JP2008128120A - 湿分分離器 - Google Patents

Abstract

【課題】湿分を収容するドレン通路への流体の流入を抑制することができる湿分分離器を提供する。
【解決手段】円筒形に形成されると共に軸線方向が水平方向に設定される胴体と、胴体の内部に設けられ湿分を含む流体が外部から流入可能な流入室６０と、流体の流入方向に対して交差する隔壁４７ａにより流入室６０と区画され一部で該流入室６０と連通すると共に流体から湿分を分離可能な湿分分離室と、流体から分離された湿分を収容可能なドレン通路と、隔壁４７ａの鉛直方向下部に設けられる水封口７３を介して流入室６０とドレン通路とを連通すると共に水封可能な水封部７２とを備える湿分分離器において、水封口７３の水平方向両側方を閉塞する閉塞部６２を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、蒸気から湿分を除去する湿分分離器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に関するものである。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

このような湿分分離器としては、下記特許文献１に記載されたものがある。

特開２００２−１３０６０９号公報

ところで、上述した湿分分離器では、蒸気入口から胴体００１内に導入される蒸気は、一旦、流入室に流入し、その後、２つのマニホールド００３に分岐して流動する。このとき、流入室に流入した蒸気は、胴体００１内でこの流入室を区画すると共に蒸気の流れ方向に対して垂直に設けられる隔壁に衝突し、この蒸気中に含有される湿分の一部が分離され流入室の底部に貯留される。そして、この隔壁の鉛直方向下部には、流入室とドレン通路００６を連通する連通流路を有する水封部が設けられており、これにより、流入室の底部に貯留される湿分が連通流路を介して上記ドレン通路００６に排出されると共に流入室の底部に貯留される湿分が封水として作用することで、流入室からドレン通路への蒸気の流通を遮断している。

一方、上記のように隔壁に衝突した蒸気は、この隔壁に沿って放射状に広がると共に胴体００１の内面に沿った周縁部において流速が増し、この周縁部に沿って蒸気の流速が高い領域が形成され、流速の高い蒸気の流れの一部が上記連通流路の開口に向かう。このとき、例えば、この蒸気が流入室の底部に貯留される封水としての湿分を押しのけて流入室からドレン通路へ流入するおそれがある。すると、例えば、ドレン通路００６内に流入した蒸気の動圧により、この蒸気がドレン（湿分）を伴ってドレンスリットから湿分分離エレメント００８側へ吹き上がり、分離した湿分をドレン通路００６に排出することができないばかりか、湿分を分離した蒸気がドレンスリットから吹き上がったドレンを持ち去ってしまい、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という問題がある。

そこで本発明は、湿分を収容するドレン通路への流体の流入を抑制することができる湿分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の発明の湿分分離器は、円筒形に形成されると共に軸線方向が水平方向に設定される胴体と、前記胴体の内部に設けられ湿分を含む流体が外部から流入可能な流入室と、前記流体の流入方向に対して交差する隔壁により前記流入室と区画されると共に流体流入口を介して前記流入室から導入される前記流体の湿分を分離可能な湿分分離室と、前記流体から分離された湿分を一時的に貯留可能なドレン通路と、前記隔壁の鉛直方向下部に設けられる水封口を介して前記流入室と前記ドレン通路とを連通すると共に水封可能な水封部とを備える湿分分離器において、前記水封口の水平方向両側方を閉塞する閉塞部を備えることを特徴とする。

請求項２の発明の湿分分離器では、前記水封部は、前記水封口を介して前記流入室の鉛直方向下部と前記ドレン通路の鉛直方向上部とを連通する連通流路を有することを特徴とする。

請求項３の発明の湿分分離器では、前記流入室に流入した流体を前記閉塞部方向に案内可能な流体案内手段を備えることを特徴とする。

請求項４の発明の湿分分離器では、前記水封口の縁部に沿って前記隔壁に立設される水封部規制板を備えることを特徴とする。

請求項５の発明の湿分分離器では、前記水封部規制板は、複数設けられることで内側に前記水封部の延長路を形成する水封ボックスをなすことを特徴とする。

上記の目的を達成するための請求項６の発明の湿分分離器では、円筒形に形成されると共に軸線方向が水平方向に設定される胴体と、前記胴体の内部に設けられ湿分を含む流体が外部から流入可能な流入室と、前記流体の流入方向に対して交差する隔壁により前記流入室と区画されると共に流体流入口を介して前記流入室から導入される前記流体の湿分を分離可能な湿分分離室と、前記流体から分離された湿分を一時的に貯留可能なドレン通路と、前記隔壁の鉛直方向下部に設けられる水封口を介して前記流入室と前記ドレン通路とを連通すると共に水封可能な水封部とを備える湿分分離器において、前記流入室に流入し前記水封口の水平方向両側方に向かう流体を規制する流入室規制板と、前記流入室に流入した流体を拡散する複数の孔を有する拡散板とを備えることを特徴とする。

