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JP3302770B2 - Steam pipe - Google Patents
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JP3302770B2 - Steam pipe - Google Patents

Steam pipe

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JP3302770B2
JP3302770B2 JP09017893A JP9017893A JP3302770B2 JP 3302770 B2 JP3302770 B2 JP 3302770B2 JP 09017893 A JP09017893 A JP 09017893A JP 9017893 A JP9017893 A JP 9017893A JP 3302770 B2 JP3302770 B2 JP 3302770B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば原子力発電プ
ラントの湿分を含んだ蒸気が流れる抽気系統に使用され
る蒸気管に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a steam pipe used in a bleed air system through which steam containing moisture flows, for example, in a nuclear power plant.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の湿分を含んだ蒸気が流れる抽気蒸
気系統の湿分分離器および湿分分離加熱器への適用例に
ついて説明する。
2. Description of the Related Art An example of application to a conventional moisture separator and a moisture separator heater of a bleed steam system in which steam containing moisture flows will be described.

【0003】図4において、原子炉11で発生した主蒸
気は、約68kg/cm2 abs の飽和蒸気であって、主蒸気
管12を経て高圧タービン13の入口に流入する。
In FIG. 4, main steam generated in a reactor 11 is saturated steam of about 68 kg / cm 2 abs and flows into an inlet of a high-pressure turbine 13 through a main steam pipe 12.

【0004】この高圧タービン13で仕事をした蒸気
は、定格運転時で約12ないし13%の湿り蒸気となっ
て、その出口からクロスアラウンド管14に流入する。
多量の湿分を含むこの流れはクロスアラウンド管14内
で気液二相流の流動様式を呈し管の壁面を液膜が流れ、
また管内中心を液滴が流れる、いわゆる環状噴霧流とな
っている。そこで、これらの湿分を蒸気から除去するた
めにクロスアラウンド管14に湿分分離器15が設けら
れており、クロスアラウンド管14を経て湿分分離器1
5内に流入した気液二相流は、蒸気と液滴の集まりであ
るドレンとに分離される。ここで、分離された蒸気は、
低圧タービン17a、17bの入口に導入されるととも
に、ドレンは湿分分離器ドレン管16を経て高圧給水加
熱器23に導入され、そこで熱回収を図るようにしてい
る。
[0004] The steam that has worked in the high-pressure turbine 13 becomes about 12 to 13% wet steam during rated operation, and flows into the cross-around pipe 14 from its outlet.
This flow containing a large amount of moisture exhibits a gas-liquid two-phase flow mode in the cross-around pipe 14, and the liquid film flows on the wall of the pipe,
In addition, a so-called annular spray flow in which liquid droplets flow in the center of the tube. Therefore, a moisture separator 15 is provided in the cross-around tube 14 to remove these moisture from the steam, and the moisture separator 1 passes through the cross-around tube 14.
The gas-liquid two-phase flow that has flowed into 5 is separated into vapor and drain, which is a collection of droplets. Here, the separated steam is
While being introduced into the inlets of the low-pressure turbines 17a and 17b, the drain is introduced into the high-pressure feedwater heater 23 via the moisture separator drain pipe 16, where heat is recovered.

【0005】一方、低圧タービン17a、17bで膨張
を遂げて発電機18を駆動させた蒸気は低圧タービン1
7a、17bの出口から流出して復水器19に流れ、そ
こで凝縮して復水となる。この復水は復水ポンプ20で
抽出され、低圧給水加熱器21a、21b、21cを経
て原子炉給水ポンプ22で昇圧され、高圧給水加熱器2
3a、23bを経て原子炉11に給水として供給され
る。また、上記高圧給水加熱器23、低圧加熱器21に
は高圧タービン13および低圧タービン17から蒸気を
一部抽気し、抽気管24a、24b、24c、24d、
24eを介して高圧給水加熱器23a、23b、23
c、低圧加熱器21a、21b、21cにそれぞれ導入
し、復水および給水を加熱する。これらの各タービン1
3、17からの抽気蒸気は、湿り蒸気であって、各抽気
管24a、24b、24c、24d、24e内の流体の
流れは、湿り度4ないし40%の気液二相流となってい
る。
On the other hand, the steam that has been expanded in the low-pressure turbines 17a and 17b to drive the generator 18 is supplied to the low-pressure turbine 1
The water flows out of the outlets 7a and 17b and flows into the condenser 19, where it is condensed and condensed. This condensate is extracted by the condensate pump 20, passed through low-pressure feed water heaters 21 a, 21 b, and 21 c, and boosted in pressure by the reactor feed pump 22.
Water is supplied to the reactor 11 via 3a and 23b as feed water. Further, steam is partially extracted from the high-pressure turbine 13 and the low-pressure turbine 17 to the high-pressure feed water heater 23 and the low-pressure heater 21 and extracted steams 24a, 24b, 24c, 24d,
24e, high pressure feed water heaters 23a, 23b, 23
c, to introduce into the low pressure heaters 21a, 21b, 21c respectively to heat the condensate water and the feed water. Each of these turbines 1
The extracted steam from 3 and 17 is wet steam, and the flow of the fluid in each of the extraction tubes 24a, 24b, 24c, 24d and 24e is a gas-liquid two-phase flow having a wetness of 4 to 40%. .

