JP2009293838A - Cavitation removing system and water supply device of power generation plant - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、給水流路内における圧力変動により発生するキャビテーションを除去するキャビテーション除去システムおよび発電プラントの給水装置に関するものである。 The present invention relates to a cavitation removing system for removing cavitation generated by pressure fluctuation in a water supply flow path and a water supply device for a power plant.
従来、用水を汲み上げて吐出するポンプの上流側には、給水流路を介して貯水タンクが配設されている。このとき、貯水タンクは、ポンプの上方に設けられており、ポンプに対し、所定の水頭圧(吸込み水頭)を加えることで、キャビテーションの発生を抑制している。換言すれば、吸込み水頭(NPSH:Net Positive Suction Head)が低下してしまうとキャビテーションが発生し易くなる。このため、ポンプの運転条件において決定されるNPSH(有効NPSH)は、キャビテーションの発生を抑制可能な最小のNPSH(所要NPSH)を上回るようにする必要がある。 Conventionally, a water storage tank is disposed on the upstream side of a pump that pumps up and discharges water, through a water supply channel. At this time, the water storage tank is provided above the pump, and the occurrence of cavitation is suppressed by applying a predetermined head pressure (suction head) to the pump. In other words, cavitation tends to occur when the suction head (NPSH: Net Positive Suction Head) decreases. For this reason, it is necessary that the NPSH (effective NPSH) determined in the operation condition of the pump exceeds the minimum NPSH (required NPSH) that can suppress the occurrence of cavitation.
しかしながら、貯水タンク内の圧力が降下すると、給水流路内において圧力が低下すると共に、給水流路内を流れる用水が速度変化する。つまり、給水流路内において、用水が速く流れるところと、遅く流れるところが発生し、部分的にNPSHが所要NPSHを下回ってしまう。これにより、給水流路内の各部分における圧力が減少してしまい、減圧した部分において用水が減圧沸騰することにより、キャビテーションが発生する虞がある。 However, when the pressure in the water storage tank decreases, the pressure in the water supply channel decreases, and the speed of the water that flows in the water supply channel changes. That is, in the water supply flow path, a place where the irrigation water flows fast and a place where the water flows slowly occur, and NPSH partially falls below the required NPSH. Thereby, the pressure in each part in a water supply flow path will reduce, and there exists a possibility that cavitation may generate | occur | produce, when water will be reduced-pressure boiled in the decompressed part.
このため、従来、給水流量の低下を検出する給水流量低下検出器と、給水流量低下検出器による検出結果に基づいて再循環ポンプをそれぞれ制御する複数の再循環ポンプ制御装置とを備えた再循環ポンプの保護装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。この再循環ポンプの保護装置によれば、給水流量低下検出器により給水流量の低下が検出されると、複数の再循環ポンプ制御装置は、各再循環ポンプを順次トリップ(停止)または減速させている。これにより、再循環ポンプにおけるキャビテーションの発生を防止している。 Therefore, conventionally, a recirculation provided with a water supply flow rate drop detector that detects a drop in the feed water flow rate and a plurality of recirculation pump control devices that respectively control the recirculation pumps based on the detection results of the water supply flow rate drop detector A protection device for a pump is known (for example, see Patent Document 1). According to this recirculation pump protection device, when a decrease in the feed water flow rate is detected by the feed water flow rate drop detector, the plurality of recirculation pump control devices sequentially trip (stop) or decelerate each recirculation pump. Yes. This prevents the occurrence of cavitation in the recirculation pump.
しかしながら、従来の再循環ポンプの保護装置によれば、再循環ポンプを停止または減速させなければならないため、再循環ポンプから吐出される用水の流量は減少してしまう。また、再循環ポンプを制御するための複数の再循環ポンプ制御装置を配設しなければならず、制御系が複雑になると共に、装置コストが増大してしまう。 However, according to the conventional recirculation pump protection device, the recirculation pump must be stopped or decelerated, so that the flow rate of the water discharged from the recirculation pump decreases. In addition, a plurality of recirculation pump control devices for controlling the recirculation pump must be provided, which complicates the control system and increases the device cost.
そこで、本発明は、簡易な構成で、発生したキャビテーションを除去することが可能なキャビテーション除去システムおよび発電プラントの給水装置を提供することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the water supply apparatus of the cavitation removal system and power plant which can remove the generated cavitation with a simple configuration.
本発明のキャビテーション除去システムは、用水を貯留可能な貯水タンクと、貯水タンクの下方に設けられ、水頭圧が加えられながら作動可能なポンプと、貯水タンクとポンプとを接続する給水流路に介設され、ポンプの近傍に設けられた気水分離器と、を備えたことを特徴とする。 The cavitation removal system of the present invention includes a water storage tank that can store water, a pump that is provided below the water storage tank and that can be operated while water head pressure is applied, and a water supply passage that connects the water storage tank and the pump. And a steam separator provided in the vicinity of the pump.
