JPH0428901A - Steam generator and its operating method - Google Patents
Steam generator and its operating methodInfo
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- JPH0428901A JPH0428901A JP2132475A JP13247590A JPH0428901A JP H0428901 A JPH0428901 A JP H0428901A JP 2132475 A JP2132475 A JP 2132475A JP 13247590 A JP13247590 A JP 13247590A JP H0428901 A JPH0428901 A JP H0428901A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
- F22B37/02—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
- F22B37/42—Applications, arrangements or dispositions of alarm or automatic safety devices
- F22B37/421—Arrangements for detecting leaks
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- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
(産業上の利用分野)
本発明は例えば液体金属冷却型高速増殖炉プラントに適
用される蒸気発生器およびその運転方法に係り、特に二
重伝熱管を用いた蒸気発生器およびその運転方法に関す
る。[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a steam generator applied to, for example, a liquid metal cooled fast breeder reactor plant and a method of operating the same, and in particular, to This invention relates to a steam generator using a steam generator and its operating method.
(従来の技術)
液体金属冷却型高速増殖炉プラントでは一般に、冷却材
として液体ナトリウムが用いられる。(Prior Art) Liquid sodium is generally used as a coolant in liquid metal cooled fast breeder reactor plants.
この液体ナトリウムは、水と激しく反応するため、ナト
リウムと水との熱交換器である蒸気発生器には、とりわ
け高い信頼性が要求される。そこで従来、このような蒸
気発生器の信頼性向上の対策の一つとして、ナトリウム
と水との境界を二重化する二重伝熱管を用いることが検
討されている。Since this liquid sodium reacts violently with water, particularly high reliability is required of the steam generator, which is a heat exchanger between sodium and water. Therefore, as one of the measures to improve the reliability of such a steam generator, the use of a double heat exchanger tube that doubles the boundary between sodium and water has been considered.
第7図は二重伝熱管を用いた従来の蒸気発生器の構成を
示している。FIG. 7 shows the configuration of a conventional steam generator using double heat exchanger tubes.
蒸気発生器は縦長な密閉円筒状の本体胴1を有し、この
本体胴1の内部に多数の二重伝熱管2からなる伝熱管束
が縦方向に設置されている。二重伝熱管2は大径な外管
の内部に小径な内管を挿通したものとされ、内管の上下
端部は外管の上下端部よりも長く突出している。The steam generator has a main body shell 1 in the form of a vertically closed closed cylinder, and inside this main body shell 1, a heat exchanger tube bundle consisting of a large number of double heat exchanger tubes 2 is installed in the longitudinal direction. The double heat exchanger tube 2 has a small diameter inner tube inserted into a large diameter outer tube, and the upper and lower ends of the inner tube protrude longer than the upper and lower ends of the outer tube.
本体胴1の上端側内部には、側内を上下方向で区画する
上部ナトリウム管板3とその上方に配置する蒸気側管板
4とを一体化し両管板3.4間に上部ガスプレナム5を
形成した主蒸気管板6が設置されている。Inside the upper end of the main body 1, an upper sodium tube plate 3 that divides the inside of the side in the vertical direction and a steam side tube plate 4 arranged above it are integrated, and an upper gas plenum 5 is arranged between the two tube plates 3 and 4. A formed main steam pipe plate 6 is installed.
また、本体胴1の下端側内部には同様に、下部ナトリウ
ム管板7、水側管板8および下部ガスプレナム9を有す
る給水管板10が設置されている。Further, a water supply tube plate 10 having a lower sodium tube plate 7, a water side tube plate 8, and a lower gas plenum 9 is similarly installed inside the lower end side of the main body body 1.
そして、二重伝熱管2の外管の上下端部が上部ナトリウ
ム管板3と下部ナトリウム管板7とに接合され、また内
管の上下端部は上部ナトリウム管板3および下部ナトリ
ウム管板7を貫通して。蒸気側管板4の上方および水側
管板8の下方に開口している。これにより、内外管の隙
間が上部ガスプレナム5および下部ガスプレナム9に連
通している。The upper and lower ends of the outer tube of the double heat exchanger tube 2 are joined to the upper sodium tube sheet 3 and the lower sodium tube sheet 7, and the upper and lower ends of the inner tube are joined to the upper sodium tube sheet 3 and the lower sodium tube sheet 7. Through. It opens above the steam side tube sheet 4 and below the water side tube sheet 8. Thereby, the gap between the inner and outer tubes communicates with the upper gas plenum 5 and the lower gas plenum 9.
また、本体胴1の上側部には、その側内の上部ナトリウ
ム管板3と下部ナトリウム管板7との間の空間に液体ナ
トリウムを導入するナトリウム入口ノズル11が設けら
れ、また本体胴1の下側部には、胴外にナトリウムを導
出するためのナトリウム出口ノズル12が設けられてい
る。Further, a sodium inlet nozzle 11 is provided on the upper side of the main body shell 1 for introducing liquid sodium into the space between the upper sodium tube plate 3 and the lower sodium tube plate 7 on that side. A sodium outlet nozzle 12 is provided on the lower side for leading sodium out of the shell.
さらに本体胴1の上端部には、主蒸気ノズル13を備え
た蒸気水室14が形成され、また本体胴1の下端部には
、給水ノズル15を備えた給水氷室16が形成されてい
る。そして蒸気水室14および給水氷室16に二重伝熱
管2の内管が連通している。Furthermore, a steam water chamber 14 equipped with a main steam nozzle 13 is formed at the upper end of the main body shell 1, and a water supply ice chamber 16 equipped with a water supply nozzle 15 is formed at the lower end of the main body shell 1. The inner tube of the double heat exchanger tube 2 communicates with the steam water chamber 14 and the water supply ice chamber 16.
