JP3410861B2

JP3410861B2 - 配管合流継手

Info

Publication number: JP3410861B2
Application number: JP16405895A
Authority: JP
Inventors: 義男村上; 知義上楽; 崇司井關; 芳機西脇
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-06-29
Filing date: 1995-06-29
Publication date: 2003-05-26
Anticipated expiration: 2018-05-26
Also published as: JPH0914536A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発電プラント等に用い
られ、低温流体と高温流体とを合流させる配管合流継手
に係り、特に、流体合流部の熱衝撃を緩和させ、流体振
動に伴なう管の破損防止構造を備えた配管合流継手に関
する。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電プラントや火力発電プラン
ト、コンバインドサイクル発電プラント等の発電プラン
トや化学プラントには高温流体と低温流体を合流させる
配管合流継手を用いたものがある。このような配管合流
継手として特公昭６２−４５９５号公報等に開示された
継手が知られている。この配管合流継手を図９に示す。

【０００３】図９に示された配管合流継手１は、原子力
発電プラントの冷却材浄化系に用いたものである。この
配管合流継手１は低温流体を流す主配管２と高温流体を
流す枝配管３の交差部（合流部）に配置される。配管合
流継手１は多数の小孔を有する整流板４と、高温流体と
低温流体の合流部を形成する合流筒５と、高温流体を案
内するサーマルスリーブ６とを有する。合流筒５は主配
管１の内部に二重筒構造に収容され、内部に低温流体が
案内される一方、合流筒５には多数の小孔７が穿設さ
れ、サーマルスリーブ６を通って案内される高温流体を
各小孔７から内部に導いて低温流体と合流させている。

【０００４】主配管２内を案内される低温流体は、整流
板４を経て整流され、合流筒５を通過するときに混合せ
しめられるので整流作用と撹拌作用が繰り返される。高
温流体はサーマルスリーブ６の内側を通り、合流筒５の
外周側から各小孔７を経て合流筒５内に入り込むように
構成し、サーマルスリーブ６を設けて配管交差部８の流
路分岐コーナ部８ａに高温流体が直接接触するのを防止
している。

【０００５】従来の配管合流継手１では主配管２と枝配
管３の配管交差部８に、多数の小孔を備えた合流筒５と
サーマルスリーブ６とを配置することで、配管交差部８
の流路分岐コーナ部８ａに高温流体による未混合の渦流
体が多量に発生するのを防止し、温度変化による熱応力
を原因とする熱衝撃（サーマルショック）が流路分岐コ
ーナ部８ａに作用するのを防止している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の配管合流継手１
では主配管２と枝配管３の配管交差部８に、整流板４と
合流筒５とサーマルスリーブ６とを配置した構成を採用
して、流路分岐コーナ部８ａにサーマルショック（熱衝
撃）が作用するのを緩和させている。原子炉の冷却材浄
化系では高温流体と低温流体の温度差が４０℃程度と比
較的小さいので、分岐コーナ部８ａの熱対策に格別大き
な注意を払うことが要求されないが、従来の配管合流継
手１の管継手構造では、高低温流体が４０℃以上の温度
差に流路分岐コーナ部（溶接部）８ａが耐え得る管継手
構造であるか否か不明瞭である一方、配管合流継手１の
加工や組立てが複雑で面倒なことが予測される。

【０００７】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
たもので、簡単かつシンプルな構造で、温度差が大きな
高温流体と低温流体をスムーズに合流させることがで
き、温度差のある高低温流体が合流してもサーマルショ
ックに充分耐え得る配管合流継手を提供することを目的
とする。

【０００８】本発明の他の目的は、加工や組立精度を必
要とせず、簡単な構成で、流体合流部の複雑な流体振動
による配管の破損事故を未然に防止することができる配
管合流継手を提供するにある。

【０００９】本発明のさらに他の目的は、高温流体と低
温流体を迅速かつ積極的に撹拌して均一に混合させて、
熱衝撃を緩和させた配管合流継手を提供するにある。

【００１０】本発明のさらに別の目的は、流体の撹拌作
用と整流作用とを複数回繰り返して積極的に短時間で均
一な混合流体を形成し、熱衝撃を緩和させた配管合流継
手を提供するにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る配管合流継
手は、上述した課題を解決するために、請求項１に記載
したように、高温流体と低温流体とを合流させる配管合
流継手において、流入口および流出口を備えて低温流体
を案内する略Ｌ型流路を形成した合流筒と、この合流筒
内に挿入され、先端に先細形状の流出口を形成した高温
流体配管とを有し、高温流体配管の流出口は合流筒流出
口の方向を向くように挿設されたものである。

