JP2000501333A - ガス圧測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 液体レベルに依存するガス圧を測定する装置が、ガスで満たされ且つ液体の中で作動するようにされたチューブ導管（７，７'）の上部と接続された圧力表示器又はセンサー（６，６'）を含む。前記導管は、そのより低い部分が前記チューブ導管の体積より大きい体積を持つ容器（８，８'）の上部と接続され、前記容器（８，８'）は、液体が流入される入口（１３）を有し、前記入口は、前記容器の断面領域よりも小さく且つ前記容器の底部近傍に配置された断面領域を有する。従って、前記入口を通って前記容器中に流入する液体が１つの表面を形成し、該表面の容器中における本質的なレベルが周囲にある主要な液体塊のレベルに依存して変化しうるが、通常の場合には、前記液体がそれ自体で前記チューブ導管（７，７'）の中に上がってくることがない。

Description

【発明の詳細な説明】 ガス圧測定装置発明の背景 本発明の基礎は、究極的には、冷却システムに給電する前に閉じ込め反応炉の 中で水を浄化させるタスクを有する原子力プラントの濾過器における信頼できる 反転フラッシングすなわちクリーニングの問題からきている。水が沸騰している 反応炉では、濾過器は、閉じ込め容器の底部で継続的に水の下部にあり、定期的 に作動する冷却システム及び／又は運転停止の場合にのみ始動される緊急冷却シ ステムに水を運搬する。通常の環境下では、圧縮水の反応炉は、閉じ込め容器の 底部で水が不足している。ここでは、濾過器は、起こりうる運転停止と関連して のみ作動するものとする。なお、この運転停止期間中に水が閉じ込め容器の底部 で集められる。しかしながら、いずれの場合においても、濾過器は、濾過器があ る程度まで不純物で詰まったときに反転フラッシングすなわちクリーニングが遅 滞なく開始される限りにおいて信頼性のある仕方で作動することができる。従っ て、もし濾過器があまりに極端に詰まったならば、冷却システムに供給される純 水の流れは、危険となるようなレベルにまで減少される。実際、濾過器の詰まり の程度は、個々の濾過器にわたって圧力降下を測定することによって制御可能で ある。個々の濾過器がクリーンである、すなわち不純物の詰まりを免れている限 り、圧力降下は最小であるが、もし繊維及び／又は他の不純物が、濾過器の開口 内や開口外に沈殿され始めたならば、圧力降下は叙々に増加し、結局のところ、 冷却システムに供給される水の流れは、受容不可能なまで低下した値に達する。 実際のところ、濾過器上の圧力降下を判定する唯一の現実的な可能性は、ガス 圧力の比較測定に基づいている。より詳しくは、各々の濾過器に対して、圧力表 示器又は圧力センサーが２個のチューブ導管の上部にそれぞれ提供されており、 そのうちの一方は、そのより低い部分が濾過器の内部に置かれるのに対し、他方 は、そのより低い部分が、濾過器を取り囲む水の中に導かれた状態でテストがな される。これによって、第１のセンサーは、濾過器内に分布している圧力を測定 するのに対し、第２のセンサーは、周囲の水に分布している基準圧力を測定する ことになる。もし濾過器がクリーンであるならば、すなわち、それが水を妨げる ものが無いように通過させるならば、これらの２つの測定圧力は等しくなる。し かし、濾過器が詰まり始めるとすぐに、濾過器内の圧力は低下する。このことは 、２つのセンサーによって測定される圧力間の相違としてそれ自体を明らかにし ている。すなわち、圧力の相違の大きさが詰まりの度合いの測度であることは明 らかである。従って、圧力の相違が所与のしきい値に達したときに、反転フラッ シング又は別のクリーニングが開始される。しかしながら、圧力相違の測定を実 行したテストは、基準支持部として機能するチューブ管をクリーンな状態で保持 するときの困難さ、すなわち、ガスのみで満たされるという困難さの故に成功し ていない。かくして、もし水の先端部分が２つの基準支持部において大差が生じ たならば、信頼できる作動上の警告すなわち濾過器のクリーニング機能を不能に させるような測定誤差が発生する。発明の目的及び特徴 狭い態様では、本発明は、望ましくは原子力プラントの濾過器の適正なクリー ニングを可能にするために、上述された難点を無くし、信頼できる圧力相違の測 定において不可欠なものを創造することを目的とする。より広い態様では、本発 明は、申し分のない方法で絶対ガス圧力の基本的な測定機能を既に備えている装 置を提供することを目的とする。かくして、本発明の主要な目的は、常に内部が 乾燥状態に保たれ、且つ液体中に浸された又は液体中に浸水可能なチューブ導管 を有するガス圧測定装置を創造することである。 