JP5901384B2

JP5901384B2 - 凍結防止構造及び凍結防止構造を備えるレベル検出用配管

Info

Publication number: JP5901384B2
Application number: JP2012071978A
Authority: JP
Inventors: 山本　光一; 光一山本; 信次網田
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc; Chuden Plant Co Ltd
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc; Chuden Plant Co Ltd
Priority date: 2012-03-27
Filing date: 2012-03-27
Publication date: 2016-04-06
Anticipated expiration: 2032-03-27
Also published as: JP2013204639A

Description

本発明は、レベル検出用配管の凍結防止構造及び凍結防止構造を備えるレベル検出用配管に関する。

従来より、蒸気を用いるスチームトレースは、凍結防止や加温を目的として、配管の近傍に付設され、付設されたスチームトレース配管に蒸気が供給されると近傍の配管等を加温する。

このスチームトレースは、火力発電プラントにおいて、例えば、汽水分離用ドラムのドラムレベルを検出するためのレベル検出用配管の凍結防止用に用いられている。図４は、汽水分離用ドラム２０１においてドラムレベル２１１を検出するためのレベル検出用配管２０３ａ，２０３ｂ，２０４ａ，２０４ｂについての概要を示す図である。このドラムレベル２１１を検出する装置２０２ａ，２０２ｂは、蒸気側のレベル検出用配管２０３ａ，２０３ｂによる圧力と、給水側のレベル検出用配管２０４ａ，２０４ｂによる圧力との差圧（ΔＰ）を求め、求めた差圧によりドラムレベル２１１を検出する。ここで、レベル検出用配管２０３ａ，２０３ｂ，２０４ａ，２０４ｂには、凍結防止のためのスチームトレース配管２２１が付設されている。このスチームトレース配管２２１に通気すると、スチームトレース配管２２１によりレベル検出用配管２０３ａ，２０３ｂ，２０４ａ，２０４ｂが加熱され、レベル検出用配管２０３ａ，２０３ｂ，２０４ａ，２０４ｂ内の圧力に偏差が生じドラムレベル２１１が変動する場合がある。例えば、蒸気側の基準圧力に対して、給水側のレベル検出用配管２０４ａ，２０４ｂがスチームトレース配管２２１により加熱されて偏差が生じると、給水側のレベル検出用配管２０４ａ，２０４ｂ内の圧力が上昇（水頭圧（ドラムレベル２１１）の増加と同じ現象）し、ドラムレベル２１１が高く誤検出される。また、蒸気側のレベル検出用配管２０３ａ，２０３ｂがスチームトレース配管２２１により加熱されて偏差が生じると、基準圧力が上昇し、給水側との差圧が大きくなり、ドラムレベル２１１が低く誤検出される。このような問題を解決する技術として、特許文献１が開示する技術が知られている。

特許文献１に開示されたレベル検出用配管の凍結防止構造は、環境条件の如何にかかわらず、レベル検出用配管内の水を沸騰させることなく凍結を防止できるようにするために、レベル検出用配管の管本体を耐熱性断熱材で囲繞し、該耐熱性断熱材の外側に、スチームトレース配管を配設し、さらに、その外側を外装材で覆っている。

特開２００６−４６４８６号公報

特許文献１に開示された凍結防止構造は、スチームトレース配管によってレベル検出用配管内の水を沸騰させることなく均一に加温する方法であるため、レベル検出用配管のそれぞれを均一に加温することができる。しかしながら、蒸気側のレベル検出用配管と給水側のレベル検出用配管とを別々に加温するため、蒸気側のレベル検出用配管の加温状態と、給水側のレベル検出用配管の加温状態とが均一にならない場合がある。その結果、蒸気側と給水側との圧力差により検出されるレベルは、実際とは異なるレベルとなる場合がある。