【００１２】また、上述した課題を解決するために、本
発明に係る配管合流継手は、請求項２に記載したように
高温流体配管は、先端が合流筒の流入口位置を超えて下
流側に延びるように合流筒内に挿設される一方、合流筒
の流入口位置より下流側で前記高温流体配管に低温流体
を旋回させる旋回羽根手段を設けたものである。

【００１３】さらに、上述した課題を解決するために、
本発明に係る配管合流継手は、請求項３に記載したよう
に合流筒は筒本体の側方に流入口を形成する一方、合流
筒の流入口位置から流出口側とは反対側にサポート空間
部を形成し、このサポート空間で高温流体配管に管サポ
ートを設けたものである。

【００１４】一方、本発明に係る配管合流継手は、上述
した課題を解決するために、請求項４に記載したよう
に、高温流体と低温流体とを合流させる配管配管合流継
手において、流入口および流出口を備えて低温流体を案
内する略Ｌ型流路を形成した合流筒と、この合流筒のＬ
型流路の曲がり部に向けて指向され、合流筒流入口とは
反対側から挿入された高温流体配管と、前記合流筒を内
部に収容し、低温流体と高温流体の合流部を全体的に覆
う外筒とを有し、外筒の流出口方向を合流筒の流出口方
向と反対側に形成したものである。

【００１５】さらに、上述した課題を解決するために、
本発明に係る配管合流継手は、請求項５に記載したよう
に、合流筒の流出口部付近の筒本体を有底形状のサーマ
ルスリーブで覆い、スリーブ内部に反転撹拌流路を形成
する一方、サーマルスリーブは外筒内に収容されたもの
である。

【００１６】さらにまた、上述した課題を解決するため
に、本発明に係る配管合流継手は、請求項６に記載した
ように、合流筒には筒本体内に多孔板が設けられたもの
である。

【００１７】

【作用】本発明に係る配管合流継手は、略Ｌ型流路を形
成した合流筒と高温流体配管とを組み合せただけの簡単
でかつシンプルな構成で、継手の加工や組立てに高精度
が要求されず、撹拌と整流作用を繰り返して温度差が大
きな高温流体と低温流体をスムーズに合流させることが
できる。その際、合流筒内に挿入される高温流体配管は
先端に先細構造の流出口が形成され、この流出口は合流
筒の流出口を向くように指向されたので、高温流体配管
から噴出される高温流体を合流筒の流出口側に指向させ
て噴射させることができ、高温流体を合流筒の弱い箇
所、例えば流入口の溶接部からできるだけ遠ざける方向
に噴出させているので、溶接部に熱衝撃がかかるのを大
幅に緩和させることができる。

【００１８】また、この配管合流継手においては、高温
流体配管は合流筒の流入口位置を超えて下流側に延びる
ように合流筒に挿設されたので、合流筒の流入口位置よ
り離れた位置で高温流体を合流筒の流出口側に噴射で
き、噴射される高温流体が合流筒流入口付近に熱的悪影
響を与えることが少ない。また、高温流体配管に設けら
れた旋回羽根手段でＬ型流路を案内される低温流体が螺
旋状に旋回されるので、高温流体配管から噴出される高
温流体を低温流体の旋回流で短時間に有効的に撹拌させ
ることができる。

【００１９】さらに、合流筒の筒本体に流出口とは反対
側にサポート空間部を形成し、このサポート空間部で高
温流体配管に管サポートを設けたので、高温流体配管は
合流筒の管支持部以外でもサポート空間の管サポートに
より支持され、高温流体配管の流体振動に伴なう配管振
動を抑制することができ、管支持部の破損や破断を有効
的に防止できる。

【００２０】一方、本発明に係る配管合流継手は、略Ｌ
型流路を形成した合流筒を外筒内に収容し、この外筒が
高温流体と低温流体の合流部全体を覆う構成とし、低温
流体を案内する合流筒のＬ型流路の曲がり部に向けて合
流筒流入口とは反対方向から高温流体配管を挿設する一
方、合流筒流出口と反対側に外筒の流出口方向を指向さ
せたので、この配管合流継手内で高温流体と低温流体の
撹拌と整流作用を複数回繰り返して混合せしめることが
でき、温度むらのない混合流体を迅速に短時間で得るこ
とができ、配管合流継手の溶接部に温度のほとんどない
混合流体が作用し、熱衝撃を与えることが少ない。万
一、合流筒本体に作用する熱衝撃によって溶接部が破断
したり破損しても、合流筒全体が外筒内に収納されてい
るので、外部に流体が漏洩するのを防止できる。

【００２１】また、外筒内には有底のサーマルスリーブ
が設けられ、合流筒流出口から流出される混合流体はサ
ーマルスリーブ内で反転し、温度むらが解消されない混
合状態で混合流体が外筒の溶接部に接触するのを確実に
防止でき、溶接部への熱衝撃を大幅に緩和させることが
できる。

