JPH0351954B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は、高速増殖炉等の原子力プラントに
おいて用いられる、液体金属ナトリウムを貯留す
る中間熱交換器や液体金属ナトリウムが流過する
配管（以下これらを総称して流体管槽体という）
の保温材に関し、さらに詳しくは、これらの流体
管槽体から流体が漏洩したときにその漏洩を検出
する機構を備えた保温材構造に関するものであ
る。

＜従来の技術＞ 周知の如く、タンクや配管等の流体管槽体にお
いては、流体管槽体の流体を外部から熱的に遮断
するために、いわゆる保温材が流体管槽体の外側
に設けられているが、一般にはかような保温材は
単なる熱遮断機能のみを有している。

ところで、高速増殖炉等の原子力ブラントで用
いられる液体金属ナトリウムを貯留あるいは流過
する中間熱交換器や配管においては、液体金属ナ
トリウムがこれらの流体管槽体から漏出すること
は重大な事態に繋がるために、早期にこれを検出
する機構が保温材とは別に流体管槽体外側に具備
されているのが一般である。

そしてその具体的な構造としては、保温材自体
は断熱機能を司どるようにし、この保温材とは別
に、例えば通電式やイオン化型等の漏洩検出装置
を設ける構造が採用されている。通電式漏洩検出
装置においては漏洩流体により電気的に短絡する
検出方式が用いられ、又、イオン化型漏洩検出装
置においては漏出ガスに対するガスサンプリング
を行つて初期漏洩段階でのガスエアロゾルを検出
する形式が採用されている。こうした漏洩検出装
置を具備することにより、流体の初期漏出時にお
いて火災防止あるいは腐蝕防止を図ることができ
るようにされている。

しかしながらこの種の従来の漏洩検出装置にお
いては、先ず漏洩検出器を流体管槽体に取り付
け、その上に保温材を配設するような構造をとる
ために、構造が複雑であるうえにその配置取り付
け作業が煩瑣である等の欠点がある。更に、流体
管槽体によつては取り付け部位が限られ、したが
つて全領域的な漏洩検出能力を備えることが出来
難いという難点もある。また、漏洩検出装置を保
温材と流体管槽体の間に介設するために、場合に
よつては断熱能力、保温能力が低下するという不
都合さもあつた。

＜発明が解決しようとする問題点＞ この発明の目的は、液体金属ナトリウムのよう
な危険流体を貯留・流過する流体管槽体の外側に
配設される漏洩検出機構を具備した保温材につい
ての上述したごとき従来技術の問題点を解決する
ことであり、流体管槽体自体には直接何らの工作
もせず、断熱保温機能は充分に保持され、しかも
保温材の全面に漏洩検出機構を具備させ、そのう
え構造が簡単で保守点検整備等もほとんど必要と
せず、取り付け作業も容易であるような優れた保
温材構造を提供することである。

＜問題点を解決するための手段＞ 上記の目的を達成するためのこの発明の保温材
構造の第１の実施態様は、流体管槽体に外装され
た保温材の内部に１条の導電性断熱材を層状にか
つ保温材の長さ方向全長にわたつて保温材を遮断
するように埋設し、流体管槽体から漏洩する流体
によつて導電性断熱材と流体管槽体とが短絡され
るように導電性断熱材と流体管槽体とを電源に接
続したことを特徴とするものである。

また第２の実施態様においては、流体管槽体に
外装された保温材の内部に複数条の導電性断熱材
を互いに間隔をもうけて層状にかつ保温材の長さ
方向全長にわたつて保温材を遮断するように埋設
する。この場合には、流体管槽体から漏洩する流
体によつてこれらの導電性断熱材のうちの１層と
他の層とが短絡されるように複数条の導電性断熱
材を電源に接続する。

＜作用＞ かような保温材構造によれば、通常の流体管槽
体運転においては従来と同様に、保温材本来の保
温機能により流体管槽体内部の流体を管槽体外部
から熱的に遮断して保温する。この際、保温材内
部に埋設した導電性断熱材によつて断熱保温効果
が促進されることになる。

流体管槽体の運転時に不測にして内部流体が外
装保温材中に漏出した場合には、第１の実施態様
においては流体管槽体と１条の導電性断熱材との
間、また第２の実施態様においては複数条の導電
性断熱材間が、漏出した流体によつて通電短絡が
なされる結果、流体管槽体からの流体の漏出が直
ちに検出され、警報等を発することにより可及的
速やかに所定の応急対処を行うことができる。か
ような漏洩検出機能は、導電性断熱材が保温材の
長さ方向全長にわたつて埋設されているため、保
温材が配設されている全領域において発現される
ことになる。

