JP2007232527A - 気水分離器 - Google Patents

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Abstract

【課題】気水分離器において、気水上昇管内に形成される液膜の厚さを均一化すると共に液膜流のオーバーフローを防止することで気水分離性能の向上を図る。
【解決手段】鉛直部５３と湾曲部５４とを有するライザ５２の内部にスワールベーン５５を固定し、ライザ５２における鉛直部５３の外側にダウンカマバレル５６を設けることで環状のダウンカマー空間５８を画成し、ライザ５２及びダウンカマバレル５６の上方に所定の空間をもってデッキプレート６０を配設し、オリフィス６１とベント６２を形成し、ライザ５２の湾曲部５４とスワールベーン５５との間に位置して、この湾曲部５４の湾曲方向外側に液膜流排出部６３としての複数の水平なスリット６４を形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、気体と液体の２相流を気液に分離する気水分離器に関するものである。
例えば、加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）は、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、炉心全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電するものである。そして、この加圧水型原子炉は、高温高圧の一次冷却水の熱を蒸気発生器を介して二次冷却水に伝え、二次冷却水で水蒸気を発生させるものである。この蒸気発生器は、多数の細い伝熱管の内側を一次冷却水が流れ、外側を流れる二次冷却水に熱を伝えて水蒸気を生成し、この水蒸気によりタービンを回して発電している。
この蒸気発生器は、中空密閉形状をなす胴部内に、その内壁面と所定間隔をもって管群外筒を配設すると共に、この管群外筒内に逆Ｕ字形状をなす複数の伝熱管を配設し、各伝熱管の端部を管板に支持すると共に、中間部を管板から延びるステーロッドにより支持された複数の管支持板により支持して構成され、上部に気水分離器と湿分分離器が配設されている。
従って、胴部の下部に形成された水室を通して複数の伝熱管に一次冷却水が供給される一方、胴部の上部に形成された給水管からこの胴部内に二次冷却水が供給されると、複数の伝熱管内を流れる一次冷却水（熱水）と胴部内を循環する二次冷却水（冷水）との間で熱交換を行われることで、二次冷却水が熱を吸収して水蒸気が生成され、この水蒸気が上昇するときに、気水分離器及び湿分分離器により水と蒸気に分離され、蒸気が胴部の上端部から排出される一方、水は下方に落下する。
従来の気水分離器は、水蒸気が上昇する複数のライザと、このライザの内部に設けられたスワールベーンと、ライザの外側に位置してダウンカマー空間を画成するダウンカマバレルと、ライザ及びダウンカマバレルの上端に所定の空間をもって対向して配設されてオリフィスやベントを有するデッキプレートとから構成されている。
従って、蒸気発生器で生成された蒸気と水の２相流は、各ライザの下端部から導入されて上方に移動し、スワールベーンにより旋回上昇させられ、水はライザの内壁面に付着して液膜流となりながら上昇し、蒸気はライザの上方で旋回しながら上昇する。そして、この蒸気は、主としてオリフィスとベントを通ってデッキプレートの上方へ移送される一方、水はライザの上端部とデッキプレートとの隙間からこのライザの外方に抜け、ダウンカマバレルに流入して流下することとなり、デッキプレートの上へは蒸気のみが流出することとなる。
なお、このような気水分離器としては、下記特許文献１、２に記載されたものがある。
特開２００１−０７９３２３号公報 特開２００１−１８３４８９号公報
ところで、上述した蒸気発生器にあっては、レイアウト上で気水分離器における外周側のライザを湾曲して形成する必要がある。図１１及び図１２は、従来の気水分離器を表す概略図である。従来の気水分離器において、図１１に示すように、水蒸気が上昇するライザ００１は、湾曲部００２の上端部に鉛直部００３が連結されてなり、内部にスワールベーン００４が固定されている。そして、このライザ００１の外側にはダウンカマー空間を画成するダウンカマバレル００５が設けられると共に、ライザ００１及びダウンカマバレル００５の上方に位置してオリフィス００６とベント００７を有するデッキプレート００８が設けられている。
この従来の気水分離器にあっては、蒸気と水の２相流がライザ００１内を上昇するが、このライザ００１の下部に湾曲部００２が設けられているため、２相流の流れに偏りが発生し、２相流の液滴が湾曲部００２における湾曲方向外側に接触してここに液膜が発生してしまう。そして、２相流がスワールベーン００４により旋回上昇させられる間にこの液膜が成長し、ライザ００１の上端部では、湾曲部００２における湾曲方向内側の液膜に対して、湾曲部００２における湾曲方向外側の液膜が厚くなる。
すると、分離された蒸気の旋回流がこの液膜に接触して液滴を多く含んでしまい、そのままデッキプレートの上方へ排出されてしまう。蒸気が多量の液滴を含むと、湿分分離器での処理能力が不足してしまい、適正に分離された良質の蒸気を生成することができないという問題がある。また、ライザ００１の上端部よりダウンカマバレル００５へ流出した水の大部分は、このダウンカマバレル００５を下降するが、一部の液膜が厚くなるために一部の水がオリフィス００６から上方にオーバーフローしてしまったり、ダウンカマバレル００５の外側にオーバーフローしてしまうという問題がある。
更に、図１２示すように、ライザ００１の下部に湾曲部００２が設けられているため、２相流の流速にも偏りが発生し、この２相流の流速の偏りによっても、ライザ００１の上端部にて、湾曲部００２における湾曲方向内側と外側とで液膜の厚さが相違してしまう。そして、オリフィス００６やベント００７から排出される蒸気流速の増加によりキャリーオーバーが増加してしまうという問題がある。
本発明は上述した課題を解決するものであり、気水上昇管内に形成される液膜の厚さを均一化すると共に液膜流のオーバーフローを防止することで気水分離性能の向上を図った気水分離器を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するための請求項１の発明の気水分離器は、下部に湾曲部を有して水と蒸気の２相流が上昇する気水上昇管と、該気水上昇管の内部に設けられた旋回羽根と、前記気水上昇管を囲んで設けられて環状のダウンカマー空間を画成する降水胴と、前記気水上昇管及び前記降水胴の上端に所定の空間をもって対向して配設されると共に前記気水上昇管の上方にオリフィスを有するデッキプレートと、前記気水上昇管の内面に形成される液膜の厚さを調整する液膜調整手段とを具えたことを特徴とするものである。