【0006】各高圧給水加熱器23a、23b、23c
および低圧給水加熱器21a、21b、21cへの抽気
蒸気は、機器の配置構成および給水加熱器の構造上、加
熱器上部から導入するので、抽気管24a、24b、2
4c、24d、24eのルートは、下がり勾配で、下方
から上方へ立ち上がる垂直管を構成することはない。一
方、高圧タービン13から湿分分離器15に導入する湿
り蒸気は、湿分分離器15の構造上、下部から導入する
場合が多くあり、この場合のクロスアラウンド管14の
ルートは、湿分分離器15に導入する部分では必ず下方
から上方へ立ち上がる垂直管を構成する。図5は高圧タ
ービン13と湿分分離器15とを連絡するクロスアラウ
ンド管14のルートの一例を示したものである。高圧タ
ービン13の下部に連結したクロスアラウンド管14
は、下方に垂直管を配置し、その後、緩い勾配の配管を
曲がり管を介して湿分分離器15下方まで配設し、下方
から上方へ立ち上がる垂直管を曲がり管を介して、湿分
分離器15の下部から導入する構成となっている。ま
た、機器の配置構成上、クロスアラウンド管14のルー
トには緩い勾配の配管から曲がり管を介して、下方から
上方へ立ち上がる垂直管で構成する箇所が2箇所以上構
成されることがある。
[0006] Each high pressure feed water heater 23a, 23b, 23c
The extracted steam to the low-pressure feedwater heaters 21a, 21b, and 21c is introduced from the upper portion of the heaters due to the arrangement of the equipment and the structure of the feedwater heater.
The route of 4c, 24d, 24e does not constitute a vertical tube that rises from below to above with a downward slope. On the other hand, the wet steam introduced from the high-pressure turbine 13 to the moisture separator 15 is often introduced from the lower part due to the structure of the moisture separator 15, and in this case, the route of the cross-around pipe 14 is The part to be introduced into the vessel 15 always constitutes a vertical tube which rises upward from below. FIG. 5 shows an example of a route of the cross-around pipe 14 that connects the high-pressure turbine 13 and the moisture separator 15. Cross-around pipe 14 connected to the lower part of high-pressure turbine 13
The vertical pipe is arranged at the bottom, and then a pipe with a gentle gradient is arranged below the moisture separator 15 through a curved pipe, and the vertical pipe rising from below is bent through the curved pipe to separate moisture. It is configured to be introduced from the lower part of the vessel 15. In addition, due to the arrangement of the devices, the cross-around pipe 14 may be provided with two or more vertical pipes that rise upward from below through a curved pipe from a gentle slope pipe.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上述した抽気管24
a、24b、24c、24d、24eおよびクロスアラ
ウンド管14の管径は、プラント効率から制限される圧
力損失許容値以内に入るように決定される。この時の管
内蒸気平均流速は、40m/s程度であるが、圧力損失
の許容値が厳しい場合には、管径を大きくして、蒸気平
均流速を下げる必要がある。また、先に述べたように抽
気管24a、24b、24c、24d、24eおよびク
ロスアラウンド管14の流体の流れは環状噴霧流となっ
ているので、蒸気流速の低下に対する流動状態について
も考慮する必要がある。
The above-described bleed tube 24 is described below.
The pipe diameters of the pipes a, 24b, 24c, 24d, 24e and the cross-around pipe 14 are determined so as to fall within the allowable pressure loss value limited by the plant efficiency. At this time, the average steam flow velocity in the pipe is about 40 m / s. However, when the allowable value of the pressure loss is severe, it is necessary to increase the pipe diameter to lower the average steam flow rate. Further, as described above, since the flow of the fluid in the bleed tubes 24a, 24b, 24c, 24d, 24e and the cross-around tube 14 is an annular spray flow, it is necessary to consider the flow state with respect to the decrease in the steam flow rate. There is.

【0008】図6(a)は管内の気液二相流の状態を模
式的に示したもので、管の壁面30を液膜31が流れ、
また管内中心を液滴32が流れる。この流動様式(フロ
ーパターン)は運転出力により湿り蒸気流量、乾き度、
飽和圧力に対する各種状態量(密度、粘度、表面張力
等)が変わるに伴い少し変わる傾向がある。これら流動
様式を判定する方法として、フローパターンマップが使
われることが多い。
FIG. 6A schematically shows a state of a gas-liquid two-phase flow in a pipe, in which a liquid film 31 flows on a wall 30 of the pipe.
A droplet 32 flows in the center of the tube. This flow pattern (flow pattern) depends on the operation output, wet steam flow rate, dryness,
It tends to change slightly as various state quantities (density, viscosity, surface tension, etc.) change with respect to the saturation pressure. As a method of determining these flow patterns, a flow pattern map is often used.

