JPH0633959B2 - 原動所の水・蒸気回路における復水器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、復水で満たされている復水室の下側部分に加
熱管系統を有しており、その際その加熱管に設けられた
ノズルを通して復水の中に圧入される加熱復水あるいは
加熱蒸気が復水を加熱し、これによって溶解しているガ
スを復水から駆逐するようにした原動所、特に原子力設
備の水・蒸気回路における復水器に関する。

〔従来の技術〕

給水タンクを持たない蒸気原動所、特に米国製の原子力
設備においては復水器内に加熱管系統（Sparger）が設
置されており、これは始動の際に補助蒸気が供給され、
出力運転中には水・蒸気回路からの蒸気が供給される。
この加熱管系統はかかる設備において、低負荷範囲で生
じる復水量だけがこれを確実に脱気するのに十分なよう
に加熱されるように設計されている。更にこの公知の設
備の場合、部分負荷範囲において空気吸出し装置がしば
しば負荷運転され、脱気によって遊離したガスが空気冷
却器管束を介して十分に吸い出せないので、復水の脱気
についての問題も生じる。脱イオン水の供給装置が投入
されたとき、脱イオン水が配管系を通過する際に追加的
に酸素を吸収するので、復水内の酸素含有量が不所望な
程増加する。

復水の加熱に関して復水内の酸素含有量の許容できない
濃縮は回避しなければならない。復水の加熱の度合は公
知の設備の場合には、酸素含有量の測定プローブによっ
て求められている。これでは加熱が十分制御して行われ
ないので、復水の過熱および蒸発は防止できない。これ
は更に非常に大きな熱損失を生じ、場合によっては加熱
管系統が必要時間以上に運転されるとき、原動所の動力
損失を生じるおそれがある。更に復水温度が高くなる
と、復水ポンプがキャビテーションによって損傷される
危険がある。

公知の設備において、加熱管系統は非合金の炭素鋼で作
られている。その場合間欠的に運転すると腐食が生じ
る。腐食生成物は運転中に蒸気発生器に、沸騰水形原子
炉の場合には原子炉内にも入り込むおそれがある。この
腐食生成物を除去するために、既存の復水浄化装置が頻
繁に長時間にわたって運転されるので、追加的な運転経
費がかかる。給水によって蒸気発生器に入り込んだ腐食
生成物は、配管系における大きな腐食の問題を生じる。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、密閉形の水・蒸気回路を持った大形の
原動所における復水器内の復水を加熱するための加熱管
系統を、水・蒸気回路の許容できる一時的な過負荷まで
の運転状態とは無関係に、復水の確実な脱気が保証さ
れ、これによって復水器およびこれに後置接続された構
造部品の腐食が十分に避けられ、同時に復水の許容でき
ない加熱が避けられ、これによって復水ポンプにおける
キャビテーションの発生が防止され且つ設備全体の効率
低下も十分に制限されるように、作ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によればこの目的は、冒頭に述べた形式の復水器
において、加熱管系統の加熱出力が、比例動作形制御器
によって作動される加熱弁によって加熱復水ないし加熱
蒸気の量を制御することによって調整され、前記比例動
作形制御器がトランスジューサによって少なくとも復水
の酸素含有量および過冷却すなわち復水の温度と凝縮す
べき蒸気の凝縮点との差に応じて調整され、トランスジ
ューサが比例動作形制御器に加熱弁を開放させるのに十
分な測定結果を、駆逐ガスを吸い出すために設けられた
真空ポンプの運転中にだけ与え加熱管系統の加熱出力が
復水の過冷却によって優先的に決められ、その場合加熱
出力が過冷却に逆比例して、小さな過冷却における加熱
時間が大きな過冷却の場合よりも長くされることによっ
て達成される。

本発明の有利な実施態様によれば、復水器は二つの復水
室を有しており、各復水室にそれぞれ少なくとも一つの
加熱管系統、比例動作形制御器およびトランスジューサ
が付設され、凝縮点が復水器内における凝縮すべき蒸気
の平均圧力から導き出され、復水の温度が複数の測定プ
ローブによって求められ、そのうちの少なくとも一つが
加熱管系統の上側に配置される。

本発明に基づく更に有利な実施態様によれば、復水の水
位の直ぐ上に、配管を介して復水器の空気冷却器に接続
されている吸出し装置が設けられると有利である。

（発明の効果） 本発明に基づいて作られ配管された復水器は、復水の確
実な脱気を可能にし、これによって酸素が存在しないた
めに腐食のない運転を保証し、従って同時に特に腐食生
成物によって引き起こされる問題も避けられ、設備全体
の顕著な効率低下は復水の加熱を所望どおりに制限する
ことによって避けられる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。

