JPH01250896A - 冷却材漏洩検出装置 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、液体金属ナトリウムを冷却材として用いる原
子炉における冷却材の小漏洩を検出する装置に関する。

（従来の技術） 一般に高速増殖炉などでは、炉心を冷却し、炉心で発生
する核反応による熱エネルギーを取出すための冷却材と
して、液体金属ナトリウムが用いられ、この液体金属ナ
トリウムを循環し熱交換器により熱エネルギーを取出し
ている。

液体金属ナトリウムは伝熱性に優れ、良好な熱媒体であ
るが、酸素や水などと接触すると反応を起こす。特に高
速増殖炉においては、冷却材である液体金属ナトリウム
は４００℃〜５００℃程度に加熱されており、このよう
な高温な液体金属ナトリウムの漏洩事故が発生すると、
周囲の酸素や水等と接触し、反応を起こして火災等を生
じる恐れがある。

一般にこのような液体金属ナトリウムを冷却材として用
いる高速増殖炉等では、冷却材の漏洩を検出するために
、漏洩したナトリウムの反応生成ガスを検出する方式が
用いられている。この方式は破断を伴わない微量の漏洩
などもよく検出することができ利点が多いが、検出点ま
でガスが拡散しなければこれを検出することができず、
配管などの破断による漏洩の場合、それが小破断であっ
ても、破断を伴わない微量の漏洩の場合に比べ、漏洩速
度が速いため、検出されるまでに漏洩するナトリウム量
が多くなる。

ところで、配管破断は大破断、中破断、小破断に分ける
ことができるが、大破断および中破断の場合、漏洩によ
り原子炉の液位紙となり、プラントのインターロックが
働き、プラントはトリップする。また、原子炉と熱交換
器との間で液体金属ナトリウムを循環するループにおい
ては、液体ナトリウムの流量が高くあるいは低くなった
り、ポンプの回転数が高くなった場合でもプラントはト
リップする。このように漏洩量が多い場合は、通常備わ
っているプラントインターロックにより原子炉は停止し
、崩壊熱除去運転に入る。ところが小破断で漏洩量が少
ない場合、プラント各部のプロセス量（前述の原子炉液
位、ループ流量、ポンプ回転数など）の変化が少ないた
め、通常のインターロックが動作しないか、あるいは動
作するまでに多大の時間を要してしまう。

一方、液体金属ナトリウムを冷却材として用いている高
速増殖炉などでは、第５図に示すように一般に漏洩対策
用にガードベッセル１と呼ばれる冷却材溜めが設置され
ており、ここに漏洩検出用に液位針２が配置されている
。図中、符号３は炉心であり、符号４は原子炉容器５と
図示を省略した熱交換器とを連絡する１つのループ配管
である。

このガードベッセル１内の液位針２を床近くに設置すれ
ば、漏洩量の少ないうちに早く検出することができるが
、誤動作の可能性があるため、信頼性を考慮して原子炉
液位低でトリップ信号が発生するような漏洩量に対応し
た点に設置するのが一般的である。このため、検出する
までに時間がかかり、たとえ検出したとしても、多ルー
プで構成される原子炉ではどのループで破断が生じたか
を特定することができない。このことは、破断している
ループもポニーモータに引継がれ、崩壊熱除去のための
低流量運転が行われるため、漏洩量の増大を引起こすこ
とになる。

（発明が解決しようとする課題） このように従来の漏洩検出装置およびプラントトリップ
シーケンスでは１．配管の小破断による漏洩を検出する
場合、検出までに時間がかかったり、検出しても破断し
たループを特定することができないか、あるいは特定す
るまでにかなりの時間を要してしまい、漏洩量の増大を
招いてしまうという問題があった。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたもの
で、各ループに設置されている冷却材流量測定装置を用
いることにより、漏洩の検出を迅速に行い、かつ破断し
たループを即特定することができる冷却材漏洩検出装置
を提供することを目的とする。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明の冷却材漏洩検出装置は、冷却材循環ループから
の冷却材の漏洩を検出する装置において、原子炉容器と
熱交換器をつなぐ配管に設置され上記ループを循環する
冷却材の流量を測定する冷却材流量測定装置と、この冷
却材流量測定装置でＡｌ定された信号を入力し、この流
量信号が予め設定された流量範囲内にあるか否かを判定
する漏洩判定装置とから構成される。

