JP2000227286A

JP2000227286A - 復水器

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Publication number: JP2000227286A
Application number: JP11025799A
Authority: JP
Inventors: Fumio Takahashi; 文夫高橋; Kimihiro Kanba; 公祐神庭; Tomohito Suzuki; 智人鈴木; Yasuyuki Kawasato; 康行川里; Itsuki Harada; 巖原田; Shigeo Oda; 繁夫織田; Mitsuru Sudo; 充数藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-02-03
Filing date: 1999-02-03
Publication date: 2000-08-15
Anticipated expiration: 2019-02-03
Also published as: JP3879302B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の目的は、冷却水を下部から導入する二
折流型の復水器において、上側管巣で蒸気と冷却水の温
度差が小さくなる場合でも、上側管巣の蒸気流に対する
抵抗を低減でき、管巣全体で高い凝縮性能を確保できる
復水器を提供することにある。【解決手段】複数の冷却管が密集して配列された管巣１
が上下方向に２分割され、その下側管巣１ａに冷却水を
供給して、その上側管巣１ｂから冷却水を流出させる二
折流型の復水器において、蒸気流入口４０が管巣１の上
方に位置し、上側管巣１ｂの管巣幅は下方に向けて増大
し、下側管巣１ａの上端の管巣幅は上側管巣１ｂの下端
の管巣幅以下であり、下側管巣１ａの管巣幅はその上端
と下端の間で最大となるように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は復水器に係り、特に
複数の冷却管で構成された管巣が上下に２分割された二
折流型の復水器に関する。

【０００２】

【従来の技術】二折流型の復水器に関する従来技術とし
ては、例えば米国特許第4,967,833 号公報に、冷却面積
が５００〜２５００ｍ²の小型の復水器が記載されてい
る。この復水器は、上下に分離された管巣、下側管巣に
設けられ不凝縮ガスを抽出する抽出系等を備えている。
この従来技術では、容器の上部に蒸気流入口が設置さ
れ、上側管巣の管巣幅は下方に向けて増大し、下側管巣
の管巣幅は下方に向けて減少している。即ち、管巣幅
は、上側管巣の下端及び下側管巣の上端近傍で最大とな
っている。また、管巣を取り囲む蒸気流路の幅は、下方
に向けて一旦減少し、その後増大している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、上
側管巣において蒸気と冷却水の温度差が小さくなる場合
については、配慮されていない。この場合、上側管巣に
よる蒸気の凝縮量が減少するため、上側管巣は蒸気流入
口から流入した不凝縮ガスを含む蒸気の流れ（以下、単
に蒸気流という）に対して、主に抵抗として作用する。
従って、従来のように、管巣幅が上側管巣の下端近傍で
最大となる場合には、蒸気と冷却水の温度差が大きく凝
縮性能が高い下側管巣に至る蒸気流が著しく妨げられ
る。この結果、管巣全体で高い凝縮性能を確保できない
という問題があった。

【０００４】本発明の目的は、冷却水を下部から導入す
る二折流型の復水器において、上側管巣で蒸気と冷却水
の温度差が小さくなる場合でも、上側管巣の蒸気流に対
する抵抗を低減でき、管巣全体で高い凝縮性能を確保で
きる復水器を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の第１の発明は、複数の冷却管が密集して配列された管
巣が上下方向に２分割され、その下側管巣に冷却水を供
給して、その上側管巣から前記冷却水を流出させる二折
流型の復水器において、蒸気の流入口が前記管巣の上方
に位置し、前記上側管巣の管巣幅は下方に向けて増大
し、前記下側管巣の上端の管巣幅は前記上側管巣の下端
の管巣幅以下であり、前記下側管巣の管巣幅はその上端
と下端の間で最大となるように構成されている。

【０００６】尚、後述するように、管巣幅とは、管軸に
垂直な断面（管巣断面）における管巣の横幅を指す。管
巣の横幅とは、管巣の包絡線に対する横幅を指す。

【０００７】第２の発明は、蒸気の流入口を上部に有す
る容器と、該容器内で上下方向に２分割され複数の冷却
管が密集して配列された上側管巣及び下側管巣と、前記
容器の内壁と前記上側管巣及び下側管巣の外周との間に
形成された第１蒸気流路とを備え、前記下側管巣に冷却
水を供給して前記上側管巣から前記冷却水を流出させる
二折流型の復水器において、前記上側管巣部の前記第１
蒸気流路の幅は下方に向けて減少し、前記下側管巣の上
端部の前記第１蒸気流路の幅は前記上側管巣の下端部の
前記第１蒸気流路の幅以上であり、前記下側管巣部の前
記第１蒸気流路の幅はその上端と下端の間で最小となる
ように構成されている。

【０００８】尚、後述するように、上記第１蒸気流路の
幅とは、管巣の包絡線と容器の内壁との間隔（距離）を
指す。

【０００９】第３の発明は、第１又は第２の発明におい
て、前記上側管巣はその上面から下方に延びた複数の第
２蒸気流路を備え、該第２蒸気流路の幅は前記上側管巣
を構成する冷却管の間隔よりも大きくなるように構成さ
れている。

【００１０】第４の発明は、第１又は第２の発明におい
て、前記下側管巣はその側面から横方向に延びた複数の
第２蒸気流路を備え、該第２蒸気流路の幅は前記下側管
巣を構成する冷却管の間隔よりも大きくなるように構成
されている。

【００１１】第５の発明は、第３又は第４の発明におい
て、前記第１蒸気流路の幅は、前記第２蒸気流路の幅よ
りも大きくなるように構成されている。

【００１２】第６の発明は、第１乃至第５の発明の何れ
かにおいて、前記蒸気に含まれる不凝縮ガスを抽出する
ための抽出管が、前記上側管巣と前記下側管巣の間の空
間に配置されている。

