JP2014206287A

JP2014206287A - 給水加熱器逃し弁の二次側配管のドレン排除装置

Info

Publication number: JP2014206287A
Application number: JP2013082182A
Authority: JP
Inventors: 乃宣古川; Norinobu Furukawa
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2013-04-10
Filing date: 2013-04-10
Publication date: 2014-10-30

Abstract

【課題】給水加熱器逃し弁の二次側配管にドレン抜き管を設置せずに、二次側配管の立ち上がり部にドレン溜まりができないようにする。
【解決手段】抽気管１０からタービン抽気蒸気を導入して給水を加熱する給水加熱器９に設けられ、器内圧力が過圧されることを防ぐための給水加熱器逃し弁１２と、給水加熱器逃し弁１２および復水器６間を接続する二次側配管１３Ｂとを備えた給水加熱器逃し弁の二次側配管のドレン排除装置において、二次側配管１３Ｂの立ち上がり部１３_１を筒状カバー１６（２０）で気密に覆い、当該筒状カバー１６（２０）で形成された内部空間部に加熱媒体を供給して二次側配管１３Ｂの立ち上がり部１３_１を加熱する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、給水加熱器逃し弁の二次側配管のドレン排除装置に関するものである。

図３を参照して、給水加熱器に設置される従来の給水加熱器逃し弁の二次側配管のドレン排除装置について説明する。
沸騰水型原子力発電所の場合、原子炉１で発生した蒸気は主蒸気配管２内の図示しない主蒸気止め弁及び蒸気加減弁を介して高圧タービン（ＨＴ）３に流入され、そこで膨張して蒸気の保有エネルギが動力に変換される。この高圧タービン３で膨張仕事を行なった蒸気は最終段から排気されたのち、図示しない湿分分離器や中間止め弁及びインターセプト弁を経て低圧タービン（ＬＴ）４に送給され、そこで再び膨張仕事を行って蒸気の保有エネルギが動力に変換され、高圧タービン３、低圧タービン４に発生した動力によって発電機５が駆動され発電が行なわれる。

そして、低圧タービン４から排気された蒸気は復水器６で凝縮されて復水したあと、復水ポンプ７、給水ポンプ８により加圧されて、給水加熱器９に至り、ここで適当な温度に加熱されたのち、再び原子炉１に送給されるようになっている。

前述した給水加熱器９は、高圧タービン３の途中段から抽気された高温のタービン抽気蒸気を抽気管１０を介して導入し、導入した高温の抽気蒸気によって給水を適当な温度まで加熱するようになっている。なお、１１は抽気管１０の途中に設けた抽気逆止弁１１である。そして給水加熱器９は、内部に設けた熱交換チューブからのリーク等によって、給水加熱器９の器内圧力が上昇した場合、万一、設計圧力を超えて機器が損傷しないように、給水加熱器逃し弁１２を設置している。

この給水加熱器逃し弁１２は、逃しラインである二次側配管１３Ａを当該弁１２と復水器６との間に接続している。復水器６の運転中は、給水加熱器９内の圧力は５ｋＰａ程度であり、その飽和蒸気温度は３４℃である。したがって二次側配管１３Ａには、３４℃の飽和蒸気が充満している。

一方、給水加熱器９の設置エリアの環境温度は通常３０℃以下であり、この飽和蒸気温度（３４℃）と環境温度（３０℃）との温度差によって、給水加熱器逃し弁１２の二次側配管１３Ａ内の飽和蒸気の熱量が放出されドレンが発生する。

給水加熱器逃し弁１２の二次側配管１３Ａにドレンが溜まると、給水加熱器逃し弁１２の弁座が固着して正常に作動しなくなる恐れがあることから、通常は二次側配管１３Ａに図３のような段階的な高低差を設け、給水加熱器逃し弁１２の二次側配管１３Ａ内にドレンが溜まらないように工夫している。すなわち、給水加熱器逃し弁１２の二次側配管１３Ａは、始端部を水平状態の最も高い位置とし、終端部を水平状態で最も低い位置にし、この間に数箇所の屈曲部を設けて、始端部から終端部に向かって段階的に位置が下がるように構成されている。

なお、機器配置の制約上または配管引き回しの制約上から図３の配管構成が採用できない場合は、図４のように、給水加熱器逃し弁１２の二次側配管１３Ｂの始端部を水平位置から逆Ｕ字状に立ち上がる配管構成とする場合がある。この場合、給水加熱器逃し弁１２の二次側配管１３Ｂの立ち上がり部１３_１にドレン溜まり１４ができるので、始端部の水平部分すなわち、立ち上がり部１３_１の最低部分と復水器６との間を給水加熱器逃し弁１２の二次側配管１３Ｂに比べて小口径のドレン抜き管１５で連通させ、ドレンを復水器６に排出するように構成している。

特開２０１０−１６９３３１号公報

しかしながら、図４のようにドレン抜き管１５を設けること自体、配管の物量を多くすることになるので好ましくなく、また、ドレン抜き管１５も引回しの関係上途中の数箇所を屈曲させなければならず、併せてプラントの建設コストの上昇を招く要因になっている。また、ドレン抜き管１５には、プラント運転後の減肉管理等の配管のメンテナンスを行なわなければならず、運転コストを増加させる一因になっている。

