JP2004218985A - 蒸気減温装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】最上段のノズル15aから噴霧された冷却水が減温管10に接触しないようにする。
【解決手段】複数のノズル15群のうち、最初に噴霧が開始されるノズル15aの位置が減温管10の管軸17と一致するように設ける。
【選択図】 図1
【解決手段】複数のノズル15群のうち、最初に噴霧が開始されるノズル15aの位置が減温管10の管軸17と一致するように設ける。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高温蒸気に冷却水を噴霧して温度調整する際に用いる蒸気減温装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
発電所等において発生した蒸気が、所望の温度であるとは限らないので、蒸気減温装置で所望温度に調整して用いている。
【0003】
図11は、このような蒸気減温装置1の概略構成を示す図で、高温蒸気が流動する減温管10、該減温管10に取付けられた噴霧管取付台13、該噴霧管取付台13に挿入されて頭部14が減温管10内に位置するように設置される噴霧管12等により構成されて、減温管10内には内部保護筒が設けられていない。
【0004】
なお、図11(a)は側断面図であり、図11(b)は矢視Aの部分図である。
【0005】
噴霧管12には、ノズル15が形成され、このノズル15から冷却水を噴霧することにより高温蒸気と混合させて、当該高温蒸気を所望の使用側温度に減温する。
【0006】
このノズル15は、噴霧管12の管軸16方向に複数形成され、このノズル15群の中心位置Kが減温管10の管軸17と一致するように配置されている。
【0007】
なお、高温蒸気は大気圧での蒸気温度より高い温度であり、その温度は蒸気発生状況に応じて異なる。しかし、使用側温度は一定温度であるため、その減温量を調整する必要があり、この調整は噴霧するノズル15の数を増減させることにより行っている。
【0008】
即ち、高温蒸気の温度変動は、減温管10を流動する当該高温蒸気の流速変動として現れ、温度が大きくなると流速が大きくなり、温度が低くなると流速が小さくなる。
【0009】
そして、噴霧は温度に応じて最上段のノズル15aからノズル15cを経て最下段のノズル15bへと順次噴霧を開始する。ここで、最上段とは、図11の紙面において最上段を言う。最下段も同様である。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、最上段のノズル15aから噴霧された冷却水が減温管10に接触し、これにより当該減温管10に大きな熱疲労を発生させて割れ等の損傷を与えてしまう問題があった。
【0011】
そこで、本発明は、最上段のノズルから噴霧された冷却水が減温管に接触するのを低減させて、当該減温管に割れ等の損傷が発生するのを低減できるようにし、また割れが発生しても高温蒸気が外部に漏れないようにし、さらに割れの発生を監視できるようにした蒸気減温装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1にかかる発明は、管の先端部分に複数のノズルが管長方向に沿って設けられてなる噴霧管を高温蒸気が流動する減温管の半径方向から挿入されて、前記ノズルから冷却水を噴霧して前記高温蒸気を冷却する蒸気減温装置において、複数の前記ノズル群のうち、最初に噴霧が開始されるノズルの位置が前記減温管の管軸と一致し、又は当該管軸に近接した位置に設けられて、最上段のノズルから噴霧された冷却水が減温管に接触しないようにして、当該減温管に割れ等の損傷が発生するのを低減できるようにしたことを特徴とする。
【0013】
請求項2にかかる発明は、管の先端部分に複数のノズルが管長方向に沿って設けられてなる噴霧管を高温蒸気が流動する減温管の半径方向から挿入されて、前記ノズルから冷却水を噴霧して前記高温蒸気を冷却する蒸気減温装置において、前記減温管に、前記噴霧管が挿入されて固定される噴霧管取付台が設けられ、かつ、最初に噴霧が開始された前記ノズルからの冷却水が当該減温管に接触しないように、該噴霧管取付台を該減温管の管軸方向に傾斜して設けられて、最上段のノズルから噴霧された冷却水が減温管に接触しないようにして、当該減温管に割れ等の損傷が発生するのを低減できるようにしたことを特徴とする。
【0014】
請求項3にかかる発明は、減温管の管内壁のうち、ノズルから噴霧された冷却水が接触することのある管内壁が滑らかに形成して、当該減温管に割れ等の損傷が発生するのを低減できるようにしたことを特徴とする。
【0015】
請求項4にかかる発明は、ノズルから噴霧された冷却水が接触することのある部分の減温管を覆うように外部保護部材を設けて、割れが発生しても高温蒸気が外部に漏れないようにしたことを特徴とする。
