JP2015031543A - Leakage detector and nuclear facility - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高温流体の漏えいを監視するための漏えい検出装置、および当該漏えい検出装置が適用される原子力設備に関する。 The present invention relates to a leakage detection device for monitoring leakage of a high-temperature fluid, and a nuclear facility to which the leakage detection device is applied.
従来、例えば、特許文献1は、原子力発電所その他の蒸気利用施設において、異常な蒸気漏れの警報を自動的に発するため、セラミック湿度センサと温度センサとを直接蒸気漏れが予測される箇所の断熱材に埋め込んで、その箇所の湿度と温度のデータをマイクロコンピュータで絶対温度に変換し、これに統計的処理を施したものを基準にして異常の有無を判断し、異常の場合に警報を発する蒸気漏れ警報システムについて記載されている。
Conventionally, for example,
上述した特許文献1に記載の蒸気漏れ警報システムは、湿度センサと温度センサとを直接蒸気漏れが予測される箇所の断熱材に埋め込んでいる。このため、各センサにより湿度と温度を検出するのは断熱材を通過した蒸気の湿度および温度となるため、異常となる蒸気漏れの際の湿度と温度を検出するまでに時間差が生じ、より迅速な対応を行うことが困難であった。しかも、特許文献1に記載の蒸気漏れ警報システムは、異常の有無を判断するのに、湿度と温度のデータをマイクロコンピュータで絶対温度に変換し、これに統計的処理を施したものを基準にしており、複雑な処理を行わなければならない。
In the steam leak alarm system described in
本発明は上述した課題を解決するものであり、高温流体の漏えいを迅速かつ容易に検出することのできる漏えい検出装置および原子力設備を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a leak detection apparatus and a nuclear facility that can quickly and easily detect a leak of a high-temperature fluid.
上述の目的を達成するために、本発明の漏えい検出装置は、高温流体が流通される配管の所定部位の外周を覆う外板と、前記配管と前記外板との間に充填された保温材と、前記配管と前記外板との間の一部に設けられて前記配管の表面に前記保温材を配置しない空間部を形成してなる部屋と、前記部屋の空間部の温度を検出するための温度検出部と、前記温度検出部が検出する温度を前記空間部の内部温度よりも低下させる冷却手段と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, the leak detection device of the present invention includes an outer plate that covers an outer periphery of a predetermined portion of a pipe through which a high-temperature fluid is circulated, and a heat insulating material that is filled between the pipe and the outer plate. And a room provided in a part between the pipe and the outer plate to form a space part on which the heat insulating material is not disposed on the surface of the pipe, and for detecting the temperature of the space part of the room And a cooling means for lowering the temperature detected by the temperature detection unit to be lower than the internal temperature of the space.
この漏えい検出装置によれば、通常時は、冷却手段により温度検出部で検出する温度が部屋の空間部の温度よりも低温とされ、高温流体の漏えい時は、部屋の空間部の温度が上昇しこれに伴い温度検出部で検出する温度も上昇するため、高温流体の漏えいを検出することができる。 According to this leak detection device, the temperature detected by the temperature detection unit by the cooling means is normally lower than the temperature of the room space by the cooling means, and the temperature of the room space rises when the high temperature fluid leaks. In association with this, the temperature detected by the temperature detection unit also rises, so that leakage of the high-temperature fluid can be detected.
また、本発明の漏えい検出装置では、前記冷却手段は、前記部屋の空間部の内部および外部に通じて配置され、筒状に形成されて前記空間部の内部に配置された先端が閉塞された高熱伝導率の材料からなる鞘管を備え、前記鞘管内の先端部に前記温度検出部を配置することを特徴とする。 Further, in the leak detection device of the present invention, the cooling means is arranged to communicate with the inside and outside of the space portion of the room, and the tip that is formed in a cylindrical shape and is arranged inside the space portion is closed. A sheath tube made of a material having a high thermal conductivity is provided, and the temperature detection unit is arranged at a tip portion in the sheath tube.
