JPS61153555A - 流体中においての物理的状態変化の直前にあることあるいは変化が起つたことを検出するための方法および装置 - Google Patents
流体中においての物理的状態変化の直前にあることあるいは変化が起つたことを検出するための方法および装置Info
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- JPS61153555A JPS61153555A JP60262714A JP26271485A JPS61153555A JP S61153555 A JPS61153555 A JP S61153555A JP 60262714 A JP60262714 A JP 60262714A JP 26271485 A JP26271485 A JP 26271485A JP S61153555 A JPS61153555 A JP S61153555A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は流体中においての相変化の直前にあること、あ
るいは相変化が起ったことを検出するための方法および
装置に関する。
るいは相変化が起ったことを検出するための方法および
装置に関する。
本発明は、液体の中での局部的沸騰の現象が起ったこと
あるいはそれが起る直前にあることの有無、あるいはよ
り一般的に、液体の中での気泡の存在の有無を検出する
ことが必要な場合に用いると特に有用であるはずである
。
あるいはそれが起る直前にあることの有無、あるいはよ
り一般的に、液体の中での気泡の存在の有無を検出する
ことが必要な場合に用いると特に有用であるはずである
。
本発明を用いることが特に適している分野としては、加
圧水彩原子炉の分野がある。そこでは、原子炉冷却材に
おける局部沸騰を起すような温度／圧力状態の出現を避
けなければならない。それが起ると核燃料アセンブリの
損傷につながりうる０〔従来の技術〕 相変化の出現を判定するためには、古くから植種の方法
がある。例えば、欧州特許０５６４５４でブレーキオイ
ルの沸騰点を見出すための方法が公知になっている。こ
の方法は、１つのセンサーに、沸騰の発生を示すような
変化が温度変化のカーブに現われるまで、それを加熱す
る電流を流すことを含んでいる。
圧水彩原子炉の分野がある。そこでは、原子炉冷却材に
おける局部沸騰を起すような温度／圧力状態の出現を避
けなければならない。それが起ると核燃料アセンブリの
損傷につながりうる０〔従来の技術〕 相変化の出現を判定するためには、古くから植種の方法
がある。例えば、欧州特許０５６４５４でブレーキオイ
ルの沸騰点を見出すための方法が公知になっている。こ
の方法は、１つのセンサーに、沸騰の発生を示すような
変化が温度変化のカーブに現われるまで、それを加熱す
る電流を流すことを含んでいる。
この方法は例えば、沸騰が起る直前であることの有無の
検出ができないという欠点を有している。
検出ができないという欠点を有している。
この発明の目的は、相変化が起るまで電圧を増すことに
よって沸騰点を見出すことである。一般的に言って、従
来の方法はいずれも、特に言えば原子核反応の場合に、
運転上の問題や安全上の危険が避けられるような相変化
モニタリングの方法を教えておらず、暗示してもいない
。
よって沸騰点を見出すことである。一般的に言って、従
来の方法はいずれも、特に言えば原子核反応の場合に、
運転上の問題や安全上の危険が避けられるような相変化
モニタリングの方法を教えておらず、暗示してもいない
。
本発明の目的は、流体中においての相変化の直前にある
ことあるいはそれが起ったことの有無の検出のための改
良された方法と装置を提供するＣとにある。より特定的
に言えば、本発明の目的は特に加圧形原子炉（ＰＷＲ）
の中の流体が関係するような運転のモニタリングと安全
を達成することにある。
ことあるいはそれが起ったことの有無の検出のための改
良された方法と装置を提供するＣとにある。より特定的
に言えば、本発明の目的は特に加圧形原子炉（ＰＷＲ）
の中の流体が関係するような運転のモニタリングと安全
を達成することにある。
