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公開番号2025054992
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-08
出願番号2023164264
出願日2023-09-27
発明の名称設備内雰囲気監視装置及び方法
出願人株式会社東芝,東芝エネルギーシステムズ株式会社
代理人弁理士法人東京国際特許事務所
主分類G21C 17/00 20060101AFI20250401BHJP(核物理;核工学)
要約【課題】酸素濃度センサの交換時に設備内の雰囲気ガスに起因する放射能汚染を防止することができること。
【解決手段】原子炉格納容器1内の雰囲気ガスをサンプリングするサンプリングライン11と、このサンプリング内を流れる雰囲気ガス中の酸素濃度を検出するガルバニ電池式酸素濃度センサ17と、サンプリングラインにおけるガルバニ電池式酸素濃度センサの上流側に接続されて、サンプリングラインに窒素ガスを供給可能な不活性ガス供給ライン25と、ガルバニ電池式酸素濃度センサをバイパスしてサンプリングラインに接続されたバイパスライン26と、不活性ガス供給ラインからの窒素ガスをガルバニ電池式酸素濃度センサへ一定時間供給させた後に、バイパスラインに窒素ガスを供給させると共に、ガルバニ電池式酸素濃度センサの上流側及び下流側を閉止させてガルバニ電池式酸素濃度センサを交換可能な状態に制御する制御装置27と、を有して構成される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
設備内の雰囲気ガスをサンプリングするサンプリングラインと、
前記サンプリングラインに配設され、このサンプリングラインを流れる雰囲気ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサと、
前記サンプリングラインにおける前記酸素濃度センサの上流側に接続されて、前記サンプリングラインに不活性ガスを供給可能な不活性ガス供給ラインと、
前記酸素濃度センサをバイパスして前記サンプリングラインに接続されたバイパスラインと、
前記不活性ガス供給ラインからの不活性ガスを前記サンプリングラインを経て前記酸素濃度センサに一定時間供給させた後に、前記バイパスラインに不活性ガスを供給させると共に、前記酸素濃度センサの上流側及び下流側を閉止させて前記酸素濃度センサを交換可能な状態に制御する制御装置と、を有して構成されたことを特徴とする設備内雰囲気監視装置。
続きを表示（約 2,100 文字）【請求項２】
前記酸素濃度センサが、ガルバニ電池式酸素濃度センサであることを特徴とする請求項１に記載の設備内雰囲気監視装置。
【請求項３】
設備内の雰囲気ガスをサンプリングするサンプリングラインと、
前記サンプリングラインに配設され、このサンプリングラインを流れる雰囲気ガス中の酸素濃度を検出するガルバニ電池式酸素濃度センサと、
前記サンプリングラインにおける前記ガルバニ電池式酸素濃度センサの上流側に接続されて、前記サンプリングラインに不活性ガスを供給可能な不活性ガス供給ラインと、
前記サンプリングラインにおける前記ガルバニ電池式酸素濃度センサの上流側に接続されて、前記サンプリングラインに所定濃度の酸素ガスを供給可能な酸素ガス供給ラインと、
前記不活性ガス供給ラインからの不活性ガスを前記サンプリングラインを経て前記ガルバニ電池式酸素濃度センサに一定時間供給させた後に、前記酸素ガス供給ラインからの所定濃度の酸素ガスを前記ガルバニ電池式酸素濃度センサに供給させることで、前記ガルバニ電池式酸素濃度センサを校正させるよう制御する制御装置と、を有して構成されたことを特徴とする設備内雰囲気監視装置。
【請求項４】
前記酸素ガス供給ラインにより供給される酸素ガスの所定濃度が変更可能に構成されたことを特徴とする請求項３に記載の設備内雰囲気監視装置。
【請求項５】
設備内の雰囲気ガスをサンプリングするサンプリングラインと、
前記サンプリングラインに並列して配設されて、このサンプリングラインを流れる雰囲気ガス中の酸素濃度を検出する磁気風式酸素濃度センサ及びこの酸素濃度センサに対し異種の酸素濃度センサと、
前記サンプリングラインに配設されて、このサンプリングラインを流れる雰囲気ガス中の水素濃度を検出する水素濃度センサと、
