(57)【要約】【課題】伝熱管の内外面に付着した汚れを除去し、伝熱性能の劣化を防止した熱交換器及び伝熱管からの汚れ除去装置並びに汚れ除去方法を提供する。【解決手段】熱交換器２２に設けた伝熱管４の内外面に熱溶融性のコーティング材１１を被覆し、伝熱管４内を流れる高温の流体によって、コーティング材１１を溶融して伝熱管４の内外面から除去することにより、コーティング材１１の表面に付着していた汚れ１０を伝熱管４から除去する。これにより、熱交換器２２が長期間使用されていない状況が発生しても、熱交換器２２の起動時には汚れ１０を除去することができ、熱交換器２２の伝熱性能の低下を防止できる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内外面における少なくとも一方の面にコーティング材を被覆した伝熱管を備え、
前記伝熱管を被覆している前記コーティング材とこのコーティング材の表面に付着した汚れとが、前記伝熱管内を流れる高温の流体によって前記伝熱管から除去されることを特徴とする伝熱管の汚れ除去装置。
【請求項２】
前記コーティング材が、前記流体の熱で溶融する低融点物質から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の伝熱管の汚れ除去装置。
【請求項３】
前記伝熱管の両端部を封止する栓を備え、
前記栓が、前記流体の熱により溶融する材質で構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の伝熱管の汚れ除去装置。
【請求項４】
前記伝熱管の両端部を封止する薄膜を備え、
前記薄膜が、前記伝熱管の外側と内側との圧力差により破裂するラプチャーディスクとして構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の伝熱管の汚れ除去装置。
【請求項５】
前記伝熱管の端部に、前記伝熱管を被覆している前記コーティング材を前記伝熱管から剥離させる剥離部材が設けられ、
前記剥離部材が、前記伝熱管内を流れる前記流体によって作動することを特徴とする請求項１または２に記載の伝熱管の汚れ除去装置。
【請求項６】
前記伝熱管の入口側において、前記剥離部材が、前記伝熱管の内面を被覆した前記コーティング材の端部と連結し、
前記剥離部材が、前記伝熱管内に流入した前記高温の流体からの圧力によって前記伝熱管の長手方向に沿って移動しながら、前記コーティング材を前記伝熱管の内面から剥離させることを特徴とする請求項５に記載の伝熱管の汚れ除去装置。
【請求項７】
前記伝熱管の下流側に、除去された前記コーティング材と前記汚れとを分離する分離回収装置が設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の伝熱管の汚れ除去装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の伝熱管の汚れ除去装置と、
冷却水が貯められる冷却水プールと、
前記冷却水プール内に配置される伝熱管ヘッダと、
前記伝熱管ヘッダに接続される前記伝熱管と、を備えることを特徴とする熱交換器。
【請求項９】
冷却水プール内における前記伝熱管を配した周辺領域に、前記伝熱管に近接させて対流促進部材を配したことを特徴とする請求項８に記載の熱交換器。
【請求項１０】
請求項１乃至６のいずれかに記載の伝熱管の汚れ除去装置を用いて、伝熱管の内外面における少なくとも一方の面を被覆したコーティング材を、前記コーティング材の面に付着した汚れと共に、前記伝熱管内を流れる高温の流体によって前記伝熱管から除去すること、を特徴とする伝熱管の汚れ除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、伝熱管に付着した汚れを除去できる伝熱管の汚れ除去装置、熱交換器及び伝熱管の汚れ除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力プラントでは、圧力容器内で蒸気が生成され、生成された蒸気は、主蒸気配管を通って図示せぬ蒸気タービンに供給される。そして、蒸気タービンに供給された蒸気は、蒸気タービンを回転駆動する駆動源として使用され、発電を行うことができる。
【０００３】
