(57)【要約】【課題】同一の検証装置の検証状態条件を変更することにより、性能・特性の異なる複数タイプの蒸気発生器の性能・特性の評価・検証をする。【解決手段】検証装置１００の筒体１０１には、水室１０５，１０６と、伝熱管１０７と、気水分離器１０８と、貯溜板１０９等が配置され、貯溜板１０９上に貯溜された再循環水Ｗｃが取り出し管１３１により取りだされ、ボイド発生用タンク１２０内で自然落下する。再循環水Ｗｃはダウンカマー管１３３内を流通し、給水リング１１０ａを介して筒体１０１の管束部に給水される。また、再循環水Ｗｃは、接続管１３４を介して給水混合箱１２１に供給され、二次冷却水Ｗ２と混合されて混合水Ｗｍとなる。混合水Ｗｍは、ダウンカマー管１３６内を流通し、給水リング１１０ｂを介して筒体１０１の管束部に給水される。流量調節弁Ｖ１〜Ｖ３の開度を変更して、性能・特性の異なる特性をセンサ１４１ａ等により検出する。【選択図】図１
2011231981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平面に対して立てた状態で設置される筒体と、
前記筒体の内部空間の下部位置に配置されて、前記内部空間を上下に仕切る管板と、
前記筒体の内部空間のうち前記管板の下方位置に形成された、低温側水室及び一次冷却水が供給される高温側水室と、
前記筒体の内部空間のうち前記管板の上側位置に配置されると共に、一端側が前記管板の孔を介して前記高温側水室に接続され、他端側が前記管板の孔を介して前記低温側水室に接続された、逆Ｕ字型の伝熱管と、
前記筒体の内部空間のうち前記伝熱管の配置位置よりも上方位置に配置された気水分離器と、
前記気水分離器で分離された再循環水が下方に流下するのを防止しつつ前記筒体内に貯溜するため、前記筒体の内部空間のうち前記伝熱管の配置位置よりも上方位置に配置されて、前記内部空間を上下に区画する貯溜板と、
前記筒体の内部空間のうち前記管板の上側位置に給水をするホットレグ側の外部給水リングと、
前記筒体の内部空間のうち前記管板の上側位置に給水をするコールドレグ側の外部給水リングと、
前記貯溜板よりも下方位置で、且つ、前記ホットレグ側の外部給水リング及び前記コールドレグ側の外部給水リングの配置位置よりも上方位置に配置されたボイド発生用タンクと、
前記貯溜板よりも下方位置で、且つ、前記ホットレグ側の外部給水リング及び前記コールドレグ側の外部給水リングの配置位置よりも上方位置に配置された給水混合箱と、
前記筒体の内部空間のうち前記貯溜板上に貯溜された再循環水を前記ボイド発生用タンクに供給し、ボイド発生用タンクの内部空間において再循環水を上方位置から下方に自然落下させる取り出し管と、
前記ボイド発生用タンクの底部と前記ホットレグ側の外部給水リングとを連通するホットレグ側のダウンカマー管と、
前記ホットレグ側のダウンカマー管と前記給水混合箱とを接続する接続管と、
前記給水混合箱に二次冷却水を供給する給水管と、
前記給水混合箱の底部と前記コールドレグ側の外部給水リングとを連通し、前記給水混合箱内で再循環水と二次冷却水を混合してなる混合水を前記コールドレグ側の外部給水リングに送るコールドレグ側のダウンカマー管と、
前記ホットレグ側のダウンカマー管に介装された第１の流量調節弁と、
前記給水管に介装された第２の流量調節弁と
前記コールドレグ側のダウンカマー管に介装された第３の流量調節弁と、
検証状態条件を検出するセンサと、
性能・特性を評価するセンサと、
を有することを特徴とする蒸気発生器の検証装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記性能・特性を評価するセンサは、
前記ホットレグ側のダウンカマー管を流通する再循環水のボイド率を検出するボイド計と、
前記ホットレグ側のダウンカマー管を流通する再循環水の流速を検出する流速計と、
前記コールドレグ側のダウンカマー管を流通する混合水の温度を検出する温度計と、
前記コールドレグ側のダウンカマー管を流通する混合水の流量を検出する流量計と、
を含み、
前記検証状態条件を検出するセンサは、
前記接続管を流通する再循環水の温度を検出する温度計と、
