JP6896586B2 - Reactor water level gauge - Google Patents

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Description

本発明は、原子炉容器内の水位を計測する原子炉水位計に関する。 The present invention relates to a reactor water level gauge that measures the water level in a reactor vessel.

沸騰水型原子炉では、通常運転時には原子炉内の炉心上部に冷却水と蒸気の境界である水位が形成される。加圧水型原子炉でも、通常運転状態では圧力容器の内部で沸騰が生じて水面が形成されることはないが、事故時には原子炉内の水位の監視が重要になる。沸騰水型原子炉及び加圧水型原子炉は、ともに、燃料の冷却を確保するために燃料が水中に没していることが必要であり、事故時に炉心が冷却水から露出して除熱が不十分とならないように、原子炉容器内の水位（原子炉水位）が監視され、原子炉水位（以下、単に「水位」とも称する。）に応じた安全機能が作動する仕組みになっている。 In a boiling water reactor, a water level, which is the boundary between cooling water and steam, is formed in the upper part of the core in the reactor during normal operation. Even in a pressurized water reactor, boiling does not occur inside the pressure vessel and a water surface is not formed under normal operating conditions, but it is important to monitor the water level inside the reactor in the event of an accident. Both boiling water reactors and pressurized water reactors require the fuel to be submerged in water to ensure cooling of the fuel, and the core is exposed from the cooling water in the event of an accident, resulting in poor heat removal. The water level in the reactor vessel (reactor water level) is monitored so that it does not become sufficient, and the safety function is activated according to the reactor water level (hereinafter, also simply referred to as "water level").

従来、沸騰水型原子炉の水位は、差圧式水位計が用いられ、基準水柱からの圧力と炉内水位に応じた圧力とが計装配管で差圧伝送器に導かれて得られた差圧信号として計測される。原子炉水位計（以下、単に「水位計」とも称する。）は、計測に使用される計装配管及び差圧伝送器を備え、計測範囲や目的に応じて複数の種類が備えられている。例えば、冷却水と蒸気の分離性能を高く保つために狭い範囲を精密に監視する通常運転用の水位計の他に、過渡時や事故時に安全機能を作動させるために広範囲をカバーする水位計が設置されている。 Conventionally, a differential pressure type water level gauge has been used for the water level of a boiling water reactor, and the difference between the pressure from the reference water column and the pressure according to the water level in the reactor is guided to the differential pressure transmitter by instrumentation piping. Measured as a pressure signal. The reactor water level gauge (hereinafter, also simply referred to as “water level gauge”) is equipped with instrumentation piping and a differential pressure transmitter used for measurement, and is provided with a plurality of types according to the measurement range and purpose. For example, in addition to a water level gauge for normal operation that precisely monitors a narrow range to maintain high separation performance of cooling water and steam, a water level gauge that covers a wide range to activate safety functions in the event of a transient or accident. is set up.

このような従来の水位計に対して、応答性改善やダイバーシティ確保の観点から、温度検出素子とヒータとを組合せた水位センサを原子炉内に設置し、原子炉水位を原子炉内で直接計測する方法が検討されている。この水位センサでは、ヒータへの通電により上昇した温度を温度検出素子が検出し、水中と気中での温度変化の違いを利用して水位を計測する。水位を計測するには、温度検出素子とヒータを複数の高さ位置（水位検出位置）に設置する必要がある。 Compared to such conventional water level gauges, from the viewpoint of improving responsiveness and ensuring diversity, a water level sensor that combines a temperature detection element and a heater is installed in the reactor, and the reactor water level is measured directly in the reactor. How to do it is being considered. In this water level sensor, the temperature detection element detects the temperature raised by energizing the heater, and measures the water level by utilizing the difference in temperature change between water and air. In order to measure the water level, it is necessary to install the temperature detection element and the heater at a plurality of height positions (water level detection positions).

特許文献１には、沸騰水型原子炉の炉内計装管内の複数の高さ位置に設置された熱電対とヒータ線とからなる水位及び温度検出センサと、熱電対の温度を測定する温度計測装置と、ヒータ線への電流を制御するヒータ制御装置と、ヒータ線への通電前の熱電対温度と通電時の熱電対温度上昇量とを蒸気雰囲気、水雰囲気、センサ故障に関連付ける閾値テーブルを備えた原子炉水位及び温度計測装置が開示されている。 Patent Document 1 describes a water level and temperature detection sensor composed of a thermocouple and a heater wire installed at a plurality of height positions in an in-furnometer instrumentation tube of a boiling water reactor, and a temperature for measuring the temperature of the thermocouple. A threshold table that associates the measuring device, the heater control device that controls the current to the heater wire, and the thermocouple temperature before energization of the heater wire and the thermocouple temperature rise during energization with the steam atmosphere, water atmosphere, and sensor failure. A reactor water level and temperature measuring device equipped with the above is disclosed.

特許文献２には、発熱体と、発熱体の周囲を囲って設置される断熱体と、発熱体の断熱体に囲まれた断熱部分と断熱体に囲まれていない非断熱部分との温度差を計測する温度差計測装置（通常、「ガンマサーモメータ」と呼ばれる）を炉心下端部から原子炉圧力容器の底部に亘って配置した炉心下部水位計測装置と、同様の温度差計測装置を炉心の鉛直方向範囲内に配置した炉心内水位計測装置と、温度差に基づいて原子炉の水位を評価する水位評価装置とからなる原子炉水位計測システムが開示されている。 Patent Document 2 describes the temperature difference between a heating element, a heat insulating body installed surrounding the heating element, and a heat insulating portion surrounded by the heat insulating body of the heating element and a non-insulating portion not surrounded by the heat insulating body. A temperature difference measuring device (usually called a "gamma thermometer") is arranged from the lower end of the core to the bottom of the reactor pressure vessel. A reactor water level measurement system including an in-core water level measurement device arranged within a vertical range and a water level evaluation device for evaluating the water level of the reactor based on a temperature difference is disclosed.

特開２０１３−１４０１００号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-140100 特開２０１３−１０８９０５号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-108905

原子炉内に設置することを前提とした水位センサは、水位を直接検出できる利点がある一方で、万一の事故の場合には炉心の異常加熱や落下物との衝突などによる破損や故障のリスクがある。このため、特許文献１に示されたような、熱電対とヒータからなる水位センサを複数配置して、一部の水位センサが破損や故障などの異常（不具合）を起こしても他の水位センサで水位の計測を継続する構成が考えられる。 The water level sensor, which is supposed to be installed in a nuclear reactor, has the advantage of being able to directly detect the water level, but in the unlikely event of an accident, it may be damaged or malfunction due to abnormal heating of the core or collision with a falling object. There is a risk. Therefore, as shown in Patent Document 1, a plurality of water level sensors composed of a thermocouple and a heater are arranged, and even if some of the water level sensors are damaged or malfunction, other water level sensors are used. It is conceivable that the water level will continue to be measured.

しかし、ヒータを複数の水位検出位置に設置すると、ヒータへの通電時にリード線で消費する電力が大きく、万一の事故時にバッテリー等で電力を供給する場合の容量が増大する。また、ヒータのそれぞれに通電する必要があるため、全てのヒータに通電するのに時間がかかり、計測に要する時間も多くなる。全てのヒータに通電する時間を短縮して計測時間を短縮するためには、多くの電源供給設備が必要である。 However, if the heaters are installed at a plurality of water level detection positions, the power consumed by the lead wires when the heater is energized is large, and the capacity when power is supplied by a battery or the like in the event of an accident increases. Further, since it is necessary to energize each of the heaters, it takes time to energize all the heaters, and the time required for measurement also increases. Many power supply facilities are required to shorten the time required to energize all heaters and shorten the measurement time.

ヒータへの通電時の消費電力を抑制するために、複数の水位センサのヒータに対して共通のリード線で通電する構成とすると、リード線が破損した場合には複数の水位センサが動作しなくなり、所望の複数の位置での水位の計測が継続できなくなる。 In order to suppress the power consumption when the heater is energized, if the heaters of multiple water level sensors are energized with a common lead wire, the multiple water level sensors will not operate if the lead wire is damaged. , It becomes impossible to continue the measurement of the water level at a plurality of desired positions.

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、原子炉内に水位センサを設置可能であり、一部の水位センサが異常を起こした場合にも水位の計測を継続することができ、かつ消費電力の抑制と計測時間の短縮を達成できる原子炉水位計を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to install a water level sensor in a nuclear reactor, and to measure a water level even when some water level sensors have an abnormality. It is to provide a reactor water level gauge that can continue to be used and can achieve reduction of power consumption and reduction of measurement time.

本発明による原子炉水位計は、原子炉水位を計測する複数の水位センサを備え、複数の前記水位センサのそれぞれは、少なくとも１つのヒータ回路と、少なくとも１つの温度計回路を備え、前記ヒータ回路のそれぞれは、少なくとも１つのヒータを備え、前記温度計回路のそれぞれは、１つの温度計を備え、それぞれの前記水位センサにおいて、前記温度計のうちの少なくとも１つは、他の前記水位センサの前記温度計の１つと高さ方向の位置が略同一であり、複数の前記水位センサにおいて、それぞれの前記ヒータ回路の中で最高の位置にある前記ヒータは、他の前記ヒータ回路の中で最高の位置にある前記ヒータのうちの少なくとも１つと高さ方向の位置が異なる。 The reactor water level gauge according to the present invention includes a plurality of water level sensors for measuring the reactor water level, and each of the plurality of water level sensors includes at least one heater circuit and at least one thermometer circuit, and the heater circuit. Each of the thermometer circuits comprises at least one heater, each of the thermometer circuits comprises one thermometer, and in each of the water level sensors, at least one of the thermometers is of the other water level sensor. The heater, which has substantially the same height position as one of the thermometers and is at the highest position in each of the heater circuits in the plurality of water level sensors, is the highest among the other heater circuits. The position in the height direction is different from at least one of the heaters in the position of.

本発明によると、原子炉内に水位センサを設置可能であり、一部の水位センサが異常を起こした場合にも水位の計測を継続することができ、かつ消費電力の抑制と計測時間の短縮を達成できる原子炉水位計を提供することができる。 According to the present invention, a water level sensor can be installed in a nuclear reactor, water level measurement can be continued even if some water level sensors malfunction, power consumption is suppressed, and measurement time is shortened. Can provide a reactor water level gauge that can achieve the above.

本発明の実施例１による原子炉水位計の全体構成図。The overall block diagram of the reactor water level gauge according to Example 1 of this invention. 本発明の実施例１による原子炉水位計の構成の一例を示す図。The figure which shows an example of the structure of the reactor water level gauge according to Example 1 of this invention. 本発明の実施例１による原子炉水位計の構成の別の例を示す図。The figure which shows another example of the structure of the reactor water level gauge according to Example 1 of this invention. 本発明の実施例１による原子炉水位計の構成のさらに別の例を示す図。The figure which shows still another example of the structure of the reactor water level gauge according to Example 1 of this invention. 温度計回路の不具合検知装置の構成例を示す図。The figure which shows the configuration example of the defect detection device of a thermometer circuit. 計測制御装置が備える選択装置が格納した選択テーブルの一例を示す図。The figure which shows an example of the selection table stored in the selection device included in the measurement control device. 本発明の実施例２による原子炉水位計の水位センサの構成を示す図。The figure which shows the structure of the water level sensor of the reactor water level gauge according to Example 2 of this invention. 本発明の実施例３による原子炉水位計の全体構成図。The overall block diagram of the reactor water level gauge according to Example 3 of this invention. 本発明による原子炉水位計が備える水位センサの構成の一例を示す図。The figure which shows an example of the structure of the water level sensor provided in the reactor water level gauge by this invention. ヒータに通電したときに熱電対が検出する温度の変化の一例を、水位センサが水中にある場合と水外にある場合について示す図。The figure which shows an example of the temperature change detected by a thermocouple when the heater is energized, the case where the water level sensor is underwater and the case where it is outside the water.

