JPS6212817A - 容器内のばら材料の表面高さの遠隔測定方法 - 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】 北ｙし久１す［ この発明は容器内のばら材料の高さを遠隔的に測定゛す
る方法に関するものである。この発明の方法は、使用済
樹脂貯蔵容器に一時的に貯蔵されている放射性樹脂物質
の在庫量を明確に確定するために、このような放射性樹
脂物質の高さを遠隔的に測定する場合に有効である。

先ｊ」え術！口先用− 原子炉発電プラントの通常の運転において、放射性核分
裂および腐食生成物は原子炉で作られ、原子炉冷却材に
より移送される。原子炉冷却材の放射能を許容レベル内
に維持するために、原子炉冷却材は種々の樹脂およびフ
ィルタを介して処理される。一定の期間が過ぎると、冷
却材から放射能を除去する樹脂の能力は低下し、この樹
脂は交換しなければならない、樹脂に椿積された放射能
は１時間に約１０００レントゲンの放射線レベルとなる
ので、樹脂コンテナから使用済樹脂貯蔵容器に樹脂をフ
ラッシングすることによって、樹脂の除去が遠隔的に行
われる。

使用済樹脂貯蔵容器は原子力発電プラントの敷地に配置
され、使用済樹脂の一時貯蔵所としてのみ用いられる。

定期的に、使用済樹脂は貯蔵容器から全て取り出され、
遮蔽ドラムに封入され、この遮蔽ドラムは原子力発電プ
ラントの敷地から永久貯蔵所に輸送される。

プラントの作業員が、使用済樹脂貯蔵容器を空は遮蔽ド
ラムに使用済樹脂を移し換えるべき時を確定すると共に
、このような作業に必要とされる遮蔽ドラムの数を決定
するために、使用済樹脂貯蔵容器内の使用済樹脂の在庫
量を明確に確定するための手段を有することが必要であ
る。しかしながら、使用済樹脂に伴う高放射線レベルの
ために、容器内の使用済樹脂の高さを測定するのに直接
的な手段は用いられない。

過去において、色々な間接的技術が、使用済樹脂の在庫
管理を助けるために用いられてきた０例えば、ロードセ
ルが、使用済樹脂で満たされている場合の容器の重量を
測定するために用いられた。

容器が空である場合におけるその容器の重量を知ること
によって、使用済樹脂の正味の重量が得られ、そこから
、樹脂の密度の知識を用いて、樹脂の体積を求めること
ができる。しかしながら、在庫制御を維持するためのロ
ードセルの使用は、他の理由から、特にロードセルの使
用では所要の精度を得ることができないので、効果的で
ないと認められた。使用済樹脂の在庫管理を助けるため
の他の間接的技術には、原子カプラントに対する全樹脂
の出入りを正確に記録し続ける、というものがある。し
かし、このような管理的な手段は時間の浪費であり、間
違いを起こしやすい。

先ｉΔＪＬＬ この発明の目的は、容器内におけるばら材料の高さを遠
隔的に測定するための単純で且つ正確な方法を提供する
ことにある。

この発明の特定の目的は、使用済樹脂貯蔵容器システム
と関連して既に用いられている既存設備を利用して、原
子カプラントにおける使用済樹脂貯蔵容器内の使用済樹
脂を遠隔的に測定するための方法を提供することにある
。

本発明の上記の目的およびその他の目的は、液体入口を
有する容器内の液位を表示するように液位測定装置が作
動的に協働しており、且つ、隣合う粒子の間に隙間を画
成する洗い粒子から成るばら材料が入っている、容器内
のばら材料の表面高さを遠隔測定する方法であって、液
体が前記容器の底部から前記ばら材料の表面高さまで徐
々に隙間を満たしていくように、前記液体入口を介して
一定の流量で前記容器に液体を加え、時間の関数として
の前記液位測定装置の液位表示を監視し、前記容器内の
液位の変化の割合が減少する点における高さを測定し、
測定された該高さが前記容器内のばら材料の表面高さを
表している、容器内のばら材料の表面高さの遠隔測定方
法によって達成される。

このように、本発明は、樹脂のようなばら材料が隣合う
樹脂粒子間の隙間から成る成る空隙小部分を有している
ことを利用している。例えば、同じ直径の固体の球形粒
子から成るばら材料において、ばら材料の総体積の空隙
小部分は、ばら材料の総体積の約３分の１である。ばら
材料の残りの３分の２は、固体の球形粒子から成る。

こうして、ばら材料が円筒形のシリンダのような容器内
に配置され、ばら材料の固体粒子よりも小さな比重の液
体が一定の流量で加えられるならば、容器の側壁に関す
る液体の液位は、液体がばら材料の隙間を満たすので、
ばら材料が容器に入っていない場合に液体の液位が上昇
する速度よりも相当に速く上昇するであろうことは、何
人も理解できるであろう０例えば、ばら材料が３分の２
の固体と、３分の１の空隙小部分とから成る場合におい
て、液体は、ばら材料がない同じ体積を上昇する３倍の
速さでばら材料を上昇する。従って、液体がばら材料の
表面に達し、容器の残りの体積を占め始めた場合に、容
器の側壁に関する液位の上昇速度に顕著な減少がある。

