JPS5822931A - 熱量計 - Google Patents

熱量計

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Publication number
JPS5822931A
JPS5822931A JP12259981A JP12259981A JPS5822931A JP S5822931 A JPS5822931 A JP S5822931A JP 12259981 A JP12259981 A JP 12259981A JP 12259981 A JP12259981 A JP 12259981A JP S5822931 A JPS5822931 A JP S5822931A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cooling water
partition wall
main body
steam
pipe
Prior art date
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Pending
Application number
JP12259981A
Other languages
English (en)
Inventor
Seigo Watanabe
誠吾 渡辺
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
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP12259981A priority Critical patent/JPS5822931A/ja
Publication of JPS5822931A publication Critical patent/JPS5822931A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G12INSTRUMENT DETAILS
    • G12BCONSTRUCTIONAL DETAILS OF INSTRUMENTS, OR COMPARABLE DETAILS OF OTHER APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G12B15/00Cooling
    • G12B15/02Cooling by closed-cycle fluid-circulating systems
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K17/00Measuring quantity of heat

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

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】 本発明は、発電設備等の蒸気の配管系統あるいは、機器
中の湿)蒸気の湿シ度を測定する際に用いる熱量計に関
する。
発電設備、例えば原子力発電設備や地熱発電設備におい
ては、作動蒸気として湿シ蒸気が用いられておシ、との
湿り蒸気の湿り度が大きいと不安定流動現象や圧力波お
よび水撃等が発生して機器の効率の低下や安全性の問題
を生ずるので、この湿υ度を正確に知って管理しなけれ
ばならない。
湿多度の測定には、一般に熱量計が用いられておシ、こ
の熱量計には大きく分けて次の3つの型To1ある。
(11絞シ熱蓋計 サンプリングし次蒸気を膨張室で十分低い圧力の過熱蒸
気域まで勢エンタルピで膨張させる。
このときの膨張室の圧力と蒸気温度および蒸気の元圧を
測定すれば、蒸気表から19度を求めることができる。
蒸気の元圧にもよるが、測定できる湿り度はio−程度
である。
(2)加熱蓋熱量計 ? y フリングし次蒸気を電気ヒータ等で加熱して過
熱蒸気とする。このときの交換熱量から湿り度を算出す
る。水滴の蒸発がじん速に行われず、水滴と過熱蒸気が
共存する状態となる懸念力1ある。
(3)  凝縮式熱量針 この型の熱量針は更に次のλつの皺に分けることができ
る。
(j−/)サンプリングした蒸気を予め蒸気分とドレン
分に分け、蒸気のみ冷却水と熱交換させて凝縮させる、
このドレンと凝縮水の重量比から19度を算出する。
(3−コ)サンプリングし次蒸気を冷却水と熱交換し凝
縮させる。このときの交換され次熱量から19度を算出
