JPS5948656A - 原子炉格納容器内のガス分析装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は原子炉格納容器内のガスを分析する装置に関す
る。

〔発明の技術的背景〕

一般に沸騰水形原子炉等の原子炉圧力容器は原子炉格納
容器内に収容されておシ、万一冷却材の漏洩が生じても
この冷却材が外部に拡散しないように構成されている。

ところで、冷却材衰事故が生じた場合には過熱したジル
コニウム合金製の燃料被覆管と冷却材である軽水とが反
応し、水素ガスおよび酸素ガスが発生する可能性がある
。そして、このような水素ガスおよび酸素ガスが原子炉
格納容器内に所定濃度以上蓄積されると原子炉格納容器
内で水素ガスおよび酸素ガスが結合する可能性がある。

このため、従来は原子炉格納容器内に隔膜ガルバニ電池
形の検出器を設け、この原子炉格納容器内の水素ガスお
よび酸素ガスの濃度を監視するように構成されていた。

この隔膜ガルバニ電池形の検出器は第１図に示す如く構
成されている。すなわち１は本体であって、この本体１
の前面凹部内にはガス導入口２を有するヘッド３が嵌着
されている。そしてこの本体１とヘッド３に挟着されて
ガス透過性を有する合成樹脂製の隔膜４が設けられてい
る。なお、この隔膜４と本体１との間にはＯリング５が
介在され、気密および液密を保持している。また、上記
本体１内には検出電極６および対極７が設けられ、また
この本体１内には電解液８が満たされている。そして、
ガス導入口２よシ原子炉格納容器内のガスが導入される
とこのガス中に含まれている水素ガスあるいは酸素ガス
はその分圧に対応した量が隔膜４を透過して内部に浸入
し、酸化あるいは還元反応を生じ、濃度に対応した信号
電流が検出電極６と対極７との間に生じ、これによって
水素ガスあるいは酸素ガスの濃度が検出できるものであ
る。

〔背景技術の問題点〕

上述した従来の隔膜ガルバニ電池形検出器はその応答速
度が遅い不具合があった。

また、冷却材衰失事故時には原子炉格納容器内に高温高
圧の蒸気が噴出し、原子炉格納容器内は約１７０℃の高
温でかつ約４．５ｋｇ／ｃｍ２の高圧となシ、また湿度
も飽和状態になると予想され、さらに放射性物質が漏洩
した場合には放射線雰囲気となると予想されている。し
たがって、上述の隔膜ガルバニ電池形検出器では冷却材
衰失事故時には高温、高圧に曝され、かつ高湿によって
隔膜４等が水分を吸着し、その寿命が大幅に低下し、ま
た放射線によって電解液８が分解して誤作動を生じる等
その信頼性が低い不具合があった。

また、原子炉格納容器内は作業員の立入が好ましくない
環境であるため、この隔膜ガルバニ電池形検出器の保守
が充分にできない不具合もあった。

このような不具合を解消するため、原子炉格納容器内の
ガスを採取して試料容器に充填し、この試料容器を測定
ステーションに送ってガスを分析し、水素ガスおよび酸
素ガス等の濃度を検出する装置が考えられた。しかし、
このような装置は測定に長時間を要する不具合がある。

このため、このような装置を実用化するには測定時間を
短縮する必要がある。

〔発明の目的〕

本発明は以上の事情にもとづいてなされたもので、その
目的とするところは原子炉格納容器内のガスを採取して
試料容器に充填し、この試料容器を測定ステーションに
送って分析をなすものにおいて、試料ガスの採取からこ
の試料ガスを分析用のガスクロマトグラフに送シ込むま
での時間を短縮することができる原子炉格納容器内のガ
ス分析装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

