(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023101892
(43)【公開日】2023-07-24
(54)【発明の名称】溶融塩ポンプの液面検出装置
(51)【国際特許分類】
F04D 13/08 20060101AFI20230714BHJP
【ＦＩ】
F04D13/08 U
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022002104
(22)【出願日】2022-01-11
(71)【出願人】
【識別番号】500561931
【氏名又は名称】ＪＦＥプロジェクトワン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001368
【氏名又は名称】清流国際弁理士法人
(74)【代理人】
【識別番号】100129252
【弁理士】
【氏名又は名称】昼間 孝良
(74)【代理人】
【識別番号】100155033
【弁理士】
【氏名又は名称】境澤 正夫
(72)【発明者】
【氏名】小山 斎
(72)【発明者】
【氏名】本間 陽子
(72)【発明者】
【氏名】牧坂 光浩
【テーマコード（参考）】
3H130
【Ｆターム（参考）】
3H130AA02
3H130AB23
3H130AB46
3H130AC01
3H130AC11
3H130BA36F
3H130BA87F
3H130BA87H
3H130DA02Z
3H130DC02Z
3H130DF03X
3H130EA07A
3H130EA07F
3H130EA07H
(57)【要約】
【課題】水希釈溶融塩に含まれる水分がポンプ内で蒸発して凝縮した場合でも、溶融塩の液面を導通式で正確に検出できる、溶融塩ポンプの液面検出装置の提供。
【解決手段】溶融塩を吸入／吐出するポンプ室３と、ポンプ室３を貫通する回転軸２３を中心に回転する羽根車９と、回転軸２３の貫通部の外周回りに設けられたポンプ室メカニカルシール１１と、ポンプ室３内にガスを充填して溶融塩の液面高さをポンプ室メカニカルシールより下方に維持するガス導入口１３を備える溶融塩ポンプ１０４のポンプ室３内の溶融塩の液面高さを検出する、液面検出装置１であって、電気的に接地されたコモン電極１７と、ポンプ室３内に露出した表面の少なくとも一部が絶縁層４６で覆われる検出電極１９と、コモン電極１７と検出電極１９が溶融塩を介して導通した場合に、検出電極１９の下端５５の高さを溶融塩の液面高さとして検出する液面計２１を備える液面検出装置１。
【選択図】図３
【解決手段】溶融塩を吸入／吐出するポンプ室３と、ポンプ室３を貫通する回転軸２３を中心に回転する羽根車９と、回転軸２３の貫通部の外周回りに設けられたポンプ室メカニカルシール１１と、ポンプ室３内にガスを充填して溶融塩の液面高さをポンプ室メカニカルシールより下方に維持するガス導入口１３を備える溶融塩ポンプ１０４のポンプ室３内の溶融塩の液面高さを検出する、液面検出装置１であって、電気的に接地されたコモン電極１７と、ポンプ室３内に露出した表面の少なくとも一部が絶縁層４６で覆われる検出電極１９と、コモン電極１７と検出電極１９が溶融塩を介して導通した場合に、検出電極１９の下端５５の高さを溶融塩の液面高さとして検出する液面計２１を備える液面検出装置１。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
水で希釈した溶融塩を吸入／吐出するポンプ室と、軸方向が上方を向いて前記ポンプ室を貫通する回転軸を中心に回転することで前記溶融塩を吸入／吐出する、前記ポンプ室内に配置された羽根車と、前記ポンプ室における前記回転軸の貫通部の外周回りに設けられたポンプ室メカニカルシールと、前記ポンプ室内にガスを充填して前記溶融塩を押し下げることで前記ポンプ室内の前記溶融塩の液面高さを前記ポンプ室メカニカルシールより下方に維持する液面調整手段を備える溶融塩ポンプの前記ポンプ室内の前記溶融塩の液面高さを検出する、溶融塩ポンプの液面検出装置であって、
前記ポンプ室の上方から前記ポンプ室の内部に下方に向けて突設され、電気的に接地された棒状のコモン電極と、
前記ポンプ室の上方から前記ポンプ室の内部に下方に向けて突設され、前記ポンプ室と絶縁部材を介して連結されており、前記ポンプ室内に露出した表面のうち、下端を除く表面の少なくとも一部が絶縁層で覆われている棒状の検出電極と、
前記コモン電極及び前記検出電極と電気的に接続され、前記コモン電極と前記検出電極が前記溶融塩を介して導通した場合に、前記ポンプ室内の前記検出電極の下端の高さを前記溶融塩の液面高さとして検出する液面計を備えることを特徴とする溶融塩ポンプの液面検出装置。
前記ポンプ室の上方から前記ポンプ室の内部に下方に向けて突設され、電気的に接地された棒状のコモン電極と、
前記ポンプ室の上方から前記ポンプ室の内部に下方に向けて突設され、前記ポンプ室と絶縁部材を介して連結されており、前記ポンプ室内に露出した表面のうち、下端を除く表面の少なくとも一部が絶縁層で覆われている棒状の検出電極と、
前記コモン電極及び前記検出電極と電気的に接続され、前記コモン電極と前記検出電極が前記溶融塩を介して導通した場合に、前記ポンプ室内の前記検出電極の下端の高さを前記溶融塩の液面高さとして検出する液面計を備えることを特徴とする溶融塩ポンプの液面検出装置。
【請求項2】
前記絶縁層は、アルミナで構成される、請求項１に記載の溶融塩ポンプの液面検出装置。
【請求項3】
前記絶縁層は、前記検出電極の表面に被覆された絶縁体の溶射膜である、請求項１又は２に記載の溶融塩ポンプの液面検出装置。
【請求項4】
前記絶縁層は、管状の絶縁体である絶縁管であり、前記絶縁管の中空部を前記検出電極が挿通することで、前記検出電極の周囲を前記絶縁層が覆う、請求項１又は２に記載の溶融塩ポンプの液面検出装置。
【請求項5】
前記絶縁管の内径は、前記検出電極の外径よりも大きく、前記絶縁管と前記検出電極の間には径方向に隙間が設けられ、
前記絶縁管の上端と前記検出電極の間の前記隙間に嵌合されることで前記絶縁管を前記検出電極に固定する絶縁体である筒状の上端側キャップと、
前記絶縁管の下端と前記検出電極の間の前記隙間に嵌合されることで前記絶縁管を前記検出電極に固定する筒状の下端側キャップと、
を備える請求項４に記載の溶融塩ポンプの液面検出装置。
前記絶縁管の上端と前記検出電極の間の前記隙間に嵌合されることで前記絶縁管を前記検出電極に固定する絶縁体である筒状の上端側キャップと、
前記絶縁管の下端と前記検出電極の間の前記隙間に嵌合されることで前記絶縁管を前記検出電極に固定する筒状の下端側キャップと、
を備える請求項４に記載の溶融塩ポンプの液面検出装置。
【請求項6】
前記検出電極は、
前記ポンプ室に設けられた開口部から上方に突設され前記開口部を介して前記ポンプ室と連通する管状の電極収納管内に絶縁体の管である絶縁スリーブを介して固定され、
前記絶縁層は、
前記検出電極の外周面と、前記開口部の内周及び／又は前記電極収納管の内周との最短距離が２０ｍｍ以下の領域に設けられる、請求項１～５のいずれか一項に記載の溶融塩ポンプの液面検出装置。
前記ポンプ室に設けられた開口部から上方に突設され前記開口部を介して前記ポンプ室と連通する管状の電極収納管内に絶縁体の管である絶縁スリーブを介して固定され、
前記絶縁層は、
前記検出電極の外周面と、前記開口部の内周及び／又は前記電極収納管の内周との最短距離が２０ｍｍ以下の領域に設けられる、請求項１～５のいずれか一項に記載の溶融塩ポンプの液面検出装置。
【請求項7】
前記絶縁層は、
前記検出電極の外周面と、前記開口部の内周及び／又は前記電極収納管の内周との最短距離が１８ｍｍ以下の領域に設けられる、請求項６に記載の溶融塩ポンプの液面検出装置。
前記検出電極の外周面と、前記開口部の内周及び／又は前記電極収納管の内周との最短距離が１８ｍｍ以下の領域に設けられる、請求項６に記載の溶融塩ポンプの液面検出装置。
【請求項8】
前記絶縁層は、
前記検出電極の外周面と、前記開口部の内周及び／又は前記電極収納管の内周との最短距離が８ｍｍ以下の領域に設けられる、請求項６に記載の溶融塩ポンプの液面検出装置。
前記検出電極の外周面と、前記開口部の内周及び／又は前記電極収納管の内周との最短距離が８ｍｍ以下の領域に設けられる、請求項６に記載の溶融塩ポンプの液面検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、溶融塩ポンプの液面検出装置に関する。
【背景技術】
【0002】
溶融塩は陽イオンと陰イオンからなる塩で常温では凝固しているが、一定以上の温度になると融解し溶融状態になる物質である。溶融塩の中には相変化を伴わずに蓄熱／放熱を行う顕熱型の熱媒体として、熱交換器や反応器等を加温するために用いられるＨＴＳ（Heat Transfer Salt）と呼ばれる物質がある。ＨＴＳとしては、亜硝酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウムの混合物を例示できる。この混合物は硝酸カリウムの結晶の英語名に由来してナイター（Niter）とも呼ばれる。
