JPH0783580A - 凝縮器の水位検出装置 - Google Patents

凝縮器の水位検出装置

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JPH0783580A
JPH0783580A JP22484193A JP22484193A JPH0783580A JP H0783580 A JPH0783580 A JP H0783580A JP 22484193 A JP22484193 A JP 22484193A JP 22484193 A JP22484193 A JP 22484193A JP H0783580 A JPH0783580 A JP H0783580A
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JP
Japan
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water level
steam
container
water
instrumentation
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Application number
JP22484193A
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English (en)
Inventor
Yoshihiro Kizawa
良弘 木沢
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】火力発電プラント等に設置された凝縮器に備え
られた計装配管に設けた水位検出器の水位が、凝縮器へ
の蒸気流入の起動時及びプラントの急激な負荷上昇時、
蒸気と復水とを貯留する凝縮器の容器の水位と同じ水位
になるようにする。 【構成】計装配管に設けられた水位検出器を備えた水位
制御器31,水位検出器としての水位低,高,高高警報
スイッチ32,33,34,水位非常高スイッチ35及
び現場指示水面計36から容器1の上部に至る蒸気側計
装配管21ないし26及び蒸気側計装母管9を熱伝導率
の小さいステンレス鋼で製造し、またその管厚を最小限
の厚さにして蒸気の凝縮量を少なくして、蒸気側の圧力
の伝達が水側の圧力の伝達より遅れないようにして正確
な水位を示すようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は供給される蒸気と、この
蒸気を冷却媒体により冷却,凝縮した復水とを水面を形
成して有する容器内の前記水面の水位を検出する凝縮器
の水位検出装置、特に火力発電プラント等に使用される
凝縮器の水位検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】火力発電プラントでは蒸気と水との特性
を利用して燃料のもつエネルギーをボイラで蒸気のエネ
ルギーに変換し、この蒸気のエネルギーを蒸気タービン
にて機械的エネルギーに変換し、さらにこの機械的エネ
ルギーを発電機により電気エネルギーに変換している。
したがって、このような火力発電プラントでは蒸気と水
とが混在する容器を有する凝縮器が多数設置される。こ
の場合、凝縮器では容器に水位検出装置を備えて容器内
の水面の水位を検出し、外部に排出する容器内の水の排
出量を制御して水位を制御している。
【0003】このような水位検出装置を備えた凝縮器と
して図2に示す系統のものが知られている。図2におい
て、容器1には容器1に供給される蒸気と、この蒸気を
冷却媒体により冷却,凝縮した復水とが水面6を形成し
て貯留され、上部に蒸気入口2が、また下部に接続して
水位調節弁3を備えた復水排出系4が設けられている。
また容器1内には、外部から供給される冷却媒体が流れ
る伝熱管5が配設されている。
【0004】なお、容器1には容器内の復水の水面6の
水位を検出する下記の構成からなる水位検出装置7が設
けられている。容器1の下端部に容器1内の復水を導く
水側計装母管8が、一方上端部に容器1内の蒸気を導く
蒸気側計装母管9が設けられ、さらに水側計装母管8か
ら上向きに複数並列に接続して設けられた水側計装配管
11,12,13,14,15,16と、一方蒸気側計
装母管9に下向きに前記水側計装配管11ないし16の
それぞれに対応して複数並列に接続して設けられた蒸気
側計装配管21,22,23,24,25,26と、こ
れらの間にそれぞれ取付けられた水位を検出して水位制
御の信号を出力する水位制御器31,水位検出器として
の水位低警報スイッチ32,水位高警報スイッチ33,