上部ガスプレナム5および下部ガスプレナム9には、不
活性ガスが封入されており、これら各プレナム5.9に
リーク検出器17.18がそれぞれ設けられている。The upper gas plenum 5 and the lower gas plenum 9 are filled with inert gas, and each of these plenums 5.9 is provided with a leak detector 17.18.
しかして、高温のナトリウムは本体胴1上部のナトリウ
ム入口ノズル11から側内に流入し、その後胴内で下降
してナトリウム出口ノズル12から胴外に流出する。一
方、水は本体胴1下部の給水ノズル15から給水管板1
0を経て二重伝熱管2内に流入し、上昇する。そして、
上昇途中で管外のナトリウムとの熱交換により加熱され
て蒸気となり、主蒸気管板6を経て主蒸気水室14に入
り、主蒸気ノズル13から所要箇所に導かれる。Thus, high-temperature sodium flows into the side from the sodium inlet nozzle 11 in the upper part of the main body shell 1, then descends within the shell and flows out of the shell from the sodium outlet nozzle 12. On the other hand, water is supplied from the water supply nozzle 15 at the bottom of the main body 1 to the water supply pipe plate 1.
0, flows into the double heat exchanger tube 2, and rises. and,
On the way up, the steam is heated by heat exchange with sodium outside the tube, enters the main steam water chamber 14 through the main steam tube plate 6, and is guided to a required location through the main steam nozzle 13.
上記構成の二重伝熱管使用の蒸気発生器においては、二
重伝熱管の内管または外管において万一リークが生じた
場合、これをできるだけ速やかに検出し、内管および外
管の双方を貫通する貫通リークの発生前に、リーク発生
伝熱管を同定し、その伝熱管を止栓することが必要であ
る。上記のようにすることにより、リーク発生時におけ
る一次側冷却材である水との激しい反応による事故を防
止することができ、蒸気発生器の信頼性を向上させ、ひ
いては高速増殖炉プラントの信頼性を向上させることが
できる。In the steam generator using double heat transfer tubes with the above configuration, if a leak should occur in the inner tube or outer tube of the double heat transfer tubes, this should be detected as soon as possible and both the inner tube and the outer tube should be removed. Before penetrating leakage occurs, it is necessary to identify the leaky heat exchanger tube and stop the leakage tube. By doing the above, it is possible to prevent accidents caused by violent reactions with water, which is the primary coolant, in the event of a leak, improving the reliability of the steam generator and, ultimately, the reliability of the fast breeder reactor plant. can be improved.
第8図は二重伝熱管2に万一、リークを生じた場合の蒸
気発生器の運転方法を示すフローチャートである。例え
ば二重伝熱管2の内管にリークを生じた場合、リークし
た蒸気は、外管と内管との間の隙間を通り、リーク検出
器17.18によって検出される(ステップa)。リー
クの検出が確認されると、プラントは停止され(ステッ
プb)、液体ナトリウムの胴外への排出が行われる(ス
テップC)。そして、リーク発生伝熱管の同定が行ワレ
(ステップd)、そのリークした伝熱管の止栓が行われ
る(ステップe)。止栓後は、再度液体ナトリウムの胴
肉への充填が行われ(ステップf)、運転復帰(ステッ
プg)、定格運転(ステップh)となる。FIG. 8 is a flowchart showing a method of operating the steam generator in the event that a leak occurs in the double heat exchanger tube 2. For example, if a leak occurs in the inner tube of the double heat exchanger tube 2, the leaked steam passes through the gap between the outer tube and the inner tube and is detected by the leak detector 17, 18 (step a). Once a leak has been detected, the plant is shut down (step b) and the liquid sodium is drained out of the shell (step C). Then, the leaking heat exchanger tube is identified (step d), and the leaking heat exchanger tube is stopped (step e). After the stopper is turned off, liquid sodium is again filled into the body (step f), operation is resumed (step g), and rated operation is started (step h).
(発明が解決しようとする課題)
従来では、例えば内管にリークが発生した場合のリーク
伝熱管の同定を以下の方法で行っている。まず、給水水
室16および伝熱管2の内側に水を満たし、主蒸気水室
14内の蒸気管の上面に水面をつくる。次に、上部ガス
プレナム5および下部ガスプレナム8を介して伝熱管2
の外管と内管との間の隙間内のヘリウムガスを加圧する
。そして、内管のリーク孔を通して二重管の隙間部から
内管の内側へ噴出するヘリウムガスにより蒸気側管板4
の上面に設けられた水面に生じる気泡を発見するか、あ
るいは噴出時の音響を計測することにより、リーク発生
伝熱管を同定する。(Problems to be Solved by the Invention) Conventionally, for example, when a leak occurs in an inner tube, a leaky heat exchanger tube is identified by the following method. First, the insides of the water supply water chamber 16 and the heat transfer tubes 2 are filled with water to create a water surface on the upper surface of the steam tubes in the main steam water chamber 14. Next, the heat exchanger tube 2 is passed through the upper gas plenum 5 and the lower gas plenum 8.
The helium gas in the gap between the outer tube and the inner tube is pressurized. Then, the steam side tube plate 4 is heated by helium gas that is ejected from the gap between the double tubes to the inside of the inner tubes through the leak holes in the inner tubes.
