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技術 原子炉における冷却剤液面及び流速を判定するシステム及び方法

出願人 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ
発明者 ブルース・ウィリアム・ブリソンウィリアム・ガイ・モリスダニアン・チェンデイビッド・ジェームズ・モンクビャオ・ファンシェリル・マーガレット・サーマンデイビッド・デロイド・アンダーソン
出願日 2008年6月13日 (12年0ヶ月経過) 出願番号 2008-154778
公開日 2008年12月25日 (11年6ヶ月経過) 公開番号 2008-309792
状態 特許登録済
技術分野 原子炉の監視、試験
主要キーワード 圧力系統 抵抗温度素子 蒸気発生プラント 蒸気スペース 発熱炉 冷却剤流れ 鋼ケーブル 下方外側
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2008年12月25日)のものです。
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図面 (6)

課題

自然循環沸騰水型軽水炉ダウンカマーにおける液面及び流速を判定する装置を提供する。

解決手段

伝導率/抵抗率プローブ42、44及び/又は1つ以上の時間領域反射率計(TDR)プローブ46の組合せを含むプローブシステム40が、ダウンカマー22の内部に少なくとも部分的に配置され、ダウンカマー22の内部における冷却材液面38及び流速を測定する。

概要

背景

一般に、沸騰水型軽水炉蒸気発生プラント具備する。蒸気発生プラントにおいては、発熱核分裂性核燃料から原子炉冷却水熱エネルギーを伝達し、それにより、燃料炉心から発出する2相蒸気水混合物を生成するために、冷却水は燃料炉心を通って循環される。炉心の下流側の上方に配置された気水分離器及び蒸気乾燥器を使用して、発熱する炉心から上方へ流れる混合物はそれぞれの相に分離される。その後、蒸気は、蒸気駆動タービン又は他の機器で使用されるために原子炉容器から搬送され、液体水相は冷却水として再利用される。

発電に使用される典型的な沸騰水型軽水炉においては、原子炉冷却水は流路に沿って次のように連続的に循環される。まず、冷却水は発熱炉心を通って上昇し、次に、炉心の上方に重ねて配置され、炉心を通って上方へ流れる全ての冷却剤回収し、搬送する上部出口プレナムを通って上昇する。その後、冷却水は、炉心出口プレナムの上方に配置された気水分離器の構体を通過する。更に、液体冷却剤再循環し、炉心に戻すために、「ダウンカマー」として周知である環状領域に沿って、冷却水は最終的には炉心の下方外側に戻るように搬送される。

電気伝導率(EC)プローブを使用して液体の液面を判定できることは以前から周知である。そのような伝導率プローブにおいては、問合せのためにいくつかの波形を使用できる。一例では、2つの電極の間の間隙に一定の電圧(AC)が印加される。その結果発生する電流の大きさは、電流を導通する媒体能力により判定される。その場合、アドミタンスインピーダンス逆数である。別の例においては、2つの電極の間の間隙に一定の電圧(DC)が印加される。その結果発生する電流の大きさは、電流を導通する媒体の能力により判定される。その場合、コンダクタンス抵抗の逆数である。

TDRを利用する測定装置においては、センサ回路網により発生される1つ又は一連低エネルギー電磁パルスが細い導波管(プローブとも呼ばれる)に沿って伝播される。通常、導波管は単一の長い電磁導体から構成されるか、あるいは金属棒鋼ケーブル、又は同軸に固定された金属棒を中心に含む細い金属管などの長い導体のアレイから構成される。測定される媒体の面にそれらのパルス衝突すると、インピーダンスの不整合(2つの相の誘電率の差による)は、(誘電特性の不整合によって)パルスエネルギーの一部をプローブに沿って回路網まで反射させる。そこで、回路網は、送出されたパルスから反射されたパルスまでの持続時間(ナノ秒単位)から流体液面を計算する。

