JP2003302175A - 復水器及び蒸気タービン設備及びガスタービン設備及び原子力設備 - Google Patents

復水器及び蒸気タービン設備及びガスタービン設備及び原子力設備

Info

Publication number
JP2003302175A
JP2003302175A JP2002105997A JP2002105997A JP2003302175A JP 2003302175 A JP2003302175 A JP 2003302175A JP 2002105997 A JP2002105997 A JP 2002105997A JP 2002105997 A JP2002105997 A JP 2002105997A JP 2003302175 A JP2003302175 A JP 2003302175A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steam
condenser
tube group
entrainment
flow velocity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2002105997A
Other languages
English (en)
Inventor
Kanji Otake
幹治 大武
Koichi Inoue
浩一 井上
Teruaki Sakata
照明 坂田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP2002105997A priority Critical patent/JP2003302175A/ja
Publication of JP2003302175A publication Critical patent/JP2003302175A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28B—STEAM OR VAPOUR CONDENSERS
    • F28B1/00—Condensers in which the steam or vapour is separate from the cooling medium by walls, e.g. surface condenser
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 巻き込みによる圧力損失と圧力差による圧力
損失を低減して凝縮性能を向上させる。 【解決手段】 蒸気の重量流速が速い部位に対応する流
路１８の幅ｈを狭くすると共に蒸気の重量流速が遅い部
位に対応する流路１８の幅Ｈを広くして巻き込みを阻止
手段を構成し、重量流速が速い部位の流通抵抗を抑制し
て的確に流体の巻き込みを防止すると共に流体の圧力差
をなくし、巻き込みによる圧力損失と圧力差による圧力
損失を低減して凝縮性能を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷却媒体が流通す
る伝熱管の管群に蒸気を流通させて凝縮させる復水器及
び凝縮方法に関する。
【０００２】また、本発明は、冷却媒体が流通する伝熱
管の管群に蒸気を流通させて凝縮させる復水器を備えた
蒸気タービン設備に関する。
【０００３】また、本発明は、冷却媒体が流通する伝熱
管の管群に蒸気を流通させて凝縮させる復水器を備えた
ガスタービン設備に関する。
【０００４】また、本発明は、冷却媒体が流通する伝熱
管の管群に蒸気を流通させて凝縮させる復水器を備えた
原子力設備に関する。
【０００５】
【従来の技術】発電設備（発電プラント）は、ボイラや
蒸気発生器で得られた蒸気を蒸気タービンに送り、蒸気
タービンを駆動して仕事（発電）を行なうようになって
いる。蒸気タービンで仕事を終えた排気蒸気は復水器で
凝縮されて復水とされ、復水はボイラ側に給水される。
【０００６】復水器は、冷却媒体が流通する伝熱管の管
群が胴内に備えられ、胴上部から蒸気を流入することに
より蒸気を冷却して凝縮水とするようになっている。復
水器の性能としては、入口部と出口部での圧力差が少な
く、伝熱管の管群を流通する際に圧力損失が少なくなる
ように設計されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の復水器では、蒸
気タービンの大きさ等による蒸気流量に応じて適正な凝
縮量が得られるように管群の形状や配置状況が設定され
ている。
【０００８】しかし、蒸気タービンの排気蒸気は運転状
況等により重量速度が変化するため、流れ状況を良好に
した形状にしても管群の下部で流体の巻き込みが生じて
圧力損失が高くなる等、全ての運転条件下で流れを良好
に保って圧力損失を適正に保つ管群の形状や配置状況を
得るのは困難な状況にあるのが現状であった。
【０００９】本発明は上記状況に鑑みてなされたもの
で、流れを良好に保った状態で管群下部での流体の巻き
込みによる圧力損失を抑制した復水器を提供することを
目的とする。
【００１０】また、本発明は上記状況に鑑みてなされた
もので、流れを良好に保った状態で管群下部での流体の
巻き込みによる圧力損失を抑制することができる凝縮方
法を提供することを目的とする。
【００１１】また、本発明は上記状況に鑑みてなされた
もので、流れを良好に保った状態で管群下部での流体の
巻き込みによる圧力損失を抑制した復水器を備えた蒸気
タービン設備を提供することを目的とする。
【００１２】また、本発明は上記状況に鑑みてなされた
もので、流れを良好に保った状態で管群下部での流体の
巻き込みによる圧力損失を抑制した復水器を備えたガス
タービン設備を提供することを目的とする。
【００１３】また、本発明は上記状況に鑑みてなされた
もので、流れを良好に保った状態で管群下部での流体の
