JPH0637961B2 - 伝熱管保護スリ−ブ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、液体金属加熱式蒸気発生器（高速炉蒸気発生
器）の伝熱管溶接部から水漏れが発生した場合のナトリ
ウム−水反応等により高温の腐食生成物のジェットが隣
接管を損耗させて事故が拡大するのを防止するのに適し
た伝熱管保護スリーブに関する。

〔従来の技術〕

一般に、ヘリカルコイル型蒸気発生器は、第４図に示す
ように、容器及び伝熱管の熱交換器からなっている。図
中、１は容器胴、２はナトリウム入口配管、３はナトリ
ウム出口配管、４は給水入口配管、５は蒸気出口配管、
６は伝熱管、７は内部シュラウド、８は伝熱管支持構造
体である。

図において、加熱流体の液体金属ナトリウムが入口配管
２より容器内に流入し、出口配管３から流出する。

一方、受熱流体である水は給水入口配管４より数百本の
伝熱管６内に分岐して流入し、ヘリカルコイル伝熱管６
で受熱し、蒸気となって出口配管５より容器外に流出す
る。

多層のヘリカルコイル伝熱管群は、内部シュラウド７と
支持構造体８で支持、固定しており、ヘリカルコイル伝
熱管を１周当たり４〜６点で支持して加熱側流体の流路
を４〜６分割している。

このような構造の蒸気発生器において、万一、伝熱管に
孔が開いた場合には、高圧側の水／蒸気が低圧側の流体
中に噴射することが生ずる。

第５図は伝熱管の破損伝播現象を説明するための図で、
同図（Ａ）は破損部の様子を示す図、同図（Ｂ）は破損
伝播を示す図である。図中、１０は伝熱管、１１は伝熱
管の溶接部、１２は水リーク、１３はナトリウム−水反
応域、１４は腐食生成物ジェット、１５はウェステージ
部、１６は２次リークである。

図において、例えば伝熱管１０の溶接部１１で水リーク
１２が生じた場合、ナトリウム−水反応による高温の腐
食生成物ジェット１４のために隣接伝熱管を消耗させて
ウェステージ部１５が生じ、ついには２次リーク１６、
さらには３次リークと水漏洩規模が拡大する可能性があ
る。

ところで、従来このような水漏洩に対して、蒸気発生器
に取付けられる事故検知用の各種検出器により事故を即
座に発見し、事故拡大を防止する対策が行われていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、このような事故検知用の各種検出器を設けるだ
けではなく、より積極的に事故の拡大防止策、換言すれ
ば２次的、３次的破損の伝播が引き起こされ得ない、抜
本的な防止対策が施されれば蒸気発生器の安全性と信頼
性を飛躍的に向上させることができる。

ところで、蒸気発生器事故の原因となる伝熱管損傷によ
る水漏洩（１次水漏洩）は、伝熱管母材部で発生する可
能性は殆どなく、その大半は伝熱管溶接部であることが
種々の文献等で報告されている。

本発明は上記の蒸気発生器の安全性と信頼性を向上させ
るためのもので、水漏洩発生時の高温腐食性反応生成物
ジェットを拡散させて弱めることにより、隣接伝熱管の
２次的な損耗を抑止し、プラント保護操作に必要な時間
的余裕を得ることのできる伝熱管保護スリーブを提供す
ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

そのために本発明の伝熱管保護スリーブは、複数のスペ
ーサーと、前記複数のスペーサーにより高速炉蒸気発生
器の伝熱管との間に間隙を設け、該伝熱管の溶接部全周
にわたって巻かれ、漏洩により生じたジェットを受けと
めて拡散させる防護用バンド状板と、この防護用バンド
状板を引き締めてとめるターンバックルで構成される伝
熱管保護スリーブであって、前記防護用バンド状板の巻
始め端部側と巻終わり端部側は、前記ターンバックルに
設けられた細長いスリットを通してそれぞれもとの方向
に折り返され、該折り返された各々端部側のうち少なく
とも巻終わり端部側は圧接手段により挟まれることによ
り固定されていることを特徴とする。

〔作用〕

本発明の伝熱管保護スリーブは、万一伝熱管の溶接部に
損傷が生じて高温の腐食性反応生成物が噴出したとして
も、漏洩水は防護用バンド状板に衝突し、噴出圧力が弱
められると共に、防護用バンド状板の両側に分散し、防
護用バンド状板と伝熱管の隙間より逃がして漏洩水を拡
散させることができ、その結果高温の腐食性反応生成物
は隣接伝熱管を直撃する直線的なジェットにならず広範
囲に分散され、隣接伝熱管への影響を殆どなくすことが
できる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。第１
図は本発明による伝熱管保護スリーブの一実施例を示す
図で、同図（Ａ）は伝熱管保護スリーブの側面図、同図
（Ｂ）は断面図、第２図は本発明の伝熱管保護スリーブ
の各構成要素を示す図で、同図（Ａ）はターンバックル
を示す図、同図（Ｂ）はスペーサーを示す図、同図
（Ｃ）は防護用バンド状板を示す図、第３図は本発明に
よる伝熱管保護スリーブを使用した状態における水漏洩
の様子を示す図で、２１は伝熱管、２２は防護用バンド
状板、２３はターンバックル、２４はスペーサー、２５
は押さえ板部、２６は防護用バンド状板の巻始め端部、
２７は防護用バンド状板の巻終わり端部、２８はスリッ
ト、２９は孔、３０は溶接部、３１は水漏洩ジェットを
示している。

