JPS5929762B2 - steam generator - Google Patents

steam generator

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JPS5929762B2
JPS5929762B2 JP13189676A JP13189676A JPS5929762B2 JP S5929762 B2 JPS5929762 B2 JP S5929762B2 JP 13189676 A JP13189676 A JP 13189676A JP 13189676 A JP13189676 A JP 13189676A JP S5929762 B2 JPS5929762 B2 JP S5929762B2
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JP
Japan
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steam generator
fluid
heat
sodium
heated
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JP13189676A
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Japanese (ja)
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JPS5356401A (en
Inventor
昭 鈴置
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5356401A publication Critical patent/JPS5356401A/en
Publication of JPS5929762B2 publication Critical patent/JPS5929762B2/en
Expired legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B35/00Control systems for steam boilers
    • F22B35/004Control systems for steam generators of nuclear power plants

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は蒸気発生器、特に、高速増殖炉プラントに使用
される液体金属(主として液体ナトリウム)加熱の蒸気
発生器に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to steam generators, and in particular to liquid metal (primarily liquid sodium) heated steam generators used in fast breeder reactor plants.

例えば、高速増殖炉プラントで使用されるシェルアンド
チューブ型の蒸気発生器は管側に被加熱流体を流し、シ
ェル側に加熱流体を流して熱交換を行なうが、この型の
蒸気発生器においては、交換熱量が最大となる二相流領
域の後半部における被加熱流体の熱伝達が不安定なため
、この領域の伝熱管に大きな温度変化を生じ、伝熱管の
管壁に大きな熱応力サイクルが加わる結果となる。
For example, in a shell-and-tube steam generator used in a fast breeder reactor plant, heat exchange is performed by flowing the heated fluid through the tube side and the heating fluid through the shell side. , heat transfer of the heated fluid in the latter half of the two-phase flow region where the amount of heat exchanged is maximum is unstable, resulting in large temperature changes in the heat exchanger tube in this region and large thermal stress cycles on the tube wall of the heat exchanger tube. This results in the addition of

このため、長期間の運転の後には熱疲労によって伝熱管
が損傷する可能性があった。
For this reason, there was a possibility that the heat exchanger tubes would be damaged due to thermal fatigue after long-term operation.

本発明は長期間の運転の後においても熱疲労により伝熱
管が損傷しない蒸気発生器を提供することを目的とする
もので、シェルアンドチューブ型の蒸気発生器の伝熱管
が、その長手方向の一部分の外面を被覆する熱抵抗体を
有し、被加熱流体が核沸騰状態から膜沸騰状態に遷移す
る点、いわゆる、ドライアウト点の位置を検出して、こ
の検出結果により加熱流体と被加熱流体との流量比を制
御して、ドライアウト点の位置を伝熱管の熱抵抗体で覆
われている部分に保持し得る如く構成されていることを
特徴とするものであり、これによって、二相流領域の後
半部、特にドライアウト点の近傍における交換熱量を低
(抑えて、伝熱管に加わる熱応力サイクルを抑制し、長
期間の運転の後でも高い健全性を有する蒸気発生器を得
ることができる。
The object of the present invention is to provide a steam generator in which the heat exchanger tubes are not damaged due to thermal fatigue even after long-term operation. It has a thermal resistor that covers a part of the outer surface, and detects the point where the fluid to be heated transitions from the nucleate boiling state to the film boiling state, the so-called dryout point. It is characterized by being configured so that the position of the dryout point can be maintained in the portion of the heat transfer tube covered with the heat resistor by controlling the flow rate ratio with the fluid. By suppressing the amount of heat exchanged in the latter half of the phase flow region, especially near the dryout point, the thermal stress cycle applied to the heat transfer tubes is suppressed, and a steam generator with high integrity even after long-term operation is obtained. be able to.

以下に、液体ナトリウム加熱の蒸気発生器を例にして、
伝熱管内に起る現象について説明する。
Below, we will use a liquid sodium heating steam generator as an example.
We will explain the phenomena that occur inside heat exchanger tubes.

