JP2011220747A - 導電性液体漏洩検知線 - Google Patents

Abstract

【課題】水分の浸入に伴う誤動作の発生を防止しながら、確実に導電性液体の漏れを感知する。
【解決手段】導電性液体漏洩検知線は、水分に対して非浸食性であって、検知しようとする導電性液体に対して浸食性を有する絶縁材料３で導電線４の全体を覆い、導電線４の絶縁材料３で覆われた部分を被検査体１に添わせる。これら導電線４と前記被検査体１との間の微弱電流の通電により、それらの間の短絡を検知することが出来る。これにより、導電性液体を含む被検査体１から検知対象となる導電性液体が漏洩、浸入等をしたことを検知する。絶縁材料３としてはＰｂＯ系ガラスやＢｉ_２Ｏ_３系ガラスを使用する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば高速増殖炉等の液体金属ナトリウム等の導電性液体を取り扱う設備において、導電性液体を送る配管やそれを貯える容器等から導電性液体が漏洩、浸入等をしたことを検知する線状の検知センサに関し、特に検知対象となる導電性液体に対する応答性に優れ、なお且つ水滴等の浸入により誤動作することが無い導電性液体漏洩検知線に関する。

従来において、高速増殖炉等の液体金属ナトリウムを通す配管やそれを収納する容器においては、導電性液体漏洩検知線をそれら配管や容器に添わせて、万一の場合の液体金属ナトリウムの漏洩を検知するようにしている。配管や容器から液体金属ナトリウムが漏洩したとき、その漏洩した液体金属ナトリウムが導電性液体検知線と配管や容器が電気的に短絡、導通したことを電気的に検知することにより、液体金属ナトリウムの漏洩を検出する仕組である。液体金属ナトリウムを内包する弁のベローズからの漏洩や機器、配管等からの漏洩を監視している。このような導電性液体漏洩検知線は、高速増殖炉用機器に採用され、設置されている。

従来の導電性液体漏洩検知線としては、セラミック碍子型導電性液体漏洩検知線が知られている。この従来のセラミック碍子型導電性液体漏洩検知線とその計測回路の例を図５に示す。この従来例のセラミック碍子型導電性液体漏洩検知線は、導電線４としてφ１．２程度のニッケルワイヤを使用し、この導電線４にφ４．２程度のセラミック碍子１０を数珠繋ぎに外挿したシンプルな構造である。配管１から漏れた液体金属ナトリウムがセラミック碍子１０の間の隙間に浸透し、導電線４に接触したとき、導電線４と配管１とが短絡して導通するため、これを電気的に検知することにより、液体金属ナトリウムの漏洩を検出する。検知部６は例えば試験用のスイッチ７、微弱電流を導電線４に通電する電源８、導電線４と配管１との短絡、導通を電気的に検知する電流計９を含む。スイッチ７は、定期的に閉にして導電線４が断線していないことを確認するためのもので、通常の漏洩検知状態においては、開のままである。このような導電性液体漏洩検知線は、気密性が要求されない広範囲な部位の検出に適用される。

この他の導電性液体漏洩検知線としては、例えば下記の特許文献４（特表２００２−５２５５６６号公報）に記載されたようなものも知られている。この導電性液体漏洩検知線は、導電線を囲む導電性流体に不浸透性を有する絶縁体を、前記導電線が当絶縁体から解放される絶縁体間隙が存在する如く隣接巻回ターン間における軸線方向巻回間隙を有して前記導電線上に螺旋状に巻回された少なくともひとつの絶縁テープにより構成されている。導電線が当絶縁体から解放される前記絶縁体間隙において漏洩した導電性流体で電気的に検知する点で前述したものと同様である。

しかしならが、前述した従来の導電性液体漏洩検知線においては、絶縁体の間から導電線に水分等が侵入すると、導電線と配管等との間の絶縁抵抗が下がり、その間が短絡、導通して検知電流が流れてしまう。これにより、液体金属ナトリウム等の導電性液体の漏れがあったものとして誤警報を発してしまうことがある。

特開２００８−２６２６４号公報 特開２００３−３５６９４号公報 特開２００２−２７７３４１号公報 特表２００２−５２５５６６号公報

本発明は、このような従来の導電性液体漏洩検知線における課題に鑑み、絶縁体の内部に水が浸透せず、液体金属ナトリウム等の検知しようとする導電性液体の接触によってのみ導電線が配管や容器等の監視設備と短絡、導通するようにしたものである。水分の浸入に伴う誤動作の発生を防止しながら、確実に導電性液体の漏れを感知することを目的とする。

