JPH07146397A - 予熱一体型保温構造 - Google Patents

予熱一体型保温構造

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JPH07146397A
JPH07146397A JP5291942A JP29194293A JPH07146397A JP H07146397 A JPH07146397 A JP H07146397A JP 5291942 A JP5291942 A JP 5291942A JP 29194293 A JP29194293 A JP 29194293A JP H07146397 A JPH07146397 A JP H07146397A
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JP
Japan
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preheating
ceramics
liquid metal
ceramic
conductive
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JP5291942A
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English (en)
Inventor
Yoshiya Hirasawa
義也 平澤
Yukiro Igawa
征郎 井川
Haruo Yonenaga
治男 米長
Satoshi Sugawara
聡 菅原
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KOSOKURO ENG KK
KOUSOKURO ENG KK
Original Assignee
KOSOKURO ENG KK
KOUSOKURO ENG KK
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Examining Or Testing Airtightness (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】安全性が高く高寿命で、従来のように複雑な予
熱制御機構や漏洩検出機構を用いずに、確実な予熱・保
温、更には漏洩検出を簡単に且つ安価に実現可能とする
予熱一体型保温構造を提供する。 【構成】導電性のあるセラミックス1と断熱性のあるセ
ラミックス2とを一体に形成し、通電によって生ずる導
電性のあるセラミックス1の発熱を上記断熱性セラミッ
クス2により保温させ、上記導電性のあるセラミックス
1は予熱に必要な特定の温度で著しい正の温度特性を示
すものを使用して自己温度制御機能を持たせた構成にし
た。液体金属の漏洩を検出するために導電性のあるセラ
ミックスにイオン導電性のあるセラミックスを埋設させ
ることもできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、高速増殖炉(以下F
BRと略記する)等の液体金属を内包する機器等の予熱
・保温の構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】FBR等の液体金属を内包する機器、配
管類等では、冷却材である液体金属(例えばナトリウ
ム)の溶融状態を保持するために予熱・保温設備が必要
である。予熱・保温設備は、機器、配管類等の被加熱体
の外側に取り付けた電気ヒータ等の発熱体を一定の温度
に通電制御しながら発熱させて被加熱体を加熱し、披加
熱体に内包されている冷却材の溶融状態を保持するもの
である。
【0003】このような設備には、液体金属が機器や配
管類等から漏洩した場合にこれを早期に察知して対策す
るため、漏洩した液体金属のイオンを検知して行う漏洩
検出装置(例えばガスサンプリング型のナトリウム漏洩
検出設備)が設置されているが、これは液体金属を内包
する機器、配管類とその外周を包囲する保温層間の雰囲
気ガスやそれらの機器が設置されている部屋の中の雰囲
気ガスをサンプリング配管によって検出器に導き、漏洩
した液体金属が酸化して生ずるナトリウムエヤロゾル等
から発生するイオンがサンプリングガス中に含まれてい
る場合にこれを検出して漏洩を発見するというものであ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述のよ
うな予熱・保温設備では、電気ヒータ等の加熱源は勿論
のこと、それらを一定温度に保つためのヒータ通電制御
機構(熱電対等の温度検出器を使用)や熱の発散を防ぐ
保温機構、そしてそれらを接続する電路等、取り付け機
材や配線も多く、加えて液体金属の漏洩検出となると漏
洩した液体金属の雰囲気ガスを吸引し検出器まで導くた