The leaking heat exchanger tube can be identified by detecting air bubbles that form on the water surface installed on the top surface of the tube or by measuring the sound generated when it erupts.
ところで、上述した従来の蒸気発生器では、二重管2が
直管型であり、100万KWeクラスの4ループ構成の
高速増殖炉プラントの場合、1基当り約4000本の伝
熱管を収容している。このような多数の伝熱管の中から
リーク発生伝熱管を止栓するまでには、長期に亘りプラ
ントを停止する必要がある。なお、前記のリーク発生伝
熱管の同定は内管でのリークを例として説明したが、外
管でのリーク発生の場合は、リーク発生伝熱管の同定は
さらに難しく、−層長時間が必要と考えられる。By the way, in the conventional steam generator described above, the double pipe 2 is a straight pipe type, and in the case of a 1 million KWe class fast breeder reactor plant with a four-loop configuration, each reactor accommodates approximately 4000 heat transfer tubes. ing. It is necessary to stop the plant for a long period of time to stop the leaking heat exchanger tube from among such a large number of heat exchanger tubes. The identification of the leaky heat exchanger tube was explained above using the leak in the inner tube as an example, but if the leak occurs in the outer tube, identifying the leaky heat exchanger tube is even more difficult and requires a long time. Conceivable.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、二重
伝熱管を構成する内管または外管からのリーク時に、リ
ークの検出を遅滞なく行えるとともに、リーク発生伝熱
管の同定を容易にし、さらにリーク発生後のプラント運
転への復旧も迅速に行える蒸気発生器およびその運転方
法を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to detect a leak without delay when a leak occurs from an inner tube or an outer tube constituting a double heat exchanger tube, and to easily identify the heat exchanger tube where the leak occurs. Another object of the present invention is to provide a steam generator and an operating method thereof that can quickly restore plant operation after a leak occurs.
(課題を解決するための手段)
本発明に係る蒸気発生器は、液体金属が流通する本体胴
内に多数の伝熱管を配し、この伝熱管に供給する水を前
記液体金属との熱交換により加熱して蒸気発生を行なわ
せる蒸気発生器であって、前記伝熱管を外管と内管とか
らなる二重伝熱管とし、かつ前記二重伝熱管の内外管の
隙間に不活性ガスを封入するとともにガスプレナムを介
してリフ検出器を接続し、このリーク検出器により内外
管いずれかからの液体金属または水のリークを検出可能
としたものにおいて、前記多数の二重伝熱管を複数の組
に分けるとともに、その各組成に独立したガスプレナム
およびリーク検出器を設置し、かつ各組または個々の二
重伝熱管毎に隔離または止栓手段を設けたことを特徴と
する。(Means for Solving the Problems) A steam generator according to the present invention has a large number of heat transfer tubes arranged in a main body barrel through which liquid metal flows, and heat exchanges water supplied to the heat transfer tubes with the liquid metal. A steam generator that generates steam by heating the heat exchanger tube, wherein the heat exchanger tube is a double heat exchanger tube consisting of an outer tube and an inner tube, and an inert gas is filled in the gap between the inner and outer tubes of the double heat exchanger tube. A riff detector is connected via a gas plenum, and the leak detector can detect leakage of liquid metal or water from either the inner or outer tubes. It is characterized in that an independent gas plenum and leak detector are installed for each composition, and an isolation or stopper means is provided for each set or each individual double heat exchanger tube.
また、本発明に係る蒸気発生器の運転方法は、外管およ
び内管からなる二重伝熱管を多数配置した本体胴内に液
体金属を流通させ、前記二重伝熱管の内管に供給する水
を前記液体金属との熱交換により加熱して蒸気発生を行
なわせる蒸気発生器を対象とし、前記二重伝熱管の内外
管の隙間に不活性ガスを封入しておき、この隙間に接続
したリーク検出器により内管あるいは外管のリークが検
出された場合に、前記二重伝熱管の給水または蒸気流出
を止める蒸気発生器の運転方法において、前記不活性ガ
スの種類または組成を各二重伝熱管毎に異ならせるとと
もに、前記リーク検出器によるリーク検出機能として、
不活性ガスの種類または組成の判別機能を付与し、これ
によりリークが発生している二重伝熱管を同定して、当
該リーク伝熱管の隔離または止栓を行なわせることと特
徴とする。In addition, the method of operating a steam generator according to the present invention includes circulating liquid metal within a main body body in which a large number of double heat transfer tubes each consisting of an outer tube and an inner tube are arranged, and supplying the liquid metal to the inner tube of the double heat transfer tubes. The target is a steam generator that generates steam by heating water through heat exchange with the liquid metal, and an inert gas is sealed in the gap between the inner and outer tubes of the double heat transfer tube, and the tube is connected to this gap. In a method for operating a steam generator that stops water supply or steam outflow from the double heat transfer tube when a leak in the inner tube or the outer tube is detected by a leak detector, the type or composition of the inert gas is In addition to being different for each heat exchanger tube, as a leak detection function by the leak detector,
The present invention is characterized in that a function for determining the type or composition of the inert gas is provided, thereby identifying a double heat exchanger tube in which a leak is occurring, and causing the leaking heat exchanger tube to be isolated or stopped.
