JPH02238201A - Steam generator - Google Patents
Steam generatorInfo
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- JPH02238201A JPH02238201A JP5786289A JP5786289A JPH02238201A JP H02238201 A JPH02238201 A JP H02238201A JP 5786289 A JP5786289 A JP 5786289A JP 5786289 A JP5786289 A JP 5786289A JP H02238201 A JPH02238201 A JP H02238201A
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- tube
- plenum
- steam
- coolant
- outer tube
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- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明は例えば高速増殖炉プラントに使用される蒸気発
生器に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to a steam generator used, for example, in a fast breeder reactor plant.
(従来の技術)
高速増殖炉、.例えば二重の冷却系を採用したタンク形
高速増殖炉は一般に以下のような構成をなしている。原
子炉容器内には冷却材(例えば液体金属ナトリウム)お
よび炉心が収容されている。(Prior technology) Fast breeder reactor. For example, a tank-type fast breeder reactor that employs a dual cooling system generally has the following configuration. The reactor vessel contains a coolant (eg, liquid metal sodium) and a reactor core.
炉心は複数の燃料集合体および制御俸等から構成されて
いる。冷却材は炉心を上方に向って流通し、その際、炉
心の核反応熱により昇温1る。昇湿した冷却材は炉心の
上方に流出して原子炉容器内に設置された中間熱交換器
内に流入する。この中間熱交換器で二次側冷却材と熱交
換して冷却され中間熱交換器の外に流出する。そして再
度炉心を上方に向って流通する。The reactor core is composed of multiple fuel assemblies, control salaries, etc. The coolant flows upward through the core, and as it does so, its temperature rises due to the heat of nuclear reaction in the core. The humidified coolant flows out above the reactor core and flows into an intermediate heat exchanger installed in the reactor vessel. In this intermediate heat exchanger, it exchanges heat with the secondary coolant, is cooled, and flows out of the intermediate heat exchanger. Then, it flows upward through the core again.
一方、中間熱交換器で熱交換して昇温した二次側冷却材
は原子炉容器の外側に配置された蒸気発生器内に導入さ
れ、給水系と熱交換して冷却される。冷却された二次側
冷却材は再度中間熱交換器に移送れる。また、熱交換に
より発生した蒸気タービン系に移送されて発電に供され
る。On the other hand, the secondary coolant whose temperature has been raised by exchanging heat with the intermediate heat exchanger is introduced into a steam generator placed outside the reactor vessel, where it is cooled by exchanging heat with the water supply system. The cooled secondary coolant is transferred to the intermediate heat exchanger again. Also, the steam generated through heat exchange is transferred to the steam turbine system and used for power generation.
蒸気発生器としては、通常縦形であって上下部に管板を
有するシェル・アンド・チューブ形の熱交換器が使用さ
れており、特に安全性の向上を図るべく二中管型の伝熱
管を採用したものが使用される。これを第4図から第6
図を参照して説明する。第4図は蒸気発生器の全体構成
を示す断面図でおり、図中符号1は外胴を示している。A shell-and-tube type heat exchanger, which is vertical and has tube sheets at the top and bottom, is normally used as a steam generator. The adopted one will be used. This is shown in Figures 4 to 6.
This will be explained with reference to the figures. FIG. 4 is a sectional view showing the overall structure of the steam generator, and reference numeral 1 in the figure indicates the outer shell.
この外胴1内には二重管型伝熱管2が複数体配設されて
いる。この二重管型伝熱管2は第5図および第6図に拡
大して示すように、外管3およびこの外管3の内周側に
微少隙間4を介して配設された内管5とから構成されて
いる。内管5はその上端および下端を上部管板6および
下部管板7によって支持されている。一方、外管3はそ
の上下端を中間管板8および下部管板7によって支持さ
れている。A plurality of double-pipe heat exchanger tubes 2 are arranged within this outer shell 1. As shown in enlarged views in FIGS. 5 and 6, this double-tube heat exchanger tube 2 includes an outer tube 3 and an inner tube 5 disposed on the inner circumferential side of the outer tube 3 with a slight gap 4 therebetween. It is composed of. The inner tube 5 is supported at its upper and lower ends by an upper tube sheet 6 and a lower tube sheet 7. On the other hand, the outer tube 3 is supported at its upper and lower ends by an intermediate tube sheet 8 and a lower tube sheet 7.