図において、防護用バンド状板２２は、漏洩水が直接隣
接伝熱管に影響を与えないように伝熱管の溶接部全周に
わたって巻かれている。

ターンバックル２３は、防護用バンド状板２２及びスペ
ーサー２４を伝熱管２１の溶接部周囲に固定するための
もので、振動等により固定がゆるまないよう平板を湾曲
型に形成し、防護用バンド状板２２の折り返された巻終
わり端部２７を押さえるための押さえ板部２５が設けて
ある。

以下、防護用バンド状板を引き締めて伝熱管に対して固
定する方法について述べる。

まず、防護用バンド状板の巻始め端部側をターンバック
ルの細長いスリット２８に適宜長さ通してからもとの方
向に強く折り曲げる。するとこの折り目で塑性変形がで
きる。この巻始め端部側は第１図（Ｂ）の図示では、ス
ペーサー２４同士の間隔よりも若干長い程度の分スリッ
ト２８を通過させて折り曲げられており、スリット２８
を通過させた端部側は、隣接のスペーサー２４に通して
おく。

次いで、防護用バンド状板を伝熱管のまわりに１周させ
る。その間に複数個のスペーサー２４も等間隔に配置さ
れる。巻終わり端部側も前記細長いスリット２８を通過
させる。巻終わり端部側を引っ張っての防護用バンド状
板の引き締めは、前述の巻始め端部側の折り目部を固定
点として、バンド引き締め用の特別の用具等を用いて行
われる。引き締め後、巻終わり端部側も、もとの方向に
折り返される。そしてこの巻終わり端部側は、ターンバ
ックルに設けた押さえ板部２５による折り曲げ押さえに
よって、平板湾曲状のターンバックル基体側と、折り曲
げられた押さえ板部２５間に圧接状態で挟まれて固定さ
れる。

なお、ターンバックルに、巻始め側を強く固定するため
に前記と同様の押さえ板部２５を別途追加して設けても
よい。そうすると巻始め端部側の固定はより確実にな
る。

その外、巻始めないしは巻終わり端部側の固定に関して
は、防護用バンド状板ないしはターンバックルにリベッ
ト挿通用孔を設けて、リベットによるかしめ接合を採用
しても可である。

図示した実施例では、防護用バンド状板２２およびター
ンバックル２３として、ＳＵＳ３０４の材質のものが使
用されている。

スペーサー２４は、漏洩した水を伝熱管２１と防護用バ
ンド状板２２との間に拡散させる間隙を形成するための
もので、第２図（Ｂ）に示すように扁平形状のリング状
部材からなり、防護用バンド状板２２が扁平形状のリン
グ孔内に挿入され、またターンバックルにおいては、タ
ーンバックル２３に設けた２つの孔２９を通してスペー
サー２４が装着される。複数個の扁平形リング状部材の
スペーサーのうち、ターンバックルの２つの孔２９を通
して装着されるスペーサーは、装着のためリング周の適
宣適所に分断部が設けられている。こうして伝熱管の全
周にわたって、防護用バンド状板の間に間隙が形成され
る。なお、スペーサー２４は本発明において重要な役目
を果たし、このスペーサーの形状により拡散する漏洩水
の形態が変わる。図示した実施例では、スペーサー２４
としてＳＵＳ３０４の材質で、2.0mmφのものを８本等
間隔に使用して配置した伝熱管保護スリーブで、この場
合の伝熱管と伝熱管保護スリーブ管の間隙（ギャップ）
は、狭い部分（スペーサー２４間の中央部）で約1.0m
m、広い部分（スペーサー２４付近）で約2.0mmである。

次に作用について第３図を参照して説明すると、万一伝
熱管１の溶接部に損傷が生じて高温の腐食性反応生成物
が噴出すると、この漏洩水はこの防護用バンド状板２２
に衝突し、噴出圧力が弱められると共に、防護用バンド
状板２２の両側の間隙よりナトリウム中に図の３１のよ
うに噴出して漏洩水は拡散し、高温の腐食性反応生成物
は、従来のように直線的なジェットにならず広範囲に分
散して隣接伝熱管への影響は抑えられる。

このことを確証するため、試験を実施したが、伝熱管保
護スリーブを使用すると隣接する伝熱管はまったく損耗
を受けないことが確認され、伝熱管保護スリーブ自体も
漏洩水が腐食性反応生成物化する前に拡散されるため
に、ほとんど損耗を受けておらずその健全性が確認され
た。

