JP2856582B2 - 分岐管保温装置 - Google Patents
分岐管保温装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、たとえば蒸気タービン
プラントに代表される蒸気動力プラントに係り、特にそ
のプラントに組込まれた機器同士を結ぶ主経路を構成す
る配管から分岐している分岐管内に滞留するドレンによ
って高温の主経路側配管が急冷されるときの熱衝撃を緩
和するのに好適な分岐管保温装置に関する。
プラントに代表される蒸気動力プラントに係り、特にそ
のプラントに組込まれた機器同士を結ぶ主経路を構成す
る配管から分岐している分岐管内に滞留するドレンによ
って高温の主経路側配管が急冷されるときの熱衝撃を緩
和するのに好適な分岐管保温装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】分岐管内のドレンがプラント系内圧力の
変動時に自己蒸発、いわゆるフラッシングを生じて、主
経路側配管（以下、蒸気母管と称する）に逆流し、高温
の蒸気母管が急冷されて熱衝撃をもたらすことはよく知
られている。この熱衝撃は使用材料に常に苛酷な状況を
強いることになり、ときに材料の疲労を一気に高進させ
る。これを緩和する試みは様々な方法により提案されて
いる。
変動時に自己蒸発、いわゆるフラッシングを生じて、主
経路側配管（以下、蒸気母管と称する）に逆流し、高温
の蒸気母管が急冷されて熱衝撃をもたらすことはよく知
られている。この熱衝撃は使用材料に常に苛酷な状況を
強いることになり、ときに材料の疲労を一気に高進させ
る。これを緩和する試みは様々な方法により提案されて
いる。
【０００３】 たとえば、図４に示す方法は水平の蒸気
母管１から下方に分岐しているドレン管２の垂直延長部
Ｈをある長さ以上設け、この部分については保温材料３
を厚く施工し、一方これ以外の水平部は少量の保温材料
４かあるいは全施工しないことにより、ドレン弁５が閉
まった後に発生するドレンのフラッシングの発生範囲を
垂直延長部Ｈに制限しようとするものである（特公昭６
０−５８４３号公報参照）。
母管１から下方に分岐しているドレン管２の垂直延長部
Ｈをある長さ以上設け、この部分については保温材料３
を厚く施工し、一方これ以外の水平部は少量の保温材料
４かあるいは全施工しないことにより、ドレン弁５が閉
まった後に発生するドレンのフラッシングの発生範囲を
垂直延長部Ｈに制限しようとするものである（特公昭６
０−５８４３号公報参照）。
【０００４】 また、図５に示すやり方は蒸気母管１か
ら下方に分岐させたドレン管２の一部に放熱フィン６を
設け、ドレン弁（図示せず）が閉まった後に発生したド
レンの保有している熱を放熱フィン６を通して外に逃が
し、ドレンのフラッシングを少量に抑え込もうとするも
のである。
ら下方に分岐させたドレン管２の一部に放熱フィン６を
設け、ドレン弁（図示せず）が閉まった後に発生したド
レンの保有している熱を放熱フィン６を通して外に逃が
し、ドレンのフラッシングを少量に抑え込もうとするも
のである。
【０００５】以上の２つの方法はいずれもドレン管２内
で生じたあるまとまった量のドレンが一定時間を経た後
に冷却し、その場に滞留することを踏まえてこの問題へ
の解決を与えようとするものである。
で生じたあるまとまった量のドレンが一定時間を経た後
に冷却し、その場に滞留することを踏まえてこの問題へ
の解決を与えようとするものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ドレン
管２内で生じたドレンが冷却され、その場に滞留する以
前にも急激な圧力変動が系内に及ぶことがあり、飽和温
度を保っているドレンにフラッシングが起こる。すなわ
ち、一般に、ドレンが冷却される前にドレン管２内でド
レンが満たされる過程があり、このときはドレンの飽和
温度が維持され、その温度から降下が始まって一定時間
後に冷却されるという経過をたどるために、蒸気母管１
で生じた圧力降下が飽和温度のドレンの滞留するドレン
管２に及ぶと、ドレンがフラッシングを起こす。
管２内で生じたドレンが冷却され、その場に滞留する以
前にも急激な圧力変動が系内に及ぶことがあり、飽和温
度を保っているドレンにフラッシングが起こる。すなわ
ち、一般に、ドレンが冷却される前にドレン管２内でド
レンが満たされる過程があり、このときはドレンの飽和
温度が維持され、その温度から降下が始まって一定時間
後に冷却されるという経過をたどるために、蒸気母管１
で生じた圧力降下が飽和温度のドレンの滞留するドレン
