JP2000121004A - 給水加熱器ドレン排出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 給水加熱器のドレン管内のドレンの流動を安
定にできる給水加熱器ドレン排出装置を提供することに
ある。 【解決手段】 非凝縮性ガスを含むドレンを貯留する第
１の給水加熱器４からドレン管８を介して低圧側の第２
の給水加熱器３にドレンを流出させる。この場合、ドレ
ン流量は、第１の給水加熱器４のドレン出口近傍のドレ
ン管８に設けられた調節弁７により調節される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、給水加熱器からの
ドレンを排出するための給水加熱器ドレン排出装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、火力発電プラントや原子力発電
プラントにおいては、プラントの熱効率を高めるために
ボイラや原子炉の供給する給水を複数台の給水加熱器で
加熱するようにしている。この給水加熱器は、タービン
からの抽気により給水の加熱を行なっている。

【０００３】発電プラントに設けられる給水加熱系統の
構成を図７に示す。図７において、復水器１から給水さ
れた給水は、給水管２を通って複数台の給水加熱器３、
４、５に順次流入される。複数台の給水加熱器３、４、
５は、順次器内圧力が高くなっており、給水加熱器５の
器内圧力が最も高い。各々の給水加熱器３、４、５で加
熱された給水は図示省略のボイラまたは原子炉に送られ
る。

【０００４】一方、各給水加熱器３、４、５にはそれぞ
れタービンから抽気された抽気蒸気が、それぞれ抽気管
６ａ、６ｂ、６ｃを介して供給され、そこで給水と熱交
換した後に凝縮してドレンとなる。各給水加熱器３、
４、５はそれぞれ調節弁７を有するドレン管８によって
低圧側の次段給水加熱器に接続されており、給水と熱交
換して凝縮したドレンは、熱源媒体としてドレン管８を
通って低圧側の次段給水加熱器に送られ、給水の加熱源
の一部として供される。また、給水加熱器本体中の蒸気
がドレンになる際に残留する不凝縮性ガスは、各給水加
熱器３、４、５よりベント管９でオリフィス１０を介し
て復水器１に放出される。

【０００５】給水加熱器３、４、５は、一般に給水が高
圧なため多管式熱交換器が採用され、給水加熱器内を流
れる給水を管外から抽気蒸気およびそのドレンにより加
熱するようになっている。したがって、給水加熱器胴内
にはドレンが滞留するので、ドレン水位を適切に制御し
て熱交換を効率良く行うための水位制御器が設けられて
いる。

【０００６】すなわち、ドレン管８には調節弁７が設け
られているとともに、各給水加熱器３、４、５にはドレ
ン水位が異常に高くなった場合に、直接ドレンを復水器
１に逃がす非常用ドレン管１１が設けられ、その非常用
ドレン管１１には非常用調節弁１２がそれぞれ設けられ
ている。

【０００７】各給水加熱器３、４、５には、それぞれ基
準水位検出器１３および高水位検出器１４が設けられて
おり、基準水位検出器１３からの検出信号が調節計１５
に入力され、そこで標準水位設定信号と比較され、その
偏差信号によって調節弁７の開度が制御され、また、高
水位検出器１４からの検出信号は調節計１６に入力さ
れ、そこで高水位設定信号と比較され、その偏差信号に
よって非常用調節弁１２の開度が制御されるようになっ
ている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】一般に、調節弁７には
弁入口部における流体がドレン単相のサブクールした飽
和ドレンとして流入するが、ドレン管８の内部や給水加
熱器３、４、５に非凝縮性ガスが存在すると、飽和ドレ
ンは非凝縮性ガスによる分圧だけ圧力が低下する。これ
によりサブクールした飽和ドレンがドレンの飽和圧力を
下回りフラッシュして、ドレンと蒸気との非凝縮性ガス
混合の気液二相流が形成される。

【０００９】この気液二相流が調節弁７に流入すること
になると、ガスが調節弁７を通過する分だけ必要な弁開
度が大きくなる。このため、ガス流量が多くなると、調
節弁７が全開してもドレンが排出しきれなくなり、給水
加熱器３、４、５の水位が上昇することになる。さら
に、給水加熱器３、４、５の水位が上昇すると、高水位
検出器１４からの信号により、非常用調節弁１２が開
き、熱源媒体であるドレンが復水器１に排出されてしま
う。

【００１０】例えば、給水加熱器４から給水加熱器３へ
のドレンの流れを例にとると、ドレンと蒸気との非凝縮
性ガス混合の気液二相流は不安定な流動であり、調節弁
７の通過ドレン量が変動し、給水加熱器３のドレン水位
変動と連動して、調節弁７の開度変化を引き起こし、調
節弁７の制御性が悪化する。