そのような自然循環原子炉の動作中、燃料集合体ユニットごとの最大出力は、燃料炉心を通過するこの再循環冷却剤流れによって大きく左右される。更に、経済単純化沸騰水型軽水炉(ESBWR)構造においては、人工循環BWR構造にほぼ匹敵する著しく大きな束状自然循環流れが実現される。従って、原子炉、特に自然循環BWRのダウンカマーを通過するこの再循環流れの流量を正確に測定することが望ましい。
米国特許第3,280,627号公報
米国特許第4,440,717号公報
米国特許第4,592,230号公報
米国特許第4,786,857号公報
米国特許第4,859,076号公報
米国特許第4,965,041号公報
米国特許第4,977,385号公報
米国特許第5,117,216号公報
米国特許第5,134,772号公報
米国特許第5,152,049号公報
米国特許第5,167,153号公報
米国特許第5,201,223号公報
米国特許第5,211,904号公報
米国特許第5,220,514号公報
米国特許第5,221,916号公報
米国特許第5,323,430号公報
米国特許第5,355,727号公報
米国特許第5,553,494号公報
米国特許第5,565,851号公報
米国特許第5,615,573号公報
米国特許第5,798,698号公報
米国特許第5,913,250号公報
米国特許第6,208,254号公報
米国特許第6,219,398号公報
米国特許第6,628,202号公報
米国特許第4,371,790号公報
欧州特許第618,428号公報
欧州特許第627,615号公報
国際公開第WO03/095954号

概要

自然循環沸騰水型軽水炉のダウンカマーにおける液面及び流速を判定する装置を提供する。伝導率/抵抗率プローブ42、44及び/又は1つ以上の時間領域反射率計(TDR)プローブ46の組合せを含むプローブシステム40が、ダウンカマー22の内部に少なくとも部分的に配置され、ダウンカマー22の内部における冷却材液面38及び流速を測定する。

目的

従って、沸騰水型軽水炉の場合のような多相流体系において炉心内流体液面及び流速を測定するシステム及び方法を提供することが望ましい。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

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請求項1

原子炉圧力容器(12)と;前記原子炉圧力容器の壁と前記炉心シュラウド(20)との間に冷却剤流路を形成する環状ダウンカマー(22)を規定するために、前記原子炉圧力容器(12)の内側に同心に配置された炉心シュラウド(20)と;沸騰水型軽水炉(10)の内部における冷却剤液面(38)及び流速のうち一方を判定するプローブシステム(40)とを具備する沸騰水型軽水炉(10)。

請求項2

前記プローブシステム(40)は伝導率プローブ(42、44)及び時間領域反射率計プローブ(46)のうち一方を具備する請求項1記載の軽水炉

請求項3

前記伝導率プローブ(42、44)は電気伝導率(EC)プローブ(42)及び熱伝導率(TC)プローブ(44)のうち一方を具備する請求項2記載の軽水炉。

請求項4

前記軽水炉(10)の前記ダウンカマー(22)の内部における冷却剤液面(38)及び流速を判定するために、前記プローブシステム(40)の少なくとも一部は前記軽水炉(10)の前記ダウンカマー(22)の内部に配置される請求項1記載の軽水炉。

請求項5

前記沸騰水型軽水炉(10)は自然循環沸騰水型軽水炉である請求項1記載の軽水炉。

請求項6

原子炉(10)における冷却剤液面(38)及び流速を検出するプローブシステム(40)において、伝導率プローブ(42、44)及び時間領域反射率プローブ(46)を組合わせて具備し、前記プローブシステム(40)の少なくとも一部は前記原子炉(10)のダウンカマー(22)の内部に配置されるプローブシステム。

請求項7

前記伝導率プローブ(42、44)は電気伝導率(EC)プローブ(42)及び熱伝導率(TC)プローブ(44)のうち一方を具備する請求項6記載のプローブシステム。

請求項8

前記原子炉(10)は沸騰水型軽水炉である請求項6記載のプローブシステム。

請求項9

前記沸騰水型軽水炉(10)は自然循環沸騰水型軽水炉である請求項8記載のプローブシステム。

請求項10

沸騰水型軽水炉(10)のダウンカマー(22)における冷却剤液面(38)及び流速を判定する方法において、前記軽水炉(10)の前記ダウンカマー(22)の内部の複数の別個の場所で冷却剤伝導率及び抵抗率のうち一方を測定する過程と;前記軽水炉(10)の前記ダウンカマー(22)の内部における1つ以上の電磁パルス反射時間を測定する過程とから成る方法。

