JPH112583A - 二重伝熱管式蒸気発生器の破損伝熱管の同定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 破損した二重伝熱管を、簡単な構成で、しか
も破損による漏洩をヘリウムで再現させることによって
確実に同定できるようにする。 【解決手段】 本発明は、本体胴の内部においてヘリカ
ルコイルを形成して給水入口１１及び蒸気出口９に接続
されている二重伝熱管１３の、内管１３ａに接続された
内管用管板１６と外管１３ｂに接続された外管用管板１
７との間に形成されるヘリウムプレナム１８に、ヘリウ
ム２０を加圧供給し、内管１３ａの内部に集音器４０を
順次挿入して破損した二重伝熱管１３からヘリウム２０
が噴出する噴出音を集音器４０で検出することにより破
損した二重伝熱管１３を同定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高速増殖炉におけ
る二重伝熱管式蒸気発生器の破損伝熱管の同定方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来の高速増殖炉に備えることが
提案されている二重伝熱管式蒸気発生器の一例を示した
概念図であり、円筒形状を有する本体胴１の一端側（上
端）の中心には、下端が本体胴１の上下中間位置まで延
びたナトリウム導出管２が設けられており、且つ本体胴
１の内部には、前記ナトリウム導出管２の外周を間隔を
有して包囲し、且つ下端が本体胴１の他端側（下端）と
所要の間隔を隔てた位置まで延びた内筒３が設けられて
おり、また、本体胴１の一端側（上端）の前記ナトリウ
ム導出管２を挟む位置には、ナトリウム導入管４が本体
胴１内に挿入して設けられており、ナトリウム導入管４
の本体胴１内下端には環状の分配管５が設けられてい
る。

【０００３】従って、前記ナトリウム導入管４から導入
されたナトリウム６は、分配管５から本体胴１と内筒３
との間に供給されて下方に流動した後、内筒３の下端か
ら内筒３内部に入り、その後ナトリウム導出管２から導
出されるようになっている。

【０００４】一方、本体胴１の内部には、前記内筒３を
取り巻くようにヘリカルコイル７が設けられており、該
ヘリカルコイル７の上端は、連絡管８を介して本体胴１
の側部に設けられた蒸気出口９に接続されており、ま
た、前記ヘリカルコイル７の下端は、連絡管１０を介し
て本体胴１の他端側（下端）に設けられた給水入口１１
に接続されている。図３中７ａ，７ｂは伝熱管支持梁を
示す。

【０００５】前記給水入口１１から導入された給水１２
は、連絡管１０を介してヘリカルコイル７に導かれるこ
とにより、前記ナトリウム６との熱交換によって蒸気と
なり、蒸気１２’は連絡管８を介して蒸気出口９から導
出される。

【０００６】前記図３に示した蒸気発生器においては、
ヘリカルコイル７及び連絡管８，１０に破損等が発生し
た場合に、活性が高いナトリウム６と水１２（蒸気１
２’）とが接触するのを防止して、蒸気発生器の信頼性
を向上させるために、図４又は図５に示すように、前記
ヘリカルコイル７及び連絡管８，１０を、内管１３ａと
外管１３ｂとからなる二重伝熱管１３の構造とすること
が考えられている。

【０００７】そして前記内管１３ａと外管１３ｂとの間
にヘリウムを供給することにより、ヘリウムバウンダリ
ーとすることが考えられており、そのために、図４のよ
うに内管１３ａと外管１３ｂとの間に金属のメッシュ１
４（ポーラスメタル）を備えて間隔を保持するようにし
たり、又図５のように外管１３ｂの内面にヘリウムを流
動させるための溝１５を形成するようにし、且つ前記内
管１３ａと外管１３ｂとの間にヘリウムを供給するため
に図６及び図７に示すような構成としている。