この場合、気水分離器とポンプとの間の給水流路の長さは、貯水タンクと気水分離器との間の給水流路の長さに比して、短く構成されていることが、好ましい。 In this case, the length of the water supply channel between the steam separator and the pump may be configured to be shorter than the length of the water supply channel between the water storage tank and the steam separator. ,preferable.
また、この場合、気水分離器と貯水タンクとを接続するベント管をさらに備えることが、好ましい。 In this case, it is preferable to further include a vent pipe for connecting the steam separator and the water storage tank.
また、この場合、ベント管と気水分離器とを接続する再循環管をさらに備えることが、好ましい。 In this case, it is preferable to further include a recirculation pipe that connects the vent pipe and the steam separator.
また、この場合、再循環管は、放熱性を有していることが、好ましい。 Further, in this case, it is preferable that the recirculation pipe has a heat dissipation property.
これらの場合、ベント管と再循環管との接続部分に設けられた補助気水分離器をさらに備えることが、好ましい。 In these cases, it is preferable to further include an auxiliary air / water separator provided at a connection portion between the vent pipe and the recirculation pipe.
また、これらの場合、気水分離器は、給水流路内に混入した異物を除去する異物除去手段を備えることが、好ましい。 In these cases, it is preferable that the steam / water separator includes a foreign matter removing means for removing foreign matter mixed in the water supply flow path.
本発明の発電プラントの給水装置は、気化した用水を冷却して液化させる復水器と、復水器により液化した用水を貯留可能な貯水タンクと、貯水タンクの下方に設けられ、水頭圧が加えられながら作動可能なポンプと、貯水タンクとポンプとを接続する給水流路に介設され、ポンプの近傍に設けられた気水分離器と、を備えたことを特徴とする。 The water supply device for a power plant according to the present invention is provided with a condenser for cooling and liquefying the vaporized water, a water storage tank capable of storing the water liquefied by the condenser, and a water tank under the water storage tank. A pump that can be operated while being added, and an air-water separator that is provided in the vicinity of the pump and that is provided in a water supply flow path that connects the water storage tank and the pump.
請求項1のキャビテーション除去システムによれば、ポンプに流入するキャビテーションを含む用水を、気水分離器により気相の用水と液相の用水とに分離することができる。つまり、気水分離器は、用水内のキャビテーションを除去し、キャビテーションを除去した用水をポンプに排出することができる。このため、給水流路内においてキャビテーションが発生しても、キャビテーションを気水分離器により除去することができる。これにより、ポンプにキャビテーションが流入することがないため、給水流路内にキャビテーションが発生しても、ポンプの作動を停止または減速させずに運転を行うことが可能となる。 According to the cavitation removing system of the first aspect, the water containing cavitation flowing into the pump can be separated into the gas-phase water and the liquid-phase water by the steam separator. That is, the steam separator can remove cavitation in the service water and discharge the service water from which the cavitation has been removed to the pump. For this reason, even if cavitation occurs in the water supply channel, the cavitation can be removed by the steam separator. Thereby, since cavitation does not flow into the pump, even if cavitation occurs in the water supply flow path, it is possible to operate without stopping or decelerating the operation of the pump.
請求項2のキャビテーション除去システムによれば、貯水タンクと気水分離器との間の給水流路を長くすることができ、気水分離器とポンプとの間の給水流路を短くすることができる。このため、給水流路に生じるキャビテーションの大部分を除去することが可能となる。 According to the cavitation removal system of claim 2, the water supply channel between the water storage tank and the steam separator can be lengthened, and the water feed channel between the steam separator and the pump can be shortened. it can. For this reason, it becomes possible to remove most of the cavitation generated in the water supply flow path.
請求項3のキャビテーション除去システムによれば、ベント管を介して、気水分離器により分離された気体を貯水タンクに返流させることができる。このため、返流した気体により貯水タンク内を加圧することができるため、給水流路内のNPSHを上昇させることができる。これにより、ベント管を設けることで、給水流路内のキャビテーションの発生を抑制することができる。 According to the cavitation removing system of the third aspect, the gas separated by the steam separator can be returned to the water storage tank via the vent pipe. For this reason, since the inside of a water storage tank can be pressurized with the returned gas, NPSH in a water supply flow path can be raised. Thereby, generation | occurrence | production of the cavitation in a water supply flow path can be suppressed by providing a vent pipe.
請求項4のキャビテーション除去システムによれば、ベント管内において液体となった用水を、再循環管を介して気水分離器に返流させることができる。このため、再循環管との接続部分の下流側におけるベント管内において、液体となった用水の流入を抑制することができる。これにより、ベント管を良好に機能させることができるため、給水流路内のキャビテーションの発生を抑制することができる。 According to the cavitation removal system of the fourth aspect, the water that has become liquid in the vent pipe can be returned to the steam separator through the recirculation pipe. For this reason, inflow of the irrigation water used as the liquid can be suppressed in the vent pipe in the downstream of the connection part with a recirculation pipe | tube. Thereby, since a vent pipe can be functioned favorably, generation | occurrence | production of the cavitation in a water supply flow path can be suppressed.
