(57)【要約】【課題】漏洩検出器の断線診断作業を行う運転員の作業負荷を軽減する漏洩検出器の断線診断技術を提供する。【解決手段】断線診断システム１０は、一定の空間を隔てて設けられた２つの電極１２（１２ａ、１２ｂ）を備える漏洩検出器１４と、電極１２と接続されて、電極１２間が導通した際に漏洩検出信号ｓを入力する漏洩検出信号入力部１５と、漏洩検出信号ｓが入力された場合、液体金属の漏洩が発生したとして警報する警報通知部１６と、前記漏洩検出器における断線を診断する断線診断モードに切り替えられた際に、警報を停止させる警報停止信号ｔを出力する警報停止部１７と、警報停止信号ｔが出力されているときに、電極１２間を導通させる接点１９を閉じるための断線診断信号ｕを出力する断線診断信号出力部１８と、断線診断信号ｕが出力された後に、漏洩検出信号ｓが入力されたか否かにより断線の有無を診断する断線診断部２０と、を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定の空間を隔てて設けられた２つの電極を備える漏洩検出器と、
２つの前記電極と接続されて、２つの前記電極の間が導通した際に前記漏洩検出器から漏洩検出信号を入力する漏洩検出信号入力部と、
前記漏洩検出信号が入力された場合、液体金属の漏洩が発生したとして警報する警報通知部と、
前記漏洩検出器における断線を診断する断線診断モードに切り替えられた際に、前記警報を停止させる警報停止信号を出力する警報停止部と、
前記警報停止信号が出力されているときに、２つの前記電極の間を導通させる接点を閉じるための断線診断信号を出力する断線診断信号出力部と、
前記断線診断信号が出力された後に、前記漏洩検出信号が入力されたか否かにより断線の有無を診断する断線診断部と、を備えることを特徴とする漏洩検出器の断線診断システム。
【請求項２】
前記断線診断部による診断の結果を記録する診断結果記録部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の漏洩検出器の断線診断システム。
【請求項３】
一定時間ごとに前記断線診断モードへの切り替えを指令する自動モード切替指令部をさらに備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の漏洩検出器の断線診断システム。
【請求項４】
前記断線診断モードに切り替えられているときに、入力される前記漏洩検出信号の電流値を測定する電流測定部と、
測定された前記電流値が所定の閾値以下の場合は前記漏洩検出器における断線の予兆ありと診断する断線予兆診断部と、をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の漏洩検出器の断線診断システム。
【請求項５】
一定の空間を隔てて設けられた２つの電極を備える漏洩検出器を用いて、
２つの前記電極と接続されて、２つの前記電極の間が導通した際に前記漏洩検出器から漏洩検出信号を入力するステップと、
前記漏洩検出信号が入力された場合、液体金属の漏洩が発生したとして警報するステップと、
前記漏洩検出器における断線を診断する断線診断モードに切り替えられた際に、前記警報を停止させる警報停止信号を出力するステップと、
前記警報停止信号が出力されているときに、２つの前記電極の間を導通させる接点を閉じるための断線診断信号を出力するステップと、
前記断線診断信号が出力された後に、前記漏洩検出信号が入力されたか否かにより断線の有無を診断するステップと、を含むことを特徴とする漏洩検出器の断線診断方法。
【請求項６】
前記断線診断モードのときに、入力される前記漏洩検出信号の電流値を測定するステップと、
測定された前記電流値が所定の閾値以下の場合は前記漏洩検出器における断線の予兆ありと診断するステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の漏洩検出器の断線診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、液体金属の漏洩を検出する漏洩検出器の断線診断技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体金属を取り扱うプラントでは、液体金属の漏洩が発生した際には、その漏洩を速やかに検出してプラントの安全を確保する必要がある。例えば、高速増殖炉では液体金属としてナトリウムが取り扱われており、ナトリウムの漏洩を検出する漏洩検出器が機器や配管に複数設置されている。
【０００３】
監視制御装置は、漏洩検出器からの検出信号を入力して、運転員にナトリウム漏洩が発生したことを通知する。そして、漏洩発生の通知を受けた運転員は、緊急操作を実施してプラントの安全を確保する。
