JPH03207901A - 電極式電気ボイラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はたとえば原子力発電プラントの補助ボイラ設備
に使用される電極式電気ボイラに関する。

（従来の技術） 一般に原子力発電所においては所内の暖房、プラント起
動停止時のタービングランドシール、排ガス系および放
射性廃棄物処理等で使用する蒸気を供給する目的で、原
子炉蒸気とは別に清浄な蒸気を発生し、プラントに供給
する補助ボイラ設備を備えている。

電気ボイラは補助ボイラ設備を構成する機器の一つであ
り、電極式で蒸気を発生させるものである。

一般に電気ボイラの内部は高温、高圧でかつ高電圧の電
流が通電される運転状態にある。そのため、電気ボイラ
は内部の厳しい雰囲気条件に充分に耐え、かつ効率よく
蒸気を発生させる構造であることが要求される。

従来の電極式電気ボイラについて第９図を参照しながら
説明する。

第９図において符号１は上下両端が上鏡板１ａと下鏡板
１ｂで閉塞された缶体で、この缶体１の下部側面に給水
入口ノズル２が接続され、上部側面に蒸気出口ノズル３
が接続されている。缶体１内の下部には給水人口ノズル
２から流入した水を缶体１内の中央部に設けた送水管４
に流入する複数台の循環ボンプ５が設けられている。送
水管４の上端には多数本のノズル６を集合したノズルア
センブリー７が設けられている。ノズルアセンブリー７
のほぼ下端から送水管４を包囲して制御用スカート８が
設けられている。ノズルアセンブリー７の外側には複数
の電極９が配設されており、これらの電極９の下方に対
向して複数の対向電極１０が設けられている。

缶体１内に流入した水は循環ボンプ５によって送水管４
を経てノズルアセンブリー７まで送水される。この水は
循環ラインとして一定の水量を保ちノズル６から電極９
に向けてジェット水流１１を形成する。このジェット水
流１１から電極９に衝突した水は電極９の下方に設けた
流下ノズル１２を経て対向電極１０に向って流れた後、
缶体１の下部に戻る。ここで、ジェット水流Ｉ１が電路
となり、ノズル６から吐き出された水が加熱、昇温され
蒸気が発生する。発生した蒸気は蒸気出ロノズル３から
図示していない蒸気溜に流入する。

電極９の上方には電極接続端子１３が缶体１の上鏡板１
ａを貫通して設けられている。この電源接続端子１３は
６本設けられており、電源の供給は３，本の電源接続端
子１３に三相交流を供給している。

つまり、一相に対し２本の電源接続端子ｌ３が接続され
ている。

発生する蒸気量は制御用スカート８を上下させ、ジェッ
ト水流１１をしゃ断することによって制御される。すな
わち、ジェット水流１１の数によって蒸気の発生量を制
御する。

制御用スカート８の上下操作は缶体１の上方に設けたス
トローク調整用ギアモータ１４を駆動してロッド１５を
上下動し、ロツド１５から接続具１６を介して接続され
ている制御用スカート８を上下動する。

缶体１の上部にはロッド１５を上下動させるための貫通
部Ｉ７が設けられており、この貫通部Ｉ７からの蒸気の
漏れを防止するためにシールが施されている。なお、図
中符号ｌ８は缶体１内の圧力を測定し切り換えるための
圧力スイッチを、１９は電源接続端子ｌ３、ギアモータ
１４などを載置するための支持架台、２０は缶体１の下
鏡板１ｂに設けたドレン抜き配管、２１は循環ポンプ５
を駆動するためのモータをそれぞれ示している。

（発明が解決しようとする課題） 上記構成の電極式電気ボイラにはつぎに述べる構成上の
課題がある。

すなわち、通常運転中、缶体１内の雰囲気は高温、高圧
の厳しい条件に維持されるためシールなどから蒸気の漏
洩が生じてはならない。しかしながら、従来の電気ボイ
ラの構造では制御用スカート８を上下動するためのシー
ルがロツド１５と缶体１の上鏡板１ａとの間の貫通部ｌ
７に施されている。

