JP2688442B2 - 湿分分離加熱器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は原子力発電の蒸気タービン用湿分分離加熱器
に係り、とくに蒸気に含まれる湿分の分離効率の向上に
より発電効率を向上するのに好適な湿分分離加熱器に関
する。

〔従来の技術〕

従来の湿分分離加熱器は、たとえば実開昭60-180702
号公報に記載され、その要部を第10図に示すように、円
筒形状をした胴体26の下方に形成された蒸気入口27より
の湿分を含む蒸気28を整流板29にて左右方向に分岐し、
湿分分離器30に導入する。

湿分分離器30に導入された湿分を含む蒸気28は湿分と
蒸気とに分離されて蒸気のみ上方の整流板31によって両
端部を支持された上下２段の加熱器32に加熱される。

加熱器32にて加熱された蒸気は胴体26の上方部に形成
された蒸気出口33を通って低圧蒸気タービン（図示せ
ず）に導かれるように構成されたものが提案されてい
る。

また、従来の湿分分離器は、たとえば特開昭63-54501
号公報に記載され、その要部を第11図に示すように蒸気
入口27よりの湿分を含む蒸気28が円滑に湿分分離器30に
導入するため、整流板34を設けたものが提案されてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

一般に原子力発電の蒸気タービンに使用される湿分分
離器においては、蒸気入口よりの蒸気が方向変換する以
前に既に大きな水滴に成長した湿分を随伴して方向変換
する。

そのため、大きな水滴を含む蒸気が方向変換するさ
い、または整流板に当って方向変換するさいに大きな水
滴は蒸気と分離される。

ところが蒸気が方向変換する室内よりも蒸気入口の方
が圧力が高いので蒸気より分離した大きな水滴は逃げ場
がないため、大きな水滴は蒸気に随伴して通路内を移動
し、湿分分離器内に導かれて湿分分離器により蒸気と分
離されていた。

このように上記従来技術においては、湿分分離器で蒸
気と湿分とを分離する前の早い段階で大きな水滴を蒸気
と分離する点について配慮がされておらず、大きな水滴
を蒸気に随伴して移動させるので蒸気の流動を妨げ効率
が低下するという問題があった。

また湿分分離器による蒸気と湿分との分離効率が低下
するという問題があった。

本発明の目的は、湿分分離器で湿分と蒸気とを分離す
る前の早い段階で蒸気と大きな水滴とを分離するととも
に分離された大きな水滴より変化したドレンを蒸気通路
と隔離された室に溜め、これによって蒸気の流動の妨げ
を防止するとともに湿分分離器の分離効率の向上を可能
とする湿分分離加熱器を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明の湿分分離加熱器
においては、蒸気入口より胴体内に蒸気が流入して湿分
分離器に達する迄の蒸気通路内に蒸気より分離された大
きな水滴を衝突させる多孔板を設け、かつ該多孔板によ
って上記蒸気通路と隔離され上記大きな水滴から変化し
たドレンを溜める蒸気室を設けたものである。

また上記蒸気室の構成を簡単にするため、多孔板の上
半部に孔を形成し、下半部の上記蒸気室の底部にドレン
溜めを構成したものである。

また簡単な構成にて大きな水滴と蒸気との分離効率を
向上するため、ドレンダクトの下半部を構成するドレン
ダクト仕切板を左右対称に適宜な角度で傾斜させ、上記
蒸気入口よりの大きな水滴を含む蒸気を左右方向に分岐
し、大きな水滴を仕切板に衝突させて分離し、蒸気を湿
分分離器に導くように構成したものである。

また湿分を含んだ蒸気がドレンタンク内に流入するの
を防止するため、蒸気室とドレンタンクとを接続するド
レン排出管のドレンタンク側先端部をドレンタンク内の
ドレン中に侵入させ、蒸気室内とドレンタンク内の圧力
差をバランスさせるように構成したものである。

〔作用〕

本発明は、蒸気入口よりの大きな水滴を含む蒸気をド
レンダクトと下半部を構成するドレンダクト仕切板の傾
斜面にそうて左右方向に分岐し大きな水滴を多孔板に衝
突させて分離し、蒸気を湿分分離器に導入させる。

ついで、多孔板に衝突した大きな水滴は、多孔板の上
半部に形成された孔を通って多孔板により蒸気通路と隔
離された蒸気室内に溜められる。

一方大きな水滴と分離され、湿分分離器に導入された
蒸気は、湿分分離器にて湿分と分離されて加熱器に導入
され、加熱器にて加熱されて蒸気出口を介して低圧ター
ビンに導入される。

蒸気より分離された湿分はドレンとなってドレンダク
トに導かれたのち、ドレンタンク内に排出される。

したがって大きな水滴を多孔板によって蒸気通路と隔
離された蒸気室に溜めるので、蒸気の流動を妨げ効率が
低下するのを防止するとともに湿分分離器の分離効率を
向上することができる。