【００１３】第７の発明は、第６の発明において、前記
下側管巣の横断面での包絡線の面積に対する該下側管巣
内の冷却管の総断面積の比である冷却管占有率が、前記
上側管巣の前記冷却管占有率よりも小さくなるように構
成されている。

【００１４】第８の発明は、第６の発明において、前記
抽出管で抽出された未凝縮蒸気を凝縮するための蒸気冷
却部が、前記下側管巣を構成する冷却管の一部で構成さ
れている。

【００１５】第９の発明は、第８の発明において、前記
蒸気冷却部が、前記下側管巣のうち前記冷却水の流入側
に配置されている。

【００１６】第１０の発明は、第８又は第９の発明にお
いて、前記蒸気冷却部から前記不凝縮ガスを排出するた
めの排気管が、前記上側管巣と前記下側管巣の間の空間
に配置されている。

【００１７】第１１の発明は、第１０の発明において、
前記蒸気冷却部で凝縮された凝縮水を前記下側管巣の外
側に導く排水管が、前記排気管とは別に設置されてい
る。

【００１８】第１２の発明は、水平方向に管軸を有し、
互いに平行に配列された複数の冷却管と、密集して配置
された前記複数の冷却管によって形成された第１管巣
と、密集して配置された前記複数の冷却管によって形成
され、前記第１管巣の上側に所定の空間を隔てて配置さ
れた第２管巣と、上部に蒸気の流入口を有し、前記第１
管巣及び第２管巣を覆う容器と、前記空間に配置され、
前記蒸気に含まれる不凝縮ガスを抽出するための抽出管
と、前記第１管巣の冷却管から流出した冷却水を前記第
２管巣の冷却管に供給する折返し手段とを備えた復水器
において、前記第２管巣の管軸に垂直な横断面での横幅
はその下端で最大となり、前記第１管巣の前記横断面で
の上端の横幅は、前記第２管巣の下端の横幅以下であ
り、前記第１管巣は、その上端以外に、前記第２管巣の
下端の横幅よりも大きな前記横幅を有するように構成さ
れている。

【００１９】第１３の発明は、第１２の発明において、
前記第１管巣が、前記横断面においてその両側面から水
平方向の内側に延びる複数の蒸気流路を有すると共に、
前記第２管巣が、前記横断面においてその上面から鉛直
方向の下側に延びる複数の蒸気流路を有し、前記水平方
向及び前記鉛直方向に延びる蒸気流路の幅が、前記第１
管巣及び前記第２管巣を形成する冷却管の間隔よりも大
きくなるように構成されている。

【００２０】第１４の発明は、第１３の発明において、
前記横断面において前記容器の内壁と前記第１管巣及び
前記第２管巣の外周側面との間に形成される蒸気流路の
幅が、前記水平方向及び前記鉛直方向に延びる蒸気流路
の幅よりも大きくなるように構成されている。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を二折流型の復水器
に適用した第１実施例を、図１〜図３を用いて説明す
る。図２は第１実施例の概略縦断面図、図１は図２のＡ
−Ａ断面図（横断面図）、図３は図１の管巣内の冷却管
の配列を示す図である。

【００２２】図２に示すように、本復水器は、蒸気流入
口４０を上部に有する容器２，蒸気を凝縮させる複数の
冷却管１０，蒸気に含まれる不凝縮ガスを抽出する抽出
管５，蒸気の凝縮水（復水）を排出する復水流出口３
０，冷却水が流入する流入水室６，下側管巣から上側管
巣に冷却水を供給する折返し水室７，冷却水を排出する
流出水室８等から構成される。冷却管１０は、抽出管５
よりも下側に位置する冷却管１０ａと、抽出管５よりも
上側に位置する冷却管１０ｂからなる。

【００２３】容器２は、四角筒状の形状をしている。複
数の冷却管１０は、水平方向に管軸を有し、互いに平行
に配列され、管軸方向の複数箇所で支持板９により支持
されると共に、容器２の側壁を貫通している。冷却管１
０ａは、一端（図２の左端）が流入水室６に連通し、他
端（図２の右端）が折返し水室７に連通している。冷却
管１０ｂは、一端（図２の左端）が流出水室８に連通
し、他端（図２の右端）が折返し水室７に連通してい
る。

【００２４】抽出管５よりも下側に位置する複数の冷却
管１０ａが下側管巣を形成し、抽出管５よりも上側に位
置する複数の冷却管１０ｂが上側管巣を形成している。
下側管巣と上側管巣には、同数の冷却管が設けられてい
る。これにより、両管巣における冷却水の速度をほぼ等
しくしている。両管巣における冷却水の速度がほぼ等し
くなる範囲であれば、両管巣の冷却管の数が異なっても
良い。

【００２５】冷却水は、冷却水入口６ａから流入水室６
内に導入され、下側管巣の冷却管１０ａ，折返し水室
７，上側管巣の冷却管１０ｂ，流出水室８を経て、冷却
水出口８ａから排出される。仕切り７ａが、折返し水室
７内で冷却水の折返し流路を形成している。尚、図２で
は、構造を解り易くするために、冷却管１０ａ及び１０
ｂの数を間引いて示している。実際は、後述する図３に
示すように、多数の冷却管が密に配列されている。冷却
管の数は、上下合わせて数千本〜１万本程度になる。