前記給水管を流通する二次冷却水の流量を検出する流量計と、
前記給水管を流通する二次冷却水の温度を検出する温度計と、
前記ボイド発生用タンクの水位を検出する水位計と、
を含むことを特徴とする蒸気発生器の検証装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は蒸気発生器の検証装置に関し、加圧水型原子力プラントで使用されている
蒸気発生器の性能・特性を評価・検証するものである。
【背景技術】
【０００２】
加圧水型原子力発電プラントでは、原子炉において加熱された一次冷却水を蒸気発生器へ供給する。蒸気発生器においては、一次冷却水の熱により二次冷却水を加熱して二次蒸気を生成する。この二次蒸気を蒸気タービンに供給し蒸気タービンを回転して発電機を駆動している。
【０００３】
ここで図２を参照して、加圧水型原子力発電プラントで用いられている蒸気発生器１０の構造を説明する。
【０００４】
図２に示すように蒸気発生器１０の竪型の外筒１１の内部空間の下部位置には、管板１２が一体的に接続されている。管板１２は肉厚が厚い板状部材であり、多数の孔が形成されている。
外筒１１の上方部分には、主蒸気管１３や給水管１４が接続されている。
外筒１１の内部空間のうち管板１２よりも下方の空間は、仕切板１５により、高温側水室１６と低温側水室１７とに区画されている。
【０００５】
外筒１１の内周側には間隔を明けて内筒１８が配置されている。そして、逆Ｕ字型の伝熱管１９が内筒１８の内部に多数本配置されている。図では簡略的に示しているが、伝熱管１９の配置本数は極めて多数（例えば５千本）であり、これら伝熱管１９は鉛直方向に伸びる状態で配置されると共に、各伝熱管１９の上端は逆Ｕ字型に湾曲している。また、各伝熱管１９の下側の両端は、管板１２に形成された多数の孔に挿入され、それぞれ、高温側水室１６と低温側水室１７に接続されている。
【０００６】
更に、内筒１８の高さ方向に沿う複数箇所には、水平方向に広がった管支持板２０が配置されている。
【０００７】
また、外筒１１の内部空間のうち伝熱管１９よりも上方位置には気水分離器２１が配置され、更に気水分離器２１よりも上方位置には湿分分離器２２が配置されている。
【０００８】
原子炉にて加熱された一次冷却水Ｗ１は、高温側水室１６に供給されてから、伝熱管１９内を流通し、低温側水室１７を通って、原子炉に戻る。
【０００９】
一方、二次冷却水Ｗ２は給水管１４を介して供給されると、外筒１１と内筒１８との間の空間（ダウンカマー）内を下降し、内筒１８の下端から内筒１８内に入り内筒１８内を上昇する。二次冷却水Ｗ２は、内筒１８内を上昇しつつ流通する際に、伝熱管１９を介して一次冷却水Ｗ１から熱を受けて加熱される。このため、蒸気Ｓが発生し、蒸気Ｓと二次冷却水Ｗ２との混合液である二相流が内筒１８内を上昇する。
上昇していった蒸気Ｓは、気水分離器２１にて水と分離され、湿分分離器２２にて乾燥され、主蒸気管１３を通って蒸気タービンに送られる。
【００１０】
気水分離器２１にて分離された水（再循環水）Ｗｃは、給水管１４を介して供給されてきた二次冷却水Ｗ２と混合されて混合水となり、この混合水（二次冷却水）がダウンカマー内を下方に流通していく。
なお気水分離器２１にて分離された再循環水Ｗｃにはキャリーアンダーボイドと称されるボイド（蒸気泡）が含まれるが、水にボイド（蒸気泡）が含まれる割合であるボイド率は、気水分離器２１の機種（性能・特性）によって異なってくる。
【００１１】
上述したように、内筒１８内では蒸気Ｓと二次冷却水Ｗ２との二相流が上昇し、ダウンカマー内では、キャリーアンダーボイドを含む混合水が下降して、二次側の水が自然循環する。
この自然循環は、ダウンカマー内を流通する水に含まれる蒸気泡（ボイド）のボイド率に比べて、内筒１８内を流通する水に含まれる蒸気泡（ボイド）のボイド率が大きいことによる、ボイド率の差に起因する「自然循環力」によって生ずるものである。
【００１２】
この「自然循環力」は、蒸気発生器１０の機種（性能・特性）によって異なってくる。例えばダウンカマーの広狭や、一次冷却水と二次冷却水の温度差によって、「自然循環力」が異なってくる。