第1図は、シェルアンドチューブ型の蒸気発生器におけ
るナトリウム側および水側の温度分布を示すもので、横
軸には管軸方向の水側から測った位置(m)、縦軸には
温度(’C)をとってあり、EおよびFは、それぞれ、
ナトリウムと水との流量比(GN/GW)が8およびl
Oの場合を示したもので、実線が水側、点線がナトリウ
ム側の温度を示すものである。
Figure 1 shows the temperature distribution on the sodium side and water side in a shell-and-tube steam generator. The horizontal axis is the position (m) measured from the water side in the tube axis direction, and the vertical axis is the temperature. ('C), E and F are respectively,
The flow rate ratio of sodium to water (GN/GW) is 8 and l.
The figure shows the case of O, where the solid line shows the temperature on the water side and the dotted line shows the temperature on the sodium side.

この図から明らかなように、いずれの場合にも、ナトリ
ウム側と水側の温度差が最大となるのは水側の温度が一
定である領域、すなわち二相流領域の後半に位置してお
り、従って、ナトリウム側から水側に伝達される熱量は
この領域において最も多くなる。
As is clear from this figure, in both cases, the maximum temperature difference between the sodium side and the water side is located in the region where the temperature on the water side is constant, that is, in the latter half of the two-phase flow region. , Therefore, the amount of heat transferred from the sodium side to the water side is greatest in this region.

また、この領域が水側の熱伝達が核沸騰状態から膜沸騰
状態に遷移する、いわゆるドライアウト点の位置にも当
っている。
This region also corresponds to the so-called dryout point where the heat transfer on the water side transitions from the nucleate boiling state to the film boiling state.

図のHおよびIは、それぞれ、GN/GWが8および1
0の場合のドライアウト点を示している。
H and I in the figure represent GN/GW of 8 and 1, respectively.
It shows the dryout point in case of 0.

従って、このドライアウト点を境にして核沸騰状態から
膜沸騰状態へ遷移すると熱伝達率は通常1/lO程度に
急激に低下する。
Therefore, when the dry-out point is reached and the nucleate boiling state transitions to the film boiling state, the heat transfer coefficient usually rapidly decreases to about 1/1O.

このドライアウト点が定まった位置に安定していれば蒸
気発生器の健全性に及ぼす影響は少ないが、二相流に内
在する各種のゆらぎ現象の影響のため、ドライアウト点
は絶えずゆらいでいる。
If this dryout point is stable at a fixed position, it will have little effect on the health of the steam generator, but the dryout point constantly fluctuates due to the influence of various fluctuation phenomena inherent in two-phase flow. .

第2図はドライアウト点のゆらぎにより伝熱管に温度変
動が生ずる機構を模式的に示したもので、横軸に蒸気乾
き度、縦軸に温度をとってあり、JおよびMは、それぞ
れ、液体ナトリウムおよび水・蒸気、KおよびLは伝熱
管外壁および内壁、0はドライアウト点を示しており、
両端に矢印の附された上下に引かれた線は温度変動範囲
を示している。
Figure 2 schematically shows the mechanism by which temperature fluctuations occur in heat exchanger tubes due to fluctuations in the dryout point.The horizontal axis represents steam dryness, and the vertical axis represents temperature.J and M are, respectively, Liquid sodium and water/steam, K and L indicate the outer and inner walls of the heat exchanger tube, 0 indicates the dryout point,
Lines drawn up and down with arrows at both ends indicate the range of temperature fluctuations.

すなわち、ドライアウト点Oの前後において熱伝達率が
1〜1/工0の間で変化するサイクルが加わると、伝熱
管、特に、伝熱管内壁りには大きな温度変動サイクルが
発生する。
That is, when a cycle in which the heat transfer coefficient changes between 1 and 1/work 0 before and after the dryout point O is added, a large temperature fluctuation cycle occurs in the heat exchanger tube, particularly on the inner wall of the heat exchanger tube.

この温度変動サイクルにより管壁に加わる熱応力サイク
ルの振巾ほかなり大きい値となり、いかなる運転条件に
おいても伝熱管材料の降伏応力以下に抑えることは難し
く、長期間に亘る運転の後には、ある程度の疲労の蓄積
は避けられない。
Due to this temperature fluctuation cycle, the amplitude of the thermal stress cycle applied to the tube wall becomes relatively large, and it is difficult to suppress it below the yield stress of the heat exchanger tube material under any operating conditions, and after long-term operation, a certain degree of fatigue may occur. Accumulation is unavoidable.