また上記蒸気室と上記ドレンタンクとを接続するドレ
ン排出管のドレンタンク側先端部をドレンタンク内のド
レン中に侵入させているので、蒸気室内とドレンタンク
内の圧力差をバランスさせることができ湿分を含んだ蒸
気がドレンタンク内に流入するのを防止することができ
る。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例である湿分分離加熱器を示す
第１図乃至第９図により説明する。

第１図および第２図に示すように、本実施例の湿分分
離加熱器は、円筒形状をした胴体１内に上下方向に２段
の第１加熱器２と第２加熱器３とを備えている。該第１
加熱器２および第２加熱器３はそれぞれ伝導管2a,3aを
有し蒸気10を加熱して加熱された蒸気15をその上方の胴
体１に形成された蒸気出口７を介して低圧タービン（図
示せず）に導入している。

また上記胴体１内の第１加熱器２の下方位置に２個の
湿分分離器４を備えている。該２個の湿分分離器４は蒸
気21中の湿分を除去するとともに湿分を除去された蒸気
を上記第１加熱器２に導くため放射状に配置されてい
る。

また上記胴体１内にはドレンダクト６を備えている。
該ドレンダクト６は略菱形状に形成され、その上方壁面
6aは上記２個の湿分分離器４の下方部とその内部に接続
するように支持し、２個の湿分分離器４にて蒸気10より
分離された湿分から変化したドレン11をその底部に集め
ている。該底部を形成するドレンダクト板25の底部に集
まったドレン11を上記胴体１の底部中央に有するドレン
タンク８に導くため斜下方向に傾斜している。また上記
ドレンダクト６の下半部を構成するドレンダクト仕切板
25は、上記胴体１の底部に形成された蒸気入口５よりの
大きな水滴を含む蒸気を左右方向に分岐するとともに方
向変換時に蒸気より分離した大きな水滴を後述の多孔板
12に衝突させるとともに蒸気を湿分分離器４に誘導する
ように左右対称に適宜な傾斜角度に形成されている。

また上記胴体１内の上記ドレンタンク８の両側には２
個の多孔板12を備えている。該２個の多孔板12はそれぞ
れ、上記ドレンタンク８の反対側の上記胴体１内に蒸気
室19を形成するとともに該２個の多孔板12に衝突して蒸
気10より分離した大きな水滴16を上方部に形成した孔18
より蒸気室19内に導き下方のドレン溜り20に溜めたの
ち、ドレン排出管22を通って上記ドレンタンク８内のド
レン中に導いている。

上記ドレンタンク８は、第３図に示すように多孔板12
の孔18より蒸気室19に導かれドレン溜り20に溜ったの
ち、ドレン排出管22により該ドレンタンク８内にドレン
を導き、下方より排出している。第４図は上記ドレン溜
り20にドレンの溜りが形成されていない状態でのドレン
タンク８内と蒸気室19内とに差圧が生じたときの圧力バ
ランス状態を示したものである。この場合にはドレンタ
ンク８内の水位24より下方のドレン中深くまでドレン排
出管22の先端部を侵入させ、ドレン排出管22内の水位23
と上記ドレンタンク８内の水位24との間に高さ方向に水
位差を発生させこの水位差に相当する水頭によりドレン
タンク８内と蒸気室19内の圧力差をバランスさせ、これ
によって湿分を含んだ蒸気10がドレンタンク８内に流入
するのを防止している。

つぎに湿分の分離加熱作用について説明する。

蒸気入口５よりの大きい水滴16を含んだ蒸気10はドレ
ン仕切板25により左右に分岐され、大きな水滴16は直進
して多孔板12に衝突して多孔板12に付着する。付着した
水滴16は多孔板12の孔18により蒸気室19に導かれドレン
溜り20に溜るかまたはドレン排出管22を通ってドレンタ
ンク８内に排出される。

一方、大きな水滴16と分離した湿り蒸気10は流れの方
向を変えて湿分分離器４に入り、該湿分分離器４にて蒸
気10と湿分とが分離される。

湿分を分離された蒸気は伝導管2a,3aを通って加熱さ
れ、加熱蒸気15となって蒸気出口７より低圧蒸気タービ
ンに導かれる。

蒸気より分離された湿分はドレン11となってドレン出
口９よりドレンタンク８内に導かれる。

ドレンタンク８内では、上記蒸気室19が孔18を通って
湿り蒸気10が導入されることによって該ドレンタンク８
内の圧力よりも蒸気室19内の圧力が高くなったとき第４
図に示すように両者の圧力差に相当するだけ該ドレンタ
ンク８内のドレンの水位24よりもドレン排出管22内のド
レンの水位23が下がって両者の圧力差はバランスする。
そのため、湿分を含んだ蒸気10がドレンタンク８内に流
入するのを防止することができる。

