JP2008128079A - Moisture separator and straightening mechanism of manifold - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蒸気から湿分を除去する湿分分離器及びそのマニホールドの整流機構に関するものであり、特に、原子力発電プラントなどに適用して好適な湿分分離器及びマニホールドの整流機構に関するものである。 The present invention relates to a moisture separator that removes moisture from steam and a rectifying mechanism for the manifold, and more particularly to a moisture separator and a rectifying mechanism for the manifold that are suitable for application to nuclear power plants and the like. is there.
例えば、加圧水型原子力発電プラントでは、原子炉にて、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がある。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。また、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、この水蒸気をタービン発電機に送給している。 For example, in a pressurized water nuclear power plant, light water is used as a reactor coolant and a neutron moderator in a nuclear reactor, and is converted into high-temperature and high-pressure water that does not boil over the entire core. There is one that generates steam by exchange and sends the steam to a turbine generator to generate electricity. And this pressurized water reactor transmits the heat | fever of high temperature high pressure primary cooling water to secondary cooling water via a steam generator, and generates water vapor | steam with secondary cooling water. In addition, the steam generator is configured such that primary cooling water flows inside a large number of thin heat transfer tubes, heat is transferred to the secondary cooling water flowing outside, and steam is generated, and this steam is supplied to the turbine generator. .
一方、このタービン発電機では、高圧タービン及び低圧タービンを有する蒸気タービンと、この蒸気タービンの出力により発電する発電機を有している。この場合、高圧タービンと低圧タービンとの間には、一般的に、湿分分離器が設けられている。この湿分分離器は、高圧タービンから排出される低圧蒸気に含まれる湿分を分離すると共に、低圧蒸気を再加熱して過熱蒸気として低圧タービンに供給することで、この低圧タービンの出口湿り度を低減させてエロージョンを防止すると共に、タービンプラントの熱効率を向上させている。 On the other hand, this turbine generator includes a steam turbine having a high-pressure turbine and a low-pressure turbine, and a generator that generates electric power from the output of the steam turbine. In this case, a moisture separator is generally provided between the high-pressure turbine and the low-pressure turbine. This moisture separator separates the moisture contained in the low-pressure steam discharged from the high-pressure turbine, and reheats the low-pressure steam to supply it to the low-pressure turbine as superheated steam, so that the outlet wetness of the low-pressure turbine is reduced. Is reduced to prevent erosion and to improve the thermal efficiency of the turbine plant.
図12は、従来の湿分分離器を表す概略図である。従来の湿分分離器において、図12に示すように、円筒形状をなす胴体001は、一端部から加熱管002が挿通され、他端部に蒸気入口が形成され、この蒸気入口に連通するように2つのマニホールド003が加熱管002の下方両側に設けられている。そして、加熱管002には、蒸気発生器からの高圧加熱蒸気が供給される一方、各マニホールド003には、蒸気入口を介して高圧タービンからの湿分を含む低温再熱蒸気が供給され、側部に形成された多数の吹出口004から蒸気を胴体001内へ吹き出し可能となっている。
FIG. 12 is a schematic diagram showing a conventional moisture separator. In a conventional moisture separator, as shown in FIG. 12, a
胴体内の下部には、水平な仕切底板005が固定されることでその下方にドレン通路006が区画され、胴体001にこのドレン通路006のドレン(湿分)を排出するドレン出口007が形成されている。また、この仕切底板005上に、各マニホールド003に対応して、胴体001の径方向に左右一対の湿分分離エレメント008がそれぞれ固定されている。この湿分分離エレメント008は、波形をなすセパレータベーンが所定間隔で多数積層された状態で、上下の支持枠により支持されて構成され、下支持枠にドレンスリットが形成されている。
A horizontal
そして、各湿分分離エレメント008の上部には、胴体001の径方向に左右一対の仕切側板が固定されており、この一対の仕切側板の間の上方には、上述した加熱管002が位置しており、加熱管002の上方に位置する胴体001に、湿分が分離された蒸気を排出する蒸気出口009が形成されている。なお、この蒸気出口009から排出された高温再熱蒸気は、低圧タービンに送られる。
A pair of left and right partitioning side plates are fixed to the upper portion of each
従って、高圧タービンからの低温再熱蒸気は、各マニホールド003を通って多数の吹出口004から胴体001内へ吹き出され、内壁面にガイドされながら各湿分分離エレメント008に導入される。すると、蒸気が湿分分離エレメント008を通過するときに、湿分がセパレータベーンに衝突することで分離される。そして、湿分が分離された蒸気は、左右一対の仕切側板の間を通って上昇し、加熱管002に接触することで加熱され、高温再熱蒸気となって蒸気出口009から排出される。一方、湿分分離エレメント008で分離された湿分は、ドレンスリットを通ってドレン通路006に流下し、ドレン出口007から外部に排出される。
Therefore, the low-temperature reheat steam from the high-pressure turbine is blown out from the large number of
ここで、上述した湿分分離器では、装置のコンパクト化が望まれており、そのためには胴体やマニホールド003を小径化する必要がある。上述した従来の湿分分離器では、低温再熱蒸気がマニホールド003を通り、多数の吹出口004から胴体001内へ吹き出され、湿分分離エレメント008を通過するときに蒸気から湿分が分離される。この場合、マニホールド003を小径化すると、このマニホールド003内を流動する蒸気の流速が増大し、吹出口004から吹き出された蒸気が胴体001の先端側の隔壁に衝突して静圧回復することから、蒸気の流れに偏流が発生することがある。そして、吹出口004から吹き出された蒸気に偏流が発生すると、蒸気のセパレータベーンへの近寄り流速が相対的に高くなる領域が部分的に形成され、例えば、蒸気の流速がセパレータベーンにおいて適正な湿分分離性能を発揮しうる限界流速を上回り、すなわち、湿分分離エレメント008における蒸気の滞在時間が短くなり十分に湿分がとりきれなかったり、例えば、流速が相対的に高くなる領域において、湿分分離エレメント008により蒸気から分離されドレン通路006に流下する前にセパレータベーンの下側支持枠に滞在する湿分が蒸気の動圧により吹き上げられたりすることで、湿分分離エレメント008での湿分分離性能が低下してしまうことがあった。
Here, in the moisture separator described above, it is desired to make the apparatus compact, and for this purpose, it is necessary to reduce the diameter of the body and the
なお、上記のセパレータベーンへの近寄り流速の偏りを抑制するためにセパレータベーンの側部に多孔板を設けた湿分分離加熱器が下記特許文献1に開示されている。 In addition, in order to suppress the bias | inclination of the approaching flow velocity to said separator vane, the moisture separation heater which provided the perforated plate in the side part of the separator vane is disclosed by the following patent document 1. FIG.
ところで、上記の特許文献1に記載されている湿分分離加熱器では、すでに湿分分離器が設置されている現場における多孔板の施工が困難であり、例えば、経年変化による性能低下やメンテナンスによる交換の際には、極限の管理区域内において短時間で施工しなければならず、極めて困難な作業となっていた。 By the way, in the moisture separation heater described in the above-mentioned Patent Document 1, it is difficult to construct a perforated plate at the site where the moisture separator is already installed. At the time of replacement, the work had to be done in a short time in an extremely controlled area, which was extremely difficult.
そこで本発明は、湿分分離性能の低下を抑制しつつ良好な施工性を確保することができる湿分分離器及びマニホールドの整流機構を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a moisture separator and a rectifying mechanism for a manifold that can ensure good workability while suppressing a decrease in moisture separation performance.
上記の目的を達成するための請求項1の発明の湿分分離器は、円筒形に形成される胴体と、前記胴体の内部に湿分を含む蒸気を前記胴体の軸線方向に導入する蒸気入口と、前記胴体の内部に前記軸線方向に対して平行に設けられ基端が前記蒸気入口に連通すると共に先端が閉鎖されたマニホールドと、前記マニホールドの側部に前記軸線方向に沿って所定間隔で形成され該マニホールドから蒸気を吹き出し可能な複数の吹出口と、前記蒸気が通過することで湿分を分離する湿分分離エレメントと、前記湿分分離エレメントにより湿分が分離された蒸気を前記軸線方向と交差する方向に向けて前記胴体の外部に排出する蒸気出口とを備える湿分分離器において、前記マニホールド内に設けられると共に前記蒸気入口から導入された蒸気を整流する複数の孔を有する整流手段を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a moisture separator according to a first aspect of the present invention includes a body formed in a cylindrical shape, and a steam inlet for introducing steam containing moisture into the body in the axial direction of the body. A manifold which is provided in the body in parallel to the axial direction and whose base end communicates with the steam inlet and whose distal end is closed, and a side portion of the manifold at a predetermined interval along the axial direction. A plurality of outlets formed and capable of blowing steam from the manifold; a moisture separation element that separates moisture by the passage of the steam; and the axis of steam separated by the moisture separation element. A moisture separator provided with a steam outlet for discharging to the outside of the body in a direction crossing the direction, the steam being provided in the manifold and rectifying steam introduced from the steam inlet Characterized in that it comprises a rectifying means having a plurality of holes.