本発明者はこれらの検討結果にもとづき、ドライアウト
点のゆらぎを小さくすると同時に、ドライアウト点の生
ずる部分の伝熱管を熱抵抗体で被覆する構造とすること
により、ドライアウト点近傍の熱流束を低下させ、その
結果、ドライアウト点のゆらぎにより生ずる伝熱管壁の
温度サイクル、さらには熱応力サイクルの変動振巾を抑
制し、これによって長期間にわたる蒸気発生器の健全性
を高めうろことを可能としたものである。
Based on these study results, the present inventors reduced the fluctuation of the dryout point and at the same time covered the heat transfer tube in the area where the dryout point occurs with a thermal resistor, thereby reducing the heat flux near the dryout point. As a result, the temperature cycle of the heat exchanger tube wall caused by the fluctuation of the dryout point, as well as the fluctuation amplitude of the thermal stress cycle, can be suppressed, thereby improving the long-term health of the steam generator. This made it possible.

以下、実施例について説明する。Examples will be described below.

第3図の蒸気発生器1は、胴2と多数の伝熱管5から成
っており、胴2は上部胴3および下部胴4から構成され
、伝熱管5は給水下降管部6と蒸気上昇管部7とから成
っている。
The steam generator 1 shown in FIG. 3 consists of a shell 2 and a large number of heat exchanger tubes 5. The shell 2 is composed of an upper shell 3 and a lower shell 4, and the heat exchanger tubes 5 are composed of a feed water downcomer section 6 and a steam riser tube. It consists of part 7.

給水下降管部6はその一端が上部胴3に設けられている
給水ヘッダ11は接続し、蒸気上昇管部Tはその一端が
上部胴3に設けられている蒸気ヘッダ12に接続してお
り、蒸気上昇管部7は円筒状の内部シュラウド13の周
囲にヘリカルコイル状に巻かれている。
The water supply downcomer section 6 has one end connected to the water supply header 11 provided in the upper shell 3, and the steam riser pipe section T has one end connected to the steam header 12 provided in the upper shell 3. The steam riser section 7 is wound in a helical coil around a cylindrical inner shroud 13.

また、給水下降管部6と蒸気上昇管部7との間には円筒
状の熱遮蔽体8が内部シュラウド13と同心状に配置さ
れている。
Further, a cylindrical heat shield 8 is arranged concentrically with the internal shroud 13 between the water supply downcomer section 6 and the steam riser section 7 .

ナトリウム入口ノズル19は上部胴3を貫通して設けら
れ、その一端はリングヘッダ20に接続し、リングヘッ
ダ20には熱遮蔽体8と内部シュラウド13との間に形
成される上昇管部領域25に挿入されるナトリウム分配
管21が取付けられている。
A sodium inlet nozzle 19 is provided through the upper shell 3 and is connected at one end to a ring header 20 which includes a riser region 25 formed between the heat shield 8 and the inner shroud 13. A sodium distribution pipe 21 is attached to be inserted into the pipe.

下部胴4の下部にはナトリウム出口ノズル22が設けら
れている。
A sodium outlet nozzle 22 is provided at the bottom of the lower barrel 4 .

この他、上部胴3の頂部にはナトリウムと水とが反応し
た場合の反応生成物の放出ノズル23が設けられている
In addition, a nozzle 23 for discharging a reaction product when sodium and water react is provided at the top of the upper body 3.

そして、蒸気上昇管部7の一部に位置する各伝熱管5の
外面は熱抵抗体30によって被覆され熱流抑制区間31
を構成する。
The outer surface of each heat exchanger tube 5 located in a part of the steam riser pipe portion 7 is covered with a heat resistor 30 and a heat flow suppression section 31
Configure.

熱抵抗体30の被覆状態を示したのが、第4図および第
5図で、第4図は複数本の伝熱管5をまとめて覆う構造
としたものであり、第5図は伝熱管5を個別に覆う構造
としたものであり、これらの熱抵抗体30で被覆される
熱流束抑制区間31は蒸気上昇管部7の全長の20係に
わたって設けられている。
4 and 5 show the covering state of the thermal resistor 30. FIG. 4 shows a structure in which a plurality of heat transfer tubes 5 are covered together, and FIG. 5 shows a structure in which a plurality of heat transfer tubes 5 are covered together. The heat flux suppressing section 31 covered with these thermal resistors 30 is provided over 20 sections of the entire length of the steam riser pipe section 7.

