JPH0311675B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は水漏洩検出装置に係り、特にナトリウ
ム冷却高速炉の蒸気発生器における水漏洩を早期
に検出する装置に関する。

〔発明の技術的背景〕

一般に、液体ナトリウム冷却高速炉プラントに
おいて、蒸気発生器伝熱管に微少な水漏洩が生じ
た場合には、隣接する伝熱管を破損して大規模な
水漏洩事故を誘発するおそれがある。このため、
迅速に微少な水漏洩を検出して事故を未然に防止
する必要がある。この水漏洩を検出する装置の条
件としては、応答が速くしかも感度がよく、長時
間にわたつて使用できることが要求される。

水漏洩を検出する方法としては多種多様の手段
が検討されているが、前記条件を満たすものとし
ては、ナトリウムと水との反応により発生してナ
トリウム中に溶解する水素あるいは酸素を検出す
る方法が最も適している。

ところで、この種の従来の水漏洩検出装置は、
第１図に示すようにナトリウム中に溶解している
水素あるいは酸素を検出するループ状の検出モジ
ユール１、この検出モジユール１の両端とナトリ
ウム主配管２とをそれぞれ接続する入口配管３お
よび出口配管４を備えており、以下水漏洩検出の
手段として水素を検出する場合を例に採つて詳述
する。

すなわち、ナトリウム主配管２に水漏洩検出装
置の入口配管３を接続することにより、主配管２
中を流れる液体ナトリウムの一部を分岐させ、一
定の流量で検出モジユール１内に取入れる。この
ナトリウム流量は、電磁流量計５の指示により電
磁ポンプ６を用いて調整される。入口バルブ７お
よび電磁ポンプ６を通過したナトリウムは、加熱
器を内蔵するエコノマイザ８により一定の温度に
コントロールされ、先端閉基の円筒状をなす水素
拡散膜１０の内部にノズル９から送り込まれる。
そしてここで、水素拡散膜１０，フランジ１１，
真空配管１２，およびイオンポンプ１３等を有す
る水素検出計によりナトリウム中の水素濃度が測
定され、その後エコノマイザ８，電磁流量計５，
出口バルブ１４，および出口配管４を順次介して
元のナトリウム主配管２に戻される。

入口配管３および出口配管４を除く前記各構成
部品は、外的要因による破損を防ぐため架台１５
内に収容固定されている。そしてこのように構成
された水漏洩検出装置は、第２図に示すような位
置関係で高速炉二次主冷却系のナトリウム主配管
２に接続されている。

すなわち、検出モジユール１は建屋構造物１６
に固定され、入口配管３および出口配管４は、支
持スカート１７を介して建屋構造物１６に固定さ
れた蒸気発生器１８の出口ナトリウム主配管２に
接続されている。

〔背景技術の問題点〕

ところで、前記蒸気発生器１８のような大型機
器においては、耐震上の問題からその重心近傍位
置を建屋構造物１６への固定点としている。この
ため、蒸気発生器１８の出口配管としてのナトリ
ウム主配管２には、プラント運転時と停止時との
温度差による熱膨張分の移動が生じる。この移動
量は、蒸気発生器１８の固定点とナトリウム主配
管２との距離、および運転時と停止時との温度差
にほぼ比例し、通常５ないし10cmにも達する。こ
のため、このような熱膨張に伴なつて発生する応
力を緩和するためには、水漏洩検出装置の入口配
管３および出口配管４を含む全ナトリウム配管に
対して応力解析を実施し、構造強度評価基準を満
足するように機器の配置や配管の引きまわしを決
定する必要がある。

ところが、水漏洩検出装置の入口配管３および
出口配管４には管径１ないし３cm程度の細管が使
用され、管径数十cmのナトリウム主配管２と比較
すると、その剛性は無視できるほどに極めて小さ
い。このため、水漏洩検出装置の入口配管３およ
び出口配管４には、ナトリウム主配管２の５ない
し10cmにも達する移動量を充分に吸収できるよう
な配管の引きまわしが必要となる。そしてこの場
合、本出願人の計算によると、最低でも15ないし
30ｍの配管引きまわしを必要とし、このときの入
口配管３内でのナトリウムの輸送遅れ時間は60な
いし120秒となる。

早い応答が要求される水漏洩検出では、入口配
管３内の輸送遅れ時間は20秒以内とすることが望
ましく、従来の水漏洩検出装置における60ないし
120秒にも及ぶ輸送遅れ時間は致命的な欠点とな
る。

また従来装置において、入口配管３および出口
配管４の引きまわし方法は、ナトリウム主配管２
の移動量および移動方向によつて大きく異なつた
ものとなる。このため、ナトリウム主配管２を含
む主冷却系の設計変更および改造、あるいは検出
モジユール１のナトリウム主配管２に対する相対
的な取付位置の変更等が生じると、そのたび毎に
応力解析を実施し、構造強度評価基準を満足する
ように入口配管３および出口配管４の引きまわし
方法を変更する必要がある。そしてこの作業には
多大な時間と労力とを要するため、設計および解
析作業時間の短縮が要請されている。