管２に及ぶと、ドレンがフラッシングを起こす。
【０００７】また一方、ドレンの滞留中、蒸気と境界を
接しているドレンはドレン管２を通して伝わる蒸気母管
１からの熱でその蒸気圧力の飽和温度とほぼ等しい温度
を保っており、蒸気母管１で圧力降下があれば、境界部
で一部のドレンがフラッシングを生じる。
接しているドレンはドレン管２を通して伝わる蒸気母管
１からの熱でその蒸気圧力の飽和温度とほぼ等しい温度
を保っており、蒸気母管１で圧力降下があれば、境界部
で一部のドレンがフラッシングを生じる。
【０００８】このように冷却して滞留する前の飽和ドレ
ンおよび常に蒸気と接して温度の下がらない飽和ドレン
がフラッシングを生じることに対して上記の提案されて
いる方法は有効な手段とはなり得ず、新たな解決方法が
望まれている。
ンおよび常に蒸気と接して温度の下がらない飽和ドレン
がフラッシングを生じることに対して上記の提案されて
いる方法は有効な手段とはなり得ず、新たな解決方法が
望まれている。
【０００９】本発明の目的はドレン管内で飽和ドレンが
生成されるのを抑制し、フラッシングを生じさせないよ
うにした分岐管保温装置を提供することにある。
生成されるのを抑制し、フラッシングを生じさせないよ
うにした分岐管保温装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】 本発明は上記の目的を
達成するために、蒸気の主経路を構成する蒸気母管の水
平配置部分の下方に鉛直に蒸気の流動域と通じさせたド
レン管を分岐させたものにおいて、前記ドレン管に、一
端が前記蒸気母管の前記ドレン管の分岐部よりも上流側
の上方のみより引出されたウォーミング蒸気管の他端を
接続して成ることを特徴とする
達成するために、蒸気の主経路を構成する蒸気母管の水
平配置部分の下方に鉛直に蒸気の流動域と通じさせたド
レン管を分岐させたものにおいて、前記ドレン管に、一
端が前記蒸気母管の前記ドレン管の分岐部よりも上流側
の上方のみより引出されたウォーミング蒸気管の他端を
接続して成ることを特徴とする
【００１１】
【作用】 蒸気の流動域と通じているウォーミング管と
結ばれる分岐管はドレン管の分岐部よりも上流側の上方
のみに開口を臨ませこの開口で蒸気流の動圧によって抽
出される蒸気がドレン管内に導かれるようになってい
る。この蒸気は蒸気母管の上方から抽出されるため軽く
ドレンを発生させ難い。そして抽出された蒸気は分岐管
の止め弁に至る手前からドレン管の内部に入って上方に
向けて流動する。この過程でドレン管の分岐部から一定
区間が蒸気によって加熱されて高温となる。この蒸気は
経路の終点である蒸気母管内のドレン管の分岐部になが
れそこで蒸気母管内を流れる蒸気と合流させられる。
結ばれる分岐管はドレン管の分岐部よりも上流側の上方
のみに開口を臨ませこの開口で蒸気流の動圧によって抽
出される蒸気がドレン管内に導かれるようになってい
る。この蒸気は蒸気母管の上方から抽出されるため軽く
ドレンを発生させ難い。そして抽出された蒸気は分岐管
の止め弁に至る手前からドレン管の内部に入って上方に
向けて流動する。この過程でドレン管の分岐部から一定
区間が蒸気によって加熱されて高温となる。この蒸気は
経路の終点である蒸気母管内のドレン管の分岐部になが
れそこで蒸気母管内を流れる蒸気と合流させられる。
【００１２】図２の動作説明図を参照して説明すると、
管路１３には蒸気母管１１内の蒸気流と対向する向きに
開口する蒸気入口１５が設けられ、ここで蒸気が抽出さ
れる。この蒸気は後記のように過熱蒸気であり、これが
管路１３を通って分岐管１２に達する。分岐管１２の分
岐部から止め弁にかけての一定区間は蒸気母管１１と通
じているので、分岐管１２内に流れた蒸気が上方に流動
し、このとき、蒸気の流動域となった分岐管１２は蒸気
と接して蒸気母管１１と同等の温度に保持される。 な
お、止め弁１４は蒸気の流動のためにこの間閉止され
る。このように蒸気母管１１から止め弁１４にかけての
一定区間が過熱蒸気の流動域として保持される。この過
熱蒸気となる条件について、蒸気タービンプラントを一
例として説明する。 蒸気圧力：２４６kg／cm2 ，蒸気
温度：５３８℃，エンタルピ：７９０kcal／kg，分岐管
および保温管仕様：外径６０．５ 肉厚１６．０ 延長
１０m 直管相当長さ２０m 保温厚さ：１２５mm，放散
熱量：１６３kcal／mh，母管内蒸気流速：６０ｍ／ｓ，
動圧：約２．３kg／cm2 ，抽出蒸気量：約３５００kg／
ｈ 単位時間あたりの熱放散後の蒸気の保有熱量を抽出
蒸気量で割ると、温度降下後の蒸気のエンタルピが求め