この漏えい検出装置によれば、通常時、部屋の空間部は、配管の表面から伝わる高温流体の熱により高温となる。一方、鞘管は、部屋の空間部の内部および外部に通じて配置され高熱伝導率の材料からなるため、空間部の外部にて外気と熱交換して冷却され、これに伴い空間部の内部に配置されている鞘管の先端部は、空間部よりも低温となり温度差が生じる。そして、この鞘管内の先端部に配置された温度検出部により、鞘管の先端部の温度が検出される。このため、高温流体の漏えいのない通常時は、部屋の空間部よりも低い鞘管の先端部の温度を温度検出部により検出する。高温流体の漏えい時は、漏えい蒸気の対流熱伝達や凝縮熱により鞘管の先端部への入熱が増加することで、鞘管の先端部の温度が上昇することになり、この上昇した温度を温度検出部により検出する。この結果、高温流体の漏えいを検出することができる。 According to this leak detection device, the space portion of the room is normally heated by the heat of the high-temperature fluid transmitted from the surface of the pipe. On the other hand, since the sheath tube is made of a material having high thermal conductivity and is connected to the inside and outside of the space portion of the room, it is cooled by exchanging heat with the outside air outside the space portion, and accordingly, the inside of the space portion. The tip portion of the sheath tube disposed in the lower temperature than the space portion causes a temperature difference. And the temperature of the front-end | tip part of a sheath pipe is detected by the temperature detection part arrange | positioned at the front-end | tip part in this sheath pipe. For this reason, at the normal time when there is no leakage of the high-temperature fluid, the temperature detection unit detects the temperature of the distal end portion of the sheath tube that is lower than the space portion of the room. When a high-temperature fluid leaks, the heat input to the tip of the sheath tube increases due to convective heat transfer or condensation heat of the leaking steam, which increases the temperature of the tip of the sheath tube. Is detected by the temperature detector. As a result, leakage of the high temperature fluid can be detected.
また、本発明の漏えい検出装置では、前記鞘管は、前記部屋の空間部の外部に配置される部分が先端部に対して外径を太く形成されていることを特徴とする。 In the leak detection apparatus of the present invention, the sheath tube is characterized in that a portion arranged outside the space portion of the room is formed to have a larger outer diameter than the distal end portion.
この漏えい検出装置によれば、部屋の空間部の外部に配置される部分が、先端部に対して外径を太く形成されていることで、当該部分は、空間部の外部にて外気との熱交換効率が向上してより冷却されることになり、先端部の温度低下を助勢することができ、空間部との温度差をより大きくできるため、高温流体の漏えいをより迅速に検出することができる。 According to this leak detection device, the portion arranged outside the space portion of the room is formed with a large outer diameter with respect to the tip portion, so that the portion is exposed to the outside air outside the space portion. The heat exchange efficiency will be improved and cooling will be possible, the temperature drop at the tip part can be assisted, and the temperature difference with the space part can be made larger, so that leakage of high temperature fluid can be detected more quickly Can do.
また、本発明の漏えい検出装置では、前記鞘管は、前記部屋の空間部の外部に配置される部分の外面にフィン部材が設けられていることを特徴とする。 In the leak detection device of the present invention, the sheath tube is characterized in that a fin member is provided on an outer surface of a portion arranged outside the space portion of the room.
この漏えい検出装置によれば、部屋の空間部の外部に配置される部分の外面にフィン部材が設けられていることで、当該部分は、空間部の外部にて外気との熱交換効率が向上してより冷却されることになり、先端部の温度低下を助勢することができ、空間部との温度差をより大きくできるため、高温流体の漏えいをより迅速に検出することができる。 According to the leak detection device, the fin member is provided on the outer surface of the portion arranged outside the space portion of the room, so that the heat exchange efficiency between the portion and the outside air is improved outside the space portion. As a result, the temperature of the tip portion can be reduced and the temperature difference from the space portion can be further increased, so that leakage of the high-temperature fluid can be detected more quickly.
また、本発明の漏えい検出装置では、前記冷却手段は、前記部屋の空間部の外部に配置されて両端が前記部屋の空間部に通じて前記部屋の空間部の内部の流体を自然循環させる環状管を備え、前記部屋の空間部の内部であって前記環状管の自然循環の下流端が前記部屋の空間部に通じる部分に前記温度検出部を配置することを特徴とする。 Further, in the leak detection device of the present invention, the cooling means is an annular shape that is arranged outside the space portion of the room and whose both ends communicate with the space portion of the room to naturally circulate the fluid inside the space portion of the room. A temperature detector is provided in the space part of the room, and the temperature detection part is arranged in a portion where the downstream end of the natural circulation of the annular pipe communicates with the space part of the room.
