JPH05288886A - 原子炉水位計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】現場に設置されている水位トランスミッタの
数，種類を減らし、保守性および経済性の向上を図る。 【構成】現場設置の複数の原子炉水位検出器５と中央制
御操作室設置の原子炉水位監視装置８との間を光伝送ラ
イン７で接続する。原子炉水位検出器５は検出部11、特
性補正回路12、アンプ回路13、Ａ／Ｄ変換回路14、第１
の演算器15および電気／光変換回路16を備えている。原
子炉水位監視装置８はモード判定回路、レンジ切替回
路、出力切替回路26、データ保存回路などを備えてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は原子力発電所の原子炉水
位計測装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電所の原子炉水位計測装置は原
子炉圧力容器内に接続された計装配管と、この計装配管
の先端に取り付けられ、水位を差圧で検出する水位トラ
ンスミッタと、この水位トランスミッタからの電気信号
を受け中央制御操作室（以下、中操と記す）に表示する
水位記録計または水位指示計と、一定の水位に達した時
にプラントの機器（ポンプや弁等）の動作を行わせるた
めの水位設定器とから構成されている。

【０００３】従来の水位計測は、原子炉の水位をいくつ
かの部位に分けて計測している。その種類としては原子
炉の下側から燃料部位を測定する燃料域水位計、燃料上
部から蒸気乾燥器上部を測定する広帯域水位計、通常運
転レベルを測定する狭帯域水位計、通常運転レベルから
主蒸気ライン上部までを測定するアップセット水位計、
通常運転レベルから原子炉圧力容器トップまでを測定す
る原子炉停止時水位計、燃料上部から原子炉ウェルまで
の水位を測定する定期検査（以下定検と記す）時水張水
位計の６種類に分けられる。

【０００４】６種類の水位計には、各々、計装配管およ
び水位トランスミッタ水位記録計等が必要であり、さら
に安全保護系に属する水位計は多重化を要求されてお
り、原子炉水位トランスミッタの数も35個以上を必要と
している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の原子炉水位計測
は機能毎に多数種の水位計が設置されており、水位トラ
スミッタの数も35個以上を必要としており、各点検毎の
校正、点検等の保守には、相当の作業時間を必要とする
課題がある。

【０００６】また、水位トランスミッタまでは差圧測定
用の計装配管が原子炉圧力容器から原子炉格納容器を貫
通して布設されている。原子炉格納容器の貫通部は格納
容器としてのシール機能を維持するための計装ペネトレ
ーションが設置されている。水位トランスミッタの設置
数が多いほど、計装配管、計装ペネトレーション等の数
も多く、建設時の工事量も多くなるなどの課題がある。

【０００７】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、原子炉水位トランスミッタの数を大幅に減少
させ、定検毎の計器の校正、点検等の保守作業を減ら
し、保守性が向上し、現場からの水位検出器の調整点検
が遠隔操作で行うことができ、現場への移動、現場での
個々の計器の調整作業を省略でき、作業の省力化が可能
で計装配管、計装ペネトレーション、計装弁等の数も減
らすことができ、経済性、信頼性が向上する原子炉水位
計測装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は現場設置の複数
の原子炉水位検出器と中央制御操作室設置の原子炉水位
監視装置との間を光伝送ラインで接続してなり、前記原
子炉水位検出器は検出部、特性補正回路、アンプ回路、
Ａ／Ｄ変換回路、電気／光変換回路、およびデータ伝送
回路、レンジ切替回路、ゼロ点調整回路とそれらデータ
を保存するメモリを持った第１の演算器で構成され、前
記原子炉水位監視装置は運転モードスイッチ、Ｄ／Ａ変
換回路、出力切替回路、水位記録計、水位指示計、ＣＲ
Ｔコントローラ、ＣＲＴ、および運転モードスイッチや
プロセス信号によりプラントの運転状態に応じて原子炉
水位検出器の測定レンジの切替を要求できるモード判定
回路と、校正要求スイッチにより現場検出器および光伝
送ラインの健全性を診断する診断回路と、前記水位記録
計や指示計の測定レンジに合うように出力信号を切替え
るレンジ切替回路と、診断結果や校正データを収納する
メモリを持った第２の演算器で構成されることを特徴と
する。

