JP2001050849A - Leak detector, leak detection method and plant applying them - Google Patents
Leak detector, leak detection method and plant applying themInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばナトリウム
と水とを取り扱う機器にリークが発生して生じるナトリ
ウム−水反応によって生成する水素、酸素を検出するリ
ーク検出計、およびリーク検出方法、ならびにそれを適
用したプラントに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a leak detector and a leak detecting method for detecting hydrogen and oxygen generated by a sodium-water reaction which occurs when a device for handling sodium and water leaks. It is related to a plant to which is applied.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、高速中性子を用いて核分裂性の
プルトニウムを増殖させながら発電を行なう高速増殖炉
（以下「ＦＢＲ」と称する）では、中性子を減速せずに
炉心を冷却するために、冷却材としてナトリウムが主に
用いられている。2. Description of the Related Art Generally, in a fast breeder reactor (hereinafter referred to as "FBR") which generates power while breeding fissile plutonium using fast neutrons, cooling is performed to cool the core without slowing down the neutrons. Sodium is mainly used as a material.
【０００３】ナトリウムは、炉心を冷却し、その代わり
に炉心から熱エネルギーを受けて、自らは高温となる。
更に、この高温ナトリウムは、蒸気発生器において、水
によって冷却され、水は蒸気となる。[0003] Sodium cools the core, and instead receives thermal energy from the core, which itself becomes hot.
Further, the hot sodium is cooled by water in the steam generator, and the water becomes steam.
【０００４】ＦＢＲプラントにおいては、このようにし
て蒸気発生器で生成された蒸気を、タービン設備に供給
し、タービンを回転させることによって発電を行なうよ
うにしている。[0004] In the FBR plant, the steam generated by the steam generator in this manner is supplied to a turbine facility, and power is generated by rotating the turbine.
【０００５】しかしながら、ナトリウムと水とが接触す
ると、ナトリウム−水反応によって水素ガスが発生する
のみならず、ＮａＯＨやＮａ２Ｏといった反応生成物も
発生する。However, when sodium and water come into contact, not only hydrogen gas is generated by the sodium-water reaction, but also reaction products such as NaOH and Na 2 O are generated.
【０００６】ナトリウム−水反応が拡大すると反応圧力
が上昇し、ＦＢＲプラントの安全性を低下させる原因と
なる。また、ＮａＯＨやＮａ２Ｏといった反応生成物が
ナトリウムに同伴して炉心に侵入すると、炉心の冷却効
率の低下をもたらす可能性がある。[0006] When the sodium-water reaction expands, the reaction pressure rises, causing a reduction in the safety of the FBR plant. In addition, when reaction products such as NaOH and Na 2 O enter the reactor core with sodium, there is a possibility that the cooling efficiency of the reactor core is reduced.
【０００７】ナトリウムと水とが接触するとナトリウム
−水反応が発生し、前述したような問題が発生するため
に、ＦＢＲプラントの蒸気発生器は、伝熱管を備え、伝
熱管の内部に水を流通させると共に、伝熱管の外部にナ
トリウムを流通させている。これによって、ナトリウム
と水とは直接接触することなく、伝熱管を介して熱交換
を行なうことができる。[0007] When sodium and water come into contact with each other, a sodium-water reaction occurs and the above-mentioned problem occurs. Therefore, the steam generator of the FBR plant is provided with a heat transfer tube, and water is circulated inside the heat transfer tube. At the same time, sodium is circulated outside the heat transfer tube. Thus, heat exchange can be performed via the heat transfer tube without direct contact between sodium and water.
【０００８】そして、仮に万が一、伝熱管にリークが発
生した場合には、ナトリウム−水反応によって発生する
水素濃度上昇を検知することができるリーク検出計を備
えている。これにより、水素濃度の異常な上昇が検知さ
れた場合には、伝熱管にリークが発生したものと判断す
ることができる。In the event that a leak occurs in the heat transfer tube, a leak detector capable of detecting an increase in the concentration of hydrogen generated by the sodium-water reaction is provided. Thus, when an abnormal increase in the hydrogen concentration is detected, it can be determined that a leak has occurred in the heat transfer tube.
【０００９】このようなタイプのリーク検出計として、
固体電解質を用いたタイプのものが考案されている。As a leak detector of this type,
A type using a solid electrolyte has been devised.
【００１０】図４は、このような固体電解質タイプのリ
ーク検出計が、ＦＢＲプラントの蒸気発生器に設置され
た場合の構成例を示す系統概要図である。FIG. 4 is a schematic system diagram showing an example of a configuration in which such a solid electrolyte type leak detector is installed in a steam generator of an FBR plant.
【００１１】すなわち、図４に示すように、固体電解質
タイプのリーク検出計１３は、ナトリウムに含まれる水
素濃度を測定するために、高温のナトリウムをリーク検
出計１３内に流通させる必要がある。そのため、ＦＢＲ
プラントの蒸気発生器２０の主配管２２の下流から分岐
した枝管１６を設け、この枝管１６上にポンプ１７と、
ヒータ１８とを備えている。That is, as shown in FIG. 4, the solid electrolyte type leak detector 13 needs to flow high-temperature sodium through the leak detector 13 in order to measure the concentration of hydrogen contained in sodium. Therefore, FBR
A branch pipe 16 branched from the downstream of the main pipe 22 of the steam generator 20 of the plant is provided, and a pump 17 is provided on the branch pipe 16.
A heater 18 is provided.
【００１２】そして、ナトリウムが、ポンプ１７によっ
て主配管２２から取り込まれ、ヒータ１８によって加熱
された後にリーク検出計１３に導入される。リーク検出
計１３に導入されたナトリウムは、温度計１９によって
温度が測定される。Then, sodium is taken in from the main pipe 22 by the pump 17, heated by the heater 18, and introduced into the leak detector 13. The temperature of the sodium introduced into the leak detector 13 is measured by a thermometer 19.
【００１３】また、リーク検出計１３は、固体電解質式
水素センサ１４と、電圧計１５とを備えている。そし
て、固体電解質式水素センサ１４が、リーク検出計１３
に導入されたナトリウム内の水素ガス圧力に応じて起電
力を発生し、電圧計１５がその起電力を測定する。こう
して測定された起電力を濃度に換算することにより、ナ
トリウムに含まれる水素濃度を求めることができる。The leak detector 13 includes a solid electrolyte type hydrogen sensor 14 and a voltmeter 15. Then, the solid electrolyte type hydrogen sensor 14 is connected to the leak detector 13
An electromotive force is generated in accordance with the pressure of hydrogen gas in sodium introduced into the device, and the voltmeter 15 measures the electromotive force. By converting the measured electromotive force into a concentration, the concentration of hydrogen contained in sodium can be determined.
【００１４】このようにして、万が一、蒸気発生器２０
の伝熱管２１にリークが発生した場合であっても、ナト
リウム−水反応により上昇する水素濃度をリーク検出計
１３によって監視することにより、間接的にリークを検
知することができる。In this manner, the steam generator 20
Even if a leak occurs in the heat transfer tube 21, the leak can be indirectly detected by monitoring the hydrogen concentration rising due to the sodium-water reaction with the leak detector 13.
【００１５】更に、別のタイプのリーク検出計としてニ
ッケル拡散膜タイプのリーク検出計もある。Further, as another type of leak detector, there is a nickel diffused film type leak detector.
