JP2023083078A - Leakage monitoring device for auxiliary cooling water system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、閉回路である補機冷却水系に設けられ、冷却水や被冷却器の潤滑油等の流体の漏洩を早期に検知する漏洩監視装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a leakage monitoring device provided in an accessory cooling water system, which is a closed circuit, for early detection of leakage of fluid such as cooling water and lubricating oil of cooled equipment.
火力・原子力発電で用いられる補機冷却水系は、補機冷却水系の熱交換器で冷却された冷却水(二次冷却材)を補機冷却器に供給し、補機冷却器の除熱を行っている。
補機側系統では、補機冷却器で冷却された三次冷却材(油、水、ガス等)により、補機側系統の構成機器の除熱を行っている。
補機冷却水系の熱交換器は、海水、湖川水、冷却塔冷却水等の一次冷却材により冷却され、補機側系統の構成機器からの除熱を系外に放出している。
The auxiliary cooling water system used in thermal and nuclear power generation supplies the cooling water (secondary coolant) cooled by the heat exchanger of the auxiliary cooling water system to the auxiliary cooling water system, and removes heat from the auxiliary cooling water system. Is going.
In the auxiliary equipment side system, the tertiary coolant (oil, water, gas, etc.) cooled by the auxiliary equipment cooler removes heat from the components of the auxiliary equipment side system.
The heat exchanger of the auxiliary equipment cooling water system is cooled by a primary coolant such as seawater, river water, cooling tower cooling water, etc., and releases the heat removed from the components of the auxiliary equipment side system to the outside of the system.
補機冷却水系は、補機冷却水系の熱交換器、ポンプ、サージタンク及び配管・弁等で構成される閉回路を形成しており、冷却水はこの閉回路の中を循環している。
補機冷却器または補機冷却水系の熱交換器における漏洩発生により冷却水が減少した場合、サージタンクの水位が減少し補給水が供給される。
The accessory cooling water system forms a closed circuit composed of the accessory cooling water system's heat exchanger, pump, surge tank, pipes, valves, etc. Cooling water circulates in this closed circuit.
When the cooling water decreases due to the occurrence of leakage in the auxiliary equipment cooler or the heat exchanger of the auxiliary equipment cooling water system, the water level in the surge tank decreases and make-up water is supplied.
従って、漏洩の発生有無は、サージタンクの水位変化、補給水量、補給水弁の動作頻度により検知が可能である。
しかし、サージタンクの水位は、冷却水の温度変化による体積膨張・収縮によっても変化することや、補給水量及び補給水弁動作頻度による微少漏洩の検出には長い時間を要すること、等の問題がある。
Therefore, the presence or absence of leakage can be detected from the change in the water level in the surge tank, the amount of makeup water, and the frequency of operation of the makeup water valve.
However, there are problems such as that the water level in the surge tank changes due to volume expansion and contraction due to changes in cooling water temperature, and that it takes a long time to detect minute leaks due to the amount of makeup water and the frequency of operation of the makeup water valve. be.
特許文献1では、配管の破断によって冷却水が流出した際に、サージタンクと降水管を接続する漏洩検知管の水位低下速度の増加から、漏洩を早期に検知する漏洩検知装置が示されている。 Patent Literature 1 discloses a leakage detection device that detects leakage at an early stage from an increase in the water level decrease speed of a leakage detection pipe that connects a surge tank and a downcomer pipe when cooling water flows out due to a break in a pipe. .
特許文献1の技術においては、冷却水の温度変化による水の体積の膨張や収縮は、考慮されていないため、冷却水の温度変化による体積変化のような微少な漏洩は検出できない、という課題があった。 The technique of Patent Document 1 does not take into consideration the expansion and contraction of the volume of the cooling water due to the temperature change of the cooling water. there were.
そこで、本発明では、冷却水の温度変化による影響を取り除き、冷却水の体積変化時にも微少な漏洩を検知できる、漏洩監視装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a leak monitoring device that eliminates the effects of temperature changes in cooling water and that can detect minute leaks even when the volume of cooling water changes.
また、本発明の上記の目的及びその他の目的と本発明の新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。 In addition, the above and other objects of the present invention and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
本発明の補機冷却水系の漏洩監視装置は、補機冷却器と、補機冷却器に冷却水を供給する熱交換器と、補機冷却器と熱交換器との間で冷却水を循環させる配管と、配管の途中に接続され、冷却水を貯留するサージタンクと、サージタンクの水位を計測する計測部と、を有する補機冷却水系に用いられる漏洩監視装置である。
そして、本発明の補機冷却水系の漏洩監視装置は、熱交換器の出口側の配管に設けられた第1の温度計測設備と、熱交換器の入口側の配管に設けられた第2の温度計測設備と、冷却水の温度と冷却水の体積変化量との対応関係を、予め記憶させておく記憶部と、第1の温度計測設備で計測された冷却水の熱交換器の出口側の温度の情報と、第2の温度計測設備で計測された冷却水の熱交換器の入口側の温度の情報と、計測部で計測されたサージタンクの水位の情報とを、取得する取得部と、記憶部に記憶させておいた対応関係と、取得部が取得した温度の情報とに基づいて、計測部で計測されたサージタンクの水位を補正することで、体積変化の影響を除去した補正水位を算出する補正部と、補正部により算出された補正水位に基づいて、冷却水が漏洩したと判断する判断部と、を有する。
A leakage monitoring device for an accessory cooling water system according to the present invention comprises an accessory cooler, a heat exchanger that supplies cooling water to the accessory cooler, and circulating cooling water between the accessory cooler and the heat exchanger. A leakage monitoring device for use in an accessory cooling water system, which includes a pipe that allows the cooling water to flow, a surge tank that is connected in the middle of the pipe and stores cooling water, and a measuring unit that measures the water level of the surge tank.