前記サンプリングラインにおけるそれぞれの前記酸素濃度センサ及び前記水素濃度センサの上流側に接続されて、前記サンプリングラインに不活性ガスを供給可能な不活性ガス供給ラインと、
前記磁気風式酸素濃度センサを前記設備の通常時に使用状態とし、水素濃度センサにより検出された水素濃度が規定値以上もしくはこの規定値以上となる事象の発生時で、且つ前記不活性ガス供給ラインからの不活性ガスが一定時間供給された後に、前記磁気風式酸素濃度センサを前記異種の酸素濃度センサに切り替えるよう制御する制御装置と、を有して構成されたことを特徴とする設備内雰囲気監視装置。
【請求項６】
前記異種の酸素濃度センサが、ガルバニ電池式酸素濃度センサであることを特徴とする請求項５に記載の設備内雰囲気監視装置。
【請求項７】
前記異種の酸素濃度センサが、磁気力式酸素濃度センサであり、この磁気力式酸素濃度センサに、不活性ガス供給ラインからの不活性ガスが補助ガスとして供給されるよう構成されたことを特徴とする請求項５に記載の設備内雰囲気監視装置。
【請求項８】
前記設備が原子炉格納容器であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の設備内雰囲気監視装置。
【請求項９】
設備内の雰囲気ガスの酸素濃度を監視する設備内雰囲気監視方法において、
前記設備内の雰囲気ガスをサンプリングするサンプリングラインに設けられたガルバニ電池式酸素濃度センサを交換する際には、
前記ガルバニ電池式酸素濃度センサへの雰囲気ガスの供給を遮断するステップと、
前記サンプリングラインに接続された不活性ガス供給ラインからの不活性ガスを、前記サンプリングラインを経て前記ガルバニ電池式酸素濃度センサへ一定時間供給するステップと、
前記サンプリングラインに前記ガルバニ電池式酸素濃度センサをバイパスして接続されたバイパスラインに不活性ガスを供給すると共に、前記ガルバニ電池式酸素濃度センサの上流側及び下流側を閉止するステップと、
前記ガルバニ電池式酸素濃度センサを交換するステップと、を順次実施することを特徴とする設備内雰囲気監視方法。
【請求項１０】
設備内の雰囲気ガスの酸素濃度を監視する設備内雰囲気監視方法において、
前記設備内の雰囲気ガスをサンプリングするサンプリングラインに設けられたガルバニ電池式酸素濃度センサの校正は、
前記ガルバニ電池式酸素濃度センサへの雰囲気ガスの供給を遮断するステップと、
前記サンプリングラインに接続された不活性ガス供給ラインからの不活性ガスを、前記サンプリングラインを経て前記ガルバニ電池式酸素濃度センサへ一定時間供給するステップと、
前記サンプリングラインに接続された酸素ガス供給ラインからの所定濃度の酸素ガスを、前記サンプリングラインを経て前記ガルバニ電池式酸素濃度センサへ供給するステップと、を順次実施することで行うことを特徴とする設備内雰囲気監視方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、設備内雰囲気監視装置及び設備内雰囲気監視方法に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
原子力発電所では、原子炉圧力容器を格納する原子炉格納容器内の雰囲気ガスをサンプリングして、雰囲気ガス中に含まれる酸素の濃度等を監視する格納容器内雰囲気監視装置が設置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１８－１２４２３０号公報
特開２０００－２７８４号公報
特開平１０－３１１８１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
原子炉格納容器における雰囲気ガス中の酸素濃度の検出は、一般に磁気風式酸素濃度センサが用いられるが、この磁気風式酸素濃度センサは、雰囲気ガスが高濃度の水素を含む場合には劣化の恐れがある。また、酸素濃度センサとしてガルバニ電池式酸素濃度センサを用いた場合、このカルバニ電池式酸素濃度センサは耐水素特性を有するものの、１～２年でその酸素濃度検出特性が劣化してしまう。そこで、ガルバニ電池式酸素濃度センサを頻繁に交換する必要があるが、その交換の際に雰囲気ガスが放出されて、センサの周囲環境が放射能汚染される恐れがある。更に、ガルバニ電池式酸素濃度センサでは、上述のように交換頻度が高いことから、センサの特性（劣化）を常に正確に診断する必要がある。また、ガルバニ電池式酸素濃度センサでは、交換頻度を極力低減させたいとの要請もある。