【００１１】一方、調節弁７の開度が変化しても、ドレ
ン管８の内部にガスが存在すると、調節弁７の通過ドレ
ン流量の変化はドレン管８の内部のガスの体積変化とし
て置換され、給水加熱器３の水位変化に遅れが生じる。
その結果として、調節弁７の開度変化に給水加熱器３の
ドレン水位変化が追随できなくなり、調節弁７の制御性
が損なわれる等の問題がある。

【００１２】図８は、従来の給水加熱器ドレン排出装置
におけるドレンの流れの説明図である。ドレン管８内の
ドレン流動は、配管内のドレンとガスの種類、また管路
条件及び流量に応じて、極めて多様な状況を示し、不安
定な流れを発生する。この不安定な流れが、調節弁７の
制御性を悪化させる原因となる。

【００１３】図８に示す給水加熱器ドレン排出装置を模
擬して、水と非凝縮性ガスの代表である空気の量を変え
た実験において、図９、図１０の関係が得られた。図９
において、Ｑ１は水の流量、Ｑ２は空気の流量を示し、
Ｐは配管内の圧力変動を示す。図９は、水流量Ｑ１が増
し空気流量Ｑ２の割合が増えると、圧力変動が増すこと
を示している。図１０では、図９と同様に、Ｑ１は水の
流量、Ｑ２は空気の流量を示し、Ｈは給水加熱器を模擬
したタンクの水位変動幅を示している。図１０は、水流
量Ｑ１が増し空気流量Ｑ２の割合が増すと、水位の変動
が大きくなることを示している。

【００１４】また、図１１は水と飽和ドレンを同じ量で
流し、空気量Ｑ２を変えた試験で選られた結果である。
Ｑ１は水の流量、Ｑ３は飽和ドレンの流量を示す。飽和
ドレンの場合は、空気流量Ｑ２が増えると空気による気
相の分圧が下がりドレンフラッシュが起こる量も増える
ので、配管内の変動幅は水の場合に比べはるかに増大す
ることが実験から確認された。

【００１５】図１２は、図８中の調節弁７前の配管内の
流れの一例を示す図である。プラントが低負荷でドレン
流量が少ないときは、調節弁７も絞られるのでドレン流
速は遅くなる。そうすると水平管内部ではドレンと混合
して一緒に流れていた非凝縮性ガスが浮力で上昇し、液
相と気相とが分離した流れとなる。図１２で示すよう
に、下りの垂直管では、非凝縮性ガスはドレンのせん断
力による同伴では浮力に逆らえず、エルボ（屈曲部）で
溜まる。そうすると、このエルボ部分での流路は狭まり
圧力損失が増え、かつドレン流中を占める非凝縮性ガス
の分圧も増えるので、ドレンフラッシュを生じ不安定流
動を引き起こし易いという問題がある。

【００１６】また、ドレン管８の垂直部の配管内にガス
があると、ドレンが滝状に落下する。このため、下流の
配管では配管垂直部のドレン静水頭による押し込み圧力
が期待できないので、配管圧力損失と流れの乱れによ
り、ドレンの飽和圧力を下回りフラッシュして圧力損失
が過大となる現象が実験から観測された。

【００１７】ドレン管８内にガスを流入させないように
するため、ベント管９からオリフィス１０を介して非凝
縮性ガスを復水器１に排出している。すなわち、給水加
熱器３、４、５内部で抽気蒸気がドレンになる際に残留
する非凝縮性ガスは、給水加熱器３、４、５本体に設け
られたベント管９によりオリフィス１０を介して復水器
１に排出されるようになっている。

【００１８】このベント管９による非凝縮性ガス排出の
本来の目的は、給水加熱器３、４、５内の非凝縮性ガス
が熱交換の妨げになるので、それを排除するために行う
ものである。従って、調節弁７の制御性を十分確保し得
るものではない。すなわち、給水加熱器３、４、５の本
体からベント管９を通して復水器１に非凝縮性ガスを排
出する場合には、プラントの熱交換率を考慮して、低格
運転時の抽気蒸気量の１％程度の量の非凝縮性ガスを排
出できるようにしている。ベント管９に設置されている
オリフィス１０の仕様も、その条件を満たすものが選定
され使用されている。このことから、ベント管９を使用
して多量の非凝縮性ガスを排出することはできない。