原動所の水・蒸気回路においてタービンに後置接続され
た復水器は二つの室１を有し、これらの室１はそれぞれ
上端２が低圧タービンの出口に接続されている。これら
の復水室１は一点鎖線で囲み斜線を入れた区域３におい
て、蒸気流れ方向に対して直角に紙面に対して垂直に、
冷却液で貫通される多数の管が通されている。これらの
管の外側面で蒸気は凝縮し、これによって発生した復水
は下向きに滴下して復水器を水位４まで充填する。

復水器の蒸気で満たされている空間の下側３分の１に
は、上向きに互いに屋根状に傾斜した壁によって形成さ
れている下向きに開いている空気冷却器５が設けられて
いる。この空気冷却器５はその頂点に付設されている吸
出し管６で管７を介して図示していない真空ポンプに接
続されている。空気冷却器５によって取り囲まれた空間
は同様に冷却液で貫流される多数の管が通されているの
で、そこでの水蒸気の分圧は非常に小さく、余分なガス
しか吸い出されない。

各復水室１には復水配管８が付設されており、復水ポン
プ９はその復水配管８を通して復水を図示していない給
水加熱器に搬送する。復水ポンプ９に対して並列にパー
ジ弁１１付の戻り配管１０が設けられている。このパー
ジ弁１１は、加熱弁１３が閉じられている場合に加熱系
統における淀み腐食を回避する程度の量の復水を戻り配
管１０を通して復水器に戻させる働きをする。

戻り搬送される復水の復水器への噴出は、加熱管系統１
２で支持されたノズルによって行われ、その場合各復水
室１は固有の加熱管系統１２を有している。各加熱管系
統１２はそれぞれ完全に水位４の下側に位置しており、
復水を調整して加熱することを可能にしている。このた
めにパージ弁１１が完全に閉じられた後、加熱蒸気ある
いは加熱復水を案内する加熱配管１４にある加熱弁１３
が開かれる。

その場合の流量は、制御配線１５を介して加熱弁１３に
作用する比例動作形制御器１６およびトランスジューサ
１７によって制御配線１８を介しての直接の前記パージ
弁１１の閉鎖によって調整される。トランスジューサ１
７の出力端は更に比例動作形制御器１６の入力端にも接
続されている。パージ弁１１の位置に対しては測定配線
１９を介して、および加熱弁１３の位置に対しては測定
配線２０を介してそれぞれ帰還信号がトランスジューサ
１７に送られる。トランスジューサ１７は測定配線２１
を介して、管７の端部にある図示していない真空ポンプ
の運転状態に関する値を受ける。

トランスジューサ１７は更に別の測定値、例えば復水の
酸素含有量および温度についての測定値を測定配線２
２、２３を介して、復水器の蒸気室における平均圧力に
ついての測定値を測定配線２４を介して、および復水ポ
ンプ９の吸込み口における復水温度についての測定値を
測定配線２５を介してそれぞれ受ける。

原動所の通常運転において低圧タービンから復水室１の
一つに流入する蒸気は、上述したように区域３において
冷却液で貫流される管において冷却され凝縮される。復
水は復水器の下側部分に流れて、これを水位４まで充填
する。復水器の蒸気室の下側３分の１に設けられた空気
冷却器５は、密閉回路においても混合することが避けら
れない少量の水蒸気凝縮器内では凝縮しないガス例えば
酸素が混ざっている低圧蒸気を一層冷却する働きをす
る。その場合空気冷却器５の内部における水蒸気の分圧
は最小値となり、これによって吸出し管６を介して望ま
しくないガス例えば酸素がより多く吸い出される。

しかし下側に向って流れる復水は途中経路において、十
分な脱気能力を有していないときに空気冷却器５にまで
到達しない別のガスを吸収する。従って復水器の下側部
分における復水は溶解したガスを含んでいる。復水は給
水タンクが存在している場合には一般にそこで脱気され
る。

従って給水タンクが存在していない場合、溶解している
ガスをすぐに復水器内で除去することが望ましい。この
ために復水器の下側部分に到達する明らかに過冷却され
た復水は、復水器の蒸気部分における圧力に相応した凝
縮点の直ぐ下まで加熱され、これによってガスに対する
溶解能力を実質的に失う。復水から上ってくる気泡は吸
出し装置２６によって水位４の直ぐ上側で捕捉され、管
２７を介して空気冷却器５に導かれる。