巻き込みによる圧力損失を抑制した復水器を備えた原子
力設備を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の復水器は、冷却媒体が流通する伝熱管の管群
を胴内に備え、胴上部から蒸気を流入することにより蒸
気を冷却して凝縮水とする復水器において、蒸気の重量
流速分布に応じて管群の下部で生じる流体の巻き込みを
阻止する巻き込み阻止手段を備えたことを特徴とする。
【００１５】そして、巻き込み阻止手段は、蒸気の重量
流速が速い部位に対応する管群の下部に設けられる板部
材であることを特徴とする。
【００１６】また、巻き込み阻止手段は、蒸気の重量流
速が速い部位に対応する管群が存在しない流路に設けら
れる抵抗流通部材であることを特徴とする。
【００１７】また、巻き込み阻止手段は、蒸気の重量流
速が速い部位に対応する管群が存在しない流路幅を狭く
した構成としたことを特徴とする。
【００１８】また、巻き込み阻止手段は、蒸気の重量流
速が速い部位に対応する管群が存在しない流路幅を狭く
すると共に蒸気の重量流速が遅い部位に対応する管群が
存在しない流路幅を広くした構成としたことを特徴とす
る。
【００１９】また、管群への流入部位における蒸気の重
量流速分布の比が３６：１の場合に、重量流速分布に対
応する流路幅の比を１：６に設定したことを特徴とす
る。
【００２０】また、管群への流入部位における蒸気の重
量流速分布の比が１６：１の場合に、重量流速分布に対
応する流路幅の比を１：４に設定したことを特徴とす
る。
【００２１】また、管群への流入部位における蒸気の重
量流速分布の比が２：１の場合に、重量流速分布に対応
する流路幅の比を１：３に設定したことを特徴とする。
【００２２】上記目的を達成するための本発明の凝縮方
法は、胴上部から蒸気を流入して冷却媒体が流通する伝
熱管の管群を流通させることにより蒸気を冷却して凝縮
水とする凝縮方向において、蒸気の重量流速分布に応じ
て管群の下部での流体の巻き込みを阻止することを特徴
とする。
【００２３】上記目的を達成するための本発明の蒸気タ
ービン設備は、燃料及び空気が供給される燃料炊きのボ
イラと、ボイラで発生した蒸気を駆動源とする蒸気ター
ビンと、蒸気タービンの排気蒸気が流入する請求項１乃
至請求項８のいずれか一項に記載の復水器と、復水器で
凝縮された復水をボイラ側に供給する復水供給手段とを
備えたことを特徴とする。
【００２４】上記目的を達成するための本発明のガスタ
ービン設備は、ガスタービンの排気ガスによって蒸気を
発生する排熱回収ボイラと、排熱回収ボイラで発生した
蒸気により作動する蒸気タービンと、蒸気タービンの排
気蒸気が流入する請求項１乃至請求項８のいずれか一項
に記載の復水器と、復水器で凝縮された復水を排熱回収
ボイラ側に供給する復水供給手段とを備えたことを特徴
とする。
【００２５】上記目的を達成するための本発明の原子力
設備は、原子炉側の一次水を熱源とする蒸気発生器と、
蒸気発生器からの蒸気を駆動源とする蒸気タービンと、
蒸気タービンの排気蒸気を復水する請求項１乃至請求項
８のいずれか一項に記載の復水器と、復水器で凝縮され
た復水を蒸気発生器に供給する復水系統と、復水系統に
設けられ気体を除去する気水分離手段とを備えたことを
特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】図１には本発明の第１実施形態例
に係る復水器を備えた蒸気タービン設備の概略構成、図
２には復水器の概略構成、図３には重量流速と流路幅と
の関係を表す表を示してある。
【００２７】また、図４には本発明の第２実施形態例に
係る復水器の概略構成、図５には本発明の第３実施形態
例に係る復水器の概略構成、図６には本発明の第４実施
形態例に係る復水器の概略構成、図７には本発明の第５
実施形態例に係る復水器の概略構成を示してある。
【００２８】燃料ｆ及び空気Air が供給される炉を備え
たボイラ１で蒸気STが発生され、ボイラ１で発生した蒸
気STは蒸気タービン２に送られ、蒸気タービン２を駆動
して発電機３により出力を得る。蒸気タービン２で動力
を回収した排気蒸気は復水器４で凝縮されて復水され、
復水器４で復水された水は復水供給手段としての給水ポ
ンプ５により供給路６からボイラ１に供給される。
【００２９】ボイラ１の排気ガスは図示しない排ガス処
理手段（集塵装置、脱硝装置、脱硫装置等）で処理され
た後、ファン７により排気ガス路８から煙突９に送られ
て大気に放出される。
【００３０】復水器４には冷却塔１０で所定温度に冷却
された冷却水がポンプ１１により冷却水供給路１２から
供給され、復水器４の伝熱管の管群１３を流通して高温
となった冷却水が戻り路１４から冷却塔１２に戻され
る。冷却塔１０では高温となった冷却水により大気の一
部を蒸発させ、気化熱により所定の温度に下げられる。
【００３１】尚、管群１３を流通する冷却媒体は、冷却
塔１０で所定温度に冷却された冷却水の他に、海水等が
用いられることもある。
【００３２】図２、図３に基づいて復水器４を説明す
る。
【００３３】復水器４の胴１６内には多数の伝熱管１７
の管群１３が複数（図２には２つ示してある）備えら
れ、管群１３は蒸気タービン２の回転軸に直交する方向
に延びて配置されている。胴１６の上部から蒸気が流入
され、蒸気は中間胴のヒータ管（いずれも図示省略）を
加熱した後管群１３を流通することで冷却されて凝縮水
とされる。
【００３４】管群１３に送られる蒸気は、蒸気タービン
２の回転軸が直交して蒸気が下向きに偏流されていると
共に中間胴のヒータ管等を流通するため重量流速分布が
生じている。重量流速分布が生じると、管群１３が備え
られていない流路１８に流体が均等に分配されずに管群
１３の下部で流体の巻き込みが生じる虞がある。流体の
巻き込みは圧力損失となり凝縮性能の低下につながるた
め、抑制することが望ましい。
