JPS6014963B2

JPS6014963B2 - 給水加熱器の水漏洩検出方法

Info

Publication number: JPS6014963B2
Application number: JP4037978A
Authority: JP
Inventors: 誠逸二川原; 彰彦前田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1978-04-07
Filing date: 1978-04-07
Publication date: 1985-04-17
Also published as: JPS54133201A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、火力または原子力発電プラントにおける給水
加熱器に係り、表面式給水加熱器の加熱管からの水の漏
洩を検出する方法に関する。

従来の水漏洩検出装置を第１図に示す。加熱室１には管
板を備える加熱管２が貴装され、蒸気管３からタービン
の柚気などの加熱蒸気がデスパーヒータ部４を通して送
り込まれ、タービンの復水器または低圧側の給水加熱器
からポンプで給水される加熱管２内の水をコンデンシン
グ部５にて加熱する。加熱室１内の蒸気は凝結してドレ
ンクーラ部６に溜り、ドレン管７、流量調整弁８を通し
て復水器または低下側給水加熱器に送られる。ここで、
加熱管の漏水には、加熱室１内のドレン水位が上昇する
ことに着目し、水位に比例して作動する流量調整弁８の
開度を検出器９およびその議込み装置１０で検出し、こ
の検出信号と設定信号とを比較器１１で比較し、その結
果から警報器１２を動作させる。しかし、給水加熱器に
供給される加熱蒸気は、発電プラントの負荷によって変
動するため、弁８の関度のみで漏水を一義的に検出する
ことは不可能であり、弁８が全開に近い状態で運転され
ていることより漏水を検出するものであった。

従って、従来方法では、給水の漏洩は早期検出が非常に
困難であるため、高圧水が通る加熱管での漏洩水により
正常な加熱管部分までも損傷して被害が拡大されるまで
検出がなされないものであった。本発明の目的は、発電
プラントの負荷変動による給水加熱器の特性の変化を定
量的に把握しておき、この特性と水の漏洩による特性の
変化を比較することにより漏洩を早期に検出する方法を
提供するにある。本発明においては、給水加熱器のター
ミナル温度差すなわち加熱器出口における器内飽和蒸気
温度と出口給水温度との差および加熱器ドレン温度と入
口給水温度との差は熱的特性として加熱器の負荷に対し
て一定の関係があることに着目し、これら特性に対する
給水加熱器の測定値特性の差異から漏水を早期に検出す
る。

以下、本発明の漏水検出方法を原理的に説明する。

まず、給水加熱器の熱的特性として、ターミナル温度差
ＴＤ，ＤＣがある。

第２図は発電プラントの熱サイクルにおける給水加熱器
まわりの系統を示し、給水加熱器１３に送られる加熱蒸
気の温度をｔｅ、給水加熱器１３の器内飽和温度をｔＳ
、給水加熱器の出口ドレソ温度をｔｄ給水加熱器の給水
入口温度をち、出口温度をｔ２とすると、給水加熱器１
３の熱交換による熱サイクル特性として第３図に示すよ
うな総図になる。この線図において、ターミナル温度差
は下記‘１）、ｔ２〕式で示すことができる。ＴＤ＝ｔ
Ｓ−ｔ２ ……｛１｝ＤＣ
＝ｔｄ−ｔ， …・・・｛
２｝上記式で定義される出口ターミナル温度差ＴＤ、入
口ターミナル温度差ＤＣ特性は、発電プラントの負荷と
第４図に示すような関係にある。

第４図において、縦軸はＴＤ又はＤＣを示し、横軸は発
電プラント負荷Ｌを示す。給水加熱器に第４図に示す負
荷特性があるのに対して、第５図に示す如く加熱管から
漏洩量Ｇ，が発生すると、給水加熱器の熱量交換が下記
｛３｝式の関係で起る。

｛（ＧＷ−Ｇ，）ｔ２−ＧＷｔ，｝ｐＷ＝ＧＳｔｅｐｅ−（Ｇｄ＋Ｇ，）ｔｄ・ｐｗ …（
３）ここで、Ｇｗは給水加熱器への給水流量、Ｇｓは蒸
気流量、Ｇｄはドレン流量であり、それぞれは（ｋ９／
ｈ）である。

また、ｐＷは水の比熱、ｐｅは加熱蒸気の比熱、ｔｄ，
ｔｅ，ｔ２，ｔ，は前記の如く各部温度である。なお、
給水加熱器への供給蒸気量ＧＳは、水の漏洩で加熱器内
部の交換熱量のバランスが変化することで変るが、漏洩
量Ｇ，が微小の場合にはその変化は無視できるほど小さ
い。次に、加熱蒸気と給水の熱量交換は、下記ｔ４’式
で表わされる。