上記の目的を達成するための請求項７の発明の湿分分離器は、円筒形に形成されると共に軸線方向が水平方向に設定される胴体と、前記胴体の内部に設けられ湿分を含む流体が外部から流入可能な流入室と、前記流体の流入方向に対して交差する隔壁により前記流入室と区画されると共に流体流入口を介して前記流入室から導入される前記流体の湿分を分離可能な湿分分離室と、前記流体から分離された湿分を一時的に貯留可能なドレン通路と、前記隔壁の鉛直方向下部に設けられる水封口を介して前記流入室と前記ドレン通路とを連通すると共に水封可能な水封部とを備える湿分分離器において、前記水封口は、鉛直方向上端位置が前記流入室に流入する流体の最大流速に応じて設定されることを特徴とする。

上記の目的を達成するための請求項８の発明の湿分分離器は、前記湿分分離室は、前記流体が通過することで湿分を分離する湿分分離エレメントが設けられ、前記流入室は、前記流体が前記隔壁に衝突することで分離された湿分を鉛直方向下部に貯留することを特徴とする。

請求項１の発明の湿分分離器によれば、外部から流入室に流入した湿分を含む蒸気は、湿分分離室に流れてこの湿分分離室内で湿分が分離され、分離された湿分がドレン通路に収容される。また、流入室に流入した蒸気は、隔壁に衝突することでその湿分の一部が分離され流入室の底部に貯留されて、水封口を介してドレン通路に排出されると共に水封部の封水として作用し、流入室からドレン通路への蒸気の流通を遮断する。このとき、隔壁に衝突した蒸気がその周縁部において流速が増しても、水封口の水平方向両側方に閉塞部を設けたことで、この蒸気が流入室の底部に貯留される封水としての湿分内にもぐりこんでも、この閉塞部により規制されることで、蒸気が水封口に進入することが抑制されるので、湿分を収容するドレン通路への蒸気の流入を抑制することができる。

請求項２の発明の湿分分離器によれば、流入室の底部に貯留される湿分は、連通流路を通ってドレン通路に適正に排出される一方、この連通流路が水封口を介して流入室の鉛直方向下部とドレン通路の鉛直方向上部とを連通するように設けられていることから、流入室の底部に貯留される湿分が封水として作用することで、この連通流路を介した流入室からドレン通路への蒸気の流通を適正に遮断することができる。

請求項３の発明の湿分分離器によれば、流体案内手段により隔壁の周縁部において流速が高くなった蒸気を閉塞部側に案内することで、この流速の高い蒸気が水封口方向に直接流れてこの水封口に進入することが防止できる一方、この流速の高い蒸気を閉塞部側に確実に案内し、この閉塞部により水封口に進入することを確実に抑制することができる。

請求項４の発明の湿分分離器によれば、隔壁において水封口の縁部に沿って水封部規制板が立設されていることから、隔壁に沿って流れる蒸気が水封部規制板により規制されるため、この蒸気が水封口に進入することを防止することができる。

請求項５の発明の湿分分離器によれば、複数の水封部規制板により水封ボックスを構成し、その内側に水封部の延長路を形成することから、蒸気の流速が高い領域が形成されやすい隔壁から水平方向に離れた位置に蒸気が進入しうる開口を設定することができるため、湿分を適正にドレン通路に排出することができると共により確実に蒸気のドレン通路への進入を抑制することができる。

請求項６の発明の湿分分離器によれば、外部から流入室に流入した湿分を含む蒸気は、湿分分離室に流れてこの湿分分離室内で湿分が分離され、分離された湿分がドレン通路に収容される。また、流入室に流入した蒸気は、隔壁に衝突することでその湿分の一部が分離され流入室の底部に貯留されて、水封口を介してドレン通路に排出されると共に水封部の封水として作用し、流入室からドレン通路への蒸気の流通を遮断する。このとき、隔壁に衝突した蒸気がその周縁部において流速が増しても、流入室の周縁部に流入室規制板を設けたことから、この流入室規制板により水封口の水平方向両側方に向かう蒸気の流れが規制され、流入室の径方向中心側に案内される。そして、流入室規制板により径方向中心側に案内された蒸気は、拡散板の複数の孔を通過することで流速分布が均一化されるため、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、水封口への蒸気の進入が抑制されるので、湿分を収容するドレン通路への蒸気の流入を抑制することができる。

請求項７の発明の湿分分離器によれば、外部から流入室に流入した湿分を含む蒸気は、湿分分離室に流れてこの湿分分離室内で湿分が分離され、分離された湿分がドレン通路に収容される。また、流入室に流入した蒸気は、隔壁に衝突することでその湿分の一部が分離され流入室の底部に貯留されて、水封口を介してドレン通路に排出されると共に水封部の封水として作用し、流入室からドレン通路への蒸気の流通を遮断する。このとき、水封口の鉛直方向上端位置を流入室に流入する蒸気の最大流速に応じて設定することで、最大流速の蒸気が流入室の底部に貯留される封水としての湿分内にもぐりこんでもこの鉛直方向上端位置まで到達しない高さに鉛直方向上端位置を設定することができ、これにより、流入室の底部に貯留される湿分の液面から鉛直方向上端位置までの水深を適正な水深に維持することができる。よって、水封口への蒸気の進入が抑制されるので、湿分を収容するドレン通路への蒸気の流入を抑制することができる。