めの配管と、その配管を付設するための大掛りな設置工
事が必要でそのガスによる漏洩検出機構も複雑なものと
なり総合的に機材費、工期等をも含めて高額な設備とな
る。更に加熱源である電気ヒータの寿命、或いはヒータ
の通電制御不能による異常加熱や発火に対する安全性
等、問題は多い。
【0005】この発明はこのような不都合を解消し、安
全性が高く高寿命で、従来のように複雑な予熱制御機構
や漏洩検出機構を用いずに確実な予熱・保温、更には漏
洩検出を簡単に且つ安価に実現可能とする予熱一体型保
温構造を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】導電性のあるセラミック
スと断熱性のあるセラミックスとを一体に形成し、通電
によって生ずる導電性のあるセラミックスの発熱を上記
断熱性セラミックスにより保温させ、予熱に必要な温度
で自己温度制御する予熱一体型保温構造を形成した。
【0007】液体金属の漏洩を検出するには導電性のあ
るセラミックスにイオン導電性のあるセラミックスを直
接、或いは電気的に絶縁して埋設し、上記イオン導電性
のあるセラミックスに導電特性の変化を検出するための
検出手段を接続する。
【0008】又、予熱一体型保温構造は、被加熱体が導
電性であっても電気的支障が無いよう導電性セラミック
ス上に電気的絶縁性のあるセラミックスを一体形成して
絶縁性を持たせてもよい。
【0009】上記予熱一体型保温構造を被加熱体に装着
し易くするためは内側に導電性のあるセラミックスを、
外側に断熱性のあるセラミックスを配置した円筒型にし
て長手方向に複数の分割体に分割することもできる。
又、被加熱体から漏洩する液体金属が保温構造の外部に
噴出しずらくするために、分割体の合せ目を被加熱体の
表面から垂直でない方向にしたり、あるいは合せ目の面
を段付きはめ合せ構造にすることが望ましい。
【0010】
【作 用】導電性のあるセラミックスに通電すると導電
性のあるセラミックが発熱し被加熱体は加熱される。上
記導電性のあるセラミックは特定の温度(キューリー
点)以上で正の抵抗温度特性を示すため発熱によって温
度が上昇するとセラミックスの抵抗値が急激に増加し自
動的に発熱量が制御されて被加熱体は常に一定の温度で
加熱されると共に、一体に形成された断熱性のあるセラ
ミックスによって熱の発散が押さえられ被加熱体は保温
される。
【0011】又、被加熱体から液体金属が漏洩すると液
体金属から発生する金属イオンの作用で埋設されたイオ
ン導電性のあるセラミックスが導電性を持つようにな
り、その導電特性の変化が検出手段によって液体金属の
漏洩として検出される。
【0012】分割した円筒型保温構造では、被加熱体か
ら液体金属が噴出しても隣接する分割体の合わせ目が流
体の噴出方向と一致しないため液体金属は合わせ目から
直接外側には噴出しなくなり、あるいは合せ目の面が段
付きはめ合せ構造であるため液体金属が流出しにくくな
る。
【0013】
【実施例】図1はこの発明による予熱一体型保温構造
(以下予熱・保温構造とする)15の一実施例である。
上記予熱・保温構造15は、導電性のあるセラミックス
1(例えばチタン酸バリウムにLa,Sb,Nb等の希土類元
素を添加して室温で10〜103 Ω・cm程度の抵抗率を
示す半導体としたもの)と断熱性のあるセラミックス2
(例えば磁器、陶器等のAl2 3 、SiC セラミック
ス)とを一体に形成し(例えば導電性のあるセラミック
ス1と断熱性のあるセラミックス2とを一体に形成した
後、焼結する)、セラミックス1の両端に通電手段とし
ての通電用電極3及び4を例えばアルミニウムの溶射に
よって接続してセラミックス2の外側に引き出したもの
で、この予熱・保温構造15が、内部に液体金属を収納
した被加熱体5にセラミックス1の側を面して取り付け
られている。
【0014】これは、通電用電極3及び4に通電してセ
ラミックス1を発熱させ被加熱体5を加熱するものであ
るが、セラミックス1に予熱に必要な特定の温度(例え
ば320℃)で著しい正の温度特性を示すものを使用す
ると図8に示すようにその温度(キューリー点)で抵抗
値が急激に増加し、自動的に発熱量が制限される自己温
度制御特性を示すので上記被加熱体5を常に一定温度に
加熱・保持できる。
【0015】図2は、絶縁性のあるセラミックス6(例
えばAl2 3 、SiC 等のセラミックス)を被加熱体5
側のセラミックス1と一体に形成し、セラミックス1を
電気的に絶縁した予熱・保温構造15の例であり、この
場合は被加熱体5が導電性のものでも予熱・保温構造1
5を直接接触させて取り付けることができる。
【0016】図3は液体金属の漏洩検出機構を組み入れ
た予熱・保温構造を示す例で、イオン導電性のあるセラ
ミックス7(例えばZrO2 、β−Al2 3 等のセラミ
