google Patents
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JP6479334B2 - Water level detection device - Google Patents

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Description

本発明は、原子炉格納容器内の水位を検出する水位検出装置に関する。   The present invention relates to a water level detection device for detecting a water level in a reactor containment vessel.

原子炉格納容器内の水位検出装置は圧力バウンダリの拡大及び設備物量の増大を最小限に抑えるとともに、機械的な可動部をなくして故障頻度の低減及び保守性の向上を図ることが要求される。例えば、特許文献1には、水位検出装置に電極式レベルスイッチ、同心円状の金属プローブ間の静電容量を測定する静電容量式レベルスイッチや超音波発振器で発振された超音波の反射時間の差から水位の有無を測定する超音波式レベルスイッチ等の各種の水位検出装置を設けることが記載されている。   The water level detection device in the reactor containment vessel is required to minimize expansion of pressure boundaries and increase in the amount of equipment and eliminate mechanical moving parts to reduce failure frequency and improve maintainability. . For example, Patent Document 1 discloses that a water level detection device uses an electrode type level switch, a capacitance type level switch that measures a capacitance between concentric metal probes, and a reflection time of ultrasonic waves oscillated by an ultrasonic oscillator. It is described that various water level detection devices, such as an ultrasonic type level switch, which measure the presence or absence of a water level from a difference are provided.

特開平11-118976号公報JP 11-118976 A

原子炉格納容器内の水位検出においては、簡易な構成で長寿命であること、幅広い水質に対応できることが必要とされる。高感度での水位検出のためには、直流電流であることが好ましい。このように直流電流を使用し、高温、高湿度かつ高放射線の環境下で、長寿命であるためには、プローブの溶出を防ぐこと並びにプローブの構成材料の耐久性を向上させることが必要である。水位検出装置に直流電流を用いることと、プローブの溶出を防ぐことは、トレードオフの関係になっており、双方を満たすことが求められている。   In detecting the water level in the reactor containment vessel, it is required to be able to cope with a wide range of water quality with a simple configuration and long life. For high sensitivity detection of water level, direct current is preferable. As described above, it is necessary to prevent the elution of the probe and to improve the durability of the constituent material of the probe in order to use a direct current, and to have a long life under an environment of high temperature, high humidity and high radiation. is there. The use of a direct current in the water level detection device and the prevention of the elution of the probe are in a trade-off relationship, and it is required to satisfy both.

原子炉格納容器内の水位検出装置は、発電設備の非常時に原子炉格納容器内に注入される発電設備が保安用に保有する水の注入量を検出するため、水位を電流値の変化として高感度で検出できることが要求される。また、測定地点から離隔距離が大きいため、ノイズの影響を低減することも要求される。これらの要求を満たすため、水位の検出には直流電流が用いられる。その結果、例えば、発電設備の非常時において、海水等の電解質を多く含む水を注入する場合、プローブが電気分解の作用により溶出する可能性がある。   Since the water level detection device in the reactor containment vessel detects the injection amount of water held for safety purposes by the power generation facility injected into the reactor containment vessel at the time of an emergency of the power generation facility, the water level is high as a change in current value. It is required to be able to detect by sensitivity. In addition, since the separation distance from the measurement point is large, it is also required to reduce the influence of noise. In order to satisfy these requirements, a direct current is used to detect the water level. As a result, for example, when water containing a large amount of electrolyte such as seawater is injected in an emergency of a power generation facility, the probe may be eluted due to the action of electrolysis.

本発明は、原子炉格納容器内の水位検出用プローブを長寿命化するための水位検出装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a water level detection device for prolonging the life of a water level detection probe in a reactor containment vessel.

本発明は、原子炉格納容器内の液体の液面位置を計測するにあたって、前記原子炉格納容器内に設けられる水位検出用プローブと、前記水位検出用プローブに直流電流を供給する電源と、前記水位検出用プローブを流れる前記直流電流を計測する電流測定回路と、前記液体の電解質の濃度に基づいて前記水位検出用プローブに供給される前記直流電流の大きさを制限する電流制限回路と、を含む水位検出装置である。   In the present invention, when measuring the liquid level position of the liquid in the reactor containment vessel, a probe for water level detection provided in the reactor containment vessel, a power supply for supplying a direct current to the water level detection probe, and A current measurement circuit for measuring the DC current flowing through the water level detection probe; and a current limiting circuit for limiting the magnitude of the DC current supplied to the water level detection probe based on the concentration of the electrolyte of the liquid. It is a water level detection device including.