外胴1の下端には水入口プレナム9が形成されており、
この水入口プレナム9には水流入口10が形成されてい
る。この水流入口10には図示しない水流人配管が接続
される。また、第4図に示したように水入口プレナム9
にはマンホール11が設置されている。一方、外11i
i11の上端には蒸気出口ブレノ−ム12が形成されて
おり、この蒸気出口プレナム12には蒸気流出口13が
形成されている。この蕉気流出口13に図示しない蒸気
流出配管が接続される。A water inlet plenum 9 is formed at the lower end of the outer shell 1.
A water inlet 10 is formed in this water inlet plenum 9 . A water flow pipe (not shown) is connected to this water inlet 10. Also, as shown in Figure 4, the water inlet plenum 9
There is a manhole 11 installed. On the other hand, outside 11i
A steam outlet plenum 12 is formed at the upper end of i11, and a steam outlet 13 is formed in this steam outlet plenum 12. A steam outlet pipe (not shown) is connected to this steam outlet 13.
蒸気出口プレナム12にはマンホール14が設置されて
いる。A manhole 14 is installed in the steam outlet plenum 12.
外1]1ii11の中間管板8の下方側には冷却{4人
口ブレナム15が形成されており、この冷却材入口プレ
ナム15には冷却材流入口16が形成されている。この
冷却材流入口16に図示しない冷却材流入配管が接続さ
れる。一方、外胴1の下部管板7の上方側には冷却材出
口プレナム17が形成されており、この冷却材出口プレ
ナム17には冷却材流出口18が形成されている。この
冷却材出口18に図示しない冷却材流出配管が接続され
る。なお図中符号19は外胴1に介挿されたべローズで
あるとともに、符号20は入口窓、21は出口窓である
。ま゜た第5図中符号23は溝である。この溝23はリ
ーク検出用のもので、外管3側に形成されている。外管
3はこの溝23を形成するために、耐圧上の観点から必
要とされる肉厚にざらに溝23の深さ分を加えた肉厚と
なっている。ざらに上部管板6と中間管板8との間には
中間プレナム24が形成され、この中間プレム24には
リーク検出ノズル25力儲受置されている。このリーク
検出ノズル25には図示しないリーク検出部が接続され
ている。また第4図および第5図に示した微少隙間4は
数ミクロンから数10ミクロンとなっている。A cooling plenum 15 is formed on the lower side of the intermediate tube plate 8 of the outside 1] 1ii11, and a coolant inlet plenum 16 is formed in this coolant inlet plenum 15. A coolant inflow pipe (not shown) is connected to this coolant inlet 16 . On the other hand, a coolant outlet plenum 17 is formed above the lower tube plate 7 of the outer shell 1, and a coolant outlet 18 is formed in this coolant outlet plenum 17. A coolant outflow pipe (not shown) is connected to this coolant outlet 18. In the figure, reference numeral 19 is a bellows inserted into the outer shell 1, reference numeral 20 is an entrance window, and reference numeral 21 is an exit window. Also, reference numeral 23 in FIG. 5 is a groove. This groove 23 is for leak detection and is formed on the outer tube 3 side. In order to form this groove 23, the outer tube 3 has a wall thickness that is approximately the depth of the groove 23 added to the thickness required from the viewpoint of pressure resistance. An intermediate plenum 24 is formed roughly between the upper tube sheet 6 and the intermediate tube sheet 8, and a leak detection nozzle 25 is received in the intermediate plenum 24. A leak detection section (not shown) is connected to this leak detection nozzle 25. Further, the minute gap 4 shown in FIGS. 4 and 5 ranges from several microns to several tens of microns.
上記構成によると、まず高温の冷却材は冷却材流入口1
6を介して冷却材入口プレナム15内に流入し、入口窓
20から伝熱管束部に流入する。そして伝熱管2の外側
を流下して出口窓21を介して冷却材出口プレナム17
内に流出する。そこから冷却材出口18および冷却材流
出配管を介して蒸気発生器の外に流出する。一方、水は
水流人配管及び水流入口10を介して水流人プレナム9
内に流入する。According to the above configuration, the high temperature coolant is first supplied to the coolant inlet 1.
6 into the coolant inlet plenum 15 and into the heat exchanger tube bundle through the inlet window 20. The coolant then flows down the outside of the heat transfer tube 2 and passes through the outlet window 21 to the coolant outlet plenum 17.
leaks inside. From there it flows out of the steam generator via the coolant outlet 18 and the coolant outlet pipe. On the other hand, water flows through the water flow pipe and the water inlet 10 into the water flow plenum 9.
flow inside.
そこから伝熱管2の内管5内に流入して上昇する。From there, it flows into the inner tube 5 of the heat exchanger tube 2 and rises.
