JPS6355420A - デイツプチユ−ブ - 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〕 （産業上の利用分野） 本発明は、使用済核燃料の再処理工場におけるパージ式
液面計あるいはパージ式密度計に用いられるディップチ
ューブに係り、特にディップチューブの先端が浸漬され
る被測定液体に下降流が生じていた場合でも正確な測定
結果が容易に得られるディップチューブに関する。

（従来の技術） 高放射性溶液を大量に取扱う使用済核燃料の再処理工場
において、パージ式液面計およびパージ式密度計は、塔
槽類の液面、密度を高精度かつ高信頼度で測定できる計
測器として多用されている。

第３図は、この種の従来のパージ式液面計およびパージ
式密度計を示すもので、図中符号１，２は差圧検出器で
あり、両差圧検出器１，２の入力側には、第１、第２、
第３の管状をなすディップチューブ３，４，５の基端が
それぞれ接続されている。また第１、第２のディップチ
ューブ３，４の先端開口部は、浸漬深さＨ，、Ｈ２で被
測定液６中に浸漬され、また第３のディップチューブ５
の先端開口部は、測定液６の液面上方位置に位置してい
る。

これら各ディップチューブ３，４．５には、第３図に示
すようにパージ流量を一定に調節するパージセット１０
．１１．１２が配管７，８．９を介してそれぞれ接続さ
れており、各パージセット１．０，１１゜１２には、圧
力空気源から配管１３を介して１〜２ｋｇ／ａＪＧの圧
力空気が供給されるようになっている。

以上の構成において、各ディップチューブ３゜４．５内
には、各配管７，８．９から数Ｑ／ｈの小流量のパージ
ガスが供給される。このパージガスは、各ディップチュ
ーブ３，４．，５の先端から放出され、第１のディップ
チューブ３内では、液面上方の気相から被測定液６が受
ける圧力と、先端開口部での被測定液６の液圧ρｇＨ□
（ρ：被測定液６の密度、ｇ：重力加速度）とを加えた
圧力に等しい圧力を呈する。また第２のディップチュー
ブ４内では、被測定液６の液面上方の気相から受ける圧
力と、先端口部までの被測定液６の液圧ρＫ　Ｈｚとを
加えた圧力に等しい圧力を呈する。さらに第３のディッ
プチューブ５内では、被測定液６の液面上方の気相から
受ける圧力に等しい圧力を呈する。したがって、差圧検
出器１で第１のディップチューブ３で生じたパージガス
圧力と第２のディップチューブ４で生じたパージガス圧
力との差圧を検出すれば、この差圧は９ｇ　（Ｈ２−Ｈ
ｔ）となり、Ｈ２−Ｈ□は予め求められているので、こ
の測定値から被測定液６の密度ρが求められる。

また差圧検出器２で第２のディップチューブ４で生じた
パージガス圧力と第３のディップチューブ５で生じたパ
ージガス圧力との差圧を検出すれば、この差圧はρＫＨ
ｚとなり、この値から、被測定液６の密度ρを用いて液
面位置Ｈ２を求めることができる。

一般に、使用済核燃料の再処理工場には、溶液を濃縮す
るためにいくつかの蒸発缶が設置されており、第３図に
示す硝酸プルトニウム蒸発缶もその一つである。この蒸
発缶は、２つの加熱部１４゜１５において、蒸気ジャケ
ット１６．１７を通流する蒸気により硝酸プルトニウム
溶液を加熱し沸騰させる。このとき発生する蒸気は、蒸
気逃がし管１８゜１９を通って図示しない廃気処理系に
導かれる。

一方、加熱されて密度の小さくなった溶液は、上部連通
管２０．２１を通って循環部２２に流入し、プルトニウ
ム濃度の若干薄い液と混合されて温度が下がる。また循
環部２２に流入した溶液を補うべく、循環部２２から下
部連通管２３．２４を介し加熱部１４゜１５に温度の低
い溶液が流入する。このため、循環部２２には、溶液の
下降流が生じる。