【0009】図7は、フローパターンマップの一例で、
水平管のベイカー(Baker)の状態図(o.Baker The Oil
and Gas Journal 1954-7 p185-195)を示しており、縦軸
は気体流量を代表するG/λ、横軸は液体と気体の流量
比を代表する(L/G)λΨであり、λとΨは密度(ρ
1、ρg)、粘度(μ)、表面張力(σ)の使用流体に
対する特性値である。
FIG. 7 shows an example of a flow pattern map.
Phase diagram of a horizontal tube Baker (o.Baker The Oil
and Gas Journal 1954-7 p185-195), the vertical axis is G / λ representing the gas flow rate, and the horizontal axis is (L / G) λΨ representing the flow ratio between liquid and gas, where λ and Ψ is the density (ρ
1, ρg), viscosity (μ), and surface tension (σ) are characteristic values for the working fluid.

【0010】G:気体の単位面積当の流量 L:液体
の単位面積当の流量
G: Flow rate per unit area of gas L: Flow rate per unit area of liquid

【数1】λ=[(ρg/0.075 )(ρ1/62.3)]1/2 Λ = [(ρg / 0.075) (ρ1 / 62.3)] 1/2

【数2】Ψ=73/σ[μ(62.3/ρ1)2 1/3 図中、○印は定格出力のフローパターンに対するポイン
トを示しており、環状噴霧流であることを示す。これに
対し、△印は、低負荷でのフローパターンに対するポイ
ントを示しており、波状流であることを示す。この場合
の波状流とは、図6(b)に示すように配管低部35の
液膜31が頂部36や側壁部37とに比較して厚くな
り、管内の液滴32の量も少なめになっている。これ
は、低負荷になると湿り蒸気流量、飽和圧力が各々低下
するので、特に上記のGおよびρgの低下量が大きくな
ることに起因する。このことから、同一管径では蒸気流
量または蒸気密度が低下すると、フローパターンは環状
噴霧流から波状流になる傾向を示す。
2 = 73 / σ [μ (62.3 / ρ1) 2 ] 1/3 In the figure, the circles indicate points with respect to the flow pattern of the rated output, indicating that the flow is an annular spray flow. On the other hand, the triangles indicate points with respect to the flow pattern under a low load, and indicate a wavy flow. In this case, the wavy flow means that the liquid film 31 in the lower part 35 of the pipe becomes thicker than the top part 36 and the side wall part 37 as shown in FIG. 6B, and the amount of the droplets 32 in the pipe becomes smaller. Has become. This is because, when the load is reduced, the flow rate of the wet steam and the saturation pressure are each reduced, and therefore, particularly, the reduction amounts of the above-mentioned G and ρg are increased. From this, when the steam flow rate or the steam density decreases for the same pipe diameter, the flow pattern tends to change from the annular spray flow to a wavy flow.

【0011】このような管内のフローパターンの変化に
対し、抽気管24a、24b、24c、24d、24e
では先に述べたように機器の配置構成および給水加熱器
の構造上、加熱部から導入するので、抽気管24a、2
4b、24c、24d、24eのルートは下り勾配であ
り、配管低部の液膜が厚い波状流になっても、重力方向
に流れるので、流動は安定している。これに対して、高
圧タービン13から湿分分離器15に導入するクロスア
ラウンド管14のルートは、先に述べたように機器の配
置構成および模型の湿分分離器15の構造上、湿分分離
器15に導入する部分では緩い勾配の配管から曲がり管
を介して下方から上方へ立ち上がる垂直管を構成する。
In response to such a change in the flow pattern in the pipe, the bleed pipes 24a, 24b, 24c, 24d, and 24e are used.
As described above, since the gas is introduced from the heating unit due to the arrangement of the equipment and the structure of the feed water heater, the bleed tubes 24a,
The routes 4b, 24c, 24d, and 24e have a downward slope, and flow is stable in the direction of gravity even if the liquid film at the lower part of the pipe has a thick wavy flow. On the other hand, the route of the cross-around pipe 14 introduced from the high-pressure turbine 13 to the moisture separator 15 depends on the arrangement of the equipment and the structure of the model moisture separator 15 as described above. In the part introduced into the vessel 15, a vertical pipe which rises from the lower side to the upper side through a curved pipe from a pipe having a gentle slope is formed.