請求項5のキャビテーション除去システムによれば、再循環管において、放熱性を高めることで、気化した用水を迅速に液体に戻すことができる。 According to the cavitation removing system of the fifth aspect, in the recirculation pipe, it is possible to quickly return the vaporized water to the liquid by improving the heat dissipation.
請求項6のキャビテーション除去システムによれば、補助気水分離器によりベント管内の二相(気相および液相)になった用水を効率良く分離させることができる。 According to the cavitation removal system of the sixth aspect, the auxiliary water / water separator can efficiently separate the service water that has become two phases (gas phase and liquid phase) in the vent pipe.
請求項7のキャビテーション除去システムによれば、給水流路内に混入した異物を除去することができるため、気水分離器の下流側において、異物を核としたキャビテーションの発生を抑制することができる。 According to the cavitation removal system of the seventh aspect, since foreign matters mixed in the water supply flow path can be removed, the occurrence of cavitation centered on the foreign matters can be suppressed on the downstream side of the steam-water separator. .
請求項8の発電プラントの給水装置によれば、ポンプに流入するキャビテーションを含む用水を、気水分離器により気相の用水と液相の用水とに分離することができる。つまり、気水分離器は、用水内のキャビテーションを除去し、キャビテーションを除去した用水をポンプに排出することができる。このため、給水流路内においてキャビテーションが発生しても、キャビテーションを気水分離器により除去することができる。これにより、ポンプにキャビテーションが流入することがないため、給水流路内にキャビテーションが発生しても、ポンプの作動を停止または減速させずに運転を行うことが可能となり、良好に給水を行うことができる。
According to the water supply device of the power plant of
以下、添付した図面を参照して、本発明にかかるキャビテーション除去システムを適用した原子力発電プラントについて説明する。なお、以下の実施例によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, a nuclear power plant to which a cavitation removal system according to the present invention is applied will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to the following examples.
実施例1にかかる原子力発電プラントは、原子炉として加圧水型原子炉(PWR:Pressurized Water Reactor)が用いられている。加圧水型の原子力発電プラントは、原子炉において、一次冷却材となる軽水を加熱した後、高温となった軽水をポンプにより蒸気発生器に送る。そして、原子力発電プラントは、蒸気発生器において、高温となった軽水を、二次冷却材と熱交換させることにより二次冷却材を蒸発させ、蒸発した二次冷却材(蒸気)をタービンに送って発電機を駆動させることにより、発電を行っている。 In the nuclear power plant according to the first embodiment, a pressurized water reactor (PWR) is used as a nuclear reactor. A pressurized water nuclear power plant heats light water as a primary coolant in a nuclear reactor, and then sends the light water at a high temperature to a steam generator by a pump. Then, the nuclear power plant evaporates the secondary coolant by exchanging heat with the secondary coolant in the steam generator, and sends the evaporated secondary coolant (steam) to the turbine. Power is generated by driving the generator.
ここで、図1は、実施例1に係るキャビテーション除去システムを適用した原子力発電プラントを表した概略構成図であり、図2は、実施例1に係るキャビテーション除去システムを表した概略構成図である。以下、図1を参照して、原子力発電プラントの構成について説明する。 Here, FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a nuclear power plant to which the cavitation removal system according to the first embodiment is applied, and FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating the cavitation removal system according to the first embodiment. . Hereinafter, the configuration of the nuclear power plant will be described with reference to FIG.
