JPH04283636A - 熱媒輸送用配管の熱媒漏洩検知方法 - Google Patents

熱媒輸送用配管の熱媒漏洩検知方法

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JPH04283636A
JPH04283636A JP3047007A JP4700791A JPH04283636A JP H04283636 A JPH04283636 A JP H04283636A JP 3047007 A JP3047007 A JP 3047007A JP 4700791 A JP4700791 A JP 4700791A JP H04283636 A JPH04283636 A JP H04283636A
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pipe
heat medium
heating medium
temperature
optical fiber
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Nagayuki Ooba
大場 修幸
Hiroaki Okahara
岡原 弘明
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NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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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】
【産業上の利用分野】本発明は、高温あるいは低温等の
熱媒を輸送する二重管方式の熱媒輸送用配管の熱媒の漏
洩位置を検知する熱媒漏洩検知方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、二重管方式をとる熱媒輸送用配管
の温度測定および熱媒漏洩検知方法として以下に述べる
ようなものがある。すなわち、図5に示すように熱媒を
通す本管101に巻装された保温材102の外側に適宜
間隔を存して複数の熱電対103,…を装着する一方、
前記保温材102の外側に配設されるケーシング管10
4の熱電対取り付け位置に導出孔105が形成され、前
記熱電対103から取り出されたリード線106をケー
シング管104の導出孔105から外部に取り出して温
度計装置に配線することにより、熱媒輸送用配管の多点
温度測定を行い、またある熱電対103からの異常温度
から熱媒の漏洩位置を検知する方法である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、以上のように
熱電対103を用いた多点温度測定および漏洩検知方法
の場合には、次のような問題点が指摘されている。 (1) 熱媒輸送用配管の温度測定および熱媒漏洩検知
の精度を上げるため、相当多数の熱電対103,…が必
要であること。
【0004】(2) 保温材102の外側に無数の熱電
対103,…を取り付けることは事実上不可能に近く、
特に熱媒輸送用配管の口径が大きく、かつ、長い場合に
はその感が益々強く、しかも多数の熱電対103,…の
リード線106,…をケーシング管104の導出孔10
5から引き出さなければならない事を等を考えると、お
のずと温度測定点の数に限界があること。 (3) 多数の熱電対103,…のリード線106,…
をケーシング管104から外部に取り出して配線すると
き、その配線場所が非常に難しい。
【0005】(4) ケーシング管104の外部に各リ
ード線106,…を添着するが、このためリード線10
6,…が土に含まれる礫などにより損傷し、また種々の
物質によって腐食を受け易く、長期間にわたって連続的
に漏洩検知を行う場合には、熱電対103やその熱電対
103のリード線106の防食対策を施す必要があるこ
と。
【0006】(5) ケーシング管104に多数の導出
孔105が形成されるが、その熱電対103と導出孔1
05,…との位置合わせが非常に難しく、さらに導出孔
105,…に対する適切な防水対策を施す必要があり、
防食・防水が非常に大変であること。 (6) 漏洩した熱媒が二重管内の空間に十分に拡散さ
れると、等温領域が広がり漏洩位置検知が困難であるこ