そこで、レベル検出用配管を用いて検出されるレベルに影響を与えることなく、レベル検出用配管の凍結を防止できる凍結防止構造が求められている。

本発明は、レベル検出用配管を用いて検出されるレベルに影響を与えることなく、レベル検出用配管の凍結を防止できる凍結防止構造を提供することを目的とする。

本発明では、以下のような解決手段を提供する。
（１）発電プラントのボイラ内のドラムに接続される、蒸気側のレベル検出用配管と給水側のレベル検出用配管とに用いられる凍結防止構造であって、前記蒸気側のレベル検出用配管及び前記給水側のレベル検出用配管を共に覆う第１耐熱性断熱材と、前記第１耐熱性断熱材の外側における、前記蒸気側のレベル検出用配管及び前記給水側のレベル検出用配管から等距離の位置に付設された加温用配管と、前記加温用配管をさらに覆う第２耐熱性断熱材と、を備える凍結防止構造。

（１）の構成によれば、本発明に係るレベル検出用配管の凍結防止構造は、蒸気側のレベル検出用配管及び給水側のレベル検出用配管を第１耐熱性断熱材が共に覆い、第１耐熱性断熱材の外側における、蒸気側のレベル検出用配管及び給水側のレベル検出用配管から等距離の位置に加温用配管が付設され、その加温用配管を第２耐熱性断熱材がさらに覆う。

すなわち、本発明に係るレベル検出用配管の凍結防止構造は、蒸気側のレベル検出用配管及び給水側のレベル検出用配管を第１耐熱性断熱材が共に覆い、第１耐熱性断熱材の外側における、蒸気側のレベル検出用配管及び給水側のレベル検出用配管から等距離の位置に加温用配管が付設されているので、両方のレベル検出用配管を同じ温度状態に保つと共に、加温用配管がレベル検出用配管を直接加熱することがなく、同等に熱の影響がおよぶ。さらに、その加温用配管を第２耐熱性断熱材が覆う構造なので、加温用配管は、第１耐熱性断熱材と第２耐熱性断熱材との中間層を加温し、レベル検出用配管を直接加温しないで、凍結を防止する。
したがって、本発明に係るレベル検出用配管の凍結防止構造は、レベル検出用配管を用いて検出されるレベルに影響を与えることなく、レベル検出用配管の凍結を防止できる。

（２）前記加温用配管は、前記第１耐熱性断熱材の外周に、螺旋状に巻き付けられて付設されている、（１）に記載の凍結防止構造。

したがって、（２）に係る凍結防止構造は、レベル検出用配管を用いて検出されるレベルに影響を与えることなく、第１耐熱性断熱材と第２耐熱性断熱材との中間層を一様に加温し、レベル検出用配管の凍結をより効果的に防止できる。

（３）前記加温用配管は、前記第１耐熱性断熱材の外側に、前記レベル検出用配管の軸方向と略平行に付設されている、（１）に記載の凍結防止構造。

したがって、（３）に係る凍結防止構造は、レベル検出用配管を用いて検出されるレベルに影響を与えることなく、レベル検出用配管の凍結をより簡易に防止できる。

（４）（１）に記載の凍結防止構造を備えるレベル検出用配管。

したがって、（４）に係るレベル検出用配管は、（１）に記載の凍結防止構造によって凍結が防止され、凍結防止の影響をレベルの検出に与えない。

本発明によれば、レベル検出用配管を用いて検出されるレベルに影響を与えることなく、レベル検出用配管の凍結を防止できる。
さらに、レベル検出用配管内の水等を直接加温しないため、圧力変動等が発生せず、保温を２重で施しているため、万が一、加温（例えば、スチームトレース等）に不良があった場合にも配管内の凍結の危険性が軽減され、凍結防止機能を保持できる。

本発明の一実施形態に係る凍結防止構造を備えるレベル検出用配管の例を示す斜視図である。図１の例の断面図である。本発明の一実施形態に係る凍結防止構造を備えるレベル検出用配管の別の例を示す斜視図である。汽水分離用ドラムにおいてドラムレベルを検出するためのレベル検出用配管についての概要を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る凍結防止構造１を備えるレベル検出用配管２の例を示す斜視図である。図２は、図１の例の断面図である。

