JP2011002162A - 復水器の冷却管の漏洩位置の検索方法及び検索装置 - Google Patents

Abstract

【課題】応答時間が速い復水器の冷却管の漏洩位置の検索方法及び検索装置を提供する。
【解決手段】復水器１０は、胴体部１、胴体部１の両翼に配置された一対の水室２ａ・２ｂ、及び胴体部１の内部を貫通し、水室２ａから海水Ｗが供給されて、水室２ｂに海水Ｗが排出される複数の冷却管３を備える。ステップＳ１では、胴体部１の内部を排気して、胴体部１の内部を真空状態に維持する。ステップＳ２では、一対の水室２ａ・２ｂを海水Ｗで満水にする。ステップＳ３では、水室２ａにヘリウムを注入し、ステップＳ４では、水室２ｂの海水Ｗの水位を変化させる。ステップＳ５では、胴体部１の排気からヘリウムを測定する。ステップＳ５において、ヘリウムを検出したときに、水室２ｂの水位を確認して漏洩する冷却管３の高さ方向の位置を検索する。
【選択図】図１

Description

本発明は、復水器の漏洩冷却管の検索方法及び検索装置に関する。特に、復水器の内部のタービン蒸気を凝縮させるための多数の冷却管の内、漏洩冷却管の高さ方向の位置を検索する方法及び検索装置に関する。

一般に、火力発電所では、ボイラーなどで作られた水蒸気でタービンを回転し、タービンに連結した発電機で電力を発生している。復水器は、タービンを作動させた後の水蒸気を冷却して凝縮させ、低圧の飽和液（復水）に戻している。例えば、この復水は、タービン蒸気として再利用される。

復水器は、冷却水がタービン蒸気と直接、接触しない構成となっている。そして、復水器は、堅牢な箱形の容器（胴又は胴体部と呼ばれる）で構成されている。又、胴体部の内部には、多数の冷却管が貫通している。そして、これらの冷却管に冷却水を通過させることにより、胴体部の内部の蒸気を冷却して凝縮できる。

ところで、冷却水として海水を利用すると、冷却管の腐食を誘引し、冷却管の腐食箇所から海水が漏洩して、復水器の内部の復水に混在することがある。したがって、冷却管からの海水の漏洩を常時監視する必要がある。又、多数の冷却管の中から、海水が漏洩する冷却管を特定して、該当する冷却管を補修又は交換する必要があった。

海水が漏洩する冷却管を特定する方法としては、タービンを停止することなく、早急かつ確実に復水器の漏洩冷却管を特定することが可能な漏洩冷却管の特定方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１による復水器の漏洩冷却管の特定方法は、海水排出工程、フィルム貼付工程、及び漏洩判定工程を含んでいる。海水排出工程では、復水器の一方の入口側水室及び出口側水室、又は他方の入口側水室及び出口側水室から海水を排出させる。フィルム貼付工程では、海水を排出させた一方又は他方の入口側水室、又は、一方又は他方の出口側水室の管板における冷却管の管口に所定のラップフィルムを貼付する。漏洩判定工程では、管口のラップフィルムの形状が所定の状態に変化した場合に当該冷却管が漏洩管であると判断する。

又、海水が漏洩する冷却管を特定する方法としては、復水器の内部を冷却管の最上段まで満水にした後に、蛍光剤を投入して、一方の水室の冷却管の管口から蛍光剤が検出されることにより、当該冷却管が漏洩冷却管であると判断することも実施されている。

これらの特定方法は、冷却管が１万本程度の大量になると、漏洩冷却管を特定するまでに時間もかかり、非効率的である。したがって、海水が復水器に漏洩する冷却管の高さ方向の位置を検索して、しかる後に、その位置にある漏洩冷却管を精査する、効率のよい復水器の海水漏洩位置検索方法及び装置が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