と。 (7) (6) の状態は、急激で多量に漏洩した場合
におこる。全線の測定時間に相当の時間を要するので、
この状態に対応できない。 (8) (6) の状態は、計測機器の故障や停電など
により一時的に温度測定が停止し、その間に熱媒の漏洩
が生じた場合に起こる。
【0007】本発明は、多数の測定点と定常的な温度勾
配を創出することによって熱媒の漏洩位置を検知でき、
しかも従来のような配線のための特別な場所を必要とも
せず、また、温度センサの損傷、腐食を確実に防止でき
るとともに、急激な蒸気の拡散にも対応することができ
精度も非常に高くなる熱媒輸送用配管の熱媒漏洩検知方
法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、高温、低温などの熱媒を輸送するものであっ
て、本管とこの外周側に間隔を存して配設されたケーシ
ング管からなる二重管方式の熱媒輸送配管によりの熱媒
漏洩検知方法において、前記熱媒を通す本管の外側に光
ファイバ温度センサを装着し、この光ファイバ温度セン
サの入射端から光信号を入射させた後、前記光ファイバ
温度センサ内から反射されてくる温度情報を持つ散乱光
を受光することにより、前記配管の管軸に沿った温度分
布を測定し、漏洩した熱媒が充満している前記本管とケ
ーシング管内の空間と外気を結ぶ通風路を形成し、
【0
009】この通風路の端部に管軸方向に沿って少なくと
も1方向に気流を発生させ、漏洩位置を境界とする温度
勾配を与えることによって熱媒漏洩位置を検知すること
を特徴とする熱媒輸送用配管の熱媒漏洩検知方法である
【0010】
【作用】本発明によれば、二重管方式の熱媒輸送配管の
空間に管軸に沿って少なくとも1方向に気流を発生させ
、漏洩位置を境界とする温度勾配を与えることにより、
前記熱媒輸送配管の漏洩位置を検知できる。この場合、
気流の方向を2方向で互いに逆方向にすると、2つの温
度分布から漏洩位置が検知できることから、漏洩位置の
指定確度を上げることができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は本発明方法を説明するための図であ
り、地域暖房用蒸気配管の例を示している。地域暖房用
の蒸気二重管1が建物地下ピット2から供給プラントま
で埋設され、建物地下ピット2と最初の中間地下ピット
3の距離は約100mである。蒸気二重管1の構造は、
蒸気(圧力 2 kg /cm2、温度 133度c 
)が通る本管4(SGP50A) とこの外周側に配設
されるケーシング管5(SGP200A) の間に、保
温材6(ケイカル、厚さ40mm)と、空気層7(厚さ
32mm)が形成されている。この保温材6と空気層7
により保温効果が得られるようにしている。 建物地下ピット2と中間地下ピット3の中の二重管1は
、ケーシング管5が除かれており、二重管1内の空気層
は外気に開放されている。
【0012】このような構成の蒸気二重管1の保温材6
の外周面に光ファイバ温度センサ8(GI 200/2
50、ステンレス管、外径2mm )が直線状に配置さ
れ、これは建物地下ピット2から蒸気配管が埋設されて
いる供給プラントまでの約1kmに亘って設置されてい
る。光ファイバ温度センサ8の一端には、図示しないが
光の送受信器やデータ処理装置が接続されるが、これら
は供給プラント内に一括して設置されている。
【0013】そして、中間地下ピット3内のケーシング
管5の端部に、ケーシング管5と保温材6の空間と外気
を結ぶダクト9を接続するための分岐管10を取り付け
、この分岐管10にはダクト9が接続されると共に、ダ
クト9の端部に排風機11が接続されている。
【0014】このような構成のものにおいて、いま光フ
ァイバ温度センサ8により温度監視(検出)を行うこと
により、本管4から蒸気が漏洩しているのを検出するこ
とができる。すなわち、建物地下ピット2と中間地下ピ
ット3の間において、本管4から蒸気が漏洩すると、こ
の漏洩後の時間の経過に伴いほぼ100度に等温化され
る領域が広がっていく様子が、光ファイバ温度センサ8
の検出出力により認められるからである。
【0015】この現象から、蒸気二重管1の漏洩してい
る位置の範囲指定例えば20m 以内はできる。ところ
が、このままででは、補修をするための掘削工事範囲が
広くなってしまう。この場合、範囲指定された所から最
も近い中間地下ピット3の中のケーシング管7の端部に