水位高高警報スイッチ34,水位非常高スイッチ35お
よび現場指示水面計36とからなる水位制御用計装配管
41,水位低用計装配管42,水位高用計装配管43,
水位高高用計装配管44,水位非常高用計装配管45,
現場用計装配管46が設けられている。
【0005】このような構成により、火力発電プラント
サイクルの一機器として配される凝縮器において、この
プラントサイクルの他の機器から蒸気入口2を経て容器
1内に流入した蒸気は、伝熱管5を流れる冷却媒体によ
り冷却,凝縮して復水となり、容器1内に復水の水面6
を形成して蒸気と復水とが貯留される。この復水の水面
6の水位は、水側計装母管8と蒸気側計装母管9とに接
続する水位制御用計装配管41,水位低用計装配管4
2,水位高用計装配管43,水位高高用計装配管44,
水位非常高用計装配管45,現場用計装配管46に形成
される水面の水位と同一水位となる。
【0006】ここで、容器1内に貯留された復水は水位
制御用計装配管41にて示される水位を検出し、この検
出水位に基づく水位制御器31からの信号により水位調
節弁3を制御し、復水排出系4を経て外部に排出する復
水水量を制御して容器1内の復水の水面6の水位が一定
範囲内に入るようにしている。このようにして、容器1
の復水の水面6の水位を制御するのは、水面が上昇した
場合には、蒸気の空間が狭くなって蒸気と冷却媒体との
熱交換量が減少し、また水面が低下した場合には、水面
より下に設置された図示しない復水と冷却媒体との熱交
換部分が機能しなくなるのを防ぐためである。
【0007】容器1内の復水の水面6の水位は上記のよ
うにして一定の範囲に制御されるが、何等かの異常が生
じて水位が一定の範囲に保たれないとき、例えば一定の
範囲より低いときは水位低用計装配管42にて示される
水位を検出して、水位低警報スイッチ32からの信号に
より警報を発し、また高いときには水位高用計装配管4
3にて示される水位を検出して、水位高警報スイッチ3
3からの信号により警報を発し、運転監視者に異常を知
らせる。
【0008】また、容器1内の復水の水面6の水位が極
めて高くなった場合には、水位高高用計装配管44にて
示される水位を検出して、水位高高警報スイッチ34か
らの信号により警報を発し、運転監視者に異常を知らせ
るとともに、図示しない弁を閉じて蒸気の流入を止める
等の操作を指示する。さらに、容器1内の復水の水面6
の水位が前記水位高高の水位より高くなれば、もはやプ
ラントの運転不可能の水位となるので、水位非常高用計
装配管45にて示される水位を検出して水位非常高スイ
ッチ35からの信号によりプラントの停止を指示する。
【0009】なお、現場指示水面計36は現場用計装配
管46にて示される水位で容器1内の復水の水面6の水
位を直接運転監視者が確認するとともに、前記水位制御
器31,水位低,高、及び高高警報スイッチ32,3
3,34,水位非常高スイッチ35の動作が正確かどう
かの確認を行なう。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】前述のように火力発電
プラントに設置され、プラントサイクルの他の機器から
蒸気が供給される凝縮器において、水位検出装置を備え
た凝縮器の容器に蒸気を流入して起動した際、あるいは
急激にプラントの負荷が上昇した際、容器1の内部圧力
が急激に上昇する。このような場合でも容器1内の復水
の水面6は、一定の範囲内に保たれている必要があり、
水位制御器31,水位低警報スイッチ32,水位高警報
スイッチ33,水位高高警報スイッチ34,水位非常高
スイッチ35,現場指示水面計36も正確に作動する必
要がある。
【0011】しかしながら、上記のように容器1に蒸気
を流入させる起動時や急激な負荷上昇時には、容器1の
復水の水面6が適正な水位にあるに拘わらず、水位制御
器31,水位低,高,高高警報スイッチ32,33,3
4,水位非常高スイッチ35,現場指示水面計36はあ
たかも水位が異常に高くなったという誤信号を出力し、
この誤信号により容器1内の復水の水面6の水位制御が
正しく行なわれず、また誤信号により警報を発したり、
蒸気を流入させる弁の閉の操作やプラント停止の操作を
行なわせたりして運転の継続に支障を来すという問題が
ある。
【0012】なお、上記の誤信号を出力する原因は下記
の通りである。 (1)容器に蒸気を流入し始める起動時には、容器や計
装配管等のシステム全体が室温であり、また容器1内の
復水の水面はこれまでの運転で貯留した復水がそのまま
残っており、したがって復水の水面も規定の水位に保た
れている。このような状態からシステム全体の起動が開
始されると、まず伝熱管5に冷却媒体が流され、次に蒸