本発明による原子炉水位計は、水位センサ（以下、単に「センサ」とも称する。）を原子炉内に複数備え、原子炉水位を計測する。本発明による原子炉水位計は、例えば事故時などの過酷な環境下において、一部のセンサが破損や故障などの異常（不具合）を起こした場合にも水位を継続して計測できる。さらに、水位の計測に使用するヒータの数を少なくすることができるので、水位の計測で消費される電力を抑制できるとともに、ヒータに通電する時間を短縮して電源設備を増加することなく計測時間を短縮できる。 The reactor water level gauge according to the present invention is provided with a plurality of water level sensors (hereinafter, also simply referred to as “sensors”) in the reactor to measure the reactor water level. The reactor water level gauge according to the present invention can continuously measure the water level even when some sensors are damaged or malfunction in a harsh environment such as an accident. Furthermore, since the number of heaters used for water level measurement can be reduced, the power consumed for water level measurement can be suppressed, and the time required to energize the heater can be shortened to reduce the measurement time without increasing the power supply equipment. Can be shortened.

初めに、本発明による原子炉水位計が備える水位センサについて、簡単に説明する。この水位センサは、温度計とヒータを備え、ヒータで周囲を加熱したときの温度変化（温度上昇）を温度計で測定し、水中と気中での温度変化の違いを利用して水位を計測する。温度計には、熱電対、差動式熱電対、ガンマサーモメータ、測温抵抗体、及びサーミスタなどの既存の温度計のうち、１つ又は複数を用いることができる。 First, the water level sensor included in the reactor water level gauge according to the present invention will be briefly described. This water level sensor is equipped with a thermometer and a heater, measures the temperature change (temperature rise) when the surroundings are heated by the heater with a thermometer, and measures the water level using the difference in temperature change between water and air. To do. As the thermometer, one or more of existing thermometers such as thermocouples, differential thermocouples, gamma thermometers, resistance temperature detectors, and thermistors can be used.

図９は、本発明による原子炉水位計が備える水位センサの構成の一例を示す図である。水位センサ６は、ヒータ回路６４と、温度計回路６１と、絶縁体６８と、金属シース６９を備える。ヒータ回路６４は、ヒータ６２と、ヒータ６２に通電するリード線であるヒータリード６３を備える閉回路である。温度計回路６１は、温度計（例えば、熱電対６７）を備える閉回路である。熱電対６７は、クロメル線６５と、アルメル線６６を備える。絶縁体６８は、ヒータ回路６４と温度計回路６１を絶縁する。金属シース６９は、ヒータ回路６４と温度計回路６１と絶縁体６８を収納する。ヒータ６２に通電すると、ヒータ６２が発熱して熱電対６７で検出する温度が上昇する。 FIG. 9 is a diagram showing an example of the configuration of a water level sensor included in the reactor water level gauge according to the present invention. The water level sensor 6 includes a heater circuit 64, a thermometer circuit 61, an insulator 68, and a metal sheath 69. The heater circuit 64 is a closed circuit including a heater 62 and a heater lead 63 which is a lead wire for energizing the heater 62. The thermometer circuit 61 is a closed circuit including a thermometer (for example, a thermocouple 67). The thermocouple 67 includes a chromel wire 65 and an alumel wire 66. The insulator 68 insulates the heater circuit 64 and the thermometer circuit 61. The metal sheath 69 houses the heater circuit 64, the thermometer circuit 61, and the insulator 68. When the heater 62 is energized, the heater 62 generates heat and the temperature detected by the thermocouple 67 rises.

図１０は、ヒータ６２に通電したときに熱電対６７が検出する温度の変化の一例を、水位センサ６が水中にある場合と水外（気中）にある場合について示す図である。図１０では、水位センサ６が水中にある場合に熱電対６７が検出する温度の変化を「水中」で示す曲線で表し、水位センサ６が水外にある場合に熱電対６７が検出する温度の変化を「水外」で示す曲線で表している。 FIG. 10 is a diagram showing an example of a temperature change detected by the thermocouple 67 when the heater 62 is energized, in the case where the water level sensor 6 is in the water and in the case where the water level sensor 6 is outside the water (in the air). In FIG. 10, the change in temperature detected by the thermocouple 67 when the water level sensor 6 is in water is represented by a curve indicated by “underwater”, and the temperature detected by the thermocouple 67 when the water level sensor 6 is outside water is represented by a curve. The change is represented by a curve indicated by "outside the water".

水位センサ６が水中にある場合、すなわち金属シース６９の外側が水である場合には、水の熱伝達率が比較的大きいので、ヒータ６２で発生した熱が金属シース６９から水に伝わる。このため、熱電対６７が検出する温度は、上昇が抑制され、変化が小さい。一方、水位センサ６が水外（気中）にある場合、すなわち金属シース６９の外側が水ではない（気中である）場合には、気中での熱伝達率が小さいので、ヒータ６２で発生した熱が金属シース６９の外に伝わりにくい。このため、熱電対６７が検出する温度は、大きく上昇し、変化が大きい。 When the water level sensor 6 is in water, that is, when the outside of the metal sheath 69 is water, the heat transfer coefficient of water is relatively large, so that the heat generated by the heater 62 is transferred from the metal sheath 69 to water. Therefore, the temperature detected by the thermocouple 67 is suppressed from rising and the change is small. On the other hand, when the water level sensor 6 is outside the water (in the air), that is, when the outside of the metal sheath 69 is not water (in the air), the heat transfer coefficient in the air is small, so that the heater 62 is used. The generated heat is difficult to transfer to the outside of the metal sheath 69. Therefore, the temperature detected by the thermocouple 67 rises significantly and changes significantly.

水位センサ６は、ヒータ６２による加熱に対する水中と水外での温度のこのような応答の違いを利用して、水位を計測する。例えば、熱電対６７が検出する温度の変化量にしきい値を設定して、温度の変化量がしきい値以上の場合は水位センサ６が水外（気中）にあると判断し、しきい値未満の場合は水位センサ６が水中にあると判断する。原子炉水位計は、このような水位センサ６が高さ方向に複数並べて配置され、水位センサ６の位置が気中か水中かを判別することで、離散的に水位を計測することができる。 The water level sensor 6 measures the water level by utilizing such a difference in the response of the temperature in water and outside the water to the heating by the heater 62. For example, a threshold value is set for the amount of change in temperature detected by the thermocouple 67, and if the amount of change in temperature is equal to or greater than the threshold value, it is determined that the water level sensor 6 is outside the water (in the air). If it is less than the value, it is determined that the water level sensor 6 is underwater. In the nuclear reactor water level gauge, a plurality of such water level sensors 6 are arranged side by side in the height direction, and the water level can be measured discretely by determining whether the position of the water level sensor 6 is in the air or in the water.

以下、本発明の実施例による原子炉水位計を、図面を用いて説明する。 Hereinafter, the reactor water level gauge according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、水位センサが原子炉内に設置された、本発明の実施例１による原子炉水位計の全体構成図である。本実施例による原子炉水位計は、原子炉内に設置された水位センサ６、及び水位センサ６に接続された水位計測装置１５を備える。水位計測装置１５は、温度計測装置１６、ヒータ制御装置１８、計測制御装置２０、温度計回路６１の不具合検知装置２１、及びヒータ回路６４の不具合検知装置２２を備える。計測制御装置２０は、選択装置１９を備える。選択装置１９は、後述する選択テーブルを格納している。 FIG. 1 is an overall configuration diagram of a reactor water level gauge according to the first embodiment of the present invention in which a water level sensor is installed in the reactor. The reactor water level gauge according to the present embodiment includes a water level sensor 6 installed in the reactor and a water level measuring device 15 connected to the water level sensor 6. The water level measuring device 15 includes a temperature measuring device 16, a heater control device 18, a measuring control device 20, a defect detecting device 21 of the thermometer circuit 61, and a defect detecting device 22 of the heater circuit 64. The measurement control device 20 includes a selection device 19. The selection device 19 stores a selection table described later.

原子炉圧力容器１の内部には、周囲をシュラウド２で囲まれた炉心３が設置されている。炉心３内では、図示しない多数の燃料集合体が、炉心支持板４と上部格子板５に支持されている。炉心３内には、複数の炉内計装管７が設置されている。図１では、１つの炉内計装管７のみを示している。 Inside the reactor pressure vessel 1, a core 3 surrounded by a shroud 2 is installed. In the core 3, a large number of fuel assemblies (not shown) are supported by the core support plate 4 and the upper grid plate 5. A plurality of in-core instrumentation pipes 7 are installed in the core 3. FIG. 1 shows only one in-furnace instrumentation tube 7.

水位センサ６は、複数の炉内計装管７内に設置されている。１つの炉内計装管７内には、複数の水位センサ６ａ〜６ｆが設置されている。水位センサ６は、図１には示していないが、ヒータ回路６４と温度計回路６１を備える。複数の炉内計装管７の間では、設置されている水位センサ６の数、ヒータ回路６４が備えるヒータ６２の数や高さ方向の位置、及び温度計回路６１が備える温度計（例えば、熱電対６７）の高さ方向の位置は、互いに同じでも異なっていてもよい。水位センサ６の詳細な構成については、後述する。 The water level sensor 6 is installed in a plurality of in-furnace instrumentation pipes 7. A plurality of water level sensors 6a to 6f are installed in one in-furnace instrumentation pipe 7. Although not shown in FIG. 1, the water level sensor 6 includes a heater circuit 64 and a thermometer circuit 61. Among the plurality of in-core instrumentation pipes 7, the number of water level sensors 6 installed, the number of heaters 62 included in the heater circuit 64, the position in the height direction, and the thermometer included in the thermometer circuit 61 (for example, The positions of the thermocouples 67) in the height direction may be the same or different from each other. The detailed configuration of the water level sensor 6 will be described later.

水位センサ６には、信号ケーブル２３及びヒータケーブル２４が接続されている。信号ケーブル２３は、温度計回路６１に接続される。ヒータケーブル２４は、ヒータ回路６４に接続される。 A signal cable 23 and a heater cable 24 are connected to the water level sensor 6. The signal cable 23 is connected to the thermometer circuit 61. The heater cable 24 is connected to the heater circuit 64.