請求項11

前記ダウンカマー(22)の内部における前記冷却剤の前記伝導率及び前記抵抗率のうち一方を測定する過程は、前記ダウンカマー(22)の内部における冷却剤液面(38)の不連続測定及び流速の連続測定のうち一方を実行する請求項10記載の方法。

請求項12

前記ダウンカマー(22)の内部における1つ以上の電磁パルスの前記反射時間を測定する過程は、前記ダウンカマー(22)の内部における冷却剤液面(38)の連続測定を実行する請求項10記載の方法。

請求項13

前記ダウンカマー(22)の内部における前記冷却剤の前記伝導率及び前記抵抗率のうち一方を測定する過程は、前記ダウンカマー(10)に配置された1対のプローブ(42、44)で温度及び電流のうち一方を測定することにより実行される請求項10記載の方法。

請求項14

前記ダウンカマー(22)の内部における前記冷却剤の伝導率を測定することにより、前記反射時間を測定する際に使用される誘電率を修正する過程を更に含む請求項10記載の方法。

請求項15

原子炉(10)のダウンカマー(22)に配置された少なくとも1つの伝導率プローブ(42、44)及び時間領域反射率計プローブ(46)からの信号を連続的に及び不連続に受信することにより、原子炉(10)のダウンカマー(22)における冷却剤液面(38)及び流速を判定する方法。

技術分野

0001

本発明は、一般に、単相流体系及び/又は2相流体系における流体液面及び流速を判定する装置に関し、特に、複数の電気伝導率(EC)プローブ、複数の熱伝導率(TC)プローブ及び1つ以上の時間領域反射率計(TDR)プローブの組合せを使用して、自然循環沸騰水型軽水炉BWR)のダウンカマーにおける流体液面及び流速を判定する装置に関する。

背景技術

0002

一般に、沸騰水型軽水炉は蒸気発生プラント具備する。蒸気発生プラントにおいては、発熱核分裂性核燃料から原子炉冷却水熱エネルギーを伝達し、それにより、燃料炉心から発出する2相蒸気水混合物を生成するために、冷却水は燃料炉心を通って循環される。炉心の下流側の上方に配置された気水分離器及び蒸気乾燥器を使用して、発熱する炉心から上方へ流れる混合物はそれぞれの相に分離される。その後、蒸気は、蒸気駆動タービン又は他の機器で使用されるために原子炉容器から搬送され、液体水相は冷却水として再利用される。

0003

発電に使用される典型的な沸騰水型軽水炉においては、原子炉冷却水は流路に沿って次のように連続的に循環される。まず、冷却水は発熱炉心を通って上昇し、次に、炉心の上方に重ねて配置され、炉心を通って上方へ流れる全ての冷却剤回収し、搬送する上部出口プレナムを通って上昇する。その後、冷却水は、炉心出口プレナムの上方に配置された気水分離器の構体を通過する。更に、液体冷却剤再循環し、炉心に戻すために、「ダウンカマー」として周知である環状領域に沿って、冷却水は最終的には炉心の下方外側に戻るように搬送される。

0004

電気伝導率(EC)プローブを使用して液体の液面を判定できることは以前から周知である。そのような伝導率プローブにおいては、問合せのためにいくつかの波形を使用できる。一例では、2つの電極の間の間隙に一定の電圧(AC)が印加される。その結果発生する電流の大きさは、電流を導通する媒体能力により判定される。その場合、アドミタンスインピーダンス逆数である。別の例においては、2つの電極の間の間隙に一定の電圧(DC)が印加される。その結果発生する電流の大きさは、電流を導通する媒体の能力により判定される。その場合、コンダクタンス抵抗の逆数である。

0005

TDRを利用する測定装置においては、センサ回路網により発生される1つ又は一連低エネルギー電磁パルスが細い導波管(プローブとも呼ばれる)に沿って伝播される。通常、導波管は単一の長い電磁導体から構成されるか、あるいは金属棒鋼ケーブル、又は同軸に固定された金属棒を中心に含む細い金属管などの長い導体のアレイから構成される。測定される媒体の面にそれらのパルス衝突すると、インピーダンスの不整合(2つの相の誘電率の差による)は、(誘電特性の不整合によって)パルスエネルギーの一部をプローブに沿って回路網まで反射させる。そこで、回路網は、送出されたパルスから反射されたパルスまでの持続時間(ナノ秒単位)から流体液面を計算する。