特許文献２による復水器の海水漏洩位置検索方法は、復水器において海水漏洩が生じたとき、復水中の海水を検出しながら水室内の海水の水面を除々に変化させ、復水中に海水が検出されたときの水室内の水面高さを測定して、海水漏洩位置を検索している。

特開２００８−１０６９８５号公報 特開昭５１−９０８７３号公報

しかしながら、特許文献２による復水器の海水漏洩位置検索方法は、復水器の胴体部下部（いわゆる、ホットウェル）に貯留された復水をサンプリングし、このサンプリングされた復水の電導度を電導度計で測定して、復水中への海水の混入を検出している。

したがって、冷却管から漏洩した海水は、ホットウェルに滴下し、その後、滴下した海水が復水中に拡散するので、電導度計で異常値を検出するまでに相当の時間を要するという、問題がある。すなわち、特許文献２による計測システムは、漏洩冷却管の検索に至るまでの時間（応答速度）が遅いという問題がある。

漏洩冷却管の検索に至るまでの時間が速い復水器の冷却管の漏洩位置の検索方法及び検索装置が実現できれば、効率的であり、その後の精査に着手するまでの時間も短縮できる。そして、以上のことが本発明の課題といってよい。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、漏洩冷却管の検索に至るまでの時間が速く、効率的な復水器の冷却管の漏洩位置の検索方法及び検索装置を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記目的を達成するため、復水器の内部を真空状態に維持すると共に、水室を介して冷却管に不活性ガスを流通させることにより、上記の課題が解決可能なことを見出し、これに基づいて、以下のような新たな復水器の冷却管の漏洩位置の検索方法及び検索装置を発明するに至った。

（１）本発明による復水器の冷却管の漏洩位置の検索方法は、胴体部、この胴体部の両翼に配置された一対の水室、及び前記胴体部の内部を貫通し、一方の前記水室から冷却水が供給されて、他方の前記水室に冷却水が排出される複数の冷却管を備える復水器の冷却管の漏洩位置の検索方法であって、前記胴体部の内部を排気して、当該胴体部の内部を真空状態に維持する真空状態維持ステップと、一対の前記水室を冷却水で満水にする満水ステップと、一方の前記水室に不活性ガスを注入しながら、一方の前記水室の冷却水の水位を変化させる水位変化ステップと、前記胴体部の排気からの前記不活性ガスの漏洩を検出する測定ステップと、この測定ステップにおいて、前記不活性ガスを検出したときに、一方の前記水室の水位を確認して冷却管の高さ方向の位置を検索する検索ステップと、を含む。

（２）前記胴体部は、一対の前記水室を２組に配置することが好ましい。

（３）前記不活性ガスは、ヘリウムを含んでいることが好ましい。

（４）本発明による復水器の冷却管の漏洩位置の検索装置は、胴体部、この胴体部の両翼に配置された一対の水室、及び前記胴体部の内部を貫通し、一方の前記水室から冷却水が供給されて、他方の前記水室に冷却水が排出される複数の冷却管を備える復水器の冷却管の漏洩位置の検索装置であって、前記胴体部の内部を排気して、当該胴体部の内部を真空状態に維持する排気手段と、一方の前記水室に不活性ガスを注入する不活性ガス供給手段と、一方の前記水室に不活性ガスを注入しながら、一方の前記水室の冷却水の水位を満水状態から変化させて、一方の前記水室の水位を計測する水位計測手段と、前記胴体部の排気からの前記不活性ガスの漏洩を検出する測定手段と、を備え、前記測定手段が前記不活性ガスを検出したときに、一方の前記水室の水位を計測して冷却管の高さ方向の位置を検索する。

（５）前記排気手段は、真空ポンプを含んでいることが好ましい。

（６）前記不活性ガスは、ヘリウムを含み、前記不活性ガス供給手段は、ヘリウムを圧縮して貯蔵するボンベを含んでいることが好ましい。

本発明による復水器の冷却管の漏洩位置の検索方法は、漏洩冷却管から胴体部の内部に流入した不活性ガスが測定ステップで直ちに検出されるので、漏洩冷却管の検索に至るまでの時間が速く、効率的である。