すなわち、本発明の伝熱管保護スリーブを適用すること
により、万一伝熱管溶接部が損傷し水漏洩が発生しても
事故拡大に至る前に検出計での検知が十分可能となり、
蒸気発生器の損傷を最小限に止めることができる。

なお、ターンバックルが防護用バンド状板と形状が異な
るが、水漏洩がターンバックル直下で発生した場合でも
防護用バンド状板の直下で発生した場合と同じ効果が得
られるものであることは言うまでもない。また、腐食性
反応生成物ジェットの拡散域を拡げること、及び伝熱管
保護スリーブによる水漏洩伝熱管（１次リーク伝熱管）
自体の消耗を最小限に抑えるために最良の伝熱管と伝熱
管保護スリーブ間のギャップを選定すれば、更に伝熱管
損傷拡大防止の効果を上げることができる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、万一、伝熱管の溶接部に
損傷が生じて高温の腐食性反応生成物が噴出しても、こ
の漏洩水を防護用バンド状板に衝突させ、噴出圧力を弱
めると共に、防護用バンド状板の両側に分散して間隙よ
りナトリウム中に噴出させ、漏洩水を拡散させることが
できるので、高温の腐食性反応生成物が直線的なジェッ
トにならず広範囲に分散されるため、隣接伝熱管への影
響は殆どなくなり、事故拡大に至る前に適格な処置を施
すことができ、かつ、蒸気発生器の損傷を最小限に止め
ることができる。

また、本発明の伝熱管保護スリーブは構成が簡単であ
り、容易に短時間で伝熱管溶接部に取り付けられ、低コ
ストで製造でき、固定後は固定具により振動及び熱応力
等によるズレや落下が生じることがない。特に、本発明
に係る伝熱管保護スリーブ自体は溶接施工箇所がないの
で、溶接施工に伴う材料劣化がなく、従って耐久性があ
り、また、振動や熱応力が作用しても、ズレや落下の心
配がない。

したがって、本発明の伝熱管保護スリーブを高速炉蒸気
発生器伝熱管に適用することによって、以下の効果が得
られる。

伝熱管溶接部からの水漏洩による伝熱管破損伝播事故
の防止が可能となり、事故を最小限に止めることができ
るため、高速炉用蒸気発生器の安全性・信頼性が更い向
上する。

事故後の補修も初期破損伝熱管一本の補修で復旧が可
能となるため、補修時間の短縮及びコスト低下が図れ
る。

高速炉蒸気発生器に取付けられる水漏洩検知用検出計
での水漏洩判断に時間的余裕ができるため、検出計自体
の有効性が更に向上する。

高速炉蒸気発生器の設計評価基準としての事故が小規
模化するため、コスト低下が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による伝熱管保護スリーブの一実施例を
示す図で、同図（Ａ）は伝熱管保護スリーブの側面図、
同図（Ｂ）は断面図、第２図は本発明の伝熱管保護スリ
ーブの各構成要素を示す図で、同図（Ａ）はターンバッ
クルを示す図、同図（Ｂ）はスペーサーを示す図、同図
（Ｃ）は防護用バンド状板を示す図、第３図は本発明に
よる伝熱管保護スリーブを使用した状態における水漏洩
の様子を示す図、第４図はヘリカルコイル型蒸気発生器
を示す図、第５図は伝熱管の破損伝播現象を説明するた
めの図で、同図（Ａ）は破損部の様子を示す図、同図
（Ｂ）は破損伝播を示す図である。 ２１…伝熱管、２２…防護用バンド状板、２３…ターン
バックル、２４…スペーサー、２５…押さえ板部、２６
…巻始め端部、２７…巻終わり端部、２８…スリット、
２９…孔、３０…伝熱管の溶接部、３１、３２…水漏洩
ジェット

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のスペーサーと、前記複数のスペーサ
   ーにより高速炉蒸気発生器の伝熱管との間に間隙を設
   け、該伝熱管の溶接部全周にわたって巻かれ、漏洩によ
   り生じたジェットを受けとめて拡散させる防護用バンド
   状板と、この防護用バンド状板を引き締めてとめるター
   ンバックルで構成される伝熱管保護スリーブであって、
   前記防護用バンド状板の巻始め端部側と巻終わり端部側
   は、前記ターンバックルに設けられた細長いスリットを
   通してそれぞれもとの方向に折り返され、該折り返され
   た各々端部側のうち少なくとも巻終わり端部側は圧接手
   段により挟まれることにより固定されていることを特徴
   とする伝熱管保護スリーブ。
2. 【請求項２】前記スペーサーは、複数の扁平形状のリン
   グ状部材であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の伝熱管保護スリーブ。
3. 【請求項３】前記ターンバックルには、前記扁平形状の
   リング状部材であるスペーサーが装着される２つの孔が
   設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第２項
   記載の伝熱管保護スリーブ。
4. 【請求項４】前記圧接手段は、前記ターンバックルに設
   けられ、前記防護用バンド状板の巻終わり端部が緩まな
   いように圧接して挟むべく折り曲げられる押さえ板部か
   らなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の伝
   熱管保護スリーブ。