凍結防止構造１は、発電プラントのボイラ内のドラムに接続される蒸気側のレベル検出用配管１０１と給水側のレベル検出用配管１０２とに用いられ、蒸気側のレベル検出用配管１０１及び給水側のレベル検出用配管１０２を共に覆う第１耐熱性断熱材１０３と、第１耐熱性断熱材１０３の外側における、蒸気側のレベル検出用配管１０１及び給水側のレベル検出用配管１０２から等距離の位置に付設された加温用配管としてのスチームトレース配管１０４と、スチームトレース配管１０４をさらに覆う第２耐熱性断熱材１０５と、を備える。

耐熱性断熱材は、熱がスチームトレース配管１０４からレベル検出用配管に伝導することを防ぎ、スチームトレース配管１０４の熱によって変化しないものであればよく、グラスウール等の耐熱性断熱材でよい。

第１耐熱性断熱材１０３と、第２耐熱性断熱材１０５とは、同じものであってもよい。また、蒸気側のレベル検出用配管１０１及び給水側のレベル検出用配管１０２によるレベルの検出に影響を与えないように、第１耐熱性断熱材１０３に断熱効果の高いものを用い、第２耐熱性断熱材１０５に第１耐熱性断熱材１０３に比べて断熱効果の低いものを用いてもよい。

図１及び図２が示す様に、第１耐熱性断熱材１０３が、蒸気側のレベル検出用配管１０１及び給水側のレベル検出用配管１０２を共に覆っている。すなわち、蒸気側のレベル検出用配管１０１及び給水側のレベル検出用配管１０２は同じ温度状態が保たれる。そして、第１耐熱性断熱材１０３は、スチームトレース配管１０４が、蒸気側のレベル検出用配管１０１及び給水側のレベル検出用配管１０２を、直接加熱することを防いでいる。スチームトレース配管１０４は、第１耐熱性断熱材１０３の外側における、蒸気側のレベル検出用配管１０１及び給水側のレベル検出用配管１０２から等距離の位置に付設されて、管内に供給される蒸気により、熱を提供する。第２耐熱性断熱材１０５は、スチームトレース配管１０４を覆うことによって、スチームトレース配管１０４が提供する熱を、保持する。

図１及び図２が示す様に、凍結防止構造１において、スチームトレース配管１０４は、第１耐熱性断熱材１０３の外周に、螺旋状に巻き付けられて付設されている。第１耐熱性断熱材１０３の外側に螺旋状に巻き付けられて付設されているスチームトレース配管１０４は、蒸気側のレベル検出用配管１０１及び給水側のレベル検出用配管１０２から等距離の位置にある。螺旋の間隔は、第１耐熱性断熱材１０３の断熱効果と、第１耐熱性断熱材１０３と第２耐熱性断熱材１０５との間の保温効果と、設置環境等とに基づいて、適切な間隔が選択される。

さらに、第２耐熱性断熱材１０５は、外装材１０６によって覆われる。外装材１０６は、外部からの衝撃等から第２耐熱性断熱材１０５等を保護する。

図３は、本発明の一実施形態に係る凍結防止構造１を備えるレベル検出用配管２の別の例を示す斜視図である。図３が示す様に、凍結防止構造１において、スチームトレース配管１０４は、第１耐熱性断熱材１０３の外側に、レベル検出用配管の軸方向と略平行に付設されている。付設されるスチームトレース配管１０４は、蒸気側のレベル検出用配管１０１及び給水側のレベル検出用配管１０２から等距離の位置にある。なお、付設されるスチームトレース配管１０４は、蒸気側のレベル検出用配管１０１及び給水側のレベル検出用配管１０２から等距離の位置にあるように、図３において示されている前面のスチームトレース配管１０４の他に、後面のスチームトレース配管（図示せず）が付設され、合計２本のスチームトレース配管が付設されてもよい。

本実施形態によれば、凍結防止構造１は、蒸気側のレベル検出用配管１０１及び給水側のレベル検出用配管１０２を第１耐熱性断熱材１０３が共に覆い、第１耐熱性断熱材１０３の外側における、蒸気側のレベル検出用配管１０１及び給水側のレベル検出用配管１０２から等距離の位置にスチームトレース配管１０４が付設されているので、両方のレベル検出用配管１０１，１０２を同じ温度状態に保つと共に、スチームトレース配管１０４がレベル検出用配管１０１，１０２を直接加熱することがなく、同等に熱の影響がおよぶ。さらに、そのスチームトレース配管１０４を第２耐熱性断熱材１０５が覆う構造なので、第１耐熱性断熱材１０３と第２耐熱性断熱材１０５との中間層を加温し、レベル検出用配管１０１，１０２を直接加熱しないで、凍結防止を行うことができる。したがって、凍結防止構造１は、レベル検出用配管１０１，１０２を用いて検出されるレベルに影響を与えることなく、レベル検出用配管１０１，１０２の凍結を防止できる。