その際伝熱管2の外側を流下ずる冷却材と熱交換し、胃
温して蒸気となる。この蒸気は蒸気出口ブレナム12内
に流出し、蒸気流出口13及び蒸気流出配管を介して図
示しないタービン系に移送されて発電に供される。At that time, it exchanges heat with the coolant flowing down the outside of the heat transfer tube 2, heats the stomach, and turns into steam. This steam flows out into the steam outlet blemish 12 and is transferred to a turbine system (not shown) via the steam outlet 13 and steam outlet piping to be used for power generation.
上記構成において、伝熱管2の破損検出は以下のように
してなされる。まず内管5にクラック等が発生して水・
蒸気がリークした場合であるが、この場合にはリークし
た水・蒸気は微少隙間4を介して拡散し、外管3側に形
成された溝23を介して上方または下方に流通する。そ
して、上方に流通した水・蒸気は管板6及び8間に形成
された中間プレナム24内に流入し、リーク検出ノズル
25より図示しないリーク検出装置に流通していく。こ
れによって圧力変動を検出するあるいはリーク検出セン
ナーによりリークを検出することによって内管5の破損
を検知する。In the above configuration, damage to the heat exchanger tubes 2 is detected as follows. First, cracks occur in the inner pipe 5 and water
In the case where steam leaks, the leaked water/steam diffuses through the minute gap 4 and flows upward or downward through the groove 23 formed on the outer tube 3 side. The water/steam flowing upward flows into the intermediate plenum 24 formed between the tube sheets 6 and 8, and flows through the leak detection nozzle 25 to a leak detection device (not shown). This allows damage to the inner tube 5 to be detected by detecting pressure fluctuations or by detecting a leak with a leak detection sensor.
次に外管3が破損した場合について説明する。Next, a case where the outer tube 3 is damaged will be explained.
この場合には中間プレナム24内のガスが微少隙間4内
を拡散して外管3の破損部から冷却材側に流出する。よ
って中間プレナム24内のガス圧力が低下し、これを検
出することにより外管3の破10を検知する。おるいは
冷却材側に設置されたカス検出器を使用して流出したガ
スを検出することにより外管3の破損を検知する。In this case, the gas within the intermediate plenum 24 diffuses within the minute gap 4 and flows out from the damaged portion of the outer tube 3 to the coolant side. Therefore, the gas pressure within the intermediate plenum 24 decreases, and by detecting this, the break 10 of the outer tube 3 is detected. Otherwise, damage to the outer tube 3 is detected by detecting the outflowing gas using a scum detector installed on the coolant side.
(発明が解決しようとする課題) 上記構成によると以下のような課題がある。(Problem to be solved by the invention) According to the above configuration, there are the following problems.
■ いずれの破損の場合に−b内管5及び外管3との間
の微少隙間4を介してリークを検出することにより破損
の検知をなしており、その意味では微少隙間4はできる
だけ広い方が有効である。しかしながら、余り広くなる
と熱抵抗が増大して蒸気発生器の大型化を誘引してしま
う。すなわち熱抵抗が増大することにより伝熱管2の本
数を増加ざぜないと所望の熱伝達性能を提供できないか
らである。その意味で微少隙間4の設計には困難が伴う
。■ In the case of any breakage, the breakage is detected by detecting the leak through the minute gap 4 between the -b inner tube 5 and the outer tube 3. In this sense, the minute gap 4 is as wide as possible. is valid. However, if it becomes too wide, thermal resistance will increase, leading to an increase in the size of the steam generator. In other words, as the thermal resistance increases, the desired heat transfer performance cannot be provided unless the number of heat transfer tubes 2 is increased. In this sense, designing the minute gap 4 is difficult.
■ 次に微少隙間4の機能としては内管5または外管3
に発生したクラツクの拡大を防止する機能がある。それ
と同時に前述した熱抵抗も考慮しなければならず、金属
組織的に内管5と外管3が一体ではなくかつ密着した状
態を提供する必要かあり、その意味でも微少隙間4の製
作には困難が伴う。■ Next, the function of the minute gap 4 is the inner pipe 5 or outer pipe 3.
It has a function to prevent cracks that occur from expanding. At the same time, the above-mentioned thermal resistance must be taken into consideration, and it is necessary to provide a state in which the inner tube 5 and the outer tube 3 are not integral but in close contact with each other in terms of metallographic structure. It is difficult.