この漏えい検出装置によれば、通常時、部屋の空間部は、配管の表面から伝わる高温流体の熱により高温となる。一方、環状管の自然循環の下流端側は、環状管内で外気と熱交換して冷却され、空間部よりも低温となり温度差が生じる。そして、この環状管の自然循環の下流端に配置された温度検出部により温度が検出される。このため、高温流体の漏えいのない通常時は、部屋の空間部よりも低い温度を温度検出部により検出する。高温流体の漏えい時は、漏えい蒸気の対流熱伝達やおよび凝縮熱により部屋の空間部の温度が上昇し、漏えい蒸気の空間部への流れ込みが支配的になり、環状管から空間部への流れが温度検出部に掛からなくなって、温度検出部が検出する温度が上昇した空間部の温度に極めて近くなる。この結果、高温流体の漏えいを検出することができる。 According to this leak detection device, the space portion of the room is normally heated by the heat of the high-temperature fluid transmitted from the surface of the pipe. On the other hand, the downstream end side of the natural circulation of the annular pipe is cooled by exchanging heat with the outside air in the annular pipe, resulting in a lower temperature than the space and a temperature difference. And temperature is detected by the temperature detection part arrange | positioned in the downstream end of the natural circulation of this annular tube. For this reason, at a normal time when there is no leakage of the high-temperature fluid, the temperature detection unit detects a temperature lower than the space portion of the room. When a high-temperature fluid leaks, the temperature of the space in the room rises due to the convective heat transfer and condensation heat of the leaked steam, and the flow of the leaked steam into the space becomes dominant, and the flow from the annular pipe to the space Is not applied to the temperature detection unit, and the temperature detected by the temperature detection unit becomes very close to the temperature of the space. As a result, leakage of the high temperature fluid can be detected.
また、本発明の漏えい検出装置では、前記環状管の外面にフィン部材が設けられていることを特徴とする。 In the leak detection device of the present invention, a fin member is provided on the outer surface of the annular tube.
この漏えい検出装置によれば、環状管の外面にフィン部材を設けたことで、環状管内を通過する流体は、外気との熱交換効率が向上してより冷却されることになり、環状管の自然循環による下流端側の温度低下を助勢することができ、空間部との温度差をより大きくできるため、高温流体の漏えいをより迅速に検出することができる。 According to this leak detection device, by providing the fin member on the outer surface of the annular tube, the fluid passing through the annular tube is cooled with improved heat exchange efficiency with the outside air. Since the temperature decrease on the downstream end side due to natural circulation can be assisted and the temperature difference from the space can be made larger, leakage of the high temperature fluid can be detected more quickly.
また、本発明の漏えい検出装置では、前記環状管における流体の循環を強制送りする送り機構を備えることを特徴とする。 Further, the leak detection device of the present invention is characterized by comprising a feed mechanism for forcibly feeding the circulation of the fluid in the annular pipe.
この漏えい検出装置によれば、環状管における流体の循環を強制送りする送り機構を備えることで、環状管内を通過する流体は、外気との熱交換効率が向上してより冷却されることになり、環状管の自然循環による下流端側の温度低下を助勢することができ、空間部との温度差をより大きくできるため、高温流体の漏えいをより迅速に検出することができる。 According to this leak detection device, the fluid passing through the annular pipe is cooled by improving the heat exchange efficiency with the outside air by providing the feed mechanism for forcibly feeding the circulation of the fluid in the annular pipe. Since the temperature decrease on the downstream end side due to the natural circulation of the annular pipe can be assisted and the temperature difference from the space can be increased, the leakage of the high temperature fluid can be detected more quickly.
上述の目的を達成するために、本発明の原子力設備は、原子炉で生成された熱により高温流体を発生させて配管で送り、当該高温流体を利用する原子力設備であって、上述したいずれか一つに記載の漏えい検出装置が適用されることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, the nuclear power facility of the present invention is a nuclear power facility that generates a high-temperature fluid by heat generated in a nuclear reactor and sends it by piping, and uses the high-temperature fluid. The leak detection device described in one is applied.
この原子力設備によれば、高温流体の漏えいを迅速かつ容易に検出することができ、原子力設備の高温流体の漏れを監視することができる。 According to this nuclear facility, it is possible to quickly and easily detect the leakage of the high-temperature fluid, and to monitor the leakage of the high-temperature fluid in the nuclear facility.