(作用)
本発明に係る蒸気発生器によれば、二重伝熱管の内管に
リークが生じた場合、流出した水分が二重伝熱管の内管
と外管との間の隙間から、当該伝熱管が接続されたガス
プレナムを介し、リーク検出器によって検出される。一
方、二重伝熱管の外管にリークが生じた場合には、外管
のリーク孔よりナトリウム中に不活性ガスが発生し、そ
のナトリウム中の不活性ガスを検出することにより、リ
ーク発生が検知される。(Function) According to the steam generator according to the present invention, when a leak occurs in the inner tube of the double heat exchanger tube, the leaked water is leaked from the gap between the inner tube and the outer tube of the double heat exchanger tube. It is detected by a leak detector through the gas plenum to which the heat exchanger tubes are connected. On the other hand, when a leak occurs in the outer tube of a double heat transfer tube, inert gas is generated in the sodium from the leak hole in the outer tube, and by detecting the inert gas in the sodium, the leak can be detected. Detected.
これらの場合、二重伝熱管は複数の組に分けられ、各組
毎に独立したガスプレナムおよびリーク検出器が設置さ
れているので、リークの検出を遅滞なく行えるとともに
、リーク発生伝熱管の同定が容易に行える。In these cases, the double heat exchanger tubes are divided into multiple sets, and each set is equipped with an independent gas plenum and leak detector, so leaks can be detected without delay and the leaking heat exchanger tube can be identified. It's easy to do.
また、本発明に係る蒸気発生器の運転方法によれば、検
出した不活性ガスを分析することにより、どの主蒸気管
板の組に接続した二重伝熱管でリークが発生したかがす
ぐに判明する。内管リークの場合でも、外管リークの場
合でも、リークが検出された組の主蒸気止め弁および給
水止め弁は閉止され、残りの組の二重伝熱管を用いて径
方向各層に均一な特性で、二重伝熱管蒸気発生器の運転
を継続することができる。Furthermore, according to the method of operating a steam generator according to the present invention, by analyzing the detected inert gas, it is possible to immediately determine which set of main steam tube sheets a leak has occurred in the double heat exchanger tubes connected to it. Prove. Regardless of whether there is an inner pipe leak or an outer pipe leak, the main steam stop valve and water supply stop valve of the set in which the leak is detected are closed, and the remaining set of double heat exchanger tubes is used to uniformly spread the heat to each layer in the radial direction. With this feature, the double heat transfer tube steam generator can continue to operate.
したがって、リーク発生後のプラント運転への復旧も迅
速に行え、プラントを長期に停止する必要がない。Therefore, plant operation can be quickly restored after a leak occurs, and there is no need to stop the plant for a long period of time.
(実施例)
以下、本発明の一実施例を第1図〜第5図を参照して説
明する。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
第1図は蒸気発生器の全体構成を示している。FIG. 1 shows the overall structure of the steam generator.
この蒸気発生器は縦長な本体胴31の内部中心位置に内
筒32が配置され、内筒32の周囲位置に多数のヘリカ
ルコイル状の二重伝熱管33が層状に配置されて管束を
構成している。本体胴31の上側部には8個の主蒸気管
板34が設けられ、これと対をなして同数の給水管板3
5が本体胴31の下部に設けられている。In this steam generator, an inner cylinder 32 is arranged at the center of a vertically long main body 31, and a large number of helical coil-shaped double heat transfer tubes 33 are arranged in layers around the inner cylinder 32 to form a tube bundle. ing. Eight main steam pipe plates 34 are provided on the upper side of the main body body 31, and the same number of water supply pipe plates 3 are provided in pairs.
5 is provided at the lower part of the main body trunk 31.
主蒸気管板34は第4図に示すように、上部ナトリウム
管板36と、蒸気側管板37と、上部ガスプレナム38
とによって構成され、上部ガスプレナム38にはプレナ
ムノズル39を介して独立したリーク検出器40が備え
られている。この主蒸気管板34には主蒸気水室41が
連設され、この主蒸気水室41には主蒸気ノズル42と
蓋体43とが設けられている。As shown in FIG. 4, the main steam tube plate 34 includes an upper sodium tube plate 36, a steam side tube plate 37, and an upper gas plenum 38.
The upper gas plenum 38 is equipped with an independent leak detector 40 via a plenum nozzle 39. A main steam water chamber 41 is connected to the main steam pipe plate 34, and the main steam water chamber 41 is provided with a main steam nozzle 42 and a lid 43.
なお、給水管板35については詳細な図示を省略するが
、主蒸気管板34と略同様に、下部ナトリウム管板と、
給水管板と、独立したリーク検出器44を備えた下部ガ
スプレナムとによって構成され、給水水室45に連設さ
れている。Although detailed illustration of the water supply pipe plate 35 is omitted, substantially the same as the main steam pipe plate 34, a lower sodium tube plate,
It is composed of a water supply pipe plate and a lower gas plenum equipped with an independent leak detector 44, and is connected to a water supply water chamber 45.
また第1図に示すように、本体胴31の頂部には、ナト
リウム入口ノズル46が設置されるとともに、本体胴3
1の底部にはナトリウム出口ノズル47が設置されてい
る。Further, as shown in FIG. 1, a sodium inlet nozzle 46 is installed at the top of the main body shell 31, and
At the bottom of 1, a sodium outlet nozzle 47 is installed.
二重伝熱管33の内部は、前記の如く主蒸気管板34お
よび給水管板35の対をなすもの同士にそれぞれ連通し
、かつヘリカルコイル状の管束の各層に均一に配備され
ている。The interior of the double heat exchanger tubes 33 communicates with the pair of main steam tube plates 34 and water supply tube plates 35 as described above, and is uniformly arranged in each layer of the helical coiled tube bundle.