【0012】図8(a)は緩い勾配の配管から曲がり管
を介して下方から上方へ立ち上がる垂直管の流動様式の
一例を示したもので、特に低負荷において蒸気流動と蒸
気密度とが低下した場合を示しており、緩い勾配管内は
配管低部の液膜が厚い波状流になっており、垂直管では
環状噴霧流になっている。このような流動様式におい
て、さらに蒸気流量と蒸気密度とが低下した場合、垂直
管内では液膜31に作用する重力の効果が蒸気による液
膜への作用力より大きくなり、上昇する蒸気に対向して
液膜が下方に流れる状態が形成され、勾配配管から垂直
管になる部分で液体の跳水部40が発生し、不安定な流
動になる。この不安定な流動様式を模式的に示したのが
図8(a)ないし(c)であって、図8(a)は垂直管
部で液膜31が下方に流れる状態が発生し、勾配管から
の配管低部の液膜が厚い波状流と結合される部分40
で、液膜がより厚くなった状態を示している。図8
(b)はさらに、この状態が進行して勾配管では結合部
40の液膜がついには勾配管の上部に達するため、この
液膜が蒸気の流れを閉塞するような状態が形成される。
一方、垂直管では蒸気流が阻害されるので、液膜31よ
り厚くなり、管内の体積比は液体の方が多くなる。図8
(c)は液膜が蒸気の流れを閉塞したため、上流配管4
1の圧力が上昇して、液体塊42を垂直管に押し上げる
流動様式を示している。この時垂直管では気相44と液
相43とが交互に上昇するスラッグ流になる。この液体
塊42が掃き出された後は、また図8(a)の状態に戻
り、このサイクルが繰り返される。それ故、このような
流動様式では流動および圧力に不安定な変動が起こる。
FIG. 8 (a) shows an example of a flow pattern of a vertical pipe which rises from a lower slope to a higher pipe via a curved pipe from a gentle slope pipe. In this case, the liquid film at the lower part of the pipe has a thick wavy flow in the gentle gradient pipe, and the annular spray flow is formed in the vertical pipe. In such a flow mode, when the vapor flow rate and the vapor density further decrease, the effect of gravity acting on the liquid film 31 in the vertical pipe becomes larger than the acting force on the liquid film by the vapor, and the vertical film faces the rising vapor. As a result, a state in which the liquid film flows downward is formed, and a liquid jumping portion 40 is generated at a portion where the gradient pipe changes to a vertical pipe, resulting in an unstable flow. FIGS. 8 (a) to 8 (c) schematically show this unstable flow mode. FIG. 8 (a) shows a state in which the liquid film 31 flows downward in the vertical pipe section, Portion 40 where the liquid film in the lower part of the pipe from the pipe is combined with the thick wavy flow
Indicates a state in which the liquid film becomes thicker. FIG.
In (b), further, this state progresses, and in the gradient tube, the liquid film of the joint 40 finally reaches the upper part of the gradient tube, so that a state is formed in which this liquid film blocks the flow of steam.
On the other hand, since the vapor flow is obstructed in the vertical tube, the liquid film 31 becomes thicker than the liquid film 31, and the volume ratio of the liquid in the tube becomes larger. FIG.
In (c), the upstream film 4
1 shows a flow pattern in which the pressure of 1 rises and pushes up the liquid mass 42 into a vertical tube. At this time, a slug flow in which the gas phase 44 and the liquid phase 43 rise alternately in the vertical tube. After the liquid mass 42 has been swept out, the state returns to the state of FIG. 8A, and the cycle is repeated. Therefore, such flow regimes result in unstable fluctuations in flow and pressure.

【0013】このように、高圧タービン13から湿分分
離器15に至るクロスアラウンド管14においては、機
器の配置構成および横型の湿分分離器15の構造上、緩
い勾配の配管から曲がり管を介して下方から上方へ立ち
上がる垂直管を構成する配管内の気液二相流が低負荷の
蒸気流量および圧力が低い場合に不安定流動になる。特
に、液相と気相のスラッグ流が発生すると、湿分分離器
15に短時間の間に液層が流入するため湿分分離性能が
低下する。また、湿分分離後のドレン水位の急上昇が起
こり安定した水位制御のために設定した高水位より上に
達すると、タービン保護のためプラントトリップに至る
ことがある。これらの問題を回避するために、低負荷運
転時において、クロスアラウンド管14内の流動様式を
事前に予測して液相と気相のスラッグ流が発生するのを
防止する系統および制御方法を設置する必要がある。
As described above, in the cross-around pipe 14 extending from the high-pressure turbine 13 to the moisture separator 15, due to the arrangement of the equipment and the structure of the horizontal moisture separator 15, a pipe having a gentle gradient must be provided via a curved pipe. The gas-liquid two-phase flow in the pipe constituting the vertical pipe rising upward from below becomes unstable flow when the low-load steam flow rate and pressure are low. In particular, when a liquid phase and a gas phase slug flows are generated, the liquid layer flows into the moisture separator 15 in a short time, so that the moisture separation performance is reduced. Also, if the drain water level rises sharply after moisture separation and reaches a high water level set for stable water level control, a plant trip may occur to protect the turbine. In order to avoid these problems, at the time of low load operation, a system and a control method for predicting the flow pattern in the cross-around pipe 14 in advance and preventing the generation of the liquid phase and gas phase slug flows are installed. There is a need to.