【0003】
ＨＴＳのような溶融塩を熱媒体として用いる場合は、ＨＴＳを加熱する加熱装置から加熱対象又は保温対象にＨＴＳを送出する溶融塩ポンプが必要になる。溶融塩ポンプの構造は渦巻ポンプを例示できる。一方でＨＴＳは一定温度以下になると凝固する材料なので、ＨＴＳを送出する溶融塩ポンプが吸入／吐出する溶融塩が、メカニカルシール等のポンプを構成する部品に接触して一定温度以下になると凝固する。この状態では凝固した溶融塩がメカニカルシールに固着して、メカニカルシールに軸支された駆動軸が動かなくなったり、固着した溶融塩がメカニカルシールを損傷させることで潤滑油が損傷部から漏れたりする等の不具合を起こす。そのため溶融塩ポンプにはこのような部品とＨＴＳを接触させないようにする構造が必要になる。
例えば特許文献１では溶融塩ポンプ内にガスを充填して溶融塩を下方に加圧して、室内の溶融塩の液面をインペラの回転軸の軸受であるメカニカルシールより下に押し下げることで、溶融塩がメカニカルシールに接触するのを防いでいる。より具体的には、ポンプ内のレベルスイッチで溶融塩の液面を計測して、計測結果に基づきガスの充填量を調整し、ポンプ内圧力をタンク液面からポンプ間の揚程圧力とポンプ循環液圧の中間となる圧力に保つことにより液面高さを調整している。
例えば特許文献１では溶融塩ポンプ内にガスを充填して溶融塩を下方に加圧して、室内の溶融塩の液面をインペラの回転軸の軸受であるメカニカルシールより下に押し下げることで、溶融塩がメカニカルシールに接触するのを防いでいる。より具体的には、ポンプ内のレベルスイッチで溶融塩の液面を計測して、計測結果に基づきガスの充填量を調整し、ポンプ内圧力をタンク液面からポンプ間の揚程圧力とポンプ循環液圧の中間となる圧力に保つことにより液面高さを調整している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００７－２３１８７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
液面検出装置には接地されたコモン電極と、接地されていない検出電極が溶融塩を介して通電した場合に、検出電極の下端の高さを溶融塩の液面として検出する導通式のものがある。また溶融塩には凝固点を下げるために水で希釈する水希釈溶融塩もある。
しかしながら、水希釈溶融塩を溶融塩ポンプで吸入／吐出しつつ、導通式の液面検出装置で液面を検出しようとすると、溶融塩から蒸発した水蒸気が検出電極と溶融塩ポンプを連結するように凝縮して検出電極と溶融塩ポンプを導通させる場合がある。この場合、実際には溶融塩の液面高さが導通した検出電極の下端未満の高さであるのにも関わらず、導通した検出電極の下端の高さに対応する液面高さであると液面検出装置が誤検出する場合があり、液面高さを正確に検出できない場合があった。
しかしながら、水希釈溶融塩を溶融塩ポンプで吸入／吐出しつつ、導通式の液面検出装置で液面を検出しようとすると、溶融塩から蒸発した水蒸気が検出電極と溶融塩ポンプを連結するように凝縮して検出電極と溶融塩ポンプを導通させる場合がある。この場合、実際には溶融塩の液面高さが導通した検出電極の下端未満の高さであるのにも関わらず、導通した検出電極の下端の高さに対応する液面高さであると液面検出装置が誤検出する場合があり、液面高さを正確に検出できない場合があった。
【0006】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、水希釈溶融塩に含まれる水分がポンプ内で蒸発して凝縮した場合でも、溶融塩の液面高さを導通式で正確に検出できる、溶融塩ポンプの液面検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記した課題を解決するために、本発明は水で希釈した溶融塩を吸入／吐出するポンプ室と、軸方向が上方を向いて前記ポンプ室を貫通する回転軸を中心に回転することで前記溶融塩を吸入／吐出する、前記ポンプ室内に配置された羽根車と、前記ポンプ室における前記回転軸の貫通部の外周回りに設けられたポンプ室メカニカルシールと、前記ポンプ室内にガスを充填して前記溶融塩を押し下げることで前記ポンプ室内の前記溶融塩の液面高さを前記ポンプ室メカニカルシールより下方に維持する液面調整手段を備える溶融塩ポンプの前記ポンプ室内の前記溶融塩の液面高さを検出する、溶融塩ポンプの液面検出装置であって、前記ポンプ室の上方から前記ポンプ室の内部に下方に向けて突設され、電気的に接地された棒状のコモン電極と、前記ポンプ室の上方から前記ポンプ室の内部に下方に向けて突設され、前記ポンプ室と絶縁部材を介して連結されており、前記ポンプ室内に露出した表面のうち、下端を除く表面の少なくとも一部が絶縁層で覆われている棒状の検出電極と、前記コモン電極及び前記検出電極と電気的に接続され、前記コモン電極と前記検出電極が前記溶融塩を介して導通した場合に、前記ポンプ室内の前記検出電極の下端の高さを前記溶融塩の液面高さとして検出する液面計を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明では、水希釈溶融塩に含まれる水分が蒸発して検出電極の近傍で凝縮した場合でも、検出電極の表面を覆う絶縁層と、ポンプ室の内壁との間で凝縮するため、凝縮水を介したポンプ室と検出電極の間の通電が絶縁層によって阻止される。
そのため、ポンプ室と検出電極が凝縮水を介して通電することで生じる、液面計による液面高さの誤検出が防止され、溶融塩の液面高さを導通式で正確に検出できる。
よって本発明によれば、水希釈溶融塩に含まれる水分がポンプ内で蒸発して凝縮した場合でも、溶融塩の液面高さを導通式で正確に検出できる、溶融塩ポンプの液面検出装置を提供できる。
そのため、ポンプ室と検出電極が凝縮水を介して通電することで生じる、液面計による液面高さの誤検出が防止され、溶融塩の液面高さを導通式で正確に検出できる。
よって本発明によれば、水希釈溶融塩に含まれる水分がポンプ内で蒸発して凝縮した場合でも、溶融塩の液面高さを導通式で正確に検出できる、溶融塩ポンプの液面検出装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の第１の実施形態に係る液面検出装置を備えた溶融塩ポンプを用いた溶融塩の循環システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、図面に基づき本発明に好適な実施形態を詳細に説明する。
まず図１及び図２を参照して本発明の第１の実施形態に係る液面検出装置１を備えた溶融塩ポンプ１０４を用いた溶融塩の循環システム１００の概略構成を説明する。
まず図１及び図２を参照して本発明の第１の実施形態に係る液面検出装置１を備えた溶融塩ポンプ１０４を用いた溶融塩の循環システム１００の概略構成を説明する。
【0011】
ここでは循環システム１００として、溶融塩の一種であるＨＴＳを水で希釈した水希釈溶融塩としての水希釈ＨＴＳを循環させ、水希釈ＨＴＳでＨＴＳ使用設備１０３を加熱・保温するシステムを例示している。
【0012】
図１に示すように循環システム１００はＨＴＳタンク１０１、溶融塩ポンプ１０４、ＨＴＳ使用設備１０３、及び膨張タンク１０５を備える。
ＨＴＳタンク１０１は水希釈ＨＴＳを貯留するとともに、水希釈ＨＴＳを加熱したり、水を加えて希釈したりして水希釈ＨＴＳの温度と濃度を調整する装置である。
ＨＴＳタンク１０１は水希釈ＨＴＳを貯留するとともに、水希釈ＨＴＳを加熱したり、水を加えて希釈したりして水希釈ＨＴＳの温度と濃度を調整する装置である。
【0013】
図１に示すＨＴＳタンク１０１は、貯留槽１０２、ヒータ１１５、電源１１７、注水管１１９、及びベント管１２１を備える。
貯留槽１０２は水希釈ＨＴＳを貯蔵する容器であり、図１では両端が半球状の円筒形の容器を横置きしたものを例示している。ヒータ１１５は水希釈ＨＴＳを加熱する装置であり貯留槽１０２内に配置される。ヒータ１１５は水希釈ＨＴＳを所望の温度まで昇温できるのであれば公知の加熱方式を用いることができる。図１ではヒータ１１５として抵抗加熱式を例示している。電源１１７はヒータ１１５を駆動する電源であり、ヒータ１１５が抵抗加熱式の場合はヒータ１１５に通電して加熱させる電源となる。注水管１１９は、水希釈ＨＴＳを希釈する希釈水を貯留槽１０２内に注水する管であり、図１では貯留槽１０２の上端に接続される。ベント管１２１は貯留槽１０２内の水蒸気等の気体を大気放出する管であり、図示しないサイクロン等の集塵機を介して貯留槽１０２に接続される。
貯留槽１０２は水希釈ＨＴＳを貯蔵する容器であり、図１では両端が半球状の円筒形の容器を横置きしたものを例示している。ヒータ１１５は水希釈ＨＴＳを加熱する装置であり貯留槽１０２内に配置される。ヒータ１１５は水希釈ＨＴＳを所望の温度まで昇温できるのであれば公知の加熱方式を用いることができる。図１ではヒータ１１５として抵抗加熱式を例示している。電源１１７はヒータ１１５を駆動する電源であり、ヒータ１１５が抵抗加熱式の場合はヒータ１１５に通電して加熱させる電源となる。注水管１１９は、水希釈ＨＴＳを希釈する希釈水を貯留槽１０２内に注水する管であり、図１では貯留槽１０２の上端に接続される。ベント管１２１は貯留槽１０２内の水蒸気等の気体を大気放出する管であり、図示しないサイクロン等の集塵機を介して貯留槽１０２に接続される。