第2図および第3図は上述した蒸気発生器に用いられる
二重伝熱管33の異なる構成例を示している。FIGS. 2 and 3 show different configuration examples of the double heat exchanger tubes 33 used in the above-mentioned steam generator.
第2図に示すものでは、二重伝熱管33が外管33aお
よび内管33bにより二重の耐圧バウンダリーを有して
おり、両管33a、33b間の隙間48には不活性ガス
として熱伝導率の高いヘリウムガスが封入されている。In the one shown in FIG. 2, the double heat transfer tube 33 has a double pressure-resistant boundary formed by an outer tube 33a and an inner tube 33b, and a gap 48 between the two tubes 33a and 33b is filled with an inert gas that conducts heat. Filled with high-grade helium gas.
この隙間48が上部ガスプレナム38および下部ガスプ
レナムに接続され、外管33aの内面に4本の溝48a
がり一り検出用として形成されている。This gap 48 is connected to the upper gas plenum 38 and the lower gas plenum, and four grooves 48a are formed on the inner surface of the outer pipe 33a.
It is designed for single detection.
また、第3図に示すものでも、二重伝熱管33が外管3
−3 aおよび内管33bにより二重の耐圧バウンダリ
ーを有しており、両管間の隙間48には不活性ガスとし
て熱伝導率の高いヘリウムガスが封入されている。この
隙間48が上部ガスプレナム38および下部ガスプレナ
ムに接続されている。この二重伝熱管33では、外管3
3aと内管33bとの間に多孔質金属層48bが設けら
れ、さらにリーク検出特性の向上が図られている。Also, in the case shown in FIG. 3, the double heat transfer tube 33 is connected to the outer tube 3.
-3a and the inner tube 33b have a double pressure-resistant boundary, and the gap 48 between both tubes is filled with helium gas having high thermal conductivity as an inert gas. This gap 48 is connected to the upper gas plenum 38 and the lower gas plenum. In this double heat exchanger tube 33, the outer tube 3
A porous metal layer 48b is provided between the inner tube 33a and the inner tube 33b to further improve leak detection characteristics.
ところで、ヘリウムガスには、対となる主蒸気管板34
および給水管板35の組毎に異なるタグガスが混入され
ている。このタグガスとしては、例えばクリプトンとキ
セノンとの混合ガスが適用されている。この混合ガスの
成分比を変えることにより、異なるタグガスとして検出
可能である。By the way, for helium gas, there is a pair of main steam tube plates 34.
A different tag gas is mixed in each set of water supply pipe plates 35. As this tag gas, for example, a mixed gas of krypton and xenon is used. By changing the component ratio of this mixed gas, it is possible to detect it as a different tag gas.
また、第1図に示すように、主蒸気水室41および給水
氷室36にそれぞれ備えられた主蒸気ノズル42および
給水ノズル49には、主蒸気管50および給水管51が
接続されている。これら主蒸気管50および給水管51
には、主蒸気止め弁52および給水止め弁53が設けら
れ、さらに主蒸気ヘッダ54および給水ヘッダ55へと
接続されている。Further, as shown in FIG. 1, a main steam pipe 50 and a water supply pipe 51 are connected to the main steam nozzle 42 and the water supply nozzle 49 provided in the main steam water chamber 41 and the water supply ice chamber 36, respectively. These main steam pipes 50 and water supply pipes 51
is provided with a main steam stop valve 52 and a water supply stop valve 53, and is further connected to a main steam header 54 and a water supply header 55.
なお、前記のリーク検出器40.44としては、内管3
3bのリーク検出に用いられる湿分検出計と、外管33
aおよび内管33bのリーク検出に用いられる圧力計等
がある。また図示しないが、蒸気発生器のナトリウム側
出口配管には、ヘリウムガス検出計が設置され、外管3
3aのリークを検出するとともに、そのヘリウムガスに
混入されたタグガスの成分を分析して、どの組の伝熱管
33がリークしたかを判別するようになっている。Note that the leak detector 40.44 is the inner pipe 3.
Moisture detector used for leak detection in 3b and outer tube 33
There are pressure gauges and the like used to detect leaks in the inner tube 33a and the inner tube 33b. Although not shown, a helium gas detector is installed on the sodium side outlet piping of the steam generator, and the outer tube 3
3a is detected, and the components of the tag gas mixed in the helium gas are analyzed to determine which set of heat exchanger tubes 33 has caused the leak.
次に本実施例の蒸気発生器について、第5図を用いて運
転方法を説明する。高温のナトリウムは、ナトリウム入
口ノズル46から本体胴31に流入し、本体胴31内を
下降し、ナトリウム出口ノズル47から胴外に流出まで
の間に、ヘリカルコイル状の管束を構成する二重伝熱管
33内を上昇する水と熱交換される。一方、水は、給水
ヘッダ55から給水管51を経て給水水室36に流入し
、ここから給水管板35を経てヘリカルコイル状の二重
伝熱管33内を上昇する。この上昇する水は、途中で蒸
気となり、主蒸気管板34を経て主蒸気水室41に入り
、主蒸気管50を経て主蒸気ヘッダ54に流入する。Next, the operating method of the steam generator of this embodiment will be explained using FIG. 5. High-temperature sodium flows into the main body shell 31 from the sodium inlet nozzle 46, descends inside the main body shell 31, and flows through a double transmission constituting a helical coil tube bundle before flowing out from the sodium outlet nozzle 47 to the outside of the shell. Heat is exchanged with the water rising inside the heat tube 33. On the other hand, water flows from the water supply header 55 through the water supply pipe 51 into the water supply water chamber 36, and from there passes through the water supply pipe plate 35 and rises inside the helical coil-shaped double heat transfer tube 33. This rising water becomes steam on the way, enters the main steam water chamber 41 via the main steam pipe plate 34, and flows into the main steam header 54 via the main steam pipe 50.
