(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体や液体の流体を流通させる複数の配管が隔壁を介して並列に配置された多重配管における前記隔壁の漏洩を検出する漏洩検出装置であって、
高圧の流体を流通させる配管内にトレーサー物質として不活性ガスを混入させる添加管と、
前記添加管よりも下流側の位置で、低圧の流体を流通させる配管内から低圧の流体をサンプリングするサンプリング管と、
筒体の中に多孔性固体充填材が充填されて構成されており、前記サンプリング管にてサンプリングされた流体が前記多孔性固体充填材に向けて上方から散布されると共に、第２の不活性ガスが前記多孔性固体充填材の中を下方から上方に向けて流通する放散塔と、
前記多孔性固体充填材の中を下方から上方に向けて流通してきた第２の不活性ガスを分析して、この第２の不活性ガス中に、トレーサー物質としての前記不活性ガスが含まれているか否かを分析する分析計とを有することを特徴とする多重配管の漏洩検出装置。
【請求項２】
冷却水を流通させる複数の配管が隔壁を介して並列に配置された多重配管における前記隔壁の漏洩を検出する多重配管の漏洩検出装置であって、
高圧の冷却水を流通させる配管内にトレーサー物質として不活性ガスであるクリプトンガスを混入させる添加管と、
前記添加管よりも下流側の位置で、低圧の冷却水を流通させる配管内から低圧の冷却水をサンプリングするサンプリング管と、
筒体の中に多孔性固体充填材が充填されて構成されており、前記サンプリング管にてサンプリングされた冷却水が前記多孔性固体充填材に向けて上方から散布されると共に、第２の不活性ガスが前記多孔性固体充填材の中を下方から上方に向けて流通する放散塔と、
前記多孔性固体充填材の中を下方から上方に向けて流通してきた第２の不活性ガスを分析して、この第２の不活性ガス中に、クリプトンが含まれているか否かを分析する分析計とを有することを特徴とする多重配管の漏洩検出装置。
【請求項３】
請求項１乃至請求項２の何れか一項において、
前記分析計は、ガスクロマトグラフィー付質量分析計またはガスクロマトグラフィー付分光計であることを特徴とする多重配管の漏洩検出装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか一項において、
トレーサー物質として用いる不活性ガスを、高圧の流体または高圧の冷却水よりも低温の冷水に溶かす水槽を有し、冷水に溶かした不活性ガスを前記添加管により高圧の流体または高圧の冷却水に混入させることを特徴とする多重配管の漏洩検出装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３の何れか一項において、
トレーサー物質として用いる不活性ガスを、高圧の流体または高圧の冷却水よりも高圧の水に溶かす水槽を有し、高圧の水に溶かした不活性ガスを前記添加管により高圧の流体または高圧の冷却水に混入させることを特徴とする多重配管の漏洩検出装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項３の何れか一項において、
前記添加管よりも上流側において、高圧の流体または高圧の冷却水を通す配管に冷却器を設置したことを特徴とする多重配管の漏洩検出装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項３の何れか一項において、
前記サンプリング管にヒータを備えたことを特徴とする多重配管の漏洩検出装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項３の何れか一項において、
前記配管内に流れる流体の流速と、前記添加管と前記サンプリング管との間の距離と、前記添加管にてトレーサー物質として用いる不活性ガスを混入したタイミングと、前記分析計にてトレーサー物質としての不活性ガスを検出したタイミングと、前記分析計での検出処理時間とを基に、前記隔壁に生じた漏洩部の位置を演算するデータ処理装置を備えたことを特徴とする多重配管の漏洩検出装置。
【請求項９】
気体や液体の流体を流通させる複数の配管が隔壁を介して並列に配置された多重配管における前記隔壁の漏洩を検出する漏洩検出方法であって、
高圧の流体を流通させる配管内にトレーサー物質として不活性ガスを混入させ、
前記不活性ガスを混入した位置よりも下流側の位置で、低圧の流体を流通させる配管内から低圧の流体をサンプリングし、
筒体の中に多孔性固体充填材が充填されて構成された放散塔において、サンプリングされた前記流体を前記多孔性固体充填材に向けて上方から散布すると共に、第２の不活性ガスを前記多孔性固体充填材の中を下方から上方に向けて流通させ、
前記多孔性固体充填材の中を下方から上方に向けて流通してきた第２の不活性ガスを分析して、この第２の不活性ガス中に、トレーサー物質としての前記不活性ガスが含まれているか否かを分析し、トレーサー物質としての前記不活性ガスが含まれている場合には前記隔壁に漏洩部があると検出することを特徴とする多重配管の漏洩検出方法。
【請求項１０】