【０００４】
漏洩検出器は、主にガスサンプリング型と接触型とに分類される。ガスサンプリング型は、機器や配管付近の空気を真空ポンプにより吸引して、空気中に含まれる微小なナトリウムをイオン電流の変化として漏洩検出するものである。一方、接触型は、液体金属の導電性を利用して漏洩検出するものである。液体金属が検出部となる２つの電極に接触して、電極間が導通することにより漏洩が検出される。
【０００５】
接触型漏洩検出器の中で代表的なケーブル方式について具体的に説明すると、ケーブル方式では芯線及びシースから成る２つの電極で構成されている。シースとは、導線を網状にして円筒形状の電極を形成したものであり、棒状の芯線は円筒の中心をシースと接触しないように一定の距離を置いて配置されている。
【０００６】
そして、高速増殖炉に設置された機器（例えば、ナトリウムを貯留するダンプタンク、ナトリウムの冷却設備であるコールドトラップ等）からナトリウムが漏洩するとシースにナトリウムが入り込み、芯線とシースとが導通することで漏洩が検出される。
【０００７】
特許文献１には、電極に空気孔を設けることにより、信頼性の高い接触型漏洩検出器を実現する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平３−２７４４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、接触型漏洩検出器では、漏洩検出器内部での断線あるいは漏洩検出器と外部の監視制御装置とを接続する信号線とが断線してしまうと液体金属の漏洩を検出できなくなってしまう恐れがある。
【００１０】
したがって、運転員がテスタ等により定期的に漏洩検出器の導通確認作業（断線診断作業）を実施して、漏洩検出器の健全性を確認する必要がある。そして、この確認作業は、保全記録として残す必要がある。このため、漏洩検出器の数が多いと作業量が膨大となり、運転員の作業負荷となっていた。
【００１１】
また、テスタによる導通確認は断線の有無しか判断できないため、断線する兆しを判断することはできず予防保全を十分に行うことができないという課題があった。
【００１２】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、漏洩検出器の断線診断作業を行う運転員の作業負荷を軽減する漏洩検出器の断線診断技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本実施形態の漏洩検出器の断線診断システムは、一定の空間を隔てて設けられた２つの電極を備える漏洩検出器と、２つの前記電極と接続されて、２つの前記電極の間が導通した際に前記漏洩検出器から漏洩検出信号を入力する漏洩検出信号入力部と、前記漏洩検出信号が入力された場合、液体金属の漏洩が発生したとして警報する警報通知部と、前記漏洩検出器における断線を診断する断線診断モードに切り替えられた際に、前記警報を停止させる警報停止信号を出力する警報停止部と、前記警報停止信号が出力されているときに、２つの前記電極の間を導通させる接点を閉じるための断線診断信号を出力する断線診断信号出力部と、前記断線診断信号が出力された後に、前記漏洩検出信号が入力されたか否かにより断線の有無を診断する断線診断部と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
本実施形態の漏洩検出器の断線診断方法は、一定の空間を隔てて設けられた２つの電極を備える漏洩検出器を用いて、２つの前記電極と接続されて、２つの前記電極の間が導通した際に前記漏洩検出器から漏洩検出信号を入力するステップと、前記漏洩検出信号が入力された場合、液体金属の漏洩が発生したとして警報するステップと、前記漏洩検出器における断線を診断する断線診断モードに切り替えられた際に、前記警報を停止させる警報停止信号を出力するステップと、前記警報停止信号が出力されているときに、２つの前記電極の間を導通させる接点を閉じるための断線診断信号を出力するステップと、前記断線診断信号が出力された後に、前記漏洩検出信号が入力されたか否かにより断線の有無を診断するステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、漏洩検出器の断線診断作業を行う運転員の作業負荷を軽減する漏洩検出の断線診断技術が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第一実施形態に係る漏洩検出器の断線診断システムの構成図。
【図２】漏洩検出モード時における漏洩検出信号の伝送状態を説明する図。
【図３】断線診断モード時における漏洩検出信号の伝送状態を説明する図。
