JPS59104584A - 放射性流体の試料採取装置 - 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】 本発明は放射性流体の試料採取装置に関するものである
。

軽水炉型原子力発電所では、−次冷却材喪失事故（なお
この事故は設計想定事故で、現実には殆んど発生しない
）に、燃料被覆管（ジルコニウム管）と−次冷却材であ
る水との反応により水素を発生する可能性がある。この
水素は、−次冷却材に溶解して溶存気体として存在し、
その値は加圧水型原子炉の通常時の値の２５〜３５　Ｎ
　ｃｃ／Ｋｇ−Ｈ２Ｏに対して２０００　Ｎ　ｃｃ／Ｋ
ｙ−Ｈ２Ｏにも達する可能性がある。また燃料の損傷が
生じた場合、−次冷却材中の放射性核種濃度が通常時の
値に比べて桁違いに高くなる可能性がある。さらに冷却
材配管の破断事故の際には、−・次冷却材中の放射性気
体（１３１１，１３３）（ｅ、８５Ｋｒなと）が格納容
器内の気相に放出される可能性がある。このような事故
時に、その状況を適確に把握するためには、−次冷却材
或いは格納容器内の気体の採取・分析が不可欠である。

なおスリーマイル島原子力発電所の事故に端を発１−１
同様な事故及び−次系冷却材の喪失事故時に炉心の損傷
程度を把握するため、す：／プリンダ装置の設置が義務
づけられることになった。

次に通常運転時に一次冷却材（軽水即ちＨ２Ｏ）を試料
として採取する従来の試料採取装置を第１図により説明
すると、（１）がサンプル冷却器、（２）が減圧器、（
３）がサンプル採取管、（４）がシンク、Ｑｌが脱着部
、ａυがサンプル入口管、（＋２１（１３）がサンプル
出口管、（１１が排水管、（１５）ｆｌｌが令孫導管、
ａｌ）〜■が開閉弁で、サンプル水をサンプル入口配管
０１）から弁Ｑυを経てサンプル冷却器（１）へ導き、
ここで常温程度まで冷却した後、減圧器（２）へ導き、
ここで常圧程度まで減圧する。またサンプル水を弁に）
＠翰を経てサンプル出口管轄から採取する際には、弁翰
（ハ）翰を閉、弁＠弼を開にして十分通水した後、弁翰
を開にして暫らく通水した後に行なう。４′ｐ（２）を
開にした復習らくの間は、サンプル出口管Ｑ３）からの
サンプル水をシンク（４）で受けた後、排水管ｏｏ・ら
然るべき処理設備へ流し、その後、サンプル出口管（１
３）から適当量のサンプル水を採取する。またサンプル
採取管（３）により、サンプリングを採取する場合には
、弁＠四を閉じ、弁？ＪｃＩ４（支）（４）を開にして
、サンプル水をサンプル採取管（３）へ十分に通水した
後、弁翰ＱＡ＠（ホ）を閉にして、サンプル採取管（３
）を脱着部（１１から取り外す。また−次冷却材中の溶
存ガスの濃度を測定する場合には、上記と同様にサンプ
ル採取管（３）により溶存ガスを含んだ液体試料を採取
し、ツインより切離したのち、人力により脱ガスし、気
相部を分析計にか（Ｊ″Ｃ，溶存ガス（Ｈ２）の濃度を
測定していた。また気体試料を採取する場合には、上記
と同様にサンプリング採取管（３）により気体試料を採
取したのち、マイクロシリンダにより分取するなどの方
法をどつづいた。

原子力発電所では、通常運転時、−次冷却水など採取対
象流体の単位容積当りの放射能濃度が低いため、前記第
１図の試料採取装置を使用しても被曝の危険性はそれ程
ないが、事故時の放射能濃度の高いときには、作業者自
身の作業に際し被曝の危険性が大きいという問題があっ
た。