このシールについてはきわめて高い信頼性が要求される
にもかかわらず、缶体１内の蒸気量の制御上からロッド
１５の上下動が必要になっている。このため、ロッド１
５とシール間の摩擦、シール不良などが原因となって隙
間が発生し、シール部から蒸気が漏洩する課題がある。

また、制御用スカートを駆動するための付属設備などが
複雑化されている課題もある。

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、シ
ール部から蒸気が漏洩することがなく、かつ制御用スカ
ートの駆動設備を簡素化しコストダウンをはかることが
できる電極式電気ボイラを提供することにある。

［発明の構威］ （課題を解決するための手段） 本発明は缶体と、この缶体の上方に設けられたノズルア
センブリーと、このノズルアセンブリーのノズル吐出側
を包囲するようにして設けられた複数の電極と、これら
の電極下方に設けられた対向電極と、前記ノズルアセン
ブリー内に給水する送水管と、前記缶体内の水を循環さ
せる循環ポンプと、前記ノズルアセンブリーと電極との
間に上下動自在に設けられた制御用スカートとからなる
電極式電気ボイラにおいて、前記缶体内にビストン駆動
装置を設け、この駆動装置のピストンに前記スカートを
接続したことを特徴とする。

（作　用） 給水入口ノズルから缶体内に水を流入すると、水は循環
ポンプによって送水管内を通りノズルアセンブリーのノ
ズルから吹き出しジェット水流となって電極に衝突する
。

電極に衝突したジェット水流は流下ノズルから対向電極
に向って流下する。両電極間で加熱されて蒸気となり、
蒸気は蒸気出口ノズルから流出する。発生する蒸気量は
制御用スカートを上下させジェット水流をしゃ断するこ
とによって制御される。この制御用スカートは缶体内に
設けたピストン駆動装置によるピストンシリンダ内のピ
ストンによって上下に駆動される。このピストンを上下
操作するための駆動源には給水ポンプの吐出圧力を利用
する。この吐出圧により制御用スカートを作動させる。

よって、従来のようにロッドを挿入するための缶体への
貫通部が不要となり、貫通部のシールから蒸気が漏れる
ことはない。また、制御用スカートを駆動するための付
属設備も簡素化される。

（実施例） 第１図から第４図を参照しながら本発明に係る電極式電
気ボイラの第１の実施例について説明する。なお、図中
、第９図と同一部分には同一符号で示す。

第１図は本発明に係る電極式電気ボイラ２３を原子力発
電所の補助ボイラ設備に組込んで、給水から蒸気発生ま
での配管系統を示している。第２図から第４図は本発明
に係る電極式電気ボイラの具体的構造を示している。

すなわち、第１図において給水タンク２２から電気ボイ
ラ２３の缶体１内に供給される水は給水ポンプ２４で加
圧されたのち、缶体１内の送水菅４に循環ポンプ５から
流入される。この場合、給水ポンプ２４の吐出ライン２
５から一部を分岐した分岐ライン２６を設け、この分岐
ライン２６からの水を駆動水ライン２７を通して缶体１
内に設けられた制御用スカート２８を上下動させるため
のピストン・シリンダ２９内に流入する。

駆動水ライン２７には上側空気作動式調節弁３０と下側
空気作動式調節弁３１が接続されている。圧力スイッチ
１８からの出力信号は前記調節弁３０・３１に入力され
る。

電極式電気ボイラ２３は第２図に示したような構造にな
っている。

第２図において符号１は上下両端がそれぞれ上鏡板１ａ
と下鏡板１ｂにより閉塞された缶体で、この缶体１の下
部側面に給水入口ノズル２が接続され、上部側面に蒸気
出口ノズル３が接続されている。缶体１内の下部には入
口ノズル２から流入した水を缶体１内の中央部に設けた
送水管４に流入する循環ポンプ５が設けられている。送
水管４の上端には多数のノズル６を集合したノズルアセ
ンブリー７が設けられている。ノズルアセンブリー７の
下端から送水管４を包囲して制御用スカート２８が設け
られている。ノズルアセンブリー７の外側には電極９が
設置されており、この電極９の下方に対向電極ＩＯが設
けられている。制御用スカート２８は第３図および第４
図に拡大して示したようにシリンダ２９およびピストン
３２からなるピストン駆動装置のピストン３２に接続さ
れている。