Ｑ＝Ｋ・Ｓ・８ｍ ……｛４ｌここで
、Ｋは熱貫流率（Ｋｃａｌ／ｍ２・ｈ・℃）、Ｓは加熱
面積（枕）、Ｑは交換熱量（Ｋｃａｌ／ｈ）、８ｍは対
数平均温度差（℃）である。

上記ｔ３’式より、水の漏洩発生では、給水加熱器供給
熱量が漏れた水と給水に分配される。従って、加熱蒸気
から給水への交換熱量Ｑ（第４式）は水の漏洩で減少す
る。また、水の漏洩量Ｇ，が小さい場合には加熱管内流
速はほぼ一定であり、熱貫流率Ｋは変化しないので、糊
式より水の漏洩によって対数平均温度差８ｍが小さくな
る。換言すれば、給水の加熱器出口側温度ｔ２は上昇し
、熱サイクル特性は第６図に示す如く、ｔ２からｔ２，
に変る。また、給水入口側とドレン内部水とのェンタル
ピにほとんど差がなく、ドレンク−ラ部６の流量が増加
するために、この分だけドレン出口温度ｔｄはｔｄまで
高くなる。これにより、式｛１｝，ｔ２１で示されるタ
ーミナル温度差ＴＤ，ＤＣ特性は、第７図に示す如く変
化する。

第７図において、特性ＴＤ，，ＤＣ，は漏水のない正常
時の温度差特性を示し、ＴＤ２，ＤＣ２は漏水が限界に
達した状態を、ＴＤ３，ＤＣ３は少ない水漏れ発生状態
を示す。従って、加熱蒸気入口側温度、ドレン温度、給
水出口および入口側温度を測定してターミナル温度差Ｔ
Ｄ，ＤＣを算出し、この値と正常時のＴＤ，ＤＣ値との
比較により漏洩を検出することができる。第８図は本発
明の一実施例を示すブロック図である。

同図において、２０〜２３はサーモカツプルであり、２
０は加熱蒸気温度を、２１はドレン出口温度を、２２は
給水入口温度を、２３は給水出口温度をそれぞれ検出す
る。これらサーモカップル２０〜２３からの検出温度値
は論込み装置２４に取込まれ、２０と２３との温度差お
よび２１と２２の温度差としてＴＤ，ＤＣが検出される
。これらＴＤ，ＤＣは比較器２５にて負荷による特性の
変化に対応した上、下限値（第７図）と比較され、上、
下限値を越えていれば警報器１２を作動・させて漏水を
報知する。なお、９〜１１および比較器１２は第１図に
示す従来装置と同機のものであり、ドレン流量増加によ
る流量調整弁関度の増加を検出して漏水を検出する。上
記の如く、給水加熱器の水の漏洩による負荷に応じた特
性の変化を加熱蒸気入口側及び給水出口側温度と、給水
の入口側とドレンとの温度を測定することによって検出
し、給水加熱器の正常時の負荷に応じた特性との差異を
検出することにより漏洩の早期検出ができる。

また、従来検出方法、すなわちドレン流量調整弁の開欧
の異常による漏洩検出と組合せることによりその検出を
一層確実になる。以上説明したように、本発明の検出方
法によれば、加熱管からの漏水を定量的に早期に検出で
きる効果がある。

図面の簡単な説明第１図は従来の水漏洩検出装置、第２
図は本発明による水漏洩検出方法を説明するための給水
加熱器系統図、第３図は第２図における給水加熱器の熱
サイクル特性図、第４図は第２図におけるターミナル温
度差−負荷特性図、第５図は第２図における水漏洩を説
明するための図、第６図は第５図における熱サイクル特
性変化を説明する図、第７図は第５図におけるターミナ
ル温度差−負荷特性の変化を説明するための図、第８図
は本発明の一実施例を示すブロック図である。

１・・・・・・加熱器、２・・・・・・加熱管、３・・
・・・・蒸気管、１２・・・…警報器、２０〜２３・・
・・・・サーモカップル、２４・・・・・・温度読込み
装置、２５・・・・・・比較器。

第１図第２図第３図第４図第５図第６図第７図第８図

Claims

【特許請求の範囲】

１発電プラントの給水加熱器内の加熱管からの水漏洩
を検出するにおいて、給水加熱器の給水入口側温度とド
レン温度との差および給水出口側温度と加熱蒸気入口側
温度との差を検出し、発電プラントの負荷変動に対応す
る給水加熱器の熱的特性と上記検出温度差との比較によ
り水漏洩を検出することを特徴とする給水加熱器の水漏
洩検出方法。