この目的のために提供される方法は、流体に接している
熱伝導手段の中で所定の分量の熱量をジュール効果によ
って発生させる工程と、その熱伝導手段の温度を測定す
る工程と、およびそれを、流体の中で第２の相が生じた
場合に対応すべく選定された参照温度と比較する工程と
を含んでいる。
熱伝導手段の中で所定の分量の熱量をジュール効果によ
って発生させる工程と、その熱伝導手段の温度を測定す
る工程と、およびそれを、流体の中で第２の相が生じた
場合に対応すべく選定された参照温度と比較する工程と
を含んでいる。
検出は、始めは均一な液相にあった流体の熱伝導度が、
気泡が生ずると少なからず低下するという事実に基づい
ている。気相の出現の直前にあることを検出しようとす
る場合は、ジュール効果で放出される熱によって流体の
温度を上昇せしめることによって局部的な沸騰を起させ
る。
気泡が生ずると少なからず低下するという事実に基づい
ている。気相の出現の直前にあることを検出しようとす
る場合は、ジュール効果で放出される熱によって流体の
温度を上昇せしめることによって局部的な沸騰を起させ
る。
この際は必ず、熱伝導度の低下があり、それが因となっ
て温度が格段に上昇し、よりよい感度でその測定ができ
る。
て温度が格段に上昇し、よりよい感度でその測定ができ
る。
発生された分量の熱量は、金属性のセンサーの流体に接
している面の内側に当るように置かれた電気抵抗体のよ
うな加熱手段の中で放出される。
している面の内側に当るように置かれた電気抵抗体のよ
うな加熱手段の中で放出される。
測定は、電気抵抗体、サーミスタあるいは熱電対といっ
た別個になったセンサー要素によっても。
た別個になったセンサー要素によっても。
あるいはまた、加熱手段の電気抵抗が、著しくかつよく
知られているとおり、温度と共に変る場合ならば、その
加熱手段自体の電気抵抗を測定することによっても行わ
れうる。後者の方式がとられる場合は、加熱手段に定電
流を流せばよく、その電流が微弱な場合であっても、通
常は均一な液相状態にある流体の中に気・泡があるかな
いかによって大いに異る温度上昇が結果として生ずる。
知られているとおり、温度と共に変る場合ならば、その
加熱手段自体の電気抵抗を測定することによっても行わ
れうる。後者の方式がとられる場合は、加熱手段に定電
流を流せばよく、その電流が微弱な場合であっても、通
常は均一な液相状態にある流体の中に気・泡があるかな
いかによって大いに異る温度上昇が結果として生ずる。
本発明はまた、上述した方法を実施するための装置をも
提供する。流体中における相変化の直前にあることある
いはそれが起ったことの有無の検出のためのこの装置は
、熱伝導性の面を有して流体中に入れられるセンサー、
その熱伝導性の面に接している電気抵抗体、その電気抵
抗体に接続され所定の加熱用電流をもってその電気抵抗
体を作動させる通電手段、および、気泡が逃げないよう
に凹面にしてもよい前記の熱伝導性の面の温度のモニタ
リングのための測定手段とで成っている。
提供する。流体中における相変化の直前にあることある
いはそれが起ったことの有無の検出のためのこの装置は
、熱伝導性の面を有して流体中に入れられるセンサー、
その熱伝導性の面に接している電気抵抗体、その電気抵
抗体に接続され所定の加熱用電流をもってその電気抵抗
体を作動させる通電手段、および、気泡が逃げないよう
に凹面にしてもよい前記の熱伝導性の面の温度のモニタ
リングのための測定手段とで成っている。
その測定手段は、加熱用電気抵抗体と一体のものであっ
てもよく、または別個のセンサー要素を含んでもよい。
てもよく、または別個のセンサー要素を含んでもよい。
この装置は典型的には、絶縁電線で電気抵抗体およびセ
ンサー要素と接続され、センサーから遠く離れた所に置
きうる電気ないし電子装置のボックスを包含している。
ンサー要素と接続され、センサーから遠く離れた所に置
きうる電気ないし電子装置のボックスを包含している。
このボックスでは互に異る構成の仕方がありうる。流体
の沸騰温度がよく知られていれば構成は極めて簡単で、
他の場合、特には沸騰温度が圧力の変化によって相当に
変化する場合には、温度の！饗値を変更する手段を伴う