例えば、ダウンカマーが広いほど、また、一次冷却水と二次冷却水の温度差が小さいほど、自然循環力は大きくなり、自然循環する再循環水の循環水量が増加する。
【００１３】
このような構成となっている蒸気発生器１０の性能・特性を評価・検証するために、検証装置が使用される。
例えば、新型の蒸気発生器を製造するときや、既設の蒸気発生器において気水分離器を新型の気水分離器に取り替えるとき等において、実際の蒸気発生器（新型の蒸気発生器や、新型の気水分離器に取り替えた蒸気発生器）と同様な性能・特性を有する検証装置をあらかじめ製造し、この検証装置を運転して、どのような性能・特性になっているのかを、予め検証している。
【００１４】
蒸気発生器の検証装置は、実際の蒸気発生器（以下「実機」と称する）の模型（モック・アップ：mock-up）であり、例えば、外筒や内筒は、実機と同じ高さであるが径を縮小し、伝熱管の設置本数は、実機に比べて少なくし（例えば１００本）、気水分離器は、設置台数を少なくしたり設置台数は同じにして小型にしたりして、構成したものである。
【００１５】
このように、特定の性能・特性を有する実機に対して、この実機と同様な性能・特性を有する検証装置を製造し、検証装置を運転して、性能・特性を評価している。この評価を基に、新型の蒸気発生器を製造したり、既設の蒸気発生器において新型の気水分離器に取り替えたりするという、実際の製造等の局面に進んでいる。
【００１６】
なお、別の性能・特性を有する実機の検証をする場合には、この別の性能・特性を有する検証装置を別途に製造する必要があった。
つまり、従来では、実機の性能・特性毎に、それぞれの実機に対応した性能・特性を有する検証装置をそれぞれ個別に製造する必要があった。
【００１７】
なお、検証装置において、再循環水を検証装置の器外に取り出し、取りだした再循環水を循環ポンプにより強制循環させるようにすれば、再循環水の循環水量や、再循環水に同伴されるボイド（蒸気泡）の量を制御することはできる。しかし、このようにしたのでは、再循環水を自然循環させる自然循環力を評価することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開２００２−２７７５８７
【特許文献２】特開２００８−２０９０６３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
上述したように、実機の性能・特性毎に、それぞれの実機に対応した性能・特性を有する検証装置をそれぞれ製造した場合には、実機に応じた検証装置を個別に製造しなければならず、検証装置の製造に手間や費用が嵩んでいた。
また検証装置において、再循環水を検証装置の器外に取り出し、取りだした再循環水を循環ポンプにより強制循環させるようにすれば、再循環水の循環水量や、再循環水に同伴されるボイド（蒸気泡）の量を制御でき、性能・特性の異なる複数の実機の評価はできるが、この場合には、自然循環力を評価することはできない。
【００２０】
本発明は、上記従来技術に鑑み、性能・特性の異なる複数タイプの蒸気発生器の性能・特性の評価・検証を、同一装置で行うことのできる、汎用的な検証装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記課題を解決する本発明の構成は、
水平面に対して立てた状態で設置される筒体と、
前記筒体の内部空間の下部位置に配置されて、前記内部空間を上下に仕切る管板と、
前記筒体の内部空間のうち前記管板の下方位置に形成された、低温側水室及び一次冷却水が供給される高温側水室と、
前記筒体の内部空間のうち前記管板の上側位置に配置されると共に、一端側が前記管板の孔を介して前記高温側水室に接続され、他端側が前記管板の孔を介して前記低温側水室に接続された、逆Ｕ字型の伝熱管と、
前記筒体の内部空間のうち前記伝熱管の配置位置よりも上方位置に配置された気水分離器と、
前記気水分離器で分離された再循環水が下方に流下するのを防止しつつ前記筒体内に貯溜するため、前記筒体の内部空間のうち前記伝熱管の配置位置よりも上方位置に配置されて、前記内部空間を上下に区画する貯溜板と、
前記筒体の内部空間のうち前記管板の上側位置に給水をするホットレグ側の外部給水リングと、