この水位検出装置は、水位検出用プローブに流れる電流を制限する電流制限回路を用いるので、水位検出用プローブに過大な電流が流れることを抑制できる。その結果、原子炉格納容器内で水位を検出するために用いられる水位検出用プローブの溶出を制限することになり、長寿命化が可能になる。   Since this water level detection device uses a current limiting circuit that limits the current flowing to the water level detection probe, it is possible to suppress an excessive current from flowing to the water level detection probe. As a result, the elution of the water level detection probe used to detect the water level in the reactor containment vessel is limited, and the life can be extended.

前記電源、前記電流測定回路及び前記電流制限回路は、前記原子炉格納容器の外に設置されることが好ましい。このようにすれば、電流測定回路及び電流制限回路のメンテナンスが容易になると共に、発電設備の非常時においても原子炉格納容器内の環境悪化の影響を受けにくいといった利点がある。   It is preferable that the power supply, the current measurement circuit, and the current limiting circuit be installed outside the reactor containment vessel. This makes it easy to maintain the current measuring circuit and the current limiting circuit, and has the advantage of being less susceptible to environmental deterioration inside the reactor containment vessel even during an emergency of the power generation facility.

前記電流制限回路は、前記水位検出用プローブに一定以上の直流電流が流れた場合、水位検出用プローブ両端に印加される電圧が調節される回路であることが好ましい。電気抵抗を用いることで、電流制限回路を比較的容易に構成することができる。   The current limiting circuit is preferably a circuit in which a voltage applied to both ends of the water level detection probe is adjusted when a DC current of a predetermined level or more flows through the water level detection probe. By using the electrical resistance, the current limiting circuit can be configured relatively easily.

前記水位検出用プローブの電極は、第四族元素及び第五族元素のうち少なくとも一つ以上を含むことが好ましい。このようにすることで、電極の耐久性を向上させることができる。   It is preferable that the electrode of the water level detection probe contains at least one or more of a group 4 element and a group 5 element. By doing this, the durability of the electrode can be improved.

前記水位検出用プローブに利用される絶縁材には、一部がセラミックスであることが好ましい。このようにすることで、水位検出用プローブの耐久性を向上させることができる。   It is preferable that a part of the insulating material used for the water level detection probe is a ceramic. By doing this, the durability of the water level detection probe can be improved.

前記水位検出用プローブは、前記セラミックスと前記電極とが接合されていることが好ましい。   In the water level detection probe, preferably, the ceramic and the electrode are joined.

本発明は、高温、高湿度かつ高放射線の環境下で使用される原子炉格納容器内の水位検出用プローブを長寿命化するための水位検出装置を提供することができる。   The present invention can provide a water level detection device for prolonging the life of a water level detection probe in a reactor containment vessel used in a high temperature, high humidity, and high radiation environment.

図1は、原子炉格納容器内の原子炉容器とその周辺機器を含む空間を示す図である。FIG. 1 is a view showing a space including a reactor vessel and its peripheral devices in a reactor containment vessel. 図2aは、水位検出装置を有する電流制限回路の一例を示す図である。FIG. 2a is a diagram showing an example of a current limiting circuit having a water level detection device. 図2bは、水位検出装置を有する他の電流制限回路を示す図である。FIG. 2b shows another current limiting circuit with a water level detection device. 図2cは、水位検出装置が有する他の電流制限回路を示す図である。FIG. 2 c is a diagram showing another current limiting circuit included in the water level detection device. 図2dは、水位検出装置が有する他の電流制限回路の例を示す図である。FIG. 2 d is a diagram illustrating an example of another current limiting circuit included in the water level detection device. 図3aは、プローブを示す図である。FIG. 3a shows a probe. 図3bは、プローブの分解図である。Figure 3b is an exploded view of the probe. 図3cは、プローブに含まれる電極の一例を示す図である。FIG. 3 c is a view showing an example of an electrode included in the probe.