。
の沸騰温度がよく知られていれば構成は極めて簡単で、
他の場合、特には沸騰温度が圧力の変化によって相当に
変化する場合には、温度の！饗値を変更する手段を伴う
。
この装置は１例えば電気抵抗体に通電せずに液体の温度
を測定し、それから第２の相が生じたことあるいはその
ような状態に近づいたことの検出を行う、というように
、′相異る複数の測定を、所定のサイクルで繰返すとい
う交番的な形で行うのに用いるのが望ましい。
を測定し、それから第２の相が生じたことあるいはその
ような状態に近づいたことの検出を行う、というように
、′相異る複数の測定を、所定のサイクルで繰返すとい
う交番的な形で行うのに用いるのが望ましい。
本発明について以下、制限的例ではない特定の実施態様
について図面を参照しつつなお詳しく説明する。
について図面を参照しつつなお詳しく説明する。
第１図には、センサーの端部に当ったΦ域においての気
相が発生したことあるいはその直前にあることの有無の
検出のために液体中に入れられるセンサー１０を包含す
る装置が略図的に示されている。
相が発生したことあるいはその直前にあることの有無の
検出のために液体中に入れられるセンサー１０を包含す
る装置が略図的に示されている。
センサー１０は、底板１４で閉じられ、出力部の気密な
コネクタ１６と結合されている管状の本体部１２を包含
している。
コネクタ１６と結合されている管状の本体部１２を包含
している。
仕切板１８が底板１４と共に室２０の外との境界を形成
している。
している。
仕切板１８よりも上部にある本体部１２の壁は、運転温
度に耐える一般には鉱物質の熱／電気絶縁体を包容して
いる。
度に耐える一般には鉱物質の熱／電気絶縁体を包容して
いる。
底板１４には、センサー要素（感熱体）２２と加熱用電
気抵抗体２４が相隣り合って固定されており、これらは
屡々同じ構造のものとされる０この場合、それらはバン
ド形の電気抵抗体であって、例えばＰＷＨの中での沸騰
の有無の検出に応用する場合ならば、白金でできている
◎各々のバンドには２〜３本の電線２６．２８が接続さ
れていて、それら電線は絶縁性で気密なケーブルグーラ
ンド３０を通って仕切壁１８を貫通し、コネクタ１６を
経て電子装置ボックス３２に接続される。
気抵抗体２４が相隣り合って固定されており、これらは
屡々同じ構造のものとされる０この場合、それらはバン
ド形の電気抵抗体であって、例えばＰＷＨの中での沸騰
の有無の検出に応用する場合ならば、白金でできている
◎各々のバンドには２〜３本の電線２６．２８が接続さ
れていて、それら電線は絶縁性で気密なケーブルグーラ
ンド３０を通って仕切壁１８を貫通し、コネクタ１６を
経て電子装置ボックス３２に接続される。
第１図に示されている特定の実施態様においては、ボッ
クス３２は、センサー１０が入れられた流体の温度の判
定ができるように設計されている。
クス３２は、センサー１０が入れられた流体の温度の判
定ができるように設計されている。
その目的のために電線２６は、１つの温度測定回路３４
に接続されていて、それの出力３６として、センサー要
素２２の温度を代表する値をもった電気的出力信号を送
出する。センサー要素２２は抵抗値が温度によって変る
電気抵抗体という形式であってよく、この場合１回路３
４は一般にはホイートストンブリッジとなる。センサー
要素はまた熱電対であってもよく、この場合は回路３４
は冷接点と温接点間の電位差を増幅した信号を送出する
。
に接続されていて、それの出力３６として、センサー要
素２２の温度を代表する値をもった電気的出力信号を送
出する。センサー要素２２は抵抗値が温度によって変る
電気抵抗体という形式であってよく、この場合１回路３
４は一般にはホイートストンブリッジとなる。センサー
要素はまた熱電対であってもよく、この場合は回路３４
は冷接点と温接点間の電位差を増幅した信号を送出する
。
加熱用電気抵抗体２４に通電がなされていないとき、回
路３４から送出される出力信号は底板１４の温度、した
がって流体の温度を代表する。そこで、この信号を表示
装置３８において指示あるいは記録することができる。
