JP2010121911A - Moisture separation heater - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は湿分分離加熱器に係り、特に加熱器の加熱蒸気ヘッダが単一である1段再熱式の湿分分離加熱器に関する。 The present invention relates to a moisture separation heater, and more particularly to a one-stage reheat type moisture separation heater in which the heater has a single heating steam header.
従来の1段再熱式の湿分分離加熱器100は、特許文献1並びに図14及び図15に示すように、横型円筒容器製の胴体101を備え、高圧蒸気タービンからの湿ったサイクル蒸気を片側の鏡板に設けられたサイクル蒸気入口102から導入し、胴体101内下部のMSエレメント103(MSエレメントとは湿分分離エレメントを意味し、“MS”とはmoisture separatorの略である。)により湿分を分離し除去した後、胴体101内上部の加熱器104により加熱し、胴体101頂部のサイクル蒸気出口105から過熱蒸気を低圧蒸気タービンへ供給する。加熱器104の加熱蒸気ヘッダ106は、サイクル蒸気が流入する鏡板と反対側の鏡板の外側に突出して設置されている。
As shown in Patent Document 1 and FIGS. 14 and 15, a conventional one-stage reheat type
加熱蒸気ヘッダ106をコンパクトにするために、加熱器104の複数本の伝熱管107における管束の横幅Wと高さHを同等にして(例えばW/H<1.3程度)、円形管板108の径を小さくすることが一般的である。
In order to make the
尚、上述のような1段再熱式の湿分分離加熱器100は原子力プラント初期の機器であり、伝熱管107に銅合金を使用しているものが多く、最近、ステンレス製の伝熱管107に更新するプラントが増えてきている。本発明では、このような1段再熱式の湿分分離加熱器100の更新を対象としている。
The above-described one-stage reheat type moisture separator /
また、サイクル蒸気を胴体下部から流入させる湿分分離加熱器として、2個の加熱蒸気ヘッダを胴体内部に配置する2段再熱式の湿分分離加熱器が開示されている(特許文献2参照)。 Also, a two-stage reheating type moisture separation heater in which two heating steam headers are arranged inside the fuselage is disclosed as a moisture separation heater for flowing cycle steam from the lower part of the fuselage (see Patent Document 2). ).
更に、加熱器の伝熱管内に生ずる凝縮ドレンの過冷却を防止するために、加熱蒸気ヘッダ近傍の管板にオリフィス板を設ける湿分分離加熱器が、特許文献3に開示されている。
ところで、特許文献1及び図14等に示す1段再熱式の湿分分離加熱器100では、鏡板に設置されたサイクル蒸気入口102からサイクル蒸気を導入しているため、MSエレメント103に至るまでの流路が狭く、この流路を流れるサイクル蒸気の流速が速くなって、蒸気の圧力損失が大きくなってしまう。MSエレメント103の高さhが低い場合、MSエレメント103の物量を低減することはできるが、このMSエレメント103を通過するサイクル蒸気の流速が速くなり、サイクル蒸気の圧力損失が大きくなってしまう。
By the way, in the one-stage reheating type
また、鏡板の外側に加熱蒸気ヘッダ106を突出して設置する型の湿分分離加熱器100においては、伝熱管107の管束の横幅Wが狭くなり、この管束の外側を通過するサイクル蒸気の流れが速くなるため、伝熱面積は小さくなるものの、伝熱管107の管束間を通過するサイクル蒸気の圧力損失が大きくなり、プラント効率を悪化させる要因となっている。
Further, in the
尚、伝熱管107の管束の横幅Wを広くすると、加熱蒸気ヘッダ106の内径が大きくなり、この加熱蒸気ヘッダ106は内圧が高いので肉厚が厚くなり、この結果、湿分分離加熱器100の重量が増大してしまう。
If the width W of the bundle of
また、このサイクル蒸気を、鏡板に設置されたサイクル蒸気入口102から導入させる湿分分離加熱器100においては、蒸気流動の影響により、内部構造材(例えばサイクル蒸気入口102付近の図示しない蒸気整流板取付部材など)が損傷する場合もある。
Further, in the moisture separator /
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、胴体内を流れるサイクル蒸気の流量を低下させてその圧力損失を低減すること等により、プラント効率を向上できる湿分分離加熱器を提供することにある。 The object of the present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and is a moisture separation heating that can improve the plant efficiency by reducing the flow rate of cycle steam flowing through the fuselage and reducing its pressure loss. Is to provide a vessel.
