JPS6018009B2 - 原子炉格納容器内のガス採取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は原子炉格納容器内のガスを自動的に採取する装
置に関する。

一般に原子炉圧力容器その他の機器は原子炉格納容器内
に収容され、万一冷却材の漏洩が生じたような場合でも
漏洩した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、この原子炉格納容器は原子炉運転中には密閉
され、外部から完全に隔離されるように構成されている
。ところで、原子炉運転中における原子炉格納容器内の
状態を把握することができれば、この原子炉格納容器内
の機器の状態を知ることができ、特に原子炉格納容器内
のガスを採取して分析することにより原子炉格納容器内
の機器の微小漏洩を早期に検出でき、原子炉の安全性を
より完全なものとすることができる。しかし、原子炉運
転中には原子炉格納容器近傍の放射線量が大きく、この
ような状態で原子炉格納容器内のガス採取をなすことは
作業者の被曝線量が増加するため好ましくない。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自動的に採取し
、原子炉格納容器内の機器の健全性維持をより確実にす
ることができ、かつガス採取の際の作業者の被曝線量の
増加を招くことがない原子炉格納容器内のガス採取袋瞳
を得ることにある。以下本発明を図面に示す一実施例に
したがって説明する。

図中１は原子炉格納容器であって、この原子炉格納容器
１の外側近傍にはガス採取充填機構２が設けられている
。また３は試料ガス分析室であって、原子炉格納容器Ｔ
から離れた位櫨に設けられているとともに必要な放射線
遮蔽がなされている。そしてこの試料ガス分析室３内に
は原子炉格納容器１内から採取した試料ガスの物理的、
化学的分析をなす分析設備（図示せず）が設けられてい
る。そして上記ガス採取充填機機２は以下の如く構成さ
れている。すなわち、４はガス採取管であって、原子炉
格納容器１の壁を貫通し、原子炉格納容器１内に運通し
ており「 このガス採取管４を介して原子炉格納容器１
内のガスを採取できるように構成されている。そして〜
このガス採取管４の外周にはパイプヒータ５が取付け
られ、またこのガス採取管４にはその表面温度を測定す
る温度検出器６が設けられている。そして、上記温度検
出器６の信号は試料ガス分析室３内に設けられた温度調
節器７に送られ、この温度調節器によって上記パイプヒ
ータ６の発熱量を調節し、ガス採取管４の温度を所定温
度に維持し「このガス採取管４内で水蒸気等の凝縮が生
じないように構成されている。また、このガス採取管４
の途中には圧力を電気信号に変換する圧力伝送器８が設
けられ、この圧力伝送器８は試料ガス分析室３内設けら
れた圧力指示計９に接続され、ガス採取管４内の圧力は
この圧力指示計９に指示されるように構成されている。
このガス採取管４の途中にはオリフィス等の流量検出器
１０が設けられ、この流量検出器１０１こは流量を鰭気
信号に変換する流量伝送器１１が設けられている。そし
てこの流量伝送器１１の信号は試料ガス分析室３内に設
けられた流量指示計１２に後続され、ガス採取管４内を
流れるガスの流量がこの流量指示計Ｉ２に指示されるよ
うに機成されている。そして、このガス採取管４は分岐
され、大容量計量パイプ１３、小容撃計３パイプ１４の
流入側機およびバスパス管１５にそれぞれ接続されてい
る。上記大容量計量パイプ１３および小容量計量パイプ
１４はいずれも所定の内容量を有するもので、それらの
流入側端および流出側端にはそれぞれ開閉弁１６．１７
，１８，１９が設けられており、これら大容量パイプ１
３および小容量パイプ１４はこれらの内部にガスを溜め
ることにより一定容量のガスを計量できるものである。
なお、大容量計量パイプ１３は内容量が大きく、また小
容量計量パイプ１４は内容量が小さいものである。そし
て、これら大容量計量パイプ１３および小容量計量パイ
プ１４の流出側端はいずれも開閉弁２０、除湿器２１「
トラツプ２２を介してポンプ２３，２３の吸入側に接続
され、また上記バスパス瞥１５も上記除湿器２１、トラ
ツプ２２を介して上記ポンプ２３，２３の吸入側に接続
されている。なお、このバスバス管１５の途中には開閉
弁２４が設けられている。そしてこれら真空ポンプ２３
，２３の吐出側は戻し管２５に接続され、この戻し管２
５は原子炉格納容器１の肇を貫通して原子炉格納容器１
内に蓮適している。なお、上記ポンプ２３，２３の吸入
側および吐出側にはそれぞれ開閉弁２６，２６，２７，
２７が設けられている。また、上記大容量計量パイプ亀
３および小容量計量パイプ１４の流出側端はいずれも開
閉弁２８を介して採取タンク２９に接続されている。こ
の採取タンク２８は採取した試料ガスを一時的に貯えて
おくもので、所定の容量を有している。そして、この採
取タンク２９は開閉弁３０「除湿器２１およびトラップ
３１を介して真空ポンプ３２の吸入側に接続されトこの
真空ポンプ３２の吐出側は上記の戻し管２５に接銃され
ている。なお、上記の除湿器２１およびトラツプ２２，
３１は試料ガス中の水分等が凝縮してこれがポンプ２３
，２３および真空ポンプ３２に吸入されてこれらが損復
するのを防止するものであって「試料ガス中の水分等は
除湿器２１で凝縮されてトラップ２２，３１で緒築され
、これらトラツプ２２，３貫内に溜った水は排出弁３３
，３４を介して廃棄物処理系に送られるように醸成され
ている。また、３５はボンベ等の希釈用ガス供聯合源で
あって、希釈用ガスとしてはたとえばＮ２ガスが使用さ
れる。そしてこの希釈用ガス供給源３５は開閉弁３６を
介して上記大容量計量パイプ１３および小容量計量パイ
プ１４の流出側端に接続されており、これら大容量計量
パイプ１３および小容量計量パイプ１４から採取タンク
２９に到るまでの配管中および採取タンク２９内に希釈
用のＮ２ガスを供給できるように構成されている。また
、上記採取タンク２９は開閉弁３７を介して充填機構３
８に接続されている。そして、この充填機構３８は以下
の如く構成されている。３９は充填針であって、中空状
をなすとともに先端が尖鋭に形成され、上記の開閉弁３
７を介して採取タンク２９に接続されている。