本発明によれば、高温流体の漏えいを迅速かつ容易に検出することができる。 According to the present invention, leakage of a high-temperature fluid can be detected quickly and easily.
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。 Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same.
図1は、本実施形態に係る原子力設備の一例を示す概略構成図である。図1に示す原子力設備は、加圧水型原子炉(PWR:Pressurized Water Reactor)である。この原子力設備は、原子炉格納容器100内において、原子炉圧力容器101、加圧器102、蒸気発生器103および一次冷却水ポンプ104が、一次冷却水管105により順次接続されて、一次冷却水の循環経路が構成されている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a nuclear facility according to the present embodiment. The nuclear facility shown in FIG. 1 is a pressurized water reactor (PWR). In this nuclear power facility, a
原子炉圧力容器101は、内部に炉心である複数の燃料集合体101aを密閉状態で格納するもので、燃料集合体101aが挿抜できるように、容器本体101bとその上部に装着される容器蓋101cとにより構成されている。容器蓋101cは、容器本体101bに対して開閉可能に設けられている。容器本体101bは、上方が開口し、下方が半球形状とされて閉塞された円筒形状をなし、上部に一次冷却水としての軽水を給排する入口側管台101dおよび出口側管台101eが設けられている。出口側管台101eは、蒸気発生器103の入口側水室103aに連通するように一次冷却水管105が接続されている。また、入口側管台101dは、蒸気発生器103の出口側水室103bに連通するように一次冷却水管105が接続されている。
The
蒸気発生器103は、半球形状に形成された下部において、入口側水室103aと出口側水室103bとが仕切板103cによって区画されて設けられている。入口側水室103aおよび出口側水室103bは、その天井部に設けられた管板103dによって蒸気発生器103の上部側と区画されている。蒸気発生器103の上部側には、逆U字形状の伝熱管103eが設けられている。伝熱管103eは、入口側水室103aと出口側水室103bとを繋ぐように各端部が管板103dに支持されている。そして、入口側水室103aは、入口側の一次冷却水管105が接続され、出口側水室103bは、出口側の一次冷却水管105が接続されている。また、蒸気発生器103は、管板103dによって区画された上部側の上端に、出口側の二次冷却水管106aが接続され、上部側の側部に、入口側の二次冷却水管106bが接続されている。
The
また、原子力設備は、蒸気発生器103が、原子炉格納容器100外で二次冷却水管106a,106bを介して蒸気タービン107に接続されて、二次冷却水の循環経路が構成されている。
Further, in the nuclear power facility, the
蒸気タービン107は、高圧タービン108および低圧タービン109を有すると共に、発電機110が接続されている。また、高圧タービン108および低圧タービン109は、湿分分離加熱器111が、二次冷却水管106aから分岐して接続されている。二次冷却水管106aは、蒸気発生器103から高圧タービン108および低圧タービン109に至る途中に蒸気隔離弁(開閉弁)119が設けられている。蒸気隔離弁119は、非常時などに閉塞されて蒸気発生器103から高圧タービン108および低圧タービン109に至る蒸気が隔離される。また、低圧タービン109は、復水器112に接続されている。この復水器112は、二次冷却水管106bに接続されている。二次冷却水管106bは、上述したように蒸気発生器103に接続され、復水器112から蒸気発生器103に至り、復水ポンプ113、低圧給水加熱器114、脱気器115、主給水ポンプ116、高圧給水加熱器117および主給水弁(開閉弁)118が設けられている。
The
