JPH04242193A - ナトリウム漏洩検出システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】［発明の目的］

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は配管又は機器内を流通す
る流体の配管或いは機器外への漏洩の有無を検出するナ
トリウム漏洩検出システムに係り、特に液体金属ナトリ
ウムを流通する配管又は機器からのナトリウム漏洩検出
に好適する接触型光ファイバーを使用したナトリウム漏
洩検出システムに関する。

【０００３】

【従来の技術】例えば液体金属ナトリウム冷却型の高速
増殖炉、及至はその試験設備などにおける冷却材配管又
は機器からのナトリウムの漏洩を検知するにあたって、
従来は図３に示すような可撓性通電時の検出素子を配管
に装着した漏洩検出装置が用いられてきた。

【０００４】すなわち図３において、液体金属ナトリウ
ムを流通する冷却材配管２の下側に接して可撓性通電式
の検出素子１１を配置し、この検出素子１１を固定バン
ド３によって冷却材配管２に取付けている。検出素子１
１と冷却材配管２は共通にスチールシート４で覆われ、
さらにその外側は保温材５によって覆われている。

【０００５】検出素子１１の詳細は、図４及び図４のＡ
−Ａ線矢線断面を表す図５に示すように、細長いガラス
製の絶縁材７を挾んで延伸された一対の電極６ａと６ｂ
が設けられ、これらの外周にガラス製の絶縁材８を螺旋
状に巻き付けて覆い、且つ電極６ａと６ｂは部分的に露
見するようにされている。

【０００６】検出素子１１はこのように構成されている
ので、電極６ａと６ｂは冷却材配管２及びスチールシー
ト４と電気的に絶縁されており、電極６ａと６ｂからの
導線はコネクタ９を経て通電ケーブル１０に接続されて
いる。

【０００７】通電ケーブル１０を通じて電極６ａと６ｂ
の間、及び電極６ａ，６ｂと設置電位とされた冷却材配
管２及びスチールシート４の間に電圧を印加しておくと
、冷却材配管２からナトリウムが漏洩した場合、このナ
トリウムが電極６ａ，６ｂ又はスチールシート４に接触
すると、電極６ａと６ｂの間、又は及び電極６ａ，６ｂ
とスチールシート４或いは冷却材配管２の間が電気的に
短絡し、これによってナトリウムの漏洩を知ることがで
きる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述した漏洩検出装置
は異常振動による摩擦で機械的に損傷を受けたり、金属
粉が付着した場合、電極間などの短絡を生じたり、吸湿
して絶縁抵抗が低下したりしたときにナトリウムの漏洩
と誤認したり、電極６ａ，６ｂからの導線のコネクタと
の接続部などが保温材５の内部にあるため、冷却材配管
の据付け工事が複雑になる課題がある。

【０００９】又、上述の検出装置からのナトリウム漏洩
信号を伝達するための電気ケーブル及び検出回路は検出
装置と一対一であり、配管又は機器などに設置する検出
器の物量が甚だしく多い。従って、上記電気ケーブル及
び検出回路の物量も非常に膨大なものとなる課題がある
。

【００１０】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、長期間に亘って誤動作を生ずることがなく安
定に動作し、据付け工事を容易に行うことができ、又、
電気ケーブルの大幅な削減と検出回路の合理化を可能と
する接触型光ファイバーを使用したナトリウム漏洩検出
システムを提供することにある。［発明の構成］

【００
１１】

【課題を解決するための手段】本発明は液体金属ナトリ
ウムが流通されている配管又は機器などの外壁に接触型
光ファイバー製検出素子を配設し、この検出素子の損壊
を検知して、配管又は機器などからの流体の漏洩を検出
するナトリウム漏洩検出システムにおいて、この検出素
子の光ファイバーからの信号を伝送処理するために信号
伝送ネットワークトポロジーとして受動的光カプラー及
びデジタル制御装置を接続してなることを特徴とする。

【００１２】

【作用】流通している液体が配管又は機器などから漏洩
するなどの異常が何等生じていない場合には、光ファイ
バーの通光に変化は生じない。もし配管又は機器などに
クラックが生じるなどして液体が配管外に漏洩し、この
漏洩した液体が光ファイバーを損壊するとその通光状態
が変動し、これによって配管又は機器などからの液体の
漏洩を検知することができる。

【００１３】一方、漏洩検知信号の伝達経路は接触型光
ファイバーを使用するナトリウム漏洩検出器を数十個で
一組として受動的光カプラーであるスターカプラーを経
由して検出回路を構成するデジタル制御装置に入力され
るので、信号伝送ケーブルである光ケーブルの大幅削減
が達成される。

【００１４】又、上述のような信号伝送ネットワークト
ポロジーを構成する上で、検出回路であるデジタル制御
装置においては、受動的光カプラーに接続される複数の
接触型光ファイバーナトリウム漏洩検出器からの信号を
周期的にスキャニングすることにより、検出ロジックを
共有化して一つとすることができ、大幅な合理化を図る
ことが可能となると同時に漏洩位置の同定も迅速化する
ことができる。

【００１５】

【実施例】本発明に係るナトリウム漏洩検出システムの
第１の実施例を図１を参照して説明する。なお、図中図
３と同一部分には同一符号を付し、重複する部分の説明
は省略する。