【００１９】また、ドレン管８を通して上段給水加熱器
から運ばれる非凝縮性ガス及び抽気蒸気がドレンになる
際に残留する非凝縮性ガスの総量は、プラントの運転状
態によってはベント管９を通して復水器１に排出できる
量を上回ることが予測される。給水加熱器３、４、５は
ベント管９に比べ非常に大きいため、給水加熱器内の非
凝縮性ガスの全てをベント管９により復水器１に排出す
ることは構造上不可能であり、残りの不凝縮性ガスはド
レンと混合されてドレン管８に流入することになる。

【００２０】また、給水加熱器３、４、５を出たドレン
が、フラッシュして蒸気相を形成することを防ぐため
に、給水加熱器３、４、５の内部にドレン冷却装置を設
け、給水との熱交換により、ドレンを飽和温度より低く
冷却することも提案されている。しかし、このドレン冷
却装置を設けドレン温度を下げるためには、その分冷却
面積を大きくする必要があり、それに伴って流体抵抗も
大きくなり、ドレン圧力の低下を招く。これらのことを
勘案し、実際にはドレン温度を緩和温度の−５℃〜−１
０℃程度に設定している。したがって、ドレン管８にお
いて、配管圧力損失とドレン流動の乱れによる圧力変動
により、配管圧力が部分的にドレンの飽和圧力を下回る
ことが予測される。

【００２１】また、調節弁７の急激な開度変化により弁
前圧力が低下し、部分的にドレンが飽和圧力を下回る
と、ドレンがフラッシュして蒸気が発生し、体積が急激
に増大すると共に、ドレンとの気液二相流の不安定流を
形成することになる。一方、冷却装置により飽和ドレン
が冷却されることにより、ドレン内部に溶存していたガ
スが分離し、ドレンと共にドレン管８に流入することも
予測される。

【００２２】また、上述した現象は特に発電プラントで
は１００％定格連転では発生せず、試運転等の部分負荷
運転時に各給水加熱器間の差圧が少ない時に発生が予測
され、一時的な現象であることが多いのも特徴でもあ
る。

【００２３】本発明の目的は、給水加熱器のドレン管内
のドレンの流動を安定にできる給水加熱器ドレン排出装
置を提供することにある。

【００２４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係わる
給水加熱気ドレン排出装置は、非凝縮性ガスを含むドレ
ンを貯留する第１の給水加熱器から低圧側の第２の給水
加熱器にドレンを流出させるためのドレン管と、前記ド
レン管に設けられ前記第１の給水加熱器から流出するド
レンの流量を調節する調節弁とを備えた給水加熱器ドレ
ン排出装置において、前記調節弁は、前記第１の給水加
熱器のドレン出口近傍の前記ドレン管に設けられたこと
を特徴とする。

【００２５】請求項１の発明に係わる給水加熱気ドレン
排出装置では、非凝縮性ガスを含むドレンを貯留する第
１の給水加熱器からドレン管を介して低圧側の第２の給
水加熱器にドレンを流出させる。この場合、ドレン流量
は、第１の給水加熱器のドレン出口近傍のドレン管に設
けられた調節弁により調節される。

【００２６】請求項２の発明に係わる給水加熱気ドレン
排出装置は、非凝縮性ガスを含むドレンを貯留する第１
の給水加熱器から低圧側の第２の給水加熱器にドレンを
流出させるためのドレン管と、前記ドレン管に設けられ
前記第１の給水加熱器から流出するドレンの流量を調節
する調節弁とを備えた給水加熱器ドレン排出装置におい
て、前記第１の給水加熱器からのドレンを復水器に直接
排出するための非常用ドレン管と、前記第１の給水加熱
器のドレン出口近傍の前記ドレン管から分岐し前記ドレ
ン出口と水平または上昇勾配で前記非常用ドレン管に接
続するための接続管と、前記非常用ドレン管に設けられ
前記第１の給水加熱器から流出するドレンの流量を調節
する非常用調節弁とを備えたことを特徴とする。

【００２７】請求項２の発明に係わる給水加熱気ドレン
排出装置では、非凝縮性ガスを含むドレンを貯留する第
１の給水加熱器からドレン管を介して低圧側の第２の給
水加熱器にドレンを流出させる。この場合、ドレン流量
は、ドレン管に設けられた調節弁により調節される。そ
して、非凝縮性ガスは、第１の給水加熱器のドレン出口
近傍のドレン管から分岐してドレン出口と水平または上
昇勾配で非常用ドレン管に接続して設けられた接続管を
介して、復水器に排出される。