The leakage monitoring device for the auxiliary cooling water system of the present invention comprises a first temperature measuring device provided in the pipe on the outlet side of the heat exchanger and a second temperature measuring device provided in the pipe on the inlet side of the heat exchanger. A temperature measurement facility, a storage section for pre-storing the correspondence relationship between the temperature of the cooling water and the amount of change in volume of the cooling water, and the exit side of the heat exchanger of the cooling water measured by the first temperature measurement facility. temperature information, temperature information on the inlet side of the cooling water heat exchanger measured by the second temperature measurement equipment, and information on the water level of the surge tank measured by the measurement unit. , the effect of volume change is removed by correcting the surge tank water level measured by the measurement unit based on the correspondence stored in the storage unit and the temperature information acquired by the acquisition unit. A correction unit that calculates the corrected water level and a determination unit that determines that cooling water has leaked based on the corrected water level calculated by the correction unit.
上述の本発明の補機冷却水系の漏洩監視装置によれば、プラント起動停止時等の冷却水の温度変化時にも、冷却水の体積変化の影響を取り除いて漏洩を検知することができる。
さらに、本発明の補機冷却水系の漏洩監視装置によれば、冷却水の流出のみならず、被冷却源から補機冷却水系への潤滑油の流入等も検出できる。
According to the leakage monitoring device for the accessory cooling water system of the present invention described above, even when the temperature of the cooling water changes, such as when the plant starts and stops, the influence of the volume change of the cooling water can be removed to detect leakage.
Furthermore, according to the leakage monitoring device for the accessory cooling water system of the present invention, it is possible to detect not only the outflow of cooling water but also the inflow of lubricating oil from the source to be cooled into the accessory cooling water system.
なお、上述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。 Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of the embodiments.
以下、本発明に係る実施の形態及び実施例について、文章もしくは図面を用いて説明する。ただし、本発明に示す構造、材料、その他具体的な各種の構成等は、ここで取り上げた実施の形態や実施例に限定されることはなく、要旨を変更しない範囲で適宜組み合わせや改良が可能である。また、本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。 Hereinafter, embodiments and examples according to the present invention will be described with reference to sentences or drawings. However, the structure, materials, and various other specific configurations shown in the present invention are not limited to the embodiments and examples taken up here, and can be appropriately combined and improved within the scope of not changing the gist. is. Elements that are not directly related to the present invention are omitted from the drawing.
本発明の補機冷却水系の漏洩監視装置は、補機冷却器と、補機冷却器に冷却水を供給する熱交換器と、補機冷却器と熱交換器との間で冷却水を循環させる配管と、配管の途中に接続され、冷却水を貯留するサージタンクと、サージタンクの水位を計測する計測部と、を有する補機冷却水系に用いられる漏洩監視装置である。
即ち、本発明の補機冷却水系の漏洩監視装置は、補機冷却器と熱交換器とサージタンクとを有する補機冷却水系に適用される。
A leakage monitoring device for an accessory cooling water system according to the present invention comprises an accessory cooler, a heat exchanger that supplies cooling water to the accessory cooler, and circulating cooling water between the accessory cooler and the heat exchanger. A leakage monitoring device for use in an accessory cooling water system, which includes a pipe that allows the cooling water to flow, a surge tank that is connected in the middle of the pipe and stores cooling water, and a measuring unit that measures the water level of the surge tank.
That is, the leakage monitoring device for an accessory cooling water system of the present invention is applied to an accessory cooling water system having an accessory cooler, a heat exchanger, and a surge tank.
そして、本発明の補機冷却水系の漏洩監視装置は、熱交換器の出口側の配管に設けられた第1の温度計測設備と、熱交換器の入口側の配管に設けられた第2の温度計測設備と、記憶部と、取得部と、補正部と、判断部と、を有する。
記憶部は、冷却水の温度と冷却水の体積変化量との対応関係を、予め記憶させておく。
取得部は、第1の温度計測設備で計測された冷却水の熱交換器の出口側の温度の情報と、第2の温度計測設備で計測された冷却水の熱交換器の入口側の温度の情報と、計測部で計測されたサージタンクの水位の情報とを、取得する。
補正部は、記憶部に記憶させておいた対応関係と、取得部が取得した温度の情報とに基づいて、計測部で計測されたサージタンクの水位を補正することで、体積変化の影響を除去した補正水位を算出する。
判断部は、補正部により算出された補正水位に基づいて、冷却水が漏洩したと判断する。
The leakage monitoring device for the auxiliary cooling water system of the present invention comprises a first temperature measuring device provided in the pipe on the outlet side of the heat exchanger and a second temperature measuring device provided in the pipe on the inlet side of the heat exchanger. It has temperature measurement equipment, a storage unit, an acquisition unit, a correction unit, and a judgment unit.