さらに、凍結防止構造１は、スチームトレース配管１０４が、第１耐熱性断熱材１０３の外周に、螺旋状に巻き付けられて付設されている。したがって、凍結防止構造１は、レベル検出用配管１０１，１０２を用いて検出されるレベルに影響を与えることなく、第１耐熱性断熱材１０３と第２耐熱性断熱材１０５との中間層を一様に加温し、レベル検出用配管１０１，１０２の凍結をより効果的に防止できる。

また、凍結防止構造１は、第１耐熱性断熱材１０３の外側における、蒸気側のレベル検出用配管１０１及び給水側のレベル検出用配管１０２から等距離の位置にスチームトレース配管１０４がレベル検出用配管１０１，１０２の軸方向と略平行に、１本又は２本が付設されていてもよい。凍結防止構造１は、レベル検出用配管１０１，１０２を用いて検出されるレベルに影響を与えることなく、レベル検出用配管１０１，１０２の凍結をより簡易に防止できる。

本実施形態によれば、凍結防止構造１を備えるレベル検出用配管２は、蒸気側のレベル検出用配管１０１と給水側のレベル検出用配管１０２とを第１耐熱性断熱材１０３が共に覆い、第１耐熱性断熱材１０３の外側における、蒸気側のレベル検出用配管１０１及び給水側のレベル検出用配管１０２から等距離の位置にスチームトレース配管１０４が付設され、そのスチームトレース配管１０４を第２耐熱性断熱材１０５が覆う構造である。したがって、凍結防止構造１を備えるレベル検出用配管２は、両方のレベル検出用配管１０１，１０２を同じ温度状態に保つと共に、スチームトレース配管１０４がレベル検出用配管１０１，１０２を直接加熱することがなく、同等に熱の影響がおよび、スチームトレース配管１０４が、第１耐熱性断熱材１０３と第２耐熱性断熱材１０５との中間層を加温し、レベル検出用配管１０１，１０２を直接加温しないで、凍結を防止する。その結果、凍結防止構造１を備えるレベル検出用配管２は、蒸気側と給水側との圧力差により検出されるレベルが、実際のレベルを示す。

なお、本実施形態では、レベル検出用配管１０１，１０２を同じ温度状態に保つために、加温用配管としてスチームトレース配管１０４を用いたが、スチームトレースに限らず、電気トレース等の加温用材料でも適用可能である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限るものではない。また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。

１凍結防止構造
１０１蒸気側のレベル検出用配管
１０２給水側のレベル検出用配管
１０３第１耐熱性断熱材
１０４スチームトレース配管
１０５第２耐熱性断熱材
１０６外装材

Claims

発電プラントのボイラ内のドラムに接続される、蒸気側のレベル検出用配管と給水側のレベル検出用配管とに用いられる凍結防止構造であって、
前記蒸気側のレベル検出用配管及び前記給水側のレベル検出用配管を共に覆う第１耐熱性断熱材と、
前記第１耐熱性断熱材の外側における、前記蒸気側のレベル検出用配管及び前記給水側のレベル検出用配管から等距離の位置に付設された加温用配管と、
前記加温用配管をさらに覆う第２耐熱性断熱材と、
を備え、
前記加温用配管は、前記第１耐熱性断熱材の外側に、前記レベル検出用配管の軸方向と略平行に付設され、前記蒸気側のレベル検出用配管と前記給水側のレベル検出用配管から等距離の位置にあるように、前面に付設された前面の加温用配管と、後面に付設された後面の加温用配管と、の合計２本の加温用配管から構成される、凍結防止構造。
請求項１に記載の凍結防止構造を備えるレベル検出用配管。