JPH0253683B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば蒸気原動機プラントにおける
熱水緊急排出配管系統のように、熱水を流通せし
める管路内に設けられる減圧用のオリフイスに係
り、特に２相流ハンマリング現象を抑制し得るよ
うに改良した減圧用オリフイスに関するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来の一般的な熱水排出配管系統について第１
図により簡単に説明する。第１図において、熱水
保有機器１内の熱水は、通常時には常用熱水排出
配管系統２に設置された水位調節弁３を通つて排
出され、緊急時には緊急熱水排出配管系統４に設
置された水位調節弁５を通つて排出される。ここ
で水位調節弁３は熱水保有機器１内の熱水水位を
標準水位に保つための常用水位制御装置６により
制御されるものであり、水位調節弁５は熱水保有
機器１内の熱水水位の異常上昇を防止するための
緊急用水位制御装置７により制御される。また、
緊急熱水排出配管系統４の熱水排出先の圧力は熱
水保有機器１内の圧力に比べて非常に低い場合が
多い。このため、緊急熱水排出配管系統４の途中
には減圧オリフイス８が配置される。通常この減
圧オリフイス８は第２図Ａにその正面図を、第２
図Ｂにその断面図をそれぞれ示すごとく円板の中
心に孔を設けたものが用いられ、第３図に示すご
とく配管の中心にオリフイス孔がくるように取付
けられている。このため、第１図の水位調節弁５
とオリフイス８との間に冷水９が滞溜める。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように構成された緊急熱水排出配管系統４
において水位調節弁５を急開すると、次に述べる
ような理由で２相ハンマリング現象を発生する虞
れが有る。

第４図Ａは水位調節弁５が閉じている状態の説
明図である。この状態では水位調節弁５とオリフ
イス８との間において、緊急熱水排出配管系統４
内の底部に冷水９が滞溜している。

水位調節弁５を急激に開くと、第４図Ｂに示し
たように、該水位調節弁５を流通した熱水の一部
は水位調節弁５の後流にフラツシユし、蒸気と熱
水の２相流となり管内流速は非常に速くなる。こ
のため、フラツシユ蒸気の一部は冷水９と混合凝
縮して圧力脈動を生ずるとともに、冷水９はフラ
ツシユ蒸気により加速されてオリフイス８に衝突
し、冷水９がオリフイス孔を塞いでフラツシユ蒸
気の逃げ場がなくなり、管内圧力の急上昇を引き
起こしていわゆるハンマリング現象が発生する。
第１０図最上段に示す管内圧力変化のグラフにお
いて、著しく高いピークがハンマリング現象であ
る。このフラツシユ蒸気の冷水中への凝縮によつ
て起こる圧力脈動や液のオリフイスへの衝突によ
つて起こるハンマリングは配管振動を引き起こ
し、プラントの信頼性をそこなう原因となる。

本発明の目的は上記したハンマリング現象、或
いはハンマリング現象と蒸気凝縮とによる圧力脈
動を抑制し得る熱水配管用の減圧オリフイスを提
供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的は、透孔を設けた板状の部材を、熱
水の中に蒸気が混合した気液２相流体を流通せし
める管路内に設置してなる減圧オリフイス機能を
有する部材において、上記板状部材が管路の内径
に対応する区域の内、その上端を含む部分に前記
の透孔を設けることで、達成される。

〔作用〕

気液２相流体が管内に充満しフラツシユ蒸気の
膨張力で管内圧力を急上昇しようとするとき、つ
まりハンマリング現象が起きるとき、軽いために
管内の上側を流れる蒸気がオリフイスの上端に接
するように設けた透孔から漏れ出て、管内圧力の
急上昇が回避される。

〔実施例〕

次に、本発明の一実施例を第５図Ａ，Ｂ及び第
６図について説明する。

第５図Ａは本発明の減圧オリフイスの一例の正
面図、第５図Ｂは断面図、第６図は取付状態を示
す断面図である。

第６図と対照して理解されるように、第５図に
仮想線で示したＳは、取付状態において熱水排出
管４の内径に対応する区域を表わす円である。

本例の減圧オリフイス１０は、上記の円のＳの
上半部に透孔１０ａを設け、かつ、この透孔１０
ａの縁の一部を円Ｓの上端に部分的に重ねてあ
る。本発明を実施する場合、オリフイスの透孔は
円Ｓの上端若しくは下端の少なくとも一方を含む
部分に設ける。