【0014】
溶融塩ポンプ１０４は循環システム１００内で加熱された水希釈ＨＴＳを循環させるためのポンプであり、加熱された水希釈ＨＴＳが流れる配管１０７を介して図２に示す吸入口５が貯留槽１０２に接続され、加熱された水希釈ＨＴＳを吸入して所望の流量で吐出口７から吐出する。
【0015】
図１に示すＨＴＳ使用設備１０３は、ＨＴＳタンク１０１のヒータ１１５で加熱された水希釈ＨＴＳの熱を利用する設備である。より具体的なＨＴＳ使用設備１０３としては、熱交換器や反応器等のように、設備が使用する流体等を加温するための熱媒体として水希釈ＨＴＳを使用する設備である。
【0016】
ＨＴＳ使用設備１０３は配管１０８を介して溶融塩ポンプ１０４の図２に示す吐出口７に接続され、溶融塩ポンプ１０４が吐出した、加熱された水希釈ＨＴＳが配管１０８を介して流入する。なお、図１では配管１０８に中途でバイパス配管１０９が分岐している。バイパス配管１０９は溶融塩ポンプ１０４が吐出した、加熱された水希釈ＨＴＳをＨＴＳ使用設備１０３に送出せずにＨＴＳタンク１０１に戻す配管であり、下流側の端部がＨＴＳタンク１０１の貯留槽１０２に接続される。配管１０８のバイパス配管１０９との接続部よりもＨＴＳ使用設備１０３寄りの部分、及びバイパス配管１０９には図示しないバルブが設けられている。循環システム１００の稼働を停止する場合、配管１０８のバルブを閉鎖して、バイパス配管１０９のバルブを開放することで、溶融塩ポンプ１０４が吐出した水希釈ＨＴＳをＨＴＳ使用設備１０３に送出せずにＨＴＳタンク１０１に戻す。
【0017】
また、循環システム１００の稼働中にＨＴＳ使用設備１０３が必要とする、加熱された水希釈ＨＴＳの流量に対して溶融塩ポンプ１０４が吐出した、加熱された水希釈ＨＴＳの流量が多すぎる場合、配管１０８のバルブ及び、バイパス配管１０９のバルブの両方を開放する。これにより、溶融塩ポンプ１０４が吐出した、加熱された水希釈ＨＴＳの一部をＨＴＳタンク１０１に戻すことで、配管１０８からＨＴＳ使用設備１０３に流入する、加熱された水希釈ＨＴＳの流量を減らす。
【0018】
膨張タンク１０５は循環システム１００の稼働を停止する際に、ＨＴＳ使用設備１０３内に残留する、加熱された水希釈ＨＴＳを吸入してＨＴＳタンク１０１に戻すサイフォンブレーカ―である。具体的には膨張タンク１０５は循環システム１００の稼働時に加熱された水希釈ＨＴＳが流れる配管１１１を介してＨＴＳ使用設備１０３と連結されている。膨張タンク１０５は加熱された水希釈ＨＴＳが流れる配管１１３を介してＨＴＳタンク１０１の貯留槽１０２と接続されている。膨張タンク１０５はさらに均圧管１２３を介して貯留槽１０２と接続されている。均圧管１２３はＨＴＳタンク１０１と膨張タンク１０５内の気体の圧力を等しくするために気体が流れる配管である。このように膨張タンク１０５は、均圧管１２３でＨＴＳタンク１０１と膨張タンク１０５内の気体の圧力を等しくすることで、加熱された水希釈ＨＴＳの流路がサイフォンとして働かないようにサイフォンブレーカ―として常に機能している。
【0019】
この構成で循環システム１００を稼働させると、ヒータ１１５で所望の温度に加熱された水希釈ＨＴＳが溶融塩ポンプ１０４で、ＨＴＳタンク１０１→溶融塩ポンプ１０４→ＨＴＳ使用設備１０３→膨張タンク１０５→ＨＴＳタンク１０１と循環する。図１では矢印Ａ１→Ａ２→Ａ３→Ａ５→Ａ６の順に循環する。この際、加熱された水希釈ＨＴＳがＨＴＳ使用設備１０３内の流体を加温する。また必要に応じて溶融塩ポンプ１０４が吐出した、加熱された水希釈ＨＴＳの一部をバイパス配管１０９から図１のＡ４の向きに流してＨＴＳタンク１０１に戻す。なお、この構成では、ＨＴＳの凝固点を扱いやすい温度まで下げるために、ＨＴＳの媒体としての性能を損なわない程度の量の希釈水を注水管１１９からＨＴＳタンク内に注水してＨＴＳを希釈する必要がある。
【0020】
以上が第１の実施形態に係る液面検出装置１を備えた溶融塩ポンプ１０４を用いた溶融塩の循環システム１００の概略構成の説明である。
次に、図２及び図３を参照して、溶融塩ポンプ１０４及び液面検出装置１の構造の詳細を説明する。
次に、図２及び図３を参照して、溶融塩ポンプ１０４及び液面検出装置１の構造の詳細を説明する。
【0021】
図２に示す溶融塩ポンプ１０４は遠心ポンプであり、ポンプ室３、羽根車９、回転軸２３、モータ２７、ポンプ室メカニカルシール１１、軸室２５、モータ室２９、ガス導入口１３、ガス排出口１５、及び液面検出装置１を備える。
【0022】
ポンプ室３は水希釈ＨＴＳを吸入／吐出する容器であり、図２では縦断面が楕円形になっている。ポンプ室３は下面に水希釈ＨＴＳを吸入する開口である吸入口５が設けられ、側面には水希釈ＨＴＳを吐出する開口である吐出口７が設けられる。なお、ポンプ室３には吸入する水希釈ＨＴＳの量が急増した場合にポンプ室３内の水希釈ＨＴＳの液面が急上昇するのを緩和する仕切板３１が設けられる場合がある。ただし仕切板３１は開口が設けられているため、仕切板３１はポンプ室３内に水密区画を構成することはなく、ポンプ室３内の水希釈ＨＴＳの液面高さが場所によって異なることはない。ポンプ室３には、溶融塩ポンプ１０４を停止して循環システム１００を停止する際にポンプ室３内に水希釈ＨＴＳが残留して凝固しないように、溶融塩ポンプ１０４の停止時にポンプ室３内の水希釈ＨＴＳを排出する図示しないドレン管も設けられている。
【0023】
羽根車９はインペラとも呼ばれ、ポンプ室３内で回転することで水希釈ＨＴＳに生じる遠心力で水希釈ＨＴＳを吸入口５からポンプ室３内に吸入し、さらに吐出口７から吐出する。羽根車９は平面視で円形であり、表面に羽根が配置される。図２に示す羽根車９はポンプ室３の下面において、吸入口５の真上に設けられ、下面が吸入口５と対向する。また、図１に示す羽根車９は上方、ここでは鉛直方向を中心軸として回転する。なお、このように羽根車９が回転する軸が鉛直方向を向いている遠心ポンプを縦型ポンプとも呼ぶ。
【0024】
回転軸２３は羽根車９を回転させる軸であり、羽根車９は回転軸２３を中心に回転する。回転軸２３は軸方向が上方、ここでは鉛直方向を向いてポンプ室３の上端を貫通している。また回転軸２３の下端は羽根車９の回転中心にボルト等で締結される。
【0025】
モータ２７は羽根車９を回転する動力を生成する電動機であり、ポンプ室３の上方に配置される。モータ２７の出力軸は回転軸２３の上端に連結され、モータ２７が生成した動力は回転軸２３を介して羽根車９に伝達される。
【0026】
ポンプ室メカニカルシール１１は回転軸２３がポンプ室３を貫通した部分から回転軸２３の潤滑用のオイル等がポンプ室３に漏洩するのを防止する機械式の軸封装置であり、ポンプ室３における回転軸２３の貫通部の外周回りに設けられる。
【0027】
軸室２５はポンプ室３を貫通して上方に延在する回転軸２３を囲む、上下端が閉じた筒状の容器である。軸室２５は、上端と下端を回転軸２３が貫通しており、下端の貫通部の外周回りにはポンプ室メカニカルシール１１が設けられ、上端の貫通部の外周回りには軸室メカニカルシール１２が設けられる。軸室メカニカルシール１２はポンプ室メカニカルシール１１と同様に、回転軸２３が軸室２５を貫通した部分から回転軸２３の潤滑用のオイル等が軸室２５の外部に漏洩するのを防止する機械式の軸封装置である。
軸室２５の下端はポンプ室３の上端と図示しないボルト等で締結される。軸室２５の内部にはポンプ室メカニカルシール１１及び軸室メカニカルシール１２への潤滑性及び冷却性能を保つため、冷却された潤滑油が溶融塩ポンプ１０４の稼働中は常時循環している。
モータ室２９はモータ２７を収容する容器であり、ポンプ室３及び軸室２５の上方に設けられ、下端が軸室２５の上端と図示しないボルト等で締結される。
軸室２５の下端はポンプ室３の上端と図示しないボルト等で締結される。軸室２５の内部にはポンプ室メカニカルシール１１及び軸室メカニカルシール１２への潤滑性及び冷却性能を保つため、冷却された潤滑油が溶融塩ポンプ１０４の稼働中は常時循環している。
モータ室２９はモータ２７を収容する容器であり、ポンプ室３及び軸室２５の上方に設けられ、下端が軸室２５の上端と図示しないボルト等で締結される。
【0028】
ガス導入口１３はポンプ室３内にガスを充填して水希釈ＨＴＳをガス圧で加圧して図２の白矢印Ｚ１に示すように押し下げることで、ポンプ室３内の水希釈ＨＴＳの液面高さをポンプ室メカニカルシール１１より下方にするガス管である。ガス導入口１３はポンプ室３の外壁を貫通してポンプ室３の内外を連通する。ガス導入口１３の上流側、つまりガス導入口１３のポンプ室３の外側の端部は図示しない電磁弁を介してコンプレッサ等のガス供給源に接続される。この構成では、水希釈ＨＴＳの液面高さがポンプ室メカニカルシール１１の設けられた高さを超えそうになると、電磁弁を開いてポンプ室３内にガスを充填させ、水希釈ＨＴＳの液面を下げる。
