JP2014507266A - デミスタ翼原位置洗浄器具 - Google Patents

Abstract

本発明は、デミスタ分離器の翼組立体の原位置洗浄器具に関する。この洗浄器具は、注入口と、デミスタ分離器の翼組立体の略全長に亘って水平に延びる多孔板とを有する注入室を備える。洗浄工程の間、洗浄液源が該注入室に接続される。注入室は洗浄液を受け、平板に形成された孔を通過させて、デミスタ分離器の翼組立体の複数の翼に沿って下方に流し、排水トラフに流入させるように設計されている。この原位置洗浄器具は、デミスタ分離器の翼組立体から付着したスケールを除去するのを容易にし、翼の有効性を回復させる。
【選択図】 図３

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１１年１月５日に出願された米国仮特許出願第６１／４２９，７８５号の優先権を主張する。

本発明は概してデミスタ分離器の翼に関し、具体的には、翼に付着したスケールを除去するためのデミスタ分離器の翼原位置洗浄器具に関する。

一般的に、デミスタ分離器の翼は飽和蒸気から水分を除去するコンポーネント内に設置される。デミスタ分離器の翼は蒸気中の液滴を除去することができる。例えば、デミスタ分離器の翼は翼のポケットにあるミストを凝集させ、該ポケットを伝って流下させて、蒸気から液体を分離する。デミスタ分離器の翼を様々なコンポーネント及び用途に用いることが知られている。デミスタ分離器の翼組立体は、原子力産業のみならず原子力でない用途にも使用される。原子力でない施設において、デミスタ分離器の翼組立体は湿分分離器及び類似のコンポーネントに設置される。原子力発電所では、デミスタ分離器の翼組立体は蒸気発生器にも設置される。

概して、蒸気発生器にデミスタ分離器の翼組立体を取付けて運転すると、翼組立体へスケールが付着する。スケールの付着速度は、磁鉄鉱などの粒状物質の蒸気発生器内への進入速度によって決まる。

加圧水型原子炉又は重水炉等の原子炉は、内部を一次流体とは別の水流が一次流体と熱伝達関係で循環する蒸気発生器を含んでいる。蒸気発生器は、典型的には、垂直に配向した胴部と、胴部内に配設されて管群を形成する複数のＵ字管とから成る。一次流体は原子炉内を循環することによって加熱され、一次流体入口から蒸気発生器に入り、Ｕ字管群を通り、一次流体出口を出て、原子炉冷却系の残りの部分へと流れる。同時に、給水が蒸気発生器の二次側、すなわち蒸気発生器の管群の外側とインタフェースする側に導入される。管内の一次流体から管の周囲の水に熱が伝達され、管の周囲の水の一部が蒸気に変換される。次いで、蒸気と水との混合体が上昇し、蒸気から混入水を分離する多数の湿分分離器を通される。その後、蒸気は蒸気発生器を出て、典型的にはタービン内を循環し、当該技術分野において周知の方法で電気を発生させる。デミスタ分離器の翼組立体は、蒸気発生器（例えば二次側）及び／又は湿分分離器の中に設置することができる。

蒸気発生器を循環する給水に含まれている磁鉄鉱などの粒状物質が進入すると、蒸気発生器内のデミスタ分離器の翼組立体にスケールが付着する。その結果、デミスタ分離器の翼の有効性が時間とともに低下し、蒸気中の水分のキャリーオーバ量が増加する。水分のキャリーオーバの増加は、効率的なプラント運転にとって望ましくない。したがって、翼組立体を洗浄して付着したスケールを除去することにより翼組立体の有効性を回復させることは有益である。

デミスタ分離器の翼組立体には、多種多様な設計や構成のものがある。一般的に、原子炉の蒸気発生器の内部に設置されるデミスタ分離器の翼はジグザグの形状で、いくつかの隠れたポケットがある。この独特の設計は、蒸気流から水分を除去するのに効果的であるが、翼組立体を分解せずに洗浄するのが困難である。また、ある特定の蒸気発生器の設計では、翼組立体の入口面に溶接された多孔板が翼を洗浄するための翼へのアクセスをさらに妨げる。蒸気発生器から翼を取外すには有意な時間及び労力が必要となるため、そのための追加の費用が生じる。