図1は、原子炉格納容器内の原子炉容器2を含む空間10とその周辺機器とを示す図である。原子炉格納容器19の内部は、密閉されている空間であり、外部より注水することで格納容器内の水位が上昇する。   FIG. 1 is a view showing a space 10 including a reactor vessel 2 in a reactor containment vessel and peripheral devices thereof. The inside of the reactor containment vessel 19 is a sealed space, and the water level in the containment vessel rises by injecting water from the outside.

原子炉格納容器内の空間10には、発電装置の非常時に、注水される水位の上昇を監視するために、格納容器内に水位の検知箇所が設定されている。原子炉格納容器内の空間10内の水位を計測するために、水位検出装置14の一対の水位検出用プローブ(以下、適宜プローブと称する)15が設置されている。プローブ15を上限水位12の位置に設けることにより、原子炉格納容器19内に設置される重要機器が水没しないよう監視することができる。また、原子炉容器2の底面よりも低い位置の空間にプローブ15を設け、下部水位13として水位の検知箇所を追加することで、直接的に溶融した燃料の冠水状態を監視するための手段を提供することも出来る。一対のプローブ15は、水位の上昇を監視する目的から、複数の場所を測定できるよう設置してもよい。   In the space 10 in the reactor containment vessel, a detection point of the water level is set in the containment vessel in order to monitor the rise of the water level to be injected when the power generation apparatus is in an emergency. In order to measure the water level in the space 10 in the reactor containment vessel, a pair of water level detection probes (hereinafter appropriately referred to as probes) 15 of the water level detection device 14 are installed. By providing the probe 15 at the position of the upper limit water level 12, it is possible to monitor the important equipment installed in the reactor containment vessel 19 from being submerged. Also, by providing a probe 15 in a space lower than the bottom surface of the reactor vessel 2 and adding a detection point of the water level as the lower water level 13, a means for directly monitoring the flooded state of the melted fuel is provided. It can also be provided. The pair of probes 15 may be installed to measure a plurality of locations for the purpose of monitoring the rise of the water level.

原子炉格納容器19の水は、原子炉格納容器19の下層フロアから格納容器再循環サンプへ流入する経路が確保されている。格納容器再循環サンプ水位計11又は格納容器内への注水経路に設置される流量計等の積算値を求めることで、原子炉格納容器内の空間10に注水した量を測定し、間接的に水位を推定することが可能であるため、これらを用いて原子炉格納容器19内の水位を把握することが可能である。さらに、発電設備の非常時においても、原子炉格納容器内の空間10の水位を直接的に監視し、格納容器再循環サンプ水位計等既存の水位計の計測範囲を超える範囲に対しても水位を監視可能なように、水位検出装置14を設ける。   The water of the reactor containment vessel 19 is secured in the path from the lower floor of the reactor containment vessel 19 to the containment vessel recirculation sump. The amount of water injected into the space 10 in the reactor containment vessel is measured indirectly by determining the integrated value of the containment vessel recirculation sump water level meter 11 or a flowmeter installed in the water injection path into the containment vessel. Since it is possible to estimate the water level, it is possible to grasp the water level in the reactor containment vessel 19 using these. Furthermore, even during an emergency of the power generation facility, the water level of the space 10 in the reactor containment vessel is directly monitored, and the water level also exceeds the measurement range of the existing water level gauges such as the containment vessel recirculation sump water level gauge. The water level detection device 14 is provided so that it can monitor.

