JPH0518848A - 漏洩検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】配管の全長に沿って連続的に温度を検知する検
出器を配設して、配管の微細な穴等から少量の高温流体
の漏洩と、その位置の特定が容易で、漏洩の防止が可能
な漏洩検出装置を提供する。 【構成】高温流体を内包する配管１の外周を包囲した保
温材１５と、この保温材１５の外周に間隙をもって被覆
した保護材１７と、前記保温材１５と保護材１７との間
隙に保温材１５に沿って配設した連続分布型光温度検出
器１０と、計測，制御手段を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原子力発電所等におけ
る高温流体を内包した配管からの流体漏洩検出に係り、
特に配管に生じたピンホールやクラック等の微細な穴か
ら漏洩する高温流体の微少漏洩と、その位置を検知する
と共に、バルブの閉止やポンプの停止等を行わせる漏洩
検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、原子力発電所における高温流体を
内包する配管等の高温流体漏洩検出については、図８の
漏洩検出装置概要図に示すように、多くの配管１が設置
してある部屋２内の温度を通常天井付近に配置した温度
検出器３と温度演算器４で計測することにより、高温流
体が配管１より漏洩したことによる室内の空気の温度上
昇を検知して、漏洩を検出することが主体であった。

【０００３】しかしながら、この方法では原子炉の運転
上支障となるような大きな漏洩に対しては有効である
が、配管１に生じたピンホールやクラック等の微細な穴
からの、微少洩は検出ができなかった。このために主蒸
気配管等のような重要な配管１の設置してある部屋２に
おいては、温度検出器３を給気ダクト５と排気ダクト６
の２箇所に配設して、部屋２に供給される空気と、排出
される空気の温度差を差温度演算器７により計測するこ
とにより、漏洩を検知するシステムを採用している発電
所も一部にある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のシステ
ムにおいても、漏洩した高温流体による室内の空気の温
度上昇分の計測（室内に供給される空気と排出される空
気の温度差計測）のため、微少漏洩は広い部屋において
は、その検出が困難であった。一方、配管１にピンホー
ル程度の微小な穴があっても、運転に支障を与える程度
の大きさの穴に成長するまでには長い時間がかかり、通
常は従来の漏洩検出装置で検出できる程度の大きさにま
で至ることもないため、この程度の微細な穴は定期的に
実施される検査において始めて発見されることが多い。

【０００５】しかしながら主蒸気配管や一次冷却材等の
放射能を帯びた流体を扱う重要な配管においては、例え
ピンホール程度の微小な穴及びこれからの漏洩であって
も、これを早期に検知して補修することが望ましい、従
って運転中にもこのような微少な漏洩を検出できる漏洩
検出装置が要望されていた。さらに従来の計測方法で
は、室内に設置されている多数の配管の内のどれから漏
洩しているかの特定ができないという問題があった。ま
た漏洩が発生した部屋によっては、一旦、原子炉の運転
を停止しなければ調査に入れない部屋もあり、運転中に
おいて、どの配管から、どの程度の漏洩があり、さらに
この漏洩の進捗傾向を検知できる装置が要望されてい
た。

【０００６】本発明の目的とするところは、配管の全長
に沿って連続的に温度を検知する検出器を配設して、配
管の微細な穴等から少量の高温流体の漏洩と、その位置
の特定が容易で、漏洩の防止が可能な漏洩検出装置を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】高温流体を内包する配管
の外周を包囲した保温材と、この保温材の外周に間隙を
もって被覆した保護材と、前記保温材と保護材との間隙
に前記保温材に沿って配設した連続分布型光温度検出器
と、計測，制御手段を具備する。

【０００８】

【作用】配管から漏洩した蒸気は前記保温材を透過して
間隙に貯溜され、この熱は間隙に保温材に沿って配設さ
れた連続分布型光温度検出器にて検知され、保温材外周
の連続温度分布と場所的及び時間的変化率を計測部での
演算により検出して、配管における漏洩位置と漏洩量を
知ることができる。またこれにより配管の異常の確認が
でき、さらに関連のバルブ及びポンプを制御して漏洩防
止を行う。

