JPS599409A - 気水分離器のドレンレベル検出器サポ−ト - Google Patents

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】 本発明は原子力発電タービン用気水分離器のレベル検出
器のサポートに関するものである。

気水分離器は、高圧タービンからの排気中の湿分を分離
し、分離後の蒸気を低圧タービン等に供給する役割を果
たす。レベル検出器はその湿分レベルを検出するために
設置される。

従来、このような気水分離器のレベル検出器は受台に固
定して取例けている。かかる固定取付けの場合、気水分
離器・レベル検出器間の熱膨張差により応力がかわるこ
とがある。これを避けるべ〈従来技術においては配管と
受台の熱膨張差は、配管を長く引き廻して、配管のたわ
みにより配管に発生する該熱応力を減少させて対処して
いる。

ところがこの従来技術の構成では、配管曲げ部や継手部
等へ応力が集中したり、また配管に振動が発生するとい
う問題がある。このため、かような熱応力集中や振励に
より、配管に亀裂が生じる可能性もないとは言えない。

この欠点は、かかる気水分離器が原子力発電において使
用されるものなので、きわめて重大な問題となる。沸騰
水形原子力発電に使用される循環蒸気には放射能が含ま
れているが、この蒸気が漏洩し、被曝する事故は絶対に
防止しなければならないからである。

この問題は、レベル検出器用配管の材質が近年、防蝕及
び信頼性の向上を図るべく、炭素鋼からステンレス鋼に
変ったことにより、一層助長されてイル。つまり材料と
してのステンレス鋼は、オーステナイト系材料が一般に
使用されているが、この材料は炭素鋼に比べ熱膨張率が
約１．３倍と大きく、従って上記熱膨張差は一層大きく
なっているからである。（熱膨張率は、発電用原子力設
備に関する構造等の技術基準より、２００Ｃ時での比較
。） よってレベル検出器を、このような大きい熱膨張を吸収
し、しかも信頼性を確保しつつ設置する技術が望まれて
いるわけである。

更に上記問題に付随して、従来技術にあっては、熱膨張
による熱応力の減少のために配管を長く引き廻す結果、
機器廻りに配管設置スペースを太きく必要とするという
問題もある。配管の振動によυ、レベル検出器の誤動作
の可能性などの不具合の生じる処のあることは言うまで
もない。

この従来技術の問題につき、第１図乃至第５図を参照し
て−ｊ−詳しく説明すると、下記の如くである。

第１図は原子力発電の仕組を系統的に示したものである
。原子炉１で作られた蒸気２は、高圧タービン３に入り
仕事をし、気水分離器４を通り低圧タービン５に入り仕
事をした後、復水器６で水７となシ、給水加熱器８で加
熱され、原子炉１に入り再利用される。

このような原子力発電系において、気水分離器４は、高
圧タービン３より出た蒸気２ａ中に含まれている多量の
湿分を分離し、乾き蒸気に近い蒸気２Ｌ）を低圧タービ
ン５に供給して、効率向上。

タービンの工」」−ジョン発生防止を達成する役割を果
たす。分離されたドレン９はヒーター８に導入される。

レベル検出器１０は、湿分分離器４のレベルを検出すべ
く、該湿分分離器４の胴体下部に設置される。

第２図は、第１図で示した主要機器の設定状態を立体的
に示したものである。

間圧タービン３、低圧タービン５はタービン架台１４上
に設定され、気水分離器４はその横位置に設定され、ク
ロスアラウンド管１２及び１３により、高圧タービン３
と低圧タービン５が連結されている。クロスアラウンド
管１２及び１３内には通常２００Ｃ前後の蒸気が流れる
ので熱膨張が生ずる。こ扛を吸収する必要がるるが、気
水分離器４は一般に１缶の重量が約１０ＯＳもあるため
固定方法で設置することが困蛯である。

従って、気水分離器４は第３図に示す如くタービン建屋
１５よシハンガー１６により吊り下げられて設置される
。このように設置すると、タービン稼働時において熱膨
張があっても気水分離器４は第４図にボすように移動し
てこれを吸収できる。

つまりクロスアラウンド管１２及び１３の熱膨張により
、気水外ｍ器４は水平方向に５０順前後移動すめのであ
るが、この移動はハンガー１６の傾斜によシ吸収される
ものである。

次に第５図を参照して、従来技術におけるレベル検出器
１０の設置状態を説明する。

前述した如く高圧タービン３で仕事をし多量の塀分を含
んだ蒸気２ａは、気水分離器４を通過する間にドレン１
７が分離され、乾き蒸気に近い蒸気２ｂで低圧タービン
５に供給される。