水位検出装置14は、一対のプローブ15、水位測定回路16、電流制限回路17及び直流電源18を含む。水位検出装置14は、圧力バウンダリの拡大及び設備物量の増大を最小限に抑えるため、プローブ15が原子炉格納容器19内に設けられ、水位測定回路16、電流制限回路17及び直流電源18が中央操作室20に設けられる。水位測定回路16は、水位状態を表示する機器21に接続されてもよいし、記録装置に接続されてもよい。   The water level detection device 14 includes a pair of probes 15, a water level measurement circuit 16, a current limiting circuit 17, and a DC power supply 18. In order to minimize expansion of the pressure boundary and increase in the amount of equipment, the water level detection device 14 is provided with a probe 15 in the reactor containment vessel 19, and the water level measurement circuit 16, the current limiting circuit 17 and the DC power supply 18 are central. It is provided in the operation room 20. The water level measurement circuit 16 may be connected to the device 21 that displays the water level state, or may be connected to a recording device.

電流制限回路17には、例えばIGBT(Insulate Gate Bipolar Transistor)、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)又はバイポーラトランジスタ等のトランジスタを用いて実現されてもよいし、トランジスタ等と電気的に等価となる回路により実現されてもよい。   The current limiting circuit 17 may be realized using, for example, a transistor such as an IGBT (insulate gate bipolar transistor), a MOSFET (metal oxide semiconductor field effect transistor) or a bipolar transistor, or is electrically equivalent to the transistor or the like. It may be realized by a circuit.

図2aは、水位検出装置を有する電流制限回路17の一例を示す図である。図2bは、水位検出装置を有する他の電流制限回路17aを示す図である。図2cは、水位検出装置が有する他の電流制限回路17bを示す図である。図2dは、水位検出装置が有する他の電流制限回路17cの例を示す図である。   FIG. 2a shows an example of a current limiting circuit 17 having a water level detection device. FIG. 2b shows another current limiting circuit 17a having a water level detection device. FIG. 2 c is a diagram showing another current limiting circuit 17 b included in the water level detection device. FIG. 2 d is a diagram showing an example of another current limiting circuit 17 c included in the water level detection device.

図2aに示す電流制限回路17は、水位測定回路16と直流電源18との間に電気抵抗31を設け、一定値以上の電流がプローブ15に流れないようにした回路である。電気抵抗31の電気抵抗値をR1、プローブ15、15の間に存在する可能性のある液体のうち、最も電気抵抗値の小さい液体の電気抵抗値をR2とする。一対のプローブ15、15に前述した最も電気抵抗値の小さい液体が存在する場合、直流電源18、電気抵抗31、水位測定回路16及びプローブ15、最も電気抵抗値の小さい液体及びプローブ15で閉回路が形成される。直流電源18の端子間電圧をVとすると、電流制限回路17を流れる電流Iは、式(1)で求めることができる。
I=V/(R1+R2)・・(1)
The current limiting circuit 17 shown in FIG. 2a is a circuit in which an electric resistance 31 is provided between the water level measuring circuit 16 and the DC power supply 18 so that a current of a predetermined value or more does not flow to the probe 15. Of the liquid that may exist between the probes 15 and 15, the electric resistance value of the electric resistance 31 is R2, and the electric resistance value of the liquid having the smallest electric resistance value is R2. When the liquid with the smallest electric resistance value described above is present in the pair of probes 15, 15, the DC power supply 18, the electric resistance 31, the water level measurement circuit 16 and the probe 15, the liquid with the smallest electric resistance value and the closed circuit with the probe 15. Is formed. Assuming that the voltage between terminals of the DC power supply 18 is V, the current I flowing through the current limiting circuit 17 can be obtained by the equation (1).
I = V / (R1 + R2) · · · (1)

電流制限回路17を流れる電流IをI_lim以下に制限したい場合、式(1)を用いて、R1は式(2)に示すようになる。一対のプローブ15、15の間に存在する可能性のある液体のうち、最も電気抵抗値の小さい液体を想定し、かつプローブ15、15に流れる電流の上限値I_limを定めることで、式(2)から電気抵抗31の電気抵抗値R1を求めることができる。このようにして求めた電気抵抗値R1を有する電気抵抗31を用いることにより、電流制限回路17は、プローブ15、15を流れる電流Iを、上限値I_lim以下に制限することができる。
R1>V/Ilim−R2・・(2)
When it is desired to limit the current I flowing through the current limiting circuit 17 to I_lim or less, R1 is expressed by the equation (2) using the equation (1). Assuming that the liquid having the smallest electric resistance value among the liquid that may exist between the pair of probes 15, and by defining the upper limit value I_lim of the current flowing to the probes 15, the equation (2 The electric resistance value R1 of the electric resistance 31 can be obtained from By using the electric resistance 31 having the electric resistance value R1 obtained in this manner, the current limiting circuit 17 can limit the current I flowing through the probes 15, 15 to the upper limit value I_lim or less.
R1> V / Ilim-R2 (2)