請求項2の発明の湿分分離器では、前記胴体内に設けられ前記蒸気入口と前記マニホールドとを連通すると共に外部からアクセス可能な領域として形成される流入室を備えることを特徴とする。 The moisture separator according to a second aspect of the present invention includes an inflow chamber which is provided in the body and communicates with the steam inlet and the manifold and is formed as a region accessible from the outside.
請求項3の発明の湿分分離器では、前記整流手段は、前記吹出口に対して所定の間隔をあけて設けられることを特徴とする。 In the moisture separator according to a third aspect of the present invention, the rectifying means is provided at a predetermined interval with respect to the outlet.
請求項4の発明の湿分分離器では、前記整流手段は、前記吹出口を覆って前記マニホールドの内面に沿って部分的に形成されることを特徴とする。 The moisture separator according to a fourth aspect of the invention is characterized in that the rectifying means is partially formed along the inner surface of the manifold so as to cover the outlet.
請求項5の発明の湿分分離器では、前記整流手段は、前記マニホールドの内面に沿って筒状に形成されることを特徴とする。 In a moisture separator according to a fifth aspect of the invention, the rectifying means is formed in a cylindrical shape along the inner surface of the manifold.
請求項6の発明の湿分分離器では、前記マニホールドの通路断面方向に沿って設けられ該マニホールドを前記軸線方向に対して仕切ると共に前記複数の孔が形成された仕切部を有することを特徴とする。 The moisture separator according to the invention of claim 6 has a partition portion provided along the passage cross-sectional direction of the manifold and partitioning the manifold with respect to the axial direction and having the plurality of holes formed therein. To do.
請求項7の発明の湿分分離器では、前記整流手段は、前記軸線方向に対して複数に分割されることを特徴とする。 In a moisture separator according to a seventh aspect of the invention, the rectifying means is divided into a plurality of parts in the axial direction.
請求項8の発明の湿分分離器では、前記整流手段は、前記複数の孔の開口率が前記軸線方向で異なることを特徴とする。 In the moisture separator according to an eighth aspect of the invention, the rectifying means is characterized in that the aperture ratios of the plurality of holes are different in the axial direction.
請求項9の発明の湿分分離器では、前記胴体の内部に区画され、前記湿分分離エレメントにより蒸気から分離された湿分を収容可能なドレン通路と、前記湿分分離エレメントの内側と前記ドレン通路とを連通するドレン流通路と、前記胴体に前記ドレン通路と連通して設けられ前記湿分を前記胴体の外部に排出するドレン出口とを備えることを特徴とする。 In a moisture separator according to a ninth aspect of the present invention, a drain passage that is partitioned inside the body and that can store moisture separated from steam by the moisture separation element, the inside of the moisture separation element, and the A drain flow passage communicating with the drain passage, and a drain outlet provided in the trunk so as to communicate with the drain passage and discharging the moisture to the outside of the trunk are provided.
請求項10の発明の湿分分離器では、前記軸線方向に沿って前記胴体に挿通され前記蒸気出口の上流側で前記蒸気を加熱可能な加熱管を備えることを特徴とする。 The moisture separator according to a tenth aspect of the present invention includes a heating pipe that is inserted through the body along the axial direction and that can heat the steam upstream of the steam outlet.
上記の目的を達成するための請求項11の発明のマニホールドの整流機構は、少なくとも一端が流体を導入可能に開口された筒状に形成されると共に側部に流体を吹き出し可能な複数の吹出口を有するマニホールド内に設けられ、前記一端から導入された流体を整流する複数の孔を有する整流手段を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the manifold rectifying mechanism of the invention of
請求項1の発明の湿分分離器によれば、蒸気入口から胴体内に導入された湿分を含む蒸気は、マニホールドを通って複数の吹出口から吹き出され、湿分分離エレメントを通過することで湿分が分離され、その後、蒸気出口から外部に排出される。このとき、マニホールド内に蒸気を整流する複数の孔を有する整流手段を設けたことから、蒸気はマニホールドの複数の吹出口から吹き出される前に、整流手段の複数の孔を通ることで整流され、セパレータベーンへの近寄り流速が相対的に高くなる領域が部分的に形成されことが抑制されるので、湿分分離性能の低下を抑制することができる。さらに、この整流手段を基端が開口されたマニホールド内に設けることから、マニホールドの基端側から先端側に向けて押し込むように挿入することでこの整流手段をマニホールド内に容易に施工することができる。この結果、湿分分離性能の低下を抑制しつつ良好な施工性を確保することができる。 According to the moisture separator of the first aspect of the invention, the steam containing moisture introduced from the steam inlet into the fuselage is blown out from the plurality of outlets through the manifold and passes through the moisture separating element. Then, moisture is separated and then discharged to the outside through the steam outlet. At this time, since the rectifying means having a plurality of holes for rectifying the steam is provided in the manifold, the steam is rectified by passing through the plurality of holes of the rectifying means before being blown out from the plurality of outlets of the manifold. Since the region where the approaching flow velocity to the separator vane is relatively high is suppressed from being partially formed, it is possible to suppress a decrease in moisture separation performance. Further, since the rectifying means is provided in the manifold having the base end opened, the rectifying means can be easily installed in the manifold by inserting the rectifying means so as to be pushed from the base end side toward the distal end side. it can. As a result, good workability can be ensured while suppressing a decrease in moisture separation performance.
請求項2の発明の湿分分離器によれば、マニホールドの開口が外部からアクセス可能な領域として設けられる流入室に面して形成されることから、メンテナンスなどによる装置の停止時にこの整流手段を取り替える場合でも、この流入室側から容易に整流手段を取り替えることができる。 According to the moisture separator of the second aspect of the invention, since the manifold opening is formed facing the inflow chamber provided as an area accessible from the outside, the rectifying means is provided when the apparatus is stopped due to maintenance or the like. Even in the case of replacement, the rectifying means can be easily replaced from the inflow chamber side.
請求項3の発明の湿分分離器によれば、整流手段をマニホールドに形成される複数の吹出口に対して所定の間隔をあけて設けることで、整流手段が吹出口を閉塞することがなく、吹出口による蒸気の吹き出し面積を大きく確保することができるので、蒸気の圧力損失の増加を抑制することができる。 According to the moisture separator of the invention of claim 3, the rectifying means is provided at a predetermined interval with respect to the plurality of outlets formed in the manifold, so that the rectifying means does not block the outlet. Since it is possible to secure a large area for blowing steam from the outlet, an increase in the pressure loss of the steam can be suppressed.
請求項4の発明の湿分分離器によれば、マニホールドの内面に吹出口を覆うように部分的に整流手段を設けることから、この整流手段を小型化することができ、整流手段の取り付けをより簡単に精度よく行うことができると共に取り替えの際には胴体内に容易に出し入れすることができる。 According to the moisture separator of the fourth aspect of the invention, since the rectifying means is partially provided on the inner surface of the manifold so as to cover the outlet, the rectifying means can be reduced in size, and the rectifying means can be attached. It can be carried out more easily and accurately, and can be easily taken in and out of the body during replacement.
請求項5の発明の湿分分離器によれば、整流手段を円筒状に形成することから、整流手段の強度を適正に確保することができる。 According to the moisture separator of the fifth aspect of the invention, since the rectifying means is formed in a cylindrical shape, the strength of the rectifying means can be ensured appropriately.
請求項6の発明の湿分分離器によれば、整流手段が前記マニホールドの通路断面方向に沿って設けられ該マニホールドを前記軸線方向に対して仕切ると共に前記複数の孔が形成された仕切部を有することから、整流手段は、この仕切部によりマニホールド内を流動する蒸気を整流することができる。さらに、整流手段はこの仕切部により径方向に対する強度が確保され、径方向に対して変形することが防止される。この結果、整流手段の施工中にこの整流手段が変形することが防止されることから、施工性を向上させることができる。 According to the moisture separator of the sixth aspect of the present invention, the rectifying means is provided along the passage cross-sectional direction of the manifold, and the partition portion is partitioned with respect to the axial direction and the partition portion is formed with the plurality of holes. Since it has, the rectification | straightening means can rectify | straighten the vapor | steam which flows through the inside of a manifold by this partition part. Further, the rectifying means is ensured in the radial direction by this partition portion, and is prevented from being deformed in the radial direction. As a result, deformation of the rectifying means during construction of the rectifying means is prevented, so that workability can be improved.