又、本発明による復水器の冷却管の漏洩位置の検索装置は、漏洩冷却管から胴体部の内部に流入した不活性ガスが測定手段で直ちに検出されるので、漏洩冷却管の検索に至るまでの時間が速く、効率的である。

本発明の一実施形態による復水器の構成を示す系統図である。 前記実施形態による復水器の構成を示す斜視図であり、復水器及び一対の水室を縦断面で示している。 本発明の一実施形態による復水器の冷却管の漏洩位置の検索方法の手順を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。

最初に、本発明の一実施形態による復水器の構成を説明する。図１は、本発明の一実施形態による復水器の構成を示す系統図である。図２は、前記実施形態による復水器の構成を示す斜視図であり、復水器及び一対の水室を縦断面で示している。

図１又は図２を参照すると、復水器１０は、堅牢な箱形の胴体部１で構成されている。胴体部１の両翼には、一対の水室２ａ・２ｂ、及び一対の水室２ｃ・２ｄが配置されている。又、胴体部１の内部には、複数の冷却管３が貫通している。

図１又は図２を参照すると、水室２ａの下部には、供給管２１ａが接続されている。供給管２１ａには、開閉弁２２ａを介して、冷却水となる海水Ｗが供給される。そして、海水Ｗを水室２ａに供給できる。

一方、図１又は図２を参照すると、水室２ｂの下部には、排水管２１ｂが接続されている。排水管２１ｂには、開閉弁２２ｂを介して、水室２ｂの内部の海水Ｗが排出される。つまり、水室２ａから複数の冷却管３を介して流通した海水Ｗを排出できる。

同様に、図１又は図２を参照すると、水室２ｃの下部には、供給管２１ｃが接続されている。供給管２１ｃには、開閉弁２２ｃを介して、冷却水となる海水Ｗが供給される。そして、海水Ｗを水室２ｃに供給できる。

同様に、図１又は図２を参照すると、水室２ｄの下部には、排水管２１ｄが接続されている。排水管２１ｄには、開閉弁２２ｄを介して、水室２ｄの内部の海水Ｗが排出される。つまり、水室２ｃから複数の冷却管３を介して流通した海水Ｗを排出できる。

図１又は図２を参照すると、胴体部１の内部と水室２ａとは、管板３ａで隔絶されている。冷却管３の一方の管口３１ａは、水室２ａに向けて管板３ａに開口している。又、胴体部１の内部と水室２ｂとは、管板３ｂで隔絶されている。冷却管３の他方の管口３１ｂは、水室２ｂに向けて管板３ｂに開口している。

図１又は図２を参照すると、冷却管３の両端部は、水室２ａ及び水室２ｂに向けて開口しているので、冷却管３に海水Ｗを流通できる。又、冷却管３は、水室２ａと水室２ｂとを圧縮性流体（ガス）で流通させることもできる。なお、水室２ｃ及び水室２ｄにも、同様の管板を設けているが、作用を同一とするので、説明を割愛する。

このように、図１又は図２を参照すると、復水器１０は、管巣とも呼ばれる、複数の冷却管３に冷却水となる海水Ｗを通過させることにより、胴体部１の内部の蒸気を冷却して凝縮できる。

図１又は図２を参照すると、復水器１０の下部には、凝縮された復水を貯留する滞留部（いわゆる、ホットウェル）１１を設けている。更に、滞留部１１の底部には、復水器１０の出口部１２を設けている。出口部１２には、回収管１２ａが接続されている。回収管１２ａに設けた復水ポンプ１３で復水が回収され、この復水の大部分は、タービン蒸気として再利用されている。