冷却水を流通させる複数の配管が隔壁を介して並列に配置された多重配管における前記隔壁の漏洩を検出する多重配管の漏洩検出方法であって、
高圧の冷却水を流通させる配管内にトレーサー物質として不活性ガスであるクリプトンガスを混入させ、
前記クリプトンガスを混入した位置よりも下流側の位置で、低圧の冷却水を流通させる配管内から低圧の冷却水をサンプリングし、
筒体の中に多孔性固体充填材が充填されて構成された放散塔において、サンプリングされた前記冷却水を前記多孔性固体充填材に向けて上方から散布すると共に、第２の不活性ガスを前記多孔性固体充填材の中を下方から上方に向けて流通させ、
前記多孔性固体充填材の中を下方から上方に向けて流通してきた第２の不活性ガスを分析して、この第２の不活性ガス中に、クリプトンが含まれているか否かを分析し、クリプトンが含まれている場合には前記隔壁に漏洩部があると検出することを特徴とする多重配管の漏洩検出方法。
【請求項１１】
請求項９乃至請求項１０の何れか一項において、
前記分析は、ガスクロマトグラフィー付質量分析計またはガスクロマトグラフィー付分光計により行なうことを特徴とする多重配管の漏洩検出方法。
【請求項１２】
請求項９乃至請求項１１の何れか一項において、
トレーサー物質として用いる不活性ガスを、高圧の流体または高圧の冷却水よりも低温の冷水に溶かし、冷水に溶かした不活性ガスを高圧の流体または高圧の冷却水に混入させることを特徴とする多重配管の漏洩検出方法。
【請求項１３】
請求項９乃至請求項１１の何れか一項において、
トレーサー物質として用いる不活性ガスを、高圧の流体または高圧の冷却水よりも高圧の水に溶かし、高圧の水に溶かした不活性ガスを高圧の流体または高圧の冷却水に混入させることを特徴とする多重配管の漏洩検出方法。
【請求項１４】
請求項９乃至請求項１１の何れか一項において、
前記不活性ガスを混入する位置よりも上流側において、高圧の流体または高圧の冷却水を冷却することを特徴とする多重配管の漏洩検出装置。
【請求項１５】
請求項９乃至請求項１１の何れか一項において、
前記サンプリングした流体または冷却水を加熱することを特徴とする多重配管の漏洩検出方法。
【請求項１６】
請求項９乃至請求項１１の何れか一項において、
前記配管内に流れる流体の流速と、トレーサー物質としての不活性ガスを高圧の流体または高圧の冷却水に混入させた位置と低圧の流体または低圧の冷却水をサンプリングした位置との間の距離と、トレーサー物質として用いる不活性ガスを混入したタイミングと、トレーサー物質としての不活性ガスを検出したタイミングと、検出に要する検出処理時間とを基に、前記隔壁に生じた漏洩部の位置を演算することを特徴とする多重配管の漏洩検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多重配管の漏洩検出装置及び漏洩検出方法に関するものである。更に詳細には、流体を流通させる複数の配管が隔壁を介して並列に配置された多重配管において、隔壁での漏洩部の有無を確実に検出することができるように工夫したものである。
【０００２】
【従来の技術】
化学プラント設備においては、液化天然ガス等の可燃性流体を輸送する配管を防爆構造とするため、図５に示すように内側配管１ａに対して外側配管１ｂを同心状に配置した多重（２重）配管１を採用している。そして、内側配管１ａ内に高圧の可燃性流体を流し、内側配管１ａと外側配管１ｂとの間の空間に低圧の不燃性流体を流している。このような多重配管１は束となってプラントの狭隘なマンホール等に配設される。
【０００３】
また核融合炉や半導体製造設備等においては、真空容器内の機器を冷却する冷却水を輸送するために、同様な多重配管１を採用している。この場合には、内側配管１ａ内に高圧の冷却水を流し、内側配管１ａと外側配管１ｂとの間の空間に低圧の冷却水を流している。
【０００４】
なお、図５に示すように、隣接した並列な配管１ａ，１ｂが同心状に配置されたタイプの多重（２重）配管１では、内側配管１ａが内・外の配管１ａ，１ｂを区画する隔壁としての機能を兼用している。
【０００５】
このような多重配管１において、内側配管１ａ即ち隔壁に、亀裂や孔などの漏洩部が発生すると、内側配管１ａ内の流体（例えば高圧の可燃性流体や冷却水）が、外側配管１ｂ内に漏洩してくる。このような漏洩が発生するとプラントを良好に運転することができなくなる恐れがあるため、かかる漏洩を検出する必要がある。
【０００６】
多重配管１での内側配管１ａの漏洩を検出する従来手法の一つとして、次のような方法がある。この方法では、まず、流体の漏洩が疑われる多重配管１の内側配管１ａ内および外側配管１ｂ内の流体を完全に排出する。そして、内側配管１ａ内に漏洩検出用トレーサー物質として１気圧以上のヘリウムを充填し、外側配管１ｂ内を真空ポンプで排気し、この排気を外側配管１ｂに接続したヘリウム漏洩検出器（ヘリウム漏洩ディテクター）に送る。漏洩部がある場合には、トレーサー物質であるヘリウムは、内側配管１ａから外側配管１ｂに漏洩してヘリウム漏洩検出器に送られて検出される。このようにしてヘリウム漏洩検出器にてヘリウムを検出したら、漏洩部があると判定でき、流体が漏洩した多重配管を特定していた。
【０００７】