【０００５】
本発明の実施形態は、上述の事情を考慮してなされたものであり、酸素濃度センサの交換時に設備内の雰囲気ガスに起因する放射能汚染を防止することができる設備内雰囲気監視装置及び設備内雰囲気監視方法を提供することを目的とする。
【０００６】
また、本発明の実施形態は、ガルバニ電池式酸素濃度センサの交換時を含む必要な時期に、この酸素濃度センサを好適に校正することができる設備内雰囲気監視装置及び設備内雰囲気監視方法を提供することを他の目的とする。
【０００７】
また、本発明の実施形態は、磁気風式酸素濃度センサの水素ガスによる劣化を回避することができる設備内雰囲気監視装置及び設備内雰囲気監視方法を提供することを更に他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施形態における設備内雰囲気監視装置は、設備内の雰囲気ガスをサンプリングするサンプリングラインと、前記サンプリングラインに配設され、このサンプリングラインを流れる雰囲気ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサと、前記サンプリングラインにおける前記酸素濃度センサの上流側に接続されて、前記サンプリングラインに不活性ガスを供給可能な不活性ガス供給ラインと、前記酸素濃度センサをバイパスして前記サンプリングラインに接続されたバイパスラインと、前記不活性ガス供給ラインからの不活性ガスを前記サンプリングラインを経て前記酸素濃度センサに一定時間供給させた後に、前記バイパスラインに不活性ガスを供給させると共に、前記酸素濃度センサの上流側及び下流側を閉止させて前記酸素濃度センサを交換可能な状態に制御する制御装置と、を有して構成されたことを特徴とする設備内雰囲気監視装置ものである。
【０００９】
また、本発明の実施形態における設備内雰囲気監視装置は、設備内の雰囲気ガスをサンプリングするサンプリングラインと、前記サンプリングラインに配設され、このサンプリングラインを流れる雰囲気ガス中の酸素濃度を検出するガルバニ電池式酸素濃度センサと、前記サンプリングラインにおける前記ガルバニ電池式酸素濃度センサの上流側に接続されて、前記サンプリングラインに不活性ガスを供給可能な不活性ガス供給ラインと、前記サンプリングラインにおける前記ガルバニ電池式酸素濃度センサの上流側に接続されて、前記サンプリングラインに所定濃度の酸素ガスを供給可能な酸素ガス供給ラインと、前記不活性ガス供給ラインからの不活性ガスを前記サンプリングラインを経て前記ガルバニ電池式酸素濃度センサに一定時間供給させた後に、前記酸素ガス供給ラインからの所定濃度の酸素ガスを前記ガルバニ電池式酸素濃度センサに供給させることで、前記ガルバニ電池式酸素濃度センサを校正させるよう制御する制御装置と、を有して構成されたことを特徴とするものである。
【００１０】
更に、本発明の実施形態における設備内雰囲気監視装置は、設備内の雰囲気ガスをサンプリングするサンプリングラインと、前記サンプリングラインに並列して配設されて、このサンプリングラインを流れる雰囲気ガス中の酸素濃度を検出する磁気風式酸素濃度センサ及びこの酸素濃度センサに対し異種の酸素濃度センサと、前記サンプリングラインに配設されて、このサンプリングラインを流れる雰囲気ガス中の水素濃度を検出する水素濃度センサと、前記サンプリングラインにおけるそれぞれの前記酸素濃度センサ及び前記水素濃度センサの上流側に接続されて、前記サンプリングラインに不活性ガスを供給可能な不活性ガス供給ラインと、前記磁気風式酸素濃度センサを前記設備の通常時に使用状態とし、水素濃度センサにより検出された水素濃度が規定値以上もしくはこの規定値以上となる事象の発生時で、且つ前記不活性ガス供給ラインからの不活性ガスが一定時間供給された後に、前記磁気風式酸素濃度センサを前記異種の酸素濃度センサに切り替えるよう制御する制御装置と、を有して構成されたことを特徴とするものである。
（【００１１】以降は省略されています）

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