JPS6021486A - 水平加熱型ボイラの冷却液注入方法 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明Ｌ１水平加熱型ボイラの冷却液注入方法に係シ、
特に、異常時に自然循環を促進して過熱を防止するに好
適な水平加熱型ボイラの冷却液注入方法に関するもので
ある。

〔発明の背景〕

従来の水平加熱型ボイラに用いられる異常時冷却装置を
第１図を用いて説すｊする。

燃焼室３内に管路であるチャンネル３が多数配置される
。これらのチャンネル３は、それぞれ入口管４を介して
入口側へラダ９に、またそれぞれ出口管５を介して出口
側ヘッダ６に接続される。

チャンネル３内の水は、燃焼室１にて発生した高熱によ
シ沸騰して蒸気となる。チャンネル３から吐出された水
と蒸気の混合流は、出口管５及び出口側へラダ６を通じ
て蒸気ドラム７に送られる。

この混合流は、蒸気ドラム７内で気水分離される。

分離された水（冷却水）は、循環ポンプ８によって加圧
されて蒸気ドラム７よシ入ロ側へラダ９、入口管４を通
じて再びチャンネル３に戻される。

また分離された蒸気は、図示されていないが発電機に連
結されるタービンに送うれる。

第１図に示した水平加熱型ボイラにおいて、入口側へラ
ダ６が破断し、破断口１４から冷却水が流出すると同時
に循環ポンプ８が停止するという事故を想定する。破断
口１４から冷却水が放出されるので、冷却水を補う注水
系が設けられている。

この注水系は、どちらのヘッダの破断にも対応できるよ
うに入口側へラダ９と出口へラダ６に同時に注水する。

破断が大規模である時、入口側へラダ９の圧力は著しく
低下する。従って、出口側へラダ６に注入された注入水
はチャンネル３を通って入口側ヘッダ９に達するので、
チャンネル３はこの注入水によって十分冷却される。一
方、入口側ヘッダ９への注入水は、蒸気を凝縮して入口
側ヘッダ３の減圧を早める効果がある。

しかしながら小規模な破断が生じた場合における蒸気の
凝縮を効果的に行う必要がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、小規模破断時におけるチャンネル内に
おけるバーンアウトの発生を防止することにある。

〔発明の概要〕

本発明の特徴は、出口側ヘッダの注入液の注入圧力と入
口１１１ヘツダの注入液の注入圧力とを互いに異らしめ
ることにある。

本発明は、小規模破断時におけるチャンネル３の冷却状
態を詳細に検討することによってなされたものである。

その検討結果を以下に説明する。

小規模破断時は、出口側及び入口側−＼ラダは、注水ポ
ンプ１１の吐出圧と殆ど同じになシ、チャンネル３内の
流れは自然循環にのみ依存することになる。このときの
流動状態を第２図に示す。（ａ）は流れが停滞してチャ
ンネル壁１７の近傍で気泡１７が発生している状態であ
る。この状態が進行すると、（ｂ）のように大きな気泡
がチャンネル３の上部に集合し、気泡が分体して（０）
のようにチャンネル上部に気相１８の層が形成される。

この気相１８の一部が入口管４に入ると、出口管５と入
口管４内の流体の密度差が生じて、急速に自然循環流量
が大きくなる。このため、チャンネル３内の気泡１７、
気相１８の層が押し出されて、再び（ａ）の状態に戻る
。

このように（ａ）〜（ｄ）の流動状態を繰返し、（Ｃ）
においてチャンネル３の上部がバーンアウトし、（ｄ）
において一時的な自然循環流が発生する。このため自然
循環流は間欠的に発生する。

上記の（ａ）〜（ｄ）の流動状態の発生を阻止すること
すなわち、常に自然循環流を生じさせることがバーンア
ウトを防止することにつながることを発明者等が見出し
、これを解決する手段として出口側ヘッダへの注入液の
注入圧力と入口側ヘッダの注入液の注入圧力を変えるこ
とを検討した。その結果、ひじように良い効果が得られ
た。