このような構造の蒸気発生器においては、高温のナトリ
ウムは、ナトリウム入口ノズル19より、リングヘッダ
20およびナトリウム分配管21を通って上昇管部領域
25に流入する。
In a steam generator having such a structure, high temperature sodium flows from the sodium inlet nozzle 19 through the ring header 20 and the sodium distribution pipe 21 into the riser region 25.

流入したナトリウムはこの領域25を下降し、ナトリウ
ム出ロノズル22より流出する。
The inflowing sodium descends through this region 25 and flows out from the sodium outlet nozzle 22.

一方、水は給水ヘッダ11から各伝熱管5の給水下降管
部6に供給され、給水下降管部6内を下降し、ついで蒸
気上昇管部γを上昇する。
On the other hand, water is supplied from the water supply header 11 to the water supply downcomer section 6 of each heat transfer tube 5, descends within the water supply downcomer section 6, and then ascends through the steam riser section γ.

そして、この蒸気上昇管部7を通過する間にナトリウム
によって加熱され蒸気となり、蒸気へラダ12より流出
する。
Then, while passing through the steam riser pipe section 7, it is heated by sodium and becomes steam, which flows out from the ladder 12 into steam.

蒸気上昇管部γの熱流束抑制区間31においては、管外
面に熱抵抗体30が取り付けられており、この区間の熱
流束は他の区間の半分程度に抑制される。
In the heat flux suppression section 31 of the steam riser pipe section γ, a thermal resistor 30 is attached to the outer surface of the tube, and the heat flux in this section is suppressed to about half that of other sections.

熱抵抗体30には熱伝導率が比較的小さい不銹鋼が用い
られるが、肉厚を厚(すれば伝熱管と同一のクロム、モ
リブデン鋼を用いることができる。
The heat resistor 30 is made of stainless steel with a relatively low thermal conductivity, but if the wall thickness is increased, the same chromium or molybdenum steel as the heat exchanger tube can be used.

第6図は伝熱管内壁の温度変動振巾についての解析結果
を示したもので、横軸には熱抵抗体の熱抵抗と伝熱管の
熱抵抗との比がとってあり、縦軸には管内壁の温度変動
振巾(℃)がとってあり、P 、Q t Rはそれぞれ
30係、50係、100係負荷の場合、Sは温度変動振
巾の許容範囲を示しており、熱抵抗体を設けることによ
り、温度変動振巾が抑制される傾向がわかる。
Figure 6 shows the analysis results for the amplitude of temperature fluctuation on the inner wall of the heat exchanger tube, where the horizontal axis shows the ratio of the thermal resistance of the thermal resistor to the thermal resistance of the heat exchanger tube, and the vertical axis shows The temperature fluctuation amplitude (°C) of the inner wall of the pipe is taken, and when P and Q t R are 30, 50, and 100 load, respectively, S indicates the allowable range of temperature fluctuation, and the thermal resistance It can be seen that by providing a body, the amplitude of temperature fluctuation tends to be suppressed.

また、温度変動振巾は負荷によっても影響を受け、例え
ば、30%負荷の運転を継続しても伝熱管壁に熱疲労が
蓄積しないことを条件とすると、伝熱管の熱抵抗の1.
5倍程度の熱抵抗を有する熱抵抗体を設ければよいこと
がわかる。
In addition, the amplitude of temperature fluctuation is also affected by the load. For example, assuming that thermal fatigue does not accumulate on the heat exchanger tube wall even if operation is continued at 30% load, the thermal resistance of the heat exchanger tube is 1.
It can be seen that it is sufficient to provide a thermal resistor having a thermal resistance approximately five times higher.

第7図は、ドライアウト点を熱流束抑制区間31内に保
持するための制御装置の実施例を示すものである。
FIG. 7 shows an embodiment of a control device for maintaining the dryout point within the heat flux suppression zone 31.

加熱流体であるナトリウムは中間熱交換器41内で原子
炉(図示せず)で加熱された一次ナトリウムと熱交換す
ることにより昇温する。
The temperature of sodium, which is a heating fluid, is increased by exchanging heat with primary sodium heated in a nuclear reactor (not shown) in an intermediate heat exchanger 41.