従って、原子力設備では、一次冷却水が原子炉圧力容器101にて加熱されて高温・高圧となり、加圧器102にて加圧されて圧力を一定に維持されつつ、一次冷却水管105を介して蒸気発生器103に供給される。蒸気発生器103では、一次冷却水と二次冷却水との熱交換が行われることにより、二次冷却水が蒸発して蒸気となる。熱交換後の冷却した一次冷却水は、一次冷却水管105を介して一次冷却水ポンプ104側に回収され、原子炉圧力容器101に戻される。一方、熱交換により蒸気となった二次冷却水は、蒸気タービン107に供給される。蒸気タービン107に係り、湿分分離加熱器111は、高圧タービン108からの排気から湿分を除去し、さらに加熱して過熱状態とした後に低圧タービン109に送る。蒸気タービン107は、二次冷却水の蒸気により駆動され、その動力が発電機110に伝達されて発電される。タービンの駆動に供された蒸気は、復水器112に排出される。復水器112は、取水管112aを介してポンプ112bにより取水した冷却水(例えば、海水)と、低圧タービン109から排出された蒸気とを熱交換し、当該蒸気を凝縮させて低圧の飽和液に戻す。熱交換に用いられた冷却水は、排水管112cから排出される。また、凝縮された飽和液は、二次冷却水となり、復水ポンプ113によって二次冷却水管106bを介して復水器112の外部に送り出される。さらに、二次冷却水管106bを経る二次冷却水は、低圧給水加熱器114で、例えば、低圧タービン109から抽気した低圧蒸気により加熱され、脱気器115で溶存酸素や不凝結ガス(アンモニアガス)などの不純物が除去された後、主給水ポンプ116により送水され、高圧給水加熱器117で、例えば、高圧タービン108から抽気した高圧蒸気により加熱された後、蒸気発生器103に戻される。ここで、二次冷却水を蒸気発生器103に給水する系統を主給水系という。主給水系は、蒸気発生器103の二次冷却水の水位を維持するため、主給水ポンプ116や主給水弁118などが制御される。
Therefore, in the nuclear power facility, the primary cooling water is heated in the
[実施形態1]
図2および図3は、本実施形態に係る漏えい検出装置の構成図である。本実施形態の漏えい検出装置1は、上述したような原子力設備に適用される。例えば、漏えい検出装置1は、原子力設備において、高温流体である二次冷却水が流通される配管である二次冷却水管106a,106bに配置される。具体的に、二次冷却水管106aにおいて、漏えい検出装置1は、原子炉格納容器100の隔壁100aの外側に引き出された直後の部分、配管固定点における溶接接続部分、または機器(蒸気発生器103,高圧タービン108,低圧タービン109,湿分分離加熱器111,蒸気隔離弁119)との溶接接続部分に配置される。また、二次冷却水管106bにおいて、漏えい検出装置1は、原子炉格納容器100の隔壁100aの外側に引き出された直後の部分、配管固定点における溶接接続部分、または機器(蒸気発生器103,復水器112,復水ポンプ113,低圧給水加熱器114,脱気器115,主給水ポンプ116,高圧給水加熱器117,主給水弁118)との溶接接続部分に配置される。なお、図2では、二次冷却水管106a,106bが原子炉格納容器100の隔壁100aの外側に引き出された直後の部分に漏えい検出装置1が配置された形態を示し、図3では、二次冷却水管106a,106bの溶接接続部分に漏えい検出装置1が配置された形態を示している。なお、漏えい検出装置1は、原子力設備において、高温流体である一次冷却水が流通される配管である一次冷却水管105における各溶接接続部分に配置されてもよい。また、本実施形態に係る漏えい検出装置1は、原子力設備に限らず、高温流体が流通される配管に適用されるものである。また、本実施形態に係る漏えい検出装置1により漏えいが検出される高温流体とは、高温水など液体や、蒸気などの気体を含む。
[Embodiment 1]
2 and 3 are configuration diagrams of the leak detection apparatus according to the present embodiment. The
図2において、二次冷却水管106a,106bは、隔壁100aの部分で保護管100bに挿通されている。そして、原子炉格納容器100の隔壁100aの外側に引き出された二次冷却水管106a,106bは、その外周が保護管100bに連結された外板2で覆われている。外板2は、鋼板などで形成されている。そして、二次冷却水管106a,106bと外板2との間に保温材3が充填されている。このため、二次冷却水管106a,106bに流通される高温流体である蒸気や高温水が保護管100bや外板2で保護されるとともに保温材3で保温される。
In FIG. 2, the secondary
また、図3において、二次冷却水管106a,106bの溶接接続部分106c(図3では機器との溶接接続部分)において、機器側は、その外周が機器の保護のための外板120および保温のための保温材121で覆われている。そして、二次冷却水管106a,106bは、その外周が外板120に連結された外板2で覆われている。外板2は、鋼板などで形成されている。そして、二次冷却水管106a,106bと外板2との間に保温材3が充填されている。このため、二次冷却水管106a,106bに流通される高温流体である蒸気や高温水が外板2で保護されるとともに保温材3で保温される。
Further, in FIG. 3, in the welded
本実施形態の漏えい検出装置1は、図2および図3に示すように、外板2の外径が大きく形成された大径部21において、二次冷却水管106a,106bと外板2との間に、二次冷却水管106a,106bの表面に保温材3を配置しない密閉の空間部S1を形成してなる部屋4と、部屋4の空間部S1の温度を検出するための温度検出部5と、温度検出部5が検出する温度を空間部S1の内部温度よりも低下させる冷却手段6と、を備える。なお、図3の場合、空間部S1は、二次冷却水管106a,106bの溶接接続部分106cの位置に形成される。