また放射線が照射される環境下で、多重配管１を用いて高圧冷却水と低圧冷却水を輸送するプラントにおいては、冷却水を流通させつつ漏洩を検出するために、内側配管１ａ内の高圧冷却水にトレーサー物質を添加し、外側配管１ｂ内の低圧冷却水にトレーサー物質が含まれているかどうかを測定することにより、漏洩の有無を検出しようとするアイデアがあった。そして、トレーサー物質として、放射性同位元素Ｎａ−２４や、重水や、溶存Ｈｅガスを用いることが提案された。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで多重配管１内の流体を完全に排出しヘリウムを利用して漏洩を検出する従来手法では、流体を排出するのに多大の作業時間を費やしていた。特に、複雑な形状で長尺な多重配管ではこの問題が顕著になっていた。
【０００９】
また、放射線が照射される環境下で冷却水を流通させつつ、放射性同位元素Ｎａ−２４や、重水や、溶存Ｈｅガスを、トレーサー物質として使用する従来手法では、微量の漏洩検出が困難であった。その理由は次の通りである。
（１）放射性同位元素Ｎａ−２４をトレーサー物質として用いた場合には、冷却水中に含まれている微量のＮａが放射線照射によりＮａ−２４に変換されてしまうため、バックグランドが増加する。このため微量の漏洩検出が困難である。
（２）重水をトレーサー物質として用いた場合には、自然界の軽水中に０．０１５ｗｔ％の重水が存在するため、バックグランドが高く微量検出が困難である。
（３）溶存Ｈｅガスをトレーサー物質として用いた場合には、初期においてはバックグランドＨｅは存在しないが、放射線照射によりＯ16とＣ13が原子核反応してＨｅを生成し時間と共にＨｅが増加するため、Ｈｅバックグランドが高くなり微量検出が困難である。
【００１０】
本発明は、上記従来技術に鑑み、輸送する流体を排出することなく配管の隔壁の漏洩を確実に検出することができ、しかも、放射線が照射される環境下で使用しても漏洩を確実に検出することができる多重配管の漏洩検出装置及び漏洩検出方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の漏洩検出装置の構成は、気体や液体の流体を流通させる複数の配管が隔壁を介して並列に配置された多重配管における前記隔壁の漏洩を検出する漏洩検出装置であって、高圧の流体を流通させる配管内にトレーサー物質として不活性ガスを混入させる添加管と、前記添加管よりも下流側の位置で、低圧の流体を流通させる配管内から低圧の流体をサンプリングするサンプリング管と、筒体の中に多孔性固体充填材が充填されて構成されており、前記サンプリング管にてサンプリングされた流体が前記多孔性固体充填材に向けて上方から散布されると共に、第２の不活性ガスが前記多孔性固体充填材の中を下方から上方に向けて流通する放散塔と、前記多孔性固体充填材の中を下方から上方に向けて流通してきた第２の不活性ガスを分析して、この第２の不活性ガス中に、トレーサー物質としての前記不活性ガスが含まれているか否かを分析する分析計とを有することを特徴とする。
【００１３】
また本発明の漏洩検出装置の構成は、冷却水を流通させる複数の配管が隔壁を介して並列に配置された多重配管における前記隔壁の漏洩を検出する多重配管の漏洩検出装置であって、
高圧の冷却水を流通させる配管内にトレーサー物質として不活性ガスであるクリプトンガスを混入させる添加管と、
前記添加管よりも下流側の位置で、低圧の冷却水を流通させる配管内から低圧の冷却水をサンプリングするサンプリング管と、
筒体の中に多孔性固体充填材が充填されて構成されており、前記サンプリング管にてサンプリングされた冷却水が前記多孔性固体充填材に向けて上方から散布されると共に、第２の不活性ガスが前記多孔性固体充填材の中を下方から上方に向けて流通する放散塔と、
前記多孔性固体充填材の中を下方から上方に向けて流通してきた第２の不活性ガスを分析して、この第２の不活性ガス中に、クリプトンが含まれているか否かを分析する分析計とを有することを特徴とする。
【００１４】
また本発明の漏洩検出装置の構成は、前記分析計は、ガスクロマトグラフィー付質量分析計またはガスクロマトグラフィー付分光計であることを特徴とする。
【００１５】
また本発明の漏洩検出装置の構成は、トレーサー物質として用いる不活性ガスを、高圧の流体または高圧の冷却水よりも低温の冷水に溶かす水槽を有し、冷水に溶かした不活性ガスを前記添加管により高圧の流体または高圧の冷却水に混入させることを特徴とする。
【００１６】
また本発明の漏洩検出装置の構成は、トレーサー物質として用いる不活性ガスを、高圧の流体または高圧の冷却水よりも高圧の水に溶かす水槽を有し、高圧の水に溶かした不活性ガスを前記添加管により高圧の流体または高圧の冷却水に混入させることを特徴とする。
【００１７】
また本発明の漏洩検出装置の構成は、前記添加管よりも上流側において、高圧の流体または高圧の冷却水を通す配管に冷却器を設置したことを特徴とする。
【００１８】
また本発明の漏洩検出装置の構成は、前記サンプリング管にヒータを備えたことを特徴とする。
【００１９】
