JP3836047B2 - Steam drum - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸気ドラムに関し、特に、複数の気液分離器が軸方向に配列されている蒸気ドラムに関する。
【0002】
【従来の技術】
蒸気タービンに供給する飽和蒸気は、蒸気ドラムで生成される。蒸気ドラムには、ボイラで生成される気液二相流が導入される。蒸気ドラムの機能は、気液二相流を飽和蒸気と飽和水に分離することであり、蒸気ドラムの性能はその気液分離性能である。分離性能の低下は、飽和蒸気の蒸気純度を劣化させる。蒸気純度の劣化は、タービン効率を低下させる。
【0003】
蒸気ドラムは、気液分離器と衝突分離式のスクラバとを内蔵している。大容量化のために、複数の気液分離器と複数のスクラバがそれぞれにドラム長手方向に配列されている。蒸気ドラムは、円筒殻とその円筒殻の両端面に接合する半球殻とから形成されている。蒸気ドラムの中で、気液の二相は明確な界面で分離されておらず、気液二相の概ねの境界領域で激しい泡立ちが発生している。高圧飽和状態の気液は、境界領域で激しく相互作用し、液面付近に生成される泡沫層の泡沫がダイナミックに運動している。このような激しい運動は、気液界面に大量のミストを生成し、気液分離器で分離されずに気液分離器から排出されるミストが蒸気に混入した状態の気液二相的蒸気がスクラバに送られる。気液二相的蒸気は、スクラバで完全に分離されず、ミスト同伴蒸気がタービンに導入される。
【0004】
蒸気ドラムの気液二相境界領域では、泡沫を渦流的に巻き込んだ気液混合流体が激しく運動する運動層は、激しい波の層として存在する。その波の波長の整数倍が蒸気ドラムの長手方向距離に一致して、図15に示されるように、共振波が生成すれば、泡沫を渦流的に巻き込み気液混合がますますに成長して、蒸気ドラムの気液分離性能がますますに劣化する。蒸気ドラムの気液分離性能の劣化を抑制することが求められる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、気液分離性能の劣化を抑制することができる蒸気ドラムを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
その課題を解決するための手段が、下記のように表現される。その表現中に現れる技術的事項には、括弧()つきで、番号、記号等が添記されている。その番号、記号等は、本発明の実施の複数の形態又は複数の実施例のうちの少なくとも1つの実施の形態又は複数の実施例を構成する技術的事項、特に、その実施の形態又は実施例に対応する図面に表現されている技術的事項に付せられている参照番号、参照記号等に一致している。このような参照番号、参照記号は、請求項記載の技術的事項と実施の形態又は実施例の技術的事項との対応・橋渡しを明確にしている。このような対応・橋渡しは、請求項記載の技術的事項が実施の形態又は実施例の技術的事項に限定されて解釈されることを意味しない。
【0007】
本発明による蒸気ドラムは、蒸気ドラム本体(2)と、蒸気ドラム本体(2)の中で軸方向に配列される複数の気液分離器(1)と、気液分離器(1)に気液二相流を供給する供給器(4)と、気液分離器(1)により分離された蒸気を排出する第1排出管(5)と、気液分離器(1)により分離された水を排出する第2排出管(4)と、蒸気ドラム本体(2)の中で生成される波の共振を抑制するために波の軸方向の進路を遮断する共振抑制器(12)とを構成している。
【0008】
共振抑制器(12)は、気気液分離器の動作に起因する二相流のダイナミックな運動により生起する流体の振動波が軸方向に伝播する際の共振を効果的に抑制し、気液分離作用を阻害することを効果的に防止することができる。
【0009】
共振抑制器(12)が板で形成されることは、簡素な部材の追加で公知の蒸気ドラムの設計を変更しないで、共振を簡素に抑制することができる。板に代えて波を積極的に吸収して減衰させる減衰器(ダンパ)を用いることは望ましい。
【0010】
共振抑制器(12)は3つ又は3つ以上が軸方向に効果的に配列される。共振抑制器(12)の間の2つの間隔は互いに異なる。このような間隔の相違は、同じ波長の波の干渉を有効に抑制して共振の発生を効果的に回避させる。
【0011】
共振抑制器が板(12)で形成される場合、板(12)は蒸気ドラム本体(2)の内部を完全に仕切ることは有効であるが必ずしも最善であるとは限らず、蒸気ドラム(12)の内部を不完全に仕切ることは、内部の二相流を均等に分散化することができる点で有効である。板の下端縁が蒸気ドラム(2)の中の水面の下側に位置し、板の上端縁が二相流を特に撹拌する泡沫層(22又は23)の上側に位置することは特に効果的である。
【0012】
