JP3171511B2 - 湿分分離加熱器 - Google Patents
湿分分離加熱器Info
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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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- Japan
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- cycle steam
- heater
- shell
- moisture
- moisture separation
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
- F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
- F02B2075/025—Engines 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
【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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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１】本発明の湿分分離加熱器の一実施例を示す外観
図。
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。
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。
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。
【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。
す図。
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)
- 【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。 - 【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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15566693A JP3171511B2 (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 湿分分離加熱器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15566693A JP3171511B2 (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 湿分分離加熱器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0712309A JPH0712309A (ja) | 1995-01-17 |
| JP3171511B2 true JP3171511B2 (ja) | 2001-05-28 |
Family
ID=15610940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15566693A Expired - Lifetime JP3171511B2 (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 湿分分離加熱器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3171511B2 (ja) |
-
1993
- 1993-06-25 JP JP15566693A patent/JP3171511B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0712309A (ja) | 1995-01-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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|
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