【0016】
請求項5にかかる発明は、外部保護部材で覆われた部分の減温管に割れが発生した場合に、該減温管と該外部保護部材との間の圧力変動、温度変動、湿度変動、蒸気流量のうち少なくとも1を検出して、当該減温管の割れを検出する割検出手段を設けて、割れが発生しても高温蒸気が外部に漏れないようにすると共に、割れの発生を監視できるようにしたことを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図を参照して説明する。なお、従来と同一構成に関しては同一符号を用いて説明を適宜省略する。図1は第1の実施の形態に係る蒸気減温装置1の構成を示す図である。
【0018】
蒸気減温装置1は、図示しない制御部等からの制御信号に基づき高温蒸気を使用側蒸気設定温度にすべくノズル15を開閉する駆動部20、冷却水を噴霧する複数のノズル15を備えた噴霧管12、該噴霧管12を減温管10に取付ける噴霧管取付台13を有している。
【0019】
ノズル15は、噴霧管12の管軸16に沿って複数列並設され、駆動部20により最上段のノズル15から順次噴霧されるようになっている。即ち、減温量が大きい場合には、下段側のノズル15に向って順次噴霧が開始される。
【0020】
以下、最上段のノズルをノズル15a、最下段のノズルをノズル15b、これらの間のノズルをノズル15cと記載し、これらを総称してノズル15と記載する。
【0021】
なお、各ノズル15からの冷却水の噴霧制御は、駆動部20のアクチュエータ20aが弁20bを上下動させることにより、冷却水供給側の水路20cとノズル15とを連通させることにより行われる。従って、弁20bが最上段のノズル15aより上側に位置するときは噴霧は行われず、この状態から弁20bが下段側のノズル15の方向に動くと、最初に最上段のノズル15aと水路20cとが連通して当該最上段のノズル15aから噴霧が開始する。
【0022】
そして、減温管10の出口温度が図示しない温度コントローラに伝達され、当該温度コントローラからの信号によりアクチュエータが伸縮して、ノズル15からの噴霧制御が行われる。
【0023】
最上段のノズル15aの位置は、減温管10の管軸17に一致するように当該噴霧管12の頭部14の位置が設定されている。
【0024】
これにより高温蒸気を減温すべく最上段のノズル15aから冷却水が噴霧されても、減温管10の管内壁に当該冷却水が接触しにくくなって、当該部分における大きな熱衝撃の発生が防止できるようになる。
【0025】
なお、最上段のノズル15aを減温管10の管軸17に一致させた結果、最下段のノズル15bは逆に減温管10の管内壁に近付くことになり、この最下段側のノズル15bから噴霧された冷却水が管内壁に接触することが危惧される。
【0026】
しかし、先に述べたように、下段側のノズル15bが噴霧を開始するのは、減温する高温蒸気の温度が高い場合であり、このような場合には当該高温蒸気の流速が大きいため、最下段のノズル15bから冷却水を噴霧しても管内壁に接触することがない。
【0027】
以上、説明した構成により冷却水が減温管10に接触しなくなるので、当該減温管10に熱衝撃を与え、熱疲労によって減温管10が割れるのを抑制できるようになって信頼性が向上する。
【0028】
次に、本発明の第2の実施の形態を図を参照して説明する。なお、これまで説明した構成と同一構成に関しては、同一符号を用い説明を適宜省略する。
【0029】
先の実施の形態では、最初に噴霧が行われるノズル15からの冷却水が減温管10に接触しないように、当該最初に噴霧が行われるノズル15の位置を減温管10の管軸17に一致するように設定した。
【0030】
これに対して、本実施の形態では、図2に示すように、ノズル15群の中心位置を減温管10の管軸17に一致させると共に、噴霧管12が適宜傾くように噴霧管取付台13を設けている。
【0031】
即ち、噴霧管12の管軸16と減温管10の管軸17とのなす角度θが鋭角(θ<90度)になるように設けられている。
【0032】
なお、この角度θは減温管10の直径、冷却水の噴霧圧力、高温蒸気の流速等に依存するため、一義的に規定することはできないが、少なくとも最初に噴霧されるノズル15からの冷却水が減温管10に接触しないような角度である。
【0033】
また、図2では噴霧管12の管軸16が高温蒸気の流に対して下流側に傾いた場合(θ<90度)を示しているが、これは最初に噴霧が行われるノズル15が最上段のノズル15aであるためである。
【0034】
これにより減温管10に冷却水が接触して当該部分に熱衝撃を与えることが防止できるので、熱疲労により減温管10に割れ等が発生する不都合が防止でき信頼性が向上する。
【0035】