図2bに示す電流制限回路17aは、水位測定回路16と直流電源18との間に可変電気抵抗33を設けた回路である。この電流制限回路17aを用いる場合、例えば作業者32が、水位測定回路16の電流値を管理室で読み取り、電流値が上限値I_limを超えていれば、可変電気抵抗33の電気抵抗値を変更する。このようにすることで、一対のプローブ15に流れる電流の量が一定となるように、かつ上限値I_limを超えないようにする。また、可変電気抵抗33は、水位測定回路16からの信号により上限値I_limを超えないよう自動で調整されるようにしてもよい。   The current limiting circuit 17 a shown in FIG. 2 b is a circuit in which a variable electrical resistance 33 is provided between the water level measuring circuit 16 and the DC power supply 18. When this current limiting circuit 17a is used, for example, the operator 32 reads the current value of the water level measurement circuit 16 in the control room, and changes the electrical resistance value of the variable electrical resistance 33 if the current value exceeds the upper limit value I_lim. Do. By doing this, the amount of current flowing through the pair of probes 15 is made to be constant and not exceed the upper limit value I_lim. Further, the variable electric resistance 33 may be automatically adjusted by the signal from the water level measurement circuit 16 so as not to exceed the upper limit value I_lim.

この場合、例えば、制御装置30が、水位測定回路16によって検出された電流値Icと、電流制限回路17aを流れる電流の目標電流値Ipとの差分が0になるように、可変電気抵抗33をフィードバック制御することができる。目標電流値Ipは、上限値I_lim以下に設定される。このようにすることで、電流制限回路17aは、プローブ15を流れる電流Iを、上限値I_lim以下に制限することができる。   In this case, for example, the control device 30 sets the variable resistance 33 so that the difference between the current value Ic detected by the water level measurement circuit 16 and the target current value Ip of the current flowing through the current limiting circuit 17a becomes zero. Feedback can be controlled. The target current value Ip is set to the upper limit value I_lim or less. By doing this, the current limiting circuit 17a can limit the current I flowing through the probe 15 to the upper limit value I_lim or less.

図2cに示す電流制限回路17bは、水位測定回路16と直流電源18との間にnpn型トランジスタ36を設け、npn型トランジスタ36のベースに可変電源34と電気抵抗35を、npn型トランジスタ36のコレクタ側に直流電源18を設けた回路である。図2bに示す電流制限回路17aの可変電気抵抗33を用いる方法での制御は容易であるが、可変電気抵抗33で電力が消費されるので、直流電源の消耗が大きい。図2cに示す電流制限回路17bは、直流電源18とは異なる可変電源34を制御することで、直流電源18の消耗を抑制することができる。可変電源34は、水位測定回路16で計測された電流値をフィードバックすることで、電気抵抗35を介してnpn型トランジスタ36がプローブ15に流す電流Iを調整する。調整のための操作は自動で行われてもよいし、作業者が手動で行ってもよい。   In the current limiting circuit 17b shown in FIG. 2c, an npn transistor 36 is provided between the water level measuring circuit 16 and the DC power supply 18, the variable power supply 34 and the electric resistor 35 are provided at the base of the npn transistor 36. It is a circuit in which a DC power supply 18 is provided on the collector side. Although control by the method using the variable electrical resistance 33 of the current limiting circuit 17a shown in FIG. 2b is easy, since power is consumed by the variable electrical resistance 33, consumption of the DC power supply is large. The current limiting circuit 17 b shown in FIG. 2 c can suppress the consumption of the DC power supply 18 by controlling the variable power supply 34 different from the DC power supply 18. The variable power supply 34 feeds back the current value measured by the water level measurement circuit 16 to adjust the current I flowing through the probe 15 by the npn transistor 36 through the electric resistor 35. The operation for adjustment may be performed automatically or manually by an operator.