信号ケーブル２３及びヒータケーブル２４は、炉内計装管７の下端から原子炉圧力容器１の外へ導かれ、水位計測装置１５に接続されている。信号ケーブル２３は、水位センサ６の温度計回路６１と不具合検知装置２１を接続し、不具合検知装置２１と温度計測装置１６を接続する。すなわち、水位センサ６の温度計回路６１は、信号ケーブル２３によって、温度計回路６１の不具合検知装置２１を介して温度計測装置１６に接続される。ヒータケーブル２４は、水位センサ６のヒータ回路６４と不具合検知装置２２を接続し、不具合検知装置２２とヒータ制御装置１８を接続する。すなわち、水位センサ６のヒータ回路６４は、ヒータケーブル２４によって、ヒータ回路６４の不具合検知装置２２を介してヒータ制御装置１８に接続される。 The signal cable 23 and the heater cable 24 are guided to the outside of the reactor pressure vessel 1 from the lower end of the in-furnace instrumentation pipe 7, and are connected to the water level measuring device 15. The signal cable 23 connects the thermometer circuit 61 of the water level sensor 6 and the defect detection device 21, and connects the defect detection device 21 and the temperature measurement device 16. That is, the thermometer circuit 61 of the water level sensor 6 is connected to the temperature measuring device 16 by the signal cable 23 via the defect detection device 21 of the thermometer circuit 61. The heater cable 24 connects the heater circuit 64 of the water level sensor 6 and the defect detection device 22, and connects the defect detection device 22 and the heater control device 18. That is, the heater circuit 64 of the water level sensor 6 is connected to the heater control device 18 by the heater cable 24 via the defect detection device 22 of the heater circuit 64.

温度計測装置１６、ヒータ制御装置１８、不具合検知装置２１、２２は、計測制御装置２０に接続されている。 The temperature measuring device 16, the heater control device 18, and the defect detection devices 21 and 22 are connected to the measurement control device 20.

温度計測装置１６は、信号ケーブル２３によって水位センサ６の温度計（熱電対６７）の測定値を入力し、温度計が検出した温度を計測制御装置２０に出力する。 The temperature measuring device 16 inputs the measured value of the thermometer (thermocouple 67) of the water level sensor 6 by the signal cable 23, and outputs the temperature detected by the thermometer to the measuring control device 20.

ヒータ制御装置１８は、計測制御装置２０からの指示を入力し、この指示に従って水位センサ６のヒータ６２への通電を制御する。ヒータ制御装置１８は、ヒータケーブル２４によってヒータ６２に通電する。 The heater control device 18 inputs an instruction from the measurement control device 20 and controls the energization of the water level sensor 6 to the heater 62 according to the instruction. The heater control device 18 energizes the heater 62 by the heater cable 24.

計測制御装置２０は、水位センサ６のヒータ６２に通電し、水位センサ６の温度計（熱電対６７）が検出した温度変化から原子炉水位を求める。また、計測制御装置２０は、温度計測装置１６と、ヒータ制御装置１８と、不具合検知装置２１、２２を制御する。計測制御装置２０は、不具合検知装置２１、２２が水位センサ６の不具合（例えば、温度計回路６１とヒータ回路６４の断線、短絡、及び地絡などの異常）を検知したら、検知した不具合に基づいて、通電するヒータ回路６４を変更したり温度を取得する温度計回路６１を変更したりして、水位の計測に使用するヒータ回路６４と温度計回路６１、または水位の計測に使用する水位センサ６を変更する。 The measurement control device 20 energizes the heater 62 of the water level sensor 6 and obtains the reactor water level from the temperature change detected by the thermometer (thermocouple 67) of the water level sensor 6. Further, the measurement control device 20 controls the temperature measurement device 16, the heater control device 18, and the defect detection devices 21 and 22. When the defect detection devices 21 and 22 detect a defect in the water level sensor 6 (for example, an abnormality such as a disconnection, a short circuit, or a ground fault between the thermometer circuit 61 and the heater circuit 64), the measurement control device 20 is based on the detected defect. Then, by changing the heater circuit 64 to be energized or the thermometer circuit 61 to acquire the temperature, the heater circuit 64 and the thermometer circuit 61 used for measuring the water level, or the water level sensor used for measuring the water level. Change 6.

炉内計装管７は、下部が原子炉圧力容器１の下部に取り付けられた炉内計装ハウジング８及び炉内計装案内管９に挿入されており、上部が上部格子板５に固定されている。炉内計装ハウジング８及び炉内計装管７には、通水口１０、１１、１２が設けられている。通水口１０、１１は、水位センサ６の下部に設置され、通水口１２は、炉内計装管７の上端付近に設置されている。通水口１０、１１、１２は、炉心３の内部と炉内計装管７の内部とを連通し、原子炉水位が上部格子板５よりも下方に低下した場合に、炉内計装管７内の水位と原子炉水位とが一致するように、冷却水１３が流れる。炉内計装管７の内部には、止水栓１４が設けられている。止水栓１４は、通水口１１よりも下方に取り付けられており、炉内計装管７の下端から冷却水１３が漏えいするのを防止する。 The lower part of the in-furnace instrumentation pipe 7 is inserted into the in-furnace instrumentation housing 8 and the in-furnace instrumentation guide pipe 9 attached to the lower part of the reactor pressure vessel 1, and the upper part is fixed to the upper lattice plate 5. ing. The in-furnace instrumentation housing 8 and the in-furnace instrumentation pipe 7 are provided with water passage ports 10, 11 and 12. The water passages 10 and 11 are installed below the water level sensor 6, and the water passages 12 are installed near the upper end of the in-furnace instrumentation pipe 7. The water passage ports 10, 11 and 12 communicate the inside of the core 3 and the inside of the in-core instrumentation pipe 7, and when the reactor water level drops below the upper lattice plate 5, the in-core instrumentation pipe 7 is used. The cooling water 13 flows so that the water level inside and the reactor water level match. A water stopcock 14 is provided inside the in-furnace instrumentation pipe 7. The water stopcock 14 is attached below the water passage port 11 to prevent the cooling water 13 from leaking from the lower end of the in-furnace instrumentation pipe 7.

炉内計装管７の内部には、中性子検出器３４が備えられている。中性子検出器３４は、原子炉圧力容器１に設置された中性子束測定装置３５に接続されている。さらに、原子炉圧力容器１には、蒸気から水分を除去するための湿分分離器３６と蒸気乾燥器３７が設置されている。 A neutron detector 34 is provided inside the in-furnace instrumentation tube 7. The neutron detector 34 is connected to a neutron flux measuring device 35 installed in the reactor pressure vessel 1. Further, the reactor pressure vessel 1 is provided with a moisture separator 36 and a steam dryer 37 for removing water from the steam.

本実施例による原子炉水位計が備える水位センサ６について、詳しく説明する。本実施例による原子炉水位計は、複数の水位センサ６を備える。水位センサ６のそれぞれは、少なくとも１つのヒータ回路６４と、少なくとも１つの温度計回路６１を備える。ヒータ回路６４のそれぞれは、高さ方向の位置が互いに異なる少なくとも１つのヒータ６２を備える。温度計回路６１のそれぞれは、１つの温度計（例えば、熱電対６７）を備える。それぞれの水位センサ６において、温度計は、ヒータ６２に通電したときの温度の変化を感度よく検出できるように、ヒータ６２の近くに設置するのが好ましい。 The water level sensor 6 included in the reactor water level gauge according to this embodiment will be described in detail. The reactor water level gauge according to this embodiment includes a plurality of water level sensors 6. Each of the water level sensors 6 includes at least one heater circuit 64 and at least one thermometer circuit 61. Each of the heater circuits 64 includes at least one heater 62 whose height position is different from each other. Each of the thermometer circuits 61 includes one thermometer (eg, thermocouple 67). In each water level sensor 6, the thermometer is preferably installed near the heater 62 so that the change in temperature when the heater 62 is energized can be detected with high sensitivity.

それぞれの水位センサ６において、温度計（熱電対６７）のうち少なくとも１つは、他の水位センサ６の温度計の１つと高さ方向の位置が略同一である。複数の水位センサ６において、それぞれのヒータ回路６４の中で最高の位置にあるヒータ６２は、他のヒータ回路６４の中で最高の位置にあるヒータ６２のうちの少なくとも１つと高さ方向の位置が異なる。なお、２つの温度計について高さ方向の位置が略同一とは、計測した水位が同じであるとみなせるような位置に２つの温度計が設置されているということである。 In each water level sensor 6, at least one of the thermometers (thermocouple 67) has substantially the same height position as one of the other thermometers of the water level sensor 6. In the plurality of water level sensors 6, the heater 62 at the highest position in each heater circuit 64 is positioned in the height direction with at least one of the heaters 62 at the highest position in the other heater circuits 64. Is different. The fact that the positions of the two thermometers in the height direction are substantially the same means that the two thermometers are installed at positions where the measured water levels can be regarded as the same.

原子炉水位計は、水位の低下による炉心３の異常加熱や落下物との衝突などにより、上方に位置する水位センサ６から破損や故障などの不具合が生じると考えられる。本実施例による原子炉水位計は、複数の水位センサ６を備えるので、１つの水位センサ６に不具合が生じても、他の水位センサ６を用いて水位を計測できる。原子炉水位計は、高さ方向の位置が略同一である温度計（熱電対６７）を複数備えるので、１つの温度計に不具合が生じても、高さ方向の位置が略同一の他の温度計を用いて水位を計測できる。各ヒータ回路６４の中で最高の位置にあるヒータ６２は、他のヒータ回路６４の中で最高の位置にあるヒータ６２のうちの少なくとも１つと高さ方向の位置が異なるので、上方に位置するヒータ６２から不具合が生じても、不具合が生じていないヒータ６２を用いて水位を計測できるとともに、水位の計測に使用する温度計の数の増加を抑制できる。 It is considered that the reactor water level gauge may be damaged or malfunction from the water level sensor 6 located above due to abnormal heating of the core 3 due to a drop in the water level or collision with a falling object. Since the reactor water level gauge according to the present embodiment includes a plurality of water level sensors 6, even if a problem occurs in one water level sensor 6, the water level can be measured by using the other water level sensors 6. Since the reactor water level gauge is provided with a plurality of thermometers (thermocouples 67) having substantially the same height position, even if one thermometer malfunctions, the other thermometers have substantially the same height position. The water level can be measured using a thermometer. The heater 62 at the highest position in each heater circuit 64 is located above because the position in the height direction is different from at least one of the heaters 62 at the highest position in the other heater circuits 64. Even if a problem occurs from the heater 62, the water level can be measured by using the heater 62 in which the problem does not occur, and an increase in the number of thermometers used for measuring the water level can be suppressed.

不具合が生じた場合に備えて設置する水位センサ６の数を増やしても、高さ方向の位置が略同一である複数の温度計を備えているので、水位の計測に使用するヒータ６２の数を少なくすることができ、ヒータ６２への通電時の消費電力を抑制できる。 Even if the number of water level sensors 6 to be installed is increased in case of a malfunction, the number of heaters 62 used for measuring the water level is provided because a plurality of thermometers having substantially the same position in the height direction are provided. Can be reduced, and power consumption when the heater 62 is energized can be suppressed.

上記の特徴を備える原子炉水位計の構成例を、図２〜４を用いて説明する。 A configuration example of a reactor water level gauge having the above characteristics will be described with reference to FIGS. 2 to 4.

図２は、本実施例による原子炉水位計の構成の一例を示す図である。図２には、原子炉水位計に設けられた３つの水位センサ６０ａ〜６０ｃを示している。水位センサ６０ａ〜６０ｃは、図９を用いて説明したように、金属シース６９に収納されたヒータ回路６４と温度計回路６１を備える。ヒータ回路６４は、ヒータ６２とヒータリード６３を備える。温度計回路６１は、温度計である熱電対６７を備える。なお、水位センサ６０ａ〜６０ｃは、１つの炉内計装管７の中に設けられていてもよく、複数の炉内計装管７の中に分けて設けられていてもよい。 FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the reactor water level gauge according to the present embodiment. FIG. 2 shows three water level sensors 60a to 60c provided in the reactor water level gauge. The water level sensors 60a to 60c include a heater circuit 64 and a thermometer circuit 61 housed in the metal sheath 69, as described with reference to FIG. The heater circuit 64 includes a heater 62 and a heater lead 63. The thermometer circuit 61 includes a thermocouple 67 which is a thermometer. The water level sensors 60a to 60c may be provided in one in-furnace instrumentation pipe 7, or may be separately provided in a plurality of in-furnace instrumentation pipes 7.