本発明が解決しようとする課題は、給水加熱器逃し弁の二次側配管にドレン抜き管を設置せずに、立ち上がり部にドレン溜まりができないようにした給水加熱器逃し弁の二次側配管のドレン排除装置を提供することにある。

本発明の実施形態に係る給水加熱器逃し弁の二次側配管のドレン排除装置は、タービン抽気蒸気を抽気管により給水加熱器に導入して給水を加熱するようにした給水加熱器に設けられて当該給水加熱器内の圧力が過圧されることを防ぐ給水加熱器逃し弁と、前記給水加熱器逃し弁と復水器との間を接続する二次側配管とを備えた給水加熱器逃し弁の二次側配管のドレン排除装置において、前記二次側配管の立ち上がり部に気密の筒状カバーを設置し、当該筒状カバーで形成された内部空間部に加熱媒体を供給することにより前記二次側配管のドレン溜り部を加熱してドレンを排除することを特徴とする。

本発明の実施形態１に係る給水加熱器逃し弁の二次側配管のドレン排除装置を示す概略図。本発明の実施形態２に係る給水加熱器逃し弁の二次側配管のドレン排除装置を示す概略図。従来の給水加熱器逃し弁の二次側配管のドレン排除装置の一例を示す概略図。従来の給水加熱器逃し弁の二次側配管のドレン排除装置の他の例を示す概略図。

以下、本発明の実施形態に係る給水加熱器逃し弁の二次側配管のドレン排除装置について、図面を参照して説明する。なお、各図を通して、共通する機器や部品には同一符号を付与することにより、重複する説明は適宜省略する。

（実施形態１）
図１を参照して実施形態１について説明する。
本実施形態１に係る給水加熱器逃し弁の二次側配管のドレン排除装置は、ドレン溜まりが出来易い二次側配管１３Ｂの立ち上がり部１３₁をヒートジャケットと称する筒状カバー１６で気密に覆うことにより外気から遮蔽する。そして、抽気管１０の途中に設けてある抽気逆止弁１１よりも下流部分に加熱管１７の始端部を接続するとともに、加熱管１７の終端部を筒状カバー１６に接続する。そして、加熱管１７に分流したタービン抽気蒸気を加熱媒体としてオリフィス１８を経て筒状カバー１６で覆った空間部内に供給する。なお、オリフィス１８は、筒状カバー１６で覆った空間部内に供給されるタービン抽気蒸気の量が適正な流量となるように流量調整を行う弁である。

このように、筒状カバー１６で気密に覆われた二次側配管１３Ｂの立ち上がり部１３₁をタービン抽気蒸気により直接加熱することにより、二次側配管１３Ｂの立ち上がり部１３₁にはドレン溜まりが発生しないか、あるいは、ドレンが発生したとしても、さほど溜まらずに蒸発する。

なお、筒状カバー１６に供給されたタービン抽気蒸気は、熱交換により熱量が放出されるためドレンとなって筒状カバー１６の下部に溜まるが、このドレンは、筒状カバー１６の下部と給水加熱器９との間を連通するように設けた加熱蒸気ドレン管１９によって筒状カバー１６から排出され、給水加熱器９で回収される。この加熱蒸気ドレン管１９は管長が短いため、従来のドレン抜き管１５のように引き回し工事に特別配慮するとか、配管のメンテナンスを行なう必要はない。

以上述べたように、本実施形態１によれば、ドレン溜まりが出来易い給水加熱器逃し弁１２の二次側配管１３Ｂの立ち上がり部１３₁を筒状カバー１６で気密に覆って外気から遮蔽するとともに、筒状カバー１６で覆った空間部に加熱媒体としてのタービン抽気蒸気を供給して立ち上がり部１３₁を直接加熱するようにしたので、二次側配管１３Ｂの立ち上がり部１３₁にはドレンが発生しないか、例え発生したとしても直ぐに蒸発させることができる。この結果、従来技術のように給水加熱器逃し弁１２の立ち上がり部１３₁から復水器６までの間を接続するドレン抜き管１５を設ける必要がなく、プラントの建設コスト上昇を抑制するとともに、プラント運転後に従来必要としていたドレン抜き管１５の減肉管理を省くことができ、その分、運転コストを低減することができる。

（実施形態２）
図２を参照して実施形態２について説明する。
本実施形態２に係る給水加熱器逃し弁の二次側配管のドレン排除装置は、ドレン溜まりが発生し易い給水加熱器逃し弁１２の二次側配管１３Ｂの立ち上がり部１３₁を加熱する点は実施形態１と同じであるが、実施形態１のようにタービン抽気蒸気を加熱媒体として利用せずに、給水加熱器９が配置されている部屋（建家）の温度の高い空気を加熱媒体として利用するようにした点で異なる。