【０００９】

【作用】中操の原子炉水位監視装置で、原子炉運転モー
ドスイッチの状態やプラントの他のプロセス量によりプ
ラントの運転状態を判断し、その状況により光ケーブル
を経由して現場の水位検出器に信号を送り、適切な測定
レンジに切替えを行う。また、水位検出器からの水位信
号を受け、原子炉水位監視装置の出力切換回路では前記
測定レンジ切替に対応した回路が選択され、必要な記録
計等に信号が送られ、原子炉水位を表示する。

【００１０】また、原子炉水位監視装置の選択スイッチ
により水位検出器の測定レンジ、校正データ等の要求を
行う。この要求信号は光伝送ラインを経由して現場の水
位検出器に伝達され、測定レンジの確認、前記校正デー
タのチェックをし、その結果を光伝送ラインを経由して
原子炉水位監視装置のデータ保存回路に送る。

【００１１】

【実施例】本発明に係る原子炉水位計測装置の一実施例
を図面を参照しながら説明する。図１において、原子炉
圧力容器１からは原子炉格納容器２を貫通して何本かの
計装配管４が引き出され、水位測定用の原子炉水位検出
器５に接続されている。原子炉格納容器２の貫通部は計
装ペネトレーション３でシールされている。計装配管４
には計装弁６が何箇所かに設置されている。

【００１２】中操には原子炉水位監視装置８が設置さ
れ、原子炉水位検出器５と原子炉水位監視装置８の間は
光ファイバーを利用した光伝送ライン７で接続されてい
る。原子炉水位検出器５、光伝送ライン７および原子炉
水位監視装置８により原子炉水位計測装置10が構成され
ている。

【００１３】図２に原子炉水位計測装置10のブロック図
を示す。まず、原子炉水位検出器５の構成を説明する。
原子炉水位は検出部11で差圧として検出され、特性補正
回路12、アンプ回路13、Ａ／Ｄ変換回路14を経て第１の
演算器（ＣＰＵ）15に入力される。第１の演算器15から
の出力は、電気／光（Ｅ／Ｏ）変換回路16で光に変換さ
れ、光伝送ライン７を経由して原子炉水位監視装置８に
入力される。

【００１４】原子炉水位監視装置８は光／電気（Ｏ／
Ｅ）変換回路21により信号が取り込まれ、第２の演算器
22で信号処理される。第２の演算器22は図３に示したプ
ラントの運転モードスイッチ23、原子炉格納容器２の圧
力や主蒸気流量等のプロセス信号24を入力とし、Ｄ／Ａ
変換回路25、出力切替回路26を介して中操盤の複数の水
位記録計27、水位指示計28に表示される。また、ＣＲＴ
コントローラ46を経てＣＲＴ47にも表示される。さら
に、原子炉水位検出器５の構成・点検のためには校正要
求スイッチ29により校正信号を出力する。

【００１５】以上は原子炉水位監視装置８と１つの原子
炉水位検出器５とのつながりについて説明したが、光伝
送ライン７を介して他の水位検出器とも接続されてい
る。

【００１６】図３に第１の演算器15と第２の演算器22の
機能ブロック図を示す。原子炉水位検出器５の第１の演
算器15はデータ伝送回路31、レンジ切替回路32、ゼロ点
調整回路33およびメモリ34から構成される。一方、原子
炉水位監視装置８の第２の演算器22は、データ伝送回路
41、モード判定回路42、レンジ切替回路43、メモリ44お
よび診断回路45から構成されている。