また本発明の漏洩検出装置の構成は、前記配管内に流れる流体の流速と、前記添加管と前記サンプリング管との間の距離と、前記添加管にてトレーサー物質として用いる不活性ガスを混入したタイミングと、前記分析計にてトレーサー物質としての不活性ガスを検出したタイミングと、前記分析計での検出処理時間とを基に、前記隔壁に生じた漏洩部の位置を演算するデータ処理装置を備えたことを特徴とする。
【００２１】
また本発明の漏洩検出方法の構成は、気体や液体の流体を流通させる複数の配管が隔壁を介して並列に配置された多重配管における前記隔壁の漏洩を検出する漏洩検出方法であって、
高圧の流体を流通させる配管内にトレーサー物質として不活性ガスを混入させ、
前記不活性ガスを混入した位置よりも下流側の位置で、低圧の流体を流通させる配管内から低圧の流体をサンプリングし、
筒体の中に多孔性固体充填材が充填されて構成された放散塔において、サンプリングされた前記流体を前記多孔性固体充填材に向けて上方から散布すると共に、第２の不活性ガスを前記多孔性固体充填材の中を下方から上方に向けて流通させ、
前記多孔性固体充填材の中を下方から上方に向けて流通してきた第２の不活性ガスを分析して、この第２の不活性ガス中に、トレーサー物質としての前記不活性ガスが含まれているか否かを分析し、トレーサー物質としての前記不活性ガスが含まれている場合には前記隔壁に漏洩部があると検出することを特徴とする。
【００２２】
また本発明の漏洩検出方法の構成は、冷却水を流通させる複数の配管が隔壁を介して並列に配置された多重配管における前記隔壁の漏洩を検出する多重配管の漏洩検出方法であって、
高圧の冷却水を流通させる配管内にトレーサー物質として不活性ガスであるクリプトンガスを混入させ、
前記クリプトンガスを混入した位置よりも下流側の位置で、低圧の冷却水を流通させる配管内から低圧の冷却水をサンプリングし、
筒体の中に多孔性固体充填材が充填されて構成された放散塔において、サンプリングされた前記冷却水を前記多孔性固体充填材に向けて上方から散布すると共に、第２の不活性ガスを前記多孔性固体充填材の中を下方から上方に向けて流通させ、
前記多孔性固体充填材の中を下方から上方に向けて流通してきた第２の不活性ガスを分析して、この第２の不活性ガス中に、クリプトンが含まれているか否かを分析し、クリプトンが含まれている場合には前記隔壁に漏洩部があると検出することを特徴とする。
【００２３】
また本発明の漏洩検出方法の構成は、前記分析は、ガスクロマトグラフィー付質量分析計またはガスクロマトグラフィー付分光計により行なうことを特徴とする。
【００２４】
また本発明の漏洩検出方法の構成は、トレーサー物質として用いる不活性ガスを、高圧の流体または高圧の冷却水よりも低温の冷水に溶かし、冷水に溶かした不活性ガスを高圧の流体または高圧の冷却水に混入させることを特徴とする。
【００２５】
また本発明の漏洩検出方法の構成は、トレーサー物質として用いる不活性ガスを、高圧の流体または高圧の冷却水よりも高圧の水に溶かし、高圧の水に溶かした不活性ガスを高圧の流体または高圧の冷却水に混入させることを特徴とする。
【００２６】
また本発明の漏洩検出方法の構成は、前記不活性ガスを混入する位置よりも上流側において、高圧の流体または高圧の冷却水を冷却することを特徴とする。
【００２７】
また本発明の漏洩検出方法の構成は、前記サンプリングした流体または冷却水を加熱することを特徴とする。
【００２８】
また本発明の漏洩検出方法の構成は、前記配管内に流れる流体の流速と、トレーサー物質としての不活性ガスを高圧の流体または高圧の冷却水に混入させた位置と低圧の流体または低圧の冷却水をサンプリングした位置との間の距離と、トレーサー物質として用いる不活性ガスを混入したタイミングと、トレーサー物質としての不活性ガスを検出したタイミングと、検出に要する検出処理時間とを基に、前記隔壁に生じた漏洩部の位置を演算することを特徴とする。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００３０】
＜第１の実施の形態＞
図１は本発明の第１の実施の形態にかかる多重配管の漏洩検出装置を示す。この漏洩検出装置は、放射線が照射される環境下で用いられる多重（２重）配管１に適用して内側配管（隔壁）１ａに漏洩部２が存在するか否かを検出するものであり、内側配管１ａ内に高圧冷却水Ｗａを流し、内側配管１ａと外側配管１ｂとの間の空間に低圧冷却水Ｗｂを流している。この場合、高圧冷却水Ｗａと低圧冷却水Ｗｂの流れ方向は同一である。
【００３１】
この漏洩検出装置では、多重配管１の上流側において、添加管１１を多重配管１の外部から内側配管１ａの内部空間に挿入しており、この添加管１１を通して、検出用トレーサー物質として不活性ガスであるクリプトンガス（Ｋｒガス）を高圧冷却水Ｗａ中に混入させている。クリプトン（Ｋｒ）は、自然界の軽水中には含まれていない物質であり、クリプトンガス（Ｋｒガス）は高圧冷却水Ｗａに吹き込むだけで簡単に高圧冷却水Ｗａ中に溶存する。
【００３２】