■ ざらに仮に精度良く微少隙間4を形成しても、内管
5および外管3の熱膨張等により変化してしまい、その
場合には伝熱性能が低下してしまうという課題もある。(2) Even if the minute gap 4 is formed with high accuracy, it will change due to thermal expansion of the inner tube 5 and the outer tube 3, and in that case, there is a problem that the heat transfer performance will deteriorate.
■ もし万が一内管5および外管3にほぼ同時にリーク
が発生した場合には微少隙間4の内部で冷却材と水が反
応し、水素ガスを発生する。このため、微少隙間4は高
圧となり、これに起因して大リークに至る可能性がある
。■ If a leak were to occur in the inner tube 5 and outer tube 3 at almost the same time, the coolant and water would react inside the minute gap 4 and generate hydrogen gas. For this reason, the minute gap 4 becomes under high pressure, which may lead to a large leak.
このように従来の蒸気発生器にあっては、内管および外
管との間の隙間に関して種々の課題がある。本発明は上
記課題を解決するためになされたもので、伝熱管の破損
検出を早期に行うことができるとともに、万が一の二重
管型伝熱管の同時破損時の安全性向上を計り、伝熱性能
を向上させて装置の小型化を図ることが可能な蒸気発生
器を提供することにおる。As described above, conventional steam generators have various problems regarding the gap between the inner tube and the outer tube. The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is possible to detect damage to heat transfer tubes at an early stage, and to improve safety in the unlikely event that double-pipe heat transfer tubes are simultaneously damaged. An object of the present invention is to provide a steam generator whose performance can be improved and whose size can be reduced.
[発明の構成]
(課題を解決するための手段)
本発明は水入口ブレナムおよび蒸気出口プレナムを有す
るとともに冷却材入口プレナムおよび冷却材出口プレナ
ムを有する外胴と、この外胴内に複数配設されその上端
および下端を前記外用内に設置された管板により支持さ
れ前記水入口プレナムに流入した水が流通して蒸気とな
り前記蒸気出口ブレナムに流出する伝熱管と、前記管板
内に複数個の音響センサーを設けてなることを特徴とず
る。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The present invention includes an outer shell having a water inlet plenum, a steam outlet plenum, a coolant inlet plenum, and a coolant outlet plenum, and a plurality of outer shells arranged in the outer shell. a heat exchanger tube whose upper and lower ends are supported by a tube sheet installed in the external chamber, through which water flowing into the water inlet plenum flows and becomes steam and flows out to the steam outlet plenum; It is characterized by being equipped with an acoustic sensor.
また、前記伝熱管は内管および外管の二重管型からなり
、前記内管および外管はそれぞれ独立な管板によって上
端および下端が支持され、その各々または一部に音響セ
ンサーが設けられ、前記音響センサーは給水側の低温管
板部にジルコン酸チタン酸鉛(PZT)が、蒸気側の高
温管板部に二オブ酸リチウムの圧電素子が使用されてい
ることを特徴とする。Further, the heat transfer tube is of a double tube type including an inner tube and an outer tube, and the inner tube and the outer tube are each supported at an upper end and a lower end by an independent tube sheet, and an acoustic sensor is provided on each or a part of the inner tube and the outer tube. The acoustic sensor is characterized in that a piezoelectric element made of lead zirconate titanate (PZT) is used in the low-temperature tube plate portion on the water supply side, and a piezoelectric element made of lithium diobate is used in the high-temperature tube plate portion on the steam side.
(作 用)
管板および中間管板内に複数の音響セン1ナーを設ける
ことによって内管あるいは外管が破損した場合に生じる
音響が内管あるいは外管を伝わってくるのを早期に検知
する。音響を検出するため、内管と外管の間隙を大ぎく
とる必要もなく、したがって熱抵抗を小さくでき、かつ
、装置の小ウ1′2化が可能となる。また、音響センサ
ーを複数個設けることによって破損位置を把握りーるこ
とか可能となり、修復が容易となる。(Function) By installing multiple acoustic sensors in the tube sheet and intermediate tube sheet, it is possible to detect early the sound generated when the inner tube or outer tube is damaged and is transmitted through the inner tube or outer tube. . In order to detect sound, there is no need to make a large gap between the inner tube and the outer tube, so the thermal resistance can be reduced and the device can be made smaller. Furthermore, by providing a plurality of acoustic sensors, it becomes possible to determine the location of damage, which facilitates repair.