なお、充填するガスはＨＴＳやポンプ室３を構成する材料と反応しないガスであればよく、例えば窒素ガス等のイナートガスが用いられる。
なお、充填するガスはＨＴＳやポンプ室３を構成する材料と反応しないガスであればよく、例えば窒素ガス等のイナートガスが用いられる。
【0029】
ガス排出口１５は、ポンプ室３内のガスをポンプ室３外に排気する管であり、ポンプ室３の外壁を貫通してポンプ室３の内外を連通する。ガス排出口１５には図示しない電磁弁が設けられており、水希釈ＨＴＳの液面高さが予め定められた所定の高さ以下になると、電磁弁を開いてポンプ室内のガスを排気する。
【0030】
このように、ガス導入口１３からガスを導入して水希釈ＨＴＳを押し下げることで、水希釈ＨＴＳを吸入／吐出しつつ、ポンプ室３内の水希釈ＨＴＳの液面高さをポンプ室メカニカルシール１１より下方に維持できる。よってガス導入口１３はポンプ室３内の水希釈ＨＴＳの液面高さをポンプ室メカニカルシール１１より下方に維持する液面調整手段として機能する。また、ポンプ室３内の水希釈ＨＴＳの液面を押し下げ過ぎた場合にガス排出口１５からガスを排気することで、水希釈ＨＴＳの液面が下がり過ぎて吐出できなくなるのを防止する。なお、ガス導入口１３及びガス排出口１５に水希釈ＨＴＳが流れ込まないようにするため、ガス導入口１３及びガス排出口１５の設置高さは、溶融塩ポンプ１０４の駆動時に許容されるポンプ室３内の水希釈ＨＴＳの最高液面高さより高い。また、ガス導入口１３から導入するガスの圧力はポンプ室３内のガスの圧力より高くなるように調節される。
【0031】
液面検出装置１はポンプ室３内の水希釈ＨＴＳの液面高さを検出する装置である。ガス導入口１３がポンプ室３に充填するガスの圧力はポンプ室３内のガスの圧力より高い必要があり、かつ水希釈ＨＴＳの液面高さで決まる。そのため、液面検出装置１はガス導入口１３やガス排出口１５に接続された図示しない電磁弁又は電磁弁を操作する制御部と電気的に接続され、検出した液面高さをこれらに送信する。また、溶融塩ポンプ１０４はポンプ室３内の水希釈ＨＴＳの液面高さがポンプ室メカニカルシール１１の高さを超えそうな場合や、あるいは水希釈ＨＴＳの吐出が困難なほど低い場合は運転を停止する。そのため、液面検出装置１は溶融塩ポンプ１０４のモータ２７の駆動を制御する図示しない制御部とも電気的に接続され、検出した液面高さを送信する。ただし、溶融塩ポンプ１０４が吸入／吐出する水希釈ＨＴＳのモータ２７による流量制御と、ガス導入口１３による水希釈ＨＴＳの液面高さの制御は独立した制御でよい。
【0032】
図２及び図３に示す液面検出装置１は、接地されたコモン電極１７と、接地されていない検出電極１９が水希釈ＨＴＳを介して通電した場合に、検出電極１９の下端５５の高さを水希釈ＨＴＳの液面高さとして検出する導通式である。そのため、液面検出装置１はコモン電極１７、検出電極１９、及び液面計２１を備える。
【0033】
コモン電極１７はポンプ室３の上方からポンプ室３の内部に下方に向けて突設され、電気的に接地された棒状の導電性の電極である。具体的にはコモン電極１７はポンプ室３と電気的に接続されることで接地される。コモン電極１７は液面検出装置１が水希釈ＨＴＳの液面高さを検出する際の基準電位、ここでは０Ｖを示す電極であるため、水希釈ＨＴＳの液面高さを検出する際は、常に水希釈ＨＴＳと接している必要がある。そのため、コモン電極１７の下端の高さは、溶融塩ポンプ１０４の駆動時に許容されるポンプ室３内の水希釈ＨＴＳの液面高さの最低高さＬ０に対応した高さである。
【0034】
コモン電極１７は、導電性を有し、水希釈ＨＴＳで変質せず、循環システム１００の稼働時のポンプ室３内のガスの温度や雰囲気で変形、変質しない材料であれば、公知の材料を適宜選択できる。例えばＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６等のオーステナイト系ステンレス鋼をコモン電極１７の材料として例示できる。
【0035】
検出電極１９はポンプ室３の上方からポンプ室３の内部に下方に向けて突設され、ポンプ室３と絶縁部材を介して連結された棒状の導電性の電極であり、一般にはコモン電極１７と同じ材料で構成される。図３に示すように検出電極１９の上端には液面計２１と接続する際の電線を接続する端子５３が設けられる。端子５３はコモン電極１７の上端にも設けられる。
検出電極１９とポンプ室３の連結構造についてより具体的に説明すると、ポンプ室３の上端の側端近傍には図３に示すように円形の開口部４１が設けられている。さらに開口部４１から上方に突設され、開口部４１を介してポンプ室３と連通する管状の電極収納管５１が設けられている。電極収納管５１は検出電極１９を固定する管であり、下部電極収納管４３、上部電極収納管４５、締結ボルト４７、及び絶縁スリーブ４９を備える。
検出電極１９とポンプ室３の連結構造についてより具体的に説明すると、ポンプ室３の上端の側端近傍には図３に示すように円形の開口部４１が設けられている。さらに開口部４１から上方に突設され、開口部４１を介してポンプ室３と連通する管状の電極収納管５１が設けられている。電極収納管５１は検出電極１９を固定する管であり、下部電極収納管４３、上部電極収納管４５、締結ボルト４７、及び絶縁スリーブ４９を備える。
【0036】
下部電極収納管４３はポンプ室３に固定された管であり、軸方向の下端が開口部４１の内周に嵌合して溶接等で接続される。下部電極収納管４３の軸方向の上端４３ａは内周にネジが切られている。
【0037】
上部電極収納管４５は検出電極１９を支持する部材である。上部電極収納管４５は軸方向の下端４５ａの外周にネジが切られており、下端４５ａの外周のネジが、下部電極収納管４３の上端４３ａの内周のネジと螺合することで、下部電極収納管４３に固定される。
上部電極収納管４５は上端４５ｂの内周にもネジが切られている。
上部電極収納管４５は上端４５ｂの内周にもネジが切られている。
【0038】
締結ボルト４７は絶縁スリーブ４９及び検出電極１９を支持して上部電極収納管４５に固定する部材であり、軸方向に形成された貫通孔４７ａを有するボルトである。締結ボルト４７は、ボルトの外周に形成されたネジ４７ｂが上部電極収納管４５の上端４５ｂの内周のネジと螺合することで、上部電極収納管４５に固定される。
【0039】
絶縁スリーブ４９は締結ボルト４７と検出電極１９の間を絶縁して、かつ連結する絶縁部材としての管である。絶縁スリーブ４９の外径は締結ボルト４７の貫通孔４７ａの内径と同程度であり、締結ボルト４７の貫通孔４７ａに嵌合又は螺合されることで固定される。絶縁スリーブ４９の内径は検出電極１９の外径と同程度であり、検出電極１９が絶縁スリーブ４９の内周部分に挿入されて嵌合されることで検出電極１９が電極収納管５１に固定される。
【0040】
絶縁スリーブ４９の材料は絶縁性の材料で、検出電極１９を保持できる程度の強度を備えればよく、例えばアルミナ（Ａｌ2О3）が用いられる。なお、下部電極収納管４３、上部電極収納管４５、及び締結ボルト４７は導電性の材料でよい。
【0041】
なお、コモン電極１７も同様に電極収納管５１に固定されるが、コモン電極１７は接地される電極であり、ポンプ室３と導通させてよいため、絶縁スリーブ４９の替わりに導電性のスリーブを設けるか、締結ボルト４７に直接固定してもよい。
【0042】
図２に示す液面計２１はポンプ室３内の水希釈ＨＴＳの液面高さを検出する装置であり、コモン電極１７及び検出電極１９と電気的に接続される。液面計２１はコモン電極１７と検出電極１９が水希釈ＨＴＳを介して導通した場合に、ポンプ室３内の検出電極１９の下端５５の高さを水希釈ＨＴＳの液面高さとして検出する導通式である。
【0043】
例えば、ポンプ室３内の水希釈ＨＴＳの液面高さが図２の液面高さＬ１の場合、コモン電極１７は水希釈ＨＴＳと接しているが、検出電極１９は水希釈ＨＴＳと接していない。そのため、コモン電極１７と検出電極１９は水希釈ＨＴＳを介して導通せず、液面計２１は検出電極１９の下端５５の高さを水希釈ＨＴＳの液面高さとして検出しない。
【0044】
一方で、ポンプ室３内の水希釈ＨＴＳの液面高さが図２の検出電極１９の下端５５の高さと同じ高さである液面高さＬ２に達した場合、コモン電極１７と検出電極１９の両方が水希釈ＨＴＳと接する。これにより、コモン電極１７と検出電極１９が水希釈ＨＴＳを介して導通する。そのため液面計２１は検出電極１９の下端５５の高さを水希釈ＨＴＳの液面高さとして検出する。
【0045】
なお、液面検出装置１は導通式なので、コモン電極１７と検出電極１９の間で水希釈ＨＴＳを介した導通が有るか無いかの２通りの状態しか検出できない。そのため、１本の検出電極１９で１通りの液面高さしか検出できない。例えば図２に示す１本の検出電極１９では、液面高さがＬ２以上であるか、Ｌ２未満であるかの検出しかできない。よって、複数の液面高さを検出したい場合は、検出したい液面高さに応じた高さに検出電極１９の下端５５の高さが位置するように、複数の検出電極１９をポンプ室３内に設置してコモン電極１７及び液面計２１と電線等で電気的に接続する必要がある。
【0046】