万一、二重伝熱管33の内管33bでリークが生じた場
合には、流出した水分が二重伝熱管33の外管33aと
内管33bとの間の隙間48を経由して、当該伝熱管が
接続された主蒸気管板34または給水管板35のガスプ
レナムに流入し、リーク検出器40.44によってリー
ク検出がなされる(ステップA)。In the event that a leak occurs in the inner tube 33b of the double heat exchanger tube 33, the water that has flowed out will pass through the gap 48 between the outer tube 33a and the inner tube 33b of the double heat exchanger tube 33. The gas flows into the gas plenum of the main steam tube plate 34 or the water supply tube plate 35 to which the heat transfer tubes are connected, and is detected as a leak by the leak detectors 40, 44 (step A).
リークが検出されると、プラントは停止(ステップB)
または出力低下(ステップC)となり、リークが検出さ
れた伝熱管の組の主蒸気止め弁52と給水止め弁53と
は閉止され(ステップD)、伝熱管内には不活性ガスが
封入される。その後、停止の場合にはプラントが再起動
して(ステップE)、プラントは7/8、すなわち約8
5%の出力で運転される(ステップF)。二重伝熱管3
3は、ヘリカルコイル状の管束の各層に均一に配備され
ているため、1/8の伝熱管に通水されなくても、管束
の径方向の性能すなわち温度分布は略均−に維持された
運転が可能となる。その後、プラントの定期検査等の計
画的停止時(ステップG)に、当該二重伝熱管の管束は
調査され、リーク発生伝熱管が同定され、止栓され、そ
の後は定格出力の運転に復帰する(ステップH)。If a leak is detected, the plant is shut down (Step B)
Alternatively, the output decreases (step C), the main steam stop valve 52 and water supply stop valve 53 of the heat exchanger tube set in which the leak has been detected are closed (step D), and inert gas is filled in the heat exchanger tubes. . Then, in case of shutdown, the plant is restarted (step E) and the plant is 7/8, i.e. approximately 8
It is operated at 5% output (Step F). Double heat exchanger tube 3
3 is uniformly distributed in each layer of the helical coiled tube bundle, so even if water is not passed through 1/8 of the heat transfer tubes, the radial performance of the tube bundle, that is, the temperature distribution, is maintained approximately uniformly. Driving becomes possible. After that, during planned shutdowns such as regular plant inspections (Step G), the tube bundle of the double heat exchanger tubes is investigated, the leaking heat exchanger tube is identified and plugged, and operation is then returned to the rated output. (Step H).
このような本実施例の運転方法によると、運転復帰まで
数日を要するだけであり、同作業に数カ月要することと
なっていた従来の運転方法に比較して、速やかに運転復
帰が可能となるものである。According to the operating method of this embodiment, it only takes a few days to return to operation, making it possible to return to operation more quickly than with the conventional operating method, which required several months for the same work. It is something.
なお、二重伝熱管33の外管33aでリークが生じた場
合には、隙間48によりヘリウムガスが本体胴31内の
ナトリウム中に流出する。このヘリウムガスは、蒸気発
生器の80配管に設置されたヘリウムガス検出計により
検出され、さらにそのヘリウムガス中に混入されたタグ
ガスの分析により、どの組の伝熱管束でリークが発生し
たかが判明するものである。その後の運転方法は内管3
3bのリークの場合と同様である。In addition, when a leak occurs in the outer tube 33a of the double heat transfer tube 33, helium gas flows out into the sodium inside the main body shell 31 through the gap 48. This helium gas is detected by a helium gas detector installed in 80 pipes of the steam generator, and by analyzing the tag gas mixed in the helium gas, it can be determined in which set of heat transfer tube bundles the leak has occurred. It becomes clear. The operation method after that is inner pipe 3
The same is true for the leak in 3b.
本実施例による具体的効果を説明する。本実施例では長
尺のヘリカルコイル状の二重伝熱管33を使用し、8組
の給水管板35および主蒸気管板34を有しているため
、100万KWeクラスの4ループ構成の高速増殖炉用
の蒸気発生器で比較した場合、第7図に示した従来の蒸
気発生器で1枚の管板に約4000本の伝熱管が接続さ
れていたのに比べて、本実施例では約60本で済む。こ
のため、ガスプレナム部の容積が小さく、リーク検出が
迅速に行え、リーク発生伝熱管の同定も容易となる。The specific effects of this embodiment will be explained. In this embodiment, a long helical coil-shaped double heat exchanger tube 33 is used and eight sets of water supply tube plates 35 and main steam tube plates 34 are used, so a high-speed 4-loop configuration of 1 million KWe class is used. When comparing steam generators for breeder reactors, the conventional steam generator shown in Fig. 7 has approximately 4,000 heat transfer tubes connected to one tube plate, but in this example, approximately 4,000 heat transfer tubes are connected to one tube plate. It only takes about 60 pieces. Therefore, the volume of the gas plenum portion is small, leakage can be detected quickly, and the heat exchanger tube in which the leakage occurs can be easily identified.