〔発明の目的〕

本発明はかかる現況に鑑みなされたもので、入
口配管内のナトリウム輸送遅れ時間を大幅に短縮
することができ、しかも主冷却系の設計変更ある
いは検出モジユールの取付位置の変更等が生じて
も、すみやかにこれに対処することができる水漏
洩検出装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、従来の難点が検出モジユールを建屋
構造物に固定していたことに起因する点に着目
し、前記検出モジユールを支持体を介して主配管
に固定し、主配管と検出モジユールとの相対変位
を可及的少なくするようにしたことを特徴とす
る。

〔発明の実施例〕

以下本発明の第１実施例を第３図を参照して説
明する。

第３図において符号２は、図示しない蒸気発生
器の出口配管としてのナトリウム主配管であり、
この主配管２内には矢印方向にナトリウムが流れ
ている。

一方、水漏洩検出装置の検出モジユール１は、
その両端が入口配管および出口配管４を介して前
記ナトリウム主配管２にそれぞれ接続され、入口
配管３を介して分岐させたナトリウム中の溶解水
素あるいは酸素の濃度を測定することにより水漏
洩を検出するようになつている。そしてこの検出
モジユール１は、第３図に示すように支持体１９
を介して前記ナトリウム主配管２に固定されてい
る。

しかして、プラントの運転，停止を問わずナト
リウム主配管２と検出モジユール１との相対位置
関係を常に保つことが可能となる。この結果、５
〜10cmにも及ぶナトリウム主配管２の移動量を、
従来のように入口配管３と出口配管４とで吸収す
る必要はなく、15ないし30cm必要とした両配管
３，４の配管引きまわしをわずか２ｍ程度に短縮
することが可能となる。そしてこれに伴ない、入
口配管３内でのナトリウムの輸送遅れ時間を従来
の60ないし120秒から８秒程度にまで短縮するこ
とが可能となる。

この輸送遅れ時間の短縮は、早い応答が要求さ
れ１秒を争う水漏洩検出にとつて非常に大きな性
能の向上を意味し、高速炉プラントの安全性を大
幅に向上させるものである。

またナトリウム主配管２と検出モジユール１と
の相対位置関係は、ナトリウム主配管２の移動量
および移動方向によらず常に不変に保たれるの
で、入口配管３および出口配管４の応力解析上の
条件も不変である。このため、ナトリウム主配管
２を含む主冷却系の設計変更および改造、あるい
は検出モジユール１のナトリウム主配管２への取
付位置の変更等が生じても、そのたびに複雑な応
力解析を実施する必要がない。これは、設計時間
の短縮および水漏洩検出装置の標準化につなが
り、信頼性の向上をも意味するものである。

第４図は本発明の第２実施例を示すもので、支
持体１９の具体的な一例を示すものである。

すなわち、支持体１９はナトリウム主配管２の
下半部を含む下半部材１９ａと上半部を含む上半
部材１９ｂとから二つ割状に形成されており、両
部材１９ａ，１９ｂはねじ部材２０により一体に
連結されて検出モジユール１をナトリウム主配管
２に固定するようになつている。また前記下半部
材１９ａと検出モジユール１の架台１５とは、ね
じ部材あるいは溶接等により固定されている。ま
たこの支持体１９とナトリウム主配管２との間に
は、第４図に示すように応力の集中を避けるため
グラスウールまたは石綿等で形成されるあて布２
１が介装されている。

しかして、支持体１９を下半部材１９ａと上半
部材１９ｂとで構成し、これらをねじ部材２０で
一体化しているので、検出モジユール１のナトリ
ウム主配管２への固定が容易で位置移動も簡単で
ある。また支持体１９とナトリウム主配管２との
間に介装されるあて布２１により、応力集中を有
効に防止することができる。

第５図は本発明の第３実施例を示すもので、第
４図に示す検出モジユール１においてその入口配
管３および出口配管４の引きまわし方法の具体的
な一例を示すものである。

すなわち、下半部材１９ａと上半部材１９ｂと
をねじ部材２０で連結して構成される支持体１９
およびあて布２１を介してナトリウム主配管２の
下方に固定された検出モジユール１からは、第５
図に示すようにその側面から入口配管３および出
口配管４がそれぞれ引出されており、両配管３，
４は、コ字状に折曲形成されて他端がナトリウム
主配管２の側面にそれぞれ接続されている。

しかして、入口配管３，出口配管４およびナト
リウム主配管２には、わずかな量ではあるが熱膨
張による伸びが生じるが、両配管３，４をコ字状
にすることにより、この伸びを吸収して応力の緩
和を図ることが可能となる。