ピストン３２はシリンダ２９内の水圧によって上下し、
これに伴なってスカート２８が上下運動する。

ピストン駆動装置のシリンダ２９は上下両端が水密に密
閉され、水圧のバランスでピストン３２が上下動するよ
うに構成されている。

缶体１内に流入した水は循環ポンプ５によって送水管４
を経てノズルアセンブリー７まで送水される。この水は
循環ラインとして一定の水量を保ちノズル６から電極９
に向けてジェット水流ｌ１をつくる。このジェット水流
ｌ１から電極９に衝突した水は電極９の下方に設けた流
下ノズルｌ２を経て対向電極１０に流下した後、缶体１
の下部に戻る。

ここで、ジェット水流１ｌが電路となり、水が加熱、昇
湿され蒸気が発生する。発生した蒸気は出口ノズル３か
ら図示してない蒸気溜に流入する。

電極９の上方には電源接続端子ｌ３が缶体１の上鏡板１
ａを貫通して設けられている。この電源接続端子１３は
６本設けられており、電源の供給は３本の電源接続端子
１３に三相交流を供給している。

つまり、一相に対し２本の電源接続端子１３が接続され
ている。

発生する蒸気量は制御用スカート２８を上下させ、ジェ
ット水流１ｌをしゃ断することにより制御される。

シリンダ２９内には給水ボンプ２４の吐出ライン２５か
ら分岐した配管２６ａ，２６ｂが缶体１の外側に設けら
れている空気作動式調節弁３０・３１を介してシリンダ
２９の上下に各々接続されている。

しかして、上記構成の電極式電気ボイラ２３において、
通常運転中蒸気の発生量が増加し、缶体１内の圧力があ
る設定値まで上昇した場合、缶体１内の圧力検出用圧力
スイッチ１８から空気作動式調節弁３０・３ｌに信号が
入り空気作動式調節弁３０・３１は各々の開度が変化す
る。ここで、シリンダ２９の上側配管２６ａに接続され
ている空気作動式調節弁３０は閉側に、下側配管２６ｂ
に接続されている空気作動式調節弁３１は開側に各々開
度を変化する。

空気作動式調節弁３０・３１の開度変化により、シリン
ダ２９内に流入する水の圧力も上側は低下、下側は上昇
するためこの差圧によってピストン３２が上昇する。

ピストン３２の上昇によって制御用スカート２８も上昇
するため、蒸気発生量が減少し、缶体１内の圧力も低下
する。

蒸気発生量が減少した場合にはシリンダ２９内の上側圧
力を上げ、下側圧力を下げることによってピストン３２
を下げ、制御用スカート２８も下がることから蒸気発生
量は増加する。

以上のようにして缶体１内の圧力に応じて蒸気発生量を
自動的に制御することができる。

つぎに第２の実施例について第５図から第７図を参照し
て説明する。

この第２の実施例が第１の実施例と異なる点はシリンダ
２９の上方から水圧を加えてピストン３２を下方を移動
し、また、シリンダ２９内にスプリング３３を設けてそ
の弾性力によってピストン３２を上方へ移動することに
ある。

第５図は本発明による電極式電気ボイラ２３ａの配管系
統図であり、前記第１の実施例に対して給水ボンプ２４
から分岐させた分岐ライン２６の配管２６ａを缶体１内
に設けられたシリンダ２９内の上部にのみ接続されてい
る。下側の配管２６ｂは削除されている。

第６図は缶体１内を示し、第２図と同一部分には同一符
号で示し、重複する部分の説明は省略する。

制御用スカート２８の上下作動については第７図を参照
して説明する。

シリンダ２９内にはピストン３２の下部にスプリング３
３が設けられている。給水ポンプ２４が停止、または空
気作動式調節弁３０が全閑の状態ではピストン３２に対
して押し下げる力が働かないため、スプリング３３の弾
発力、つまり押し上げ力によって、ピストン３２が押し
上げられた状態となり、制御用スカート２８はジェット
水流１１を全てしゃ断した状態となる。