【００３５】そこで、本実施形態例の復水器４では、重
量流速が速い部分に対応する流路１８の幅を狭くして巻
き込み阻止手段を構成している。即ち、図２に示すよう
に、重量流速が速い部分の速度Ｖに対応する流路１８
（図示例では管群１３と胴１６の壁との間）の幅ｈを、
重量流速が速い部分の速度ｖに対応する流路１８（図示
例では管群１３と管群１３との間）の幅Ｈよりも狭くし
ている。また、管群１３と管群１３との間の流路１８の
幅Ｈを積極的に広くしている。
【００３６】重量流速が速い部分Ｖに対応する流路１８
の幅ｈと重量流速が速い部分ｖに対応する流路１８の幅
Ｈとの割合は、重量流速分布の速度比Ｖ：ｖに応じて設
定されている。
【００３７】つまり、図３に示すように、速度比Ｖ：ｖ
が３６：１の場合には、流路１８の幅ｈと幅Ｈとの比を
１：６に設定する。また、速度比Ｖ：ｖが１６：１の場
合には、流路１８の幅ｈと幅Ｈとの比を１：４に設定す
る。更に、速度比Ｖ：ｖが２：１の場合には、流路１８
の幅ｈと幅Ｈとの比を１：３に設定する。
【００３８】これは、流路面積が１／２になると流速が
略２倍になることに基づいて設定され、中間胴の配管配
置や圧力、蒸気タービンの定格回転速度、機器の大きさ
等により管群１３の下部で流体の巻き込みが生じないよ
うに設定される。
【００３９】一般に、管群１３の形状を長円状とする
と、管群１３での流れが良好になって凝縮性能が向上す
る一方、流れが良好になりすぎて管群１３の下部で流体
の巻き込みが生じやすくなる。
【００４０】このため、重量流速が速い部分Ｖに対応す
る流路１８の幅ｈを狭くして流れを抑制することで管群
１３の下部での流体の巻き込みを防止している（図２中
点線矢印の流れ）。
【００４１】上述した復水器７では、重量流速が速い部
分の速度Ｖに対応する管群１３と胴１６の壁との間の流
路１８の幅ｈを狭くしているので、重量流速が速い部分
の速度が抑制されて管群１３の下部での流体の巻き込み
を防止することができる。
【００４２】このため、流体の巻き込みによる圧力損失
を的確に低下させることが可能になり、凝縮性能を向上
させることができる。
【００４３】また、管群１３と管群１３との間の流路１
８の幅Ｈを広げているため、管群１３と胴１６の壁との
間の流路１８の幅ｈを狭くして圧力差が大きくなって
も、幅Ｈを広げた流路１８により圧力差を吸収すること
ができ、復水器７全体として圧力差を少なくすることが
可能になる。
【００４４】このため、圧力差が大きくなることによる
圧力損失を的確に低下させることが可能になり、凝縮性
能を向上させることができる。
【００４５】管群１３と胴１６の壁との間の流路１８の
幅ｈを狭くしても圧力差が大きくならない場合、管群１
３と管群１３との間の流路１８の幅Ｈを広げなくてもよ
い。管群１３と管群１３との間の流路１８の幅Ｈを変更
しない場合、管群１３と胴１６の壁との間の流路１８の
幅ｈを狭くした分胴１６の全体の幅を狭くすることがで
き、流体の巻き込みによる圧力損失を的確に低下させな
がら復水器７のコンパクト化が図れる。
【００４６】図４に基づいて本発明の第２実施形態例に
係る復水器を説明する。尚、第１実施形態例の復水器４
と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略し
てある。
【００４７】復水器２１の胴１６内には多数の伝熱管１
７の管群２２が複数（図４には２つ示してある）備えら
れ、管群２２は蒸気タービン２の回転軸に直交する方向
に延びて配置されている。胴１６の上部から蒸気が流入
され、蒸気は中間胴のヒータ管（いずれも図示省略）を
加熱した後管群２２を流通することで冷却されて凝縮水
とされる。
【００４８】本実施形態例の復水器２１では、重量流速
が速い部分に対応する流路１８の幅を狭くし、重量流速
が速い部分に対応する流路２３を管群２２の形状を変化
させることで広くして巻き込み阻止手段を構成してい
る。即ち、図４に示すように、重量流速が速い部分の速
度Ｖに対応する流路１８（図示例では管群２２と胴１６
の壁との間）の幅ｈを、重量流速が速い部分の速度ｖに
対応する流路２３（図示例では管群２２と管群２２との
間）の幅Ｈよりも狭くしている。
【００４９】管群２２と管群２２との間の流路２３は、
管群２２の上部の伝熱管１７を減らすことで上部の部位
の幅Ｈを積極的に広くしている。
【００５０】上述した復水器２１では、重量流速が速い
部分の速度Ｖに対応する管群２２と胴１６の壁との間の
流路１８の幅ｈを狭くしているので、重量流速が速い部
分の速度が抑制されて管群２２の下部での流体の巻き込
み（図中点線矢印の流れ）を防止することができる。
【００５１】このため、流体の巻き込みによる圧力損失
を的確に低下させることが可能になり、凝縮性能を向上
させることができる。
【００５２】また、管群２２と管群２２との間の流路２
３の入口部の幅Ｈを広げているため、管群２２と胴１６
の壁との間の流路１８の幅ｈを狭くして圧力差が大きく
なっても、入口部の幅Ｈを広げた流路１８により圧力差
を吸収することができ、復水器２３全体として圧力差を
少なくすることが可能になる。
【００５３】このため、圧力差が大きくなることによる
圧力損失を的確に低下させることが可能になり、凝縮性
能を向上させることができる。
【００５４】本実施形態例では、伝熱管１７を減らした
時の凝縮効率の低下分を、流路２３の幅Ｈの増大分して
圧力差を抑制して圧力損失を低減した分で補うことがで
きれば、第１実施形態例と同様に、重量流速が速い部分
の速度が抑制されて管群１３の下部での流体の巻き込み
を防止することができ、流体の巻き込みによる圧力損失
を的確に低下させることが可能になると共に、復水器２
１全体として圧力差を少なくして圧力損失を的確に低下
させることが可能になる。
【００５５】また、胴１６を大型化することなく流路２