【０００９】

【実施例】本発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。なお、上記した従来技術と同じ構成部分については
同一符号を付して詳細な説明を省略する。図１は全体構
成図、図２は連続分布型光温度検出器の測定原理説明図
である。先ず本発明の装置は図１に示すように、水平に
敷設した高温流体が流れるを配管１の外周を保温材15で
包囲し、さらにその外周に間隙16を設けて例えばアルミ
板あるいはステンレス板等の保護材17で覆う。前記保温
材15と保護材17間に形成した間隙16の上部に光ファイバ
ーである連続分布型光温度検出器10を保温材15に沿って
配設する。この連続分布型光温度検出器10は外部で計
測，制御手段である計測部11に接続され、さらにこの出
力信号は信号処理部18を経由して運転指令部19よりバル
ブ20及びポンプ21への運転制御信号を出力するように構
成している。

【００１０】次に図２により連続分布型光温度検出器の
測定原理について説明すると、図２（Ａ）の計測略図の
ように検出部が光ファイバである連続分布型光温度検出
器10に、計測部11から半導体レザーによる光パルス12を
入射すると、光ファイバ内で発生したラマン効果による
散乱光の一部が再び連続分布型光温度検出器10内を入射
側に近い方から順次戻ってくる。この後方散乱光のう
ち、ラマン散乱光13を計測部11に入力して処理すること
により、延長された連続分布型光温度検出器10の各部に
おける温度が計測されて、図２（Ｂ）の温度分布特性図
に示すような温度分布を得ることができる。この光ファ
イバによる連続分布型光温度検出器10は、Ｈａｒｔａｇ
等の液体コア光ファイバのレーリ散乱光係数の温度依存
性による温度分布計測が知られている。

【００１１】またラマン散乱光の温度依存性を利用した
ものは、温度変化率が大きいため高感度の温度測定が可
能である。従って局部的に高温14を呈した場合には、当
該箇所で高温液体の漏洩が発生したことが判る。この一
実施例の詳細は、図３の水平配管に採用した場合の要部
拡大断面図に示すように、連続分布型光温度検出器10を
保温材15に沿って間隙16の上部に直線状に配管１の全長
に亙って配設した構成としてある。なお、図３（Ａ）は
正面図、図３（Ｂ）は側面図を示す。

【００１２】この構成による作用は、例えば軽水炉型原
子力発電所における高圧高温配管の内包流体は、高温水
か蒸気であり漏洩したものは蒸気になる。配管１から漏
洩した蒸気は前記保温材15を透過して保護材17にて集収
されて間隙16上部に貯溜するが、この熱は保温材15上部
の間隙16でに配設された連続分布型光温度検出器10にて
検知される。また連続分布型光温度検出器10は保温材15
の外側に配管１に沿って配設されているので、保温材15
外周上部の連続温度分布と場所的及び時間的変化率を計
測部11及び信号処理部18の演算により検出できるので、
配管１における漏洩位置と漏洩量を知ることができる。
なお、漏洩の発生は配管１の異常発生であり、漏洩量の
多少は異常箇所の大きさ等が類推できる。なお、前記信
号処理部18からの漏洩検出信号を入力して、運転指令部
19より当該配管に関連したバルブ20の閉止及びポンプ21
の停止制御等を適宜行こなえば漏洩防止ができる。

【００１３】また図４は図３の本一実施例と同じ技術思
想で、垂直配管の場合の要部拡大一部切断斜視図であ
る。この配管１を垂直に設置する際には、連続分布型光
温度検出器10は保温材15の外周に螺旋状に配設する。垂
直配管の場合に配管１から漏洩した高圧高温流体は、高
速で噴出して保温材15を略水平に抜けて間隙16に到達す
る。従って連続分布型光温度検出器10を保温材15の外周
に螺旋状に配した構造とすると、配管１のどこから漏洩
しても最寄りの位置が特定できるので、容易に配管１の
連続温度分布と場所的及び時間的変化率を計測すること
ができる。

【００１４】図５は本発明の他の実施例の要部拡大断面
図で、図５（Ａ）は正面図、図５（Ｂ）は側面図を示
し、水平配管の場合を表す。配管１を包囲した保温材15
には配管１の上部で配管１に沿って適宜の間隔で配管１
と間隙16を連通する開口22を設け、連続分布型光温度検
出器10は、この開口22の上部に保温材15に沿って配設し
て構成する。この構成によれば、配管１より漏洩した流
体は保温材15を透過せず、抵抗の少ない漏洩箇所最寄り
の開口22より直接集中的に間隙16に噴出して連続分布型
光温度検出器10にその熱を伝えるので、連続分布型光温
度検出器10による漏洩感度と位置計測精度が向上する
他、検出速度が速い特長がある。