ここに説明する実施形態の目的は、例えば原子力及び非原子力用途の様々なコンポーネントに取り付けられたデミスタ分離器の翼を、翼組立体を分解することなしに、効果的に洗浄するためのデミスタ分離器翼組立体原位置洗浄器具を提供することである。

上記及び他の目的は、デミスタ分離器の翼組立体の原位置洗浄器具を提供する、ここに説明する実施形態により達成される。翼組立体はいずれも翼組立体の水平長の略全長に亘って延びる翼群列と排水トラフとを有する。翼群列は排水トラフに向かって下方に延びる複数の翼を有する。洗浄器具は翼群列の上方に位置する注入室を含む。注入室は注入口と、平板とを有する。平板には複数の孔（４５）が形成されている。洗浄器具は注入室の注入口に洗浄液源を接続する手段を含む。注入室は、洗浄液源から洗浄液を受け、平板の孔を通過させて、複数の翼に沿って下方に流し、排水トラフに流入させるように設計されている。

また、別の実施形態は、翼群列及び排水トラフがいずれも翼組立体の水平長の略全長に亘って延びるデミスタ分離器の翼組立体の原位置洗浄方法を提供する。翼群列は排水トラフに向かって下方に延びる複数の翼を有する。この方法は、注入室と、洗浄液源を接続するための手段とを備えた洗浄器具を、デミスタ分離器の翼組立体に接続することを含む。注入室は翼群列の上方に位置する。注入室は注入口及び平板を有する。平板は、翼群列の水平長の略全長に亘って延びる。平板には複数の孔が形成されている。洗浄液源は前記手段によって注入室の注入口に接続される。注入室は、洗浄液源から洗浄液を受け、平板の孔を通過させて、複数の翼に沿って下方に流し、排水トラフに流入させるように設計されている。

また、さらに別の実施形態は、デミスタ分離器の翼組立体の原位置洗浄器具を備えた蒸気発生器を提供する。この翼組立体は翼群列及び排水トラフを有し、これらはいずれも翼組立体の水平長の略全長に亘って延びている。翼群列は排水トラフに向かって下方に延びる複数の翼を有する。洗浄器具は、翼群列の上方に位置する注入室を備える。注入室は注入口及び平板を備える。平板は、翼群列の水平長の略全長に亘って延びる。平板には複数の孔が形成されている。洗浄器具は、洗浄液源を注入室の注入口に接続する手段も備えている。注入室は、洗浄液源からの洗浄液を受け、平板の孔を通過させて、複数の翼に沿って下方に流し、排水トラフに流入させるように設計されている。

本発明は、以下の好適な実施形態の説明を、添付の図面を参照しながら読むことにより、より良く理解することができる。

本発明のある特定の実施形態によるデミスタ翼組立体洗浄器具の側面図である。 本発明のある特定の実施形態によるデミスタ翼組立体洗浄器具の側面図である。 本発明のある特定の実施形態によるデミスタ翼組立体洗浄器具の一部破断斜視図である。 本発明のある特定の実施形態による、図１に示すデミスタ翼組立体洗浄器具を備えた蒸気発生器の概略図である。 本発明のある特定の実施形態による、図４に示す蒸気発生器及びデミスタ翼組立体洗浄器具を備えた原子力蒸気供給系の概略図である。

一実施形態において、洗浄器具はデミスタ分離器の翼組立体に組み込まれる。この洗浄器具によって、デミスタ分離器の翼組立体は原位置で洗浄可能となる。デミスタ分離器の翼組立体を、該組立体が含まれているコンポーネントから取り外したり、分解したりする必要がないので、原位置で洗浄すれば、デミスタ分離器の翼の他の洗浄手段に比べて、時間、労力及び費用を節約することができる。当該技術分野において様々なデミスタ分離器の翼組立体が知られている。典型的には、デミスタ分離器の翼組立体は翼群列及び排水トラフを備えており、ここで、排水トラフは翼群列の下方に位置する。翼群列は、互いにごく接近して離隔配置され排水トラフに向かって下方に延びる複数の翼を備えている。

