発電所の配管トラブル 前編(トラップ二次側) | 蒸気のことならテイエルブイ
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蒸気のトラブル

発電所の配管トラブル 前編(トラップ二次側)

配管の減肉の原因、エロージョン

配管の減肉による亀裂・穴開き。こうした配管の損傷は、重大な突発事故を招く危険性があり、発電所では特に厳しく管理されています。

この配管の減肉の原因となる現象の一つに「エロージョン」があります。蒸気輸送配管のエロージョンについては、「エロージョン」で詳しく説明していますが、ここでは、発電所の配管トラブルとして起こりやすいドレントラップ(スチームトラップ)前後の配管で生じるエロージョンについて説明します。

※スチームトラップはJISでは蒸気トラップ(steam trap)と記載され、一般的にはスチームトラップと呼ばれますが、発電所ではスチームトラップも他の気体用トラップと同様に「ドレントラップ」と呼ぶことが多いため、本稿では以下ドレントラップと記載します。

ドレントラップ二次側の還水配管で起こる減肉

まずは、ドレントラップの二次側(下流側)である還水配管の減肉・穴開きから見ていきます。配管に穴が開いた箇所をカットしてみると、キリ穴のような貫通形態ではなく、周囲が全体的に削られて減肉していることがあります。そして最も薄くなったところが貫通してしまい穴になっています。このような穴開きは、化学的な腐食=コロージョンのみが原因ではなく、機械的な作用を伴う摩擦腐食=エロージョン・コロージョンが原因であると推定されます。

機械的作用を与えるのは蒸気凝縮ドレンの水滴です。高速の蒸気の流れにドレンが混入することで、ドレン水滴が配管や設備の曲がり部、衝突部、出口部に打ち付けられる現象は、ドレンアタックなどと呼ばれます。専門的には「液滴衝撃エロージョン」として知られる現象で、配管や設備の減肉、穴開きに繋がります。

ドレントラップ二次側の還水配管で起こる減肉

「高速の蒸気の流れにドレンが混入」というと蒸気送気配管内のみで起こる現象のようですが、還水配管内にもドレンが再蒸発したフラッシュ蒸気が存在するため類似の環境となり、同現象が起こる可能性があります。ドレントラップの出口付近では配管内の流速が上がり、ドレンの水滴が高速流に乗って、曲がり部に激突します。このドレンアタックによって配管の減肉が起こり、やがて穴開きに至ります。

配管の減肉が起こりやすいドレントラップのタイプとは?

還水配管でのエロージョン・コロージョン発生には、ドレントラップのタイプが影響します。ドレントラップのドレン排出形態は、次の2つに分けることができます。

  • 間欠的に排出するドレントラップ
  • 連続的に排出するドレントラップ
間欠的に排出するドレントラップ

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