する。この匿の熱量計を用いる測定れる蒸気が流れてい
る蒸気配管lの中に蒸気を取シ出すサンブラコが設けら
れていて、このサンブラコには蒸気入口配管Jか接続さ
れ取り出された蒸気は熱量計lK導かれるようになって
いる。熱量計lの中には螺旋状の伝熱管!が設けられ、
この螺旋状の伝熱管jの上端部および下端部にはそれぞ
れ蒸気入口配管3および凝縮水出口配管tが接続されて
いて、この凝縮水出口温度計には凝縮水出口温度計7お
よび凝縮水出口流量計lが設けられている。ま友、熱量
計参の中の螺旋状の伝熱管!の周囲に冷却水を流す几め
、冷却水入口温度計2および冷却水流量計10が設けら
れている冷却水入口配管//を熱量計lの下部に接続し
、冷却水出口温度計12が設けられている冷却水出口配
管13を熱量計lの上部に接続して−る。更に蒸気配管
/の中の圧力を測定する蒸気管圧力計/41−が設けら
れている。そして、蒸気配管lの中のサンブラコで取り
出されfcx気を蒸気入口配管3により熱量計lの中の
螺旋状の伝熱管3に導く。この螺旋状の伝熱管Iの周囲
には冷却水入口配管l/から導かれ次冷却水が流れてい
る。そのため螺旋状の伝熱管!内に導かれた蒸気と周囲
の冷却水との間で熱交換して凝縮され、凝縮水となりて
凝縮水出口配管1によシ外部へ導かれる。ま危、冷却水
は冷却水出口配管/JKよシ外部へ導かれる。そのとき
、上記凝縮水の温度と流量を凝縮水出口温度計7と凝縮
水出口流量計tによυ測定し、冷却水の温度と流量を冷
却水入口温度計2および冷却水出口温度計/コと冷却水
流量計10Kより測定し、これらの測定値を用いて熱交
換量によシ蒸気のエンタルピを求め、更に蒸気配管l中
の圧力を蒸気管圧力計/仏で求めt測定値を用いて蒸気
エンタルピよシ蒸気の19度を算出できる。
以上に記載した熱量計の中で(J−コ)K記載し穴型の
凝縮式熱量計は湿り蒸気ばかυでなく、飽和蒸気や過熱
蒸気の測定にも適用できる几め汎用性がある。ま次、こ
の凝縮式熱量計には(J−7)に記載し友絞シ熱量計の
ような19度の測定限度はなく、高温ル度域も測定可能
である。そのため、環状流あるいは環状噴霧流で流れて
いる蒸気流に対してもサンプリングに工夫をすれば19
度の測定が可能である。
まず、このような凝縮式熱量計の従来のものを図面によ
シ説明する。
第一図において、軸線を垂直にして円筒状の本体胴/j
が設置され、ヒの本体胴/3の上端部には円板状の上蓋
14が設けられ、同じく下端部には円板状の下蓋17が
設けられている。そして、その内部の空間/lには、上
記本体胴15と同軸的に*旋状に配置されており、しか
も本体胴/Sと間隙を保持している伝熱管jか設けられ
ている。この伝熱管jの上端部には蒸気入口管/デが連
接され、この蒸気管Iが連接され、この蒸気出口管mは
下蓋/7を貫通してこの下蓋17に固定されている。I
t、上記上蓋/乙には冷却水出口管−/が設けられ、上
記下蓋17には冷却水入口管−が設けられている。
この従来の熱量計による測定に当シ、マず、すンプリン
グされ几蒸気は、蒸気人口tqにより螺旋状の伝熱管!
内に導かれ、伝熱管!内を螺旋状に下降する間に伝熱管
Iの外側を流れる冷却水と熱交換しなから徐々に凝縮す
る。そして蒸気は凝縮水となってこの凝縮水出口管Jか
ら流出する。一方冷却水は、上記下蓋17に設けられて
いる冷却水入口管nから上記伝熱管!の外側の本体胴/
jと上★14及び下蓋17で囲まれている空間/1に流
入し、上向きに流れている間に伝熱管!内を流れる蒸気
あるいは凝縮水と熱交換しながら冷却水は温度上昇し、
上記上蓋/6に設けられている冷却水出口管コlから流
出する。
上述し九従来の熱量計では次のような問題がある。
第一に、冷却水入口管nから上記空間/Iに流入し次冷
却水は、伝熱管jの螺旋の内鍔を多く流れ、本体胴/3
と伝熱管!の螺旋の外側との間隙部は少なく流れる。
流速も伝熱管!の螺旋の内周側では速く流れ、本体11
413と伝熱管!の螺旋の外周側との間隙部では遅く流
れる。そのtめ、伝熱管Iの螺旋の内周側と外周側では
伝熱特性が異なυ、伝熱管外面の熱伝達率は伝熱管!の
螺旋の内周側では大りくなり、外周側では小さくなる。
ま几、熱貫流率もこの熱伝達率と同様に伝熱管!の螺旋
の内周側では大きくなり、外周側では小さくなる。この
ような熱貫流率の不均衡によって所定の伝熱特性が得ら
れず凝縮水出口管Iから流出する凝縮水に蒸気が含まれ
てい次り、熱量針の設計時に伝熱面積を大きく見積らな
ければならないといった不都合か生じる。
第一に本体胴15は熱損失を少なくするため断熱保温を