＜実施例＞ 次に、この発明の実施例を図面に基づいて説明
すれば以下の通りである。

第１，２，３図に示す実施例において、１は流
体管槽体としての配管であり、例えば高速増殖炉
における炉と中間熱交換器との間を接続し内部に
液体金属ナトリウムが流過するものである。この
配管１の外側にはCaO，SiO₂等を主成分とする
ガラス繊維製の保温材２が外装されている。

なお図示の実施例においては周方向半割にされ
た保温材が示されているが、一対の半割状態の保
温材２を対向させて配設することによつて配管１
の外周を完全に外装する状態で実際には使用され
る。したがつて、外装保温材２の配管１外周への
取り付け作業は実質的には従来と同様に行われる
ことになる。

第１図に示したように、保温材２内部の配管１
に可及的に近接した位置には、２条のカーボン繊
維製の導電性断熱材３，３が、互いに所定間隔を
あけて周方向半円状に、かつ保温材２の長さ方向
全長にわたつて埋設されて保温材外周全領域をカ
バーするようにされている。導電性断熱材３，３
の一側端には各々端子４，４が設けられ、さらに
リードケーブル５を介して電源７に接続されてお
り、リードケーブル５の途中には電流計あるいは
警報器６が直列に接続されている。したがつて図
示の状態では、導電性断熱材３，３が電気的に短
絡しない限り閉成されることはない。

導電性断熱材３はカーボン繊維等によつて形成
されているが、断熱材形状としては網状でも線状
でもよく、さらには後述するような種々の形状が
採用可能である。要は、保温材２内部の全領域を
その内側から外側にかけて遮断するように導電性
断熱材が設けられていればよい。

これらの実施例からわかるように、導電性断熱
材３を除けば、保温材２については従来の取り付
け態様と同じである。

上述したごとき保温材構造によれば、高速増殖
炉の運転中は導電性断熱材３，３に対して電源７
より通電した状態で配管１内に液体金属ナトリウ
ムを流過させる。

そして、その運転中において配管１から液体金
属ナトリウムが漏出しない場合には、保温材２は
その機能によつて配管１に対して断熱作用を行
い、さらには導電性断熱材３の断熱作用も相俟つ
て、配管１は保温状態にされて高速増殖炉は正規
の運転状態を維持することができる。

不測にして配管１から液体金属ナトリウムが漏
出した場合には、上述のように保温材２内部の配
管１に可及的近接した位置に導電性断熱材３，３
が埋設されているために、配管１から漏出する液
体金属ナトリウムは直ちに導電性断熱材３，３に
達してこれらの間を電気的に短絡し、その結果電
流計又は警報器６が直ちに動作し、液体金属ナト
リウムの漏洩を検出する。漏洩の検出がなされた
ら、制御室で監視する管理者は直ちに所定の対処
を行うようにすればよい。

上述の実施例においては導電性断熱材３を網状
に形成した例を示したが、第４図に示す様にカー
ボン繊維を所定の厚さに複雑に織り合わせたマツ
ト状の導電性断熱材３１，３１を２層或いは３層
以上層状に埋設することによつて、液体金属ナト
リウムの漏洩検出機構の機能維持は勿論のこと、
断熱機能もより促進させることができる。

導電性断熱材３については上記のようなマツト
状の他に、第５図に示す網式の導電性断熱材３
２、第６図の様な一方向に平行な繊維状の導電性
断熱材３３、あるいは第７，８図に示す様な蛇行
繊維状の導電性断熱材３４，３５とすることがで
き、更には多孔板状にしてこれらを相互に層状に
保温材内部に埋設するようにしてもよい。

第９図に示す実施例は容器状の流体管槽体１′
に対するこの発明の保温材構造を示しており、容
器１′の外側には所定に保温材２が外装され、こ
の保温材２内部の容器１′外側面に可及的に近接
した位置に上述各態様の導電性断熱材３，３を埋
設し、端子４，４を介してリードケーブル５によ
り電流計或は警報装置６さらに電源７に接続す
る。