次に、本発明の第3の実施の形態を図を参照して説明する。なお、これまで説明した構成と同一構成に関しては、同一符号を用い説明を適宜省略する。
【0036】
先に説明した、第1及び第2の実施の形態においては、最初に噴霧が行われるノズル15からの冷却水が減温管10に接触しないように、当該ノズル15の位置を変えたり、噴霧管12を傾けて取付けたりした。
【0037】
これに対して、本実施の形態では、減温管10に冷却水が接触した際に当該接触部分で発生する熱疲労により減温管10に割れ等が発生するのを抑制できるように、当該冷却水が接触する管内壁部分を滑面に形成したことを特徴としている。
【0038】
即ち、従来の減温管10における当該冷却水が接触するような箇所は、何ら特別な加工がなされずザラザラとした状態であった。
【0039】
このように管内壁がザラザラしているため、熱衝撃により応力集中が生じて熱疲労が集中し、容易に割れ等が発生し易くなる。
【0040】
これに対して、冷却水の接触する管内壁部分を滑面に形成することで、例え熱衝撃が発生しても応力集中が緩和され、これにより割れ等の発生が抑制できるようになって信頼性が向上する。
【0041】
滑らかにする領域は、図3に示すように、少なくとも冷却水が接触する可能性のある噴射管取付台13より下流側のm領域(管内壁全周)とすることが必要であるが、冷却水の垂れが発生したりする場合等も勘案して、噴霧管12が間に位置するM領域の管内壁全周に行うことが好ましい。
【0042】
そして、減温管10の管内壁を滑らかにする方法として、機械加工やショットブラスト等を用いることが可能である。
【0043】
なお、本実施の形態にかかる構成は、先に述べた第1及び第2の実施の形態にかかる構成と競合するものではなく合わせた構成とすることが可能であり、このような構成にすると減温管10の割れ等の発生をさらに抑制でき、信頼性もさらに向上させることが可能になる。
【0044】
本実施の形態では、M領域は減温管10の全体、即ち溶接線xからyまでの管内壁全週に加工が施されている。下流側のm領域に加工を施す場合も溶接線yまでの管内壁全週に加工が施されている。
【0045】
次に、本発明の第4の実施の形態を図を参照して説明する。なお、これまで説明した構成と同一構成に関しては、同一符号を用い説明を適宜省略する。
【0046】
これまで説明した各実施の形態では、冷却水が減温管10に接触して当該減温管10に割れ等の損傷が発生するのを防止するようにした。
【0047】
これに対して本実施の形態では、割れが発生した場合に高温蒸気が外部に漏れるのを防止するようにして安全性を高めたものである。
【0048】
即ち、図4に示すように、本実施の形態に係る蒸気減温装置1では、減温管10の管外壁に外部保護部材18を取付けている。
【0049】
この外部保護部材18は、冷却水が接触して大きな熱疲労を受ける部分を覆うように設けられて、減温管10に割れが発生しても、高温蒸気が外部に漏れ出るのを防止している。
【0050】
なお、図4においては、外部保護部材18は減温管10を取巻くように円筒状部材から形成されて、当該減温管10に溶接等により固着されているが、図5に示すように半円筒部材であってもよい。
【0051】
次に、本発明の第5の実施の形態を図を参照して説明する。なお、これまで説明した構成と同一構成に関しては、同一符号を用い説明を適宜省略する。
【0052】
先の実施の形態においては、減温管10に割れが発生した場合に、高温蒸気が外部に漏れでないように外部保護部材18を設けた。
【0053】
このような構成にすると減温管10に割れが発生しても高温蒸気が外部に漏れるのを防止できる反面、割れの発生事態を知ることができない不都合がある。
【0054】
減温管10に割れが発生した場合には、減温管10と外部保護部材18との間の隙間で圧力変化、温度変化、湿度変化が発生する。
【0055】
そこで、本実施の形態では図6〜図10に示すように、当該隙間の圧力変化、温度変化、湿度変化、蒸気流量変化の少なくとも1が検出できるように割検出手段21を設けている。
【0056】
これにより、減温管10に割れが発生すると、この減温管10と外部保護部材18との間の隙間の圧力変化等により当該割れが発生したことを検出することが可能となる。
【0057】
なお、図6は、減温管10に割れ発生した場合に、当該減温管10を流れている蒸気が減温管10と外部保護部材18との間の隙間に入り込み、当該隙間の圧力変化、温度変化、湿度変化のうち少なくとも1を検出できるようにした構成である。図7は、これらに加え蒸気流量変化も検出できるようにした構成である。図8は、図6のように隙間の圧力変化、温度変化、湿度変化のうち少なくとも1を検出した祭に、その検出結果を遠隔地で知ることができるようにした構成である。図9は、図7におけるように圧力変化、温度変化、湿度変化、蒸気流量変化のうち少なくとも1を検出した祭に、その検出結果を遠隔地で知ることができるようにした構成である。図10は、隙間の圧力変化、温度変化、湿度変化を適宜離れた位置に設けられた割検出手段21で検出できるようにした構成である。