洗浄器具は、デミスタ分離器の翼組立体内の翼の群列の上方に位置する注入室を備えている。デミスタ分離器の翼は、（最上部の）注入室と（最下部の）排水トラフとの間の翼組立体に配置される。注入室は、洗浄工程が適用される時に洗浄液を供給する液源に接続された注入口を備える。また、注入室は１つ以上の孔が形成された平板を備えているので、液源から注入室に流入する洗浄液は、次いでこの孔を通り、デミスタ分離器の翼組立体を垂直下方に流れ、排水トラフに流入する。注入室、平板及び排水トラフは、デミスタ分離器の翼組立体の水平長の略全長に亘って延びる。

洗浄液の流路は、翼の到達困難な様々な形状部及び構造部への接近及び進入を可能にする。当該技術分野において既知の翼の設計は、洗浄のために接近するのが困難で、スケールが付着する角、隅、隙間、ポケット等を有する。例えば、デミスタ分離器の翼組立体の翼は、ジグザグの形状を有し、隠れたいくつかのポケットを含むことがある。このポケットへの進入及び洗浄は、他の洗浄技術によって行われるように翼群列の側面に注入される洗浄液では、達成できないかもしれない。

洗浄液は、洗浄用に当該技術分野で知られている多種多様な液体を含んでもよい。洗浄液の選択は、デミスタ分離器の翼組立体の構成材料、内部にデミスタ分離器の翼組立体が位置するコンポーネント、デミスタ分離器の翼組立体の特定の用途及び付着するスケールの組成などの様々な要因により決まるが、これらに限られない。別の実施形態において、洗浄液は、水、既知の洗剤、既知の化学洗浄剤及びこれらの混合物を含み得る。デミスタ分離器の翼組立体を洗浄するために使用した後、洗浄液の排液は、翼から除去されたスケールとともに、排水トラフの下流で回収される。

また、洗浄器具の構成材料はいろいろあり、当該技術分野において知られた同様の用途向けの材料を含んでもよい。構成材料は、デミスタ分離器の翼組立体の構成材料、内部にデミスタ分離器の翼組立体が位置するコンポーネント、デミスタ分離器翼組立体が含まれるシステム及びデミスタ分離器アセンブリの特定の用途などの様々な要因により決まるが、これらに限らない。

洗浄器具は、洗浄工程の適用時に注入室を洗浄液源と一体化できる多様な配管及び接続も備える。

ここで図面を参照すると、図１は、本発明のある特定の実施形態による洗浄器具１０の断面図を示す。洗浄器具１０は、デミスタ翼群列３０の上方に配置された洗剤注入室２０を備える。デミスタ翼群列３０は複数のデミスタ翼（同図には図示せず）を含み、デミスタ翼組立体１５内に配置される。デミスタ翼群列３０は、洗剤注入室２０と排水トラフ２５との間に位置する。洗剤注入室２０は、洗浄液がデミスタ翼群列３０に入れるように孔（同図には図示せず）を備えている。洗浄液は洗剤注入室２０を通り、デミスタ翼群列３０に沿って垂直下方に流れ、排水トラフ２５に流入する。洗浄液はデミスタ翼群列３０のデミスタ翼のポケット（同図には図示せず）に入り込み、そこに付着したスケールを除去する。洗浄液及び該洗浄液に含まれたスケールは排水トラフ２５に流入しこれを通って流れる。この排水トラフ２５から、洗浄液及びスケールは蒸気発生器（図示せず）の下部へと流れ、そこから除去される。

図２は、本発明のある特定の実施形態によるデミスタ翼組立体洗浄器具１０’の横断面図を示す。図２は、図１に示すように、デミスタ翼組立体１５と、洗剤注入室２０と、排水トラフ２５と、デミスタ翼群列３０とを含む。さらに図２には、洗剤注入室２０の底面を形成する多孔板３５と、該多孔板３５の上方に位置するホース接続部４０とが示されている。ホース接続部４０は洗浄液源（図示せず）に接続して、洗浄液を洗剤注入室２０に入れるようにすることができる。洗浄液は次いで多孔板３５を通り、デミスタ翼群列３０に沿って下方に流れ、排水トラフ２５に流入する。