【００２６】容器２で形成される蒸気流路は、蒸気流入
口４０から上側管巣に向けて冷却管の管軸方向に拡張さ
れている。これにより、速度が均一化された蒸気が上側
管巣に流入する。管巣は複数の支持板９によって管軸方
向に仕切られているので、管巣の内部では、管軸方向の
蒸気流は支持板９によって抑制される。即ち、管巣内の
蒸気流は、管軸に垂直な断面（管巣断面）における２次
元的な流れとなる。

【００２７】図１に示すように、複数の冷却管は、下側
管巣１ａ及び上側管巣１ｂを形成しており、１ａと１ｂ
を合わせて管巣１と呼ぶ。実際には、図３に示すよう
に、管巣１は、複数の冷却管１０ａ及び１０ｂがほぼ等
間隔に配置されて構成されている。管巣断面における隣
接する冷却管の相対位置は、互いに正三角形の頂点とな
る三角格子上に配置されている。即ち、図１で下側管巣
１ａ及び上側管巣１ｂとして表した実線は、冷却管１０
ａ及び１０ｂの包絡線を示している。

【００２８】図１に示すように、管巣１の外周側面と容
器２の内側面の間に蒸気流路４１が形成され、下側管巣
１ａの外周下面と容器底面３の間に蒸気流路４２が形成
されている。管巣１のうち冷却管が密集して配置された
部分１２ａ及び１２ｂを管群と呼ぶ。これらの管群と管
群の間にも、蒸気流路が形成されている。

【００２９】即ち、下側管巣１ａの両側面（図１の左右
側面）に、管群１２ａに上下を挟まれた蒸気流路１１ａ
が形成されている。蒸気流路１１ａは、水平方向（図１
の横方向）に延びて形成されており、下側管巣１ａの両
側面にそれぞれ４個ずつ、合計８個が設けられている。
また、上側管巣１ｂの上面に、管群１２ｂに両側（左
右）を挟まれた蒸気流路１１ｂが形成されている。蒸気
流路１１ｂは、鉛直方向（図１の縦方向）に延びて形成
されており、８個の蒸気流路１１ｂが上側管巣１ｂの上
面に設けられている。

【００３０】更に、管巣１の管群（図１で１ａ及び１ｂ
で示した実線）の内部にも、蒸気流路が存在する。即
ち、図３に示すように、隣接する冷却管の間にも、蒸気
流路１３が形成されている。図１に示すように、管巣１
及び蒸気流路は、容器２の鉛直方向に延びる中心線に対
してほぼ左右対称に構成されている。

【００３１】このように、３種類の蒸気流路が容器２の
内部に存在する。第１の蒸気流路は、管巣１の外周と容
器２の間に形成されたものである。第２の蒸気流路は、
管巣１の管群と管群の間に形成されたものである。第３
の蒸気流路は、管群内の冷却管の間に形成されたもので
ある。

【００３２】図１に示すように、第１の蒸気流路である
蒸気流路４１及び４２の幅をそれぞれＷ１及びＷ２、第
２の蒸気流路である蒸気流路１１ｂ及び１１ａの幅をそ
れぞれＷ３及びＷ４とする。また、図３に示すように、
第３の蒸気流路である蒸気流路１３の幅をＷ５とする。
Ｗ１〜Ｗ５の大小関係は、例えば以下のようにする。即
ち、Ｗ３及びＷ４は、Ｗ５の数倍程度の大きさにする。
Ｗ１及びＷ２は、Ｗ３及びＷ４の１０倍程度の大きさに
する。この結果、上側管巣１ｂの横幅は、容器２の内幅
の約６５％以下に縮小されている。このように、蒸気流
路４１及び４２の幅を十分に広くすることにより、管巣
１が蒸気を四方から取り込んで蒸気速度を低下できる。

【００３３】下側管巣１ａと上側管巣１ｂの間には、冷
却水が折返し水室７を介して流れの向きを変えたときに
冷却水の流量分布を均一化するために、所定の幅の空間
が設けられている。図１のように、空間の幅は、蒸気流
路１１ａ及び１１ｂの幅よりも大きくしている。この空
間の中心部には、抽出管５が配置されている。更に、蒸
気が蒸気流路４１から抽出管５に直接流入（バイパス）
することを防ぐために、上記空間のうち抽出管５と蒸気
流路４１の間に、仕切り５２が設けられている。

【００３４】図１に示すように、仕切り５２は、構造の
単純な箱状（四角筒状）の形状にしている。但し、蒸気
の凝縮水が仕切り５２の上面に溜まり抽出管５の孔を閉
塞しないように、仕切り５２と抽出管５の間にはある程
度のギャップが設けられている。蒸気の水平方向のバイ
パスを防ぐためには、仕切り５２を鉛直方向に立てたフ
ィン群などで構成しても良い。この場合、凝縮水は仕切
り５２を通過して鉛直下方に落下するため、抽出管５の
孔を閉塞することはない。

【００３５】タービン(図示せず)から排気された蒸気
は、蒸気流入口４０から復水器に流入し、蒸気流路４１
及び４２を通って管巣１の周囲に導かれ、主に蒸気流路
１１ａ及び１１ｂを通して管巣内部に導入される。図１
に示すように、蒸気流入口４０において、蒸気は容器２
の側壁にほぼ平行に流れる。即ち、蒸気流入口４０にお
ける蒸気流の方向は、鉛直方向となる。

【００３６】管巣内部では、蒸気のみが複数の冷却管１
０ａ及び１０ｂの外表面で凝縮する。この凝縮により生
じた凝縮水は、重力で下方に落下し、容器底面３に設け
た復水流出口３ａから流出する。管巣で凝縮しなかった
未凝縮の蒸気及び不凝縮ガスは、抽出管５に設けた多数
の孔（図示せず）から抽出管５内に流入し、真空ポンプ
（図示せず）などを介して復水器の外部に排気される。

