JPS6322252B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、たとえばナトリウム冷却形高速増
殖炉などのようにナトリウムを取扱う施設におい
て漏洩ナトリウムを検出する装置に関する。

ナトリウムを取扱う施設においては、機器や配
管などから生じる漏洩ナトリウムを漏洩初期の段
階で検出することは非常に重要である。すなわ
ち、漏洩ナトリウムは外部雰囲気に接触し、腐食
性の化合物を生成するため、発見が遅れると機器
や配管に大きな損害を与え、漏洩が拡大するおそ
れがある。したがつて初期の微少量漏洩時に確実
に検出する必要がある。

従来、ナトリウムの漏洩を検出する装置として
は、たとえば機器の底などに溜まつた漏洩ナトリ
ウムによつて電極を短絡させることによりナトリ
ウムの存在を検出できるようにしたものがある
が、この場合、かなり多量の漏洩を生じないと検
出できないという問題がある。また、他の構成の
検出器として、高温に熱したフイラメントにより
漏洩ナトリウムをイオン化して検出するイオン化
検出器もあるが、このものは高温フイラメントを
使用するために、空気中での使用は耐久性の上で
困難であり、また出力が不安定で調整が難かしい
という問題があつた。

一方、高温フイラメントの代りに微量の放射線
を用いたものが、たとえば一般の煙感知器として
利用されている。この検出器は一例として第１図
に示されるような構成である。すなわちａは金属
製のケーシングa₁で包囲される外部イオン室であ
つて、この外部イオン室ａには検出すべき試料ガ
スが入り込むようになつている。また、外部イオ
ン室ａには電極ｂと外部放射線源ｃとが設けられ
ている。そしてこの外部イオン室ａに対して独立
した内部イオン室ｄが絶縁板ｅを狭んで設けられ
ている。この内部イオン室ｄは金属製のケーシン
グd₁で密閉されており、内部に電極ｆと内部放射
線源ｇとが設けられる。また内部イオン室ｄ内に
は、試料ガスと同じ種類のキヤリアガスたとえば
空気・窒素・アルゴン等が封入されている。

そして内部イオン室ｄの電極ｆと他方の電極を
兼ねるケーシングd₁との間に直流電圧を印加する
とともに、外部イオン室ａの電極ｂとケーシング
a₁との間にも直流電圧を印加する。すると各電極
間に存在するガスは各放射線源ｃ，ｇから出る放
射線によつてイオン化され、それぞれ異符号の電
極に向つて移動するためにイオン電流が流れる。
このイオン電流は、内部イオン室ｄ内のキヤリア
ガスおよび外部イオン室ａ内の試料ガスの組成が
変化しない限り一定となり、バランスするため、
予めこれらガス雰囲気下におけるイオン電流を求
めて基準値を設定しておけば、外部イオン室ａ内
にナトリウム蒸気などの異種類の微粒子が入り込
んだときに生じるイオン電流値のバランス変化を
電気回路部ｈで検出し、表示信号を発することに
より試料ガスに異物が混入したことを知ることが
できる。

しかしながらこのように構成される従来の検出
器では、試料ガスにナトリウムが含まれている場
合に、電気回路部ｈにナトリウム蒸気が付着し、
絶縁不良を起して短時間で出力低下などの故障を
生じるという問題があつた。また、外部イオン室
ａに入り込む試料ガスは自然対流と拡散作用のみ
によつて電極間に到達するため、漏洩を生じてか
らの応答時間が遅いという欠点もある。しかも、
一旦高濃度のナトリウム蒸気等が外部イオン室ａ
内に流入すると、この不純ガスが外部イオン室ａ
内に長時間滞留し、初期状態に戻りにくいという
欠点もあつた。

この発明は上記事情にもとづきなされたもので
その目的とするところは、微量のナトリウム蒸気
も短時間で確実に検出できるとともに、短時間で
初期状態に戻すことができ、しかも故障しにくく
信頼性の高いナトリウム漏洩検出器を提供するこ
とにある。

以下この発明を第２図および第３図に示す一実
施例にもとづき説明する。図中１は金属製のケー
シング１ａで包囲される外部イオン室であつて、
この外部イオン室１には検出すべき試料ガスを導
入する試料ガス取入口２が設けられ、この取入口
２には防塵ネツト３を備えた吸入フアン４が設け
られている。この吸入フアン４の吐出側には乱流
板５が設置されている。この乱流板５は第３図に
示されるように、板の一部を切り起して形成した
多数の偏向通風孔６…を環状に配列したものであ
る。また、外部イオン室１内には電極７が収容さ
れ、この電極７の表面には外部放射線源８の一例
として、微量のアメリシウムが取付けられてい
る。９は試料ガスの排出口である。