また、リーク検出器40.44が個々の管板に独立に設
置されており、ガスプレナムに封入されたヘリウムガス
に二重伝熱管33の組毎に異なった種類のタグガスを封
入しているため、内管33bのリークであれ、外管33
aのリークであれ、どの組の二重伝熱管33がリークし
ているかが容易に判断できる。In addition, since the leak detectors 40 and 44 are installed independently on each tube sheet, and a different type of tag gas is sealed in the helium gas sealed in the gas plenum for each set of double heat transfer tubes 33, Whether it is a leak in the inner tube 33b, the outer tube 33
Even if there is a leak in a, it can be easily determined which set of double heat exchanger tubes 33 is causing the leak.
さらに、各組の給水管51および主蒸気管50に止め弁
52.53を設置しているため、この止め弁52.53
を閉めることにより、残りの組の二重伝熱管33で運転
が続行可能である。この操作は、プラントの運転を停止
せずに行うことも可能である。また、各組の二重伝熱管
33は半径方向に均一に配置されているため、上記のよ
うな運転を行っても、均一な性能を発揮できる。Furthermore, since a stop valve 52.53 is installed in each set of water supply pipe 51 and main steam pipe 50, this stop valve 52.53
By closing the double heat exchanger tubes 33, operation can be continued with the remaining set of double heat exchanger tubes 33. This operation can also be performed without stopping plant operation. Further, since each set of double heat exchanger tubes 33 is arranged uniformly in the radial direction, even if the above operation is performed, uniform performance can be exhibited.
第6図は、本発明の他の実施例を示している。FIG. 6 shows another embodiment of the invention.
本実施例では、リーク検出器40.44はそれぞれ複数
の主蒸気管板34および給水管板で兼用されており、切
換器61.62を用いて個々の組の伝熱管を独立に検出
可能とされている。他の構成は前記実施例と同様である
。本実施例によれば、切換器61.62を用いることに
より、リーク検出器40.44の数を節減でき、コスト
の低減および配置上の利点が得られる。In this embodiment, the leak detectors 40, 44 are shared by a plurality of main steam tube plates 34 and water supply tube plates, respectively, and each set of heat exchanger tubes can be detected independently using the switching devices 61, 62. has been done. The other configurations are the same as those in the previous embodiment. According to this embodiment, by using the switches 61, 62, the number of leak detectors 40, 44 can be reduced, resulting in cost reduction and placement advantages.
なお、以上の各実施例では、各管板を8組に分けた構成
としたが、その組数または個数については設計上の選択
により自由に設定できるものである。In each of the above embodiments, each tube sheet is divided into eight groups, but the number of groups or pieces can be freely set according to design choices.
以上のように、本発明に係る蒸気発生器によれば、長尺
の二重伝熱管を用い、組毎に独立した主蒸気管板および
給水管板を設け、それらのガスプレナムに独立したリー
ク検比器を設けた構成とすることにより、リークの検出
を遅滞なく行えるとともに、リーク発生伝熱管の同定が
容易に行える。As described above, according to the steam generator according to the present invention, long double heat exchanger tubes are used, an independent main steam tube plate and a water supply tube plate are provided for each set, and independent leak detection is performed in the gas plenum of these tubes. By using a configuration in which a ratio device is provided, leakage can be detected without delay, and the heat exchanger tube in which the leakage occurs can be easily identified.
また、本発明に係る蒸気発生器の運転方法によれば、検
出した不活性ガスを分析することにより、どの主蒸気管
板の組に接続した二重伝熱管でリフが発生したかがすぐ
に判明するので、内管り−りの場合でも、外管リークの
場合でも、リークが検出された組の主蒸気止め弁および
給水止め弁は閉止され、残りの組の二重伝熱管を用いて
径方向各層に均一な特性で、二重伝熱管蒸気発生器の運
転を継続することができる。したがって、リーク発生後
のプラント運転への復旧も迅速に行え、プラントを長期
に停止する必要がない。Furthermore, according to the method of operating a steam generator according to the present invention, by analyzing the detected inert gas, it can be immediately determined in which set of main steam tube sheets rift has occurred in the double heat exchanger tubes connected to it. Therefore, whether it is an inner pipe leak or an outer pipe leak, the main steam stop valve and water supply stop valve of the set in which the leak is detected are closed, and the remaining set of double heat exchanger tubes are used. The double heat exchanger tube steam generator can continue to operate with uniform characteristics in each layer in the radial direction. Therefore, plant operation can be quickly restored after a leak occurs, and there is no need to stop the plant for a long period of time.
よって本発明によれば、高速増殖炉プラントの信頼性を
向上させることができ、しかも高速増殖炉プラントの稼
動効率の向上にも大きく寄与するなどの効果が奏される
。Therefore, according to the present invention, it is possible to improve the reliability of a fast breeder reactor plant, and moreover, it is possible to achieve effects such as greatly contributing to improving the operating efficiency of the fast breeder reactor plant.