３の幅Ｈを大きくすることができるので、重量流速の比
が大きい場合に適用して有利となる。
【００５６】図５に基づいて本発明の第３実施形態例に
係る復水器を説明する。尚、第１実施形態例の復水器４
と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略し
てある。
【００５７】復水器２５の胴１６内には多数の伝熱管１
７の管群１３が複数（図５には２つ示してある）備えら
れ、管群１３は蒸気タービン２の回転軸に直交する方向
に延びて、例えば、胴１６と管群１３との間隔：管群１
３同士の間隔が２：１の関係で配置されている。胴１６
の上部から蒸気が流入され、蒸気は中間胴のヒータ管
（いずれも図示省略）を加熱した後管群１３を流通する
ことで冷却されて凝縮水とされる。
【００５８】本実施形態例の復水器２５では、導入され
る蒸気の重量流速分布に応じて管群１３の下部に生じる
流体の巻き込み（図中点線矢印で示してある）を阻止す
る巻き込み阻止手段としての板材２６が管群１３の下部
における胴１３の底部に設けられ、板材２６は管群１３
の軸方向に沿って胴１６の下部に設けられている。
【００５９】重量流速が速い部分の速度Ｖに対応する流
路１８を流通する流体は、管群１３の下部で巻き込み
（図中点線矢印で示してある）を生じることがある。
【００６０】このため、板材２６により管群１３の下部
での巻き込みを阻止している。
【００６１】上述した復水器２５では、胴１３の底部に
板材２６が設けられているので、重量流速が速い部分の
流体の流れが管群１３の下部で板材２６に阻止され、管
群１３の下部での巻き込みを防止することができる。
【００６２】このため、流体の巻き込みによる圧力損失
を確実に低下させることが可能になり、凝縮性能を向上
させることができる。
【００６３】尚、板材２６を設けた場合であっても、管
群１３と胴１６の壁との間の流路１８の幅ｈを狭くする
と共に管群１３と管群１３との間の流路１８の幅Ｈを広
げることも可能である。
【００６４】図６に基づいて本発明の第４実施形態例に
係る復水器を説明する。尚、第１実施形態例の復水器４
と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略し
てある。
【００６５】復水器２８の胴１６内には多数の伝熱管１
７の管群１３が複数（図６には１つ示してある）備えら
れ、管群１３は蒸気タービン２の回転軸に平行な方向に
延びて配置されている。胴１６の上部から蒸気が流入さ
れ、蒸気は中間胴のヒータ管（いずれも図示省略）を加
熱した後管群１３を流通することで冷却されて凝縮水と
される。
【００６６】本実施形態例の復水器２８では、導入され
る蒸気の重量流速分布に応じて管群１３の下部に生じる
流体の巻き込みを阻止する巻き込み阻止手段としての板
材２９が管群１３の下部における胴１３の底部に設けら
れ、板材２９は管群１３の軸方向で重量流速が速い部分
に対応して胴１６の下部に設けられている。
【００６７】蒸気タービン２の回転軸と管群１３とが平
行になっている場合、管群１３の軸方向に重量流速分布
が生じる。重量流速が速い部分の速度Ｖに対応する部分
を流通する流体は、管群１３の下部で巻き込みを生じる
ことがある。
【００６８】このため、重量流速が速い部分に対応して
設けられた板材２９により管群１３の下部での巻き込み
を阻止している。
【００６９】上述した復水器２８では、重量流速が速い
部分に対応した胴１３の底部に板材２９が設けられてい
るので、重量流速が速い部分の流体の流れが管群１３の
下部で板材２９に阻止され、重量流速が速い部分での管
群１３の下部での巻き込みを防止することができる。
【００７０】このため、部分的に設けられる板材２９に
より流体の巻き込みによる圧力損失を確実に低下させる
ことが可能になり、凝縮性能を向上させることができ
る。
【００７１】尚、板材２６を設けた場合であっても、管
群１３と胴１６の壁との間の流路１８の幅ｈを狭くする
と共に管群１３と管群１３との間の流路１８の幅Ｈを広
げることも可能である。
【００７２】図７に基づいて本発明の第５実施形態例に
係る復水器を説明する。尚、第５実施形態例の復水器２
５と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略
してある。
【００７３】復水器３１の胴１６内には多数の伝熱管１
７の管群１３が複数（図７には２つ示してある）備えら
れ、管群１３は蒸気タービン２の回転軸に直交する方向
に延びて、例えば、胴１６と管群１３との間隔：管群１
３同士の間隔が２：１の関係で配置されている。胴１６
の上部から蒸気が流入され、蒸気は中間胴のヒータ管
（いずれも図示省略）を加熱した後管群１３を流通する
ことで冷却されて凝縮水とされる。
【００７４】本実施形態例の復水器３１では、導入され
る蒸気の重量流速分布に応じて管群１３の下部に生じる
流体の巻き込み（図中点線矢印で示してある）を阻止す
る巻き込み阻止手段（抵抗流通部材）としての穴付板３
２が重量流速が速い部分の速度Ｖに対応する流路１８
（胴１６と管群１３との間の流路１８）に設けられてい
る。穴付板３２は管群１３の軸方向に沿って連続して設
けられている。
【００７５】重量流速が速い部分の速度Ｖに対応する流
路１８を流通する流体は管群１３の下部で巻き込み（図
中点線矢印で示してある）を生じることがある。このた
め、重量流速が速い部分の速度Ｖに対応する流路１８を
流通する流体を穴付板３２に流通させて減速させ、管群
１３の下部での巻き込みを阻止している。
【００７６】上述した復水器３１では、重量流速が速い
部分の速度Ｖに対応する流路１８に穴付板３２が設けら
れているので、重量流速が速い部分の流体が穴付板３２
を流通する際に減速され、管群１３の下部での巻き込み
を防止することができる。
【００７７】このため、流体の巻き込みによる圧力損失