請求項８の発明の湿分分離器によれば、主として湿分分離室に設けられる湿分分離エレメントにより流体から湿分を分離することができる一方、流入室により流体が隔壁に衝突することで分離された湿分を鉛直方向下部に貯留することができ、これを封水として用いることができる。

以下に、本発明に係る湿分分離器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。

図１は、本発明の実施例１に係る湿分分離加熱器の流入室を区画する仕切壁の正面図、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水封部を示す部分断面図、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。

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。

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。

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。

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、流入室６０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。

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、湿分を含む流体としての蒸気（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。

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４７ａ、４７ｂ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。

胴体４０の内部の蒸気入口４１側には、胴体４０の内面と上述の隔壁としての仕切壁４７ａ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。仕切壁４７ａは、蒸気入口４１と対向して蒸気の流入方向に対して垂直に交差するように設けられる。そして、この仕切壁４７ａは、上記のように一端面側で流入室６０を区画する一方、他端面側で湿分分離室７０を区画する。この湿分分離室７０は、後述で具体的に説明するが、内部に湿分分離エレメント５３が設けられており、蒸気から湿分を分離可能な空間として形成される。また、この仕切壁４７ａには、流入室６０と湿分分離室７０とを一部で連通する一対の流体流入口としての蒸気流入口７１が形成されており、この各蒸気流入口７１にマニホールド４９の基端開口が接続される。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。

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４７ａに固定され蒸気流入口７１を介して流入室６０に連通し、さらにこの流入室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４７ｂ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。

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５４は、セパレータベーン支持枠により第１支持板５１上に支持されている。さらに、この第１支持板５１の下方にはドレン通路５２が設けられており、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。

ドレン通路５２は、第１支持板５１により胴体４０内の下部に区画される。そして、この第１支持板５１には、湿分分離エレメント５３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た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。

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に連結されている。

従って、胴体４０の内部空間は、上述した第１支持板５１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に流動する湿分分離室７０における蒸気流動空間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。

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。

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。

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。

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。

そして、この湿分分離エレメント５３は、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５４により蒸気から分離された湿分、つまり、ドレンは、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。

なお、この湿分分離加熱器１７の胴体４０や仕切壁４７ａ、４７ｂ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。

さらに、この実施例の湿分分離加熱器１７は、図５に示すように、仕切壁４７ａの鉛直方向下部に設けられる水封口７３を有する水封部７２を備える。この水封部７２は、水封口７３を介して流入室６０の底部とドレン通路５２とを連通する。さらに具体的には、この水封部７２は、水封口７３を介して流入室６０の鉛直方向下部とドレン通路５２の鉛直方向上部とを連通する連通流路７４を備え、これにより、流入室６０内の湿分をドレン通路５２に排出可能であると共にこの湿分により水封可能である。この連通流路７４は、仕切壁４７ａと、胴体４０の内面に立設される流路壁７４ａにより画成される。流路壁７４ａは、仕切壁４７ａからドレン通路５２側に予め設定される所定間隔をあけて設けられる。

すなわち、上述した湿分分離加熱器１７では、蒸気入口４１から胴体４０内に導入される蒸気は、一旦、流入室６０に流入し、その後、２つのマニホールド４９に分岐して流動する。このとき、流入室６０に流入した蒸気は、仕切壁４７ａに衝突することで、この蒸気中に含有される湿分の一部が分離され流入室６０の底部に貯留される。そして、この流入室６０の底部に貯留される湿分は、連通流路７４を通ってドレン通路５２に排出される。一方、この連通流路７４は、水封口７３を介して流入室６０の鉛直方向下部とドレン通路５２の鉛直方向上部とを連通するように設けられていることから、流入室６０の底部に貯留される湿分が封水として作用することで、この連通流路７４を介した流入室６０からドレン通路５２への蒸気の流通を遮断している。

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。

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。

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。

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の湿分分離室７０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。

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。

このとき、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に流入した際に、仕切壁４７ａに衝突することで、含有される湿分の一部が分離され流入室６０の底部に貯留される。そして、この流入室６０の底部に貯留される湿分（ドレン）は、水封口７３を介して連通流路７４を通りドレン通路５２に排出され、ドレン出口４３から外部に排出される。

ところで上記のように仕切壁４７ａに衝突した蒸気は、この仕切壁４７ａに沿って放射状に広がると共に胴体４０の内面に沿った周縁部において流速が増し、この周縁部に沿って蒸気の流速が高い領域が形成され、流速の高い蒸気の流れの一部が上記水封部７２の水封口７３に向かう。このとき、この蒸気が流入室６０の底部に貯留される封水としての湿分を押しのけて流入室６０からドレン通路へ流入するおそれがある。

そこで、本実施例の湿分分離加熱器１７は、図１に示すように、水封口７３に閉塞部６２を設けることで、ドレン通路５２への蒸気の流入の抑制を図っている。

具体的には、閉塞部６２は、仕切壁４７ａの周縁部において水封口７３の水平方向両側方を閉塞するように設けられる。この閉塞部６２は、板状の部材により形成されると共に仕切壁４７ａと面一になるように設けられる。