【００１６】この種のリーク検出計は、ニッケルを拡散
する水素を、イオンポンプ等で検出することによってナ
トリウムに含まれる水素ガス濃度を測定するものであ
る。This type of leak detector measures the concentration of hydrogen gas contained in sodium by detecting hydrogen diffusing nickel with an ion pump or the like.
【００１７】このリーク検出計もまた、図４に示す固体
電解質タイプのリーク検出計１３と同様に、枝管１６を
設け、主配管２２から枝管１６を介してナトリウムを取
り込むポンプ１７と、リーク検出計１３に導入されるナ
トリウムを加熱するヒータ１８と、加熱されたナトリウ
ムの温度を測定する温度計１９を備えている。This leak detector also has a branch pipe 16 similar to the solid electrolyte type leak detector 13 shown in FIG. 4, and a pump 17 for taking in sodium from the main pipe 22 through the branch pipe 16 and a leak detector. A heater 18 for heating sodium introduced into the detector 13 and a thermometer 19 for measuring the temperature of the heated sodium are provided.
【００１８】[0018]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たこれら従来技術によるリーク検出計では、以下のよう
な問題がある。However, these leak detectors according to the prior art described above have the following problems.
【００１９】すなわち、前述した従来技術によるリーク
検出計１３では、ナトリウムに含まれる水素濃度を測定
するために、高温のナトリウムをリーク検出計１３内に
流通させる必要がある。このため、蒸気発生器２０の主
配管２２の下流から分岐した枝管１６を設け、この枝管
１６上にポンプ１７と、ヒータ１８とを備えている。That is, in the above-described conventional leak detector 13, it is necessary to flow high-temperature sodium through the leak detector 13 in order to measure the concentration of hydrogen contained in sodium. For this purpose, a branch pipe 16 branched from the downstream of the main pipe 22 of the steam generator 20 is provided, and a pump 17 and a heater 18 are provided on the branch pipe 16.
【００２０】このようなリーク検出計１３を設置した場
合には、主配管２２から枝管１６を設けるための接続工
事が必要となると共に、その枝管１６上に、リーク検出
計１３の他に、ポンプ１７、ヒータ１８、温度計１９の
設置工事が必要になるという問題がある。When such a leak detector 13 is installed, a connection work for providing the branch pipe 16 from the main pipe 22 is required, and the leak detector 13 is provided on the branch pipe 16 in addition to the leak detector 13. , The pump 17, the heater 18, and the thermometer 19 need to be installed.
【００２１】また、従来技術によるリーク検出計１３に
おいて、ナトリウム中に含まれる水素濃度の測定精度を
上げるためには、ナトリウムを一定温度に加熱する必要
がある。Further, in the leak detector 13 according to the prior art, it is necessary to heat sodium to a constant temperature in order to improve the measurement accuracy of the concentration of hydrogen contained in sodium.
【００２２】しかしながら、従来技術によるリーク検出
計１３では、ポンプ１７によって一定の流量にして、ヒ
ータ１８によって加熱されたナトリウムの温度は、温度
計１９によって測定された温度に基づいて加熱量を制御
するため、ポンプ１７、ヒータ１８が必要である。However, in the leak detector 13 according to the prior art, the flow rate of the sodium heated by the heater 18 is controlled based on the temperature measured by the thermometer 19 while the flow rate is kept constant by the pump 17. Therefore, a pump 17 and a heater 18 are required.
【００２３】更に、従来技術によるリーク検出計１３
は、蒸気発生器２０内のナトリウムを主配管２２から分
岐して設けた枝管１６まで引き込んで測定しているため
に時間遅れが生じ、仮に蒸気発生器２０内で伝熱管２１
のリークが生じ、ナトリウム−水反応が引き起こって
も、ナトリウム中の水素濃度の異常な上昇が測定される
までにタイムラグが発生してしまう。Furthermore, the leak detector 13 according to the prior art
Since the sodium in the steam generator 20 is drawn into the branch pipe 16 branched from the main pipe 22 and measured, a time delay occurs.
, A time lag occurs until an abnormal increase in the hydrogen concentration in sodium is measured.
【００２４】特に、ニッケル拡散膜式水素計の場合に
は、ニッケルを拡散する水素を検出することから、この
タイムラグは固体電解質タイプのものよりも長くなる。Particularly, in the case of a nickel diffusion film type hydrogen meter, since the hydrogen diffusing nickel is detected, this time lag is longer than that of the solid electrolyte type.
【００２５】これによって、このタイムラグの間にナト
リウム−水反応が進行してしまうという問題があった。Thus, there is a problem that the sodium-water reaction proceeds during this time lag.
【００２６】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、その第１の目的は、構成をコンパクト化
し、もって、設置対象機器に直接挿入して設置すること
が可能なリーク検出計、およびリーク検出方法を提供す
ることにある。The present invention has been made in view of such circumstances, and a first object of the present invention is to provide a leak detector which can be compactly configured and can be directly inserted into an installation target device and installed. , And a leak detection method.
【００２７】また第２の目的は、加熱されたナトリウム
などの被検流体の温度に基づいて加熱量を制御する制御
装置を備えて被検流体を一定温度に加熱し、もって、測
定精度の向上を図ることが可能なリーク検出計、および
リーク検出方法を提供することにある。A second object is to provide a control device for controlling a heating amount based on the temperature of a test fluid such as heated sodium or the like to heat the test fluid to a constant temperature, thereby improving the measurement accuracy. It is an object of the present invention to provide a leak detector and a leak detecting method capable of achieving the above.
【００２８】更に第３の目的は、ナトリウム−水反応の
開始から、その反応により発生する水素または酸素を検
知するまでの検知時間を短縮し、もって、ナトリウム−
水反応を早期に検知することが可能で、安全性に優れた
リーク検出計、およびリーク検出方法を提供することに
ある。A third object is to shorten the detection time from the start of the sodium-water reaction to the detection of hydrogen or oxygen generated by the reaction.
An object of the present invention is to provide a leak detector and a leak detecting method which can detect a water reaction at an early stage and are excellent in safety.
【００２９】また第４の目的は、このようなリーク検出
計を適用することによって、経済性および安全性を高め
ることが可能なプラントを提供することにある。A fourth object of the present invention is to provide a plant capable of improving economy and safety by applying such a leak detector.
【００３０】[0030]
【課題を解決するための手段】すなわち、請求項１の発
明では、内部に予め定めた圧力で比較基準となる比較ガ
スを充填すると共に、外部に被検流体を流通させる流路
を備え、流路内を流通する被検流体に含まれる比較ガス
と同種のガスの圧力と比較ガスの圧力との差に応じて起
電力を発生する中空円筒形状の固体電解質式センサと、
固体電解質式センサにより発生した起電力を測定する電
圧測定手段と、流路の上流部に設けられ、当該流路内を
流通する被検流体を加熱する加熱手段と、加熱手段によ
り加熱された被検流体の温度を測定する温度測定手段
と、温度測定手段により測定された温度に基づいて、加
熱された被検流体の温度が所定の温度に加熱されるよう
に、加熱手段を制御する加熱制御手段とを備える。That is, according to the first aspect of the present invention, the inside is filled with a comparison gas serving as a comparison reference at a predetermined pressure, and a flow path for flowing a test fluid to the outside is provided. A hollow cylindrical solid electrolyte sensor that generates an electromotive force in accordance with the difference between the pressure of the comparison gas and the pressure of the comparison gas contained in the test fluid flowing through the passage and the pressure of the comparison gas,
A voltage measuring means for measuring an electromotive force generated by the solid electrolyte sensor, a heating means provided at an upstream portion of the flow path, for heating a test fluid flowing through the flow path, and a heating means for heating the test fluid. Temperature measurement means for measuring the temperature of the test fluid, and heating control for controlling the heating means based on the temperature measured by the temperature measurement means, so that the temperature of the heated test fluid is heated to a predetermined temperature. Means.