気入口2から蒸気が流入される。ここで、容器1の内部
は蒸気の流入とともに内部圧力が上昇し、水位制御器3
1,水位低,高,高高警報スイッチ32,33,34,
水位非常高スイッチ35,現場指示水面計36等の計測
機器(以下単に総称して計測機器類という)の内部圧力
も上昇する。この計測機器類の内部圧力は水側計装母管
8,水側計装配管11ないし16による水側から、一方
蒸気側計装母管9,蒸気側計装配管21ないし26によ
る蒸気側から圧力の上昇が行なわれて形成される。この
とき水側計装母管8及び水側計装配管11ないし16の
内部は水であるため、迅速にその圧力上昇を計測機器類
に伝達するが、蒸気側計装母管9及び蒸気側計装配管2
1ないし26ではその内部が蒸気であるため、室温の冷
たい蒸気側計装母管9及び蒸気側計装配管21ないし2
6に接触して凝縮してしまい、内部圧力の上昇は迅速に
伝達されない。
【0013】したがって、計測機器類の各機器の上下で
圧力差が生じ、この圧力差により計測機器類の各機器の
内部へ水が上昇する現象が生じる。このことは、容器1
の復水の水面6の水位が適切な位置にあるに拘らず、水
位が異常に上昇したことを意味して誤信号を出力するよ
うになる。 (2)プラントの負荷が急激に上昇した場合には、負荷
運転中蒸気側計装母管9及び蒸気側計装配管21ないし
26の内部の圧力はほぼ飽和温度に近い状態で運転され
ているが、負荷の上昇があった場合、圧力上昇とともに
内部で一部の蒸気の凝縮が発生し、前述と同じ理由によ
り蒸気側は水側よりも圧力の上昇が遅れ、このため計測
機器類の各機器は水位の誤信号を出力する。
【0014】本発明の目的は、蒸気と、これを冷却,凝
縮した復水とを水面を形成して有する凝縮器の容器にお
いて、この容器内の蒸気と復水とに連通する水位計装配
管に設けた水位検出器に示される水位が、蒸気が流入す
る起動時及び急激なプラントの負荷上昇時にも正確に容
器内の復水の水面の水位を示すことのできる凝縮器の水
位検出装置を提供することである。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明によれば外部から供給される蒸気と、この蒸
気を伝熱管を流れる冷却媒体により冷却,凝縮した復水
とを水面を形成して有する容器の前記水面の水位を、蒸
気に接する容器の上部と復水に接する容器の下部とに接
続する計装配管に設けた水位検出器に指示される水位で
検出する凝縮器の水位検出装置において、水位検出器か
ら容器の上部に至るまでの蒸気側計装配管を熱伝導率の
小さい材料から製造するものとする。
【0016】上記の熱伝導率の小さい材料はステンレス
鋼であるものとする。また、上記の凝縮器の水位検出装
置において、水位検出器から容器の上部に至るまでの蒸
気側計装配管の管厚を蒸気の圧力,温度に耐える強度の
最小限の厚さにするものとする。
【0017】
【作用】外部から供給される蒸気と、この蒸気を伝熱管
を流れる冷却媒体により冷却,凝縮した復水とを水面を
形成して有する容器の前記水面の水位は、容器の上部と
下部とに接続する計装配管に設けられた水位検出器にて
示された水位で検出される。ここで、凝縮器の起動時や
プラントの急激な負荷上昇があって容器内の圧力が上昇
した場合にも、計装配管のうち容器の上部から水位検出
器までの容器内の蒸気が導かれる蒸気側計装配管を熱伝
導率の低い材料、この材料として熱伝導率が一般鋼材の
1/3しかないステンレス鋼で製造しているので、その
温度上昇は緩慢である。これは蒸気側計装配管に流入し
た蒸気を凝縮させる割合が低いことを意味し、したがっ
て、蒸気側計装配管内部での蒸気の凝縮が最小となり、
圧力の伝達が迅速となる。したがって、この圧力の伝達
は、容器の下部から水位検出器までの水側計装配管の内
に導かれる復水の圧力の伝達に遅れないようになるの
で、前述のように水位検出器での水位の誤信号の出力を
防止する。
【0018】また、蒸気側計装配管の管厚を蒸気の圧
力,温度に耐える強度の最小限の厚さにしたので、蒸気
側計装配管の熱容量は最小となる。したがって、蒸気側
計装配管の温度は容易に容器内の内部圧力の飽和温度ま
で上昇することとなり、このため蒸気側計装配管内で凝
縮させる蒸気の量を最小限にするので、水位検出器はよ
り正確な水位の信号を出力する。
【0019】
【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例について
説明する。図1は本発明の実施例による水位検出装置を
備えた凝縮器の系統図である。なお、図1において図2
の従来例と同一部品には同じ符号を付し、その説明を省
略する。図1において図2の従来例と異なるのは、蒸気