請求項7の発明の湿分分離器によれば、整流手段を軸線方向に対して複数に分割して設けたことから、1つの整流手段を小型化することができるので、整流手段の取り付けがより簡単に精度よく行うことができると共に取り替えの際には胴体内に容易に出し入れすることができる。 According to the moisture separator of the seventh aspect of the invention, since the rectifying means is divided into a plurality of parts in the axial direction, one rectifying means can be reduced in size, so that the rectifying means can be attached. It can be carried out more easily and accurately, and can be easily taken in and out of the body during replacement.
請求項8の発明の湿分分離器によれば、整流手段における孔の開口率を軸線方向において異ならせることで、蒸気の流速が高くなる領域の分布に応じて整流することが可能となり、蒸気の偏流をより効果的に抑制することができると共に孔における蒸気の圧力損失が増加する領域を最小限に抑えることができることから、圧力損失の増加も抑制することができる。 According to the moisture separator of the eighth aspect of the invention, by changing the aperture ratio of the hole in the rectifying means in the axial direction, it becomes possible to rectify according to the distribution of the region where the flow velocity of the steam is increased. Therefore, it is possible to suppress the drift of the steam more effectively, and to suppress the region where the pressure loss of the steam in the hole increases to a minimum, so that the increase of the pressure loss can also be suppressed.
請求項9の発明の湿分分離器によれば、胴体の内部に区画され湿分分離エレメントにより蒸気から分離された湿分を収容可能なドレン通路と、湿分分離エレメント内側とドレン通路とを連通するドレン流通路と、胴体にドレン通路と連通して設けられ湿分を胴体の外部に排出するドレン出口とを設けたことで、各湿分分離エレメントを通過させることで湿分を除去し、湿分が除去された蒸気を蒸気出口に流動させる一方、湿分をドレン流通路からドレン通路を通ってドレン出口に導くので、胴体内に蒸気を効率的に流動して適性に湿分を分離することができる。 According to the moisture separator of the ninth aspect of the present invention, the drain passage that is partitioned inside the body and can store the moisture separated from the steam by the moisture separation element, the inside of the moisture separation element, and the drain passage are provided. Drain flow passages that communicate with each other and drain outlets that are provided in the fuselage in communication with the drain passages and that discharge moisture to the outside of the fuselage are provided to remove moisture by passing through each moisture separation element. In addition, the steam from which moisture has been removed flows to the steam outlet, while the moisture is guided from the drain flow path through the drain path to the drain outlet, so that the steam efficiently flows into the fuselage and the moisture is appropriately discharged. Can be separated.
請求項10の発明の湿分分離器によれば、軸線方向に沿って胴体に挿通され蒸気出口の上流側で蒸気を加熱可能な加熱管を設けたので、各湿分分離エレメントを通過させることで湿分が除去され蒸気を加熱管に接触して加熱してから蒸気出口に流動するので、湿分を分離した蒸気を加熱してから排出することで、蒸気の有効利用を図ることができる。 According to the moisture separator of the tenth aspect of the present invention, since the heating pipe that is inserted through the body along the axial direction and can heat the steam upstream of the steam outlet is provided, each moisture separating element is allowed to pass through. Since the moisture is removed and the steam is brought into contact with the heating tube and heated and then flows to the steam outlet, the steam separated from the moisture is heated and then discharged, so that the steam can be effectively used. .
請求項11の発明のマニホールドの整流機構によれば、マニホールド内に流体を整流する複数の孔を有する整流手段を設けたことから、流体はマニホールドの複数の吹出口から吹き出される前に、複数の孔を通ることで整流されるので、流速が相対的に高くなる領域が部分的に形成されことを抑制することができる。さらに、この整流手段を少なくとも一端が開口されたマニホールド内に設けることから、マニホールドの一端から他端に向けて押し込むように挿入することでこの整流手段をマニホールド内に容易に施工することができる。この結果、流体の偏流を抑制しつつ良好な施工性を確保することができる。 According to the manifold straightening mechanism of the eleventh aspect of the present invention, since the straightening means having a plurality of holes for straightening the fluid is provided in the manifold, a plurality of fluids are blown before being blown out from the plurality of outlets of the manifold. Since the current is rectified by passing through the holes, it is possible to suppress the partial formation of a region where the flow velocity is relatively high. Further, since the rectifying means is provided in the manifold having at least one end opened, the rectifying means can be easily installed in the manifold by being inserted so as to be pushed from one end of the manifold toward the other end. As a result, it is possible to ensure good workability while suppressing fluid drift.
以下に、本発明に係る湿分分離器及びマニホールドの整流機構の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。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。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。 Embodiments of a moisture separator and a manifold rectifying mechanism according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same.
図1は、本発明の実施例1に係る湿分分離加熱器のマニホールド及び整流機構の切欠斜視図、図2は、本発明の実施例1に係る湿分分離加熱器の軸線方向の概略断面図、図3は、本発明の実施例1に係る湿分分離加熱器の径方向の概略断面図、図4は、本発明の実施例1に係る湿分分離加熱器の内部構造を示す切欠斜視図、図5は、本発明の実施例1に係る湿分分離加熱器の径方向の部分断面図、図6は、本発明の実施例1に係る湿分分離加熱器が適用された発電プラントの概略構成図である。なお、本実施例では、本発明のマニホールドの整流機構を湿分分離器に適用して説明する。 FIG. 1 is a cutaway perspective view of a manifold and a rectifying mechanism of a moisture separation heater according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a schematic cross-section in the axial direction of the moisture separation heater according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 3 is a schematic sectional view in the radial direction of the moisture separation heater according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a notch showing the internal structure of the moisture separation heater according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5 is a partial sectional view in the radial direction of the moisture separation heater according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a power generation to which the moisture separation heater according to the first embodiment of the present invention is applied. It is a schematic block diagram of a plant. In this embodiment, the manifold rectifying mechanism of the present invention is applied to a moisture separator.