ここで、図３に示すように、検出電極１９は、ポンプ室３内に露出した表面のうち、下端５５を除く表面の少なくとも一部が絶縁層４６で覆われている。
このように検出電極１９を絶縁層４６で覆う理由について説明する。
水希釈ＨＴＳを循環システム１００内で循環させる場合、循環システム１００内で水希釈ＨＴＳから水が蒸発する場合がある。蒸発した場所がポンプ室３内の場合、蒸発した水は水蒸気としてポンプ室３内に滞留するが、図２に示すようにポンプ室３内の水希釈ＨＴＳの高さはガスを充填することでポンプ室メカニカルシール１１より下方に維持されている。よって、ポンプ室メカニカルシール１１付近にあるポンプ室３の壁部や電極収納管５１のように、検出電極１９の上端近傍の壁部は水希釈ＨＴＳに接しておらず、水希釈ＨＴＳに接している壁部よりも温度が低い。
このように検出電極１９を絶縁層４６で覆う理由について説明する。
水希釈ＨＴＳを循環システム１００内で循環させる場合、循環システム１００内で水希釈ＨＴＳから水が蒸発する場合がある。蒸発した場所がポンプ室３内の場合、蒸発した水は水蒸気としてポンプ室３内に滞留するが、図２に示すようにポンプ室３内の水希釈ＨＴＳの高さはガスを充填することでポンプ室メカニカルシール１１より下方に維持されている。よって、ポンプ室メカニカルシール１１付近にあるポンプ室３の壁部や電極収納管５１のように、検出電極１９の上端近傍の壁部は水希釈ＨＴＳに接しておらず、水希釈ＨＴＳに接している壁部よりも温度が低い。
【0047】
そのため、図３の破線で示すように、検出電極１９の近傍で水蒸気が壁部を介した大気との熱交換で凝縮して液体の凝縮水８１となった場合、凝縮水８１が検出電極１９とポンプ室３の内壁を連結するように凝縮する可能性がある。この場合、検出電極１９とポンプ室３が導通するため、検出電極１９とコモン電極１７もポンプ室３を介して導通する。そのため、凝縮水８１が生成された時点で検出電極１９の下端５５が水希釈ＨＴＳに接していない場合であっても水希釈ＨＴＳの液面高さを、検出電極１９の下端５５の液面高さであると液面計２１が誤検出する場合がある。特に、図３に示す検出電極１９と電極収納管５１の隙間８２、８３、８４のように、電極収納管５１の内径が小さくなっている部分と検出電極１９の間の径方向の隙間は、隙間寸法も小さく、水平高さもポンプ室３より離れている。そのため、水蒸気が凝縮しやすく、検出電極１９とポンプ室３の内壁を連結するように水蒸気が凝縮することで、液面計２１による水位の誤検出が生じやすい。
【0048】
例えば溶融塩ポンプ１０４に許容される最高液面高さを超える高さを検出する検出電極１９が凝縮水８１を介してポンプ室３と導通したとする。この場合、検出電極１９の下端５５が水希釈ＨＴＳと接触していなくても、液面計２１はポンプ室３内の液面高さが最高液面高さを超えたと誤検出する。
また、溶融塩ポンプ１０４のモータ２７の制御装置は、ポンプ室メカニカルシール１１等の部品が水希釈ＨＴＳと接触するのを防止するため、液面計２１の検出する液面高さが許容される最高液面高さを超えると運転を停止する。
そのため、最高液面高さを超える高さを検出する検出電極１９が凝縮水８１を介してポンプ室３と導通して液面高さが最高液面高さを超えたと誤検出した場合、溶融塩ポンプ１０４の制御装置は溶融塩ポンプ１０４の動作を停止してしまう。そのため、凝縮水８１が検出電極１９とポンプ室３を導通させた場合、循環システム１００の稼働が停止する恐れがある。この状態で循環システム１００を再起動させるためには、検出電極１９とポンプ室３を導通させている凝縮水８１が自重で落下する等して自然に除去されるまで待つ必要があり、再起動に非常に時間と工数が必要となる場合がある。また、溶融塩ポンプ１０４の動作が停止すると配管１０７、１０８の内部及び溶融塩ポンプ１０４の内部に水希釈ＨＴＳが滞留する。そのため、再起動のために凝縮水８１が自然に除去されるのを待っている間に、滞留した水希釈ＨＴＳが凝固点以下になると凝固し、配管１０７、１０８の内部及び溶融塩ポンプ１０４の内部を閉塞する恐れもある。
また、溶融塩ポンプ１０４のモータ２７の制御装置は、ポンプ室メカニカルシール１１等の部品が水希釈ＨＴＳと接触するのを防止するため、液面計２１の検出する液面高さが許容される最高液面高さを超えると運転を停止する。
そのため、最高液面高さを超える高さを検出する検出電極１９が凝縮水８１を介してポンプ室３と導通して液面高さが最高液面高さを超えたと誤検出した場合、溶融塩ポンプ１０４の制御装置は溶融塩ポンプ１０４の動作を停止してしまう。そのため、凝縮水８１が検出電極１９とポンプ室３を導通させた場合、循環システム１００の稼働が停止する恐れがある。この状態で循環システム１００を再起動させるためには、検出電極１９とポンプ室３を導通させている凝縮水８１が自重で落下する等して自然に除去されるまで待つ必要があり、再起動に非常に時間と工数が必要となる場合がある。また、溶融塩ポンプ１０４の動作が停止すると配管１０７、１０８の内部及び溶融塩ポンプ１０４の内部に水希釈ＨＴＳが滞留する。そのため、再起動のために凝縮水８１が自然に除去されるのを待っている間に、滞留した水希釈ＨＴＳが凝固点以下になると凝固し、配管１０７、１０８の内部及び溶融塩ポンプ１０４の内部を閉塞する恐れもある。
【0049】
そこで、第１の実施形態では、検出電極１９のポンプ室３内に露出した表面のうち、下端５５を除く表面の少なくとも一部が絶縁層４６で覆われている。ここでいう「露出した表面」とは絶縁スリーブ４９で覆われていない表面である。
この構成では、水希釈ＨＴＳに含まれる水分が蒸発して検出電極１９の近傍で凝縮した場合でも、絶縁層４６とポンプ室３の内壁又は電極収納管５１の内壁の間で凝縮する。そのため、図３に示すように、ポンプ室３と検出電極１９の間の凝縮水８１を介した通電が絶縁層４６によって阻止される。
よって、ポンプ室３と検出電極１９が凝縮水８１で通電することで生じる、液面計２１による液面高さの誤検出が防止でき、水希釈ＨＴＳの液面高さを導通式で正確に検出できる。
そのため、液面検出装置１は、水希釈溶融塩である水希釈ＨＴＳに含まれる水分がポンプ室３内で蒸発して凝縮した場合でも、水希釈ＨＴＳの液面高さを導通式で正確に検出できる。
この構成では、水希釈ＨＴＳに含まれる水分が蒸発して検出電極１９の近傍で凝縮した場合でも、絶縁層４６とポンプ室３の内壁又は電極収納管５１の内壁の間で凝縮する。そのため、図３に示すように、ポンプ室３と検出電極１９の間の凝縮水８１を介した通電が絶縁層４６によって阻止される。
よって、ポンプ室３と検出電極１９が凝縮水８１で通電することで生じる、液面計２１による液面高さの誤検出が防止でき、水希釈ＨＴＳの液面高さを導通式で正確に検出できる。
そのため、液面検出装置１は、水希釈溶融塩である水希釈ＨＴＳに含まれる水分がポンプ室３内で蒸発して凝縮した場合でも、水希釈ＨＴＳの液面高さを導通式で正確に検出できる。
【0050】
なお、電極を用いた液面検出装置には導通式ではなくインピーダンス式もある。インピーダンス式は２つの電極間のインピーダンスから液面高さを検出する装置である。インピーダンス式の場合は、凝縮水８１が検出電極１９とポンプ室３を導通させたとしても、その際に検出されるインピーダンスが、水希釈ＨＴＳを介して導通した場合のインピーダンスと異なるため、凝縮水８１による液面高さの誤検出が生じない。そのため、本実施形態のように検出電極１９のポンプ室３内に露出した表面のうち、下端５５を除く表面の少なくとも一部が絶縁層４６で覆われた構成は導通式の液面検出装置１にのみ適用され、インピーダンス式には適用されない。
また、一般的な溶融塩ポンプは液面高さが最大でも３００ｍｍ程度であるが、この程度の高さのＨＴＳの液面をインピーダンス式で検出する場合、ＨＴＳの水希釈の濃度や温度によりインピーダンスが変化し、液面測定時の誤差が大きくなる。そのため、インピーダンス式の液面検出装置は、本実施形態のような溶融塩ポンプの液面検出装置としては、液面の検出精度が導通式の液面検出装置よりも低く、検出精度の面で導通式の液面検出装置と比べて不適格である。また、溶融塩のような比較的高温の液体の液面検出に使用できるインピーダンス式の液面検出装置は導通式の液面検出装置と比べて非常に高価であり、コスト面でも導通式の液面検出装置と比べて不適格である。
また、一般的な溶融塩ポンプは液面高さが最大でも３００ｍｍ程度であるが、この程度の高さのＨＴＳの液面をインピーダンス式で検出する場合、ＨＴＳの水希釈の濃度や温度によりインピーダンスが変化し、液面測定時の誤差が大きくなる。そのため、インピーダンス式の液面検出装置は、本実施形態のような溶融塩ポンプの液面検出装置としては、液面の検出精度が導通式の液面検出装置よりも低く、検出精度の面で導通式の液面検出装置と比べて不適格である。また、溶融塩のような比較的高温の液体の液面検出に使用できるインピーダンス式の液面検出装置は導通式の液面検出装置と比べて非常に高価であり、コスト面でも導通式の液面検出装置と比べて不適格である。
【0051】
絶縁層４６を構成する材料はポンプ室３と検出電極１９の間の凝縮水８１を介した通電を阻止できる絶縁性の材料で、かつポンプ室３内の温度や雰囲気で劣化しない材料が好ましい。このような材料としてはアルミナが挙げられるが、アルミナにＳｉＯ2等を添加した材料でもよい。