図１又は図２を参照すると、ボイラ（図示せず）で発生した高圧蒸気及び中圧蒸気は、バイパス配管１６・１７を介して、復水器１０の上部から供給されることもある。

図１又は図２を参照すると、滞留部１１は、仕切り板１４を設けて、第１滞留部１４ａと第２滞留部１４ｂとに区画している。第１滞留部１４ａ及び第２滞留部１４ｂは、それぞれ検塩計１５を設けている。検塩計１５は、第１滞留部１４ａ及び第２滞留部１４ｂの復水中の塩分濃度を検出できる。

図１又は図２を参照すると、第１滞留部１４ａに設けた検塩計１５が異常値を検出したときは、第１滞留部１４ａの上方に配置された複数の冷却管３（第１冷却管群）のいずれかに海水Ｗの漏洩が発生したことを推定できる。

一方、図１又は図２を参照すると、第２滞留部１４ｂに設けた検塩計１５が異常値を検出したときは、第２滞留部１４ｂの上方に配置された複数の冷却管３（第２冷却管群）のいずれかに海水Ｗの漏洩が発生したことを推定できる。

このように、復水を貯留する滞留部１１を第１滞留部１４ａと第２滞留部１４ｂとに区画し、第１滞留部１４ａと第２滞留部１４ｂのそれぞれに設けた検塩計１５で異常値を監視することにより、第１冷却管群又は第２冷却管群のいずれかに海水Ｗの漏洩が発生したことを推定できる。つまり、全ての冷却管３の中から、漏洩冷却管の存在を第１冷却管群又は第２冷却管群のいずれかに区別できる。

次に、本発明の実施形態による復水器の冷却管の漏洩位置の検索装置の構成を説明する。

図１又は図２を参照すると、本発明の実施形態による検索装置１００は、排気手段となる真空ポンプ４を備えている。真空ポンプ４は、胴体部１の内部を排気して、胴体部１の内部を真空状態に維持することができる。

又、図１又は図２を参照すると、検索装置１００は、不活性ガス供給手段となるボンベ５を備えている。実施形態では、ボンベ５は、ヘリウムを圧縮して貯蔵している。

図１又は図２を参照すると、ボンベ５は、開閉弁５ａを介して水室２ａの上部に接続している。開閉弁５ａを開くと、ヘリウムを水室２ａに供給できる。又、ボンベ５は、開閉弁５ｂを介して水室２ｃの上部に接続している。開閉弁５ｂを開くと、ヘリウムを水室２ｂに供給できる。

図１又は図２を参照すると、検索装置１００は、水位計測手段となる液面計６を備えている。水室２ｂの内部には、複数の液面センサ６ａを高さ方向に配置している。複数の液面センサ６ａは、最下段の液面センサ６ａを基準として、電気回路を構成している。液面計６は、水室２ｂ内部の液面の高さを電気信号に変換して計測できる。

同様に、水室２ｄの内部には、複数の液面センサ６ａを高さ方向に配置している。液面計６は、水室２ｄ内部の液面の高さを電気信号に変換して計測できる。

図１又は図２を参照すると、検索装置１００は、ヘリウムを検出する測定手段となるガス検知器（いわゆる、ヘリウムリークディテクタ）７を備えている。ガス検知器７は、真空ポンプ４の排気口に接続している。ガス検知器７は、真空ポンプ４を介して、胴体部１の内部のヘリウムの濃度を測定することにより、漏洩したヘリウムを検出できる。

次に、本発明の実施形態による検索装置１００の作用を説明する。

図１を参照すると、水室２ａを予め海水Ｗで満水にしておく。つまり、水室２ｂも海水Ｗで満水である。次に、水室２ｂの海水Ｗを排出しながら、水室２ａの内部にヘリウムを供給する。そして、ガス検知器７でヘリウムを検知したときに、液面センサ６ａで水室２ｂの水位を確認することにより、第１冷却管群の中から高さ方向の漏洩冷却管を検索できる。