しているが、構造上本体胴lsを通じて熱が逃げ易すの
で19度の測定度をおとしている。
本発明は、上記の欠点を除去し、コンパクトで測定精度
の高論熱量計を提供することを目的とし次もので、筒状
の本体胴とその上下端部に固定され次上蓋および下蓋と
で囲まれている空間に本体胴と同軸に設けられt螺旋状
の伝熱管の螺旋の内周側および外周側に本体胴と同軸で
筒状の隔壁を設けて、伝熱管の周囲の冷却水の流れのむ
らをなくず隻ようKしftものである。
以下、本発明を図面に示す実施例によシ説明する。
第3図は本発明の第一実施例を示すものであ広軸線を垂
直にして円筒状の本体胴/3が設置されている。この本
体胴/Sの上端部には円板状の上蓋/lが設けられ、同
じく下端部には円板状の下蓋17が設けられている。そ
して、この本体胴/3と上蓋/Jおよび下蓋/7で凹ま
れた内部の空間には、本体胴/jと同軸的に配置され、
しかも、本体胴15と冷却水入口を取付けるtめの余地
及び冷却水の流量を確保する友めの間隙が保持されてい
る円筒状の外側隔壁コが設けられている。この外側隔壁
Jの上端部は上蓋/4に固定され、下端部yと下蓋/7
との関に冷却水の流量を確保するための間隙が保持され
ている。tfc、上記外側隔壁jの内側には本体胴15
と同軸で、外側隔壁jと冷却水の流量を確保するための
間隙を保持して螺旋状の伝熱管Jか設けられている。そ
して伝熱管!の上端部の蒸気入口管//が上蓋/4を貫
通してこの上蓋/4に固定され、伝熱管!の下端部の凝
縮水出口管Jが下蓋17を貫通してこの下蓋lフに固定
されている。更に、上記伝熱管!の内側には、本体胴1
5と同軸的に配置され、伝熱管!と冷却水の流量を確保
するための間隙を保持し、下端部易が下蓋/フに固定さ
れ、上端部コアと上蓋/4との関に冷却水の流量を確保
する次めの間隙が保持され土日筒状の内側隔壁Mが設け
られている。ま几更に、上記上蓋16の本体胴isおよ
び外側隔壁jが固定されている部分の間には複数の冷却
水入口管nが設けられ、また上記上蓋/jの外側隔壁J
が固定されている部分よシ内側と本体yJisの上端部
には空気抜管コ、コが設けられ、下蓋170本体胴/3
および内側隔壁コタが固定されている部分の間にはドレ
ン抜管30が設けられている。
この実施例の熱量針による測定に当υまず、サンプリン
グされ次蒸気は1蒸気入口管l?よりss旋状の伝熱管
!内に導かれ、伝熱管内を螺旋状に流下する間に伝熱管
!の外側を流れる冷却水と熱交換しな力1ら徐々に#縮
する。そして、凝縮水出口管Iにくるころには蒸気は全
量凝縮水となってこの凝縮水出口管Jから流出する。一
方冷却水は、上記上蓋/4の冷却水入口nから流入し上
記本体胴/jと外側隔壁jの間に形成されている第一流
路31を下降する。そして、外側隔壁Jの下端部Jと下
蓋17との間の間隙を通つて外側隔壁jと内側隔壁ツと
の間に形成されている第二流路3コを上昇する。
このとき、第二流路3コ内に設けられている伝熱管!内
を流れる蒸気あるいは、凝縮水と熱交換しながら冷却水
は温度上昇する。そして、内側隔壁Mの上端部コアと上
蓋14との間の間隙を通って内側隔壁コブの内側に形成
されている第三流路33を下降し、その後、下蓋/7に
設けられている凝縮水出口管Jから流出する。また、第
3図のA部での冷却水の流れは第ダ図において、第一流
路31から第二流路3コヘ入る隅部での流れは、流れが
よどんでいる死水域3ダはあるか、第二流路に入つてか
らの外側隔壁コと伝熱管Jの間隙部の流路抵抗と、内側
隔壁コブと伝熱管!の間隙部の流路抵抗は第一流路31
と第三流路3コの流路面積はほぼ等しく設けられている
ので、両者の間隙部へほぼ等量の冷却水が等流速で流れ
る。
そのため、従来のような伝熱管外面の熱伝達率の不均衡
はなくなり、それによって熱貫流率の不均衡も解消され
る。しかも外側隔壁コと内側隔コデで形成される第二流
路gは比較的狭く設けられ。
更に伝熱管!が設けられているため間隙部での流速は速
く、伝熱管!の外面の熱伝達率は大きくなシ、それによ
って熱貫流率も大きくなる。そのための必要伝熱面積が
小さくてもよいから熱量計をコンバットに設計できる。
更に、第二流I83コで伝熱管によシ蒸気と熱交換して
温度上昇した冷却水の熱は、外側隔壁コな通して中径方
向に多少逃げるが、第一流路31を流れる冷却水に吸収
される。
そのため1本体774/3を通して外部へ逃げる熱はほ
とんどなくなるから測定精度も向上する。
第3図および鮪1図は本発明の第二実施例を示すもので
Toυ、第1!QK−示した鮪−実施例と異なるところ
