JP2009144597A

JP2009144597A - 復水器水室レベルスイッチ

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Publication number: JP2009144597A
Application number: JP2007322457A
Authority: JP
Inventors: Toshiki Takemoto; 敏樹竹本
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2007-12-13
Filing date: 2007-12-13
Publication date: 2009-07-02
Anticipated expiration: 2027-12-13
Also published as: JP4808208B2

Abstract

【課題】海水に侵され難く、分解掃除における内壁損傷の懸念などが大幅に軽減でき、長寿命化及び作業効率の向上に寄与する復水器水室レベルスイッチを提供すること。
【解決手段】復水器水室レベルスイッチ１のフロート収容部２は、フロート５の下方及び上方それぞれに給排水用の第１開口部１１及び第２開口部１２を有するステンレス鋼管１３を主要本体とする。第１開口部１１には、第１の接続用配管としてステンレス鋼管１４が接続されている。また、第２開口部１２には、第２の接続用配管としてステンレス鋼管１５が接続されている。ステンレス鋼管１３においてガイド部３と着脱可能に接続するための締結部材として、フランジ１６及びフランジ１６から突出した植え込みボルト１７を備える。この植え込みボルト１７がガイド部３のフランジに開口された締結穴に貫通し、図示しないナットで固定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、火力発電設備、又は原子力発電設備に備えられる復水器において、水室内に流入させた海水量が正常の水位に達しているか否かを検知するための復水器水室レベルスイッチに関する。

一般に、火力発電設備、及び原子力発電設備（以下、発電プラントと呼ぶ）においては、ボイラ、及び原子炉でボイラ水、及び冷却材を加熱して蒸気を発生させ、発生した蒸気によって蒸気タービンを駆動している。蒸気タービンを通過した蒸気は復水器によって冷却・液化される。復水器においては、冷却水としての多量の海水が、取水路を通って循環ポンプによって熱交換部に送られ、蒸気と熱交換した後、放水路を通って海に放出される。

復水器の水室には所定量の海水が流入する。復水器の水室外部には、水室内の海水量が正常な水位に達しているか否かを検知するための復水器水室レベルスイッチが配設されている。この復水器水室レベルスイッチは、水室内に流入する海水の一部を導き入れる配管及びフロートを配するフロート収容部、フロート収容部上方に設けられたスイッチ制御部、さらに、一端がフロートに固定され他端がスイッチ制御部へと伸長する棒軸を備える。

このような復水器水室レベルスイッチは、復水器の水室内で所定量に達しようとする海水の一部をフロート収容部に導き入れる。従って、フロート収容部内のフロートは、復水器の水室内で所定量に達しようとする海水（水位）に応じて上方に動く。これにより、フロートにより押し上げられる棒軸の他端がスイッチ制御部の所定部に到達するか否かで検出信号の有無が判定される。すなわち、復水器水室レベルスイッチが正常に動作するには、復水器の水室内で所定量に達しようとする海水の水位と同じようにフロート収容部の海水の水位が上昇し、かつこの水位に応じたフロートのスムーズな動作が重要である。

従来、復水器水室レベルスイッチのフロート収容部は鋳造物で構成され、その内壁部は海水に侵されないように樹脂でライニング加工されている。また、復水器水室近傍で海水を電気分解して次亜塩素酸を発生させ、海水と直接接触する各種部材への海生生物の付着や繁殖を防ぐ対策も知られているところである（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−２１９４６８号公報

上記のような対策をしても、発電プラントの稼働時間を経るにつれ、海水に含まれる海生生物やその他の不純物によって、復水器水室レベルスイッチのフロート収容部内は徐々に汚される。従って、フロート収容部内壁に堆積物が付着することは避けられないのが現状である。

フロート収容部内の堆積物の付着が増大すると、フロートの動作不良を引き起こす懸念がある。このため、フロート収容部の分解点検時に内壁部を掃除する必要がある。このフロート収容部内の掃除の際、内壁のライニングを損傷してしまうことが少なくない。このため、ライニング損傷箇所から海水が浸入し、フロート収容部の鋳造物本体が容易に腐食する問題があった。フロート収容部は、内壁の腐食が進行すると、錆びで膨れて内径を狭めてしまう（図５参照）。これにより、フロート収容部は、フロートの動きを妨げるようになるため、フロート動作不良を引き起こす前に交換しなければならない。

本発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、特に海水を冷却媒体とする復水器の水室レベルスイッチのフロート収容部に関し、海水に侵され難く、分解掃除における内壁損傷の懸念などが大幅に軽減でき、長寿命化及び作業効率の向上に寄与する復水器水室レベルスイッチを提供することを目的とする。