また上記電極７は、たとえばポリカーボネイト
などの素材とする電気絶縁板１１に取付けられて
いる。そしてこの絶縁板１１を境として、外部イ
オン室１の反対側に内部イオン室１２が形成され
ている。この内部イオン室１２は、金属製のケー
シング１２ａによつて包囲されており、外部イオ
ン室１に対して区画された独立の空間を形成して
いる。そしてこの内部イオン室１２には、前記電
極７と同種の電極１３が収容され、この電極１３
には内部放射線源１４として、上記外部放射線源
８と同容量の微量のアメリシウムが取着されてい
る。

そして内部イオン室１２内には、試料ガスと同
種のキヤリアガスたとえばアルゴン、窒素、空気
などが収容されている。また内部イオン室１２に
は、キヤリアガスのみの流通が容易に行なえるよ
うなフイルタ１５ａ、たとえば孔径1μm程度のメ
ツシユのステンレス鋼製フイルタを備えた流通部
１５が設けられており、このフイルタ１５ａを通
じて内部のキヤリアガスを入換えることができる
ようになつている。

また、絶縁板１１上には電気回路部１６が設け
られている。この電気回路部１６は電極７，１３
および、他方の電極を兼ねるケーシング１ａ，１
２ａに電気接続されている。そして外部イオン室
１の電極７とケーシング１ａとの間のイオン電流
を検出するとともに、内部イオン室１２の電極１
３とケーシング１２ａとの間のイオン電流を検出
し、イオン電流相互のバランス変化を予め設定し
ておいた初期バランス値と比較することにより、
一定の基準値を超えたときに漏洩表示信号を図示
しない表示器に出力するようになつている。

そして上記電気回路部１６は耐ナトリウム性の
保護材１７で被つてある。この保護材１７として
はたとえばシリコン樹脂、エポキシ樹脂のように
電気絶縁性および耐食性の優れた硬化性の接着剤
を採用できる。１８は防塵ネツト付の着脱自在な
蓋である。

以上のように構成されたナトリウム漏洩検出器
は、たとえば液体ナトリウムを冷却材として使用
する高速増殖炉に使用される。すなわち、この検
出器を機器や配管等の検出予定部に配設し、吸入
フアン４を駆動して試料ガスを取り入れるととも
に、外部イオン室１の電極７とケーシング１ａと
の間に直流電源を接続し、また、内部イオン室１
２の電極１３とケーシング１２ａとの間にも同じ
く直流電源を接続してこれら電極間に電圧を印加
する。すると、内部イオン室１２内のキヤリアガ
スおよび外部イオン室１内の試料ガスは各放射線
源８，１４から出る放射線によつてイオン化さ
れ、それぞれ異符号の電極に向つて移動するため
にイオン電流が流れる。このイオン電流は、試料
ガス中にナトリウム蒸気が含まれていない状態、
すなわち内部イオン室１２のキヤリアガス組成と
試料ガス組成とが同一である所期値設定状態であ
れば、互いのイオン電流はバランスし、漏洩を生
じていないことが判る。

一方、ナトリウムが漏洩し、試料ガス中にナト
リウム蒸気が混入すると、吸入フアン４によつて
外部イオン室１に導入されたナトリウム蒸気の微
粒子により、電極７とケーシング１ａとの間に流
れるイオン電流が減少し、内部イオン室１２のイ
オン電流に対するバランスが崩れる。この電流変
化は電気回路部１６にて、ナトリウム蒸気を含ま
ない場合の所期設定値と比較され、その変動幅が
所定の値を超えると漏洩表示信号が出力されて図
示しない警報ブザー、警告灯などによつて表示さ
れる。

また、検出器の適用箇所が変わつたり、流通す
るガスの種類が変わるなどして試料ガスのバツク
グラウンドとなるガスが変化した場合には、フイ
ルタ１５ａを介して内部イオン室１２内のキヤリ
アガスを入れ換える。たとえば試料ガスのバツク
グラウンドガスがアルゴンから窒素に変わつた場
合、内部イオン室１２のキヤリアガスもアルゴン
から窒素に変化する。よつて、双方のイオン電流
のバランスは一定に保たれ、所期値設定状態が維
持されるため、異なるキヤリアガス中でも同様に
ナトリウム検出機能を発揮できるものである。