請求項２の発明の気水分離器では、前記液膜調整手段は、前記気水上昇管における前記湾曲部と前記旋回羽根との間に位置して該湾曲部の湾曲方向外側に形成された液膜流排出部を有することを特徴としている。
請求項３の発明の気水分離器では、前記液膜調整手段は、前記気水上昇管における前記湾曲部と前記旋回羽根との間に位置して該湾曲部の湾曲方向外側に形成された液膜を湾曲方向内側に導く液膜流通路を有することを特徴としている。
請求項４の発明の気水分離器では、前記液膜流通路は、前記気水上昇管の外側に螺旋状に設けられたことを特徴としている。
請求項５の発明の気水分離器では、前記液膜調整手段は、前記気水上昇管における前記旋回羽根の上方に位置して前記湾曲部の湾曲方向外側に形成された液膜流排出部を有することを特徴としている。
請求項６の発明の気水分離器では、前記液膜調整手段は、前記気水上昇管における前記湾曲部と前記旋回羽根との間に設けられて中心部に２相流の通路が形成された抵抗板を有することを特徴としている。
請求項７の発明の気水分離器では、前記液膜調整手段は、前記気水上昇管の上端部に設けられた液膜流排出部を有し、該液膜流排出部は、前記湾曲部の湾曲方向内側の開口面積に対して、外側の開口面積が大きく設定されたことを特徴としている。
請求項８の発明の気水分離器では、前記オリフィスは、前記気水上昇管に対して前記湾曲部の湾曲方向内側に偏心して設けられたことを特徴としている。
請求項９の発明の気水分離器は、下部に湾曲部を有して水と蒸気の２相流が上昇する気水上昇管と、該気水上昇管の内部に設けられた旋回羽根と、前記気水上昇管を囲んで設けられて環状のダウンカマー空間を画成する降水胴と、前記気水上昇管及び前記降水胴の上端に所定の空間をもって対向して配設されると共に前記気水上昇管の上方にオリフィスを有するデッキプレートとを具え、前記オリフィスは、前記気水上昇管に対して前記湾曲部の湾曲方向内側に偏心して設けられたことを特徴とするものである。
請求項１の発明の気水分離器によれば、下部に湾曲部を有して水と蒸気の２相流が上昇する気水上昇管を設け、この気水上昇管の内部に旋回羽根を設け、気水上昇管を囲んで環状のダウンカマー空間を画成する降水胴を設けると共に、気水上昇管及び降水胴の上端に所定の空間をもって対向して気水上昇管の上方にオリフィスを有するデッキプレートを設け、気水上昇管の内面に形成される液膜の厚さを調整する液膜調整手段を設けたので、水と蒸気の２相流は、気水上昇管の下端部から導入されて上方に移動し、旋回羽根により旋回上昇させられ、水は気水上昇管の内面に付着して液膜流となりながら上昇するが、このとき、液膜調整手段により液膜の厚さが調整されながら上昇するため、水がオーバーフローすることなく降水胴のダウンカマー空間に適正に流入して流下する一方、蒸気は気水上昇管の上方で旋回しながら上昇するが、液膜の水分を巻き込むことなくオリフィスを通って適正にデッキプレートの上方へ排出されることとなり、その結果、気水上昇管内に形成される液膜の厚さを均一化すると共に液膜流のオーバーフローを防止することで気水分離性能を向上することができる。
請求項２の発明の気水分離器によれば、液膜調整手段として、気水上昇管における湾曲部と旋回羽根との間に位置して湾曲部の湾曲方向外側に液膜流排出部を形成したので、２相流は気水上昇管内に導入されて上方に移動し、湾曲部の湾曲方向外側に接触してここに液膜が形成されるが、一部の液膜流が液膜流排出部から排出されるため、液膜の厚さが厚くならずに上昇することとなり、水のオーバーフローや蒸気による液膜の水分の巻き込みがなくなり、気水分離性能を向上することができる。
請求項３の発明の気水分離器によれば、液膜調整手段として、気水上昇管における湾曲部と旋回羽根との間に位置して湾曲部の湾曲方向外側に液膜を湾曲方向内側に導く液膜流通路を形成したので、２相流は気水上昇管内に導入されて上方に移動し、湾曲部の湾曲方向外側に接触してここに液膜が形成されるが、一部の液膜流が液膜流通路を通って湾曲方向内側に導かれるため、液膜の厚さが厚くならずに上昇することとなり、水のオーバーフローや蒸気による液膜の水分の巻き込みがなくなり、気水分離性能を向上することができる。
請求項４の発明の気水分離器によれば、液膜流通路を気水上昇管の外側に螺旋状に設けたので、液膜流通路を通る一部の液膜流は、螺旋状に流動して湾曲方向内側に導かれることとなり、２相流に旋回力を付与すると共に、全ての蒸気を上昇させることで、気水分離性能を向上することができる。
請求項５の発明の気水分離器によれば、液膜調整手段として、気水上昇管における旋回羽根の上方に位置して湾曲部の湾曲方向外側に液膜流排出部を形成したので、２相流は気水上昇管内に導入されて上方に移動し、湾曲部の湾曲方向外側に接触してここに液膜が形成され、上昇しながら成長するが、液膜流排出部から一部の液膜流が排出されるため、水のオーバーフローや蒸気による液膜の水分の巻き込みがなくなり、気水分離性能を向上することができる。
請求項６の発明の気水分離器によれば、液膜調整手段として、気水上昇管における湾曲部と旋回羽根との間に中心部に２相流の通路が形成された抵抗板を設けたので、２相流は気水上昇管内に導入されて上方に移動し、湾曲部の湾曲方向外側に接触してここに液膜が形成されるが、抵抗板により液膜流の成長が抑制されるため、液膜の厚さが厚くならずに上昇することとなり、水のオーバーフローや蒸気による液膜の水分の巻き込みがなくなり、気水分離性能を向上することができる。
請求項７の発明の気水分離器によれば、液膜調整手段として、気水上昇管の上端部に液膜流排出部を設け、この液膜流排出部を、湾曲部の湾曲方向内側の開口面積に対して外側の開口面積を大きく設定したので、２相流は気水上昇管内に導入されて上方に移動し、湾曲部の湾曲方向外側に接触してここに液膜が形成され、上昇しながら成長するが、湾曲部の湾曲方向外側にある液膜流排出部の開口面積が大きいために一部の液膜流が排出されることとなり、水のオーバーフローや蒸気による液膜の水分の巻き込みがなくなり、気水分離性能を向上することができる。
請求項８の発明の気水分離器によれば、オリフィスを気水上昇管に対して湾曲部の湾曲方向内側に偏心して設けたので、湾曲部で形成された液膜流が上昇するが、オリフィスが偏心して設けられているため、オリフィスからの水のオーバーフローを防止することができる。
