JPH07159056A - 復水器 - Google Patents

復水器

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JPH07159056A
JPH07159056A JP30694093A JP30694093A JPH07159056A JP H07159056 A JPH07159056 A JP H07159056A JP 30694093 A JP30694093 A JP 30694093A JP 30694093 A JP30694093 A JP 30694093A JP H07159056 A JPH07159056 A JP H07159056A
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JP
Japan
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cooling
condenser
hardened layer
tube
cooling pipe
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Pending
Application number
JP30694093A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuhiro Suzuki
泰宏 鈴木
Hide Amamiya
秀 雨宮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 蒸気発電プラントの復水器において、高速で
復水器内に流入するタービン排気蒸気およびその中に含
まれる水滴との衝突による冷却管のエロージョンを防止
する。 【構成】 最もエロージョンを受けやすい冷却管管束最
外周にある冷却管6aの外周面に、鍍金により硬化層を
形成してなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は原子力発電プラント、火
力発電プラント等の蒸気タービン発電プラントにおい
て、蒸気タービンの排気蒸気を冷却凝結して真空を作
り、復水を回収する復水器に関する。
【0002】
【従来の技術】上記発電プラントは一般に蒸気発生器、
高圧タービン、低圧タービン、復水器、復水脱塩装置、
給水ポンプ、低圧給水加熱器、高圧給水加熱器を順次経
由して、再び蒸気発生器に戻る循環サイクルを形成して
おり、蒸気発生器で発生した蒸気によって高圧タービン
および低圧タービンを駆動し、発電機を作動させて発電
している。
【0003】上記循環サイクル中の復水器としては図4
に示す表面復水器が採用されている。表面復水器は本体
胴1と、本体胴1の各端部に管板4、5を介して取り付
けられた水室2、3と、前記管板4、5間に橋架され各
端において水室2、3に連通する本体胴1長手方向の冷
却管6とを有する。なお、前記本体胴1の内部には、本
体胴1内部に導入された蒸気による冷却管6の振動を防
止するため、冷却管6を支える支え板7が適宜間隔で設
けてある。
【0004】冷却管6は図5に示すように釣鐘断面の管
束を形成するように配置されており、伝熱効率を向上さ
せるようにしてある。また、前記管束の中央部には熱交
換に際して発生するガスを集めるための通路8が形成さ
れている。冷却管6と熱交換をおこなって凝結したター
ビン排気蒸気は、管束の下方に設けられたホットウェル
9に復水として集められ、ここから蒸気発生器へと送ら
れる。
【0005】冷却管6には従来アルミニウム黄銅管が広
く使われてきた。アルミニウム黄銅は海水に対する耐蝕
性が十分でなく、硫酸第一鉄や鉄電界法によって冷却水
中に鉄イオンを間欠的または連続的に注入し、冷却管内
表面に鉄被膜を形成してやらなければならない。ところ
が、この鉄被膜の形成と維持には慎重な管理が必要であ
り、定期的にその性状を確認しなければならない。しか
し、健全と判断される鉄被膜が形成された状態であって
も、海水とともに流入してくる貝その他の異物による局
部浸蝕の発生、その局部浸蝕の進展によって発生する漏
洩を阻止することは不可能である。また、鉄被膜形成の
ために硫酸第一鉄を注入することは、環境保全上好まし
いことではない。
【0006】そこで、最近原子力発電プラントを中心に
復水器の無漏洩化の要望が強くなり、海水に対する耐蝕
性が完璧とも考えられる純チタンで作られた冷却管が使
用されるようになってきた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記の純チタンで作ら
れた冷却管は、海水に対する耐蝕性はほぼ完璧といって
よいが、耐エロージョン性は従来の黄銅性の冷却管と同
様に、十分とはいい難い。ここで、問題となるエロージ
ョンは釣金断面の形状の管束最外周に配置された冷却管
にタービン排気蒸気およびその中に含まれている水滴が
衝突して発生するもので、上記最外周配置の冷却管以外
の冷却管換言すれば管束内部に配置された冷却管におい
てはエロージョンのおそれは殆どない。すなわち、春か
ら秋にかけての通常の海水温度でのタービンの発電プラ
ントの運転状態では、エロージョン発生のおそれはない
といってよいが、冬季の海水温度の低下とともに復水器
真空度が上昇してタービン排気蒸気の流束が過大とな
り、特に流束が200m/秒を超えるとエロージョン発
生のおそれが極めて高くなる。
【0008】冷却管にエロージョンが発生した場合、復
水器内部が真空であることから復水器の中に海水が混入
し、時間が経過するとともに上記海水はタービンの復
水、給水、ドレン、蒸気系統全体に行き渡る。而して、
海水はタービン発電機器の全面腐食や孔食、隙間腐食、
応力腐食割れ等の局部腐食の発生原因となることから、
そのような事故に対応するためにはプラント出力低下や
運転停止を余儀無くされることとなる。
【0009】復水器の構造上、上記のような海水混入に
対応する手段としては、エロージョンの原因となるター
ビン排気蒸気の流れを変えるそらせ板を設置することが
考えられる。但し、そらせ板の設置には復水器内部にお
ける蒸気の流れを十分に解析することが必要で、不用意
なそらせ板の設置はかえって熱伝達を阻害しプラントの
効率に重大な影響を及ぼす。また、既設の復水器におい
てはそらせ板の設置自体が困難である。
【0010】タービン排気蒸気の流速も重要な因子であ
るが、この流速を低下させるには上記そらせ板と同様に
流体力学的な詳細な検討が必要であり、また復水器の構
造そのものの改造も困難である。
【0011】次の対策としては、エロージョンの最も発
生しやすい管束最外周の冷却管を対象とするものであ