ところで、被測定液６の浸漬されているディップチュー
ブ３，４の先端からは、パージガスが小さな気泡となっ
て放出される。この気泡の大きさは、気泡に作用する浮
力と気泡表面に作用する表面張力との関係から決まるも
のと考えられる。

この放出気泡の大きさとパージ流量との関係により、デ
ィップチューブ３，４先端で繰返されるパージガスと被
測定液６との境界面の上下変動幅が決まり、この大きさ
は５　ｗｎ　Ｈ、０前後であり、またその変動周期は通
常１秒前後である。この変動は、通常差圧検出器１，２
の出力信号を積分回路に入力して平均化するため、変動
幅は２■Ｈ２０以下に抑えられる。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、前述の硝酸プルトニウム蒸発缶のような蒸発
缶では、被測定液６に浸漬したディップチューブ３，４
の先端設置部分では、被測定液６に下降流が生じており
、この下降流がディップチューブ３，４先端からの気泡
の放出（上昇）を妨害するため、ディップチューブ３，
４先端で気泡成長が続き、放出される１つ当りの気泡の
大きさが大きくなる。このため、ディップチューブ３゜
４先端で繰返されるパージガスと被測定液６との境界面
の上下変動幅が大きくなり、変動周期も長くなる。前記
上下変動幅の大きさは１０ｗｎＨ２Ｏ前後となり、また
変動周期が長くなって通常の積分回路では平均イし煽れ
ず、変動幅は７〜８　＋ｎｍ　Ｈ２０にもなる。

これを解決するには１通常用いられている積分回路より
も充分大きな時定数を有する積分回路を用いることによ
り平均化することができるが、この場合には、時間応答
性が悪くなるので問題である。

また、通常蒸発缶への給液は、パージ式液面計で測定し
た液面位置が一定になるように給液用配管２５から行な
われ、この制御には、パージ式密度計で測定した密度ρ
が用いられる。

ところが、前述のように下降流の影響を受けるため、得
られる液面信号および密度信号が大きく変動し、正確な
液面位置制御ができず、蒸発缶の安定な運転を損なうお
それがある。また、変動幅を小さくするために積分回路
の時定数を長くすると、液面測定の遅れが大きくなり、
やはり液面位置制御の正確性が損なわれる。

また、蒸発缶内での溶液濃縮度を密度ρで管理して濃縮
終点を検知するため、その正確な測定が必要となるが、
両ディップチューブ３，４先端位置での被測定液６の下
降流の流速が同一であるという保証はなく、したがって
差圧検出器１で得られた密度信号を時定数の長い積分回
路で平均化しても正確な密度は求められない。そしてこ
れでは濃縮終点の正確な検知ができないため、濃縮不足
あるいは過濃縮をもたらし、以降の工程の安全運転を損
なうおそれがある。

本発明はこのような点を考慮してなされたもので、使用
済核燃料の再処理工場における蒸発缶あるいはその他の
塔槽類の被測定液体の液面位置あるいは密度を測定する
際に、前記被測定液体に下降流が生じている場合でも、
正確かつ安定した測定結果が得られるディップチューブ
を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は、パージ式液面計あるいはパージ式密度計に用
いられ、気泡を放出する先端部が被測定液体中に浸漬さ
れるディップチューブであって、ディップチューブ先端
の気泡放出部の周囲に、被測定液体の下降流に対して大
きな流体抵抗を有する淀み容器を設けたものである。

（作　用） 上記淀み容器の存在によって、ディップチューブから被
測定液体中に放出された気泡は、被測定液体の下降流の
影響を受けない。このため、気泡放出が安定して行なわ
れ、パージ式液面計あるいはパージ式密度計の精度向上
が回られる。

（実施例） 以下本発明の一実施例を第１図および第２図を参照して
説明する。

第１図において、符号２２は第３図に示すものと同様の
循環部、符号６はこの循環部２２内を矢印のように流れ
る被測定液であり、この被測定液６内には、第１および
第２のディップチューブ３，４の先端部が浸漬されてい
る。

