JP3450034B2 - 気水分離器 - Google Patents
気水分離器Info
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Description
いる水と蒸気を分離する気水分離器に係り、特に変圧ボ
イラの水壁管より送出される蒸気と水の2相流体を、蒸
気と水とに分離するのに好適な構造の気水分離器に関す
る。
を、図8に示す。水は給水管1より、節炭器(または火
炉壁)2を通過して蒸気となる。蒸気は、過熱器4に送
られ、過熱蒸気となって、蒸気タービン6に送り込まれ
る。ここで、図9を用いて各部での水の状態を説明す
る。図9は横軸にボイラ負荷を、縦軸にエンタルピーを
採っている。図に示すように、節炭器入口または火炉壁
入口では全負荷において水であり、過熱器出口では全負
荷において蒸気となっていることが分る。ところが、過
熱器入口では高負荷時には蒸気となっているが、低負荷
時には水と蒸気が混合した気液2相流の状態となってい
る。過熱器4に、水が混入すると、種々のトラブルの原
因となるので、水の混入を防ぐために、例えば図8に示
すような火炉壁(または節炭器)2の蒸発管の出口に、
水と蒸気を分離する気水分離器3が設置されている。火
炉壁2から送られてきた蒸気と水の2相流は、気水分離
器3で蒸気と水に分離され、蒸気は過熱器4に送られ、
水はドレンタンク5に一時貯留された後、再循環ポンプ
8によって再び節炭器(または火炉壁)2に送られる構
造となっている。従来の気水分離器3の構造を、図7
(a)、(b)、(c)に示す。なお、図7(b)は、
図7(a)のD矢視図で、図7(c)は、図7(a)の
E部の模擬粒子15の旋回状況を示す説明図である。図
において、気水分離器3は、縦型の円筒形をした胴9
と、該胴9の側壁に、円筒形の胴の接線方向に配設した
流入管10と、上部流出管11と、上部流出管11の1
部を、気水分離器3の内側に突出させた内筒13と、下
部流出管12により主に構成されている。節炭器(火炉
壁)2を出た水と蒸気の2相流は、気水分離器3の胴9
に設けられている流入管10を通って、気水分離器3の
内部に送り込まれ、水と蒸気の2相流は気水分離器3内
で旋回流を形成する。このとき、水は蒸気よりも密度が
高いので遠心力によって胴9の内部の側壁側に押し出さ
れ側壁に衝突する。側壁に衝突した水は液膜となり、側
壁を伝って下方に流れ、下部流出管12にからドレンタ
ンク5に流入する。一方、蒸気は、水に比べて密度が低
いので、気水分離器3の胴9の中央部で上昇流を形成
し、上部流出管11より過熱器4に導入される。このよ
うに、気水分離器3は、水と蒸気の2相流を旋回させる
ことによって生じる遠心力を利用して、水と蒸気とに分
離を行うものである。なお、従来技術として、例えば特
開平3−254801号公報、実開平4−53464号
公報等が挙げられる。
離器において、水と蒸気の2相流体に旋回流を与え遠心
力により水と蒸気に分離する関係上、気水分離器の胴部
と上部流出管との接続部において、上部流出管の一部が
胴部に挿入して設けられている内筒部において、水と蒸
気の2相流中に含まれているスケール等の粒子が集合
し、これが高速で旋回して気水分離器の上部内壁が削ら
れ侵食されて、気水分離器が破壊されるという問題があ
った。本発明者らは、上記の現象を究明するために、大
きさが実機の約1/4のアクリル製の模型を作り、図7
(c)に示すように、模擬粒子15を入れて、その粒子
の挙動を観察した。その結果、気水分離器3に混入した
粒子は、気水分離器3の上部に形成されている内筒13
の外周の付け根部近傍に集り、旋回しながら滞留するこ
とになる。そして、いったんスケール等の粒子が気水分
離器内に流入すると、運転を停止するまでは気水分離器
の上部に、上記粒子が旋回しながら存在することにな
り、気水分離器の上部内壁部に衝突を繰り返しながら旋
回するので、長時間この現象が続くと、気水分離器の上
部内壁は粒子によって削られ侵食されて遂には気水分離
器が破壊されるという問題があった。
題点を解消するものであって、気水分離器内に、スケー
ル等の粒子が混入しても、気水分離器の上部内壁が削ら
れ損耗を受けることなく、長期にわたり安全、かつ安定
して運転を継続することができるボイラの気水分離器を
提供することにある。
するために、ボイラ等の気水分離器において、該気水分
離器を構成する円筒形の胴の上部流出管接続部の胴内壁
部に、気水分離器の長手方向に設定の長の内筒を設け、