さらに、対の管板必るいは対の中間管板の音響センサー
を発信器と受信機に区別して使用ずることによって内管
あるいは外管の異常を早期に検出でき、使用期間中検査
としても活用できる。Furthermore, by using acoustic sensors on the paired tube sheets or the middle tube sheet as transmitters and receivers, abnormalities in the inner tube or outer tube can be detected early, and can also be used for inspection during use. can.
く実施例)
以下第1図から第3図を参照して本発明に係る蒸気発生
器の実施例を説明する。第1図は本実施例による蒸気発
生器の全体構成を示す縦断面図であり、図中符号101
は外用を示している。この外胴101内には複数体の二
重管型伝熱管102が配設されている。この二重管型伝
熱管102は第2図および第3図に示すような構成とな
っている。図中符号103は内管であり、この内管10
3の外周側には微少隙間4を介して外管104が配設さ
れている。Embodiments) Examples of the steam generator according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the overall structure of the steam generator according to this embodiment, and the reference numeral 101 in the figure is
indicates external use. A plurality of double-pipe heat exchanger tubes 102 are arranged within this outer shell 101 . This double-tube heat exchanger tube 102 has a configuration as shown in FIGS. 2 and 3. The reference numeral 103 in the figure is an inner tube, and this inner tube 10
An outer tube 104 is disposed on the outer peripheral side of the tube 3 with a small gap 4 interposed therebetween.
これら内管103および外管104は例えばオーステナ
イ1〜系ステンレス鋼またはハイクロム鋼から構成され
ている。内管103はその上下端を上部管板105およ
び下部管板106により支持されている。These inner tube 103 and outer tube 104 are made of, for example, Austenite 1-stainless steel or high chrome steel. The inner tube 103 is supported at its upper and lower ends by an upper tube sheet 105 and a lower tube sheet 106.
また、外管104はその上下端を上部中間管板107お
よび下部中間管板108により支持されている。Further, the outer tube 104 is supported at its upper and lower ends by an upper intermediate tube sheet 107 and a lower intermediate tube sheet 108.
上下両管板105および106、ざらに上下両中間管板
107および108には音響センリーA,B,C,Dが
それぞれ設置されている。第3図は上部管板105の上
面配置の代表例を示しているが、内管103は三角ピッ
チで多数本配列されており、音響センサーDは各内管1
03の間に複数個設けられている。他の管板や中間管板
も同様に音響センサーが設けられている。Acoustic sensors A, B, C, and D are installed on both the upper and lower tube plates 105 and 106, and roughly on the upper and lower intermediate tube plates 107 and 108, respectively. FIG. 3 shows a typical example of the upper surface arrangement of the upper tube plate 105, in which a large number of inner tubes 103 are arranged at a triangular pitch, and the acoustic sensor D is connected to each inner tube.
A plurality of them are provided between 03 and 03. Other tube sheets and intermediate tube sheets are similarly provided with acoustic sensors.
外胴101の下端部には水入口プレナム113が形成さ
れており、この水入口プレナム113には水流人配管1
13aが接続されている。一方、外胴101の上端には
蒸気出口プレナム114が形成されており、この蒸気出
口プレナム114には蒸気流出配管115が接続されて
いる。外胴101の上部中間管板107の下方側には冷
却材入口プレナム116が形成されており、この冷却材
入口プレナム116には冷却材流入配管117が接続さ
れている。一方、外胴101の下部中間管板108の上
方側には冷却材出口ブレナム118が形成されており、
この冷却材出口プレナム118には冷却材流出配管11
9が接続されている。A water inlet plenum 113 is formed at the lower end of the outer shell 101, and a water flow pipe 1 is installed in this water inlet plenum 113.
13a is connected. On the other hand, a steam outlet plenum 114 is formed at the upper end of the outer shell 101, and a steam outlet pipe 115 is connected to this steam outlet plenum 114. A coolant inlet plenum 116 is formed below the upper intermediate tube plate 107 of the outer shell 101, and a coolant inflow pipe 117 is connected to the coolant inlet plenum 116. On the other hand, a coolant outlet blenum 118 is formed above the lower intermediate tube plate 108 of the outer shell 101.
This coolant outlet plenum 118 has a coolant outlet pipe 11.
9 is connected.