また、本発明の他の目的は、系統構成を簡素化できる湿分分離加熱器を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a moisture separation heater that can simplify the system configuration.
本発明は、胴体と、この胴体の底部に設けられ、サイクル蒸気を前記胴体内に導入するサイクル蒸気入口と、前記胴体内の下部領域に傾斜配置され、サイクル蒸気中の湿分を分離する湿分分離エレメントと、前記胴体内の略中央領域に配置され、加熱蒸気を流動させる複数本の伝熱管、及びこれらの伝熱管に連通する単一の加熱蒸気ヘッダを備えた加熱器と、を有する1段再熱式の湿分分離加熱器であって、複数本の前記伝熱管における管束の横幅をW、高さをHとしたとき、管束サイズW/Hが、1.6<W/H<1.9に設定されると共に、前記加熱蒸気ヘッダが横置き円筒型に構成されたことを特徴とするものである。 The present invention provides a fuselage, a cycle steam inlet that is provided at the bottom of the fuselage and introduces cycle steam into the fuselage, and is disposed at an inclination in a lower region of the fuselage and separates moisture in the cycle steam. A separation element; and a heater having a plurality of heat transfer pipes arranged in a substantially central region in the fuselage for flowing the heating steam, and a single heating steam header communicating with the heat transfer pipes. This is a one-stage reheat type moisture separation heater, where the tube bundle size W / H is 1.6 <W / H, where W is the width of the tube bundle and H is the height of the plurality of heat transfer tubes. <1.9, and the heating steam header is configured in a horizontal cylinder shape.
本発明によれば、胴体の底部に設けられたサイクル蒸気入口からサイクル蒸気が流入して、胴体内の下部領域に配置されたMSエレメントへ導かれるので、胴体内の狭い領域をサイクル蒸気が流れることがなく、サイクル蒸気入口からMSエレメントへ至るまでのサイクル蒸気の流速を低下できる。また、加熱器が胴体内の略中央領域に配置されて、この加熱器における伝熱管の管束の横幅Wが高さHに対して大きくされ、管束サイズW/Hが1.6<W/H<1.9に設定されたので、複数の伝熱管の外側を通過するサイクル蒸気の流速を低下できる。これらの結果、サイクル蒸気入口から胴体内へ流入して、MSエレメント及び加熱器を順次流れるサイクル蒸気の圧力損失を低減でき、プラント効率を向上させることができる。 According to the present invention, the cycle steam flows from the cycle steam inlet provided at the bottom of the fuselage and is guided to the MS element disposed in the lower region of the fuselage, so that the cycle steam flows through a narrow region of the fuselage. In other words, the flow rate of the cycle steam from the cycle steam inlet to the MS element can be reduced. Further, the heater is arranged in a substantially central region in the fuselage, the horizontal width W of the tube bundle of the heat transfer tubes in the heater is increased with respect to the height H, and the tube bundle size W / H is 1.6 <W / H. Since it was set to <1.9, the flow velocity of the cycle steam that passes outside the plurality of heat transfer tubes can be reduced. As a result, the pressure loss of the cycle steam that flows from the cycle steam inlet into the fuselage and sequentially flows through the MS element and the heater can be reduced, and the plant efficiency can be improved.
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。但し、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments.
[A]第1の実施の形態(図1〜図10)
図1は、本発明に係る湿分分離加熱器における第1の実施の形態を配管系統と共に示す系統図である。図2は、図1の湿分分離加熱器を示す縦断面図である。
[A] First embodiment (FIGS. 1 to 10)
FIG. 1 is a system diagram showing a first embodiment of a moisture separation heater according to the present invention together with a piping system. FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the moisture separation heater of FIG.