【００２２】さらに、この配管合流継手においては、合
流筒内で低温流体と高温流体が衝突した後、両流体は撹
拌されつつ複雑な流れとなるが、合流筒の筒本体内に多
孔板を設けることにより、この多孔板で混合流体が整流
化されて合流筒流出口に案内される。このため、流体の
混合が促進され、ひいては周囲部品に与える熱衝撃が緩
和される。

【００２３】

【実施例】以下、本発明に係る配管合流継手の実施例に
ついて添付図面を参照して説明する。

【００２４】図１は本発明に係る配管合流継手１０を備
えたコンバインドサイクル発電プラント１１を示すサイ
クル図である。コンバインドサイクル発電プラント１１
はガスタービンプラント１２と蒸気タービンプラント１
３とを組み合せたものである。

【００２５】ガスタービンプラント１２はコンプレッサ
１４で圧縮された吐出空気をガスタービン燃焼器１５に
送り、ここで燃料とともに燃焼させる。ガスタービン燃
焼器１５で燃焼された燃焼ガスはガスタービン１６に案
内されてここで仕事をし、発電機１７を駆動させる。ガ
スタービン１６で仕事をした排気ガスは排熱回収ボイラ
１８に案内され、この排熱回収ボイラ１８にてガスター
ビンの排熱を利用して蒸気タービンプラント１３の給水
を加熱した後、煙突１９から大気中に排出される。

【００２６】排熱回収ボイラ１８はボイラケーシング２
０内にエコノマイザ（節炭器）２１、エバポレータ（蒸
発器）２２および過熱器２３が適宜１段あるいは多段構
造に組み合されて順次この順に排気ガスの下流側から上
流側に向って多段構造に設置される。排熱回収ボイラ１
８には蒸気タービンプラント１３の復水給水系２５から
給水が供給されるようになっており、この給水は、排熱
回収ボイラ１８のエコノマイザ２１により加熱されて蒸
気ドラム２６に送られる。この蒸気ドラム２６に案内さ
れた給水は続いてエバポレータ２２に案内され、このエ
バポレータ２２で加熱されて蒸気化され、再び蒸気ドラ
ム２６に戻される。蒸気ドラム２６に戻された蒸気は続
いて過熱器２３に送られて過熱作用を受け、過熱蒸気と
なって蒸気タービン２７に送られる。

【００２７】蒸気タービン２７に送られた過熱蒸気はこ
こで仕事をし、発電機２８を回転駆動させ、発電を行な
う。蒸気タービン２７で仕事をした蒸気は復水器２９に
送られ、この復水器２９で冷却されて凝縮し、復水とな
る。この復水は復水ポンプ３０により復水給水系２５に
案内される。

【００２８】復水給水系２５の途中に配管合流継手１０
が設置される。配管合流継手１０は低温流体としての復
水とエコノマイザ２１から分岐された高温流体としての
給水とを合流させる管継手である。配管合流継手１０
は、略Ｌ型形状の合流筒３１を備え、この合流筒３１に
低温流体配管である復水器３２と高温流体配管である節
炭器再循環管３３とを接続して合流させており、合流さ
れた低温流体と高温流体は復水給水系２５のポンプ入口
管である低圧側給水配管３４を経て給水ポンプ３５のポ
ンプ吸込口３５ａに案内される。

【００２９】ところで、配管合流継手１０は、図２に示
すように、流入口３７と流出口３８とを備えた略Ｌ型形
状の合流筒３１を有する。合流筒３１は流入口３７やポ
ンプ入口管３４より大口径をなす例えば円筒形の筒本体
３９を有し、この筒本体３９の一端が閉止板４０で閉塞
される一方、筒本体３９の他端側に流出口３８が絞られ
て先細形状に形成される。この合流筒流出口３８は給水
ポンプ３５のポンプ入口管である低圧側給水配管３４に
接続される。

【００３０】一方、合流筒３１の筒本体３９の側方に流
入口３１が形成され、この流入口３７が低温流体配管で
ある復水管３２に接続される。合流筒３１の内部にほぼ
Ｌ字形のＬ型流路４１が形成される。この流路４１は低
温流体を案内する上流側流路４１ａと、低温流体と高温
流体とを合流させる下流側流路４１ｂとに区画される。

【００３１】また、合流筒３１には閉止板４０を貫いて
高温流体配管である再循環水入口管４３が挿設される。
この再循環水入口管４３は節炭器再循環管３３に接続さ
れる一方、合流筒流入口３７の位置を超えて下流側に延
びており、その先端の流出口を先細形状に形成し、ノズ
ル口４４としている。再循環水入口配管４３の取付方向
は、そのノズル口４４が合流管流出口３８と同じ方向を
向くように開口している。ノズル口４４はＬ型流路４１
の下流側流路４１ｂに臨み、高温の再循環水を下流側流
路４１ｂのより下流側へ噴出させている。