この昇温したナトリウムは蒸気発生器1に供給され、上
昇管部領域25を流下して蒸気上昇管部γの伝熱管内を
流れる水または蒸気と熱交換する。
This heated sodium is supplied to the steam generator 1, flows down the riser section region 25, and exchanges heat with water or steam flowing inside the heat transfer tube of the steam riser section γ.

上昇管部領域25を流下するナトリウムの温度は熱流束
抑制区間31をはさんでその上流と下流に少なくとも2
点ずつ設けられている温度計46により計測される。
The temperature of the sodium flowing down the riser section region 25 is determined by at least two regions upstream and downstream of the heat flux suppression section 31.
The temperature is measured by a thermometer 46 provided at each point.

蒸気発生器1で熱交換を終ったナトリウムは、ポンプ駆
動装置43により駆動されるナトリウムポンプ42によ
り昇圧され、再び中間熱交換器41に戻る。
The sodium that has undergone heat exchange in the steam generator 1 is pressurized by a sodium pump 42 driven by a pump drive device 43 and returns to the intermediate heat exchanger 41 again.

一方、ポンプ駆動装置45により駆動される給水ポンプ
44で昇圧された給水は、給水へラダ11より蒸気発生
器1に入る。
On the other hand, the feed water whose pressure has been increased by the feed water pump 44 driven by the pump drive device 45 enters the steam generator 1 from the ladder 11 to feed water.

給水は蒸気上昇管部γの伝熱管内を上昇する間にナトリ
ウムと熱交換して沸騰し過熱されて、蒸気ヘッダ12よ
り蒸気発生器外に排出される。
While the feed water rises in the heat exchanger tube of the steam riser section γ, it exchanges heat with sodium, is boiled and superheated, and is discharged from the steam header 12 to the outside of the steam generator.

この過熱蒸気は蒸気タービン(図示せず)の駆動に用い
られ、動力を発生する。
This superheated steam is used to drive a steam turbine (not shown) to generate power.

このとき給水ポンプ44を駆動するポンプの駆動装置4
50回転数は温度計46により検出された上昇管部領域
25のナトリウム温度に関する信号により調節され、ド
ライアウト点が熱流束抑制区間31内に常に存在するよ
うに制御される。
At this time, the pump drive device 4 that drives the water supply pump 44
The 50 rotational speed is regulated by a signal regarding the sodium temperature in the riser region 25 detected by the thermometer 46 and is controlled in such a way that the dryout point is always within the heat flux suppression zone 31 .

第8図はナトリウム温度に関する信号によりドライアウ
ト点の位置が検出できることを示す説明図であるが、第
1図にみられるように、向流型熱交換を行なう蒸気発生
器においては、沸騰が進み、いわゆる、蒸気の乾き度が
増すにつれて、ナトリウムと蒸気との温度差は増加する
Figure 8 is an explanatory diagram showing that the position of the dryout point can be detected by the signal related to the sodium temperature.As seen in Figure 1, in a steam generator that performs countercurrent heat exchange, boiling progresses. , so-called, as the dryness of the steam increases, the temperature difference between the sodium and the steam increases.

一方、蒸気の乾き度が増してドライアウト現象が生ずる
と熱伝達率が急激に減少することは良く知られており、
従って、熱伝達率とす) リウム・蒸気間の温度差の積
として定まる熱流束はドライアウト点において極太値を
示すことになる。
On the other hand, it is well known that when the dryness of steam increases and a dryout phenomenon occurs, the heat transfer coefficient decreases rapidly.
Therefore, the heat flux, which is determined as the product of the temperature difference between lithium and vapor (referred to as heat transfer coefficient), exhibits an extremely large value at the dryout point.

さらに、熱流束は熱のバランスを考慮すれば、ナトリウ
ムの流れ方向の温度勾配に比例するものであり、従って
ドライアウト点の位置はナトリウムの流れ方向の温度勾
配が最大値を示す点として検出することができ“る。
Furthermore, considering the heat balance, the heat flux is proportional to the temperature gradient in the flow direction of sodium, and therefore the position of the dryout point is detected as the point where the temperature gradient in the flow direction of sodium shows the maximum value. be able to.