配設されている分岐管10に、ダクト9が接続され、こ
れに排風機11が接続されているので、この排風機11
が駆動すると、蒸気二重管1内の空気層に気流が発生す
る。 この気流が生じている状態で、光ファイバ温度センサ8
により管軸に沿った温度分布を測定し、漏洩位置を境界
とする温度勾配から約2m 範囲で漏洩位置が検出され
る。
【0016】次に、図2は以上のような温度センサ8の
装着方法を採用した配管の温度測定および熱媒の漏洩検
知装置の構成図について説明する。この装置は、パルス
信号を発生するパルス駆動回路21、このパルス駆動回
路21のパルス信号を光パルスに変換する発光素子22
、この発光素子22によって変換された光パルスを光フ
ァイバ温度センサ8に入射する方向性結合器13等が設
けられ、さらに光パルス入射後に光ファイバ温度センサ
8内で反射されて方向性結合器13を介して戻ってくる
温度情報を持ったラマン散乱光をストークス光と反スト
ークス光に分光する干渉フィルタ241,242、これ
らストークス光および反ストークス光を別個に電気信号
に変換する例えばアバランシェフォトダイオード等の光
検波素子251,252、ラマン散乱光自体が非常に微
弱信号でゆらぎが生じ、また光検波素子251,252
のショット雑音、熱雑音等が生じることになる。
【0017】このような事から、S/Nを改善する目的
から平均化処理を行う平均化処理手段26、パルス駆動
回路21のパルス発生タイミング信号を受けた後、ラマ
ン散乱光を検出までの遅れ時間から散乱光発生位置を求
め、かつ、散乱光の強度から温度を求めるデータ処理手
段27、温度分布状態等のデータを表示する温度分布用
ディスプレイ28が設けられている。
【0018】従って、図2の実施例によれば、パルス駆
動回路21からパルス信号を発生すると、このパルス信
号は発光素子22で光パルスに変換された後、方向性結
合器23を通って光ファイバ温度センサ8に入射される
。また、パルス駆動回路21は、発光素子22へのパル
ス信号の送出と同時に、パルス信号またはパルス発生タ
イミング信号を平均化処理手段26および温度データ処
理手段27に供給する。
【0019】この光パルスの入射後、光ファイバ温度セ
ンサ8内から温度に依存して強度変化の伴うラマン散乱
光が反射されて方向性結合器23を通って干渉フィルタ
241,242に入ってくる。これら干渉フィルタ24
1,242では、ラマン散乱光の中からストークス成分
と反ストークス成分とを個別に取り出した後、光検波素
子251,252により電気信号に変換し、この変換さ
れた各電気信号を平均化処理を行った後、データ処理手
段27に供給する。このデータ処理手段27では次のよ
うな処理を行う。すなわち、光ファイバ温度センサ8内
の光速度を既知とすると、例えば L=(C/2n)・Δt なる演算を行ってラマン散乱光の散乱位置、つまり、光
ファイバ温度センサ8の距離Lを求める。
【0020】ただし、上式においてCは真空中の光速度
、nは光ファイバ温度センサ8の屈折率、Δtはパルス
駆動回路21からのパルス発生タイミング信号を受けた
後、ラマン散乱光を検出するまでの時間である。一方、
光ファイバ温度センサ8で検出する温度の値は、ラマン
散乱光中のストークス成分と反ストークス成分との強度
比から求めることができる。
【0021】そして、以上のようにして所定の周期ごと
に順次光ファイバ温度センサ8の距離Lと温度を求める
ことにより、温度分布を知ることができ、この温度分布
から熱媒の漏洩位置を検知することができる。
【0022】図3は、前記蒸気二重管1の蒸気が漏洩し
、漏洩後約3時間経過した時の1m間隔で測定された温
度分布である。漏洩点(漏洩位置)は0mであるが、こ
の状態では漏洩位置の指定が困難である。
【0023】図4は、前述の実施例にように、排風機1
1の駆動により、気流を発生させた場合の温度分布を示
したものである。この図の実線から明らかなように、0
m の位置を境界として温度勾配(1) が生じており
、これにより漏洩位置の指定ができる。また、図4の破
線は、気流の方向を逆にした場合の温度勾配(2) を
示している。この温度勾配(1) ,(2) から精度
の高い漏洩位置の指定を行うことができる。
【0024】以上述べた実施例によれば、多数の測定点
と定常的な温度勾配を創出することによって熱媒の漏洩