【００２８】請求項３の発明に係わる給水加熱気ドレン
排出装置は、非凝縮性ガスを含むドレンを貯留する第１
の給水加熱器から低圧側の第２の給水加熱器にドレンを
流出させるためのドレン管と、前記ドレン管に設けられ
前記第１の給水加熱器から流出するドレンの流量を調節
する調節弁とを備えた給水加熱器ドレン排出装置におい
て、前記第１の給水加熱器からのドレンを復水器に直接
排出するための非常用ドレン管と、前記非常用ドレン管
に設けられ前記第１の給水加熱器から流出するドレンの
流量を調節する非常用調節弁と、起動運転または低負荷
運転の際に前記第１の給水加熱器の内部の水位を上げる
水位制御器とを備えたことを特徴とする。

【００２９】請求項３の発明に係わる給水加熱気ドレン
排出装置では、起動運転または低負荷運転の際には、水
位制御器は第１の給水加熱器の内部の水位を上げるよう
に動作する。

【００３０】請求項４の発明に係わる給水加熱気ドレン
排出装置は、請求項３の発明において、前記水位制御器
は、ドレンフラッシュが発生したときに前記調節弁を閉
方向に操作するようにしたことを特徴とする。

【００３１】請求項４の発明に係わる給水加熱気ドレン
排出装置では、請求項３の発明の作用に加え、水位制御
器は、ドレンフラッシュが発生したときに調節弁を閉方
向に操作し、ドレンの排出を少なくして給水加熱器の内
部の水位を上昇させる。

【００３２】請求項５の発明に係わる給水加熱気ドレン
排出装置は、請求項３の発明において、前記水位制御器
は、ドレンフラッシュが発生したときに前記非常用調節
弁を開方向に操作するようにしたことを特徴とする。

【００３３】請求項５の発明に係わる給水加熱気ドレン
排出装置では、請求項３の発明の作用に加え、水位制御
器は、ドレンフラッシュが発生したときに非常用調節弁
を開方向に操作し、非凝縮性ガスを復水器に排出する。

【００３４】請求項６の発明に係わる給水加熱気ドレン
排出装置は、非凝縮性ガスを含むドレンを貯留する第１
の給水加熱器から低圧側の第２の給水加熱器にドレンを
流出させるためのドレン管と、前記ドレン管に設けられ
前記第１の給水加熱器から流出するドレンの流量を調節
する調節弁とを備えた給水加熱器ドレン排出装置におい
て、ドレンフラッシュが発生したときに、前記第１の給
水加熱器、前記第２の給水加熱器または前記ドレン管に
冷却水を供給するための冷却水管を備えたことを特徴と
する。

【００３５】請求項６の発明に係わる給水加熱気ドレン
排出装置では、ドレンフラッシュが発生したときに、冷
却水管から、第１の給水加熱器、第２の給水加熱器また
はドレン管に冷却水を供給し、ドレンフラッシュを防止
する。

【００３６】請求項７の発明に係わる給水加熱気ドレン
排出装置は、請求項６の発明において、ドレンフラッシ
ュが発生したときに、前記冷却水管からの冷却水を前記
非凝縮性ガスが滞留する前記ドレン管の凸屈曲部に供給
するようにしたことを特徴とする。

【００３７】請求項７の発明に係わる給水加熱気ドレン
排出装置では、請求項６の発明の作用に代えて、ドレン
フラッシュが発生したときに、冷却水管からの冷却水を
非凝縮性ガスが滞留するドレン管の凸屈曲部に供給し、
ドレンフラッシュを防止する。

【００３８】請求項８の発明に係わる給水加熱気ドレン
排出装置は、非凝縮性ガスを含むドレンを貯留する第１
の給水加熱器から低圧側の第２の給水加熱器にドレンを
流出させるためのドレン管と、前記ドレン管に設けられ
前記第１の給水加熱器から流出するドレンの流量を調節
する調節弁とを備えた給水加熱器ドレン排出装置におい
て、ドレンフラッシュが発生したときに、前記第１の給
水加熱器、前記第２の給水加熱器に給水を供給する給水
管から前記ドレン管に冷却水を供給するようにしたこと
を特徴とする。

【００３９】請求項８の発明に係わる給水加熱気ドレン
排出装置では、ドレンフラッシュが発生したときに、第
１の給水加熱器、第２の給水加熱器に給水を供給する給
水管から、ドレン管に冷却水を供給し、ドレンフラッシ
ュを防止する。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図１は本発明の実施の形態に係わる給水加熱器ド
レン排出装置の説明図である。