【００３７】ここで、蒸気流入口４０から流入した蒸気
流のうち、管巣１の左右の蒸気流路４１を下降して、管
巣１の下側の蒸気流路４２に到達する成分（以下、下降
蒸気成分という）に影響する蒸気流路の幅について説明
する。下降蒸気成分に影響する蒸気流路４１の幅として
は、図１に破線で示す管群１２ａ及び１２ｂの包絡線１
４ａ及び１４ｂと、容器２の側壁との間隔を考慮すれば
良い。包絡線１４ａ及び１４ｂは、図３において、蒸気
流路１１ａ及び１１ｂによる凹部を無視し、冷却管１０
ａ及び１０ｂの外周部の形状を、凸型多角形で近似した
線に対応する。また、包絡線１４ａ及び１４ｂは、下側
管巣１ａ及び上側管巣１ｂの包絡線とも言える。

【００３８】図１に示すように、上側管巣１ｂの包絡線
１４ｂの横幅は、容器２の下方（蒸気流の方向）に向か
って僅かに増大する。この結果、上側管巣１ｂの側方
（横）において、下降蒸気成分に影響する蒸気流路４１
の幅は、容器２の下方に向かって僅かに減少する。即
ち、上側管巣１ｂでは、下端部の横幅（以下、管巣幅と
いう）が最大となり、この下端部の側方における蒸気流
路４１の幅が最小となる。一方、下側管巣１ａの上端部
の管巣幅は、上側管巣１ｂの下端部の管巣幅とほぼ等し
い。また、下側管巣１ａの包絡線１４ａの横幅は、容器
２の下方に向かって緩やかに（滑らかに）増大する。こ
の結果、下側管巣１ａの側方において、下降蒸気成分に
影響する蒸気流路４１の幅は、容器２の下方に向かって
緩やかに減少する。即ち、下側管巣１ａでは、管巣幅は
容器２の下方に向かって徐々に増大し、管巣の側方にお
ける蒸気流路４１の幅は容器２の下方に向かって徐々に
減少する。

【００３９】上記した管巣幅の特徴を纏めると、次のよ
うになる。即ち、上側管巣１ｂの管巣幅は、下端部で最
大となる。下側管巣１ａの上端部の管巣幅は、上側管巣
１ｂの下端部の管巣幅とほぼ等しい。下側管巣１ａの管
巣幅は、容器２の下方に向かって徐々に増大し、下端部
近傍で最大となる。図１では、上側管巣１ｂの下端部の
管巣幅は容器２の内幅の約６５％、下側管巣１ａの最大
管巣幅は容器２の内幅の約８０％である。

【００４０】管巣全体としては、管巣幅は、容器２の下
方に向かって徐々に増大し、下側管巣１ａの下端部近傍
で最大となる。但し、管巣全体で管巣幅が最大となる位
置においても、蒸気流路４１の幅は、蒸気流路１１ａ及
び１１ｂの幅に比べて十分に大きい。

【００４１】このような特徴を有する本実施例によれ
ば、蒸気流路４１の幅を十分に広く確保しつつ、上側管
巣１ｂの管巣幅を比較的狭くできるので、上側管巣１ｂ
の蒸気流に対する抵抗を低減できる。また、多くの蒸気
が幅の広い蒸気流路４１を通って下側管巣１ａに到達で
きるので、蒸気と冷却水の温度差が大きな下側管巣１ａ
に流入する蒸気量を増大して十分な凝縮性能を確保する
ことができる。

【００４２】従って、上側管巣１ｂで蒸気と冷却水の温
度差が小さくなる場合でも、上側管巣１ｂの蒸気流に対
する抵抗を低減でき、管巣全体で高い凝縮性能を確保で
きる。また、下側管巣１ａの管巣幅が容器２の下方に向
かって徐々に増大していることにより、限られた高さに
おける冷却管の占有率を低減でき、これも蒸気流に対す
る抵抗の低減に寄与している。

【００４３】更に、鉛直方向に延びた複数の蒸気流路１
１ｂを上側管巣１ｂに設けたことにより、上側管巣１ｂ
で内部に導入される蒸気流に対する抵抗を低減できる。
同様に、水平方向に延びた複数の蒸気流路１１ａを下側
管巣１ａに設けたことにより、下側管巣１ａで内部に導
入される蒸気流に対する抵抗を低減できる。即ち、管巣
内部の抵抗を低減できるので、圧力損失に伴う蒸気の飽
和温度の低下を抑制し、伝熱性能を向上できる。

【００４４】本実施例の場合、下側管巣１ａにおいて、
蒸気の凝縮量は多く、蒸気速度は速い。図１では、蒸気
流路１１ａの幅と長さを調節することにより、下側管巣
１ａの冷却管占有率（冷却管の総断面積／管巣断面積）
を上側管巣１ｂの冷却管占有率よりも小さくし、下側管
巣１ａと上側管巣１ｂの圧力損失を同等にしている。こ
こで、管巣断面積とは、包絡線１４ａ又は１４ｂの面積
である。

【００４５】下側管巣１ａと上側管巣１ｂの圧力損失が
同等になれば、抽出管５を低圧部にできる。この結果、
不凝縮ガスは低圧部である抽出管５に集められ、速やか
に排出される。これも高い凝縮性能の確保に寄与する。
尚、下側管巣１ａの冷却管占有率を上側管巣１ｂの冷却
管占有率よりも小さくするためには、蒸気流路１１ｂの
数を増やしても良い。