を確実に低下させることが可能になり、凝縮性能を向上
させることができる。
【００７８】尚、穴付板３２を設けた場合であっても、
管群１３と胴１６の壁との間の流路１８の幅ｈを狭くす
ると共に管群１３と管群１３との間の流路１８の幅Ｈを
広げることも可能である。また、図６に示した第４実施
形態例において、重量流速が速い部分に対応した流路１
８の部位に穴付板３２を部分的に設けることも可能であ
る。
【００７９】上述した復水器４，２１，２５，３１が適
用された蒸気タービン設備では、復水器４，２１，２
５，３１での流体の巻き込みによる圧力損失を確実に低
下させることが可能になり、巻き込みを防止するための
復水器４，２１，２５，３１の大型化が必要なく、復水
器４，２１，２５，３１の小型化及び低コスト化によ
り、蒸気タービン設備全体のコンパクト化と低コスト化
を図ることができる。
【００８０】図８に基づいて上述した復水器４，２１，
２５，３１が適用されるガスタービン設備を説明する。
図８にはガスタービン設備の概略構成を示してある。図
８に示したガスタービン設備は、ガスタービンと蒸気タ
ービンを組み合わせたコンバインドサイクルの設備であ
る。
【００８１】図に示すように、ガスタービン３５には圧
縮機３６及び燃焼器３７及びタービン３８が備えられ、
圧縮機３６で圧縮された空気が燃焼器３７で燃料ｆと共
に燃焼され、高温の燃焼ガスとなってタービン３８で膨
張する。タービン３８は圧縮機３６を駆動し、残りの出
力で発電機３９等の負荷を駆動するようになっている。
タービン３８で仕事を終えた排気ガスＧは排熱回収ボイ
ラ４０に送られて熱回収される。
【００８２】排熱回収ボイラ４０内では図示しない過熱
ユニットを介して蒸気を発生させ、発生した蒸気を蒸気
タービン４１に送って蒸気タービン４１で仕事をするよ
うになっている。蒸気タービン４１の排気蒸気は前述し
た復水器４（２１，２５，３１）で凝縮されて復水され
る。復水器４からの復水は給水ポンプ４２により排熱回
収ボイラ４０に供給される。尚、図中の符号で４３は発
電機である。
【００８３】上述した復水器４（２１，２５，３１）が
適用された蒸気タービン設備では、復水器４（２１，２
５，３１）での流体の巻き込みによる圧力損失を確実に
低下させることが可能になる。
【００８４】このため、巻き込みを防止するための復水
器４（２１，２５，３１）の大型化が必要なく、復水器
４（２１，２５，３１）の小型化及び低コスト化によ
り、ガスタービン設備全体のコンパクト化と低コスト化
を図ることができる。
【００８５】図９に基づいて上述した復水器４，２１，
２５，３１が適用される原子力設備を説明する。図９に
は原子力設備の概略構成を示してある。
【００８６】図に示すように、原子力設備では、原子炉
５１で発生する熱により一次系の水（加圧水）が加熱さ
れて蒸気発生器５２に送られ、蒸気発生器５２では一次
系の高温の水により二次系の水が蒸気に変えられて蒸気
タービン５３に送られ、蒸気タービン５３を駆動して発
電機５４を作動させる。
【００８７】蒸気タービン５３の排気蒸気は復水器４に
送られて海水等により冷却されて復水され、復水器４で
復水された水は復水系統５５から蒸気発生器５２に給水
されるようになっている。
【００８８】復水系統５５は、上流側から順に、復水ポ
ンプ５６、復水脱塩装置５７、復水ブースタポンプ５
８、低圧給水加熱器５９及び気水分離手段としての脱気
器６０を備えている。尚、低圧給水加熱器５９は、複数
個のヒータを直列に配置される等の構成となっている。
【００８９】上述した原子力発電設備では、蒸気発生器
５２から蒸気タービン５３、復水器４及び復水系統５５
により、二次系の流体が循環して循環系統が構築されて
いる。蒸気発生器５２では、二次系の水は蒸発して蒸気
となり、それを補充する給水中の微量の不純物は濃縮／
蓄積されることになる。
【００９０】蒸気発生器５２に不純物が蓄積して濃縮さ
れるのを防止するため、二次系の水の一部をブローダウ
ンして蒸気発生器５２から排出している。ブローダウン
した流体をそのまま系外に捨ててしまっては不経済とな
るので、熱回収と不純物の除去を実施した後、ブローダ
ウンした流体を復水系統５５に回収するようにしてい
る。
【００９１】即ち、蒸気発生器５２でブローダウンされ
た流体が導入される気水分離手段としてのフラッシュタ
ンク６１が設けられている。フラッシュタンク６１では
ブローダウンされた二次系の水が蒸気と液体に分離され
る。
【００９２】フラッシュタンク６１で分離された蒸気は
上部の蒸気排出部６２から排出されて脱気器６０に送ら
れ、熱回収される。フラッシュタンク６１で分離された
液体は下部の液体排出部６３から排出系統６４に排出さ
れ、冷却手段６５を通して復水脱塩装置５７の上流側に
送られる。尚、図中の符号で６５は切換弁であり、ブロ
ーダウンした二次系の水の一部を直接復水器４に送る時
に動作される。
【００９３】また、排出系統６４に供給ポンプを設ける
ことも可能である。
【００９４】上述した復水器４（２１，２５，３１）が
適用された原子力設備では、復水器４（２１，２５，３
１）での流体の巻き込みによる圧力損失を確実に低下さ
せることが可能になる。
【００９５】このため、巻き込みを防止するための復水
器４（２１，２５，３１）の大型化が必要なく、復水器
４（２１，２５，３１）の小型化及び低コスト化によ
り、原子力設備全体のコンパクト化と低コスト化を図る
ことができる。
【００９６】
【発明の効果】本発明の復水器は、冷却媒体が流通する
伝熱管の管群を胴内に備え、胴上部から蒸気を流入する
ことにより蒸気を冷却して凝縮水とする復水器におい
て、蒸気の重量流速分布に応じて管群の下部で生じる流
体の巻き込みを阻止する巻き込み阻止手段を備えたの
で、重量流速が速い部分の流体の管群の下部での巻き込
みが阻止され管群の下部での流体の巻き込みを防止する