しかし、原子力プラントにおいて、一次系配管の破断又は減圧弁の開放等によって、原子力プラントの圧力容器内に供給されていた冷却材が、高温・高圧の状態のまま格納容器内に放出された場合には、冷却材が高圧の環境下から放出されることになるため、高温の蒸気となって格納容器内に噴出することになる。そして、冷却材が高温の蒸気となって格納容器内に噴出することにより、格納容器内の圧力は上昇することになる。
【０００４】
従来、格納容器内での圧力上昇を抑制し、格納容器の健全性を確保するための方法としては、次のような方法が知られている。一つの方法としては、格納容器内に噴出した蒸気を格納容器内に設けたサプレッションプールに誘導して、凝縮させる方法であり、他の方法としては、格納容器内の上部に配設したスプレイから散水して、格納容器内に噴出した蒸気を凝縮させる方法である。  
これらの方法では、サプレッションプールや散水された水に蓄積された熱は、ポンプ等の動的機器により、熱交換器を介して最終的に外部に放出されている。
【０００５】
近年、格納容器の健全性を確保するために用いられている安全系の信頼性向上を図るため、ポンプ等の動的機器を用いずに、重力などの自然に存在する受動的な力を駆動力として利用することで、格納容器の除熱を行う方法が提案されている（特許文献１、２）。
【０００６】
これらの受動的な力を駆動力として利用した構成として、図１に示すような静的機器の構成が用いられている。図１には、静的機器の構成として、重力落下式で蒸気を凝縮させる熱交換器を備えた格納容器の模式的立断面図を示している。炉心を内部に備えた圧力容器２１は、格納容器１内に収容されている。圧力容器２１で生成された蒸気は、主蒸気配管２７を通って図示せぬ蒸気タービンに供給される。
【０００７】
格納容器１内の下部には、サプレッションプール６が設けられており、冷却水が貯められている。格納容器１の上方における外部には、冷却水プール５が設けられており、冷却水プール５内には、格納容器１内に噴出した高温の蒸気を導いて、冷却する熱交換器２２が設けられている。
【０００８】
熱交換器２２の伝熱管ヘッダ３は、格納容器１内に連通している蒸気配管２に接続している。複数本の伝熱管４は、その上流側の端部がそれぞれ第１伝熱管ヘッダ３ａに接続しており、下流側の端部は、それぞれ第２伝熱管ヘッダ３ｂを介してガスベント管２３とドレン管２４に接続している。ガスベント管２３は、サプレッションプール６内に水封されており、ドレン管２４は、重力落下式の冷却系プール２６に接続している。  
なお、伝熱管ヘッダ３の構成としては、蒸気配管２が接続した第１伝熱管ヘッダ３ａと、ガスベント管２３とドレン管２４が接続する第２伝熱管ヘッダ３ｂとに画成されている。
【０００９】
格納容器１内に噴出した蒸気は、蒸気配管路２８を通ってサプレッションプール６内に放出されるとともに、一部の蒸気は、蒸気配管２を通って第１伝熱管ヘッダ３ａ内に導入される。第１伝熱管ヘッダ３ａにおいて各伝熱管４に分配された蒸気は、各伝熱管４から冷却水プール５への放熱によって冷却されて凝縮することになる。
【００１０】
各伝熱管４内に蓄積した非凝縮性ガスは、第２伝熱管ヘッダ３ｂからガスベント管２３を通ってサプレッションプール６内に排出される。また、伝熱管４内で凝縮した凝縮水は、第２伝熱管ヘッダ３ｂからドレン管２４を通って冷却系プール２６内に注入されることになる。
【００１１】
ガスベント管２３の先端を水封した構成にしておくことにより、伝熱管４を介してサプレッションプール６の上方における気相部と、冷却系プール２６の上方における気相部とが、ガスベント管２３をバイパス路として連通するのを防止している。  
このようにして、格納容器１内に噴出した高温の蒸気は、冷却されて凝縮されることにより、格納容器１内での圧力上昇が抑制される。
【００１２】
冷却水プール５に貯められている冷却水には、脱塩処理をした純水等を使用しているため、夏場等は腐食し易く、藻等の汚れが発生する可能性がある。また、伝熱管４側においても、熱交換器２２の使用されていない状態が長期間続く場合には、伝熱管４の内外面に汚れ１０が発生する恐れがある。
【００１３】