【図４】断線診断モード時における各信号の出力タイミングを示したタイミングチャート。
【図５】第一実施形態に係る漏洩検出器の断線診断システムの診断動作を示すフローチャート。
【図６】第二実施形態に係る漏洩検出器の断線診断システムの構成図。
【図７】第二実施形態に係る漏洩検出器の断線診断システムの診断動作を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第一実施形態）
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に示す第一実施形態に係る漏洩検出器の断線診断システム１０（以下、断線診断システム１０とする）は、一定の空間を隔てて設けられた２つの電極１２（１２ａ、１２ｂ）を備える漏洩検出器１４（１４１、１４２、１４３）と、２つの電極１２と接続されて、２つの電極１２の間が導通した際に漏洩検出器１４から漏洩検出信号ｓを入力する漏洩検出信号入力部１５と、漏洩検出信号ｓが入力された場合、液体金属の漏洩が発生したとして警報する警報通知部１６と、漏洩検出器１４における断線を診断する断線診断モードに切り替えられた際に、警報を停止させる警報停止信号ｔを出力する警報停止部１７と、警報停止信号ｔが出力されているときに、２つの電極１２の間を導通させる接点１９を閉じるための断線診断信号ｕを出力する断線診断信号出力部１８と、断線診断信号ｕが入力された後に、漏洩検出信号ｓが出力されたか否かにより断線の有無を診断する断線診断部２０と、を備える。
なお、図１では漏洩検出器１４を３つで構成しているが、この構成に限定されるものでは無い。
【００１８】
漏洩検出器１４は、ケーブル方式の接触型漏洩検出器であり、芯線１２ａ及びシース１２ｂ（図中点線）の２つの電極を備えている。シース１２ｂは、導線を網状にして円筒形状の電極を形成したものである。一方、棒状の導線である芯線１２ａは円筒の中心を貫くようにシース１２ｂと一定の距離を置いて配置されている。芯線１２ａ及びシース１２ｂの両端は、端子箱１３により固定されている。
【００１９】
漏洩検出器１４は、液体金属を取り扱う設備、例えばナトリウムを取り扱う高速増殖炉のダンプタンク、コールドトラップ等の底部あるいはそれらの設備に巻き付けて設置される。
【００２０】
漏洩検出器１４の一端は、端子箱１３に接続されたケーブル（信号線）を介して監視制御装置１１の漏洩検出信号入力部１５に接続される。そして、漏洩検出器１４の他端は、端子箱１３に接続されたケーブルを介して接点１９に接続される。
【００２１】
監視制御装置１１は、液体金属の漏洩が発生した際に漏洩検出器１４から漏洩検出信号ｓを入力して、漏洩発生の警報を運転員に通知する漏洩検出モードと漏洩検出器１４における断線の有無を診断する断線診断モードとを切り替えて実行する制御装置である。
【００２２】
モード切替部２４は、対話操作部２３から運転員によるモード切替操作を受け付けて、漏洩検出モードと断線診断モードとを切り替えを行う。通常は、漏洩検出モードに設定されており、断線診断を実行する際に断線診断モードに切り替えられる。
【００２３】
自動モード切替指令部２５は、一定時間ごとに断線診断モードへの切り替えをモード切替部２４に自動で指令するものである。これにより、対話操作部２３を介した運転員の切替操作が無くても、定期的に断線診断モードへの切り替えが可能となる。
【００２４】
まず、漏洩検出モード時の動作について具体的に説明する。
図２は、漏洩検出モード時における漏洩検出信号ｓの伝送状態を示す説明図である。なお、図２では、図１で示す監視制御装置１１内の構成を省略して記載している。
【００２５】
漏洩検出信号入力部１５は、電源２６、フォトダイオード２７及びフォトトランジスタ２８から構成されたフォトカプラ２９を備えている。芯線１２ａ及びシース１２ｂのそれぞれは、ケーブルを介してフォトカプラ２９に接続されている。
【００２６】
液体金属が漏洩した場合、シース１２ｂに液体金属が入り込み、芯線１２ａとシース１２ｂとが導通する。このとき、電源２６、フォトダイオード２７を含んだ閉ループが形成されるため、漏洩検出器１４から漏洩検出信号ｓが漏洩検出信号入力部１５に入力される。なお、漏洩検出モード時には、接点１９は開放されている。
【００２７】
入力された漏洩検出信号ｓは、フォトダイオード２７及びフォトトランジスタ２８を用いて光信号から電気信号に変換されて、警報通知部１６（図１）に送信される。
【００２８】
警報通知部１６は、漏洩検出信号ｓの送信を受け付けた際に、液体金属の漏洩が発生したとする警報を表示装置（図示省略）等を介して運転員に通知する。
【００２９】
続いて、断線診断モード時の動作について具体的に説明する。