【００３２】さらに、排熱回収ボイラ１８のエコノマイ
ザ２１出口側に節炭器再循環管３３が分岐して接続され
ており、この再循環管３３が再循環水入口管４３により
配管合流継手１０に接続され、給水循環サイクル４５を
構成している。この給水循環サイクル４５によりエコノ
マイザ２１出口の給水の一部を高温流体の再循環水とし
て配管合流継手１０に案内し、この配管合流継手１０で
例えば１３３℃と高温の再循環水を復水器３２から送ら
れる例えば３３℃の低温の給水と合流させ、低温流体で
ある給水の温度を上昇させている。具体的には、エコノ
マイザ２１の入口給水温度が排熱回収ボイラ１８内の結
露（露点）温度より高くなるように温度上昇させてお
り、エコノマイザ２１の管腐食を未然にかつ有効的に防
止している。

【００３３】次に、コンバインドサイクル発電プラント
１１ならびに配管合流継手１０の作用を説明する。

【００３４】蒸気タービンプラント１３の蒸気タービン
２７で膨脹し、仕事をした蒸気は、復水器２９に案内さ
れて冷却され、凝縮して復水となる。この復水は低温流
体配管である復水管３２を経て合流筒流入口３７から合
流筒３１内に案内され、Ｌ型流路４１を通って合流筒流
出口３８に導かれ、続いてポンプ入口管としての低圧側
給水配管３４を通って給水ポンプ３５に吸引される。

【００３５】一方、排熱回収ボイラ１８のエコノマイザ
２１で加熱された給水の一部は、エコノマイザ２１の出
口側から高温の再循環水として節炭器再循環管３３を通
って再循環水入口管４３に送られる。この高温の再循環
水は高温流体配管である再循環水入口管４３のノズル口
４４からＬ型流路４１の合流部である下流側流路４１ｂ
に噴出され、ここで復水と合流し、混合せしめられる。

【００３６】一般の配管合流継手では、合流部を構成す
る分岐部４７の近傍が高い温度差にさらされて熱衝撃
（サーマルショック）を受け、特に溶接部にクラックが
発生する恐れが多い。

【００３７】しかし、この配管合流継手１０では、高温
流体配管である再循環水入口管４３を合流筒３１内に挿
入し、その先端のノズル口４４を合流筒流入口３７の位
置より下流側まで延設し、かつノズル口４４を先細構造
とし、再循環水入口管４３を通って送られる再循環水を
高速ジェット化し、Ｌ型流路４１の合流部である下流側
流路４１ｂに噴出させているので、高温の再循環水はＬ
型流路４１の下流側で低温流体である復水と効率よく撹
拌されて合流する。

【００３８】このため、再循環水の吐出部は、溶接部が
存在する分岐部４７から離れることになり、分岐部４７
が大きな熱衝撃を繰返し受けることが少ない。しかも、
再循環水入口管４３は合流筒３１内にその軸線方向に沿
って挿入され、合流筒３１の中央部に収斂しており、再
循環水入口管４３の回りに低温流体である復水が案内さ
れるので、高温の再循環水が直接分岐部４７と接触する
ことがなく、分岐部４７の溶接部に悪影響を及ぼさな
い。

【００３９】再循環水入口管４３の末端部（ノズル口４
４）と合流筒流入口３７との距離を充分にとれば、熱衝
撃を回避する上で良好となり、問題はなくなるが、再循
環水入口管４３の長さＬが長くなり、新たに管振動によ
る破損の問題や配管合流継手１０の大型化の問題が生じ
るので、これらの問題が生じないように再循環水入口管
４３の長さＬが設定される。

【００４０】この配管合流継手１０においては、ほぼＬ
型形状の合流筒３１と高温流体配管である再循環水入口
管４３とを組み合せるだけで構成でき、構造が簡単で単
純化され、その大きさを小型・コンパクト化することが
できる。また、高温流体をＬ型流路４１の下流側で低温
流体の奥に噴出できるので、溶接部が存在する分岐部４
７の近傍に大きな熱衝撃を与えない。さらに、配管合流
継手１０は溶接加工で組み立てることができ、従来の配
管合流継手のような面倒な機械加工や組立加工が不要と
なる。

【００４１】次に、本発明に係る配管合流継手１０Ａの
第２実施例を図３および図４を参照して説明する。

【００４２】図３および図４に示された配管合流継手１
０Ａは、高温流体配管である再循環水入口管４３にリン
グ状旋回羽根手段５０を設けた点が、図２に示された配
管合流継手１０と基本的に相違し、他の構成は実質的に
異ならないので同一符号を付して説明を省略する。