一般的に熱交換器２２の伝熱性能を高く維持するためには、伝熱管４における熱伝達率が良いことが求められる。上記したように汚れ１０が伝熱管４の内外面に付着した場合には、熱伝達率の低下を引き起こす可能性がある。そのため、原子炉事故時において、伝熱管４に汚れ１０（図２参照）が付着していることによって生じる伝熱性能の低下が懸念されることになる。
【００１４】
このような課題は、原子力プラントの事故時に用いられる熱交換器に限らず、その他の工業分野で用いられる熱交換器においても、特に、運転期間が限られている熱交換器においても同様の課題として存在している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開平８−２０１５５９号公報
【特許文献２】特開２００９−７４９８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
一般的な伝熱管４内の伝熱形態について、図２を用いて説明する。凝縮を伴う伝熱形態では、流入した蒸気７は、伝熱管４と伝熱管４の周囲に存在する冷却水プール５内の冷却水との間で行われる熱交換によって、伝熱管４内で凝縮され、凝縮された蒸気は液膜８となる。そして、蒸気７と伝熱管４の伝熱壁部９における内面との間に液膜８を形成する。
【００１７】
伝熱管４内を流れる蒸気についてみると、伝熱管４の中心部側にある未凝縮の蒸気７は、その熱が伝熱壁部９の内面に形成された液膜８に伝達されて温度が低下することになり、これによって蒸気７は、凝縮されることになる。一般的に、伝熱管４内の蒸気７の熱が、伝熱管４の外部に存在する冷却水に放熱されて移動する際には、蒸気７から液膜８への伝熱、液膜８から伝熱管４の伝熱壁部９への伝熱、伝熱壁部９から伝熱管４の外側に存在する冷却水への伝熱という伝熱経路を辿ることになる。
【００１８】
そして、図２に示すように、伝熱壁部９の内面に汚れ１０が付着している場合には、液膜８から汚れ１０を介して伝熱壁部９に伝熱されることになる。また、伝熱壁部９の外面にも汚れ１０が付着している場合には、伝熱壁部９から伝熱壁部９の外面に付着している汚れ１０を介して、伝熱管４の外側に存在する冷却水へと伝熱されることになる。
【００１９】
実機で使用する重力落下式の熱交換器２２を用いた多くの構成では、原子力プラントの通常運転時において、熱交換器２２が長時間に亘って不使用の状態が続くことが考えられる。そして、冷却水プール５に貯められている冷却水として、脱塩処理を施した純水等を使用した場合には、上述したように熱交換器２２の伝熱管４の伝熱壁部９における内外面に汚れ１０が付着する恐れがある。
【００２０】
汚れ１０が伝熱壁部９の内面に付着した状態で、熱交換器２２が使用されると、上記した蒸気７が凝縮を行うまでの伝熱形態において、熱伝達率が低下して、伝熱性能の劣化が生じることになる。伝熱壁部９の外面に汚れ１０が付着した場合についても、同様に伝熱性能の劣化が発生する問題が生じる。
【００２１】
本発明に係る実施形態は、上記課題を解決するためになされたものであり、機器の起動時に熱交換器へと流入する流体の温度と流れとを利用して、使用していない期間において熱交換器２２の伝熱管４における伝熱壁部９の内外面に付着した汚れを除去し、伝熱性能の劣化を防止した伝熱管の汚れ除去装置、熱交換器及び伝熱管の汚れ除去方法の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の実施形態に係る伝熱管の汚れ除去装置は、内外面における少なくとも一方の面にコーティング材を被覆した伝熱管を備え、前記伝熱管を被覆している前記コーティング材とこのコーティング材の表面に付着した汚れとが、前記伝熱管内を流れる高温の流体によって前記伝熱管から除去されることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の実施形態に係る熱交換器は、前記伝熱管の汚れ除去装置と、冷却水が貯められる冷却水プールと、前記冷却水プール内に配置される伝熱管ヘッダと、前記伝熱管ヘッダに接続される前記伝熱管と、を備えることを特徴とする。
【００２４】