請求項９の発明の気水分離器によれば、下部に湾曲部を有して水と蒸気の２相流が上昇する気水上昇管を設け、この気水上昇管の内部に旋回羽根を設け、気水上昇管を囲んで環状のダウンカマー空間を画成する降水胴を設けると共に、気水上昇管及び降水胴の上端に所定の空間をもって対向して気水上昇管の上方にオリフィスを有するデッキプレートを設け、このオリフィスを気水上昇管に対して湾曲部の湾曲方向内側に偏心して設けたので、水と蒸気の２相流は、気水上昇管の下端部から導入されて上方に移動し、旋回羽根により旋回上昇させられ、水は気水上昇管の内面に付着して液膜流となりながら上昇するが、オリフィスが偏心して設けられているため、水がこのオリフィスからオーバーフローすることなく降水胴のダウンカマー空間に適正に流入して流下することとなり、その結果、気水分離性能を向上することができる。
以下に添付図面を参照して、本発明に係る気水分離器の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
図１は、本発明の実施例１に係る気水分離器の要部概略図、図２は、実施例１の気水分離器におけるライザの側面図、図３は、実施例１の気水分離器を有する蒸気発生器が適用された加圧水型原子炉を有する発電設備の概略構成図、図４は、実施例１の気水分離器を有する蒸気発生器を表す概略構成図、図５は、実施例１の気水分離器の概略図である。
実施例１の原子炉は、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、炉心全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電する加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）である。
即ち、この加圧水型原子炉を有する発電設備において、図３に示すように、原子炉格納容器１１内には、加圧水型原子炉１２及び蒸気発生器１３が格納されており、この加圧水型原子炉１２と蒸気発生器１３とは冷却水配管１４，１５を介して連結されており、冷却水配管１４に加圧器１６が設けられ、冷却水配管１５に冷却水ポンプ１７が設けられている。この場合、減速材及び一次冷却水としてとして軽水を用い、炉心部における一次冷却水の沸騰を抑制するために、一次冷却系統は加圧器１６により１５０〜１６０気圧程度の高い圧力をかけている。従って、加圧水型原子炉１２にて、燃料として低濃縮ウランまたはＭＯＸにより一次冷却水として軽水が加熱され、高温の軽水が加圧器１６により所定の高圧に維持した状態で冷却水配管１４を通して蒸気発生器１３に送られる。この蒸気発生器１３では、高圧高温の軽水と二次冷却水としての水との間で熱交換が行われ、冷やされた軽水は冷却水配管１５を通して加圧水型原子炉１２に戻される。
蒸気発生器１３は、原子炉格納容器１１の外部に設けられたタービン１８及び復水器１９と冷却水配管２０，２１を介して連結されており、冷却水配管２１に給水ポンプ２２が設けられている。また、タービン１８には発電機２３が接続され、復水器１９には冷却水（例えば、海水）を給排する供給管２４及び配水管２５が連結されている。従って、蒸気発生器１３にて、高圧高温の軽水と熱交換を行って生成された蒸気は、冷却水配管２０を通してタービン１８に送られ、この蒸気によりタービン１８を駆動して発電機２３により発電を行う。タービン１８を駆動した蒸気は、復水器１９で冷却された後、冷却水配管２１を通して蒸気発生器１３に戻される。
加圧水型原子炉を有する発電設備における蒸気発生器１３おいて、図４に示すように、胴部３１は、密閉された中空円筒形状をなし、上部に対して下部が若干小径となっている。この胴部３１内には、この胴部３１の内壁面と所定間隔をもって円筒形状をなす管群外筒３２が配設され、下端部が管板３３の近傍まで延設されている。そして、この管群外筒３２は、長手方向における所定間隔離間した位置で、且つ、周方向における所定間隔離間した位置で、複数の支持部材３４により胴部３１に位置決め支持されている。
また、管群外筒３２内には、支持部材３４に対応した高さ位置に複数の管支持板３５が配設されており、管板３３から上方に延設された複数のステーロッド３６によりにより支持されている。そして、この管群外筒３２内には、逆Ｕ字形状をなす複数の伝熱管３７からなる伝熱管群３８が配設されており、各伝熱管３７の端部は管板３３に拡管して支持されると共に、中間部が複数の管支持板３５により支持されている。この場合、管支持板３５には多数の貫通孔（図示略）が形成されており、各伝熱管３７がこの貫通孔内に非接触状態で貫通している。
胴部３１の下端部には、水室３９が固定されており、内部が隔壁４０により入室４１及び出室４２により区画されると共に、入口ノズル４３及び出口ノズル４４が形成され、各伝熱管３７の一端部が入室４１に連通し、他端部が出室４２に連通している。なお、この入口ノズル４３には上述した冷却水配管１４が連結される一方、出口ノズル４４には冷却水配管１５が連結されている。
胴部３１の上部には、給水を蒸気と熱水とに分離する気水分離器４５と、この分離された蒸気の湿分を除去して乾き蒸気に近い状態とする湿分分離器４６が設けられている。また、胴部３１にて、伝熱管群３８と気水分離器４５との間には、胴部３１内に二次冷却水の給水を行う給水管４７が挿入される一方、天井部には蒸気排出口４８が形成されている。そして、胴部３１内には、給水管４７からこの胴部３１内に給水された二次冷却水を、胴部３１と管群外筒３２との間を流下して管板３３にて上方に循環し、伝熱管群３８内を上昇するときに各伝熱管３７内を流れる熱水（一次冷却水）との間で熱交換を行う給水路４９が設けられている。なお、給水管４７には上述した冷却水配管２１が連結される一方、蒸気排出口４８には冷却水配管２０が連結されている。
従って、加圧水型原子炉１２で加熱された一次冷却水が冷却水配管１４を通して蒸気発生器１３の入室４１に送られ、多数の伝熱管４７内を通って循環して出室４２に至る。一方、復水器１９で冷却された二次冷却水が冷却水配管２１を通して蒸気発生器１３の給水管４７に送られ、胴部３１内の給水路４９を通って伝熱管４７内を流れる熱水（一次冷却水）と熱交換を行う。即ち、胴部３１内で、高圧高温の一次冷却水と二次冷却水との間で熱交換が行われ、冷やされた一次冷却水は出室４２から冷却水配管１５を通して加圧水型原子炉１２に戻される。一方、高圧高温の一次冷却水と熱交換を行った二次冷却水は、胴部３１内を上昇し、気水分離器４５で蒸気と熱水とに分離され、湿分分離器４６でこの蒸気の湿分を除去してから、冷却水配管２０を通してタービン１８に送られる。