側計装母管9と蒸気側計装配管21ないし26とをそれ
ぞれ熱伝導率の小さい材料、この材料としてステンレス
鋼を使用し、さらにこれらの管厚を蒸気側計装母管9と
蒸気側計装配管21ないし26内の圧力と温度とに耐え
る強度の最小限の厚さにしたことである。
【0020】このような構成により、蒸気側計装母管9
及び蒸気側計装配管21ないし26の熱伝導率の小さい
材料及び管厚を最小限の厚さにしたことにより、水位制
御器31の水位検出、水位低警報スイッチ32,水位高
警報スイッチ33,水位高高警報スイッチ34,水位非
常高スイッチ35,現場指示水面計36は、容器1に蒸
気流入し始めの起動時、及びプラントの急激な負荷上昇
時でも前述の作用の項で説明した理由により、水位制御
器31における正確な水位検出による制御信号により水
位調節弁3を制御して、容器1内の水位制御を一定の範
囲に制御できる。また、水位低,高警報スイッチ32,
33,水位高高警報スイッチ34,水位非常高スイッチ
35,現場指示水面計36もそれぞれ容器1内の復水の
水面6の水位と同じ水位で警報を発したり、蒸気流入用
の弁の閉の操作を指示したり、プラント停止の指示を行
なわせることができ、また、現場指示水面計36により
警報スイッチ等の計測機器類の動作の確認を正確に行な
うことができる。
【0021】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば前述の構成により、蒸気と復水とを水面を形成
して有する凝縮器の容器の上部から水位検出器に至るま
での蒸気側計装配管を熱伝導率の小さい材料、この材料
としてステンレス鋼を使用し、また蒸気側計装配管の管
厚を最小限の厚さにしたので、容器に蒸気を流入させた
起動時やプラントの急激な負荷上昇があった場合でも、
水位検出器は容器の復水の水面の水位と同じ水位を示す
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例による水位検出装置を備えた凝
縮器の系統図
【図2】従来の水位検出装置を備えた凝縮器の系統図
【符号の説明】
1 容器 5 伝熱管 7 水位検出装置 8 水側計装母管 9 蒸気側計装母管 31 水位制御器 32 水位低警報スイッチ 33 水位高警報スイッチ 34 水位高高警報スイッチ 35 水位非常高スイッチ 36 現場指示水面計

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】外部から供給される蒸気と、この蒸気を伝
    熱管を流れる冷却媒体により冷却,凝縮した復水とを水
    面を形成して有する容器の前記水面の水位を、蒸気に接
    する容器の上部と復水に接する容器の下部とに接続する
    計装配管に設けた水位検出器に指示される水位で検出す
    る凝縮器の水位検出装置において、水位検出器から容器
    の上部に至るまでの蒸気側計装配管を熱伝導率の小さい
    材料で製造したことを特徴とする凝縮器の水位検出装
    置。
  2. 【請求項2】請求項1記載のものにおいて、熱伝導率の
    小さい材料はステンレス鋼であることを特徴とする凝縮
    器の水位検出装置。
  3. 【請求項3】外部から供給される蒸気と、この蒸気を伝
    熱管を流れる冷却媒体により冷却,凝縮した復水とを水
    面を形成して有する容器の前記水面の水位を、蒸気に接
    する容器の上部と復水に接する容器の下部とに接続する
    計装配管に設けた水位検出器に指示される水位で検出す
    る凝縮器の水位検出装置において、水位検出器から容器
    の上部に至るまでの蒸気側計装配管の管厚を蒸気の圧
    力,温度に耐える強度の最小限の厚さにしたことを特徴
    とする凝縮器の水位検出装置。
JP22484193A 1993-09-10 1993-09-10 凝縮器の水位検出装置 Pending JPH0783580A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017158984A1 (ja) * 2016-03-16 2017-09-21 株式会社テイエルブイ 熱交換器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017158984A1 (ja) * 2016-03-16 2017-09-21 株式会社テイエルブイ 熱交換器
JPWO2017158984A1 (ja) * 2016-03-16 2018-12-06 株式会社テイエルブイ 熱交換器

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