【0058】
割検出手段21で蒸気流量を検出することにより割れの発生を監視するには、蒸気が割検出手段21を通過して外部に流出する必要がある。
【0059】
しかし、常時流出できるようにしたのでは、外部保護部材18を設けた意味が無くなるので、図7に示すように、割検出手段21の出口側に手動や電動で動作する弁22を設けて、監視時にこの弁22を開くことにより蒸気流量の有無、即ち割れの発生を検出するようにする。
【0060】
このような割検出手段21は、図6や図7に示すように、その場で圧力変化、温度変化、湿度変化、蒸気流量変化が検出できるようにメータ等の表示器を備えたものであっても良く、また図8や図9に示すように割検出手段21を検出部21aと例えば遠隔地の制御室等に設置される表示部21bとにより構成し、検出部21aから表示部21bに検出信号を出力して減温管10の割れを監視できるようにしても良い。
【0061】
さらに、図10に示すように、外部保護部材18と割検出手段21とを小口径配管23により接続した構成とすることも可能である。
【0062】
割検出手段21を検出部21aと表示部21bとにより構成したり、外部保護部材18と割検出手段21とを小口径配管23により接続する構成にすることで、運転中等の時間帯であっても減温管10の割れが監視できると共に、当該減温管10が危険領域に設けられているような場合でも、かかる危険領域に立入ることなく減温管10の割れが監視できるようになって利便性及び安全性が向上する。
【0063】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数のノズル群のうち、最初に噴霧が開始されるノズルの位置が減温管の管軸と一致し、又は当該管軸に近接した位置に設けられて、最上段のノズルから噴霧された冷却水が減温管に接触しないようにしたので、当該減温管に割れ等の損傷が発生するのを低減できるようになり信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の説明に適用される蒸気減温装置の概略構成を示す図である。
【図2】本発明の第2の実施の形態の説明に適用される蒸気減温装置の概略構成を示す図である。
【図3】本発明の第3の実施の形態の説明に適用される蒸気減温装置の概略構成を示す図である。
【図4】本発明の第4の実施の形態の説明に適用される蒸気減温装置の概略構成を示す図である。
【図5】図4に用いられる半円筒部材による外部保護部材の構成を示す断面図である。
【図6】本発明の第5の実施の形態の説明に適用される蒸気減温装置の概略構成を示す図である。
【図7】第5の実施の形態の説明に適用される蒸気減温装置の他の構成の概略構成を示す図である。
【図8】第5の実施の形態の説明に適用される蒸気減温装置の他の構成の概略構成を示す図である。
【図9】第5の実施の形態の説明に適用される蒸気減温装置の他の構成の概略構成を示す図である。
【図10】第5の実施の形態の説明に適用される蒸気減温装置の他の構成の概略構成を示す図である。
【図11】従来の技術の説明に適用される蒸気減温装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
1 蒸気減温装置
10 減温管
12 噴霧管
13 噴霧管取付台
15 ノズル
18 外部保護部材
21 割検出手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、高温蒸気に冷却水を噴霧して温度調整する際に用いる蒸気減温装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
発電所等において発生した蒸気が、所望の温度であるとは限らないので、蒸気減温装置で所望温度に調整して用いている。
【0003】
図11は、このような蒸気減温装置1の概略構成を示す図で、高温蒸気が流動する減温管10、該減温管10に取付けられた噴霧管取付台13、該噴霧管取付台13に挿入されて頭部14が減温管10内に位置するように設置される噴霧管12等により構成されて、減温管10内には内部保護筒が設けられていない。
【0004】
なお、図11(a)は側断面図であり、図11(b)は矢視Aの部分図である。
【0005】
噴霧管12には、ノズル15が形成され、このノズル15から冷却水を噴霧することにより高温蒸気と混合させて、当該高温蒸気を所望の使用側温度に減温する。
【0006】
このノズル15は、噴霧管12の管軸16方向に複数形成され、このノズル15群の中心位置Kが減温管10の管軸17と一致するように配置されている。