【００４１】いま、給水加熱器４を第１の給水加熱器と
し、その後段の給水加熱器３を第２の給水加熱器とす
る。第１の給水加熱器４は非凝縮性ガスを含むドレンを
貯留しており、その第１の給水加熱器４から低圧側の第
２の給水加熱器３へドレン管８ａ、８ｂを介してドレン
が流出する。調節弁７は、第１の給水加熱器４のドレン
出口近傍のドレン管８に設けられており、ドレン管８ａ
は短くドレン管８ｂは長く構成されている。

【００４２】すなわち、ドレンは短いドレン管８ａを通
り、ドレン流量を調節する調節弁７を介して次段の低圧
側の第２の給水加熱器３に送給される。この第１の実施
の形態では、調節弁７を第１の給水加熱器４の出口近傍
に設置するように構成されているので、調節弁７の下流
は第１の給水加熱器４よりも低い第２の給水加熱器３の
圧力により、強制的に減圧フラッシュ状態となる。この
ことから、体積が膨張するので高速の飽和二相流にな
る。この流動では浮力で気相と液相が上下に分かれる層
流状態の二相流にはならないので、非凝縮性ガスも同伴
されて第２の給水加熱器３に排出される。

【００４３】以上の説明では、給水加熱器４の近傍に調
節弁７を設けるようにしたが給水加熱器４と一体に調節
弁７を設けるようにしても良い。

【００４４】このように、第１の実施の形態では、調節
弁７を給水加熱器の近傍に設けるか、あるいはと一体化
して設け、調節弁７の下流の給水加熱器の低圧力により
意図的に減圧フラッシュによる二相流を発生させ、減圧
フラッシュによる体積膨張により高速流を発生させる。
そして、ドレン管８内部の非凝縮性ガスを一緒に第２の
給水加熱器３まで同伴させて排出する。従って、ドレン
管８内に非凝縮性ガスが流入しても滞留しない。つま
り、給水加熱器４からドレン管８内に流入してきた非凝
縮性ガスを溜めずに、すぐ調節弁７に導入して、調節弁
７の下流で高速の飽和の二相流にして排出し、ドレン管
８内の安定流動と調節弁７の安定制御を図っている。

【００４５】次に、本発明の第２の実施の形態を説明す
る。図２は本発明の第２の実施の形態に係わる給水加熱
器ドレン排出装置の説明図である。この第２の実施の形
態は、図１に示した第１の実施の形態に対し、第１の給
水加熱器４からのドレンを復水器１に直接排出するため
の非常用ドレン管１１と、第１の給水加熱器４のドレン
出口近傍のドレン管８ａから分岐しドレン出口と水平ま
たは上昇勾配で非常用ドレン管１１に接続するための接
続管１１ａと、非常用ドレン管１１に設けられ第１の給
水加熱器４から流出するドレンの流量を調節する非常用
調節弁１２とを追加して設け、高水位検出器１４および
差圧計２５からの検出信号に基づいて調節計１６によ
り、非常用調節弁１２をの弁開度を調節するようにした
ものである。

【００４６】図２において、第１の給水加熱器４から出
たドレンは、ドレン管８ａ、８ｂを通り低圧側の次段の
第２の給水加熱器３に給送される。ドレン管８ｂには、
ドレン流量を調節して第１の給水加熱器４の水位を制御
する調節弁７が設けられている。ここで、ドレン管８ａ
は短い水平管であり、非常用ドレン管１１と接続するた
めの接続管１１ａが分岐している。接続管１１ａの分岐
方向は、第１の給水加熱器４の出口と同じレベルかある
いは上方（上方勾配）である。

【００４７】この第２の実施の形態では、分岐後の接続
管１１ａは垂直に立ちげ、非常用調節弁１２を介して非
常用ドレン管１１に接続されている。非常用調節弁１２
の下流の非常用ドレン管１１は図２には示していないが
復水器に接続されている。

【００４８】第１の給水加熱器４を出たドレンが非凝縮
性ガスを含む気液二相の混合流れである場合、第１の給
水加熱器４の出口のドレン管８ａの水平部においては、
前述したように浮力により配管上部に非凝縮性ガスの多
くが浮力で上昇し、気相と液相が上下に分かれる層流状
態の二相流になるため、ドレン管８ａの水平部上側に分
岐された非常用ドレン管１１の接続管（垂直管）１１ａ
に非凝縮性ガスが入り込んで溜められる。この溜まった
非凝縮性ガスは非常用調節弁１２から非常用ドレン管１
１を通って復水器等の低圧の容器に回収される。