このように構成された蒸気発生器１３の気水分離器４５にて、図５に示すように、管群外筒３２の上部には、中央部に位置して鉛直形状をなす複数のライザ(気水上昇管)５１と、外周部に位置して湾曲形状をなすライザ(気水上昇管)５２が設けられている。即ち、管群外筒３２の外周部に位置するライザ５２と胴部３１との間には、製作時に作業者が溶接作業などを行うための作業空間が必要であり、この管群外筒３２の外周部に位置するライザ５２の下端部を湾曲形状とする必要がある。
ところが、湾曲形状のライザ５２を有する気水分離器にあっては、蒸気と熱水の２相流がライザ５２内を上昇するとき、２相流の流れに偏りが生じて液滴が湾曲部の内面に接触してここに比較的厚い液膜が発生し、２相流が旋回しながら上昇するときにこの液膜が成長し、ライザ５２の上端部で液膜の厚さに偏りが生じる。すると、分離された蒸気の旋回流がこの液膜に接触して液滴を多く含んでしまい、気水分離性能が低下してしまう。また、ライザ５２の上端部での液膜が厚くなるため、一部の熱水が蒸気と共に上方にオーバーフローしてしまう。
そこで、本実施例では、蒸気と熱水の２相流が導入されるライザ５２に、その内面に形成される液膜の厚さを調整する液膜調整手段を設けている。
即ち、本実施例の気水分離器４５において、図１及び図５に示すように、ライザ５２は、鉛直部５３の下部に湾曲部５４が溶接などにより一体に連結されて構成され、その下端部が管群外筒３２に連結されることで、湾曲部５４の下方から蒸気と熱水の２相流が導入可能となっている。ライザ５２は、鉛直部５３の内部にスワールベーン（旋回羽根）５５が固定されており、２相流に旋回力を付与することができる。そして、ライザ５２における鉛直部５３の外側には、このライザ５２を取り囲むようにダウンカマバレル（降水胴）５６が設けられ、ステイ５７により管群外筒３２に支持されることで、ライザ５２とダウンカマバレル５６との間に環状のダウンカマー空間５８が画成されている。
また、ライザ５２及びダウンカマバレル５６の上方には、所定の空間をもってデッキプレート６０が配設され、外周部が管群外筒３２に固定されている。このデッキプレート６０には、ライザ５２の上方に対向してオリフィス６１が形成されると共に、このオリフィス６１に隣接して複数のベント６２が形成されている。
そして、ライザ５２には、湾曲部５４とスワールベーン５５との間に位置して、液膜調整手段として、湾曲部５４の湾曲方向外側における鉛直部５３に液膜流排出部６３が形成されている。本実施例では、図２に詳細に示すように、この液膜流排出部６３としての複数のスリット６４が、鉛直部５３の下端部に水平をなして形成されている。
ここで、上述のように構成された本実施例の気水分離器４５の作用について説明する。
蒸気と熱水との２相流は、ライザ５２の下部から導入されて上昇し、スワールベーン５５によって旋回力を受けて上昇し、質量差に応じた旋回半径の違いにより熱水を主成分とする流体と、蒸気を主成分とする流体とに分離される。そして、質量の軽い蒸気を主成分とする流体は、ライザ５２の中心軸付近を中心とした小さな旋回半径でライザ５２内を旋回上昇し、オリフィス５１やベント６２を通してデッキプレート６０の上方へと排出される。一方、質量の重い熱水を主成分とする流体は、蒸気を主成分とする流体よりも大きな旋回半径でライザ５２内を旋回しながら上昇し、ライザ５２とデッキプレート６０との間の隙間からダウンカマバレル５６のダウンカマー空間５８に導入される。
このとき、蒸気と熱水の２相流は、ライザ５２の湾曲部５４に導入されることで、この湾曲部５４における湾曲方向外側の内面に接触してここに液膜が形成されるが、その上部にスリット６４が形成されており、一部の液膜流がこのスリット６４から外部に排出されるため、液膜の厚さが厚くなることはない。即ち、ライザ５２の内面に液膜が形成されるものの、複数のスリット６４から構成される液膜流排出部６３により周方向における液膜の厚さが調整されて均一となりながら上昇することとなり、オリフィス６１から熱水がオーバーフローすることなく、ダウンカマバレル５６のダウンカマー空間５８に適正に流入して流下する。一方、蒸気はライザ５２の上方で旋回しながら上昇するが、液膜に偏りがないため、水分を巻き込むことなくオリフィス６１を通って適正にデッキプレート６０の上方へ排出される。
このように実施例１の蒸気発生器にあっては、鉛直部５３と湾曲部５４とを有するライザ５２の内部にスワールベーン５５を固定し、ライザ５２における鉛直部５３の外側にダウンカマバレル５６を設けることで環状のダウンカマー空間５８を画成し、ライザ５２及びダウンカマバレル５６の上方に所定の空間をもってデッキプレート６０を配設し、オリフィス６１とベント６２を形成し、ライザ５２の湾曲部５４とスワールベーン５５との間に位置して、この湾曲部５４の湾曲方向外側における鉛直部５３に液膜流排出部６３としての複数の水平なスリット６４を形成している。
従って、ライザ５２に導入された蒸気と熱水の２相流は、湾曲部５４における湾曲方向外側の内面に接触してここに液膜が形成されるが、一部の液膜流が液膜流排出部６３のスリット６４から外部に排出されるため、周方向における液膜の厚さが調整されて均一となり、オリフィス６１から熱水がオーバーフローすることなく、ダウンカマバレル５６のダウンカマー空間５８に適正に流入して流下することができる一方、蒸気はライザ５２の上方で旋回しながら上昇するが、液膜に偏りがないために水分を巻き込むことなくオリフィス６１を通って適正にデッキプレート６０の上方へ排出することができ、その結果、気水分離性能を向上することができる。
また、本実施例では、本発明の液膜調整手段を、湾曲部５４の湾曲方向外側に液膜流排出部６３として複数の水平なスリット６４を形成して構成している。従って、簡単な構成で湾曲部５４の湾曲方向外側の内面に形成される液膜の厚さを調整することができる。
なお、上述の実施例では、液膜調整手段としての液膜流排出部６３を複数の水平なスリット６４により構成したが、複数の丸孔であってもよい。
図６は、本発明の実施例２に係る気水分離器の要部概略図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
実施例２の気水分離器４５において、図６に示すように、ライザ５２は鉛直部５３の下部に湾曲部５４が一体に連結されて構成され、湾曲部５４の下方から蒸気と熱水の２相流が導入可能となっており、鉛直部５３の内部にスワールベーン５５が固定されている。そして、ライザ５２における鉛直部５３を取り囲むようにダウンカマバレル５６が設けられることで、ライザ５２とダウンカマバレル５６との間に環状のダウンカマー空間５８が画成されている。また、ライザ５２及びダウンカマバレル５６の上方には、所定の空間をもってデッキプレート６０が配設され、オリフィス６１及びベント６２が形成されている。