る。この種の対策の第1のものとしては、最外周の冷却
管を肉厚管とすることが考えられる。しかしながら、肉
厚を増してもエロージョンを阻止し得るものではなく、
単にエロージョンによる減肉により漏洩に至るまでの時
間を延ばす延命効果が得られるに過ぎず、何れ新規の冷
却管を必要とすることとなる。また、最外周の冷却管を
肉厚とすることは、伝熱効果の低下に繋がり好ましくな
い。
【0012】上記対策の第2のものとしては、エロージ
ョン発生の一つの因子である材料の硬さに注目して考え
られたものである。硬い材料は強度が大きいという材料
の硬さと強度との相関に注目し、冷却管の材料としてよ
り高強度のチタンを採用することが考えられている。こ
の場合において、冷却管の耐エロージョン性は向上され
るが、その延性は低下される。延性の小さな材料では、
冷却管と管板とを接合する拡管作業および溶接作業にお
ける冷却管の割れ発生のおそれが大きく、十分な耐エロ
ージョン性が得られる程硬い材料を使用することはでき
ない。
【0013】上記対策の第3のものとしては、冷却管の
材料としてチタンやアルミニウム黄銅よりも耐エロージ
ョン性に優れたステンレス鋼を採用することが考えられ
る。従来のステンレス鋼(例えば18%Cr、8%Ni
の合金成分を有するオーステナイト系ステンレス鋼1)
は、海水中での孔食、隙間腐食に対する抵抗性が十分で
なかったが、近年高Cr、高Moの合金成分で、耐局部
腐食性を大巾に改善したオーステナイト系や、フェライ
ト系のスーパーステンレス鋼が実用化されている。チタ
ン管を使用する場合には、管板にはチタン板またはチタ
ンと炭素鋼を圧着させたチタンクラッド鋼板を使用し、
拡管した後管端部を管板に溶接して、管板との接合を完
璧なものとしている。管束外周部の冷却管にスーパース
テンレス鋼を使用した場合、チタン板またはチタンクラ
ッド鋼板との溶接は不可能であり、拡管だけで管板と接
合することとなり、著しく信頼性に欠けることとなる。
【0014】本発明は上記の事情に基づきなされたもの
で、冷却水である海水の側からの腐食のみでなく、ター
ビン排気蒸気およびその中に含まれている水滴によるエ
ロージョンに対しても十分な抵抗性を有するチタン管を
冷却管とし、タービン発電機の稼働率および信頼性を向
上させ得る復水器を提供する。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明の復水器は、ター
ビン発電プラントの復水器において、冷却管管束の最外
周に配置される冷却管の外周面に鍍金による硬化層を形
成し、タービン排気蒸気およびその中に含まれている水
滴との衝突によるエロージョンの発生を防止することを
特徴とする。
【0016】
【作用】上記構成の本発明の復水器においては、冷却管
管束の最外周にある冷却管外周面に鍍金による硬化層を
形成してあるため、冷却管の耐エロージョン性は向上さ
れ、タービン排気蒸気およびその中に含まれる水滴に起
因するエロージョンの発生は防止される。
【0017】
【実施例】図4および図5と同一部分には同一符号を付
した図1は、本発明の一実施例の模式的断面図、図2は
その冷却管の斜視図である。図1において、冷却管6の
管束の最外周部分には、外周面に鍍金による硬化層を施
した冷却管6aが配置されている。この冷却管6aは図
2に示すように、純チタン製の冷却管6の外周に管板
4、5に固定するための拡管を行う両端近傍部10、1
1を除き、鍍金による硬化層12が形成されている。
【0018】硬化層12は、純チタン製の冷却管6を直
径1ミクロン前後の炭化けい素(SiC)の粒子を50
〜200g/lの割合で混合したニッケル鍍金槽の中で
電気鍍金して形成する。その硬度は、ニッケル・マトリ
ックスの中に炭化けい素の粒子が均一に分散、共析して
いることから、マイクロビッカース硬度でHv400〜
600となり、さらに硬度を必要とするときは加熱処理
によって硬度を増加させることができる。また、硬化層
12の厚さは電極間距離、電流密度、処理時間等の設定
条件を変えることにより、数10μm 〜500μm のも
のを任意に得ることができる。
【0019】図3は、真空の試験槽内で速度250m/
秒で回転している試験片にスプレー水を衝突させて行っ
たエロージョン試験の結果を示すグラフである。この図
から、表面に厚さ200μm の硬化層を施したチタン材
のエロージョン浸蝕量は、純チタン材の1/10以下と
極めて少なく、良好な耐エロージョン性を有しているこ
とが分る。
【0020】本発明は上記実施例のみに限定されない。
例えば、ニッケル・マトリックス中に分散、共析させた
炭化けい素粒子と同様の効果は、窒化けい素(Si3
4 )、酸化アルミニウム(Al23 )等のセラミック
粒子を単体または2種類以上混合して用いても期待でき
る。マトリックスとしては、ニッケルだけでなく鉄、ク
ロム等の金属を使用してもよく、さらにニッケル−燐の
ような合金を使用することも可能である。
【0021】また、タービン排気蒸気の流れは復水器の
内部構造物の影響を受け、エロージョンを発生させる範
囲はある程度限定される。従って、復水器内部の流れ解
析を行うことによってエロージョンの発生するおそれの
ある箇所を予測し、その範囲内にある冷却管表面にのみ
硬化層を形成するようにしてもよい。
【0022】
【発明の効果】上記から明らかなように本発明の復水器
においては、冷却管管束の最外周に耐ェロージョン性に
優れた硬化層を有する冷却管を配置してあるので、本発
明の復水器は海水側からの腐食だけではなく、冬季の海
水温度低下に基づく真空度の上昇により、高速の蒸気が
冷却管に衝突するようになっても、十分な耐エロージョ
ン性を示し、タービン発電プラントの信頼性を著しく向
上させることができる。
【0023】また、本発明の復水器はタービン排気蒸気
およびその中に含まれている水滴に起因するエロージョ
ンだけではなく、タービン機器、配管、および系外から
発生または混入して飛来するスケール、砂、ほこり等の
固体粒子によるエロージョンに対しても耐エロージン性
を示す。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の模式的断面図。
【図2】その冷却管の斜視図。
【図3】真空の試験槽内で速度250m/秒で回転して
いる試験片にスプレー水を衝突させて行ったエロージョ
ン試験の結果を示すグラフ。
【図4】従来の復水器の模式的正面図。
【図5】従来の復水器の模式的断面図。
【符号の説明】
1…………本体胴 2、3……水室 4、5……管板 6、6a…冷却管 7…………支え板 8…………ガス通路 9…………ホットウェル 10、11…端部 12…………硬化層