図1に示すように、ボイラーや原子炉などの蒸気発生器10で発生した蒸気は、その大部分がサイクル蒸気として高圧蒸気タービン11へ導かれて仕事をした後、湿分分離加熱器12によって湿分が除去されると共に加熱されて低圧蒸気タービン13へ導かれ、この低圧蒸気タービン13で仕事をした後、復水器14へ至って凝縮されて水となり、図示しない復水ポンプ及び給水ポンプにより順次昇圧されて蒸気発生器10へ戻る。蒸気発生器10からの蒸気の一部は、湿分分離加熱器12の加熱蒸気ヘッダ32(後述)へ導かれる。
As shown in FIG. 1, most of the steam generated in a
さて、湿分分離加熱器12は、図2に示すように、胴体17と、この胴体17の底部に設けられたサイクル蒸気入口18、第1MSドレン口19及び第2MSドレン口20と、胴体17内に配置されたMSエレメント21及び加熱器22と、胴体17の頂部に設けられたサイクル蒸気出口23と、を有して構成される。
As shown in FIG. 2, the moisture separator /
胴体17は、円筒形状で、両端に椀形状の鏡板24が固着されて横置き型に構成される。サイクル蒸気入口18は、胴体17の底部に複数、例えば2個設置されて、高圧蒸気タービン11からのサイクル蒸気を胴体17内へ導入する。このサイクル蒸気入口18の直上に、図3にも示すように蒸気分配板25が設けられる。サイクル蒸気入口18から導入されたサイクル蒸気は蒸気分配板25によって、胴体17内の下部領域全体に広がるように案内される。
The
MSエレメント21は、胴体17内において、図2及び図3に示すように、この胴体17の横断面の下部領域に、胴体17の軸方向に沿って延在して一対配置される。それぞれのMSエレメント21は傾斜配置されて、サイクル蒸気が通過するための広い面積が確保されている。サイクル蒸気入口18から流入して蒸気分配板25により案内されたサイクル蒸気は、MSエレメント21を通過する前に、及びMSエレメント21を通過する間に湿分が分離される。
As shown in FIGS. 2 and 3, a pair of
MSエレメント21を通過する間に分離された湿分(水)は第1MSドレン口19へ流下し、第1MSドレン配管26を経てMSドレンタンク28へドレンとして排出され、更に給水加熱器29(図1)へ排出される。また、MSエレメント21を通過する前に分離された湿分(水)は前記第2MSドレン口20へ流下し、第2MSドレン配管27を通り、この第2MSドレン配管27に配設された圧力調整機構30を経て第1MSドレン配管26へ至り、MSドレンタンク28、給水加熱器29へドレンとして順次排出される。
Moisture (water) separated while passing through the
圧力調整機構30は、第2MSドレン口20及び第2MSドレン配管27内の圧力が第1MSドレン口19及び第1MSドレン配管26内の圧力よりも若干高いため、この圧力差の存在下で、第2MSドレン配管27内のドレンを重力により、第1MSドレン配管26を経てMSドレンタンク28へ確実に排出させるものである。この圧力調整機構30は、例えばUシール(後述の第2実施形態において詳説する)が用いられる。
Since the pressure in the second
前記加熱器22は1段再熱式であり、図2及び図3に示すように、複数本のU字形状の伝熱管31と、これらの伝熱管31の両端が連通された単一の加熱蒸気ヘッダ32とを有して構成される。これらの伝熱管31及び加熱蒸気ヘッダ32は、胴体17内において、この胴体17の横断面の略中央領域に配置される。このうち伝熱管31は、胴体17の軸方向に延在し、加熱蒸気ヘッダ32を介して、図1に示す蒸気発生器10からの蒸気の一部が加熱蒸気として流入し流動する。図2及び図3に示すように、胴体17内においてMSエレメント21により湿分が除去されたサイクル蒸気は、複数本の伝熱管31の外側を流れる間に、伝熱管31の内側を流れる加熱蒸気と熱交換して過熱蒸気となる。この過熱蒸気となったサイクル蒸気は、サイクル蒸気出口23から流出し、図1に示すクロスオーバー管33を経て低圧蒸気タービン13へ導かれる。