本発明者は、従来、鋳造物であったフロート収容部の本体自体を、内壁（ライニング等）の損傷が致命傷にならないステンレス鋼で、かつ好適に製作できることを見出し、以下のような構成を提供する。

（１）液面に応じて上下動するフロートと、前記フロートに一端が固定され、前記フロートの上下動を伝達するための棒軸部材と、前記棒軸部材の上下動をガイドするガイド部と、前記棒軸部材の他端の上下動に応じてオン・オフするスイッチ制御部と、前記フロートを収容し、かつ前記フロートの下方及び上方それぞれに給排水用の第１開口部及び第２開口部を有する第１のステンレス鋼管を用いたフロート収容部と、前記第１開口部に接続された第２のステンレス鋼管を用いた第１の接続用配管と、前記第２開口部に接続された第３のステンレス鋼管を用いた第２の接続用配管と、前記フロート収容部と前記ガイド部とを着脱可能に接続するための締結部材と、を具備したことを特徴とする復水器水室レベルスイッチ。

（２）前記締結部材は、前記第１のステンレス鋼管の一方端に設けられた第１フランジと、前記第１フランジから突出した複数の植え込みボルトを含み、前記第１の接続用配管は、継ぎ手側に第２フランジを備え、前記第２の接続用配管は、継ぎ手側に第３フランジを備えることを特徴とする（１）に記載の復水器水室レベルスイッチ。

（３）前記第１フランジ及び前記植え込みボルトは、前記第１のステンレス鋼管と同じ種類のステンレス鋼により構成され、前記第２フランジは、前記第２のステンレス鋼管と同じ種類のステンレス鋼により構成され、前記第３フランジは、前記第３のステンレス鋼管と同じ種類のステンレス鋼により構成されていることを特徴とする（２）に記載の復水器水室レベルスイッチ。

（４）前記第１、第２、第３のステンレス鋼管は、共に同じ種類のステンレス鋼で構成されていることを特徴とする（１）から（３）いずれかに記載の復水器水室レベルスイッチ。

（５）前記第１、第２、第３のステンレス鋼管の内面は耐塩塗装してあることを特徴とする（１）から（３）いずれかに記載の復水器水室レベルスイッチ。

本発明によれば、発電プラントに備えられる、復水器の水室レベルスイッチに関し、フロート収容部本体をステンレス鋼管で構成するので、海水に侵され難い本体構成を実現し得る。これにより、分解掃除における内壁損傷の懸念などの心配が大幅に軽減でき、長寿命化及び作業効率の向上に寄与する。しかも、このようなステンレス鋼管はＪＩＳ（日本工業規格）で定められている適当な種類、寸法のものが入手できるので、所望のタイプに加工、製作し易く、製作されたフロート収容部本体は既存の設備に問題なく取り付けられる。

図１は、本発明に係る復水器水室レベルスイッチの概観図である。復水器水室レベルスイッチ１は、復水器１００の水室外壁の所定部に配設されている。復水器１００は、冷却水としての海水を循環させて蒸気タービンからの蒸気との間で熱交換を行う。周知のように復水器１００は、熱交換を行う図示しない管巣（細管の集合体）に循環させるための海水を、管巣端部の水室に所定量流入させる。復水器水室レベルスイッチ１は、復水器１００の水室内で所定量に達しようとする海水の一部が供給されることにより、水室内の海水が所定の量（水位）に達しているか否かを検知する。

復水器水室レベルスイッチ１は、フロート収容部２と、ガイド部３と、スイッチ制御部４とを含む。基本的にフロート収容部２に関してのみ内部が海水に晒される。フロート収容部２に収容される破線で示すフロート５は、流入する海水等の液面に応じて上下動する。フロート５は多少楕円形状となっていて、鋳造物で構成されているものもあれば樹脂部材で構成されているものもある。フロート５は、耐食性に優れるステンレス鋼で構成されるようにしてもよい。フロート５には棒軸部材６の一端が固定されている。棒軸部材６は、他端に、例えば鉄心７を有し、ガイド部３を介してスイッチ制御部４にフロート５の上下動を伝達する。スイッチ制御部４は、例えば、鉄心筒８を有し、鉄心筒８の周囲に配置された磁石（図示せず）の反応で動作するスイッチ９のオン・オフが制御されるようになっている。例えば、フロート５の上昇に応じて棒軸部材６の他端が上昇し、鉄心７が鉄心筒８の所定位置に近付くと、鉄心筒８の周囲に配置された図示しない磁石が反応し、スイッチ９はオフからオンへ変化するようになっている。また、例えば、フロート５の下降に応じて棒軸部材６の他端が下降し、鉄心７が鉄心筒８の所定位置から遠ざかると、鉄心筒８の周囲に配置された図示しない磁石が反応し、スイッチ９はオンからオフへ変化するようになっている。これにより、スイッチ制御部４は、スイッチ９のオン・オフに応じた検出信号を保持する。

