JP3171511B2 - 湿分分離加熱器 - Google Patents

湿分分離加熱器

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JP3171511B2
JP3171511B2 JP15566693A JP15566693A JP3171511B2 JP 3171511 B2 JP3171511 B2 JP 3171511B2 JP 15566693 A JP15566693 A JP 15566693A JP 15566693 A JP15566693 A JP 15566693A JP 3171511 B2 JP3171511 B2 JP 3171511B2
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cycle steam
heater
shell
moisture
moisture separation
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JP15566693A
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JPH0712309A (ja
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村 浩 一 吉
井 政 昭 亀
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two

Landscapes

  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、蒸気タービンプラント
における湿分分離加熱器に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、原子力発電プラントにおいて
は、高圧タービンから排出されたサイクル蒸気中に含ま
れる12%程度の湿分を除去した後、高圧タービン抽気
蒸気及び主蒸気により再熱して加熱蒸気として低圧ター
ビンに供給する湿分分離加熱器が設けられている。
【0003】図5及び図6は、上記一般的な湿分分離加
熱器の一部縦断正面図及び縦断側面図であって、湿分分
離加熱器は横向き円筒形状のシェル1内に湿分分離器2
と加熱器3を内蔵したものであり、加熱器3は、高圧タ
ービン抽気蒸気により再熱する第1段加熱器3aと、原
子炉主蒸気により再熱する第2段加熱器3bとに分けら
れている。
【0004】第1段加熱器3aと第2段加熱器3bは、
それぞれ内部を仕切板4a、4bにより隔離された加熱
蒸気ヘッダ5a、5bと、各加熱蒸気ヘッダ5a、5b
の仕切板4a、4bに隔離された両室を連通するU字状
伝熱管6a、6aにより構成されている。
【0005】一方、湿分分離器2は図6に示すように、
シェル1の長手方向に2列配列されている。すなわち、
シェル1内は、水平板からなりシェルの長手軸線方向に
延びる中央開口部を有する湿分分離仕切板7によって上
下に仕切られており、上記湿分分離仕切板7の中央開口
部の対向縁部から上方に延びる一対のシュラウド8、8
が立設されている。そして、上記シュラウド8、8の間
に前記加熱器3a、3bが配設されている。また、上記
湿分分離仕切板7の下方に上記2列の湿分分離器2が配
設されている。
【0006】しかして、加熱蒸気は加熱蒸気導入管10
a、10bによって加熱蒸気ヘッダ5a、5bに流入
し、U字状伝熱管6a、6bを通過する間に管外のサイ
クル蒸気と熱交換して冷却され、凝縮しドレンとなって
加熱蒸気ヘッダ5a、5bからドレン排出管11a、1
1bを介して器外に排出される。また、一部凝縮させず
に飽和蒸気をベント蒸気としてベント蒸気管12a、1
2bより排出させることによって管内のドレン流動状況
を安定なものとしている。
【0007】一方、サイクル蒸気は、シェル1の底部に
そのシェルの長手方向に配列された複数のサイクル蒸気
入口13からシェル1内に流入し、シェル1内で2分さ
れた後湿分分離器2を通り、そこで湿分が除去される。
湿分が除去された蒸気はさらに合流した後、第1段加熱
器3a及び第2段加熱器3bを通って再熱され、シェル
上部にそのシェルの長手方向に配列された複数のサイク
ル蒸気出口14から排出される。そして、上記湿分分離
器2で分離された湿分(ドレン)は、湿分分離器2下部
の湿分分離ドレン排出管15から器外に設けられている
ドレンタンクに集められる。
【0008】ところで、このような湿分分離加熱器は、