図6に示すように、本実施例の湿分分離器としての湿分分離加熱器17が適用される発電プラント1は、例えば、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)やこれを改良した改良型加圧水型原子炉(APWR:Advanced Pressurized Water Reactor)に適用することができるが、本実施例の湿分分離加熱器17他の発電プラントにも適用可能である。
As shown in FIG. 6, the power plant 1 to which the
本実施例の発電プラント1は、蒸気発生器11と、蒸気タービン12と、湿分分離加熱器17を備える。蒸気発生器11は、冷却水配管13を介して蒸気タービン12に連結されている。この蒸気タービン12は、高圧タービン14及び低圧タービン15を有すると共に発電機16が接続されている。また、湿分分離加熱器17は、高圧タービン14と低圧タービン15との間に設けられており、すなわち、高圧タービン14は、低温再熱管18を介して湿分分離加熱器17に連結される一方、湿分分離加熱器17は、高温再熱管19を介して低圧タービン15に連結されている。さらに、蒸気タービン12は、復水器20を有しており、この復水器20は、冷却水配管21を介して蒸気発生器11に連結されており、この冷却水配管21には復水ポンプ22が設けられている。
The power plant 1 of the present embodiment includes a
したがって、蒸気発生器11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13を通して蒸気タービン12(高圧タービン14から低圧タービン15)に送られ、この蒸気により蒸気タービン12を駆動して発電機16により発電を行う。この場合、蒸気発生器11からの蒸気は、高圧タービン14を駆動した後、湿分分離加熱器17で蒸気に含まれる湿分が除去されると共に加熱されてから低圧タービン15を駆動する。そして、蒸気タービン12を駆動した蒸気は、復水器20で冷却された後、冷却水配管21を通して蒸気発生器11に戻される。
Therefore, the steam generated by exchanging heat with high-pressure and high-temperature light water in the
湿分分離加熱器17は、さらに具体的には、図2乃至図5に示すように、装置の各部を収容する胴体40を備える。胴体40は、中空円筒形状に形成されると共にその軸線方向が水平方向となるように横置きに設置される。なお、以下の説明では特に断りの無い限り、「胴体40の軸線方向」のことを単に「軸線方向」、「胴体40の径方向」のことを単に「径方向」と略記する。なお、本実施例では、後述する一対のマニホールド49の軸線方向及び径方向は、この胴体40の軸線方向及び径方向と一致する。
More specifically, as shown in FIGS. 2 to 5, the
この胴体40は、軸線方向に対する一端部が閉塞されると共に他端部に蒸気入口41が形成され、さらに鉛直方向上部に蒸気出口42が形成される一方、鉛直方向下部にドレン出口43が形成される。蒸気入口41は、湿分を含む蒸気(低温再熱蒸気)を胴体40の内部に導入可能な開口であり、胴体40の外部から軸線方向に蒸気を導入する。蒸気出口42は、湿分が分離され加熱された蒸気(高温再熱蒸気)を胴体40の外部に排出可能な開口であり、軸線方向と交差する方向、ここでは、鉛直方向上方に向けて蒸気を胴体40の外部に排出する。すなわち、本実施例の湿分分離加熱器17は、いわゆる軸流型の湿分分離加熱器である。また、ドレン出口43は、蒸気から分離された湿分(ドレン)を排出可能な開口であり、湿分を胴体40の鉛直方向下方の外部に排出する。そして、図6に示すように、蒸気入口41は、低温再熱管18を介して高圧タービン14に連結され、蒸気出口42は、高温再熱管19を介して低圧タービン15に連結され、ドレン出口43は、図示しないドレン配管を介してドレンタンクに連結されている。
The
この胴体40は、図2乃至図5に示すように、その軸線方向(長手方向)における一端部から軸線方向に沿って加熱管群44が挿通されている。この加熱管群44は、胴体40の外部に位置する蒸気室45と、この蒸気室45から胴体40内に延出されたU字形状をなす複数の加熱管46とから構成されている。この複数の加熱管46は、胴体40の内部に固定された一対の仕切壁47及びその間に固定された複数の支持壁48により支持されている。そして、蒸気室45は、内部が上下に分割され、複数の加熱管46の一端部が連結される上側の入口管台45aに、蒸気発生器11の冷却水配管13から分岐された配管が連結される一方、複数の加熱管46の他端部が連結される下側の出口管台45bにドレンタンクに延出されるドレン配管が連結されている。
As shown in FIGS. 2 to 5, the
胴体40の内部の蒸気入口41側には、胴体40の内面と上述の仕切壁47により流入室60が区画される。流入室60は、蒸気入口41と連通し所定の容積を有する空間として設けられ、蒸気入口41を介して外部から胴体40内に導入される蒸気は、通路断面が大きいこの流入室60に流入する。そして、胴体40は、その軸線方向における他端部から、加熱管群44の下方の両側に位置し、径方向に対して左右一対のマニホールド49が設けられている。
An inflow chamber 60 is defined by the inner surface of the
この一対のマニホールド49は、上述の複数の支持壁48を貫通して胴体40の内部に軸線方向に対して平行に設けられる。各マニホールド49は、基端が一方の仕切壁47に固定され流入室60を介して蒸気入口41に連通すると共に先端が他方の仕切壁47に固定されて閉塞している。そして、複数の支持壁48は、板状に形成されると共に胴体40の内面に軸線方向に沿って所定間隔で並んで固定されている。したがって、各マニホールド49は、この複数の支持壁48を介して胴体40に支持される。そして、各マニホールド49は、胴体40の壁面に対向する側部にこの胴体40内へ蒸気を吹き出す複数の吹出口50が形成されている。この複数の吹出口50は、各マニホールド49の側部に軸線方向に沿って所定間隔で形成されると共に該各マニホールド49内から下方に向けて蒸気を吹き出し可能である。
The pair of
胴体40内の下部には、水平な第1支持板51が固定され、この第1支持板51の両側には、一対のマニホールド49に対応して、径方向に対して左右一対の湿分分離エレメント53が設けられている。すなわち、一対の湿分分離エレメント53は、径方向に対して互いに対向するように設けられる。湿分分離エレメント53は、マニホールド49の各吹出口50に対向して位置し、蒸気が通過することで湿分を分離することができる。すなわち、この湿分分離エレメント53は、蒸気が通過することで湿分を分離する複数のセパレータベーン54と、この複数のセパレータベーン54を軸線方向に並べて支持するセパレータベーン支持枠55とを有する。セパレータベーン54は、波形をなし、軸線方向に所定間隔で多数積層されている。セパレータベーン支持枠55は、上支持枠56a及び下支持枠56bにより構成され、これにより、セパレータベーン54を第1支持板51上に支持している。ここでは、下支持枠56bが第1支持板51の両側部に一体に固定されると共に、胴体40の内壁面に固定されることで、ドレン通路52が区画されており、このドレン通路52の下方に上述したドレン出口43が設けられている。
A horizontal
ドレン通路52は、第1支持板51及び下支持枠56bにより胴体40内の下部に区画される。そして、セパレータベーン支持枠55の下支持枠56bには、このセパレータベーン支持枠55の内側とドレン通路52とを連通するドレン流通路としてのドレン開口59が形成されている。ドレン通路52は、湿分分離エレメント53により蒸気から分離され下支持枠56b上に滞在する湿分をこのドレン開口59を介して収容可能となる。さらに、上述のドレン出口43は、このドレン通路52に連通している。これにより、ドレン通路52に収容されたこの湿分は、ドレン出口43を介して胴体40の外部に排出される。
The
また、各湿分分離エレメント53の上部には、径方向に対して左右一対の第2支持板57が立設される。各第2支持板57は、加熱管群44の両側に沿って湾曲するように上方に延出され、上端部が胴体40に連結される一方、下端部がセパレータベーン支持枠55の上支持枠56aに連結されている。
In addition, a pair of left and right
従って、胴体40の内部空間は、上述した第1支持板51及び下支持枠56bにより、マニホールド49の吹出口50から吹出された蒸気が湿分分離エレメント53を通過して蒸気出口42に流動する蒸気流動空間S1と、湿分分離エレメント53により分離された湿分をドレン出口43に導くドレン通路52とに区画されている。
Therefore, the steam blown out from the
また、蒸気流動空間S1は、湿分分離エレメント53を境界とする第2支持板57及び上支持枠56aにより、吹出口50から吹出された蒸気が湿分分離エレメント53に流動する蒸気供給空間S21と、湿分分離エレメント53により湿分が分離された蒸気を蒸気出口42に流動する蒸気排出空間S22とに区画されている。
Further, the steam flow space S 1 is a steam supply space in which steam blown from the
さらに具体的には、蒸気供給空間S21は、胴体40内の内面に沿って設けられ空間であり、複数の吹出口50から吹き出された蒸気を胴体40の内方に設けられる湿分分離エレメント53に向けて供給可能である。胴体40の内部には、一対のマニホールド49に対応して、径方向に対して左右一対の蒸気供給空間S21が設けられている。この蒸気供給空間S21は、軸線方向に隣接する支持壁48により挟まれた空間と、各支持壁48の下端下方において連通している空間とにより構成される。
More specifically, the steam supply space S 21 is a space provided along the inner surface of the