路３４から送出される出力信号は底板１４の温度、した
がって流体の温度を代表する。そこで、この信号を表示
装置３８において指示あるいは記録することができる。
ボックス３２にはなお、加熱用電気抵抗体２４の中で所
定の大きさの加熱電流を生せしめるための手段が含まれ
ている。第１図では加熱用電気抵抗体２４への通電は、
定電流発生器４０によってコンタクトブレーカ４２を経
て行われるので、このコンタクト４２が開の場合には流
体の温度を測定し、コンタクト４２が閉の場合には相変
化が起ったことあるいはその直前にあることの有無の検
出を行うということができる・ 上記の第２の場合（コンダクト４２が閉）には、測定回
路３４の出力信号は％［値をもった回路（比較＠）４４
を通って出て、測定値の電圧が、適当に選定されている
参照電圧ｖＲあるいは所定の値をもった参照電圧より大
きい場合、警報の出力表示がなされる＠ 電圧ｖＲは望ましくは調整可能とされ、センサーが入れ
られる液体の沸騰点がよく知られている場合、つまりそ
れに影響を与える要因のすべてが定常的である場合には
、その沸騰点の僅かに下方の温度に対応するようにセッ
トされる。そうすることにより、検出は良好な感度で行
われる。何故ならば、沸騰が起って気泡が発生すると、
それによりセンサー要素２２の温度が、流体の温度に近
い値から始まって、熱伝導率の低下が大きく関与したあ
る温度まで、相当な大きさをもって変化するからである
。
定の大きさの加熱電流を生せしめるための手段が含まれ
ている。第１図では加熱用電気抵抗体２４への通電は、
定電流発生器４０によってコンタクトブレーカ４２を経
て行われるので、このコンタクト４２が開の場合には流
体の温度を測定し、コンタクト４２が閉の場合には相変
化が起ったことあるいはその直前にあることの有無の検
出を行うということができる・ 上記の第２の場合（コンダクト４２が閉）には、測定回
路３４の出力信号は％［値をもった回路（比較＠）４４
を通って出て、測定値の電圧が、適当に選定されている
参照電圧ｖＲあるいは所定の値をもった参照電圧より大
きい場合、警報の出力表示がなされる＠ 電圧ｖＲは望ましくは調整可能とされ、センサーが入れ
られる液体の沸騰点がよく知られている場合、つまりそ
れに影響を与える要因のすべてが定常的である場合には
、その沸騰点の僅かに下方の温度に対応するようにセッ
トされる。そうすることにより、検出は良好な感度で行
われる。何故ならば、沸騰が起って気泡が発生すると、
それによりセンサー要素２２の温度が、流体の温度に近
い値から始まって、熱伝導率の低下が大きく関与したあ
る温度まで、相当な大きさをもって変化するからである
。
別の場合として、例えば液体の圧力変化がある場合のよ
うに沸騰点が大きな幅の中で変りうる場合には、ボック
ス３２に参照電圧値ｖＲの自動調整の手段を付加するこ
とがより良いであろう。第１図に示されているこの場合
、その自動調整手段は、コンタクトブレーカ４２を交番
的に開閉して比較器４４と参照電圧ｖＲの発生器４８を
交互に生かすようなシーケソン＠−Ｊｆ４６を含んでい
るＯ参照電圧発生器４８が生かされているときは、これ
が電圧ｖＲを比較器４４・に送出するが、その電圧は、
コンタクトブレーカ４２が開のときに検出された真の流
体の温度を代表する電圧である。
うに沸騰点が大きな幅の中で変りうる場合には、ボック
ス３２に参照電圧値ｖＲの自動調整の手段を付加するこ
とがより良いであろう。第１図に示されているこの場合
、その自動調整手段は、コンタクトブレーカ４２を交番
的に開閉して比較器４４と参照電圧ｖＲの発生器４８を
交互に生かすようなシーケソン＠−Ｊｆ４６を含んでい
るＯ参照電圧発生器４８が生かされているときは、これ
が電圧ｖＲを比較器４４・に送出するが、その電圧は、
コンタクトブレーカ４２が開のときに検出された真の流
体の温度を代表する電圧である。
そこでこの装置は次のように働く。
第１のステップとしてシーケンＷＪｉｐ４６がコンタク
トブレーカ４２を開とし、参照電圧ｖＲの発生器４８を
作動させる。参照電圧発生器４８はセンサー要素２２の
温度を代表する電圧ｖＲを発生し、比較のために送出す
る。
トブレーカ４２を開とし、参照電圧ｖＲの発生器４８を