図中、符Q120は外胴101に介挿されたべD −で
あるとともに、符号121は入口窓、122は出口窓で
ある。また上部管板105と上部中間管板107どの間
、および下部管板106と下部中間管板108との間に
はそれぞれ上部中間プレナム123および下部中間プレ
ナム124が形成されている。上部中間プレナム123
にはリーク検出ノズル125が接続され、下部中間プレ
ナム124にはリーク検出ノズル126が接続されてい
る。これらリーク検出ノズル125および126には図
示しないリーク検出部が接続されている。In the figure, reference numeral Q120 is a bar D- inserted in the outer shell 101, reference numeral 121 is an entrance window, and reference numeral 122 is an exit window. Further, an upper intermediate plenum 123 and a lower intermediate plenum 124 are formed between the upper tube sheet 105 and the upper intermediate tube sheet 107 and between the lower tube sheet 106 and the lower intermediate tube sheet 108, respectively. Upper intermediate plenum 123
A leak detection nozzle 125 is connected to the lower intermediate plenum 124, and a leak detection nozzle 126 is connected to the lower intermediate plenum 124. A leak detection section (not shown) is connected to these leak detection nozzles 125 and 126.
以上の構成を基にその作用を説明する。まず通常の熱交
換作用であるが、これは従来とほぼ同じである。すなわ
ち、冷却材は冷却材流入配管117を介して冷却材入口
ブレナム116内に流入する。The operation will be explained based on the above configuration. First, there is the normal heat exchange effect, which is almost the same as before. That is, the coolant flows into the coolant inlet brenum 116 via the coolant inlet pipe 117 .
冷却材入口プレナム116内に流入した冷却材は入口窓
121を介して伝熱管束部に流入して伝熱管102の外
側を流下する。外側を流下した冷却材は出口窓122を
介して冷却材出口プレナム118内に流出し、冷却材流
出配管119を介して蒸気発生器の外に流出する。The coolant that has entered the coolant inlet plenum 116 flows into the heat exchanger tube bundle through the inlet window 121 and flows down the outside of the heat exchanger tubes 102 . The coolant flowing down the outside exits through the outlet window 122 into the coolant outlet plenum 118 and exits the steam generator via the coolant outlet piping 119.
一方、水は水流人配管113aを介して水入口プレナム
113に流入する。この水入口プレナム113内に流入
した水は伝熱管102の内管103内に流入する。内管
103内に流入した水は内管103内を上昇する。その
際伝熱管102の外側を流下する冷却材と熱交換して昇
温し蒸気となる。この発生した蒸気は内管103から蒸
気出口プレナム114内に流出し、ざらに蒸気流出配管
115を介して図示しないタービン系に移送され発電に
供される。Meanwhile, water flows into the water inlet plenum 113 via the water flow pipe 113a. The water flowing into the water inlet plenum 113 flows into the inner tube 103 of the heat transfer tube 102. The water that has flowed into the inner pipe 103 rises within the inner pipe 103. At that time, it exchanges heat with the coolant flowing down the outside of the heat exchanger tube 102 to raise its temperature and turn into steam. The generated steam flows out from the inner pipe 103 into the steam outlet plenum 114, is roughly transferred to a turbine system (not shown) via the steam outflow pipe 115, and is used for power generation.
次に音響センリー−の作用について第2図おJ:び第3
図を参照して説明する。まず内管103にクラックが発
生した場合についてであるが、この場合は内管103の
破損箇所から水蒸気が漏洩する。この漏洩に伴う異常音
が内管あるいは外管を伝播して各音響センサーへ,B,
C,Dに到達する。外管104にクラックが発生した場
合には中間プレナム123または124内の高圧ガスが
流入する。この時の異常音が同様に内管あるいは外管を
伝播して各音響センサーに到達する。Next, regarding the action of the acoustic sensor, see Figures 2 and 3.
This will be explained with reference to the figures. First, regarding the case where a crack occurs in the inner tube 103, in this case, water vapor leaks from the damaged portion of the inner tube 103. The abnormal sound accompanying this leakage propagates through the inner tube or outer tube and reaches each acoustic sensor.
Reach C and D. If a crack occurs in the outer tube 104, high pressure gas in the intermediate plenum 123 or 124 will flow in. The abnormal sound at this time similarly propagates through the inner tube or outer tube and reaches each acoustic sensor.
内管と外管が同時に破損した場合には急激なりトリウム
ー水反応が発生するため、異常音の検出は一層容易とな
る。If the inner tube and outer tube are damaged at the same time, a rapid thorium-water reaction occurs, making it easier to detect abnormal sounds.
ところで、このMeセンリ゛一は各管板あるいは中間管
板に複数設けられてあるので、各センナーで得られる信
号の強弱を判定することにより破損位置を推定すること
が可能である。By the way, since a plurality of Me sensors are provided on each tube sheet or intermediate tube sheet, it is possible to estimate the damage position by determining the strength of the signal obtained from each sensor.