ことができる。
【００９７】この結果、流体の巻き込みによる圧力損失
を低下させることが可能になり、凝縮性能を向上させる
ことができ、流れを良好に保った状態で管群下部での流
体の巻き込みによる圧力損失を抑制した復水器とするこ
とが可能になる。
【００９８】そして、巻き込み阻止手段は、蒸気の重量
流速が速い部位に対応する管群の下部に設けられる板部
材であるので、簡単な構成で確実に流体の巻き込みを防
止することができる。
【００９９】また、巻き込み阻止手段は、蒸気の重量流
速が速い部位に対応する管群が存在しない流路に設けら
れる抵抗流通部材であるので、簡単な構成で重量流速が
速い部位の速度を低減することができ確実に流体の巻き
込みを防止することができる。
【０１００】また、巻き込み阻止手段は、蒸気の重量流
速が速い部位に対応する管群が存在しない流路幅を狭く
した構成としたので、重量流速が速い部位の流通抵抗を
抑制して的確に流体の巻き込みを防止することができ
る。
【０１０１】また、巻き込み阻止手段は、蒸気の重量流
速が速い部位に対応する管群が存在しない流路幅を狭く
すると共に蒸気の重量流速が遅い部位に対応する管群が
存在しない流路幅を広くした構成としたので、重量流速
が速い部位の流通抵抗を抑制して的確に流体の巻き込み
を防止することができると共に、流体の圧力差をなくす
ことができ、巻き込みによる圧力損失と圧力差による圧
力損失を低減することができる。
【０１０２】また、管群への流入部位における蒸気の重
量流速分布の比が３６：１の場合に、重量流速分布に対
応する流路幅の比を１：６に設定したので、重量流速分
布が大きい場合であっても的確に流体の巻き込みを防止
することができる。
【０１０３】また、管群への流入部位における蒸気の重
量流速分布の比が１６：１の場合に、重量流速分布に対
応する流路幅の比を１：４に設定したので、重量流速分
布が比較的大きい場合であっても的確に流体の巻き込み
を防止することができる。
【０１０４】また、管群への流入部位における蒸気の重
量流速分布の比が２：１の場合に、重量流速分布に対応
する流路幅の比を１：３に設定したので、重量流速分布
が比較的小さい場合であっても的確に流体の巻き込みを
防止することができる。
【０１０５】本発明の凝縮方法は、胴上部から蒸気を流
入して冷却媒体が流通する伝熱管の管群を流通させるこ
とにより蒸気を冷却して凝縮水とする凝縮方向におい
て、蒸気の重量流速分布に応じて管群の下部での流体の
巻き込みを阻止するようにしたので、重量流速が速い部
分の流体の管群の下部での巻き込みが阻止され管群の下
部での流体の巻き込みを防止することができる。
【０１０６】この結果、流体の巻き込みによる圧力損失
を低下させることが可能になり、凝縮性能を向上させる
ことができ、流れを良好に保った状態で管群下部での流
体の巻き込みによる圧力損失を抑制した凝縮方法とする
ことが可能になる。
【０１０７】本発明の蒸気タービン設備は、燃料及び空
気が供給される燃料炊きのボイラと、ボイラで発生した
蒸気を駆動源とする蒸気タービンと、蒸気タービンの排
気蒸気が流入する請求項１乃至請求項８のいずれか一項
に記載の復水器と、復水器で凝縮された復水をボイラ側
に供給する復水供給手段とを備えたので、復水器での流
体の巻き込みによる圧力損失を確実に低下させることが
可能になる。
【０１０８】この結果、巻き込みを防止するための復水
器の大型化が必要なく、復水器の小型化及び低コスト化
により、蒸気タービン設備全体のコンパクト化と低コス
ト化を図ることができる。
【０１０９】本発明のガスタービン設備は、ガスタービ
ンの排気ガスによって蒸気を発生する排熱回収ボイラ
と、排熱回収ボイラで発生した蒸気により作動する蒸気
タービンと、蒸気タービンの排気蒸気が流入する請求項
１乃至請求項８のいずれか一項に記載の復水器と、復水
器で凝縮された復水を排熱回収ボイラ側に供給する復水
供給手段とを備えたので、復水器での流体の巻き込みに
よる圧力損失を確実に低下させることが可能になる。
【０１１０】この結果、巻き込みを防止するための復水
器の大型化が必要なく、復水器の小型化及び低コスト化
により、ガスタービン設備全体のコンパクト化と低コス
ト化を図ることができる。
【０１１１】本発明の原子力設備は、原子炉側の一次水
を熱源とする蒸気発生器と、蒸気発生器からの蒸気を駆
動源とする蒸気タービンと、蒸気タービンの排気蒸気を
復水する請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の
復水器と、復水器で凝縮された復水を蒸気発生器に供給
する復水系統と、復水系統に設けられ気体を除去する気
水分離手段とを備えたので、復水器での流体の巻き込み
による圧力損失を確実に低下させることが可能になる。
【０１１２】この結果、巻き込みを防止するための復水
器の大型化が必要なく、復水器の小型化及び低コスト化
により、原子力設備全体のコンパクト化と低コスト化を
図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態例に係る復水器を備えた
蒸気タービン設備の概略構成図。
【図２】復水器の概略構成図。
【図３】重量流速と流路幅との関係の表図。
【図４】本発明の第２実施形態例に係る復水器の概略構
成図。
【図５】本発明の第３実施形態例に係る復水器の概略構
成図。
【図６】本発明の第４実施形態例に係る復水器の概略構
成図。
【図７】本発明の第５実施形態例に係る復水器の概略構
成図。
【図８】本発明の復水器を備えたガスタービン設備の概
略構成図。
【図９】本発明の復水器を備えた原子力設備の概略構成
図。
【符号の説明】