水位センサ６０ａは、１つのヒータ回路６４と、２つの温度計回路６１を備える。ヒータ回路６４は、１本のヒータリード６３に２つのヒータ６２（６２ａ１、６２ａ２）が接続された構成を備える。ヒータ６２ａ１とヒータ６２ａ２は、高さ方向の位置が互いに異なる。温度計回路６１の一方は、熱電対６７（６７ａ１）を備え、他方は、熱電対６７（６７ａ２）を備える。 The water level sensor 60a includes one heater circuit 64 and two thermometer circuits 61. The heater circuit 64 includes a configuration in which two heaters 62 (62a1, 62a2) are connected to one heater lead 63. The positions of the heater 62a1 and the heater 62a2 in the height direction are different from each other. One of the thermometer circuits 61 comprises a thermocouple 67 (67a1) and the other comprises a thermocouple 67 (67a2).

水位センサ６０ｂは、２つのヒータ回路６４と、３つの温度計回路６１を備える。ヒータ回路６４の一方は、１本のヒータリード６３に３つのヒータ６２（６２ｂ１、６２ｂ２、６２ｂ３）が接続された構成を備え、他方は、１本のヒータリード６３に２つのヒータ６２（６２ｂ４、６２ｂ５）が接続された構成を備える。ヒータ６２ｂ１とヒータ６２ｂ２とヒータ６２ｂ３は、高さ方向の位置が互いに異なる。ヒータ６２ｂ４とヒータ６２ｂ５は、高さ方向の位置が互いに異なる。温度計回路６１の１つは、熱電対６７（６７ｂ１）を備え、他の１つは、熱電対６７（６７ｂ２）を備え、残りの１つは、熱電対６７（６７ｂ３）を備える。 The water level sensor 60b includes two heater circuits 64 and three thermometer circuits 61. One of the heater circuits 64 has a configuration in which three heaters 62 (62b1, 62b2, 62b3) are connected to one heater lead 63, and the other has two heaters 62 (62b4, 62b4) to one heater lead 63. 62b5) is connected. The positions of the heater 62b1, the heater 62b2, and the heater 62b3 in the height direction are different from each other. The positions of the heater 62b4 and the heater 62b5 in the height direction are different from each other. One of the thermometer circuits 61 comprises a thermocouple 67 (67b1), the other comprises a thermocouple 67 (67b2), and the other one comprises a thermocouple 67 (67b3).

水位センサ６０ｃは、１つのヒータ回路６４と、１つの温度計回路６１を備える。ヒータ回路６４は、１本のヒータリード６３に１つのヒータ６２（６２ｃ１）が接続された構成を備える。温度計回路６１は、熱電対６７（６７ｃ１）を備える。 The water level sensor 60c includes one heater circuit 64 and one thermometer circuit 61. The heater circuit 64 includes a configuration in which one heater 62 (62c1) is connected to one heater lead 63. The thermometer circuit 61 includes a thermocouple 67 (67c1).

水位センサ６０ａ〜６０ｃのそれぞれにおいて、熱電対６７のうち少なくとも１つは、他の水位センサ６０ａ〜６０ｃの熱電対６７の１つと高さ方向の位置が略同一である。図２に示した例では、水位センサ６０ａの熱電対６７ａ２は、水位センサ６０ｂの熱電対６７ｂ１と高さ方向の位置が略同一である。また、水位センサ６０ｂの熱電対６７ｂ３は、水位センサ６０ｃの熱電対６７ｃ１と高さ方向の位置が略同一である。 In each of the water level sensors 60a to 60c, at least one of the thermocouples 67 has substantially the same height position as one of the thermocouples 67 of the other water level sensors 60a to 60c. In the example shown in FIG. 2, the thermocouple 67a2 of the water level sensor 60a has substantially the same height position as the thermocouple 67b1 of the water level sensor 60b. Further, the thermocouple 67b3 of the water level sensor 60b has substantially the same position in the height direction as the thermocouple 67c1 of the water level sensor 60c.

水位センサ６０ａ〜６０ｃの各ヒータ回路６４において、最高の位置にあるヒータ６２は、他のヒータ回路６４内の最高の位置にあるヒータ６２のうちの少なくとも１つと、高さ方向の位置が異なる。図２に示した例では、水位センサ６０ａのヒータ回路６４では、ヒータ６２ａ１が最高の位置にあるヒータ６２であり、水位センサ６０ｂの２つのヒータ回路６４では、ヒータ６２ｂ１とヒータ６２ｂ４がそれぞれ最高の位置にあるヒータ６２であり、水位センサ６０ｃのヒータ回路６４では、ヒータ６２ｃ１が最高の位置にあるヒータ６２である。ヒータ回路６４内の最高の位置にあるヒータ６２であるヒータ６２ａ１、ヒータ６２ｂ１、ヒータ６２ｂ４、及びヒータ６２ｃ１は、高さ方向の位置が互いに異なる。 In each of the heater circuits 64 of the water level sensors 60a to 60c, the heater 62 at the highest position is different from at least one of the heaters 62 at the highest position in the other heater circuits 64 in the height direction. In the example shown in FIG. 2, in the heater circuit 64 of the water level sensor 60a, the heater 62a1 is the heater 62 at the highest position, and in the two heater circuits 64 of the water level sensor 60b, the heater 62b1 and the heater 62b4 are the highest, respectively. The heater 62 is at the position, and in the heater circuit 64 of the water level sensor 60c, the heater 62c1 is the heater 62 at the highest position. The heaters 62a1, the heater 62b1, the heater 62b4, and the heater 62c1, which are the heaters 62 at the highest positions in the heater circuit 64, are different from each other in the height direction.

水位センサ６０ａ〜６０ｃに不具合が起きていないときは、ヒータ６２ａ１、６２ａ２、６２ｂ４、６２ｂ５と熱電対６７ａ１、６７ａ２、６７ｂ２、６７ｂ３を用いて水位を計測する。例えば、水位センサ６０ａに不具合が起きた場合は、ヒータ６２ｂ１、６２ｂ２、６２ｂ３と熱電対６７ｂ１、６７ｂ２、６７ｂ３を用いて水位を計測する。水位センサ６０ａと、水位計センサ６０ｂのうち上部のヒータ６２ｂ１を含むヒータ回路６４または熱電対６７ｂ１に不具合が生じた場合には、ヒータ６２ｂ４、６２ｂ５、６２ｃ１と熱電対６７ｂ２、６７ｂ３、６７ｃ１を用いて水位を計測する。水位センサ６０ａと６０ｂの全てに不具合が起きた場合は、ヒータ６２ｃ１と熱電対６７ｃ１を用いて水位を計測する。このように、ヒータ回路６４や温度計回路６１（または水位センサ）に不具合が起きた場合には、水位の計測に使用するヒータ回路６４と温度計回路６１（または水位センサ）を変更することで、継続して水位を計測する。 When the water level sensors 60a to 60c are not defective, the water level is measured using the heaters 62a1, 62a2, 62b4, 62b5 and the thermocouples 67a1, 67a2, 67b2, 67b3. For example, when a problem occurs in the water level sensor 60a, the water level is measured using the heaters 62b1, 62b2, 62b3 and the thermocouples 67b1, 67b2, 67b3. If the water level sensor 60a and the heater circuit 64 including the upper heater 62b1 or the thermocouple 67b1 of the water level sensor 60b have a problem, the heaters 62b4, 62b5, 62c1 and the thermocouples 67b2, 67b3, 67c1 are used. Measure the water level. If all of the water level sensors 60a and 60b have a problem, the water level is measured using the heater 62c1 and the thermocouple 67c1. In this way, when a problem occurs in the heater circuit 64 or the thermometer circuit 61 (or the water level sensor), the heater circuit 64 and the thermometer circuit 61 (or the water level sensor) used for measuring the water level can be changed. , Continuously measure the water level.

図３は、本実施例による原子炉水位計の構成の別の例を示す図である。図３には、原子炉水位計に設けられた４つの水位センサ６０ｄ〜６０ｇを示している。水位センサ６０ｄ〜６０ｇのそれぞれは、ヒータ回路６４を１つだけ備える。なお、水位センサ６０ｄ〜６０ｇは、１つの炉内計装管７の中に設けられていてもよく、複数の炉内計装管７の中に分けて設けられていてもよい。１つの水位センサが１つのヒータ回路６４を備えるので、ヒータ回路６４のヒータリード６３の直径を大きくして抵抗を小さくでき、ヒータ６２への通電時の消費電力を抑制することができる。 FIG. 3 is a diagram showing another example of the configuration of the reactor water level gauge according to this embodiment. FIG. 3 shows four water level sensors 60d to 60 g provided in the reactor water level gauge. Each of the water level sensors 60d to 60g includes only one heater circuit 64. The water level sensors 60d to 60 g may be provided in one in-furnace instrumentation pipe 7, or may be separately provided in a plurality of in-furnace instrumentation pipes 7. Since one water level sensor includes one heater circuit 64, the diameter of the heater lead 63 of the heater circuit 64 can be increased to reduce the resistance, and the power consumption when the heater 62 is energized can be suppressed.

水位センサ６０ｄは、１つのヒータ回路６４と、２つの温度計回路６１を備える。ヒータ回路６４は、１本のヒータリード６３に、２つのヒータ６２（６２ｄ１、６２ｄ２）が接続された構成を備える。ヒータ６２ｄ１とヒータ６２ｄ２は、高さ方向の位置が互いに異なる。温度計回路６１の一方は、熱電対６７（６７ｄ１）を備え、他方は、熱電対６７（６７ｄ２）を備える。 The water level sensor 60d includes one heater circuit 64 and two thermometer circuits 61. The heater circuit 64 includes a configuration in which two heaters 62 (62d1, 62d2) are connected to one heater lead 63. The positions of the heater 62d1 and the heater 62d2 in the height direction are different from each other. One of the thermometer circuits 61 comprises a thermocouple 67 (67d1) and the other comprises a thermocouple 67 (67d2).

水位センサ６０ｅは、１つのヒータ回路６４と、２つの温度計回路６１を備える。ヒータ回路６４は、１本のヒータリード６３に、２つのヒータ６２（６２ｅ１、６２ｅ２）が接続された構成を備える。ヒータ６２ｅ１とヒータ６２ｅ２は、高さ方向の位置が互いに異なる。温度計回路６１の一方は、熱電対６７（６７ｅ１）を備え、他方は、熱電対６７（６７ｅ２）を備える。 The water level sensor 60e includes one heater circuit 64 and two thermometer circuits 61. The heater circuit 64 includes a configuration in which two heaters 62 (62e1, 62e2) are connected to one heater lead 63. The positions of the heater 62e1 and the heater 62e2 in the height direction are different from each other. One of the thermometer circuits 61 comprises a thermocouple 67 (67e1) and the other comprises a thermocouple 67 (67e2).