作動させる。参照電圧発生器４８はセンサー要素２２の
温度を代表する電圧ｖＲを発生し、比較のために送出す
る。
第２のステップとして、シーケン−ａ’！に４ｅ ４６
がコンタクトブレーカ４２を閉とし、比較器４４を作動
させる。測定回路３４の出力電圧と参照電圧ｖＲの差が
、固定値であっても可変であってもよいある所定の値を
超えた場合には警報が発せられるＯ気相の存在はないが
気相発生の直前の状態であるときにそれを発見するため
に、液体の真の温度と沸騰点温度との差が、前取って選
定されたある直より小さくなった場合には局部的沸騰が
起るように比較的大きい値の加熱用電流を選定しである
Ｏ本発明の別の実施態様においては、特異な１つの要素
が加熱用手段２４とセンサー要素２２を構成している。
がコンタクトブレーカ４２を閉とし、比較器４４を作動
させる。測定回路３４の出力電圧と参照電圧ｖＲの差が
、固定値であっても可変であってもよいある所定の値を
超えた場合には警報が発せられるＯ気相の存在はないが
気相発生の直前の状態であるときにそれを発見するため
に、液体の真の温度と沸騰点温度との差が、前取って選
定されたある直より小さくなった場合には局部的沸騰が
起るように比較的大きい値の加熱用電流を選定しである
Ｏ本発明の別の実施態様においては、特異な１つの要素
が加熱用手段２４とセンサー要素２２を構成している。
その特異な要素というのは１つの平らな金属の電気抵抗
体である。この場合、シーケンｚｄｉ４６は、加熱用パ
ルスが発生されて、それらパルスが終った後にその要素
の温度が判定されるように、設計されるのが望ましい。
体である。この場合、シーケンｚｄｉ４６は、加熱用パ
ルスが発生されて、それらパルスが終った後にその要素
の温度が判定されるように、設計されるのが望ましい。
別の方式として、この特異な要素にそれを適当に加熱す
るような定常電流を連続的に供給し、均一な液中にある
ときよりも気泡があるときには格段に高くなるはずのこ
の要素の温度、を判定する、という方式センサー要素２
２が加熱手段２４と別個になっている場合、センサー要
素は、電気抵抗体、サーミスタあるいは熱電対といった
種々の形態をとりうる。
るような定常電流を連続的に供給し、均一な液中にある
ときよりも気泡があるときには格段に高くなるはずのこ
の要素の温度、を判定する、という方式センサー要素２
２が加熱手段２４と別個になっている場合、センサー要
素は、電気抵抗体、サーミスタあるいは熱電対といった
種々の形態をとりうる。
第１図は本発明による方法を実施するためのｌつの特定
の装置のダイヤグラム式の一般図、第２図は第１図の装
置におけるセンサーの端部の可能な１つの構造を示す図
で、第３図の■−Ｈの断面図、第３図は第２図の■−■
の断面図である。 １０：センサー（全体） １２：本体部 １４：底板（熱伝導手段） １６：コネクタ １８：仕切板 ２０：室 ２２：センサー要素（感熱体） ２４：加熱用電気抵抗体 ２６．２８：電線 ３０：ケーブルグランド ３２：電子的ボックス ３４：温度測定回路 ３６：出力 ３８：表示装置 ４０：定電流発生器 ４２：コンタクトプレー力 ４４：比較器 ４６：シーケンン！！：１ｌｒ ４８：参照電圧発生器
の装置のダイヤグラム式の一般図、第２図は第１図の装
置におけるセンサーの端部の可能な１つの構造を示す図
で、第３図の■−Ｈの断面図、第３図は第２図の■−■
の断面図である。 １０：センサー（全体） １２：本体部 １４：底板（熱伝導手段） １６：コネクタ １８：仕切板 ２０：室 ２２：センサー要素（感熱体） ２４：加熱用電気抵抗体 ２６．２８：電線 ３０：ケーブルグランド ３２：電子的ボックス ３４：温度測定回路 ３６：出力 ３８：表示装置 ４０：定電流発生器 ４２：コンタクトプレー力 ４４：比較器 ４６：シーケンン！！：１ｌｒ ４８：参照電圧発生器
Claims (10)
- （１）ａ）流体に接している熱伝導手段の中で、所定の
分量の熱量をジュール効果によつて発生させる工程と、 ｂ）前記手段の温度を測定する工程と、 ｃ）前記手段の温度を、前記流体の中で第２の相が生じ
た場合に対応すべく選定された参照温度と比較する工程