図1に示すように、原子力発電プラント1は、原子炉5と、コールドレグ6aおよびホットレグ6bから成る一対の冷却材配管6a,6bを介して原子炉5に接続された蒸気発生器7とを有している。また、一対の冷却材配管6a,6bのホットレグ6bには、加圧器8が介設されると共に、コールドレグ6aには、冷却材ポンプ9が介設されている。そして、原子炉5、一対の冷却材配管6a,6b、蒸気発生器7、加圧器8および冷却材ポンプ9により、原子力発電プラント1の一次冷却系統3が構成され、これらは、原子炉格納容器10に収容されている。
As shown in FIG. 1, the nuclear power plant 1 includes a
上記の構成において、一次冷却材となる軽水は、原子炉5からホットレグ6bを通って蒸気発生器7に流入し、この後、蒸気発生器7内を通過して流出した軽水は、コールドレグ6aを通って原子炉5内に流入する。つまり、軽水は、原子炉5と蒸気発生器7との間を循環している。また、軽水は、原子炉5の核分裂反応により発生した中性子を減速しており、冷却材および中性子減速材として用いられている。
In the above configuration, the light water as the primary coolant flows into the steam generator 7 from the
原子炉5は、上記したように加圧水型原子炉であり、その内部は軽水で満たされている。そして、原子炉5内には、多数の燃料集合体15が収容されると共に、燃料集合体15の核分裂を制御する多数の制御棒16が各燃料集合体15に挿入可能に設けられている。
The
制御棒16により核分裂反応を制御しながら燃料集合体15を核分裂させると、この核分裂により熱エネルギーが発生する。発生した熱エネルギーは軽水を加熱し、加熱された軽水は、ホットレグ6bを介して蒸気発生器7へ送られる。一方、コールドレグ6aを介して蒸気発生器7から送られてきた軽水は、原子炉5内に流入して、原子炉5内を冷却する。
When the
ホットレグ6bに介設された加圧器8は、高温となった軽水を加圧することにより、軽水の沸騰を抑制している。また、蒸気発生器7は、高温高圧となった軽水を、二次冷却材と熱交換させることにより、二次冷却材を蒸発させて蒸気を発生させ、且つ、高温高圧となった軽水を冷却している。冷却材ポンプ9は、一次冷却系統3において軽水を循環させており、軽水を蒸気発生器7からコールドレグ6aを介して原子炉5へ送り込むと共に、軽水を原子炉5からホットレグ6bを介して蒸気発生器7へ送り込んでいる。
The
ここで、原子力発電プラント1の一次冷却系統3における一連の動作について説明する。原子炉5内の核分裂反応により発生した熱エネルギーにより、軽水が加熱されると、加熱された軽水は、冷却材ポンプ9によりホットレグ6bを介して蒸気発生器7に送られる。ホットレグ6bを通過する高温の軽水は、加圧器8により加圧されることで沸騰が抑制され、高温高圧となった状態で、蒸気発生器7に流入する。蒸気発生器7に流入した高温高圧の軽水は、二次冷却材と熱交換を行うことにより冷却され、冷却された軽水は、冷却材ポンプ9によりコールドレグ6aを介して原子炉5に送られる。そして、冷却された軽水が原子炉5に流入することで、原子炉5が冷却される。
Here, a series of operations in the
また、原子力発電プラント1は、蒸気管21を介して蒸気発生器7に接続されたタービン22と、タービン22に接続された復水器23と、復水器23と蒸気発生器7とを接続する復水管26(給水流路)と、を有している。そして、復水管26には、その上流側から復水ポンプ24、脱気器30、貯水タンク31、気水分離器32および給水ポンプ33が配設され、これらにより二次冷却系統20(給水装置)が構成されている。そして、二次冷却系統20を循環する二次冷却材は、蒸気発生器7において蒸発して気体(蒸気)になると共に、復水器23において気体から液体に戻される。なお、上記のタービン22には、発電機25が接続されている。
The nuclear power plant 1 connects the
蒸気管21を介して蒸気発生器7から蒸気がタービン22に流入すると、タービン22は回転を行う。タービン22が回転すると、タービン22に接続された発電機25は、発電を行う。この後、タービン22から流出した蒸気は復水器23に流入する。復水器23は、その内部に冷却管27が配設されており、冷却管27の一方には冷却水(例えば、海水)を供給するための取水管28が接続され、冷却管27の他方には冷却水を排水するための排水管29が接続されている。そして、復水器23は、タービン22から流入した蒸気を冷却管27により冷却することで、蒸気を液体に戻している。液体となった二次冷却材は、復水ポンプ24により復水管26を介して脱気器30に送られる。脱気器30では、液体となった二次冷却水に混入した気体を除去し、脱気後の二次冷却水を貯水タンク31に貯留する。貯水タンク31に貯留された二次冷却水は、気水分離器32を介して給水ポンプ33により蒸気発生器7に送られる。蒸気発生器7に送られた二次冷却材は、蒸気発生器7において一次冷却材と熱交換を行うことにより再び蒸気となる。
When steam flows from the steam generator 7 into the
ところで、貯水タンク31内の圧力が低下すると、貯水タンク31下流側の復水管26内では、復水管26内を流れる用水の速度が変化する。つまり、貯水タンク31と給水ポンプ33との間の復水管26内において、貯水タンク31側の復水管26内における用水の速度と、給水ポンプ33側の復水管26内における用水の速度とが異なる速度で流れる。このため、復水管26内において圧力変動が生じてしまう。つまり、復水管26内において部分的に減圧してしまい、これにより、用水が減圧沸騰することにより、キャビテーションが発生する虞がある。このため、実施例1では、復水管26内のキャビテーションを除去するキャビテーション除去システムS1が、原子力発電プラント1に組み込まれている。
By the way, when the pressure in the water storage tank 31 decreases, the speed of the water flowing through the
ここで、図2を参照して、実施例1に係るキャビテーション除去システムS1について説明する。キャビテーション除去システムS1は、上記の貯水タンク31と、気水分離器32と、給水ポンプ33とを備えると共に、気水分離器32と貯水タンク31とを接続するベント管35を備えている。
Here, the cavitation removing system S1 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. The cavitation removal system S <b> 1 includes the water storage tank 31, the air /
貯水タンク31は、脱気器30により脱気された用水を貯留するものであり、給水ポンプ33の上方に配置されている。このため、給水ポンプ33には、所定の水頭圧(吸込み水頭)が加わった用水が流入する。つまり、吸込み水頭(NPSH:Net Positive Suction Head)を高くすることで、キャビテーションの発生を抑制する。具体的に、給水ポンプ33に対する貯水タンク31の水頭差は、キャビテーションの発生を抑制可能な最小のNPSH(所要NPSH)を上回るように設定される。また、貯水タンク31には、その底部に復水管26が接続する給水口37が形成され、その上部にベント管35が接続する加圧口38が形成されている。