【０００８】図６及び図７は、前記二重伝熱管１３にて
構成されている連絡管８，１０が接続される蒸気出口９
及び給水入口１１部分の構成を示したもので、二重伝熱
管１３の内管１３ａが内管用管板１６に接続されている
と共に、外管１３ｂが外管用管板１７に接続されて、前
記内管用管板１６と外管用管板１７との間にヘリウムプ
レナム１８が形成されている。この時、外管１３ｂの端
部は、図７に示すようにヘリウムプレナム１８内に位置
しており、従ってヘリウムプレナム１８と、二重伝熱管
１３の内管１３ａと外管１３ｂとの間は連通した状態と
なっているので、図３に示すように給水入口１１に備え
られているヘリウムプレナム１８に設けたヘリウム注入
口１９からヘリウム２０を供給し、図３及び図６に示す
ように蒸気出口９に備えられているヘリウムプレナム１
８に設けたヘリウム排出口２１から排出することによ
り、前記各二重伝熱管１３の内管１３ａと外管１３ｂの
間をヘリウム２０で満たすようにし、上記ヘリウム２０
の供給により二重伝熱管１３に破損が発生した場合にそ
れを検出できるようにしている。

【０００９】高速増殖炉に備えられる図３に示したよう
な二重伝熱管式蒸気発生器においては、ナトリウム６の
圧力が５Ｋｇ／ｃｍ²前後であり、また蒸気１２’の圧
力が１５０〜１８０Ｋｇ／ｃｍ²前後となっており、こ
の場合において、前記二重伝熱管１３の破損を検出する
ために前記ヘリウムプレナム１８に供給するヘリウム２
０の圧力は、前記ナトリウム６と蒸気１２’の圧力の中
間の圧力例えば１５Ｋｇ／ｃｍ²前後としている。

【００１０】従って、例えば二重伝熱管１３の外管１３
ｂに破損が生じた場合には、ヘリウム２０が圧力が低く
なっている本体胴１内部に漏出してナトリウム６と混合
することになり、また内管１３ａが破損した場合には蒸
気１２’が圧力が低くなっている内管１３ａの外部に漏
出してヘリウム２０と混合することになる。この時、前
記ヘリウム２０とナトリウム６とが混合しても問題を生
じることはなく、また前記蒸気１２’とヘリウム２０と
が混合しても問題を生じることはない。

【００１１】二重伝熱管１３の外管１３ｂが仮に破損し
た場合には、ナトリウム６中にヘリウム２０が混入され
ることになるので、図３に示すように、ナトリウム導出
管２から導出されるナトリウム６中のヘリウム濃度を検
出するようにしたヘリウム検出器２２を設け、該ヘリウ
ム検出器２２によりナトリウム６中にヘリウム２０が検
出されることにより外管１３ｂに破損が生じたことを検
出するようにしている。

【００１２】また、二重伝熱管１３の内管１３ａが仮に
破損した場合には、ヘリウム２０中に蒸気１２’が混入
されることになるので、図３及び図６に示すように、ヘ
リウム排出口２１から導出されるヘリウム２０中の湿分
濃度を検出するようにした湿分検出器２３を設け、該湿
分検出器２３によりヘリウム２０中に湿分が検出される
ことにより内管１３ａに破損が生じたことを検出するよ
うにしている。

【００１３】この方法によれば、何れの二重伝熱管１３
が破損したかを特定することはできないが、内管１３ａ
に破損が生じこと、又は外管１３ｂに破損が生じたこと
は検出できる。

【００１４】しかし、二重伝熱管１３に破損生じた場合
には、該破損した二重伝熱管１３を閉塞して、その二重
伝熱管１３は使用を停止する等の処置を行う必要があ
り、そのためにはどの二重伝熱管１３が破損したかを同
定する必要がある。

【００１５】次に、二重伝熱管１３の内管１３ａ又は外
管１３ｂに破損生じたことが検出された場合の従来の同
定方法を説明する。

【００１６】前記したようにして内管１３ａ又は外管１
３ｂに破損があることが検出された場合には、まず高速
増殖炉の運転を停止し、蒸気発生器内部からナトリウム
６を除去し、二重伝熱管１３内部から水１２を除去す
る。