さらに、本発明の実施形態に係る汚れ除去方法は、前記伝熱管の汚れ除去装置を用いて、伝熱管の内外面における少なくとも一方の面を被覆したコーティング材を、前記コーティング材の面に付着した汚れと共に、前記伝熱管内を流れる高温の流体によって前記伝熱管から除去すること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の実施形態によって、運転期間が限られている熱交換器であっても、運転時に伝熱性の優れた状態で熱交換を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】原子炉格納容器内の模式的縦断面図である。（説明図）
【図２】伝熱管の伝熱壁部における伝熱形態を示す図である。（説明図）
【図３】汚れ除去加工を施した静的機器の構成を示す図である。（実施形態１）
【図４】汚れ除去加工を施した伝熱管を示す図である。（実施形態１）
【図５】流入流体の抗力を利用してコーティング材を除去しやすい構造を示す図である。（実施形態２）
【図６】伝熱管出入り口を低融点物質の栓で封止した構造を示す図である。（実施形態３）
【図７】伝熱管出入り口に低融点物質を利用した薄膜を形成した構造を示す図である。（実施形態４）
【図８】冷却水プールに対流促進部材を設置した構造を示す図である。（実施形態５）
【図９】鋳型を利用した汚れ除去加工方法を示す図である。（実施形態６）
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明に係る伝熱管の汚れ除去装置、熱交換器及び伝熱管の汚れ除去加工方法の実施形態について、原子力プラントの事故時に用いられる熱交換器を例にして、図面を参照しながら説明する。
【００２８】
なお、以下では、図３〜図９で示した構成を用いて説明を行うが、全体的な構成は、図１、図２に示した構成と同様の構成になっているので、部材符号としては、図１、図２で用いた部材符号をそのまま用いることにする。そして、同じ部材符号を用いた構成については、重複する説明を省略する。
【００２９】
また、図３では、図１における格納容器１の中央側の部位及び左側の部位の図示を省略しているが、格納容器１の構成としては、図１に示していると同様の構成にしておくことができる。格納容器１の構成として図１に示した構成を例示しているが、格納容器１としては、図１に示す構成に限定されるものではなく、従来から公知の構成を採用することができる。
【００３０】
（実施形態１）
（構成）
図３、図４を用いて実施形態１の構成について説明する。図３は、汚れ除去加工を施した重力落下式の熱交換器２２を備えた構成の要部を模式的立断面図で示している。図４は、汚れ除去加工を施した伝熱管４に付着した汚れ１０を示している。伝熱管４の伝熱壁部９（図２参照）における内外両面には、コーティング材１１が被覆されている。
【００３１】
また、伝熱管４の下流側の端部が接続した第２伝熱管ヘッダ３ｂには、コーティング材回収装置１２が接続しており、コーティング材回収装置１２には、ドレン管２４が接続している。
【００３２】
図４に示すように、伝熱管４の内外両面、即ち、図２に示す伝熱壁部９の内外面にはコーティング材１１が被覆されている。コーティング材１１の材料としては、はんだに用いられるような低融点金属や蝋といった融点の低い物質を用いることが適している。
【００３３】
コーティング材回収装置１２は、図３のように伝熱管４の下流であって、第２伝熱管ヘッダ３ｂの下流側に設置している。コーティング材回収装置１２の構成としては、コーティング材１１に低融点金属等を利用した場合には、磁力や密度差を利用して、コーティング材１１を熱交換器２２において凝縮した蒸気の凝縮水から分離回収する構成の機器を用いておくこともできる。
【００３４】
（作用）
図３、図４を用いて実施形態１の作用を説明する。事故時において格納容器１内に噴出した高温の蒸気は、図１に示すように、蒸気配管路２８を通ってサプレッションプール６内に放出されて、冷却されるとともに、一部の蒸気は、蒸気配管２を通って第１伝熱管ヘッダ３ａ内に導入される。
【００３５】
第１伝熱管ヘッダ３ａ内に導入された高温の蒸気は、第１伝熱管ヘッダ３ａに接続した各伝熱管４に分配されて流入する。図４に示すように、伝熱管４の内外面に汚れ１０が付着していても、この汚れ１０は、伝熱管４の内外面を被覆しているコーティング材１１の表面に付着した状態になっている。
【００３６】