〔発明の実施例〕

本発明の好適な一実施例を第３図に基づいて説明する。

注水タンク１ｏに、吐出圧の異なる注水ポンプ１９と注
水ポンプ２ｏを接続する。注水ポンプ１９は、一方の注
水配管１２によって出口側ヘッダ６に接続される。また
、注水ポンプ２ｏは、他方の注水配管１２によって入口
側ヘッダ９に接続される。各々の注水配管１２には、注
水弁１３が設置される。注水ポンプ２ｏの吐出圧を注水
ポンプ１９の吐出圧よりも高くする。このように注水ポ
ンプ２０の注入水の吐出圧を高ぐすることによって、チ
ャンネル３内に入口側ヘッダ９から出口側へラダ６に向
う通常運転時と同じ流動状態が得られる。前述の二基の
注水ポンプの吐出圧の差は、ヘッダの高さに対応する水
頭分があれば十分である。

入口側へラダ９の１４の部分に／ＪＳ規模破断が生じる
と、循環ポンプ８が停止され、注水ポンプ１９及び２０
が駆動される。循環ポンプ８が停止されると、チャンネ
ル３内の随員が停滞し、チャンネル３内で気泡１７が発
生する。しかし、第２図（Ｃ）に示すよう、にチャンネ
ル３内に気相１８の層が形成される前に、前述した注水
ポンプ１９及び２０の駆動によるヘッダ間の圧力差によ
って、チャンネル３内の流れが出口管５へと気泡１７を
押出す。このため出口管５内と入口管４内の流体に密度
差が生じるので、チャンネル３内を入口管４側から出口
管５側へと向う自然循環流が生じる。

この密度差は小さく、従って自然循環流量も小さいので
、チャンネル３内の気泡をすべて押し出すことはない。

このため自然循環流漬は第４図に示すように安定し、ヘ
ッダ間の圧力差、チャンネル３の流動抵抗、燃焼室１の
温度がバランスする流量に落ち着く。チャンネル３内に
気泡１７が蓄積されることはなく従って気相１８の層の
形成によるバーンアウトは発生しない。

なお、入口側へラダ９の破断面積が中程度であり、冷却
水の放出による減圧効果が二基の注水ポンプの吐出圧の
差と釣合うこともあるが、比較的大きい駆動力が引きあ
っているので不安定でｓｂ、流れが停滞することはない
。

前述の実施例は、注水ポンプ１９と注水ポンプ２０を吐
出圧の異なるものとしたが、これらの注水ポンプの吐出
圧は同じでそれぞれの吐出側にある注水弁１３の開度を
調節して入口側ヘッダ９への注入水の圧力を出口側ヘッ
ダ６への注入水の圧力よりも高くてもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、小規模破断時においてもチャンネル内
に連続した自然循環流が生じるので、チャンネル内にバ
ーンアウトが生じることはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の水平加熱型ボイラの系統図、第２図（ａ
）〜（ｄ）は第１図の装置で小規模破断が生じた時のチ
ャンネル内の流動状態を示す説明図、第３図は本発明の
好適な一実施例である水平加熱型ボイラの系統図、第４
図は第３図のボイラに才？けるチャンネルの流量変化を
示す特性図である。 １・・・燃焼室、３・・・チャンネル、４・・・入口管
、５・・・出口管、６・・・出口」リヘツダ、９・・・
入口側ヘッダ、１０・・・注水タンク、１２・・・注水
配管、１９．２０弔３日 宿１Ｉ−（２） 峙ｔ′Ｉｌ　（利す

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、燃焼室と、燃焼室に水平方向に設置された複数のチ
   ャンネルと、前記チャンネルの入口側に接続された入口
   側ヘッダと、前記チャンネルの出口側に接続された出口
   側ヘッダとからなる水平加熱型ボイラのチャンネル内に
   冷却液を注入する方法において、前記出口側ヘッダに注
   入液を注入するとともに前記入口側ヘッダに注入液を注
   入し、後者のヘッダに注入される注入液の圧力を前者の
   へラダに注入される注入液の圧力よシも高くしたととを
   特徴とする水平加熱型ボイラの冷却液注入方法。