The water storage tank 31 stores the water deaerated by the deaerator 30, and is disposed above the water supply pump 33. For this reason, the water to which a predetermined water head pressure (suction head) is applied flows into the water supply pump 33. That is, the generation of cavitation is suppressed by increasing the suction head (NPSH: Net Positive Suction Head). Specifically, the water head difference of the water storage tank 31 with respect to the water supply pump 33 is set to exceed the minimum NPSH (required NPSH) that can suppress the occurrence of cavitation. Further, the water storage tank 31 has a
給水ポンプ33は、貯水タンク31に貯留した用水を吸い上げて、下流側の蒸気発生器7に向けて用水を吐出する。また、給水ポンプ33には、用水を吸い込むための吸込み口40が形成され、また、用水を吐出するための吐出口41が形成されている。
The water supply pump 33 sucks up the water stored in the water storage tank 31 and discharges the water toward the downstream steam generator 7. Further, the water supply pump 33 is formed with a
気水分離器32は、流入した用水を気相の用水と液相の用水とに分離し、分離した気相の用水をベント管35へ向けて排出すると共に、分離した液相の用水を給水ポンプ33へ向けて排出する。このとき、気水分離器32は、給水ポンプ33の吸込み口40側近傍に配設されている。このため、気水分離器32と給水ポンプ33との間の復水管26の長さは、貯水タンク31と気水分離器32との間の復水管26の長さに比して、短くなるように構成されている。また、気水分離器32には、用水を導入する用水導入口43が形成されると共に、分離した気相の用水を排出する気相排出口44が形成され、また、分離した液相の用水を排出する液相排出口45が形成されている。このため、用水導入口43からキャビテーションが混入した用水が導入されると、気水分離器32は、気相排出口44からキャビテーション(気相の用水)を排出し、液相排出口45からキャビテーションを除去した用水(液相の用水)を排出する。
The steam-
ベント管35は、その一端を気水分離器32の気相排出口44に接続し、その他端を貯水タンク31の加圧口38に接続している。このため、気相排出口44から排出された気相の用水は、ベント管35を通過して貯水タンク31に導入される。これにより、貯水タンク31の内圧が上昇するため、貯水タンク31と給水ポンプ33との間の復水管26内の圧力が上昇し、復水管26内のNPSHが上昇する。これにより、復水管26内におけるキャビテーションの発生を抑制することができる。
One end of the vent pipe 35 is connected to the
従って、貯水タンク31内の圧力が低下すると、復水管26内において圧力変動が生じ、これにより復水管26内にキャビテーションが発生する。このため、キャビテーションを含んだ用水は復水管26を通って、気水分離器32に導入される。気水分離器32は、用水内のキャビテーションを除去し、除去後の用水を給水ポンプ33へ向けて排出する。一方で、気水分離器32は、除去したキャビテーション(気相の用水)を貯水タンク31内に送り込むことで、貯水タンク31内の圧力を上昇させ、復水管26内におけるャビテーションの発生を抑制する。これにより、気水分離器32は、給水ポンプ33にキャビテーションを除去した用水を送り込むことができるため、給水ポンプ33はキャビテーションによる影響を受けることなく、作動することが可能となる。
Therefore, when the pressure in the water storage tank 31 decreases, pressure fluctuations occur in the
以上の構成によれば、復水管26内においてキャビテーションが発生しても、キャビテーションを気水分離器32により除去することができる。これにより、給水ポンプ33にキャビテーションが流入することがないため、復水管26内にキャビテーションが発生しても、給水ポンプ33の作動を停止または減速させることなく、給水ポンプ33の運転を継続して行うことが可能となる。
According to the above configuration, even if cavitation occurs in the
また、ベント管35を介して、気水分離器32により分離された気相の用水を貯水タンク31へ返流させることができる。これにより、貯水タンク31内の圧力を上昇させ、復水管26内の圧力を上昇させることができるため、復水管26内のNPSHを上昇させることができ、キャビテーションの発生を抑制することができる。
In addition, the gas-phase water separated by the
次に、図3を参照して、実施例2に係るキャビテーション除去システムS2について説明する。なお、重複した記載を避けるべく、異なる部分についてのみ説明する。図3は、実施例2に係るキャビテーション除去システムを表した概略構成図である。図3に示すように、実施例2に係るキャビテーション除去システムS2は、ベント管35と気水分離器32とを接続する再循環管50が設けられている。
Next, a cavitation removal system S2 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. Only different parts will be described in order to avoid duplicate descriptions. FIG. 3 is a schematic configuration diagram illustrating the cavitation removal system according to the second embodiment. As shown in FIG. 3, the cavitation removal system S <b> 2 according to the second embodiment is provided with a recirculation pipe 50 that connects the vent pipe 35 and the
具体的に、気水分離器32には、再循環管50が接続される循環水導入口51が形成されており、再循環管50は、その一端がベント管35に接続され、その他端が気水分離器32の循環水導入口51に接続されている。このため、気水分離器32は、用水導入口43および循環水導入口51から導入された用水に含まれるキャビテーションを除去し、除去後の用水を液相排出口45から排出する一方、気相の用水を気相排出口44から排出する。このとき、気相排出口44から排出された気相の用水の一部は、液相の用水となる。このため、ベント管35内は、気相および液相の用水が流れる。
Specifically, a circulating
従って、ベント管35内を流れる二相の用水のうち、液相の用水は、再循環管50を通過して気水分離器32に返流される一方、気相の用水は、そのままベント管35を通過して貯水タンク31に返流される。