（作　用） 本発明の冷却材漏洩検出装置においては、各ループに設
置されている冷却材流量測定装置を用いて、そのループ
を循環する冷却材流量が適正な流量範囲内にあるか否か
で漏洩の有無を検出するようにすることにより、どのル
ープで漏洩が生じたかをより早く検出することができる
。

（実施例） 以下本発明の一実施例について図を参照して説明する。

尚、第５図と同一部分には同一符号を付して重複する部
分の説明を省略する。

第１図は実施例の冷却材漏洩検出装置の構成を示す図で
、各ループに設置されている流量測定装置６と、各ルー
プの流量測定装置６からの冷却材流量信号を入力し、そ
れぞれの流量の変化をチエツクすることにより破断ルー
プを検出する漏洩判定装置７とから構成される装 流量測定装置６は、冷却材系が多ループで構成される場
合、夫々のループにおける熱交換器８を通過した冷却材
をポンプ９で原子炉容器５内に送り込む配管４に通常設
置されている。第２図は４ループ構成の原子炉の例を示
す図で、図中矢印Ａは冷却材の流れを示す。

漏洩判定装置７は各ループに設置された流量測定装置６
からの流量信号を入力してその時間による流量変化を記
録し、定常運転時において１つのループの流量が他のル
ープの流量と異なって変化したとき、それが配管破断に
よる流量変化か否かを判定してそのループの漏洩を検出
する。

例えば１つのループの第１図の符号１０で示した点即ち
、原子炉入口で小破断が生じたとすると、破断を生じた
ループの流量は第３図の曲線ａで示すように増加し、他
のループは曲線すで示すように変化しない。反対に流ｉ
測定装置６の設置点より上流側で破断が椎じた場合には
、そのループの流量は減少する。

このように流量変化により漏洩を検出することができる
が、漏洩か否かの判定基準となる流量変化１ｉｃは第４
図に示すように、流量平均値ｄを中心にして流量測定装
置６のノイズによる流量変化ｆｆ１ｅよりも大きく、通
常の流量低によるトリップ信号がでる変化量（例えば−
２４％）ｆよりも小さくなるように設定する。これによ
り、ノイズでトリップすることなく、通常のトリップ信
号がでるよりも早く破断を検出することができる。

このように通常の計装機器に含まれる冷却材流ｍ　Ａ１
１ｌ定装置を用いることにより、従来検出が難しかった
小破断による小漏洩を迅速に検出することができるとと
もに、破断を生じたループを特定することができるため
、破断を生じたループについてはポニーモータによる低
流量運転を行わず、ループのサイフオンブレイクを行う
ことで、ループを隔離して漏洩量を最小限にとどめるこ
とができる。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明の冷却材漏洩検出装置によれ
ば、従来検出に時間を要した配管の小破断による小漏洩
の検出を迅速に行うことができるとともに、多ループ構
成のプラントの場合、破断したループも即特定すること
ができるので、事故の拡大を阻止することができ、原子
炉の健全かつ安全な運転に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による冷却材漏洩検出装置の一実施例を
示すブロック図、第２図は４ループ構成の原子炉を示す
斜視図、第３図は冷却材の流量変化を示す図、第４図は
漏洩判定基準となる流量変化−を示す図、第５図は原子
炉に設置されているガードベッセルを示す断面図である
。 １・・・・・・・・・ガードベッセル ２・・・・・・・・・液位計 ３・・・・・・・・・炉心 ４・・・・・・・・・配管 ５・・・・・・・・・原子炉容器 ６・・・・・・・・・流量測定装置 ７・・・・・・・・・漏洩判定装置 ８・・・・・・・・・熱交換器 ９・・・・・・・・・ポンプ 出願人　　　　　　日本原子力事業株式会社出願人　　
　　　　株式会社　東芝 代理人　弁理士　　須　山　佐　− °−゛′　１　図 臼 を 覧 箭３［゛

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　冷却材循環ループからの冷却材の漏洩を検出する装置
   において、 原子炉容器と熱交換器をつなぐ配管に設置され前記ルー
   プを循環する冷却材の流量を測定する冷却材流量測定装
   置と、この冷却材流量測定装置で測定された信号を入力
   し、この流量信号が予め設定された流量範囲内にあるか
   否かを判定する漏洩判定装置とを備えたことを特徴とす
   る冷却材漏洩検出装置。