【0052】
また、図３に示す絶縁層４６は絶縁体の溶射膜を例示している。
この構成では、水希釈ＨＴＳに含まれる水分が蒸発して検出電極１９の近傍で凝縮した場合でも、検出電極１９の表面に被覆された溶射膜が絶縁層４６として、凝縮水８１を介したポンプ室３と検出電極１９の間の通電を阻止する。
また、この構成では絶縁層４６が溶射膜なので検出電極１９の表面と絶縁層４６を密着させることができ、絶縁層４６と検出電極１９の隙間から凝縮水８１が侵入して検出電極１９とポンプ室３の間で凝縮水８１を介した通電の恐れが無い。
この構成では、水希釈ＨＴＳに含まれる水分が蒸発して検出電極１９の近傍で凝縮した場合でも、検出電極１９の表面に被覆された溶射膜が絶縁層４６として、凝縮水８１を介したポンプ室３と検出電極１９の間の通電を阻止する。
また、この構成では絶縁層４６が溶射膜なので検出電極１９の表面と絶縁層４６を密着させることができ、絶縁層４６と検出電極１９の隙間から凝縮水８１が侵入して検出電極１９とポンプ室３の間で凝縮水８１を介した通電の恐れが無い。
【0053】
絶縁層４６が溶射膜である場合、絶縁体としてアルミナを溶射した膜を例示できる。また溶射方法としては大気圧プラズマ溶射法（Atmospheric Plasma Spraying, ASP）を例示できる。
絶縁層４６は、ポンプ室３内に露出した検出電極１９の表面の全てを覆ってしまうと、水希釈ＨＴＳが検出電極１９と導通しなくなり、液面高さの検出ができない。そのため、ポンプ室３内に露出した表面のうち、検出する液面高さに対応した下端５５以外の部分を覆う必要がある。
絶縁層４６は、ポンプ室３内に露出した検出電極１９の表面の全てを覆ってしまうと、水希釈ＨＴＳが検出電極１９と導通しなくなり、液面高さの検出ができない。そのため、ポンプ室３内に露出した表面のうち、検出する液面高さに対応した下端５５以外の部分を覆う必要がある。
【0054】
絶縁層４６はポンプ室３内に露出した検出電極１９の表面のうち、検出する液面高さに対応した下端５５以外の全ての部分を覆っても良い。ただし、生成する凝縮水８１の大きさには限度がある。そのため、ポンプ室３や電極収納管５１の内壁と検出電極１９の表面がある程度離れると、仮に凝縮水８１が検出電極１９に付着しても、ポンプ室３や電極収納管５１の内壁との距離が遠すぎて凝縮水８１がこれらの内壁と検出電極１９を連結できない。
そのため、絶縁層４６は、検出電極１９の外周面と、開口部４１の内周及び／又は電極収納管５１の内周との最短距離が予め定められた所定の上限距離以下となる領域に設ければよい。
そのため、絶縁層４６は、検出電極１９の外周面と、開口部４１の内周及び／又は電極収納管５１の内周との最短距離が予め定められた所定の上限距離以下となる領域に設ければよい。
【0055】
例えば図２に示す距離Ｄ１は検出電極１９の外周面と、電極収納管５１の内周の最短距離であり、沿面距離ともいう。沿面距離としての予め定められた所定の範囲の上限距離が距離Ｄ１の場合、距離Ｄ１の位置にある検出電極１９の外周面は、絶縁層４６を設ける必要がある。また、図３に示す距離Ｄ２の位置にある検出電極１９の外周面は、電極収納管５１との最短距離が、上限距離である距離Ｄ１以下なので、絶縁層４６を設ける必要がある。一方で、図３に示す距離Ｄ２の位置よりも下方の検出電極１９の外周面は、開口部４１の内周及び電極収納管５１の内周との最短距離がいずれも上限距離である距離Ｄ１よりも長いので、絶縁層４６を設ける必要はない。
【0056】
このように、ポンプ室３及び電極収納管５１の内壁と、検出電極１９間の隙間が狭く、水希釈ＨＴＳから蒸発した水蒸気が凝縮した際に、凝縮水８１がポンプ室３と検出電極１９を導通させる可能性がある部分にのみ絶縁層４６を設けてもよい。
この構成では、凝縮水８１によるポンプ室３と検出電極１９間の導通が生じる可能性が無い部分に絶縁層４６を設けないので、下端５５以外の露出部分を全て絶縁層４６で覆う場合と比べて絶縁層４６の量を減らすことができ、コストを低減できる。
この構成では、凝縮水８１によるポンプ室３と検出電極１９間の導通が生じる可能性が無い部分に絶縁層４６を設けないので、下端５５以外の露出部分を全て絶縁層４６で覆う場合と比べて絶縁層４６の量を減らすことができ、コストを低減できる。
【0057】
なお、絶縁層４６を設ける上限距離を短くするほど絶縁層４６の量を減らすことができ、コストを低減できるが、短くし過ぎると凝縮水８１がポンプ室３と検出電極１９を導通させて液面高さを誤検出させる可能性がある。そのため上限距離は、コストと、液面高さの誤検出を防止する信頼性との兼ね合いで設定する。
具体的には絶縁層４６を設ける範囲は、コストを重視する場合でも少なくとも上限距離が８ｍｍ以下の範囲であるのが好ましい。つまり上限を８ｍｍとするのが好ましい。１８ｍｍ以下であればコストと信頼性を高いレベルで両立できるので、より好ましい。また、液面高さの誤検出を防止する信頼性を重視する場合は２０ｍｍ以下でもよい。
また、検出電極１９が複数ある場合でも、すべての検出電極１９を絶縁層４６で覆うのが好ましい。検出電極１９が複数ある場合、絶縁層４６で覆う上限距離はいずれの検出電極１９でも同じである。
一方で、コモン電極１７は接地された電極であるため、絶縁層４６で覆う必要はない。
具体的には絶縁層４６を設ける範囲は、コストを重視する場合でも少なくとも上限距離が８ｍｍ以下の範囲であるのが好ましい。つまり上限を８ｍｍとするのが好ましい。１８ｍｍ以下であればコストと信頼性を高いレベルで両立できるので、より好ましい。また、液面高さの誤検出を防止する信頼性を重視する場合は２０ｍｍ以下でもよい。
また、検出電極１９が複数ある場合でも、すべての検出電極１９を絶縁層４６で覆うのが好ましい。検出電極１９が複数ある場合、絶縁層４６で覆う上限距離はいずれの検出電極１９でも同じである。
一方で、コモン電極１７は接地された電極であるため、絶縁層４６で覆う必要はない。
【0058】
なお、図３に示すように、絶縁層４６の上端は絶縁スリーブ４９の下端と接している必要がある。絶縁層４６の上端と絶縁スリーブ４９の間に凝縮水８１が侵入してポンプ室３と検出電極１９を導通させるのを防ぐためである。
また、絶縁層４６の径方向の被覆厚さは、ポンプ室３と検出電極１９を導通させないためには、少なくとも被覆面に検出電極１９が露出しない程度の厚さが必要である。ただし、被覆厚さが厚すぎると絶縁層４６が電極収納管５１に干渉して検出電極１９が電極収納管５１に収納できなくなったり、絶縁層４６が重くなり剥離しやすくなったりする恐れがある。そのため、絶縁層４６の被覆厚さはポンプ室３と検出電極１９を導通させない範囲で、かつ電極収納管５１に検出電極１９が収納でき、絶縁層４６が剥離しない範囲で適宜選択する。
以上が溶融塩ポンプ１０４及び液面検出装置１の構造の詳細の説明である。
また、絶縁層４６の径方向の被覆厚さは、ポンプ室３と検出電極１９を導通させないためには、少なくとも被覆面に検出電極１９が露出しない程度の厚さが必要である。ただし、被覆厚さが厚すぎると絶縁層４６が電極収納管５１に干渉して検出電極１９が電極収納管５１に収納できなくなったり、絶縁層４６が重くなり剥離しやすくなったりする恐れがある。そのため、絶縁層４６の被覆厚さはポンプ室３と検出電極１９を導通させない範囲で、かつ電極収納管５１に検出電極１９が収納でき、絶縁層４６が剥離しない範囲で適宜選択する。
以上が溶融塩ポンプ１０４及び液面検出装置１の構造の詳細の説明である。
【0059】
このように第１の実施形態によれば、溶融塩ポンプ１０４のポンプ室３内の水希釈ＨＴＳの液面高さを検出する液面検出装置１の検出電極１９が、ポンプ室３内に露出した表面のうち、下端５５を除く表面の少なくとも一部が絶縁層４６で覆われている。
【0060】
この構成では、水希釈ＨＴＳに含まれる水分が蒸発して検出電極１９の近傍で凝縮した場合でも絶縁層４６とポンプ室３の内壁の間で凝縮するため、凝縮水８１を介したポンプ室３と検出電極１９の間の通電が絶縁層４６によって阻止される。
そのため、ポンプ室３と検出電極１９が凝縮水８１を介して通電することによる液面検出装置１の液面計２１による液面高さの誤検出が防止でき、水希釈ＨＴＳの液面高さを導通式で正確に検出できる。
よって、液面検出装置１は、水希釈ＨＴＳに含まれる水分がポンプ室３内で蒸発して凝縮した場合でも、水希釈ＨＴＳの液面高さを導通式で正確に検出できる。
そのため、ポンプ室３と検出電極１９が凝縮水８１を介して通電することによる液面検出装置１の液面計２１による液面高さの誤検出が防止でき、水希釈ＨＴＳの液面高さを導通式で正確に検出できる。
よって、液面検出装置１は、水希釈ＨＴＳに含まれる水分がポンプ室３内で蒸発して凝縮した場合でも、水希釈ＨＴＳの液面高さを導通式で正確に検出できる。
【0061】
次に、図４を参照して第２の実施形態に係る液面検出装置１ａの構造を説明する。第２の実施形態に係る液面検出装置１ａは、第１の実施形態において、絶縁層４６として絶縁体の溶射膜ではなく、管状の絶縁体である絶縁管６１を用いたものである。
