JPS61124837A - 高精度リ−ク検出装置 - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、原子力、火力発電プラント等の配管系のリー
クを高精度に、しかも短時間に検出することに好適なリ
ーク検出装置に関するものである。

〔発明の背景〕

第１２図に原子力、火力発電プラント等の配管系の概略
を示す、配管系でリークの起こる可能性の高い場所は溶
接継手部５．フランジ継手部６等の継手部、バルブ７等
の配管系機器であり、これら配管系の保守、保全の立場
からリーク検出器によるモニタリングが必要となる。し
かし、配管系において、これらの数は膨大となるため、
リーク検出器の取り付けは簡便でなければならない。第
１３図に溶接部５の近傍の配管工からき裂８が発生し、
リークした場合を示す。このままプラントを運転すると
き裂８は成長を続け、ついには配管１が破断し、大量の
流体が流れ出すと共に、流体の圧力によって配管がふれ
回り、他の機器を破損する可能性があり、よって高精度
にしかも短時間にリークを検出しプラントを停止させる
必要がある。従来のリーク検出器は第１４図に示した二
重管溶接型と第１５図に示した外部巻きつけ型の微小の
漏洩の発見用の漏洩探知システムがある。第１４図にお
いて、リーク検出機構は本管１の外側に外管２を溶接し
、外管２にリーク検出器３を設ける構造であるために施
工に時間を要し、一度リーク検出器３を取り付けると検
出器の検定は非常に困難となっている。さらに二重管の
長さが長くなると本管１と外管２の間の空間が大きくな
り、リーク検出器３の精度が悪くなり、リークを検出す
るまでに時間がかかるという欠点があった。また、溶接
の熱影響により、溶接部近傍の本管１の強度が低下する
ことも考えられる。第１５図において、リーク検出機構
は本管１を取り巻く断熱材４にコード状のリーク検出８
３’　を複数回巻き付ける構造であり、リークした水が
断熱材を通って外面まで漏れ出すまでリークを検出でき
ないために、リーク検出までに非常に時間がかかる事、
及び大量の水がリークしないと検出できないため、検出
の精度が悪いという欠点を有していた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、リーク検出器の配管への脱着が簡便で
、しかも検出器の精度検定ができ、さらに短時間でリー
クを検出する配管系の高精度リーク検出装置を提供する
ことにある。

〔発明の概要〕

本発明は、上記の目的を達成するために、配管系を覆う
容器部と、該容器部を配管系に密着させて固定する締付
部材と、前記容器部内側に設けた配管系からの漏洩を検
出する検出部材とを設け、配管系に取付けるリーク検出
装置の容器部を着脱容易なサポータとし、しかも、リー
ク検出器を取り付ける前に検出器の精度検定ができ、ま
た複数個の検出器を設ければ、短時間でリークを検出す
ることができるという特徴を有している。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を第り図乃至第５図に示す一実施例により
詳細に説明する。第１図は配管系に簡単に取り付けるこ
とのできるリーク検出装置である。

リーク検出器３をひとつまたは複数個サポータ９の容器
部９ａ内側に設け、さらにサポータ９を複数に分割する
ことによって配管系に簡単に取り付けられると同時に、
図中矢印のように力を加えることによって配管の周方向
に締め付けのきく構造とし、配管系に密着できることが
特徴となっている。密着性を良くするために、サポータ
分割面、サポータと配管系の間に柔軟な材料を用いても
良い。さらに柔軟な材料として、すき間腐食を防止する
ために、防食材を使用することも有効である６たとえば
、第２図にサポータ構造の一例を示す。

