JP2010261655A - 復水器冷却管漏洩検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】復水器の冷却管の漏洩の有無を簡便で効率的に検査することができる復水器冷却管漏洩検査装置を提供する。
【解決手段】復水器の冷却管１５の漏洩の有無を検査するに際して、圧力変動測定端プラグ２３が三角形状にまとめられた圧力変動測定端プラグ群２０と、閉塞端プラグ３３が三角形状にまとめられた閉塞端プラグ群３０を備え、複数本の冷却管１５に同時に圧力変動測定端プラグ２３と閉塞端プラグ３３を挿着して、１個の圧力計４１によって複数本の冷却管１５の漏洩検査を行うことができる復水器冷却管漏洩検査装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、蒸気タービンから排出された水蒸気を冷却して水に復するための復水器に関し、特に復水器の冷却管（伝熱管）の漏洩（リーク）を検査するための復水器冷却管漏洩検査装置に関するものである。

従来から、発電所等において、ボイラーにより発生した水蒸気は、タービンを回す動力に使用された後、液化させるために復水器に送られて冷却され、再び水としてボイラーで加熱されて水蒸気になるように循環する構造がとられている。この場合、復水器の水蒸気側は−７００ｍｍＨｇ程度の真空状態で運転されるが、これは水蒸気（気体）が水（液体）になるとき体積減少分が負圧となるためで、熱落差を大きくすることにより効率を上げている。

図５は蒸気タービンの復水器の一般的な構成を示すものであり（特許文献１参照）、図５（ａ）は側面図、図５（ｂ）はそのＸ−Ｘ矢視図である。図５（ａ）、（ｂ）において、７０は復水器本体であり、上部には蒸気タービン７１が配置されている。７２は胴体であり、胴体７２の両側には管板７３があり、両管板７３で複数本の冷却管からなる冷却管群７４を支持している。通常、冷却管群７４は、図５（ｂ）に示すように、Ａ室とＢ室の２室に分離されており、各室内の冷却管の本数は数千〜数万本にも達する。ちなみに、必要に応じて、Ａ室とＢ室のいずれか一方を停止して片側のみで運転（片肺運転）を行うことができるようになっている。

そして、７５ａ、７５ｂは水室であり、水室７５ａからは冷却水８０ａが流入し、冷却管群７４の冷却管内を流れて水室７５ｂから冷却水８０ｂとして流出する。７６は復水溜まりであり、冷却管内を流れる冷却水により水蒸気が冷却されて凝縮し、下部に溜まる。７７は復水出口であり、復水溜まり７６に溜まった水の出口である。

なお、上記の水室７５ａ、７５ｂは、Ａ室とＢ室のそれぞれに設けられている。そして、図示していないが、水室７５ａ、７５ｂにはそれぞれマンホールが設けられており、検査や補修の際には、Ａ室または／およびＢ室から冷却水を抜き取り、マンホールからそのＡ室または／およびＢ室の水室７５ａ、７５ｂ内に作業員が入ることができるようになっている。

上記構成の復水器において、蒸気タービン７１で膨張し、仕事をして低温となった水蒸気８１は復水器本体７０内に流入し、胴体７２内の冷却管群７４内に流入する。冷却管群７４内に流入した水蒸気は、冷却水が流れる多数の冷却管の間を流れる過程において冷却水により冷却されて冷却管表面に凝縮して水となり、下部の復水溜まり７６内へ落下する。復水溜まり７６に溜まった水は復水出口７７より流出し、再度加熱源に戻される。

その際、一般的に、大型発電所は、海岸に設立される場合が多く、上記の冷却水として海水を使用することが多い。

このような海水を冷却水として使用する復水器の場合、冷却管に何らかの原因（例えば、海水による腐食）で孔が開いて、そこから冷却水（海水）の漏洩が生ずると、ボイラーに使用されている純水に海水が混入するので復水の塩分濃度が高くなり、そのためにボイラー本体等に致命的な損傷を及ぼす恐れがある。したがって、早期に冷却管の漏洩を検出し、その漏洩管を閉止する必要がある。