ックスで、金属イオンによって導電性をもつようになる
もの)を絶縁材8によって電気的に絶縁してセラミック
ス1に埋設し、更にセラミックス7の両端には検出用電
極9及び10を接続してセラミックス2の外側に引き出
し、その末端には検出手段16が接続されている。
【0017】被加熱体5から液体金属が漏洩すると、漏
洩した液体金属は酸化してエヤロゾル等が生じ、そこか
ら金属イオン(例えばナトリウムイオン)が発生する。
そしてこの金属イオンの影響でセラミックス7の特性が
変化し電気的導電性を持つようになるので、検出手段1
6によって検出用電極9及び10に電圧を印加し、そこ
に流れる電流値から導電特性の変化を認識し、液体金属
の漏洩を検出することができる。
【0018】又、図3のようにセラミックス7を絶縁材
8で絶縁したが、図4のように絶縁材を介さず直接セラ
ミックス1に埋設しても良い。この場合には、ガス化イ
オンによって生ずるセラミックス7の特性変化を検出用
電極9及び10間に生ずる電圧として検出することがで
きる。
【0019】図5は円筒型の予熱・保温構造を示す例
で、円筒の内側の導電性のあるセラミックス1と外側の
断熱性のあるセラミックス2とは一体に形成され、その
内部には液体金属が流れる配管11が配設されている。
又、セラミックス1の両端には通電用電極3及び4が接
続されセラミックス2の外側に引き出されている。
【0020】予熱の際は通電用電極3及び4に通電して
セラミックス1を発熱させて被加熱体である配管11を
加熱するが、内部の熱は円筒の外側に形成されたセラミ
ックス2によって発散が防止され配管11は効果的に保
温される。
【0021】図6は円筒型の予熱・保温構造を長手方向
に2分割した例を示すもので、下部構造12と上部構造
13は合わさって円筒型となり、各々バンド14によっ
て配管11に固定されている。このように円筒型の予熱
・保温構造を複数箇所で分割することにより配管11へ
の着脱を容易にし、設置工期の短縮や保守性の向上等を
図ることができる。
【0022】更に、図6に示すように下部構造12と上
部構造13との合わせ目は配管11の表面から垂直でな
い方向に延びるような構造となっている。換言すれば、
下部構造12と上部構造13との合わせ面が予熱・保温
構造15の厚さを横切って延びる方向は、配管11の半
径方向と一致しないようにされている。万一配管11が
破損してそこから液体金属が噴流状に漏洩し、配管11
の半径方向に放射状に噴出した場合でも、予熱・保温構
造15の合わせ目は液体金属の噴出方向と一致していな
いため、合わせ面から予熱・保温構造15の外側へ直接
噴出するのを抑制することができ、噴流状に漏洩した液
体金属による大規模な火災の発生を防止できるのであ
る。
【0023】また、図7に示すように下部構造12と上
部構造13との合わせ目の面を平面とせずに段付きはめ
合せ構造とすることによって、漏洩液体金属を流出しに
くくすることができる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
導電性のあるセラミックスを発熱体として用い、上記セ
ラミックスの正の抵抗温度特性を活用して発熱体に自己
温度制御機能を持たせたので、外部からの温度制御が不
要となった。その結果、電気ヒータ等の発熱体に必要と
されたヒータの通電制御機構(熱電対等の温度検出器を
使用)、そしてそれらを接続するための電路といったも
のが不用となり、そのため予熱制御設備は極めて簡略化
でき、機材費、或いは設置工期等が大幅に節減・短縮さ
れる。更に、セラミックスによる自己温度制御機能を利
用しているので寿命は半永久的で、更にヒータの通電制
御不能による異常過熱、或いはそれによる火災の発生と
いった危検性も無くなり、応答性に優れ安定した熱制御
が実現できる。
【0025】又、熱導電性セラミックスの一部にイオン
導電性セラミックスを埋設し、イオン導電性セラミック
スの金属イオンによる導電性の変化を検知することで液
体金属の漏洩検出機構とした実施例によれば、従来方式
のような雰囲気ガス吸引のための配管や、高価で複雑な
検出器が不要となり、これも又、機材費、或いは設置工
期の大幅な節減・短縮につながるし、検出体(イオン導
電性セラミックス)も被加熱体の近傍に設置されるため
漏洩を素早く検知でき、被害を最小限に食い止めること
ができる。
【0026】又、予熱と保温とを一体に形成した極めて
コンパクトな予熱・保温構造であるため特別な保温機構
を取り付ける必要はなく、設置のために余分なスペース
を必要としない。
【0027】更に、円筒型の予熱・保温構造を長手方向
に複数箇所で分割した実施例によれば配管への着脱が容
易となり、そのため設置工期は短縮し保守性も一層改善
される。又、分割した予熱・保温構造の合せ目が漏洩液
体金属の噴出方向と一致しないようにすれば、少なくと