蒸気排出空間S22は、一対の湿分分離エレメント53の間に区画されると共に蒸気出口42に連通している。蒸気排出空間S22は、各湿分分離エレメント53を通過し湿分が分離された蒸気を鉛直方向上方に向けて流動させ、蒸気出口42を介して排出可能である。上述の加熱管群44は、蒸気排出空間S22内に軸線方向に沿って設けられ、これにより、湿分分離エレメント53により湿分が分離された蒸気を蒸気出口42の上流側で加熱可能である。
The steam discharge space S 22 is defined between the pair of
なお、上述した湿分分離エレメント53は、胴体40の軸線方向に沿って配設されているが、マニホールド49の蒸気入口41側にて、メンテナンス空間S3により2つの湿分分離エレメント53a、53bの領域に分割されている。そして、各湿分分離エレメント53a,53bは、両者の間に複数のジャッキボルト58が介装されることで支持されている。
Incidentally, the
そして、この湿分分離エレメント53は、図5に示すように、波形をなす複数のセパレータベーン54が所定間隔で積層され、セパレータベーン支持枠55の上支持枠56a、下支持枠56bにより支持されており、マニホールド49の吹出口50から吹き出された蒸気がこの複数のセパレータベーン54の間を通過することで、蒸気に含まれる湿分が衝突して分離される。セパレータベーン支持枠55の上支持枠56a及び下支持枠56bは、それぞれ蒸気供給空間S21側に立設する上縦壁部56c、下縦壁部56eと、蒸気排出空間S22側に立設する上縦壁部56d、下縦壁部56fとを有する。すなわち、上支持枠56a及び下支持枠56bは、コの字型のフレーム構造をなしている。セパレータベーン54により蒸気から分離された湿分、つまり、ドレンは、この下支持枠56b上の下縦壁部56eと下縦壁部56fとの間の領域に一旦滞在し、上述のドレン開口59を通ってドレン通路52に排出され収容される。
As shown in FIG. 5, the
なお、この湿分分離加熱器17の胴体40や仕切壁47には、この胴体40に対する作業員の出入りを可能とするマンホール61(図4参照)が設けられている。そして、上述の蒸気供給空間S21、蒸気排出空間S22及び流入室60は、このマンホール61(図4参照)を通って外部から作業員が進入可能な領域(アクセス可能領域)として形成され、例えば、装置の定期点検時などにおいてメンテナンス空間として用いられることがある。
The
ここで、本実施例の湿分分離加熱器17による湿分分離の作用について、図2乃至図6を用いて詳細に説明する。
Here, the action of moisture separation by the
本実施例の湿分分離加熱器17による湿分分離において、図6に示すように、蒸気発生器11で生成された加熱蒸気は、冷却水配管13を通して蒸気タービン12を構成する高圧タービン14に送られると共に、湿分分離加熱器17に送られる。そして、高圧タービン14を駆動した低温再熱蒸気は、低温再熱管18を通して湿分分離加熱器17に送られ、ここで、蒸気に含まれる湿分が除去されると共に加熱されて高温再熱蒸気となり、高温再熱管19を通して低圧タービン15に送られる。
In the moisture separation by the
この湿分分離加熱器17では、図2乃至図5に示すように、蒸気発生器11で生成された加熱蒸気が蒸気室45の入口管台45aから加熱管群44に供給され、胴体40内に配設された複数の加熱管46を通って蒸気室45に戻され、出口管台45bからドレンとして排出される。
In the
一方、高圧タービン14からの低温再熱蒸気は、蒸気入口41から流入室60に流入し、その後、一対のマニホールド49内に分岐して供給され、多数の吹出口50から胴体40の蒸気供給空間S21へ吹き出される。この胴体40の蒸気供給空間S21内に吹き出された蒸気は、内壁面に沿って各湿分分離エレメント53に案内される。すると、この湿分分離エレメント53にて、蒸気が波形をなす複数のセパレータベーン54の間を通過し、この蒸気に含まれる湿分がセパレータベーン54に衝突することで、ドレンとなって分離される。
On the other hand, the low-temperature reheated steam from the high-
そして、湿分分離エレメント53により湿分が分離された蒸気は、左右の第2支持板57により区画された蒸気排出空間S22を通って上昇し、複数の加熱管46の間を通過する際に、各加熱管46内を通る加熱蒸気により加熱され、高温再熱蒸気となって蒸気出口42から排出される。一方、湿分分離エレメント53で蒸気から分離された湿分(ドレン)は、ドレン開口59を通ってドレン通路52に流下し、ドレン出口43から外部に排出される。
The steam from which moisture has been separated by the
ところで、本実施例の湿分分離加熱器17では、装置のコンパクト化のために胴体40やマニホールド49の小径化が図られている。この場合、マニホールド49を小径化すると、このマニホールド49内を流動する蒸気の流速が増大し、各吹出口50から吹き出された蒸気がマニホールド49の先端側(図2にて左側)の仕切壁47に衝突して静圧回復することから、蒸気の流れに偏流が発生するおそれがある。そして、吹出口50から吹き出された蒸気に偏流が発生すると、蒸気のセパレータベーン54への近寄り流速が相対的に高くなる領域が部分的に形成され、例えば、蒸気の流速がセパレータベーン54において適正な湿分分離性能を発揮しうる限界流速を上回り、すなわち、湿分分離エレメント53における蒸気の滞在時間が短くなり十分に湿分がとりきれなかったり、例えば、流速が相対的に高くなる領域において、セパレータベーン支持枠55における下支持枠56b上の下縦壁部56eと下縦壁部56fとの間の領域に一旦滞在する湿分が蒸気の動圧により吹き上げられたりすることで、湿分分離エレメント53での湿分分離性能が低下してしまうおそれがある。
By the way, in the
そこで、本実施例の湿分分離加熱器17では、図1及び図3に示すように、各マニホールド49内に整流手段としての整流機構70を設けることで、湿分分離性能の低下を抑制している。そしてさらに、このような湿分分離加熱器17は、すでに現場に設置されている場合、例えば、経年変化による性能低下やメンテナンスによる部品交換の際には、極限の管理区域内において短時間で施工しなければならず、極めて困難な作業となることがある。しかしながら、本実施例の湿分分離加熱器17では、湿分分離性能の低下を抑制しながらさらに良好な施工性の確保を図っている。
Therefore, in the
整流手段としての整流機構70は、蒸気入口41から導入された蒸気を整流する複数の孔70aを有する。さらに具体的には、本実施例の整流機構70は、複数の孔70aを有する円筒状の多孔板により形成される。つまり、整流機構70は、マニホールド49の内面に沿って円筒状に形成され、マニホールド49と同軸となるように配置される。
The rectifying
また、この整流機構70は、マニホールド49の内面に対してシムプレートにより若干の間隔をあけて位置決めされ、溶接付けされる。すなわち、この整流機構70をマニホールド49に形成される複数の吹出口50に接するように設けるのではなく、この複数の吹出口50に対して所定の間隔をあけて設けることで、整流機構70が吹出口50を閉塞させることがなく、吹出口50による蒸気の吹き出し面積を大きく確保することができる。
The rectifying
この湿分分離加熱器17は、上記のように構成されることで、蒸気入口41から流入室60に流入し、その後、一対のマニホールド49内に分岐して供給された蒸気が、マニホールド49の複数の吹出口50から吹き出される前に、この整流機構70の複数の孔70aを通ることで整流される。その後、蒸気は複数の吹出口50から蒸気供給空間S21に向けて吹き出され、蒸気供給空間S21内を流動する。
The moisture separator /
このとき、蒸気供給空間S21内を流動する蒸気は、吹出口50から吹き出される直前に整流機構70により整流され、複数の孔70aから放射状に噴射されるようになることから、軸線方向に沿った蒸気の流れ、すなわち、軸流が低減され、湿分分離エレメント53での蒸気の流速分布が均一化される。そして、蒸気の偏流が抑制されることで蒸気のセパレータベーン54への近寄り流速が相対的に高くなる領域が部分的に形成されことが抑制され、蒸気の流速がセパレータベーン54において適正な湿分分離性能を発揮しうる限界流速を上回ってしまうことが防止され、これにより、湿分分離エレメント53における蒸気の滞在時間が十分に確保され、蒸気から湿分を適正に分離することができる。また、蒸気の流速が高くなる領域がなくなることから、下支持枠56b上の下縦壁部56eと下縦壁部56fとの間の領域に滞在する湿分がこの蒸気の動圧により吹き上げられることも防止される。この結果、湿分分離加熱器17における湿分分離性能の低下を抑制することができる。また、蒸気の偏流が防止されることで、軸線方向に積層して設けられるセパレータベーン54を均等に用いることができ、このため、セパレータベーン54の性能が部分的に低下してしまうことが防止される。
At this time, the steam flowing in the steam supply space S 21 is rectified by the rectifying
さらに、上述したように、内側に整流機構70が設けられるマニホールド49は、先端が閉鎖される一方、基端が開口していることから、この整流機構70は、マニホールド49の基端側から先端側に向けて押し込むように挿入することで、マニホールド49内に容易に施工可能である。さらに、例えば、経年変化によりこの整流機構70を取り替える必要が生じた際にも、このマニホールド49の基端がアクセス可能領域として形成される流入室60に開口していることから、装置の停止時に、作業員が外部からマンホール61(図4参照)を通って流入室60に進入し、この流入室60側から容易にこの整流機構70を取り替えることが可能である。
Further, as described above, the manifold 49 provided with the rectifying