一方、図１を参照すると、水室２ｃを予め海水Ｗで満水にしておく。つまり、水室２ｄも海水Ｗで満水である。次に、水室２ｄの海水Ｗを排出しながら、水室２ｃの内部にヘリウムを供給する。そして、ガス検知器７でヘリウムを検知したときに、液面センサ６ａで水室２ｄの水位を確認することにより、第２冷却管群の中から高さ方向の漏洩冷却管を検索できる。

このように、本発明による復水器の冷却管の漏洩位置の検索装置は、漏洩冷却管から胴体部１の内部に流入したヘリウムがガス検知器７で直ちに検出されるので、漏洩冷却管の検索に至るまでの時間が速く、効率的である。

次に、本発明の実施形態による復水器の冷却管の漏洩位置の検索方法を説明する。図３は、本発明の一実施形態による復水器の冷却管の漏洩位置の検索方法の手順を示すフローチャートである。

図１及び図２を参照すると、本発明の実施形態による復水器の冷却管の漏洩位置の検索方法は、検索装置１００を用いている。なお、以下の手順では、水室２ａと水室２ｂとを繋ぐ第１冷却管群に漏洩冷却管が存在するものとして説明する。

図３を参照すると、最初に、真空ポンプ４を駆動することにより、胴体部１の内部を排気して、胴体部１の内部を真空状態に維持する（ステップＳ１）。次に、水室２ａ及び水室２ｂを冷却水となる海水Ｗで満水にする（ステップＳ２）。

図３を参照すると、次に、不活性ガスを水室２ａに注入する（ステップＳ３）。次に、水室２ｂの海水Ｗを排出することにより、水室２ａ及び水室２ｂの水位を変化させる（ステップＳ４）。なお、ステップＳ４における水位を変化させる過程では、水室２ｂの水位が液面計６で計測される。

図３を参照すると、次に、ガス検知器７を用いて、胴体部１の排気中のヘリウムを測定する（ステップＳ５）。次に、ガス検知器７で異常値が検出されると（ステップＳ６）、水室２ａへのヘリウムの注入を停止する（ステップＳ７）。

図３を参照すると、次に、水室２ｂの海水Ｗの排出を停止して（ステップＳ８）、水室２ｂの水位を液面計６で確認することにより、第１冷却管群の高さ方向に漏洩冷却管が検索できるので、一連の手順を終了する。

図３を参照すると、ステップＳ６において、ガス検知器７で異常値が検出されるまでは、ステップＳ３からステップＳ５の手順が進行される。

本発明の実施形態による復水器の冷却管の漏洩位置の検索方法は、漏洩冷却管から胴体部１の内部に流入したヘリウムがガス検知器７で直ちに検出されるので、漏洩冷却管の検索に至るまでの時間が速く、効率的である。

又、図２を参照すると、本発明の実施形態による復水器の冷却管の漏洩位置の検索方法は、胴体部１が一対の水室２ａ・２ｂ及び２ｃ・２ｄの２組に配置している。そして、胴体部１は、第１滞留部１４ａと第２滞留部１４ｂとに区画している。更に、第１滞留部１４ａ及び第２滞留部１４ｂは、それぞれ検塩計１５を設けているので、全ての冷却管３の中から、第１冷却管群又は第２冷却管群のいずれかに漏洩冷水管の存在を確認できる。

更に、本発明の実施形態による復水器の冷却管の漏洩位置の検索方法は、漏洩冷水管の検索に不活性ガスのヘリウムを用いている。ヘリウムは、化学的に不活性であり、通常状態では、燃焼や爆発の危険がなく、毒性がないという長所がある。又、ヘリウムは、空気より特段に軽く、漏洩冷却管の検索に適している。なお、不活性ガスとして、窒素又はアルゴンを用いてもよい。

本発明の実施形態による復水器の冷却管の漏洩位置の検索方法及び検索装置は、漏洩冷却管の高さ方向の位置が検索された後は、特許文献１に開示されたように、その位置の水平方向の管口にラップフィルムを貼り付けて、ラップフィルムの形状が所定の状態に変化した場合に、漏洩冷却管を特定できる。したがって、本発明の実施形態による復水器の冷却管の漏洩位置の検索方法及び検索装置は、狭隘な水室内での作業時間を短縮できる。