前述の例において、ばら材料により占められていない容
器の部分における液位の変化の割合は、ｌｆら材料で満
たされた容器の部分における液位の変化の割合の３分の
１であろう。

前述から、液位の変化の割合が減少する点における高さ
を遠隔的に検出することにより、容器内のばら材料の高
さを遠隔的に検出できることは、当業者にとり明らかで
あろう。

更に、容器の寸法が分かっているならば、容器内の液位
およびばら材料の高さは体積に一致するよう簡単に決め
られるので、容器内のばら材料の高さを知ることによっ
て、だれもが容器内のばら材料の体積が分かる。

このように、この発明は、容器内のばら材料の高さを遠
隔的に測定するための簡単で且つ廉価な方法を提供し、
この方法は、ばら材料の高さが高い精度で決定されなけ
ればならない場合、および、ばら材料が放射性樹脂から
成るときのように容器に近付けない場合に、非常に有効
である。

、ｔｒＩｉＩの全日 図面によれば、樹脂材料（ばら材料）３を貯蔵するため
の使用済樹脂貯蔵容器（容器）１が示されており、樹脂
材料３は、複数の樹脂コンテナ７にそれぞれ弁９を介し
て連結された排出パイプ５を経て、使用済樹脂貯蔵容器
１に排出される。樹脂コンテナ７は、原子炉冷却材の放
射能を許容レベル内に維持するために原子炉冷却材から
種々の核分裂生成物を除去する周知の方法で、原子炉冷
却材の循環流路に連結されている。一定期間の運転の後
、放射能を除去する樹脂の能力が、その樹脂を交換しな
ければならない程度まで低下する。交換を行うために、
樹脂はコンテナ７から、弁９および排出パイプ５を介し
て、使用済樹脂貯蔵容器１にフラッシングされる。

使用済樹脂貯蔵容器１内の使用済樹脂は強い放射能を帯
びているので、容器１は適当に遮蔽され、プラント作業
員が近付くことができず、中の使用済樹脂の高さを直接
的に測定できないようになっている。以下で説明するよ
うに、この発明に従った方法は、容器１内の使用済樹脂
の高さを遠隔的に決定するために既存の装置を有効に利
用している。

使用済樹脂は、水（液体）を媒体として容器１にフラッ
シングされる。容器１が繰返しのフラッシンク操作で溢
れないことを保証するために、容器１内の水の液位を液
位測定装置１５により測定した場合に所定の液位に達し
たときに、水は定期的に容器１からパイプ１１と弁１３
を介して排水される。

液位測定装置１５は従来装置であり、例えば、アイティ
ー・ティー・コーポレーション（ＩＴＴＣｏｒｐｏ’ｒ
ａｔｉｏｎ）、バートン・インストルメンツ・カンパニ
（Ｂａｒｔｏｎ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ　Ｃｏｍｐａ
ｎｙ）により作られ、型番７５２／３５２として販売さ
れている液位測定装置から成っている。簡単に述べるな
らば、このような装置は、その両側の圧力差の結果とし
て変位されるダイアフラム（図示しない）を具備してい
る。圧力差は、ダイアフラムの両側に、それぞれ、管１
７．１９に伝えられる。管１７は容器１の頂部で大気と
連通し、定圧弁２１により一定の圧力に維持される。一
般に、窒素が容器１内の加圧大気として用いられる。管
１９は容器１の底部と連通している。

水の液位が増加した場合に、ダイアフラムの管１９に連
通している側に及ぼされる圧力に応答してそのダイアフ
ラムは変位される。この圧力は、ダイアフラムの他の側
の圧力が液位の上で一定圧力の大気と連通している管１
７を介して一定に維持されるので、水の液位の高さに直
接比例する。上述したように、液位が所定の高さに達し
た場合に、水がパイプ１１と弁１３を介して排水され、
受液器（図示しない）に排出される。好適には、ステン
レス鋼から作られると共に樹脂粒子の粒子寸法よりも小
さな網目寸法を有するふるい２３が、フラッシング用の
水と共に樹脂が排出されるのを防止するために容器１の
パイプ１１の端部に接続される。−例として、樹脂粒子
は２００ミクロンの粒子寸法であるならば、ふるい２３
の網目の寸法は１０５ミクロンである。

フェイルセーフ措置として、同様なふるい２５が容器１
の頂部付近に配置され、溢出パイプ２７と弁２９に連結
されている。フラッシング用の水が溢出点に達する以前
において容器１がらフラッシング用の水を排水するのに
適した時に弁１３が作動せず、または、開かない場合に
、容器１内のフラッシング用の水を溢出パイプ７と弁２
９を介して受液器に排出することができる。