また、４０は戦層台であって、この戦直台４０はェアシ
リンダ４１によって昇降されるように構成されている。
そしてこの戦贋台４０上には試料容器４２が戦遣される
ように構成されており、この試料容器４２の上端部は合
成ゴム等の弾性材料からなるキャップ４３で閉塞されて
いる。そして、この試料容器４２は載層台４０の上昇に
よって押し上げられ、上記充填針３９がこの試料容器４
２のキャップ４３に突き刺さり、このキャップ４３を貫
通するように構成されている。また、この充填機構３８
と前記試料ガス分析室３との間には試料容器搬送機構４
４が設けられている。この試料容器搬送機構４４は空気
圧力によって気送子（図示せず）を気送管４５内で移動
させるものであって、試料ガス分析室３内には上記の気
送子の送り出し＾受け取りをなす気送子ステーション４
６が設けられている。そして、上記充填機構３８には移
送機構４７が設けられている。この移送機構４７は試料
容器４２を把持するチャック機構４８およびこのチャッ
ク機構４８を昇降するェアシリンダ４９等から構成され
、この移送機構４７によって気送管４５を介して送られ
て釆た気送子から試料容器４２を取出して戦鷹台４０上
に載瞳し、また試料ガスの充填が終了した試料容器４２
を戦瞳台４０から気送子に移すように構成されている。
そして、上記大容量計量パイプ１３、小容革計量パイプ
１４、採取タンク、充填機構２９は陣溢容器５０内に収
容されている。そしてこの恒温容器５０内には温度検出
器５１が設けられ、この温度検出器５１からの信号は試
料分析室３内に設けられた温度調節器５２に送られ、こ
の温度調節器５２によって陣温容器５０内の温度を所定
の温度に維持し、大容量計量パイプ１３、小容革計量パ
イプ１４、採取タンク２９、充填機構３８等内で水分が
凝縮するのを防止するように構成されている。以上の如
く構成された本発明の一実施例は、原子炉格納容器１内
のガスをガス採取充填機構２によって採取するとともに
この採取した試料ガスを試料容器４２内に充填し、この
試料ガスが充填された謎料容器４２を試料容器搬送機礎
４４によって試料ガス分析室３内まで自動的に搬送し、
この試料ガス分析室３内の分析設備によって試料ガスの
放射能測定、化学的分析等をおこなうものである。