板(12)は複数が複数位置に配列され、板(12)の1つは蒸気ドラム本体(2)の中の流体を軸方向に通す穴(26又は27)が開けられていることは、流通を促進する。
【0013】
気液分離器(1)は、同じ軸方向位置で2つが配置され、2つの気液分離器(1)は、蒸気ドラム本体(2)の中心線を含む鉛直面に対して鏡面対称に配置されている。
【0014】
気液分離器(1)は、遠心型とターボ型が知られていて、いずれのタイプに対しても、その共振抑止は効果的である。
【0015】
【発明の実施の形態】
図に対応して、本発明による蒸気ドラムの実施の形態は、複数の気液分離器(セパレータ)と複数のスクラバが単一の蒸気ドラムの中に配列されている。その気液分離器1は、図1に示されるように、蒸気ドラム2の中で低位側に長軸方向(長手方向)A−Aに配列されている。そのスクラバ3は、蒸気ドラム2の中で上位側に長軸方向A−Aに配列されている。
【0016】
蒸気ドラム2の低位部位に、気液分離された飽和水を排出する排出管4が配列されている。複数の排出管4は、長軸方向A−Aに配列されている。蒸気ドラム2の高位部位に、気液分離された飽和蒸気を蒸気タービンに供給する導出管5が配列されている。複数の導出管5は、長軸方向A−Aに配列されている。
【0017】
ボイラ(図示されず)から送られて来る気液混合流体は、図2に示されるように、導入管6から導入される。導入管6は、導出管5に対して円周方向に逆方向に並んで同一円周上に2つずつが配置されている。このように並ぶ4つの導入管6は、長軸方向A−Aにそれぞれに配列されている。
【0018】
2つの気液分離器1は、図2に示されるように、蒸気ドラム2の中心線である軸心線Lを含む基準面(鉛直面)7に対して鏡面対称に配置されている。蒸気ドラム2の内部の上半部分の内周面に沿って、気液混合流を分配するシュラウドである分配流路8を形成する分配流路形成壁9が形成されている。その気液混合流は、導入管6のそれぞれの出口から分配流路8に導入され、それぞれの出口から円周方向に逆方向に流れ、左右列の複数の気液分離器1に流入する。スクラバ3は、気液分離器1の上方側で基準面7に対して鏡面対称に配列されている。1つの導出管5に対して1つの導出口11が配置されている。
【0019】
複数の共振波発生抑制仕切12が、長軸方向A−Aに配列されて配置されている。共振波発生抑制仕切12は、鉛直両面を持つ板として形成されている。平均的液面Sは、共振波発生抑制仕切12の上縁と共振波発生抑制仕切12の下縁との間に位置している。共振波発生抑制仕切12は、左右側の2つの気液分離器1の間で基準面7に直交する方向に延び、軸心線Lの方向(長軸方向)に液層を分離する分離板であり、且つ、図1に示されるように、軸心線Lの方向に隣り合って並ぶ2つの気液分離器1の間に配置されている。
【0020】
隣り合う共振波発生抑制仕切12の間の間隔は一定でないことが好ましい。共振波発生抑制仕切12の下縁は、蒸気ドラム2の中で最下端まで延長されることは可能であり、左右方向に(基準面7に直交する方向に、又は、短軸方向に)蒸気ドラム2の内周面まで延長されることは更に可能である。
【0021】
図3は、軸心線Lに直交する面の上の気液流体の流れ運動を示している。導入管6から導入される左右側の気液二相流13は、それぞれに分配流路8に通されて左右側の気液分離器1に鏡面対称に導入される。気液分離器1は、遠心型とターボ型が知られているが、サイクロンは好適に利用される。気液分離器1に導入された気液二相流13は、気液分離器1の中で、遠心分離作用を受け、液体成分は遠心分離されて、気液分離器1の円筒壁面で吸着的に捕獲され遠心流を形成しながら重力的に円筒内壁面を流下して、蒸気ドラム2の下方部位に集められ、排出管4を介して再熱器(既述のボイラ)に戻される。遠心分離と後述される衝突分離により、排出管4から排出される排出液体は飽和水である。
【0022】
気液分離器1で分離作用を受けているが完全に気液分離されていない未分離流体14は、気液分離器1の頂部付近から鉛直上向成分を持って気液分離器1から抜け出し、分離された液体成分15は、気液分離器1の下方部位から水中に放出される。未分離流体14は、気液分離器1の内部の上方部位に位置するスクラバ3に通されて、衝突分離作用を受ける。
【0023】
図4は、スクラバ3を示している。スクラバ3は、多数枚の波板16から形成され、蒸気(気体成分)とミスト(液体成分)の混合流体(既述の未分離流体)14は、流路方向に凹凸面が並ぶ2枚の波板16の間を水平方向に通過する間に波板16に衝突して圧力的に降下し、未分離流体14のうちの液体成分は波板16に吸着的に捕獲され、凹凸面上で気流に押されて下流側に押し流され、スクラバ3の出口端縁で水切りされて水面Sに向かって落下する。スクラバ3で気液分離された飽和蒸気は、上昇気流18になって導出口11から導出管5に吸入され、飽和蒸気流19としてタービンに送給される。
【0024】