【００４６】上記実施例では、下側管巣１ａの上端部の
管巣幅を、上側管巣１ｂの下端部の管巣幅とほぼ等しく
した。蒸気流に対する管巣の抵抗を低減するためには、
下側管巣１ａの上端部の管巣幅を、上側管巣１ｂの下端
部の管巣幅よりも小さくしても良い。

【００４７】また、上記実施例では、抽出管５を下側管
巣１ａと上側管巣１ｂの間の空間に設けることにより、
空間を有効に使って装置の小型化が可能となる。しか
し、抽出管５の位置は、上方又は下方に移しても良い。
この場合、低圧部が抽出管５の位置となるように、蒸気
流路１１ａ及び１１ｂの断面積及び形状を決定すれば良
い。

【００４８】次に、本発明を二折流型の復水器に適用し
た第２実施例を、図４を用いて説明する。図４は、図１
に対応する第２実施例の概略横断面図である。本実施例
が第１実施例と異なる点は、下側管巣１ａの蒸気流路１
１ａの形状である。その他の構成は、第１実施例とほぼ
同じであるので、ここでは説明を省略する。

【００４９】本実施例の蒸気流路１１ａは、管群１２ａ
の包絡線１４ａから下側管巣１ａの内部に向けて斜め下
方に延びている。このような蒸気流路１１ａが、下側管
巣１ａの両側面にそれぞれ３個ずつ、合計６個設けられ
ている。

【００５０】本実施例の場合、下側管巣１ａの下端部の
形状は図１と多少異なるが、管巣幅に関する特徴は第１
実施例と同じである。また、図４でも、下側管巣１ａの
冷却管占有率は、上側管巣１ｂの冷却管占有率よりも小
さい。従って、第１実施例と同様な効果を得ることがで
きる。

【００５１】次に、本発明を二折流型の復水器に適用し
た第３実施例を、図５を用いて説明する。図５は、図１
に対応する第３実施例の概略横断面図である。本実施例
が第１実施例と異なる点は、下側管巣１ａの形状であ
る。その他の構成は、第１実施例とほぼ同じであるの
で、ここでは説明を省略する。

【００５２】本実施例の場合、管群１２ａの包絡線１４
ａの横幅は、容器２の下方に向かって一旦緩やかに（徐
々に）増大して最大となり、その後緩やかに減少する。
即ち、下側管巣１ａの最大管巣幅は、鉛直方向（上下方
向）の中間部に位置する。この場合も、下側管巣１ａの
最大管巣幅は、容器２の内幅の約８０％にしている。こ
の結果、下側管巣１ａの側方において、下降蒸気成分に
影響する蒸気流路４１の幅は、容器２の下方に向かって
一旦徐々に減少して最小となり、その後徐々に増大す
る。図５でも、下側管巣１ａの冷却管占有率は、上側管
巣１ｂの冷却管占有率よりも小さい。

【００５３】従って、本実施例でも、第１実施例と同様
な効果を得ることができる。更に、本実施例の場合、下
側管巣１ａの管巣幅の最大値が鉛直方向の中間部に位置
することにより、管巣下部を回り込んで下側管巣１ａに
流入する蒸気流に対する抵抗を低減できる。

【００５４】次に、本発明を二折流型の復水器に適用し
た第４実施例を、図６を用いて説明する。図６は、図１
に対応する第４実施例の概略横断面図である。本実施例
は、図５の第３実施例において、上側管巣１ｂ及び容器
２の形状を変えた例である。その他の構成は、第３実施
例とほぼ同じであるので、ここでは説明を省略する。本
実施例の場合、上側管巣１ｂの上面における包絡線１４
ｂの形状は、図１及び図５よりも滑らかな曲線（上に凸
な曲線）となっている。この結果、包絡線１４ｂの横幅
が容器２の下方に向かって増大する割合は、図１及び図
５よりも大きくなっている。また、容器底面３の断面形
状が半円状になっている。この結果、下側管巣１ａの側
方において、下降蒸気成分に影響する蒸気流路４１の幅
は、下側管巣１ａの下端部で最小となっている。更に、
図５でも、下側管巣１ａの冷却管占有率は、上側管巣１
ｂの冷却管占有率よりも小さい。

【００５５】従って、本実施例でも、第１実施例と同様
な効果を得ることができる。更に、本実施例の場合、容
器底面３を円筒状にすることにより、第１実施例よりも
耐圧性能（耐圧強度）が向上し、容器の製造コストを低
減できる。この効果は、円筒形状を作り易い小型の復水
器に対して有効である。

【００５６】次に、本発明を二折流型の復水器に適用し
た第５実施例を、図７を用いて説明する。図７は、図１
に対応する第５実施例の概略横断面図である。本実施例
は、図６の第４実施例において、蒸気流路１１ａ及び１
１ｂにも冷却管を配置した例である。換言すれば、図６
において、包絡線１４ａ及び１４ｂの形状をほとんど変
えずに、管群のみで管巣を構成した例である。その他の
構成は、第４実施例とほぼ同じであるので、ここでは説
明を省略する。

【００５７】図７に示すように、本実施例では、抽出管
５を低圧部とするために、蒸気凝縮量の多い下側管巣１
ａの冷却管１０ａの間隔Ｗ５ａを、上側管巣１ｂの冷却
管１０ｂの間隔Ｗ５ｂよりも大きくしている。これによ
り、下側管巣１ａの冷却管占有率を上側管巣１ｂの冷却
管占有率よりも小さくして、蒸気に対する抵抗を低減し
ている。