【００１７】次に上記構成の原子炉水位計測装置の作用
を説明する。図２において、原子炉水位は２本の計装配
管４から差圧として受け、検出部11で検出し、電気信号
に変換する。特性補正回路12で測定スパン、ゼロ点位置
等が補正され、アンプ回路13で一定の信号に増幅され
る。Ａ／Ｄ変換回路14ではアナログ信号をディジタル信
号に変換し、第１の演算器15に入力される。

【００１８】第１の演算器15の信号は電気／光変換回路
16を通して中操側の原子炉水位監視装置８に伝送され
る。逆に原子炉水位監視装置８からの信号は電気／光変
換回路16を経て第１の演算器15に伝達が可能である。中
操の原子炉水位監視装置８では光／電気変換回路21、運
転モードスイッチ23やプロセス信号24を第２の演算器に
入力する。

【００１９】第２の演算器22の信号はＤ／Ａ変換回路25
で再度アナログ信号に戻され、出力切替回路26を経て適
切なレンジの水位記録計27や水位指示計28に信号を出力
し、原子炉水位を表示する。同様に第２の演算器22の出
力は、ＣＲＴコントローラ46を介してＣＲＴ47に原子炉
水位を表示可能である。

【００２０】図３を利用して第２の演算器22と第１の演
算器15の機能を説明する。第２の演算器22は運転モード
スイッチ23、原子炉格納容器圧力高信号や主蒸気管流量
高等のプロセス信号24を受け、モード判定回路42でプラ
ントの運転状況を判断し、状況に応じたモード選択を行
う。モード選択信号はデータ伝送回路41を経て光／電気
変換回路21に送られ、光伝送ライン７を経て原子炉水位
検出器５の第１の演算器15に伝達される。モード選択信
号はデータ伝送回路31を経て、レンジ切替回路32に入力
される。レンジ切替回路32からの信号により、特性補正
回路12で、レンジ切替に応じた測定レンジを選択する。

【００２１】校正要求スイッチ29では検出装置のゼロ点
調整、レンジ切替、前回の校正データ確認等を計器番号
を指定することにより要求ができる。例えばゼロ点調整
を要求した場合、診断回路45を経てデータ伝送回路41か
ら信号が出され、光／電気変換回路21、光伝送ライン７
を経て原子炉水位検出器５の電気／光変換回路16に入
る。さらに第１の演算器15内でゼロ点調整回路33に要求
が入り、特性補正回路12に校正信号を出す。ゼロ点調整
された結果は逆のルートをたどって原子炉水位監視装置
８に戻され、メモリ44に記憶されると共にＣＲＴ47に表
示する。また、第２の演算器22内の診断回路45は原子炉
水位検出器５の個々の動作状態の点検、異常の診断、光
伝送ラインの健全性などを診断する回路である。

【００２２】図４にモード判定回路42の機能ブロックの
一例を示す。モード判定回路42はプラントの運転状態か
ら判断して適切な原子炉水位検出器５の測定レンジを選
択する回路で、運転モードスイッチ23の「起動」位置信
号51とモードスイッチ「運転」位置信号52のＯＲ論理54
でモード１出力55を、またＯＲ論理54とプロセス信号24
よりの入力で判定した事故信号53とのＡＮＤ論理56でモ
ード２出力57を出力する。またモードスイッチ「燃交」
位置信号58とモードスイッチ「停止」位置信号59のＯＲ
論理60でモード３出力61を、モードスイッチ「定検」位
置信号62でモード４出力63を出力する。このモード１出
力55は、従来の狭帯域レンジとアップセットレンジを選
択し、モード２出力57は従来の燃料域レンジと広帯域レ
ンジを、モード３出力61は、従来の広帯域レンジと原子
炉停止域レンジを、モード４出力63は、原子炉停止域レ
ンジと定検時水張レンジを選択する。