本発明は前記の問題点に対ガするもので、計量管と、同
計量管の入口端に開閉弁を介して連絡した液体導入管及
び気体導入管と、上記計量管の入口端に他の開閉弁を介
して連絡した純水供給管及び希釈ガス供給管と、上記計
−１・管の出口端に開閉弁を介して連絡した希釈液受容
器と、上記計量管の出口端に他の開閉弁を介して連絡し
た希釈器と、同希釈器に連絡した真空ポンプ及び希釈気
体受容器と、上記希釈ガス供給管から分岐し且つ開閉弁
を介して上記希釈器に連絡した希釈ガス分岐供給管とよ
りなることを特徴とした放射性流体の試料採取装置に係
り、その目的とする処は、事故時の放射能濃度の商いと
きにも採取対象の放射性流体を被啼の危険性なしに採取
できる。採取時間を短かくできる。さらに分析をくり返
し、並行してできる放射性流体の試料採取装置を供する
点にある。

次に本発明の放射性流体の試料採取装置を第２図に示す
一実施例により説明すると、（１０１）〜（１１０）は
機器、（１１１）〜（１２２）は配管、（１３１）〜（
１５５）は開閉弁、（１６１）〜（１６６）は計測機器
、（Ｖ）はインドである。上記各要素は具体的には次の
通りである。即ち、（１０１−ａ）　（１０１−ｂ）　
ｋ’ＬＫＩＲＮ　却ｅ、、−（１０２）は減圧器、（１
０４）はシンク、　　（ｉｏｓ）はサンプル計量管、（
１０６）は希釈器、（１０７）は希釈純水計量器、（１
０８）は希釈液受容器、（１０９）は気体受容器、（１
１０）は真空ポンプ、（１１１）は試料系統（具体的に
は一次冷却材、格納容器雰囲気ガスの余熱除去系統など
）で、ここでは、（１１１−２１）を液体系統、（ｕｌ
−ｂ）を気体系統とする。また（１１２）は廃液及び廃
ガス、（１１４）は純水ライン、（１１５）　（１１８
）　（１１９）はベントライン、　　（１２０）は液体
分析計へのライン、（１１７）は窒素ガスライン、（１
１７−ａ）は窒素ガス分岐ライン、（１２１）は気体試
料の分析計へのライン、（１２２）は放散溶存ガスの分
析計へのライン、（１６１）はサンプル圧力計、　　（
１６２）はサンプル温度計、（１６３）は希釈器圧力計
、（１６４）は希釈器水位計、（１６５）は希釈液受容
器水位計、（１６６）は気体受容器圧力計である。

次に前記放射性流体の試料採取装置の作用を説明する。

特に断わらない弁は閉じられているものとする。（１）
希釈器（１０６）の洗浄は、弁（１３７）　（１３９）
（１３４）　（１３５）　（１４４）を開にして、純水
を希釈器（１０６）へ導入する。次いで弁（１４０）　
ｔ、ｘｓ３）　（１３５）　（１３６）　（１４２）を
開にして洗浄水を排出する。完全を期するためには、こ
の操作をくり返す。（ＩＩ）希釈液受容器（１０８）の
洗浄は、弁（１３７）　（１３９）　（１３４）　（１
３６）　（１４８）　（１５５）を開にして、純水を希
釈液受容器（１０８）へ導入する。

次いで弁＜＝＞　（１４５）　（１４１）を開にして況
浄水を排出する。完全を期するためには、この操作を（
り返す。またこの洗浄操作は後に説明する閏の工程の後
に行なってもよい。（ＩＩＩ）希釈器（１０６）気体受
容器（１０９）の洗浄、真空化は、弁（１５１）　（１
５３）　（１５２）を開にし、真空ポンプ（１１０）を
作動して、圧力計（１６６）　（１６３）を監視しつつ
希釈器（１０６）、気体受容器（１０９）を真空化する
。次いで（１４０）（１５１）　（１５３）を開にして
、窒素ガスを供給し、希釈器（１０６）、気体受容器（
１０９）内を窒素ガスで満たす。以上の操作をくり返し
て、希釈器（１０６）気体受容器（１０９）内を窒素ガ
スにより数回置換したのち、弁（１５１）（１５３）　
（１５２）を再び開にして、真空ポンプ（１１０）を起
動して、圧力計（１６６）　（１６３）を監視しつつ希
釈器（１０６）気体受容器（１０９）内を真空化する。