図5は、気液分離器1の理想的な気液分離作用を示している。気液分離器1の中でそれぞれの回転軸心線K1,K2を中心線として旋回する気液混合流は、図5に示されるように、回転軸心線Kを中心線として旋回する。その旋回により、気液分離器1の中の理想的液面(気液分離面)は、放物面21に形成される。図6は、そのような理想的気液混合流の流れ分布を示している。理想的気液混合流は鏡面対称又は線対称に形成され、水平面的気液境界面と放物面的気液境界面上に泡沫層22,23が対称に形成され、気液界面で発生するミスト24と気液分離器1から放出されるミスト同伴(随伴)蒸気25とは対称に分布し、このように対称に分布するミストとミスト同伴蒸気とがスクラバ3で分離され、その分離効果は理論的に適正である。
【0025】
現実の気液混合流は、このように理想的ではなく、旋回流はミスト流とミスト同伴蒸気流の分布をランダム化する。気液分離器1の中の流れがランダム化し、泡沫と界面との間で激しい相互作用が生じて、気液分離器1の中の液面は、対称に静的である放物面ではなく、ダイナミックに変動する。気液分離器1の中で生じる波面は、気液分離器1の外側に伝播し、蒸気ドラム2の中で全体的に波面振動が生起する。複数の気液分離器1で生起するそれぞれの波面振動が互いに干渉して生起する波の波長が、蒸気ドラム2の有効長軸方向長さの整数倍になれば、大きな振幅の波面振動が生じ、界面の泡沫が更に激しく生成されて壊滅的事態を招くことがあり得る。破局的に激しい泡沫の生成は、ミストの大量の発生を招き、その結果として、スクラバ3から導出管5に向かう蒸気流は飽和蒸気ではなくなる。
【0026】
実缶条件として、190気圧(350゜C)が例示される。図7(a),(b)は、190気圧の物性値と大気圧の物性値を示している。両表に示されているように、190気圧の飽和水と飽和蒸気の粘度と表面張力の関係と、大気圧の水と空気の粘度と表面張力の関係との比較によれば、実缶条件では表面張力が大気圧の水のそれに比べて非常に小さい。表面張力がこのように小さいことは、発生液滴径が小さく、発生気泡径が小さくて、その結果として、泡沫が発生しやすい。更に、実缶条件では、気液密度比が小さく、重力分離が生じにくい。このような悪環境で、ダイナミックな液面振動が生じて、更に、気液分離性能が劣化している。
【0027】
本発明による蒸気ドラムの共振波発生抑制仕切12は、蒸気ドラム2の中の複数の部位に長軸方向に並ぶ振動発生源(=気液分離器1)に起因する振動の重なりを抑制して、泡沫発生を有効に抑制することができる。
【0028】
図8は、複数の共振波発生抑制仕切12の配置を示している。3つの共振波発生抑制仕切12の間の2つの間隔は、同じである。3つの共振波発生抑制仕切12は、蒸気ドラム2の内周面にそれぞれに完全に接合する。1つ目の共振波発生抑制仕切12は、図9に示されるように、蒸気ドラム2の内部空間を完全に又は概ね分離分割する。2つの目の共振波発生抑制仕切12は、図10に示されるように、多孔性に形成され、蒸気ドラム2を完全に分割することはなく波のある程度の干渉を許容するが内部の流体状況を適正程度に均一化する。3つの目の共振波発生抑制仕切12は、図11に示されるように、網目状に形成され、蒸気ドラム2を完全に分割することはなく波の干渉を適正に抑制し、且つ、流体状況を適正程度に均一化する。共振波発生抑制仕切12を多様に形成することにより、波の干渉の共振化を回避することができる。
【0029】
図12〜図14に示される共振波発生抑制仕切12は、それぞれの端縁が平均有効水面Sよりも上方に位置しているが、蒸気ドラム2の内部空間を完全に仕切ることがない。図13と図14に示されるように、共振波発生抑制仕切12がそれぞれに多孔性、網目状に形成されることは好ましい。
【0030】
共振波発生抑制仕切12は、水面近傍の波の伝播を防止するように、上方と下方を軸方向に開放する形状として形成され得る。このような共振波発生抑制仕切12は、ある程度の波の伝播を許容しながら、共振を回避することができる。
【0031】
【発明の効果】
本発明による蒸気ドラムは、分離性能の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明による蒸気ドラムの実施の形態を示す正面断面図である。
【図2】図2は、図1の側面断面図である。
【図3】図3は、流れを示す側面断面図である。
【図4】図4は、波板を示す斜軸投影図である。
【図5】図5は、二相流れを示す断面図である。
【図6】図6は、他の二相流れを示す断面図である。
【図7】図7(a),(b)は、物性値をそれぞれに示す表である。
【図8】図8は、本発明による蒸気ドラムの実施の他の形態を示す正面断面図である。
【図9】図9は、本発明による蒸気ドラムの実施の他の形態を示す側面断面図である。
【図10】図10は、本発明による蒸気ドラムの実施の更に他の形態を示す側面断面図である。