そのため、重力落下式の熱交換器２２の伝熱管４内に高温の蒸気である流体が流入すると、高温の流体によって、伝熱管４の内面を被覆していたコーティング材１１が溶融することになる。そして、コーティング材１１の内面に付着していた汚れ１０は、溶融したコーティング材１１と一緒に洗い流されて伝熱管４の内面から除去される。その後、第２伝熱管ヘッダ３ｂを通って、熱交換器２２から排出されることになる。
【００３７】
伝熱管４から除去されたコーティング材１１と汚れ１０は、第２伝熱管ヘッダ３ｂの下流に配したコーティング材回収装置１２において回収される。熱交換器２２で凝縮した凝縮水は、コーティング材回収装置１２においてコーティング材１１と汚れ１０が分離された状態になって、冷却系プール２６内に注入される。
【００３８】
コーティング材回収装置１２を第２伝熱管ヘッダ３ｂの下流側に配しておくことにより、汚れ１０やコーティング材１１が、ドレン管２４を通って、冷却系プール２６内に混入するのを防止できる。また、各伝熱管４内に蓄積した非凝縮性ガスは、第２伝熱管ヘッダ３ｂからガスベント管２３を通ってサプレッションプール６内に排出される。
【００３９】
伝熱管４の外面を被覆していた汚れ１０に関しては、伝熱管４内を流れる高温の流体によって、伝熱管４の外面を被覆していたコーティング材１１が溶融することになり、溶融したコーティング材１１とコーティング材１１に付着した汚れ１０は、共に冷却水プール５内に溶け込むことになる。更に、伝熱管４からの放熱によって冷却水プール５内に対流が生じることになるので、冷却水プール５内に溶け込んだコーティング材１１と汚れ１０は、対流に乗って冷却水プール５内に拡散することになる。
【００４０】
なお、伝熱管４に被覆するコーティング材１１としては、伝熱管４の内外面の両面に被覆する構成に代えて、外面のみに被覆しておくことも、内面のみに被覆しておくこともできる。
【００４１】
（効果）
このように本実施形態１によって、伝熱管４内を高温の流体が流れることにより、伝熱管４の内外面における少なくとも一面に被覆したコーティング材１１が溶融する。そして、コーティング材１１の表面に付着した汚れ１０を溶融したコーティング材１１と共に除去できる。
【００４２】
このように、熱交換器２２の起動時には、高温の蒸気が熱交換器２２内に導入されることで、コーティング材１１と共に汚れ１０とを伝熱管４から除去できる。これにより、熱交換器２２が長時間使用されていない状態が続いて、伝熱管４に汚れ１０が付着していたとしても、熱交換器２２を使用する際には、最初に汚れ１０をコーティング材１１と共に除去できるので、伝熱管４における伝熱性能の低下を防止できる。
【００４３】
（実施形態２）
（構成）
図５を用いて本発明に係る実施形態２の構成について説明する。実施形態２では、伝熱管４の面に被覆したコーティング材１１を伝熱管４から除去する構成が、実施形態１における除去する構成とは異なっている。他の構成は、実施形態１と同様の構成になっている。そのため、実施形態１と同様の構成については、同一の部材符号を用いることで、重複する説明を省略する。
【００４４】
図５に示すように、伝熱管４の内面にはコーティング材１１が被覆されており、伝熱管４の出入口等には、コーティング材１１を伝熱管４から剥離させる剥離部材１５が設けられている。
【００４５】
コーティング材１１としては、長手方向に引っ張ることで伝熱管４から剥離し易い材料が用いられており、例えば、ビニール等を用いることができる。剥離部材１５としては、熱交換器２２が起動していない場合には、伝熱管４内に収納しておき、流体が伝熱管４内を流れて来たときには、伝熱管４内を流れる流体からの抵抗力を受けて、抵抗が受け易い形状に広がる形状に構成しておくことができる。
【００４６】
例えば、パラシュート状の形状に構成しておくことができる。そして、パラシュート状に構成された剥離部材１５からの紐をコーティング材１１の端部に結合させておくことができる。これにより、パラシュート状の剥離部材１５が伝熱管４内を流れる流体からの抵抗を受けて、伝熱管４の長手方向に沿って移動することで、伝熱管４の内面を被覆していたコーティング材１１をその端部側から伝熱管４に対して剥離させて行くことができる。
【００４７】