そして、ライザ５２には、湾曲部５４とスワールベーン５５との間に位置して、液膜調整手段として、湾曲部５４の湾曲方向外側における鉛直部５３の液膜を湾曲方向内側に導く液膜流通路７１が形成されている。本実施例にて、この液膜流通路７１は、鉛直部５３の外側に湾曲部５４の湾曲方向外側と湾曲方向内側とを連結するように固定された螺旋状をなすカバー７２と、このカバー７２内の空間とライザ５２の内部を連通する複数の下部スリット７３及び複数の上部スリット７４とにより構成されている。
ここで、上述のように構成された本実施例の気水分離器４５の作用について説明する。
蒸気と熱水との２相流は、ライザ５２の下部から導入されて上昇し、スワールベーン５５によって旋回力を受けて上昇し、質量差に応じた旋回半径の違いにより熱水を主成分とする流体と、蒸気を主成分とする流体とに分離される。そして、質量の軽い蒸気を主成分とする流体は、ライザ５２の中心軸付近を中心とした小さな旋回半径でライザ５２内を旋回上昇し、オリフィス５１やベント６２を通してデッキプレート６０の上方へと排出される。一方、質量の重い熱水を主成分とする流体は、蒸気を主成分とする流体よりも大きな旋回半径でライザ５２内を旋回しながら上昇し、ライザ５２とデッキプレート６０との間の隙間からダウンカマバレル５６のダウンカマー空間５８に導入される。
このとき、蒸気と熱水の２相流は、ライザ５２の湾曲部５４に導入されることで、この湾曲部５４における湾曲方向外側の内面に接触してここに液膜が形成されるが、その上部に湾曲方向外側から湾曲方向内側に至る液膜流通路７１が形成されており、一部の液膜流が下部スリット７３からカバー７２内に入り、上部スリット７４からライザ５２内に戻されるため、鉛直部５３における湾曲方向外側の液膜の厚さが厚くなることはない。即ち、ライザ５２の内面に液膜が形成されるものの、液膜流通路７１により湾曲方向外側にある液膜流の一部が湾曲方向内側に流動することで、周方向における液膜の厚さが調整されて均一となりながら上昇することとなり、オリフィス６１から熱水がオーバーフローすることなく、ダウンカマバレル５６のダウンカマー空間５８に適正に流入して流下する。一方、蒸気はライザ５２の上方で旋回しながら上昇するが、液膜に偏りがないため、水分を巻き込むことなくオリフィス６１を通って適正にデッキプレート６０の上方へ排出される。
このように実施例２の蒸気発生器にあっては、鉛直部５３と湾曲部５４とを有するライザ５２の内部にスワールベーン５５を固定し、ライザ５２における鉛直部５３の外側にダウンカマバレル５６を設けることで環状のダウンカマー空間５８を画成し、ライザ５２及びダウンカマバレル５６の上方に所定の空間をもってデッキプレート６０を配設し、オリフィス６１とベント６２を形成し、ライザ５２の湾曲部５４とスワールベーン５５との間に位置して、湾曲部５４の湾曲方向外側における鉛直部５３の液膜を湾曲方向内側に導く液膜流通路７１を形成している。
従って、ライザ５２に導入された蒸気と熱水の２相流は、湾曲部５４における湾曲方向外側の内面に接触してここに液膜が形成されるが、一部の液膜流が液膜流通路７１を通って湾曲方向内側に流動するため、周方向における液膜の厚さが調整されて均一となり、オリフィス６１から熱水がオーバーフローすることなく、ダウンカマバレル５６のダウンカマー空間５８に適正に流入して流下することができる一方、蒸気はライザ５２の上方で旋回しながら上昇するが、液膜に偏りがないために水分を巻き込むことなくオリフィス６１を通って適正にデッキプレート６０の上方へ排出することができ、その結果、気水分離性能を向上することができる。
また、本実施例では、本発明の液膜調整手段を、湾曲部５４の湾曲方向外側における鉛直部５３の液膜を湾曲方向内側に導く液膜流通路７１とし、この液膜流通路７１を、鉛直部５３の外側に湾曲部５４の湾曲方向外側と湾曲方向内側とを連結するように固定された螺旋状をなすカバー７２と、このカバー７２内の空間とライザ５２の内部を連通する複数の下部スリット７３及び複数の上部スリット７４とにより構成している。従って、簡単な構成で湾曲部５４の湾曲方向外側の内面に形成される液膜の厚さを調整することができると共に、ライザ５２内を上昇する２相流の蒸気を外部に排出することはなく、気水分離処理の効率化を図ることができる。
図７は、本発明の実施例３に係る気水分離器の要部概略図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
実施例３の気水分離器４５において、図７に示すように、ライザ５２は鉛直部５３の下部に湾曲部５４が一体に連結されて構成され、湾曲部５４の下方から蒸気と熱水の２相流が導入可能となっており、鉛直部５３の内部にスワールベーン５５が固定されている。そして、ライザ５２における鉛直部５３を取り囲むようにダウンカマバレル５６が設けられることで、ライザ５２とダウンカマバレル５６との間に環状のダウンカマー空間５８が画成されている。また、ライザ５２及びダウンカマバレル５６の上方には、所定の空間をもってデッキプレート６０が配設され、オリフィス６１及びベント６２が形成されている。
そして、ライザ５２には、スワールベーン５５の上方に位置して、液膜調整手段として、湾曲部５４の湾曲方向外側における鉛直部５３に液膜流排出部８１が形成されている。本実施例では、この液膜流排出部８１としての複数のスリット８２が、鉛直部５３の上端部に水平をなして形成されている。
ここで、上述のように構成された本実施例の気水分離器４５の作用について説明する。
蒸気と熱水との２相流は、ライザ５２の下部から導入されて上昇し、スワールベーン５５によって旋回力を受けて上昇し、質量差に応じた旋回半径の違いにより熱水を主成分とする流体と、蒸気を主成分とする流体とに分離される。そして、質量の軽い蒸気を主成分とする流体は、ライザ５２の中心軸付近を中心とした小さな旋回半径でライザ５２内を旋回上昇し、オリフィス５１やベント６２を通してデッキプレート６０の上方へと排出される。一方、質量の重い熱水を主成分とする流体は、蒸気を主成分とする流体よりも大きな旋回半径でライザ５２内を旋回しながら上昇し、ライザ５２とデッキプレート６０との間の隙間からダウンカマバレル５６のダウンカマー空間５８に導入される。