【００１７】続いて、二重伝熱管１３の内管１３ａに破
損が検出された場合には、図８及び図９に示すような従
来から知られている探傷装置の探傷プローブ２４を、内
管１３ａの夫々に内管用管板１６側から順次挿入して、
各内管１３ａに破損が存在するか否かを検査することが
行われている。図９中２５は探傷プローブ２４に接続さ
れている信号ケーブル２６に備えられたフロート、図８
中２７は前記探傷プローブ２４の挿入装置、２８は挿入
装置２７を支持する位置決め装置、２９は挿入装置２７
に接続された探傷器、３０は信号処理装置である。

【００１８】また、二重伝熱管１３の外管１３ｂに破損
が検出された場合には、前記探傷プローブ２４を用いて
内管１３ａの内側から検出することはできず、しかも外
管１３ｂは複雑なヘリカルコイル７の構成を有している
ために、二重伝熱管１３に対して外部から探傷装置等を
アクセスすることもできない。

【００１９】このため、破損した外管１３ｂを同定する
ために、従来は、図７に仮想線で示すように、前記蒸気
出口９と給水入口１１のヘリウムプレナム１８内におい
て、内管１３ａと外管１３ｂの間を包囲する単独プレナ
ム３１を二重伝熱管１３の夫々に取付けると共に、該単
独プレナム３１に閉止弁３２を備えたヘリウム導管３３
を接続して、前記各内管１３ａと外管１３ｂとの間に所
定圧力のヘリウム２０を封入できるようにすると共に、
前記ヘリウム導管３３に備えた圧力計３４により、封入
したヘリウム２０の圧力を検出できるようにし、前記封
入したヘリウム２０の圧力が時間経過と共に低下したこ
とが前記圧力計３４によって検出された場合に、その外
管１３ｂが破損していると同定するようにしている。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の方
法においては、外管１３ｂに破損が検出された場合に、
何れの二重伝熱管１３が破損しているかを同定する際
に、多数の二重伝熱管１３の１本１本に、単独プレナム
３１を溶接にて取付ける必要があると共に、該単独プレ
ナム３１に閉止弁３２及び圧力計３４を備えたヘリウム
導管３３を接続する必要があり、よって前記単独プレナ
ム３１の取付け作業、及びヘリウム導管３３の接続作業
に多大の時間が掛かり、且つ構造が複雑となってコスト
の大幅な上昇を招くという問題があると共に、単独プレ
ナム３１及びヘリウム導管３３の取付のための溶接点
数、溶接量が増大するために、溶接部に漏れを生じる可
能性があり、よって前記同定の信頼性を高めることが困
難であるといった問題を有していた。

【００２１】また、内管１３ａに破損が検出された場合
に、何れの二重伝熱管１３が破損しているかを同定する
際にも、図８及び図９に示すような探傷装置の探傷プロ
ーブ２４を用いて傷の有無を検出することによって行っ
ているために、傷を精度良くしかも能率的に検出するこ
とが技術的に難しいと共に、傷として検出されたものが
実際に漏洩の原因となっている破損であるか否かを判断
することも難しいという問題を有していた。

【００２２】本発明は、かかる従来装置のもつ問題点を
解決すべくなしたもので、破損が生じた二重伝熱管を、
簡単な構成で、しかも破損による漏洩をヘリウムで再現
させて噴出音を検出することにより確実に同定できる二
重伝熱管式蒸気発生器の破損伝熱管の同定方法を提供す
ることを目的としている。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明は、本体胴の内部
においてヘリカルコイルを形成して給水入口及び蒸気出
口に接続されている二重伝熱管の、内管に接続された内
管用管板と外管に接続された外管用管板との間に形成さ
れるヘリウムプレナムに、ヘリウムを加圧供給し、前記
内管の内部に集音器を順次挿入して破損した二重伝熱管
からヘリウムが噴出する噴出音を前記集音器で検出する
ことにより破損した二重伝熱管を同定することを特徴と
する二重伝熱管式蒸気発生器の破損伝熱管の同定方法、
に係るものである。