一方、多重配管１の下流側においては、サンプリング管１２が、多重配管１の外部から、内側配管１ａと外側配管１ｂとの間の空間に挿入されており、このサンプリング管１２を通して、低圧冷却水Ｗｂがサンプリングされる。このため、添加管１１とサンプリング管１２との間において、内側配管（隔壁）１ａに漏洩部２が存在した場合には、Ｋｒが低圧冷却水Ｗｂに混入してきて、サンプリングした低圧冷却水ＷｂにもＫｒが存在することになる。
【００３３】
サンプリングされた低圧冷却水Ｗｂは、流量調整弁１３及び流量計１４が介装されたサンプリング管１２を通って、放散塔２０に送られる。この放散塔２０では、筒体２１の中央部分（上下方向の中央部分）に多孔性固体充填材２２が層状態となって充填されている。多孔性固体充填材２２は、具体的には多数のステンレス（ＳＵＳ）チューブであり、このステンレスチューブの孔の直径は６ｍｍ、軸方向長さは６ｍｍである。しかも、多数のステンレスチューブは、その向きがランダムになって充填されている。
【００３４】
筒体２１の内部で多孔性固体充填材２２の上方にはシャワーノズル２３が配置されており、サンプリング管１２により流通されてきた低圧冷却水Ｗｂはシャワーノズル２３を通り、多孔性固体充填材２２に向けて上方から散水される。散水された低圧冷却水Ｗｂは、多孔性固体充填材２２の中を、即ち多孔性固体充填材２２の相互間の隙間や多孔性固体充填材２２の孔（隙間）を、上方から下方に向かって流れ落ち、放散塔２０の底部に溜まる。放散塔２０の底部に溜まった低圧冷却水Ｗｂの量が一定量を越えたら外部に排水される。
【００３５】
一方、ガスボンベ３０には、パージガスとして使用する不活性ガスであるヘリウムガス（Ｈｅガス）が充填されており、このヘリウムガス（Ｈｅガス）は、流量調整弁３２が介装されたガスライン３１を通って、放散塔２０の内部空間のうち多孔性固体充填材２２よりも下方の空間、具体的には底部に溜まった低圧冷却水Ｗｂの中に吹き込まれる。
【００３６】
吹き込まれたＨｅガスは放散塔２０内の多孔性固体充填材２２の中（隙間）を下方から上方に向かって流れ、放散塔２０の上部に連結されたガスライン４１を通って出ていく。
【００３７】
内側配管（隔壁）１ａに漏洩部２が存在していた場合には、サンプリングした低圧冷却水ＷｂにＫｒが存在（溶存）している。このため、多孔性固体充填材２２の表面に、Ｋｒが溶存している低圧冷却水Ｗｂが付着すると、気液分離作用により、溶存していたＫｒが低圧冷却水Ｗｂから分離してＫｒガスとなって放散される。放散されたＫｒガスはパージガスとして機能するＨｅガスに混入する。このとき、Ｈｅガスが下方から上方に向かって流通するため、気液分離作用が活発になる。
【００３８】
放散塔２０内を通過してきたＨｅガスは、ガスライン４１を通って、ガス冷却器４２にて冷却される。冷却されることにより、ガス中の水分の一部が水となって取り除かれ、ガス濃度が向上する。更に、Ｈｅガスはガスサンプラー４３によりサンプリングされて、ガスクロマトグラフィー付質量分析計４４により分析される。分析結果は、データ処理装置４５にて記録される。この分析によりＫｒの検出がされた場合には、漏洩部２が存在していると判定することができる。
【００３９】
なおＫｒは、自然界の軽水中には含まれていない物質であると共に、軽水に放射線が照射されてもＫｒが発生することがないため、微量のＫｒであっても確実にＫｒの検出、ひいては漏洩部２の存在を検出することができる。
【００４０】
このように本実施の形態では、多重配管１中の冷却水を排出することなく、内側配管１ａの漏洩部２を検出することができるので、漏洩検出のための作業時間を大幅に短縮することができる。したがって、放射線量の高い高圧冷却水Ｗａが低圧冷却水Ｗｂ側に混入する量を最小限に抑えることができる。また、多数の多重配管１が配設されている場合であっても、上述した検査をすることにより、どの多重配管１に漏洩があるのかを迅速に検出して特定することができる。
【００４１】
表１は、本実施の形態における、放散効率を実験により測定したものである。この表１において、「入口液流量」とは放散塔２０に散水する冷却水の量であり、「パージガス量」とは放散塔２０に吹き込むＨｅガスの量であり、「Ｌ／Ｇ」とは入口液流量／パージガス量を意味し、入口液中Ｋｒ濃度とは放散塔２０に散水する冷却水に混入したＫｒの濃度であり実験では１０００ｐｐｂとした。また「パージガス中Ｋｒ濃度」とはガスサンプラー４３にてサンプリングしたガス中のＫｒ濃度であり、「放散効率」とは入口液中Ｋｒ濃度／パージガス中Ｋｒ濃度を意味する。
【００４２】
【表１】
0003823167.tif 000002
【００４３】
表１の結果から、放散塔２０における放散効率が良いことが判明した。つまり、放散塔２０を採用することにより、低圧冷却水Ｗｂ中のＫｒガスが低圧冷却水Ｗｂから良好に分離し、この分離したＫｒガスがＨｅガスに混入していっていることが分かった。
【００４４】
なお図１に示す実施の形態では、分析計としガスクロマトグラフィー付質量分析計４４を用いたが、ガスクロマトグラフィー付分光器などの他の分析計を用いるようにしてもよい。また、パージガスとして用いたＨｅガスの代わりに、他の不活性ガス、例えば窒素ガスを用いることもできる。
【００４５】
また、高圧冷却水Ｗａに添加する添加ガスとしては、Ｋｒガスに限らず、自然界の軽水中には含まれておらず、かつ、軽水に放射線が照射されても発生することがない物質を採用することができる。