Therefore, of the two-phase water flowing in the vent pipe 35, the liquid-phase water passes through the recirculation pipe 50 and is returned to the
以上の構成によれば、ベント管35内を流れる液相の用水を再循環管50を介して気水分離器32に返流させることができる。これにより、再循環管50との接続部分の下流側におけるベント管35内は、気相の用水が流れるため、ベント管35内を液詰まりさせることがなく、ベント管35を良好に機能させることができる。
According to the above configuration, the liquid phase water flowing in the vent pipe 35 can be returned to the
次に、図4を参照して、実施例3に係るキャビテーション除去システムS3について説明する。なお、この場合も、重複した記載を避けるべく、異なる部分についてのみ説明する。図4は、実施例3に係るキャビテーション除去システムを表した概略構成図である。図4に示すように、実施例3に係るキャビテーション除去システムS3は、実施例1に記載の気水分離器32に変えて、異物を除去するストレーナ(異物除去手段)としての機能を備えたストレーナ付き気水分離器60を備えている。
Next, a cavitation removal system S3 according to the third embodiment will be described with reference to FIG. In this case, only different parts will be described in order to avoid redundant description. FIG. 4 is a schematic configuration diagram illustrating the cavitation removal system according to the third embodiment. As shown in FIG. 4, the cavitation removal system S3 according to the third embodiment is a strainer having a function as a strainer (foreign matter removing means) that removes foreign matters in place of the steam-
すなわち、気水分離器60は、用水導入口43から導入された用水を、気相の用水と液相の用水とに分離した後、気相の用水を気相排出口44から排出する一方で、液相の用水の異物を除去した後、この液相の用水を液相排出口45から排出する。
That is, the
以上の構成によれば、復水管26内に混入した異物を除去することができるため、気水分離器60の下流側において、異物を核としたキャビテーションの発生を抑制することができる。
According to the above configuration, the foreign matters mixed in the
次に、図5を参照して、実施例4に係るキャビテーション除去システムS4について説明する。なお、この場合も、重複した記載を避けるべく、異なる部分についてのみ説明する。図5は、実施例4に係るキャビテーション除去システムを表した概略構成図である。図5に示すように、実施例4に係るキャビテーション除去システムS4は、実施例2のキャビテーション除去システムS2と実施例3のキャビテーション除去システムS3とを組み合わせたものであり、異物を除去するストレーナとしての機能を備えたストレーナ付き気水分離器60と、ベント管35と気水分離器60とを接続する再循環管50とを備えている。
Next, a cavitation removal system S4 according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. In this case, only different parts will be described in order to avoid redundant description. FIG. 5 is a schematic configuration diagram illustrating a cavitation removal system according to a fourth embodiment. As shown in FIG. 5, the cavitation removal system S4 according to the fourth embodiment is a combination of the cavitation removal system S2 of the second embodiment and the cavitation removal system S3 of the third embodiment, and serves as a strainer that removes foreign matter. A steamer-equipped
つまり、気水分離器60は、用水導入口43および循環水導入口51から導入された用水を、気相の用水と液相の用水とに分離した後、気相の用水を気相排出口44から排出する一方で、液相の用水の異物を除去した後、この液相の用水を液相排出口45から排出する。
That is, the
以上の構成によれば、ベント管35内を流れる液相の用水を再循環管50を介して気水分離器60に返流させることができ、また、復水管26内に混入した異物を除去することができる。
According to the above configuration, the liquid-phase water flowing in the vent pipe 35 can be returned to the
次に、図6を参照して、実施例5に係るキャビテーション除去システムS5について説明する。なお、この場合も、重複した記載を避けるべく、異なる部分についてのみ説明する。図6は、実施例5に係るキャビテーション除去システムを表した概略構成図である。図6に示すように、実施例5に係るキャビテーション除去システムS5は、実施例2のキャビテーション除去システムS2のベント管35と再循環管50との接続部分に補助気水分離器65を備えた構成となっている。 Next, a cavitation removal system S5 according to the fifth embodiment will be described with reference to FIG. In this case, only different parts will be described in order to avoid redundant description. FIG. 6 is a schematic configuration diagram illustrating a cavitation removal system according to a fifth embodiment. As shown in FIG. 6, the cavitation removal system S5 according to the fifth embodiment includes an auxiliary air / water separator 65 at a connection portion between the vent pipe 35 and the recirculation pipe 50 of the cavitation removal system S2 according to the second embodiment. It has become.