【0014】本発明の目的は、緩い勾配の配管から曲が
り管を介して下方から上方へ立ち上がる垂直管を構成す
る配管内の気液二相流の流動を安定に保つようにした蒸
気管を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a steam pipe capable of stably maintaining the flow of a gas-liquid two-phase flow in a pipe constituting a vertical pipe rising upward from below through a curved pipe from a pipe having a gentle slope. Is to do.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】 本発明は上記目的を達
成するために、蒸気タービンから抽出される湿分を含ん
だ蒸気を湿分分離器に導入する蒸気管において、蒸気管
経路の最下部に設けられた第1のドレン排出手段と、前
湿分分離器に接続された垂直管に続く緩い勾配管に設
けた第2のドレン排出手段と、第1と第2のドレン排出
手段のそれぞれに設けられたドレン弁と、を有すること
を特徴とする。また、このドレン排出手段のドレン弁
タービン負荷信号もしくは蒸気管内の圧力信号により
閉制御されることを特徴とする。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present invention provides a steam pipe for introducing steam containing moisture extracted from a steam turbine into a moisture separator. A first drain discharge means provided in the
Serial moisture connected to the separator has been set loose gradient tube followed vertical tube
A second drain discharging means, and first and second drain discharging means;
It characterized by having a a drain valve provided in each unit. The drain valve of this drain discharge means is
Wherein the open <br/> be closed controlled by the pressure signal of the turbine load signal or steam tubes.

【0016】[0016]

【作用】上記のように構成されたドレン排出手段を備え
た蒸気管では経路の最下部および、湿分分離器に接続
された垂直管に続く緩い勾配管に設けた第2のドレン排
出手段を用いて液相部分を排出するので、低負荷運転時
において、管内低部の液膜が厚くなって管内を閉塞して
液相と気相のスラッグ流が発生するのを防止でき、流動
を安定に保つことが可能になる。また、経路の最下部に
ある第1のドレン排出手段は、タービン初期起動時には
配管をウォーミングする蒸気が凝縮し、多量のドレンが
発生するので、このドレンを排出するのに使用し、蒸気
量が少ない場合でも蒸気管内の液膜を薄くすることがで
きるので、安定した流動様式を保つことができる。
、蒸気管内の圧力、タービン負荷から管内の流動状態
を予測して、ドレン弁の開閉を行うので、必要以上に蒸
気流量を系外に排出しないのでプラント効率に対しても
影響を与えない。
[Action] In the steam tube equipped with a draining means constructed as described above, the bottom of the path and, connected to the moisture separator
Since the liquid phase is discharged using the second drain discharge means provided on the gentle gradient pipe following the vertical pipe , the liquid film in the lower part of the pipe becomes thicker during low load operation, and the pipe is closed. It is possible to prevent the generation of a liquid phase and a gas phase slug flow, and to keep the flow stable. The first drain discharge means at the bottom of the path is used for discharging the drain since steam warming the pipes is condensed and a large amount of drain is generated at the initial start of the turbine. Even when the amount is small, the liquid film in the steam pipe can be made thin, so that a stable flow mode can be maintained. Ma
Further , since the flow state in the pipe is predicted based on the pressure in the steam pipe and the turbine load , and the drain valve is opened and closed, the steam flow rate is not discharged more than necessary outside the system, so that the plant efficiency is not affected.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図1を参照して説
明する。図1において、クロスアラウンド管14は高圧
タービン13から下方に垂直管3を連結し、曲がり管2
を介して緩い勾配の上昇管1を配設し、続けて曲がり管
2および垂直管3等を経て、湿分分離器15に上昇管1
から曲がり管2を介して下方から上方へ立ち上がる垂直
管3を連結して構成される。第1のドレン排出手段4
は、高圧タービン13と湿分分離器15とを連結するク
ロスアラウンド管14の最下部となる上昇管1からドレ
ン管4aを介して復水器19(図4参照)に接続する。
この経路にはドレン弁4bを設ける。さらに第2のドレ
ン排出手段5は湿分分離器15の近傍の緩い勾配の上昇
管1から曲がり管2を介して下方から上方へ立ち上がる
垂直管3の直前の上昇管1からドレン管5aを介して復
水器19に接続する。この経路にはドレン弁5bを設け
る。これらドレン弁4b、5bには負荷信号あるいは抽
気圧力信号で開閉する制御器7を接続する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. In FIG. 1, a cross-around pipe 14 connects a vertical pipe 3 downward from a high-pressure turbine 13 and a bent pipe 2.
The rising pipe 1 having a gentle gradient is disposed through the pipe, and then the rising pipe 1 is connected to the moisture separator 15 via the bent pipe 2 and the vertical pipe 3.
And a vertical pipe 3 rising upward from below through a curved pipe 2. First drain discharge means 4
Is connected to the condenser 19 (see FIG. 4) from the riser 1 at the lowermost part of the cross-around pipe 14 connecting the high-pressure turbine 13 and the moisture separator 15 via the drain pipe 4a.
A drain valve 4b is provided in this path. Further, the second drain discharge means 5 is connected to the rising pipe 1 having a gentle slope near the moisture separator 15 via the bent pipe 2 and from the rising pipe 1 immediately before the vertical pipe 3 which rises upward from below through the drain pipe 5a. To the condenser 19. A drain valve 5b is provided in this path. A controller 7 that opens and closes with a load signal or a bleed pressure signal is connected to the drain valves 4b and 5b.