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、仕切壁４７ａに衝突した蒸気は、この仕切壁４７ａに沿って放射状に広がると共にその周縁部において流速が増し、この周縁部に沿って蒸気の流速が高い領域が形成され、流速の高い蒸気の流れの一部が上記水封部７２の水封口７３に向かう。しかしながら、水封口７３の水平方向両側方に閉塞部６２を設けたことで、仕切壁４７ａの周縁部に沿った流速の高い蒸気が湿分の液面をたたいて押しのけて、流入室６０の底部に貯留される封水としての湿分内にもぐりこんでも、この閉塞部６２により規制されることで水封口７３に進入することが抑制される。特に、本実施例のように、胴体４０が円筒状に形成されると共にこの胴体４０の内面に沿うように水封口７３が形成される場合、その水平方向両側方において流入室６０の底部に貯留される湿分の液面から底面までの水深が浅くなり水封が切れやすくなるが、この水平方向両側方に閉塞部６２を設けることで、上述のように水封口７３への蒸気の進入を効果的に抑制することができる。

この結果、ドレン通路５２内に蒸気が流入することが抑制されるため、ドレン通路５２内の蒸気の動圧により、この蒸気がドレン（湿分）を伴って湿分分離エレメント５３が設けられた湿分分離室７０側へドレン開口５９を介して吹き上がることが抑制される。これにより、湿分分離エレメント５３で蒸気から分離された湿分は、ドレン開口５９を通ってドレン通路５２に流下することとなり、ドレン出口４３から適正に排出されると共に一旦湿分を分離された蒸気がドレン開口５９から吹き上がったドレンを持ち去ってしまうことが防止され、湿分分離エレメント５３での湿分分離性能の低下も抑制される。

さらに、この閉塞部６２は、アクセス可能領域として形成される流入室６０に設けられることから、その取り付けが容易であると共に、例えば、経年変化によりこの閉塞部６２や水封部７２を取り替える必要が生じた際にも、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、このアクセス可能領域としての流入室６０側から容易にこの閉塞部６２や水封部７２を取り替えることが可能であり、すなわち、良好な施工性を確保することができる。

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と共に軸線方向が水平方向に設定される胴体４０と、胴体４０の内部に設けられ湿分を含む蒸気が外部から流入可能な流入室６０と、蒸気の流入方向に対して垂直な仕切壁４７ａにより流入室６０と区画されると共に蒸気流入口７１を介して流入室６０から導入される蒸気の湿分を分離可能な湿分分離室７０と、蒸気から分離された湿分を一時的に貯留可能なドレン通路５２と、仕切壁４７ａの鉛直方向下部に設けられる水封口７３を介して流入室６０とドレン通路５２とを連通すると共に水封可能な水封部７２と、仕切壁４７ａの周縁部において水封口７３の水平方向両側方を閉塞する閉塞部６２を備える。

したがって、外部から流入室６０に流入した湿分を含む蒸気は、湿分分離室７０に流れてこの湿分分離室７０内で湿分が分離され、分離された湿分がドレン通路５２に収容される。また、流入室６０に流入した蒸気は、仕切壁４７ａに衝突することでその湿分の一部が分離され流入室６０の底部に貯留されて、水封口７３を介してドレン通路５２に排出されると共に水封部７２の封水として作用し、流入室６０からドレン通路５２への蒸気の流通を遮断する。このとき、仕切壁４７ａに衝突した蒸気がその周縁部において流速が増しても、水封口７３の水平方向両側方に閉塞部６２を設けたことで、この蒸気が流入室６０の底部に貯留される封水としての湿分内にもぐりこんでも、この閉塞部６２により規制されることで、蒸気が水封口７３に進入することが抑制されるので、湿分を収容するドレン通路５２への蒸気の流入を抑制することができる。この結果、ドレン通路５２内の湿分をドレン出口４３から適正に排出することができると共にドレン通路５２から湿分が吹き上がることが抑制されるので、湿分分離室７０内での湿分分離性能の低下も抑制することができる。

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、水封部７２は、水封口７３を介して流入室６０の鉛直方向下部とドレン通路５２の鉛直方向上部とを連通する連通流路７４とを有する。したがって、この流入室６０の底部に貯留される湿分は、連通流路７４を通ってドレン通路５２に適正に排出される一方、この連通流路７４が水封口７３を介して流入室６０の鉛直方向下部とドレン通路５２の鉛直方向上部とを連通するように設けられていることから、流入室６０の底部に貯留される湿分が封水として作用することで、この連通流路７４を介した流入室６０からドレン通路５２への蒸気の流通を適正に遮断することができる。

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、湿分分離室７０は、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が設けられ、流入室６０は、蒸気が仕切壁４７ａに衝突することで分離された湿分を鉛直方向下部に貯留する。したがって、主として湿分分離室７０に設けられる湿分分離エレメント５３により流体から湿分を分離することができる一方、流入室６０により流体が仕切壁４７ａに衝突することで分離された湿分を鉛直方向下部に貯留することができ、これを封水として用いることができる。

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、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流入室６０を蒸気入口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とを備える。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ので、蒸気から湿分を適正に分離することができる。

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。

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。

図７は、本発明の実施例２に係る湿分分離加熱器の流入室を区画する仕切壁の正面図である。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、流体案内手段を設けている点で実施例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。