１ ボイラ ２ 蒸気タービン ３ 発電機 ４ 復水器 ５ 給水ポンプ ６ 供給路 ７ ファン ８ 排気ガス路 ９ 煙突 １０ 冷却塔 １１ ポンプ １２ 冷却水供給路 １３ 管群 １４ 戻り路 １６ 胴 １７ 伝熱管 １８ 流路 ２１ 復水器 ２２ 管群 ２３ 流路 ２５ 復水器 ２６ 板材 ２８ 復水器 ２９ 板材 ３１ 復水器 ３２ 穴付板 ３５ ガスタービン ３６ 圧縮機 ３７ 燃焼器 ３８ タービン ３９ 発電機 ４０ 排熱回収ボイラ ４１ 蒸気タービン ４２ 給水ポンプ ４３ 発電機 ５１ 原子炉 ５２ 蒸気発生器 ５３ 蒸気タービン ５４ 発電機 ５５ 復水系統 ５６ 復水ポンプ ５７ 復水脱塩装置 ５８ 復水ブースタポンプ ５９ 低圧給水加熱器 ６０ 脱気器 ６１ フラッシュタンク ６２ 蒸気排出部 ６３ 液体排出部 ６４ 排出系統
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２８Ｆ 1/00 Ｆ２８Ｆ 1/00 Ｂ Ｇ２１Ｄ 1/02 Ｇ２１Ｄ 1/02 Ｔ (72)発明者 坂田 照明 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 Ｆターム(参考） 3G081 BA02 BA11 BB00 BC07 BD10 DA07

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 冷却媒体が流通する伝熱管の管群を胴内
    に備え、胴上部から蒸気を流入することにより蒸気を冷
    却して凝縮水とする復水器において、蒸気の重量流速分
    布に応じて管群の下部で生じる流体の巻き込みを阻止す
    る巻き込み阻止手段を備えたことを特徴とする復水器。
  2. 【請求項２】 請求項１において、巻き込み阻止手段
    は、蒸気の重量流速が速い部位に対応する管群の下部に
    設けられる板部材であることを特徴とする復水器。
  3. 【請求項３】 請求項１において、巻き込み阻止手段
    は、蒸気の重量流速が速い部位に対応する管群が存在し
    ない流路に設けられる抵抗流通部材であることを特徴と
    する復水器。
  4. 【請求項４】 請求項１において、巻き込み阻止手段
    は、蒸気の重量流速が速い部位に対応する管群が存在し
    ない流路幅を狭くした構成としたことを特徴とする復水
    器。
  5. 【請求項５】 請求項１において、巻き込み阻止手段
    は、蒸気の重量流速が速い部位に対応する管群が存在し
    ない流路幅を狭くすると共に蒸気の重量流速が遅い部位
    に対応する管群が存在しない流路幅を広くした構成とし
    たことを特徴とする復水器。
  6. 【請求項６】 請求項５において、管群への流入部位に
    おける蒸気の重量流速分布の比が３６：１の場合に、重
    量流速分布に対応する流路幅の比を１：６に設定したこ
    とを特徴とする復水器。
  7. 【請求項７】 請求項５において、管群への流入部位に
    おける蒸気の重量流速分布の比が１６：１の場合に、重
    量流速分布に対応する流路幅の比を１：４に設定したこ
    とを特徴とする復水器。
  8. 【請求項８】 請求項５において、管群への流入部位に
    おける蒸気の重量流速分布の比が２：１の場合に、重量
    流速分布に対応する流路幅の比を１：３に設定したこと
    を特徴とする復水器。
  9. 【請求項９】 胴上部から蒸気を流入して冷却媒体が流
    通する伝熱管の管群を流通させることにより蒸気を冷却
    して凝縮水とする凝縮方向において、蒸気の重量流速分
    布に応じて管群の下部での流体の巻き込みを阻止するこ
    とを特徴とする凝縮方法。
  10. 【請求項１０】 燃料及び空気が供給される燃料炊きの
    ボイラと、ボイラで発生した蒸気を駆動源とする蒸気タ
    ービンと、蒸気タービンの排気蒸気が流入する請求項１
    乃至請求項８のいずれか一項に記載の復水器と、復水器
    で凝縮された復水をボイラ側に供給する復水供給手段と
    を備えたことを特徴とする蒸気タービン設備。
  11. 【請求項１１】 ガスタービンの排気ガスによって蒸気
    を発生する排熱回収ボイラと、排熱回収ボイラで発生し
    た蒸気により作動する蒸気タービンと、蒸気タービンの
    排気蒸気が流入する請求項１乃至請求項８のいずれか一
    項に記載の復水器と、復水器で凝縮された復水を排熱回
    収ボイラ側に供給する復水供給手段とを備えたことを特
    徴とするガスタービン設備。
  12. 【請求項１２】 原子炉側の一次水を熱源とする蒸気発
    生器と、蒸気発生器からの蒸気を駆動源とする蒸気ター
    ビンと、蒸気タービンの排気蒸気を復水する請求項１乃
    至請求項８のいずれか一項に記載の復水器と、復水器で
    凝縮された復水を蒸気発生器に供給する復水系統と、復
    水系統に設けられ気体を除去する気水分離手段とを備え
    たことを特徴とする原子力設備。
JP2002105997A 2002-04-09 2002-04-09 復水器及び蒸気タービン設備及びガスタービン設備及び原子力設備 Withdrawn JP2003302175A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002105997A JP2003302175A (ja) 2002-04-09 2002-04-09 復水器及び蒸気タービン設備及びガスタービン設備及び原子力設備

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002105997A JP2003302175A (ja) 2002-04-09 2002-04-09 復水器及び蒸気タービン設備及びガスタービン設備及び原子力設備