水位センサ６０ｆは、１つのヒータ回路６４と、２つの温度計回路６１を備える。ヒータ回路６４は、１本のヒータリード６３に、２つのヒータ６２（６２ｆ１、６２ｆ２）が接続された構成を備える。ヒータ６２ｆ１とヒータ６２ｆ２は、高さ方向の位置が互いに異なる。温度計回路６１の一方は、熱電対６７（６７ｆ１）を備え、他方は、熱電対６７（６７ｆ２）を備える。 The water level sensor 60f includes one heater circuit 64 and two thermometer circuits 61. The heater circuit 64 includes a configuration in which two heaters 62 (62f1, 62f2) are connected to one heater lead 63. The heater 62f1 and the heater 62f2 are different from each other in the height direction. One of the thermometer circuits 61 comprises a thermocouple 67 (67f1) and the other comprises a thermocouple 67 (67f2).

水位センサ６０ｇは、１つのヒータ回路６４と、１つの温度計回路６１を備える。ヒータ回路６４は、１本のヒータリード６３に、１つのヒータ６２（６２ｇ１）が接続された構成を備える。温度計回路６１は、熱電対６７（６７ｇ１）を備える。 The water level sensor 60g includes one heater circuit 64 and one thermometer circuit 61. The heater circuit 64 includes a configuration in which one heater 62 (62 g1) is connected to one heater lead 63. The thermometer circuit 61 includes a thermocouple 67 (67 g1).

水位センサ６０ｄ〜６０ｇのそれぞれにおいて、熱電対６７のうち少なくとも１つは、他の水位センサ６０ｄ〜６０ｇの熱電対６７の１つと高さ方向の位置が略同一である。図３に示した例では、水位センサ６０ｄの熱電対６７ｄ２は、水位センサ６０ｅの熱電対６７ｅ１と高さ方向の位置が略同一である。水位センサ６０ｅの熱電対６７ｅ２は、水位センサ６０ｆの熱電対６７ｆ１と高さ方向の位置が略同一である。水位センサ６０ｆの熱電対６７ｆ２は、水位センサ６０ｇの熱電対６７ｇ１と高さ方向の位置が略同一である。 In each of the water level sensors 60d to 60g, at least one of the thermocouples 67 is substantially identical in height position to one of the other thermocouples 67 of the water level sensors 60d to 60g. In the example shown in FIG. 3, the thermocouple 67d2 of the water level sensor 60d has substantially the same height position as the thermocouple 67e1 of the water level sensor 60e. The thermocouple 67e2 of the water level sensor 60e has substantially the same height position as the thermocouple 67f1 of the water level sensor 60f. The thermocouple 67f2 of the water level sensor 60f has substantially the same height position as the thermocouple 67g1 of the water level sensor 60g.

水位センサ６０ｄ〜６０ｇの各ヒータ回路６４において、最高の位置にあるヒータ６２は、他のヒータ回路６４内の最高の位置にあるヒータ６２のうちの少なくとも１つと、高さ方向の位置が異なる。図３に示した例では、水位センサ６０ｄのヒータ回路６４では、ヒータ６２ｄ１が最高の位置にあるヒータ６２である。水位センサ６０ｅのヒータ回路６４では、ヒータ６２ｅ１が最高の位置にあるヒータ６２である。水位センサ６０ｆのヒータ回路６４では、ヒータ６２ｆ１が最高の位置にあるヒータ６２である。水位センサ６０ｇのヒータ回路６４では、ヒータ６２ｇ１が最高の位置にあるヒータ６２である。ヒータ回路６４内の最高の位置にあるヒータ６２であるヒータ６２ｄ１、ヒータ６２ｅ１、ヒータ６２ｆ１、及びヒータ６２ｇ１は、高さ方向の位置が互いに異なる。 In each of the heater circuits 64 of the water level sensors 60d to 60 g, the heater 62 at the highest position is different from at least one of the heaters 62 at the highest position in the other heater circuits 64 in the height direction. In the example shown in FIG. 3, in the heater circuit 64 of the water level sensor 60d, the heater 62d1 is the heater 62 at the highest position. In the heater circuit 64 of the water level sensor 60e, the heater 62e1 is the heater 62 at the highest position. In the heater circuit 64 of the water level sensor 60f, the heater 62f1 is the heater 62 at the highest position. In the heater circuit 64 of the water level sensor 60 g, the heater 62 g1 is the heater 62 at the highest position. The heaters 62d1, the heater 62e1, the heater 62f1, and the heater 62g1, which are the heaters 62 at the highest positions in the heater circuit 64, are different from each other in the height direction.

水位センサ６０ｄ〜６０ｇに不具合が起きていないときは、ヒータ６２ｄ１、６２ｄ２、６２ｆ１、６２ｆ２と熱電対６７ｄ１、６７ｄ２、６７ｆ１、６７ｆ２を用いて水位を計測する。例えば、水位センサ６０ｄに不具合が起きた場合は、ヒータ６２ｅ１、６２ｅ２、６２ｇ１と熱電対６７ｅ１、６７ｅ２、６７ｇ１を用いて水位を計測する。水位センサ６０ｄ、６０ｅに不具合が起きた場合は、ヒータ６２ｆ１、６２ｆ２と熱電対６７ｆ１、６７ｆ２を用いて水位を計測する。このように、ヒータ回路６４や温度計回路６１（または水位センサ）に不具合が起きた場合には、水位の計測に使用するヒータ回路６４と温度計回路６１（または水位センサ）を変更することで、継続して水位を計測する。 When there is no problem with the water level sensors 60d to 60g, the water level is measured using the heaters 62d1, 62d2, 62f1, 62f2 and the thermocouples 67d1, 67d2, 67f1, 67f2. For example, when a problem occurs in the water level sensor 60d, the water level is measured using the heaters 62e1, 62e2, 62g1 and the thermocouples 67e1, 67e2, 67g1. If a problem occurs in the water level sensors 60d and 60e, the water level is measured using the heaters 62f1 and 62f2 and the thermocouples 67f1 and 67f2. In this way, when a problem occurs in the heater circuit 64 or the thermometer circuit 61 (or the water level sensor), the heater circuit 64 and the thermometer circuit 61 (or the water level sensor) used for measuring the water level can be changed. , Continuously measure the water level.

図４は、本実施例による原子炉水位計の構成のさらに別の例を示す図である。図４には、原子炉水位計に設けられた２つの水位センサ６０ｈ〜６０ｉを示している。水位センサ６０ｈ〜６０ｉのそれぞれは、複数のヒータ回路６４を備える。なお、水位センサ６０ｈ〜６０ｉは、１つの炉内計装管７の中に設けられていてもよく、複数の炉内計装管７の中に分けて設けられていてもよい。１つの水位センサが複数のヒータ回路６４を備えるので、原子炉水位計の全体で温度計回路６１の数が増加するのを抑制できるとともに、１つのヒータ回路６４に不具合が起きた場合でも、他のヒータ回路６４を用いることで水位を継続して計測することができる。図３に示した例では、７つの温度計回路６１を用いて４点の水位を計測するが、図４に示した例では、５つの温度計回路６１を用いるだけで４点の水位を計測できる。 FIG. 4 is a diagram showing still another example of the configuration of the reactor water level gauge according to this embodiment. FIG. 4 shows two water level sensors 60h to 60i provided in the reactor water level gauge. Each of the water level sensors 60h to 60i includes a plurality of heater circuits 64. The water level sensors 60h to 60i may be provided in one in-furnace instrumentation pipe 7, or may be separately provided in a plurality of in-furnace instrumentation pipes 7. Since one water level sensor includes a plurality of heater circuits 64, it is possible to suppress an increase in the number of thermometer circuits 61 in the entire reactor water level gauge, and even if a problem occurs in one heater circuit 64, the other The water level can be continuously measured by using the heater circuit 64 of the above. In the example shown in FIG. 3, seven thermometer circuits 61 are used to measure the water level at four points, but in the example shown in FIG. 4, the water level at four points is measured only by using the five thermometer circuits 61. it can.

水位センサ６０ｈは、２つのヒータ回路６４と、２つの温度計回路６１を備える。ヒータ回路６４の一方は、１本のヒータリード６３に、２つのヒータ６２（６２ｈ１、６２ｈ２）が接続された構成を備え、他方は、１本のヒータリード６３に、１つのヒータ６２（６２ｈ３）が接続された構成を備える。ヒータ６２ｈ１とヒータ６２ｈ２は、高さ方向の位置が互いに異なる。温度計回路６１の１つは、熱電対６７（６７ｈ１）を備え、他の１つは、熱電対６７（６７ｈ２）を備える。 The water level sensor 60h includes two heater circuits 64 and two thermometer circuits 61. One of the heater circuits 64 has a configuration in which two heaters 62 (62h1, 62h2) are connected to one heater lead 63, and the other has one heater 62 (62h3) connected to one heater lead 63. Has a connected configuration. The positions of the heater 62h1 and the heater 62h2 in the height direction are different from each other. One of the thermometer circuits 61 is provided with a thermocouple 67 (67h1) and the other is provided with a thermocouple 67 (67h2).

水位センサ６０ｉは、２つのヒータ回路６４と、３つの温度計回路６１を備える。ヒータ回路６４の一方は、１本のヒータリード６３に、３つのヒータ６２（６２ｉ１、６２ｉ２、６２ｉ３）が接続された構成を備え、他方は、１本のヒータリード６３に、１つのヒータ６２（６２ｉ４）が接続された構成を備える。ヒータ６２ｉ１とヒータ６２ｉ２とヒータ６２ｉ３は、高さ方向の位置が互いに異なる。温度計回路６１の１つは、熱電対６７（６７ｉ１）を備え、他の１つは、熱電対６７（６７ｉ２）を備え、残りの１つは、熱電対６７（６７ｉ３）を備える。 The water level sensor 60i includes two heater circuits 64 and three thermometer circuits 61. One of the heater circuits 64 has a configuration in which three heaters 62 (62i1, 62i2, 62i3) are connected to one heater lead 63, and the other has one heater 62 (one heater 62) to one heater lead 63. It has a configuration in which 62i4) is connected. The positions of the heater 62i1, the heater 62i2, and the heater 62i3 in the height direction are different from each other. One of the thermometer circuits 61 comprises a thermocouple 67 (67i1), the other comprises a thermocouple 67 (67i2), and the other one comprises a thermocouple 67 (67i3).

水位センサ６０ｈ〜６０ｉのそれぞれにおいて、熱電対６７のうち少なくとも１つは、他の水位センサ６０ｈ〜６０ｉの熱電対６７の１つと高さ方向の位置が略同一である。図４に示した例では、水位センサ６０ｈの熱電対６７ｈ２は、水位センサ６０ｉの熱電対６７ｉ１と高さ方向の位置が略同一である。 In each of the water level sensors 60h to 60i, at least one of the thermocouples 67 has substantially the same height position as one of the thermocouples 67 of the other water level sensors 60h to 60i. In the example shown in FIG. 4, the thermocouple 67h2 of the water level sensor 60h has substantially the same height position as the thermocouple 67i1 of the water level sensor 60i.