本発明に係る復水器水室レベルスイッチ１のフロート収容部２は、フロート５の下方及び上方それぞれに給排水用の第１開口部１１及び第２開口部１２を有するステンレス鋼管１３を主要本体とする。第１開口部１１には、第１の接続用配管としてステンレス鋼管１４が接続されている。また、第２開口部１２には、第２の接続用配管としてステンレス鋼管１５が接続されている。

フロート収容部２は、ステンレス鋼管１３において上記ガイド部３と着脱可能に接続するための締結部材として、フランジ１６及びフランジ１６から突出した植え込みボルト１７を備える。この植え込みボルト１７がガイド部３のフランジに開口された締結穴に貫通し、図示しないナットで固定されている。

また、第１の接続用配管として、ステンレス鋼管１４は、継ぎ手側にフランジ１８を備え、第２の接続用配管として、ステンレス鋼管１５は、継ぎ手側にフランジ１９を備えている。これにより、復水器１００の水室の海水を導き入れる既存の設備、例えば、水室と接続されるパイプＰ１から、海水量(水位)に応じた一部の海水を導くように接続されるパイプＰ２〜Ｐ８、各フランジＦ及び蓋盤Ｄで構成される配管設備と適所で接続されている。ここでは、ステンレス鋼管１４は、パイプＰ７と、互いのフランジ（１８とＦ）の締結穴を適合させボルト及びナットで締結することにより接続されている。さらに、ステンレス鋼管１５は、パイプＰ８と、互いのフランジ（１９とＦ）の締結穴を適合させボルト及びナットで締結することにより接続されている。各フランジどうしの接続間には図示しない樹脂部材を介在させて密着性を向上させている。

上記したように、第１の接続用配管としてのステンレス鋼管１４及びフランジ１８、第２の接続用配管としてのステンレス鋼管１５及びフランジ１９は、例えば、既存の設備のパイプＰ７やフランジＦ、パイプＰ８やフランジＦに適合するための寸法や形状であることが好ましい。その点、復水器水室レベルスイッチ１のフロート収容部２の主要本体、各接続用配管は、主にステンレス鋼管とフランジによって作製されているので、既存の設備に組み込み易い。

図２は、本発明に係る復水器水室レベルスイッチ１のフロート収容部２に関する構成を示す側面図である。図３は、図１の構成の上面図である。図１と同様の箇所には同一の符号を付している。フロート収容部２の主要本体であるステンレス鋼管１３は、好ましくは、ＪＩＳ規格で定められている呼び径１００ＡのＳＵＳ３１６で構成される。厚さ及びそれに伴う内径は、スケジュール４０を採用している（厚さ６ｍｍ、内径１０２．３ｍｍ）。ＳＵＳ３１６は、主な特徴として、およそ１８％のＣｒと１２％のＮｉを含み、それにＭｏを添加して耐食性、耐孔食性を向上させたステンレス鋼である。ＳＵＳ３１６は、一般的なステンレス鋼であるＳＵＳ３０４よりも、海水をはじめ、各種媒質に優れた耐食性を有する。ステンレス鋼管１３に溶接されるフランジ１６及び植え込みボルト１７もＳＵＳ３１６で構成される。フランジ１６の厚さは、植え込みボルト１７の強度の関係上６ｍｍ以上あればよい。植え込みボルト１７は、径１６ｍｍを採用し６本設けられている。このようなフランジ１６及び植え込みボルト１７の寸法、形状は、もちろん、スイッチ制御部４側のガイド部３の接続部分の寸法、形状に合わせられる。

また、第１の接続用配管であるステンレス鋼管１４及びフランジ１８も上記同様、ＳＵＳ３１６で構成される。例えば、ステンレス鋼管１４は、呼び径２５ＡのＳＵＳ３１６、スケジュール４０を採用する。このようなステンレス鋼管１４は、ステンレス鋼管１３に開口部１１を形成すべく、ステンレス鋼管１３に差し込まれる形で溶接されている。フランジ１８は、既存の継ぎ手(図１のフランジＦ)との接続を考慮した構成となっており、４つの締結穴２０が開いている。