該内筒の外周付け根部に水と蒸気の2相流体に含まれる
スケール等の粒子が集合し旋回するのを防止する手段と
して、上記2相流体の旋回方向に対して垂直方向に、旋
回を防止する邪魔板(旋回防止板)を少なくとも1枚以
上配設するものである。本発明は、円筒形の胴の内部に
水と蒸気の2相流体を胴の接線方向に供給する流入管
と、上記胴の上部に、上記2相流体から分離された蒸気
を流出する上部流出管と、上記胴の下部に、上記2相流
体から分離された水を流出する下部流出管とを備えた気
水分離器において、上記上部流出管は胴内部に挿入して
設けられており、該胴内部に挿入された上記上部流出管
の付け根部近傍に、上記流入管から供給された2相流体
が形成する旋回流の旋回を防止する邪魔板を設けたボイ
ラ等の気水分離器である。本発明の具体的構成として、
円筒形の胴の内部に水と蒸気の2相流体を胴の接線方向
に供給する流入管と、上記胴の上部に、上記2相流体か
ら分離された蒸気を流出する上部流出管と、上記胴の下
部に、上記2相流体から分離された水を流出する下部流
出管とを備えた気水分離器において、上記上部流出管に
対応する胴の内部に内筒を設け、該内筒の胴内部との付
け根部近傍に、上記流入管から供給された2相流体が形
成する旋回流の旋回を防止する邪魔板を設けたボイラ等
の気水分離器である。そして、上記邪魔板は上記流入管
の挿入長さの1/2以下の高さとした気水分離器とする
ものである。
離器を構成する縦型の円筒形の胴の内部に、垂直方向に
設定の長さ挿入して接続される上部流出管の外周付け根
部に、水と蒸気の2相流体の旋回方向に対し垂直方向に
邪魔板を設けることにより、その部分において、水と蒸
気の2相流体の旋回を防止することができ、上記の上部
流出管の外周付け根部において、スケール等の粒子が集
合して旋回する現象を抑制することができる。したがっ
て、気水分離器の円筒形の胴上部の内壁が上記粒子の旋
回により削られ侵食されることがなくなり、長期にわた
り安定して、安全運転が可能なボイラの気水分離器を実
現することができる。
さらに詳細に説明する。 〈実施例1〉図1(a)は、本実施例で例示した気水分
離器の構成を示す模式図で、図1(b)は、図1(a)
のA−A矢視図である。本発明は従来の気水分離器(図
7参照)3の胴9の内部に挿入して接続されている上部
流出管11の1部分である内筒13の外周の付け根部
に、水と蒸気の2相流体の旋回を防止する旋回防止板
(邪魔板)14を設けたものである。この旋回防止板1
4の設置による気水分離器3の効率の低下が懸念され
る。そこで、実機の1/4の大きさの模型を使って、上
記の旋回防止板14が気水分離器3の分離効率に及ぼす
影響について調べた。その結果を、図5に示す。横軸に
乾き度(任意単位)を採り、縦軸に分離効率(任意単
位)を採っている。三角印のプロットは、旋回防止板1
4の長さdが、内筒13の長さLの1/2の場合、四角
印のプロットは、旋回防止板14の長さdが、内筒13
の長さLと同じ場合の、それぞれの分離効率を示す。図
5の結果より、旋回防止板14の長さを、内筒13の長
さと同じにすると分離効率が悪くなることが分かる。次
に、乾き度0.95とした場合の、旋回防止板14の長
さdと分離効率との関係を調べた結果を図6に示す。横
軸に旋回防止板14の長さdと内筒13の長さLとの比
(d/L)を、縦軸に分離効率を採っている。図6に示
すごとく、旋回防止板14の長さdを、内筒13の長さ
Lの1/2以上にすると分離効率が悪くなることが判明
した。上記の模擬試験の結果より、本実施例においては
内筒13の長さLの1/2の大きさの旋回防止板14を
設置した、図1に示す構造の模型を作製し、スケール等
を模擬した粒子を入れて、その挙動を観察した結果、模
擬粒子15は、気水分離器3の胴9の上部で旋回するこ
となく、旋回防止板14の付け根部の近傍で留まること
が分かった。そのため、スケール等の粒子が水と蒸気の
2相流体中に混入し、気水分離器3の胴9の上部の内壁
が削られ破壊されるという問題は解消されることにな
る。
分離器3の胴9の上部に設けられている内筒13が、上
部流出管11と分離して接続されている場合である。こ
の場合においても、内筒13の付け根部近傍の胴9の内
壁部の摩耗が問題となるので、本発明の旋回防止板14
は極めて有効である。なお、図3(b)は、図3(a)
のB−B矢視図である。図4(a)、(b)、(c)
は、旋回防止板14の数を変えた場合の一例であって、
図4(b)および図4(c)は、図4(a)のC−C矢