The storage unit preliminarily stores a correspondence relationship between the cooling water temperature and the volume change amount of the cooling water.
The acquisition unit obtains information on the temperature of the cooling water at the outlet side of the heat exchanger measured by the first temperature measuring equipment, and the temperature of the cooling water at the inlet side of the heat exchanger measured by the second temperature measuring equipment. and information on the water level of the surge tank measured by the measuring unit.
The correction unit corrects the water level of the surge tank measured by the measurement unit based on the correspondence stored in the storage unit and the temperature information acquired by the acquisition unit, thereby reducing the influence of the volume change. Calculate the corrected water level that has been removed.
The determination unit determines that the cooling water has leaked based on the corrected water level calculated by the correction unit.
本発明の補機冷却水系の漏洩監視装置の構成によれば、補正部が、記憶部に記憶させておいた対応関係と、取得部が取得した温度の情報とに基づいて、計測部で計測されたサージタンクの水位を補正することで、体積変化の影響を除去した補正水位を算出し、判断部が、補正部により算出された補正水位に基づいて冷却水が漏洩したと判断する。
これにより、プラント起動停止時等の冷却水の温度変化時にも、算出した補正水位に基づいて、冷却水の体積変化の影響を取り除いて漏洩を検知することができる。
そして、冷却水の体積変化の影響を取り除くことができるので、冷却水の温度変化による体積変化に相当する、微少な漏洩も検知することができる。
このように微少な漏洩も検知することができるので、冷却水の流出のみならず、被冷却源から補機冷却水系への潤滑油の流入等も検出できる。
According to the configuration of the leakage monitoring device for the accessory cooling water system of the present invention, the correcting unit measures the By correcting the water level of the surge tank that has been calculated, the corrected water level is calculated from which the influence of the volume change is removed, and the judging part judges that the cooling water has leaked based on the corrected water level calculated by the correcting part.
As a result, even when the cooling water temperature changes, such as when the plant starts and stops, it is possible to detect leakage by removing the influence of the cooling water volume change on the basis of the calculated corrected water level.
In addition, since the influence of the volume change of the cooling water can be removed, it is possible to detect even a very small leakage corresponding to the volume change due to the temperature change of the cooling water.
Since even a very small leak can be detected in this way, it is possible to detect not only the outflow of cooling water but also the inflow of lubricating oil from the source to be cooled into the cooling water system of the auxiliary machine.
上記の漏洩監視装置の構成において、記憶部は、対応関係を、関数、あるいは、所定温度間隔の温度と対応する比容積の変化幅、の形で記憶させる構成とすることができる。
即ち、この構成の場合には、関数、あるいは、所定温度間隔の温度と対応する比容積の変化幅の形で対応関係を記憶させるので、記憶させた対応関係と、第1の温度計測設備及び第2の温度計測設備でそれぞれ計測された温度の情報とから、比較的容易に体積変化量を算出することが可能になる。
In the configuration of the leakage monitoring device described above, the storage unit may be configured to store the correspondence relationship in the form of a function or a change width of the specific volume corresponding to the temperature at a predetermined temperature interval.
That is, in the case of this configuration, the correspondence relationship is stored in the form of a function or the change width of the specific volume corresponding to the temperature in the predetermined temperature interval, so that the stored correspondence relationship and the first temperature measuring equipment and It is possible to calculate the volume change relatively easily from the temperature information measured by the second temperature measurement equipment.
上記の漏洩監視装置の構成において、補正部は、対応関係と温度の情報とを用いて、温度変化によるサージタンクの水位の変化量を算出し、計測部で計測されたサージタンクの水位を、算出した変化量で補正することにより、補正水位を算出する構成とすることも可能である。
即ち、この構成の場合には、算出したサージタンクの水位の変化量と、計測部で計測されたサージタンクの水位とを用いて、比較的容易に補正水位を算出することができる。
In the configuration of the leakage monitoring device described above, the correction unit calculates the amount of change in the surge tank water level due to temperature changes using the correspondence relationship and temperature information, and calculates the surge tank water level measured by the measurement unit as It is also possible to adopt a configuration in which the corrected water level is calculated by correcting with the calculated amount of change.
That is, in the case of this configuration, the corrected water level can be calculated relatively easily using the calculated amount of change in the surge tank water level and the surge tank water level measured by the measuring unit.
なお、上記の漏洩監視装置の構成の第1の温度計測設備及び第2の温度計測設備の代わりに、サージタンクの冷却水自体の温度を計測したり、サージタンクへ接続する配管の冷却水の温度を計測したりすることも考えられる。
しかし、これらの温度を計測する箇所は、冷却水が循環する配管と比較して、温度の変化が少ないため、循環する冷却水の温度変化を正確に検知することが難しい。従って、冷却水の温度変化時における冷却水の体積変化の影響を取り除くことが難しく、上記の漏洩監視装置の構成とは同様の作用効果が得られない。
In addition, instead of the first temperature measurement equipment and the second temperature measurement equipment in the configuration of the leakage monitoring device described above, the temperature of the cooling water of the surge tank itself is measured, or the cooling water of the piping connected to the surge tank is measured. It is also conceivable to measure the temperature.