このとき、蒸気と熱水の２相流は、ライザ５２の湾曲部５４に導入されることで、この湾曲部５４における湾曲方向外側の内面に接触してここに液膜が形成され、スワールベーン５５によって旋回力を受けた後もこの液膜厚さが成長して上昇するが、鉛直部５３の上部にスリット８２が形成されており、一部の液膜流がこのスリット８２から外部に排出されるため、液膜の厚さが厚くなることはない。即ち、ライザ５２の内面に液膜が形成されるものの、複数のスリット８２から構成される液膜流排出部８１により鉛直部５３の上部における周方向の液膜の厚さが調整されて均一となり、オリフィス６１から熱水がオーバーフローすることなく、ダウンカマバレル５６のダウンカマー空間５８に適正に流入して流下する。一方、蒸気はライザ５２の上方で旋回しながら上昇するが、液膜に偏りがないため、水分を巻き込むことなくオリフィス６１を通って適正にデッキプレート６０の上方へ排出される。
このように実施例３の蒸気発生器にあっては、鉛直部５３と湾曲部５４とを有するライザ５２の内部にスワールベーン５５を固定し、ライザ５２における鉛直部５３の外側にダウンカマバレル５６を設けることで環状のダウンカマー空間５８を画成し、ライザ５２及びダウンカマバレル５６の上方に所定の空間をもってデッキプレート６０を配設し、オリフィス６１とベント６２を形成し、ライザ５２におけるスワールベーン５５の上方に位置して、湾曲部５４の湾曲方向外側における鉛直部５３の上部に液膜流排出部８１としての複数の水平なスリット８１を形成している。
従って、ライザ５２に導入された蒸気と熱水の２相流は、湾曲部５４における湾曲方向外側の内面に接触してここに液膜が形成され、この液膜が成長しながら鉛直部５３まで上昇するが、一部の液膜流が液膜流排出部８１のスリット８２から外部に排出されるため、ライザ５２の上端部における周方向の液膜の厚さが調整されて均一となり、オリフィス６１から熱水がオーバーフローすることなく、ダウンカマバレル５６のダウンカマー空間５８に適正に流入して流下することができる一方、蒸気はライザ５２の上方で旋回しながら上昇するが、液膜に偏りがないために水分を巻き込むことなくオリフィス６１を通って適正にデッキプレート６０の上方へ排出することができ、その結果、気水分離性能を向上することができる。
また、本実施例では、本発明の液膜調整手段を、鉛直部５３における湾曲部５４の湾曲方向外側に液膜流排出部８１として複数の水平なスリット８２を形成して構成している。従って、簡単な構成で鉛直部５３の湾曲方向外側の内面に形成される液膜の厚さを調整することができる。
なお、上述の実施例では、液膜調整手段としての液膜流排出部８１を複数の水平なスリット８２により構成したが、複数の丸孔であってもよい。
図８は、本発明の実施例４に係る気水分離器の要部概略図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
実施例４の気水分離器４５において、図８に示すように、ライザ５２は鉛直部５３の下部に湾曲部５４が一体に連結されて構成され、湾曲部５４の下方から蒸気と熱水の２相流が導入可能となっており、鉛直部５３の内部にスワールベーン５５が固定されている。そして、ライザ５２における鉛直部５３を取り囲むようにダウンカマバレル５６が設けられることで、ライザ５２とダウンカマバレル５６との間に環状のダウンカマー空間５８が画成されている。また、ライザ５２及びダウンカマバレル５６の上方には、所定の空間をもってデッキプレート６０が配設され、オリフィス６１及びベント６２が形成されている。
そして、ライザ５２には、湾曲部５４とスワールベーン５５との間に位置して、液膜調整手段として、中心部に２相流の通路９１が形成された抵抗板９２が固定されている。
ここで、上述のように構成された本実施例の気水分離器４５の作用について説明する。
蒸気と熱水との２相流は、ライザ５２の下部から導入されて上昇し、スワールベーン５５によって旋回力を受けて上昇し、質量差に応じた旋回半径の違いにより熱水を主成分とする流体と、蒸気を主成分とする流体とに分離される。そして、質量の軽い蒸気を主成分とする流体は、ライザ５２の中心軸付近を中心とした小さな旋回半径でライザ５２内を旋回上昇し、オリフィス５１やベント６２を通してデッキプレート６０の上方へと排出される。一方、質量の重い熱水を主成分とする流体は、蒸気を主成分とする流体よりも大きな旋回半径でライザ５２内を旋回しながら上昇し、ライザ５２とデッキプレート６０との間の隙間からダウンカマバレル５６のダウンカマー空間５８に導入される。
このとき、蒸気と熱水の２相流は、ライザ５２の湾曲部５４に導入されることで、この湾曲部５４における湾曲方向外側の内面に接触してここに液膜が形成されるが、その上部に抵抗板９２が固定されており、この液膜の成長が抑制されて液膜の厚さが厚くなることはない。即ち、ライザ５２の内面に液膜が形成されるものの、抵抗板９２によりその上昇が阻止され、ライザ５２の鉛直部５３における周方向の液膜の厚さが調整されて均一となり、オリフィス６１から熱水がオーバーフローすることなく、ダウンカマバレル５６のダウンカマー空間５８に適正に流入して流下する。一方、蒸気はライザ５２の上方で旋回しながら上昇するが、液膜に偏りがないため、水分を巻き込むことなくオリフィス６１を通って適正にデッキプレート６０の上方へ排出される。
このように実施例４の蒸気発生器にあっては、鉛直部５３と湾曲部５４とを有するライザ５２の内部にスワールベーン５５を固定し、ライザ５２における鉛直部５３の外側にダウンカマバレル５６を設けることで環状のダウンカマー空間５８を画成し、ライザ５２及びダウンカマバレル５６の上方に所定の空間をもってデッキプレート６０を配設し、オリフィス６１とベント６２を形成し、ライザ５２の湾曲部５４とスワールベーン５５との間に位置して、中心部に２相流の通路９１が形成された抵抗板９２が固定している。
従って、ライザ５２に導入された蒸気と熱水の２相流は、湾曲部５４における湾曲方向外側の内面に接触してここに液膜が形成されるが、抵抗板９２によりその上昇が阻止され、ライザ５２の鉛直部５３における周方向の液膜の厚さが調整されて均一となり、オリフィス６１から熱水がオーバーフローすることなく、ダウンカマバレル５６のダウンカマー空間５８に適正に流入して流下することができる一方、蒸気はライザ５２の上方で旋回しながら上昇するが、液膜に偏りがないために水分を巻き込むことなくオリフィス６１を通って適正にデッキプレート６０の上方へ排出することができ、その結果、気水分離性能を向上することができる。
また、本実施例では、本発明の液膜調整手段を、２相流の通路９１が形成された抵抗板９２により構成している。従って、簡単な構成で湾曲部５４の湾曲方向外側の内面に形成される液膜の厚さを調整することができると共に、ライザ５２内を上昇する２相流の蒸気を外部に排出することはなく、気水分離処理の効率化を図ることができる。