前記筒体の内部空間のうち前記管板の上側位置に給水をするコールドレグ側の外部給水リングと、
前記貯溜板よりも下方位置で、且つ、前記ホットレグ側の外部給水リング及び前記コールドレグ側の外部給水リングの配置位置よりも上方位置に配置されたボイド発生用タンクと、
前記貯溜板よりも下方位置で、且つ、前記ホットレグ側の外部給水リング及び前記コールドレグ側の外部給水リングの配置位置よりも上方位置に配置された給水混合箱と、
前記筒体の内部空間のうち前記貯溜板上に貯溜された再循環水を前記ボイド発生用タンクに供給し、ボイド発生用タンクの内部空間において再循環水を上方位置から下方に自然落下させる取り出し管と、
前記ボイド発生用タンクの底部と前記ホットレグ側の外部給水リングとを連通するホットレグ側のダウンカマー管と、
前記ホットレグ側のダウンカマー管と前記給水混合箱とを接続する接続管と、
前記給水混合箱に二次冷却水を供給する給水管と、
前記給水混合箱の底部と前記コールドレグ側の外部給水リングとを連通し、前記給水混合箱内で再循環水と二次冷却水を混合してなる混合水を前記コールドレグ側の外部給水リングに送るコールドレグ側のダウンカマー管と、
前記ホットレグ側のダウンカマー管に介装された第１の流量調節弁と、
前記給水管に介装された第２の流量調節弁と
前記コールドレグ側のダウンカマー管に介装された第３の流量調節弁と、
検証状態条件を検出するセンサと、
性能・特性を評価するセンサと、
を有することを特徴とする。
【００２２】
また本発明の構成は、
前記性能・特性を評価するセンサは、
前記ホットレグ側のダウンカマー管を流通する再循環水のボイド率を検出するボイド計と、
前記ホットレグ側のダウンカマー管を流通する再循環水の流速を検出する流速計と、
前記コールドレグ側のダウンカマー管を流通する混合水の温度を検出する温度計と、
前記コールドレグ側のダウンカマー管を流通する混合水の流量を検出する流量計と、
を含み、
前記検証状態条件を検出するセンサは、
前記接続管を流通する再循環水の温度を検出する温度計と、
前記給水管を流通する二次冷却水の流量を検出する流量計と、
前記給水管を流通する二次冷却水の温度を検出する温度計と、
前記ボイド発生用タンクの水位を検出する水位計と、
を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、同一の検証装置により、その検証状態条件を変更することにより、性能・特性の異なる複数タイプの蒸気発生器の性能・特性の評価・検証を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施例に係る蒸気発生器の検証装置を示す構成図。
【図２】蒸気発生器を示す構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき詳細に説明する。
【実施例】
【００２６】
図１は本発明の実施例に係る、蒸気発生器の検証装置１００を示す。この検証装置１００の筒体１０１は、竪型を成しており水平面（地面）に対して垂直方向に立てた状態で設置される。この筒体１０１は、実機の外筒に対応する部材であり、高さ寸法は実機と同程度であるが、径寸法は実機の外筒に対して小さくなっている。
この筒体１０１の頂部には、蒸気出口管台１０２が形成されている。
なお、実機における内筒に相当する部材は有していない。
【００２７】
筒体１０１の内部空間の下部位置には、管板１０３が内部空間を上下に仕切る状態で配置されており、筒体１０１の内部空間のうち管板１０３よりも下方の部分には、仕切板１０４により仕切られて、高温側水室１０５と低温側水室１０６が隣接して形成されている。
即ち、高温側水室１０５は、筒体１０１の底面部（鏡板）と管板１０３と仕切板１０４により囲まれて筒体１０１の下部に形成されており、同様に、低温側水室１０６は、筒体１０１の底面部（鏡板）と管板１０３と仕切板１０４により囲まれて筒体１０１の下部に形成されている。
【００２８】
筒体１０１の内部空間のうち、管板１０３の上側位置には、逆Ｕ字型の伝熱管１０７が配置されている。伝熱管１０７の設置本数は、実機における設置本数（例えば５千本）に対して少なく、例えば１００本となっている（なお図１では、伝熱管１０７は簡略化して１本のみ図示している）。