具体的に、補助気水分離器65は、ベント管35内を流れる二相の用水を、気相の用水と液相の用水とに分離し、気相の用水をベント管35を介して貯水タンク31に返流させると共に、液相の用水を再循環管50を介して気水分離器32に返流させている。
Specifically, the auxiliary steam separator 65 separates the two-phase water flowing in the vent pipe 35 into gas-phase water and liquid-phase water, and stores the gas-phase water through the vent pipe 35. While returning to the tank 31, liquid-phase water is returned to the steam /
以上の構成によれば、補助気水分離器65により、ベント管35を流れる二相の用水を、効率良く気相の用水と液相の用水とに分離することができる。 According to the above configuration, the auxiliary air-water separator 65 can efficiently separate the two-phase water flowing through the vent pipe 35 into gas-phase water and liquid-phase water.
次に、図7を参照して、実施例6に係るキャビテーション除去システムS6について説明する。なお、この場合も、重複した記載を避けるべく、異なる部分についてのみ説明する。図7は、実施例6に係るキャビテーション除去システムを表した概略構成図である。図7に示すように、実施例6に係るキャビテーション除去システムS6は、実施例4のキャビテーション除去システムS4のベント管35と再循環管50との接続部分に補助気水分離器65を備えた構成となっている。 Next, a cavitation removal system S6 according to the sixth embodiment will be described with reference to FIG. In this case, only different parts will be described in order to avoid redundant description. FIG. 7 is a schematic configuration diagram illustrating a cavitation removal system according to a sixth embodiment. As shown in FIG. 7, the cavitation removal system S6 according to the sixth embodiment includes an auxiliary air / water separator 65 at a connection portion between the vent pipe 35 and the recirculation pipe 50 of the cavitation removal system S4 of the fourth embodiment. It has become.
以上の構成においても、補助気水分離器65により、ベント管35を流れる二相の用水を、効率良く気相の用水と液相の用水とに分離することができる。 Also in the above configuration, the auxiliary air-water separator 65 can efficiently separate the two-phase water flowing through the vent pipe 35 into gas-phase water and liquid-phase water.
次に、図8を参照して、実施例7に係るキャビテーション除去システムS7について説明する。なお、この場合も、重複した記載を避けるべく、異なる部分についてのみ説明する。図8は、実施例7に係るキャビテーション除去システムを表した概略構成図である。図8に示すように、実施例7に係るキャビテーション除去システムS7は、実施例5のキャビテーション除去システムS5の再循環管50の放熱性を、復水管26およびベント管35に比して高くした構成となっている。
Next, a cavitation removal system S7 according to the seventh embodiment will be described with reference to FIG. In this case, only different parts will be described in order to avoid redundant description. FIG. 8 is a schematic configuration diagram illustrating a cavitation removal system according to a seventh embodiment. As shown in FIG. 8, the cavitation removal system S7 according to the seventh embodiment has a configuration in which the heat dissipation of the recirculation pipe 50 of the cavitation removal system S5 of the fifth embodiment is higher than that of the
具体的に、復水管26およびベント管35は、その周囲に断熱材が巻き付けられる一方、再循環管50は、その周囲に断熱材が巻き付けられていない。つまり、再循環管50は、復水管26およびベント管35に比して放熱性が高くなるように構成されている。これにより、再循環管50内を流れる用水は冷却されることで、液相の用水になり易くなる。このため、再循環管50内を流れる用水にキャビテーションが含まれている場合、再循環管50内を通過することで用水が冷却され、用水内のキャビテーションは消滅する。
Specifically, the heat insulating material is wound around the
以上の構成によれば、再循環管50内において気化した用水を迅速に液化させることができるため、循環水導入口51を介して気水分離器32に導入される用水を、キャビテーションを含まない用水とすることができる。
According to the above configuration, since the water used in the recirculation pipe 50 can be quickly liquefied, the water introduced into the
次に、図9を参照して、実施例8に係るキャビテーション除去システムS8について説明する。なお、この場合も、重複した記載を避けるべく、異なる部分についてのみ説明する。図9は、実施例8に係るキャビテーション除去システムを表した概略構成図である。図9に示すように、実施例8に係るキャビテーション除去システムS8は、実施例6のキャビテーション除去システムS6の再循環管50の放熱性を、復水管26およびベント管35に比して高くした構成となっている。