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、流入室６０に流入した蒸気を案内する流体案内手段としての一対のフローガイド２７５を備える。各フローガイド２７５は、板状に形成されると共に径方向に対して胴体４０の内面と所定の間隔をあけて仕切壁４７ａの流入室６０側の面に立設される。さらに、各フローガイド２７５は、各蒸気流入口７１の下方から各閉塞部６２の水封口７３側縁部に向けて仕切壁４７ａの周縁部に沿って湾曲状に設けられる。

すなわち、フローガイド２７５は、仕切壁４７ａに衝突した蒸気がこの仕切壁４７ａの周縁部において流速が増加する領域に沿って設けられる。これにより、各フローガイド２７５は、流速の高い領域の蒸気が流入室６０における径方向内方側に流れるのを規制し、各閉塞部６２方向に案内する。つまり、フローガイド２７５は、流速の高い蒸気を閉塞部６２に案内する。これにより、流速の高い蒸気が閉塞部６２を設けていない水封口７３中央部に直接流れてしまい、ここで水封口７３に蒸気が進入してしまうことが防止される。また、この流速の高い蒸気はフローガイド２７５により閉塞部６２側に確実に案内され、上記のようにこの閉塞部６２により水封口７３に進入することが抑制される。

このように実施例２の湿分分離加熱器２１７にあっては、流入室６０に流入した蒸気を閉塞部６２方向に案内可能なフローガイド２７５を備える。したがって、フローガイド２７５により仕切壁４７ａの周縁部において流速が高くなった蒸気を閉塞部６２側に案内することで、この流速の高い蒸気が水封口７３方向に直接流れてこの水封口７３に進入することが防止できる一方、この流速の高い蒸気を閉塞部６２側に確実に案内し、この閉塞部６２により水封口７３に進入することを確実に抑制することができる。

図８は、本発明の実施例３に係る湿分分離加熱器の流入室を区画する仕切壁の正面図、図９は、本発明の実施例３に係る湿分分離加熱器の水封部を示す部分断面図である。実施例３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、水封部規制板を設けている点で実施例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。

図８及び図９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、複数、ここでは、３枚の水封部規制板３７６ａ、３７６ｂ、３７６ｃを備える。各水封部規制板３７６ａ、３７６ｂ、３７６ｃは、水封口７３の縁部に沿って仕切壁４７ａに立設される。水封部規制板３７６ａは、仕切壁４７ａに向かって左側の鉛直方向に沿った縁部に設けられ、水封部規制板３７６ｂは、鉛直方向上側の水平方向に沿った縁部に設けられ、水封部規制板３７６ｃは、仕切壁４７ａに向かって右側の鉛直方向に沿った縁部に設けられる。各水封部規制板３７６ａ、３７６ｂ、３７６ｃは、上記のように基端が仕切壁４７ａに固定されると共に先端が流入室６０側に突出している。

この３枚の水封部規制板３７６ａ、３７６ｂ、３７６ｃは、それぞれ隣接する端部において連結されており、全体で水封ボックス３７７を構成する。この水封ボックス３７７は、水封部規制板３７６ａ、３７６ｂ、３７６ｃが組み合わせられることで、コの字型の断面形状をなす。すなわち、上記のように水封部規制板３７６ａ、３７６ｃが鉛直方向に沿った水封口７３の縁部、水封部規制板３７６ｂが水封部規制板３７６ａと水封部規制板３７６ｃに挟まれるように鉛直方向上側の水平方向に沿った水封口７３の縁部に設けられることで、この水封ボックス３７７は、その内側に延長路３７８を形成する。この延長路３７８は、一端面で水封口７３に接続すると共に他端面が開口している。

この湿分分離加熱器３１７は、上記のように構成されることで、仕切壁４７ａに衝突しこの仕切壁４７ａに沿って放射状に広がった蒸気が水封口７３に向かって流れても、仕切壁４７ａにおいて水封口７３の縁部に沿って水封部規制板３７６ａ、３７６ｂ、３７６ｃが立設されていることから、仕切壁４７ａに沿った蒸気の流れがこの水封部規制板３７６ａ、３７６ｂ、３７６ｃにより遮断され、蒸気が仕切壁４７ａに沿ってそのまま水封口７３に進入することが防止される。また、この３つの水封部規制板３７６ａ、３７６ｂ、３７６ｃにより水封ボックス３７７を構成し、その内側に連通流路７４の延長路３７８を形成することから、蒸気の流速が高い領域が形成されやすい仕切壁４７ａから水平方向に離れた位置に蒸気が進入しうる開口を設定することができ、これにより、延長路３７８及び連通流路７４を介して適正に湿分をドレン通路５２に排出すると共により確実に仕切壁４７ａに沿った蒸気の進入が抑制される。また、この水封ボックス３７７を工場等で製作しておけば、現場での取り付け作業行程数を削減することもできるので、より施工性を向上させることもできる。