第8図の横軸は上昇管部領域25のドライアウト点の存
在する位置を示し、縦軸は上昇管部領域25内で熱流束
抑制区間31(図ではこの部分をUで示す)を中心に上
、下に2点ずつ設定された温度計測点(A、BおよびC
,D)におけるナトリウム温度の各温度差を示したもの
である。
The horizontal axis in FIG. 8 indicates the position of the dryout point in the riser pipe region 25, and the vertical axis is centered on the heat flux suppression section 31 (this portion is indicated by U in the figure) within the riser pipe region 25. Temperature measurement points (A, B and C) set at two points each on the top and bottom of the
, D) shows the temperature difference in sodium temperature.

ただし、A、B、C,Dはナトリウムの流れに対して温
度計測点の位置を上流から順に示したもので、A、B間
の距離とC,D間の距離は予め等しくなるように設定さ
れている。
However, A, B, C, and D indicate the positions of temperature measurement points in order from upstream to the flow of sodium, and the distance between A and B and the distance between C and D are set in advance to be equal. has been done.

なお、同図のV、W。Xは、それぞれ、(TA TB
)t (TCTD)t(TA−TB) −(To−TD
)を示している。
In addition, V and W in the same figure. X is (TA TB
)t (TCTD)t(TA-TB) -(To-TD
) is shown.

前述の如く、温度差(TA−TB)あるいは(T。As mentioned above, the temperature difference (TA-TB) or (T.

−TD)はA、B間あるいは、C,D間の平均熱流束に
比例する値であり、ドライアウト点がA、B間、あるい
は、C,D間に存在する時に、それぞれ最大となる。
-TD) is a value proportional to the average heat flux between A and B or between C and D, and becomes maximum when the dryout point exists between A and B or between C and D, respectively.

従って、両温度差の差、すなわち、(TA−TB)−(
To−TD)は、ドライアウト点の位置に対応して第8
図のXに示したような値となる。
Therefore, the difference between both temperatures is (TA-TB)-(
To-TD) is the eighth point corresponding to the position of the dry-out point.
The value will be as shown by X in the figure.

すなわち、熱流束抑制区間31より上流にドライアウト
点が存在する場合には、(TA−TB)−(TC−TD
)は正の値を示し、熱流束抑制区間31より下流にドラ
イアウト点が存在する場合には、(TA−TB)−(T
C−TD)は負の値を示す。
That is, if a dryout point exists upstream of the heat flux suppression section 31, (TA-TB)-(TC-TD
) indicates a positive value, and if a dryout point exists downstream of the heat flux suppression section 31, (TA-TB)-(T
C-TD) indicates a negative value.

また、(TA TB) (TCTD)が0となるの
は、ドライアウト点が熱流束抑制区間31の中央に位置
しているときである。
Further, (TA TB) (TCTD) becomes 0 when the dryout point is located at the center of the heat flux suppression section 31.

従って、(TA−TB)−(Tc−TD)の信号は少な
くともA−Dの区間内においては熱流束抑制区間31の
中央からのドライアウト点の位置のいずれにほぼ比例し
た信号となることがわかる。
Therefore, the signal (TA-TB)-(Tc-TD) can be a signal that is approximately proportional to the position of the dryout point from the center of the heat flux suppression section 31 at least within the section A-D. Recognize.

従って、第7図の蒸気発生器において、温度計46の各
検出信号を−(’rA−TB)+(’ro−TD)とな
るように合成すると、この値が正の場合はドライアウト
点の位置が熱流束抑制区間31よりも下流側にあること
を意味している。
Therefore, in the steam generator shown in Fig. 7, if each detection signal of the thermometer 46 is combined to become -('rA-TB) + ('ro-TD), if this value is positive, the dryout point is reached. This means that the position is on the downstream side of the heat flux suppression section 31.

それ故、このような場合には、給水ポンプ44のポンプ
駆動装置45の回転数を増やして給水流量を増加させる
Therefore, in such a case, the rotation speed of the pump drive device 45 of the water supply pump 44 is increased to increase the water supply flow rate.

すなわちGN/GWを減少させることにより、ドライア
ウト点を熱流束抑制区間31内に移動させることができ
る。
That is, by reducing GN/GW, the dryout point can be moved into the heat flux suppression section 31.

また、逆に、この値が負の場合にはドライアウト点の位
置が熱流束抑制区間31よりも上流側にあることを意味
し、給水ポンプ駆動装置450回転数を減らして給水流
量を減少させることにより、すなわち、0870wを増
加させることにより、ドライアウト点を熱流束抑制区間
31内に移動させることができる。
Conversely, if this value is negative, it means that the position of the dryout point is on the upstream side of the heat flux suppression section 31, and the number of rotations of the water supply pump drive device 450 is reduced to reduce the water supply flow rate. In other words, by increasing 0870w, the dryout point can be moved into the heat flux suppression section 31.