また、音響センサーは音響センサーに電圧を加えること
により発信器として使用ずることも可能である。例えば
音響センザーC,Dを発信器に、音響センサーA,Bを
受信器として使用すれば、クラックが発生している伝熱
管は音の伝播特性が異なるため、異常を検知できる可能
性がある。The acoustic sensor can also be used as a transmitter by applying a voltage to the acoustic sensor. For example, if acoustic sensors C and D are used as transmitters and acoustic sensors A and B are used as receivers, it is possible to detect an abnormality because the sound propagation characteristics of cracked heat exchanger tubes are different.
音響センリ−一としては給水側の下部管板106または
下部中間管板108は約250゜Cの低温で使用される
ため、高感度の圧電素子ジルコン酸チタン酸鎗(PZT
)が、また上部管板108または上部中間管板107は
高温で使用されるため、高温用の圧電素子二オブ酸リチ
ウム等が適している。As the acoustic sensor, the lower tube sheet 106 or the lower intermediate tube sheet 108 on the water supply side is used at a low temperature of about 250°C, so it is equipped with a highly sensitive piezoelectric element zirconate titanate (PZT).
) However, since the upper tube sheet 108 or the upper intermediate tube sheet 107 is used at high temperatures, a high temperature piezoelectric element such as lithium diobate is suitable.
中間プレナム123ヤ124にリーク検出用の圧力計ま
たはガス分析計を設けて上述の検出機能を補完覆るのは
従来どおりである。It is conventional to provide a pressure gauge or a gas analyzer for leak detection in the intermediate plenum 123 and 124 to supplement and cover the above-mentioned detection function.
本実施例によると以下のような効果を奏する。According to this embodiment, the following effects are achieved.
■ 内管103 iるいは外管104にクラックが発生
したことを早期に検出できるため、事故の拡大を未然に
防止することが可能である。(2) Since the occurrence of cracks in the inner tube 103 or the outer tube 104 can be detected at an early stage, it is possible to prevent the spread of the accident.
■ 破損した位置を同定できるために、修復に要する日
数を短縮することが可能となり、プラントの稼動率が向
上する。■ Since the location of damage can be identified, it becomes possible to shorten the number of days required for repair, improving plant operating efficiency.
■ 破損検出に内管あるいは外管内の音の伝播を利用し
ているため、両者の間隙を大ぎくしてガスが流れ易くな
るようにする必要がないため、熱抵抗の増大を防止でき
る。このため、蒸気発生器の小型化を図ることができる
。■ Since the propagation of sound within the inner or outer tube is used to detect damage, there is no need to increase the gap between the two to facilitate the flow of gas, thereby preventing an increase in thermal resistance. Therefore, it is possible to downsize the steam generator.
■ 音響センサーを受・発信器として利用することによ
り、クラツクの発生による音の伝播特性の変化を把える
ことができる。これを供用期間中検査として実施すれば
、クラツクのU4通を未然に察知できる。■ By using acoustic sensors as receivers and transmitters, it is possible to detect changes in sound propagation characteristics due to the occurrence of cracks. If this is carried out as an inspection during the service period, crack U4 letters can be detected before they occur.
なお、本発明は二重管型伝熱管を有する蒸気発生器に適
用を限定したものではない。一重管型伝熱管の蒸気発生
器にあっても、管板を右ずる蒸気発生器ならば、その管
板部に音響セン1ナーを設(ノることによってナリウム
ー水反応が発生した時生じる音を直接検知できる。リー
ク箇所の同定が可能なことも同様である。Note that the present invention is not limited to application to steam generators having double-pipe heat exchanger tubes. Even if the steam generator has a single tube type heat transfer tube, if the tube sheet is shifted to the right, an acoustic sensor is installed in the tube sheet section. It is also possible to directly detect the leakage point.It is also possible to identify the leak location.
[発明の効果]
本発明によれば、伝熱管の破損と早期に検出することが
可能であり、事故の拡大を未然に防止することができる
。[Effects of the Invention] According to the present invention, it is possible to detect damage to a heat exchanger tube at an early stage, and the spread of an accident can be prevented.
また、破損位置の同定も可能であるので、修復にかかる
日数も低減可能となり、プラントの稼動率が向上する。Furthermore, since the location of the damage can be identified, the number of days required for repair can be reduced, and the operating rate of the plant can be improved.