このように実施例1の湿分分離加熱器17にあっては、円筒形に形成される胴体40と、胴体40の内部に湿分を含む蒸気を胴体40の軸線方向に導入する蒸気入口41と、胴体40の内部に軸線方向に対して平行に設けられ基端が蒸気入口41に連通すると共に先端が閉鎖されたマニホールド49と、マニホールド49の側部に軸線方向に沿って所定間隔で形成されこのマニホールド49から蒸気を吹き出し可能な複数の吹出口50と、蒸気が通過することで湿分を分離する湿分分離エレメント53と、湿分分離エレメント53により湿分が分離された蒸気を軸線方向と交差する方向に向けて胴体40の外部に排出する蒸気出口42と、マニホールド49内に設けられると共に蒸気入口41から導入された蒸気を整流する複数の孔70aを有する整流機構70を備える。
As described above, in the
したがって、蒸気入口41から胴体40内に導入された湿分を含む蒸気は、マニホールド49を通って複数の吹出口50から吹き出され、湿分分離エレメント53を通過することで湿分が分離され、その後、蒸気出口42から外部に排出される。このとき、蒸気はマニホールド49の複数の吹出口50から吹き出される前に、整流機構70の複数の孔70aを通ることで整流され、セパレータベーン54への近寄り流速が相対的に高くなる領域が部分的に形成されことが抑制されるので、湿分分離性能の低下を抑制することができる。さらに、この整流機構70を基端が流体として蒸気を導入可能に開口された筒状に形成されるマニホールド49内に設けることから、マニホールド49の基端側から先端側に向けて押し込むように挿入することで、この整流機構70をマニホールド49内に容易に施工することができる。この結果、湿分分離性能の低下を抑制しつつ良好な施工性を確保することができる。
Therefore, the steam containing moisture introduced into the
さらに、このように実施例1の湿分分離加熱器17にあっては、胴体40内に設けられ蒸気入口41とマニホールド49とを連通すると共にアクセス可能領域として形成される流入室60を備える。したがって、メンテナンスなどによる装置の停止時にこの整流機構70を取り替える場合でも、マニホールド49の開口がアクセス可能領域として設けられる流入室60に面して形成されることから、この流入室60側から容易に整流機構70を取り替えることができる。
Further, the moisture separator /
さらに、このように実施例1の湿分分離加熱器17にあっては、整流機構70は、吹出口50に対して所定の間隔をあけて設けられる。したがって、この整流機構70をマニホールド49に形成される複数の吹出口50に対して所定の間隔をあけて設けることで、整流機構70が吹出口50を閉塞することがなく、吹出口50による蒸気の吹き出し面積を大きく確保することができるので、蒸気の圧力損失の増加を抑制することができる。この結果、低圧タービン15のタービン効率の低下を抑制することができる。
Furthermore, in this way, in the
さらに、このように実施例1の湿分分離加熱器17にあっては、整流機構70は、マニホールド49の内面に沿って円筒状に形成される。したがって、整流機構70を円筒状に形成することから、整流機構70の強度も適正に確保することができる。
Further, in this way, in the
さらに、このように実施例1の湿分分離加熱器17にあっては、胴体40の内部に区画され湿分分離エレメント53により蒸気から分離された湿分を収容可能なドレン通路52と、湿分分離エレメント53のセパレータベーン支持枠55の内側とドレン通路52とを連通するドレン開口59と、胴体40にドレン通路52と連通して設けられ湿分を胴体40の外部に排出するドレン出口43とを備える。したがって、各湿分分離エレメント53を通過させることで湿分を除去し、湿分が除去された蒸気を蒸気出口42に流動させる一方、湿分をドレン開口59からドレン通路52を通ってドレン出口43に導くので、胴体40内に蒸気を効率的に流動して適性に湿分を分離することができる。
Furthermore, in the
さらに、このように実施例1の湿分分離加熱器17にあっては、軸線方向に沿って胴体40に挿通され蒸気出口42の上流側で蒸気を加熱可能な加熱管群44を備える。したがって、各湿分分離エレメント53を通過させることで湿分が除去され蒸気を加熱管群44に接触して加熱してから蒸気出口42に流動するので、湿分を分離した蒸気を加熱してから排出することで、蒸気の有効利用を図ることができる。
Furthermore, in this way, the
図7は、本発明の実施例2に係る湿分分離加熱器の整流機構の概略斜視図である。実施例2に係る湿分分離加熱器は、実施例1に係る湿分分離加熱器と略同様の構成であるが、整流手段が複数に分割されている点で実施例1に係る湿分分離加熱器とは異なる。その他、実施例1と共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略するとともに、同一の符号を付す。 FIG. 7 is a schematic perspective view of the rectifying mechanism of the moisture separator / heater according to the second embodiment of the present invention. The moisture separator / heater according to the second embodiment has substantially the same configuration as the moisture separator / heater according to the first embodiment, but the moisture separator according to the first embodiment is different in that the rectifying means is divided into a plurality of parts. Different from the heater. In addition, about the structure, effect | action, and effect which are common in Example 1, while overlapping description is abbreviate | omitted as much as possible, the same code | symbol is attached | subjected.
図7に示すように、実施例2に係る湿分分離器としての湿分分離加熱器217は、蒸気を整流する複数の孔270aを有する整流手段としての整流機構270を備える。整流機構270は、複数の孔270aを有する多孔板によりマニホールド49の内面に沿って円筒状に形成され、マニホールド49と同軸となるように配置される。そして、本実施例の整流機構270は、軸線方向に対して複数、ここでは3つに分割されている。すなわち、この整流機構270は、軸線方向に並んだ3つの分割整流機構270bにより形成されている。
As shown in FIG. 7, the
これにより、1つの分割整流機構270bを小型化することができるため施工性がさらに向上する。そして、上述したように、内側に整流機構270が設けられるマニホールド49は、先端が閉鎖される一方、基端が開口していることから、この整流機構270は、各分割整流機構270bを1つずつマニホールド49の基端側から先端側に向けて押し込むように挿入し、隣接する分割整流機構270bの端面同士を溶接して連結することで、マニホールド49内に容易に施工可能である。また、メンテナンスなどによる装置の停止時にこの整流機構270を取り替える場合でも、整流機構270が複数の分割整流機構270bに分割され小型化されていることから、マンホール61を介して胴体40内の流入室60に容易に出し入れすることができる。
Thereby, since one division | segmentation rectification |
このように実施例2の湿分分離加熱器217にあっては、整流機構270は軸線方向に対して複数に分割される。したがって、整流機構270が軸線方向に並んだ複数の分割整流機構270bにより形成されることから、1つの分割整流機構270bを小型化することができ、整流機構270の取り付けをより簡単に精度よく行うことができると共に取り替えの際には胴体40内に容易に出し入れすることができる。
Thus, in the
図8は、本発明の実施例3に係る湿分分離加熱器の整流機構の概略斜視図である。実施例3に係る湿分分離加熱器は、実施例2に係る湿分分離加熱器と略同様の構成であるが、整流手段に形成される複数の孔の大きさが実施例2に係る湿分分離加熱器とは異なる。その他、実施例2と共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略するとともに、同一の符号を付す。 FIG. 8 is a schematic perspective view of the rectification mechanism of the moisture separator / heater according to the third embodiment of the present invention. The moisture separator / heater according to the third embodiment has substantially the same configuration as the moisture separator / heater according to the second embodiment, but the size of the plurality of holes formed in the rectifying means is the moisture according to the second embodiment. Different from the separation heater. In addition, about the structure, effect | action, and effect which are common in Example 2, while omitting the overlapping description as much as possible, the same code | symbol is attached | subjected.