分離されたドレン９は通常スムースにヒーター８に供給
され、気水分離器４内には溜らない仕組になっているが
、万一ドレン９があるレベル以上に気水分離器４内に溜
まると、折角分離したドレン１７は蒸気２ａと共に低圧
タービン５に運び込まれ（所謂キャリーオーバーフ、効
率低下、エロージョン発生、動翼の飛散等不具合発生の
原因となる。又、ハンガー１６にかかる荷重が増大する
ので、ハンガー１６．タービン建屋１５等の設備を必要
以上に強固にする不経済が生ずる。

従って、レベル検出器１０は以上の不具合の未然防止と
して、設置される。ドレンレベル１８がある位置に姉し
た場合は、これをレベル検出器１０で検出し、輪軸の発
生、発電所の稼働停止などを行って、上記問題の発生を
防ぐのである。

かかる機能を果たさせるため、レベル検出器１０は、気
水分離器４の胴体下部に２本の配管１９で結合される。

しかしレベル検出器１０の重量は２本の配管１９では支
えきれないため、図示の如く別途受台２０を設けるが、
従来は第５図のように一方を気水分離器４に固定し、他
方でレベル検出器１０を載置する固定式サポートとなっ
ていた。即ちタービンの稼働時には気水分離器４は水平
方向に約５０關移動し又、レベル検出器１０は気水分離
器４胴体の熱膨張により約２■降下するため、気水分離
器４と別置のレベル検出器受台は技術上不可能なため、
気水分離器４と一体に移動する、気水分離器４に一体的
に取付けの受台２０を用いているのである。しかし、受
台２０は大気中に有るため、タービン稼働中でも熱１彫
脹はないが、配管１９中には蒸気が充満するため配管１
９の方には熱膨張が生じる。この熱膨張差により、前記
した如き応力の集中、破損の可能性などの問題が発生す
る。受台２０の材質が近年ＳＵＳなどのステンＶスにな
って来たことが、この傾向を助長していることは、前述
したとおりである。

本発明は、この熱膨張差を吸収する為のサポート装置に
係るものである。

即ち本発明は上記の如き事情に鑑みてなされたもので、
その目的は、気水分離器のレベル検出器の配管に発生す
る熱応力ｆ振動等を緩和させ、これにより、従来技術で
は問題となる処のあった配管の亀裂発生、撮動によるレ
ベル検出器誤作動等の不具合を防止して、健全で良好な
レベル検出を達成し得るようにレベル検出器を支持する
サポートを提供することにある。

以下、本発明の一実施例を、第６図乃至第８図を用いて
説明する。

この丈ボートは気水分離器４のレベル検出器１０を保持
するものであり、レベル検出器１０は気水分離器４中の
レベルを検出すべく、該気水分離器４の下方に２本の配
管１９にて接続されている。サポートは、固定部分２０
ａと、レベル検出器１０支持用支持部とを備えて受台２
０を構成し、かつこの受台２０と配管１９との熱膨張差
を吸収し得るスライド面２６を具備させて構成する。本
例では、固定部分２０ａは、気水分離器４への固定とな
っておυ、支持部は、たわみポール２２によ多構成する
（たわみボール２２０作用は後述）。

この構成の結果、配管１９が熱膨張で伸び、受台２０は
余り伸びず、両者間に熱膨張差が生じても、スライド面
２６で双方がわが互いに移動して、該膨張差で応力が発
生したり破損に至るなどのことが確実に防止される。本
例では、スライド面２６は、支持部たるたわみボール２
２を取付けているプＶ−）　２３の下面と、固定部２０
ａがわの受座２０ｂの上面とがスライドするように設け
である。

以下本実施例の具体的構成について、更に詳しく説明す
る。

本例サポートは、検出器支持部がわが支持部をなすたわ
みボール２２とそれを支持するグレート２３、とから成
り、固定部がわけ該グレート２３（９） をスライド面２６にて移動自在に載置する受座２０ｂと
、との受座２０ｂに取付は固定されたストッパー２５と
を有している。更にストッパー２５とプレート２３との
間には、弾性部材たるスプリング２４が介装されている
。

レベル検出器１０はその底面ＩＱａと、プレート２３の
上面２３８間に微小な間隙２７を設けて、ポール２２に
より支持される。プレート２３はスプリング２４．スト
ッパー２５によシ受台上面に押しイ；１けられた状態で
組立られる。

本ザボートは、このような構成であるから、レベル検出
器１０の重量を受台２０で受止めながら、配管１９の熱
膨張によるレベル検出器１０の矢印２１方向の移動を、
スジイド面２６を構成している受台上面上をグレート２
３をスライドさせることにより吸収できる。よって配管
１９に不具合の生じる応力の発生を確実に防止する効果
がある。