図９は、本発明の実施例５に係る気水分離器の要部概略図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
実施例５の気水分離器４５において、図９に示すように、ライザ５２は鉛直部５３の下部に湾曲部５４が一体に連結されて構成され、湾曲部５４の下方から蒸気と熱水の２相流が導入可能となっており、鉛直部５３の内部にスワールベーン５５が固定されている。そして、ライザ５２における鉛直部５３を取り囲むようにダウンカマバレル５６が設けられることで、ライザ５２とダウンカマバレル５６との間に環状のダウンカマー空間５８が画成されている。また、ライザ５２及びダウンカマバレル５６の上方には、所定の空間をもってデッキプレート６０が配設され、オリフィス６１及びベント６２が形成されている。
そして、ライザ５２には、スワールベーン５５の上方に位置して、液膜調整手段として、液膜流排出部１０１，１０２が形成されており、湾曲部５４の湾曲方向内側に位置する液膜流排出部１０１の開口面積に対して、湾曲部５４の湾曲方向外側に位置する液膜流排出部１０２の開口面積を大きく設定している。本実施例では、この液膜流排出部１０１，１０２を、鉛直部５３の上端部に水平をなして形成された複数のスリット１０３，１０４とし、液膜流排出部１０１のスリット１０３を５本とし、液膜流排出部１０２のスリット１０４を３本としている。
ここで、上述のように構成された本実施例の気水分離器４５の作用について説明する。
蒸気と熱水との２相流は、ライザ５２の下部から導入されて上昇し、スワールベーン５５によって旋回力を受けて上昇し、質量差に応じた旋回半径の違いにより熱水を主成分とする流体と、蒸気を主成分とする流体とに分離される。そして、質量の軽い蒸気を主成分とする流体は、ライザ５２の中心軸付近を中心とした小さな旋回半径でライザ５２内を旋回上昇し、オリフィス５１やベント６２を通してデッキプレート６０の上方へと排出される。一方、質量の重い熱水を主成分とする流体は、蒸気を主成分とする流体よりも大きな旋回半径でライザ５２内を旋回しながら上昇し、ライザ５２とデッキプレート６０との間の隙間からダウンカマバレル５６のダウンカマー空間５８に導入される。
このとき、蒸気と熱水の２相流は、ライザ５２の湾曲部５４に導入されることで、この湾曲部５４における湾曲方向外側の内面に接触してここに液膜が形成され、スワールベーン５５によって旋回力を受けた後もこの液膜厚さが成長して上昇するが、鉛直部５３の上部にスリット１０３が形成されており、一部の液膜流がこのスリット１０３から外部に排出されるため、液膜の厚さが厚くなることはない。即ち、ライザ５２の内面に液膜が形成されるものの、鉛直部５３の上部には、液膜流排出部１０１，１０２としてのスリット１０３，１０４が形成され、湾曲方向内側に位置する液膜流排出部１０１の開口面積に対して湾曲方向外側に位置する液膜流排出部１０２の開口面積が大きく設定されており、湾曲方向内側に形成された薄い液膜流の一部がスリット１０４から排出され、湾曲方向外側に形成された厚い液膜流の大部分がスリット１０３から排出されることとなる。そのため、鉛直部５３の上部における周方向の液膜の厚さが調整されて均一となり、オリフィス６１から熱水がオーバーフローすることなく、ダウンカマバレル５６のダウンカマー空間５８に適正に流入して流下する一方、蒸気はライザ５２の上方で旋回しながら上昇するが、液膜に偏りがないため、水分を巻き込むことなくオリフィス６１を通って適正にデッキプレート６０の上方へ排出される。
このように実施例５の蒸気発生器にあっては、鉛直部５３と湾曲部５４とを有するライザ５２の内部にスワールベーン５５を固定し、ライザ５２における鉛直部５３の外側にダウンカマバレル５６を設けることで環状のダウンカマー空間５８を画成し、ライザ５２及びダウンカマバレル５６の上方に所定の空間をもってデッキプレート６０を配設し、オリフィス６１とベント６２を形成し、ライザ５２におけるスワールベーン５５の上方に位置して、液膜流排出部１０１，１０２としてのスリット１０３，１０４を形成し、湾曲部５４の湾曲方向内側に位置する液膜流排出部１０１の開口面積に対して、湾曲部５４の湾曲方向外側に位置する液膜流排出部１０２の開口面積を大きく設定している。
従って、ライザ５２に導入された蒸気と熱水の２相流は、湾曲部５４における湾曲方向外側の内面に接触してここに液膜が形成され、この液膜が成長しながら鉛直部５３まで上昇するが、湾曲方向外側に形成された厚い液膜流の大部分がスリット１０３から排出されるため、ライザ５２の上端部における周方向の液膜の厚さが調整されて均一となり、オリフィス６１から熱水がオーバーフローすることなく、ダウンカマバレル５６のダウンカマー空間５８に適正に流入して流下することができる一方、蒸気はライザ５２の上方で旋回しながら上昇するが、液膜に偏りがないために水分を巻き込むことなくオリフィス６１を通って適正にデッキプレート６０の上方へ排出することができ、その結果、気水分離性能を向上することができる。
図１０は、本発明の実施例６に係る気水分離器の要部概略図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
実施例６の気水分離器４５において、図９に示すように、ライザ５２は鉛直部５３の下部に湾曲部５４が一体に連結されて構成され、湾曲部５４の下方から蒸気と熱水の２相流が導入可能となっており、鉛直部５３の内部にスワールベーン５５が固定されている。そして、ライザ５２における鉛直部５３を取り囲むようにダウンカマバレル５６が設けられることで、ライザ５２とダウンカマバレル５６との間に環状のダウンカマー空間５８が画成されている。また、ライザ５２及びダウンカマバレル５６の上方には、所定の空間をもってデッキプレート６０が配設され、オリフィス６１及びベント６２が形成されている。
そして、このオリフィス６１の中心Ｏ2は、ライザ５２の中心Ｏ1に対して湾曲部５４の湾曲方向内側に所定量ｄだけ偏心して設けられている。
ここで、上述のように構成された本実施例の気水分離器４５の作用について説明する。
蒸気と熱水との２相流は、ライザ５２の下部から導入されて上昇し、スワールベーン５５によって旋回力を受けて上昇し、質量差に応じた旋回半径の違いにより熱水を主成分とする流体と、蒸気を主成分とする流体とに分離される。そして、質量の軽い蒸気を主成分とする流体は、ライザ５２の中心軸付近を中心とした小さな旋回半径でライザ５２内を旋回上昇し、オリフィス５１やベント６２を通してデッキプレート６０の上方へと排出される。一方、質量の重い熱水を主成分とする流体は、蒸気を主成分とする流体よりも大きな旋回半径でライザ５２内を旋回しながら上昇し、ライザ５２とデッキプレート６０との間の隙間からダウンカマバレル５６のダウンカマー空間５８に導入される。