このように実施例３の湿分分離加熱器３１７にあっては、水封口７３の縁部に沿って仕切壁４７ａに立設される水封部規制板３７６ａ、３７６ｂ、３７６ｃを備える。したがって、仕切壁４７ａにおいて水封口７３の縁部に沿って水封部規制板３７６ａ、３７６ｂ、３７６ｃが立設されていることから、仕切壁４７ａに沿って流れる蒸気が水封部規制板３７６ａ、３７６ｂ、３７６ｃにより規制されるため、この蒸気が水封口７３に進入することを防止することができる。

さらに、このように実施例３の湿分分離加熱器３１７にあっては、水封部規制板３７６ａ、３７６ｂ、３７６ｃは、３つ設けられることで内側に水封部７２の延長路３７８を形成する水封ボックス３７７をなす。したがって、この３つの水封部規制板３７６ａ、３７６ｂ、３７６ｃにより水封ボックス３７７を構成し、その内側に連通流路７４の延長路３７８を形成することから、蒸気の流速が高い領域が形成されやすい仕切壁４７ａから水平方向に離れた位置に蒸気が進入しうる開口を設定することができるため、湿分を適正にドレン通路５２に排出することができると共により確実に蒸気のドレン通路５２への進入を抑制することができる。

図１０は、本発明の実施例４に係る湿分分離加熱器の流入室を区画する仕切壁の正面図である。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、閉塞部に代えて流入室規制板及び拡散板を設けている点で実施例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。

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、実施例１の閉塞部６２（図１参照）に代えて一対の流入室規制板４７９を備える。各流入室規制板４７９は、板状に形成されると共に仕切壁４７ａの流入室６０側の面に立設される。また、各流入室規制板４７９は、径方向に対する一端が胴体４０の内面に接すると共に他端が径方向中心側に水平に延設される。つまり、各流入室規制板４７９は、仕切壁４７ａに衝突した蒸気がこの仕切壁４７ａの周縁部において流速が増加する領域を横切って設けられ、流入室６０の周縁部において水封口７３の水平方向両側方側に向かう蒸気の流れを規制し、流入室６０の径方向中心側に案内する。

さらに、本実施例の湿分分離加熱器４１７は、孔４８０ａを有する拡散板としての多孔板４８０を備える。孔４８０ａは、複数設けられると共に流入室６０に流入した蒸気が通過することでこの蒸気を拡散可能である。この多孔板４８０は、仕切壁４７ａの流入室６０側の面に立設されると共に径方向に対して一対の流入室規制板４７９と水封口７３との間の空間に設けられる。

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、仕切壁４７ａに衝突した蒸気は、この仕切壁４７ａに沿って放射状に広がると共にその周縁部において流速が増し、この周縁部に沿って蒸気の流速が高い領域が形成され、流速の高い蒸気の流れの一部が上記水封部７２の水封口７３に向かう。しかしながら、流入室６０の周縁部において水封口７３の水平方向両側方側に向かう蒸気の流速が高い領域に流入室規制板４７９を設けたことから、この流入室規制板４７９により水封口７３の水平方向両側方に向かう蒸気の流れが規制され、流入室６０の径方向中心側に案内される。そして、流入室規制板４７９により径方向中心側に案内された蒸気は、多孔板４８０の複数の孔４８０ａを通過することで複数の孔４８０ａから放射状に噴射されるようになることから、減速されて蒸気の流速分布が均一化され、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。この結果、水封口７３への蒸気の進入が抑制される。

このように実施例４の湿分分離加熱器４１７にあっては、円筒形に形成されると共に軸線方向が水平方向に設定される胴体４０と、胴体４０の内部に設けられ湿分を含む蒸気が外部から流入可能な流入室６０と、蒸気の流入方向に対して垂直な仕切壁４７ａにより流入室６０と区画されると共に蒸気流入口７１を介して流入室６０から導入される蒸気の湿分を分離可能な湿分分離室７０と、蒸気から分離された湿分を一時的に貯留可能なドレン通路５２と、仕切壁４７ａの鉛直方向下部に設けられる水封口７３を介して流入室６０とドレン通路５２とを連通すると共に水封可能な水封部７２と、流入室６０に流入し水封口７３の水平方向両側方側に向かう蒸気を規制する流入室規制板４７９と、流入室６０に流入した蒸気を拡散する複数の孔４８０ａを有する多孔板４８０を備える。

したがって、外部から流入室６０に流入した湿分を含む蒸気は、湿分分離室７０に流れてこの湿分分離室７０内で湿分が分離され、分離された湿分がドレン通路５２に収容される。また、流入室６０に流入した蒸気は、仕切壁４７ａに衝突することでその湿分の一部が分離され流入室６０の底部に貯留されて、水封口７３を介してドレン通路５２に排出されると共に水封部７２の封水として作用し、流入室６０からドレン通路５２への蒸気の流通を遮断する。このとき、仕切壁４７ａに衝突した蒸気がその周縁部において流速が増しても、流入室６０の周縁部に流入室規制板４７９を設けたことから、この流入室規制板４７９により水封口７３の水平方向両側方に向かう蒸気の流れが規制され、流入室６０の径方向中心側に案内される。そして、流入室規制板４７９により径方向中心側に案内された蒸気は、多孔板４８０の複数の孔４８０ａを通過することで流速分布が均一化されるため、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、水封口７３への蒸気の進入が抑制されるので、湿分を収容するドレン通路５２への蒸気の流入を抑制することができる。この結果、ドレン通路５２内の湿分をドレン出口４３から適正に排出することができると共にドレン通路５２から湿分が吹き上がることが抑制されるので、湿分分離室７０内での湿分分離性能の低下も抑制することができる。