As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the
冷却手段6は、鞘管9を備える。鞘管9は、部屋4の空間部S1の内部および外部に通じて配置され、筒状に形成されて空間部S1の内部に配置された先端部9aが閉塞された高熱伝導率の材料からなる。高熱伝導率の材料は、例えば、外板2をなす鋼よりも熱伝導率の高い銅などがある。そして、鞘管9内の先端部9aに温度検出部5が配置される。
The cooling means 6 includes a
ここで、温度検出部5は、例えば、測温抵抗体(RTD:Resistance Temperature Detector)をセンサ部5aとして構成したものが適用される。センサ部5aは、測温抵抗体に限らず、温度を検出することができるものであればよい。温度検出部5は、センサ部5aが鞘管9内の先端部9aに配置され、センサ部5aから鞘管9の筒内を経て鞘管9外に信号線5bが引き出されている。
Here, as the
すなわち、本実施形態の漏えい検出装置1では、通常時、部屋4の空間部S1は、二次冷却水管106a,106bの表面から伝わる高温流体の熱により高温となる。一方、鞘管9は、部屋4の空間部S1の内部および外部に通じて配置され高熱伝導率の材料からなるため、空間部S1の外部にて外気と熱交換して冷却され、これに伴い空間部S1の内部に配置されている鞘管9の先端部9aは、空間部S1よりも低温となり温度差が生じる。そして、この鞘管9内の先端部9aに配置された温度検出部5により、鞘管9の先端部9aの温度が検出される。このため、高温流体の漏えいのない通常時は、部屋4の空間部S1よりも低い鞘管9の先端部9aの温度を温度検出部5により検出する。高温流体の漏えい時は、漏えい蒸気の対流熱伝達や凝縮熱により鞘管9の先端部9aへの入熱が増加することで、鞘管9の先端部9aの温度が上昇することになり、この上昇した温度を温度検出部5により検出する。この結果、高温流体の漏えいを検出することができる。
That is, in the
例えば、部屋4の空間部S1内に温度検出部5を配置した場合、温度検出部5は、通常時、空間部S1内の高温の温度を検出し、高温流体の漏えい時にも同様に空間部S1内の高温の温度を検出するが、通常時と漏えい時との温度差が小さいため、漏えいを検出し難い。特に、微少な漏えいの場合、これを検出することができないおそれがある。この点、本実施形態の漏えい検出装置1では、通常時は部屋4の空間部S1の温度よりも低い鞘管9の先端部9aの温度を検出しており、高温流体の漏えい時は部屋4の空間部S1の温度上昇に伴って上昇した鞘管9の先端部9aの温度を検出するため、微少な漏えいであっても迅速に検出することができる。
For example, when the
ところで、本実施形態の漏えい検出装置1では、図2および図3に示すように、鞘管9は、部屋4の空間部S1の外部に配置される部分である基部9bが、先端部9aに対して外径を太く形成されていることが好ましい。
By the way, in the
部屋4の空間部S1の外部に配置される部分である鞘管9の基部9bが、先端部9aに対して外径を太く形成されていることで、基部9bは、空間部S1の外部にて外気との熱交換効率が向上してより冷却されることになり、先端部9aの温度低下を助勢することができ、空間部S1との温度差をより大きくできるため、高温流体の漏えいをより迅速に検出することができる。
The
また、本実施形態の漏えい検出装置1では、図には明示しないが、鞘管9は、部屋4の空間部S1の外部に配置される部分である基部9bの外面にフィン部材が設けられていることが好ましい。
Further, in the
部屋4の空間部S1の外部に配置される部分である基部9bの外面にフィン部材が設けられていることで、基部9bは、空間部S1の外部にて外気との熱交換効率が向上してより冷却されることになり、先端部9aの温度低下を助勢することができ、空間部S1との温度差をより大きくできるため、高温流体の漏えいをより迅速に検出することができる。
Since the fin member is provided on the outer surface of the
ところで、本実施形態において、鞘管9は、部屋4の空間部S1における上側に配置されていることが好ましい。高温流体の漏えい時、蒸気が空間部S1の上側に上昇する。このため、鞘管9を部屋4の空間部S1における上側に配置することで、高温流体の漏えいをより迅速に検出することができる。また、鞘管9は、部屋4の空間部S1における下側に配置されていてもよい。高温流体の漏えい時、凝縮液が空間部S1の下側に下降する。このため、鞘管9を部屋4の空間部S1における下側に配置することで、高温流体の漏えいをより迅速に検出することができる。
By the way, in this embodiment, it is preferable that the
[実施形態2]