警報停止部１７は、断線診断モードに切り替えられた際に、警報を停止させる警報停止信号ｔを警報通知部１６に出力する。これにより、漏洩検出信号ｓが警報通知部１６に送信された場合であっても運転員への警報の通知は停止される。
【００３０】
断線診断信号出力部１８は、警報停止信号ｔが出力されているときに、断線診断信号ｕを接点１９に出力する。接点１９は、断線診断信号ｕが入力された際に閉じられるスイッチである。
【００３１】
図３は、断線診断モード時における漏洩検出信号ｓの伝送状態を示す説明図である。なお、図３では、図１で示す監視制御装置１１内の構成を省略して記載している。
【００３２】
断線診断信号ｕが出力され接点１９が閉じられることで、芯線１２ａとシース１２ｂとがケーブルを介して導通する。そして、電源２６、フォトダイオード２７を含んだ閉ループが形成される。
【００３３】
このとき、漏洩検出器１４において断線が発生して無ければ、漏洩検出器１４から漏洩検出信号ｓが漏洩検出信号入力部１５に入力される。一方、断線が発生している場合は、漏洩検出信号ｓが漏洩検出信号入力部１５に入力されない。
【００３４】
断線が発生して無い場合、漏洩検出信号ｓはフォトダイオード２７及びフォトトランジスタ２８を用いて光信号から電気信号に変換されて、警報通知部１６及び断線診断部２０（図１）に送信される。
【００３５】
警報通知部１６では、漏洩検出信号ｓが送信された場合であっても、警報停止信号ｔが入力されているため警報は停止される。
【００３６】
断線診断部２０は、漏洩検出信号ｓが漏洩検出信号入力部１５に入力されたか否かにより、漏洩検出器１４における断線の有無を診断する。
【００３７】
漏洩検出信号ｓが入力されていれば断線は発生していない、つまり異常は無しと診断する。一方、入力されていなければ断線が発生していると診断する。なお、漏洩検出器１４が複数設置されている場合は、それぞれの漏洩検出器１４に対して別々に診断を実行する。
【００３８】
断線通知部２１は、断線診断部２０において断線発生と診断された際に、警報を表示装置等に出力して、断線の発生を運転員に通知する。
【００３９】
診断結果記録部２２は、断線診断部２０における断線の有無の診断結果を記録する。なお、漏洩検出器１４が複数設置されている場合は、それぞれ別々に診断結果を記録する。
【００４０】
このように、断線診断信号ｕを出力して接点１９を閉じることで、芯線１２ａとシース１２ｂとが導通される。そして、漏洩検出信号ｓが入力されているか否かにより漏洩検出器１４における断線の有無を診断することが可能となる。
【００４１】
これにより、テスタ等による実地での断線診断作業を実施する必要が無いため、運転員の作業負荷が大幅に軽減される。また、断線診断の結果は、診断結果記録部２２に自動的に記録されるため、保全記録を作成する運転員の作業負担も軽減される。
【００４２】
図４は、断線診断モード時における各信号の出力タイミングを示すタイミングチャートである（適宜、図１参照）。
【００４３】
警報停止部１７は、断線診断モードへの切り替えを受けて、警報停止信号ｔが出力される。そして、警報停止信号ｔが出力されているときに、断線診断信号ｕが出力される。
【００４４】
漏洩検出器１４において断線が発生していない場合、漏洩検出信号ｓが漏洩検出信号入力部１５に入力される。そして、漏洩検出信号ｓが入力された場合は、断線診断部２０で異常なしと診断される。
【００４５】
そして、断線診断信号ｕの出力を終了し、続けて警報停止信号ｔの出力を終了して断線診断モードを終了する。
【００４６】
漏洩検出信号ｓが誤って検出される場合もあるため、漏洩検出信号ｓの検出時間Ｔ１が一定時間（例えば、断線診断信号ｕの出力時間と同一の時間）となれば断線診断部２０で異常なしと診断するようにしても良い。
【００４７】
なお、漏洩検出信号ｓは、伝送遅延により断線診断信号ｕの出力に遅れて漏洩検出信号入力部１５に入力される。したがって、警報停止信号ｔの出力終了後に漏洩検出信号ｓの入力を避けるため、警報停止信号ｔの出力時間は断線診断信号ｕの出力時間より前後に長めに設定する必要がある。
【００４８】
図５は、第一実施形態に係る断線診断システム１０の診断動作を示すフローチャートを示している（適宜、図１参照）。
【００４９】
モード切替部２４は、対話操作部２３あるいは自動モード切替指令部２５からの切り替え指令を受けて、漏洩検出モードから断線診断モードに切り替える（Ｓ１０）。
【００５０】
警報停止部１７は、断線診断モードに切り替えられた際に、警報通知部１６に対して警報停止信号ｔを出力する（Ｓ１１）。
【００５１】
そして、断線診断信号出力部１８は、警報停止信号ｔが出力されているときに、断線診断信号ｕを出力して接点１９を閉じる（Ｓ１２）。
【００５２】