図１１は、本発明の実施例５に係る湿分分離加熱器の流入室を区画する仕切壁の正面図である。実施例５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、閉塞部を設けず水封口の上端位置を流体の流速に応じて設定している点で実施例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。

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では、水封口７３は、鉛直方向上端位置７３ａが流入室６０に流入する蒸気の最大流速に応じて設定される。すなわち、流入室６０の底部に貯留される湿分の液面から鉛直方向上端位置７３ａまでの水深ｈは、流入室６０に流入する蒸気の動圧に応じて設定され、水封口７３の鉛直方向上端位置７３ａは、最大流速の蒸気が流入室６０の底部に貯留される封水としての湿分内にもぐりこんでもこの鉛直方向上端位置７３ａまで到達しない高さまで下げて設定される。水深ｈは蒸気の最大流速の２乗に比例し、例えば、流入室６０に流入する蒸気の最大流速が１０ｍ／ｓである場合、水深ｈは２５ｍｍ程度に設定される。本実施例では、水封口７３の鉛直方向上端位置７３ａは、水封口７３の上部に仕切壁４７ａと面一になるように上端板５８１を設けられることで設定される。

このように実施例５の湿分分離加熱器５１７にあっては、円筒形に形成されると共に軸線方向が水平方向に設定される胴体４０と、胴体４０の内部に設けられ湿分を含む蒸気が外部から流入可能な流入室６０と、蒸気の流入方向に対して垂直な仕切壁４７ａにより流入室６０と区画されると共に蒸気流入口７１を介して流入室６０から導入される蒸気の湿分を分離可能な湿分分離室７０と、蒸気から分離された湿分を一時的に貯留可能なドレン通路５２と、仕切壁４７ａの鉛直方向下部に設けられる水封口７３を介して流入室６０とドレン通路５２とを連通すると共に水封可能な水封部７２とを備え、水封口７３は、鉛直方向上端位置７３ａが流入室６０に流入する蒸気の最大流速に応じて設定される。

したがって、外部から流入室６０に流入した湿分を含む蒸気は、湿分分離室７０に流れてこの湿分分離室７０内で湿分が分離され、分離された湿分がドレン通路５２に収容される。また、流入室６０に流入した蒸気は、仕切壁４７ａに衝突することでその湿分の一部が分離され流入室６０の底部に貯留されて、水封口７３を介してドレン通路５２に排出されると共に水封部７２の封水として作用し、流入室６０からドレン通路５２への蒸気の流通を遮断する。このとき、水封口７３の鉛直方向上端位置７３ａを流入室６０に流入する蒸気の最大流速に応じて設定することで、最大流速の蒸気が流入室６０の底部に貯留される封水としての湿分内にもぐりこんでもこの鉛直方向上端位置７３ａまで到達しない高さに鉛直方向上端位置７３ａを設定することができ、これにより、流入室６０の底部に貯留される湿分の液面から鉛直方向上端位置７３ａまでの水深ｈを適正な水深に維持することができる。よって、水封口７３への蒸気の進入が抑制されるので、湿分を収容するドレン通路５２への蒸気の流入を抑制することができる。この結果、ドレン通路５２内の湿分をドレン出口４３から適正に排出することができると共にドレン通路５２から湿分が吹き上がることが抑制されるので、湿分分離室７０内での湿分分離性能の低下も抑制することができる。

なお、上述した本発明の実施例に係る湿分分離器は、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。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。

以上の実施例１の湿分分離加熱器１７及び実施例５の湿分分離加熱器５１７の説明では、閉塞部６２、上端版５８１は、孔等を有さない板状の部材により形成するものとして説明したが、水封口７３を完全に閉塞せず部分的に閉塞するものでもよく、例えば、複数の孔を有する多孔板や棒状の部材を所定間隔ごとにスリットをあけて設けることで形成してもよい。この場合でも、この閉塞部６２、上端板５８１が蒸気の流れに対する抵抗体となることで、蒸気のドレン通路５２への流入を抑制することができる。また、この閉塞部６２、上端版５８１は、仕切壁４７ａと一体に形成してもよい。この場合、湿分分離加熱器の部品点数を減少させることができ、より効率的に製造することができる。ただし、以上の説明のように、閉塞部６２、上端板５８１を仕切壁４７ａと別体に形成することで、メンテナンスの際に容易に取り替えることができると共に湿分分離器の運転状況に応じて適宜取り替えて調整することができる。

以上の実施例３の湿分分離加熱器３１７の説明では、蒸気を整流する複数の孔を有する拡散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、拡散板は多孔板を重ねて多段にして用いてもよい。

以上の出説明した湿分分離器では、制御手段により水面調整機構（例えば、不図示のバルブ等）を制御することで、流入室６０の底部に貯留される湿分の液面を適宜調節するようにしてもよい。この場合、制御手段は、この湿分の液面を湿分分離器の運転状態に応じて適正な水深ｈが維持される高さに適宜調節すれば、水封口７３への蒸気の進入を抑制し、湿分を収容するドレン通路５２への蒸気の流入を抑制することができる。