図2dに示す電流制限回路17cは、水位測定回路16と直流電源18との間にpnp型トランジスタ39を設け、ダイオード38をpnp型トランジスタ39のベースに、電気抵抗37をpnp型トランジスタ39のエミッタに接続した回路である。   In the current limiting circuit 17c shown in FIG. 2d, a pnp transistor 39 is provided between the water level measuring circuit 16 and the DC power supply 18, the diode 38 is at the base of the pnp transistor 39, and the electric resistor 37 is the emitter of the pnp transistor 39. It is a circuit connected to

ダイオード38の順方向における電圧降下の最大値は、ダイオード38を構成する材料の物性により決まっていることから、電気抵抗37に流れる電圧の最大値はダイオード38の順方向電圧降下となる。一対のプローブ15、15間の電気抵抗が一定以下になった場合でも、電流Iは式(3)で求める値を超えることはない。I_limはプローブ15に流れる電流の上限値、Vdはダイオード38の順方向電圧降下、Rは電気抵抗37の電気抵抗値である。このように、電流制限回路17cは、電気抵抗37の電気抵抗値Rを適切な値とすることにより、プローブ15を流れる電流Iを、上限値I_lim以下に制限することができる。
I_lim=Vd/R・・(3)
Since the maximum value of the voltage drop in the forward direction of the diode 38 is determined by the physical properties of the material constituting the diode 38, the maximum value of the voltage flowing through the electric resistance 37 is the forward voltage drop of the diode 38. Even when the electrical resistance between the pair of probes 15 and 15 is below a certain level, the current I does not exceed the value determined by the equation (3). I_lim is the upper limit value of the current flowing through the probe 15, Vd is the forward voltage drop of the diode 38, and R is the electric resistance value of the electric resistance 37. Thus, the current limiting circuit 17c can limit the current I flowing through the probe 15 to the upper limit value I_lim or less by setting the electric resistance value R of the electric resistance 37 to an appropriate value.
I_lim = Vd / R (3)

図3aは、プローブ15を示す図である。図3bは、プローブ15の分解図である。プローブ15は、電極28と、キャップ29、スリーブ24A、アダプタ24Bと環状部材23と、チタンを含んでいる絶縁機能を有するパーツ22とを含む。電極28、キャップ29、スリーブ24A、と環状部材23は、本実施形態においてはチタン又はチタン合金であるが、第四族元素及び第五族元素のうち少なくとも一つ以上を含んでいればよい。環状部材23も、本実施形態においてはチタン又はチタン合金であるが、第四族元素及び第五族元素のうち少なくとも一つ以上を含んでいればよい。MI(Mineral Insulator)ケーブル被覆25、アダプタ24Bは、例えば鉄を主成分とする合金である。MI絶縁体26は、例えば酸化マグネシウムである。   FIG. 3 a shows the probe 15. FIG. 3 b is an exploded view of the probe 15. The probe 15 includes an electrode 28, a cap 29, a sleeve 24A, an adapter 24B, an annular member 23, and a part 22 having an insulating function including titanium. The electrode 28, the cap 29, the sleeve 24A, and the annular member 23 are titanium or a titanium alloy in the present embodiment, but may contain at least one or more of a group 4 element and a group 5 element. The annular member 23 is also titanium or a titanium alloy in the present embodiment, but may contain at least one or more of a group 4 element and a group 5 element. The MI (Mineral Insulator) cable coating 25 and the adapter 24B are, for example, an iron-based alloy. The MI insulator 26 is, for example, magnesium oxide.