断線診断部２０は、漏洩検出信号入力部１５に漏洩検出信号ｓが入力されているかを確認して、入力されている場合には異常無しと診断する（Ｓ１３：ＹＥＳ、Ｓ１８）。一方、漏洩検出信号ｓが入力されていない場合には、断線発生と診断する（Ｓ１３：ＮＯ、Ｓ１４）。
【００５３】
そして、診断結果記録部２２は、断線診断部２０により診断された結果を記録して保存する（Ｓ１５）。
【００５４】
診断が終了したため、断線診断信号ｕの出力を終了する（Ｓ１６）。続けて、警報停止信号ｔの出力を終了して断線診断モードを終了する（Ｓ１７）。
【００５５】
このように、断線診断モードに切り替えることにより、断線の確認、断線診断結果の記録が自動で実行されるため、断線診断作業を行う運転員の作業負荷が軽減される。
【００５６】
（第二実施形態）
図６は、第二実施形態に係る断線診断システム１０の構成図を示す。なお、第一実施形態と同一の構成には同一の符号を付して、重複する動作について説明を省略する。
【００５７】
第一実施形態と異なる点は、監視制御装置１１が断線診断モードに切り替えられているときに、漏洩検出信号入力部１５に入力される漏洩検出信号ｓの電流値を測定する電流値測定部３０と、測定された電流値が所定の閾値以下の場合は漏洩検出器１４における断線の予兆ありと診断する断線予兆診断部３１と、をさらに備えた点にある。
【００５８】
電流値測定部３０は、断線診断モード時において、漏洩検出信号入力部１５に入力される漏洩検出信号ｓの電流値を測定する。
【００５９】
漏洩検出器１４内部や漏洩検出器１４と監視制御装置１１との接続に用いられる信号線が断線に近づけば、電気抵抗が高くなり電流が小さくなる。つまり、電流値が小さい場合は断線する可能性が高いことを意味する。
【００６０】
断線予兆診断部３１は、この性質を利用して、予め所定の電流値を設定しておき、この閾値に電流値が満たない場合は断線が近づいていると診断する。
【００６１】
断線予兆通知部３２は、断線の予兆有りと診断された漏洩検出器１４について運転員に通知する。また、断線予兆診断部３１で診断された結果は、診断結果記録部２２に記録される。
【００６２】
図７は、第二実施形態に係る断線診断システム１０の診断動作を示すフローチャートしている（適宜、図６参照）。図５と同一のステップに同一の符号を付して、説明を省略する。
【００６３】
断線診断部２０において、異常無しとして診断された（Ｓ１８）後から説明する。
電流値測定部３０は、漏洩検出信号入力部１５に入力される漏洩検出信号ｓの電流値を測定する（Ｓ１９）。
【００６４】
断線予兆診断部３１は、測定された電流値を入力して、この電流値が所定の閾値以上であるかを判定する（Ｓ２０）。
【００６５】
断線予兆診断部３１は、電流値が所定の閾値に満たない場合には、断線の予兆有りと診断する（Ｓ２０：ＮＯ、Ｓ２１）。そして、診断結果記録部２２は、断線の予兆有りとの診断結果を記録される（Ｓ１５）。なお、電流値が所定の閾値以上の場合には、異常無しとして診断結果記録部２２に記録される（Ｓ２０：ＹＥＳ、Ｓ１５）。
【００６６】
このように、診断モード時における漏洩検出信号ｓの電流値を測定することにより、漏洩検出器１４における断線の予兆を把握することができる。このため、運転員は、漏洩検出器１４の交換等の予防保全を実施することができる。
【００６７】
以上述べた各断線診断システムによれば、断線診断モードに切り替えられた際に、漏洩検出器の電極間を導通させ、漏洩検出信号が入力されるか否かによって断線の有無を診断することにより、漏洩検出器の断線診断作業を行う運転員の作業負荷を軽減することが可能となる。
【００６８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６９】
１０  接触型漏洩検出器の断線診断システム
１１  監視制御装置
１２（１２ａ、１２ｂ）  電極
１２ａ  芯線
１２ｂ  シース
１３  端子箱
１４  漏洩検出器
１５  漏洩検出信号入力部
１６  警報通知部
１７  警報停止部
１８  断線診断信号出力部
１９  接点
２０  断線診断部
２１  断線通知部
２２  診断結果記録部
２３  対話操作部
２４  モード切替部
２５  自動モード切替指令部
２６  電源
２７  フォトダイオード
２８  フォトトランジスタ
２９  フォトカプラ
３０  電流値測定部
３１  断線予兆診断部
３２  断線予兆通知部
ｓ  漏洩検出信号
ｔ  警報停止信号
ｕ  断線診断信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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