図３は、本発明のある特定の実施形態による洗浄器具１０’’の正面斜視図を示す。図３は、図１に示すように、デミスタ翼組立体１５と、洗剤注入室２０と、排水トラフ２５と、デミスタ翼群列３０とを含む。また、図３は図２に示す多孔板３５を含んでいる。さらに、図３はデミスタ翼群列３０の複数のデミスタ翼３２と、多孔板３５に形成された複数の孔４５とを示す。当業者であれば、デミスタ翼３２の数、ならびに孔４５の数及び配置は幅広く変更可能であり、図３に示される数及び配置に限定されないことがわかるであろう。この複数のデミスタ翼３２を洗浄する工程において、洗浄液は洗剤注入室２０に入り、多孔板３５の複数の孔４５を通り、複数のデミスタ翼３２に沿って下方に流れ、排水トラフ２５に流入する。

図４は、蒸気発生器１００及び該蒸気発生器１００内に配置された洗浄器具１０（図１を参照）の概略図である。図４は、図１に示すように、デミスタ翼組立体１５と、洗剤注入室２０と、排水トラフ２５と、デミスタ翼群列３０とを含む。洗浄器具１０及びデミスタ翼組立体１５は、当該技術分野において既知の様々な接続部（図示せず）を用いて蒸気発生器に結合される。

図５は、原子力蒸気供給系１１０と、該原子力蒸気供給系１１０に配置された蒸気発生器１００（図４を参照）及び洗浄器具１０（図１を参照）とを示す概略図である。図５は図４に示す蒸気発生器１００を含む。また、図５は、図１に示すように、デミスタ翼組立体１５と、洗剤注入室２０と、排水トラフ２５と、デミスタ翼群列３０とを含む。さらに、図５は原子炉１１１と、流れライン１１２及び１１３とを示す。一次冷却水は流れライン１１２及び１１３を通って循環する。

また、別の実施形態はデミスタ分離器の翼組立体の原位置洗浄方法を提供する。この方法は、取付け又は結合などによって、ここに説明する洗浄器具（図１乃至３に示される実施形態を含む）をデミスタ分離器の翼組立体に接続することを含む。例えば、デミスタ分離器の翼組立体は翼群列及び排水トラフを備えていて、これらはいずれも該組立体の水平長の略全長に亘って延びている。翼群列は、排水トラフに向かって下方に延びる複数の翼を有する。この方法は、注入室と洗浄液源を接続する手段とを備えた洗浄器具をデミスタ分離器の翼組立体に接続することを含む。注入室は翼群列の上方に位置する。注入室は、注入口及び翼群列の水平長の略全長に亘って延びる平板を有する。平板には複数の孔が形成されている。洗浄液源は前記手段により注入室の注入口に接続される。注入室は洗浄液源から洗浄液を受け、平板の孔を通過させ、複数の翼に沿って下方に流し、排水トラフに流入させるように設計されている。

ここに説明する洗浄器具及び原位置洗浄方法は、様々なコンポーネント及びシステムに含まれる様々なデミスタ分離器の翼組立体に適用可能である。ある特定の実施形態において、この洗浄器具及び原位置洗浄方法は、蒸気発生器及び湿分分離器に使用される。また、ある特定の実施形態において、この洗浄器具及び原位置洗浄方法は、加圧水型原子炉及び重水炉等の原子炉システムのコンポーネントである蒸気発生器及び湿分分離器に用いられる。

本発明を特定の実施形態につき詳細に説明したが、当業者には、開示内容の全体的な教示に照らして、それらの詳細の種々の変形及び代替案を作成することができることがわかるであろう。したがって、開示されている特定の実施形態は、例示的であることを意図しているのみであって本発明の範囲を限定するものではなく、その範囲は添付の請求項ならびにそのあらゆる均等物の全幅を与えられるべきである。非限定的な実施例として、同じ目的を達成するため、孔４０の大きさ、形状及び数を設計者の自由裁量により変更してもよい。別の非限定的な実施例として、多孔板を注入室の最下部に設けるか、これを平板とは異なる形状にしてもよい。

Claims (12)