第1図は本発明に係る蒸気発生器の一実施例を示す全体
構成図、第2図は二重伝熱管の断面図、第3図は他の二
重伝熱管の断面図、第4図は主蒸気管板部の断面図、第
5図は蒸気発生器の運転方法を示すフローチャート、第
6図は本発明に係る蒸気発生器の他の実施例を示す構成
図、第7図は従来例を示す構成図、第8図は従来の運転
方法を示すフローチャートである。
31・・・本体胴、32・・・内筒、33・・・二重伝
熱管、33a・・・外管、33b・・・内管、34・・
・主蒸気管板、35・・・給水管板、36・・・上部ナ
トリウム管板、37・・・蒸気側管板、38・・・上部
ガスプレナム、39・・・プレナムノズル、40・・・
リーク検出器、41・・・主蒸気氷室、42・・・主蒸
気ノズル、43・・・蓋体、44・・・リーク検出器、
45・・・給水氷室、46・・・ナトリウム入口ノズル
、47・・・ナトリウム出口ノズル、48・・・隙間、
49・・・給水ノズル、50・・・主蒸気管、51・・
・給水管、52・・・主蒸気止め弁、53・・・給水止
め弁、54・・・主蒸気ヘッダ、55・・・給水ヘッダ
、61.62・・・切換器。Fig. 1 is an overall configuration diagram showing one embodiment of a steam generator according to the present invention, Fig. 2 is a sectional view of a double heat exchanger tube, Fig. 3 is a sectional view of another double heat exchanger tube, and Fig. 4 is a sectional view of the main steam pipe plate, FIG. 5 is a flowchart showing the method of operating the steam generator, FIG. 6 is a block diagram showing another embodiment of the steam generator according to the present invention, and FIG. 7 is a conventional steam generator. FIG. 8, which is a block diagram showing an example, is a flowchart showing a conventional operating method. 31...Main body shell, 32...Inner tube, 33...Double heat transfer tube, 33a...Outer tube, 33b...Inner tube, 34...
・Main steam pipe plate, 35... Water supply pipe plate, 36... Upper sodium tube plate, 37... Steam side tube plate, 38... Upper gas plenum, 39... Plenum nozzle, 40...
Leak detector, 41... Main steam ice chamber, 42... Main steam nozzle, 43... Lid body, 44... Leak detector,
45... Water supply ice chamber, 46... Sodium inlet nozzle, 47... Sodium outlet nozzle, 48... Gap,
49... Water supply nozzle, 50... Main steam pipe, 51...
- Water supply pipe, 52... Main steam stop valve, 53... Water supply stop valve, 54... Main steam header, 55... Water supply header, 61.62... Switch.
Claims (1)
、この伝熱管に供給する水を前記液体金属との熱交換に
より加熱して蒸気発生を行なわせる蒸気発生器であって
、前記伝熱管を外管と内管とからなる二重伝熱管とし、
かつ前記二重伝熱管の内外管の隙間に不活性ガスを封入
するとともにガスプレナムを介してリーク検出器を接続
し、このリーク検出器により内外管いずれかからの液体
金属または水のリークを検出可能としたものにおいて、
前記多数の二重伝熱管を複数の組に分けるとともに、そ
の各組毎に独立したガスプレナムおよびリーク検出器を
設置し、かつ各組または個々の二重伝熱管毎に隔離また
は止栓手段を設けたことを特徴とする蒸気発生器。 2、外管および内管からなる二重伝熱管を多数配置した
本体胴内に液体金属を流通させ、前記二重伝熱管の内管
に供給する水を前記液体金属との熱交換により加熱して
蒸気発生を行なわせる蒸気発生器を対象とし、前記二重
伝熱管の内外管の隙間に不活性ガスを封入しておき、こ
の隙間に接続したリーク検出器により内管あるいは外管
のリークが検出された場合に、前記二重伝熱管の給水ま
たは蒸気流出を止める蒸気発生器の運転方法において、
前記不活性ガスの種類または組成を各二重伝熱管毎に異
ならせるとともに、前記リーク検出器によるリーク検出
機能として、不活性ガスの種類または組成の判別機能を
付与し、これによりリークが発生している二重伝熱管を
同定して、当該リーク伝熱管の隔離または止栓を行なわ
せることと特徴とする蒸気発生器の運転方法。[Scope of Claims] 1. A steam system in which a large number of heat transfer tubes are disposed within a body shell through which liquid metal flows, and water supplied to the heat transfer tubes is heated by heat exchange with the liquid metal to generate steam. A generator, wherein the heat transfer tube is a double heat transfer tube consisting of an outer tube and an inner tube,
In addition, an inert gas is filled in the gap between the inner and outer tubes of the double heat transfer tube, and a leak detector is connected via the gas plenum, and this leak detector can detect leaks of liquid metal or water from either the inner or outer tube. In that case,
The large number of double heat exchanger tubes is divided into a plurality of sets, each set is provided with an independent gas plenum and a leak detector, and each set or each double heat exchanger tube is provided with isolation or stopper means. A steam generator characterized by: 2. A liquid metal is passed through a main body body in which a large number of double heat transfer tubes consisting of an outer tube and an inner tube are arranged, and water supplied to the inner tube of the double heat transfer tube is heated by heat exchange with the liquid metal. The target is a steam generator that generates steam using a double heat transfer tube, and an inert gas is sealed in the gap between the inner and outer tubes of the double heat transfer tube, and a leak detector connected to this gap is used to detect leaks in the inner tube or outer tube. In the method of operating a steam generator, stopping water supply or steam outflow of the double heat exchanger tube when detected,
The type or composition of the inert gas is made different for each double heat exchanger tube, and the leak detector is provided with a function of determining the type or composition of the inert gas as a leak detection function, thereby preventing leaks from occurring. 1. A method for operating a steam generator, comprising: identifying a double heat exchanger tube that is leaking, and isolating or stopping the leaking heat exchanger tube.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2132475A JPH0428901A (en) | 1990-05-24 | 1990-05-24 | Steam generator and its operating method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2132475A JPH0428901A (en) | 1990-05-24 | 1990-05-24 | Steam generator and its operating method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0428901A true JPH0428901A (en) | 1992-01-31 |
Family
ID=15082243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2132475A Pending JPH0428901A (en) | 1990-05-24 | 1990-05-24 | Steam generator and its operating method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0428901A (en) |
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