一般に給水加熱器９が配置されている部屋（建家）は、機器・配管表面からの放熱によって暖められた空気が密度の違いによって天井附近に滞留している。本実施形態２はこの点に着目し、天井附近に滞留している温度の高い空気を給水加熱器逃し弁１２の二次側配管１３Ｂの立ち上がり部１３_１の加熱媒体として利用したものである。

本実施形態２では、給水加熱器逃し弁１２の二次側配管１３Ｂの立ち上がり部１３_１を蛇腹ジャケットと称する蛇腹で構成された筒状カバー２０で覆い、この筒状カバー２０で覆った空間部に給水加熱器９が配置されている部屋（建家）の天井２１下に設置したブロアー２２により、天井附近に滞留している温度の高い空気２３を吸込み、この温度の高い空気を蛇腹ダクト２４を経て筒状カバー２０で覆った空間部に供給し、給水加熱器逃し弁１２の二次側配管１３Ｂの立ち上がり部１３_１を直接加熱することにより当該立ち上がり部１３_１にドレンを発生させず、あるいは発生したとしてもさほど溜まることなく蒸発させるようにしたものである。なお、筒状カバー２０の下部には排気口２５を設けてカバー２０内で二次側配管１３Ｂの立ち上がり部１３_１と熱交換して冷えた空気を排出する。

以上述べたように、本実施形態２によれば、ドレン溜まりが発生し易い給水加熱器逃し弁１２の二次側配管１３Ｂの立ち上がり部１３₁を筒状カバー２０で気密に覆って外気から遮蔽するとともに、筒状カバー２０で覆った空間部に、給水加熱器９が配置されている部屋の天井附近に滞留している温度の高い空気をブロアー２２で吸込んで加熱媒体として供給するようにしたので、給水加熱器逃し弁１２の二次側配管１３Ｂの立ち上がり部１３_１にはドレンが発生しないか、例え発生したとしても直ぐに蒸発させることができる。この結果、従来技術のように給水加熱器逃し弁１２の二次側配管１３Ｂの立ち上がり部１３₁から復水器６までの間を接続するドレン抜き管１５を設ける必要がなく、プラントの建設コスト上昇を抑制することができ、プラント運転後に従来必要としていたドレン抜き管１５の減肉管理を省くことができ、その分、運転コストを低減することができる。

さらに、本実施形態２は、実施形態１のように、タービン抽気蒸気を利用する形態に比べ、組み立て工事が簡単になるという利点がある。なお、筒状カバー２０やダクト２４は、蛇腹以外のもので製作してもよいことは勿論である。

［各実施形態に共通する効果］
上述したように、少なくとも１つの実施形態に係る給水加熱器逃し弁の二次側配管のドレン排除装置によれば、ドレン溜まりが発生し易い給水加熱器逃し弁の二次側配管の立ち上がり部を筒状カバーで覆って内部空間部を加熱するようにしたので、当該二次側配管の立ち上がり部にドレン溜まりが発生しないか、例え発生したとしても直ぐに蒸発させることができる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであって発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態はその他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…原子炉、２…主蒸気管、３…高圧タービン（ＨＴ）、４…低圧タービン（ＬＴ）、５…発電機（Ｇ）、６…復水器、７…復水ポンプ、８…給水ポンプ、９…給水加熱器、１０…抽気管、１１…抽気逆止弁、１２…給水加熱器逃し弁、１３Ｂ…給水加熱器逃し弁の二次配管、１３_１…二次側配管の立ち上がり部、１４…ドレン溜まり、１５…ドレン抜き管、１６…筒状カバー、１７…加熱管、１８…オリフィス、１９…加熱蒸気ドレン管、２０…筒状カバー、２１…給水加熱器の部屋天井、２２…ブロアー、２３…天井附近に滞留している温度の高い空気、２４…蛇腹ダクト、２５…排気口。

Claims

タービン抽気蒸気を抽気管により給水加熱器に導入して給水を加熱するようにした給水加熱器に設けられて当該給水加熱器内の圧力が過圧されることを防ぐ給水加熱器逃し弁と、前記給水加熱器逃し弁と復水器との間を接続する二次側配管とを備えた給水加熱器逃し弁の二次側配管のドレン排除装置において、
前記二次側配管の立ち上がり部に気密の筒状カバーを設置し、当該筒状カバーで形成された内部空間部に加熱媒体を供給することにより前記二次側配管の立ち上がり部を加熱してドレンを排除することを特徴とする給水加熱器逃し弁の二次側配管のドレン排除装置。
前記抽気管と、前記筒状カバーで構成した内部空間部との間を接続する加熱管を設け、当該加熱管を経て前記筒状カバーで構成した内部空間部内に流入するタービン抽気蒸気により、前記二次側配管の立ち上がり部を加熱することを特徴とする請求項１記載の給水加熱器逃し弁の二次側配管のドレン排除装置。
前記給水加熱器が設置される部屋の上部に滞留している温度の高い空気を吸込むブロアーを設け、当該ブロアーで吸込んだ空気をダクトを介して前記筒状カバーで構成した内部空間部内に供給することにより、前記二次側配管の立ち上がり部を加熱することを特徴とする請求項１記載の給水加熱器逃し弁の二次側配管のドレン排除装置。