0006

そのような自然循環原子炉の動作中、燃料集合体ユニットごとの最大出力は、燃料炉心を通過するこの再循環冷却剤流れによって大きく左右される。更に、経済単純化沸騰水型軽水炉(ESBWR)構造においては、人工循環BWR構造にほぼ匹敵する著しく大きな束状自然循環流れが実現される。従って、原子炉、特に自然循環BWRのダウンカマーを通過するこの再循環流れの流量を正確に測定することが望ましい。
米国特許第3,280,627号公報
米国特許第4,440,717号公報
米国特許第4,592,230号公報
米国特許第4,786,857号公報
米国特許第4,859,076号公報
米国特許第4,965,041号公報
米国特許第4,977,385号公報
米国特許第5,117,216号公報
米国特許第5,134,772号公報
米国特許第5,152,049号公報
米国特許第5,167,153号公報
米国特許第5,201,223号公報
米国特許第5,211,904号公報
米国特許第5,220,514号公報
米国特許第5,221,916号公報
米国特許第5,323,430号公報
米国特許第5,355,727号公報
米国特許第5,553,494号公報
米国特許第5,565,851号公報
米国特許第5,615,573号公報
米国特許第5,798,698号公報
米国特許第5,913,250号公報
米国特許第6,208,254号公報
米国特許第6,219,398号公報
米国特許第6,628,202号公報
米国特許第4,371,790号公報
欧州特許第618,428号公報
欧州特許第627,615号公報
国際公開第WO03/095954号

発明が解決しようとする課題

0007

従って、沸騰水型軽水炉の場合のような多相流体系において炉心内流体液面及び流速を測定するシステム及び方法を提供することが望ましい。

課題を解決するための手段

0008

簡潔に述べると、本発明の1つの面である沸騰水型軽水炉は、原子炉圧力容器と;炉心シュラウドであって、原子炉圧力容器の壁と炉心シュラウドとの間に冷却剤流路を形成する環状ダウンカマーを規定するために、原子炉圧力容器の内側に同心に配置された炉心シュラウドと;原子炉の内部における流体の液面及び流速のうち一方を判定するプローブシステムとを具備する。

0009

本発明の別の面においては、原子炉における冷却剤の液面及び流速を検出するプローブシステムは、伝導率プローブ及び時間領域反射率計プローブを組合わせて具備し、プローブシステムの少なくとも一部は原子炉のダウンカマーの内部に配置される。

0010

本発明の別の面においては、沸騰水型軽水炉のダウンカマーにおける冷却剤の液面及び流速を測定する方法は、
軽水炉のダウンカマーの内部における冷却剤の伝導率及び抵抗率のうち一方を測定する過程と;
軽水炉のダウンカマーの内部における冷却剤の液面を判定するために、電磁パルスの反射時間を測定する過程とから成る。

0011

本発明の上記の特徴、面及び利点並びにその他の特徴、面及び利点は、添付の図面を参照して以下の詳細な説明を読むことにより更によく理解されるであろう。図中、同一の図中符号一貫して同一の部分を示す。

発明を実施するための最良の形態

0012

図1を参照すると、沸騰水型軽水炉10は原子炉圧力容器12を具備する。圧力容器12は、再循環蒸気復水及び/又は補給冷却剤を容器12に導入する給水入口14と、発電タービンを駆動するなどの適切な仕事のために生成蒸気を排出する蒸気出口16とを有する。

0013

発熱核分裂性燃料18から成る炉心は、圧力容器12の下部領域の中に配置される。燃料炉心18は炉心シュラウド20により包囲される。炉心シュラウド20は、圧力容器12の壁と炉心シュラウド20との間に冷却剤流路を形成する環状ダウンカマー22を規定するために、圧力容器12の壁から内側に離間して配置される。