そして、上記試料ガスはその放射能の強さに対応して異
なる態様で試料容器で４２に充填される。まず試料ガス
の放射能が弱く、試料ガス分析室３内で容易に取扱い得
るような場合について説明する。このような場合にはま
ず気送管４５内を気送子によって送られて釆た試料容器
４２を移送機構４７によって戦陣台４０上に移し、この
載層台４０を上昇させて試料容器４２を押し上げ、この
試料容器４２のキャップ４３に充填針３９を突き刺して
貫通させ、この充填針３９内と試料容器４２内とを運速
させる。次に第３図ａに示す如く大容量計量パイプ１３
、小容童計量パイプ１４の両端部の開閉弁１６，１７，
１８，１９、ポンプ２３，２３への配管の途中の開閉弁
２０、バイパス管１５の途中の開閉弁２４および希釈用
ガス供給源３５からの配管の途中の開閉弁３６を開弁し
、真空ポンプ３２を運転して採取タンク２９、試料容器
４２および上記閉弁した開閉弁で囲まれる部分の配管内
を真空に排気する。次に第３図ｂに示す如く真空ポンプ
３２に到る配管の途中にある開閉弁３０を閉弁するとと
もに大容量計量パイプ１３の両端の開閉弁１６，１８を
開弁する。すると原子炉格納容器１内のガスは採取タン
ク２９、試料容器４２等内の真空に引かれてこれらの内
部に流入し、試料容器４２内にほぼ大気圧に等しい圧力
で試料ガスが充填される。次に載瞳台亀０を下降させて
試料容器４２を引下げ、充填針３９をキャップ４３から
引抜く。この場合、キャップ４３には充填針３９を刺し
た跡が残るが、このキャップ４３は弾性材料で形成され
ているので、充填針３９を刺した後は閉塞されるととも
にこの試料容器４２内にはほぼ大気圧に等しい圧力で試
料ガスが充填されているので、この充填針３３を刺した
跡から試料容器が漏洩したり大気が侵入したりすること
はない。そして「 この試料ガスが充填された試料容器
４２は移送機機亀川こよって気送子に移され、気送子と
ともに気送管４５を通って試料ガス分析室３内に搬送さ
れる。次に原子炉格納容器１内のガスの放射能が強くト
このガスをそのまま採取した場合には試料ガス分析室３
内での取扱が面倒となる場合には次のようにして試料ガ
スを希釈する。まず、第４図ａに示す如く小容量計量パ
イプ竃亀の両端部の開閉弁亀７愚 翼ｇトバィパス管亀
５の途中の開閉弁２へ希釈用ガス供給源３辱からの配管
の途中の開閉弁３６をそれぞれ閉弁するとともに〜大容
量計露パイプ竃蟹の両端の開閉弁亀Ｓ？ 官８およびポ
ンプ２３９ ２３に到る配管の途中の開閉弁２８を関弁
し〜これらポンプ２３，２３を運転し、大容量計量パイ
プ１３を適して原子炉格納容器翼内のガスを流す。次に
第４図ｂに示す如く大容量計量パイプ亀３の両端の開閉
弁１６，亀８を閉弁し、この大容量計量パイプ亀３内に
所定量の試料ガスを貯えるとともにポンプ２３９ ２３
に到る配管の途中の開閉弁蜜０を閉弁する。次に前述し
た場合と同様にして謎料容器４２を上昇させトそしてキ
ャップ亀針こ充填針３９を突き刺す。そして〜真空ポン
プ登宅を運転し「試料容器４２「採取タンク塁９および
開閉弁１８つ １９３ ２０，３６で囲まれる部分の配
管内を真空に排気する。次に第亀図ｃに示す如く開閉弁
２８３３０，３７を閥弁するとともに大容量計量パイプ
１３の流出側の開閉弁】８を関弁し、この大容量計量パ
イプ１３内に貯溜されていた所定量の試料ガスを「採取
タンク２９等内に拡散させる。次に第４図ｄに示す如く
希釈用ガス供給源３５からの配管の途中にある開閉弁３
６を鰯弁し、希釈用ガス供給源３５から採取タンク２９
、大容量計量パイプ１３等内に希釈用ガスを孫給、拡散
して試料ガスと混合させるとともにこれらの内部の圧力
をほぼ大気圧とし「 この試料ガスを所定の濃度まで希
釈する。次に第４図ｅに示す如く開閉弁３６を閉弁する
とともに開閉弁３７を開弁し、採取タンク２９内の希釈
された試料ガスを試料容器４２内に充填する。そして、
前述と同様にして試料容器を２を下降させて充填針３９
を抜き〜試料容器搬送機機４４によってこの希釈された
試料ガスの充填された試料容器亀２を試料ガス分析室３
に送る。なお、上誌の場合の試料ガスの希釈率は「試料
容器＆２の内容鏡をＶ，、配管内の内容積をＶ２、採取
タンク２９内の内容積をＶ３「大容量計量パイプ軍３内
の内容穣をＶ４とすれば希釈率ＤはＶ４
…‘１１Ｄ；ｖ，十ｖ２十Ｖ３十Ｖ４
で求められる。