これにより、伝熱管４の内面に被覆したコーティング材１１は、剥離部材１５の移動によって、伝熱管４の内面から剥離させられることになる。そして、コーティング材１１の表面に付着していた汚れ１０は、伝熱管４から除去されることになる。剥離部材１５としては、伝熱管４の入口側、すなわち、第１伝熱管ヘッダ３ａ側に配しておくことも、出口側、すなわち第２伝熱管ヘッダ３ｂ側に配しておくこともできる。
【００４８】
（作用）
図３及び図５を用いて、実施形態２の作用を説明する。事故時において格納容器１内に噴出した高温の蒸気は、図１に示すように、蒸気配管路２８を通ってサプレッションプール６内に放出されて、冷却されるとともに、一部の蒸気は、蒸気配管２を通って第１伝熱管ヘッダ３ａ内に導入される。
【００４９】
第１伝熱管ヘッダ３ａ内に導入された高温の蒸気は、第１伝熱管ヘッダ３ａに接続された各伝熱管４に分配されて流入する。伝熱管４内に高温となった流体が流入すると、入口側または出口側に設置された剥離部材１５が拡開して、流体の抗力を受けて移動する。剥離部材１５に連結したコーティング材１１の端部は、剥離部材１５の移動により伝熱管４から剥離していき、剥離は伝熱管４の長手方向全長に及ぶことになる。
【００５０】
これにより、コーティング材１１を確実に伝熱管４から除去することができるとともに、コーティング材１１の表面に付着していた汚れ１０も伝熱管４から除去できる。除去されたコーティング材１１、剥離部材１５及び汚れ１０は、第２伝熱管ヘッダ３ｂを通って伝熱管４から排出される。そして、第２伝熱管ヘッダ３ｂの下流側に設けたコーティング材回収装置１２において、回収され、熱交換器２２の下流側に配した系統への混入を防ぐことができる。
【００５１】
（効果）
このように本実施形態２によって、熱交換器２２の伝熱管４の伝熱壁部９に付着した汚れ１０を、熱交換器２２が起動するときには除去できるため、熱交換器２２の伝熱性能の低下を防止できる。
【００５２】
（実施形態３）
（構成）
図６を用いて本発明に係る実施形態３の構成について説明する。実施形態３では、伝熱管４の入口と出口とを、栓１６を用いて封止した構成になっている。他の構成は、実施形態１、２と同様の構成になっている。そのため、実施形態１、２と同様の構成については、同一の部材符号を用いることで、重複する説明を省略する。
【００５３】
図６に示すように、伝熱管４の入口と出口とを封止した栓１６は、例えば、低融点金属又は蝋等を用いて構成しておくことができる。あるいは、伝熱管４を被覆しているコーティング材１１と同じ低融点物質からなる部材を用いて構成しておくこともできる。伝熱管４の入口と出口とを栓１６で封止しておくことにより、伝熱管４の内側を外部から隔離した状態にしておくことができるので、伝熱管４内に汚れが付着することを防止できる。
【００５４】
（作用）
図３及び図６を用いて、実施形態３の作用を説明する。事故時において格納容器１内に噴出した高温の蒸気は、図１に示すように、蒸気配管路２８を通ってサプレッションプール６内に放出されて、冷却されるとともに、一部の蒸気は、蒸気配管２を通って第１伝熱管ヘッダ３ａ内に導入される。
【００５５】
第１伝熱管ヘッダ３ａ内に導入された高温の蒸気によって、第１伝熱管ヘッダ３ａに接続された各伝熱管４の入口を封止していた栓１６が溶融して、伝熱管４内に高温の蒸気を流入させることができる。そして、実施形態１、２で説明したように、伝熱管４内に流入した高温の蒸気によって、伝熱管４の面を被覆していたコーティング材１１を除去することができる。
【００５６】
高温の流体が伝熱管４の出口に到達すると、伝熱管４の出口を封止していた栓１６を溶融して、除去されたコーティング材１１、溶融した栓１６及び汚れ１０等は、第２伝熱管ヘッダ３ｂを通って伝熱管４から排出される。そして、第２伝熱管ヘッダ３ｂの下流側に設けたコーティング材回収装置１２において、回収され、熱交換器２２の下流側に配した系統への混入を防ぐことができる。
【００５７】
（効果）
このように本実施形態３によって、伝熱管４の伝熱壁部９に付着した汚れ１０を、熱交換器２２が起動するときには除去できるため、熱交換器２２の伝熱性能の低下を防止できる。しかも、熱交換器２２が長時間起動しなくても、伝熱管４の入口及び出口は、栓１６によって封止されているので、伝熱管４の内面に汚れ１０が付着するのを確実に防止できる。熱交換器２２の起動時には、栓１６が溶融するので、伝熱管４としては通常の熱交換作業を行うことができる。
【００５８】
（実施形態４）