図4〜図6は、本実施形態に係る漏えい検出装置の構成図である。なお、本実施形態の漏えい検出装置1は、上述した実施形態1の漏えい検出装置1に対して冷却手段6の構成が異なり、その他の構成は同様である。従って、以下に説明する実施形態2において、上述した実施形態1と同等の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。また、図4では、上述した実施形態1を説明する図2と同様に、二次冷却水管106a,106bが原子炉格納容器100の隔壁100aの外側に引き出された直後の部分に漏えい検出装置1を設けた形態を示している。また、図5および図6では、上述した実施形態1を説明する図3と同様に、機器との溶接接続部分に漏えい検出装置1を設けた形態を示している。
[Embodiment 2]
4 to 6 are configuration diagrams of the leak detection apparatus according to the present embodiment. In addition, the
本実施形態において、冷却手段6は、環状管10を備える。環状管10は、部屋4の空間部S1の外部に配置され、両端10a、10bが部屋4の空間部S1に通じて空間部S1の内部の流体を自然循環させるものである。環状管10は、一端10aが部屋4の空間部S1の上側に通じ、他端10bが部屋4の空間部S1の下側に通じている。空間部S1は、二次冷却水管106a,106bに流通する高温流体により暖められるため、暖められた流体は上昇して環状管10の一端10aから空間部S1から外部に流出し、環状管10内で外気により冷却されて環状管10の他端10bに至り空間部S1に流入する。これにより、空間部S1の内部の流体が環状管10を介して自然循環する。そして、部屋4の空間部S1の内部であって環状管10の自然循環の下流端である他端10bが空間部S1に通じる部分に温度検出部5が配置される。
In the present embodiment, the cooling means 6 includes an
ここで、温度検出部5は、例えば、測温抵抗体(RTD:Resistance Temperature Detector)をセンサ部5aとして構成したものが適用される。センサ部5aは、測温抵抗体に限らず、温度を検出することができるものであればよい。温度検出部5は、センサ部5aが部屋4の空間部S1の内部であって環状管10の自然循環の下流端である他端10bが空間部S1に通じる部分に配置され、センサ部5aから環状管10の一部を経て環状管10外に信号線5bが引き出されている。
Here, as the
すなわち、本実施形態の漏えい検出装置1では、通常時、部屋4の空間部S1は、二次冷却水管106a,106bの表面から伝わる高温流体の熱により高温となる。一方、環状管10の自然循環の下流端である他端10b側は、環状管10内で外気と熱交換して冷却され、空間部S1よりも低温となり温度差が生じる。そして、この環状管10の自然循環の下流端に配置された温度検出部5により温度が検出される。このため、高温流体の漏えいのない通常時は、部屋4の空間部S1よりも低い温度を温度検出部5により検出する。高温流体の漏えい時は、漏えい蒸気の対流熱伝達やおよび凝縮熱により部屋4の空間部S1の温度が上昇し、漏えい蒸気の空間部S1への流れ込みが支配的になり、環状管10から空間部S1への流れが温度検出部5に掛からなくなって、温度検出部5が検出する温度が上昇した空間部S1の温度に極めて近くなる。この結果、高温流体の漏えいを検出することができる。
That is, in the
例えば、部屋4の空間部S1内に温度検出部5を配置した場合、温度検出部5は、通常時、空間部S1内の高温の温度を検出し、高温流体の漏えい時にも同様に空間部S1内の高温の温度を検出するが、通常時と漏えい時との温度差が小さいため、漏えいを検出し難い。特に、微少な漏えいの場合、これを検出することができないおそれがある。この点、本実施形態の漏えい検出装置1では、通常時は部屋4の空間部S1の温度よりも低い温度を検出しており、高温流体の漏えい時は部屋4の空間部S1の温度上昇に伴って上昇した温度を検出するため、微少な漏えいであっても迅速に検出することができる。
For example, when the
ところで、本実施形態の漏えい検出装置1では、図5に示すように、環状管10の外面にフィン部材11が設けられていることが好ましい。
By the way, in the
環状管10の外面にフィン部材11を設けたことで、環状管10内を通過する流体は、外気との熱交換効率が向上してより冷却されることになり、環状管10の自然循環による下流端側の温度低下を助勢することができ、空間部S1との温度差をより大きくできるため、高温流体の漏えいをより迅速に検出することができる。
By providing the
また、本実施形態の漏えい検出装置1は、図6に示すように、環状管10における流体の循環を強制送りする送り機構12を備えることが好ましい。
Moreover, it is preferable that the
送り機構12は、ポンプにより構成される。環状管10における流体の循環を強制送りする送り機構12を備えることで、環状管10内を通過する流体は、外気との熱交換効率が向上してより冷却されることになり、環状管10の自然循環による下流端側の温度低下を助勢することができ、空間部S1との温度差をより大きくできるため、高温流体の漏えいをより迅速に検出することができる。