その際、作業員の目視により冷却管の漏洩（漏口）を直接検出することは非常に難しく、従来は、薄いビニールシートや石鹸水（泡）等を用いて冷却管の漏洩を検出していた。

しかし、数千〜数万本にも達する多数の冷却管の漏洩を検査することは、時間と根気のいる作業であり、勘や経験に頼ることが多く、確実性に欠けていた。

これに対して、これまで、復水器の冷却管の漏洩を正確に短時間で行うことを目的にした復水器冷却管漏洩検査技術がいくつか提案されている。

例えば、特許文献１には、両端が開口すると共に管板で支持された冷却管の両開口周囲の管板にそれぞれ当接して同開口を塞ぎ、同冷却管内を密閉する内側キャップと、同内側キャップの外周囲を覆って密閉する外側キャップと、同外側キャップと前記内側キャップとで形成される空間と前記内側キャップで密閉された前記冷却管内とを等圧力に加圧する加圧手段と、前記外側キャップと内側キャップとで形成される空間内の圧力を一定圧力に保持する圧力保持手段と、前記内側キャップで密閉された前記冷却管内と前記外側キャップと内側キャップとで形成される空間との差圧を測定する差圧計とを備えた復水器冷却管漏洩検出装置が記載されている。

また、特許文献２には、冷却管の一端に圧力センサ付プラグを、他端に閉塞プラグを挿着して両端を閉塞し、該冷却管内と冷却管外の蒸気側との圧力差による漏口からの流出による圧力変動を測定することにより冷却管の漏洩を検出する復水器冷却管漏洩検出技術が記載されている。

また、特許文献３には、復水器の冷却管の両端を密閉する手段と、冷却管を密閉する手段の一端に取りつけたセンサとを具備し、冷却管にピンホールがある場合には冷却管内の空気が復水器内に漏れて生ずる冷却内の減圧分と大気圧との差圧を前記センサにより検出することによって冷却管のピンホールの有無を検出する復水器冷却管漏洩探査器が記載されている。

また、特許文献４には、復水器の冷却管の両端にカバーを設置し、真空ポンプにて冷却管を真空とし、カバーに併設された水位計にて水位低下を確認（目視）することで冷却管の漏洩を検知するようにした復水器冷却管漏洩検査装置が記載されている。

特開２０００−１４６４５９号公報 特開２０００−１５４９８６号公報 特開平０６−０２６９７８号公報 特開昭６２−０９１７９５号公報

しかし、前記の特許文献１〜４に記載の技術は以下のような問題がある。

まず、特許文献１に記載の技術については、水冷管の両端に設置するキャップの構造が複雑で、設置から検知までに多大な時間を要する。

また、特許文献２に記載の技術については、水冷管の両端に設置するプラグがネジ込み式のため、設置に多大な時間を要する。また、漏洩検出システムが複雑で高価である。

また、特許文献３、４に記載の技術については、復水器が運転中は復水器内（水蒸気側）が真空状態であることを利用した漏洩検出装置であり、定期検査等で復水器が停止時には使用できない。また、漏洩検出システム等が複雑で高価である。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、復水器の冷却管の漏洩の有無を簡便で効率的に検査することができる復水器冷却管漏洩検査装置を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有している。

［１］復水器内の冷却管群のうち孔があいて冷却水の漏洩が生じている冷却管を検出するため、冷却管の一端に、冷却管内の圧力変動を測定するための圧力変動測定手段に連通する圧力変動測定端プラグを挿着し、冷却管の他端に、冷却管を閉塞する閉塞端プラグを挿着し、該冷却管内と冷却管外の圧力差による前記孔からの流出に伴う冷却管内の圧力変動を前記圧力変動測定手段により測定することにより冷却管の漏洩を検出する復水器冷却管漏洩検査装置であって、
複数本の冷却管に同時に圧力変動測定端プラグと閉塞端プラグを挿着して１個の圧力変動検出手段で漏洩の有無が検査できるように、冷却管の配置に対応して複数本の圧力変動測定端プラグが三角形状にまとめられた圧力変動測定端プラグ群と、同じく複数本の閉塞端プラグが三角形状にまとめられた閉塞端プラグ群を備え、前記圧力変動測定端プラグ群内の圧力変動端プラグ間は互いに連通していることを特徴とする復水器冷却管漏洩検査装置。

［２］冷却管の配置が千鳥配置の場合、１本、２本、３本の計６本の圧力変動測定端プラグからなる圧力変動測定端プラグ群と、同じく計６本の閉塞端プラグからなる閉塞端プラグ群、または、１本、２本、３本、４本の計１０本の圧力変動測定端プラグからなる圧力変動測定端プラグ群と、同じく計１０本の閉塞端プラグからなる閉塞端プラグ群を備えていることを特徴とする前記［１］に記載の復水器冷却管漏洩検査装置。