位置を検知でき、しかも従来のような配線のための特別
な場所を必要ともせず、また、光ファイバ温度センサ8
の損傷、腐食を確実に防止できるとともに、急激な蒸気
の拡散にも対応することができ、精度も高くなる。
【0025】前述の実施例では、熱媒輸送用配管の端部
に軸方向に沿って気流を発生させるため、分岐管10に
接続されたダクト9に排風機11を使用したが、これを
以下のようにしてもよい。すなわち、配管の中間点に二
重管の空間と外気を結ぶ通風路を形成し、この通風路の
端部に送風機および圧縮機を取り付けて、管軸方向に互
いに逆方向に気流を発生させると、2つの温度分布から
漏洩位置が検知できることから、漏洩位置の指定確度を
上げることができる。
【0026】
【発明の効果】以上述べた本発明によれば、多数の測定
点と定常的な温度勾配を創出することによって熱媒の漏
洩位置を検知でき、しかも従来のような配線のための特
別な場所を必要ともせず、また、温度センサの損傷、腐
食を確実に防止できるとともに、急激な蒸気の拡散にも
対応することができ、精度も非常に高くなる熱媒輸送用
配管の熱媒漏洩検知方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による熱媒輸送用配管の熱媒漏洩検知方
法の一実施例を説明するための概略構成図。
【図2】図1の配管の温度および熱媒漏洩位置を検知す
る装置の構成図。
【図3】図1の配管で漏洩が発生し、この漏洩発生後十
分時間が経過した場合の配管の温度分布を示す図。
【図4】図1の配管で気流を発生させたときの温度分布
を示す図。
【図5】従来の熱媒漏洩検知方法を説明するための光フ
ァイバ温度センサの装着状態を示す図。
【符号の説明】
1…蒸気二重管、2…建物地下ピット、3…中間地下ピ
ット、4…本管、5…ケーシング管、6…保温材、7…
空気層、8…光ファイバ温度センサ、9…ダクト、10
…分岐管、11…排風機、21…パルス駆動回路、22
…発光素子、23…方向性結合器、241,242…干
渉フィルタ、251,252…光検波素子、26…平均
化処理手段、27…データ処理手段、28…ディスプレ
イ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  高温、低温などの熱媒を輸送するもの
    であって、本管とこの外周側に間隔を存して配設された
    ケーシング管からなる二重管方式の熱媒輸送配管の熱媒
    漏洩検知方法において、前記熱媒を通す本管の外側に光
    ファイバ温度センサを装着し、この光ファイバ温度セン
    サの入射端から光信号を入射させた後、前記光ファイバ
    温度センサ内から反射されてくる温度情報を持つ散乱光
    を受光することにより、前記配管の管軸に沿った温度分
    布を測定し、漏洩した熱媒が充満している前記本管とケ
    ーシング管内の空間と外気を結ぶ通風路を形成し、この
    通風路の端部に管軸方向に沿って気流を発生させ、漏洩
    位置を境界とする温度勾配を与えることによって熱媒漏
    洩位置を検知することを特徴とする熱媒輸送用配管の熱
    媒漏洩検知方法。
  2. 【請求項2】  通風路の端部に管軸方向に沿って互い
    に逆方向に気流を発生させるようにした事を特徴とする
    請求項1記載の熱媒輸送用配管の熱媒漏洩検知方法。
JP3047007A 1991-03-12 1991-03-12 熱媒輸送用配管の熱媒漏洩検知方法 Expired - Lifetime JPH0797052B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108955938A (zh) * 2018-07-02 2018-12-07 青岛汇安谷科技发展有限公司 一种用于常温输送管线分布式光纤测温装置及测温方法
CN109443425A (zh) * 2018-10-23 2019-03-08 南阳理工学院 一种长距离保温输送管道变形及泄漏监测系统

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CN109443425B (zh) * 2018-10-23 2024-01-30 南阳理工学院 一种长距离保温输送管道变形及泄漏监测系统

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