【００４３】合流筒３１に挿設される再循環水入口管４
３にリング状の旋回羽根手段５０を溶接にて取付ける。
旋回羽根手段５０はその外径が合流筒３１の内径よりわ
ずかに小径に形成され、合流筒３１への出し入れが容易
にされる。旋回羽根手段５０は再循環水入口管４３に合
流筒流入口３７の位置より下流側で、しかも先端噴出口
であるノズル口４４より上流側に設けられる。旋回羽根
手段５０は、複数の旋回羽根５１を備え、その羽根形状
は、図４（Ａ）に示すように構成され、付け根側の中心
部で羽根幅が狭く、外周部に向うに従って広くなるよう
に形成され、羽根５１の断面形状は、図４（Ｂ）に示す
ように、低温流体である復水に旋回流を生じさせる捩っ
た湾曲構造に形成している。旋回羽根手段５０は中央に
軸ボス５２を形成し、この軸ボス５２を再循環水入口管
４３に嵌合させて溶接にて固定される。軸ボスを設けず
再循環水入口管４３に羽根５１を直接溶接にて固定して
もよい。

【００４４】この配管合流継手１０Ａにおいては、合流
筒流入口３７から合流筒３１内に案内される低温流体と
しての復水が旋回羽根手段５０を通過すると螺旋状の旋
回流となって、Ｌ型流路４１の合流部である下流側で高
温流体である再循環水と強制的に撹拌合流され、短時間
で均一温度の流体（給水）となる。このため、合流筒３
１の分岐部４７等の溶接部への熱衝撃を緩和させること
ができる。

【００４５】また、低温流体である復水は旋回羽根手段
５０で強制的に旋回せしめられ、再循環水との混合が積
極的に促進されるので、配管合流継手１０Ａの長さを短
くすることができる。再循環水入口管４３の振動は、旋
回羽根手段５０の外周壁が合流筒３１の筒本体３９に嵌
合保持されることにより抑制される。

【００４６】図５は本発明に係る配管合流継手１０Ｂの
第３実施例を示すものである。

【００４７】この実施例に示された配管合流継手１０Ｂ
は、高温流体配管である再循環水入口管４３に管振動防
止手段５５を設けたものであり、この管振動防止手段５
５を積極的に設けた構成が図３に示された配管合流継手
１０Ａと相違し、他の構成は実質的に異ならないので、
同一符号を付して説明を省略する。

【００４８】この配管合流継手１０Ｂは合流筒３１の筒
本体３９の側方に流入口３７を形成し、この流入口３７
から筒本体３９一端の流出口３８に向う低温流体のＬ型
流路４１を形成したとき、筒本体３９の他端側に滞留域
空間５６が形成される。この空間５６をサポート空間と
して積極的に活用し、サポート空間５６に管振動防止手
段５５を構成する管サポート５７を設けたものである。

【００４９】管サポート５７は低温流体のＬ型流路４１
を邪魔しない位置で、閉止板４０より離間して再循環水
入口管４３に溶接して固定される。管サポート５７は円
盤（ディスク）の中心部に管挿通孔５８を穿設したリン
グ形状に形成され、その外径は合流筒３１の内径よりわ
ずかに小さい。管サポート５７の外周は少なくとも一部
を合流筒３１の内周壁に接触させるように組立ててもよ
い。

【００５０】この配管合流継手１０Ｂにおいては、低温
流体である復水と高温流体である再循環水とを合流筒３
１内で合流されるとき、再循環水入口管４３に流体振動
が作用し、この入口管４３と閉止板４０との溶接部（管
支持部）５９に大きな応力がかかり破損する可能性が生
じる。しかし、この配管合流継手１０Ｂでは、再循環水
入口管４３にデッドスペースであるサポート空間５６を
利用して管サポート５７を設け、この管サポート５７で
再循環水入口管４３の振動を積極的に抑制する構造を採
用したので、再循環水入口管４３の支持部（溶接部）５
９の破断や破損を積極的に防止することができる。

【００５１】また、管サポート５７を合流筒３１のデッ
ドスペースであるサポート空間部５６に設けたので、管
サポート５７より下部の高温流体がサポート空間部５６
に入って再循環水入口管４３の管支持部５９に頻繁にか
つ直接的に接触するのを防止することができる。したが
って、再循環水入口管４３の管支持部５９に作用する熱
衝撃を緩和することができる。

【００５２】図７は、本発明に係る配管合流継手６０の
第４実施例を示すものである。

【００５３】図７に示された配管合流継手６０は略Ｌ型
形状の合流筒６１を外筒６２内に収容し、合流筒６１全
体を外筒６２で覆設したものである。合流筒６１は略Ｔ
字形状の合流筒本体６３に流入管６４を溶接して内部に
略Ｌ型流路６５を構成し、このＬ型流路６５内にその流
入口６６から低温流体が案内され、Ｌ型流路６５を案内
された流体は、先細形状の先端流出口６６から流出され
る。