The
ところで、加熱器22の加熱蒸気ヘッダ32は、図4及び図7に示すように、円筒形状で、長軸を横向きに配置させた横置き円筒型に構成される。また、図3に示すように、複数本の伝熱管31の管束の横幅をW、高さをHとしたとき、管束サイズW/Hは、1.6<W/H<1.9に設定される。
By the way, as shown in FIG.4 and FIG.7, the
図7に示すように、胴体17の胴体径をD、加熱蒸気ヘッダ32の加熱蒸気ヘッダ径をd、加熱蒸気ヘッダ長さをlとしたとき、加熱蒸気ヘッダ径比d/Dと管束サイズW/Hとの関係を図9に、加熱蒸気ヘッダ長さ比l/Dと管束サイズW/Hとの関係を図10にそれぞれ示す。MSエレメント21による蒸気の圧力損失を小さくするためには図3におけるMSエレメント21を高さ方向に長くとらなければならずdを小さくする必要がある。加熱蒸気ヘッダ径比d/Dが0.4程度より小さい場合に蒸気の圧力損失を小さくすることができることが分かった。このときW/H>1.6である。一方でlに関しては幅が大きいほうがよいが、l/Dが0.85程度より小さくないと設計上の構造が成り立たない。このときW/H<1.9である。よって、胴体径Dが一定であるとすると、加熱蒸気ヘッダ径比d/Dは、W/H>1.6で小さくなり、加熱蒸気ヘッダ長さ比l/DはW/H<1.9で小さくなる。複数本の伝熱管31の外側を流れるサイクル蒸気の圧力損失ΔPは、図8に示すように、管束サイズW/Hが小さいほど小さくなるので、管束サイズW/Hを1.6<W/H<1.9に設定することで、加熱器22を通過するサイクル蒸気の圧力損失が低く、且つ加熱蒸気ヘッダ32がコンパクトな湿分分離加熱器12となる。
As shown in FIG. 7, when the body diameter of the
また、図1に示すように、高圧蒸気タービン11と、湿分分離加熱器12の複数(例えば2個)のサイクル蒸気入口18とは、クロスアンダー管34によって接続されている。このクロスアンダー管34は、途中で複数本(例えば2本)に分岐されて分岐部34Aを備えた分岐管であり、この分岐部34の各端部がサイクル蒸気入口18に取り付けられる。従って、高圧蒸気タービン11から排出されたサイクル蒸気は、クロスアンダー管34を通って湿分分離加熱器12のサイクル蒸気入口18へ導かれるが、クロスアンダー管34の分岐部34Aでは流路断面積が増大するので、この分岐部34A内でサイクル蒸気の流速が低下し、圧力損失が低減された状態でサイクル蒸気入口18へ至る。
Further, as shown in FIG. 1, the high-
また、図4、図5及び図6に示すように、加熱器22の加熱蒸気ヘッダ32内は、隔壁部材35、36により入口室37、中間室38及び出口室39に区画される。入口室37に、蒸気発生器10からの蒸気を加熱蒸気として導入する加熱蒸気入口管40が接続される。中間室38に、後述の凝縮ドレンを排出する加熱器ドレン管41が接続される。出口室39に、後述の凝縮ドレン及びベント蒸気を排出するドレンベント出口管42が接続される。
As shown in FIGS. 4, 5, and 6, the inside of the
更に、図2に示すように、加熱器22の複数本の伝熱管31は、両端が入口室37及び中間室38に連通された複数本の伝熱管31Aと、両端が中間室38及び出口室39に連通された複数本の伝熱管31Bとから構成される。従って、これらの伝熱管31A及び31B内を流れる加熱蒸気の流れが4パスに構成される。
Further, as shown in FIG. 2, the plurality of
つまり、入口室37から流出して伝熱管31Aの上側部分を流れる加熱蒸気の流れが第1パスA1となり、伝熱管31Aの下側部分を流れて中間室38へ流入する加熱蒸気の流れが第2パスA2となる。中間室38から流出して伝熱管31Bの上側部分を流れる加熱蒸気の流れが第3パスA3となり、伝熱管31Bの下側部分を流れて出口室39へ流入する加熱蒸気の流れが第4パスA4となる。