【００３１】請求項２の発明では、請求項１の発明のリ
ーク検出計において、固体電解質式センサを囲繞する保
護管を備え、当該保護管の内部と固体電解質式センサの
外部との間隙を、流路として形成する。According to a second aspect of the present invention, in the leak detector according to the first aspect of the present invention, a protection tube surrounding the solid electrolyte type sensor is provided, and a gap between the inside of the protection tube and the outside of the solid electrolyte type sensor is provided. Formed as a channel.
【００３２】請求項３の発明では、請求項２の発明のリ
ーク検出計において、少なくとも固体電解質式センサ
と、加熱手段とを、保護管の内側に備える。According to a third aspect of the present invention, in the leak detector according to the second aspect of the present invention, at least the solid electrolyte type sensor and the heating means are provided inside the protective tube.
【００３３】請求項４の発明では、請求項１乃至３のう
ちいずれか１項の発明のリーク検出計において、被検流
体を、自然循環によって流路内に流通させる。According to a fourth aspect of the present invention, in the leak detector according to any one of the first to third aspects, the test fluid is circulated in the flow path by natural circulation.
【００３４】請求項５の発明では、請求項１乃至４のう
ちいずれか１項の発明のリーク検出計において、比較ガ
スを水素ガスとし、被検流体を液体金属ナトリウムとす
る。According to a fifth aspect of the present invention, in the leak detector according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, the comparison gas is hydrogen gas, and the test fluid is liquid metal sodium.
【００３５】請求項６の発明では、請求項１乃至４のう
ちいずれか１項の発明のリーク検出計において、比較ガ
スを酸素ガスとし、被検流体を液体金属ナトリウムとす
る。According to a sixth aspect of the present invention, in the leak detector according to any one of the first to fourth aspects, the comparison gas is oxygen gas and the test fluid is liquid metal sodium.
【００３６】請求項７の発明では、請求項５の発明のリ
ーク検出計において、固体電解質式センサとしては、プ
ロトン導電性を有するプロブスカイト型複合酸化物を用
いる。According to a seventh aspect of the present invention, in the leak detector according to the fifth aspect of the present invention, the solid electrolyte type sensor is a proton-conducting provskite-type composite oxide.
【００３７】請求項８の発明では、請求項６の発明のリ
ーク検出計において、固体電解質式センサとしては、酸
素イオン導電性の複合酸化物を用いる。According to an eighth aspect of the present invention, in the leak detector of the sixth aspect, an oxygen ion conductive composite oxide is used as the solid electrolyte type sensor.
【００３８】請求項９の発明では、請求項１乃至８のう
ちいずれか１項の発明のリーク検出計を、溶融金属と水
との熱交換が行なわれる熱交換器内の溶融金属側に設置
してリーク検出を行なう。According to a ninth aspect of the present invention, the leak detector according to any one of the first to eighth aspects is installed on a molten metal side in a heat exchanger in which heat exchange between molten metal and water is performed. To perform leak detection.
【００３９】請求項１０の発明では、請求項１乃至９の
うちいずれか１項の発明のリーク検出計を備える。According to a tenth aspect, there is provided the leak detector according to any one of the first to ninth aspects.
【００４０】請求項１１の発明では、請求項５または請
求項７の発明のリーク検出計と、請求項６または請求項
８の発明のリーク検出計とを併設する。In the eleventh aspect, the leak detector according to the fifth or seventh aspect and the leak detector according to the sixth or eighth aspect are provided in parallel.
【００４１】[0041]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図面を参照しながら説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００４２】なお、以下の各実施の形態の説明に用いる
図中の符号は、図４と同一部分については同一符号を付
して示すことにする。The same reference numerals in the drawings used in the description of the following embodiments denote the same parts as in FIG.
【００４３】（第１の実施の形態）本発明の第１の実施
の形態を図１を用いて説明する。(First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
【００４４】図１は、第１の実施の形態に係るリーク検
出計の全体構成例を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an example of the overall configuration of a leak detector according to the first embodiment.
【００４５】本実施の形態に係るリーク検出計１は、対
象機器に直接挿入されて設置され、対象機器に内蔵され
る被検流体内に含まれる水素または酸素を検知する機能
を備えている。The leak detector 1 according to the present embodiment is installed by being directly inserted into a target device and has a function of detecting hydrogen or oxygen contained in a test fluid contained in the target device.
【００４６】この検知機能は、予め定めた圧力で比較基
準となる比較ガスとして、例えば水素ガスまたは酸素ガ
スが充填された比較ガス充填部９を備え、比較ガス充填
部９に充填された水素ガスまたは酸素ガスと、被検流体
内に含まれる同種のガスの圧力との差に応じた起電力を
発生する固体電解質式センサからなるセンサ部２と、そ
の起電力を測定する電圧計１０によって実現される。This detection function is provided with a comparative gas filling section 9 filled with, for example, hydrogen gas or oxygen gas as a comparative gas serving as a comparative reference at a predetermined pressure. Alternatively, it is realized by a sensor unit 2 composed of a solid electrolyte type sensor that generates an electromotive force according to the difference between the oxygen gas and the pressure of the same type of gas contained in the test fluid, and a voltmeter 10 that measures the electromotive force. Is done.
【００４７】すなわち、本実施の形態に係るリーク検出
計１は、固体電解質式センサと呼ばれるタイプのもので
あり、内部にセンサ部２を有する中空円筒形状の支持管
３を備え、支持管３の周囲を保護管４で囲った構成とし
ている。That is, the leak detector 1 according to the present embodiment is of a type called a solid electrolyte sensor, and includes a hollow cylindrical support tube 3 having a sensor part 2 therein. The periphery is surrounded by a protective tube 4.
【００４８】保護管４は、下部に被検流体を導入する流
体入口５を備えている。一方、支持管３は下部に加熱ヒ
ータ６を備えており、この加熱ヒータ６は、流体入口５
からリーク検出計１内部に流入した被検流体を加熱す
る。The protection tube 4 has a fluid inlet 5 for introducing a test fluid at a lower portion. On the other hand, the support tube 3 is provided with a heater 6 at a lower portion, and the heater 6 is connected to the fluid inlet 5.
The test fluid that has flowed into the leak detector 1 from inside is heated.
【００４９】また、支持管３と保護管４との間隙は、加
熱ヒータ６によって加熱された被検流体が流れる流路７
として形成されており、加熱ヒータ６によって加熱され
た被検流体が、自然対流によりこの流路７に沿って上方
に移動する。The gap between the support tube 3 and the protection tube 4 is provided in a flow path 7 through which a test fluid heated by the heater 6 flows.
The test fluid heated by the heater 6 moves upward along the flow path 7 by natural convection.
【００５０】更に、保護管４は、上部に流体出口８を備
えており、流路７に沿って上方に移動した被検流体が、
ここからリーク検出計１の外部に流出する。Further, the protection tube 4 is provided with a fluid outlet 8 at an upper portion, and the test fluid moved upward along the flow path 7 is
From there, it flows out of the leak detector 1.