このように蒸気発生器1の作動状態をドライアウト点の
位置が絶えず熱流束抑制区間31内に入るように制御す
ることにより、伝熱管5には過大な熱応力が加わること
がなくなるので、長期間にわたり運転を行なった後にお
いてもなお健全性の高い蒸気発生器を提供することが可
能になる。
By controlling the operating state of the steam generator 1 in such a way that the position of the dryout point is always within the heat flux suppression zone 31, excessive thermal stress is not applied to the heat exchanger tubes 5, so that It becomes possible to provide a steam generator that is still highly sound even after being operated for a long period of time.

第9図は、他の実施例を示すもので、第7図の実施例と
異なる点は、温度計46の測定結果をナトリウムポンプ
42のポンプ駆動装置43に与えている点である。
FIG. 9 shows another embodiment, which differs from the embodiment shown in FIG. 7 in that the measurement result of the thermometer 46 is given to the pump drive device 43 of the sodium pump 42.

すなわち、上昇管部領域25のナトリウム温度の計測値
を(TA−TB) cT’o−TD)となるよう合成
し、この信号がナトリウムポンプ42を駆動するポンプ
駆動装置43の回転数の制御に用いられる。
That is, the measured value of the sodium temperature in the riser section region 25 is synthesized to become (TA-TB) cT'o-TD), and this signal is used to control the rotation speed of the pump drive device 43 that drives the sodium pump 42. used.

この場合は、(TA−TB)−(’rc−’rD)の値
が正の場合には、ドライアウト点の位置が熱流束抑制区
間31よりも上流側にあることになるので、ナトリウム
ポンプ420回転数を増やして、GN/GWを増加させ
ることにより、ドライアウト点の位置を熱流束抑制区間
31内に移動させることができる。
In this case, if the value of (TA-TB)-('rc-'rD) is positive, the position of the dryout point is on the upstream side of the heat flux suppression section 31, so the sodium pump 420 By increasing the rotation speed and increasing GN/GW, the position of the dryout point can be moved into the heat flux suppression zone 31.

また、逆に(TA−TB) (TCTD)の値が負の
場合には、ドライアウト点の位置が熱流束抑制区間31
の下流側にあることになるのでナトリウムポンプ420
回転数を減らす。
Conversely, if the value of (TA-TB) (TCTD) is negative, the position of the dryout point is within the heat flux suppression section 31.
Sodium pump 420
Reduce rotation speed.

その結果GN/GWを減少させることにより、ドライア
ウト点の位置を熱流束抑制区間31内に引き戻すことが
できる。
As a result, by reducing GN/GW, the position of the dryout point can be pulled back into the heat flux suppression section 31.

このような制御方式を採用した場合も、前述の実施例と
同様な効果を得ることができる。
Even when such a control method is adopted, effects similar to those of the above-mentioned embodiment can be obtained.