５一 本発明は原子炉格納容器内のガスを採取して試料容器に
充填する試料ガス採取充填機構と、上記試料容器を測定
ステーションに送る移送機構と、上記測定ステーション
に設けられたガスクロマストグラフと、上記測定ステー
ションに設けられた試料ガス取出用のハウジングと、こ
のハウジング内に気密をもって摺動自在に嵌合された摺
動体と、この摺動体を摺動させる摺動体駆動機構と、上
記ハウジングの内面に開口し上記試料容器に接続される
試料ガス供給口と、上記ハウジングの内面に開口し真空
ポンプに接続された吸引口と、上記ハウジングの内面に
開口しキャリヤガスが供給されるキャリヤガス供給口と
、上記ハウジングの内面に開口し上記ガスクロマトグラ
フのカラムに接続された試料ガス送出口と、上記摺動体
内に形成されこの摺動体の外面に開口しこの摺動体の移
動によシ上記試料ガス供給口と吸引口とに、または上記
キャリアガス供給口と試料ガス送出口とに選択的に連通
ずる試料ガス保持通路とを具備したもので＝６− ある。

したがって、まず上記試料ガス保持通路を試料ガス供給
口と吸引口とに連通させておき、真空ポンプによってこ
の試料ガス保持通路内および試料ガス供給口、吸引口内
等を真空にしておき、この試料ガス供給口に試料容器を
接続すればこの試料容器内の試料ガスは短時間でこの試
料ガス保持通路内に流入する。次に摺動体を摺動させ、
この試料ガス保持通路をキャリヤガス供給口と試料ガス
送出口とに連通させればこの試料ガス保持通路内の試料
ガスはキャリヤガス供給口から供給されるキャリヤガス
とともに短時間でガスクロマトグラフのカラムに送シ込
まれる。よって試料ガスの採取からこの試料ガスをガス
クロマトグラフに送シ込むまでの時間が大幅に短網され
るものである。

〔発明の実施例〕

以下第２図ないし第５図を参照して本発明の一実施例を
説明する。図中１１は原子炉格納容器である。そして、
この原子炉格納容器１１の外にはこの原子炉格納容器１
１内のガスを試料ガスとして採取し、試料容器内に充填
する試料ガス採取充填機構ヨが設けられている。また、
原子炉格納容器１１から離れた位置には試料容器内の試
料ガスを分析し、試料ガス中の水素ガスあるいは酸素ガ
スの濃度を測定する測定ステーション１３が設けられて
いる。

そして、上記試料ガス採取充填機構りは以下の如く構成
されている。１４はガス採取管、１５はガス戻し管であ
って、原子炉格納容器１１内のガスはこのガス採取管１
４から取シ出されポンプ１６によってガス戻し管１５を
介して原子炉格納容器１１内に戻されるように構成され
ている。なお、このポンプ１６の入口側および出口側に
はそれぞれ人口弁１７および出口弁１８が設けられてい
る。また、このポンプ１６の上流側には凝縮器１９およ
びドレンポット２０が設けられておシ、原子炉格納容器
１１内のガスに含まれている水蒸気はこの凝縮器１９に
よって凝縮されるとともにドレンポット２０内に溜って
分離され、湿分がポンプ１６に吸入されて故障するのを
防止している。なお、このドレンポット２０内に溜った
凝縮水はドレン弁２１を介して排出される。また、上記
ガス採取管１４には圧力検出器２２および流量検出器２
３が設けられておシ、原子炉格納容器１１内から取シ出
されたガスの圧力および流量を検出するように構成され
ている。また、上記ガス採取管１４の途中には比較的大
容量の大計量パイプ２４および比較的小容量の小計量パ
イプ２５とが互に並列に設けられている。これら大計量
パイプ２４および小計量パイプ２５の入口側および出口
側にはそれぞれ人口弁ｚ６．２７および出口弁２８．２
９が設けられ、またこれら大計量パイプ２４および小計
量ノ４イブ２５の下流側には開閉弁３０が設けられてい
る。また、これら大計量パイｆ２４、小計量パイプ２５
および開閉弁３０をパイプ４スしてパイプ４ス管３１が
設けられておシ、このバイノｆス管３１の途中にはパイ
・ぐス弁３２が設けられている。そして、９− これら大計量パイプ２４および小計量ノヤイｆｘｓの出
口側は開閉弁３３を介して試料タンク３４に接続されて
いる。また、この試料タンク３４には開閉弁３５、前記
の凝縮器１９およびドレンポット３６を介して真空ポン
プ３７が接続されておシ、この真空ボンｆ３７によって
試料タンク３４内を真空に排気することができるように
構成されている。なお、３８はドレン弁である。また、
この試料タンク３４には開閉弁３９を介してガス充填機
構すが接続されている。