That is, the flow of the heating steam that flows out from the
そして、図5に示すように、加熱蒸気の第2パスA2で発生した凝縮ドレン(水)は、加熱蒸気ヘッダ32の中間室38内へ流入した後、前記加熱器ドレン管41を経て器外へ、つまり図1に示すように、この加熱器ドレン管41が接続された加熱器ドレンタンク43へ排出される。この加熱器ドレンタンク43は給水加熱器44に接続され、加熱器ドレンタンク43内のドレンが給水加熱器44内へ導かれる。図5に示すように、加熱蒸気ヘッダ32の中間室38内で凝縮ドレンが除去された加熱蒸気は、この中間室38から伝熱管31Bの上流側部分へ流れ、加熱蒸気の第3パスA3となる。
Then, as shown in FIG. 5, the condensed drain (water) generated in the second path A2 of the heating steam flows into the
ここで、図1及び図5に示すように、前記加熱器ドレンタンク43は、バランス管45を介して加熱蒸気ヘッダ32の中間室38に連通される。このバランス管45は、中間室38と加熱器ドレンタンク43との圧力をバランスさせて、中間室38内の凝縮ドレンを加熱器ドレン管41を経て加熱器ドレンタンク43内へ、重力の作用でスムーズに排出させる機能を果たす。また、このバランス管45は、加熱蒸気ヘッダ32の中間室38内における端部に、上方へ延出して開口する短管46が設けられる。この短管46によって、中間室38内の凝縮ドレンがバランス管45内へ流入しないよう配慮されている。
Here, as shown in FIGS. 1 and 5, the
図1及び図6に示すように、加熱蒸気ヘッダ32の出口室39に接続される1本の前記ドレンベント出口管42は、伝熱管31B内を流れる加熱蒸気の第4パスA4から出口室39内へ流入したベント蒸気(不凝縮ガスを含む)及び凝縮ドレンを器外へ、つまりこのドレンベント出口管42に接続された給水加熱器44へ、流量調整機構としてのドレンオリフィス47を経て排出する。ドレンオリフィス47は、ドレンベント出口管42に配設される。湿分分離加熱器12の通常運転時には、加熱蒸気ヘッダ32内の圧力が給水加熱器44よりも高くなるので、ドレンオリフィス47のオリフィス径を狭めてベント蒸気及び凝縮ドレンの流量を制限することにより、出口室39内のベント蒸気及び凝縮ドレンが、給水加熱器44内へ大量に流れ過ぎないように最適な流出量に維持される。
As shown in FIGS. 1 and 6, the one drain
更に、ドレンベント出口管42は復水器14に接続され、切換弁48及び49の作用で、給水加熱器44または復水器14に切換可能に接続される。湿分分離加熱器12の通常運転時には切換弁48が開弁され、切換弁49が閉弁されて、ドレンベント出口管42は、上述のように給水加熱器44に接続される。これに対し、湿分分離加熱器12の起動時には、切換弁48が閉弁され、切換弁49が開弁されることで、ドレンベント出口管42は復水器14に接続される。湿分分離加熱器12の起動時には、加熱蒸気ヘッダ32内の圧力が給水加熱器44内の圧力よりも低くなることがあるので、このときの加熱蒸気ヘッダ32内の圧力よりも低い圧力の復水器14にドレンベント出口管42を接続することで、加熱蒸気ヘッダ32の出口室39内のベント蒸気及び凝縮ドレンを復水器14へ確実に排出させる。
Further, the drain
以上のように構成されたことから、本実施の形態によれば、次の効果(1)〜(8)を奏する。 With the configuration as described above, the following effects (1) to (8) are achieved according to the present embodiment.