勿論、放射線が照射されることのない化学プラント等においては、添加ガスとして、通常の不活性ガス等を採用することができる。
【００４６】
更に、放散塔２０を用いることなく、サンプリングした低圧冷却水Ｗｂを、直接、ガスクロマトグラフィー付質量分析計４４のような分析計に注入するようにしてもよい。
【００４７】
＜第２の実施の形態＞
図２は本発明の第２の実施の形態にかかる多重配管の漏洩検出装置を示す。第２の実施の形態の基本構成は、図１に示す第１の実施の形態と同様であるので、第２の実施の形態に独特な部分のみを説明し、第１の実施の形態と同様な部分の説明は省略する。
【００４８】
図２に示すよう、第２の実施の形態では水槽５１にて、クリプトンガス（Ｋｒガス）を冷水Ｗｃに溶解している。冷水Ｗｃの温度は高圧冷却水Ｗａよりも低温としている。Ｋｒガスに限らず、ガスは一般的に、水温が低いほど溶解度が高くなるので、冷水Ｗｃには高濃度のＫｒが溶解する。このように高濃度のＫｒが溶解した冷水Ｗｃを、添加管１１を通して、内側配管１ａ内の高圧冷却水Ｗａに混入させている。
【００４９】
このように高濃度のＫｒを高圧冷却水Ｗａに混入させることができるので、ガスクロマトグラフィー付質量分析計４４での検出性能が向上する。
【００５０】
また、水槽５１に流入させる水を冷却していなくても、水槽５１内の圧力を高圧冷却水Ｗａの圧力よりも高圧にしておき、高圧の水にＫｒガスを溶解するようにしてもよい。Ｋｒガスに限らず、ガスは一般的に、水圧が高いほど溶解度が高くなるので、高圧の水には高濃度のＫｒが溶解する。このように高濃度のＫｒが溶解した高圧の水を、添加管１１を通して、内側配管１ａ内の高圧冷却水Ｗａに混入させるようにしてもよい。このようにすれば、高濃度のＫｒを高圧冷却水Ｗａに混入させることができ、ガスクロマトグラフィー付質量分析計４４での検出性能を向上させることができる。
【００５１】
更に、添加管１１よりも上流側において、内側配管１ａ内の高圧冷却水Ｗａを冷却する冷却器５２を配置して、高圧冷却水Ｗａを冷却するようにしてもよい。高圧冷却水Ｗａの温度が低いほど、この高圧冷却水Ｗａに溶存するＫｒの量が増加するので、検出性能が向上するのである。
【００５２】
勿論、冷却器５２を配置した場合には、水槽５１を無くし、冷却器５２にて冷却した高圧冷却水Ｗａ中に、Ｋｒガスを混入させて溶解させるようにしてもよい。
【００５３】
また更に、サンプリング管１２にヒータ５３を備えて、サンプリングした低圧冷却水Ｗｂを加熱するようにしてもよい。Ｋｒガスに限らず、ガスは一般的に、温度が高いほど水から分離しやすくなるため、放散塔２０においては、加熱された低圧冷却水ＷｂからＫｒガスが分離し易くなり、ガスクロマトグラフィー付質量分析計４４での検出性能を向上させることができる。ヒータ５３としては、スチームヒータや電気ヒータ等を用いる。
【００５４】
なお、水槽５１と冷却器５２とヒータ５３は、全て備えるようにしてもよく、または、このうちの任意の組み合わせを備えるようにしてもよい。
【００５５】
＜第３の実施の形態＞
図３は本発明の第３の実施の形態にかかる多重配管の漏洩検出装置を示す。第３の実施の形態の基本構成は、図１に示す第１の実施の形態において放散塔２０やガスボンベ３０等を無くし、サンプリングした低圧冷却水Ｗｂを、直接、ガスクロマトグラフィー付質量分析計４４に注入する構成としている。
【００５６】
第３の実施の形態においては、データ処理装置４５は、添加管１１にてＫｒガスを高圧冷却水Ｗａに添加したタイミングと、ガスクロマトグラフィー付質量分析計４４にてＫｒガスを検出したタイミングを基に、次のような演算処理をして、漏洩部２の位置を検出している。
【００５７】
ここで、漏洩部２の位置を検出する演算手法を説明する。図３に示すように、高圧冷却水Ｗａの流速をｖａ、低圧冷却水Ｗｂの流速をｖｂ、添加管１１とサンプリング管１２との距離をＬ、添加管１１から漏洩部２までの距離をＸとする。また、添加管１１にてＫｒを添加したタイミングとガスクロマトグラフィー付質量分析計４４にてＫｒを検出したタイミングとの間の時間をＴとする。更に、ガスクロマトグラフィー付質量分析計４４に、Ｋｒが注入されてから実際にＫｒを検出するまでの検出処理時間（タイムラグ）をＴｒとする。そうすると、次式が成立する。
（Ｘ／ｖａ）＋〔（Ｌ−Ｘ）／ｖａ〕＝Ｔ−Ｔｒ      ・・・（１）
上記（１）式のうち未知数はＸだけであるため、この（１）式を解くことにより、添加管１１から漏洩部２までの距離Ｘ、即ち漏洩部２の位置を検出することができる。
【００５８】
このように第３の実施の形態では、漏洩部２の有無のみならず漏洩部２の発生位置をも検出することができる。このため漏洩に対する適切な処置を迅速に行なうことができる。
【００５９】
このように、漏洩位置を検出する手法は、図１や図２に示す実施の形態においても適用することができる。ただし、この場合には、放散塔２０でのタイムラグをも考慮して演算をする必要がある。
【００６０】
なお第３の実施の形態においても、第２の実施の形態と同様に、水槽５１や冷却器５２やヒータ５３を備えるようにしてもよい。
【００６１】