【００５８】本実施例でも、蒸気流路４１の幅を十分に
広く確保しつつ、上側管巣１ｂの管巣幅を比較的狭くで
きるので、上側管巣１ｂの蒸気流に対する抵抗を低減で
きる。また、多くの蒸気が幅の広い蒸気流路４１を通っ
て下側管巣１ａに到達できるので、蒸気と冷却水の温度
差が大きな下側管巣１ａに流入する蒸気量を増大して十
分な凝縮性能を確保することができる。従って、上側管
巣１ｂで蒸気と冷却水の温度差が小さくなる場合でも、
上側管巣１ｂの蒸気流に対する抵抗を低減でき、管巣全
体で高い凝縮性能を確保できる。

【００５９】次に、本発明を二折流型の復水器に適用し
た第６実施例を、図８〜図１０を用いて説明する。図９
は第６実施例の概略縦断面図、図８は図９のＡ−Ａ断面
図、図１０は図８の管巣内の冷却管の配列を示す図であ
る。本実施例は、図１の第１実施例において、抽出管５
内の未凝縮蒸気を凝縮するための凝縮部を、下側管巣１
ａ内に設けた例である。その他の構成は、第１実施例と
ほぼ同じであるので、ここでは説明を省略する。

【００６０】本実施例の場合、蒸気流入口４０から流入
した蒸気を直接凝縮する第１凝縮部と、第１凝縮部で凝
縮されなかった未凝縮蒸気を凝縮する第２凝縮部とを備
える。第１凝縮部は、上側管巣１ｂ及び下側管巣１ａか
ら構成される。第２凝縮部は、下側管巣１ａ内に配置さ
れた蒸気冷却部１ｃから構成される。

【００６１】図８に示すように、蒸気冷却部１ｃは、下
側管巣１ａの冷却管のうち抽出管５の直下に位置するも
のの一部を仕切板５３で仕切ることにより形成されてい
る。蒸気冷却部１ｃは、図８のように横断面が長方形状
の領域である。図９に示すように、仕切板５３の管軸方
向の一端（図９の左端）は容器２の冷却水流入側の側壁
に固定され、他端（図９の右端）は支持板９に固定され
ている。即ち、蒸気冷却部１ｃは、管軸方向において、
支持板９で仕切られた２スパン分の領域に設置されてい
る。尚、図９では、構造を解り易くするために、仕切板
５３の一部を切り欠いて表示している。

【００６２】実際には、図１０に示すように、蒸気冷却
部１ｃは多数の冷却管１０ｃで構成されている。即ち、
図８で蒸気冷却部１ｃとして表した実線は、冷却管１０
ｃの包絡線を示している。仕切板５３は、その上端が抽
出管５に接続され、その下端が排気管５１に接続されて
いる。排気管５１は、容器２の冷却水流入側の側壁に隣
接して設置されている。尚、図９でも、構造を解り易く
するために、冷却管の数を間引いて示している。

【００６３】本実施例では、上側管巣１ｂ及び下側管巣
１ａで凝縮されなかった未凝縮蒸気は、抽出管５に設け
られた複数の孔（図示せず）から抽出管５内に流入し、
この複数の孔のうち仕切板５３で仕切られた空間に開口
したものを通して蒸気冷却部１ｃに導入される。未凝縮
蒸気は蒸気冷却部１ｃにおいてさらに凝縮され、残りの
ガス（不凝縮ガスを含む）が排気管５１から外部へ排気
される。この蒸気冷却部１ｃにおける未凝縮蒸気の凝縮
の影響により、蒸気冷却部１ｃの圧力は管巣１の外周部
よりも小さくなる。

【００６４】本実施例でも、図１と同じ管巣幅の特徴を
備えており、下側管巣１ａの冷却管占有率を上側管巣１
ｂの冷却管占有率よりも小さくしているので、第１実施
例と同様な効果を得ることができる。更に、本実施例の
場合、上側管巣１ｂ及び下側管巣１ａで凝縮されなかっ
た未凝縮蒸気を、流入水室６から流入した冷却水（復水
器内で温度が最も低い冷却水）を用いて再度凝縮するこ
とができる。この蒸気冷却部１ｃでの凝縮の影響によ
り、抽出管５で抽出される蒸気の流量が増えるので、蒸
気に混入している不凝縮ガスの抽出効果がより高くな
る。

【００６５】尚、本実施例では、蒸気冷却部１ｃを管軸
方向の２スパン分の領域に設置した例について説明した
が、２スパン分に限定されるものではない。即ち、必要
に応じて、蒸気冷却部１ｃが占める管軸方向の長さを増
減させても良い。

【００６６】次に、本発明を二折流型の復水器に適用し
た第７実施例を、図１１を用いて説明する。図１１は、
図１に対応する第７実施例の概略横断面図である。本実
施例は、図８の第６実施例において、蒸気冷却部１ｃの
構造、排気管５１の位置等を変えた例である。その他の
構成は、第６実施例とほぼ同じであるので、ここでは説
明を省略する。

【００６７】本実施例では、蒸気冷却部１ｃの横幅を図
８よりも大きくし、図１１のように蒸気冷却部１ｃの横
幅方向の中央上部に仕切板５３ａを設けている。仕切板
53ａは、その上端が抽出管５に接続され、その下端と仕
切板５３との間に空間が形成されている。仕切板５３ａ
は、仕切板５３と同様に管軸方向の２スパン分の領域に
設置されている。即ち、蒸気冷却部１ｃは、仕切板５３
ａにより第１冷却部１ｃ１と第２冷却部１ｃ２に領域分
けされる。