分割型サポータ９の合せ面一端に蝶番１０を設け。

他端を開いて配管系にかぶせ、次にサポータ９を閉じ、
ボルトナツト１１で締め付ける。また、ワンタッチフッ
ク１２で締め付ける等により簡便にサポータ９を配管系
に取り付けられるようにしたものである。なお、サポー
タ９の締め付けは、第１図中矢印のような締め付は力が
でる方法ならば他の方法でも良いが、簡便でなければな
らないことは言うまでもない、第３＠はリーク検出器の
精度検定法である。単一または複数個の小孔１３を有し
、管内流体の量を調節できる検定用配管１４　゛にリー
ク検出ｓ３を設けたサポータ９を取り付ける。これによ
って小孔１３からの管内流体のリークに検出器３が動作
するかどうか検定を行うことができる。さらに、第４図
に示すように検定用配管１４の流体量を変化させ、リー
ク検出ａ３の出力変化をプロットすることにより、各リ
ーク検出器の特性が明らかとなり、キャリブレーション
を行うこと゛ができる。また１図中破線のような検定基
準範囲を設け、範囲外のものはオミットすることにより
、動作が確実な検出器だけを配管系に取り付けることが
できる。なお、検定に要する時間は短時間ですむので、
実用上問題はない。第５図はリーク検出器３を設けたサ
ポータ９の最適寸法について検討した結果を示す、リー
ク検出器３は配管系すべてをカバーするのが最良である
が、構成が難しくなり、しかも、経済的でない、また、
本発明において第５図のサポータ９のＩＩｗを大きくと
れば、リークを検出できる配管の範囲は広がるが、リー
クを検出する感度及び精度が低下する。

逆にＷを小さくすれば、高感度、高精度になるが。

リークを検出する配管の範囲が限定されてしまう。

そこで本発明ではまずリークの起こり易い場所のみ（た
とえば第１図中矢印部５、フランジ部６゜バルブ７等）
にリーク検出器を設けることにした。

次に、サポータ９の最適寸法であるが、溶接部を例にと
ると、溶接部付近の残留応力は溶接の熱影響により第５
図のような分布となる。つまり、溶接部で最大引張り応
力が発生し、ｂ点で圧縮応力側に移行し、０点でほぼ応
力はＯとなる。また、溶接の熱影響により配管工の材料
劣化は溶接部５に近い程激しい実際リークをもたらすき
裂８の大部分は溶接止端部ａから応力がＯとなるｂ点の
間の範囲に発生し、圧縮応力となるｂ点以上離れた場所
ではき裂８の発生がほとんどなくなる。したがって、サ
ポータの最適な＊Ｗは距１ｌＩｌｂの２倍である。なお
、リーク検出器の感度が良ければ、帽Ｗは距離すの２倍
以上でも良いが、これ以下にするとリークを検出できな
い場合があるので注意しなければならない、また、サポ
ータ９の高さＨはリーク検出器を設けであるサポータ９
の内側空間を小さくし、感度を上げるという観点から出
来る限り小さくした方が良い。以上は本発明である高精
度リーク検出装置の基本的実施例であるが、本発明を原
子力、火力発電プラント等の配管系に適用すればプラン
トの安全性を大幅に向上できる効果がある。

以下本発明を用いた他の実施例を示す、第６図はサポー
タ９外部に断熱材４を設けた例である。

原子力、火力発電プラントの配管系の多くは配管工に断
熱材４が巻かれており、本発明を適用する際には、断熱
材４を取り除く必要があり、作業性が悪い。そこでサポ
ータ９外側に予め断熱材４を巻き付けておき、サポータ
９を断熱材４と一緒に配管１に取り付ける構造とすれば
、簡単に取り付けることができる。第７図はリークした
流体の回収方法である。特に原子力発電プラントにおい
ては、管内流体に放射能を含んでいる場合があり、リー
クした流体の回収が重要となる場合がある。

そこで、第７図に示したように、サポータ９を受は皿と
して、サポータ９に設けたリーク流体回収管１５によっ
て、リーク流体をタンク等に導くことによって回収が可
能となる。また、リークする流体が少量である場合には
１回収管１５の代りにドレーン１６を設け、サポータ９
にリークした流体を一時ためておく方法も考えられる。

また、ドレーン１６はリーク流体が高圧のためサポータ
９の防爆の役目もなす、第８図は配管円周方向における
リークの場所の検出方法である。まず本発明のリーク検
出機構において、３つ以上のリーク検出器３をサポータ
９に設け、前述のリーク検出器の精度検定方法において
、リーク検出器ａ、ｂ。

Ｃのそれぞれ出力特性を求める。いま、き裂８からリー
クが起こり、リーク検出器３の出力が第８図中Ｒａ、Ｒ
ｂ、Ｒｃとなったとすると、各リーク検出器で検出した
リーク量はそれぞれＪａ。