しかして上記構成のナトリウム漏洩検出器によ
れば、電気回路部１６を保護材で被つてあり、試
料ガスとの接触を断つているから、ナトリウム蒸
気が電気回路部１６に付着して絶縁不良を生じる
ことを防止でき、長期にわたつて安定した検出機
能を発揮でできる。しかも吸入フアン４の採用に
より、漏洩ナトリウム蒸気を早期の段階で外部イ
オン室１に取り込むことができ、しかもこのとき
乱流板５によつて渦流を生じつつ外部イオン室１
内に拡散するから、イオン化が安定した状態で促
進される。よつて微量のナトリウム漏洩も早期に
確実に検出でき、信頼性が非常に高い。なお、第
１図に示した従来の検出器ではナトリウム蒸気中
で１週間程度使用すると電気回路部の絶縁不良に
より出力低下が見られ、また検出器の下部２ｍ程
度からナトリウム煙によつて応答時間を測定した
ところ20秒程度が必要であつた。これに対し本発
明の検出器では、ナトリウム蒸気による電気回路
部１６の絶縁不良は全く発生せず、出力低下を生
じないとともに、従来と同様の測定条件で応答時
間を測定したところ、僅か２〜３秒で検出できる
という結果が得られた。また、試料ガスとして数
％の高濃度のナトリウム蒸気を外部イオン室１に
流入させても、吸入フアン４による撹拌・排出作
用によつて短時間で残留ナトリウム蒸気を排出で
き、数分で安定した所期状態に戻すことができ
た。なお、吸入フアン４の能力は10／分程度で
あつた。

さらにまた本実施例の検出器によれば、内部イ
オン室１２にフイルタ付の流通部１５を設けるこ
とにより、基準となる内部のキヤリアガス入れ換
えが行なえるから、試料ガスのバツクグラウンド
となるガスが変化しても同一の検出器をそのまま
使用できる。したがつて、たとえばグローブボツ
クス等に検出器を使用する場合にグローブボツク
ス内の雰囲気ガスを変えても、そのまま使用でき
るという汎用性も有している。

この発明は以上説明したように、電気回路部を
ナトリウム蒸気から保護する保護材で被うことに
より長期にわたつて安定した出力が得られるとと
もに、外部イオン室の試料ガス取入口に吸入フア
ンを設けて試料ガスを強制循環させることによつ
て、早期に漏洩ナトリウムを検出できかつ外部イ
オン室に残留するナトリウム蒸気を強制的に排出
して短時間で初期状態に戻すことができるなど、
長期にわたつて故障しにくく検出能力の優れた高
い信頼性を維持でき、ナトリウムを取扱う施設に
おいて施設の安全性を向上させる上での効果は大
きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の検出器を示す断面図、第２図は
この発明の一実施例を示すナトリウム漏洩検出器
の断面図、第３図は同検出器における乱流板の平
面図である。 １…外部イオン室、２…試料ガス取入口、４…
吸入フアン、７…電極、８…外部放射線源、１２
…内部イオン室、１３…電極、１４…内部放射線
源、１５…流通部、１６…電気回路部、１７…保
護材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第１のケーシングと、この第１のケーシング
   内に配置され第１のケーシング内を二分してその
   一方の空間を外部イオン室とする絶縁板と、上記
   第１のケーシング内であつて上記絶縁板により二
   分された他方の空間内に配置され内部イオン室を
   形成する第２のケーシングと、上記外部イオン室
   側の第１のケーシングに形成された試料ガス取入
   口と、上記外部イオン室側の第１のケーシングに
   形成された試料ガス排出口と、上記試料ガス取入
   口に配置され試料ガスを外部イオン室内に吸入す
   る吸入フアンと、上記絶縁板を貫通配置され上記
   外部イオン室側に外部イオン室側電極を位置させ
   るとともに上記内部イオン室側に内部イオン室側
   電極を位置させる電極と、上記外部イオン室側電
   極に取付けられた外部放射線源と、上記内部イオ
   ン室側電極に取付けられた内部放射線源と、上記
   一方の空間内に配置され上記電極、第１のケーシ
   ング、及び上記第２のケーシングに電気接続され
   る電気回路と、この電気回路を被いシリコン樹脂
   又はエポキシ樹脂からなる保護材とを具備したこ
   とを特徴とするナトリウム蒸気漏洩検出器。 ２ 上記第２のケーシングにはキヤリアガス入換
   用のフイルタ付流通部が設置されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のナトリウム
   蒸気漏洩検出器。