上述した実施例は複数条の導電性断熱材３，３
を電源７に接続した漏洩検出機構回路を設けたも
のであるが、第１０図に示す実施例は、保温材２
内部の配管１側に可及的に近接した位置に所定の
導電性断熱材３を１層のみ埋設し、導電性断熱材
３の端部に設けた端子４と配管１自体に設置した
端子４との間に、警報器６を有するリードケーブ
ル５を電源７に接続した態様である。この場合に
は、不測にして配管１から液体金属ナトリウム等
が漏出すると、導電性耐熱材３と配管１との間が
漏洩流体により電気的に短絡されて閉成されるこ
とになり、直ちに流体の漏洩を検出することがで
きる。この実施例においては導電性断熱材３が１
層のみ設けられているために、保温材２内部への
導電性断熱材３の埋設が簡単であり、保温材２の
保温・断熱機能が導電性断熱材１層のみで十分に
促進されるような場合に好ましく採用することが
できる。

なお、この発明は上述した実施例のみに限られ
るものでないことは勿論であり、例えば、上述し
た各実施例における導電性耐熱材の保温材に対す
る埋設位置は保温材内部のみでなく、流体管槽体
と保温材との境界部の保温材側に添設した場合も
含まれるものである。さらに、この発明の保温材
構造が適用される流体管槽体は、高速増殖炉のみ
ならず一般の危険流体を取り扱う化学プラント等
にも適用することが可能である。

また、導電性断熱材に用いる繊維状の材質につ
いては、導電性であつて、かつ断熱性を有する保
温材に適当なものであればどのような材質のもの
でもよい。

＜発明の効果＞ 上述したところからわかるようにこの発明の保
温材構造によれば、保温材自体の本来の保温・断
熱性能の他に、導電性断熱材の保温性、断熱性も
機能するため、全体ととして優れた断熱・保温性
能が発現されることになるとともに、不測にして
流体管槽体から流体が漏出した場合にも、直ちに
その流体あるいはガスの漏洩を確実に検出するこ
とが可能となる。

また、導電性断熱材は保温材中に層状に、かつ
保温材長さ方向全長にわたつて埋設されているた
め、保温材全領域において漏洩検出機構を保持す
ることができる。

導電性断熱材として、例えば細くて柔軟なカー
ボン繊維等を織り合わせて形成したものを用いた
場合には、断熱性に優れるのみならず、軽量であ
るため保温材構造の重量増加も避けられ、流体管
槽体外側に取り付ける場合の作業もし易いという
利点もある。

また保温材としてガラス繊維等の絶縁体を使用
した場合には、かような絶縁性保温材の内部に埋
設された複数条の導電性断熱材は、漏洩流体によ
る以外は電気的に短絡することはない。

さらにこの発明の保温材構造を適用する対象と
なる流体管槽体に対しては、加工や工作を全くす
る必要がないので、プラントの製造組み付け点検
等に何ら支障がない。

またこの発明の保温材構造は構造が簡単で堅牢
であるため、複合保温材として予め量産すること
も可能であり、その結果コストダウンを図れると
いう利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の１実施例の部分断面図；第
２図は第１図の保温材の部分切截断面図；第３図
は第２図の断面図；第４図は第３図に相当する他
の実施例の断面図；第５〜８図は導電性断熱材の
態様図；第９，１０図は第１図に相当する別の実
施例の部分断面図である。 １，１′…流体管槽体、２…保温材、３，３１
〜３５…導電性断熱材、７…電源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 流体管槽体に外装された保温材の内部に１条
   の導電性断熱材を層状にかつ該保温材の長さ方向
   全長にわたつて該保温材を遮断するように埋設
   し、該流体管槽体から漏洩する流体によつて該導
   電性断熱材と該流体管槽体とが短絡されるように
   該導電性断熱材と該流体管槽体とを電源に接続し
   たことを特徴とする保温材構造。 ２ 上記導電性断熱材を繊維状に形成したことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の保温材構
   造。 ３ 上記導電性断熱材を多孔性板材で形成したこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の保温
   材構造。 ４ 上記導電性断熱材を平行細線で形成したこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の保温材
   構造。 ５ 流体管槽体に外装された保温材の内部に複数
   条の導電性断熱材を互いに間隔をもうけて層状に
   かつ該保温材の長さ方向全長にわたつて該保温材
   を遮断するように埋設し、該流体管槽体から漏洩
   する流体によつて該導電性断熱材の１層と該導電
   性断熱材の他層とが短絡されるように複数条の該
   導電性断熱材を電源に接続したことを特徴とする
   保温材構造。 ６ 上記導電性断熱材を繊維状に形成したことを
   特徴とする特許請求の範囲第５項記載の保温材構
   造。 ７ 上記導電性断熱材を多孔性板材で形成したこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の保温
   材構造。 ８ 上記導電性断熱材を平行細線で形成したこと
   を特徴とする特許請求の範囲第５項記載の保温材
   構造。