0014

燃料炉心18及び燃料炉心シュラウド20の上に重なるように、燃料炉心シュラウド20から原子炉容器12の上部まで上方へ延出する開放蒸気スペース26により規定される炉心出口プレナム24を具備する開放領域が配置される。構造によっては、開放蒸気スペース26は蒸気上昇管36を含んでもよい。蒸気上昇管36(存在する場合)及び燃料炉心シュラウド20は、環状ダウンカマー22を規定するために原子炉圧力容器12の壁から半径方向内側に離間して配置される。ダウンカマー22は、圧力容器の壁と、燃料炉心18を規定するシュラウド20及び炉心出口プレナム24を規定する蒸気上昇管36(存在する場合)との間に冷却剤流路を形成する。

0015

開放蒸気スペース26(又は存在する場合には蒸気上昇管36)の上部から複数の気水分離器28が延出している。炉心出口プレナム24の上方にプレナム24から離間して、上板を有する周囲シュラウド32により規定される湿蒸気プレナム30を具備する領域が配置される。分離され、乾燥された蒸気を蒸気出口パイプ16に供給するために、上板に蒸気乾燥器34が装着される。

0016

水冷却剤は入口14を経て圧力容器12に入り、気水分離器28により蒸気から分離された循環液体水冷却剤と混合する。組合わされた冷却水は、圧力容器12の側壁とシュラウド20及び蒸気上昇管36(存在する場合)との間の環状ダウンカマー22内を下方へ流れ、圧力容器12の底部に達する。その後、循環冷却水は炉心シュラウド20の底部に沿って方向を反転し、下部炉心プレナムを通って上方へ流れ、核燃料の発熱炉心18に流入し、炉心18を通過する。そこで、炉心18は蒸気と液体水との混合物を炉心出口プレナム24へ放出する。この冷却剤の再循環回路は、燃料炉心18から熱を除去するための原子炉の動作中、継続的に維持される。燃料炉心からの蒸気と水との混合物から構成される循環冷却剤は炉心出口プレナム24を通って上方へ流れ、気水分離器28に入る。分離された蒸気相乾燥器34に向かって上方へ搬送され、液体水相は側方分岐されて、サイクルを繰返すために環状ダウンカマー22を通って下方へ流れる循環冷却水に再び合流する。

0017

前述のように、経済的単純化沸騰水型軽水炉(ESBWR)構造のようないくつかの自然循環沸騰水型軽水炉においては、人工循環BWR構造にほぼ匹敵する著しく大きな束状自然循環流れを実現できる。本発明の1つの面は、図1に矢印で示されるように、環状ダウンカマー22を通って下方へ流れる循環冷却水の流速又は流量及び冷却剤液面38の正確な測定を実行することである。これは、全体が図中符号40により示され、少なくとも一部が原子炉10のダウンカマー22の内部に配置されたプローブシステムを提供することにより実現される。

0018

一実施形態においては、プローブシステム40は、複数の電気伝導率(EC)プローブ42及び/又は複数の熱伝導率(TC)プローブ44(加熱接合熱伝対(HJT)としても周知である)と、1つ以上の時間領域反射率計(TDR)プローブ46との組合せを具備する。一定のセル定数を有するECプローブ42は、周囲媒体の電気伝導率又はインピーダンスを測定するために使用される。蒸気と水の電気的特性は著しく異なり(蒸気の導電率は水より低い)、各ECプローブ42の場所はわかっているので、環状ダウンカマー22を通って下方へ流れる冷却剤の組成を判定できる。ダウンカマー22の内部の予めわかっている様々な場所に縦に配列された複数のECプローブ42を使用することにより、環状ダウンカマー22の広い領域にわたる冷却剤液面38をECプローブ42が配置された個別のポイントで判定できる。従って、冷却剤液面38が1つのプローブの場所と厳密に一致する位置にあるように識別される稀なケースを除いて、電気伝導率プローブ42は、2つの隣接する別個のECプローブの高さの上下における冷却剤液面38を指示する。ECプローブ42の一例は、Solartron Mobrey Limitedより市販されているModel No. TB/hyd009型のプローブである。