その最も広い態様では、本発明は、この目的を、請求項１で画定された特徴に よって達成する。そのより狭い態様では、本発明は、請求項２で画定された特徴 によって達成する。本発明の望ましい実施例は、他の従属請求項でさらに画定さ れている。添付図面の簡単な説明 図１は、原子力プラントの中に構築された２つの濾過器を示す側面図である。 図２は、図１に係る図面に対し９０度の角度から見た図である。 図３は、本発明に係るガス圧測定装置の概略図である。 図４は、本装置において構成された第１の型の容器を示す部分断面図である。 図５は、第２の型の容器を示す対応図である。 図６は、図４又は図５に係る容器の端部における部分断面図である。本発明の望ましい実施例の詳細な説明 図１及び図２では、引用数字１、１’は、２つの濾過器を各々指し示しており 、これらは閉じ込め反応炉の底部に取り付けられている。この反応炉の壁は２に より、また、その底部は３によって示されている。濾過器は、穴すなわちくぼみ ４に部分的に埋設されており、冷却システム（図示せず）へ水を供給するための 導管５に別々に接続されている。この例では、原子力プラントは、圧縮水反応炉 で作動すると考えられる。このことは、通常の環境下において、閉じ込め反応炉 の底部では、水が不足することを意味している。しかしながら、起こり得る運転 停止の間には、水は底部にたまり、濾過器１、１’をすべて覆うほど大量の水が 生成され得る。この場合、濾過器は、水を沸騰させる反応炉を機能させるために 取り付けられ、閉じ込め反応炉は、通常の運転環境の下でも、濾過器が十分に浸 水されるほど大量の水を底部に含むことになる。 さらに先へ進んで、本発明は、濾過器が水中で作動するという仮定の下で説明 される。 各々の濾過器１、１’には、２つの圧力表示器若しくは圧力センサー６、６’ と、２つのチューブ７、７’と、２つの容器８、８’とから主要に構成される測 定装置が、それぞれ接続されている。図３に示すように、２つの容器８、８’は 、１つの同じ高さ、すなわち共通の水平面内にあるように配置されている。第１ の容器８は、周囲の主要な水の塊に向かって実質上直接的に開口している。これ に対し、第２の容器８’は、容器と濾過器との間で水平方向に延在する第２のチ ューブ導管９を介して濾過器と接続されている。 ここで、図４及び図６を参照すると、２つの容器８，８’の本質がより詳しく 示されている。いずれの容器の場合にも、容器は、シリンダーすなわち切妻壁１ １、１１’の手段によってその対向する端部において密閉されているシリンダー 壁１０を含む。このシリンダーは、細長く延在し且つ水平に配置されている。実 際に、このシリンダーは、８０から１００ｍｍまでの範囲以内の直径と、この直 径の３倍から５倍の長さとを持つようにすることができる。従って、この容器の 容積は、約２乃至４ｄｍ³となる。一方の切妻壁１１’に近接したところには、 容器の上部と接続された連結手段１２が提供されている。この連結手段は、上述 したチューブ導管７及び７’と、それぞれ接続され得る。 切妻壁１１’と対向する切妻壁には、入口として機能する開口１３が形成され ており、この開口は、容器の底部近傍に配置され、シリンダー１０の断面領域よ りかなり小さい面積の断面領域を有している。図５に示す容器８’では、連結手 段１２’が開口１３と接続されている。この連結手段は、水平の第２チューブ導 管９と接続され得る。これとは反対に、図４に示す容器８では、短片のチューブ １４が開口１３と接続され、このチューブ片は、切妻壁１５の手段によってその 開放端部を密封されている。そのチューブ壁には、複数の小さい開口１６が窪み 付けられており、そこを通って水がチューブ片の内部を通過してシリンダーすな わち容器の内部に開口１３を介して流入することができる。このチューブ片が、 チューブ周囲を実質的に均等に分配されている、これら小さい開口を含むという 事実によって、少なくとも開口のいくつかは、他の開口が不純物により故意でな く詰まったとしても、周囲の主要な水塊と、容器の内部との間の液体伝達を可能 にするということが保証される。１７により指し示された水は、表面すなわちミ ラー１８を形成し、その上方には、空気すなわちガスクッション１９が存在して いる。 容器８、８’に接続された２つのチューブ導管７、７’の各々は、チューブ導 管の全容積が容器８、８’の容積の何分の一も小さくなるということを保証する ために限定された直径を持つべきである。このようにして、容器は、生じ得るす べての圧力変動及び周囲の水レベルにおいて、ガスで満たされた導管を維持する ために十分なガス容積を受け入れるということが保証される。