JPS5913693B2 - 水素検出器 - Google Patents

水素検出器

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Publication number
JPS5913693B2
JPS5913693B2 JP51146311A JP14631176A JPS5913693B2 JP S5913693 B2 JPS5913693 B2 JP S5913693B2 JP 51146311 A JP51146311 A JP 51146311A JP 14631176 A JP14631176 A JP 14631176A JP S5913693 B2 JPS5913693 B2 JP S5913693B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
metal membrane
fluid
tube
hydrogen
membrane tube
Prior art date
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Expired
Application number
JP51146311A
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English (en)
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JPS5370495A (en
Inventor
直道 鐘ケ江
一郎 池本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan
Original Assignee
Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan filed Critical Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan
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Priority to US05/856,804 priority patent/US4181005A/en
Priority to FR7736480A priority patent/FR2373049A1/fr
Priority to DE2754277A priority patent/DE2754277C2/de
Publication of JPS5370495A publication Critical patent/JPS5370495A/ja
Publication of JPS5913693B2 publication Critical patent/JPS5913693B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は液体ナトリウムやガス等の流体中に含まれて
いる水素を検出するための装置に関するものである。
高速増殖炉では冷却材として液体金属ナトリウムが使用
され、ナトリウムに蓄積された熱は蒸気5 発生器内で
水へ伝熱される。
この蒸気発生器内で水がナトリウム中に漏洩するとナト
リウムと水とが激しく反応するので種々の事故を誘発す
る虞れがある。この反応の際にぱ水素を発生するので、
蒸気発生器を有するナトリウム循環ループのアト10
リウム中、あるいはカバーガス空間を有する蒸気発生器
においてはそのカバーガス中に水素検出装置が設置され
る。水素検出装置はニッケルやステンレス鋼の、奪板を
通つて水素が拡散する性質を利用したものであ15つて
、その概略は第1図に示すように、ナトリウムやガスが
出入する流体側1と真空側2とを金属膜3によつて隔離
して水素検出器部分4とし、その真空側2を配管5によ
つて真空側測定系6に接続したものである。
ナトリウムあるいはガス中にフ0 おける水素濃度は、
金属膜3を水素が透過することによつて生じる真空側2
の圧力等の変化を測定系6にて検出することによりなさ
れる。従来の水素検出器は、円筒体あるいは球状体の金
属膜を用い、ナトリウムやガス等の流体が円筒フ5 体
や球状体の外側を流れ、内側が真空系となつている外圧
型のものと、逆に円筒体や球状体の外側が真空系であつ
て内側を流体が流れる内圧型のものとがあり、ナトリウ
ムあるいはガスが500℃、10に9/、V7!2を程
度の状態で運転される。
90従つて、外圧型検出器は強度上の理由により金属膜
厚を厚くする必要があり)このため検出器の精度が悪化
し、また熱膨張、熱収縮による破損の可能性が大きい欠
点がある。
他方、内圧型検出器であつて、例えば第2図のように球
状の金属膜335を有するものは、面積を大きくしたい
場合に、必然的に金属膜厚が厚くなシ水素検出器の測定
精度が悪化し、そのため膜面積に制限がある。測定精C
、O−度上の理由によりニツケル膜の場合、0.5nが
使用最大肉厚と考えられ、前述の500℃、10kg/
Cm2f?の使用条件下ではその強度計算上40C7!
12以上とすることは不可能である。
また、第3図のようにU字管状の金属膜3を有するもの
は、金属膜の両端を台座部8に固定せねばならず、溶接
個所に亀裂が生じ易い。更に、内圧型、外圧型共に熱変
形による金属膜の破損を防止するため、該金属膜をベロ
一構造とするものもあるが、単に薄い膜厚の金属ベロ一
の製作は困難であるばかbでなく膜厚が不均一とな勺測
定精度も悪化する欠点がある。この発明の目的は、上記
のような従来技術の欠点を解消し、強度上大面積化に有
利でありしかも肉厚を均一にし易い金属膜構造をなし、