0019

TC(又はHJT)プローブ44は、周囲媒体の熱伝導率を測定するために採用される複数の抵抗温度素子を含む。蒸気と水の熱特性は著しく異なり(蒸気の伝導率は水より低い)、プローブ44の場所はわかっているので、環状ダウンカマー22を通って下方へ流れる冷却剤の組成を推測できる。ダウンカマー22の内部の予めわかっている様々な場所に縦に配列された複数のプローブ44を使用することにより、TC(又はHJT)プローブ44が配置された個別のポイントで、環状ダウンカマー22の広い領域にわたる冷却剤液面38を判定できる。従って、冷却剤液面38が1つのプローブの場所と厳密に一致する位置にあるように識別される稀なケースを除いて、TCプローブ44は、2つの隣接する別個のTCプローブの高さの上下における冷却剤液面38を指示する。更に、水又は蒸気などの流動物質は、プローブ44からより多くの熱エネルギーを奪い取る。これにより、ダウンカマー22を通って下方へ流れる冷却水の流速を判定できる。TCプローブ44の一例は、Magnetrol International, Inc.より市販されているThermatela Model No. TD1/TD2型のプローブである。

0020

TDRプローブ46はケーブル又はロッドを介して1つ以上の電磁パルスを放出し、蒸気と水との誘電率の差によって起こるパルス反射の時間遅延を測定する。従って、TDRプローブ46は、ダウンカマー22を通って下方へ流れる冷却水の液面を測定するために使用される。TDRプローブ46の例は、Magnetrol International, Inc.より市販されているEclipsea Enhanced Model No. 705型並びにEndress + Hauser, Inc.より市販されているModel No. Levelflex MFMP41C型及びFMP45型のプローブである。

0021

動作中、プローブシステム40はECプローブ42とTDRプローブ46との組合せ、又はTCプローブ44とTDRプローブ46との組合せ、又はECプローブ42、TCプローブ44及びTDRプローブ46の組合せから構成される。すなわち、プローブシステム40は複数の伝導率/抵抗率プローブ(ECプローブ42及び/又はTC(又はHJT)プローブ44)と1つ以上のTDRプローブ46との組合せから構成され、それにより、原子炉容器12内で必要とされる貫入の数を最小限に抑える。ECプローブ42又はTC(又はHJT)プローブ44は、TDRプローブ46と関連するポイント水位測定のために複数の所望の場所に配置される。伝導率プローブ42、44からの不連続測定値及び1つ以上のTDRプローブ46からの連続測定値の双方は、原子炉10のダウンカマー22の内部における冷却剤液面の測定値校正及び修正するために使用される。

0022

各種のプローブ42、44、46の技術の属性ダウンカマー内部における水位測定及び流体速度測定のための一体化されたプローブシステム40として組合せることにより、各種のプローブの利点が組合されて、応答時間、精度、故障判定及び揮発性(2相)環境における動作を最適化する相乗効果が得られる。特に、誘電率と伝導率との関係に基づいて、ECプローブ42は、TDRプローブ46の精度を変化させるおそれがある水の伝導率の偏差を修正するために、1つ以上のTDRプローブ46と協調して使用される。

0023

更に、例えば、蒸気と水とから成る環境のような多相環境の場合、誘電率の変化はTDRプローブ46からの反射パルス信号振幅に影響を及ぼすので、TDRプローブ46の受信機感度(及び精度)を調整するために、プローブ42、44により測定された伝導率変化における変化からの補償を使用できる。更に、蒸気層水層との間に泡層が存在する多相環境の場合には、不連続な伝導率プローブ42、44及び連続するTDRプローブ46からの組合せ情報は、伝導率プローブ及びTDRプローブの単独の測定値よりはるかに信頼性が高く且つはるかに多くの情報量を含むといえる。例えば、TDRプローブ46は蒸気/泡境界面及び泡/水境界面からの多重反射を測定でき、伝導率プローブ42、44は蒸気層、泡層及び水層からの異なる伝導率測定値によってTDRプローブ46からの測定情報を確認できる。