以上で、試料採取前の系統の洗浄を終えて、次に試料採
取に入る。（Ｍ溶存ガスの分離、希釈は、弁（１３１−
ａ）　Ｃ１３２−ａ）　（１３３）（１３６）　（１４
３）を開にし、水素などの溶存ガスを含んだ液体試料を
この系統に流して、この系統を試料水で置換する。次い
ですべての弁を閉じるが、これにより、弁（１３３）（
１３４）（１３５）（１３６）の間にはさまれたサンプ
ル計量管ＱＯ５）に所定量の試料水が採取される。次い
で弁（１３５）を開にして、サンプル８１量管（１０５
）中の液体試料水に含まれる溶存ガスを希釈器Ｃ１０６
）内へ放散する。

確実を期すためには、弁Ｃ１３８）　（１３４）を開に
して、窒素ガスによりサンプル計量管（１０５）内の試
料水に含まれる溶存ガスを希釈器（１０６）へ押し出し
つつ攪拌してもよい。次いで弁（１５１）　Ｃ１５３）
を開にして、希釈器（１０６）内に放散した溶存ガスを
気体受容器（１０９）へ移動させる。このとき、圧力計
（１６６）（１６３）により圧力を測定しておく。かく
して気体受容器（１０９）内に、試料水内の溶存ガスが
放散された後蓄えられる。（ト）上記１ＰＪ）の工程に
引続いて液体試料の希釈を行なう。ここでいう液体試料
の希釈とは、希釈器（１０Ｇ　）内の下部に（Ｍの工程
で採取した液体試料が存在するが、これに対するもので
、純水計量器（１０７）　Ｋより計量した純水を弁（１
３７）（１３９）　（１３４）　（１３５）　（１４４
）を開にして、希釈器（１０６）内へ導入することによ
り行なう・。上記の純水計量は、水位計（１６４）をみ
ながら行なってもよい。また弁（１３８）　（１３４）
　（１３５）　（１必）を開にして、窒素ガスと希釈器
（１０６）内の希釈試料とを混合してもよい。

次いで弁（１３５）　（１３６）　（１，１８）　（１
５５）を開にし、弁（１４０）（１５３）を開にして、
窒ふガスにより希釈器（１０６）内の希釈試Ｙトを希釈
液受容器（１０８）へ移送する。

かくして希釈液受ａ器（１０８）内には希釈された試−
料水が蓄えられる。（■気体試料の採取、希釈は、上記
（Ｖ）の工程に引続いて行なう。弁（１５３）　（１５
２）を開にして、真空ポンプ（１１０）を起動して、希
釈器（１０６）内を圧力計（１６３）を監視しつつ真空
化する。

次いで弁（１３１−ｂ）　（１３２−ｂ）　（１３３）
　（１３６）（１４３）を開にし、気体試料（１１１−
ｂ）を系統内へ流して、置換する。所定の時間経過後、
すべての弁を閉じると、計量管Ｃ１０５）内に一定容積
の気体試料が採取される。次いで弁（１３５）を開にし
た後、（１３８）　（１３４）を開にして、窒素ガスを
導入し、希釈器（１０６）の圧力８１（１６３）を監視
しつつ気体試料の希釈を行なう。

希釈の度合いは、サンプル水の圧力（圧力計（１６１）
の検出値、希釈器（１０６）の容積、サンプル計量管（
１０５）の容積、及び希釈器（１０（３）の圧力（圧力
計（１６３）の検出値）で決まり、容易に算出できる。

かくして希釈器（１０６）内には希釈された気体が蓄え
られる。以上、（１）〜（■の一連の工程により、気体
受容器Ｃ１０９）には溶存ガス試料が、希釈液体受容器
（１０８）には液体試料が、希釈器（１０６）には気体
試料が、それぞれ希釈された状態で蓄えられる。