視図である。なお、旋回防止板14の枚数を変えても、
旋回防止の効果はほとんど変わらず実施例1と同等の効
果があった。
器の胴の上部内壁部に、気水分離効率の低下が生じない
大きさで、水と蒸気の2相流体中のスケール等の粒子が
集合し旋回するのを防止する邪魔板(旋回防止板)を設
けているので、スケール等の粒子の混入による気水分離
器の上部内壁部の侵食を効果的に抑制することができ、
長期にわたり安全、かつ安定してボイラの運転を継続す
ることができる。
を示す模式図。
る旋回防止板の構成を示す模式図。
を示す模式図。
構造を示す模式図。
効率の関係を示すグラフ。
大きさと分離効率の関係を示すグラフ。
系統を示す図。
蒸気の状態を示す説明図。
Claims (2)
- 【請求項1】円筒形の胴の内部に水と蒸気の2相流体を
胴の接線方向に供給する流入管と、上記胴の上部に、上
記2相流体から分離された蒸気を流出する上部流出管
と、上記胴の下部に、上記2相流体から分離された水を
流出する下部流出管とを備えた気水分離器において、上
記上部流出管は胴内部に挿入して設けられており、該胴
内部に挿入された上記上部流出管の付け根部近傍に、上
記流入管から供給された2相流体が形成する旋回流の旋
回を防止する邪魔板を設けたことを特徴とする気水分離
器。 - 【請求項2】円筒形の胴の内部に水と蒸気の2相流体を
胴の接線方向に供給する流入管と、上記胴の上部に、上
記2相流体から分離された蒸気を流出する上部流出管
と、上記胴の下部に、上記2相流体から分離された水を
流出する下部流出管とを備えた気水分離器において、上
記上部流出管に対応する胴の内部に内筒を設け、該内筒
の胴内部との付け根部近傍に、上記流入管から供給され
た2相流体が形成する旋回流の旋回を防止する邪魔板を
設けたことを特徴とする気水分離器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23653593A JP3450034B2 (ja) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | 気水分離器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23653593A JP3450034B2 (ja) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | 気水分離器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0791605A JPH0791605A (ja) | 1995-04-04 |
JP3450034B2 true JP3450034B2 (ja) | 2003-09-22 |
Family
ID=17002119
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23653593A Expired - Lifetime JP3450034B2 (ja) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | 気水分離器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3450034B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4184103B2 (ja) * | 2003-01-30 | 2008-11-19 | 株式会社小松製作所 | 気泡除去装置 |
CN104534445B (zh) * | 2014-12-25 | 2016-07-06 | 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 | 用于前后墙对冲超超临界锅炉的汽水分离器及分离方法 |
KR102317736B1 (ko) * | 2019-12-30 | 2021-10-27 | (주)에너스 | 차량 탑재 방식의 미세먼지 제거장치 및 이를 탑재한 차량 |
-
1993
- 1993-09-22 JP JP23653593A patent/JP3450034B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0791605A (ja) | 1995-04-04 |
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