【0018】上記構成からなる第1および第2のドレン
排出手段4、5を備えたクロスアラウンド管14におい
て、まず、タービン初期起動時には高圧タービン13か
らの湿分を含んだ蒸気がクロスアラウンド管14に流入
するが、この蒸気は配管をウォーミングするために使わ
れるため、多量のドレンが発生する。そこで、クロスア
ラウンド管14の最下部に設置した第1のドレン排出手
段4のドレン弁4bを開け、ドレン管4aを通してこの
ドレンを復水器19に排出する。また、さらに蒸気量が
増加すると、高圧タービン13からの湿分を含んだ蒸気
がクロスアラウンド管14の垂直管3、曲がり管2、上
昇管1を各々通過して、湿分分離器15に流入する。こ
の状態でも、まだ蒸気量は少なく、液相部分はクロスア
ラウンド管14の最下部に逆流するので、ほとんど第1
のドレン排出手段4から排出される。さらに、蒸気量が
増えてタービン負荷を取り始める時には、管内の流れは
上昇管1では配管低部の液膜が厚い波状流となるが、湿
分分離器15の直近傍の緩い上昇管1の第2のドレン排
出手段5のドレン弁5bを開け、ドレン管5aを通して
液膜を復水器19に排出する。これにより管内低部の液
膜が厚くなって管内を閉塞して液相と気相のスラッグ流
が発生するのを防止でき、流動を安定に保つことが可能
になる。また、さらに蒸気量が増加し、圧力が増加し
て、タービン負荷が増えると、クロスアラウンド管14
内の流れは環状噴霧流となり、安定な流れになるので、
ドレン弁4a、5aを全閉する。このとき、制御器7は
気相が液相をキャリーオーバーして液相が逆流しない条
件を蒸気流量、乾き度、圧力に対する各種物性値(密
度、動粘度)、管径、勾配管からの長さから求め、その
条件に等しいタービン負荷またはクロスアラウンド管1
4の圧力以上になったときに閉の信号を、またその条件
以下の場合は開とするように制御信号を出力する。
In the cross-around pipe 14 provided with the first and second drain discharge means 4 and 5 having the above-described structure, first, when the turbine is initially started, steam containing moisture from the high-pressure turbine 13 is supplied to the cross-around pipe 14. However, this steam is used for warming the piping, so that a large amount of drain is generated. Then, the drain valve 4b of the first drain discharge means 4 installed at the lowermost part of the cross-around pipe 14 is opened, and this drain is discharged to the condenser 19 through the drain pipe 4a. Further, when the amount of steam further increases, the steam containing moisture from the high-pressure turbine 13 passes through the vertical pipe 3, the bent pipe 2, and the riser pipe 1 of the cross-around pipe 14 and flows into the moisture separator 15. I do. Even in this state, the vapor amount is still small, and the liquid phase portion flows back to the lowermost portion of the cross-around tube 14, so that almost the first
Is discharged from the drain discharge means 4. Furthermore, when the steam load increases and the turbine load begins to be taken, the flow in the pipe becomes a wavy flow in which the liquid film in the lower part of the pipe becomes thick in the riser 1, but the flow in the gentle riser 1 immediately adjacent to the moisture separator 15. The drain valve 5b of the second drain discharge means 5 is opened, and the liquid film is discharged to the condenser 19 through the drain pipe 5a. As a result, it is possible to prevent the liquid film in the lower part of the tube from being thickened and to block the inside of the tube to generate a slug flow of a liquid phase and a gaseous phase, and to stably maintain the flow. Further, when the steam amount further increases, the pressure increases, and the turbine load increases, the cross-around pipe 14
The flow inside becomes an annular spray flow and becomes a stable flow,
The drain valves 4a and 5a are fully closed. At this time, the controller 7 determines the conditions under which the gas phase carries over the liquid phase and the liquid phase does not flow backward. Various physical properties (density, kinematic viscosity) with respect to the steam flow rate, dryness, and pressure, the pipe diameter, and the length from the gradient pipe are determined. Turbine load or cross-around pipe 1
A control signal is output so as to output a close signal when the pressure becomes equal to or higher than 4, and to open the signal when the pressure is equal to or lower than the condition.