Ｊｂ、Ｊｃと求まる。一方、リーク検出器の検出量は、
検出器とリークしている場所が近い程大きくなるから、
たとえば、Ｊａ＜Ｊｂ＜Ｊｃという関係が得られたとす
れば、リークの場所はリーク検出器ｂ−ｃ間に位置する
ことは明らかである。

また、最大のリーク量を示したリーク検出器Ｃからき裂
８までの距離をＸとし、リーク検出ｓｂ−〇間の距離を
ｂｃとすれば ｘ：（Ｔｉ−ｘ）＝Ｊａ：Ｊｃの関係よりＪｂ＋Ｊａ よって予めリーク検出器ａ、ｂ、ｃの位置関係を明らか
にしておき、各リーク検出器の校正を行つておけばリー
クの場所を検出できる。第９図はリーク検出器３の出力
を検出する際の結線方法である。リーク検出器３とター
ミナル１８を結線し。

アンプ１９を介してモニタ２０に出力させると。

リーク検出個所が多い場合には配線１０は長く複雑にな
り、施工が難しくなる。そこで第１０図に示すようなブ
リッジ回線によって配線１０を省くことができる。まず
、ひとつまたは複数のリーク検出器３を含み、抵抗２１
と電源２４からなるブリッジ回線を形成し、端子ａ、ａ
’　を発振器２２　　′に結線する０次に、抵抗比がＲ
１／Ｒ，’　＝Ｒ，／Ｒ２′　となるよう抵抗２１の値
を設定する。この場合、ブリッジは平衡状態となり、ａ
−ａ’間の電圧は０となるので１発信器２２は作動しな
い。

いま、リークを検出し、リーク検出器の抵抗値が変化す
るとブリッジの平衡がくずれ、ａ−ａ間に電圧が加わり
発信器２２が動作し、電波が発生する。この電波を受信
機２３で受信し、アンプ１９を介してモニタ２０に出力
させる０以上より、第９図に示したような配線１７は不
要となる。なお。

本実施例で示したブリッジ回路の他にも同様の動作をす
る回路が考えられるが、電源２４は外部配線をしない独
立した電源とするために、電源２４の消費電力を最小と
すること、またリーク検出器３の感度を上げること等の
理由で、ブリッジ回路が有効である。また、本実施例で
は１発振器２２を用いたが、代りに電球等を用い電球等
の点燈をＴＶカメラ等によって監視し、リークを検出す
る方法も可能であり、さらにベル等の警音装置を用い音
によるリーク検出も可能であることは言うまでもない。

本リーク検出装置を原子力配管系に適用する場合は、リ
ーク水に放射能を含んでおり、リーク検出センサとして
、放射能を検出するセンサを用いることが可能である。

また高圧水を対象とする場合には、サポータが密封状態
となっているためリークが起こるとサポータ内部の圧力
が高くなる。よってサポータ内部に圧力センサを設けて
おけばリークを検出することが可能である。第１１図（
ａ）は高圧水がリークした場合にサポータ９が破裂しな
い様、サポータ９に安全弁を設けた例である。安全弁の
動作圧力を所定の値に設定することにより、サポータ９
の破裂を防止することが可能となる。（ｂ）はサポータ
９に薄肉部２５を設けることにより、サポータ９内部の
圧力が高くなった場合に薄肉部２５からリークさせサポ
ータ９の防爆を図るものである。しかし、（ｂ）の方法
は一度薄肉部よりリークさせるとサポータ９は再使用で
きない、（Ｃ）は薄肉部２５を設ける代りに貫通穴を設
け、ここにサポータ９より弱い材料で作成したリーク用
小片２６を取り付けた例である。

配管がリークしサポータ９内部の圧力が高くなると所定
の圧力で小片２６が壊われ、サポータ９内の圧力を逃す
ことによってサポータ９の防爆を図るものである。なお
１図中では小片２６をサポータ９内部に設けたが外側に
設けても良い。