However, it is difficult to accurately detect the temperature change of the circulating cooling water because the locations where these temperatures are measured undergo less temperature changes than the piping through which the cooling water circulates. Therefore, it is difficult to remove the influence of the volume change of the cooling water when the temperature of the cooling water changes, and the same effect as the configuration of the leakage monitoring device described above cannot be obtained.
続いて、本発明の具体的な実施例を説明する。 Next, specific examples of the present invention will be described.
(従来の補機冷却水系)
まず、本発明の補機冷却水系の漏洩監視装置の実施例の説明に先立ち、本発明との比較対照として、従来の補機冷却水系の構成を説明する。
図3は、従来の補機冷却水系の一例の構成を示す系統図である。
(Conventional accessory cooling water system)
First, prior to describing an embodiment of a leak monitoring device for an accessory cooling water system according to the present invention, the configuration of a conventional accessory cooling water system will be described as a comparison with the present invention.
FIG. 3 is a system diagram showing a configuration of an example of a conventional accessory cooling water system.
図3に示す補機冷却水系(二次冷却系)20は、サージタンク1と、計測部2と、制御器3と、補給水弁4と、冷却水ポンプ5と、熱交換器6と、温度調節弁7,8と、冷却水温度計測設備9と、制御器10と、補機冷却器11を有する。
サージタンク1は、冷却水を貯留する。
計測部2は、サージタンク1の水位を計測する。
制御器3は、計測部2及び補給水弁4に接続され、計測部2におけるサージタンク1の水位の計測と、補給水弁4における弁の開閉動作を、制御する。
冷却水ポンプ5は、補機冷却器11に冷却水を送水する
熱交換器6は、補機冷却水系(二次冷却系)20の冷却水(二次冷却材)を、一次冷却系の冷却水(一次冷却材)と熱交換させて、補機冷却水系(二次冷却系)20の冷却水(二次冷却材)を除熱する。
温度調節弁7,8は、弁を開閉させることにより、温度調節弁7,8を通過する冷却水の流量を変化させて、冷却水の温度を調節する。
冷却水温度計測設備9は、熱交換器6の出口側に、具体的には、温度調節弁7,8と補機冷却器11との間に設けられている。
制御器10は、温度調節弁7,8、及び、冷却水温度計測設備9に接続され、温度調節弁7,8における弁の開閉動作と、冷却水温度計測設備9における冷却水の温度の計測を、制御する。
補機冷却器11は、補機冷却水系(二次冷却系)20の冷却水(二次冷却系)が供給されることにより、三次冷却系の冷却材(油、水、ガス等の三次冷却材)と熱交換させて、三次冷却材を冷却する。
The auxiliary equipment cooling water system (secondary cooling system) 20 shown in FIG. It has
A surge tank 1 stores cooling water.
A
The
The
The
The cooling water
The
The accessory cooler 11 is supplied with the cooling water (secondary cooling system) of the accessory cooling water system (secondary cooling system) 20, so that the coolant of the tertiary cooling system (oil, water, gas, etc.) material) to cool the tertiary coolant.
冷却水は、冷却水ポンプ5によって送水され、熱交換器6によって除熱され、補機冷却器11から熱を回収し、再度冷却水ポンプ5によって送水されることで、閉回路内を循環している。
また、サージタンク1は、冷却水の温度の上昇や下降による冷却水の膨張や収縮を、その水位によって吸収する。
計測部2は、制御器3、補給水弁4とともに、サージタンク1の水位が設定値を下回ると補給水Wを自動で供給する機能を有する。
The cooling water is sent by the cooling
Also, the surge tank 1 absorbs the expansion and contraction of the cooling water due to the rise and fall of the temperature of the cooling water by the water level.
The measuring
図3に示す補機冷却水系(二次冷却系)20の構成では、計測部2によるサージタンク1の水位の変化の検出、補給水Wの補給水量の検出、補給水弁4の動作頻度の検出、等により、冷却水の漏洩の有無を検出することができる。
しかし、図3に示す補機冷却水系(二次冷却系)20の構成では、サージタンク1の水位は冷却水の温度変化による体積膨張・収縮によっても変化するため、冷却水の漏洩と、冷却水の温度変化による体積膨張・収縮とを区別することが難しい。また、微少漏洩の場合は、補給水量及び補給水弁4の動作頻度による検出に長い時間を要する。
In the configuration of the accessory cooling water system (secondary cooling system) 20 shown in FIG. detection, etc., it is possible to detect the presence or absence of leakage of cooling water.
However, in the configuration of the accessory cooling water system (secondary cooling system) 20 shown in FIG. It is difficult to distinguish volumetric expansion/contraction due to temperature change of water. Further, in the case of a very small leak, it takes a long time to detect the amount of supplementary water and the operation frequency of the
(実施例1)
続いて、本発明の補機冷却水系の漏洩監視装置の実施例を説明する。
図1は、本発明の実施例1の漏洩監視装置を備えた、補機冷却水系の構成を示す系統図である。
(Example 1)
Next, an embodiment of a leakage monitoring device for an auxiliary machine cooling water system according to the present invention will be described.