【0019】図2は上記判定基準に使用する線図の一例
であって、図2(a)に示す配管形状において液体jL
と気体jGが対向して流れる場合の限界線図を示したの
が図2(b)である。横軸に無次元液体速度をまた縦軸
に無次元気体速度を示しており、この図において気相が
液相をキャリーオーバーして液相が逆流しない条件は、
無次元液体速度が0になるときの無次元気体速度を求め
ることから得られる。
FIG. 2 is an example of a diagram used for the determination criterion. The liquid jL in the pipe shape shown in FIG.
FIG. 2B shows a limit diagram in the case where the gas and the gas jG face each other. The horizontal axis shows the dimensionless liquid velocity and the vertical axis shows the dimensionless gas velocity. In this figure, the conditions under which the gas phase carries over the liquid phase and the liquid phase does not flow backward are:
Obtained from obtaining the dimensionless gas velocity when the dimensionless liquid velocity becomes zero.

【0020】このように本実施例においては、タービン
初期起動時に発生する多量のドレンをクロスアラウンド
管14の最下部に設置した第1のドレン排出手段4を用
いて排出し、さらに蒸気量が増えてタービン負荷を取り
始める時には、管内の流れは上昇管1では配管低部の液
膜が厚い波状流となるが、湿分分離器15の直近傍の上
昇管1の第2のドレン排出手段5を用いて液膜を復水器
19に排出するので、管内低部の液膜が厚くなって管内
を閉塞して液相と気相のスラッグ流が発生するのを防止
でき、流動を安定に保つことが可能である。また、さら
に蒸気量が増加し、圧力が増加してタービン負荷が増え
ると、クロスフロウンド管14内の流れは環状噴霧流に
なり安定な流れになるが、この判定条件を蒸気流量、乾
き度、圧力に対する各種物性値(密度、動粘度)、管
径、勾配管の長さから求め、その条件に等しいタービン
負荷またはクロスアラウンド管14の圧力から制御信号
を得て制御器6からドレン弁4b、5bに出力して開閉
するので、必要以上の蒸気を復水器19に排出してプラ
ント効率を低下させることもない。
As described above, in this embodiment, a large amount of drain generated at the initial startup of the turbine is discharged by using the first drain discharge means 4 installed at the lowermost part of the cross-around pipe 14, and the amount of steam further increases. When the turbine load begins to be taken, the flow in the pipe becomes a wavy flow with a thick liquid film in the lower part of the pipe in the riser 1, but the second drain discharge means 5 of the riser 1 in the immediate vicinity of the moisture separator 15. Is used to discharge the liquid film to the condenser 19, so that it is possible to prevent the liquid film in the lower part of the tube from being thickened and to block the inside of the tube to generate a slug flow of the liquid phase and the gaseous phase, and to stabilize the flow. It is possible to keep. When the steam amount further increases, the pressure increases, and the turbine load increases, the flow in the crossflow pipe 14 becomes an annular spray flow and becomes a stable flow. The control signal is obtained from the turbine load or the pressure of the cross-around pipe 14 equal to the conditions, from the various physical properties (density, kinematic viscosity), the pipe diameter, and the length of the gradient pipe. , 5b to be opened and closed, so that unnecessary steam is not discharged to the condenser 19 to lower the plant efficiency.

【0021】本発明の他の実施例を図3を参照して説明
する。本実施例は高圧タービン13から湿分分離加熱器
8に至るクロスアラウンド管14に設置したドレン排出
手段の構成を示しており、上記の第1および第2のドレ
ン排出手段4、5に加えて中間にある上昇管1から曲が
り管2を介して下方から上方へ立ち上がる垂直管3の直
前に第3のドレン排出手段6を配置している。この第3
のドレン排出手段6もドレン管6aおよびドレン弁6b
を有する。
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment shows the configuration of the drain discharge means provided in the cross-around pipe 14 extending from the high-pressure turbine 13 to the moisture separator / heater 8. In addition to the above-described first and second drain discharge means 4, 5, The third drain discharge means 6 is disposed immediately before the vertical pipe 3 which rises from the lower part to the upper part via the curved pipe 2 from the middle riser pipe 1. This third
Drain discharge means 6 also includes a drain pipe 6a and a drain valve 6b.
Having.