【図11】図11は、本発明による蒸気ドラムの実施の更に他の形態を示す側面断面図である。
【図12】図12は、本発明による蒸気ドラムの実施の更に他の形態を示す側面断面図である。
【図13】図13は、本発明による蒸気ドラムの実施の更に他の形態を示す側面断面図である。
【図14】図14は、本発明による蒸気ドラムの実施の更に他の形態を示す側面断面図である。
【図15】図15は、公知の蒸気ボイラを示す断面図である。
【符号の説明】
1…気液分離器
2…蒸気ドラム本体
4…供給器
5…第1排出管
12…共振抑制器
22…泡沫層
26…穴
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a steam drum, and more particularly to a steam drum in which a plurality of gas-liquid separators are arranged in the axial direction.
[0002]
[Prior art]
Saturated steam supplied to the steam turbine is generated by a steam drum. A gas-liquid two-phase flow generated in the boiler is introduced into the steam drum. The function of the steam drum is to separate the gas-liquid two-phase flow into saturated steam and saturated water, and the performance of the steam drum is its gas-liquid separation performance. The decrease in separation performance degrades the vapor purity of saturated steam. Degradation of steam purity reduces turbine efficiency.
[0003]
The steam drum incorporates a gas-liquid separator and a collision-separation scrubber. In order to increase the capacity, a plurality of gas-liquid separators and a plurality of scrubbers are arranged in the drum longitudinal direction. The steam drum is formed of a cylindrical shell and a hemispherical shell joined to both end faces of the cylindrical shell. In the steam drum, the two phases of the gas and liquid are not separated at a clear interface, and severe foaming occurs in the approximate boundary region between the two phases. The gas-liquid in a high-pressure saturated state interacts violently in the boundary region, and the foam of the foam layer generated near the liquid surface moves dynamically. Such intense movement generates a large amount of mist at the gas-liquid interface, and gas-liquid two-phase steam in a state where mist discharged from the gas-liquid separator without being separated by the gas-liquid separator is mixed with the steam. Sent to the scrubber. The gas-liquid two-phase steam is not completely separated by the scrubber, and mist accompanying steam is introduced into the turbine.