図8に示すように、実施例3に係る湿分分離器としての湿分分離加熱器317は、蒸気を整流する複数の孔370aを有する整流手段としての整流機構370を備える。整流機構370は、複数の孔370aを有する多孔板によりマニホールド49の内面に沿って円筒状に形成され、マニホールド49と同軸となるように配置される。そして、整流機構370は、軸線方向に対して複数、ここでは3つに分割され、軸線方向に並んだ3つの分割整流機構370b1、370b2、370b3により形成されている。
As shown in FIG. 8, the
そして、本実施例の整流機構370は、複数の孔370aの開口率が分割された部分毎に異なる。すなわち、整流機構370は、分割整流機構370b1における孔370a1の開口率、分割整流機構370b2における孔370a2の開口率及び分割整流機構370b3における孔370a3の開口率がそれぞれ異なる開口率に設定されている。ここで複数の孔370aの開口率とは、整流機構370において蒸気が通過することのできる面積の比率であり、この数字が大きくなれば、蒸気が整流機構370を通過しやすくなる一方、この数字が小さくなれば、孔370aでの圧力損失が増加し、蒸気が整流機構370を通過しにくくなる。本実施例では、孔370a1の径を孔370a2の径よりも大きくし、孔370a3の径を孔370a2の径よりも小さくすることで、孔370a1、孔370a2及び孔370a3の開口率を異ならせている。
And the rectification |
さらに具体的には、本実施例では、マニホールド49の基端側、すなわち、蒸気の流動方向に対する上流側に位置する分割整流機構370b1における孔370a1の開口率を最も大きくし、マニホールド49の先端側、すなわち、蒸気の流動方向に対する下流側に位置する分割整流機構370b3における孔370a3の開口率を最も小さくしている。つまり、上述したように各吹出口50から吹き出される蒸気は、マニホールド49の先端側(閉端側)でその流速が高くなりやすい。しかしながら、本実施例では、分割整流機構370b1における孔370a1の開口率を最も大きくする一方、分割整流機構370b3における孔370a3の開口率を最も小さくしていることから、孔370a3を通過して吹出口50から吹き出される蒸気の流速低下が孔370a1を通過して吹出口50から吹き出される蒸気の流速低下よりも大きくなり、この結果、蒸気の偏流をより効果的に抑制することができる。さらに、蒸気の流速が高くなりやすい領域に応じて複数の孔370aの開口率を適切に設定することで、孔370aにおける蒸気の圧力損失が増加する領域を最小限に抑えることができることから、圧力損失の増加も抑制することができる。
More specifically, in this embodiment, the opening ratio of the
このように実施例3の湿分分離加熱器317にあっては、整流機構370は、複数の孔370aの開口率が軸線方向で異なる。したがって、整流機構370における孔370aの開口率を軸線方向において蒸気の流速が高くなる領域の分布に応じて異ならせることで、蒸気の偏流をより効果的に抑制することができると共に孔370aにおける蒸気の圧力損失が増加する領域を最小限に抑えることができることから、圧力損失の増加も抑制することができる。このため、低圧タービン15のタービン効率の低下を抑制することができる。
As described above, in the
図9は、本発明の実施例4に係る湿分分離加熱器のマニホールド及び整流機構の切欠斜視図、図10は、本発明の実施例4に係る湿分分離加熱器の径方向の概略断面図である。実施例4に係る湿分分離加熱器は、実施例1に係る湿分分離加熱器と略同様の構成であるが、整流手段の形状が実施例1に係る湿分分離加熱器とは異なる。その他、実施例1と共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略するとともに、同一の符号を付す。 FIG. 9 is a cutaway perspective view of a manifold and a rectifying mechanism of a moisture separation heater according to Embodiment 4 of the present invention, and FIG. 10 is a schematic cross-sectional view in the radial direction of the moisture separation heater according to Embodiment 4 of the present invention. FIG. The moisture separation heater according to the fourth embodiment has substantially the same configuration as the moisture separation heater according to the first embodiment, but the shape of the rectifying means is different from that of the moisture separation heater according to the first embodiment. In addition, about the structure, effect | action, and effect which are common in Example 1, while overlapping description is abbreviate | omitted as much as possible, the same code | symbol is attached | subjected.
図9及び図10に示すように、実施例4に係る湿分分離器としての湿分分離加熱器417は、蒸気を整流する複数の孔470aを有する整流手段としての整流機構470を備える。そして、本実施例の整流機構470は、実施例1の整流機構70(図1参照)とは異なり、複数の孔470aを有する多孔板により複数の吹出口50を覆ってマニホールド49の内面に沿って部分的に形成される。すなわち、本発明の整流手段は、完全な円筒状でなくてもよく、マニホールド49内面で複数の吹出口50を覆っていれば、本実施例の整流機構470のように、径方向の断面形状が円弧状となるように形成されていてもよい。
As shown in FIGS. 9 and 10, the
この湿分分離加熱器417は、上記のように構成されることで、蒸気は吹出口50から吹き出される直前に整流機構470により整流され、複数の孔470aから放射状に噴射されるようになることから、軸線方向に沿った蒸気の流れ、すなわち、軸流が低減され、湿分分離エレメント53での蒸気の流速分布が均一化され、湿分分離加熱器417における湿分分離性能の低下を抑制することができる。さらに、この整流機構470は、マニホールド49の基端側から先端側に向けて押し込むように挿入することで、マニホールド49内に容易に施工可能であり、また、マニホールド49の基端がアクセス可能領域として形成される流入室60に開口していることから、装置の停止時に、作業員が外部からマンホール61(図4参照)を通って流入室60に進入し、この流入室60側から容易にこの整流機構470を取り替えることが可能である。
The moisture separator /
さらに、整流機構470は複数の吹出口50を覆うことのできる大きさであればよいことから、より小型化することができ、施工性がさらに向上する。また、メンテナンスなどによる装置の停止時にこの整流機構470を取り替える場合でも、整流機構470が小型化されていることから、マンホール61を介して胴体40内の流入室60に容易に出し入れすることができる。また、マニホールド49の内面に部分的に整流機構470を設けるだけなので、マニホールド49内における作業員の作業スペースも確保しやすいので、さらに施工性が向上する。
Furthermore, since the
このように実施例4の湿分分離加熱器417にあっては、整流機構470は、吹出口50を覆ってマニホールド49の内面に沿って部分的に形成される。したがって、マニホールド49の内面に吹出口50を覆うように部分的に整流機構470を設けることから、この整流機構470を小型化することができ、整流機構470の取り付けをより簡単に精度よく行うことができると共に取り替えの際には胴体40内に容易に出し入れすることができる。
As described above, in the moisture separator /
図11は、本発明の実施例5に係る湿分分離加熱器の整流機構の概略斜視図である。実施例5に係る湿分分離加熱器は、実施例2に係る湿分分離加熱器と略同様の構成であるが、整流手段が仕切部を有する点で実施例2に係る湿分分離加熱器とは異なる。その他、実施例2と共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略するとともに、同一の符号を付す。 FIG. 11 is a schematic perspective view of the rectifying mechanism of the moisture separator / heater according to the fifth embodiment of the present invention. The moisture separator / heater according to the fifth embodiment has substantially the same configuration as that of the moisture separator / heater according to the second embodiment, but the moisture separator / heater according to the second embodiment in that the rectifying means includes a partition. Is different. In addition, about the structure, effect | action, and effect which are common in Example 2, while omitting the overlapping description as much as possible, the same code | symbol is attached | subjected.
図11に示すように、実施例5に係る湿分分離器としての湿分分離加熱器517は、蒸気を整流する複数の孔570aを有する整流手段としての整流機構570を備える。整流機構570は、複数の孔570aを有する多孔板によりマニホールド49の内面に沿って円筒状に形成され、マニホールド49と同軸となるように配置される。そして、本実施例の整流機構570は、軸線方向に対して複数、ここでは3つに分割されている。すなわち、この整流機構570は、軸線方向に並んだ3つの分割整流機構570bにより形成されている。
As shown in FIG. 11, the
さらに、本実施例の整流機構570は、2つの仕切部としての支持部571を有する。各支持部571は、蒸気を整流する複数の孔571aを有する多孔板により形成される。また、各支持部571は、マニホールド49の通路断面とほぼ等しい円盤状に形成される。そして、この各支持部571は、隣接する分割整流機構570bの端面同士の間にマニホールド49の通路断面方向に沿って設けられる。すなわち、支持部571は、軸線方向に対して直交するように設けられ、マニホールド49内を軸線方向に対して複数に分割するように仕切る。
Furthermore, the
そして、上述したように、内側に整流機構570が設けられるマニホールド49は、先端が閉鎖される一方、基端が開口していることから、この整流機構570は、まず、各分割整流機構570bの一端面に支持部571の一方の面を溶接しておき、分割整流機構570bの他端面側をマニホールド49の基端側から先端側に向けて押し込むように挿入し、その後、次の分割整流機構570bの他端面を先に挿入した分割整流機構570bの支持部571の他方の面に溶接して、隣接する分割整流機構570bの端面同士をこの支持部571を介して溶接して連結する。これを繰り返すことで、整流機構570をマニホールド49内に容易に施工可能である。そして、整流機構570は、この支持部571により径方向に対する強度が確保され、変形することが防止される。つまり、マニホールド49の内面に沿って円筒状に構成される整流機構570の径方向断面の真円度が維持される。また、マニホールド49内を流動する蒸気は、複数に孔570aにより整流される前に支持部571に形成された複数の孔571aにより整流されることから、湿分分離エレメント53での蒸気の流速分布がより効果的に均一化され、湿分分離加熱器517における湿分分離性能の低下をより効果的に抑制することができる。
As described above, the manifold 49 provided with the
このように実施例5の湿分分離加熱器517にあっては、整流機構570は、マニホールド49の通路断面方向に沿って設けられこのマニホールド49を軸線方向に対して仕切ると共に複数の孔571aが形成された支持部571を有する。したがって、整流機構570は、この支持部571によりマニホールド49内を流動する蒸気を整流することができる。さらに、整流機構570は、この支持部571により径方向に対する強度が確保され、径方向に対して変形することが防止される。この結果、整流機構570の施工中にこの整流機構570が変形することが防止されることから、施工性を向上させることができる。
As described above, in the moisture separator /
なお、上述した本発明の実施例に係る湿分分離器及びマニホールドの整流機構は、上述した実施例に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。以上の説明では、蒸気を整流する複数の孔を有する整流板は多孔板であるものとして説明したが、格子状に孔が形成されたメッシュ状の部材でもよい。また、整流板は多孔板を重ねて多段にして用いてもよい。また、本発明の実施例に係る湿分分離器は、以上で説明した実施例を複数組み合わせることで構成してもよい。 In addition, the moisture separator and the rectifying mechanism of the manifold according to the embodiment of the present invention described above are not limited to the embodiment described above, and various modifications can be made within the scope described in the claims. In the above description, the rectifying plate having a plurality of holes for rectifying the vapor has been described as a perforated plate, but may be a mesh member in which holes are formed in a lattice shape. Further, the rectifying plate may be used in multiple stages by stacking perforated plates. In addition, the moisture separator according to the embodiment of the present invention may be configured by combining a plurality of the embodiments described above.