プローブ15は、MIケーブルの末端に接続される。電極28は、パーツ22を貫通して、アダプタ24B内でと強固に接着される。電極28のMIケーブル側端面はMIケーブルの芯材27と溶接又はろう付けにより接合される。また、電極28はキャップ29と溶接又はろう付けにより接合される。パーツ22は、絶縁及び耐水性機能を有する材料から成り、環状部材23とろう付けにより強固に接着される。パーツ22はセラミックス製であるため、キャップ29およびスリーブ24Aと接触して設けられ、環状部材23と溶接又はろう付けすることによりこれらの部品と接着する。芯材27と電極28は、ケーブル被覆25、アダプタ24B、スリーブ24A、上側の環状部材23と接触しないよう、セラミックの絶縁体26を内部に充填して固定される。   The probe 15 is connected to the end of the MI cable. The electrode 28 penetrates the part 22 and is firmly bonded within the adapter 24B. The MI cable side end face of the electrode 28 is joined to the core 27 of the MI cable by welding or brazing. Also, the electrode 28 is joined to the cap 29 by welding or brazing. The part 22 is made of a material having an insulation and water resistance function, and is firmly adhered to the annular member 23 by brazing. Since the part 22 is made of ceramic, it is provided in contact with the cap 29 and the sleeve 24A, and adheres to these parts by welding or brazing with the annular member 23. The core material 27 and the electrode 28 are fixedly filled with a ceramic insulator 26 so as not to contact the cable coating 25, the adapter 24B, the sleeve 24A, and the upper annular member 23.

プローブ15は、例えばチタンと耐水性を有するセラミックス(アルミナ)で構成される。その他、コバールと耐水性を有するセラミックスとの組み合わせでもよい。なお、プローブ15に使用される非導通材には、設置環境における耐熱性、耐放射線性に応じてセラミックス(アルミナや酸化マグネシウム等)以外にもプラスチック等の樹脂材料(例えば、ポリイミドや芳香族エーテルケトン、エポキシ等)を用いてもよい。   The probe 15 is made of, for example, titanium and ceramics (alumina) having water resistance. In addition, a combination of Kovar and ceramics having water resistance may be used. The non-conductive material used for the probe 15 may be a resin material (eg, polyimide or aromatic ether) other than ceramics (eg, alumina or magnesium oxide) depending on heat resistance and radiation resistance in the installation environment. Ketone, epoxy, etc.) may be used.

本実施形態は、電流制限回路17、17a、17b、17cを用いてプローブ15を流れる電流を制限する。その結果、プローブ15に過大な電流が流れることを抑制できるので、電蝕によるプローブの溶出を抑制でき、原子炉格納容器19内のプローブ15を長寿命化することができる。   In the present embodiment, the current flowing through the probe 15 is limited using the current limiting circuits 17, 17a, 17b, 17c. As a result, it is possible to suppress the flow of an excessive current to the probe 15, so it is possible to suppress the elution of the probe due to the electric corrosion and to prolong the life of the probe 15 in the reactor containment vessel 19.

図3cは、プローブ15に含まれる電極28の一例を示す図である。電極28は、組み立て時に対向する電極板28bを含む。電極板28bの形状は円形、楕円形、長方形、正方形、棒状などであり、対向する電極板の面積は等しいことが好ましいが、異なっても良い。互いに対抗する電極板28bの存在により、プローブ15の水との接触面積を拡大し、センサーとしての感度を向上させることができる。   FIG. 3 c is a view showing an example of the electrode 28 included in the probe 15. The electrode 28 includes an electrode plate 28b opposed at the time of assembly. The shape of the electrode plate 28b is a circle, an ellipse, a rectangle, a square, a bar, or the like, and the areas of the opposing electrode plates are preferably equal but may be different. By the presence of the electrode plates 28b opposed to each other, the contact area of the probe 15 with water can be expanded, and the sensitivity as a sensor can be improved.

以上、実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、実施形態の構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、均等の範囲のものが含まれる。さらに、実施形態に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。   The present invention is not limited by the contents described in the embodiments. In addition, constituent elements of the embodiment include those which can be easily conceived by those skilled in the art, those substantially the same, and those within the equivalent range. Furthermore, the components described in the embodiments can be combined as appropriate. In addition, various omissions, substitutions, or modifications of the components can be made without departing from the scope of the embodiment.