FIG. 1 is a system diagram showing the configuration of an accessory cooling water system equipped with a leakage monitoring device according to Embodiment 1 of the present invention.
図1に示す補機冷却水系(二次冷却系)30は、図3に示した補機冷却水系(二次冷却系)20と同様に、サージタンク1と、サージタンク1の水位を計測する計測部2と、制御器3と、補給水弁4と、冷却水ポンプ5と、熱交換器6と、温度調節弁7,8と、冷却水温度計測設備9と、補機冷却器11を有する。
なお、図1に示す補機冷却水系(二次冷却系)30では、図示を省略しているが、図3に示した補機冷却水系(二次冷却系)20の制御器10と同様に、温度調節弁7,8の弁の開閉動作を制御する制御器を備えている。
図1に示す補機冷却水系(二次冷却系)30において、図3に示した補機冷却水系(二次冷却系)20と共通のこれらの構成は、それぞれ図3に示した補機冷却水系(二次冷却系)20と同様の機能を有する。
The accessory cooling water system (secondary cooling system) 30 shown in FIG. 1 measures the surge tank 1 and the water level of the surge tank 1, similarly to the accessory cooling water system (secondary cooling system) 20 shown in FIG. A
Although not shown in the accessory cooling water system (secondary cooling system) 30 shown in FIG. , a controller for controlling the opening and closing operations of the
In the accessory cooling water system (secondary cooling system) 30 shown in FIG. 1, these components common to the accessory cooling water system (secondary cooling system) 20 shown in FIG. It has the same function as the water system (secondary cooling system) 20 .
そして、実施例1の漏洩監視装置は、特に、補正水位計21、演算器22、冷却水温度計測設備23を備えている。
The leakage monitoring device of the first embodiment particularly includes a correction
冷却水温度計測設備23は、補機冷却水系30の熱交換器6の入口側に設置され、熱交換器6の入口側における冷却水(二次冷却水)の温度を測定する。
即ち、この冷却水温度計測設備23は、本発明の漏洩監視装置の構成における、熱交換器の出口側の配管に設けられた第1の温度計測設備に相当する。
一方、図3の補機冷却水系20と同様に設けられた冷却水温度計測設備9は、本発明の漏洩監視装置の構成における、熱交換器の入口側の配管に設けられた第2の温度計測設備に相当する。
The cooling water
That is, the cooling water
On the other hand, the cooling water
演算器22は、サージタンク1の水位を計測する計測部2、補機冷却水系30の熱交換機6の入口側に設置された冷却水温度計測設備23、及び補機冷却水系30の熱交換機6の出口側に設置された冷却水温度計測設備9に接続されている。
演算器22は、冷却水温度計測設備23と冷却水温度計測設備9とから、熱交換器6の入口側及び熱交換器6の出口側のそれぞれの冷却水の温度の信号を取り込み、補正水位を演算する。
The
The
補正水位計21は、演算器22に接続されており、演算器22で演算された補正水位を表示する。
The corrected
また、演算器22は、図示しないが、記憶部と、取得部と、補正部と、判断部と、を有する。
記憶部は、冷却水の温度と冷却水の体積変化量との対応関係を、予め記憶させておく。
取得部は、冷却水温度計測設備(第1の温度計測設備)23と冷却水温度計測設備(第2の温度計測設備)9でそれぞれ計測された、冷却水の熱交換器6の出口側の温度及び入口側の温度の情報と、計測部2で計測された、サージタンク1の水位の情報とを、取得する。
補正部は、記憶部に記憶させておいた対応関係と、取得部が取得した温度の情報とに基づいて、計測部で計測されたサージタンクの水位を補正することで、体積変化の影響を除去した補正水位を算出する。
判断部は、補正水位が変動した場合に、冷却水が漏洩したと判断する。補正水位は、通常は、所定の補正水位の値で一定であるが、冷却水が漏洩した場合には補正水位が変動する。
Further, although not shown, the
The storage unit preliminarily stores a correspondence relationship between the cooling water temperature and the volume change amount of the cooling water.
The acquisition unit obtains the cooling water temperature measured by the cooling water temperature measuring equipment (first temperature measuring equipment) 23 and the cooling water temperature measuring equipment (second temperature measuring equipment) 9 on the outlet side of the
The correction unit corrects the water level of the surge tank measured by the measurement unit based on the correspondence stored in the storage unit and the temperature information acquired by the acquisition unit, thereby reducing the influence of the volume change. Calculate the corrected water level that has been removed.
The determination unit determines that the cooling water has leaked when the corrected water level fluctuates. The corrected water level is normally constant at a predetermined corrected water level value, but the corrected water level fluctuates when cooling water leaks.
ここで、冷却水の温度と冷却水の比容積の変化の相関図の一例を、図2に示す。
図2に示す相関図では、冷却水の温度が高くなるに従って、比容積の変化が増大している。また、図2に示す相関図では、下に凸な曲線になっているので、温度が高いほど、1度の温度上昇当たりの比容積の変化が大きくなっている。
Here, FIG. 2 shows an example of a correlation diagram between the temperature of the cooling water and the change in the specific volume of the cooling water.