本発明は、前記の目的を達成するため、水分によっては浸食されず、検知しようとする導電性液体に浸食される絶縁材料で導電線を覆い、この絶縁材料で導電線への水分の浸透を阻みながら、導電線に微弱電流を通電し、導電線と容器や配管等の被検査体との短絡、導通を電気的に検知するようにしたものである。

すなわち、本願発明は、導電性液体を含む被検査体１から検知対象となる導電性液体が漏洩したことを検知する線状の導電性液体漏洩検知線であって、水分に対して非浸食性であって、検知しようとする導電性液体に対して浸食性を有する絶縁材料３で導電線４の全体を覆い、導電線４の絶縁材料３で覆われた部分を被検査体１に添わせると共に、導電線４と前記被検査体１との間の通電によりその間の短絡、導通を検知するものである。

さらに具体的に説明すると、導電線液体として液体金属ナトリウムを検知対象とする場合、水分に対して非浸食性であって、前記液体金属ナトリウムに対して浸食性を有するガラスからなる絶縁材料３で導電線４を覆う。例えば、絶縁材料３としてはＰｂＯ系ガラスやＢｉ_２Ｏ_３系ガラスを使用する。特にＢｉ_２Ｏ_３系ガラスは液体金属ナトリウムに対して浸食性に優れ、感度が良い。

このような本願発明による導電性液体漏洩検知線では、導電線４の全体が水分に対して非浸食性を有する絶縁材料３で覆われているので、導電線４に水分が接触しようとしても、絶縁材料３で保護され、接触が阻まれる。他方、絶縁材料３は検知しようとする導電性液体に対しては浸食性を有するため、導電性液体が絶食材料３に接触すると、絶食材料３が導電性液体に接触、反応し、絶食材料３が浸食される。その結果、導電性液体が絶食材料３の中に浸透し、導電線４と接触し、導電線４と被検査体１と間でその間の電気的に導通する。従って、導電線４の絶縁材料３で覆われた部分を被検査体１に添わせると共に、それら導電線４と前記被検査体１との間の通電により、その間の短絡、導通を検知し、導電性流体の漏れを確実に検知する。

以上説明した通り、本願発明による導電性液体漏洩検知線では、水分は導電線４に接触せず、導電性液体のみが絶食材料３の中に浸透し、導電線４と接触する。従って、導電性液体によってのみ導電線４と被検査体１とが短絡される。このため、水分による誤動作が排除され、確実に導電性流体の漏洩を検知することが出来る。よって、信頼性の高い導電性液体漏洩検知線を得ることが出来る。

本発明による導電性液体漏洩検知線の一実施例を示す全体概略断面図である。 本発明による導電性液体漏洩検知線の一実施例の検知線部分を示す要部拡大概略断面図である。 本発明による導電性液体漏洩検知線の他の実施例の検知線部分を示す要部拡大概略断面図である。 ガラス材料の生成自由エネルギーの温度に対する変化を示すグラフである。 導電性液体漏洩検知線の従来例を示す全体概略断面図である。

本発明は、水分によっては浸食されないが、検知しようとする導電性液体には浸食される絶縁材料を用いることで、水分の浸透を阻みながら、導電性液体によってのみ導電線と配管や容器等の被検査体との間の短絡、導通が起こるようにし、前記の目的を達成するものである。
以下、本発明の実施態様について、図面を参照しながら具体的且つ詳細に説明する。

図１は、本発明による導電性液体漏洩検知線の一実施例を示す全体概略断面図と検知部の検査回路図であり、図２は、その検知線２の部分を示す要部拡大概略断面図である。
導電性液体漏洩検知線の本体をなす検知線２は、導電線４としてφ１．２程度のニッケルや銅等のワイヤを使用し、この導電線４をチューブ状に形成された絶縁材料３に通し、このチューブ状の絶縁材料３の両端を塞いだ端栓５、５を通して導電線４を絶縁材料３の両端に引き出している。端栓５としてＰｂＯ系ガラスやＢｉ_２Ｏ_３系ガラスを使用する。このような検知線２を配管や容器等の導電線液体を含む被検査体１に添わせる。