［３］冷却管の配置が格子状配置の場合、１本、３本の計４本の圧力変動測定端プラグからなる圧力変動測定端プラグ群と、同じく計４本の閉塞端プラグからなる閉塞端プラグ群、または、１本、３本、５本の計９本の圧力変動測定端プラグからなる圧力変動測定端プラグ群と、同じく計９本の閉塞端プラグからなる閉塞端プラグ群を備えていることを特徴とする前記［１］に記載の復水器冷却管漏洩検査装置。

本発明においては、復水器の冷却管の漏洩の有無を検査するに際して、圧力変動測定端プラグが三角形状にまとめられた圧力変動測定端プラグ群と、同様に閉塞端プラグが三角形状にまとめられた閉塞端プラグ群を用いて、複数本の冷却管に同時に圧力変動測定端プラグと閉塞端プラグを挿着して１個の圧力変動測定手段で複数本の冷却管の漏洩検査ができるので、冷却管の漏洩の有無を簡便で効率的に検査することができる。

本発明の一実施形態を示す図である。 図１のＡ−Ａ矢視図である。 本発明の一実施形態における圧力変動測定端プラグ群を示す図である。 本発明の一実施形態における圧力変動測定端プラグ群の他の例を示す図である。 一般的な復水器を示す図である。

本発明の一実施形態を述べる。

まず、本発明の一実施形態に係る復水器冷却管漏洩検査装置は、図５に示したような復水器内の冷却管群のうち孔があいて冷却水の漏洩が生じている冷却管を検出するため、冷却管の一端に、冷却管内の圧力変動を測定するための圧力変動測定手段に連通する圧力変動測定端プラグを挿着し、冷却管の他端に、冷却管を閉塞する閉塞端プラグを挿着し、該冷却管内と冷却管外の圧力差による前記孔からの流出に伴う冷却管内の圧力変動を前記圧力変動測定手段により測定することにより冷却管の漏洩を検出する復水器冷却管漏洩検査装置であるが、その基本的なコンセプトは以下の如くである。
（１）一度に多数の水冷管の漏洩検査ができる構造である。
（２）作業員が人力で使用できるように、コンパクトでハンドリングが容易な構造である。
（３）短時間の検査作業（例えば、１０秒以内／１ヶ所）が可能である。
（４）復水器が片肺運転中（水冷管外が真空状態で、検査対象の冷却管内が大気圧状態）でも、完全停止時（水冷管外が大気圧状態で、検査対象の冷却管内も大気圧状態）でも検査が可能である。

そして、上記のようなコンセプトに基づいて、この実施形態に係る復水器冷却管漏洩検査装置は、複数本（例えば６本）の冷却管に同時に圧力変動測定端プラグと閉塞端プラグを挿着して１個の圧力変動検出手段で漏洩の有無が検査できるように、冷却管の配置に対応して複数本（例えば６本）の圧力変動測定端プラグが三角形状にまとめられた圧力変動測定端プラグ群と、同じく複数本（例えば６本）の閉塞端プラグが三角形状にまとめられた閉塞端プラグ群を備え、前記圧力変動測定端プラグ群内の圧力変動端プラグ間は互いに連通しているという構造になっている。

以下、この実施形態に係る復水器冷却管漏洩検査装置を図面に従って説明する。

図１は、この実施形態に係る復水器冷却管漏洩検査装置を示す図であり、図５に示したような復水器の冷却管群に設置した状態を示している。図２は、図１におけるＡ−Ａ矢視図である。また、図３は、この実施形態において用いる圧力変動測定端プラグ群を示す斜視図である。なお、ここでは、復水器が完全停止時に検査を行う場合を示している。したがって、水冷管外は大気圧状態であり、検査対象の冷却管内も冷却水が抜かれて大気圧状態である。

図１〜図３に示すように、この実施形態に係る復水器冷却管漏洩検査装置は、管板１３で支持された多数の冷却管１５からなる冷却管群１４のうち、孔５０があいて冷却水の漏洩が生じている冷却管を検出するため、６本の冷却管１５のそれぞれの一端に挿着されて、６本の冷却管１５内の圧力変動を圧力計４１で測定できるようにした６本の圧力変動測定端プラグ２３からなる圧力変動測定端プラグ群２０と、当該６本の冷却管１５のそれぞれの他端に挿着されて、その冷却管１５の他端を閉塞する６本の閉塞端プラグ３３からなる閉塞端プラグ群３０とを備えている。