【００５４】合流筒６１のもう一つの開口６８は端板と
しての閉止板６９で閉塞される。この閉止板６９には管
スリーブ７０が挿入支持される。この管スリーブはＬ型
流路６５の曲がり部である合流筒本体６３の中心付近で
終端し、開口している。管スリーブ７０内には高温流体
配管である再循環水入口管７１が熱膨脹フリーに挿入さ
れ、この再循環水入口管７１は先端が管スリーブ７０内
に摺動自在に開口している。再循環水入口管７１は管取
付筒７２に装着された閉止板７３に固定され、支持され
ている。管取付筒７２は外筒６２の外側方に溶接等で固
定される。再循環水入口管７１は管取付筒７２内に熱衝
撃防止板７４が固定される。この再循環水入口管７１は
節炭器再循環管３３に接続されて、エコノマイザで加熱
された給水が高温の再循環水となって流入するようにな
っている。

【００５５】また、外筒６２には管取付筒７２と直径方
向に対向する対応位置に取付筒７５が固定される。この
取付筒７５は合流筒６１の流入口６６側を端板としての
閉止板７６で固定し、支持している。合流筒６１の流入
口６６側は低温流体配管である復水管３２に接続され、
合流筒６１内に低温の復水を案内するようになってい
る。上記取付筒７５内にも熱衝撃防止板７７が合流筒６
１の流入筒６４に設けられ、取付筒７５と合流筒流入口
６６側の溶接部を保護している。

【００５６】合流筒６１内にはほぼＬ字形状のＬ型流路
６５が流入口６６から流出口６７にかけて形成され、こ
のＬ型流路６５の湾曲部より下流側は合流部を形成する
下流側流路７８を形成している。

【００５７】一方、合流筒６１は下流側流路７８を形成
する合流筒本体６３の絞り部（流出口６７）が有底のサ
ーマルスリーブ８０で覆われており、このサーマルスリ
ーブ８０内に合流筒流出口６７から復水と再循環水の混
合流が流出するようになっている。サーマルスリーブ８
０は外筒６２内にスペーサ等の支持具８１を介して収納
され、二重筒構造を構成している。外筒６２の底部は着
脱可能な底板８３で覆設されている。

【００５８】また、サーマルスリーブ８０内に反転流路
８４が形成され、合流筒流出口６７からサーマルスリー
ブ８０内に流出した復水と再循環水の混合流は、サーマ
ルスリーブ８０内で反転して上昇し、合流筒６２や再循
環水入口管７１を迂回し、撹拌されながら外筒６２の上
部に形成された外筒流出口８５に案内される。外筒流出
口８５は合流筒６１の流出口６７とは反対方向に開口し
ており、例えばレジューサで絞られて構成され、ポンプ
入口管としての低圧側給水配管３４に接続される。

【００５９】この配管合流継手６０においては、復水管
３２を通って合流筒６１に案内される低温の復水は、再
循環水入口管７１から管スリーブ７０を経て供給される
高温の再循環水とＬ型流路６５内で衝突し、合流せしめ
られる。合流された復水と再循環水は合流筒６１の流出
口６７で絞られ、整流化されてサーマルスリーブ８０内
に噴出され、さらに混合せしめられる。その後、サーマ
ルスリーブの反転流路８４内で１８０度反転して外筒６
２内を上方に流れ、外筒流出口８５で例えばレジューサ
により絞られてポンプ入口管３４に案内される。

【００６０】この配管合流継手６０においては、高温流
体である再循環水と低温流体である復水との撹拌・混合
と整流化作用が数回繰り返される。

【００６１】始めに、低温の復水と高温の再循環水とが
合流管６１の合流筒本体６３内上部で正面衝突し、混合
せしめられる。次に、合流筒６１の下流側流路７８内を
案内されて絞り構造の流出口６７からサーマルスリーブ
８０に流出せしめられる。この混合流体は、サーマルス
リーブ８０の反転流路８４により１８０度反転して上昇
するので一層撹拌される。さらに、サーマルスリーブ８
０内で反転した混合流体が外筒６２内を上昇する際に、
合流筒６１等が流れの障害となって撹拌が促進され、そ
の後、外筒流出口８５で絞られて整流化され、ポンプ入
口管３４に導かれる。したがって、ポンプ入口管３４に
案内される混合流体は、短時間に温度むらのない均一温
度の混合流体となるので、外筒６２と取付筒７２，７５
やサーマルスリーブ８０との溶接部に熱衝撃を与えるこ
とが少ない。

【００６２】万一、合流筒６１における筒本体６３のい
ずれかの箇所で熱衝撃によりクラックが発生し、流体が
リークしても、外筒６２によりカバーされているので、
外部に流体が漏洩することがなく、この流体漏洩を未然
に、しかも確実に防止できる。