[0004]
In the gas-liquid two-phase boundary region of the steam drum, a moving layer in which a gas-liquid mixed fluid in which bubbles are vortexed violently moves exists as a layer of intense waves. When the integral multiple of the wavelength of the wave coincides with the longitudinal distance of the steam drum and a resonant wave is generated, as shown in Fig. 15, the bubbles are vortexed and the gas-liquid mixture grows more and more. In addition, the gas-liquid separation performance of the steam drum is increasingly deteriorated. It is required to suppress deterioration of the gas-liquid separation performance of the steam drum.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The subject of this invention is providing the steam drum which can suppress deterioration of gas-liquid separation performance.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
Means for solving the problem is expressed as follows. Technical matters appearing in the expression are appended with numbers, symbols, etc. in parentheses (). The numbers, symbols, and the like are technical matters constituting at least one embodiment or a plurality of embodiments of the present invention or a plurality of embodiments, in particular, the embodiments or examples. This corresponds to the reference numbers, reference symbols, and the like attached to the technical matters expressed in the drawings corresponding to. Such reference numbers and reference symbols clarify the correspondence and bridging between the technical matters described in the claims and the technical matters of the embodiments or examples. Such correspondence and bridging does not mean that the technical matters described in the claims are interpreted as being limited to the technical matters of the embodiments or examples.
[0007]
The steam drum according to the present invention includes a steam drum body (2), a plurality of gas-liquid separators (1) arranged in the axial direction in the steam drum body (2), and a gas-liquid separator (1). A supply device (4) for supplying a liquid two-phase flow, a first discharge pipe (5) for discharging the vapor separated by the gas-liquid separator (1), and water separated by the gas-liquid separator (1) A second discharge pipe (4) for discharging the gas and a resonance suppressor (12) for cutting off the path in the axial direction of the wave in order to suppress the resonance of the wave generated in the steam drum body (2) is doing.
[0008]
The resonance suppressor (12) effectively suppresses resonance when the vibration wave of the fluid generated by the dynamic motion of the two-phase flow resulting from the operation of the gas-gas-liquid separator propagates in the axial direction, Inhibiting the separation action can be effectively prevented.
[0009]
The fact that the resonance suppressor (12) is formed of a plate can simply suppress resonance without adding a simple member and changing the design of a known steam drum. Instead of a plate, it is desirable to use an attenuator (damper) that actively absorbs and attenuates waves.
[0010]
Three or more resonance suppressors (12) are effectively arranged in the axial direction. The two spacings between the resonance suppressors (12) are different from each other. Such a difference in spacing effectively suppresses interference of waves of the same wavelength and effectively avoids the occurrence of resonance.
[0011]
When the resonance suppressor is formed of a plate (12), it is effective, but not always optimal, to completely partition the inside of the steam drum body (2). The steam drum (12 Incomplete partitioning of the interior of the) is effective in that the internal two-phase flow can be evenly dispersed. It is particularly effective that the lower edge of the plate is located below the water surface in the steam drum (2) and the upper edge of the plate is located above the foam layer (22 or 23) that specifically agitates the two-phase flow. It is.
[0012]
A plurality of the plates (12) are arranged at a plurality of positions, and one of the plates (12) is provided with a hole (26 or 27) through which the fluid in the steam drum body (2) passes in the axial direction. Promote distribution.
[0013]
Two gas-liquid separators (1) are arranged at the same axial position, and the two gas-liquid separators (1) are arranged mirror-symmetrically with respect to a vertical plane including the center line of the steam drum body (2). Has been.
[0014]
As the gas-liquid separator (1), a centrifugal type and a turbo type are known, and the resonance suppression is effective for any type.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Corresponding to the figure, an embodiment of a steam drum according to the present invention has a plurality of gas-liquid separators (separators) and a plurality of scrubbers arranged in a single steam drum. As shown in FIG. 1, the gas-liquid separator 1 is arranged in the major axis direction (longitudinal direction) AA on the lower side in the steam drum 2. The scrubber 3 is arranged in the major axis direction AA on the upper side in the steam drum 2.
[0016]
A discharge pipe 4 that discharges saturated water separated from gas and liquid is arranged at a lower position of the steam drum 2. The plurality of discharge pipes 4 are arranged in the long axis direction AA. An outlet pipe 5 for supplying saturated steam separated from gas and liquid to the steam turbine is arranged at a higher position of the steam drum 2. The plurality of outlet pipes 5 are arranged in the major axis direction AA.
[0017]
The gas-liquid mixed fluid sent from the boiler (not shown) is introduced from the introduction pipe 6 as shown in FIG. Two introduction pipes 6 are arranged on the same circumference side by side in the circumferential direction opposite to the outlet pipe 5. The four introduction pipes 6 arranged in this way are arranged in the major axis direction AA.