バイブ１１はまた、弁３１、一定流量トランスミッタ３
３および水ポンプ３５を介して、水源３６に連結されて
おり、水が、一定流量トランスミッタ３３により決定さ
れるような一定流量で容器１内に汲み入れられる。一定
流量トランスミッタ３３も周知の装置であり、例えば、
アイ・ティー・ティーコーポレーション、バートン・イ
ンストルメンツ・カンパニによって作られた型番７５２
（０−１５０ｇｐｍ）のような流量測定装置である。

この発明に従った方法は、次のように、図面に示された
使用済樹脂貯蔵容器システムに関連して実行される。ま
ず、弁３１が閉じられ、容器１内の全てのフラッシング
用の水が、開いている弁１３により排出され、容器１内
には実質的に乾燥した樹脂が残される。一旦、容器１内
の水が完全に排出されると、弁１３が閉じられると共に
、弁３１が開がれ、補給水が、一定流量トランスミッタ
３３により設定された一定の割合で容器１に汲み入れら
れる。

水の液位は、水が容器１内で増加するので、液位測定装
置１５により監視される。液位測定装置１５からの液位
測定表示値は、規則的、定期的基準で手作業により記録
され、或は、従来の帯形記録計３７により自動的に記録
されることができる。帯形記録計３７は、液位測定装置
１５の出力信号を受けるために、液位測定装置１５に適
宜に接続される。

この発明の方法によれば、容器１内の液位の変化の割合
において減少が観察された場合、これは、水が容器１に
おける樹脂の表面高さに達し、樹脂の表面より上の容器
の空き部分を満たし始めたことを意味する。

手作業または帯形記録計３７による液位測定装置１５の
出力の記録に代わるものとして、この発明の原理内で、
微分回路を有する電気回路を液位測定装置１５の出力に
接続することも可能である。この電気回路は、容器１に
おける土葬水位の変化の割合の減少を自動的に検出し、
適時にその減少点での液位の値を出力する。

各高さよりも低い容器部分の体積に対応する容器の高さ
を決めることによって、樹脂の高さが、容器に含まれて
いるばら樹脂の体積の大きさにすぐに変換できる。容器
内のばら樹脂の空隙小部分が分かっているならば、固体
の樹脂により占められる容器の体積は、液位により示さ
れた体積がら空隙小部分を引くことによって決定できる
。或は、固体の樹脂の体積は、一定流量での容器１内へ
の水の流入の開始と、液位の変化の割合の減少が生じた
時との間の経過時間を測定することによって決定できる
。一定流量と経過時間との結果により、樹脂の表面高さ
に至るまで容器に加えられた補給水の体積が得られる。

そして、固体の樹脂により占められた容器の体積は、液
位の変化の割合における減少の時点における液位に対応
する水と樹脂の総体積から補給水の体積を減することに
よって算出できる。

この発明による樹脂高さ測定の正確さは、補給水の流入
量と、データが手作業で記録されるならばデータ収集時
間（こ左右される。下の表は、垂直の円筒形シリンダの
形を有し、半球状ヘッドで蓋がされ、２．４３ｍ（９６
インチ）の内径と−３，９１ｍ（１５４インチ）の高さ
と、１５．６ｍ″（５５０ｆｔ３）の全体積とを有する
容器に関連しな、種々の流量とデータ収集時間とに対す
る測定の正確さを示しており、容器内のばら材料は２０
０ミクロンの平均粒子寸法と３３％の空隙小部分を有す
る樹脂粒子がら成る。

液位の変化を常に監視するための帯形記録計を用いるな
らば、どの流量が選ばれても、０．５％の正確度となる
であろう。

この発明の上記説明は、多くの変更、修正および改造が
可能であり、これら変更等が、特許請求の範囲の同等の
意味および範囲内に包含されることは理解されよう。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に従った方法が使用できる使用済樹脂貯蔵
容器と関連のパイプ類を示す系統図である。 図中、 に使用済樹脂貯蔵容器（容器） ３：樹脂材料（ばら材料） ７：樹脂コンテナ　　　１５：液位測定装置３３ニ一定
流量トランスミツタ ３６：水源

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 液体入口を有する容器内の液位を表示するように液位測
   定装置が作動的に協働しており、且つ、隣合う粒子の間
   に隙間を画成する荒い粒子から成るばら材料が入つてい
   る、前記容器内の該ばら材料の表面高さを遠隔測定する
   方法であつて、液体が前記容器の底部から前記ばら材料
   の表面高さまで徐々に隙間を満たしていくように、前記
   液体入口を介して一定の流量で前記容器に液体を加え、 時間の関数としての前記液位測定装置の液位表示を監視
   し、 前記容器内の液位の変化の割合が減少する点における高
   さを測定し、測定された該高さが前記容器内のばら材料
   の表面高さを表している、容器内のばら材料の表面高さ
   の遠隔測定方法。