また、以上の説明では、本発明の湿分分離器を発電プラントに適用される湿分分離器として説明したが、これに限らず、胴体に流体を導入しこの流体から湿分を分離するものであればなんでもよい。

本発明に係る湿分分離器は、湿分を収容するドレン通路への流体の流入を抑制するものであり、種々の湿分分離器に適用することができる。

本発明の実施例１に係る湿分分離加熱器の流入室を区画する仕切壁の正面図である。 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である。 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である。 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である。 本発明の実施例１に係る湿分分離加熱器の水封部を示す部分断面図である。 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。 本発明の実施例２に係る湿分分離加熱器の流入室を区画する仕切壁の正面図である。 本発明の実施例３に係る湿分分離加熱器の流入室を区画する仕切壁の正面図である。 本発明の実施例３に係る湿分分離加熱器の水封部を示す部分断面図である。 本発明の実施例４に係る湿分分離加熱器の流入室を区画する仕切壁の正面図である。 本発明の実施例５に係る湿分分離加熱器の流入室を区画する仕切壁の正面図である。 従来の湿分分離器を表す概略図である。

符号の説明

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
４７ａ 仕切壁（隔壁）
４７ｂ 仕切壁
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
５９ ドレン開口
６０ 流入室
６１ マンホール
６２ 閉塞部
７０ 湿分分離室
７１ 蒸気流入口（流体流入口）
７２ 水封部
７３ 水封口
７３ａ 鉛直方向上端位置
７４ 連通流路
２７５ フローガイド（流体案内手段）
３７６ａ、３７６ｂ、３７６ｃ 水封部規制板
３７７ 水封ボックス
３７８ 延長路
４７９ 流入室規制板
４８０ 多孔板（拡散板）
４８０ａ 孔
５８１ 上端板
ｈ 水深

Claims (8)

1. 円筒形に形成されると共に軸線方向が水平方向に設定される胴体と、前記胴体の内部に設けられ湿分を含む流体が外部から流入可能な流入室と、前記流体の流入方向に対して交差する隔壁により前記流入室と区画されると共に流体流入口を介して前記流入室から導入される前記流体の湿分を分離可能な湿分分離室と、前記流体から分離された湿分を一時的に貯留可能なドレン通路と、前記隔壁の鉛直方向下部に設けられる水封口を介して前記流入室と前記ドレン通路とを連通すると共に水封可能な水封部とを備える湿分分離器において、
   前記水封口の水平方向両側方を閉塞する閉塞部を備えることを特徴とする、
   湿分分離器。
2. 前記水封部は、前記水封口を介して前記流入室の鉛直方向下部と前記ドレン通路の鉛直方向上部とを連通する連通流路を有することを特徴とする、
   請求項１に記載に湿分分離器。
3. 前記流入室に流入した流体を前記閉塞部方向に案内可能な流体案内手段を備えることを特徴とする、
   請求項１又は請求項２に記載に湿分分離器。
4. 前記水封口の縁部に沿って前記隔壁に立設される水封部規制板を備えることを特徴とする、
   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。
5. 前記水封部規制板は、複数設けられることで内側に前記水封部の延長路を形成する水封ボックスをなすことを特徴とする、
   請求項４に記載の湿分分離器。
6. 円筒形に形成されると共に軸線方向が水平方向に設定される胴体と、前記胴体の内部に設けられ湿分を含む流体が外部から流入可能な流入室と、前記流体の流入方向に対して交差する隔壁により前記流入室と区画されると共に流体流入口を介して前記流入室から導入される前記流体の湿分を分離可能な湿分分離室と、前記流体から分離された湿分を一時的に貯留可能なドレン通路と、前記隔壁の鉛直方向下部に設けられる水封口を介して前記流入室と前記ドレン通路とを連通すると共に水封可能な水封部とを備える湿分分離器において、
   前記流入室に流入し前記水封口の水平方向両側方に向かう流体を規制する流入室規制板と、
   前記流入室に流入した流体を拡散する複数の孔を有する拡散板とを備えることを特徴とする、
   湿分分離器。
7. 円筒形に形成されると共に軸線方向が水平方向に設定される胴体と、前記胴体の内部に設けられ湿分を含む流体が外部から流入可能な流入室と、前記流体の流入方向に対して交差する隔壁により前記流入室と区画されると共に流体流入口を介して前記流入室から導入される前記流体の湿分を分離可能な湿分分離室と、前記流体から分離された湿分を一時的に貯留可能なドレン通路と、前記隔壁の鉛直方向下部に設けられる水封口を介して前記流入室と前記ドレン通路とを連通すると共に水封可能な水封部とを備える湿分分離器において、
   前記水封口は、鉛直方向上端位置が前記流入室に流入する流体の最大流速に応じて設定されることを特徴とする、
   湿分分離器。
8. 前記湿分分離室は、前記流体が通過することで湿分を分離する湿分分離エレメントが設けられ、
   前記流入室は、前記流体が前記隔壁に衝突することで分離された湿分を鉛直方向下部に貯留することを特徴とする、
   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。

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