【００６８】第１冷却部１ｃ１の上部は抽出管５の複数
の孔に連通し、第２冷却部１ｃ２の上部は排気管５１に
接続されている。第１冷却部１ｃ１と第２冷却部１ｃ２
は下端部で連通されており、この連通部の下端に凝縮液
配管５３ｂが接続されている。排気管５１は、上側管巣
１ｂと下側管巣１ａの間の空間を通って容器２の側壁を
貫通している。凝縮液配管５３ｂは、下側管巣１ａの下
側まで延びており、その先端部はＵ字状に曲がってい
る。排気管５１及び凝縮液配管５３ｂは、例えば容器２
の冷却水流入側の側壁に隣接して設置する。

【００６９】本実施例では、抽出管５に設けられた孔か
ら蒸気冷却部１ｃに流入した未凝縮蒸気は、第１冷却部
１ｃ１内を下降し、その下端部で流れの向きを変え、第
２冷却部１ｃ２内を上昇する。この際、未凝縮蒸気は、
第１冷却部１ｃ１及び第２冷却部１ｃ２において凝縮さ
れ、残りのガス（不凝縮ガスを含む）が排気管５１から
外部へ排気される。蒸気冷却部１ｃで生じた凝縮液は、
重力により下降して凝縮液配管５３ｂ内に入り、その先
端部であるＵ字部に一旦溜まり、Ｕ字部から溢れた分が
容器底面３に溜まる。

【００７０】本実施例でも、下側管巣１ａの冷却管占有
率は、上側管巣１ｂの冷却管占有率よりも小さい。ま
た、蒸気冷却部１ｃで未凝縮蒸気が凝縮するので、蒸気
冷却部１ｃの圧力は管巣１の外周部よりも小さくなる。
更に、凝縮液配管５３ｂのＵ字部に凝縮液を溜めておく
ことにより、凝縮液配管５３ｂを通して蒸気冷却部１ｃ
内に蒸気が流れ込むことを防止している。

【００７１】本実施例でも、第６実施例と同様な効果を
得ることができる。更に、本実施例の場合、排気管５１
と凝縮液配管５３ｂを分離したことにより、管巣より下
側の蒸気流路４２の幅が小さい場合でも、凝縮液配管５
３ｂの鉛直方向の長さを長く取れる。従って、熱負荷の
変動などにより蒸気冷却部１ｃと管巣１の外周部の圧力
差が過大となった場合でも、Ｕ字部に保持した凝縮液の
排気管５１への流れ込みを防ぐ効果がある。

【００７２】

【発明の効果】本発明によれば、蒸気流路の幅を広く確
保しつつ上側管巣の管巣幅を比較的狭くできるので、上
側管巣の蒸気流に対する抵抗を低減できる。また、幅の
広い蒸気流路を通って下側管巣に到達する蒸気量を増大
できるので、蒸気と冷却水の温度差が大きな下側管巣で
の凝縮量を増大できる。従って、上側管巣で蒸気と冷却
水の温度差が小さくなる場合でも、管巣全体で高い凝縮
性能を確保できる。

【００７３】また、上側管巣に下方に延びた複数の蒸気
流路を設け、下側管巣に横方向に延びた複数の蒸気流路
を設けることにより、上側管巣及び下側管巣で内部に導
入される蒸気流に対する抵抗を低減できる。従って、圧
力損失に伴う蒸気の飽和温度の低下を抑制し、伝熱性能
を向上できる。

【００７４】また、下側管巣の冷却管占有率を上側管巣
の冷却管占有率よりも小さくすることにより、上側管巣
と下側管巣の圧力損失をほぼ同等にでき、上側管巣と下
側管巣の間に配置した抽出管を低圧部にできる。従っ
て、不凝縮ガスを抽出管に集めて速やかに排出できる。
これも高い凝縮性能の確保に寄与する。

【００７５】また、抽出管を上側管巣と下側管巣の間の
空間に配置したことにより、空間を有効に使って装置の
小型化が可能となる。

【００７６】また、抽出管で抽出された未凝縮蒸気を凝
縮するための蒸気冷却部を設けたことにより、抽出管で
抽出される蒸気の流量が増えるので、蒸気に混入してい
る不凝縮ガスの抽出効果を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２のＡ−Ａ断面図。