【００５１】一方、センサ部２はその内側に、予め定め
た圧力で比較ガスが充填された比較ガス充填部９を備え
ており、流路７を流通する被検流体に含まれる比較ガス
と同種のガスの圧力とこの比較ガスの圧力との差に応じ
て起電力を発生するようになっている。On the other hand, the sensor section 2 has a comparison gas filling section 9 filled with a comparison gas at a predetermined pressure inside the sensor section 2, and is the same as the comparison gas contained in the test fluid flowing through the flow path 7. The electromotive force is generated in accordance with the difference between the pressure of the gas and the pressure of the comparison gas.
【００５２】被検流体に含まれる水素濃度を検出する場
合には、比較ガス充填部９に水素ガスを封入し、センサ
部２をプロトン（水素イオン）導電性を有するセラミッ
クで製造する。プロトン導電性を有するセラミックとし
ては、 ＡＢ−ｘＭｘＯ３ で一般的に表現されるペロブスカイト型複合酸化物を用
いる。To detect the concentration of hydrogen contained in the test fluid, hydrogen gas is sealed in the comparative gas filling section 9 and the sensor section 2 is made of a ceramic having proton (hydrogen ion) conductivity. The ceramics with proton conductivity, AB-xM x O 3 with generally used representation is the perovskite-type composite oxide.
【００５３】ここで、ＡにはＢａ（バリウム）、Ｓｒ
（ストロンチウム）、Ｃａ（カルシウム）、Ｌｉ（リチ
ウム）のうちいずれかを用いる。ＢにはＴｉ（チタ
ン)、Ｃｅ（セレン）、Ｚｒ（ジルコニウム）のうちい
ずれかを用いる。ＭにはＹ（イットリウム）、Ｙｂ（イ
ッテルビウム）、Ｎｄ（ネオジウム）、Ｇｄ（ガドリニ
ウム）などの希土類元素を用いる。Here, A is Ba (barium), Sr
(Strontium), Ca (calcium), or Li (lithium) is used. For B, any one of Ti (titanium), Ce (selenium), and Zr (zirconium) is used. As M, a rare earth element such as Y (yttrium), Yb (ytterbium), Nd (neodymium), or Gd (gadolinium) is used.
【００５４】また、ｘの範囲としては、０．０１から
０．９の範囲とするが、０．０４から０．５の範囲であ
ればより効果的である。The range of x is in the range of 0.01 to 0.9, but the range of 0.04 to 0.5 is more effective.
【００５５】被検流体に含まれる酸素濃度を検出する場
合には、比較ガス充填部９に酸素ガスを封入し、センサ
部２を酸素イオン導電性を有するセラミックで製造す
る。酸素イオン導電性を有するセラミックとしては、以
下の（１）〜（３）に示す３通りのうちいずれかのもの
を用いる。 （１）ＺｒＯ２（酸化ジルコニウム）−ｘＭ２Ｏ３ ：
ｘ（ｍｏｌ％） ここで、ＭにはＹ（イットリウム）、Ｌａ（ランタ
ン）、Ｎｄ（ネオジウム）、Ｓｍ（サマリウム）、Ｅｕ
（ユーロピウム）、Ｇｄ（ガドリニウム）、Ｄｙ（ディ
スプロシウム）、Ｈｏ（ホロニウム）、Ｙｂ（イッテル
ビウム）、Ｐｒ（プラセオジウム）、Ｓｃ（スカンジウ
ム）等の希土類元素を用いる。また、ｘは２〜１５の範
囲とする。When detecting the oxygen concentration contained in the test fluid, oxygen gas is sealed in the comparative gas filling section 9 and the sensor section 2 is made of ceramic having oxygen ion conductivity. As the ceramic having oxygen ion conductivity, any one of the following three types (1) to (3) is used. (1) ZrO 2 (zirconium oxide) -xM 2 O 3 :
x (mol%) Here, M is Y (yttrium), La (lanthanum), Nd (neodymium), Sm (samarium), Eu
Rare earth elements such as (europium), Gd (gadolinium), Dy (dysprosium), Ho (holonium), Yb (ytterbium), Pr (praseodymium), and Sc (scandium) are used. X is in the range of 2 to 15.
【００５６】（２）ＺｒＯ２（酸化ジルコニウム）−ｘ
ＭＯ ：ｘ（ｍｏｌ％） ここでＭには、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｃａ（カルシウ
ム）、Ｓｒ（ストロンチウム）、Ｂａ（バリウム）を用
いる。また、ｘは２〜１５の範囲とする。(2) ZrO 2 (zirconium oxide) -x
MO: x (mol%) Here, M is Mg (magnesium), Ca (calcium), Sr (strontium), or Ba (barium). X is in the range of 2 to 15.
【００５７】（３）上記（１）および（２）のＺｒＯ２
（酸化ジルコニウム）の代わりにＨｆＯ２（酸化ハフニ
ウム）、ＣｅＯ２（酸化セレン）、ＴｈＯ（酸化トリウ
ム）を用いる。(3) ZrO 2 of the above (1) and (2)
HfO 2 (hafnium oxide), CeO 2 (selenium oxide), and ThO (thorium oxide) are used instead of (zirconium oxide).
【００５８】被検流体に含まれる水素濃度の検出精度は
ｐｐｂオーダーであり、極めて高い。一方、被検流体に
含まれる酸素濃度の検出精度はｐｐｍオーダーである。The accuracy of detecting the concentration of hydrogen contained in the test fluid is of the order of ppb, which is extremely high. On the other hand, the accuracy of detecting the concentration of oxygen contained in the test fluid is on the order of ppm.
【００５９】このリーク検出計１は、更に電圧計１０
と、温度計１１と、ヒータ制御装置１２とを備えてい
る。The leak detector 1 further includes a voltmeter 10
, A thermometer 11 and a heater control device 12.
【００６０】電圧計１０は、センサ部２の流路７側と比
較ガス充填部９側との間に発生した起電力を測定する。The voltmeter 10 measures the electromotive force generated between the flow path 7 side of the sensor unit 2 and the comparison gas filling unit 9 side.
【００６１】温度計１１は、流路７内を通過する被検流
体の温度を測定する。The thermometer 11 measures the temperature of the test fluid passing through the flow path 7.
【００６２】ヒータ制御装置１２は、温度計１１によっ
て測定された被検流体の温度結果に基づき、被検流体の
温度が予め定めた温度になるように加熱ヒータ６の加熱
量を制御する。The heater control device 12 controls the heating amount of the heater 6 based on the temperature result of the test fluid measured by the thermometer 11 so that the temperature of the test fluid becomes a predetermined temperature.
【００６３】このように、本実施の形態に係るリーク検
出計１は、保護管４の内部に加熱ヒータ６を収納した構
成としており、被検流体はこの加熱ヒータ６によって加
熱され流路７に沿って自然対流した後に、流体出口８か
らリーク検出計１の外部に流出するようになっている。As described above, the leak detector 1 according to the present embodiment has a configuration in which the heater 6 is housed inside the protective tube 4, and the fluid to be tested is heated by the heater 6 and flows into the channel 7. After natural convection along the flow, the fluid flows out of the leak detector 1 through the fluid outlet 8.
【００６４】したがって、ポンプなどの流体駆動装置を
省略し、加熱ヒータ６やセンサ部２が保護管４の内部に
一体収納された長尺棒形状をなしている。さらに、被検
流体を流体入口５から直接取り込む構成としており、外
部配管を備えていない。Therefore, the fluid driving device such as a pump is omitted, and the heating heater 6 and the sensor section 2 are formed in a long rod shape integrally housed inside the protection tube 4. Furthermore, the configuration is such that the test fluid is directly taken in from the fluid inlet 5, and no external piping is provided.