【００１５】また図６は、図５の他の実施例と同一技術
思想による垂直配管の場合を示した要部拡大断面図で、
図６（Ａ）は側面図、図６（Ｂ）は正面図を示す。配管
１を包囲した保温材15には適宜の間隔で、同一水平面上
に配管１と間隙16を連通する開口22を複数放射状に設け
る。さらに保温材15の内周で配管１との隙間を区切っ
て、漏洩流体を集中して速やかに最寄りの開口22に誘導
する環状の導出ガイド23を保温材15の各開口22の上部に
設けて、この保温材15の外周に連続分布型光温度検出器
10を螺旋状に配設した構成とする。この構成によれば、
配管１から漏洩した流体は、配管１と保温材15との隙間
で、漏洩箇所最寄りの上部の開口22に導出ガイド23によ
り誘導され、直接集中して連続分布型光温度検出器10が
配設されている間隙16に噴出するので、開口22近傍の温
度分布の測定が精度良く得られ、かつその変化率を計測
して配管１の漏洩箇所の特定と、漏洩量の監視が容易で
速やかに行える。

【００１６】図７は本発明のその他の実施例の全体構成
図で、保温材15と保護材17の間に形成される間隙16内に
保温材15と平行し、かつ異なった方位角で２つの連続分
布型光温度検出器10を多重化して配設している。この連
続分布型光温度検出器10の夫々に計測部11を接続し、こ
の出力信号は信号処理部24において図示しない論理回路
等により、演算されて運転指令部19に伝達され、漏洩の
程度等の必要に応じてバルブ20及びポンプ21の運転制御
を行うように構成されている。この、その他の実施例に
よれば、各連続分布型光温度検出器10が同一位置での温
度上昇を検知すれば、その位置における漏洩が確実であ
ることが確認できることから、位置特定及び漏洩検出が
高精度で、またその信頼性が高い。なお、図７では連続
分布型光温度検出器10が２つの場合を示したが、必要に
応じてさらに多数にする他、配設位置を直角，２直角等
適宜選定すれば精度及び信頼性がさらに向上する。また
この多重化は前記他の実施例にも採用できることは勿論
である。

【００１７】

【発明の効果】以上本発明によれば、原子力発電所等の
各種プラントにおける高温流体を内包する配管におい
て、そのプラントの運転中においても流体の漏洩及びこ
れに起因する異常が、配管の全長に亙り検出でき、しか
も微少漏洩でも容易に、かつ漏洩箇所の特定も可能であ
り、さらにこの検出信号により関連する弁あるいはポン
プ等の運転制御をして漏洩防止もできるので、プラント
の安全性、信頼性、稼働率の向上と、優れた保全性に寄
与する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の漏洩検出装置の全体構成図。

【図２】本発明の連続分布型光温度検出器の測定原理説
明図。（図２（Ａ）は計測略図。図２（Ｂ）は温度分布
特性図。）

【図３】本発明の一実施例で水平配管に採用した場合の
要部拡大断面図。（図３（Ａ）は正面図。図３（Ｂ）は
側面図。）

【図４】本発明の一実施例で垂直配管に採用した場合の
要部拡大断面図。

【図５】本発明の他の実施例で水平配管に採用した場合
の要部拡大断面図。（図５（Ａ）は正面図。図５（Ｂ）
は側面図。）

【図６】本発明の他の実施例で垂直配管に採用した場合
の要部拡大断面図。（図６（Ａ）は側面図。図６（Ｂ）
は正面図。）

【図７】本発明のその他の実施例の全体構成図。

【図８】従来の漏洩検出装置概要図。

【符号の説明】

１…配管、10…連続分布型光温度検出器、11…計測部、
15…保温材、16…間隙、17…保護材、18，24…信号処理
部、19…運転指令部、22…開口、23…導出ガイド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 高温流体を内包する配管の外周を包囲し
   た保温材と、この保温材の外周に間隙をもって被覆した
   保護材と、前記保温材と保護材との間隙に前記保温材に
   沿って配設した連続分布型光温度検出器と、計測，制御
   手段からなることを特徴とする漏洩検出装置。