【００２９】
各伝熱管１０７は鉛直方向に伸びる状態で配置されると共に、各伝熱管１０７の上端は逆Ｕ字型に湾曲している。また、各伝熱管１０７の下側の両端は、管板１０３に形成された多数の孔に挿入され、それぞれ、高温側水室１０５と低温側水室１０６に接続されている。
このため、実機と同様に、筒体１０１の外部から高温の一次冷却水Ｗ１が高温側水室１０５に供給されると、この一次冷却水Ｗ１は各伝熱管１０７内を流通し、低温側水室１０６に戻ってきて、筒体１０１の外部に排出される。
【００３０】
筒体１０１の内部空間のうち、伝熱管１０７の配置位置（管束部）よりも上方位置には、気水分離器１０８が配置されている。
後述するように、管束部にて発生して上昇してきた蒸気Ｓは、全て気水分離器１０８内を通過して、気水分離されるようになっている。水分が分離された蒸気Ｓは、蒸気出口管台１０２を通って筒体１０１の外部に排出される。
なお、この検証装置１００に使用する気水分離器１０８としては、気水分離した再循環水Ｗｃにボイドが含まれないタイプのものを使用している。
【００３１】
気水分離器１０８で分離した再循環水Ｗｃが下方（管束部側）に流下するのを阻止して再循環水Ｗｃを筒体１０１内に貯溜するため、筒体１０１の内部空間のうち伝熱管１０７の配置位置（管束部）よりも上方位置には、前記の内部空間を上下に区画する状態（仕切る状態）で貯溜板１０９が配置されている。本例では、貯溜板１０９は、上下方向に関して、気水分離器１０８の中央位置に配置されている。
このため、筒体１０１の内周面と気水分離器１０８の外周面と底面となる貯溜板１０９とで囲まれた空間部分に、気水分離器１０８により分離された再循環水Ｗｃが貯溜されるようになっている。
【００３２】
管体１０１の下方位置で且つ外周側には、ホットレグ（Hot Leg）側の外部給水リング１１０ａと、コールドレグ（Cold Leg）側の外部給水リング１１０ｂが配置されている。外部給水リング１１０ａは、管体１０１の外周面の半周（０〜１８０°）の位置に沿って半円弧状に配置されており、外部給水リング１１０ｂは、管体１０１の外周面の残りの半周（１８０〜３６０°）の位置に沿って半円弧状に配置されている。
外部給水リング１１０ａは、ホットレグ側の再循環水（詳細は後述する）を、筒体１０１のうち管束部の下部位置（管体１０１の内部空間のうち管板１０３の上側位置）に給水する。外部給水リング１１０ｂは、コールドレグ側の混合水（詳細は後述する）を、筒体１０１のうち管束部の下部位置（管体１０１の内部空間のうち管板１０３の上側位置）に給水する。
【００３３】
管体１０１の外部には、ボイド発生用タンク１２０と、給水混合箱１２１が配置されている。ボイド発生用タンク１２０と給水混合箱１２１は、貯溜板１０９よりも下方位置で、且つ、外部給水リング１１０ａ，１１０ｂよりも上方位置に配置されている。
【００３４】
取り出し管１３１は、筒体１０１の内部空間のうち貯溜板１０９上に貯溜された再循環水Ｗｃを取り出して、ボイド発生用タンク１２０に供給し、ボイド発生用タンク１２０の内部空間において再循環水Ｗｃを上方位置から下方に自然落下させる。
【００３５】
このとき、ボイド発生用タンク１２０内に溜まっていた再循環水Ｗｃの水位が高い場合、即ち、再循環水Ｗｃの落下距離（打ち込み高さ）が短い時には、落下していった再循環水Ｗｃに巻き込まれる（含まれる）ボイド（蒸気泡）が少なくなり、ボイド発生用タンク１２０の底部から流下する再循環水Ｗｃのボイド率は小さくなる。
一方、ボイド発生用タンク１２０内に溜まっていた再循環水Ｗｃの水位が低い場合、即ち、再循環水Ｗｃの落下距離（打ち込み高さ）が長い時には、落下していった再循環水Ｗｃに巻き込まれる（含まれる）ボイド（蒸気泡）が多くなり、ボイド発生用タンク１２０の底部から流下する再循環水Ｗｃのボイド率は大きくなる。
【００３６】
ボイド発生用タンク１２０内の再循環水Ｗｃの水位は、調整することができるが、その調整手法は後述する。
なお、ボイド発生用タンク１２０の水位は、このボイド発生用タンク１２０に備えた、点電極水位計１２０ａ〜１２０ｅにより検出することができる。