(1)胴体17の底部に設けられたサイクル蒸気入口18からサイクル蒸気が流入して、胴体17内の下部領域に配置されたMSエレメント21へ導かれるので、胴体17内の狭い領域をサイクル蒸気が流れることがなく、サイクル蒸気入口18からMSエレメント21へ至るまでのサイクル蒸気の流速を低下できる。また、加熱器22が胴体17内の略中央領域に配置されて、この加熱器22における伝熱管31の管束の横幅Wが高さHに対して大きくされ、管束サイズW/Hが1.6<W/H<1.9に設定されたので、複数本の伝熱管31の外側を通過するサイクル蒸気の流速を低下できる。蒸気の圧力損失は、流速の二乗に比例するので、上述のようにサイクル蒸気の流速を低下させることで、サイクル蒸気入口18から胴体17内へ流入して、MSエレメント21及び加熱器22を順次流れるサイクル蒸気の圧力損失を大幅に低減することができる。
(1) Since the cycle steam flows in from the
特許文献2のような2段再熱式の湿分分離加熱器において、加熱蒸気ヘッダを胴体内に配置した例はあるが、胴体中央領域から離れた位置の伝熱管では、その管束の横幅が小さくなることがある。この場合には、この管束の各伝熱管の外側空間が必然的に狭くなるので、この空間を流れるサイクル蒸気の流速が上昇してしまい、圧力損失の低減に限界がある。これに対し、本実施の形態では、加熱器22の伝熱管31の管束サイズW/Hを1.6<W/H<1.9に設定することで、前述の如く、サイクル蒸気の圧力損失を大幅に低減できる結果、プラント効率を向上させることができる。
In the two-stage reheat type moisture separator and heater as in Patent Document 2, there is an example in which the heating steam header is arranged in the fuselage, but in the heat transfer tube at a position away from the fuselage central region, the width of the tube bundle is May be smaller. In this case, since the outer space of each heat transfer tube of this tube bundle is inevitably narrow, the flow rate of the cycle steam flowing through this space is increased, and there is a limit to the reduction of pressure loss. On the other hand, in this embodiment, by setting the tube bundle size W / H of the
(2)湿分分離加熱器12のサイクル蒸気入口18と高圧蒸気タービン11とを接続してサイクル蒸気を複数のサイクル蒸気入口18へ導くクロスアンダー管34は、分岐部34Aを備えた分岐管であることから、この複数の分岐部34Aにおいて流路断面積が増大する。この結果、分岐部34Aを流れるサイクル蒸気の流速を低下させることができるので、高圧蒸気タービン11から湿分分離加熱器12のサイクル蒸気入口18へ至るまでのサイクル蒸気の圧力損失を大幅に低減できる。
(2) The
(3)加熱器22における伝熱管31内を流れる加熱蒸気の流れが2パスの場合には、伝熱管31の外側を流れるサイクル蒸気の温度が低い伝熱管31の下側部分の内部において、この内部で発生した凝縮ドレンが過冷却(飽和蒸気温度よりも低い温度まで冷却されること)される傾向にある。
(3) When the flow of the heating steam flowing in the
これに対し、本実施の形態の如く、加熱器22における伝熱管31内を流れる加熱蒸気の流れが4パスに構成され、加熱蒸気の第2パスA2で発生した凝縮ドレンが、加熱蒸気ヘッダ32の中間室38から加熱器ドレン管41を経て器外へ排出されるので、その後に伝熱管31(31B)内を流れる加熱蒸気の蒸気量が確保され、飽和状態が保持される。この結果、特に加熱蒸気の第4パスA4において発生した凝縮ドレンの過冷却を抑制することができる。
On the other hand, as in the present embodiment, the flow of the heating steam flowing through the
(4)加熱器22における伝熱管31内で発生した凝縮ドレンの過冷却が抑制されるので、この過冷却低減のために、湿分分離加熱器12の加熱器22における伝熱管31内へ大量の蒸気を加熱蒸気として、蒸気発生器10から導入する必要がない。この結果、蒸気発生器10から加熱蒸気入口管40を経て加熱蒸気ヘッダ32の入口室39内へ導く蒸気量が少なくなり、蒸気発生器10で発生した蒸気を高圧蒸気タービン11へより多く導入できるので、その分プラント効率を向上させることができる。
(4) Since the supercooling of the condensed drain generated in the
(5)加熱蒸気ヘッダ32の中間室38からの凝縮ドレンが加熱器ドレン管41を介して排出される加熱器ドレンタンク43と前記中間室38とは、バランス管45によって連通されている。このため、中間室38と加熱器ドレンタンク43との圧力がバランスして、中間室38内の凝縮ドレンを、加熱器ドレン管41を経て加熱器ドレンタンク43内へ重力の作用でスムーズに排出させることができる。