従ってライン（１２２）　（１２１）　（１２０）から
分析計へ導入すれば、各々の濃度を測定することが可能
である。

また（１１〜（Ｖ［の一連の工程は、プログラムシーケ
ンザー、マイコンなどの制御機器により、自動遠隔操作
が可能である。

本発明の放射性流体の試料採取装置は前記のように構成
されており、 （１）事故時の放射能濃度の高いときにも採取対象の放
射性流体を被曝の危険性なしに採取できる。

（ｎ）　　採取時間を短かくできる。即ち、前記（１）
〜（ＶＤの工程以外の組合せでは採取時間が長くなる。

例えば次の表に示すように本発明のサンプリング所要時
間を１００とすれば、本発明以外の組合せでは１００以
上になる。

その理由は、本発明の場合、同一試料を溶存ガスとその
残留液とに分離し、溶存ガスを気体試料として、残留液
を液体試料として用いることができるためである。

（転）分析をくり返しできる。即ち本発明では、希釈後
の液体試料、気体試料を各々別個の容器に保存できるの
で、分析をくり返しできる。

（ｉＶ）　　分析を並行してできる。即ち、本発明では
、別個の容器に分析対象試料を希釈した状態で保存でき
るので、分析を同時に並行してできる。

以上本発明を実施例について説明したが、勿論本発明は
このような実施例にだけ局限されるものではなく、本発
明の精神を逸脱しない範囲内で種々の設計の改変を施し
うるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の放射性流体の試料採取装置を示す系統図
、第２図は本発明に係る放射性流体の試料採取装置の一
実施例を示す系統図である。 （１０５）・・・・・・計量管、　　　（１Ｏ６）・・
・・・・希釈器、　　　（１０８）・・・・・・希釈液
受容器、　　（１０９）・・・・・・希釈気体受容器。 （１１０）・・・・・・真空ポンプ、（１１１−ａ）・
・・・液体導入管、　　Ｃ１１ｌ−ｂ）・・・・・気体
導入管、　　　（１１４）・・・・・・純水供給管、　
　　（１１７）・・・・・・希釈ガス共給管。 （１１７−ａ）・・・・・・希釈ガス分岐供給管、　　
　Ｃ１３３）・・・・・・計量管に１０５）の入口端側
の開閉弁、　　　（１３４）・・・・・・計量管（１０
５）の入口端側の他の開閉弁、　　　（１３５）・・・
・・・計量管（１０５’）の出口端側の他の開閉弁。 （１３６）・・・・・・計量管（１０５）の出口端ｆｌ
ｌｌの開閉弁。 （１４０）・・・・・・希釈ガス分岐供給管（ｉｉ７−
ａ）の開閉弁。 第１頁の続き ０発　明　者　宮本均　　　　　　　　　　　　　０出
高砂市荒井町新浜二丁目１番１ 号三菱重工業株式会社高砂研究 所内 ０発　明　者　船越俊夫 高砂市荒井町新浜二丁目１番１ 号三菱重工業株式会社高砂研究 所内 ■出　願　人　関西電力株式会社 大阪市北区中之島３丁目３番２２ 号 ■出　願　人　四国電力株式会社 高松市丸の内２番５号 ■出　願　人　九州電力株式会社 福岡市中央区渡辺通２丁目１番 ８２号 ■出　願　人　日本原子力発電株式会社東京都千代田区
大手町１丁目６ 番１号 願　人　三菱重工業株式会社 東京都千代田区丸の内２丁目５ 番１号

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 計量管と、同計量管の入口端に開閉弁を介して連絡した
   液体導入管及び気体導入管と、上記計量管の入口端に他
   の開閉弁を介して連絡した純水供給管及び希釈ガス供給
   管と、上記計量管の出口端に開閉弁を介して連絡した希
   釈液受容器と、上記計量管の出口端に他の開閉弁を介し
   て連絡した希釈器と、同希釈器に連絡した真空ポンプ及
   び希釈気体受容器と、上記希釈ガス供給管から分岐し且
   つ開閉弁を介して上記希釈器に連絡した希釈ガス分岐供
   給管とよりなることを特徴とした放射性流体の試料採取
   装置。