[0018]
As shown in FIG. 2, the two gas-liquid separators 1 are arranged in mirror symmetry with respect to a reference plane (vertical plane) 7 including an axis L that is the center line of the steam drum 2. A distribution flow path forming wall 9 that forms a distribution flow path 8 that is a shroud for distributing the gas-liquid mixed flow is formed along the inner peripheral surface of the upper half portion inside the steam drum 2. The gas-liquid mixed flow is introduced into the distribution flow path 8 from each outlet of the introduction pipe 6, flows in the opposite direction in the circumferential direction from each outlet, and flows into the plurality of gas-liquid separators 1 in the left and right rows. The scrubber 3 is arranged mirror-symmetrically with respect to the reference plane 7 on the upper side of the gas-liquid separator 1. One outlet 11 is arranged for one outlet pipe 5.
[0019]
A plurality of resonance wave generation suppression partitions 12 are arranged in the major axis direction AA. The resonance wave generation suppression partition 12 is formed as a plate having both vertical surfaces. The average liquid level S is located between the upper edge of the resonance wave generation suppression partition 12 and the lower edge of the resonance wave generation suppression partition 12. The resonance wave generation suppression partition 12 extends in a direction perpendicular to the reference plane 7 between the two gas-liquid separators 1 on the left and right sides, and separates the liquid layer in the direction of the axis L (long axis direction). In addition, as shown in FIG. 1, the two gas-liquid separators 1 arranged adjacent to each other in the direction of the axis L are arranged.
[0020]
It is preferable that the interval between adjacent resonance wave generation suppression partitions 12 is not constant. The lower edge of the resonance wave generation suppression partition 12 can be extended to the lowest end in the steam drum 2, and steam in the left-right direction (in a direction perpendicular to the reference plane 7 or in the minor axis direction). It is further possible to extend to the inner peripheral surface of the drum 2.
[0021]
FIG. 3 shows the flow motion of the gas-liquid fluid on the plane orthogonal to the axis L. The left and right gas-liquid two-phase flows 13 introduced from the introduction pipe 6 are respectively passed through the distribution channel 8 and introduced into the left and right gas-liquid separators 1 in a mirror-symmetric manner. As the gas-liquid separator 1, a centrifugal type and a turbo type are known, but a cyclone is preferably used. The gas-liquid two-phase flow 13 introduced into the gas-liquid separator 1 is subjected to centrifugal separation in the gas-liquid separator 1, and the liquid component is centrifuged and adsorbed on the cylindrical wall surface of the gas-liquid separator 1. Gravitally flows down the inner wall surface of the cylinder while being trapped and forms a centrifugal flow, and is collected at a lower portion of the steam drum 2 and returned to the reheater (boiler described above) through the discharge pipe 4. The liquid discharged from the discharge pipe 4 by the centrifugal separation and the collision separation described later is saturated water.
[0022]
The unseparated fluid 14 that has been separated by the gas-liquid separator 1 but has not been completely separated from the gas-liquid separator 1 has a vertically upward component from the vicinity of the top of the gas-liquid separator 1 and escapes from the gas-liquid separator 1. The separated liquid component 15 is discharged into the water from the lower part of the gas-liquid separator 1. The unseparated fluid 14 is passed through the scrubber 3 located in the upper part inside the gas-liquid separator 1 and receives a collision separation action.
[0023]
FIG. 4 shows the scrubber 3. The scrubber 3 is formed of a large number of corrugated plates 16, and a mixed fluid (a previously described unseparated fluid) 14 of vapor (gas component) and mist (liquid component) 14 has two uneven surfaces arranged in the flow path direction. While passing between the corrugated plates 16 in the horizontal direction, it collides with the corrugated plate 16 and drops in pressure, and the liquid component of the unseparated fluid 14 is adsorbed and captured by the corrugated plate 16 on the uneven surface. It is pushed by the air flow and pushed downstream, drained at the outlet edge of the scrubber 3 and falls toward the water surface S. The saturated steam that has been gas-liquid separated by the scrubber 3 becomes an ascending airflow 18 and is sucked into the outlet pipe 5 from the outlet 11 and is sent to the turbine as a saturated steam stream 19.