【0022】このように構成したものにおいても上記実
施例と同じように、低負荷で発生する管内低部の液膜が
厚くなって管内を閉塞して液相と気相のスラッグ流が発
生するのを防止でき、流動を安定に保つことが可能であ
る。特に加熱部を内蔵する湿分分離加熱器8の性能維持
が可能で、プラントの健全性を良好に保つことができ
る。
In this embodiment as well, as in the above embodiment, the liquid film in the lower part of the tube generated under a low load becomes thicker and closes the inside of the tube, thereby generating a slug flow of a liquid phase and a gas phase. Can be prevented, and the flow can be kept stable. In particular, the performance of the moisture separator / heater 8 having a built-in heating unit can be maintained, and the soundness of the plant can be kept good.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
蒸気管経路の最下部にドレン排出手段を設け、さらに湿
分分離器に接続された垂直管に続く緩やかな勾配管に
レン排出手段を設けているので、低負荷運転時におい
て、管内低部の液膜が厚くなって管内を閉塞して液相と
気相のスラッグ流が発生するのを防止でき、流動を安定
に保つことが可能となり、プラントの健全性が常に良好
に保持されるという優れた効果を奏する。
As described above, according to the present invention,
Drain discharge means is provided at the bottom of the steam pipe path, and drain discharge means is provided on a gentle gradient pipe following the vertical pipe connected to the moisture separator. , tube closes the lower portion of the liquid film becomes thicker tube prevents the liquid and gas phases slug flow occurs, becomes possible to maintain the flow stable, is always good health of the plant It has an excellent effect of being retained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による一実施例を示す構成図。FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment according to the present invention.

【図2】液体jLと気体jGが対向して流れる場合の様
子を示す模式図および液体jLと気体jGが対向して流
れる場合の限界線図。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a state in which a liquid jL and a gas jG flow in opposition, and a limit diagram in a case in which a liquid jL and a gas jG flow in opposition.

【図3】本発明の他の実施例を示す構成図。FIG. 3 is a configuration diagram showing another embodiment of the present invention.

【図4】従来の原子力発電プラントの系統構成図。FIG. 4 is a system configuration diagram of a conventional nuclear power plant.

【図5】従来の原子力発電プラントのクロスアラウンド
管のルート構成図。
FIG. 5 is a diagram showing a route configuration of a cross-around pipe of a conventional nuclear power plant.

【図6】蒸気管およびクロスアラウンド管内の各負荷に
よる気液二相流の流動状態の説明図。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a flow state of a gas-liquid two-phase flow caused by loads in a steam pipe and a cross-around pipe.

【図7】水平管内の流動様式を判定するべーカーの状態
図。
FIG. 7 is a state diagram of a baker for determining a flow mode in a horizontal pipe.

【図8】勾配管から垂直管で構成された気液二相流の不
安定流動が起こる場合の説明図。
FIG. 8 is an explanatory diagram when an unstable flow of a gas-liquid two-phase flow composed of a gradient tube and a vertical tube occurs.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…上昇管 2…曲がり管 3…垂直管 4…第1のドレン排出手段 4a、5a、6a…ドレン管 4b、5b、6b…ドレン弁 5…第2のドレン排出手段 6…第3のドレン排出手段 13…高圧タービン 14…クロスアラウンド管 15…湿分分離器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ascending pipe 2 ... Bent pipe 3 ... Vertical pipe 4 ... 1st drain discharge means 4a, 5a, 6a ... Drain pipe 4b, 5b, 6b ... Drain valve 5 ... 2nd drain discharge means 6 ... 3rd drain Discharge means 13 ... High pressure turbine 14 ... Cross-around pipe 15 ... Moisture separator

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 蒸気タービンから抽出される湿分を含ん
だ蒸気を湿分分離器に導入する蒸気管において、前記蒸
気管経路の最下部に設けられた第1のドレン排出手段
と、前記湿分分離器に接続された垂直管に続く緩い勾配
管に設けた第2のドレン排出手段と、前記第1と第2の
ドレン排出手段のそれぞれに設けられたドレン弁と、
有することを特徴とする蒸気管。
1. A first drain discharge means provided at a lowermost portion of a steam pipe path in a steam pipe for introducing steam containing moisture extracted from a steam turbine to a moisture separator.
And a gentle gradient following a vertical tube connected to the moisture separator
A second drain discharge means provided in the pipe;
Steam pipe, characterized in that it comprises a and a drain valve provided in each drainage means.
【請求項2】 前記ドレン弁はタービン負荷信号もしく
蒸気管内の圧力信号により開閉制御されることを特徴
とする請求項1記載の蒸気管。
2. A steam pipe as claimed in claim 1, wherein the drain valve, characterized in that the opened and closed controlled by the pressure signal of the turbine load signal or steam tubes.
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