また、第２の接続用配管であるステンレス鋼管１５及びフランジ１９も上記同様、ＳＵＳ３１６で構成される。例えば、ステンレス鋼管１５においても、呼び径２５ＡのＳＵＳ３１６、スケジュール４０を採用する。このようなステンレス鋼管１５は、ステンレス鋼管１３に開口部１２を形成すべく、ステンレス鋼管１３に差し込まれる形で溶接されている。フランジ１９は、既存の継ぎ手(図１のフランジＦ)との接続を考慮した構成となっており、４つの締結穴２０が開いている。

上記のようなフロート収容部２におけるステンレス鋼管１３、１４及び１５の内面は、耐塩塗装してあることが好ましい。例えば、耐塩塗装３０は、数ｍｍの厚さを有するエポキシ樹脂によるライニング（コーティング）を採用する。これにより、フロート収容部２の長寿命化が図れる。

上記のようなフロート収容部２の主要本体であるステンレス鋼管１３、フランジ１６及び植え込みボルト１７や、ステンレス鋼管１４及びフランジ１８、ステンレス鋼管１５及びフランジ１９のそれぞれの寸法、形状は、既存の設備への組み込み易さを考慮して選択される。既存の設備によっては、フランジに替わる手段を用いることも考えられる。また、上記ステンレス鋼管とフランジは、溶接などの加工を考慮して同じ種類のステンレス鋼で構成した例を示したが、組み立て加工や強度、耐食性（ライニング、コーティング等で補うなど）に差し支えなければ、上記ステンレス鋼管とフランジは、同じ種類のステンレス鋼で構成しないことも考えられる。

上記のような構成の復水器水室レベルスイッチ１によれば、フロート収容部２の主要本体が極めて海水に侵され難いため、内壁の付着物除去等の分解掃除においても、内壁（ライニング等）の損傷が致命傷にならない。従って、より慎重に掃除しなくてはならない等の気遣いは無用になる。例えば、フロート収容部２の内面に耐塩塗装（３０）が施されている場合、掃除等で耐塩塗装が剥離する場合がある。その際にも、エポキシ樹脂塗装などによって、簡便に再塗装可能である。また、フロート収容部２は、ステンレス鋼管とフランジによって好適な製作が可能で、既存の設備に組み込みやすい。これにより、復水器の水室レベルスイッチのフロート収容部に関し、海水に侵され難く、分解掃除における内壁損傷の懸念などが大幅に軽減でき、長寿命化及び作業効率の向上に寄与する復水器水室レベルスイッチを提供することができる。

図４は、上記のような復水器水室レベルスイッチ１が配設された発電プラントの一例を示す概略図である。図は、コンバインド発電プラントを示している。コンバインド発電は、ガスタービンと蒸気タービンを組み合わせた（コンバインド）発電設備である。ＬＮＧ（液化天然ガス）を燃やしてガスタービンを回転させ、その際に発生する排熱でボイラ水を沸騰させ、その蒸気でさらに蒸気タービンを回転させて発電する方式である。コンバインド発電プラントは、高効率で、電力需要に対する調整能力に優れるという特徴を有している。

図４において、燃料のガス（ＬＮＧ）が燃焼器に送り込まれ、ガスタービン２０１を回転させる。その際、空気圧縮機２０２は、ガスタービン２０１の回転に伴い、圧縮空気を燃焼器に送り込む。ガスタービン２０１からの排熱は排熱回収ボイラ２０３にて蒸気を発生させる。排熱回収ボイラ２０３からの蒸気は、それぞれの蒸気ライン２０５を介して蒸気タービン（例えば、ＨＰ：高圧用、ＩＰ：中圧用、ＬＰ：低圧用）２０４に送り込まれる。ガスタービン２０１、各蒸気タービン２０４の回転により、発電機２０６が発電し、電力は、変圧器２０７、開閉所２０８を介して送電される。

復水器１００は、蒸気タービン通過した蒸気を冷却・液化する。復水器１００では、図示しない各種ポンプ、取水路２０９を介して冷却水としての海水が、水室に取り込まれる。その後、海水は図示しない循環ポンプによって熱交換部（管巣（細管の集合体））へ送られる。蒸気と熱交換後の海水は、各種ポンプ（図示せず）や放水路２１０を通って海に放出される。復水は、給水ラインを経て排熱回収ボイラ２０３にて再び蒸気発生に利用される。