【００２３】こうすることにより、従来燃料域レンジ、
広帯域レンジ、狭帯域レンジと別々の検出器が必要であ
ったものが１台の検出器ですみ、またアップセットレン
ジと原子炉停止域レンジと別々であったものが１台の検
出器でモード出力により測定レンジを切替ることで測定
可能となる。定検時水張水位は１台の検出器で測定す
る。従来６種の水位検出器が必要であったものが、３種
の検出器で各測定レンジをカバーできる。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば次の効果がある。 (1) 原子炉水位監視装置８のモード判定回路の機能によ
り現場に設置される原子炉水位検出器の数を半分以下に
減少させ、定検毎の計器の校正、点検等の保守作業を低
減し、保守性を向上する。 (2) 中操の原子炉水位監視装置から現場の水位検出器の
調整点検が遠隔操作で行えるため、保守員の現場への移
動、調整作業を省略でき、作業の省力化が可能である。 (3) 原子炉水位検出器の数を半減させることにより、計
装配管、計装ペネトレーション、計装弁等の数も半減さ
れ、経済性、信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る原子炉水位計測装置の一実施例を
示す構成図。

【図２】図１における原子炉水位計測装置の機能ブロッ
ク図。

【図３】図２における第１および第２の演算器の機能を
示すブロック図。

【図４】モード判定回路の機能ブロック図。

【符号の説明】

１…原子炉圧力容器、２…原子炉格納容器、３…計装ペ
ネトレーション、４…計装配管、５…原子炉水位検出
器、６…計装弁、７…光伝送ライン、８…原子炉水位監
視装置、９…他の原子炉水位検出器、10…原子炉水位計
測装置、11…検出部、12…特性補正回路、13…アンプ回
路、14…Ａ／Ｄ変換回路、15…第１の演算器、16…電気
／光変換回路、21…光／電気変化回路、22…第２の演算
器、23…運転モードスイッチ、24…プロセス信号、25…
Ｄ／Ａ変換回路、26…出力切替回路、27…水位記録計、
28…水位指示計、29…校正要求スイッチ、31…データ伝
送回路、32…レンジ切替回路、33…ゼロ点調整回路、34
…メモリ、41…データ伝送回路、42…モード判定回路、
43…レンジ切替回路、44…メモリ、45…診断回路、46…
ＣＲＴコントローラ、47…ＣＲＴ、51…モードスイッチ
「起動」位置信号、52…モードスイッチ「運転」位置信
号、53…事故信号、54…ＯＲ論理、55…モード１出力、
56…ＡＮＤ論理、57…モード２出力、58…モードスイッ
チ「燃交」位置信号、59…モードスイッチ「停止」位置
信号、60…ＯＲ論理、61…モード３出力、62…モードス
イッチ「定検」位置信号、63…モード４出力。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現場設置の複数の原子炉水位検出器と中
   央制御操作室設置の原子炉水位監視装置との間を光伝送
   ラインで接続してなり、前記原子炉水位検出器は検出
   部、特性補正回路、アンプ回路、Ａ／Ｄ変換回路、電気
   ／光変換回路、およびデータ伝送回路、レンジ切替回
   路、ゼロ点調整回路とそれらデータを保存するメモリを
   持った第１の演算器で構成され、前記原子炉水位監視装
   置は運転モードスイッチ、Ｄ／Ａ変換回路、出力切替回
   路、水位記録計、水位指示計、ＣＲＴコントローラ、Ｃ
   ＲＴ、および運転モードスイッチやプロセス信号により
   プラントの運転状態に応じて原子炉水位検出器の測定レ
   ンジの切替を要求できるモード判定回路と、校正要求ス
   イッチにより現場検出器および光伝送ラインの健全性を
   診断する診断回路と、前記水位記録計や指示計の測定レ
   ンジに合うように出力信号を切替えるレンジ切替回路
   と、診断結果や校正データを収納するメモリを持った第
   ２の演算器で構成されることを特徴とする原子炉水位計
   測装置。