また、原子炉格納容器亀内のガスの放射能がさらに強く
、試料ガスの希釈率をさらに小さくしたい場合には大容
量計量パイプも３の代りに小容量計量パイプ亀＆を用い
て上記と同様にして試料ガスを希釈する。

そしてこの小容量計量パイプ亀亀の内容積は大容量計量
パイプ富３の内容積より小さいので「試料ガスの希釈率
がより小さくなるものである■なお「 この場合４・容
麹計量パイプ１亀の内容穣をＶ５とすれば「希釈率口は
Ｖ５ …｛２１Ｄ＝ｖ，
十ｖ２十Ｖ３十Ｖ５となるものである。

なお、上記各部分の内容横Ｖ，虫 Ｖ２，Ｙ３８ Ｖ４
事Ｖ５は設計の際にあらかじめ所定の内容穣を有するよ
うに設定されるが「装置を製作した際に次のようにして
正確な希釈率を求めておく。

まずｔ大容量計量パイプ竃認および小容量計鰹パイプｑ
＆の流入側に所定のガス供甥合源たとえばアルゴンガス
供給源蚤３を接続しもまた充填機機３鰭の代りにガスク
ロマトグラフ５４を接続する。そして〜第５図ａに示す
如く大容量計量パイプ亀舞の両端の開閉弁１ふ ａ蟹お
よび採取タンク舞則こ到る配管の途中の開閉弁２８を関
弁するとともに他の開閉弁を開弁し〜 アルゴンガス供
ｖ給源５３から大容量計量パイプ亀３および採取タンク
滋Ｓ内に１００％のアルゴンガスを大気圧より高い圧力
たとえば１．２気圧程度の圧力で充填する。次に第５図
ｂに示す如く開閉弁３７を開いて１００％のアルゴンガ
スをガスクロマトグラフ５４‘こ流しふ圧力がほぼ大気
圧になったところでこのガスクロマトグラフ５４でアル
ゴンガス１００％の場合のピーク面磯を測定する。次に
第５図ｃに示す如く大容量計量パイプ１３の両端の開閉
弁１６，１８を閉弁し、この大容量計量パイプ亀３内に
所定量の大気圧のアルゴンガスを貯溜する。そして開閉
弁３０を関弁して真空ポンプ３２を運転し、この採取タ
ンク２９内を真空に排気する。次に第５図ｄに示す如く
開閉弁３０を閉弁するとともに大容量計量パイプ１３の
流出側の開閉弁１８を関弁し、採取タンク２９および配
管等内にアルゴンガスを拡散させる。次に第５図ｅに示
す如く開閉弁３６を関弁し、採取タンク２９、大容量計
さパイプ１３等内に希釈用ガスを供Ｖ給拡散させ「 ア
ルゴンガスを希釈用ガスで希釈させる。なお、この場合
希釈用ガス供給源３５からの配管の途中に分岐接続した
開閉弁５５を関弁して希釈用ガスをキャピラリチューブ
５６を介して大気中に逃し、採取タンク２９内等を大気
圧にする。次に第５図ｆに示す如く開閉弁３７を関弁す
るとともに開閉弁５５を閉弁し〜希釈用ガス供Ｖ給源３
５から供給される希釈用ガスの圧力によって採取タンク
２９内の希釈されたアルゴンガスをガスクロマトグラフ
５４に送り、アルゴンガスのピーク面積を測定する。そ
しＣ〜前記したアルゴンガス１００％の場合のピーク面
積と上記の場合のピーク面積の比とから大容量計量パイ
プ１３を用いた場合のガスの希釈率を求める。また「上
記と同様にして小容量計量パイプ１４を用いた場合の希
釈率も求める。なお「本発明は上記の一実施例には限定
されないＱたとえば計量パイプは２本に限らず「１本あ
るいは３本以上設けてもよい。

