JP3944227B1

JP3944227B1 - 湿分分離加熱器

Info

Publication number: JP3944227B1
Application number: JP2006021637A
Authority: JP
Inventors: 一作藤田; 二郎笠原; 純真鍋
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2006-01-31
Filing date: 2006-01-31
Publication date: 2007-07-11
Anticipated expiration: 2026-01-31
Also published as: US7871451B2; WO2007088858A1; US20090025391A1; CN101375021A; CN101375021B; JP2007205170A

Abstract

【課題】セパレータ通過後の蒸気の逆流現象を防止して、セパレータの能力の向上を図り、湿分分離加熱器全体の効率向上を図るとともに、胴板内壁でのエロージョンの発生を防止できる湿分分離加熱器を提供することにある。
【解決手段】胴体と、前記胴体の内部に設けられ、湿分を含む蒸気がその内部に供給されるマニホールドと、前記マニホールドに形成され前記胴体の下部に位置する蒸気貯め部に蒸気を吹き出させるためのスリットと、前記スリットから吹き出した蒸気から湿分を分離するセパレータと、前記セパレータで湿分を分離後の蒸気が集合する蒸気集合部と、前記蒸気集合部を上昇する蒸気が加熱される加熱器と、から構成される湿分分離加熱器であって、前記蒸気集合部に仕切板を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、原子力発電プラント等に適用される湿分分離加熱器の構造に関する。

原子力発電プラントにおいて、高圧蒸気タービンと低圧蒸気タービンの間には、湿分分離加熱器が設置される。この湿分分離加熱器は、高圧蒸気タービンからの排気蒸気中の湿分を分離するとともに、排気蒸気を再加熱して高温蒸気とすることにより、低圧蒸気タービンの入口蒸気湿り度を低減させて、タービンプラントの熱効率の向上を図っている。

従来の湿分分離加熱器の構造の一例を、図５（ａ）から図５（ｃ）を参照して説明する。図５（ａ）は斜視図を示し、図５（ｂ）は正面断面図を示す。また図５（ｃ）は図５（ｂ）のＩＩＩ−ＩＩＩ断面を示す。高圧蒸気タービン（図示せず）から排出された蒸気Ｆ１は、蒸気入口部２２から湿分分離加熱器の横置円筒状の胴体２１の内部に流入する。流入した蒸気Ｆ１は、二つの流れに分流して、胴体長手方向に対して胴体２１の断面視（図５（ｃ））で、左右対称に水平に配置された円筒状のマニホールド（パイプ式マニホールドとも呼ぶ）２３に導入される。このマニホールド２３は、湿分分離加熱器の長手方向のほぼ全長に渡って、互いに平行となるように設置されている。マニホールド２３には全長に渡って複数のスリット２４が設けられ、マニホールド２３内の蒸気Ｆ１は、スリット２４から胴体２１の内部下方の蒸気貯め部２５に向けて吹き出す。更に、蒸気貯め部２５に吹き出した蒸気Ｆ１は、その下流側に設けられたセパレータ２６を通過する間に湿分を分離し、蒸気集合部２７に合流する。マニホールド２３、蒸気貯め部２５並びにセパレータ２６は、胴体２１の断面視で、左右対称にそれぞれに各１個ずつ配置されており、胴体２１の長手方向の全長に渡って設置されている。セパレータ２６を通過して蒸気集合部２７に合流した蒸気Ｆ１は、蒸気集合部２７を上昇して、加熱器２８に流入し、高圧蒸気の一部である高圧抽気蒸気Ｆ２で再加熱される。加熱器２８は、Ｕ字管形状をした多数の加熱管３０から構成される多管式熱交換器であって、加熱管３０の管内側を高圧抽気蒸気Ｆ２が流れ、管外側を蒸気集合部２７から上昇した蒸気Ｆ１が流れて、加熱管３０を介して熱交換される。加熱器２８を通過した蒸気Ｆ１は、胴体上部に設けた蒸気出口部２９から流出し、低圧蒸気タービン（図示せず）に送られる。高圧抽気蒸気Ｆ２は、ドレンＦ３となって加熱器２８から排出される。このような湿分分離加熱器の公知例として、特許文献１に具体的な構成が示されている。