なお第６図中破線で示すのは接合面Ａで、この面Ａで材
料部材を接合して一体化し、受台２０としたものである
。

（１０） スプリング２４はレベル検出器１０の振動振幅を吸収し
−Ｃ減少させる作用を果たす。これによりレベル検出器
１０の振動による誤作動を防止する効果がある。

また本例では、支持部としてたわみボール２２を用いる
が、このボール２２のたわみは、一定程匿までは配管１
９の伸びをボール２２がたわむことで配管１９に応力を
かけず、かつ一定程度以上になれば、このボール２２自
体が破損することによシ配管１９の方に過大な力が加わ
るのを防止する作用を呈する。第７図はこのボール２２
のたわみによる配管１９の熱膨張吸収要領を示す。例え
ば万一、プＶ　−ト２３がスライド面２６上をスライド
しない場合は、ボールたわみ２８により配管１９の熱膨
張を吸収し、該配管１９の亀裂発生を防ぐ効果がある。

このボール２２は、レベル検出器１０を支持し得るとと
もに、たわみ得るように細い棒にして形成する。この時
配管１９に応力が加わらないように、配管の許容応力１
９よりもはるかに小さい許容応力とする。

（１１） 具体的にはボールたわみ２８によね配管１９に発生する
応力はＴ１により調整（設計）シ、配管１９には不具合
を発生させないサポートとする。

即ち、一般に知られている材料力学の公式％式％ Ｗ・・・ボール２２をたわませる荷重、即ち配管１９に
かかる荷重 α・・・定数 δ・・・ボールたわみ２８ ｄ・・・ボール直径２９ ｔ・・・ボール高さ３０ から、ボール直径２９とボール高さ３０を調整して、配
管１９にかかる荷重を選定する。

レベル検出器１０の底面とプレート２３の上面間に微小
な間隙２７を設けることは、ボールたわみ２８が生ずる
際の摩擦抵抗の発生を防止する効果がある。

第８図はボール１９が破断した状態を示す。ボール直径
２９とポール席さ３０は、ボール２２が目標のボールた
わみ２８を越えたら、該ボール２２（１２） 自体が破断するように役割する。このようにボール２２
が破断するように設計すると、配管１９に大きな応力が
かからないので、配管１９を破損させないという効果を
もたらす。同、ボール２２が破損した場合は、プレート
上面にレベル検出器１０が乗る構造とする。これによっ
ても、配管１９の破損を防止できる。

またボール２２は、気水分離器４の本体自体が図の上下
方向で膨張する時、これに追従してレベル検出器１０が
わの被支持部１０１）がボール２２に沿って上方に移動
可能なように形成されている。

このようにすることにより、気水分離器４の膨張にも対
処することができる。

上述の如く本発明のレベル検出器サポートは、気水分離
器のレベル検出器に不具合が発生せず、破損その他熱膨
張差に帰因する問題点などをことごとく解消できるとい
う効果がある。

なお当然のことではあるが、本発明は図示の実施例にの
み限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

（１３） 第１図乃至第５図は従来例を示し、第１図は原子力発電
所の仕組みを系統的に示したもの、第２図は第１図で示
した主要機器の設定状態を立体的に示したもの、第３図
及び第４図は気水分離器の各々設置状態を示したもの、
第５図はレベル検出器の設置状態を示したものである。 ＠６図乃至第８図は、各々本発明の一実施例におけるレ
ベル検出器のサポート取付状態を示した図である。 １・・・原子炉、３・・・高圧タービン、４・・・気水
分離器、５・・・低圧タービン、１０・・・レベル検出
器、１９・・・配管、２０・・・受台、２０ａ・・・固
定部分、２２・・・ボール（支持部）、２３・・・プレ
ート、２４・・・スプリング（弾性材料）、２６・・・
スライド部（スライド面）、２８・・・ボールたわみ。 代理人　弁理士　秋本正実 （１４） 茅３　目 羊４　目

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原子力発電タービンに使用する気水分離器に配管に
   より接続されて該気水分離器のレベルを検出するレベル
   検出器を保持するサポートであって、固定部分と前記レ
   ベル検出器を支持する支持部とを備えて受台を構成する
   と共に、該受台と前記配管との熱膨張差を吸収し得るス
   ライド部を具備させて構成したととを特徴とする気水分
   離器のレベル検出器サポート。 ２、前記レベル検出器支持用支持部として、配管の伸縮
   に応じて変形し得るたわみボールを設けたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の気水分離器のレベル
   検出器サポート。 ３、前記受台はレベル検出器の振動振幅を減少させる弾
   性手段を有するものであることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項または第２項に記載の気水分離器のレベル検
   出器サポート。