なお、第２の実施形態において第１の実施形態と同様の機能を果たす要素については同一の番号を付し、主に第１の実施形態と異なる部分について説明する。
なお、第２の実施形態において第１の実施形態と同様の機能を果たす要素については同一の番号を付し、主に第１の実施形態と異なる部分について説明する。
【0062】
図４に示すように第２の実施形態に係る液面検出装置１ａは絶縁管６１、上端側キャップ６７、及び下端側キャップ６５を備える。
絶縁管６１は管状の絶縁体である。この構成では、絶縁管６１の中空部を検出電極１９が挿通することで、検出電極１９の周囲を絶縁層４６としての絶縁管６１が覆う。
絶縁管６１は管状の絶縁体である。この構成では、絶縁管６１の中空部を検出電極１９が挿通することで、検出電極１９の周囲を絶縁層４６としての絶縁管６１が覆う。
【0063】
この構成では、水希釈ＨＴＳに含まれる水分が蒸発して検出電極１９の近傍で凝縮した場合でも、検出電極１９の外周回りに設けられた絶縁管６１が絶縁層４６として、凝縮水８１を介したポンプ室３と検出電極１９の間の通電を阻止する。
そのため、ポンプ室３と検出電極１９が凝縮水８１で通電することによる液面検出装置１ａの液面計２１による液面高さの誤検出が防止でき、溶融塩の液面高さを導通式で正確に検出できる。
なお、絶縁管６１を構成する材料は管としての形状を維持できる強度を持ち、ポンプ室３内の温度や水希釈ＨＴＳで変質しない材料であればよい。具体的には第１の実施形態と同様にアルミナを用いればよいが、アルミナにＳｉＯ2等を添加した材料でもよい。
そのため、ポンプ室３と検出電極１９が凝縮水８１で通電することによる液面検出装置１ａの液面計２１による液面高さの誤検出が防止でき、溶融塩の液面高さを導通式で正確に検出できる。
なお、絶縁管６１を構成する材料は管としての形状を維持できる強度を持ち、ポンプ室３内の温度や水希釈ＨＴＳで変質しない材料であればよい。具体的には第１の実施形態と同様にアルミナを用いればよいが、アルミナにＳｉＯ2等を添加した材料でもよい。
【0064】
上端側キャップ６７は絶縁管６１の内径Ｄ３が、検出電極１９の外径Ｄ４より大きく、絶縁管６１と検出電極１９の間に、径方向に隙間Ｇが設けられる場合に隙間Ｇを埋めることで絶縁管６１を検出電極１９に固定する部材である。
【0065】
より具体的は、上端側キャップ６７は筒状であり、外径が絶縁管６１の内径Ｄ３以上で、内径が検出電極１９の外径Ｄ４以下である。また上端側キャップ６７は図４に示すように絶縁管６１の上端と検出電極１９の間の隙間Ｇに嵌合されることで、絶縁管６１を検出電極１９に固定する。
【0066】
なお、例えば図４に示す距離Ｄ１が絶縁層４６を被覆する際の予め定められた所定の範囲の上限距離の場合、上端側キャップ６７と電極収納管５１の内周の最短距離は、通常はＤ１以下である。そのため、上端側キャップ６７はアルミナ等の絶縁体である。また、上端側キャップ６７の上端は絶縁スリーブ４９の下端と接している必要がある。上端側キャップ６７の上端と絶縁スリーブ４９の間に凝縮水８１が侵入してポンプ室３と検出電極１９を導通させるのを防ぐためである。なお、絶縁スリーブ４９の外径が絶縁管６１の内径Ｄ３以上の場合は、絶縁スリーブ４９を上端側キャップ６７として用い、絶縁管６１の上端を絶縁スリーブ４９の下端に嵌合してもよい。
【0067】
下端側キャップ６５も絶縁管６１の内径Ｄ３が、検出電極１９の外径Ｄ４よりも大きく、絶縁管６１と検出電極１９の間に、径方向に隙間Ｇが設けられる場合に、隙間Ｇを埋めることで絶縁管６１を検出電極１９に固定する部材である。
【0068】
より具体的は、下端側キャップ６５も筒状であり、外径が絶縁管６１の内径Ｄ３以上で、内径が検出電極１９の外径Ｄ４以下である。また下端側キャップ６５は図４に示すように絶縁管６１の下端と検出電極１９の間の隙間Ｇに嵌合されることで、絶縁管６１を検出電極１９に固定する。
【0069】
下端側キャップ６５は設置位置における検出電極１９の外周面と、開口部４１との最短距離が、上限距離以下の場合はアルミナ等の絶縁体である必要がある。ただし、下端側キャップ６５が設けられる位置は検出電極１９の下端５５の近傍であり、水希釈ＨＴＳと接触する部分であるため、通常は、最短距離が上限距離より長い。この場合、下端側キャップ６５は導電体でよく、例えば検出電極１９と同様にオーステナイト系のステンレス鋼でよい。
【0070】
このように、絶縁管６１と検出電極１９の間に径方向に隙間Ｇが設けられる場合でも、上端側キャップ６７と下端側キャップ６５を設けることで、検出電極１９に絶縁管６１を固定できる。また上端側キャップ６７が絶縁管６１と検出電極１９の隙間Ｇを塞ぐことで、凝縮水８１が隙間Ｇに侵入してポンプ室３と導通するのを防ぎつつ、絶縁も担う。さらに、下端側キャップ６５が絶縁管６１と検出電極１９の隙間を塞ぐことで、凝縮水８１が隙間Ｇに侵入してポンプ室３と導通するのを防ぐ。
【0071】
よって、絶縁管６１の内径Ｄ３が検出電極１９の外径Ｄ４よりも大きい場合でも、絶縁管６１が電極収納管５１に収納できる大きさであれば、検出電極１９の表面を絶縁管６１で被覆できる。
【0072】
なお、絶縁管６１の内径Ｄ３が検出電極１９の外径Ｄ４以下の場合は隙間Ｇが生じないため絶縁管６１を検出電極１９に嵌合できる。この場合、上端側キャップ６７及び下端側キャップ６５は不要である。
また、絶縁管６１及び上端側キャップ６７で検出電極１９を覆う範囲は、第１の実施形態と同様であり、検出電極１９の外周面と、開口部４１の内周又は電極収納管５１の内周との最短距離が予め定められた所定の上限距離以下となる領域である。
また、絶縁管６１及び上端側キャップ６７で検出電極１９を覆う範囲は、第１の実施形態と同様であり、検出電極１９の外周面と、開口部４１の内周又は電極収納管５１の内周との最短距離が予め定められた所定の上限距離以下となる領域である。
【0073】
このように第２の実施形態によれば、溶融塩ポンプ１０４のポンプ室３内の水希釈ＨＴＳの液面高さを検出する液面検出装置１ａの検出電極１９が、ポンプ室３内に露出した表面のうち、下端５５を除く表面の少なくとも一部が絶縁管６１で覆われている。
そのため、第１の実施形態と同様の効果を奏する。
そのため、第１の実施形態と同様の効果を奏する。
【0074】
なお、第１の実施形態のように絶縁層４６を絶縁体の溶射膜とするか、第２の実施形態のように絶縁層４６を絶縁管６１とするかは、各々の利点を考慮して適宜選択すればよい。
例えば第１の実施形態のように絶縁層４６を絶縁体の溶射膜とする場合、絶縁層４６を検出電極１９の表面と密着させられる。そのため、第２の実施形態と比べて絶縁層４６と検出電極１９の隙間から凝縮水８１が侵入して検出電極１９とポンプ室３の間で通電する恐れが無い点で有利である。
例えば第１の実施形態のように絶縁層４６を絶縁体の溶射膜とする場合、絶縁層４６を検出電極１９の表面と密着させられる。そのため、第２の実施形態と比べて絶縁層４６と検出電極１９の隙間から凝縮水８１が侵入して検出電極１９とポンプ室３の間で通電する恐れが無い点で有利である。
【0075】
一方で第２の実施形態のように絶縁層４６を絶縁管６１とする場合、絶縁管６１自体が管としての形状を保持できる。そのため、絶縁層４６を溶射膜とする場合と比べて絶縁層４６の強度が高く、絶縁層４６が崩壊して検出電極１９から剥離し難い点で有利である。また、検出電極１９の外径によっては、既製品のアルミナチューブ等をそのまま絶縁管６１として使用できる。この場合は、検出電極１９専用の絶縁管６１を製造する必要が無いので、絶縁管６１を検出電極１９に設ける際のコストや工数の面で有利である。
【実施例0076】
以下、実施例に基づき本発明を具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
図１に示す循環システム１００で図２に示す溶融塩ポンプ１０４を用いて水希釈溶融塩を吸入／吐出させ、水希釈溶融塩の液面高さを検出した。具体的な手順は以下の通りである。
図１に示す循環システム１００で図２に示す溶融塩ポンプ１０４を用いて水希釈溶融塩を吸入／吐出させ、水希釈溶融塩の液面高さを検出した。具体的な手順は以下の通りである。
【0077】
（比較例）
溶融塩ポンプ１０４として株式会社帝国電機製作所製の溶融塩用モータポンプを用い、液面検出装置１として導通式の液面検出装置を用意した。検出電極１９としてＳＵＳ３１６の直径４ｍｍ、長さ２３０ｍｍ、２９５ｍｍ、３４０ｍｍ、３９０ｍｍの４本の電極を用意した。また、コモン電極１７としてＳＵＳ３１６の直径４ｍｍ、長さ３９０ｍｍの電極を用意し、これらの電極を溶融塩用モータポンプに搭載した。
ただし、コモン電極１７及び４本の検出電極１９には絶縁層４６を被覆しなかった。
次に溶融塩として亜硝酸ナトリウム４０質量％、硝酸ナトリウム７質量％、硝酸カリウム５３質量％の組成で凝固点が１５０℃のナイターを用意し、水を添加してナイターが８５質量％の水希釈溶融塩とした。この水希釈溶融塩の凝固点は７０℃程度であった。次に、この水希釈溶融塩を４００℃～５００℃の範囲に加熱したものを溶融塩用モータポンプで循環システム１００内を循環させた。さらにガスとしてイナートガスを溶融塩用モータポンプに充填してポンプ室３内の液面高さをポンプ室メカニカルシール１１の下方に維持した状態に保持しようとした。