【００１６】図１において、液体金属ナトリウムを流通
している冷却材配管２の外壁下側には光ファイバー製検
出素子１が冷却材配管２の軸方向に沿って配置されてい
る。検出素子１の光ファイバーは耐放射線性に優れ、ナ
トリウムと容易に反応する有機質のコーティングが施さ
れたものからなっている。検出素子１は一定間隔を置い
て冷却材配管２に巻回された固定バンド３によって管壁
に接するように取付けられている。この固定バンド３に
よって固定された検出素子１と冷却材配管２を囲んで、
その外周にスチールシート４が巻き付けられ、更にその
外側は保温材５によって覆われている。

【００１７】検出素子１は冷却材配管２の延長方向の適
宜の長さ毎に区分され、この区分毎の検出素子１の両端
はスチールシート４及び保温材５の継目部分においてそ
れらを貫通させて保温材５の外側に引き出されている。 この引き出された検出素子１の各端部からの光ケーブル
１４は複数個（数十個）まとめて配管或いは機器などの
近傍に設置された受動的光カプラーであるスターカプラ
ー１２に接続されている。このスターカプラー１２から
はナトリウム漏洩検知信号が信号線１５によって検出回
路を構成するデジタル制御装置１３に光多重伝送される
。

【００１８】次に上記システムの作用について述べる。

【００１９】冷却材配管２に液体金属ナトリウムが流通
している状態で、検出回路を構成するデジタル制御装置
１３から発信された光信号は受動的光カプラーであるス
ターカプラー１２により複数の検出素子１である光ファ
イバーを周期的に通過してこれと逆の経路でデジタル制
御装置１３に戻ってくる。上述したように極めて小さな
時間周期で複数の検出素子１からの光信号をスキャニン
グすることにより広範囲の領域を瞬時にサーベイするこ
とができ、これらの動作が繰り返されている。受信され
た光信号の例えば強度は一定であり、これによって広範
囲の冷却材配管２の健全性が確認できる。

【００２０】ここで、もし冷却材配管２の一部に例えば
クラックなどが生じ、この部分からナトリウムが漏洩す
ると、漏洩したナトリウムは高温であるため検出素子１
の光ファイバーのコーティングが侵され、甚だしい場合
は光ファイバーが切断される。このような状態が発生す
ると、受信される光信号の例えば強度が減衰したり、切
断した場合は受信できなくなるので、これによって冷却
材配管２に生じたナトリウムの漏洩を検知することがで
きると共に、瞬時にして漏洩個所の同定が可能となる。

【００２１】この第１の実施例では広範囲の冷却材配管
２に設置された複数の検出素子１からの光信号を数十個
ひとまとめにして配管２の近傍に設置したスターカプラ
ー１２を介して一本の光ケーブル１４により検出回路を
構成するデジタル制御装置１３と信号線１５を介して信
号授受を行うため簡単で且つ経済的、しかも据付け工事
の容易なナトリウム漏洩検出システムを構築することが
できる。 なお、スターカプラー１２は受動的光カプラーであり、
温度，湿度或いは放射線などの環境条件に支配され難く
、液体金属ナトリウム冷却型高速増殖炉の設置環境にお
いては場所を選ばない有用な光カプラーであると同時に
、光を使用することから、安全保護系や工学的安全施設
の配管，機器などとの電気的分離が非常に容易であるこ
とも大きな特徴である。

【００２２】図２は本発明の第２の実施例を示したもの
である。図２中図１と同一部分には同一符号を付して重
複する部分の説明を省略する。図２に示したように検出
素子１の一端を冷却材配管２の管壁に沿った位置で切断
してなるものであり、他の部分は図１と同様である。こ
の第２の実施例では光ファイバーの切断面を良好な光反
射が行えるように仕上げ、他端からのみスターカプラー
を介して検出回路を構成するデジタル制御装置１３に反
射光を伝送するようにしてシステムを組んでいる。

【００２３】この第２の実施例によれば、反射光を利用
して到達時間、或いは位相差などを使って冷却材配管２
の漏洩発生を検知することができる。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、検出素子の構造が簡単
であるため配管，機器などへの装着が容易であり、配管
の据付け作業が効率向上，ケーブリングの簡素化，大幅
削減，検出回路の合理化及び漏洩点同定の迅速化が期待
される。又、検出素子の強度・可撓性が優れているため
冷却材配管によく密着し、長期間に亘って安定に動作す
るので、これによって信頼性の高い接触型光ファイバー
ナトリウム漏洩検出システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るナトリウム漏洩検出システムの一
実施例を示す断面図。

【図２】本発明に係るナトリウム漏洩検出システムの他
の実施例を示す断面図。

【図３】従来の接触型ナトリウム漏洩検出器を示す断面
図。

【図４】図３の検出素子の細部を示す側面図。

【図５】図４のＡ−Ａ線を矢視した断面図。

【符号の説明】

１…検出素子、２…冷却材配管、３…固定バンド、４…
スチールシート、５…保温材、６ａ，６ｂ…電極、７，
８…絶縁材、９…コネクタ、１０…通電ケーブル、１１
…可撓性通電式ナトリウム漏洩検出素子、１２…スター
カプラー、１３…デジタル制御装置、１４…光ケーブル
、１５…信号線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　液体金属ナトリウムが流通されている
   配管又は機器の外壁に接触型光ファイバー製検出素子を
   配設し、この検出素子を受動的光カプラーに接続し、こ
   の受動的光カプラーを信号線を介してデジタル制御装置
   に接続してなることを特徴とするナトリウム漏洩検出シ
   ステム。