【００４９】また、非常用ドレン管１１の接続管１１ａ
には差圧計２５が設置され、接続管（垂直管）１１ａ内
に溜まる非凝縮性ガスの量によって変化する差圧を検出
する。また、高水位検出器１４は給水加熱器４の器内の
水位が高水位になったことを検出する。そして、調節計
１６には差圧計２５からの差圧および高水位検出器１４
からの検出信号が入力され、非凝縮性ガスの量によって
非常用調節弁１２を徴開制御する。なお、差圧計２５に
代えてボイド計を設けるようにしても良い。

【００５０】ここで、プラント等で負荷が上昇し流速が
早くなれば、非常用ドレン管１１にガスは流れ込まず、
同伴されて主流のドレン管８を流れる。また、この時は
非常用ドレン管１１の接続管（垂直部）１１ａに非凝縮
性ガスが溜まらないので、非常用調節弁１２は開かな
い。

【００５１】この第２の実施の形態では、ドレン管８ａ
内に非凝縮性ガスが流入または滞留した場合であって
も、非常用ドレン管１１の接続管１１ａにに流入し、非
常用調節弁１２を微開することで非凝縮性ガスとドレン
の一部を排出することが可能である。これにより調節弁
７入口においては殆ど非凝縮性ガスが存在しない安定し
たドレン流れとなり、調節弁７の制御性を維持できる。

【００５２】次に、本発明の第３の実施の形態を説明す
る。図３は本発明の第３の実施の形態に係わる給水加熱
器ドレン排出装置の説明図である。この第３の実施の形
態は、ドレン管８内でドレンがフラッシュしないように
給水加熱器４内部の水位を上げ、ドレンの静水頭による
押し込み圧力により給水加熱器内や配管内のドレン圧力
が飽和圧力を下回ることを防止するようにしたものであ
る。

【００５３】図３において、通常の水位制御は、水位制
御器２４により以下のように行われる。すなわち、給水
加熱器４のドレンクーリングゾーン３０の水位を差圧計
２５で検出し水位制御器２４に入力する。そして、水位
制御器２４では、その差圧計で検出した水位が上がると
調節弁７を開方向に作動してドレンを下流の給水加熱器
３に流し、さらに水位が上がると非常用調節弁１２を開
いて復水器１に流す。

【００５４】一方、ボイド計２３は、非凝縮ガスによる
ドレンフラッシュが発生したことを検出するものであ
り、そのボイド計２３の検出信号は水位制御器２４に入
力される。そして、水位制御器２４は、ドレンフラッシ
ュが発生したときには、通常の水位制御を停止し、調節
弁７を閉方向に操作して給水加熱器４の内部の水位を上
げるように動作する。ここで、ボイド計２３に代えて、
温度計または圧力計を用いるようにしてもよい。

【００５５】また、非常用ドレン管１１の非常用調節弁
１２を全開にして復水器１に排出する。この運転の場
合、給水加熱器４の機能は低下するが、非凝縮ガスによ
るドレンフラッシュで調節弁７からドレンが排出できな
くなる現象は、特に原子力プラントの場合に試運転等の
部分負荷時に発生する特定の現象であり、１００％定格
運転時は発生しないので、対蹠的な方法として有効であ
る。

【００５６】このように、ドレンフラッシュが発生した
ときに給水加熱器４の内部の水位を上げることにより、
ドレンクーリングゾーン３０に押込み圧がかかりドレン
クーリングゾーン３０で発生していたフラッシュボイド
が消える。従って、調節弁７に不安定なドレン流が流入
することを防止できる。

【００５７】次に、本発明の第４の実施の形態を説明す
る。図４は本発明の第４の実施の形態に係わる給水加熱
器ドレン排出装置の説明図である。この第４の実施の形
態は、ドレンフラッシュが発生したときに、ドレン管８
に冷却水を供給するための冷却水管３３を設け、各々の
バイパス管３１に冷却水調節弁３２を設けたものであ
る。

【００５８】すなわち、ドレン管８と他の系統の冷却水
管３３との間をバイパス管３１で接続し、各々のバイパ
ス管３１に冷却水調節弁３２が設けられている。冷却水
管３３は非常用ドレン管１１より高圧であり最も下流で
ドレン温度が低い給水加熱器３から出たドレン温度より
も低い系統である。

【００５９】いま、給水加熱器４本体中または給水加熱
器４から出たドレン管８内部で非凝縮ガスによるドレン
フラッシュが発生し、調節弁７からドレンが排出できな
い状態であるとする。この場合、冷却水調節弁３２を微
開し冷却水管３３からドレン管８に冷却水を供給する。
すなわち、冷却水管３３からドレン管８に向かってバイ
バス管３１の内部を給水が流れ込む。これにより、ドレ
ン管８内の温度は下げられ、ドレン管８内若しくは給水
加熱器４内部のドレンクーリングゾーンに対流するドレ
ン温度は数℃下げられ、ドレンフラッシュを消すことが
できる。ドレンフラッシュを消すのに必要な冷水は、微
量で十分であるので注入による系統のバランスを崩すこ
とはない。