第６図は本発明の第４実施例を示すもので、ナ
トリウム主配管２に対する支持体１９の固定をよ
り確実なものとするための具体的な一例を示すも
のである。

すなわち、ナトリウム主配管２外面の支持体１
９取付位置には、第６図に示すように外フランジ
状の一対の突起２２が溶接あるいは削り出し等に
より設けられており、支持体１９は、両突起２２
間に嵌入配置されるようになつている。

しかして、支持体１９は両突起により位置ずれ
が有効に防止され、ナトリウム主配管２に対する
固定をより確実なものとすることができる。な
お、強度上等の問題がなければ、ナトリウム主配
管２の外周面にリング溝を形成し、このリング溝
に、支持体１９内周面に設けたリング状の突起を
嵌入する等の方法により固定をより確実なものと
してもよい。

第７図は本発明の第５実施例を示すもので、支
持体１９のナトリウム主配管２に対する固定方法
の他の具体例を示すものである。

すなわち、ナトリウム主配管２の外面両側部に
は、第７図に示すように固定座２３が溶接あるい
は削り出し等の方法により一体に設けられてお
り、支持体１９はその上端のフツク部１９ｃを主
配管２に係止た状態でねじ部材２４を介して固定
座２３に固定されている。

しかして、このような構成しても支持体１９の
ナトリウム主配管２に対する固定をより確実なも
のとすることができる。

第８図は本発明の第６実施例を示すもので、第
３図に示す検出モジユール１において、その重量
をスプリングハンガー２５により支持するととも
に、地震時の荷重をスプリングハンガー２６で支
えるようにしたものである。

すなわち、支持体１９を介して下方に検出モジ
ユール１が固定されたナトリウム主配管２には、
第８図に示すように上端が建屋構造物１６等に固
定されたスプリングハンガー２５の下端が固定さ
れ、検出モジユール１の重量を支持するようにな
つている。また前記検出モジユール１の周面に
は、一端が建屋構造物１６等に固定された複数の
スプリングハンガー２６の他端が固定され、地震
時の荷重を支えるようになつている。

しかしてこのような構成することにより、主冷
却系のナトリウム主配管２の強度が小さく検出モ
ジユール１の重量および地震時の荷重をナトリウ
ム主配管１のみで支えきれない場合にも適用する
ことが可能となる。

第９図は本発明の第７実施例を示すもので、第
８図の場合とは逆に検出モジユール１をナトリウ
ム主配管２の上方に固定して同様の効果を目途し
たものである。

すなわち、ナトリウム主配管２の上方には、第
９図に示すように支持体１９を介して検出モジユ
ール１が固定されており、この検出モジユール１
の上面には、上端が建屋構造物１６等に固定され
たスプリングハンガー２５の下端が固定され、検
出モジユール１の重量を支持するようになつてい
る。またこの検出モジユール１の周面には、一端
が建屋構造物１６等に固定された複数のスプリン
グハンガー２６の他端が固定され、地震時の荷重
を支えるようになつている。

しかして、検出モジユール１をナトリウム主配
管２の上方に固定した場合にも、下方に固定した
場合と同様の効果が期待できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、検出モジユール
を支持体を介して主配管に固定しているので、入
口配管の引きまわし長さを大幅に短かくすること
ができ、この結果、ナトリウムの入口配管内での
輸送遅れ時間を短かくして装置の信頼性を大幅に
向上させることができる。また主配管と検出モジ
ユールとの相対位置関係を運転，停止を問わず常
に不変に保つことができるので、主冷却系の設計
変更あるいは検出モジユールの取付位置の変更等
が生じても、すみやかにこれに対処することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の一例を示す系統図、第２図
は高速炉二次主冷却系における従来装置の取付位
置関係を示す系統図、第３図は本発明の第１実施
例を示す説明図、第４図は同第２実施例を示す説
明図、第５図は同第３実施例を示す説明図、第６
図は同第４実施例を示す説明図、第７図は同第５
実施例を示す説明図、第８図は同第６実施例を示
す説明図、第９図は同第７実施例を示す説明図で
ある。 １……検出モジユール、２……ナトリウム主配
管、３……入口配管、４……出口配管、１６……
建屋構造物、１８……蒸気発生器、１９……支持
体、１９ａ……下半部材、１９ｂ……上半部材、
１９ｃ……フツク部、２０，２４……ねじ部材、
２１……あて布、２２……突起、２３……固定
座、２５，２６……スプリングハンガー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ループ状をなす検出モジユールの両端を、入
   口配管および出口配管を介し高速炉の二次主冷却
   系の主配管にそれぞれ接続して主配管中を流れる
   ナトリウムを分岐させ、分岐させたナトリウム中
   の水素あるいは酸素の濃度を測定することにより
   水漏れを検出するものにおいて、前記検出モジユ
   ールを支持体を介して主配管に固定したことを特
   徴とする水漏洩検出装置。 ２ 検出モジユールを主配管の上方または下方に
   位置させ、かつ入口配管および出口配管を検出モ
   ジユールの側面からコ字状に引出して主配管の側
   面にそれぞれ接続したことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の水漏洩検出装置。