In the correlation diagram shown in FIG. 2, the change in specific volume increases as the temperature of the cooling water increases. In addition, since the correlation diagram shown in FIG. 2 is a downwardly convex curve, the higher the temperature, the greater the change in the specific volume per temperature rise of 1 degree.
本実施例の漏洩監視装置においては、漏洩が発生していない場合、サージタンク1の実測水位を冷却水の体積変化量で補正した、補正水位は一定となる。
一方、補正水位に変動が生じた場合に、本実施例の漏洩監視装置は、補機冷却水系で漏洩が発生していると判断する。
In the leakage monitoring device of this embodiment, when no leakage occurs, the corrected water level obtained by correcting the actually measured water level of the surge tank 1 by the amount of change in volume of the cooling water is constant.
On the other hand, when the corrected water level fluctuates, the leakage monitoring device of the present embodiment determines that leakage has occurred in the accessory cooling water system.
次に、演算器22における、具体的な補正水位の計算の理論式について説明する。
まず、任意の基準温度T0(℃)における、熱交換器6から熱負荷(補機冷却器11、以下では記載を省略する)までの冷却水の質量をG1(kg)とし、熱負荷から熱交換器6までの冷却水の質量をG2(kg)とする。
また、補機冷却水系30の全冷却水の体積をQ(m3)とする。
そして、温度T1(℃)における、熱交換器6から熱負荷までの冷却水の体積と平均比容積を、それぞれ、Q1(m3)、U1(m3/kg)とする。また、温度T2(℃)における、熱負荷から熱交換器6までの冷却水の体積と平均比容積を、それぞれ、Q2(m3)、U2(m3/kg)とする。
このとき、下記の式(1)が成り立つ。
Q=Q1+Q2
=G1×U1+G2×U2 (1)
Next, a specific theoretical formula for calculating the corrected water level in the
First, let G1 (kg) be the mass of cooling water from the
Also, let Q (m 3 ) be the volume of all the cooling water in the accessory
Then, let Q1 (m 3 ) and U1 (m 3 /kg) be the volume and average specific volume of cooling water from the
At this time, the following formula (1) holds.
Q = Q1 + Q2
=G1×U1+G2×U2 (1)
また、基準温度T0(℃)における、比容積、全冷却水の体積、熱交換器6から熱負荷までの冷却水の体積、熱負荷から熱交換器6までの冷却水の体積を、それぞれ、U0(m3/kg)、Q´(m3)、Q1´(m3)、Q2´(m3)とすると、下記の式(2)が成り立つ。
Q´=Q1´+Q2´
=(G1+G2)×U0 (2)
In addition, the specific volume, the total cooling water volume, the cooling water volume from the
Q'=Q1'+Q2'
= (G1 + G2) x U0 (2)
次に、サージタンク1の断面積をA(m2)、実測タンク水位をL(m)、基準温度T0時のタンク水位をL´とすると、基準温度T0からの冷却水の体積変化とサージタンク1の水量の変化が一致することから、下記の式(3)が成り立つ。
Q-Q´=A×(L-L´) (3)
これより、基準温度T0時のタンク水位L´は、下記の式(4)にて表せる。
Next, assuming that the cross-sectional area of the surge tank 1 is A (m 2 ), the actually measured tank water level is L (m), and the tank water level at the reference temperature T0 is L', volume change of cooling water from the reference temperature T0 and surge Since the changes in the amount of water in the tank 1 are the same, the following formula (3) holds.
Q−Q′=A×(L−L′) (3)
From this, the tank water level L' at the reference temperature T0 can be expressed by the following equation (4).
ここで、先ほどの式(1),(2)のQ,Q´を代入することで、冷却水の体積変化の影響を除去した、基準温度T0時のサージタンク1の水位L´を、以下の式(5)で表せる。 Here, by substituting Q and Q' in the above equations (1) and (2), the water level L' of the surge tank 1 at the reference temperature T0, which is free from the influence of the volume change of the cooling water, is given below. (5).
実測される水位L及び温度T1,T2が変化しても、この基準温度T0時のサージタンク水位L´は一定である。
このことから、本実施の形態の漏洩監視装置では、判断部が、補正水位L´が変動した時に、漏洩が発生していると判断する。
Even if the actually measured water level L and the temperatures T1 and T2 change, the surge tank water level L' at the reference temperature T0 is constant.
Therefore, in the leak monitoring device of the present embodiment, the judging section judges that a leak has occurred when the corrected water level L' fluctuates.
本実施の形態の漏洩監視装置では、例えば、以下に述べる手順で補正水位L´を求めて、漏洩の有無を検出することができる。 In the leakage monitoring device of the present embodiment, for example, the presence or absence of leakage can be detected by obtaining the corrected water level L' by the procedure described below.