このガス充填機構４０は第３図に示す如く先端が尖鋭に
形成された管状の貫通針４１と、試料容器４２を移動さ
せる移動機構４３とから構成されている。上記の試料容
器４２は気密性を有し、その口部には合成ゴム等の弾性
材料からなる貫通体４４が設けられている。そして、移
動機構４３によって試料容器４４を移動させて貫通針４
１を貫通体４４に突き刺して貫通させ、あらかじめ真空
に排気されている試料容器４２内にこの貫通針４１を通
して試料ガスを充填す１０− るように構成されている。

また、上記の試料ガス採取充填機構１２と前記の測定ス
テーション１Ｂとの間には上記の試料容器４２を送る移
送機構Ｕが設けられている。この移送機構すは試料ガス
採取充填機構口と測定ステーション１１Ｂとの間にわた
って設けられた気送管５１を有し、この気送管５１内を
空気圧によって試料容器４２が移送されるように構成さ
れている。そして、この気送管５１の両端には送出・受
取機構５２．５３が設けられておシ、内部があらかじめ
真空に排気された試料容器４２を測定ステーション１３
から試料ガス採取充填機構Ｕに送シ、また内部に試料ガ
スが充填された試料容器４２を試料ガス採取充填機構Ｕ
から測定ステージ、７１３に送るように構成されている
。

また、上記測定ステーションしは以下の如く構成されて
いる。この測定ステーション」には試料ガスを分析して
その中に含まれる水素ガスあるいは酸素ガスの濃度を測
定するガスクロマトグラフ５４が設けられている。また
、この測定ステーション口には第４図に示す如き試料ガ
ス取出機構Ｌ」が設けられている。６１はそのハウジン
グであって円筒状をなしている。

そしてこのハウジング６１内には円柱状の摺動体６２が
気密をもって摺動自在に嵌合している。

そして、この摺動体６２は摺動体駆動機構すによって摺
動されるように構成されている。この摺動体駆動機Ｓす
は圧力室６４内に設けられたダイヤフラム６５を備えて
おシ、このダイヤフラムθ５はロッド６６を介して摺動
体６２に連結されている。そして、弁６７７．６８を介
してこのダイヤフラム６５の両側に選択的に高圧ガスを
供給してダイヤフラム６５を変位させ、上記の摺動体６
２を摺動させるように構成されている。また、上記ハウ
ジング６１にはその内周面に開口した試料ガス供給口６
９が形成されている。そして、この試料ガス供給口６９
は開閉弁２０を介して貫通針７１に接続されている。

そして、送られて来た試料容器４２は移動機構７２によ
って移動され、この貫通針７ノが試料容器４２の貫通体
４４全貫通するように構成されている。壕だ、上記ハウ
ジング６１には上記試料ガス供給口６９に対向してこの
ハウジング６１の内周面に開口した吸引ロア３が形成さ
れている。そして、この吸引ロア３には真空タンク７４
、開閉弁７５を介して真空ポンプ７６が接続されている
。また、このハウジング６１にはその内面に開口したキ
ャリヤガス供給ロア７が形成されておシ、このキャリヤ
ガス供給ロア７にはキャリヤガス供給機構（図示せず）
からキャリヤガスが供給されるように構成されている。

さらに、このハウジング６１には上記キャリヤガス供給
ロア７に対向して内周面に開口した試料ガス送出ロア８
が形成されており、この試料ガス送出ロア８にはガスク
ロマトグラフ６４の測定用のカラム７９が接続されてい
る。