(5) The
(6)加熱蒸気ヘッダ32の出口室39に1本のドレンベント出口管42が接続され、このドレンベント出口管42を経て伝熱管31から出口室39内に流入したベント蒸気及び凝縮ドレンが、給水加熱器44または復水器14へ排出されるので、ベント蒸気と凝縮ドレンとを別々の配管を用いて排出する場合に比べ、配管の系統構成を簡素化できる。
(6) One drain
(7)加熱蒸気ヘッダ32の出口室39に流入したベント蒸気及び凝縮ドレンがドレンオフィス47を介して給水加熱器44へ排出され、このドレンオフィス47がベント蒸気及び凝縮ドレンの排出流量を規定して制限するよう構成されている。このため、出口室39内のベント蒸気及び凝縮ドレンの給水加熱器44への排出流量を最適に維持できる。
(7) The vent steam and the condensed drain that have flowed into the
(8)加熱蒸気ヘッダ32の出口室39に接続されたドレンベント出口管42が給水加熱器44と復水器14とに切換可能に接続されたので、加熱蒸気ヘッダ32内の圧力が給水加熱器44内によりも低くなる湿分分離加熱器12の起動時に、ドレンベント出口管42を復水器14に接続することで、このときの加熱蒸気ヘッダ32内の圧力よりも低い復水器14内へ、出口室39内の不凝縮ガスを含むベント蒸気及び凝縮ドレンを確実に排出することができる。
(8) Since the drain
[B]第2の実施の形態(図11〜図13)
図11は、本発明に係る湿分分離加熱器における第2の実施の形態を示す縦断面図である。この第2の実施の形態において、前記第1の実施の形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
[B] Second embodiment (FIGS. 11 to 13)
FIG. 11 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the moisture separation heater according to the present invention. In the second embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description is simplified or omitted.
本実施の形態の湿分分離加熱器50が前記実施の形態と異なる点は、胴体17の底部から第2MSドレン口20が省略されると共に、第1MSドレン口19に代えてMSドレン排出部51が胴体17の底部に設置され、更に、MSドレンタンク28と同様に機能するMSドレンタンク52が胴体17の底部に直接取り付けられた点である。
The difference between the
MSドレン排出部51は、胴体17の底部において、サイクル蒸気入口18を挟んでMSドレンタンク50によりも遠い位置に取り付けられる。このMSドレン排出部51は、図12及び図13に示すように、MSエレメント21を通過して分離された湿分(水)を、MSエレメント支持部材53内を通過させ、圧力調整機構としてのUシール54を経て、排出部本体55内へドレンとして導くと共に、MSエレメント21通過前に分離され、胴体17の底部に流下した湿分(水)を、排出部本体55へドレンとして直接導くものである。
The MS
MSエレメント支持部材53内が胴体17内によりも圧力が若干低いため、前記Uシール54は、この圧力差を考慮して設置されたものであり、MSエレメント支持部材53内に連通する筒状部材56と、この筒状部材56の直下で排出部本体55内に配置された受け部材57とを備えてなる。筒状部材56の下部先端は、受け部材57の底面近傍に位置付けられる。MSエレメント21を通過して分離されMSエレメント支持部材53内を流下した湿分(ドレン)は、筒状部材56内を通り受け部材57に一旦貯留された後、この受け部材57の上縁から排出部本体55内へ溢水する。この受け部材57内に貯留されたドレン(水)によって、MSエレメント支持部材53内の圧力が排出部本体55内の圧力よりも低い場合であっても、MSエレメント支持部材53内のドレンを排出部本体55内へ導くことが可能となる。
Since the pressure in the MS
一方、図11に示すように、MSドレンタンク52も内部にUシール54を備え、MSエレメント21を通過して分離された湿分を、Uシール54を経てMSドレンタンク52内へ排出すると共に、MSエレメント21通過前に分離された湿分を直接MSドレンタンク52内へ排出する。また、前記MSドレン排出部51の排出部本体55は、ドレン連通管58を用いてMSドレンタンク52に連通される。このため、排出部本体55内に導かれたドレンは、ドレン連通管58を経てMSドレンタンク52内へ排出される。
On the other hand, as shown in FIG. 11, the
従って、本実施の形態によれば、前記実施の形態の効果(1)〜(8)と同様な効果を奏する他、次の効果(9)を奏する。 Therefore, according to the present embodiment, in addition to the same effects as the effects (1) to (8) of the above embodiment, the following effect (9) is achieved.