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003302175A true JP2003302175A (ja) 2003-10-24

Family

ID=29390449

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002105997A Withdrawn JP2003302175A (ja) 2002-04-09 2002-04-09 復水器及び蒸気タービン設備及びガスタービン設備及び原子力設備

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003302175A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012117696A (ja) * 2010-11-29 2012-06-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 復水器
JP2015096802A (ja) * 2015-01-08 2015-05-21 三菱日立パワーシステムズ株式会社 復水器
WO2017145404A1 (ja) * 2016-02-25 2017-08-31 三菱日立パワーシステムズ株式会社 復水器、及びこれを備える蒸気タービンプラント

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012117696A (ja) * 2010-11-29 2012-06-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 復水器
JP2015096802A (ja) * 2015-01-08 2015-05-21 三菱日立パワーシステムズ株式会社 復水器
WO2017145404A1 (ja) * 2016-02-25 2017-08-31 三菱日立パワーシステムズ株式会社 復水器、及びこれを備える蒸気タービンプラント
WO2017146209A1 (ja) * 2016-02-25 2017-08-31 三菱日立パワーシステムズ株式会社 復水器、及びこれを備える蒸気タービンプラント
CN108700382A (zh) * 2016-02-25 2018-10-23 三菱日立电力系统株式会社 冷凝器以及具备该冷凝器的蒸汽涡轮设备
CN108700382B (zh) * 2016-02-25 2019-08-30 三菱日立电力系统株式会社 冷凝器以及具备该冷凝器的蒸汽涡轮设备
US10760452B2 (en) 2016-02-25 2020-09-01 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Condenser and steam turbine plant provided with same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100563517B1 (ko) 가스 터빈 장치 및 증기 터빈 장치, 그리고 그 작동 방법
RU2539943C2 (ru) Способ удаления увлеченного газа в системе генерирования мощности с комбинированным циклом
KR20010042118A (ko) 열회수식 증기 발생기
JP3836199B2 (ja) 多段圧力式廃熱ボイラ及びその運転法
JPWO2014017377A1 (ja) 排ガス発電浄化システム
WO2013139884A2 (en) Combined cycle power plant
JP5325038B2 (ja) 空冷式蒸気復水器を使用した複合サイクル発電プラント又はランキンサイクル発電プラントに適用するシステム及び方法
JPH09203304A (ja) 廃棄物を燃料とする複合発電システム
JP2019100617A (ja) 循環式ボイラシステム、火力発電プラント、及び排熱回収方法
JP2593197B2 (ja) 熱エネルギ回収方法、及び熱エネルギ回収装置
JP2003302175A (ja) 復水器及び蒸気タービン設備及びガスタービン設備及び原子力設備
RU2298681C2 (ru) Турбинное устройство и способ работы турбинного устройства
JPH03221702A (ja) 複圧式排熱回収熱交換器
JP2006521527A (ja) パワープラント用の空気冷却器及びこの空気冷却器の使用
JP4489775B2 (ja) 横形貫流ボイラとその運転方法
RU2144994C1 (ru) Парогазовая установка
JP2009079845A (ja) 給水加熱器及び発電プラント
JPH07305608A (ja) 排気再燃型コンバインドプラントのボイラ排熱回収装置
RU2745468C1 (ru) Парогазовая установка с воздушным конденсатором
JP6573285B2 (ja) 減圧ボイラ、該減圧ボイラを備えるバイナリー発電システム、及び該バイナリー発電システムを備える焼却施設
JP2002371807A (ja) タービン設備及び蒸気変換装置
JPH07217803A (ja) 少なくとも２つの分離圧力装置を備えた廃熱ボイラーの起動方法及びその装置
JPH11304102A (ja) 自然循環方式のガス竪流れ型排ガスボイラ
JP6341170B2 (ja) ヒートポンプ式蒸気生成装置
KR101999448B1 (ko) 초임계 이산화탄소 작동 유체를 이용한 하이브리드 발전 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20050705