【００６５】次に、以上のように構成した本実施の形態
に係るリーク検出計の作用について説明する。Next, the operation of the leak detector according to the present embodiment configured as described above will be described.
【００６６】対象機器の被検流体内に、直接液浸設置さ
れた本実施の形態に係るリーク検出計１では、流体入口
５から被検流体が導入され、導入された被検流体は加熱
ヒータ６によって所定の温度まで加熱される。In the leak detector 1 according to the present embodiment, which is directly immersed in the test fluid of the target device, the test fluid is introduced from the fluid inlet 5, and the introduced test fluid is heated by the heater. 6 heats to a predetermined temperature.
【００６７】被検流体が加熱されると、被検流体は自然
対流によって流路７に沿ってリーク検出計１内を上昇す
る。そして、被検流体がセンサ部２の外側を通過したと
きに、センサ部２は、比較ガス充填部９に充填されてい
る比較ガスの圧力と、被検流体に含まれる比較ガスと同
種のガスの圧力との差に応じて起電力を発生する。これ
は、ネルンストの原理に基づくものである。When the test fluid is heated, the test fluid rises in the leak detector 1 along the flow path 7 by natural convection. When the test fluid passes outside the sensor unit 2, the sensor unit 2 detects the pressure of the comparison gas filled in the comparison gas filling unit 9 and the gas of the same type as the comparison gas contained in the test fluid. An electromotive force is generated according to the difference between the pressure and the pressure. This is based on Nernst's principle.
【００６８】ネルンストの原理は、以下に示す式（１）
で表される。The principle of Nernst is expressed by the following equation (1).
It is represented by
【００６９】 Ｅ＝（Ｒ×Ｔ）／（２×Ｆ）×ｌｎ（Ｐ（基準）／Ｐ）…（１） ここで、Ｅ：起電力（Ｖ）、Ｒ：ガス定数、Ｔ：絶対温
度（Ｋ）、Ｆ：ファラデー定数（Ｃ／ｍｏｌ）、Ｐ（基
準）：比較ガスの圧力（ａｔｍ）、Ｐ：被検流体に含ま
れる比較ガスと同種のガスの圧力（ａｔｍ）。E = (R × T) / (2 × F) × ln (P (reference) / P) (1) where E: electromotive force (V), R: gas constant, T: absolute temperature (K), F: Faraday constant (C / mol), P (reference): pressure of a comparison gas (atm), P: pressure of a gas of the same type as the comparison gas contained in the test fluid (atm).
【００７０】このように、ネルンストの原理に基づき発
生した起電力Ｅは、電圧計１０によって測定され、この
値から、被検流体に含まれる対象ガスの圧力Ｐを、式
（１）を用いて算出することができる。そして、この圧
力Ｐが濃度に換算されることによって、対象ガスの濃度
が算出される。As described above, the electromotive force E generated based on the Nernst principle is measured by the voltmeter 10, and from this value, the pressure P of the target gas contained in the test fluid is calculated using the equation (1). Can be calculated. Then, by converting the pressure P into a concentration, the concentration of the target gas is calculated.
【００７１】センサ部２の外側を通過した被検流体は、
流路７に沿って上昇した後に、保護管４の表面に設けら
れた流体出口８から、リーク検出計１の外部へ流出す
る。The test fluid that has passed outside the sensor unit 2 is:
After ascending along the flow path 7, it flows out of the leak detector 1 through a fluid outlet 8 provided on the surface of the protection tube 4.
【００７２】一方、式（１）に示すように、ネルンスト
の原理で発生する起電力Ｅは、被検流体の温度Ｔに依存
する。したがって、被検流体の温度にばらつきがある
と、測定される対象ガスの濃度もばらつくために、被検
流体の温度は常に一定の温度に加熱される必要がある。
しかも、起電力Ｅは、被検流体の温度Ｔに比例している
ので、加熱温度Ｔが高いほど、高い精度で対象ガスの濃
度が算出される。On the other hand, as shown in equation (1), the electromotive force E generated according to the Nernst principle depends on the temperature T of the test fluid. Therefore, if the temperature of the test fluid varies, the concentration of the target gas to be measured also varies, so that the temperature of the test fluid needs to be constantly heated to a constant temperature.
Moreover, since the electromotive force E is proportional to the temperature T of the test fluid, the higher the heating temperature T, the more accurately the concentration of the target gas can be calculated.
【００７３】本実施の形態のリーク検出計１において
は、被検流体の温度は温度計１１によって測定され、ヒ
ータ制御装置１２は、温度計１１によって測定された被
検流体の温度結果に基づき、被検流体の温度が一定にな
るように加熱ヒータ６の加熱量を制御する。In the leak detector 1 according to the present embodiment, the temperature of the test fluid is measured by the thermometer 11, and the heater control device 12 determines the temperature of the test fluid based on the temperature result of the test fluid measured by the thermometer 11. The heating amount of the heater 6 is controlled so that the temperature of the test fluid is constant.
【００７４】これによって、被検流体の温度は常に一定
の温度に加熱される。例えば、被検流体がナトリウムの
場合、ヒータ制御装置１２により加熱ヒータ６が制御さ
れ、ナトリウムは常に約５００℃に加熱される。As a result, the temperature of the test fluid is always heated to a constant temperature. For example, when the test fluid is sodium, the heater controller 12 controls the heater 6 so that sodium is always heated to about 500 ° C.
【００７５】このようにして、本実施の形態に係るリー
ク検出計１によって、被検流体に含まれる水素または酸
素の濃度が、精度良く測定される。As described above, the concentration of hydrogen or oxygen contained in the test fluid is accurately measured by the leak detector 1 according to the present embodiment.
【００７６】また、本実施の形態に係るリーク検出計１
は、加熱ヒータ６やセンサ部２が保護管４の内部に一体
収納されたコンパクトな長尺棒形状をなしている。更
に、流体入口５から導入した被検流体を加熱ヒータ６で
加熱して、それによって生じる自然対流によって被検流
体を循環させるために、ポンプなどの流体駆動装置を不
要とする。Further, the leak detector 1 according to the present embodiment
Has a compact long rod shape in which the heater 6 and the sensor unit 2 are integrally housed inside the protective tube 4. Further, a fluid drive device such as a pump is not required to heat the test fluid introduced from the fluid inlet 5 by the heater 6 and circulate the test fluid by natural convection generated thereby.
【００７７】このため、本実施の形態に係るリーク検出
計１は、構成がコンパクト化されると共に、主配管２２
から分岐した枝管１６を設けて被検流体を取り込むよう
な必要もなくなり、対象機器に直接挿入して設置するこ
とができる。For this reason, the leak detector 1 according to the present embodiment has a compact structure,
There is no need to provide a branch pipe 16 branching from the target fluid to take in the fluid to be tested, and it is possible to directly insert and install the fluid into the target device.
【００７８】以上の結果、設置対象機器に枝管の配設な
どといった特別な改造工事を施す必要もなく、対象機器
に直接挿入して設置することができるリーク検出計を実
現することが可能となる。また、このリーク検出計は、
コンパクトな長尺棒形状をなしており、外部ポンプ等も
不要であることから、配置のための特別なスペースも必
要とせず、有効空間が限られている機器に直接配置する
のには好適である。As a result, it is possible to realize a leak detector which can be directly inserted into the target device and installed without requiring any special remodeling work such as disposing a branch pipe on the target device. Become. Also, this leak detector is
Since it has a compact long rod shape and does not require an external pump, it does not require any special space for placement, and is suitable for direct placement in equipment with limited effective space. is there.