られる。計算値は動圧：約２．３kg／cm2 時に抽出蒸気
量：約３５００kg／ｈでの循環経路の圧力損失値とほぼ
釣りあうが、安全を見込み１０％の値とし３５０kg／ｈ
で計算してみると、次のようになる。
管路１３には蒸気母管１１内の蒸気流と対向する向きに
開口する蒸気入口１５が設けられ、ここで蒸気が抽出さ
れる。この蒸気は後記のように過熱蒸気であり、これが
管路１３を通って分岐管１２に達する。分岐管１２の分
岐部から止め弁にかけての一定区間は蒸気母管１１と通
じているので、分岐管１２内に流れた蒸気が上方に流動
し、このとき、蒸気の流動域となった分岐管１２は蒸気
と接して蒸気母管１１と同等の温度に保持される。 な
お、止め弁１４は蒸気の流動のためにこの間閉止され
る。このように蒸気母管１１から止め弁１４にかけての
一定区間が過熱蒸気の流動域として保持される。この過
熱蒸気となる条件について、蒸気タービンプラントを一
例として説明する。 蒸気圧力：２４６kg／cm2 ，蒸気
温度：５３８℃，エンタルピ：７９０kcal／kg，分岐管
および保温管仕様：外径６０．５ 肉厚１６．０ 延長
１０m 直管相当長さ２０m 保温厚さ：１２５mm，放散
熱量：１６３kcal／mh，母管内蒸気流速：６０ｍ／ｓ，
動圧：約２．３kg／cm2 ，抽出蒸気量：約３５００kg／
ｈ 単位時間あたりの熱放散後の蒸気の保有熱量を抽出
蒸気量で割ると、温度降下後の蒸気のエンタルピが求め
られる。計算値は動圧：約２．３kg／cm2 時に抽出蒸気
量：約３５００kg／ｈでの循環経路の圧力損失値とほぼ
釣りあうが、安全を見込み１０％の値とし３５０kg／ｈ
で計算してみると、次のようになる。
【００１３】
【数１】
【００１４】このエンタルピ値の蒸気圧力：２４６kg／
cm2 の状態での蒸気温度は蒸気表によれば約５３１℃と
なり、温度降下は僅かに７℃であり、蒸気圧力：２４６
kg／cm2 での飽和温度であるところの３８１℃を大きく
上回っている。つまり、原理上ドレンは発生しない。よ
って、本発明の管路１３を用いるならば分岐管１２内は
過熱蒸気温度レベルとなって、飽和ドレンが生成される
ことがない。
cm2 の状態での蒸気温度は蒸気表によれば約５３１℃と
なり、温度降下は僅かに７℃であり、蒸気圧力：２４６
kg／cm2 での飽和温度であるところの３８１℃を大きく
上回っている。つまり、原理上ドレンは発生しない。よ
って、本発明の管路１３を用いるならば分岐管１２内は
過熱蒸気温度レベルとなって、飽和ドレンが生成される
ことがない。
【００１５】したがって、ドレンのフラッシングが起こ
り得ないので、熱衝撃に起因するところの苛酷な状況が
構成材料にもたらされるのを回避することができる。
り得ないので、熱衝撃に起因するところの苛酷な状況が
構成材料にもたらされるのを回避することができる。
【００１６】
【実施例】 以下の、好適な実施例である蒸気タービン
プラントに対する適用例を図１および図３を参照して説
明する。
プラントに対する適用例を図１および図３を参照して説
明する。
【００１７】図１の実施例は異形管部の動圧を利用する
ことに特徴を有する。一端をボイラと結ばれる蒸気母管
２１の異形管２７からドレン弁２６に至る手前のドレン
管２２の下端に結ばれるウォーミング蒸気管２３が分岐
しており、蒸気入口２５をボイラからの蒸気流に向かっ
て開口しているリード管２４が上記の分岐部に設けられ
ている。
ことに特徴を有する。一端をボイラと結ばれる蒸気母管
２１の異形管２７からドレン弁２６に至る手前のドレン
管２２の下端に結ばれるウォーミング蒸気管２３が分岐
しており、蒸気入口２５をボイラからの蒸気流に向かっ
て開口しているリード管２４が上記の分岐部に設けられ
ている。
【００１８】上記構成において、プラントの起動時のウ
ォーミング過程で蒸気母管２１内で発生した多量のドレ
ンはドレン管２２を介して抽出され、ドレン弁２６を経
て系外のブロータンク（図示せず）等へ排出される。蒸
気母管２１のウォーミングが終了した後、蒸気タービン
の運転が開始され、一定の負荷に到達した時点でドレン
弁２６が全閉される。
ォーミング過程で蒸気母管２１内で発生した多量のドレ
ンはドレン管２２を介して抽出され、ドレン弁２６を経
て系外のブロータンク（図示せず）等へ排出される。蒸
気母管２１のウォーミングが終了した後、蒸気タービン
の運転が開始され、一定の負荷に到達した時点でドレン
弁２６が全閉される。
【００１９】一方、プラント運転中、蒸気入口２５で蒸
気流の偏流衝突に伴なう動圧により蒸気の一部がリード
管２４内に抽出され、ウォーミング蒸気管２３を通って