円Ｓの上、下端を含むとは、上、下端に交わ
り、若しくは重なり、或いは接する意である。

第７図Ａ，Ｂは上記と異なる実施例のオリフイ
ス１１を示す。

第６図の実施例においては透孔１０ａの縁を円
Ｓの上端部付近に重ねたのに比して、本実施例の
減圧オリフイス１１はその透孔１１ａを円Ｓの上
端に接せしめている。

本発明において接するとは、必ずしも幾何学的
に１点を共有することを要せず、実用上距離零と
見做し得る程度に接近せしめることを含む意であ
る。

第５図、第６図の実施例のように透孔を円Ｓの
上端に接せしめて、若しくは上端に交わらしめて
設けると、ここから蒸気が漏れ出て、第４図Ｂに
ついて説明した熱水がオリフイスに衝突する作用
を緩和するので、２相流ハンマリング現象は第１
０図について後述するように著しく抑制される。

第８図Ａ，Ｂは更に果なる実施例に示し、この
減圧オリフイス１２は２個の透孔１２ａ，１２ｂ
を設け、それぞれ円Ｓの上、下端に接せしめてあ
る。

本例においては、上方の透孔１２ａが熱水の衝
突を緩和する作用は前例（第５、第７図）と同様
であり、その上、下方の透孔１２ｂを設けたこと
により、第４図Ａに示したような冷水９の滞溜が
防止されるので、いつそう２相流ハンマリング現
象を抑制し得る。

第９図Ａ，Ｂに示した実施例の減圧オリフイス
１３は、第８図の実施例と同様の原理に基づい
て、透孔１３ａの上端を円Ｓの上端部に、透孔１
３ａの下端を円Ｓの下端部に、それぞれ交わらし
めてある。本実施例を適用する場合、透孔１３ａ
を円Ｓに対して交わらしめても、部分的に重ねて
も、接せしめても良い。

上述した各減圧オリフイスについて、２相流ハ
ンマリング現象を発生し易い条件（調節弁５の急
開）にした場合の管内圧力の変化状態を第１０図
に示す。この図表は横軸に時間をとり、縦軸に
Ｐ／P_Bを示している。

但し、Ｐはハンマリングによる圧力変動値、
P_Bは基準圧力である。

本図表に現われているように、従来技術による
第２図のオリフイスでは蒸気凝縮に伴う圧力脈動
と液体の衝突に伴うハンマリングが起こつてい
る。これに対し、第５図および第７図に示した実
施例のオリフイスでは液体の衝突によるハンマリ
ングは抑制され、蒸気凝縮に伴う圧力脈動のみが
発生している。また、第８図、第９図に示した実
施例のオリフイスでは液体の衝突によるハンマリ
ングが若干発生するが蒸気凝縮による圧力脈動は
抑制されていることがわかる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明の減圧オリフイス
は、透孔を設けた板状の部材を、熱水の中に蒸気
の混合した気液２相流体を流通せしめる管路内に
設置してなる減圧オリフイスにおいて、上記板状
部材が管路の内径を対応する区域の内、その上端
を含む部分のみあるいは上端を含む部分と下端を
含む部分に前記の透孔を設けることにより、熱水
配管内のハンマリング現象、及びハンマリング現
象と蒸気凝縮とによる圧力脈動を抑制することが
できるという優れた実用的効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は熱水排出配管系統を説明するための概
要的な断面図。第２図及び第３図は従来の減圧オ
リフイスの一例を示し、第２図Ａは正面図、第２
図Ｂは断面図、第３図は取付状態の断面図であ
る。第４図Ａ，Ｂはハンマリング現象の説明図で
ある。第５図及び第６図は本発明の減圧オリフイ
スの一実施例を示し、第５図Ａは正面図、第５図
Ｂは断面図、第６図は取付状態を示す断面図であ
る。第７図Ａ及びＢは上記と異なる一実施例にお
ける正面及び断面図、第８図Ａ及びＢ、並びに第
９図Ａ及びＢはそれぞれ更に異なる実施例におけ
る正面図及び断面図、第１０図は圧力変以を示す
グラフである。 １……熱水保有機器、２……常用熱水排出配管
系統、３……水位調節弁、４……緊急熱水排出配
管系統、５……水位調節弁、６……常用水位制御
装置、７……緊急用水位制御装置、８……減圧オ
リフイス、９……冷水。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 透孔を設けた板状の部材を、熱水の中に蒸気
   が混合した気液二相流体を流通せしめる管路内に
   設置してなる減圧オリフイス機能を有する部材に
   おいて、上記板状部材が管路の内径に対応する区
   域の内、その上端を含む部分に前記の透孔を設け
   たことを特徴とする熱水配管用の減圧オリフイ
   ス。 ２ 前記の透孔は、管路の内径に対応する区域の
   上半部に位置し、かつ、上記区域の上端縁に接す
   るものであることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の熱水配管用の減圧オリフイス。 ３ 前記の透孔は、管路の内径に対応する区域の
   上半部に位置し、かつ、上記区域の上端付近の縁
   に交わるものであることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の熱水配管用の減圧オリフイ
   ス。 ４ 前記の透孔は、配管の内径に対応する区域の
   上端部の縁の少なくとも１点を含むものであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の熱
   水配管用の減圧オリフイス。