(9)MSドレンタンク52が胴体17の底部に直接取り付けられると共に、このMSドレンタンク52とMSドレン排出部51に圧力調整機構としてのUシール54がそれぞれ内蔵されている。従って、MSドレンタンク52の場合には、MSエレメント21を通過して分離された湿分をUシール54を経てMSドレンタンク52内へ排出すると共に、MSエレメント21通過前に分離された湿分を直接MSドレンタンク52内へ導く。また、MSドレン排出部51の場合には、MSエレメント21を通過して分離された湿分をUシール54を経て排出部本体55へ導くと共に、MSエレメント21通過前に分離された湿分を直接排出部本体55へ導き、この排出部本体55内の湿分(ドレン)を、ドレン連通管58にてMSドレンタンク52へ排出している。
(9) The
このように、MSエレメント21を通過して分離された低圧力の湿分と、MSエレメント21通過前に分離された高圧力の湿分とを、配管を介することなくMSドレンタンク52へ排出でき、また、ドレン連通管58を経てMSドレン排出部51からMSドレンタンク52内へ排出できるので、湿分分離加熱器50及びその配管系統を簡素化できる。
Thus, the low-pressure moisture separated through the
11 高圧蒸気タービン
12 湿分分離加熱器
17 胴体
18 サイクル蒸気入口
21 MSエレメント
22 加熱器
31 伝熱管
32 加熱蒸気ヘッダ
34 クロスアンダー管
34A 分岐部
37 出口室
38 中間室
39 出口室
40 加熱蒸気入口管
41 加熱器ドレン管
42 ドレンベント出口管
43 加熱器ドレンタンク
45 バランス管
47 ドレンオフィス
48、49 切換弁
50 湿分分離加熱器
51 MSドレン排出部
52 MSドレンタンク
54 Uシール(圧力調整機構)
58 ドレン連通管
A1 第1パス
A2 第2パス
A3 第3パス
A4 第4パス
W 横幅
H 高さ
W/H 管束サイズ
ΔP 圧力損失
DESCRIPTION OF
58 Drain communication pipe A1 1st pass A2 2nd pass A3 3rd pass A4 4th pass W Width H Height W / H Tube bundle size ΔP Pressure loss
Claims (10)
この胴体の底部に設けられ、サイクル蒸気を前記胴体内に導入するサイクル蒸気入口と、
前記胴体内の下部領域に傾斜配置され、サイクル蒸気中の湿分を分離する湿分分離エレメントと、
前記胴体内の略中央領域に配置され、加熱蒸気を流動させる複数本の伝熱管、及びこれらの伝熱管に連通する単一の加熱蒸気ヘッダを備えた加熱器と、を有する1段再熱式の湿分分離加熱器であって、
複数本の前記伝熱管における管束の横幅をW、高さをHとしたとき、管束サイズW/Hが、
[数1]
1.6<W/H<1.9
に設定されると共に、前記加熱蒸気ヘッダが横置き円筒型に構成されたことを特徴とする湿分分離加熱器。 The torso,
A cycle steam inlet provided at the bottom of the fuselage for introducing cycle steam into the fuselage;
A moisture separating element that is inclinedly disposed in a lower region within the fuselage and separates moisture in cycle steam;
A one-stage reheat type having a plurality of heat transfer tubes arranged in a substantially central region within the fuselage and flowing a heating steam, and a heater having a single heating steam header communicating with these heat transfer tubes. A moisture separator heater of
When the width of the tube bundle in the plurality of heat transfer tubes is W and the height is H, the tube bundle size W / H is
[Equation 1]
1.6 <W / H <1.9
The moisture separator heater is characterized in that the heating steam header is configured in a horizontally placed cylindrical shape.
加熱蒸気の第2パスで発生し前記中間室に流入した凝縮ドレンが、加熱器ドレン管を経て器外へ排出されるよう構成されたことを特徴とする請求項1に記載の湿分分離加熱器。 The flow of the heating steam flowing through the heat transfer pipe is configured in four passes, and the heating steam header has an inlet chamber through which the first path of heating steam flows out, and a second path of heating steam flows into the third path. Is divided into an intermediate chamber into which the gas flows out and an outlet chamber into which the fourth path of the heated steam flows,
2. The moisture separation heating according to claim 1, wherein the condensed drain that is generated in the second pass of the heated steam and flows into the intermediate chamber is discharged to the outside through the heater drain pipe. vessel.
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