2 原子炉容器
10 原子炉格納容器内の空間
11 格納容器再循環サンプ水位計
12 上限水位
13 格納容器内水位
14 水位検出装置
15 水位検出用プローブ(プローブ)
16 水位測定回路
17、17a、17b、17c 電流制限回路
18 直流電源
19 原子炉格納容器
20 中央操作室
21 機器
22 パーツ
23 環状部材
24A スリーブ
24B アダプタ
25 ケーブル被覆
26 絶縁体
27 芯材
28 電極
28b 電極板
29 キャップ
30 制御装置
31 電気抵抗
33 可変電気抵抗
34 可変電源
35 電気抵抗
36 npn型トランジスタ
37 電気抵抗
38 ダイオード
39 pnp型トランジスタ
2 reactor vessel 10 space in the reactor containment vessel 11 containment vessel recirculation sump water gauge 12 upper limit water level 13 containment vessel water level 14 water level detection device 15 water level detection probe (probe)
16 Water level measurement circuit 17, 17a, 17b, 17c Current limiting circuit 18 DC power supply 19 Reactor containment vessel 20 Central control room 21 Equipment 22 Parts 23 Annular member 24A Sleeve 24B Adapter 25 Cable coating 26 Insulator 27 Core 28 Electrode 28b Electrode Board 29 Cap 30 Controller 31 Electric resistance 33 Variable electric resistance 34 Variable power source 35 Electric resistance 36 npn type transistor 37 Electric resistance 38 Diode 39 pnp type transistor

Claims (4)

原子炉格納容器内の液体の液面位置を計測するにあたって、
前記原子炉格納容器内に設けられるプローブと、
水位検出に用いられる前記プローブに直流電流を供給する電源と、
前記プローブを流れる前記直流電流を計測する電流測定回路と、
前記液体の電解質の濃度に基づいて前記プローブに供給される前記直流電流の大きさを制限する電流制限回路と、
を含み、
前記プローブに含まれる電極は、第四族元素及び第五族元素のうち少なくとも一つ以上を含んでおり、棒状に形成されてセラミックスのパーツを貫通した端面が前記パーツを内装する筒状のアダプタ内でケーブルの末端の芯材と接合され、前記アダプタは、前記ケーブルのケーブル被覆の末端に連なって配置され前記ケーブル被覆と共に合金で形成されており、前記電極と前記芯材は、セラミックスの絶縁体で他の部材と絶縁されている水位検出装置。
In measuring the liquid level position of the liquid in the reactor containment vessel,
A probe provided in the reactor containment vessel;
A power supply for supplying a direct current to the probe used for water level detection;
A current measurement circuit that measures the DC current flowing through the probe;
A current limiting circuit which limits the magnitude of the direct current supplied to the probe based on the concentration of the electrolyte of the liquid;
Including
The electrode contained in the probe contains at least one or more of a group 4 element and a group 5 element, and is a cylindrical adapter formed in a rod shape and having an end face penetrating a ceramic part to interiorize the part Inside is joined to the core of the end of the cable, the adapter is connected to the end of the cable sheath of the cable and formed of an alloy together with the cable sheath, and the electrode and the core are insulating of ceramic A water level detection device that is insulated from other parts by the body.
記プローブに含まれる電極は、組み立て時に空隙をおいて対向する電極板を含み、対向する電極板の面積が等しい、請求項1に記載の水位検出装置。 Electrode included before Symbol probe comprises an electrode plate opposite at a gap during assembly, is equal to the area of the opposing electrode plates, the water level detecting device according to claim 1. 前記電源、前記電流測定回路及び前記電流制限回路は、前記原子炉格納容器の外に設置される、請求項1又は請求項2に記載の水位検出装置。   The water level detection device according to claim 1, wherein the power supply, the current measurement circuit, and the current limiting circuit are installed outside the reactor containment vessel. 前記電流制限回路は、前記プローブに一定以上の前記直流電流が流れた場合、電気抵抗が変更される回路である、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の水位検出装置。   The water level detection device according to any one of claims 1 to 3, wherein the current limiting circuit is a circuit whose electric resistance is changed when the DC current of a predetermined level or more flows through the probe.
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