これらのディップチューブ３，４のディップチューブ先
端３０は、第１図に示すように軸線に対して４５度の角
度で斜めに切断されており、気泡がディップチューブ先
端３０の図中右端縁の気泡放出部３０ａから必ず放出さ
れるようになっている。

第１図および第２図に示すように、淀み容器３１が、デ
ィップチューブ先端３０を包み込むように支持板３２ヒ
より、ディップチューブ３，４に固設されている。淀み
容器３１には底板３１ａがあって、底板３１ａには、デ
ィップチューブ先端３０の気泡放出部３０ａの反対側（
第１図の図中左側）には小孔３３が穿設されている。第
１図に矢印で示すように被測定液６の下降流が淀み容器
３１内の液体に妨害されて迂回し、ディップチューブ先
端３０の気泡放出部３０ａに下降流による悪影響が及ば
ないよう考慮されている。

次に本実施例の作用について説明する。

ディップチューブ先端３０の気泡放出部３０ａから放出
された気泡は、淀み容器３１内を上昇し、淀み容器３１
上部は大きく開口しており気泡は滞留することなく淀み
容器３１ａの上方へ上昇してゆく。このため、ディップ
チューブ先端３０で成長途中にある気泡と合流すること
がなく、測定信号に何等悪影響を及ぼすことがない。

また、被測定液６の下降流は、淀み容器３１内の淀んで
いる液体により妨害されて第１図に矢印で示すように迂
回するため、ディップチューブ先端３０の気泡放出部３
０ａに到達せず、気泡放出の妨害が避けられる。淀み容
器３１の底板３１ａの第１図において左側に開けた小孔
３３は、被測定液６の液面が淀み容器３１上面より下方
に低下した場合、淀み容器３１内の液が流出するように
したものである。

淀み容器３１の上部より、被測定液６の下降流の極く一
部が淀み容器３１内に流入して前記小孔３３より流出す
るが、小孔３３の位置は気泡放出部３０ａと反対側に設
置されていること、流入量が極くわずかであることから
、被測定液６の下降流が気泡放出に影響を与えることは
ない。

このように、被測定液６に下降流が生じている場合でも
、下降流のないときと同様に安定して気泡放出が行なわ
れ、パージ式による液面位置および密度の測定を正確か
つ安定に行なうことができ。

使用済核燃料の再処理工場の安全で安定な運転が確保さ
れる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、ディップチューブ先端の
気泡放出部を包み込む位置に、被測定液の下降流の流入
を阻害する淀み容器を設けているので、気泡放出が下降
流により悪影響を受けることかない。このため、使用済
核燃料の再処理工場における蒸発缶その他の塔槽類の被
測定液体の液面位置あるいは密度を測定する際に、被測
定液体に下降流が生じている場合でも、安定で正確な測
定結果が得られ、使用済核燃料の再処理工場の安全で安
定した運転が確保される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す要部断面図、第２図は
そのディップチューブ先端部分の斜視図、第３図は従来
のパージ式液面計およびパージ式密度計を示す全体構成
図である。 ３．４・・・ディップチューブ ６・・被測定液、３０・・・ディップチューブ３０ａ・
・・気泡放出部、３１・・・淀み容器３１ａ・・・底　
板、３３・・・小　孔代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　三俣弘文 第１図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）パージ式液面計あるいはパーシ式密度計に用いら
   れる気泡を放出する先端部が被測定液体中に浸漬される
   ディップチューブにおいて、前記ディップチューブ先端
   の気泡放出部の周囲に、前記被測定液体の下降流に対し
   て大きな流体抵抗を有する淀み容器を設けたことを特徴
   とするディップチューブ。
2. （２）上記ディップチューブ先端の気泡放出部は一定の
   水平方向に偏して開口し、淀み容器は底板を有する上部
   開放の筒状容器であって、上記底板には上記気泡放出部
   の開口方向と反対側に小孔を有していることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のディップチューブ。