【0007】
なお、高温蒸気は大気圧での蒸気温度より高い温度であり、その温度は蒸気発生状況に応じて異なる。しかし、使用側温度は一定温度であるため、その減温量を調整する必要があり、この調整は噴霧するノズル15の数を増減させることにより行っている。
【0008】
即ち、高温蒸気の温度変動は、減温管10を流動する当該高温蒸気の流速変動として現れ、温度が大きくなると流速が大きくなり、温度が低くなると流速が小さくなる。
【0009】
そして、噴霧は温度に応じて最上段のノズル15aからノズル15cを経て最下段のノズル15bへと順次噴霧を開始する。ここで、最上段とは、図11の紙面において最上段を言う。最下段も同様である。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、最上段のノズル15aから噴霧された冷却水が減温管10に接触し、これにより当該減温管10に大きな熱疲労を発生させて割れ等の損傷を与えてしまう問題があった。
【0011】
そこで、本発明は、最上段のノズルから噴霧された冷却水が減温管に接触するのを低減させて、当該減温管に割れ等の損傷が発生するのを低減できるようにし、また割れが発生しても高温蒸気が外部に漏れないようにし、さらに割れの発生を監視できるようにした蒸気減温装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1にかかる発明は、管の先端部分に複数のノズルが管長方向に沿って設けられてなる噴霧管を高温蒸気が流動する減温管の半径方向から挿入されて、前記ノズルから冷却水を噴霧して前記高温蒸気を冷却する蒸気減温装置において、複数の前記ノズル群のうち、最初に噴霧が開始されるノズルの位置が前記減温管の管軸と一致し、又は当該管軸に近接した位置に設けられて、最上段のノズルから噴霧された冷却水が減温管に接触しないようにして、当該減温管に割れ等の損傷が発生するのを低減できるようにしたことを特徴とする。
【0013】
請求項2にかかる発明は、管の先端部分に複数のノズルが管長方向に沿って設けられてなる噴霧管を高温蒸気が流動する減温管の半径方向から挿入されて、前記ノズルから冷却水を噴霧して前記高温蒸気を冷却する蒸気減温装置において、前記減温管に、前記噴霧管が挿入されて固定される噴霧管取付台が設けられ、かつ、最初に噴霧が開始された前記ノズルからの冷却水が当該減温管に接触しないように、該噴霧管取付台を該減温管の管軸方向に傾斜して設けられて、最上段のノズルから噴霧された冷却水が減温管に接触しないようにして、当該減温管に割れ等の損傷が発生するのを低減できるようにしたことを特徴とする。
【0014】
請求項3にかかる発明は、減温管の管内壁のうち、ノズルから噴霧された冷却水が接触することのある管内壁が滑らかに形成して、当該減温管に割れ等の損傷が発生するのを低減できるようにしたことを特徴とする。
【0015】
請求項4にかかる発明は、ノズルから噴霧された冷却水が接触することのある部分の減温管を覆うように外部保護部材を設けて、割れが発生しても高温蒸気が外部に漏れないようにしたことを特徴とする。
【0016】
請求項5にかかる発明は、外部保護部材で覆われた部分の減温管に割れが発生した場合に、該減温管と該外部保護部材との間の圧力変動、温度変動、湿度変動、蒸気流量のうち少なくとも1を検出して、当該減温管の割れを検出する割検出手段を設けて、割れが発生しても高温蒸気が外部に漏れないようにすると共に、割れの発生を監視できるようにしたことを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図を参照して説明する。なお、従来と同一構成に関しては同一符号を用いて説明を適宜省略する。図1は第1の実施の形態に係る蒸気減温装置1の構成を示す図である。
【0018】
蒸気減温装置1は、図示しない制御部等からの制御信号に基づき高温蒸気を使用側蒸気設定温度にすべくノズル15を開閉する駆動部20、冷却水を噴霧する複数のノズル15を備えた噴霧管12、該噴霧管12を減温管10に取付ける噴霧管取付台13を有している。
【0019】
ノズル15は、噴霧管12の管軸16に沿って複数列並設され、駆動部20により最上段のノズル15から順次噴霧されるようになっている。即ち、減温量が大きい場合には、下段側のノズル15に向って順次噴霧が開始される。
【0020】
以下、最上段のノズルをノズル15a、最下段のノズルをノズル15b、これらの間のノズルをノズル15cと記載し、これらを総称してノズル15と記載する。
【0021】