1. デミスタ分離器の翼組立体（１５）の原位置洗浄器具（１０）であって、
   前記翼組立体（１５）はいずれも前記翼組立体の水平長の略全長に亘って延びる翼群列（３０）と排水トラフ（２５）とを有し、前記翼群列（３０）は前記排水トラフ（２５）に向かって下方に延びる複数の翼（３２）を有し、前記洗浄器具（１０）は、
   前記翼群列（３０）の上方に位置し、注入口と、複数の孔（４５）が形成され、前記翼群列（３０）の水平長の略全長に亘って延びる平板（３５）とを有する注入室（２０）と、
   前記注入室（２０）の前記注入口に洗浄液源を接続する手段（４０）と、
   より成り、
   前記注入室（２０）は、前記洗浄液源から洗浄液を受け、前記平板（３５）の孔（４５）を通過させて、前記複数の翼（３２）に沿って下方に流し、前記排水トラフ（２５）に流入させるように設計されていることを特徴とする洗浄器具（１０）。
2. 前記器具は蒸気発生器内に位置することを特徴とする、請求項１に記載の洗浄器具（１０）。
3. 前記器具は加圧水型原子炉と重水炉とからなる群から選択された原子炉内に位置することを特徴とする、請求項２に記載の洗浄器具（１０）。
4. 前記器具は湿分分離器内に位置することを特徴とする、請求項１に記載の洗浄器具（１０）。
5. 前記器具は蒸気発生器内に位置することを特徴とする、請求項３に記載の洗浄器具（１０）。
6. 前記平板（３５）は前記注入室（２０）の底面を形成することを特徴とする、請求項１に記載の洗浄器具（１０）。
7. 洗浄液の排液及び前記複数の翼（３２）から除去されたスケールは、前記排水トラフ（２５）から蒸気発生器の下部に流入し、前記蒸気発生器の下部から排出されることを特徴とする、請求項１に記載の洗浄器具（１０）。
8. 前記平板（３５）が前記注入室を前記翼群列から分離することを特徴とする、請求項１に記載の洗浄器具（１０）。
9. デミスタ分離器の翼組立体（１５）の原位置洗浄方法であって、
   前記翼組立体（１５）はいずれも前記翼組立体の水平長の略全長に亘って延びる翼群列（３０）と排水トラフ（２５）とを有し、前記翼群列（３０）は前記排水トラフ（２５）に向かって下方に延びる複数の翼（３２）を有し、前記洗浄方法は、
   前記翼群列（３０）の上方に位置し、注入口と、複数の孔（４５）が形成され、前記翼群列（３０）の水平長の略全長に亘って延びる平板（３５）とを有する注入室（２０）と、前記注入室（２０）の前記注入口に洗浄液源を接続する手段（４０）とより成り、前記注入室（２０）が、前記洗浄液源から洗浄液を受け、前記平板（３５）の孔（４５）を通過させて、前記複数の翼（３２）に沿って下方に流し、前記排水トラフ（２５）に流入させるように設計されている洗浄器具（１０）を、前記デミスタ分離器の翼組立体に接続することより成る、デミスタ分離器の翼組立体（１５）の原位置洗浄方法。
10. デミスタ分離器の翼組立体（１５）の原位置洗浄器具（１０）を備えた蒸気発生器（１００）であって、
    前記翼組立体（１５）はいずれも前記翼組立体の水平長の略全長に亘って延びる翼群列（３０）と排水トラフ（２５）とを有し、前記翼群列（３０）は前記排水トラフ（２５）に向かって下方に延びる複数の翼（３２）を有し、前記洗浄器具（１０）は、
    前記翼群列（３０）の上方に位置し、注入口と、複数の孔（４５）が形成され、前記翼群列（３０）の水平長の略全長に亘って延びる平板（３５）とを有する注入室（２０）と、
    前記注入室（２０）の前記注入口に洗浄液源を接続する手段（４０）と、
    より成り、
    前記注入室（２０）は、前記洗浄液源から洗浄液を受け、前記平板（３５）の孔（４５）を通過させて、前記複数の翼（３２）に沿って下方に流し、前記排水トラフ（２５）に流入させるように設計されていることを特徴とする蒸気発生器（１００）。
11. 前記蒸気発生器（１００）は原子力蒸気供給系（１１０）内に位置することを特徴とする、請求項１０に記載の蒸気発生器（１００）。
12. 前記原子力蒸気供給系（１１０）は加圧水型原子炉と重水炉とからなる群から選択されることを特徴とする、請求項１１に記載の蒸気発生器（１００）。

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