また、上記摺動体６２内にはこれと直角に所定の容積を
有する試料ガス保持通路８０が形成されておシ、この試
料ガス保持通路８００両端は１３− 摺動体６１の外周面に開口している。そして、この試料
ガス保持通路８０は摺動体６２の摺動によ多試料ガス供
給口６９と吸引ロア３とに、またはキャリヤガス供給ロ
ア７と試料ガス送出ロア８とに選択的に連通ずるように
構成されている。また、との摺動体６２にはキャリヤガ
ス通路８１が形成されておシ、このキャリヤガス通路８
１は上記試料ガス保持通路８０が試料ガス供給口６９と
吸引ロア３とに連通した状態において上記キャリヤガス
供給ロア７と試料ガス送出ロア８とに連通ずるように構
成されている０次に上記一実施例の作用を説明する。ま
ず、測定に先立って大計量パイプ２４、小計量ノ４イゾ
２５の入口弁２６．２７および出口弁２８゜２９、開閉
弁３０、パイノ々ス弁３２等を開弁じ、ポンプ１６を運
転して原子炉格納容器１１内のガスを循環させておく、
また、真空ポンプ３１を運転して試料タンク３４内を真
空に排気しておく。次にこの試料タンク３４の上流側の
開閉弁３３を開弁して原子炉格納容器１１内のガス１４
− を試料ガスとしてこの試料タンク３４内に充填する。こ
の場合、原子炉格納容器１１内のガスの放射性物質の濃
度が低い場合には原子炉格納容器１ノ内のガスを直接試
料タンク３４内に充填する。また原子炉格納容器１１内
のガスの放射性物質の濃度が高い場合には大計量パイプ
２４、小計量パイプ２５の大口弁２６．２７および出口
弁２Ｂ、２９、開閉弁３０を一度閉弁し、次に試料タン
ク３４の上流側の開閉弁３３を開弁するとともに大計量
パイプ２４の出口弁２８を開弁し、この大計量パイプ２
４円に貯溜されている量だけの試料ガスを試料タンク３
４に送シ、この試料タンク３４内に試料・ガスを希釈し
た状態で充填し、以後の取扱を容易とする。

なお、放射性物質の濃度がさらに高い場合には小計量・
母イゾ２５を用いて同様の操作をおこない、希釈度を高
める。次に測定ステーション口からあらかじめ内部が真
空に排気された試料容器４２を試料ガス採取充填機構し
に送シ、この試料容器４２の貫通体４４に貫通針４１を
貫通させ、開閉弁３９を開弁して試料タンク３４内の試
料ガスを貫通針４１を介して試料容器４２内に充填する
。次にこの試料容器４２を測定ステージｗン朋に送る。

この測定ステーション」の試料ガス取出機構りはあらが
じめ第４図に示す如く摺動体６２の試料ガス保持通路８
０が試料ガス供給口６９と吸引ロア３に連通し、またキ
ャリヤガス通路８１がｉヤリャガス供給ロア７と試料ガ
ス送出ロア８に連通した状態としておく。そして開閉弁
７ｏを閉弁するとともに真空ボン７°７６を運転し、試
料ガス保持通路８０内を真空に排気しておき、またキャ
リヤガス通路８１を介してガスクロマトグラフのカラム
７９にキャリヤガスを流通させておく。そして、送られ
て来た試料容器４２の貫通体４４に貫通針７１を貫通さ
せるとともに開閉弁７０を開弁する。したがって、この
試料容器４２内の試料ガスは貫通針７１を通して試料ガ
ス保持通路８０内に充填される。なお、この一実施例で
は吸引ロア３が真空タンク７４を介して真空ポンプ７６
に接続されているので、開閉弁７０を開弁すると多量の
試料ガスが試料ガス保持通路８０′ｆｔ通ってこの真空
タンク７４内に流れる。よってこの試料ガス保持通路８
ｏ内や貫通針７１内等に残存していた不純ガスが充分に
２４−ジされ、この試料ガス保持通路８０内に純粋な状
態で試料ガスを充填できる。次に摺動体６２を移動させ
、第５図に示す如く試料ガス保持通路８０をキャリヤガ
ス供給ロア７と試料ガス送出ロア８に連通させる。した
がってこの試料ガス保持通路８０内の試料ガスはキャリ
ヤガスとともにガスクロマトグラフ５４のカラム７９に
送られ、分析がなされる。よって単に摺動体６２を摺動
させるだけの簡単な操作で試料容器４２内の試料ガスを
カラム７９に送ることができ、測定時間を短縮すること
ができる。