【００３７】
蒸気連通管１３２は、筒体１００の内部空間のうち蒸気Ｓが充満する頂部と、ボイド発生用タンク１２０の頂部とを連通している。
このため、再循環水Ｗｃにボイドが取り込まれてボイド発生用タンク１２０の底部から再循環水Ｗｃが流下していくと、再循環水Ｗｃに取り込まれて流下していく量に相当する量の蒸気Ｓが、蒸気連通管１３２を介して、筒体１０１の頂部からボイド発生用タンク１２０内に流入してくる。
【００３８】
ホットレグ側のダウンカマー管１３３は、ボイド発生用タンク１２０の底部とホットレグ側の外部給水リング１１０ａとを連通し、ボイド発生用タンク１２０に溜まった再循環水Ｗｃを外部給水リング１１０ａに供給する。
このホットレグ側のダウンカマー管１３３は、実機におけるホットレグ側のダウンカマーに相当するものである。
【００３９】
ホットレグ側のダウンカマー管１３３は、ボイド発生用タンク１２０の底部から垂直方向下方に伸びた後、折れ曲がって水平方向に伸びて外部給水リング１１０ａに接続されている。
ダウンカマー管１３３のうち、垂直方向下方に伸びた部分には、高さ方向に分散して、高さ方向温度分布計１４１ａ，１４１ｂ，１４１ｃ，１４１ｄが配置されると共に差圧式ボイド計１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃが配置されている。
ダウンカマー管１３３のうち、水平方向に伸びた部分には、再循環水流速計１４３と流量調節弁Ｖ１が配置されている。
【００４０】
接続管１３４は、ダウンカマー管１３３の上部位置（ボイド発生用タンク１２０の直下に近い位置）と、給水混合箱１２１とを接続している。
接続管１３４には、再循環水温度計１５１が配置されている。
【００４１】
給水管１３５は、給水混合箱１２１に接続されており、二次冷却水Ｗ２を給水混合箱１２１に供給する。
給水管１３５には、給水流量計１５２と給水温度計１５３と流量調節弁Ｖ２が配置されている。
【００４２】
コールドレグ側のダウンカマー管１３６は、給水混合箱１２１の底部とコールドレグ側の外部給水リング１１０ｂとを連通し、給水混合箱１２１にて二次冷却水Ｗ２と再循環水Ｗｃとが混合した混合水Ｗｍを、外部給水リング１１０ｂに供給する。
このコールド側のダウンカマー管１３６は、実機におけるコールドレグ側のダウンカマーに相当するものである。
【００４３】
ダウンカマー管１３６には、混合水温度計１４４と混合水流量計１４５と流量調節弁Ｖ３が配置されている。
【００４４】
上記構成となっている蒸気発生器の検証装置１００では、最初に給水管１３５及びダウンカマー管１３６を介して二次冷却水Ｗ２を供給し、外部給水リング１１０ｂから、筒体１０１の内部空間のうち伝熱管１０７が配置されている部分（管束部）に水を供給する。
同時に、高温の一次冷却水Ｗ１を高温側水室１０５に供給して、伝熱管１０７の内部に一次側冷却水Ｗ１を流通させる。
これにより、管束部に供給された水は、伝熱管１０７を介して一次冷却水Ｗ１から熱を受けて加熱され、蒸気Ｓが発生する。水と蒸気Ｓの二相流は、管束部において上昇する。
上昇していった蒸気Ｓは、全て気水分離器１０８内を通過して気水分離される。水分が分離された蒸気Ｓは、蒸気出口管台１０２を通って筒体１０１の外部に排出される。
【００４５】
気水分離器１０８にて分離されて貯溜板１０９上に貯溜された再循環水Ｗｃは、取り出し管１３１を介して筒体１０１の外部に取り出されて、ボイド発生用タンク１２０に供給される。供給された再循環水Ｗｃは、ボイド発生用タンク１２０の内部空間において上方位置から下方に自然落下する。
【００４６】
ボイド発生用タンク１２０の底面から流下してきた再循環水Ｗｃは、ホットレグ側のダウンカマー管１３３を介して外部給水リング１１０ａに供給され、更に外部給水リング１１０ａから、筒体１０１の内部空間のうち伝熱管１０７が配置されている部分（管束部）に供給される。
【００４７】
また、ボイド発生用タンク１２０の底面から流下してきた再循環水Ｗｃは、ホットレグ側のダウンカマー管１３３の上部位置から分岐してきた接続管１３４を介して、給水混合箱１２１に供給される。