【００７９】また、このように対象機器に直接挿入して
配置することにより、ナトリウム−水反応が発生してか
ら、それを検知するまでに要する時間を短縮することが
できる。例えば、本実施の形態に係るリーク検出計１を
蒸気発生器に設置し、蒸気発生器の伝熱管にリークが発
生した場合に、従来技術によるリーク検出計よりも、ナ
トリウム−水反応を早期に検知することができる。これ
により、より検知能力に優れたリーク検出計を実現する
ことが可能となる。Further, by directly inserting and arranging the apparatus in the target apparatus, the time required from the occurrence of the sodium-water reaction to the detection thereof can be reduced. For example, the leak detector 1 according to the present embodiment is installed in a steam generator, and when a leak occurs in a heat transfer tube of the steam generator, the sodium-water reaction is performed earlier than the leak detector according to the related art. Can be detected. As a result, it is possible to realize a leak detector excellent in detection ability.
【００８０】更に、被検流体の温度が一定値になるよう
制御されることから、測定精度をも向上させたリーク検
出計を実現することが可能となる。Further, since the temperature of the test fluid is controlled to be a constant value, it is possible to realize a leak detector with improved measurement accuracy.
【００８１】（第２の実施の形態）本発明の第２の実施
の形態を図２を用いて説明する。(Second Embodiment) A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
【００８２】図２は、前記第１の実施の形態のリーク検
出計が設置されたＦＢＲプラントの蒸気発生器の一例を
示す構成図である。FIG. 2 is a block diagram showing an example of a steam generator of an FBR plant provided with the leak detector of the first embodiment.
【００８３】なお、リーク検出計１の構成については、
図１と同一であることから、同一符号を付してその説明
を省略する。Note that the configuration of the leak detector 1 is as follows.
Since they are the same as those in FIG. 1, the same reference numerals are given and their explanation is omitted.
【００８４】図２に示すＦＢＲプラントの蒸気発生器２
０には、前記第１の実施の形態のリーク検出計１を設置
している。この蒸気発生器２０は伝熱管２１を備えてお
り、この伝熱管２１の内部には図示しないタービン設備
から供給された冷却水が流通するようになっている。こ
の伝熱管２１の外側には主配管２２から供給されたナト
リウムが流通するようになっており、伝熱管２１を介し
てナトリウムと水との熱交換が行なわれるようになって
いる。The steam generator 2 of the FBR plant shown in FIG.
At 0, the leak detector 1 of the first embodiment is installed. The steam generator 20 includes a heat transfer tube 21, and cooling water supplied from a turbine facility (not shown) flows through the heat transfer tube 21. Sodium supplied from the main pipe 22 flows through the outside of the heat transfer tube 21, and heat exchange between sodium and water is performed through the heat transfer tube 21.
【００８５】この伝熱管２１の内部を流通する冷却水に
よってナトリウムは冷却される。一方、この冷却水はナ
トリウムの熱を受け取り、蒸気となってタービン設備側
に供給され、タービンの回転に用いられるようにしてい
る。The sodium is cooled by the cooling water flowing inside the heat transfer tube 21. On the other hand, the cooling water receives the heat of sodium, is supplied as steam to the turbine equipment side, and is used for rotating the turbine.
【００８６】この伝熱管２１に万が一、リークが発生し
た場合には、それはリーク検出計１によって検知され
る。If a leak occurs in the heat transfer tube 21, it is detected by the leak detector 1.
【００８７】すなわち、第２の実施の形態に係るＦＢＲ
プラントの蒸気発生器２０においては、図２に示すよう
に、ＦＢＲプラントの蒸気発生器２０の内部に、前記第
１の実施の形態に係るリーク検出計１を直接挿入し設置
する。That is, the FBR according to the second embodiment
In the steam generator 20 of the plant, as shown in FIG. 2, the leak detector 1 according to the first embodiment is directly inserted and installed inside the steam generator 20 of the FBR plant.
【００８８】なお、このとき、少なくとも流体入口５と
センサ部２とはナトリウムに液浸した状態で設置する。At this time, at least the fluid inlet 5 and the sensor unit 2 are installed in a state of being immersed in sodium.
【００８９】次に、以上のように構成した本実施の形態
に係るＦＢＲプラントの作用について説明する。Next, the operation of the FBR plant according to the present embodiment configured as described above will be described.
【００９０】主配管２２によって蒸気発生器２０に供給
されたナトリウム（約３３０℃）の一部は、蒸気発生器
２０内に設けられたリーク検出計１に、流体入口５から
導入される。A part of the sodium (about 330 ° C.) supplied to the steam generator 20 by the main pipe 22 is introduced into the leak detector 1 provided in the steam generator 20 from the fluid inlet 5.
【００９１】この流体入口５からリーク検出計１に導入
されたナトリウムは、加熱ヒータ６によって約５００℃
程度にまで昇温され、自然対流作用により流路７内を上
昇する。The sodium introduced from the fluid inlet 5 to the leak detector 1 is heated at about 500 ° C. by the heater 6.
The temperature is raised to a degree, and rises in the flow path 7 by natural convection.
【００９２】そして、センサ部２において、ネルンスト
の原理に基づき、比較ガス充填部９に充填された比較ガ
スと流体入口５から導入されたナトリウムに含まれる比
較ガスと同種のガスとの圧力差に応じた起電力が発せら
れる。Then, in the sensor unit 2, based on the Nernst principle, the pressure difference between the comparison gas filled in the comparison gas filling unit 9 and the same gas as the comparison gas contained in the sodium introduced from the fluid inlet 5 is determined. An appropriate electromotive force is generated.
【００９３】この起電力は、電圧計１０によって測定さ
れると共に、ナトリウム中に含まれる比較ガスと同種の
対象ガスの濃度に換算される。This electromotive force is measured by the voltmeter 10 and converted into the concentration of the target gas of the same type as the comparative gas contained in sodium.
【００９４】蒸気発生器２０の伝熱管２１に、万が一、
リークが発生すると、ナトリウム−水反応が生じ、これ
によって多量の水素および酸素の濃度が上昇する。In the event that the heat transfer tube 21 of the steam generator 20 is
When a leak occurs, a sodium-water reaction occurs, which increases the concentration of large amounts of hydrogen and oxygen.
【００９５】本実施の形態では、第１の実施の形態に係
るリーク検出計１をＦＢＲプラントの蒸気発生器２０の
中に直接設置する。In this embodiment, the leak detector 1 according to the first embodiment is directly installed in the steam generator 20 of the FBR plant.
【００９６】このリーク検出計１は、加熱ヒータ６やセ
ンサ部２などを保護管４に一体収納したコンパクトな長
尺棒形状をなしている。また、被検流体を流体入口５か
ら直接取り込む構成となっており、外部配管を必要とせ
ず、配置上のインパクトが少ない。よって、対象機器の
中に直接挿入し配置することが可能である。The leak detector 1 has a compact long rod shape in which the heater 6 and the sensor section 2 are housed integrally in the protective tube 4. Further, since the test fluid is directly taken in from the fluid inlet 5, no external piping is required, and the impact on arrangement is small. Therefore, it is possible to directly insert and arrange in the target device.