この検知線２により導電性流体の検査体１からの漏洩を電気的に検知するための検知部６は、微弱電流を導電線４に通電する電源８と、試験用のスイッチ７を介して導電線４に接続され、導電線４と配管１との導通、短絡により導電線２に微弱電流が流れるのを電気的に検知する電流計９とを含む。検査体１からの導電性流体の漏洩を監視するときは、前記スイッチ７を開いた状態とする。他方、スイッチ７を閉じると、電流計９で電源８から導電線４を介して通電される微弱電流が検知されるので、これにより導電線４の導通試験を行うことが出来る。

前記の試験用のスイッチ７が開いた状態で、検知線２に水分が接触しても、導電線４が絶縁材料３で保護され、水分が導電線４に接触しない。これに対し、絶縁材料３が検知しようとする導電性液体に対して浸食性を有すことにより、導電性液体が絶食材料３に接触すると、導電性液体が絶食材料３に接触、反応し、絶食材料３が浸食される。その結果、導電性液体が絶食材料３の中に浸透し、導電線４と接触し、導電線４と被検査体１との間でその間の電気的な短絡、導通が起こる。このとき前記電流計９で微弱電流の通電を検知することにより、検査体１からの導電性流体の漏れを検知することが出来る。

このようなことから、前記絶縁材料３としては、水分に対して非浸食性であって、且つ漏れを検知しようとする導電性液体に対して浸食性を有する材料であることが必要である。例えば、漏れを検知しようとする導電性液体が液体金属ナトリウムである場合、絶縁材料３としてＰｂＯ系ガラスやＢｉ_２Ｏ_３系ガラスを使用する。特にＢｉ_２Ｏ_３系ガラスは液体金属ナトリウムに対して浸食性に優れ、感度が良い。

図３は、本発明による導電性液体漏洩検知線の他の実施例の検知線２の部分を示す要部拡大概略断面図である。この実施例では、絶縁材料３’がチューブ状ではなく、導電線４の全体を覆うように密着して形成されている。使用する絶縁材料３’としては前述した実施例の絶縁材料３と同様のものを使用する。図３の様に導電線４に絶縁材料３’を密着させる場合は、熱膨張係数が同じでなければならないので、絶縁材料３’としてＰｂＯ系ガラスやＢｉ_２Ｏ_３系ガラスを使用し、導電線４は、絶縁材料３’に近い小さな熱膨張係数を有する封着金属のコバールやニッケル鉄合金を用いるのがよい。

図４は、絶縁材料３として使用するＰｂＯ系ガラスやＢｉ_２Ｏ_３系ガラスの生成自由エネルギーの温度変化を通常のライムソーダガラス（Ｎａ_２Ｏ系ガラス）と比較したグラフである（出典：日ソ通信社１９８７年発行「酸化物の熱化学」や日本金属学会１９６４年発行「冶金物理化学」）。このグラフから明らかな通り、絶縁材料３として使用するＰｂＯ系ガラスやＢｉ_２Ｏ_３系ガラスは、通常のライムソーダガラス（Ｎａ_２Ｏ系ガラス）と比較して使用温度域である３００℃〜５００℃における生成自由エネルギーが大きく、液体金属ナトリウムと反応しやすい。しかしガラスは水分と反応することはなく、水分に対する導電線４の保護には支障はない。

本発明による導電性液体漏洩検知線は、水分に邪魔されることなく、液体金属ナトリウムを収納する配管やそれを収納する容器から液体金属ナトリウムが漏洩したことを検出することが出来るため、液体金属ナトリウムの漏洩の監視等に適用することができる。

１ 検査体
２ 検知線
３ 絶縁材料
４ 導電線
６ 検知部
８ 電源
９ 電流計

Claims (4)

1. 導電性液体を含む被検査体１から検知対象となる導電性液体が漏洩、浸入等をしたことを検知する線状の導電性液体漏洩検知線であって、水分に対して非浸食性であって、検知しようとする導電性液体に対して浸食性を有する絶縁材料３で導電線４の全体を覆い、導電線４の絶縁材料３で覆われた部分を被検査体１に添わせると共に、これら導電線４と前記被検査体１との間の通電によりその間の短絡、導通を検知することを特徴とする導電性液体漏洩検知線。
2. 絶縁材料３がチューブ状であり、この中に導電線４が引き通されていることを特徴とする請求項１に記載の導電性液体漏洩検知線。
3. 絶縁材料３が導電線４の全体を密着して覆っていることを特徴とする請求項１に記載の導電性液体漏洩検知線。
4. 絶縁材料３は、導電線液体として液体金属ナトリウムを検知対象とする場合、ＰｂＯ系ガラス又はＢｉ_２Ｏ_３系ガラスであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の導電性液体漏洩検知線。

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