ドレン管２２に流れ、内部を上方にかけて流動する。こ
の過程でドレン管２２の分岐部から一定区間が蒸気によ
って加熱されて過熱蒸気レベルの温度となる。蒸気は、
この後、ドレン管２２の分岐部で蒸気母管２１内を流れ
る蒸気と合流させられる。 次に示す実施例は蒸気弁に
接続されるドレン管がドレン弁の下流側でドレン管に接
続されることに特徴を有する。すなわち、図３におい
て、蒸気母管２１の経路に２つの蒸気弁２８、２９が設
けられており、蒸気弁２８に接続されたドレン管３０の
他端がドレン弁３１の下流側で蒸気母管２１から分岐し
ているドレン管２２と結ばれている。
気流の偏流衝突に伴なう動圧により蒸気の一部がリード
管２４内に抽出され、ウォーミング蒸気管２３を通って
ドレン管２２に流れ、内部を上方にかけて流動する。こ
の過程でドレン管２２の分岐部から一定区間が蒸気によ
って加熱されて過熱蒸気レベルの温度となる。蒸気は、
この後、ドレン管２２の分岐部で蒸気母管２１内を流れ
る蒸気と合流させられる。 次に示す実施例は蒸気弁に
接続されるドレン管がドレン弁の下流側でドレン管に接
続されることに特徴を有する。すなわち、図３におい
て、蒸気母管２１の経路に２つの蒸気弁２８、２９が設
けられており、蒸気弁２８に接続されたドレン管３０の
他端がドレン弁３１の下流側で蒸気母管２１から分岐し
ているドレン管２２と結ばれている。
【００２０】上記構成において、プラント起動時のウォ
ーミング過程ではドレン弁３１は全閉され、蒸気母管２
１内で発生する多量のドレンはドレン管２２を通して抽
出され、ドレン弁２６を経てブロータンク（図示せず）
に排出される。蒸気母管２１のウォーミングが終了した
後、ドレン弁３１は全開され、ドレン管２２の分岐部か
ら蒸気弁２８までのドレンが排出される。この後、蒸気
弁２８はリセットされ、蒸気弁２９のウォーミングを経
て蒸気タービンが起動される。さらに、負荷が一定の値
に到達した後に、ドレン弁２６が全閉される。
ーミング過程ではドレン弁３１は全閉され、蒸気母管２
１内で発生する多量のドレンはドレン管２２を通して抽
出され、ドレン弁２６を経てブロータンク（図示せず）
に排出される。蒸気母管２１のウォーミングが終了した
後、ドレン弁３１は全開され、ドレン管２２の分岐部か
ら蒸気弁２８までのドレンが排出される。この後、蒸気
弁２８はリセットされ、蒸気弁２９のウォーミングを経
て蒸気タービンが起動される。さらに、負荷が一定の値
に到達した後に、ドレン弁２６が全閉される。
【００２１】一方、プラント運転中、蒸気入口２５を通
して高速の蒸気流の衝突に伴なう動圧によって蒸気母管
２１内を流れる蒸気がリード管２４内に抽出され、ウォ
ーミング蒸気管２３を通過した後に一方はドレン管２２
を通って蒸気母管２２に、他方はドレン管３０を経由し
て蒸気弁２８に還る２つの流れが形成される。これによ
り、双方のドレン管２２、３０の一定区間が加熱されて
過熱蒸気レベルの温度となる。
して高速の蒸気流の衝突に伴なう動圧によって蒸気母管
２１内を流れる蒸気がリード管２４内に抽出され、ウォ
ーミング蒸気管２３を通過した後に一方はドレン管２２
を通って蒸気母管２２に、他方はドレン管３０を経由し
て蒸気弁２８に還る２つの流れが形成される。これによ
り、双方のドレン管２２、３０の一定区間が加熱されて
過熱蒸気レベルの温度となる。
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】
【００２７】
【００２８】
【００２９】
【００３０】
【発明の効果】 以上説明したように、本発明において
は蒸気の主経路を構成する蒸気母管の水平配置部分の下
方に鉛直に蒸気の流動域と通じさせたドレン管を分岐さ
せたものにおいて、前記ドレン管に、一端が前記蒸気母
管の前記ドレン管の分岐部よりも上流側の上方のみより
引出されたウォーミング蒸気管の他端を接続するように
構成したから、ドレン管の蒸気母管から止め弁にかけて
の区間を蒸気母管からの蒸気により加熱することがで
き、分岐管内で飽和ドレンが生成されることがない。特
に、本発明においては、ウォーミング蒸気管を蒸気母管
の上方のみより引出すようにしたので、蒸気母管上方
の、軽くドレンを発生し難い蒸気のみをウォーミング蒸
気管に供給することができ、上記効果が一層向上する。
は蒸気の主経路を構成する蒸気母管の水平配置部分の下
方に鉛直に蒸気の流動域と通じさせたドレン管を分岐さ
せたものにおいて、前記ドレン管に、一端が前記蒸気母
管の前記ドレン管の分岐部よりも上流側の上方のみより
引出されたウォーミング蒸気管の他端を接続するように
構成したから、ドレン管の蒸気母管から止め弁にかけて