＜各種変形例＞
なお、化学プラント等の各種のプラントにおいて使用されている多重配管に、図１〜図３の実施の形態と同様なシステムを適用できることはいうまでもない。また、配管に流す流体としては、軽水のみならず、各種の流体や、気体であっても、本発明を適用することができる。
この場合には、トレーサー物質として使用する不活性ガスや、パージガスとして使用する不活性ガスは、そのプラントに応じて適切な物質を採用することができる。
【００６２】
図１〜図３の実施の形態では２重配管を示しているが、３つ以上の円筒型配管が同心状に配置された多重配管であっても、本発明を適用することができる。勿論、図４に示すように、矩形型の配管３ａ，３ｂが隔壁３ｃを介し隣接して並列に配置された積層型の多重配管３にも、本発明を適用することができる。更に、３本以上の矩形型の配管を積層した積層型の多重配管にも、本発明を適用することができる。
【００６４】
【発明の効果】
上記課題を解決するために本発明の漏洩検出装置では、気体や液体の流体を流通させる複数の配管が隔壁を介して並列に配置された多重配管における前記隔壁の漏洩を検出する漏洩検出装置であって、高圧の流体を流通させる配管内にトレーサー物質として不活性ガスを混入させる添加管と、前記添加管よりも下流側の位置で、低圧の流体を流通させる配管内から低圧の流体をサンプリングするサンプリング管と、筒体の中に多孔性固体充填材が充填されて構成されており、前記サンプリング管にてサンプリングされた流体が前記多孔性固体充填材に向けて上方から散布されると共に、第２の不活性ガスが前記多孔性固体充填材の中を下方から上方に向けて流通する放散塔と、前記多孔性固体充填材の中を下方から上方に向けて流通してきた第２の不活性ガスを分析して、この第２の不活性ガス中に、トレーサー物質としての前記不活性ガスが含まれているか否かを分析する分析計とを有する構成にした。また本発明の漏洩検出方法では、気体や液体の流体を流通させる複数の配管が隔壁を介して並列に配置された多重配管における前記隔壁の漏洩を検出する漏洩検出方法であって、高圧の流体を流通させる配管内にトレーサー物質として不活性ガスを混入させ、前記不活性ガスを混入した位置よりも下流側の位置で、低圧の流体を流通させる配管内から低圧の流体をサンプリングし、筒体の中に多孔性固体充填材が充填されて構成された放散塔において、サンプリングされた前記流体を前記多孔性固体充填材に向けて上方から散布すると共に、第２の不活性ガスを前記多孔性固体充填材の中を下方から上方に向けて流通させ、前記多孔性固体充填材の中を下方から上方に向けて流通してきた第２の不活性ガスを分析して、この第２の不活性ガス中に、トレーサー物質としての前記不活性ガスが含まれているか否かを分析し、トレーサー物質としての前記不活性ガスが含まれている場合には前記隔壁に漏洩部があると検出する構成にした。このように、放散塔を用いるようにしたので、より確実にトレーサー物質としての不活性ガスを検出すること、ひいては漏洩部の検出をすることができる。また、トレーサ物質として使用する不活性ガスは、流体に含まれる可能性のない物質を採用し、第２不活性ガスとしては分析において利用し易い汎用の不活性ガスを採用することができ、検出の正確性と、分析の容易さを兼備することができる。
【００６５】
また本発明の漏洩検出装置では、冷却水を流通させる複数の配管が隔壁を介して並列に配置された多重配管における前記隔壁の漏洩を検出する多重配管の漏洩検出装置であって、高圧の冷却水を流通させる配管内にトレーサー物質として不活性ガスであるクリプトンガスを混入させる添加管と、前記添加管よりも下流側の位置で、低圧の冷却水を流通させる配管内から低圧の冷却水をサンプリングするサンプリング管と、筒体の中に多孔性固体充填材が充填されて構成されており、前記サンプリング管にてサンプリングされた冷却水が前記多孔性固体充填材に向けて上方から散布されると共に、第２の不活性ガスが前記多孔性固体充填材の中を下方から上方に向けて流通する放散塔と、前記多孔性固体充填材の中を下方から上方に向けて流通してきた第２の不活性ガスを分析して、この第２の不活性ガス中に、クリプトンが含まれているか否かを分析する分析計とを有する構成にした。
また本発明の漏洩検出方法では、冷却水を流通させる複数の配管が隔壁を介して並列に配置された多重配管における前記隔壁の漏洩を検出する多重配管の漏洩検出方法であって、高圧の冷却水を流通させる配管内にトレーサー物質として不活性ガスであるクリプトンガスを混入させ、前記クリプトンガスを混入した位置よりも下流側の位置で、低圧の冷却水を流通させる配管内から低圧の冷却水をサンプリングし、筒体の中に多孔性固体充填材が充填されて構成された放散塔において、サンプリングされた前記冷却水を前記多孔性固体充填材に向けて上方から散布すると共に、第２の不活性ガスを前記多孔性固体充填材の中を下方から上方に向けて流通させ、前記多孔性固体充填材の中を下方から上方に向けて流通してきた第２の不活性ガスを分析して、この第２の不活性ガス中に、クリプトンが含まれているか否かを分析し、クリプトンが含まれている場合には前記隔壁に漏洩部があると検出する構成にした。