以上の如く、本発明の蒸気発生器は、伝熱管壁の温度変
動にもとづく熱応力による伝熱管の疲労を抑制すること
ができるので、長期間の運転を行なった後にも健全性が
高く、信頼性の優れた蒸気発生器を提供するものであっ
て、工業的効果の犬なるものである。
As described above, the steam generator of the present invention can suppress fatigue of the heat exchanger tubes due to thermal stress caused by temperature fluctuations in the heat exchanger tube walls, so even after long-term operation, the steam generator has high soundness. It provides a steam generator with excellent reliability and is a key to industrial effectiveness.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図および第2図は蒸気発生器のドライアウト現象の
説明図、第3図は本発明蒸気発生器の要部断面図、第4
図および第5図は本発明蒸気発生器の伝熱管のそれぞれ
異なる実施例の断面図、第6図は本発明蒸気発生器の温
度変動の目標を示す線図、第7図は本発明蒸気発生器の
一実施例の要部断面系統図、第8図は本発明蒸気発生器
の動作原理を示す線図、第9図は本発明蒸気発生器の他
の実施例の要部断面系統図である。 符号の説明、1・・・・・・蒸気発生器、2・・・・・
・胴、5・・・・・・伝熱管、6・・・・・・給水下降
管部、I・・・・・・蒸気上昇管部530・・・・・・
熱抵抗体、31・・・・・・熱流束抑制区間、42・・
・・・・ナトリウムポンプ、44・・・・・・給水ポン
プ、43,45・・・・・・ポンプ駆動装置、46・・
・・・・温度計。
1 and 2 are explanatory diagrams of the dry-out phenomenon of a steam generator, FIG. 3 is a sectional view of the main part of the steam generator of the present invention, and FIG.
5 and 5 are cross-sectional views of different embodiments of the heat exchanger tubes of the steam generator of the present invention, FIG. 6 is a diagram showing the target temperature fluctuation of the steam generator of the present invention, and FIG. 7 is a diagram showing the temperature fluctuation target of the steam generator of the present invention. FIG. 8 is a diagram showing the operating principle of the steam generator of the present invention, and FIG. 9 is a cross-sectional diagram of the essential parts of another embodiment of the steam generator of the present invention. be. Explanation of symbols, 1...Steam generator, 2...
- Shell, 5... Heat exchanger tube, 6... Water supply descending pipe section, I... Steam rising pipe section 530...
Thermal resistor, 31...Heat flux suppression section, 42...
... Sodium pump, 44 ... Water supply pump, 43, 45 ... Pump drive device, 46 ...
····thermometer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 管側に被加熱流体を流し、シェル側に加熱流体を流
して熱交換させるシェルアンドチューブ型の蒸気発生器
において、前記管の長手方向の一部に位置しその外面を
被覆する熱抵抗体と、前記被加熱流体のドライアウト点
の位置を検出する手段と、該手段により得られたドライ
アウト点の位置の検出結果により前記加熱流体と前記被
加熱流体との流量の比を制御する手段とを有し、前記管
の熱抵抗体の被覆されている部分にドライアウト点の位
置を保持するようにしたことを特徴とする蒸気発生器。 2 前記被加熱流体のドライアウト点の位置を検出する
手段が、前記管の熱抵抗体で被覆された部分の上流と下
流側における前記加熱流体の流れ方向の温度勾配を測定
し、これら二つの温度勾配の差信号を求める手段であ乞
特許請求の範囲第1項記載の蒸気発生器。 3 前記加熱流体と前記被加熱流体との流量の比を制御
する手段が、被加熱流体の流量変化のみにより制御され
るよう構成されている特許請求の範囲第1項記載の蒸気
発生器。 4 前記加熱流体と前記被加熱流体との流量の比を制御
する手段が、加熱流体の流量変化のみにより制御される
よう構成されている特許請求の範囲第1項記載の蒸気発
生器 5 前記被加熱流体が水であり、前記加熱流体が液体金
属である特許請求の範囲第1項から第3項までの何れか
1項記載の蒸気発生器。 6 前記液体金属が液体ナトリウムである特許請求の範
囲第5項記載の蒸気発生器。
[Scope of Claims] 1. In a shell-and-tube type steam generator in which a fluid to be heated is passed through the tube side and a heating fluid is flowed through the shell side for heat exchange, the steam generator is located in a part of the tube in the longitudinal direction and is located on the outer surface of the tube. a thermal resistor covering the heating fluid, a means for detecting the position of the dryout point of the heated fluid, and a flow rate of the heated fluid and the heated fluid based on the detection result of the dryout point position obtained by the means. and means for controlling the ratio of the heat resistor to maintain the position of the dryout point at a portion of the tube covered with a heat resistor. 2. The means for detecting the position of the dryout point of the heated fluid measures the temperature gradient in the flow direction of the heated fluid on the upstream and downstream sides of the portion of the pipe covered with the thermal resistor, and A steam generator according to claim 1, further comprising means for determining a temperature gradient difference signal. 3. The steam generator according to claim 1, wherein the means for controlling the ratio of the flow rates of the heating fluid and the heated fluid is configured to be controlled only by a change in the flow rate of the heated fluid. 4. The steam generator 5 according to claim 1, wherein the means for controlling the ratio of the flow rates of the heating fluid and the fluid to be heated is configured to be controlled only by a change in the flow rate of the heating fluid. A steam generator according to any one of claims 1 to 3, wherein the heating fluid is water and the heating fluid is a liquid metal. 6. The steam generator according to claim 5, wherein the liquid metal is liquid sodium.
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