また、湿分分離加熱器に設けたパイプ式マニホールドから蒸気を吹き出すスリットの配置例が、特許文献２に示されている。前記スリットは、その長さや幅をマニホールドの長手方向に変化させ、蒸気貯め部２５の胴板長手方向の全長に渡って均一な蒸気流量分布が得られ、かつスリット２４から吹き出す蒸気流速が限界値を越えないようにしている。蒸気流速が限界値を越えると、胴体２１内部の胴板にエロージョンが生じ易くなる。スリット２４は、蒸気入口部２２に近いマニホールド２３の上流端から下流端に向かって、上流端から離間するに伴い、スリットの長さ及び幅を小さくして、スリット開口面積を順次減少させている。このようなスリットの配置により、セパレータに流入する蒸気流量分布と蒸気流速を、セパレータの全長に渡って均一にすることができる。
特開２００２−１３０６０９号公報特開２００２−１２２３０３号公報

しかし、近年、湿分分離加熱器の設置面積の制約から、湿分分離加熱器の小型化が要求され、そのために胴体内部に左右対称に設けたパイプ式マニホールドを小型化することが必要となった。そのためには、マニホールドの口径を小さくする必要があり、必然的にマニホールド内蒸気の平均管内流速が上がる方向にある。

マニホールド内の蒸気平均管内流速を上げた場合、スリットから吹き出す蒸気量は、蒸気入口部２２に近い上流側で小さく、下流側でより大きくなる。即ち、蒸気の管内流速が高速となった場合、マニホールド内部の特に蒸気入口部に近いスリット近傍では、蒸気流速が速いために動圧の影響を受け、その結果として、サイホン効果により前記スリット近傍のマニホールド外周を流れる蒸気は、スリット２４を介してマニホールド２３内へ吸い込まれる現象が発生する。

この現象のため、スリット２４から吹き出す蒸気は、マニホールド２３の長手方向に不均一な流れとなる。即ち、マニホールド２３に流入した蒸気Ｆ１は、マニホールドの上流側スリット２４から吹き出す蒸気は比較的少なく、下流側のスリット２４から吹き出す蒸気は比較的多い。そのため、マニホールド２３から胴体下部の蒸気貯め部２５に吹き出した蒸気Ｆ１がセパレータ２６に流入する際、マニホールドの長手方向に沿って、蒸気濃度分布が生ずる。ここで、説明の都合上、マニホールド２３の蒸気入口部２２に近い端部を開口端と呼び、その反対側端部を閉塞端と呼ぶ。即ち、マニホールド末端に近い閉塞端近傍で蒸気濃度は大きく、蒸気入口部２２に近い開口端近傍で蒸気濃度は薄くなる。即ち、蒸気貯め部２５からセパレータ２６へ流入する蒸気の流入速度が不均一となる。そのため、セパレータ２６を通過する蒸気は、マニホールド２３の閉塞端近傍で比較的多い蒸気流れとなり、開口端近傍では通過する蒸気が少ない状態となる。つまり、セパレータ２６の下流側に位置する蒸気集合部２７でも、長手方向に沿って蒸気濃度分布が生じ、開口端近傍で蒸気濃度が薄く、閉塞端近傍で蒸気濃度が高い状態となる。蒸気集合部２７に流入した蒸気Ｆ１が、そのまま加熱器２８に向かって上昇するのが正常な状態であるが、蒸気集合部２７の長手方向に蒸気濃度分布が生じた場合、一部の蒸気は蒸気集合部２７内で閉塞端側から開口端側に向かって水平流れを形成する。更に開口端側に向かう水平流れは、蒸気集合部２７の開口端近傍からセパレータ２６を経由して蒸気貯め部２５へ逆流し、その一部がスリット２４を介してマニホールド２３内へ吸込まれて、部分的に循環流が形成される。この現象を流動解析した結果を、図６に示している。

図６（ａ）は、図５（ｃ）におけるＩＶ−ＩＶ断面での流動分布（胴体長手方向中心線を境として長手方向片側の分布のみ）を示している。図６（ｂ）は、図６（ａ）でのＡ部の拡大図を示している。図６（ａ）、（ｂ）において、蒸気の流れ方向を矢印で示しているが、マニホールドの開口端から閉塞端に至るまで、大半の蒸気の流れは、蒸気貯め部２５からセパレータ２６を経由して蒸気集合部２７へ向かう正常な流れ方向Ｇ１（図６（ａ）のセパレータ位置で、紙面の下から上への流れ）を示している。しかし、図６（ｂ）に示すように、マニホールドの開口端近傍では、蒸気集合部２７から蒸気貯め部２５へ向かう逆方向の蒸気の流れＧ２を示している。このような逆流現象は、セパレータの能力を減ずるものであり、湿分分離加熱器の性能に悪影響を及ぼす。