なお、各ノズル15からの冷却水の噴霧制御は、駆動部20のアクチュエータ20aが弁20bを上下動させることにより、冷却水供給側の水路20cとノズル15とを連通させることにより行われる。従って、弁20bが最上段のノズル15aより上側に位置するときは噴霧は行われず、この状態から弁20bが下段側のノズル15の方向に動くと、最初に最上段のノズル15aと水路20cとが連通して当該最上段のノズル15aから噴霧が開始する。
【0022】
そして、減温管10の出口温度が図示しない温度コントローラに伝達され、当該温度コントローラからの信号によりアクチュエータが伸縮して、ノズル15からの噴霧制御が行われる。
【0023】
最上段のノズル15aの位置は、減温管10の管軸17に一致するように当該噴霧管12の頭部14の位置が設定されている。
【0024】
これにより高温蒸気を減温すべく最上段のノズル15aから冷却水が噴霧されても、減温管10の管内壁に当該冷却水が接触しにくくなって、当該部分における大きな熱衝撃の発生が防止できるようになる。
【0025】
なお、最上段のノズル15aを減温管10の管軸17に一致させた結果、最下段のノズル15bは逆に減温管10の管内壁に近付くことになり、この最下段側のノズル15bから噴霧された冷却水が管内壁に接触することが危惧される。
【0026】
しかし、先に述べたように、下段側のノズル15bが噴霧を開始するのは、減温する高温蒸気の温度が高い場合であり、このような場合には当該高温蒸気の流速が大きいため、最下段のノズル15bから冷却水を噴霧しても管内壁に接触することがない。
【0027】
以上、説明した構成により冷却水が減温管10に接触しなくなるので、当該減温管10に熱衝撃を与え、熱疲労によって減温管10が割れるのを抑制できるようになって信頼性が向上する。
【0028】
次に、本発明の第2の実施の形態を図を参照して説明する。なお、これまで説明した構成と同一構成に関しては、同一符号を用い説明を適宜省略する。
【0029】
先の実施の形態では、最初に噴霧が行われるノズル15からの冷却水が減温管10に接触しないように、当該最初に噴霧が行われるノズル15の位置を減温管10の管軸17に一致するように設定した。
【0030】
これに対して、本実施の形態では、図2に示すように、ノズル15群の中心位置を減温管10の管軸17に一致させると共に、噴霧管12が適宜傾くように噴霧管取付台13を設けている。
【0031】
即ち、噴霧管12の管軸16と減温管10の管軸17とのなす角度θが鋭角(θ<90度)になるように設けられている。
【0032】
なお、この角度θは減温管10の直径、冷却水の噴霧圧力、高温蒸気の流速等に依存するため、一義的に規定することはできないが、少なくとも最初に噴霧されるノズル15からの冷却水が減温管10に接触しないような角度である。
【0033】
また、図2では噴霧管12の管軸16が高温蒸気の流に対して下流側に傾いた場合(θ<90度)を示しているが、これは最初に噴霧が行われるノズル15が最上段のノズル15aであるためである。
【0034】
これにより減温管10に冷却水が接触して当該部分に熱衝撃を与えることが防止できるので、熱疲労により減温管10に割れ等が発生する不都合が防止でき信頼性が向上する。
【0035】
次に、本発明の第3の実施の形態を図を参照して説明する。なお、これまで説明した構成と同一構成に関しては、同一符号を用い説明を適宜省略する。
【0036】
先に説明した、第1及び第2の実施の形態においては、最初に噴霧が行われるノズル15からの冷却水が減温管10に接触しないように、当該ノズル15の位置を変えたり、噴霧管12を傾けて取付けたりした。
【0037】
これに対して、本実施の形態では、減温管10に冷却水が接触した際に当該接触部分で発生する熱疲労により減温管10に割れ等が発生するのを抑制できるように、当該冷却水が接触する管内壁部分を滑面に形成したことを特徴としている。
【0038】
即ち、従来の減温管10における当該冷却水が接触するような箇所は、何ら特別な加工がなされずザラザラとした状態であった。
【0039】
このように管内壁がザラザラしているため、熱衝撃により応力集中が生じて熱疲労が集中し、容易に割れ等が発生し易くなる。
【0040】
これに対して、冷却水の接触する管内壁部分を滑面に形成することで、例え熱衝撃が発生しても応力集中が緩和され、これにより割れ等の発生が抑制できるようになって信頼性が向上する。
【0041】
滑らかにする領域は、図3に示すように、少なくとも冷却水が接触する可能性のある噴射管取付台13より下流側のm領域(管内壁全周)とすることが必要であるが、冷却水の垂れが発生したりする場合等も勘案して、噴霧管12が間に位置するM領域の管内壁全周に行うことが好ましい。
【0042】
そして、減温管10の管内壁を滑らかにする方法として、機械加工やショットブラスト等を用いることが可能である。
【0043】