このため、放射線照射環境下で用いられる多重配管における隔壁の漏洩を、確実に検出することができる。
【００６６】
また本発明の漏洩検出装置では、前記分析計は、ガスクロマトグラフィー付質量分析計またはガスクロマトグラフィー付分光計である構成にした。
また本発明の漏洩検出方法では、前記分析は、ガスクロマトグラフィー付質量分析計またはガスクロマトグラフィー付分光計により行なう構成にした。
このため、トレーサー物質である不活性ガスが微量であっても、正確に検出することができ、微細な漏洩であっても検出することができる。
【００６７】
また本発明の漏洩検出装置では、トレーサー物質として用いる不活性ガスを、高圧の流体または高圧の冷却水よりも低温の冷水に溶かす水槽を有し、冷水に溶かした不活性ガスを前記添加管により高圧の流体または高圧の冷却水に混入させる構成にした。
また本発明の漏洩検出方法では、トレーサー物質として用いる不活性ガスを、高圧の流体または高圧の冷却水よりも低温の冷水に溶かし、冷水に溶かした不活性ガスを高圧の流体または高圧の冷却水に混入させること構成にした。
このため、トレーサー物質である不活性ガスを大量に混入することができ、検出精度が向上する。
【００６８】
また本発明の漏洩検出装置では、トレーサー物質として用いる不活性ガスを、高圧の流体または高圧の冷却水よりも高圧の水に溶かす水槽を有し、高圧の水に溶かした不活性ガスを前記添加管により高圧の流体または高圧の冷却水に混入させる構成にした。
また本発明の漏洩検出方法では、トレーサー物質として用いる不活性ガスを、高圧の流体または高圧の冷却水よりも高圧の水に溶かし、高圧の水に溶かした不活性ガスを高圧の流体または高圧の冷却水に混入させること構成にした。
このため、トレーサー物質である不活性ガスを大量に混入することができ、検出精度が向上する。
【００６９】
また本発明の漏洩検出装置では、前記添加管よりも上流側において、高圧の流体または高圧の冷却水を通す配管に冷却器を設置した構成にした。
また本発明の漏洩検出方法では、前記不活性ガスを混入する位置よりも上流側において、高圧の流体または高圧の冷却水を冷却する構成にした。
このため、トレーサー物質である不活性ガスを大量に混入することができ、検出精度が向上する。
【００７０】
また本発明の漏洩検出装置では、前記サンプリング管にヒータを備えた構成にした。また本発明の漏洩検出方法では、前記サンプリングした流体または冷却水を加熱する構成にした。
このため、サンプリングした流体から、トレーサー物質である不活性ガスを容易・確実に分離でき、検出精度が向上する。
【００７１】
また本発明の漏洩検出装置では、前記配管内に流れる流体の流速と、前記添加管と前記サンプリング管との間の距離と、前記添加管にてトレーサー物質として用いる不活性ガスを混入したタイミングと、前記分析計にてトレーサー物質としての不活性ガスを検出したタイミングと、前記分析計での検出処理時間とを基に、前記隔壁に生じた漏洩部の位置を演算するデータ処理装置を備えた構成にした。
また本発明の漏洩検出方法では、前記配管内に流れる流体の流速と、トレーサー物質としての不活性ガスを高圧の流体または高圧の冷却水に混入させた位置と低圧の流体または低圧の冷却水をサンプリングした位置との間の距離と、トレーサー物質として用いる不活性ガスを混入したタイミングと、トレーサー物質としての不活性ガスを検出したタイミングと、検出に要する検出処理時間とを基に、前記隔壁に生じた漏洩部の位置を演算する構成にした。
このため、漏洩の有無のみならず、漏洩部の位置をも検出することができ、迅速な処置をするのに貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる多重配管の漏洩検出装置を示す構成図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態にかかる多重配管の漏洩検出装置を示す構成図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態にかかる多重配管の漏洩検出装置を示す構成図である。
【図４】積層型の多重配管を示す斜視図である。
【図５】同心型の多重配管を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  多重配管
１ａ  内側配管
１ｂ  外側配管
２  漏洩部
３  多重配管
３ａ，３ｂ  配管
３ｃ  隔壁
１１  添加管
１２  サンプリング管
１３  流量調整弁
１４  流量計
２０  放散塔
２１  筒体
２２  多孔性固体充填材
２３  シャワーノズル
３０  ガスボンベ
３１  ガスライン
３２  流量調整弁
４１  ガスライン
４２  ガス冷却器
４３  ガスサンプラー
４４  ガスクロマトグラフィー付質量分析計
４５  データ処理装置
５１  水槽
５２  冷却器
５３  ヒータ
Ｗａ  高圧冷却水
Ｗｂ  低圧冷却水
Ｗｃ  冷水
【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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