〔発明の効果〕

上述の如く本発明は原子炉格納容器内のガスを採取して
試料容器に充填する試料ガス採取充填機構と、上記試料
容器を測定ステーションに１７− 送る移送機構と、上記測定ステーションに設けられたガ
スクロマトグラフと、上記測定ステーションに設けられ
た試料ガス取出用のハウジングと、この−・ウジング内
に気密をもって摺動自在に嵌合された摺動体と、との摺
動体を摺動させる摺動体駆動機構と、上記ハウジングの
内面に開口し上記試料容器に接続される試料ガス供給口
と、上記ハウジングの内面に開口し真空−ンゾに接続さ
れた吸引口と、上記−・ウジングの内面に開口しキャリ
ヤガスが供給されるキャリヤガス供給口と、上記ハウジ
ングの内面に開口し上記ガスクロマトグラフのカラムに
接続された試料ガスに送出口と、上記摺動体内に形成さ
れこの摺動体の外面に開口しこの摺動体の移動によシ上
記試料ガス供給口と吸引口とに、または上記キャリヤガ
ス供給口と試料ガス送出口とに選択的に連通ずる試料ガ
ス保持通路とを具備したものである。

したがって、まず上記試料ガス保持通路を試料ガス供給
口と吸引口とに連通させておき、真空１８− ポンプによってこの試料ガス保持通路内および試料ガス
供給口、吸引口内等を真空にしておき、この試料ガス供
給口に試料容器を接続すればこの試料容器内の試料ガス
は短時間でこの試料ガス保持通路内に流入する。次に摺
動体を摺動させ、この試料ガス保持通路をキャリヤガス
供給口と試料ガス送出口とに連通させればこの試料ガス
保持通路内の試料ガスはキャリヤガス供給口から供給さ
れるキャリヤガスとともに短時間でガスクロマトグラフ
のカラムに送シ込まれる。

よって試料ガスの採取からこの試料ガスをガスクロマト
グラフに送シ込むまでの時間が大幅に短縮される等その
効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来用いられている隔膜ガルバニ電池形検出器
の縦断面図である。第２図ないし第５図は本発明の一実
施例を示し、第２図は全体の概略構成図、第３図はガス
充填機構の概略図、第４図および第５図はそれぞれ異な
る作動状態における試料ガス取出機構の概略構成図であ
る。 １１・・・原子炉格納容器、Ｊ　２　・・・試料ガス採
取光導機構、し・・・測定ステーション、４２・・・試
料容器、Ｕ・・・移送機構、５４・・・ガスクロマトグ
ラフ、Ｕ・・・試料ガス取出機構、６１・・・ハウジン
グ、６２・・・摺動体、６３−・・摺動体駆動機構、６
９・・・試料ガス供給口、７３・・・吸引口、７２・・
・キャリヤガス供給口、７８・・・試料ガス送出口、８
０・・・試料ガス保持通路。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第３図 −３１７一

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原子炉格納容器内のガスを採取して試料容器に充填する
   試料ガス採取充填機構と、上記試料容器を測定ステーシ
   ョンに送る移送機構と、上記測定ステーションに設けら
   れたガスクロマトグラフと、上記測定ステーションに設
   けられた試料ガス取出用のハウジングと、このハウジン
   グ内に気密をもって摺動自在に嵌合された摺動体と、と
   の摺動体を摺動させる摺動体駆動機構と、上記ハウジン
   グの内面に開口し上記試料容器に接続される試料ガス供
   給口と、上記ハウジングの内面に開口し真空ポンプに接
   続された吸引口と、上記ハウジングの内面に開口しキャ
   リヤガスが供給されるキャリヤガス供給口と、上記ハウ
   シングの内面に開口し上記ガスクロマトグラフのカラム
   に接続された試料ガス送出口と上記摺動体内に形成され
   この摺動体の外面に開口しこの摺動体の移動によシ上記
   試料ガス供給口と吸引口とに、または上記キャリヤガス
   供給口と試料ガス送出口とに選択的に連通する試料ガス
   保持通路とを具備したことを特徴とする原子炉格納容器
   内のガス分析装置。