は、冷却水人口管nを上蓋/Aの中央に1個のみ設け、
そこから上蓋/Aに複数の放射状の孔3!fが設けられ
ていることである0この実施例においても前記の実施例
と同様に冷却水の第一通路。
第二通路および、第二通路が設けられていて同様の作用
効果を有するものである0 以上1本発明を好適な実施例によシ説明したが。
本発明によれば、コンバットで測定精度の高い熱量計と
することがで自る0
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の熱量計を用いた測定系の系統図、第2図
は従来の熱量針の縦断面図、第3図は本発明に係る熱量
計の第一実施例を示す縦断面図、第1図は第3図のA部
の近傍の拡大図、第3図は本発明に係る熱量計の第二実
施例を示す縦断面図。 第4図は第1図のVI−WI@による横断面図である0
ハ・・蒸気配管、J・・・蒸気入口配管、参・・・熱量
計。 !・・・伝熱管、ト・・凝縮水出口配管、7・・・凝縮
水出口温度計、r・・・凝縮水出口流量計、デ・・・冷
却水人口温度針、10・・・冷却水流量計、7ノ・・・
冷却水入口配管、lコ・・・冷却水出口温度計、 /J
・・・冷却水出口配管。 外・・・蒸気管圧力計、lS・・・本体胴、/ト・・上
蓋、 /7・・・下蓋、/9・・・蒸気入口管、J・・
・凝縮水出口管、ν・・・冷却水出口管、n・・・冷却
水人口管、23・・・外側隔壁の上端部、メ・・・外側
隔壁の下端部、j・・・外側隔壁。 易・・・内側隔壁の下端部%コア・・・内側隔壁の上端
部。 コ・・・空気抜管、コ9・・・内側隔壁、30・・・ド
Vン抜管。 3/・・・第一流路1g・・・第二流路、33・・・第
三流路、 3II・・・死水域、33・・・放射状の孔
。 出願人代理人  猪 股    清 第1 図 第2図 第3M =      55 楕5図 2

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 軸線を喬直にして設置され友筒状の本体胴と。 この本体胴の上端部および下端部に設けられ次上蓋およ
    び下蓋と、上記本体胴の内側に、本体胴に対し同軸で、
    しかも本体胴との間隙を保持し、上端部は上蓋に固定さ
    れ、下端部は大蓋との間隙を保持して設けられた筒状の
    外側壁と、上記外側隔壁の内側に、本体胴に対し同軸で
    、上記外側隔壁との間隙を保持して設けられるとともに
    、その上端部の蒸気入口は上蓋を貫通してこの上蓋に固
    定され、その下端部の凝縮水出口は下蓋を貫通してこの
    下蓋に固定されている螺旋状の伝熱管と、上記螺旋状の
    伝熱管の内側に、本体胴に対し同軸で上記螺旋状の伝熱
    管との間隙を保持し、下端部は下蓋に固定され、上端部
    は上蓋との間隙を保持して設けられ皮部状の内側盲壁と
    、上記上蓋の本体胴および外側隔壁が固定されている部
    分の間に設けられ次冷却水入口管と、上記下蓋の内側隔
    壁が固定されている部分の内側に設けられた冷却水出口
    管とから成ることを特徴とする熱量計。
JP12259981A 1981-08-05 1981-08-05 熱量計 Pending JPS5822931A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61147553U (ja) * 1985-02-28 1986-09-11
US5541496A (en) * 1992-03-16 1996-07-30 4C Technologies Inc. Apparatus and method of rapidly charging nickel-cadmium batteries
JP2002276901A (ja) * 2001-03-15 2002-09-25 Tlv Co Ltd 蒸気の乾き度又は湿り度測定装置
JP2014156795A (ja) * 2013-02-14 2014-08-28 Anest Iwata Corp 動力発生装置及びその運転方法
JP2016144508A (ja) * 2015-02-06 2016-08-12 三浦工業株式会社 工程試験装置とこれを備えた蒸気滅菌装置
JP2017086132A (ja) * 2015-11-02 2017-05-25 三浦工業株式会社 エアリーク検知装置とこれを備えた蒸気滅菌装置

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