そして、図２、図３に示すように、圧力変動測定端プラグ群２０については、６本の圧力変動測定端プラグ２３が、千鳥配置された冷却管１５に対応して、架台２４上に、三角形状（１本、２本、３本）に配置されている。

それぞれの圧力変動測定端プラグ２３は、中空のノズル２１と、ノズル２１と冷却管１３間をシールするゴムシール２２からなっており、ノズル２１の先端が冷却管１５内に挿入されるとともに、ノズル２１の後端が架台２４内に設けられている中空部２５に接続している。これにより、６本の圧力変動端プラグ２３間は互いに連通している。なお、中空部２５にはニップル２６が接続している。

そして、中空部２５は、ニップル２６を介して、圧力計４１が設置された圧力計用配管４２に接続している。さらに、圧力計用配管４２は、自在継手４３を介して、圧縮機（図示せず）からの圧縮空気を供給するホース４４に接続している。なお、ホース４４には、圧力が必要以上に上昇しないように、減圧弁（図示せず）が設置されている。

一方、閉塞端プラグ群３０についても、６本の閉塞端プラグ３３が、上記の６本の圧力変動測定端プラグ２３と同様に、千鳥配置された冷却管１５に対応して、架台３４上に、三角形状（１本、２本、３本）に配置されている。

それぞれの閉塞端プラグ３３は、心棒３１と、心棒３１と冷却管１５間をシールするゴムシール３２からなっており、閉塞端プラグ３３を冷却管１５の他端に挿着することによって、冷却管１５の他端を密閉するようになっている。

そして、上記のような圧力変動測定端プラグ群２０と閉塞端プラグ群３０を６本の冷却管１５の両端に対向するように挿着することで、６本の冷却管１５内と各ノズル２１内と中空部２５内が一つの空間（検査空間）を形成することになり、その検査空間内に圧縮機からの所定圧力（例えば、０．１ＭＰａ）の圧縮空気を供給して、所定の保持時間後（例えば、１０ｓ後）の検査空間内の圧力変動を圧力計４１で測定することによって、６本の冷却管１５の漏洩の有無（孔５０の有無）を検査することができる。

すなわち、水冷管外は大気圧状態にあるので、６本の冷却管１５のいずれかに孔５０が存在すると、その孔５０から圧縮空気が流出して、検査空間内の圧力変動（圧力低下）が生じる。これに対して、６本の冷却管１５のいずれにも孔５０が存在しなければ、検査空間内の圧力変動（圧力低下）は生じない。

そして、もし、検査空間内の圧力変動（圧力低下）が生じた場合は、６本の冷却管１５のいずれかに漏洩が有ることになるので、それら６本の冷却管１５に対して個別に漏洩の有無（孔５０の有無）を検査して、漏洩が有る冷却管１５を特定する。

これに対して、検査空間内の圧力変動（圧力低下）が生じなかった場合は、６本の冷却管１５のいずれにも漏洩が無いことになるので、次の６本の冷却管１５の検査に移る。

以上のようにして、復水器が完全停止している際の漏洩検査を行うことができる。

一方、復水器が片肺運転している際に、停止中のＡ室またはＢ室の冷却管の漏洩検査を行う場合には、図１において、ホース４４を圧力測定用配管４２から切り離すとともに、圧力計４１に代えて真空計を用いて、検査空間内の圧力変動を測定する。

すなわち、復水器が片肺運転している時には、水冷管外は真空状態であり、検査対象の冷却管内は冷却水が抜かれて大気圧状態になっているので、６本の冷却管１５のいずれかに孔５０が存在する場合には、その孔５０から空気が流出して、検査空間内が負圧になる。そこで、その負圧になる圧力変動（圧力低下）を真空計で検知することによって、６本の冷却管１５のいずれかに孔５０が存在することを検出することができる。

もちろん、６本の冷却管１５のいずれにも孔５０が存在しなければ、検査空間内の圧力変動（圧力低下）が生じることはない。

以上のようにして、復水器が片肺運転している際の漏洩検査を行うことができる。

なお、上記においては、圧力変動測定端プラグ群２０が、千鳥配置された冷却管に対応して、１本、２本、３本の計６本の圧力変動測定端プラグ２３を三角形状に配置したものになっていたが、図４に斜視図を示すように、圧力変動測定端プラグ群２０として、１本、２本、３本、４本の計１０本の圧力変動測定端プラグ２３を三角形状に配置したものを用いてもよい。