（構成）
図７を用いて本発明に係る実施形態４の構成について説明する。実施形態３では、伝熱管４の入口と出口とを、栓１６を用いて封止した構成になっているが、実施形態４では、伝熱管４の入口と出口とを、薄膜１７を用いて封止した構成になっている。他の構成は、実施形態１〜３と同様の構成になっている。そのため、実施形態１〜３と同様の構成については、同一の部材符号を用いることで、重複する説明を省略する。
【００５９】
図７に示すように、伝熱管４の入口と出口とを封止した薄膜１７は、ラプチャーディスクとして構成されており、例えば、格納容器１側の圧力、即ち、第１伝熱管ヘッダ３ａ内の圧力と伝熱管４の内圧との圧力差により、伝熱管４の入口に設けた薄膜１７が破裂し、流入した蒸気によって内圧が高められた伝熱管４内の圧力とサプレッションプール６での圧力との圧力差、即ち、伝熱管４内の圧力と第２伝熱管ヘッド３ｂ内の圧力との圧力差により、伝熱管４の出口に設けた薄膜１７が破裂して、除去される構成になっている。
伝熱管４の入口と出口とを薄膜１７を用いて封止しておくことにより、伝熱管４の内側を外部から隔離しておくことができ、伝熱管４内に汚れが付着することを防止できる。
【００６０】
（作用）
図３及び図７を用いて、実施形態４の作用を説明する。事故時において格納容器１内に噴出した高温の蒸気は、図１に示すように、蒸気配管路２８を通ってサプレッションプール６内に放出されて、冷却されるとともに、一部の蒸気は、蒸気配管２を通って第１伝熱管ヘッダ３ａ内に導入される。
【００６１】
第１伝熱管ヘッダ３ａ内に導入された高温の蒸気によって、第１伝熱管ヘッダ３ａ内の圧力が高められ、第１伝熱管ヘッダ３ａ内の圧力と伝熱管４の内圧との圧力差によって、各伝熱管４の入口を封止していた薄膜１７が破裂して、伝熱管４内に高温の蒸気を流入させることができる。そして、実施形態１、２で説明したように、伝熱管４内に流入した高温の蒸気によって、伝熱管４の面を被覆していたコーティング材１１を除去することができる。
【００６２】
流入した蒸気によって伝熱管４の内圧が高められると、高められた伝熱管４の内圧とサプレションプール６での圧力との差圧により、すなわち、伝熱管４の内圧と第２伝熱管ヘッダ３ｂ内の圧力との差圧によって、伝熱管４の出口を封止していた薄膜１７が破裂することになる。薄膜１７が破裂する圧力差は、薄膜１７の膜厚や薄膜１７を構成している材料を適宜選択することにより、予め設定しておくことができる。
【００６３】
そして、除去されたコーティング材１１、溶融した薄膜１７及び汚れ１０等は、第２伝熱管ヘッダ３ｂを通って伝熱管４から排出される。そして、第２伝熱管ヘッダ３ｂの下流側に設けたコーティング材回収装置１２において、回収され、熱交換器２２の下流側に配した系統への混入を防止できる。
【００６４】
（効果）
このように本実施形態４によって、熱交換器２２の伝熱管４の伝熱壁部９に付着した汚れ１０を、熱交換器２２が起動するときには除去できるため、熱交換器２２における伝熱性能の低下を防止できる。しかも、熱交換器２２が長時間起動しなくても、伝熱管４の入口及び出口は、薄膜１７によって封止された状態が維持されるので、伝熱管４の内面に汚れ１０が付着するのを確実に防止できる。熱交換器２２の起動時には、薄膜１７が圧力差によって破裂して伝熱管４は開通するので、伝熱管４としては通常の熱交換作業を行うことができる。
【００６５】
（実施形態５）
（構成）
図８を用いて本発明に係る実施形態５の構成について説明する。実施形態１〜４では、特に、伝熱管４の内面を被覆したコーティング材１１を伝熱管４内に流入した高温の流体によって除去する構成について説明を行った。実施形態５では、伝熱管４内を流れる高温の流体によって、伝熱管４の外面を被覆していたコーティング材１１が溶融した後の処理を行う構成を特徴としている。  
他の構成は、実施形態１〜４の構成と同様の構成になっている。そのため、実施形態１〜４と同様の構成については、同一の部材符号を用いることで、重複する説明を省略する。
【００６６】
伝熱管４内に高温の流体が流れると、伝熱管４の内面を被覆していたコーティング材１１が溶融したり、剥離したりして、伝熱管４の内面における汚れ１０を除去することができる。同時に、伝熱管４内に高温の流体が流れると、伝熱管４の外面を被覆していたコーティング材１１が溶融することになる。