〔発明の効果〕 本発明によれば、リーク検出器を配管系に簡単に取り付
けられるので、作業性が向上し、リークを精度よく短時
間に検出できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はリーク検出装置のサポータ概略図、第２図はリ
ーク検出装置のサポータ具体例、第３図はリーク検出器
の検定方法の概略図、第４図はリーク検出器の検定結果
（校正臼、１ｌｌ）　、第５図は溶接部近傍の応力分布
とサポータ寸法関係図、第６図は他の実施例のサポータ
外部に断熱材を設けた断面図、第７図は他の実施例のリ
ーク流体の回収方法を示す図、第８図はリークの場所の
検出方法を示す図、第９図はリーク検出器の配線の模式
図。 第１０図は無配線リーク検出装置側図、第１１図は他の
実施例の防爆型リーク検出装置の断面図、第１２図は発
電プラント等の配管系の概略図、第１３図は溶接部近傍
から発生したき裂の模式図、第１４図は従来のリーク検
出装置断面図、第１５図は従来のリーク検出装置外観図
である。 １・・・配管（本管）、２・・・二重管（外管）、３゜
３′・・・リーク検出器、４・・・断熱材、５・・・溶
接部、６・・・フランジ、７・・・バルブ、８・・・き
裂、９・・・サポータ、１０・・・蝶番、１１・・・ボ
ルト、１２・・・ワンタッチフック、１３・・・小孔、
１４・・・検定用配管。 １５・・・リーク回収管、１６・・・ドレイン、１７・
・・配線、１８・・・ターミナル、１９・・・アンプ、
２０・・・モニタ、２１・・・抵抗、２２・・・発信器
、２３・・・受信器、第　１　図 （リ　　　　　　　　　　　　　　　　　　（ｂン罵　
２　　図 （（Ｌ） 第　ｇ　図 （ｂ） 猶ｌθ図 ｂ′ 第　１１　　　図 （久） （Ｃ） ”６　ｔｚ口 罫１３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、配管外周に漏洩流体を検出する手段を取付け、該手
   段からの信号により配管系のリークを検出するリーク検
   出装置において、配管系を覆う容器部と、該容器部を配
   管系に密着させて固定する締付部材と、前記容器部内側
   に設けた配管系からの漏洩を検出する検出部材とを設け
   たことを特徴とする高精度リーク検出装置。 ２、容器部が分割型である特許請求の範囲第１項記載の
   高精度リーク検出装置。 ３、容器部が円弧状であり、底部にドレン孔を有してい
   る特許請求の範囲第２項記載の高精度リーク検出装置。 ４、容器部が断熱材を被覆した板材により形成されてい
   る特許請求の範囲第１項記載の高精度リーク検出装置。 ５、分割型の容器部の合せ面に防食材を施してある特許
   請求の範囲第２項記載の高精度リーク検出装置。 ６、検出部材が周方向に複数個設けられている特許請求
   の範囲第１項記載の高精度リーク検出装置。 ７、検出部材が放射能センサである特許請求の範囲第１
   項記載の高精度リーク検出装置。 ８、検出部材が圧力センサである特許請求の範囲第１項
   記載の高精度リーク検出装置。 ９、検出部材が発信器とセンサの組合せからなる電波発
   信装置である特許請求の範囲第１項記載の高精度リーク
   検出装置。 １０、検出部材が発光器とセンサの組合せからなる光発
   信装置である特許請求の範囲第１項記載の高精度リーク
   検出装置。 １１、検出部が発音装置とセンサの組合せからなる警報
   装置である特許請求の範囲第１項記載の高精度リーク検
   出装置。 １２、容器部が防爆型である特許請求の範囲第１項記載
   の高精度リーク検出装置。 １３、締付部材が分割型容器部の片方合せ部に設けた蝶
   番と他方合せ部に設けたボルトナットあるいはワンタッ
   チフックである特許請求の範囲第１項記載の高精度リー
   ク検出装置。 １４、防爆型容器部が安全弁あるいは局部薄肉部を有し
   ている特許請求の範囲第１２項記載の高精度リーク検出
   装置。 １５、防爆型容器部が該容器部に貫通して設けた穴部に
   前記容器材料より弱い強度の材料を破裂板として有して
   いる特許請求の範囲第１２項記載の高精度リーク検出装
   置。