実際に、チューブ 導管の直径は、８乃至２０ｍｍの範囲内としてもよく、望ましくは１０乃至１５ ｍｍ、最も適切には１２乃至１３ｍｍとするのがよい。実際の例では、最長の導 管７’は、５メートルの長さで１２．７ｍｍの直径を有している。このとき、こ の導管は０．５３ｄｍ³の体積を有する。同時に、容器８’は、３．２４ｄｍ³の 体積、すなわちチューブ導管の体積の約５．２倍となる体積を有する。実際に、 容器の体積は、チューブ導管の体積と比べて４乃至７倍、望ましくは５乃至６倍 とすべきである。 ２つの容器８、８’が、共通の水平面に配置されているということが必須であ り、これにより、これら容器間の静的液体柱での圧力相違の測定には影響を与え ない。より詳しくは、２つの入口開口１３は、１つの同じ高さに配置されること になる。本発明に係る装置の作用 運転停止が起こり、閉じ込め反応炉の底部に水が貯まることに関連して濾過器 １、１’が作動し始めたと仮定する。それから、従属している濾過器のレベルと おおよそなるように配置されている２つの容器８、８’は、実質的に同時に水で 満たされるだろう。容器のレベルに関連している周囲の主要な水がどの位の高さ となっているかに応じて、より高いか或いはより低いガス圧が空気クッション１ ９及びチューブ導管７，７’の内部に生成される。これらのガス圧は、センサー ６、６’によって検出される（或いは、両方の導管に共通の圧力相違のゲージ表 示器によって）。個々の濾過器、例えば濾過器１が汚染されていない限り、容器 ８、８’にかかる空気すなわちガスの圧力は、等しく大きくなる。しかしながら 、もし不純物が濾過器の開口に詰まったならば、その中の水圧は、周囲の主要な 水塊の圧力に関連して減少するであろう。このことは、容器８’の水レベル１８ がやや低下し、この容器の中のガス圧が減じられるという結果を導く。換言すれ ば、容器８、８’と従属しているチューブ導管におけるガス圧に相違が発生する 。この相違は、センサー６，６’によって読み取られ得る。ここでは、ガス圧の 相違の大きさは、濾過器の詰まりの度合いを示す測度となる。圧力の相違が予め 定められた大きさに達したとき、反転フラッシング又は他の任意の適当な濾過器 の洗浄方法が適切な方法で開始される。実際には、濾過器の洗浄は、自動制御方 法又は、洗浄操作を手動で開始するためにスタッフにより利用されるセンサーに よって警報を発する方法のいずれかで達成されるようにすることができる。 本発明に係る装置の本質的な利点は、測定用の支持部の垂直部分、すなわちチ ューブ導管７、７’が常に乾燥状態に保たれ、これによって、圧力の測定又は表 示が様々に変化する液体支柱によって影響されなくなるということである。容器 ８、８’の体積がチューブ導管の体積の何倍も大きいという事実によって、たと え周囲の主要な水塊が容器の上方のかなり上のレベルにまで上がったとしても、 この条件は保証される。個々の濾過器から従属する基準レベルの容器までチュー ブ導管９が水平方向に延設されており、該導管は測定用の支持部として機能する 。このことは、このチューブ導管が水ですべて満たされるか、空気を含んでいる かのいずれの事実によっても測定が影響されないということを含んでいる。圧力 相違のゲージ表示器又はセンサーにおける圧力相違は、周囲の圧力すなわち液体 レベルとは独立に、測定箇所におけるものと同じである。 時々発生する波動形成或いは他の突然の水運動が閉じ込め容器内に発生するこ とがあり、極端なケースでは、制御不能な方法で水が導管７、７’に押し上げら れる状態に導かれる。しかしながら、これらの導管が、明白に限定された直径（ 例えば１２乃至１３ｍｍ）を持つという事実によって、水が表面張力によって抑 えられないが、条件が正常に戻ったときに水が容器の中に流れ戻るということが 保証される。本発明の実行可能な変形 本発明は、上記のように説明され、図面に示されたような実施例にのみ限定さ れるものではない。かくして、より広い態様では、本発明は、絶対ガス圧の測定 にも応用可能である。すなわち圧力の相違が測定され、或いは表示されることな く絶対ガス圧を測定できる。このような場合には、たった１つの容器が、１つの チューブ導管に含まれ、且つ、周囲の水又は液体のレベルから独立に測定が実行 されるようなスタート点を形成する基準点すなわち基準容器を形成するようにし てもよい。