図7に示すように、吊りバンド16及び吊りロッド17
によりシェル両端部近くを自重支持点としてタービン建
屋内に吊り下げられている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記湿分分離加熱器に
おいては、前述のようにシェル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シェル内に流入し、シ
ェル上部のサイクル蒸気出口から排出されるため、シェ
ルの温度は下半部は湿分分離器2に流入する前のサイク
ル蒸気の温度と同一であるが、上部にいくにつれて上昇
し、シュラウド8上部のシェルの温度は、第2段加熱器
3bを通過後の再熱されたサイクル蒸気の温度と同一に
なる。したがって、湿分分離加熱器における軸線方向の
熱膨張量は下部より上部の方が大きくなり、運転時にお
いていは図8に示すように湿分分離加熱器の中央部が高
くなり両端部が低くなる凸状に湾曲した形状となる。
【0010】そのため、サイクル蒸気入口13及びサイ
クル蒸気出口14の高さが湿分分離加熱器の軸線方向
(長手方向)の位置によって異なり、高圧タービン及び
低圧タービンに接続されているクロスアラウンド配管毎
に上下変形量が異なることとなり、クロスアラウンド配
管に生ずる応力が大きくなり、湿分分離加熱器或は高圧
タービン、低圧タービンへの反力が大きくなり、ケーシ
ングの強度が厳しくなるとともに機器の支持が困難とな
る等の問題がある。
【0011】そこで、クロスアラウンド配管の応力を低
減させるには、配管の長さを長くすればよいが、この場
合にはレイアウト上タービン建屋を大きくしなければな
らないという問題がある。
【0012】本発明はこのような点に鑑み、湿分分離加
熱器の凸状変形によるクロスアラウンド配管の応力を低
減させることにより、高圧タービン、低圧タービンのケ
ーシングの損傷を防止し得るようにした湿分分離加熱器
を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、横向き円筒形
状のシェル内に湿分分離器と加熱器とを内蔵し、吊り装
置により自重支持するようにした湿分分離加熱器におい
て、蒸気シェルの長手方向に配列された複数のサイクル
蒸気入口及びサイクル蒸気出口のうち、その最も両端側
に設けられた2つのサイクル蒸気入口或はサイクル蒸気
出口よりも内側に自重支持点を設定したことを特徴とす
る。
【0014】また、第2の発明は、シェルの最も両端側
のサイクル蒸気入口或はサイクル蒸気出口間の間隙をL
としたとき、自重支持点の間隙L1 と上記Lとの比L1
/Lを0.5以上、1.0以下に設定したことを特徴と
する。
【0015】
【作用】自重支持点を上述のように設定したので、シェ
ルの中央部の上下方向の変位量を小さくすることがで
き、クロスアラウンド配管毎の上下変形量のバラツキが
小さくなり、配管長さを長くすることなく、配管の応力
を低減させることができる。
【0016】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例に
ついて説明する。
【0017】図1は、本発明の湿分分離加熱器の正面図
であって、シェル1の底部にはその長手方向に所定間隔
をもって複数のサイクル蒸気入口13が設けられてお
り、シェルの上部には同様に長手方向に所定間隔をもっ
て複数のサイクル蒸気出口14が設けられている。
【0018】ところで、上記シェル1は、タービン建屋
18から吊設された吊りロッド17及びその吊りロッド
17に支持された吊りバンド16によって、その長手方
向に離間した2個所において支持されている。そしてこ
の場合、上記吊りバンド16による支持点は、サイクル
蒸気入口13及びサイクル蒸気出口14のうち左右の最
も端部よりのものすなわち両端のサイクル蒸気入口より
中心側に寄った位置になるようにしてある。
【0019】しかして、上記左右両端部のサイクル蒸気
入口13間の間隔をL、吊りバンド16による自重支持
点間間隔をL1 としたとき、運転時には図2に破線で示
すように凸状に変形する。すなわち、図2は停止時(実
線)及び運転時(破線)における湿分分離加熱器の中心
軸を示す図であり、運転時の温度分布に起因する凸状変
形は半径Rの円弧変形になる。
【0020】ここで、上記左右両端のサイクル蒸気入口
13間の間隔Lの上下変位量をδ、自重支持点間の間隔
L1 の上下変位量をδ1 としたとき、その間隔と上下変
位量との間には図3で示すような関係となる。
【0021】したがって、従来のように単にシェルの端