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る蒸気発生器の一実施例を示す縦断
面図、第2図は第1図における二重伝熱管の部分を拡大
して示す縦断面図、第3図は第2図の平面図、第4図は
従来の蒸気発生器を示す縦断面図、第5図は第4図にお
ける蒸気発生器の伝熱管を示す斜視図、第6図は第5図
における伝熱管を示す断面図である。
・・・外胴
・・・二重管型伝熱管
・・・内管
・・・外管
・・・上部管板
106・・・下部管板
107・・・上部中間管板
108・・・下部中間管板
109〜112・・・音響センサーA−D113・・・
水入口プレナム
113a・・・水流人配管
114・・・蒸気出口プレナム
115・・・蒸気流出配管
116・・・冷却材入口プレナム
117・・・冷却材流入配管
118・・・冷却材出口プレナム
119・・・冷却材流出配管
120・・・べロー
121・・・入口窓
122・・・出口窓
123 , 124・・・中間プレナム125 , 1
26・・・リーク検出ノズル↑
茅 1
図
茅
面
第
図
茅
図
茅
ム
凹[BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS] Fig. 1 is a longitudinal cross-sectional view showing an embodiment of the steam generator according to the present invention, and Fig. 2 is a longitudinal cross-sectional view showing an enlarged portion of the double heat exchanger tube in Fig. 1. , FIG. 3 is a plan view of FIG. 2, FIG. 4 is a vertical sectional view showing a conventional steam generator, FIG. 5 is a perspective view showing the heat transfer tube of the steam generator in FIG. 4, and FIG. 6 is a sectional view showing the heat exchanger tube in FIG. 5. FIG. ...Outer shell...Double tube type heat transfer tube...Inner tube...Outer tube...Upper tube sheet 106...Lower tube sheet 107...Upper intermediate tube sheet 108...Lower Intermediate tube plates 109-112...Acoustic sensors A-D113...
Water inlet plenum 113a...Water flow pipe 114...Steam outlet plenum 115...Steam outflow pipe 116...Coolant inlet plenum 117...Coolant inflow pipe 118...Coolant outlet plenum 119... ... Coolant outflow pipe 120 ... Bellows 121 ... Inlet window 122 ... Outlet window 123, 124 ... Intermediate plenum 125, 1
26... Leak detection nozzle ↑ Chimney 1 Figure Kaya surface Figure Kaya figure Kaya Mu recess
Claims (2)
とともに冷却材入口プレナムおよび冷却材出口プレナム
を有する外胴と、この外胴内に複数配設されその上端お
よび下端を前記外胴内に設置された管板により支持され
前記水入口プレナムに流入した水が流通して蒸気となり
前記蒸気出口プレナムに流出する伝熱管と、前記管板内
に複数個の音響センサーを設けてなることを特徴とする
蒸気発生器。(1) an outer shell having a water inlet plenum and a steam outlet plenum, as well as a coolant inlet plenum and a coolant outlet plenum, and a plurality of outer shells arranged within this outer shell, with their upper and lower ends installed within the outer shell. A steam system characterized by comprising: a heat exchanger tube supported by a tube sheet and through which water flowing into the water inlet plenum flows to become steam and flows out into the steam outlet plenum; and a plurality of acoustic sensors provided in the tube sheet. generator.
、前記内管および外管はそれぞれ独立な管板によつて上
端および下端が支持され、その各々または一部に音響セ
ンサーが設けられ、前記音響センサーは給水側の低温管
板部にジルコン酸チタン酸鉛(PZT)が、蒸気側の高
温管板部にニオブ酸リチウムの圧電素子が使用されてい
ることを特徴とする請求項1記載の蒸気発生器。(2) The heat transfer tube is a double tube type consisting of an inner tube and an outer tube, and the upper and lower ends of the inner tube and the outer tube are supported by independent tube sheets, and each or a part thereof has an acoustic sensor. The acoustic sensor is characterized in that a piezoelectric element made of lead zirconate titanate (PZT) is used in the low-temperature tube plate portion on the water supply side, and a piezoelectric element made of lithium niobate is used in the high-temperature tube plate portion on the steam side. A steam generator according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5786289A JPH02238201A (en) | 1989-03-13 | 1989-03-13 | Steam generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5786289A JPH02238201A (en) | 1989-03-13 | 1989-03-13 | Steam generator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02238201A true JPH02238201A (en) | 1990-09-20 |
Family
ID=13067805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5786289A Pending JPH02238201A (en) | 1989-03-13 | 1989-03-13 | Steam generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02238201A (en) |
-
1989
- 1989-03-13 JP JP5786289A patent/JPH02238201A/en active Pending
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