製作が容易で測定精度のすぐれた水素検出器を提供する
ことにある。
即ちこの発明は、流体側と真空側とが金属膜によつて隔
離される内圧型の水素検出器において、突端が閉塞した
金属膜管を真空側内部に向けて突設し、流体流入配管を
、その先端開口部が前記金属膜管の内側で、かつ前記突
端付近に達するように流体側から挿入した水素検出器で
ある。
以下図面に基づきこの発明について詳述する。
第4図はこの発明の一実施例の説明図である。金属膜ハ
ウジングである外管11には円形の開口を有する台座1
2が内設され、該台座12の開口部には突端の閉塞した
金属膜管13が真空側14の内部に向つて突設されてい
る。つまbこれら台座12および金属膜管13によつて
流体側15と真空側14とが隔離されている状態にある
。そして、流体流入配管16はその開口端16aが金属
膜管13の突端内壁面に対向するごとく該金属膜管13
の内側に挿入されている。水素を含んでいる可能性のあ
るナトリウムやガス等の被測定流体は矢印にて示すよう
に流体流入配管16から流入し、開口端16a付近にて
折返し、流体流入配管16と金属膜管13の間、更に流
体流入配管16と外管11との間を通つて流出する。金
属膜管13の近傍を通過する際、流体中に水素が含まれ
ていればその水素は金属膜管13の管壁内を拡散して通
過し、真空側14へ向い、真空側測定系(図示せず)へ
と導かれる。従つて、従来同様、真空側の圧力等の変化
を測定すればナトリウムやガス中における水素濃度を検
出することができる。第5図はこの発明に係る水素検出
器の他の実施例を示すものであつて、金属膜管17は両
端部とも開口した円筒体であつて、突端に台座12と同
材質からなる端板18を取付けて閉塞したものである。
残余の構成並びに流体の流路等は第4図の場訃と同様で
あるのでそれらについての記載を省略する。かかる構造
とすると金属膜管はその突端部を曲面とする必要がなく
円筒型部のみでよいので肉厚を均一にすることがより一
層容易となる。例えば0.51nt10.02nの仕上
げも可能であるので、検出精度をそれだけ高めることが
できることになる。第6図はこの発明に係る水素検出器
の他の実施例を示すものであつて、流体流入配管の挿入
された金属膜管を複数個並設したものである。
金属膜ハウジングである外管21に複数の円形開口を有
する台座22が内設され、該台座22の各開口部にそれ
ぞれ円筒形状の金属膜管27が真空側24の内部に向つ
て突出する如く固着され、該金属膜管27の先端部は端
板28により閉塞されている。つま択これら台座22お
よび端板28付の金属膜管27によつて流体側25と真
空側24とが隔離されている状態にある。そして流体流
入管26はその先端開口26aが端板28内面に対向す
る:.ように各金属膜管27内に挿入され、各流体流入
管26の基端が共通の内管29に接続されている。水素
を含んでいる可能性のあるナトリウムやガスの流体は矢
印にて示すように内管29を通つて流体流入配管26へ
と分流し、金属膜管27の突端部分で反転し、該金属膜
管27と流体流入配管26との間を通つて流出する。流
体中に水素が含まれていれば、水素は各金属膜管27の
管壁内を拡散して真空側24へ流れるのである。このよ
うな構成とすると金属膜管の長さを増大することなく、
また機械的強度を低下させることなく全体としての金属
膜面積を大きくすることができ、往きの流体と戻Dの流
体との間で熱交換を行わせられる所謂再生熱交換器の形
式とすることができる。第7図訃よび第8図はこの発明
に係る水素検出器の更に他の実施例を示すものであつて
、静的平衡圧測定と動的平衡圧測定とをそれぞれ別個の
金属膜管によつて行うようにしたものである。第7図の
実施例の場合、2個所の円形開口を有する台座32を外
管31に取付け、各開口を覆う如く外管31と逆の方向
に真空側筒体30a,30bを固着する。台座32の一
方の開口部には肉厚が厚く短い金属膜管37aを真空側
筒体30a内に向つて突設し、該金属膜管37aの先端
には突端部が閉塞した円筒状の端管38aを固着し、ま
た台座32の他方の開口部には肉厚が薄く長い金属膜管
37bが真空側筒体30b内に向つて突設され、該金属
膜管37bの先端は端板38bにて閉塞されており1台
座32から端管38aの先端までの長さと台座32から
端板38bまでの長さは等しくなつている。そして同一
形状の流体流入管36を各金属膜管37a,37bに挿
入し、該流体流入管36の基端を共通の内管39に接続
する。肉厚が厚く表面積の小さい金属膜管37aが動的
平衡運転用であり1肉厚が薄く表面積の大きい金属膜管
37bが静的平衡運転用である。このような端管構造と
し、同一形状の流体流入配管を用いると流体の流路抵抗
を等しくすることができる。また第8図の実施例では、
3個所の円形開口を有する台座42を外管41に取付け
、1個所の開口のみを覆う真空側筒体40aと他の2個
所の開口を共通に覆う真空側筒体40bを外管41と逆
の方向に設置する。台座42の一方の開口部には肉厚の
厚い金属膜管47aを真空側筒体40aに向けて突設し
、残勺の2個所の開口部にそれぞれ薄肉の金属膜管47
bを真空側筒体40bに向けて突設して、それらの金属
膜管47a,47bの突端を端板48a,48bにて閉
塞する。そしてそれら金属膜管47a,47bにはそれ
ぞれ内管49に接続された流体流入管46が挿入されて
いる。真空側筒体40b内には2本の薄肉金属膜管47
bが並設されているので、1本のみ設置されている厚肉
金属膜管47aに比し2倍の表面積を有することになb
1静的平衡運転用である。つまb1薄.肉金属管47b
の並設本数分だけ膜面積を広くすることができることに
なる。第7図、第8図共に、厚肉金属膜管37a,47