と、 ｄ）さらにａ）、ｂ）、ｃ）の工程を繰り返す工程とか
ら成る流体中においての、物理的状態の変化の直前にあ
ること、あるいは変化が起つたことを検出するための方
法。 - （２）前記手段の温度が、液体の温度に近い参照温度と
比較されることとした、前記液体中における気泡発生が
起つたことあるいはそれが起る直前であることを検出す
るための、特許請求の範囲第１項の方法。 - （３）気泡発生が起る直前にあることの判定が、前記液
体の温度が沸騰点温度に近い場合には、前記手段に接し
ている液体の局部的沸騰が起るために十分な熱量を前記
手段に与えることによつて達成される特許請求の範囲第
２項に記載の方法。 - （４）前記の熱量が、前記液体に接している前記熱伝導
手段に当るように置かれた電気抵抗体を流れるあらかじ
め決められた大きさの電流によつて発生される特許請求
の範囲第３項に記載の方法。 - （５）前記手段の温度の測定が、前記電気抵抗体とは別
個になつたセンサー要素で行なわれる特許請求の範囲第
４項に記載の方法。 - （６）前記センサー要素が電気抵抗体、サーミスタある
いは熱電対である特許請求の範囲第５項に記載の方法。 - （７）前記電気抵抗体に一定の電流が流されており、そ
の電気抵抗体の抵抗値が測定され、その測定値からその
電気抵抗体の温度、したがつて前記熱伝導手段の温度が
求まる特許請求の範囲第４項に記載の方法。 - （８）ａ）前記電気抵抗体が交番的に作動状態および非
作動状態とされ、 ｂ）別個になつている前記センサー要素によつて、前記
電気抵抗体が非作動状態におかれたときに液体の温度が
測定され、前記電気抵抗体が作動状態におかれた場合に
はセンサー要素の温度が測定され、 ｃ）前記の測定結果が比較され、そして、 ｂ）前記の一連の測定が繰返される特許請求の範囲第５
項に記載の方法。 - （９）ａ）熱伝導する面を有し、液体中に入れられるセ
ンサーと、 ｂ）前記の面の内側に接している電気抵抗体と、 ｃ）前記電気抵抗体に、それを加熱するために所定の電
流を流すために、前記電気抵抗体に接続された通電手段
と、 ｄ）前記の面の温度測定の手段とで構成される流体中に
おいての物理的状態変化の直前にあること、あるいは変
化が起つたことを検出するための装置。 - （１０）前記物理的状態変化で気泡が発生したとき、前
記の面が、前記気泡を逃さないように、下向きの凹面に
なつている特許請求の範囲第８項に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8417907 | 1984-11-23 | ||
| FR8417907A FR2573871B1 (fr) | 1984-11-23 | 1984-11-23 | Procede et dispositif de detection de changement de phase |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61153555A true JPS61153555A (ja) | 1986-07-12 |
Family
ID=9309896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60262714A Pending JPS61153555A (ja) | 1984-11-23 | 1985-11-25 | 流体中においての物理的状態変化の直前にあることあるいは変化が起つたことを検出するための方法および装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4781469A (ja) |
| EP (1) | EP0183615B1 (ja) |
| JP (1) | JPS61153555A (ja) |
| DE (1) | DE3580656D1 (ja) |
| FR (1) | FR2573871B1 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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