このため、給水混合箱１２１内では、接続管１３４を介して供給されてきた再循環水Ｗｃと、給水管１３５を介して供給されてきた二次冷却水Ｗ２とが混合して、混合水Ｗｍが生成される。
なお、二次冷却水Ｗ２が、接続管１３４を介して、ホットレグ側のダウンカマー管１３３に流入していくこともある（この動作は後述する）。
【００４８】
給水混合箱１２１にて生成された混合水Ｗｍは、コールドレグ側のダウンカマー管１３６を介して外部給水リング１１０ｂに供給され、更に外部給水リング１１０ｂから、筒体１０１の内部空間のうち伝熱管１０７が配置されている部分（管束部）に供給される。
【００４９】
上述したようにして水が循環流通しているときに、流量調節弁Ｖ２の開度を調整すると、二次冷却水Ｗ２の供給量が調節される。二次冷却水Ｗ２の供給量は、蒸気出口管台１０２から外部に排出される蒸気Ｓの量に対応した量である。
したがって、流量調節弁Ｖ２の開度調整をすることにより、蒸気Ｓの排出量の異なる実機の性能・特性を評価・検証することができる。
【００５０】
具体的には、特定の蒸気排出量に対応して流量調節弁Ｖ２の開度を特定の開度に設定したときには、検証状態条件を検出するセンサ１２０ａ〜１２０ｅ，１５１，１５２，１５３によりこのときの検証状態条件を検出し、このときの検証状態条件における性能・特性を、性能・特性を評価・検証するセンサ１４１ａ〜１４１ｄ、１４２ａ〜１４２ｃ、１４３，１４４，１４５により評価・検証する。
【００５１】
即ち、点電極水位計１２０ａ〜１２０ｅによりボイド発生用タンク１２０内の再循環水Ｗｃの水位を検出し、再循環水温度計１５１により再循環水Ｗｃの温度を検出し、給水流量計１５２により二次冷却水Ｗ２の給水流量を検出し、給水温度計１５３により二次冷却水Ｗ２の温度を検出して、検証状態条件を検出する。
そして、高さ方向温度分布計１４１ａ〜１４１ｄと差圧式ボイド計１４２ａ〜１４２ｃにより、ホットレグ側のダウンカマー管１３３を流通する再循環水Ｗｃのボイド率を検出し、再循環水流速計１４３によりホットレグ側のダウンカマー管１３３を流通する再循環水Ｗｃの流速を検出し、混合水温度計１４４によりコールドレグ側のダウンカマー管１３６を流通する混合水Ｗｍの温度を検出し、混合水流量計１４５によりコールドレグ側のダウンカマー管１３６を流通する混合水Ｗｍの流量を検出して、性能・特性を評価・検証する。
【００５２】
なお、ホットレグ側のダウンカマー管１３３内を、ボイドを含む再循環水Ｗｃが流下していくと、下方に向かうにしたがいボイドが潰れて水の温度が上昇してくる。したがって、上下に分布して配置した高さ方向温度分布計１４１ａ〜１４１ｄにより、高さ方向の温度分布を検出することにより、ボイド率を検出することができる。
【００５３】
流量調節弁Ｖ２の開度を特定の開度に設定したときに、流量調節弁Ｖ１の開度を調整すると、ボイド発生用タンク１２０の水位（打ち込み高さ）を変えることができる。
具体的には、流量調節弁Ｖ１の開度を小さくすると、再循環水Ｗｃが循環流通する循環流路（特にホットレグ側のダウンカマー管１３３）の流通抵抗が上昇し、ボイド発生用タンク１２０内の水位が上昇する。逆に、流量調節弁Ｖ１の開度を大きくすると、再循環水Ｗｃが循環流通する循環流路（特にホットレグ側のダウンカマー管１３３）の流通抵抗が下降し、ボイド発生用タンク１２０内の水位が下降する。
【００５４】
このため、流量調節弁Ｖ１の開度を特定の開度に設定すると、ボイド発生用タンク１２０内の水位を特定の水位に設定することができる。
【００５５】
したがって、流量調節弁Ｖ１の開度を特定の開度に設定して、ボイド発生用タンク１２０内の水位を特定の水位に設定したときに、高さ方向温度分布計１４１ａ〜１４１ｄと差圧式ボイド計１４２ａ〜１４２ｃにより、ホットレグ側のダウンカマー管１３３を流通する再循環水Ｗｃのボイド率を検出することができる。
【００５６】
流量調節弁Ｖ１の開度を変更し、ボイド発生用タンク１２０内の水位を変更設定したときにも、高さ方向温度分布計１４１ａ〜１４１ｄと差圧式ボイド計１４２ａ〜１４２ｃにより、ホットレグ側のダウンカマー管１３３を流通する再循環水Ｗｃのボイド率を検出することができる。
【００５７】