また、冷却管が格子状に配置されている場合には、圧力変動測定端プラグ群２０として、１本、３本の計４本の圧力変動測定端プラグ２３を三角形状に配置したものや、１本、３本、５本の計９本の圧力変動測定端プラグ２３を三角形状に配置したものを用いる。

もちろん、その際に、圧力変動測定端プラグ群２０の配置に合わせて、閉塞端プラグ群３０も、閉塞端プラグ３３を同様に配置したものを用いる。

そして、圧力変動測定端プラグ群２０は、耐圧を考慮して、ゴム２２以外の部分（ノズル２１、架台２４等）は金属製とするが、ハンドリング性を考慮して、重量は１ｋｇ以下とすることが好ましい。閉塞端プラグ群３０についても同様である。

なお、ここでは、圧力変動測定端プラグ２３や閉塞端プラグ３３を三角形状に配置しているが、仮に、圧力変動測定端プラグ２３や閉塞端プラグ３３を直線状に配置した場合は、圧力変動測定端プラグ群２０や閉塞端プラグ群３０が長尺になり、水室内でのハンドリング性が悪くなる。

上記のようにして、この実施形態においては、コンパクトでハンドリングが容易な構造の漏洩検査装置を用いて、復水器が片肺運転中でも完全停止時でも、一度に多数の水冷管の漏洩検査を短時間の検査作業で行うことができる。すなわち、復水器の冷却管の漏洩の有無を簡便で効率的に検査することができる。

その結果、漏洩検査作業時間が短縮されて、機会損失の低減、漏洩検査費用の削減等を図ることが可能となる。

１３ 管板
１４ 冷却管群
１５ 冷却管
２０ 圧力変動測定端プラグ群
２１ ノズル
２２ ゴム
２３ 圧力変動測定端プラグ
２４ 架台
２５ 中空部
２６ ニップル
３０ 閉塞端プラグ群
３１ 心棒
３２ ゴム
３３ 閉塞端プラグ
３４ 架台
４１ 圧力計
４２ 圧力計用配管
４３ 自在継手
４４ ホース
５０ 孔
７０ 復水器本体
７１ 蒸気タービン
７２ 胴体
７３ 管板
７４ 冷却管群
７５ａ、７５ｂ 水室
７６ 復水溜まり
７７ 復水出口
８０ａ、８０ｂ 冷却水（海水）
８１ 水蒸気

Claims (3)

1. 復水器内の冷却管群のうち孔があいて冷却水の漏洩が生じている冷却管を検出するため、冷却管の一端に、冷却管内の圧力変動を測定するための圧力変動測定手段に連通する圧力変動測定端プラグを挿着し、冷却管の他端に、冷却管を閉塞する閉塞端プラグを挿着し、該冷却管内と冷却管外の圧力差による前記孔からの流出に伴う冷却管内の圧力変動を前記圧力変動測定手段により測定することにより冷却管の漏洩を検出する復水器冷却管漏洩検査装置であって、
   複数本の冷却管に同時に圧力変動測定端プラグと閉塞端プラグを挿着して１個の圧力変動検出手段で漏洩の有無が検査できるように、冷却管の配置に対応して複数本の圧力変動測定端プラグが三角形状にまとめられた圧力変動測定端プラグ群と、同じく複数本の閉塞端プラグが三角形状にまとめられた閉塞端プラグ群を備え、前記圧力変動測定端プラグ群内の圧力変動端プラグ間は互いに連通していることを特徴とする復水器冷却管漏洩検査装置。
2. 冷却管の配置が千鳥配置の場合、１本、２本、３本の計６本の圧力変動測定端プラグからなる圧力変動測定端プラグ群と、同じく計６本の閉塞端プラグからなる閉塞端プラグ群、または、１本、２本、３本、４本の計１０本の圧力変動測定端プラグからなる圧力変動測定端プラグ群と、同じく計１０本の閉塞端プラグからなる閉塞端プラグ群を備えていることを特徴とする請求項１に記載の復水器冷却管漏洩検査装置。
3. 冷却管の配置が格子状配置の場合、１本、３本の計４本の圧力変動測定端プラグからなる圧力変動測定端プラグ群と、同じく計４本の閉塞端プラグからなる閉塞端プラグ群、または、１本、３本、５本の計９本の圧力変動測定端プラグからなる圧力変動測定端プラグ群と、同じく計９本の閉塞端プラグからなる閉塞端プラグ群を備えていることを特徴とする請求項１に記載の復水器冷却管漏洩検査装置。

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