【００９７】このように、本実施の形態によるＦＢＲプ
ラントの蒸気発生器２０では、第１の実施の形態に係る
リーク検出計１を、直接挿入し配置している。これによ
り、従来技術のリーク検出計１３を設置することができ
ないような機器に対しても、リーク検出計１を設置する
ことが可能となる。As described above, in the steam generator 20 of the FBR plant according to the present embodiment, the leak detector 1 according to the first embodiment is directly inserted and arranged. This makes it possible to install the leak detector 1 even in a device in which the leak detector 13 of the related art cannot be installed.
【００９８】またこれにより、万が一、伝熱管２１にリ
ークが生じても、ナトリウム−水反応によって多量に発
生した水素および酸素を含んだナトリウムは、直ちに流
体入口５を介してリーク検出計１に取り込まれる。Even if a leak occurs in the heat transfer tube 21, sodium containing a large amount of hydrogen and oxygen generated by the sodium-water reaction is immediately taken into the leak detector 1 through the fluid inlet 5. It is.
【００９９】そして、リーク検出計１によって水素およ
び酸素の異常な濃度上昇が観測され、伝熱管２１におけ
るリークの発生が直ちに検知される。Then, an abnormal increase in the concentration of hydrogen and oxygen is observed by the leak detector 1, and the occurrence of a leak in the heat transfer tube 21 is immediately detected.
【０１００】その結果、必要な対策を直ちに実施するこ
とにより、ナトリウム−水反応の進行を阻止することが
可能な、より安全性を高めたＦＢＲプラントを実現する
ことが可能となる。As a result, by immediately taking necessary measures, it is possible to realize a more secure FBR plant that can prevent the progress of the sodium-water reaction.
【０１０１】一方、ＦＢＲプラントを起動する場合に
は、伝熱管２１のリークとは異なる原因によってナトリ
ウム中の水素の濃度が上昇する場合がある。このような
場合には、水素を測定してもリークの発生によるものと
判断することができないので、代わりに酸素を検出す
る。On the other hand, when starting the FBR plant, the concentration of hydrogen in sodium may increase due to a cause different from the leak of the heat transfer tube 21. In such a case, even if hydrogen is measured, it cannot be determined that the leak is caused, so oxygen is detected instead.
【０１０２】すなわち、伝熱管２１のリークとは異なる
原因によってナトリウム中の水素濃度が上昇する場合で
あっても、酸素を検出することによって、伝熱管２１の
リークを検出することができる。That is, even if the hydrogen concentration in sodium increases due to a cause different from the leak of the heat transfer tube 21, the leak of the heat transfer tube 21 can be detected by detecting oxygen.
【０１０３】このように、リーク検出計１で水素を検出
するのか、酸素を検出するのかは、プラントの運転状況
を考慮した上で決定すればよい。As described above, whether to detect hydrogen or oxygen with the leak detector 1 may be determined in consideration of the operating condition of the plant.
【０１０４】図３は、ＦＢＲプラントの蒸気発生器２０
に２つのリーク検出計３１、３２を設置した状態の一例
を示す概念図である。FIG. 3 shows the steam generator 20 of the FBR plant.
FIG. 3 is a conceptual diagram showing an example of a state where two leak detectors 31 and 32 are installed in FIG.
【０１０５】図３において、リーク検出計３１は水素を
検出し、リーク検出計３２は酸素を検出する。In FIG. 3, leak detector 31 detects hydrogen, and leak detector 32 detects oxygen.
【０１０６】このように１つの蒸気発生器２０に、複数
のリーク検出計３１、３２を備え、それぞれのリーク検
出計で別の物質を検出する。これにより、プラントの運
転状態によって水素が発生する場合には、酸素を検出す
るリーク検出計３２の検出値から伝熱管２１のリークの
有無を判断することができる。逆に、プラントの運転状
態によって酸素が発生する場合には、水素を検出するリ
ーク検出計３１の検出値から伝熱管２１のリークの有無
を判断することができる。As described above, one steam generator 20 is provided with a plurality of leak detectors 31 and 32, and each leak detector detects another substance. Accordingly, when hydrogen is generated due to the operating state of the plant, the presence or absence of a leak in the heat transfer tube 21 can be determined from the value detected by the leak detector 32 that detects oxygen. Conversely, when oxygen is generated due to the operating state of the plant, the presence or absence of a leak in the heat transfer tube 21 can be determined from the value detected by the leak detector 31 that detects hydrogen.
【０１０７】リーク検出計３１、３２はコンパクトな長
尺棒形状をなしており、配置のための特別なスペースも
不要としており、このように１つの機器に対して併設す
ることも可能な構成としている。The leak detectors 31 and 32 have a compact and long rod shape, and do not require a special space for arrangement. Thus, the leak detectors 31 and 32 can be provided together with one device. I have.
【０１０８】そして、片方のリーク検出計３１で水素濃
度を測定し、他方のリーク検出計３２で酸素濃度を測定
し、両リーク検出計３１、３２の検出結果を比較するこ
とによって、上記のような場合においても、リークの発
生を直ちに検知することが可能となる。Then, the hydrogen concentration is measured by one of the leak detectors 31, the oxygen concentration is measured by the other leak detector 32, and the detection results of the two leak detectors 31 and 32 are compared with each other, as described above. In such a case, it is possible to immediately detect the occurrence of the leak.
【０１０９】なお、本実施の形態では、第１の実施の形
態のリーク検出計が適用されるプラントの一例として、
リーク検出計１を蒸気発生器２０に設置したＦＢＲプラ
ントを例にとって説明したが、このリーク検出計１が適
用されるのは、ＦＢＲプラントに限定されるものではな
く、ナトリウムと水とを用いる機器、設備等を有するプ
ラントであればいずれのプラントに対しても適用可能で
あり、前述と同様の作用効果が得られるものである。In this embodiment, as an example of a plant to which the leak detector of the first embodiment is applied,
Although the FBR plant in which the leak detector 1 is installed in the steam generator 20 has been described as an example, the application of the leak detector 1 is not limited to the FBR plant, and an apparatus using sodium and water The present invention can be applied to any plant as long as the plant has facilities and the like, and the same operation and effect as described above can be obtained.
【０１１０】[0110]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
構成をコンパクト化し、もって、設置対象機器に直接挿
入して設置することが可能なリーク検出計、およびリー
ク検出方法を実現することができる。As described above, according to the present invention,
It is possible to realize a leak detector and a leak detection method that are compact in configuration and can be directly inserted into an installation target device and installed.
【０１１１】また、加熱されたナトリウムなどの被検流
体の温度に基づいて加熱量を制御する制御装置を備え
て、被検流体を一定温度に加熱するようにしているの
で、測定精度の向上を図ったリーク検出計、およびリー
ク検出方法を実現することができる。Further, since a control device for controlling the heating amount based on the temperature of the test fluid such as sodium heated is provided so as to heat the test fluid to a constant temperature, the measurement accuracy can be improved. The intended leak detector and leak detection method can be realized.
【０１１２】更に、ナトリウム−水反応の開始から、そ
の反応により発生する水素または酸素を検知するまでの
検知時間を短縮し、もって、ナトリウム−水反応を早期
に検知することが可能で安全性に優れたリーク検出計、
およびリーク検出方法を実現することができる。Furthermore, the detection time from the start of the sodium-water reaction to the detection of hydrogen or oxygen generated by the reaction can be shortened, so that the sodium-water reaction can be detected at an early stage and safety can be improved. Excellent leak detector,
And a leak detection method can be realized.