の区間を蒸気母管からの蒸気により加熱することがで
き、分岐管内で飽和ドレンが生成されることがない。特
に、本発明においては、ウォーミング蒸気管を蒸気母管
の上方のみより引出すようにしたので、蒸気母管上方
の、軽くドレンを発生し難い蒸気のみをウォーミング蒸
気管に供給することができ、上記効果が一層向上する。
【００３１】したがって、本発明によれば、飽和ドレン
のフラッシングおよび飽和ドレンの蒸気母管側への滴下
を抑制することができ、蒸気母管における熱衝撃をなく
すことが可能である。
のフラッシングおよび飽和ドレンの蒸気母管側への滴下
を抑制することができ、蒸気母管における熱衝撃をなく
すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による分岐管保温装置の一実施例を示す
構成図。
構成図。
【図２】本発明による保温装置の動作を説明するための
図。
図。
【図３】本発明による分岐管保温装置の他の実施例を示
す構成図。
す構成図。
【図４】従来の断熱材を装着した分岐管を示す構成図。
【図５】従来の放熱フィンを備えた分岐管を示す構成
図。
図。
Claims (1)
- 【請求項１】 蒸気の主経路を構成する蒸気母管の水平
配置部分の下方に鉛直に蒸気の流動域と通じさせたドレ
ン管を分岐させたものにおいて、前記ドレン管に、一端
が前記蒸気母管の前記ドレン管の分岐部より上流側の上
方のみより引出されたウォーミング蒸気管の他端を接続
して成ることを特徴とする分岐管保温装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3285159A JP2856582B2 (ja) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | 分岐管保温装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3285159A JP2856582B2 (ja) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | 分岐管保温装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05125907A JPH05125907A (ja) | 1993-05-21 |
| JP2856582B2 true JP2856582B2 (ja) | 1999-02-10 |
Family
ID=17687852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3285159A Expired - Fee Related JP2856582B2 (ja) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | 分岐管保温装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2856582B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4957358B2 (ja) * | 2007-04-27 | 2012-06-20 | 株式会社日立製作所 | 蒸気タービン気筒連絡管 |
| JP5787657B2 (ja) * | 2011-07-29 | 2015-09-30 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 蒸気管構造 |
| JP2015140686A (ja) * | 2014-01-27 | 2015-08-03 | 株式会社東芝 | 蒸気タービン配管 |
| JP7063460B2 (ja) * | 2018-08-30 | 2022-05-09 | 株式会社ひよ子 | 蒸気加温ユニット、蒸気加温方法、菓子製造装置及び菓子製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS522488B2 (ja) * | 1971-07-30 | 1977-01-21 |
-
1991
- 1991-10-30 JP JP3285159A patent/JP2856582B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05125907A (ja) | 1993-05-21 |
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