結局、流量調節弁Ｖ１の開度を種々に変更し、これによりボイド発生用タンク１２０内の水位を種々に変更設定して、ボイド発生用タンク１２０から流下する再循環水Ｗｃのボイド率を変えたときにおける状態を、性能・特性を検出するセンサ１４１ａ〜１４１ｄ、１４２ａ〜１４２ｃ、１４３，１４４，１４５により検出することにより、各ボイド率における性能・特性を評価することができる。
【００５８】
このことは、実機において、機種（性能・特性）の異なる気水分離器を搭載している場合の検証試験を実施できることを意味する。
【００５９】
流量調節弁Ｖ２の開度を特定の開度に設定し、且つ、流量調節弁Ｖ１の開度を特定の開度に設定したときに、流量調節弁Ｖ３の開度を調整すると、筒体１０１の管束部における蒸気発生開始位置を上下方向に変更して、自然循環力を変更することができる。
【００６０】
例えば、流量調節弁Ｖ３の開度を大きくすると、給水管１３５を介して供給されてきた二次冷却水Ｗ２は、殆ど、コールドレグ側のダウンカマー管１３６内を流れて、筒体１０１の管束部に流入する。したがって、ホットレグ側のダウンカマー管１３３内には、冷たい二次冷却水Ｗ２が流入することなく、ホットレグ側のダウンカマー管１３３内には高温の再循環水Ｗｃのみが流れ、この高温の再循環水Ｗｃが筒体１０１の管束部に流入する。
このように、高温の再循環水Ｗｃが筒体１０１の管束部に流入するため、筒体１０１の管束部における蒸気発生開始位置を下方位置に設定して、自然循環力を上昇させることができる。
【００６１】
逆に、流量調節弁Ｖ３の開度を小さくすると、給水管１３５を介して供給されてきた二次冷却水Ｗ２の一部が、接続管１３４を介して、ホット側のダウンカマー管１３３に流入する。このため、ホットレグ側のダウンカマー管１３３内には、冷たい二次冷却水Ｗ２が流入し、ホットレグ側のダウンカマー管１３３内を流下する再循環水Ｗｃの温度が低下し、温度低下した再循環水Ｗｃが筒体１０１の管束部に流入する。
このように、温度低下した再循環水Ｗｃが筒体１０１の管束部に流入するため、筒体１０１の管束部における蒸気発生開始位置を上方位置に設定して、自然循環力を低下させることができる。
【００６２】
このようにして、流量調節弁Ｖ３の開度調整をして筒体１０１の管束部における蒸気発生開始位置を調整して自然循環力を調整したときの状態を、性能・特性を検出するセンサ１４１ａ〜１４１ｄ、１４２ａ〜１４２ｃ、１４３，１４４，１４５により検出することにより、蒸気発生開始位置、即ち自然循環力を変更したときの性能・特性を評価することができる。
【００６３】
このことは、ダウンカマーの広さや、一次系と二次系の水の温度差が異なる複数種類の実機の検証試験を実施できることを意味する。
【００６４】
このように本実施例の検証装置１００によれば、気水分離器の機種（性能・特性）が異なっている各種の実機の検証・評価を実施することができ、また、ダウンカマーの広さや一次系と二次系の水の温度差が異なるため蒸気発生開始位置が異なり自然循環力が異なる各種の実機の検証・評価を実施することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１００  蒸気発生器の検証装置
１０１  筒体
１０２  蒸気出口管台
１０３  管板
１０４  仕切板
１０５  高温側水室
１０６  低温側水室
１０７  伝熱管
１０８  気水分離器
１０９  貯溜板
１１０ａ、１１０ｂ  外部給水リング
１２０  ボイド発生用タンク
１２０ａ〜１２０ｅ  点電極水位計
１２１  給水混合箱
１３１  取り出し管
１３２  蒸気連通管
１３３  ホットレグ側のダウンカマー管
１３４  接続管
１３５  給水管
１３６  コールドレグ側のダウンカマー管
１４１ａ〜１４１ｄ  高さ方向温度分計
１４２ａ〜１４２ｃ  差圧式ボイド計
１４３  再循環水流速計
１４４  混合水温度計
１４５  混合水流量計
１５１  再循環水温度計
１５２  給水温度計
１５３  給水温度計
Ｖ１〜Ｖ３  流量調節弁
Ｗ１  一次冷却水
Ｗ２  二次冷却水
【図１】
2011231981.tif 000003
【図２】
2011231981.tif 000004