水位センサ６０ｈ〜６０ｉの各ヒータ回路６４において、最高の位置にあるヒータ６２は、他のヒータ回路６４内の最高の位置にあるヒータ６２のうちの少なくとも１つと、高さ方向の位置が異なる。図４に示した例では、水位センサ６０ｈの２つのヒータ回路６４では、ヒータ６２ｈ１とヒータ６２ｈ３がそれぞれ最高の位置にあるヒータ６２であり、水位センサ６０ｉの２つのヒータ回路６４では、ヒータ６２ｉ１とヒータ６２ｉ４がそれぞれ最高の位置にあるヒータ６２である。ヒータ６２ｈ１は、ヒータ６２ｈ３、ヒータ６２ｉ１、及びヒータ６２ｉ４と高さ方向の位置が互いに異なり、ヒータ６２ｈ３は、ヒータ６２ｈ１、及びヒータ６２ｉ４と高さ方向の位置が互いに異なり、ヒータ６２ｉ１は、ヒータ６２ｈ１、及びヒータ６２ｉ４と高さ方向の位置が互いに異なり、ヒータ６２ｉ４は、ヒータ６２ｈ１、ヒータ６２ｈ３、及びヒータ６２ｉ１と高さ方向の位置が互いに異なる。 In each of the heater circuits 64 of the water level sensors 60h to 60i, the heater 62 at the highest position is different from at least one of the heaters 62 at the highest position in the other heater circuits 64 in the height direction. In the example shown in FIG. 4, in the two heater circuits 64 of the water level sensor 60h, the heater 62h1 and the heater 62h3 are the heaters 62 at the highest positions, respectively, and in the two heater circuits 64 of the water level sensor 60i, the heater 62i1 and The heaters 62i4 are the heaters 62 in the highest positions. The heater 62h1 is different from the heater 62h3, the heater 62i1 and the heater 62i4 in the height direction, the heater 62h3 is different from the heater 62h1 and the heater 62i4 in the height direction, and the heater 62i1 is the heater 62h1. And the heater 62i4 and the heater 62i4 are different from each other in the height direction, and the heater 62i4 is different from the heater 62h1, the heater 62h3, and the heater 62i1 in the height direction.

水位センサ６０ｈ〜６０ｉに不具合が起きていないときは、ヒータ６２ｈ１、６２ｈ２、６２ｉ２、６２ｉ３と熱電対６７ｈ１、６７ｈ２、６７ｉ２、６７ｉ３を用いて水位を計測する（ヒータ６２ｉ１は通電される）。例えば、水位センサ６０ｈに不具合が起きた場合は、ヒータ６２ｉ１、６２ｉ２、６２ｉ３と熱電対６７ｉ１、６７ｉ２、６７ｉ３を用いて水位を計測する。水位センサ６０ｈと、水位計センサ６０ｉのうち上部のヒータ６２ｉ１を含むヒータ回路６４または熱電対６７ｉ１に不具合が生じた場合には、ヒータ６２ｉ４と熱電対６７ｉ３を用いて水位を計測する。このように、ヒータ回路６４や温度計回路６１（または水位センサ）に不具合が起きた場合には、水位の計測に使用するヒータ回路６４と温度計回路６１（または水位センサ）を変更することで、継続して水位を計測する。 When the water level sensors 60h to 60i are not defective, the water level is measured using the heaters 62h1, 62h2, 62i2, 62i3 and the thermocouples 67h1, 67h2, 67i2, 67i3 (the heater 62i1 is energized). For example, when a problem occurs in the water level sensor 60h, the water level is measured using the heaters 62i1, 62i2, 62i3 and the thermocouples 67i1, 67i2, 67i3. If a problem occurs in the heater circuit 64 including the upper heater 62i1 of the water level sensor 60h and the water level gauge sensor 60i or the thermocouple 67i1, the water level is measured using the heater 62i4 and the thermocouple 67i3. In this way, when a problem occurs in the heater circuit 64 or the thermometer circuit 61 (or the water level sensor), the heater circuit 64 and the thermometer circuit 61 (or the water level sensor) used for measuring the water level can be changed. , Continuously measure the water level.

図５は、温度計回路６１の不具合検知装置２１の構成例を示す図である。不具合検知装置２１は、スイッチ４１と、不具合検知回路を備える。不具合検知回路は、電源４２、電流計４３、４４、及び抵抗４５、４６を備える。 FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of the defect detection device 21 of the thermometer circuit 61. The defect detection device 21 includes a switch 41 and a defect detection circuit. The defect detection circuit includes a power supply 42, ammeters 43 and 44, and resistors 45 and 46.

スイッチ４１は、計測制御装置２０からの指令により、水位センサ６に接続された信号ケーブル２３が、温度計測装置１６に接続された信号ケーブル２３に接続するのと、不具合検知回路に接続するのを切り替える。 The switch 41 causes the signal cable 23 connected to the water level sensor 6 to be connected to the signal cable 23 connected to the temperature measuring device 16 and to the defect detection circuit according to a command from the measurement control device 20. Switch.

計測制御装置２０は、水位センサ６が水位を計測する（すなわち、温度を測定する）とき以外のときに、スイッチ４１を切り替えて水位センサ６に接続された信号ケーブル２３を不具合検知回路に接続し、温度計回路６１の不具合を検知する。 The measurement control device 20 switches the switch 41 to connect the signal cable 23 connected to the water level sensor 6 to the defect detection circuit except when the water level sensor 6 measures the water level (that is, measures the temperature). , Detects a defect in the thermometer circuit 61.

不具合検知装置２１は、水位センサ６の温度計回路６１の不具合（異常）を検知するための装置である。不具合検知装置２１は、水位センサ６に接続された信号ケーブル２３が不具合検知回路に接続し、電源４２がこの信号ケーブル２３に電圧を印加したときに、電流計４３、４４に流れる電流を測り、電流計４３、４４の計測値を計測制御装置２０に送出する。計測制御装置２０は、電流計４３に流れる電流から、温度計回路６１に接続された不具合検知回路の抵抗を求め、この抵抗が実用上無限大であれば温度計回路６１が断線しており、この抵抗が実用上ゼロであれば温度計回路６１が短絡していると判定する。また、計測制御装置２０は、電流計４４に一定以上の電流が流れれば、温度計回路６１が地絡していると判定する。不具合検知装置２１は、このようにして温度計回路６１の異常（断線、短絡、または地絡）を検知することができる。 The defect detection device 21 is a device for detecting a defect (abnormality) in the thermometer circuit 61 of the water level sensor 6. The defect detection device 21 measures the current flowing through the ammeters 43 and 44 when the signal cable 23 connected to the water level sensor 6 is connected to the defect detection circuit and the power supply 42 applies a voltage to the signal cable 23. The measured values of the ammeters 43 and 44 are sent to the measurement control device 20. The measurement control device 20 obtains the resistance of the defect detection circuit connected to the thermometer circuit 61 from the current flowing through the ammeter 43, and if this resistance is practically infinite, the thermometer circuit 61 is disconnected. If this resistance is practically zero, it is determined that the thermometer circuit 61 is short-circuited. Further, the measurement control device 20 determines that the thermometer circuit 61 has a ground fault if a current of a certain value or more flows through the ammeter 44. In this way, the defect detection device 21 can detect an abnormality (disconnection, short circuit, or ground fault) in the thermometer circuit 61.

ヒータ回路６４の不具合検知装置２２は、温度計回路６１の不具合検知装置２１と同様の構成を備え、水位センサ６のヒータ回路６４の不具合（断線、短絡、または地絡という異常）を検知するための装置である。計測制御装置２０は、不具合検知装置２２の電流計の計測値から、ヒータ回路６４が断線、短絡、または地絡していると判定することができる。 The defect detection device 22 of the heater circuit 64 has the same configuration as the defect detection device 21 of the thermometer circuit 61, and is for detecting a defect (abnormality such as disconnection, short circuit, or ground fault) of the heater circuit 64 of the water level sensor 6. It is a device of. The measurement control device 20 can determine from the measured value of the ammeter of the defect detection device 22 that the heater circuit 64 is broken, short-circuited, or ground faulted.

図６は、計測制御装置２０が備える選択装置１９（図１参照）が格納した選択テーブルの一例を示す図である。選択テーブルは、不具合を起こした水位センサ６を示す異常センサ欄と、異常センサ欄の水位センサ６が不具合を起こしたときに水位の計測に使用する水位センサ６を示す選択センサ欄を有する。図６には、一例として、図１に示した原子炉水位計の水位センサについての選択テーブルを示している。 FIG. 6 is a diagram showing an example of a selection table stored in the selection device 19 (see FIG. 1) included in the measurement control device 20. The selection table has an abnormality sensor column indicating the water level sensor 6 that has caused a malfunction, and a selection sensor column indicating the water level sensor 6 used for measuring the water level when the water level sensor 6 in the abnormality sensor column has a malfunction. FIG. 6 shows, as an example, a selection table for the water level sensor of the reactor water level gauge shown in FIG.

図６に示した選択テーブルでは、例えば、不具合を起こした水位センサ（異常センサ）が水位センサ６ａのみのときは、水位の計測に使用する水位センサ（選択センサ）が水位センサ６ｂ、６ｄ、６ｆであり、異常センサが水位センサ６ａ〜６ｃのときは、選択センサが水位センサ６ｄ、６ｆであることを示している。なお、異常センサがないときは、水位センサ６ａ、６ｃ、６ｅを水位の計測に使用する。 In the selection table shown in FIG. 6, for example, when the water level sensor (abnormality sensor) that has caused a problem is only the water level sensor 6a, the water level sensors (selection sensors) used for measuring the water level are the water level sensors 6b, 6d, 6f. When the abnormality sensors are the water level sensors 6a to 6c, it indicates that the selection sensors are the water level sensors 6d and 6f. When there is no abnormality sensor, the water level sensors 6a, 6c, 6e are used for measuring the water level.

計測制御装置２０は、水位センサ６の不具合（例えば、温度計回路６１やヒータ回路６４の断線、短絡、または地絡）を検知したら、選択テーブルに従って水位の計測に使用する水位センサ６を変更し、異常センサに応じた選択センサを用いて水位の計測を継続する。 When the measurement control device 20 detects a malfunction of the water level sensor 6 (for example, disconnection, short circuit, or ground fault of the thermometer circuit 61 or the heater circuit 64), the measurement control device 20 changes the water level sensor 6 used for water level measurement according to the selection table. , Continue to measure the water level using the selection sensor according to the abnormality sensor.

図６に示した選択テーブルには、一例として、水位の低下とともに炉心３が上部から異常加熱していき、上方にある水位センサ６から不具合を生じていく場合について、異常センサと選択センサの組み合わせを示している。本実施例による原子炉水位計では、最大３本の水位センサ６を使用することで、所望の水位が全て計測できる。このため、水位の計測に使用する水位センサ６の数を少なくすることができ、水位の計測で消費される電力を抑制できる。なお、選択テーブルの選択センサは、所望の水位が全て計測できるように異常センサに応じて決めればよく、水位センサ６の温度計の高さ位置に応じて（すなわち、高さ位置が同じ温度計が存在しないように）決めるのが望ましい。 In the selection table shown in FIG. 6, as an example, the combination of the abnormality sensor and the selection sensor is used in the case where the core 3 abnormally heats from the upper part as the water level drops and a problem occurs from the water level sensor 6 above. Is shown. In the reactor water level gauge according to this embodiment, all desired water levels can be measured by using a maximum of three water level sensors 6. Therefore, the number of water level sensors 6 used for water level measurement can be reduced, and the power consumed for water level measurement can be suppressed. The selection sensor of the selection table may be determined according to the abnormality sensor so that all desired water levels can be measured, and the thermometer has the same height position according to the height position of the thermometer of the water level sensor 6. It is desirable to decide (so that there is no).