また、以上の実施例3の湿分分離加熱器317の説明では、孔370a1の径を孔370a2の径よりも大きくし、孔370a3の径を孔370a2の径よりも小さくすることで、孔370a1、孔370a2及び孔370a3の開口率を異ならせるものとして説明したが、孔370a1、孔370a2及び孔370a3の径は等しくして、孔370a1、孔370a2及び孔370a3の密度(数)を変えることで開口率を異ならせるようにしてもよい。また、孔370a1、孔370a2及び孔370a3の開口率は、分割位置にかかわらず軸線方向において蒸気の偏流分布に応じて適宜調整してもよい。整流機構370は、分割されていなくてもよい。
In the description of the moisture separator /
また、以上の実施例5の湿分分離加熱器517の説明では、支持部571は、隣接する分割整流機構570bの端面同士の間に設けられるものとして説明したが、分割部分以外の部分に設けてもよい。また、整流機構570は、分割されていなくてもよい。また、整流機構570は、実施例3の整流機構370のようにマニホールド49の基端側に位置する分割整流機構570bにおける孔570aの開口率を最も大きくし、マニホールド49の先端側に位置する分割整流機構570bにおける孔570aの開口率を最も小さくしてもよく、さらに、支持部571の孔571aの開口率を軸線方向で異なるようにしてもよい。この場合、マニホールド49の基端側に位置する支持部571の孔571aの開口率を小さくし、マニホールド49の先端側に位置する支持部571の孔571aの開口率を大きくしてもよい。すなわち、整流機構570において、軸線方向に沿って設けられる円筒状部では基端側の開口率を先端側の開口率よりも大きくし、軸線方向に垂直な径方向に沿って設けられる仕切部としての支持部571では、基端側の開口率を先端側の開口率よりも小さくしてもよい。これにより、孔570a及び孔571aを通過して先端側で吹出口50から吹き出される蒸気の流速低下が基端側で吹出口50から吹き出される蒸気の流速低下よりも大きくなり、この結果、蒸気の偏流をより効果的に抑制することができる。また、整流機構570は、円筒状部を有さず、仕切部のみにより構成してもよく、また、蒸気の流速分布に応じて孔の開口率を適宜変更してもよい。
In the description of the moisture separator /
また、以上の説明では、本発明のマニホールドの整流機構を湿分分離加熱器のマニホールドに適用して説明したが、少なくとも一端が流体を導入可能に開口された筒状に形成されると共に側部に流体を吹き出し可能な複数の吹出口を有するマニホールドであれば他のマニホールドに適用しても、上記で説明した整流機構とほぼ同様の作用、効果を奏することができる。 In the above description, the rectifying mechanism of the manifold of the present invention is applied to the manifold of the moisture separator / heater. However, at least one end is formed in a cylindrical shape that allows fluid to be introduced and the side portion. If it is a manifold having a plurality of outlets through which fluid can be blown out, the same operation and effect as those of the rectifying mechanism described above can be achieved even if it is applied to other manifolds.
本発明に係る湿分分離器は、湿分分離性能の低下を抑制しつつ良好な施工性を確保するものであり、各種プラントの湿分分離器に適用することができる。 The moisture separator according to the present invention secures good workability while suppressing a decrease in moisture separation performance, and can be applied to moisture separators of various plants.
17、217、317、417、517 湿分分離加熱器(湿分分離器)
40 胴体
41 蒸気入口
42 蒸気出口
43 ドレン出口
46 加熱管
48 支持壁
49 マニホールド
50 吹出口
52 ドレン通路
53、53a、53b 湿分分離エレメント
54 セパレータベーン
55 セパレータベーン支持枠
59 ドレン開口(ドレン流通路)
60 流入室
61 マンホール
70a、270a、370a、470a、570a、571a 孔
70、270、370、470、570 整流機構(整流手段)
571 支持部(仕切部)
S1 蒸気流動空間
S21 蒸気供給空間
S22 蒸気排出空間
17, 217, 317, 417, 517 Moisture separation heater (moisture separator)
40
60
571 Support (partition)
S 1 Steam flow space S 21 Steam supply space S 22 Steam discharge space
Claims (11)
前記マニホールド内に設けられると共に前記蒸気入口から導入された蒸気を整流する複数の孔を有する整流手段を備えることを特徴とする、
湿分分離器。 A trunk formed in a cylindrical shape, a steam inlet for introducing steam containing moisture into the fuselage in the axial direction of the fuselage, and a base end provided parallel to the axial direction in the fuselage. A manifold that communicates with the steam inlet and has a closed tip, a plurality of outlets that are formed at predetermined intervals along the axial direction on the side of the manifold, and that allow the steam to blow out from the manifold, and the steam passes through A moisture separation element for separating moisture, and a steam outlet for discharging the steam separated by the moisture separation element to the outside of the body in a direction intersecting the axial direction. In the moisture separator,
Characterized in that it comprises a rectifying means provided in the manifold and having a plurality of holes for rectifying the steam introduced from the steam inlet;
Moisture separator.
請求項1に記載の湿分分離器。 The inflow chamber is provided as an area that is provided in the body and communicates with the steam inlet and the manifold and is accessible from the outside.
The moisture separator according to claim 1.
請求項1又は請求項2に記載の湿分分離器。 The rectifying means is provided at a predetermined interval with respect to the air outlet,
The moisture separator according to claim 1 or 2.
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の湿分分離器。 The rectifying means is partially formed along the inner surface of the manifold so as to cover the outlet.
The moisture separator according to any one of claims 1 to 3.
請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の湿分分離器。 The rectifying means is formed in a cylindrical shape along the inner surface of the manifold,
The moisture separator according to any one of claims 1 to 4.
請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の湿分分離器。 The rectifying means is provided along a passage cross-sectional direction of the manifold, and has a partition portion that partitions the manifold with respect to the axial direction and is formed with the plurality of holes.
The moisture separator according to any one of claims 1 to 5.
請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の湿分分離器。 The rectifying means is divided into a plurality in the axial direction,
The moisture separator according to any one of claims 1 to 6.
請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の湿分分離器。 The rectifying means is characterized in that an opening ratio of the plurality of holes is different in the axial direction.
The moisture separator according to any one of claims 1 to 7.
前記湿分分離エレメントの内側と前記ドレン通路とを連通するドレン流通路と、
前記胴体に前記ドレン通路と連通して設けられ前記湿分を前記胴体の外部に排出するドレン出口とを備えることを特徴とする、
請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の湿分分離器。 A drain passage that is partitioned inside the fuselage and can contain moisture separated from steam by the moisture separation element;
A drain flow passage communicating the inside of the moisture separation element and the drain passage;
A drain outlet that is provided in communication with the drain passage in the trunk and that discharges the moisture to the outside of the trunk.
The moisture separator according to any one of claims 1 to 8.
請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載の湿分分離器。 A heating pipe inserted through the body along the axial direction and capable of heating the steam upstream of the steam outlet,
The moisture separator according to any one of claims 1 to 9.
マニホールドの整流機構。 A plurality of at least one end provided in a manifold having a plurality of outlets capable of blowing out fluid to the side and having a plurality of outlets for rectifying the fluid introduced from the one end. Characterized in that it comprises rectifying means having holes,
Manifold rectification mechanism.
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