【００６０】次に、本発明の第５の実施の形態を説明す
る。図５は本発明の第５の実施の形態に係わる給水加熱
器ドレン排出装置の説明図である。この第５の実施の形
態は、図４に示した第４の実施の形態に対し、ドレンフ
ラッシュが発生したときに、冷却水管３３からの冷却水
を非凝縮性ガスが滞留するドレン管８の凸屈曲部に供給
するようにしたものである。

【００６１】図５に示すように、ドレン管８の上部の凸
屈曲部（エルボ部）にバイパス管３１を連絡している。
この第５の実施の形態ではドレン管８の垂直部にボイド
計２３が設置されており、調節計２２はボイド計２３の
検出信号に基づいてドレンフラッシュしていることを検
出し、ドレンフラッシュしていることを検出したとき
は、冷却水調節弁３２の開度を制御し、冷却水をドレン
管８の凸屈曲部に供給する。これにより、有効にドレン
フラッシュを消すことができる。

【００６２】ここで、ボイド計２３は給水加熱器４内の
ドレンクーリングゾーン３０に設置し、ドレンクーリン
グゾーン３０での飽和ドレンのフラッシュを検出するよ
うにしても良い。また、ボイド計２３によるボイドの検
出の代わりに、温度計によるドレンの飽和温度の検出、
圧力系による水頭ヘッドの検出としても良い。

【００６３】次に、本発明の第６の実施の形態を説明す
る。図６は本発明の第６の実施の形態に係わる給水加熱
器ドレン排出装置の説明図である。この第６の実施の形
態は、ドレンフラッシュが発生したときに、給水加熱器
に給水を供給する給水管２からドレン管８に冷却水を供
給するようにしたものである。

【００６４】図７において、ドレン管８と給水管２とが
バイパス管３１で接続され、バイパス管３１には冷却水
調節弁３２が設けられている。いま、給水加熱器４の本
体中または給水加熱器４から出たドレン管８内部で非凝
縮ガスによるドレンフラッシュが発生し、調節弁７から
ドレンが排出できない状態であるとする。この場合、冷
却水調節弁３２を徴開すると給水管２からドレン管８に
向かってバイイバス管３１の内部を給水が流れ込む。こ
れは給水管２の方がドレン管８に対して同じ給水加熱器
同士の間だと圧力が高いためである、また、この場合の
給水温度はドレン温度に比べ温度が数１０℃低いので、
ドレンフラッシュを消すことができる。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
非凝縮性ガスをドレン管内に流入または滞留させずに下
流の給水加熱器に送ることが可能である。また非常用ド
レン管に非凝縮性ガスを集めて排出することにより、ド
レン管内のドレン流動を安定させることができる。

【００６６】また、原子力プラントの場合は特に負荷上
昇中の部分負荷時にドレンフラッシュが発生するので、
非常用ドレン管から調節弁を経て復水器に非凝縮性ガス
を逃して運転することによりプラント起動運転は可能で
ある。また、給水加熱器下流の調節弁を閉方向に運転す
ることでドレン水位を上昇させ、給水加熱器やドレン管
内で発生したドレンフラッシュを消すので、流動を安定
させることができる。さらに、給水加熱器またはドレン
管に他の系統から微量の冷水を注入する系統を設置する
ことで、ドレン配管内のドレン流動を安定させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる給水加熱器
ドレン排出装置の説明図。

【図２】本発明の第２の実施の形態に係わる給水加熱器
ドレン排出装置の説明図。

【図３】本発明の第３の実施の形態に係わる給水加熱器
ドレン排出装置の説明図。

【図４】本発明の第４の実施の形態に係わる給水加熱器
ドレン排出装置の説明図。

【図５】本発明の第５の実施の形態に係わる給水加熱器
ドレン排出装置の説明図。

【図６】本発明の第６の実施の形態に係わる給水加熱器
ドレン排出装置の説明図。

【図７】従来の給水加熱系統の系統図。

【図８】従来の給水加熱器ドレン排出装置の説明図。

【図９】ドレン配管内の水流量を変数としたときのガス
割合による圧力変動の特性図。

【図１０】ドレン配管内の水流量を変数としたときのガ
ス割合による容器水位変動の特性図。

【図１１】ドレン配管内の空気流量を変数としたときの
ガス割合による圧力変動の特性図。

【図１２】従来技術による実施例を示す構成図

【符号の説明】 ２ 給水管 ３、４、５ 給水加熱器 ７ 調節弁 ８ ドレン管 １１ 非常用ドレン管 １２ 非常用調節弁 ２３ボイド計 ２４ 水位制御器 ２５ 差圧計 ３２ 冷却水調節弁 ３３ 冷却水管 ３０ ドレンクーリングゾーン