なお、本実施の形態にかかる構成は、先に述べた第1及び第2の実施の形態にかかる構成と競合するものではなく合わせた構成とすることが可能であり、このような構成にすると減温管10の割れ等の発生をさらに抑制でき、信頼性もさらに向上させることが可能になる。
【0044】
本実施の形態では、M領域は減温管10の全体、即ち溶接線xからyまでの管内壁全週に加工が施されている。下流側のm領域に加工を施す場合も溶接線yまでの管内壁全週に加工が施されている。
【0045】
次に、本発明の第4の実施の形態を図を参照して説明する。なお、これまで説明した構成と同一構成に関しては、同一符号を用い説明を適宜省略する。
【0046】
これまで説明した各実施の形態では、冷却水が減温管10に接触して当該減温管10に割れ等の損傷が発生するのを防止するようにした。
【0047】
これに対して本実施の形態では、割れが発生した場合に高温蒸気が外部に漏れるのを防止するようにして安全性を高めたものである。
【0048】
即ち、図4に示すように、本実施の形態に係る蒸気減温装置1では、減温管10の管外壁に外部保護部材18を取付けている。
【0049】
この外部保護部材18は、冷却水が接触して大きな熱疲労を受ける部分を覆うように設けられて、減温管10に割れが発生しても、高温蒸気が外部に漏れ出るのを防止している。
【0050】
なお、図4においては、外部保護部材18は減温管10を取巻くように円筒状部材から形成されて、当該減温管10に溶接等により固着されているが、図5に示すように半円筒部材であってもよい。
【0051】
次に、本発明の第5の実施の形態を図を参照して説明する。なお、これまで説明した構成と同一構成に関しては、同一符号を用い説明を適宜省略する。
【0052】
先の実施の形態においては、減温管10に割れが発生した場合に、高温蒸気が外部に漏れでないように外部保護部材18を設けた。
【0053】
このような構成にすると減温管10に割れが発生しても高温蒸気が外部に漏れるのを防止できる反面、割れの発生事態を知ることができない不都合がある。
【0054】
減温管10に割れが発生した場合には、減温管10と外部保護部材18との間の隙間で圧力変化、温度変化、湿度変化が発生する。
【0055】
そこで、本実施の形態では図6〜図10に示すように、当該隙間の圧力変化、温度変化、湿度変化、蒸気流量変化の少なくとも1が検出できるように割検出手段21を設けている。
【0056】
これにより、減温管10に割れが発生すると、この減温管10と外部保護部材18との間の隙間の圧力変化等により当該割れが発生したことを検出することが可能となる。
【0057】
なお、図6は、減温管10に割れ発生した場合に、当該減温管10を流れている蒸気が減温管10と外部保護部材18との間の隙間に入り込み、当該隙間の圧力変化、温度変化、湿度変化のうち少なくとも1を検出できるようにした構成である。図7は、これらに加え蒸気流量変化も検出できるようにした構成である。図8は、図6のように隙間の圧力変化、温度変化、湿度変化のうち少なくとも1を検出した祭に、その検出結果を遠隔地で知ることができるようにした構成である。図9は、図7におけるように圧力変化、温度変化、湿度変化、蒸気流量変化のうち少なくとも1を検出した祭に、その検出結果を遠隔地で知ることができるようにした構成である。図10は、隙間の圧力変化、温度変化、湿度変化を適宜離れた位置に設けられた割検出手段21で検出できるようにした構成である。
【0058】
割検出手段21で蒸気流量を検出することにより割れの発生を監視するには、蒸気が割検出手段21を通過して外部に流出する必要がある。
【0059】
しかし、常時流出できるようにしたのでは、外部保護部材18を設けた意味が無くなるので、図7に示すように、割検出手段21の出口側に手動や電動で動作する弁22を設けて、監視時にこの弁22を開くことにより蒸気流量の有無、即ち割れの発生を検出するようにする。
【0060】
このような割検出手段21は、図6や図7に示すように、その場で圧力変化、温度変化、湿度変化、蒸気流量変化が検出できるようにメータ等の表示器を備えたものであっても良く、また図8や図9に示すように割検出手段21を検出部21aと例えば遠隔地の制御室等に設置される表示部21bとにより構成し、検出部21aから表示部21bに検出信号を出力して減温管10の割れを監視できるようにしても良い。
【0061】
さらに、図10に示すように、外部保護部材18と割検出手段21とを小口径配管23により接続した構成とすることも可能である。
【0062】
割検出手段21を検出部21aと表示部21bとにより構成したり、外部保護部材18と割検出手段21とを小口径配管23により接続する構成にすることで、運転中等の時間帯であっても減温管10の割れが監視できると共に、当該減温管10が危険領域に設けられているような場合でも、かかる危険領域に立入ることなく減温管10の割れが監視できるようになって利便性及び安全性が向上する。