補機冷却水系30において、基準温度T0における冷却水の質量G1,G2と、サージタンク1の断面積Aと、基準温度T0における冷却水の比容積U0は、それぞれ定数である。
まず、予めこれらの定数G1,G2,A,U0をそれぞれ、測定又は計算しておく。そして、測定又は計算によって得られた値を、演算器22の記憶部に記憶させておく。
なお、基準温度T0における冷却水の質量G1,G2は、直接測定することが難しい場合でも、質量を求める区間の配管の内容積を計算して、計算した内容積と、基準温度T0における冷却水の比重あるいは比容積とから、求めることが可能である。
In the accessory
First, these constants G1, G2, A and U0 are measured or calculated in advance. Then, the values obtained by measurement or calculation are stored in the storage section of the
In addition, even if it is difficult to directly measure the masses G1 and G2 of the cooling water at the reference temperature T0, the internal volume of the pipe in the section where the mass is to be calculated is calculated, and the calculated internal volume and the cooling water at the reference temperature T0 It can be determined from the specific gravity or specific volume of
また、図2に示したような相関図のような、冷却水の温度と冷却水の比容積の変化幅との対応関係(相関)を、予め求めておいて、得られた相関を演算器22の記憶部に記憶させておく。
上記の対応関係は、例えば、2次関数等の関数、所定温度間隔(例えば、1℃、0.1℃等)の温度に対応する比容積の変化幅、等の形で記憶させることが可能である。これらの形で記憶させておけば、記憶部から記憶させた対応関係を呼び出して、対応関係と、冷却水温度計測設備23,9でそれぞれ計測された温度の情報とから、比較的容易に体積変化量を算出することが可能になる。
なお、冷却水の温度と冷却水の比容積の変化幅との対応関係は、冷却水の組成(水の純度、水中の含有物の物質と含有量、等)によって変わるので、使用する冷却水の対応関係を調べておく。
Also, the correspondence (correlation) between the temperature of the cooling water and the width of change in the specific volume of the cooling water is obtained in advance, such as the correlation diagram shown in FIG. 22 is stored in the storage unit.
The above correspondence relationship can be stored in the form of, for example, a function such as a quadratic function, a width of change in the specific volume corresponding to a predetermined temperature interval (eg, 1° C., 0.1° C., etc.), etc. is. If stored in these forms, the stored correspondence can be called up from the storage unit, and the volume can be relatively easily obtained from the correspondence and temperature information measured by the cooling water
The relationship between the temperature of the cooling water and the width of change in the specific volume of the cooling water varies depending on the composition of the cooling water (purity of the water, substance and content of the contents in the water, etc.). Investigate the correspondence between
そして、監視の際には、サージタンク1の水位の測定値L、冷却水温度計測設備9の温度の測定値T1、温度計測設備23の温度の測定値T2を取得する。
次に、演算器22の記憶部に記憶させておいた、冷却水の温度と冷却水の比容積の変化幅との相関を用いて、温度の測定値T1,T2から、それぞれの温度T1,T2における冷却水の比容積の変化幅を求める。
さらに、それぞれの温度T1,T2における冷却水の比容積の変化幅と、基準温度T0における冷却水の比容積の変化幅と、基準温度T0における冷却水の比容積U0とから、それぞれの温度T1,T2における冷却水の比容積U1,U2を求める。
そして、求めた冷却水の比容積U1,U2と、演算器22の記憶部に記憶させておいた定数G1,G2,A,U0と、サージタンク1の水位の測定値Lとを、上記の式(5)に代入して、基準温度T0におけるサージタンク1の補正水位L´を計算する。
さらに、計算して得られたサージタンク1の補正水位L´の計算値を、通常時の補正水位L´の値(所定のL´の値)と比較することにより、補正水位L´の変動の有無を検出することができるので、これにより、漏洩の有無を検出することができる。
During monitoring, the measured value L of the water level of the surge tank 1, the measured value T1 of the temperature of the cooling water
Next, using the correlation between the temperature of the cooling water and the width of change in the specific volume of the cooling water stored in the storage unit of the
Further, from the change width of the specific volume of the cooling water at the respective temperatures T1 and T2, the change width of the specific volume of the cooling water at the reference temperature T0, and the specific volume U0 of the cooling water at the reference temperature T0, the temperature T1 , T2 of the cooling water are determined.
Then, the calculated specific volumes U1 and U2 of the cooling water, the constants G1, G2, A, and U0 stored in the storage unit of the
Furthermore, by comparing the calculated value of the corrected water level L' of the surge tank 1 obtained by calculation with the value of the corrected water level L' in the normal state (predetermined value of L'), the fluctuation of the corrected water level L' Therefore, it is possible to detect the presence or absence of leakage.
また、補機冷却水系は、系統を冷却水が1周循環するのに、数分程度の時間を要する。そのため、温度計測値と冷却水の比容積・体積の変化には時間のずれが生じる。
本実施例の漏洩監視装置では、このずれの時間範囲内で補正水位の変動が回復した場合、漏洩発生なし、と判断する。
Further, in the accessory cooling water system, it takes several minutes for the cooling water to circulate once through the system. Therefore, there is a time lag between the measured temperature value and the change in the specific volume/volume of the cooling water.
In the leakage monitoring device of this embodiment, when the fluctuation of the corrected water level recovers within the time range of this deviation, it is determined that no leakage has occurred.