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非凝縮性ガスを含むドレンを貯留する第
   １の給水加熱器から低圧側の第２の給水加熱器にドレン
   を流出させるためのドレン管と、前記ドレン管に設けら
   れ前記第１の給水加熱器から流出するドレンの流量を調
   節する調節弁とを備えた給水加熱器ドレン排出装置にお
   いて、前記調節弁は、前記第１の給水加熱器のドレン出
   口近傍の前記ドレン管に設けられたことを特徴とする給
   水加熱器ドレン排出装置。
2. 【請求項２】 非凝縮性ガスを含むドレンを貯留する第
   １の給水加熱器から低圧側の第２の給水加熱器にドレン
   を流出させるためのドレン管と、前記ドレン管に設けら
   れ前記第１の給水加熱器から流出するドレンの流量を調
   節する調節弁とを備えた給水加熱器ドレン排出装置にお
   いて、前記第１の給水加熱器からのドレンを復水器に直
   接排出するための非常用ドレン管と、前記第１の給水加
   熱器のドレン出口近傍の前記ドレン管から分岐し前記ド
   レン出口と水平または上昇勾配で前記非常用ドレン管に
   接続するための接続管と、前記非常用ドレン管に設けら
   れ前記第１の給水加熱器から流出するドレンの流量を調
   節する非常用調節弁とを備えたことを特徴とする給水加
   熱器ドレン排出装置。
3. 【請求項３】 非凝縮性ガスを含むドレンを貯留する第
   １の給水加熱器から低圧側の第２の給水加熱器にドレン
   を流出させるためのドレン管と、前記ドレン管に設けら
   れ前記第１の給水加熱器から流出するドレンの流量を調
   節する調節弁とを備えた給水加熱器ドレン排出装置にお
   いて、前記第１の給水加熱器からのドレンを復水器に直
   接排出するための非常用ドレン管と、前記非常用ドレン
   管に設けられ前記第１の給水加熱器から流出するドレン
   の流量を調節する非常用調節弁と、起動運転または低負
   荷運転の際に前記第１の給水加熱器の内部の水位を上げ
   る水位制御器とを備えたことを特徴とする給水加熱器ド
   レン発出装置。
4. 【請求項４】 前記水位制御器は、ドレンフラッシュが
   発生したときに前記調節弁を閉方向に操作するようにし
   たことを特徴とする請求項３に記載の給水加熱器ドレン
   排出装置。
5. 【請求項５】 前記水位制御器は、ドレンフラッシュが
   発生したときに前記非常用調節弁を開方向に操作するよ
   うにしたことを特徴とする請求項３に記載の給水加熱器
   ドレン排出装置。
6. 【請求項６】 非凝縮性ガスを含むドレンを貯留する第
   １の給水加熱器から低圧側の第２の給水加熱器にドレン
   を流出させるためのドレン管と、前記ドレン管に設けら
   れ前記第１の給水加熱器から流出するドレンの流量を調
   節する調節弁とを備えた給水加熱器ドレン排出装置にお
   いて、ドレンフラッシュが発生したときに、前記第１の
   給水加熱器、前記第２の給水加熱器または前記ドレン管
   に冷却水を供給するための冷却水管を備えたことを特徴
   とする給水加熱器ドレン排出装置。
7. 【請求項７】 ドレンフラッシュが発生したときに、前
   記冷却水管からの冷却水を前記非凝縮性ガスが滞留する
   前記ドレン管の凸屈曲部に供給するようにしたことを特
   徴とする請求項６に記載の給水加熱器ドレン排出装置。
8. 【請求項８】 非凝縮性ガスを含むドレンを貯留する第
   １の給水加熱器から低圧側の第２の給水加熱器にドレン
   を流出させるためのドレン管と、前記ドレン管に設けら
   れ前記第１の給水加熱器から流出するドレンの流量を調
   節する調節弁とを備えた給水加熱器ドレン排出装置にお
   いて、ドレンフラッシュが発生したときに、前記第１の
   給水加熱器、前記第２の給水加熱器に給水を供給する給
   水管から前記ドレン管に冷却水を供給するようにしたこ
   とを特徴とする給水加熱器ドレン排出装置。