この状況では、容器が細長く延設され、且つ、水平に置かれることに よって、容器中に閉じ込められた液体のレベルは、たとえ周囲の液体塊のレベル が顕著に変動したとしても、狭い変動幅以内で変動するだろうということが保証 される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＴ，ＡＵ ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ， ＣＵ，ＣＺ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＫ，ＥＥ，Ｅ Ｅ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ， ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．液体レベルに依存するガス圧を測定する装置であって、 ガスで満たされ且つ液体塊の中で作動するようにされたチューブ導管（７，７ ’）の上部と接続された圧力表示器又はセンサー（６，６’）を含み、 前記チューブ導管は、そのより低い部分が前記チューブ導管の体積より大きい 体積を有する容器（８，８’）の上部と接続され、 前記容器（８，８’）は、液体が流入される入口（１３）を有し、前記入口は 、前記容器の断面領域よりも小さく且つ前記容器の底部近傍に配置された断面領 域を有し、これによって、前記入口を通って前記容器中に流入する液体（１７） が１つの表面すなわち１つのミラー（１８）を形成し、該ミラーの容器中におけ る本質的なレベルが周囲にある主要な液体塊のレベルに依存して変化しうるが、 通常の場合には、前記液体がそれ自体で前記チューブ導管（７，７’）の中に上 がってくることがないことを特徴とする、前記装置。 ２． 請求項１に記載の前記装置であって、 ２つのセンサー（６，６’）と、２つのチューブ導管（７，７’）と、共通の 水平面内に置かれた２つの容器（８，８’）とを含み、 このうちの第１の前記容器（８）が前記入口を介して周囲にある主要な液体塊 に向かって直接的に開口し、これに対し、第２の前記容器（８’）が第２のチュ ーブ導管（９）を介して濾過器（１，１’）に連結され、 前記濾過器は、それ自体知られた方法で、例えば原子力プラントの冷却システ ムなどの消耗ユニットへさらに液体を運搬するため主要な液体塊から液体を吸引 するタスクを有し、必要時には、詰まった不純物を取り除くために反転フラッシ ュすなわちクリーニングが実行され、 前記第１の容器（８）は、基準容器として機能し、その内部ではガス圧が、主 要な液体塊のレベルにほぼ独占的に依存するのに対し、他の容器（８’）は作動 容器を構成し、その中ではガス圧が主要な液体塊のレベルのみならず、前記濾過 器を介して吸引された液体の前記濾過器を通過した圧力降下にも依存しているこ とを特徴とする、前記装置。 ３． 前記第２のチューブ導管（９）は、前記容器（８’）と前記濾過器との間 に、水平面内に延設されていることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載 の装置。 ４． 前記容器（８，８’）の体積は、前記チューブ導管（７，７’）の全体積 の例えば４乃至７倍、望ましくは５乃至６倍であることを特徴とする、請求項１ 乃至請求項３のいずれか１項に記載の装置。 ５． 前記チューブ導管（７，７’）の内径は、８乃至２０ｍｍ、望ましくは１ ０乃至１５ｍｍ、最適には１２乃至１３ｍｍの範囲以内であることを特徴とする 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の装置。 ６． 前記基準容器（８）の入口には、その開放端が密封されたチューブ片（１ ４）が接続され、該チューブ片は、複数の小さな開口（１６）が窪み付けられて おり、そのうちの少なくともいくつかは、たとえ他の開口が故意でなく不純物で 詰まったとしても、主要な液体塊と前記基準容器の内部との間の液体伝達を保証 していることを特徴とする、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の装置 。 ７． 前記容器（８，８’）は、細長く、且つ切妻壁（１１，１１’）によって 相対する端部を密閉されているシリンダー（１０）の形状を有し、該シリンダー は、水平に配置されている、すなわち、実質的に水平方向に向いているその長手 方向の軸線を有することを特徴とする、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に 記載の装置。 ８． 前記入口（１３）は、前記シリンダー（１０）の２つの相対する切妻壁の うちの一つ（１１）に提供され、前記センサーと連通している前記チューブ導管 （７，７’）が、その反対側の切妻壁（１１’）に近接した前記シリンダーの外 皮壁に接続されていることを特徴とする、請求項７に記載の装置。