したがって本発明による湿分分離加熱器は、蒸気入口
５より湿分分離器４に流れる大きな水滴16を含む蒸気10
の通路途中で大きな水滴16を分離し、分離された大きな
水滴を上記蒸気10の通路と隔離された蒸気室19内に導入
したのち、その底部に溜めたのち、ドレン排出管22を通
ってドレンタンク８内に排出するので、蒸気の流動を妨
げ効率が低下するのを防止することができ、湿分分離加
熱器の効率を向上することができる。

つぎに多孔板の他の一実施例を示す第５図について説
明する。

第５図に示すように本実施例における多孔板12はその
上半部に孔18′を千鳥状に配置している。なお22′はド
レン排出管である。

また上記18′は第６図および第７図に示す18′a,18′
ｂのように形成されている。

而して孔18′は第６図に示す18′ａのように形成され
ている場合には、第８図に示すように湿分を含んだ蒸気
10より分離した大きな水滴16は多孔板12′ａの表面に付
着したのち孔18′ａの内周面にそうて蒸気室内に導入さ
れる。また孔18′は第７図に示す18′ｂのように形成さ
れている場合には、湿分を含んだ蒸気10より分離した大
きな水滴16は、孔18′ｂ周辺の凹部分に付着したのち孔
18′ｂの内周面にそうて蒸気室内に導入される。

なお上記孔18′a,18′ｂの形状は湿分を含んだ蒸気10
の流速状態によって適宜選択されることは云うまでもな
いところである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、蒸気に含む大きな水滴を早期に分離
して蒸気通路と隔離された室に導入するので、蒸気の流
動を妨げ効率が低下するのを防止するとともに湿分分離
加熱器の分離効率を向上することができる。

また仕切板の上半分に孔を形成し、下半分でドレンを
溜めるように構成されているので、仕切板によって蒸気
通路と隔離された蒸気室を簡単な構成にすることができ
る。

またドレンダクトを蒸気入口の直上位置に配置し該ド
レンダクトの下半部を構成するドレンダクト板を左右対
称的に適宜な角度で傾斜させ、上記蒸気入口よりの大き
な水滴を含む蒸気を左右方向に分岐し、大きな水滴を仕
切板に衝突させ、蒸気を湿分分離器に導くように構成さ
れているので、簡単な構成にて大きな水滴と蒸気との分
離効率を向上することができる。

また、蒸気室とドレンタンクとを接続するドレン排出
管のドレンタンク側先端部をドレンタンク内のドレン中
に侵入させることにより、蒸気室内と、ドレンタンク内
の圧力差をバランスさせることができるので、湿分を含
んだ蒸気がドレンタンク内に流入するのを防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である湿分分離加熱器の第２
図A-A断面正面図、第２図は断面側面図、第３図および
第４図は第２図のB-B断面図、第５図は多孔板の他の一
実施例を示す図、第６図および第７図は多孔板の孔の形
状を示す断面図、第８図および第９図は第６図および第
７図に示す孔における大きな水滴の分離状況を示す説明
図、第10図および第11図は従来の湿分分離加熱器を示す
断面正面図である。 １……胴体、2a,3a……伝導管、３……第１加熱器、４
……第２加熱器、12……多孔板、19……蒸気室、25……
ドレンダクト板。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円筒形状をし、蒸気入口、ドレンタンクお
   よび蒸気出口を有する胴体と、該胴体内上方部に上下方
   向に複数個配置され蒸気を加熱する加熱器と該加熱器の
   下方位置に放射状に配置され、蒸気と湿分とを分離して
   蒸気のみ該加熱器に導く複数個の湿分分離器と、該複数
   個の湿分分離器の下端部を１体に接続し、該湿分分離器
   にて蒸気と分離されたドレンを上記ドレンタンクに導く
   ドレンダクトと該ドレンダクトの両側の上記蒸気入口か
   ら上記湿分分離器に達する蒸気通路の途中に配置され、
   上記蒸気入口からの蒸気に含まれた大きな水滴を分離
   し、孔を通って上記蒸気通路と隔離された蒸気室に導入
   する複数個の多孔板とを設けた室分分離加熱器。
2. 【請求項２】上記多孔板は、その上半部に孔を形成し、
   下半部の蒸気室の底部にドレン溜めを構成した請求項１
   記載の湿分分離加熱器。
3. 【請求項３】上記ドレンダクトは該ドレンダクトの下半
   部を構成するドレンダクト仕切板を左右対称に適宜な角
   度で傾斜させ、蒸気入口よりの大きな水滴を含む蒸気を
   左右方向に分岐し、大きな水滴を仕切板に衝突させて分
   離し、蒸気を湿分分離器に導くように構成された請求項
   １記載の湿分分離加熱器。
4. 【請求項４】上記ドレンタンクは蒸気室の底部のドレン
   溜めと接続するドレン排出管をその先端部がドレン中に
   侵入するように設け、上記蒸気室内と該ドレンタンク内
   の圧力差をバランスさせるように構成された請求項１記
   載の湿分分離加熱器。