0024

先に述べた通り、プローブシステム40は複数の電気伝導率(EC)プローブ42及び/又は複数の熱伝導率(TC)プローブ44(加熱接合熱電対(HJT)としても周知である)と、1つ以上の時間領域反射率計(TDR)プローブ46との組合せから構成される。次に図2図5を参照して、プローブシステム40の種々の組合せを説明する。1つの組合せが図2に示される。この場合、プローブシステム40は所望の場所に配置された複数のTCプローブ44を含み、TCプローブ44は、冷却剤液面の不連続感知及び原子炉10のダウンカマー22の内部における冷却剤流速の連続感知の双方を実行する。

0025

別の組合せが図3に示される。この場合、プローブシステム40は、所望の場所に配置され冷却剤液面の不連続感知を実行する複数のECプローブ42と、所望の場所に配置され冷却剤液面の不連続感知及び原子炉10のダウンカマー22の内部における冷却剤流速の連続感知の双方を実行する複数のTCプローブ44とを含む。

0026

更に別の組合せが図4に示される。この場合、プローブシステム40は、所望の場所に配置され冷却剤液面の不連続感知を実行する複数のECプローブ42と、プローブシステム40のほぼ全長に沿って延出し原子炉10のダウンカマー22の内部における冷却剤液面の連続感知を実行するTDRプローブ46とを含む。

0027

更に別の組合せが図5に示される。この場合、プローブシステム40は、所望の場所に配置され冷却剤液面の不連続感知を実行する複数のECプローブ42と、所望の場所に配置され冷却剤液面38の不連続感知及びダウンカマー22内部における冷却剤流速の連続感知の双方を実行する複数のTCプローブ44とを含む。プローブシステム40は、プローブシステム40のほぼ全長に沿って延出し原子炉10のダウンカマー22の内部における冷却剤液面の連続感知を実行するTDRプローブ46を更に含む。

0028

前述のように、プローブシステム40は原子炉10のダウンカマー22の内部における冷却剤液面を判定する。更に、TCプローブ44によって流速の判定が可能になる。これを実行することにより、プローブシステム40は、従来の原子炉構造で必要であった異なる圧力系統を不要にし、その結果、原子炉設計のコストを削減し、複雑さを軽減する。

0029

本発明はプローブシステム40の配置により限定されず、2相冷却剤又は単相冷却剤の冷却剤液面38及び流速を判定するために他の配置場所でも本発明を使用できることが理解されるであろう。例えば、加圧水型軽水炉(PWR)の蒸気発生器において水位及び流速を測定するためにプローブシステム40を使用できる。

0030

以上の説明は、本発明を開示するために、最良の態様を含む実施例を使用し、更に当業者が本発明を構成し且つ使用することを可能にする。本発明の特許付与可能な範囲は特許請求の範囲により定義され、当業者には明白である他の実施例を含んでもよい。そのような他の実施例は、特許請求の範囲と異ならない構造要素を有する場合、又は特許請求の範囲と実質的に異ならない等価の構造要素を含む場合には、特許請求の範囲の範囲内にあるものとする。

図面の簡単な説明

0031

本発明の一実施形態に従ってダウンカマーの内部における冷却剤液面及び流速を判定するプローブシステムを含む自然循環式沸騰水型軽水炉を示した図である。
ダウンカマー内部の複数の所望の場所に複数の熱伝導率(TC)プローブを含むプローブシステムの1つの可能な組合せを示した側面図である。
ダウンカマー内部の複数の所望の場所に複数の熱伝導率(TC)プローブ及び複数の電気伝導率(EC)プローブを含むプローブシステムの別の可能な組合せを示した側面図である。
ダウンカマー内部の複数の所望の場所に複数の電気伝導率(EC)プローブを含み且つ1つ以上の時間領域反射率計(TDR)プローブを含むプローブシステムの別の可能な組合せを示した側面図である。
ダウンカマー内部の複数の所望の場所に複数の熱伝導率(TC)プローブ及び電気伝導率(EC)プローブを含み且つ1つ以上の時間領域反射率計(TDR)プローブを含むプローブシステムの更に別の可能な組合せを示した側面図である。

符号の説明

0032

10…沸騰水型軽水炉、12…原子炉圧力容器、20…炉心シュラウド、22…ダウンカマー、38…冷却剤液面、40…プローブシステム、42…電気伝導率(EC)プローブ、44…熱伝導率(TC)プローブ、46…時間領域反射率計(TDR)プローブ

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