Next, a cavitation removal system S8 according to the eighth embodiment will be described with reference to FIG. In this case, only different parts will be described in order to avoid redundant description. FIG. 9 is a schematic configuration diagram illustrating a cavitation removal system according to an eighth embodiment. As shown in FIG. 9, the cavitation removal system S8 according to the eighth embodiment has a configuration in which the heat dissipation performance of the recirculation pipe 50 of the cavitation removal system S6 of the sixth embodiment is higher than that of the
以上の構成においても、再循環管50内において気化した用水を迅速に液化させることができるため、循環水導入口51を介して気水分離器60に導入される用水を、キャビテーションを含まない用水とすることができる。
Even in the above configuration, since the water evaporated in the recirculation pipe 50 can be quickly liquefied, the water introduced into the
なお、実施例1ないし8では、キャビテーション除去システムS1〜S8を原子力発電プラント1に適用して説明したが、これに限定することなく、例えば、火力発電プラントに適用しても良い。 In addition, although Example 1 thru | or 8 demonstrated cavitation removal system S1-S8 applying to the nuclear power plant 1, you may apply to a thermal power plant, for example, without limiting to this.
以上のように、本発明に係るキャビテーション除去システムおよび発電プラントの給水装置は、貯水タンクとポンプとを有する構成において有用であり、特に、貯水タンクとポンプとを接続する管内に発生したキャビテーションを除去する場合に適している。 As described above, the cavitation removal system and the power plant water supply apparatus according to the present invention are useful in a configuration having a water storage tank and a pump, and in particular, remove cavitation generated in a pipe connecting the water storage tank and the pump. Suitable for you.
1 原子力発電プラント
3 一次冷却系統
5 原子炉
20 二次冷却系統
23 復水器
24 復水ポンプ
26 復水管
30 脱気器
31 貯水タンク
32 気水分離器
33 給水ポンプ
35 ベント管
37 給水口
38 加圧口
40 吸込み口
41 吐出口
43 用水導入口
44 気相排出口
45 液相排出口
50 再循環管
51 循環水導入口
60 気水分離器(実施例3)
65 補助気水分離器
S1 キャビテーション除去システム(実施例1)
S2 キャビテーション除去システム(実施例2)
S3 キャビテーション除去システム(実施例3)
S4 キャビテーション除去システム(実施例4)
S5 キャビテーション除去システム(実施例5)
S6 キャビテーション除去システム(実施例6)
S7 キャビテーション除去システム(実施例7)
S8 キャビテーション除去システム(実施例8)
1
65 Auxiliary air-water separator S1 Cavitation removal system (Example 1)
S2 Cavitation removal system (Example 2)
S3 Cavitation removal system (Example 3)
S4 Cavitation removal system (Example 4)
S5 Cavitation removal system (Example 5)
S6 Cavitation removal system (Example 6)
S7 Cavitation removal system (Example 7)
S8 Cavitation removal system (Example 8)
Claims (8)
前記貯水タンクの下方に設けられ、水頭圧が加えられながら作動可能なポンプと、
前記貯水タンクと前記ポンプとを接続する給水流路に介設され、前記ポンプの近傍に設けられた気水分離器と、を備えたことを特徴とするキャビテーション除去システム。 A water storage tank capable of storing water,
A pump provided below the water storage tank and operable while water head pressure is applied;
A cavitation removal system comprising: an air / water separator provided in the vicinity of the pump, which is interposed in a water supply flow path connecting the water storage tank and the pump.
前記復水器により液化した用水を貯留可能な貯水タンクと、
前記貯水タンクの下方に設けられ、水頭圧が加えられながら作動可能なポンプと、
前記貯水タンクと前記ポンプとを接続する給水流路に介設され、前記ポンプの近傍に設けられた気水分離器と、を備えたことを特徴とする発電プラントの給水装置。 A condenser for cooling and liquefying the vaporized water,
A water storage tank capable of storing water liquefied by the condenser;
A pump provided below the water storage tank and operable while water head pressure is applied;
A water supply device for a power plant, comprising: an air / water separator provided in the vicinity of the pump, provided in a water supply flow path connecting the water storage tank and the pump.
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