aを含む真空側筒体30a,40aは配管51によりイ
オンポンプ52に接続され、他方薄肉金属膜管37b,
47bを含む真空側筒体30b,40bは配管53を介
して真空計54に接続され、更に両配管51,53間は
パリアブルリークバルブ55にて連結されるが通常運転
時にはこの弁55は閉じた状態で使用される。
水素検出装置による試験法には動的平衡測定と静的平衡
測定とがあり1静的平衡測定を精度よく行うにはA/d
(Aは膜面積、dは膜厚)が大きい方がよい。
この発明に係る水素検出器は膜面積が広くとれ膜厚を薄
くすることができるのでVdは大となb静的平衡測定に
おける測定精度の向上が可能でありSA/dの小さい方
を動的平衡測定用として用いれば検出器の較正精度の向
上も可能で為る。この発明は上記のように構成されて訃
D1金属膜管は筒状構造なので均一な膜厚のものを作成
するのが容易であり1その上強度上の心配なしに薄肉に
して大表面積化することができるので測定精度が向上し
、また金属膜管の取付部は1本につき1個所で済むので
接合作業は容易であり1また、熱膨張による金属膜管の
伸びは先端部力丁由端になつているので温度変化により
ストレスが生ずる虞れもなく、更には流体流入配管が金
属膜管の内側に設置されているので流体を金属膜管中に
滞留させることなく流すことができる等のすぐれた効果
を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は水素検出器の概略プロツク図、第2図、第3図
はそれぞれ従来の内圧型水素検出器の説明図、第4図、
第5図、第6図、第7図、第8図はそれぞれこの発明に
係る水素検出器の一実施例の説明図である。 11・・・・・・外管、12・・・・・・台座、13,
17・・・・・・金属膜管、14・・・・・・真空側、
15・・・・・・流体側、16・・・・・・流体流入管
、18・・・・・・端板。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 流体側と真空側とが金属膜によつて隔離される内圧
    型の水素検出器において、突端が閉塞した金属膜管を真
    空側内部に向けて突設し、流体流入配管を、その先端開
    口部が前記金属膜管の内側で、かつ前記突端付近に達す
    るように流体側から挿入したことを特徴とする水素検出
    器。 2 流体流入配管の挿入された金属膜管が複数個並置さ
    れている特許請求の範囲第1項記載の水素検出器。 3 複数の金属膜管はA/d(Aは金属膜管の表面積、
    dはその膜厚)の異なる2種類の金属膜管であつて、A
    /dの大なる方を静的平衡運転用金属膜管とする特許請
    求の範囲第2項記載の水素検出器。
JP51146311A 1976-12-06 1976-12-06 水素検出器 Expired JPS5913693B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP51146311A JPS5913693B2 (ja) 1976-12-06 1976-12-06 水素検出器
US05/856,804 US4181005A (en) 1976-12-06 1977-12-01 Hydrogen detector
FR7736480A FR2373049A1 (fr) 1976-12-06 1977-12-05 Detecteur d'hydrogene, notamment pour generateurs de vapeur d'eau a sodium liquide
DE2754277A DE2754277C2 (de) 1976-12-06 1977-12-06 Wasserstoffdetektor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP51146311A JPS5913693B2 (ja) 1976-12-06 1976-12-06 水素検出器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5370495A JPS5370495A (en) 1978-06-22
JPS5913693B2 true JPS5913693B2 (ja) 1984-03-31

Family

ID=15404799

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JP51146311A Expired JPS5913693B2 (ja) 1976-12-06 1976-12-06 水素検出器

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5648539A (en) * 1979-09-29 1981-05-01 Toshiba Corp Hydrogen detector

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5181190A (ja) * 1975-01-10 1976-07-15 Kawasaki Heavy Ind Ltd

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5181190A (ja) * 1975-01-10 1976-07-15 Kawasaki Heavy Ind Ltd

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JPS5370495A (en) 1978-06-22

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