【０１１３】また、本発明によれば、このようなリーク
検出計を適用することによって、経済性および安全性を
高めたプラントを実現することができる。Further, according to the present invention, by applying such a leak detector, a plant with improved economy and safety can be realized.
【図１】第１の実施の形態に係るリーク検出計の全体構
成の一例を示す断面図。FIG. 1 is a sectional view showing an example of the overall configuration of a leak detector according to a first embodiment.
【図２】第１の実施の形態のリーク検出計が設置された
ＦＢＲプラントの蒸気発生器の一例を示す構成図。FIG. 2 is a configuration diagram showing an example of a steam generator of an FBR plant in which the leak detector according to the first embodiment is installed.
【図３】ＦＢＲプラントの蒸気発生器に２つのリーク検
出計設置した状態の一例を示す概念図。FIG. 3 is a conceptual diagram showing an example of a state in which two leak detectors are installed in a steam generator of an FBR plant.
【図４】従来から用いられている固体電解質タイプのリ
ーク検出計の構成例を示す系統概要図。FIG. 4 is a schematic system diagram showing a configuration example of a conventionally used solid electrolyte type leak detector.
１、１３、３１、３２…リーク検出計、 ２…センサ部、 ３…支持管、 ４…保護管、 ５…流体入口、 ６…加熱ヒータ、 ７…流路、 ８…流体出口、 ９…比較ガス充填部、 １０、１５…電圧計、 １１、１９…温度計、 １２…ヒータ制御装置、 １４…固体電解質式水素センサ、 １６…枝管、 １７…ポンプ、 １８…ヒータ、 ２０…蒸気発生器、 ２１…伝熱管、 ２２…主配管。 1, 13, 31, 32 ... leak detector, 2 ... sensor part, 3 ... support tube, 4 ... protective tube, 5 ... fluid inlet, 6 ... heater, 7 ... flow path, 8 ... fluid outlet, 9 ... comparison Gas filling section, 10, 15 voltmeter, 11, 19 thermometer, 12 heater control device, 14 solid electrolyte hydrogen sensor, 16 branch pipe, 17 pump, 18 heater, 20 steam generator , 21: heat transfer tube, 22: main pipe.
Claims (11)
比較ガスを充填すると共に、外部に被検流体を流通させ
る流路を備え、前記流路内を流通する被検流体に含まれ
る前記比較ガスと同種のガスの圧力と前記比較ガスの圧
力との差に応じて起電力を発生する中空円筒形状の固体
電解質式センサと、 前記固体電解質式センサにより発生した起電力を測定す
る電圧測定手段と、 前記流路の上流部に設けられ、当該流路内を流通する被
検流体を加熱する加熱手段と、 前記加熱手段により加熱された被検流体の温度を測定す
る温度測定手段と、 前記温度測定手段により測定された温度に基づいて、前
記加熱された被検流体の温度が所定の温度に加熱される
ように、前記加熱手段を制御する加熱制御手段とを備え
たことを特徴とするリーク検出計。1. A method according to claim 1, further comprising the step of: filling the inside with a comparison gas serving as a comparison reference at a predetermined pressure, and providing a flow path through which the test fluid flows outside; A hollow cylindrical solid electrolyte sensor that generates an electromotive force in accordance with the difference between the pressure of the same kind of gas as the comparison gas and the pressure of the comparison gas, and a voltage measurement that measures the electromotive force generated by the solid electrolyte sensor Means, provided in the upstream of the flow path, heating means for heating the test fluid flowing in the flow path, and a temperature measurement means for measuring the temperature of the test fluid heated by the heating means, A heating control unit that controls the heating unit so that the temperature of the heated test fluid is heated to a predetermined temperature based on the temperature measured by the temperature measurement unit. Leak detector.
て、 前記固体電解質式センサを囲繞する保護管を備え、当該
保護管の内部と前記固体電解質式センサの外部との間隙
を、前記流路として形成するようにしたことを特徴とす
るリーク検出計。2. The leak detector according to claim 1, further comprising: a protection tube surrounding the solid electrolyte sensor, wherein a gap between the inside of the protection tube and the outside of the solid electrolyte sensor is formed in the flow path. A leak detector characterized by being formed as.
て、 少なくとも前記固体電解質式センサと、前記加熱手段と
を、前記保護管の内側に備えたことを特徴とするリーク
検出計。3. The leak detector according to claim 2, wherein at least the solid electrolyte sensor and the heating means are provided inside the protection tube.
載のリーク検出計において、 前記被検流体を、自然循環によって前記流路内に流通さ
せることを特徴とするリーク検出計。4. The leak detector according to claim 1, wherein the test fluid is circulated in the flow channel by natural circulation.
載のリーク検出計において、 前記比較ガスを水素ガスとし、前記被検流体を液体金属
ナトリウムとしたことを特徴とするリーク検出計。5. The leak detector according to claim 1, wherein the comparative gas is hydrogen gas, and the test fluid is liquid metal sodium. .
載のリーク検出計において、 前記比較ガスを酸素ガスとし、前記被検流体を液体金属
ナトリウムとしたことを特徴とするリーク検出計。6. The leak detector according to claim 1, wherein the comparative gas is oxygen gas, and the test fluid is liquid metal sodium. .
て、 前記固体電解質式センサとしては、プロトン導電性を有
するプロブスカイト型複合酸化物を用いたことを特徴と
するリーク検出計。7. The leak detector according to claim 5, wherein the solid electrolyte type sensor uses a proton-conductive composite oxide having proton conductivity.
て、 前記固体電解質式センサとしては、酸素イオン導電性の
複合酸化物を用いたことを特徴とするリーク検出計。8. The leak detector according to claim 6, wherein an oxygen ion conductive composite oxide is used as the solid electrolyte type sensor.
載のリーク検出計を、 溶融金属と水との熱交換が行なわれる熱交換器内の溶融
金属側に設置してリーク検出を行なうことを特徴とする
リーク検出方法。9. The leak detector according to claim 1, which is installed on a molten metal side in a heat exchanger in which heat exchange between molten metal and water is performed, to perform leak detection. Performing a leak detection method.
記載のリーク検出計を備えたことを特徴とするプラン
ト。10. A plant comprising the leak detector according to claim 1. Description:
ク検出計と、請求項６または請求項８に記載のリーク検
出計とを併設したことを特徴とするプラント。11. A plant provided with the leak detector according to claim 5 and the leak detector according to claim 6 or 8.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22162999A JP3389159B2 (en) | 1999-08-04 | 1999-08-04 | Leak detector, leak detection method, and plant to which the leak detector is applied |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22162999A JP3389159B2 (en) | 1999-08-04 | 1999-08-04 | Leak detector, leak detection method, and plant to which the leak detector is applied |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001050849A true JP2001050849A (en) | 2001-02-23 |
| JP3389159B2 JP3389159B2 (en) | 2003-03-24 |
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ID=16769771
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| JP22162999A Expired - Lifetime JP3389159B2 (en) | 1999-08-04 | 1999-08-04 | Leak detector, leak detection method, and plant to which the leak detector is applied |
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|---|---|
| JP (1) | JP3389159B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006242603A (en) * | 2005-02-28 | 2006-09-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Hydrogen densitometer |
-
1999
- 1999-08-04 JP JP22162999A patent/JP3389159B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006242603A (en) * | 2005-02-28 | 2006-09-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Hydrogen densitometer |
| JP4585333B2 (en) * | 2005-02-28 | 2010-11-24 | 三菱重工業株式会社 | Hydrogen concentration meter |
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