【0063】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数のノズル群のうち、最初に噴霧が開始されるノズルの位置が減温管の管軸と一致し、又は当該管軸に近接した位置に設けられて、最上段のノズルから噴霧された冷却水が減温管に接触しないようにしたので、当該減温管に割れ等の損傷が発生するのを低減できるようになり信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の説明に適用される蒸気減温装置の概略構成を示す図である。
【図2】本発明の第2の実施の形態の説明に適用される蒸気減温装置の概略構成を示す図である。
【図3】本発明の第3の実施の形態の説明に適用される蒸気減温装置の概略構成を示す図である。
【図4】本発明の第4の実施の形態の説明に適用される蒸気減温装置の概略構成を示す図である。
【図5】図4に用いられる半円筒部材による外部保護部材の構成を示す断面図である。
【図6】本発明の第5の実施の形態の説明に適用される蒸気減温装置の概略構成を示す図である。
【図7】第5の実施の形態の説明に適用される蒸気減温装置の他の構成の概略構成を示す図である。
【図8】第5の実施の形態の説明に適用される蒸気減温装置の他の構成の概略構成を示す図である。
【図9】第5の実施の形態の説明に適用される蒸気減温装置の他の構成の概略構成を示す図である。
【図10】第5の実施の形態の説明に適用される蒸気減温装置の他の構成の概略構成を示す図である。
【図11】従来の技術の説明に適用される蒸気減温装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
1 蒸気減温装置
10 減温管
12 噴霧管
13 噴霧管取付台
15 ノズル
18 外部保護部材
21 割検出手段
Claims (5)
- 管の先端部分に複数のノズルが管長方向に沿って設けられてなる噴霧管を高温蒸気が流動する減温管の半径方向から挿入されて、前記ノズルから冷却水を噴霧して前記高温蒸気を冷却する蒸気減温装置において、
複数の前記ノズル群のうち、最初に噴霧が開始されるノズルの位置が前記減温管の管軸と一致し、又は当該管軸に近接した位置に設けられていることを特徴とする蒸気減温装置。 - 管の先端部分に複数のノズルが管長方向に沿って設けられてなる噴霧管を高温蒸気が流動する減温管の半径方向から挿入されて、前記ノズルから冷却水を噴霧して前記高温蒸気を冷却する蒸気減温装置において、
前記減温管に、前記噴霧管が挿入されて固定される噴霧管取付台が設けられ、かつ、最初に噴霧が開始された前記ノズルからの冷却水が当該減温管に接触しないように、該噴霧管取付台を該減温管の管軸方向に傾斜して設けたことを特徴とする蒸気減温装置。 - 前記減温管の管内壁のうち、前記ノズルから噴霧された冷却水が接触することのある管内壁が滑らかに形成されていることを特徴とする請求項1又は2記載の蒸気減温装置。
- 前記ノズルから噴霧された冷却水が接触することのある部分の減温管を覆うように外部保護部材を設けたことを特徴とする請求項1乃至3いずれか1項記載の蒸気減温装置。
- 前記外部保護部材で覆われた部分の前記減温管に割れが発生した場合に、該減温管と該外部保護部材との間の圧力変動、温度変動、湿度変動、蒸気流量のうち少なくとも1を検出して、当該減温管の割れを検出する割検出手段を設けたことを特徴とする請求項4項記載の蒸気減温装置。
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JP2014504352A (ja) * | 2010-07-20 | 2014-02-20 | フィッシャー コントロールズ インターナショナル リミテッド ライアビリティー カンパニー | 渦抑制を有する緩熱器 |
CN113701176A (zh) * | 2021-07-12 | 2021-11-26 | 华能国际电力股份有限公司德州电厂 | 基于温度预警的液冷式锅炉蒸汽吹灰器系统 |
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2003
- 2003-01-16 JP JP2003008758A patent/JP2004218985A/ja not_active Withdrawn
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CN113701176B (zh) * | 2021-07-12 | 2024-01-19 | 华能国际电力股份有限公司德州电厂 | 基于温度预警的液冷式锅炉蒸汽吹灰器系统 |
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