なお、図６に示した選択テーブルは、不具合を起こした水位センサ６と、水位の計測に使用する水位センサ６との対応を示しているが、不具合を起こした温度計回路６１とヒータ回路６４と、水位の計測に使用する温度計回路６１とヒータ回路６４との対応を示すこともできる。 The selection table shown in FIG. 6 shows the correspondence between the malfunctioning water level sensor 6 and the water level sensor 6 used for measuring the water level, but the malfunctioning thermometer circuit 61 and the heater circuit 64 And the correspondence between the thermometer circuit 61 and the heater circuit 64 used for measuring the water level can also be shown.

計測制御装置２０は、温度計回路６１とヒータ回路６４の不具合（断線、短絡、または地絡）を検知したら、選択テーブルに従って水位の計測に使用する温度計回路６１とヒータ回路６４を変更し、変更後の温度計回路６１とヒータ回路６４を用いて水位の計測を継続する。 When the measurement control device 20 detects a defect (disconnection, short circuit, or ground fault) between the thermometer circuit 61 and the heater circuit 64, the measurement control device 20 changes the thermometer circuit 61 and the heater circuit 64 used for measuring the water level according to the selection table. The measurement of the water level is continued using the changed thermometer circuit 61 and the heater circuit 64.

図７は、本発明の実施例２による原子炉水位計の水位センサ７０ａ〜７０ｂの構成を示す図である。水位センサ７０ａは、２つのヒータ回路７４と、３つの温度計回路７１と、３つの断熱体７５（７５ａ、７５ｂ、７５ｃ）と、金属シース６９を備える。水位センサ７０ｂは、１つのヒータ回路７４と、１つの温度計回路７１と、１つの断熱体７５（７５ｄ）と、金属シース６９を備える。本実施例による原子炉水位計では、水位センサ７０の温度計回路７１がガンマサーモメータで構成されている。 FIG. 7 is a diagram showing the configuration of water level sensors 70a to 70b of the reactor water level gauge according to the second embodiment of the present invention. The water level sensor 70a includes two heater circuits 74, three thermometer circuits 71, three heat insulating bodies 75 (75a, 75b, 75c), and a metal sheath 69. The water level sensor 70b includes one heater circuit 74, one thermometer circuit 71, one heat insulating body 75 (75d), and a metal sheath 69. In the reactor water level gauge according to this embodiment, the thermometer circuit 71 of the water level sensor 70 is composed of a gamma thermometer.

水位センサ７０ａのヒータ回路７４の一方は、１本のヒータリード７３に、３つのヒータ７２（７２ａ１、７２ａ２、７２ａ３）が接続された構成を備え、他方は、１本のヒータリード７３に、２つのヒータ７２（７２ａ４、７２ａ５）が接続された構成を備える。水位センサ７０ｂのヒータ回路７４は、１本のヒータリード７３に、１つのヒータ７２（７２ｂ１）が接続された構成を備える。 One of the heater circuits 74 of the water level sensor 70a has a configuration in which three heaters 72 (72a1, 72a2, 72a3) are connected to one heater lead 73, and the other has two to one heater lead 73. It has a configuration in which two heaters 72 (72a4, 72a5) are connected. The heater circuit 74 of the water level sensor 70b includes a configuration in which one heater 72 (72b1) is connected to one heater lead 73.

断熱体７５ａは、ヒータ７２ａ１の周囲を囲う。断熱体７５ｂは、ヒータ７２ａ２、７２ａ４の周囲を囲う。断熱体７５ｃは、ヒータ７２ａ３、７２ａ５の周囲を囲う。断熱体７５ｄは、ヒータ７２ｂ１の周囲を囲う。 The heat insulating body 75a surrounds the heater 72a1. The heat insulating body 75b surrounds the heaters 72a2 and 72a4. The heat insulating body 75c surrounds the heaters 72a3 and 72a5. The heat insulating body 75d surrounds the heater 72b1.

温度計回路７１は、ガンマサーモメータであり、断熱部分と非断熱部分とに接点を有する差動式熱電対７７を温度計として備える。水位センサ７０ａの温度計回路７１の１つは、差動式熱電対７７（７７ａ１）を備え、他の１つは、差動式熱電対７７（７７ａ２）を備え、残りの１つは、差動式熱電対７７（７７ａ３）を備える。水位センサ７０ｂの温度計回路７１は、差動式熱電対７７（７７ｂ１）を備える。差動式熱電対７７は、一方の接点が断熱体７５に囲まれており、他方の接点が断熱体７５に囲まれていない。すなわち、差動式熱電対７７ａ１〜７７ａ３、７７ｂ１は、それぞれ、一方の接点が断熱体７５ａ〜７５ｃ、７５ｄの内部に位置し、他方の接点が断熱体７５ａ〜７５ｃ、７５ｄの外部に位置する。 The thermometer circuit 71 is a gamma thermometer, and includes a differential thermocouple 77 having contacts between a heat insulating portion and a non-insulating portion as a thermometer. One of the thermometer circuits 71 of the water level sensor 70a is equipped with a differential thermocouple 77 (77a1), the other is provided with a differential thermocouple 77 (77a2), and the other one is a difference. It is equipped with a dynamic thermocouple 77 (77a3). The thermometer circuit 71 of the water level sensor 70b includes a differential thermocouple 77 (77b1). In the differential thermocouple 77, one contact is surrounded by the heat insulating body 75, and the other contact is not surrounded by the heat insulating body 75. That is, in the differential thermocouples 77a1 to 77a3 and 77b1, one contact is located inside the heat insulating bodies 75a to 75c and 75d, respectively, and the other contact point is located outside the heat insulating bodies 75a to 75c and 75d, respectively.

水位センサ７０ａの２つのヒータ回路７４では、ヒータ７２ａ１とヒータ７２ａ４が最高の位置にあるヒータ７２である。水位センサ７０ｂのヒータ回路７４では、ヒータ７２ｂ１が最高の位置にあるヒータ７２である。ヒータ回路７４内の最高の位置にあるヒータ７２であるヒータ７２ａ１、ヒータ７２ａ４、及びヒータ７２ｂ１は、高さ方向の位置が互いに異なる。ヒータ７２ａ１は、ヒータ７２ａ４により高い位置にあり、ヒータ７２ａ４は、ヒータ７２ｂ１より高い位置にある。 In the two heater circuits 74 of the water level sensor 70a, the heater 72a1 and the heater 72a4 are the heaters 72 at the highest positions. In the heater circuit 74 of the water level sensor 70b, the heater 72b1 is the heater 72 at the highest position. The heaters 72a1, heaters 72a4, and heaters 72b1, which are the heaters 72 at the highest positions in the heater circuit 74, are different from each other in height directions. The heater 72a1 is located higher than the heater 72a4, and the heater 72a4 is located higher than the heater 72b1.

例えば、水位センサ７０ａにおいて、異常加熱や落下物との衝突などにより、上方に位置するヒータ７２ａ１を備えるヒータ回路７４に破損や故障などの不具合（例えば、断線、短絡、及び地絡などの異常）が生じても、もう一方のヒータ回路７４（ヒータ７２ａ４を備えるヒータ回路７４）を用いて水位の計測を継続することができる。 For example, in the water level sensor 70a, due to abnormal heating or collision with a falling object, the heater circuit 74 including the heater 72a1 located above is damaged or malfunctions (for example, an abnormality such as a disconnection, a short circuit, or a ground fault). The water level can be continuously measured by using the other heater circuit 74 (heater circuit 74 including the heater 72a4).

本実施例による原子炉水位計は、図７に示したような水位センサ７０を複数本組み合わせて構成することができ、実施例１による原子炉水位計と同様の効果を得ることができる。 The reactor water level gauge according to the present embodiment can be configured by combining a plurality of water level sensors 70 as shown in FIG. 7, and the same effect as that of the reactor water level gauge according to the first embodiment can be obtained.

図８は、本発明の実施例３による原子炉水位計の全体構成図である。本実施例による原子炉水位計は、実施例１（図１）による原子炉水位計の構成に差圧式水位計が追加された構成を備える。差圧式水位計は、基準水柱を定める基準面器３８と、差圧伝送器（差圧計）３９、４０を備え、基準水柱との差圧に基づいて水位を計測する。差圧式水位計の水位の計測範囲は、水位センサ６の水位の計測範囲と少なくとも一部が重複している。この重複している計測範囲では、差圧式水位計と水位センサ６の両方で原子炉水位を計測できる。 FIG. 8 is an overall configuration diagram of the reactor water level gauge according to the third embodiment of the present invention. The reactor water level gauge according to the present embodiment includes a configuration in which a differential pressure type water level gauge is added to the configuration of the reactor water level gauge according to the first embodiment (FIG. 1). The differential pressure type water level gauge includes a reference surface device 38 for defining a reference water column and differential pressure transmitters (differential pressure gauges) 39 and 40, and measures the water level based on the differential pressure with the reference water column. The water level measurement range of the differential pressure type water level gauge overlaps at least partly with the water level measurement range of the water level sensor 6. In this overlapping measurement range, the reactor water level can be measured by both the differential pressure type water level gauge and the water level sensor 6.

この重複している計測範囲内に水位があるときに、差圧式水位計に異常が生じると、計測した水位が差圧式水位計と水位センサ６とで異なる。このことを利用すると、水位センサ６は、差圧式水位計に異常が発生したか否かを監視できる。本実施例による原子炉水位計は、差圧式水位計に異常が発生していない場合は、差圧式水位計を用いて空間について連続的に水位が計測できるので、水位をより高精度に計測できるというメリットがある（水位センサ６は、空間について離散的に水位を計測する）。また、本実施例による原子炉水位計は、例えば故障や冷却水の消失などによって差圧式水位計に異常が発生しても、水位センサ６を用いることで水位の計測を継続できるというメリットもある。 If an abnormality occurs in the differential pressure type water level gauge when the water level is within the overlapping measurement ranges, the measured water level differs between the differential pressure type water level gauge and the water level sensor 6. Utilizing this fact, the water level sensor 6 can monitor whether or not an abnormality has occurred in the differential pressure type water level gauge. The reactor water level gauge according to this embodiment can measure the water level with higher accuracy because the water level can be continuously measured in the space using the differential pressure type water level gauge when there is no abnormality in the differential pressure type water level gauge. (The water level sensor 6 measures the water level discretely with respect to space). Further, the reactor water level gauge according to the present embodiment has an advantage that the water level can be continuously measured by using the water level sensor 6 even if an abnormality occurs in the differential pressure type water level gauge due to, for example, a failure or the disappearance of cooling water. ..

本実施例による原子炉水位計は、水位センサ６の代わりに、実施例２による原子炉水位計の水位センサ７０（図７）を備えることもできる。 The reactor water level gauge according to the present embodiment may be provided with the water level sensor 70 (FIG. 7) of the reactor water level gauge according to the second embodiment instead of the water level sensor 6.

なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記の実施例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、本発明は、必ずしも説明した全ての構成を備える態様に限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能である。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、削除したり、他の構成を追加・置換したりすることが可能である。 The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. For example, the above-described embodiment has been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and the present invention is not necessarily limited to the embodiment including all the described configurations. Further, it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment. It is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to delete a part of the configurations of each embodiment and add / replace other configurations.