しかしながら試験開始後に溶融塩用モータポンプ内の溶融塩の液面高さが許容される最高液面高さ未満であるはずの状況で、最高液面高さを超える液面高さを液面計２１が検出したため、溶融塩用モータポンプが非常停止してしまった。
非常停止した溶融塩用モータポンプから検出電極１９を引き抜いて検出電極１９及び溶融塩用モータポンプ内を調べた所、検出電極１９、及び溶融塩用モータポンプ内の検出電極１９との対向面の両方に水が付着していた。また、溶融塩の液面高さは最高液面高さに達していなかった。そのため、付着していた水が検出電極１９と溶融塩用モータポンプを通電させたことで液面計２１が液面高さを誤検出したものと考えられた。
このように、検出電極１９の表面を絶縁層４６で被覆しない場合、水希釈溶融塩の液面高さを導通式の液面検出装置で正確に検出できなかった。
溶融塩ポンプ１０４として株式会社帝国電機製作所製の溶融塩用モータポンプを用い、液面検出装置１として導通式の液面検出装置を用意した。検出電極１９としてＳＵＳ３１６の直径４ｍｍ、長さ２３０ｍｍ、２９５ｍｍ、３４０ｍｍ、３９０ｍｍの４本の電極を用意した。また、コモン電極１７としてＳＵＳ３１６の直径４ｍｍ、長さ３９０ｍｍの電極を用意し、これらの電極を溶融塩用モータポンプに搭載した。
ただし、コモン電極１７及び４本の検出電極１９には絶縁層４６を被覆しなかった。
次に溶融塩として亜硝酸ナトリウム４０質量％、硝酸ナトリウム７質量％、硝酸カリウム５３質量％の組成で凝固点が１５０℃のナイターを用意し、水を添加してナイターが８５質量％の水希釈溶融塩とした。この水希釈溶融塩の凝固点は７０℃程度であった。次に、この水希釈溶融塩を４００℃～５００℃の範囲に加熱したものを溶融塩用モータポンプで循環システム１００内を循環させた。さらにガスとしてイナートガスを溶融塩用モータポンプに充填してポンプ室３内の液面高さをポンプ室メカニカルシール１１の下方に維持した状態に保持しようとした。
しかしながら試験開始後に溶融塩用モータポンプ内の溶融塩の液面高さが許容される最高液面高さ未満であるはずの状況で、最高液面高さを超える液面高さを液面計２１が検出したため、溶融塩用モータポンプが非常停止してしまった。
非常停止した溶融塩用モータポンプから検出電極１９を引き抜いて検出電極１９及び溶融塩用モータポンプ内を調べた所、検出電極１９、及び溶融塩用モータポンプ内の検出電極１９との対向面の両方に水が付着していた。また、溶融塩の液面高さは最高液面高さに達していなかった。そのため、付着していた水が検出電極１９と溶融塩用モータポンプを通電させたことで液面計２１が液面高さを誤検出したものと考えられた。
このように、検出電極１９の表面を絶縁層４６で被覆しない場合、水希釈溶融塩の液面高さを導通式の液面検出装置で正確に検出できなかった。
【0078】
（実施例１）
液面検出装置１の検出電極１９の外周において、開口部４１及び／又は電極収納管５１との最短距離が１８ｍｍ以下の露出面にアルミナを絶縁層４６として大気圧プラズマ溶射法にて検出電極１９が露出しない厚さまで被覆した。それ以外は比較例と同じ条件で水希釈溶融塩を溶融塩用モータポンプで循環させた。
その結果、試験開始後で溶融塩用モータポンプ内の溶融塩の液面高さが最高液面高さ未満であるはずの状況で、最高液面高さ未満の液面高さを液面計２１が検出し、溶融塩用モータポンプが非常停止することもなかった。
よって、検出電極１９の表面を溶射層である絶縁層４６で覆うことで、水希釈溶融塩の液面高さを導通式の液面検出装置１で正確に検出できた。
液面検出装置１の検出電極１９の外周において、開口部４１及び／又は電極収納管５１との最短距離が１８ｍｍ以下の露出面にアルミナを絶縁層４６として大気圧プラズマ溶射法にて検出電極１９が露出しない厚さまで被覆した。それ以外は比較例と同じ条件で水希釈溶融塩を溶融塩用モータポンプで循環させた。
その結果、試験開始後で溶融塩用モータポンプ内の溶融塩の液面高さが最高液面高さ未満であるはずの状況で、最高液面高さ未満の液面高さを液面計２１が検出し、溶融塩用モータポンプが非常停止することもなかった。
よって、検出電極１９の表面を溶射層である絶縁層４６で覆うことで、水希釈溶融塩の液面高さを導通式の液面検出装置１で正確に検出できた。
【0079】
（実施例２）
液面検出装置１の検出電極１９を覆う絶縁管６１として株式会社ハギテック製アルミナ保護管（形式2551-2373-03、型番SSA-S 6C、内径９ｍｍ、外径１３ｍｍ）を用意した。また上端側キャップ６７として外径９ｍｍ、内径４ｍｍのアルミナチューブ、下端側キャップ６５として外径９ｍｍ、内径４ｍｍのＳＵＳ３１６を用いて絶縁管６１を検出電極１９の外周回りに固定した。絶縁管６１を設ける位置は、検出電極１９の外周において、開口部４１及び／又は電極収納管５１との最短距離が１８ｍｍ以下となる露出面とした。それ以外は比較例と同じ条件で水希釈溶融塩を溶融塩用モータポンプで循環させた。
その結果、試験開始後で溶融塩用モータポンプ内の溶融塩の液面高さが最高液面高さ未満であるはずの状況で、最高液面高さ未満の液面高さを液面計２１が検出し、溶融塩用モータポンプが非常停止することもなかった。
よって、検出電極１９の表面を絶縁管６１で覆うことで、水希釈溶融塩の液面高さを導通式の液面検出装置１ａで正確に検出できた。
液面検出装置１の検出電極１９を覆う絶縁管６１として株式会社ハギテック製アルミナ保護管（形式2551-2373-03、型番SSA-S 6C、内径９ｍｍ、外径１３ｍｍ）を用意した。また上端側キャップ６７として外径９ｍｍ、内径４ｍｍのアルミナチューブ、下端側キャップ６５として外径９ｍｍ、内径４ｍｍのＳＵＳ３１６を用いて絶縁管６１を検出電極１９の外周回りに固定した。絶縁管６１を設ける位置は、検出電極１９の外周において、開口部４１及び／又は電極収納管５１との最短距離が１８ｍｍ以下となる露出面とした。それ以外は比較例と同じ条件で水希釈溶融塩を溶融塩用モータポンプで循環させた。
その結果、試験開始後で溶融塩用モータポンプ内の溶融塩の液面高さが最高液面高さ未満であるはずの状況で、最高液面高さ未満の液面高さを液面計２１が検出し、溶融塩用モータポンプが非常停止することもなかった。
よって、検出電極１９の表面を絶縁管６１で覆うことで、水希釈溶融塩の液面高さを導通式の液面検出装置１ａで正確に検出できた。
【0080】
以上の結果から、水希釈溶融塩を溶融塩用モータポンプで吸入／吐出する際に導通式の液面検出装置でポンプ内の水希釈溶融塩の液面高さを検出する場合、検出電極１９の表面を絶縁層４６で覆わないと正確な検出ができないことが分かった。
【符号の説明】
【0081】
１、１ａ ：液面検出装置
３ ：ポンプ室
５ ：吸入口
７ ：吐出口
９ ：羽根車
１１ ：ポンプ室メカニカルシール
１２ ：軸室メカニカルシール
１３ ：ガス導入口
１５ ：ガス排出口
１７ ：コモン電極
１９ ：検出電極
２１ ：液面計
２３ ：回転軸
２５ ：軸室
２７ ：モータ
２９ ：モータ室
３１ ：仕切板
４１ ：開口部
４３ ：下部電極収納管
４３ａ ：上端
４５ ：上部電極収納管
４５ａ ：下端
４５ｂ ：上端
４６ ：絶縁層
４７ ：締結ボルト
４７ａ ：貫通孔
４７ｂ ：ネジ
４９ ：絶縁スリーブ
５１ ：電極収納管
５３ ：端子
５５ ：下端
６１ ：絶縁管
６５ ：下端側キャップ
６７ ：上端側キャップ
８１ ：凝縮水
８２、８３、８４：隙間
１００ ：循環システム
１０１ ：ＨＴＳタンク
１０２ ：貯留槽
１０３ ：ＨＴＳ使用設備
１０４ ：溶融塩ポンプ
１０５ ：膨張タンク
１０７、１０８、１１１、１１３ ：配管
１０９ ：バイパス配管
１１５ ：ヒータ
１１７ ：電源
１１９ ：注水管
１２１ ：ベント管
１２３ ：均圧管
３ ：ポンプ室
５ ：吸入口
７ ：吐出口
９ ：羽根車
１１ ：ポンプ室メカニカルシール
１２ ：軸室メカニカルシール
１３ ：ガス導入口
１５ ：ガス排出口
１７ ：コモン電極
１９ ：検出電極
２１ ：液面計
２３ ：回転軸
２５ ：軸室
２７ ：モータ
２９ ：モータ室
３１ ：仕切板
４１ ：開口部
４３ ：下部電極収納管
４３ａ ：上端
４５ ：上部電極収納管
４５ａ ：下端
４５ｂ ：上端
４６ ：絶縁層
４７ ：締結ボルト
４７ａ ：貫通孔
４７ｂ ：ネジ
４９ ：絶縁スリーブ
５１ ：電極収納管
５３ ：端子
５５ ：下端
６１ ：絶縁管
６５ ：下端側キャップ
６７ ：上端側キャップ
８１ ：凝縮水
８２、８３、８４：隙間
１００ ：循環システム
１０１ ：ＨＴＳタンク
１０２ ：貯留槽
１０３ ：ＨＴＳ使用設備
１０４ ：溶融塩ポンプ
１０５ ：膨張タンク
１０７、１０８、１１１、１１３ ：配管
１０９ ：バイパス配管
１１５ ：ヒータ
１１７ ：電源
１１９ ：注水管
１２１ ：ベント管
１２３ ：均圧管
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】