電気ボイラの通常運転中において蒸気発生量が増加し、
缶体１内の圧力がある設定値まで上昇した場合、缶体１
内の圧力検出用圧力スイッチ１８から空気作動式調節弁
３０に信号が入り空気作動式調節弁３０の開度が変化す
る。この場合には閉側に変化する。弁３０の開度変化に
よりピストン３２に対するスプリング３３の押し上げ力
と給水ボンプ２４からの吐出圧力とのバランスがくずれ
るため、バランスが保たれる位置までピストン３２は上
昇する。

ピストン３２の上昇により、制御用スカート２８も上昇
するため蒸気発生量も減少し、缶体１内の圧力も低下す
る。

次に蒸気発生量が所定以下に減少した場合、缶体１内圧
力の低下を圧力検出用圧力スイッチ１８が検出して空気
作動式調節弁３０を開側に開度を変化させ、ピストン３
２に対する給水ボンプ２４からの吐出圧力による押し下
げ力を上昇させる。

これによって力のバランスが保たれる位置までピストン
３２は下降する。ピストン３２の下降により制御用スカ
ート２８も下がるため、蒸気発生量も増加し、缶体１内
の圧力が上昇する。

以上のように、第２の実施例においても、缶体１内の圧
力に応じて自動的に蒸気発生量を制御することができる
。

［発明の効果］ 本発明によれば缶体に摺動を伴う貫通部およびシールを
設けることなく、蒸気発生量の制御を自動的に行うこと
ができるので缶体からの蒸気漏洩防止に対する信頼性が
非常に向上する。また、従来制御用スカートの駆動設備
として設けられていた駆動用モータ、ロッド、接続金具
等の付属設備および電源が不要となることから蒸気発生
に必要な設備費および消費電力量から勘案しコストダウ
ンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図までは本発明に係る電極式電気ボイラ
の第１の実施例を説明するためのもので、第１図は給水
系路を示す系統図、第２図はボイラ内を示す縦断面図、
第３図は第２図におけるピストン駆動装置とスカートと
の関係を示す縦断面図、第４図は第３図の上面図、第５
図から第８図までは本発明の第２の実施例を説明するた
めのもので、第５図は給水系路を示す系統図、第６図は
ボイラ内を示す縦断面図、第７図は第６図におけるピス
トン駆動装置とスカートとの関係を示す縦断面図、第８
図は第７図の上面図、第９図は従来の電極式電気ボイラ
を示す縦断面図である。 １・・・缶体 ２・・・給水入口ノズル ３・・・蒸気出口ノズル ４・・・送水管 ５・・・循環ボンプ ６・・・ノズル ７・・・ノズルアセンブリ ８・・・制御用スカート ９・・・電極 １０・・・対向電極 １１・・・ジェット水流 ｌ２・・一流下ノズル １３・・・電源接続端子 ４・・・ストローク調整用ギアモータ ５・・・ロッド ６・・・接続具 ７・・・貫通部 ８・・・圧力スイッチ ９・・・支持架台 ２０・・・ドレン抜き配管 ２ｌ・・・モータ ２２・・・給水タンク ２３・２３ａ・・・電極式電気ボイラ（本発明）２４・
・・給水ポンプ ２５・・・吐出ライン ２６・・・分岐ライン ２７・・・駆動水ライン ２８・・・制御用スカート ２９・・・シリンダ ３０・・・上側空気作動式調節弁 ３１・・・下側空気作動式調節弁 ３２・・・ピストン ３３・・・スプリング 第 ２ 図 『ζ → ←一一一一一Ｔ一一一 第 ６ 図 第 ９ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 缶体と、この缶体の上方に設けられたノズルアセンブリ
   ーと、このノズルアセンブリーの複数のノズル吐出側を
   包囲するようにして設けられた複数の電極と、これらの
   電極の下方に設けられた対向電極と、前記ノズルアセン
   ブリー内に給水する送水管と、前記缶体内の水を循環さ
   せる循環ポンプと、前記ノズルアセンブリーと電極との
   間に上下動自在に設けられた制御用スカートとからなる
   電極式電気ボイラにおいて、前記缶体内にピストン駆動
   装置を設け、この駆動装置のピストンに前記スカートを
   接続したことを特徴とする電極式電気ボイラ。