１…原子炉圧力容器、２…シュラウド、３…炉心、４…炉心支持板、５…上部格子板、６，６ａ〜６ｆ…水位センサ、７…炉内計装管、８…炉内計装ハウジング、９…炉内計装案内管、１０，１１，１２…通水口、１３…冷却水、１４…止水栓、１５…水位計測装置、１６…温度計測装置、１８…ヒータ制御装置、１９…選択装置、２０…計測制御装置、２１…温度計回路の不具合検知装置、２２…ヒータ回路の不具合検知装置、２３…信号ケーブル、２４…ヒータケーブル、３４…中性子検出器、３５…中性子束測定装置、３６…湿分分離器、３７…蒸気乾燥器、３８…基準面器、３９，４０…差圧伝送器、４１…スイッチ、４２…電源、４３，４４…電流計、４５，４６…抵抗、６０ａ〜６０ｃ，６０ｄ〜６０ｇ，６０ｈ〜６０ｉ…水位センサ、６１…温度計回路、６２，６２ａ１〜６２ａ２，６２ｂ１〜６２ｂ５，６２ｃ１，６２ｄ１〜６２ｄ２，６２ｅ１〜６２ｅ２，６２ｆ１〜６２ｆ２，６２ｇ１，６２ｈ１〜６２ｈ２，６２ｉ１〜６２ｉ４…ヒータ、６３…ヒータリード、６４…ヒータ回路、６５…クロメル線、６６…アルメル線、６７，６７ａ１〜６７ａ２，６７ｂ１〜６７ｂ３，６７ｃ１，６７ｄ１〜６７ｄ２，６７ｅ１〜６７ｅ２，６７ｆ１〜６７ｆ２，６７ｇ１，６７ｈ１〜６７ｈ２，６７ｉ１〜６７ｉ３…熱電対、６８…絶縁体、６９…金属シース、７０ａ〜７０ｂ…水位センサ、７１…温度計回路、７２，７２ａ１〜７２ａ５，７２ｂ１…ヒータ、７３…ヒータリード、７４…ヒータ回路、７５，７５ａ〜７５ｃ，７５ｄ…断熱体、７７，７７ａ１〜７７ａ３，７７ｂ１…差動式熱電対。 1 ... Reactor pressure vessel, 2 ... Shroud, 3 ... Core, 4 ... Core support plate, 5 ... Upper lattice plate, 6, 6a to 6f ... Water level sensor, 7 ... In-core instrumentation tube, 8 ... In-core instrumentation Housing, 9 ... In-core instrumentation guide tube, 10, 11, 12 ... Water inlet, 13 ... Cooling water, 14 ... Stopcock, 15 ... Water level measuring device, 16 ... Temperature measuring device, 18 ... Heater control device, 19 ... selection device, 20 ... measurement control device, 21 ... thermometer circuit defect detection device, 22 ... heater circuit defect detection device, 23 ... signal cable, 24 ... heater cable, 34 ... neutron detector, 35 ... neutron bundle measurement Equipment, 36 ... Moisture separator, 37 ... Steam dryer, 38 ... Reference surface device, 39, 40 ... Differential pressure transmitter, 41 ... Switch, 42 ... Power supply, 43, 44 ... Thermometer, 45, 46 ... Resistance , 60a-60c, 60d-60g, 60h-60i ... Water level sensor, 61 ... Thermometer circuit, 62,62a1-62a2,62b1-62b5,62c1,62d1-62d2,62e1-62e2,62f1-62f2,62g1,62h1- 62h2, 62i1-62i4 ... heater, 63 ... heater lead, 64 ... heater circuit, 65 ... chromel wire, 66 ... alumel wire, 67, 67a1-67a2, 67b1-67b3, 67c1, 67d1-67d2, 67e1-67e2, 67f1- 67f2,67g1,67h1-67h2,67i1-67i3 ... Thermocouple, 68 ... Insulator, 69 ... Metal sheath, 70a-70b ... Water level sensor, 71 ... Thermometer circuit, 72,72a1-72a5, 72b1 ... Heater, 73 ... Heater lead, 74 ... Heater circuit, 75, 75a to 75c, 75d ... Insulation body, 77, 77a1 to 77a 3, 77b1 ... Differential thermocouple.

Claims (9)

原子炉水位を計測する複数の水位センサを備え、
複数の前記水位センサのそれぞれは、少なくとも１つのヒータ回路と、少なくとも１つの温度計回路を備え、
前記ヒータ回路のそれぞれは、少なくとも１つのヒータを備え、
前記温度計回路のそれぞれは、１つの温度計を備え、
それぞれの前記水位センサにおいて、前記温度計のうちの少なくとも１つは、他の前記水位センサの前記温度計の１つと高さ方向の位置が略同一であり、
複数の前記水位センサにおいて、それぞれの前記ヒータ回路の中で最高の位置にある前記ヒータは、他の前記ヒータ回路の中で最高の位置にある前記ヒータのうちの少なくとも１つと高さ方向の位置が異なる、
ことを特徴とする原子炉水位計。 Equipped with multiple water level sensors to measure the reactor water level
Each of the plurality of water level sensors comprises at least one heater circuit and at least one thermometer circuit.
Each of the heater circuits comprises at least one heater.
Each of the thermometer circuits comprises one thermometer.
In each of the water level sensors, at least one of the thermometers is substantially identical in height position to one of the other thermometers of the water level sensor.
In the plurality of water level sensors, the heater at the highest position in each of the heater circuits is positioned in the height direction with at least one of the heaters at the highest position in the other heater circuits. Is different,
Reactor water level gauge characterized by this. 複数の前記水位センサに接続された水位計測装置を備え、
前記水位計測装置は、
前記ヒータ回路に接続され、前記ヒータ回路の異常を検知する第１の不具合検知装置と、
前記温度計回路に接続され、前記温度計回路の異常を検知する第２の不具合検知装置と、
前記第１の不具合検知装置と前記第２の不具合検知装置が検知した異常に基づいて、前記原子炉水位の計測に使用する前記水位センサを変更する計測制御装置を備える、
請求項１に記載の原子炉水位計。 A water level measuring device connected to a plurality of the water level sensors is provided.
The water level measuring device is
A first defect detection device connected to the heater circuit and detecting an abnormality in the heater circuit,
A second defect detection device connected to the thermometer circuit and detecting an abnormality in the thermometer circuit,
A measurement control device for changing the water level sensor used for measuring the reactor water level based on the abnormality detected by the first defect detection device and the second defect detection device is provided.
The reactor water level gauge according to claim 1. 複数の前記水位センサに接続された水位計測装置を備え、
前記水位計測装置は、
前記ヒータ回路に接続され、前記ヒータ回路の異常を検知する第１の不具合検知装置と、
前記温度計回路に接続され、前記温度計回路の異常を検知する第２の不具合検知装置と、
前記第１の不具合検知装置と前記第２の不具合検知装置が検知した異常に基づいて、前記原子炉水位の計測に使用する前記ヒータ回路と前記温度計回路を変更する計測制御装置を備える、
請求項１に記載の原子炉水位計。 A water level measuring device connected to a plurality of the water level sensors is provided.
The water level measuring device is
A first defect detection device connected to the heater circuit and detecting an abnormality in the heater circuit,
A second defect detection device connected to the thermometer circuit and detecting an abnormality in the thermometer circuit,
A measurement control device for changing the heater circuit and the thermometer circuit used for measuring the reactor water level based on the abnormality detected by the first defect detection device and the second defect detection device is provided.
The reactor water level gauge according to claim 1. 複数の前記水位センサのうち少なくとも１つは、１つの前記ヒータ回路と、複数の前記温度計回路を備える、
請求項１から３のいずれか１項に記載の原子炉水位計。 At least one of the plurality of water level sensors includes one heater circuit and a plurality of thermometer circuits.
The reactor water level gauge according to any one of claims 1 to 3. 複数の前記水位センサのうち少なくとも１つは、複数の前記ヒータ回路と、複数の前記温度計回路を備える、
請求項１から３のいずれか１項に記載の原子炉水位計。 At least one of the plurality of water level sensors includes the plurality of heater circuits and the plurality of thermometer circuits.
The reactor water level gauge according to any one of claims 1 to 3. 前記温度計は、熱電対、差動式熱電対、ガンマサーモメータ、測温抵抗体、及びサーミスタのうち１つ又は複数である、
請求項１から３のいずれか１項に記載の原子炉水位計。 The thermometer is one or more of a thermocouple, a differential thermocouple, a gamma thermometer, a resistance temperature detector, and a thermistor.
The reactor water level gauge according to any one of claims 1 to 3. 前記第１の不具合検知装置は、前記ヒータ回路の断線、短絡、及び地絡を異常として検知し、
前記第２の不具合検知装置は、前記温度計回路の断線、短絡、及び地絡を異常として検知し、
前記計測制御装置は、異常を起こした前記水位センサと、前記原子炉水位の計測に使用する前記水位センサとの対応を示すテーブルを格納しており、前記第１の不具合検知装置と前記第２の不具合検知装置が検知した異常に基づいて、前記テーブルに従って、前記原子炉水位の計測に使用する前記水位センサを変更する、
請求項２に記載の原子炉水位計。 The first defect detection device detects disconnection, short circuit, and ground fault of the heater circuit as an abnormality, and detects them as abnormalities.
The second defect detection device detects disconnection, short circuit, and ground fault of the thermometer circuit as an abnormality, and detects them as abnormalities.
The measurement control device stores a table showing the correspondence between the water level sensor that has caused an abnormality and the water level sensor used for measuring the reactor water level, and the first defect detection device and the second defect detection device. Based on the abnormality detected by the defect detection device, the water level sensor used for measuring the reactor water level is changed according to the table.
The reactor water level gauge according to claim 2. 前記第１の不具合検知装置は、前記ヒータ回路の断線、短絡、及び地絡を異常として検知し、
前記第２の不具合検知装置は、前記温度計回路の断線、短絡、及び地絡を異常として検知し、
前記計測制御装置は、異常を起こした前記水位センサと、前記原子炉水位の計測に使用する前記ヒータ回路と前記温度計回路との対応を示すテーブルを格納しており、前記第１の不具合検知装置と前記第２の不具合検知装置が検知した異常に基づいて、前記テーブルに従って、前記原子炉水位の計測に使用する前記ヒータ回路と前記温度計回路を変更する、
請求項３に記載の原子炉水位計。 The first defect detection device detects disconnection, short circuit, and ground fault of the heater circuit as an abnormality, and detects them as abnormalities.
The second defect detection device detects disconnection, short circuit, and ground fault of the thermometer circuit as an abnormality, and detects them as abnormalities.
The measurement control device stores a table showing the correspondence between the water level sensor that has caused an abnormality, the heater circuit used for measuring the reactor water level, and the thermometer circuit, and detects the first defect. Based on the abnormality detected by the apparatus and the second defect detecting apparatus, the heater circuit and the thermometer circuit used for measuring the reactor water level are changed according to the table.
The reactor water level gauge according to claim 3. 基準水柱との差圧に基づいて水位を計測する差圧式水位計を備え、
前記差圧式水位計の水位の計測範囲は、前記水位センサの水位の計測範囲と少なくとも一部が重複している、
請求項１に記載の原子炉水位計。 Equipped with a differential pressure type water level gauge that measures the water level based on the differential pressure from the reference water column,
The water level measurement range of the differential pressure type water level gauge overlaps at least partly with the water level measurement range of the water level sensor.
The reactor water level gauge according to claim 1.
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