このとき、蒸気と熱水の２相流は、ライザ５２の湾曲部５４に導入されることで、この湾曲部５４における湾曲方向外側の内面に接触してここに液膜が形成され、スワールベーン５５によって旋回力を受けた後もこの液膜厚さが成長して上昇するが、ライザ５２に対してオリフィス６１が湾曲方向内側に偏心しており、液膜流がオリフィス６１からオーバーフローすることはない。即ち、ライザ５２の内面に液膜が形成され、スワールベーン５５の上方まで成長するものの、ライザ５２における湾曲方向外側に形成される厚い液膜に対してデッキプレート６０が位置しているため、この液膜流はオリフィス６１からオーバーフローせずにデッキプレート６０に案内されてダウンカマバレル５６のダウンカマー空間５８に導入されることとなる。
このように実施例６の蒸気発生器にあっては、鉛直部５３と湾曲部５４とを有するライザ５２の内部にスワールベーン５５を固定し、ライザ５２における鉛直部５３の外側にダウンカマバレル５６を設けることで環状のダウンカマー空間５８を画成し、ライザ５２及びダウンカマバレル５６の上方に所定の空間をもってデッキプレート６０を配設し、オリフィス６１をライザ５２に対して湾曲部５４の湾曲方向内側に偏心して設けている。
従って、ライザ５２に導入された蒸気と熱水の２相流は、湾曲部５４における湾曲方向外側の内面に接触してここに液膜が形成され、この液膜が成長しながら鉛直部５３まで上昇するが、ライザ５２に対してオリフィスがずれて形成され、湾曲方向外側に形成された厚い液膜はデッキプレート６０に案内されてダウンカマバレル５６のダウンカマー空間５８に導入されることとなり、オリフィス６１からの熱水のオーバーフローを防止することができる。
なお、この実施例６では、オリフィス６１をライザ５２に対して湾曲部５４の湾曲方向内側に偏心して設けたが、この構成を上述した実施例１〜５に適用してもよい。
また、上述した各実施例では、本発明の気水分離器を加圧水型原子炉の蒸気発生器内に設けられた気水分離器に適用して説明したが、この分野に限定されるものではなく、他の分野に用いられる気水分離器に適用してもよい。
本発明に係る気水分離器は、気水上昇管内に形成される液膜の厚さを均一化すると共に液膜流のオーバーフローを防止することで気水分離性能の向上を図るものであり、いずれの種類の気水分離器にも適用することができる。
本発明の実施例１に係る気水分離器の要部概略図である。 実施例１の気水分離器におけるライザの側面図である。 実施例１の気水分離器を有する蒸気発生器が適用された加圧水型原子炉を有する発電設備の概略構成図である。 実施例１の気水分離器を有する蒸気発生器を表す概略構成図である。 実施例１の気水分離器の概略図である。 本発明の実施例２に係る気水分離器の要部概略図である。 本発明の実施例３に係る気水分離器の要部概略図である。 本発明の実施例４に係る気水分離器の要部概略図である。 本発明の実施例５に係る気水分離器の要部概略図である。 本発明の実施例６に係る気水分離器の要部概略図である。 従来の気水分離器を表す概略図である。 従来の気水分離器を表す概略図である。
符号の説明
１３ 蒸気発生器
３１ 胴部
３２ 管群外筒
３７ 伝熱管
３８ 伝熱管群
４５ 気水分離器
４６ 湿分分離器
４７ 給水管
５１，５２ ライザ（気水上昇管）
５３ 鉛直部
５４ 湾曲部
５５ スワールベーン
５６ ダウンカマバレル（降水胴）
５８ ダウンカマー空間
６０ デッキプレート
６１ オリフィス
６２ ベント
６３，８１，１０１，１０２ 液膜流排出部(液膜調整手段)
６４，７３，７４，８２，１０３，１０４ スリット
７１ 液膜流通路(液膜調整手段)
７２ カバー
９２ 抵抗板(液膜調整手段)

Claims (9)

  1. 下部に湾曲部を有して水と蒸気の２相流が上昇する気水上昇管と、該気水上昇管の内部に設けられた旋回羽根と、前記気水上昇管を囲んで設けられて環状のダウンカマー空間を画成する降水胴と、前記気水上昇管及び前記降水胴の上端に所定の空間をもって対向して配設されると共に前記気水上昇管の上方にオリフィスを有するデッキプレートと、前記気水上昇管の内面に形成される液膜の厚さを調整する液膜調整手段とを具えたことを特徴とする気水分離器。
  2. 請求項１に記載の気水分離器において、前記液膜調整手段は、前記気水上昇管における前記湾曲部と前記旋回羽根との間に位置して該湾曲部の湾曲方向外側に形成された液膜流排出部を有することを特徴とする気水分離器。
  3. 請求項１に記載の気水分離器において、前記液膜調整手段は、前記気水上昇管における前記湾曲部と前記旋回羽根との間に位置して該湾曲部の湾曲方向外側に形成された液膜を湾曲方向内側に導く液膜流通路を有することを特徴とする気水分離器。
  4. 請求項３に記載の気水分離器において、前記液膜流通路は、前記気水上昇管の外側に螺旋状に設けられたことを特徴とする気水分離器。
  5. 請求項１に記載の気水分離器において、前記液膜調整手段は、前記気水上昇管における前記旋回羽根の上方に位置して前記湾曲部の湾曲方向外側に形成された液膜流排出部を有することを特徴とする気水分離器。
  6. 請求項１に記載の気水分離器において、前記液膜調整手段は、前記気水上昇管における前記湾曲部と前記旋回羽根との間に設けられて中心部に２相流の通路が形成された抵抗板を有することを特徴とする気水分離器。
  7. 請求項１に記載の気水分離器において、前記液膜調整手段は、前記気水上昇管の上端部に設けられた液膜流排出部を有し、該液膜流排出部は、前記湾曲部の湾曲方向内側の開口面積に対して、外側の開口面積が大きく設定されたことを特徴とする気水分離器。
  8. 請求項１から７のいずれか一つに記載の気水分離器において、前記オリフィスは、前記気水上昇管に対して前記湾曲部の湾曲方向内側に偏心して設けられたことを特徴とする気水分離器。
  9. 下部に湾曲部を有して水と蒸気の２相流が上昇する気水上昇管と、該気水上昇管の内部に設けられた旋回羽根と、前記気水上昇管を囲んで設けられて環状のダウンカマー空間を画成する降水胴と、前記気水上昇管及び前記降水胴の上端に所定の空間をもって対向して配設されると共に前記気水上昇管の上方にオリフィスを有するデッキプレートとを具え、前記オリフィスは、前記気水上昇管に対して前記湾曲部の湾曲方向内側に偏心して設けられたことを特徴とする気水分離器。
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