The
ところで、上述した実施形態1および実施形態2の漏えい検出装置1は、原子炉で生成された熱により高温流体を発生させ、当該高温流体を利用する図1に例示する上述した原子力設備において適用される。
By the way, the
この原子力設備によれば、高温流体の漏えいを迅速かつ容易に検出することができ、原子力設備の高温流体の漏れを監視することができる。 According to this nuclear facility, it is possible to quickly and easily detect the leakage of the high-temperature fluid, and to monitor the leakage of the high-temperature fluid in the nuclear facility.
なお、上述した原子力設備は、加圧水型原子炉(PWR:Pressurized Water Reactor)が用いられたものを説明したが、この限りではない。例えば、図には明示しないが、沸騰型原子炉(BWR:Boiling Water Reactor)が用いられた原子力設備であってもよく、上述した漏えい検出装置1は、沸騰型原子炉にて発生した蒸気を通過させる配管の漏えいの検出に適用することができる。
In addition, although the nuclear equipment mentioned above demonstrated what used the pressurized water reactor (PWR: Pressurized Water Reactor), it is not this limitation. For example, although not clearly shown in the figure, it may be a nuclear facility using a boiling water reactor (BWR), and the
1 漏えい検出装置
2 外板
3 保温材
4 部屋
5 温度検出部
6 冷却手段
9 鞘管
9a 先端部
9b 基部
10 環状管
10a 一端
10b 他端
11 フィン部材
12 送り機構
106a,106b 二次冷却水管(配管)
S1 空間部
DESCRIPTION OF
S1 space
Claims (8)
前記配管と前記外板との間に充填された保温材と、
前記配管と前記外板との間の一部に設けられて前記配管の表面に前記保温材を配置しない空間部を形成してなる部屋と、
前記部屋の空間部の温度を検出するための温度検出部と、
前記温度検出部が検出する温度を前記空間部の内部温度よりも低下させる冷却手段と、
を備えることを特徴とする漏えい検出装置。 An outer plate covering the outer periphery of a predetermined portion of the pipe through which the high-temperature fluid is circulated;
A heat insulating material filled between the pipe and the outer plate;
A room formed in a part between the pipe and the outer plate and forming a space portion where the heat insulating material is not arranged on the surface of the pipe;
A temperature detector for detecting the temperature of the space of the room;
Cooling means for lowering the temperature detected by the temperature detection unit below the internal temperature of the space,
A leak detection apparatus comprising:
請求項1〜請求項7のいずれか一つに記載の漏えい検出装置が適用されることを特徴とする原子力設備。 A nuclear facility that generates a high-temperature fluid by heat generated in a nuclear reactor and sends it by piping, and uses the high-temperature fluid.
A nuclear facility to which the leak detection device according to any one of claims 1 to 7 is applied.
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