【００６３】さらに、外筒６２内にサーマルスリーブ８
０を収容し、合流筒６１の流入筒６４や再循環水入口管
７１に熱衝撃防止板３７，７４を設けているので、高低
温流体の温度差が大きくても、各溶接部への熱衝撃を大
幅に減少させ、緩和させることができる。

【００６４】図８は、本発明に係る配管合流継手６０Ａ
の第５実施例を示すものである。

【００６５】この実施例に示された配管合流継手６０Ａ
においても、合流筒６１を図７に示す外筒６２内に収納
させる構成を採用したもので、図７に示す配管合流継手
６０とは、合流筒６１のＬ型流路６５の下流側に整流作
用を行なう整流板として多孔板８８を取付けた構成が、
基本的に相違する。他の構成は異ならないので、同一符
号を付して説明を省略する。

【００６６】この配管合流継手６６Ａにおいては、合流
筒６１の筒本体６３内にＬ型流路６５の下流側流路７８
を横断するように多孔板８８を設けたものである。Ｌ型
流路６５内で低温の復水を高温の再循環水が衝突し、複
雑な流れとなるが、Ｌ型流路６５の下流側に設けた多孔
板８８により復水と再循環水の撹拌混合流は整流化さ
れ、絞り構造の合流筒流出口６７に案内される。多孔板
８８による整流化作用により流体の混合が促進され、周
囲部品に与える熱衝撃を緩和させることができる。

【００６７】なお、本発明の各実施例の説明において
は、配管合流継手をコンバインドサイクル発電プラント
の復水給水系に設置した例を例示したが、この配管合流
継手は、復水給水系に限定されず、原子力発電プラント
の冷却材浄化系や火力発電プラント、化学プラント等の
流体温度差がある配管継手に適用することができる。

【００６８】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明に係る配管
合流継手においては、略Ｌ型流路を形成した合流筒と高
温流体配管とを組み合せただけの簡単でかつシンプルな
構成で、継手の加工や組立てに高精度が要求されず、撹
拌と整流作用を繰り返して温度差が大きな高温流体と低
温流体をスムーズに合流させることができる。その際、
合流筒内に挿入される高温流体配管は先端に先細構造の
流出口が形成され、この流出口は合流筒の流出口を向く
ように指向されたので、高温流体配管から噴出される高
温流体を合流筒の流出口側に指向させて噴射させること
ができ、高温流体を合流筒の弱い箇所、例えば流入口の
溶接部からできるだけ遠ざける方向に噴出させているの
で、溶接部に熱衝撃がかかるのを大幅に緩和させること
ができる。

【００６９】また、この配管合流継手においては、高温
流体配管は合流筒の流入口位置を超えて下流側に延びる
ように合流筒に挿設されたので、合流筒の流入口位置よ
り離れた位置で高温流体を合流筒の流出口側に噴射でき
るので、噴射される高温流体が合流筒流入口付近に熱的
悪影響を与えることが少ない。また、高温流体配管に設
けられた旋回羽根手段でＬ型流路を案内される低温流体
が螺旋状に旋回されるので、高温流体配管から噴出され
る高温流体を低温流体の旋回流で短時間に有効的に撹拌
させることができる。

【００７０】さらに、合流筒の筒本体に流出口とは反対
側にサポート空間部を形成し、このサポート空間部で高
温流体配管に管サポートを設けたので、高温流体配管は
合流筒の管支持部以外でもサポート空間の管サポートに
より支持され、高温流体配管の流体振動に伴なう配管振
動を抑制することができ、管支持部の破損や破断を有効
的に防止できる。

【００７１】一方、本発明に係る配管合流継手は、略Ｌ
型流路を形成した合流筒を外筒内に収容し、この外筒が
高温流体と低温流体の合流部全体を覆う構成とし、低温
流体を案内する合流筒のＬ型流路の曲がり部に向けて合
流筒流入口とは反対方向から高温流体配管を挿設する一
方、合流筒流出口と反対側に外筒の流出口方向を指向さ
せたので、この配管合流継手内で高温流体と低温流体の
撹拌と整流作用を複数回繰り返して混合せしめられるの
で、温度むらのない混合流体を迅速に短時間で得ること
ができ、配管合流継手の溶接部に温度のほとんどない混
合流体が作用し、熱衝撃を与えることが少ない。万一、
合流筒本体に作用する熱衝撃によって溶接部が破断した
り破損しても、合流筒全体が外筒内に収納されているの
で、外部に流体が漏洩するのを防止できる。

【００７２】また、外筒内には有底のサーマルスリーブ
が設けられ、合流筒流出口から流出される混合流体はサ
ーマルスリーブ内で反転し、温度むらのある混合状態で
混合流体が外筒の溶接部に接触するのを確実に防止で
き、溶接部への熱衝撃を大幅に緩和させることができ
る。