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 タービン発電プラントの復水器におい
    て、冷却管管束の最外周に配置される冷却管の外周面に
    鍍金による硬化層を形成し、タービン排気蒸気およびそ
    の中に含まれている水滴との衝突によるエロージョンの
    発生を防止することを特徴とする復水器。
  2. 【請求項2】 上記最外周の冷却管の硬化層は、冷却管
    両端の拡管を施す部分を除いて形成したことを特徴とす
    る請求項1記載の復水器。
  3. 【請求項3】 上記最外周の冷却管は、流れ解析によっ
    てタービン排気蒸気の流速が大となることが予測される
    範囲内にある部位にのみ硬化層を形成したことを特徴と
    する請求項1または請求項2記載の復水器。
JP30694093A 1993-12-08 1993-12-08 復水器 Pending JPH07159056A (ja)

Priority Applications (1)

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JP30694093A JPH07159056A (ja) 1993-12-08 1993-12-08 復水器

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JP30694093A JPH07159056A (ja) 1993-12-08 1993-12-08 復水器

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Publication Number Publication Date
JPH07159056A true JPH07159056A (ja) 1995-06-20

Family

ID=17963114

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JP30694093A Pending JPH07159056A (ja) 1993-12-08 1993-12-08 復水器

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JP (1) JPH07159056A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999050610A1 (de) * 1998-03-27 1999-10-07 Siemens Aktiengesellschaft Wärmetauscherrohr, verfahren zur herstellung eines wärmetauscherrohrs sowie kondensator
CN100412494C (zh) * 2002-02-14 2008-08-20 三菱重工业株式会社 热交换器的管道板单元的结构

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999050610A1 (de) * 1998-03-27 1999-10-07 Siemens Aktiengesellschaft Wärmetauscherrohr, verfahren zur herstellung eines wärmetauscherrohrs sowie kondensator
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