又、本発明の実施形態による復水器の冷却管の漏洩位置の検索方法及び検索装置は、漏洩冷却管の高さ方向の位置が検索された後は、復水器の内部を検索されたその位置まで満水にした後に、蛍光剤を投入して、一方の水室の冷却管の管口から蛍光剤が検出されることにより、この冷却管が漏洩冷却管であると特定できる。したがって、本発明の実施形態による復水器の冷却管の漏洩位置の検索方法及び検索装置は、蛍光剤の使用量を削減することもでき、この蛍光剤を処理する溶剤も削減できる。

更に、本発明の実施形態による復水器の冷却管の漏洩位置の検索方法及び検索装置は、既存の設備を用いて、水室を満水にできるので、作業時間が短縮できる。又、検出ガスとしてヘリウムを使用するので、作業の安全性を確保できる。

１ 胴体部
２ａ・２ｂ、２ｃ・２ｄ 一対の水室
３ 冷却管
４ 真空ポンプ（排気手段）
５ ボンベ（不活性ガス供給手段）
６ 液面計（水位計測手段）
７ ガス検知器（測定手段）
１０ 復水器
Ｗ 海水（冷却水）

Claims (6)

1. 胴体部、この胴体部の両翼に配置された一対の水室、及び前記胴体部の内部を貫通し、一方の前記水室から冷却水が供給されて、他方の前記水室に冷却水が排出される複数の冷却管を備える復水器の冷却管の漏洩位置の検索方法であって、
   前記胴体部の内部を排気して、当該胴体部の内部を真空状態に維持する真空状態維持ステップと、
   一対の前記水室を冷却水で満水にする満水ステップと、
   一方の前記水室に不活性ガスを注入しながら、一方の前記水室の冷却水の水位を変化させる水位変化ステップと、
   前記胴体部の排気からの前記不活性ガスの漏洩を検出する測定ステップと、
   この測定ステップにおいて、前記不活性ガスを検出したときに、一方の前記水室の水位を確認して冷却管の高さ方向の位置を検索する検索ステップと、を含む復水器の冷却管の漏洩位置の検索方法。
2. 前記胴体部は、一対の前記水室を２組に配置する請求項１記載の復水器の冷却管の漏洩位置の検索方法。
3. 前記不活性ガスは、ヘリウムを含んでいる請求項１又は２記載の復水器の冷却管の漏洩位置の検索方法。
4. 胴体部、この胴体部の両翼に配置された一対の水室、及び前記胴体部の内部を貫通し、一方の前記水室から冷却水が供給されて、他方の前記水室に冷却水が排出される複数の冷却管を備える復水器の冷却管の漏洩位置の検索装置であって、
   前記胴体部の内部を排気して、当該胴体部の内部を真空状態に維持する排気手段と、
   一方の前記水室に不活性ガスを注入する不活性ガス供給手段と、
   一方の前記水室に不活性ガスを注入しながら、一方の前記水室の冷却水の水位を満水状態から変化させて、一方の前記水室の水位を計測する水位計測手段と、
   前記胴体部の排気からの前記不活性ガスの漏洩を検出する測定手段と、を備え、
   前記測定手段が前記不活性ガスを検出したときに、一方の前記水室の水位を計測して冷却管の高さ方向の位置を検索する復水器の冷却管の漏洩位置の検索装置。
5. 前記排気手段は、真空ポンプを含んでいる請求項４記載の復水器の冷却管の漏洩位置の検索装置。
6. 前記不活性ガスは、ヘリウムを含み、
   前記不活性ガス供給手段は、ヘリウムを圧縮して貯蔵するボンベを含んでいる請求項４又は５記載の復水器の冷却管の漏洩位置の検索装置。

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