【００７３】さらに、この配管合流継手においては、合
流体内で低温流体と高温流体が衝突した後、両流体は撹
拌されつつ複雑な流れとなるが、合流筒の筒本体内に多
孔板を設けることにより、この多孔板で混合流体が整流
化されて合流筒流出口に案内されるので、流体の混合が
促進され、ひいては周囲部品に与える熱衝撃が緩和さ
れ、配管合流継手の信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る配管合流継手を備えたコンバイン
ドサイクル発電プラントのサイクル図。

【図２】本発明に係る配管合流継手の第１実施例を示す
縦断面図。

【図３】本発明に係る配管合流継手の第２実施例を示す
縦断面図。

【図４】（Ａ）は図３に示された配管合流継手に備えら
れる旋回羽根手段を示す平面図、（Ｂ）は図４（Ａ）の
Ａ−Ａ線に沿う断面図。

【図５】本発明に係る配管合流継手の第３実施例を示す
縦断面図。

【図６】図５に示された配管合流継手に備えられる振動
防止手段を示す平面図。

【図７】本発明に係る配管合流継手の第４実施例を示す
縦断面図。

【図８】本発明に係る配管合流継手の第５実施例を部分
的に示す縦断面図。

【図９】従来の配管合流継手を示す図。

【符号の説明】

１０，１０Ａ，１０Ｂ配管合流継手１１コンバインドサイクル発電プラント１２ガスタービンプラント１３蒸気タービンプラント１４コンプレッサ１５ガスタービン燃焼器１６ガスタービン１７，２８発電機１８排熱回収ボイラ１９煙突２０ボイラケーシング２１エコノマイザ（節炭器）２２エバポレータ（蒸発器）２３過熱器２５復水給水系２６蒸気ドラム２７蒸気タービン２９復水器３０復水ポンプ３１合流筒３２復水器（低温流体配管）３３節炭器再循環管（高温流体配管）３４低圧側給水配管（ポンプ入口管）３５給水ポンプ３７流入口３８流出口３９筒本体４０閉止板４１Ｌ型流路４３再循環水入口管（高温流体配管）４４ノズル口４５給水循環サイクル４７分岐部５０旋回羽根手段５１羽根５２軸ボス５５振動防止手段５６滞留域空間（サポート空間）５７管サポート５９管支持部（溶接部）６０，６０Ａ配管合流継手６１合流筒６２外筒６３筒本体６４流入筒６５Ｌ型流路６６流入口６７流出口６８開口６９閉止板７０管スリーブ７１再循環水入口管（高温流体配管）７２管取付筒７３閉止板７４熱衝撃防止板７５取付筒７６閉止板７７熱衝撃防止板７８下流側流路８０サーマルスリーブ８１支持具８３底板８４反転流路８５外筒流出口８８多孔板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西脇芳機東京都港区芝浦一丁目１番１号株式会社東芝本社事務所内 (56)参考文献実開昭55−64632（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16L 21/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】高温流体と低温流体とを合流させる配管
合流継手において、流入口および流出口を備えて低温流
体を案内する略Ｌ型流路を形成した合流筒と、この合流
筒内に挿入され、先端に先細形状の流出口を形成した高
温流体配管とを有し、高温流体配管の流出口は合流筒流
出口の方向を向くように挿設されたことを特徴とする配
管合流継手。
【請求項２】高温流体配管は、先端が合流筒の流入口
位置を超えて下流側に延びるように合流筒内に挿設され
る一方、合流筒の流入口位置より下流側で前記高温流体
配管に低温流体を旋回させる旋回羽根手段を設けた請求
項１に記載の配管合流継手。
【請求項３】合流筒は筒本体の側方に流入口を形成す
る一方、合流筒の流入口位置から流出口側とは反対側に
サポート空間部を形成し、このサポート空間で高温流体
配管に管サポートを設けた請求項１または２に記載の配
管合流継手。
【請求項４】高温流体と低温流体とを合流させる配管
配管合流継手において、流入口および流出口を備えて低
温流体を案内する略Ｌ型流路を形成した合流筒と、この
合流筒のＬ型流路の曲がり部に向けて指向され、合流筒
流入口とは反対側から挿入された高温流体配管と、前記
合流筒を内部に収容し、低温流体と高温流体の合流部を
全体的に覆う外筒とを有し、外筒の流出口方向を合流筒
の流出口方向と反対側に形成したことを特徴とする配管
合流継手。
【請求項５】合流筒の流出口部付近の筒本体を有底形
状のサーマルスリーブで覆い、スリーブ内部に反転撹拌
流路を形成する一方、サーマルスリーブは外筒内に収容
された請求項４に記載の配管合流継手。
【請求項６】合流筒には筒本体内に多孔板が設けられ
た請求項４または５に記載の配管合流継手。