【００２４】本発明では、ヘリウムプレナムにヘリウム
を加圧供給し、内管の内部に集音器を挿入して破損した
二重伝熱管の破損部分からヘリウムが噴出する噴出音を
集音器で検出し、その検出された噴出音の大きさによっ
て二重伝熱管が破損していることを同定するようにして
いるので、破損を生じた二重伝熱管を、簡単な構成で、
しかも破損による漏洩をヘリウムで再現させることによ
って確実に同定することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
示例と共に説明する。

【００２６】図１及び図２は本発明を実施する形態の一
例であって、図中、図３〜図７と同一の符号を付した部
分は同一物を表わしている。

【００２７】図３に示した二重伝熱管式蒸気発生器にお
ける二重伝熱管１３の内管１３ａ又は外管１３ｂの破損
は、図３に示した従来と同様の方法によって検出する。

【００２８】即ち、ヘリウムプレナム１８に所要圧力の
ヘリウム２０を供給しておき、二重伝熱管１３の外管１
３ｂが仮に破損した場合には、ヘリウム検出器２２によ
りナトリウム６中にヘリウム２０が検出されることによ
って外管１３ｂの何れかに破損があることが検出され、
また、二重伝熱管１３の内管１３ａが仮に破損した場合
には、湿分検出器２３によりヘリウム２０中に湿分が検
出されることにより内管１３ａの何れかに破損があるこ
とが検出される。

【００２９】次に、上記したように内管１３ａ又は外管
１３ｂに破損が生じたことが検出された際に、何れの二
重伝熱管１３に破損が生じたかを同定する方法について
説明する。

【００３０】内管１３ａ又は外管１３ｂに破損が生じた
ことが検出された場合には、まず高速増殖炉の運転を停
止し、図３の蒸気発生器内部からナトリウム６を除去
し、二重伝熱管１３内部から水１２を除去する。

【００３１】次に、図３における給水入口１１に備えら
れているヘリウムプレナム１８に設けたヘリウム注入口
１９からヘリウム２０を供給し、蒸気出口９に備えられ
ているヘリウムプレナム１８に設けたヘリウム排出口２
１から排出させることにより、前記各二重伝熱管１３の
内管１３ａと外管１３ｂの間をヘリウム２０で満たすよ
うにし、更に図１に示すように前記ヘリウム排出口２１
からヘリウム２０を導出する経路に備えた弁３５を閉鎖
することにより、前記内管１３ａと外管１３ｂとの間
に、例えば２０Ｋｇ／ｃｍ²程度の任意の圧力を付加す
る。

【００３２】一方、蒸気出口９の蓋板３６を外すと共
に、図８の探傷装置に類似した構成の音響検査装置３７
を備える。

【００３３】音響検査装置３７は、図１及び図２に示す
ように、フロート３８を備えた信号ケーブル３９の先端
に、集音器（マイクロホン）４０を備えており、前記集
音器４０を、挿入装置４１により内管用管板１６から二
重伝熱管１３の内管１３ａの内部に挿入し、前記集音器
４０で検出された噴出音を音響処理装置４２で処理する
ようにしている。４３は集音器４０の挿入を行うための
案内管を示す。

【００３４】二重伝熱管１３の内管１３ａ又は外管１３
ｂに破損がある場合には、前記したように内管１３ａと
外管１３ｂとの間に封入したヘリウム２０が、図２に示
すように破損部分４４から噴出することになり、このと
きに噴出音を発する。図２は外管１３ｂが破損してヘリ
ウム２０が外管１３ｂの外部に噴出している状態を示し
ており、前記内管１３ａが破損した場合には、ヘリウム
２０は内管１３ａの内部に噴出するようになる。