も噴出した液体金属が合せ目から漏れ出ることがあって
も直接外側に噴出しないようにでき、あるいは合せ目の
面を段付きはめ合せ構造として狭い流路を形成すれば漏
洩液体金属を流出しにくくでき、噴出した液体金属によ
る火災の発生を防止できるので上述の漏洩検出機構との
相互効果により安全性はより一層向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による予熱一体型保温構造の一実施例
を示す概要図。
【図2】図1の導電性のあるセラミックスの表面を電気
的に絶縁した例を示す概要図。
【図3】図1で液体金属の漏洩を検知する機能を持たせ
た例を示す概要図。
【図4】図1で液体金属の漏洩を検知する機能を持たせ
た図3とは異なる例を示す概要図。
【図5】この発明による予熱一体型保温構造で円筒型の
一実施例を示す概要図。
【図6】円筒型の予熱一体型保温構造を長手方向に2分
割した構造の一実施例を示す概要図。
【図7】図6の2分割した構造において、合せ目の面を
段付きはめ合せ構造とした一実施例を示す断面図。
【図8】導電性のあるセラミックスの抵抗温度特性を示
す図。
【符号の説明】
1:導電性のあるセラミックス 2:断熱性のあるセラミックス 5:被加熱体 6:電気的絶縁性のあるセラミックス 7:イオン導電性のあるセラミックス 8:絶縁材 15:予熱一体型保温構造

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液体金属の溶融状態を保持するための
    予熱・保温構造であって、導電性のあるセラミックス
    (1)と断熱性のあるセラミックス(2)とを重ねて一
    体に形成し、上記導電性を有するセラミックス(1)の
    両端には、上記導電性を有するセラミックス(1)を通
    電するための通電手段を設け、液体金属を内包する被加
    熱体(5)に上記導電性のあるセラミックス(1)の側
    を面して取り付けることを特徴とする予熱一体型保温構
    造。
  2. 【請求項2】 導電性のあるセラミックス(1)は、
    特定の温度で著しい正の抵抗温度特性を示すものである
    ことを特徴とする請求項1記載の予熱一体型保温構造。
  3. 【請求項3】 導電性のあるセラミックス(1)の被
    加熱体(5)側に電気的絶縁性のあるセラミックス
    (6)を一体に形成したことを特徴とする請求項1記載
    の予熱一体型保温構造。
  4. 【請求項4】 導電性のあるセラミックス(1)にイ
    オン導電性のあるセラミックス(7)を直接埋設し、上
    記イオン導電性のあるセラミックス(7)には、液体金
    属が被加熱体(5)から漏洩した時、漏洩液体金属から
    発生するイオンの作用によって生ずる上記イオン導電性
    のあるセラミックス(7)の導電特性変化の検出手段を
    設けたことを特徴とする請求項1記載の予熱一体型保温
    構造。
  5. 【請求項5】 イオン導電性のあるセラミックス
    (7)は絶縁材(8)によって導電性のあるセラミック
    ス(1)と電気的に絶縁されていることを特徴とする請
    求項4記載の予熱一体型保温構造。
  6. 【請求項6】 内側に導電性のあるセラミックス
    (1)を、外側に断熱性のあるセラミックス(2)を配
    置した円筒型であることを特徴とする請求項1記載の予
    熱一体型保温構造。
  7. 【請求項7】 円筒型の予熱一体型保温構造は、長手
    方向に複数箇所で分割されたものであることを特徴とす
    る請求項6記載の予熱一体型保温構造。
  8. 【請求項8】 予熱一体型保温構造の分割体の隣接す
    る合わせ目は、被加熱体(5)の表面から垂直でない方
    向に延びるようにしたことを特徴とする請求項7記載の
    予熱一体型保温構造。
  9. 【請求項9】 予熱一体型保温構造の分割体の隣接す
    る合わせ目が段付きはめ合せ構造であることを特徴とす
    る請求項7記載の予熱一体型保温構造。
JP5291942A 1993-11-22 1993-11-22 予熱一体型保温構造 Pending JPH07146397A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102696072A (zh) * 2009-11-30 2012-09-26 阿海珐 用于输送液态钠的管状管道

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102696072A (zh) * 2009-11-30 2012-09-26 阿海珐 用于输送液态钠的管状管道
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