本発明にかかる復水器水室レベルスイッチ１は、復水器１００の水室外壁の所定部に配設されており、復水器１００の水室内で所定量に達しようとする海水の一部が供給される。これにより、水室内の海水が所定の量（水位）に達しているか否かを検知する。この水室内の海水が所定の量（水位）に達していることを検出した信号によって、報知、確認が得られると、水室内の海水は、例えば図示しない循環ポンプで熱交換部（管巣（細管の集合体））に送られる等の次の段階へ移行する。

上記したように、コンバインド発電プラントは、高効率で、電力需要に対する調整能力に優れている。従って、稼働/非稼働の期間が不規則であることもあり、海水に晒される部品の防汚対策は非常に重要である。その点、本発明にかかる復水器水室レベルスイッチ１は、そのフロート収容部２において、内壁（ライニング等）の損傷が致命傷にならないステンレス鋼で構成され、かつ、既存の設備に組み込み易く、入手し易いステンレス鋼管とフランジによって作製されている。この結果、防汚対策として、フロート収容部２の分解点検、掃除においても、掃除が楽で、例えば、耐塩塗装内面が剥離することがあっても、手軽に再塗装できる。つまり、多少粗い塗装であっても支障は無い。耐用年数も大幅に伸びる。本発明においては、例えば、図５に示すような、従来の復水器水室レベルスイッチ５１のように、鋳造タイプのフロート収容部５３の内壁ライニング損傷、その後の腐食（錆）等で内径が狭まるような懸念はほとんどない。本発明においては、例えば、図３に示すようなフロート収容部２の滑らかな内面を長期間保つことができる。

本発明に係る復水器水室レベルスイッチの概観図である。本発明に係る復水器水室レベルスイッチのフロート収容部に関する構成を示す側面図である。図１の構成の上面図である。本発明に係る復水器水室レベルスイッチが配設された発電プラントの一例を示す概略図である。従来の復水器水室レベルスイッチのフロート収容部の好ましくない内壁を示す図である。

符号の説明

１復水器水室レベルスイッチ
２フロート収容部
３ガイド部
４スイッチ制御部
５フロート
６棒軸部材
７鉄心
８鉄心筒
９スイッチ
１１第１開口部
１２第２開口部
１３ステンレス鋼管
１４ステンレス鋼管
１５ステンレス鋼管
１６フランジ
１７植え込みボルト
１８フランジ
１９フランジ
２０締結穴
３０耐塩塗装
５１従来の復水器水室レベルスイッチ
５３鋳造タイプのフロート収容部の内壁損傷
２０１ガスタービン
２０２空気圧縮機
２０３排熱回収ボイラ
２０４蒸気タービン
２０５蒸気ライン
２０６発電機
２０７変圧器
２０８開閉所
２０９取水路
２１０放水路

Claims

液面に応じて上下動するフロートと、
前記フロートに一端が固定され、前記フロートの上下動を伝達するための棒軸部材と、
前記棒軸部材の上下動をガイドするガイド部と、
前記棒軸部材の他端の上下動に応じてオン・オフするスイッチ制御部と、
前記フロートを収容し、かつ前記フロートの下方及び上方それぞれに給排水用の第１開口部及び第２開口部を有する第１のステンレス鋼管を用いたフロート収容部と、
前記第１開口部に接続された第２のステンレス鋼管を用いた第１の接続用配管と、
前記第２開口部に接続された第３のステンレス鋼管を用いた第２の接続用配管と、
前記フロート収容部と前記ガイド部とを着脱可能に接続するための締結部材と、
を具備したことを特徴とする復水器水室レベルスイッチ。
前記締結部材は、前記第１のステンレス鋼管の一方端に設けられた第１フランジと、前記第１フランジから突出した複数の植え込みボルトを含み、前記第１の接続用配管は、継ぎ手側に第２フランジを備え、前記第２の接続用配管は、継ぎ手側に第３フランジを備えることを特徴とする請求項１に記載の復水器水室レベルスイッチ。
前記第１フランジ及び前記植え込みボルトは、前記第１のステンレス鋼管と同じ種類のステンレス鋼により構成され、前記第２フランジは、前記第２のステンレス鋼管と同じ種類のステンレス鋼により構成され、前記第３フランジは、前記第３のステンレス鋼管と同じ種類のステンレス鋼により構成されていることを特徴とする請求項２に記載の復水器水室レベルスイッチ。
前記第１、第２、第３のステンレス鋼管は、共に同じ種類のステンレス鋼で構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の復水器水室レベルスイッチ。
前記第１、第２、第３のステンレス鋼管の内面は、耐塩塗装してあることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の復水器水室レベルスイッチ。