【００３５】従って、前記音響検査装置３７の集音器４
０を、二重伝熱管１３の内管１３ａに順次挿入していく
ことにより検出を行う。

【００３６】内管１３ａ又は外管１３ｂに破損部分４４
がある二重伝熱管１３に集音器４０を挿入していくと、
集音器４０が破損部分４４の位置にきた時に検出される
噴出音が急激に大きくなり、これによって当該二重伝熱
管１３に破損があることが検出されて同定が行われる。

【００３７】また、前記破損している二重伝熱管１３に
隣接した二重伝熱管１３を検査する際にも前記噴出音が
検出されるが、前記破損部分４４を有する二重伝熱管１
３を検査した時と比較して検出される噴出音が著しく小
さい。従って、事前に前記二重伝熱管１３と同様の試験
用二重伝熱管を製作して破損部分４４分を形成し、前記
と同様に内管１３ａと外管１３ｂとの間にガス圧を作用
させた時の破損部分４４からのガスの噴出による噴出音
を予め計測し、該計測された噴出音に基づいて所定の基
準レベルを音響処理装置４２に設定しておき、基準レベ
ル以上の噴出音が検出された時に当該二重伝熱管１３に
破損があると判断するようにしている。

【００３８】上記したように、ヘリカルコイル７を形成
している二重伝熱管１３の内管１３ａに接続された内管
用管板１６と、外管１３ｂに接続された外管用管板１７
との間に形成されるヘリウムプレナム１８に、ヘリウム
２０を加圧供給し、前記内管１３ａの内部に集音器４０
を挿入して破損した二重伝熱管１３の破損部分４４から
ヘリウム２０が噴出する噴出音を前記集音器で検出し、
その検出された噴出音の大きさによって二重伝熱管１３
が破損していることを同定するようにしているので、破
損を生じた二重伝熱管１３を、簡単な構成で、しかも破
損による漏洩をヘリウム２０で再現させることによって
確実に同定することができる。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、ヘリウムプレナムにヘ
リウムを加圧供給し、内管の内部に集音器を挿入して破
損した二重伝熱管の破損部分からヘリウムが噴出する噴
出音を集音器で検出し、その検出された噴出音の大きさ
によって二重伝熱管が破損していることを同定するよう
にしているので、破損を生じた二重伝熱管を、簡単な構
成で、しかも破損による漏洩をヘリウムで再現させるこ
とによって確実に同定することができるという優れた効
果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する形態の一例を示す蒸気出口の
断面図である。

【図２】二重伝熱管にマイクを挿入して噴出音を検出し
ている状態を示す断面図である。

【図３】高速増殖炉に備えることが提案されている二重
伝熱管式蒸気発生器の一例を示す縦断面図である。

【図４】二重伝熱管の構造の一例を示す斜視図である。

【図５】二重伝熱管の構造の他の例を示す斜視図であ
る。

【図６】図３の蒸気出口の断面図である。

【図７】図６のＶＩＩ部分を拡大し、従来の外管の破損
を検出する方法の例を示した断面図である。

【図８】従来の方法に用いる探傷装置の構成例図であ
る。

【図９】図８のＩＸ部分の拡大図である。

【符号の説明】

１ 本体胴 ７ ヘリカルコイル ９ 蒸気出口 １１ 給水入口 １３ 二重伝熱管 １３ａ 内管 １３ｂ 外管 １６ 内管用管板 １７ 外管用管板 １８ ヘリウムプレナム ２０ ヘリウム ４０ 集音器（マイクロホン）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体胴の内部においてヘリカルコイルを
   形成して給水入口及び蒸気出口に接続されている二重伝
   熱管の、内管に接続された内管用管板と外管に接続され
   た外管用管板との間に形成されるヘリウムプレナムに、
   ヘリウムを加圧供給し、前記内管の内部に集音器を順次
   挿入して破損した二重伝熱管からヘリウムが噴出する噴
   出音を前記集音器で検出することにより破損した二重伝
   熱管を同定することを特徴とする二重伝熱管式蒸気発生
   器の破損伝熱管の同定方法。