[0024]
FIG. 5 shows an ideal gas-liquid separation action of the gas-liquid separator 1. In the gas-liquid separator 1, the gas-liquid mixed flow swirling around the respective rotation axis K1, K2 is swung around the rotation axis K as the center line as shown in FIG. By the rotation, an ideal liquid surface (gas-liquid separation surface) in the gas-liquid separator 1 is formed on the paraboloid 21. FIG. 6 shows the flow distribution of such an ideal gas-liquid mixed flow. An ideal gas-liquid mixed flow is formed mirror-symmetrically or line-symmetrically, and foam layers 22 and 23 are formed symmetrically on a horizontal gas-liquid interface and a parabolic gas-liquid interface, and are generated at the gas-liquid interface. The mist 24 and the mist accompanying (or accompanying) steam 25 discharged from the gas-liquid separator 1 are distributed symmetrically. Thus, the mist and the mist accompanying steam distributed symmetrically are separated by the scrubber 3, and the separation effect is as follows. It is theoretically appropriate.
[0025]
The actual gas-liquid mixed flow is not ideal in this way, and the swirl flow randomizes the distribution of the mist flow and the mist accompanying vapor flow. The flow in the gas-liquid separator 1 is randomized, and a violent interaction occurs between the foam and the interface, so that the liquid level in the gas-liquid separator 1 is not a parabolic surface that is symmetrically static. Fluctuate dynamically. The wavefront generated in the gas-liquid separator 1 propagates to the outside of the gas-liquid separator 1, and the wavefront vibration occurs entirely in the steam drum 2. When the wavelength of the waves generated by the wavefront vibrations generated in the plurality of gas-liquid separators 1 interfering with each other becomes an integral multiple of the length in the effective major axis direction of the steam drum 2, a large amplitude wavefront vibration is generated. , Interfacial foam can be generated more severely and can lead to catastrophic events. The formation of a catastrophic foam leads to the generation of a large amount of mist, and as a result, the steam flow from the scrubber 3 to the outlet pipe 5 is not saturated steam.
[0026]
As an actual can condition, 190 atm (350 ° C.) is exemplified. FIGS. 7A and 7B show a physical property value of 190 atmospheres and a physical property value of atmospheric pressure. As shown in both tables, according to the comparison of the relationship between the viscosity and surface tension of saturated water and saturated steam at 190 atmospheres and the relationship between the viscosity and surface tension of water and air at atmospheric pressure, Then, the surface tension is much smaller than that of water at atmospheric pressure. Such a small surface tension results in a small generated droplet diameter and a small generated bubble diameter, and as a result, bubbles are likely to be generated. Furthermore, under actual can conditions, the gas-liquid density ratio is small and gravity separation hardly occurs. In such a bad environment, dynamic liquid level vibration is generated, and the gas-liquid separation performance is further deteriorated.
[0027]
The steam drum resonance wave suppression partition 12 according to the present invention suppresses the overlap of vibrations caused by the vibration source (= gas-liquid separator 1) arranged in the major axis direction at a plurality of portions in the steam drum 2. The foam generation can be effectively suppressed.
[0028]
FIG. 8 shows the arrangement of a plurality of resonance wave generation suppression partitions 12. The two intervals between the three resonance wave generation suppression partitions 12 are the same. The three resonance wave generation suppressing partitions 12 are completely joined to the inner peripheral surface of the steam drum 2 respectively. As shown in FIG. 9, the first resonance wave generation suppressing partition 12 completely or substantially separates and divides the internal space of the steam drum 2. As shown in FIG. 10, the second resonance wave generation suppression partition 12 is formed to be porous and does not completely divide the steam drum 2, but allows a certain amount of wave interference, but the internal fluid condition To an appropriate level. As shown in FIG. 11, the third resonance wave generation suppressing partition 12 is formed in a mesh shape, appropriately suppresses wave interference without completely dividing the steam drum 2, and is in a fluid state. To an appropriate level. By variously forming the resonance wave generation suppressing partition 12, resonance of wave interference can be avoided.
[0029]
Each of the resonance wave generation suppression partitions 12 shown in FIGS. 12 to 14 is positioned above the average effective water surface S, but does not completely partition the internal space of the steam drum 2. As shown in FIG. 13 and FIG. 14, it is preferable that the resonance wave generation suppressing partition 12 is formed in a porous and mesh shape, respectively.