部を支持するものにおいてはL1 >Lであるため、δ1
>δとなり、中央部の上方向変位量は端部近傍部に比べ
てかなり大きなものとなる。これに対し、本発明におい
ては前述のように構成したのでL1 <Lであり、δ1>
δとなり、中央部の上方向変位量が小さくなる。
【0022】しかして、運転時にシェルの上下部の温度
分布に起因する凸状変形が生じてもクロスアラウンド配
管毎に上下変形量のバラツキが小さくなり、配管長さを
長くすることなく配管の応力を低減させることができ
る。
【0023】特に、自重支持点L1 を間隔Lの約0.7
倍に設定すると、δ1 /δ=0.5となり、中央部の上
下方向変位量と、最も端部寄りのサイクル蒸気入口13
の下方向変位量を等しくすることができる。そこで、サ
イクル蒸気入口13の上下方向変位量のバラツキによる
クロスアラウンド配管応力を許容値以内に抑えるために
は、L1 /Lを0.5以上及び1.0以下に設定するこ
とが望ましい。
【0024】なお、上記実施例においてはサイクル蒸気
入口13が最も端部よりにあるものについて説明した
が、図4に示すようにサイクル蒸気出口14が最も端部
寄りに位置している場合には、そのサイクル蒸気出口1
4より中心側に自重支持点を位置させればよい。
【0025】そこで、湿分分離加熱器の全長が33m、
シェル内径が3700mm、4個あるシェル底部のサイク
ル蒸気入口の最も外側にあるものの間の間隔Lが195
70mmの場合、自重支持点の間隔L1 を15400mmと
すれば、L1 /L=0.79となる。そして、湿分分離
加熱器の上下の最大温度差90℃に起因する凸状変形は
半径Rが約3.4kmとなり、中心軸はδ1 =8.7mm、
δ=14.1mmの変形となる。
【0026】したがって、中心軸の上下変位量のバラツ
キは5.4mm〜8.7mmとなり、十分小さく、このとき
のクロスアラウンド配管応力も十分小さくなる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、サイクル
蒸気入口及びサイクル蒸気出口のうち最も両端側に設け
られた2つのサイクル蒸気入口或はサイクル蒸気出口よ
りも内側に自重支持点を設定したので、サイクル蒸気入
口及びサイクル蒸気出口の運転時における上下方向変位
量が小さくバラツキも少なくなる。したがって、クロス
アラウンド配管応力も小さくなり、配管長さを長くする
必要がなく、高圧タービン及び低圧タービンに作用する
反力を低減でき、ケーシングの損傷等を防ぐことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の湿分分離加熱器の一実施例を示す外観
図。
【図2】運転時の湿分分離加熱器の中心軸の変形を示す
説明図。
【図3】自重支持点と上下方向変位量との中心軸の変形
を示す説明図。
【図4】本発明の湿分分離加熱器の他の実施例を示す
図。
【図5】一般的な湿分分離加熱器の一部断面正面図。
【図6】湿分分離加熱器の縦断面図。
【図7】従来の湿分分離加熱器の外形図。
【図8】従来の湿分分離加熱器のの運転時の熱変形を示
す図。
【符号の説明】
1 シェル 2 湿分分離器 3 加熱器 13 サイクル蒸気入口 14 サイクル蒸気出口 16 吊りバンド 17 吊りロッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F22G 3/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】横向き円筒形状のシェル内に湿分分離器と
    加熱器とを内蔵し、吊り装置により自重支持するように
    した湿分分離加熱器において、上記シェルの長手方向に
    配列された複数のサイクル蒸気入口及びサイクル蒸気出
    口のうち、その最も両端側に設けられた2つのサイクル
    蒸気入口或はサイクル蒸気出口よりも内側に自重支持点
    を設定したことを特徴とする湿分分離加熱器。
  2. 【請求項2】シェルの最も両端側のサイクル蒸気入口或
    はサイクル蒸気出口間の間隙をLとしたとき、自重支持
    点の間隙L1 と上記Lとの比L1 /Lを0.5以上、
    1.0以下に設定したことを特徴とする、請求項1記載
    の湿分分離加熱器。
JP15566693A 1993-06-25 1993-06-25 湿分分離加熱器 Expired - Lifetime JP3171511B2 (ja)

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