【００６７】
そして、伝熱管４の外面を被覆していた汚れ１０は、伝熱管４の外面を被覆していたコーティング材１１と共に冷却水プール５内に溶け込むことになる。このとき、伝熱管４からの放熱によって冷却水プール５内に対流が生じているが、対流の流れとしてはそれほど強い流れにはならない。
【００６８】
そこで、実施形態５では、冷却水プール５内における伝熱管４近傍に対流促進部材１８を設置している。対流促進部材１８を構成する材質としては、錆の発生を防止する意味からもステンレスや炭素鋼等の金属を用いることが望ましい構成になる。
【００６９】
（作用）
図８を用いて、実施形態５の作用を説明する。冷却水プール５に設置された対流促進部材１８により、冷却水プール５内で生じる対流での自然循環流量１９が大きくなり、冷却水プール５内での水の動きが促進される。これにより、コーティング材１１に向かう流量が増加して、熱交換器２２の伝熱管４における外面を被覆していたコーティング材１１の積極的な除去が可能となる。
【００７０】
（効果）
このように本実施形態５によって、冷却水プール５内に対流促進部材１８を設けたことによって、伝熱管４からの放熱によって冷却水プール５内に生じる対流の流れを規制することができ、対流の流れを強くして自然循環流量１９を大きくできる。そして、冷却水プール５内に溶け込んだコーティング材１１と汚れ１０を、強い流れの対流に乗って冷却水プール５内に拡散させることができ、伝熱管４の外面に再付着するのを防止できる。これにより、熱交換器２２の伝熱性能の低下を防止できる。
【００７１】
（実施例６）
（構成）
図９を用いて本発明に係る実施形態６の構成について説明する。実施形態６では、伝熱管４の内外面にコーティング材１１を被覆する構成について説明する。実施形態６において、実施形態１〜４の構成と同様の構成については、同一の部材符号を用いることで、重複する説明を省略する。
図９に示すように、伝熱管４の外径よりも数mm程度内径が大きい金属製の鋳型２０ａと、伝熱管４の内径よりも数mm程度外形が小さい中子２０ｂを用いる。
【００７２】
（作用）
伝熱管４の内外面に対してコーティング材１１を施す際には、伝熱管４を鋳型２０ａ内に設置すると共に、伝熱管４内に中子２０ｂを挿入する。鋳型２０ａと伝熱管４の外面との間に形成された隙間、及び伝熱管４の内面と中子２０ｂとの間に形成された隙間に溶解した状態の低融点合金等のコーティング材１１を注ぎ入れる。コーティング材１１が固まった後、鋳型２０ａ及び中子２０ｂを取り外し、伝熱管４の内外面にコーティング材１１を被覆することができる。
【００７３】
これにより、所望の厚さを有して、しかも伝熱管４の長手方向に沿って均一の厚さを有するコーティング材１１を伝熱管４の内外面に被覆することができる。そして、熱交換器２２の保守点検の際に、コーティング材１１が伝熱管４から除去されていても、再度コーティング材１１を伝熱管４に被覆することができ、伝熱管４からの汚れ除去を行うためのコーティング材１１の被覆作業を行うことが可能となる。
【００７４】
（効果）  
このコーティング材１１の被覆作業により、熱交換器２２の伝熱面に付着した汚れ１０を、熱交換器２２の起動時に除去することができる。これにより、熱交換器２２の伝熱性能の低下を防止できる。
【００７５】
以上、本発明に係るいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、組み合わせ、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７６】
１…原子炉格納容器、２…蒸気配管、３…伝熱管ヘッダ、４…伝熱管、５…冷却水プール、６…サプレッションプール、７…蒸気、８…液膜、９…伝熱壁部、１０…汚れ、１１…コーティング材、１２…コーティング材回収装置、１６…栓、１７…薄膜、１８…対流促進部材、２０ａ…鋳型、２０ｂ…中子、２２…熱交換器、２３…ガスベント管、２４…ドレン管、２６…冷却系プール、２８…蒸気配管路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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