復水の加熱は本発明に基づいて導入される加熱復水ある
いは加熱蒸気の量を制御することによって行われる。こ
の量を調整する加熱弁１３自体は比例動作形制御器１６
によって少なくとも復水の過冷却状態および酸素含有量
に応じて調整され、その制御量は測定配線２２、２３、
２４を介して導入される測定値からトランスジューサ１
７によって求められる。そこで形成された信号はトラン
スジューサ１７の出力端を介して比例動作形制御器１６
の入力端に送られる。比例動作形制御器１６はトランス
ジューサ１７を介して更に復水ポンプ９の吸込み口にお
ける復水温度に関連して調整される。しかも加熱弁１３
の開放に対する基本的条件は、パージ弁１１が閉じられ
ていること、および真空ポンプが運転されていることが
測定配線２１を介して報知されていることである。

復水を制御して加熱することによって、一方では復水器
の機能および出力が害されないこと、他方では復水に溶
解されているガスが水・蒸気回路に搬送されないことが
保証される。水・蒸気回路においては特に酸素が、腐食
生成物の形成によって望ましくない結果を生じるおそれ
がある。また復水を復水器の蒸気室における凝縮点以上
まで強く加熱することは、設備全体の効率を低下するお
それがあるが、本発明によってこれは確実に防止され
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に基づく原動所の水・蒸気回路の系統図で
ある。 １……復水室 ４……水位 ５……空気冷却器 ７……管 ９……復水ポンプ １１……パージ弁 １２……加熱管系統 １３……加熱弁 １６……比例動作形制御器 １７……トランスジューサ ２６……吸出し装置

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】復水で満たされている復水室の下側部分に
   加熱管系統（１２）を有しており、その際その加熱管に
   設けられたノズルを通して復水の中に圧入される加熱復
   水あるいは加熱蒸気が復水を加熱し、これによって溶解
   しているガスを復水から駆逐するようにした原動所の水
   ・蒸気回路における復水器において、 加熱管系統（１２）の加熱出力が、比例動作形制御器
   （１６）によって作動される加熱弁（１３）によって加
   熱復水ないし加熱蒸気の量を制御することによって調整
   され、 前記比例動作形制御器（１６）がトランスジューサ
   （１７）によって少なくとも復水の酸素含有量および過
   冷却すなわち復水の温度と凝縮すべき蒸気の凝縮点との
   差に応じて調整され、 トランスジューサ（１７）が比例動作形制御器（１
   ６）に加熱弁（１３）を開放させるのに十分な測定結果
   を、駆逐ガスを吸い出すために設けられた真空ポンプの
   運転中にだけ与え、 加熱管系統（１２）の加熱出力が復水の過冷却によっ
   て優先的に決められ、その場合加熱出力が過冷却に逆比
   例して、小さな過冷却における加熱時間が大きな過冷却
   の場合よりも長くされることを特徴とする 原動所の水・蒸気回路における復水器。
2. 【請求項２】二つの復水室（１）を有しており、各復水
   室にそれぞれ少なくとも一つの加熱管系統（１２）、比
   例動作形制御器（１６）およびトランスジューサ（１
   ７）が付設されていることを特徴とする請求項１記載の
   復水器。
3. 【請求項３】凝縮点が復水器内における凝縮すべき蒸気
   の平均圧力から導き出されることを特徴とする請求項１
   又は２記載の復水器。
4. 【請求項４】復水の温度が複数の測定プローブによって
   求められ、そのうちの少なくとも一つが加熱管系統（１
   ２）の上側に配置されていることを特徴とする請求項１
   ないし３の１つに記載の復水器。
5. 【請求項５】加熱時間中および低負荷運転範囲で運転中
   に、復水器への脱イオン水の供給が止められるか、脱イ
   オン水が加熱管系統（１２）の下側において直接に復水
   の中に導入されることを特徴とする請求項１ないし４の
   １つに記載の復水器。
6. 【請求項６】復水の水位（４）の直ぐ上に吸出し装置
   （２６）が設けられ、この吸出し装置（２６）が配管
   （２７）を介して復水器の空気冷却器（５）に、あるい
   は真空ポンプに通じている管（７）に接続されることを
   特徴とする請求項１ないし５の１つに記載の復水器。
7. 【請求項７】各加熱時間の間に復水ポンプ（９）によっ
   て搬送される復水の一部がパージ弁（１１）および加熱
   管系統（１２）を介して復水器に戻されることによっ
   て、加熱管系統（１２）における淀み腐食が回避される
   ことを特徴とする請求項１ないし６の１つに記載の復水
   器。