また「このような試料ガス希釈機構は必らずしも設けな
くてもよい。

また〜試料容器に試料ガスを充填する機構やこの試料容
器を試料ガス分析室まで送る試料客器搬送機構は必らず
しも上記のものには限定されない。

上述の如く本発明は原子炉格納容器内のガスを採取する
とともにこの採取した試料ガスを試料容器内に充填する
ガス採取充填機構と「試料ガスが充填された試料容器を
試料ガス分析室まで自動的に搬送する試料容器搬送機構
とを傭えたものである。

したがって原子炉の運転中や事故時等において原子炉格
納容器内のガスを随時採取分析でき、原子炉格納容器内
の状態を的確に把握できるとともに試料ガスは試料容器
内に充填されて自動的に試料ガス分析室に送られるので
ガス採取に際して作業者が放射線被曝するようなことも
ない等その効果は大である。図面の髄単な説明 図面は本発明の一実施例を示し、第１図は全体の系統図
、第２図は充填機機を示す系統図、第３図ａ９ ｂは試
料ガスを希釈せずに充填する場合の作動を作動順に示す
ガス採取充填機構の系統図、第４図ａないし第４図ｅは
試料ガスを希釈する場合の作動を作動順に示すガス採取
充填機構の系統図、第５図ａないし第５図ｆは希釈率の
測定工程を工程順に示すガス採取充填機構の系統図であ
る。

１……原子炉格納容器、２・・・・・・ガス採取充填機
機も３…・・・試料ガス分析室、９３・・・…大容量計
量パイプ、１４…・・・小容量計量パイプ「 ２９・・
…・採取タンク「 ３２・・・・・・真空ポンプ、３５
・・・・・・希釈用ガス段孫旨源「 ３８…・・・充填
機構、４２・・…・試料容器「 亀４……試料容器搬送
機構、４５……気送管。

第１図 第２図 第３図（ａ】 第３図（ｂ） 第４図（ａ） 第４図（ｂ） 第４図（Ｃ） 第４図（ｄ） 第４図■ 第５図【ａ） 第５図（ｂ） 第５図■ 第５図（ｄ） 第５図（ｅ） 第５図（ｆ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 原子炉格納容器内のガスを採取するとともにこの採
   取した試料ガスを試料容器内に充填するガス採取充填機
   構と、この試料ガスが充填された上記試料容器を試料ガ
   ス分析室まで自動的に搬送する試料容器搬送機構とを具
   備したことを特徴とする原子炉格納容器内のガス採取装
   置。 ２ 前記ガス採取充填機構は採取した試料ガスの放射能
   が強い場合には他のガスでこの試料ガスを希釈するもの
   であることを特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載
   の原子炉格納容器内のガス採取装置。 ３ 前記ガス採取充填機構は前記試料容器内に大気圧と
   等しい圧力でガスを充填するものであることを特徴とす
   る前記特許請求の範囲第１項記載の原子炉格納容器内の
   ガス採取装置。