【図２】本発明を二折流型の復水器に適用した第１実施
例の概略縦断面図。

【図３】図１の管巣内の冷却管の配列を示す図。

【図４】本発明を二折流型の復水器に適用した第２実施
例の概略横断面図。

【図５】本発明を二折流型の復水器に適用した第３実施
例の概略横断面図。

【図６】本発明を二折流型の復水器に適用した第４実施
例の概略横断面図。

【図７】本発明を二折流型の復水器に適用した第５実施
例の概略横断面図。

【図８】図９のＡ−Ａ断面図。

【図９】本発明を二折流型の復水器に適用した第６実施
例の概略縦断面図。

【図１０】図８の管巣内の冷却管の配列を示す図。

【図１１】本発明を二折流型の復水器に適用した第７実
施例の概略横断面図。

【符号の説明】

１…管巣、１ａ…下側管巣、１ｂ…上側管巣、１ｃ…蒸
気冷却部、２…容器、３…容器底面、３ａ…復水流出
口、５…抽出管、６…流入水室、７…折返し水室、８…
流出水室、９…支持板、１０，１０ａ，１０ｂ…冷却
管、１１ａ，１１ｂ，１３，４１，４２…蒸気流路、１
２ａ，１２ｂ…管群、４０…蒸気流入口、５１…排気
管、５３，５３ａ…仕切板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木智人茨城県日立市幸町三丁目１番１号株式会社日立製作所日立工場内 (72)発明者川里康行茨城県日立市幸町三丁目１番１号株式会社日立製作所日立工場内 (72)発明者原田巖茨城県日立市大みか町七丁目２番１号株式会社日立製作所電力・電機開発本部内 (72)発明者織田繁夫茨城県日立市幸町三丁目１番１号株式会社日立製作所日立工場内 (72)発明者数藤充茨城県日立市幸町三丁目１番１号株式会社日立製作所日立工場内Ｆターム(参考） 3L065 BA19 DA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の冷却管が密集して配列された管巣が
上下方向に２分割され、その下側管巣に冷却水を供給し
て、その上側管巣から前記冷却水を流出させる二折流型
の復水器において、蒸気の流入口が前記管巣の上方に位置し、前記上側管巣
の管巣幅は下方に向けて増大し、前記下側管巣の上端の
管巣幅は前記上側管巣の下端の管巣幅以下であり、前記
下側管巣の管巣幅はその上端と下端の間で最大となるよ
うに構成されていることを特徴とする復水器。
【請求項２】蒸気の流入口を上部に有する容器と、該容
器内で上下方向に２分割され複数の冷却管が密集して配
列された上側管巣及び下側管巣と、前記容器の内壁と前
記上側管巣及び下側管巣の外周との間に形成された第１
蒸気流路とを備え、前記下側管巣に冷却水を供給して前
記上側管巣から前記冷却水を流出させる二折流型の復水
器において、前記上側管巣部の前記第１蒸気流路の幅は下方に向けて
減少し、前記下側管巣の上端部の前記第１蒸気流路の幅
は前記上側管巣の下端部の前記第１蒸気流路の幅以上で
あり、前記下側管巣部の前記第１蒸気流路の幅はその上
端と下端の間で最小となるように構成されていることを
特徴とする復水器。
【請求項３】請求項１又は２において、前記上側管巣は
その上面から下方に延びた複数の第２蒸気流路を備え、
該第２蒸気流路の幅は前記上側管巣を構成する冷却管の
間隔よりも大きくなるように構成されていることを特徴
とする復水器。
【請求項４】請求項１又は２において、前記下側管巣は
その側面から横方向に延びた複数の第２蒸気流路を備
え、該第２蒸気流路の幅は前記下側管巣を構成する冷却
管の間隔よりも大きくなるように構成されていることを
特徴とする復水器。
【請求項５】請求項３又は４において、前記第１蒸気流
路の幅は、前記第２蒸気流路の幅よりも大きくなるよう
に構成されていることを特徴とする復水器。
【請求項６】請求項１乃至５の何れかにおいて、前記蒸
気に含まれる不凝縮ガスを抽出するための抽出管が、前
記上側管巣と前記下側管巣の間の空間に配置されている
ことを特徴とする復水器。
【請求項７】請求項６において、前記下側管巣の横断面
での包絡線の面積に対する該下側管巣内の冷却管の総断
面積の比である冷却管占有率が、前記上側管巣の前記冷
却管占有率よりも小さくなるように構成されていること
を特徴とする復水器。
【請求項８】請求項６において、前記抽出管で抽出され
た未凝縮蒸気を凝縮するための蒸気冷却部が、前記下側
管巣を構成する冷却管の一部で構成されていることを特
徴とする復水器。
【請求項９】請求項８において、前記蒸気冷却部が、前
記下側管巣のうち前記冷却水の流入側に配置されている
ことを特徴とする復水器。
【請求項１０】請求項８又は９において、前記蒸気冷却
部から前記不凝縮ガスを排出するための排気管が、前記
上側管巣と前記下側管巣の間の空間に配置されているこ
とを特徴とする復水器。
【請求項１１】請求項１０において、前記蒸気冷却部で
凝縮された凝縮水を前記下側管巣の外側に導く排水管
が、前記排気管とは別に設置されていることを特徴とす
る復水器。
【請求項１２】水平方向に管軸を有し、互いに平行に配
列された複数の冷却管と、密集して配置された前記複数
の冷却管によって形成された第１管巣と、密集して配置
された前記複数の冷却管によって形成され、前記第１管
巣の上側に所定の空間を隔てて配置された第２管巣と、
上部に蒸気の流入口を有し、前記第１管巣及び第２管巣
を覆う容器と、前記空間に配置され、前記蒸気に含まれ
る不凝縮ガスを抽出するための抽出管と、前記第１管巣
の冷却管から流出した冷却水を前記第２管巣の冷却管に
供給する折返し手段とを備えた復水器において、前記第２管巣の管軸に垂直な横断面での横幅はその下端
で最大となり、前記第１管巣の前記横断面での上端の横幅は、前記第２
管巣の下端の横幅以下であり、前記第１管巣は、その上端以外に、前記第２管巣の下端
の横幅よりも大きな前記横幅を有するように構成されて
いることを特徴とする復水器。
【請求項１３】請求項１２において、前記第１管巣が、
前記横断面においてその両側面から水平方向の内側に延
びる複数の蒸気流路を有すると共に、前記第２管巣が、前記横断面においてその上面から鉛直
方向の下側に延びる複数の蒸気流路を有し、前記水平方向及び前記鉛直方向に延びる蒸気流路の幅
が、前記第１管巣及び前記第２管巣を形成する冷却管の
間隔よりも大きくなるように構成されていることを特徴
とする復水器。
【請求項１４】請求項１３において、前記横断面におい
て前記容器の内壁と前記第１管巣及び前記第２管巣の外
周側面との間に形成される蒸気流路の幅が、前記水平方
向及び前記鉛直方向に延びる蒸気流路の幅よりも大きく
なるように構成されていることを特徴とする復水器。