[0030]
The resonant wave generation suppression partition 12 can be formed in a shape that opens upward and downward in the axial direction so as to prevent propagation of waves near the water surface. Such a resonance wave generation suppression partition 12 can avoid resonance while allowing a certain amount of wave propagation.
[0031]
【The invention's effect】
The steam drum according to the present invention can suppress degradation of separation performance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front sectional view showing an embodiment of a steam drum according to the present invention.
2 is a side sectional view of FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a side sectional view showing a flow.
FIG. 4 is an oblique projection showing a corrugated plate.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a two-phase flow.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing another two-phase flow.
7A and 7B are tables showing physical property values, respectively.
FIG. 8 is a front sectional view showing another embodiment of the steam drum according to the present invention.
FIG. 9 is a side sectional view showing another embodiment of the steam drum according to the present invention.
FIG. 10 is a side sectional view showing still another embodiment of the steam drum according to the present invention.
FIG. 11 is a side sectional view showing still another embodiment of the steam drum according to the present invention.
FIG. 12 is a side sectional view showing still another embodiment of the steam drum according to the present invention.
FIG. 13 is a side sectional view showing still another embodiment of the steam drum according to the present invention.
FIG. 14 is a side sectional view showing still another embodiment of the steam drum according to the present invention.
FIG. 15 is a cross-sectional view showing a known steam boiler.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Gas-liquid separator 2 ... Steam drum main body 4 ... Feeder 5 ... 1st discharge pipe 12 ... Resonance suppressor 22 ... Foam layer 26 ... Hole

Claims (6)

蒸気ドラム本体と、
前記蒸気ドラム本体の中で軸方向に配列される複数の気液分離器と、
前記気液分離器に気液二相流を供給する供給器と、
前記気液分離器により分離された蒸気を排出する複数の第1排出管と、
前記気液分離器により分離された水を排出する複数の第2排出管と、
前記軸方向に隣り合って並ぶ2つの前記気液分離器の間に配置され、前記蒸気ドラム本体の内部を前記軸方向に仕切る板状の共振抑制器とを具え、
前記共振抑制器は、前記蒸気ドラム本体の内周面に全周にわたり接合する
蒸気ドラム。
A steam drum body;
A plurality of gas-liquid separators arranged in the axial direction in the steam drum body;
A feeder for supplying a gas-liquid two-phase flow to the gas-liquid separator;
A plurality of first discharge pipes for discharging the vapor separated by the gas-liquid separator;
A plurality of second discharge pipes for discharging water separated by the gas-liquid separator;
A plate-shaped resonance suppressor that is disposed between two gas-liquid separators arranged adjacent to each other in the axial direction and partitions the interior of the steam drum body in the axial direction;
The resonance suppressor is a steam drum that is joined to the inner peripheral surface of the steam drum main body over the entire circumference.
前記共振抑制器は3つ又は3つ以上が前記軸方向に配列され、
前記共振抑制器の間の2つの間隔は互いに異なる請求項1の蒸気ドラム。
Three or more resonance suppressors are arranged in the axial direction,
The steam drum according to claim 1, wherein two intervals between the resonance suppressors are different from each other.
前記共振抑制器は複数が複数位置に配列され、
前記共振抑制器の1つは前記蒸気ドラム本体の中の流体を軸方向に通す穴が開けられている請求項1の蒸気ドラム。
A plurality of the resonance suppressors are arranged at a plurality of positions,
The steam drum according to claim 1, wherein one of the resonance suppressors is provided with a hole through which a fluid in the steam drum body passes in an axial direction.
前記気液分離器は、同じ軸方向位置で2つが配置され、
2つの前記気液分離器は、前記蒸気ドラム本体の中心線を含む鉛直面に対して鏡面対称に配置されている請求項1〜から選択される1請求項の蒸気ドラム。
Two gas-liquid separators are arranged at the same axial position,
Two of the gas-liquid separator 1 steam drum of claim selected from claims 1-3 which are arranged mirror-symmetrically with respect to the vertical plane including the center line of the steam drum body.
2つの前記気液分離器には前記二相流が前記鏡面対称に供給される請求項の蒸気ドラム。The steam drum according to claim 4 , wherein the two-phase flow is supplied to the two gas-liquid separators in the mirror symmetry. 前記気液分離器は遠心分離器である請求項1〜から選択される1請求項の蒸気ドラム。The gas-liquid separator steam drum of 1 claims selected from claims 1-5 which is a centrifugal separator.
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