ここで、補機冷却水系30の冷却水の流量をW(m3/s)とし、冷却水が熱交換器6から熱負荷まで到達する時間、熱負荷から熱交換器6まで到達する時間を、それぞれH1(s)、H2(s)とすると、下記の式(6)が成り立つ。
Here, the flow rate of the cooling water in the auxiliary equipment cooling
温度計測点が熱交換器6の出入口の近傍にある場合は、H1は進み時間となり、H2は遅れ時間となるため、時間のずれは+H1~-H2となり、想定されるずれ時間を予め予測することができる。
そして、予測したずれ時間を考慮して、ずれ時間の範囲外で補正水位の変動を検出した場合には、漏洩していると判断する。
When the temperature measurement point is near the inlet/outlet of the
Then, taking into account the estimated lag time, it is determined that there is leakage when the fluctuation of the corrected water level is detected outside the range of the lag time.
本実施例の漏洩監視装置の構成によれば、演算器22において、補正部が、記憶部に記憶させておいた対応関係と、取得部が取得した温度の情報とに基づいて、計測部で計測されたサージタンク1の水位Lを補正することで、体積変化の影響を除去した補正水位L´を算出し、判断部が、補正部により算出された補正水位L´に基づいて、補正水位L´が通常の補正水位L´(所定の値)から変動した場合に、冷却水が漏洩したと判断する。
これにより、プラント起動停止時等の冷却水の温度変化時にも、算出した補正水位L´に基づいて、冷却水の体積変化の影響を取り除いて漏洩を検知することができる。
そして、冷却水の体積変化の影響を取り除くことができるので、冷却水の温度変化による体積変化に相当する、微少な漏洩も検知することができる。
このように微少な漏洩も検知することができるので、冷却水の流出のみならず、被冷却源から補機冷却水系への潤滑油の流入等も検出できる。
According to the configuration of the leakage monitoring device of the present embodiment, in the
As a result, even when the temperature of the cooling water changes, such as when the plant starts and stops, leakage can be detected by removing the influence of the volume change of the cooling water based on the calculated corrected water level L'.
In addition, since the influence of the volume change of the cooling water can be removed, it is possible to detect even a very small leakage corresponding to the volume change due to the temperature change of the cooling water.
Since even a very small leak can be detected in this way, it is possible to detect not only the outflow of cooling water but also the inflow of lubricating oil from the source to be cooled into the cooling water system of the auxiliary machine.
なお、本発明は、上述した実施の形態及び実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した各実施の形態及び実施例は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。 The present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and includes various modifications. For example, the above-described embodiments and examples have been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
1 サージタンク、2 計測部、3 制御器、4 補給水弁、5 冷却水ポンプ、6 熱交換器、7,8 温度調節弁、9,23 冷却水温度計測設備、21 補正水位計、22 演算器、30 補機冷却水系 1 surge tank, 2 measuring unit, 3 controller, 4 make-up water valve, 5 cooling water pump, 6 heat exchanger, 7, 8 temperature control valve, 9, 23 cooling water temperature measurement equipment, 21 correction water level gauge, 22 calculation vessel, 30 auxiliary machine cooling water system
Claims (3)
前記補機冷却器に冷却水を供給する熱交換器と、
前記補機冷却器と前記熱交換器との間で冷却水を循環させる配管と、
前記配管の途中に接続され、冷却水を貯留するサージタンクと、
前記サージタンクの水位を計測する計測部と、を有する補機冷却水系に用いられる漏洩監視装置であって、
前記熱交換器の出口側の前記配管に設けられた、第1の温度計測設備と、
前記熱交換器の入口側の前記配管に設けられた、第2の温度計測設備と、
冷却水の温度と冷却水の体積変化量との対応関係を、予め記憶させておく記憶部と、
前記第1の温度計測設備で計測された冷却水の前記熱交換器の出口側の温度の情報と、前記第2の温度計測設備で計測された冷却水の前記熱交換器の入口側の温度の情報と、前記計測部で計測された前記サージタンクの水位の情報とを、取得する取得部と、
前記記憶部に記憶させておいた前記対応関係と、前記取得部が取得した温度の情報とに基づいて、前記計測部で計測された前記サージタンクの水位を補正することで、体積変化の影響を除去した補正水位を算出する補正部と、
前記補正部により算出された補正水位に基づいて、冷却水が漏洩したと判断する判断部と、を有する
補機冷却水系の漏洩監視装置。 an auxiliary cooler;
a heat exchanger that supplies cooling water to the accessory cooler;
a pipe for circulating cooling water between the accessory cooler and the heat exchanger;
a surge tank connected to the middle of the pipe and storing cooling water;
A leakage monitoring device for use in an accessory cooling water system, comprising a measurement unit that measures the water level of the surge tank,
a first temperature measuring device provided in the pipe on the outlet side of the heat exchanger;
a second temperature measuring device provided in the pipe on the inlet side of the heat exchanger;
a storage unit that stores in advance a correspondence relationship between the temperature of the cooling water and the amount of change in volume of the cooling water;
Information on the temperature of cooling water at the outlet side of the heat exchanger measured by the first temperature measuring equipment and the temperature of the cooling water on the inlet side of the heat exchanger measured by the second temperature measuring equipment and information on the water level of the surge tank measured by the measuring unit;
By correcting the water level of the surge tank measured by the measurement unit based on the correspondence stored in the storage unit and the temperature information acquired by the acquisition unit, the influence of volume change a correction unit that calculates a corrected water level from which
A leakage monitoring device for an accessory cooling water system, comprising: a determination unit that determines that cooling water has leaked based on the corrected water level calculated by the correction unit.
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