また、マニホールドのスリットから蒸気貯め部へ吹き出す蒸気速度が、開口端から閉塞端に渡って不均一な分布になると、場所によってスリットから吹き出す蒸気速度が限界値を越えてしまい、胴板内壁にエロージョンが発生する場合がある。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、セパレータ通過後の蒸気の逆流現象を防止して、セパレータの能力の向上を図り、湿分分離加熱器全体の効率向上を図るとともに、胴板内壁でのエロージョンの発生を防止することを目的とするものである。

請求項１に係わる発明は、胴体と、前記胴体の内部に設けられ、湿分を含む蒸気がその内部に供給されるマニホールドと、前記マニホールドに形成され、前記胴体の下部に位置する蒸気貯め部に蒸気を吹き出させるスリットと、前記スリットから吹き出した蒸気から湿分を分離するセパレータと、前記セパレータで湿分を分離後の蒸気が集合する蒸気集合部と、前記蒸気集合部内を上昇する蒸気が加熱される加熱器と、から構成される湿分分離加熱器であって、前記蒸気集合部内に、該蒸気集合部の断面部の全面を覆う仕切板を設けたことを特徴とする。

請求項２に係わる発明は、前記スリットは、前記仕切板直近の下流側に位置する閉塞端側直近スリットの開口面積が、前記仕切板直近の上流側に位置する開口端側直近スリットの開口面積より大きくなるように設定され、前記閉塞端側直近スリットから閉塞端に向かって開口面積が漸減し、前記開口端側直近スリットから開口端に向かって開口面積が漸増するように配置されたことを特徴とする。

請求項３に係わる発明は、前記仕切板は、前記開口端からの位置が前記蒸気集合部の長手方向全長の１／５以内に設けられたことを特徴とする。

請求項１に係わる発明の構成によれば、セパレータ通過後の蒸気の逆流現象が防止出来るので、セパレータの能力が向上し、湿分分離加熱器全体の効率があがる。

請求項２に係わる発明の構成によれば、蒸気貯め部での吹き出し蒸気の流速を限界値以内に抑えることが出来るので、胴体内部の胴板のエロージョン防止に有効である。

請求項３に係わる発明の構成によれば、仕切板の位置が蒸気貯め部内の蒸気がスリットを介してマニホールド内へ吸込まれる現象が生ずる位置に対応するので、蒸気集合部での逆流現象をより確実に防止でき、セパレータの性能が一層向上する。

本発明に係わる第１の実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。図１は、本発明に係わる湿分分離加熱器の構造を示す。図１（ａ）は平面断面図（図１（ｂ）のＩ−Ｉ断面）を示し、図１（ｂ）は図１（ａ）のＩＩ−ＩＩ断面を示している。図２は、本発明に係わるマニホールドを示す。図３は、本発明に係わるセパレータ周辺を流れる蒸気の流動解析結果を示す。

図１（ａ）、（ｂ）により、湿分分離加熱器の構造を説明する。湿分分離加熱器１は、横置円筒状の圧力容器であって、胴体２の断面視（図１（ｂ））で、中央位置に蒸気集合部９及び加熱器１０が連接して上下方向に配置され、左右対称位置にマニホールド５、蒸気貯め部７、セパレータ８が配置されている。また、胴体内部の長手方向の両端位置には端板４が設けられ、蒸気入口部３に近い端板４は、高圧タービン（図示せず）から蒸気入口部３を介して湿分分離加熱器１に供給された蒸気Ｆ１と蒸気貯め部７並びに蒸気集合部９を流れる蒸気Ｆ１とを仕切っている。マニホールド５は、円筒形状をしており、湿分分離加熱器１の胴体長手方向であって両側に配置された端板４の間に設けられ、それぞれのマニホールド５の両端はそれぞれの端板４に固定されている。またマニホールド５の蒸気入口部３に近い端部は、蒸気入口部３からの蒸気Ｆ１を受け入れ可能な開口を有する開口端１４を構成し、その反対側端面は、端板４に当接して閉塞されて閉塞端１５を構成している。更に、マニホールド５の外周壁面下部には長手方向の全長に渡って複数のスリット６が切られており、マニホールド５内の蒸気Ｆ１は、スリット６から胴体２の内部下方に設けた蒸気貯め部７に吹き出す。また、蒸気貯め部７と蒸気集合部９の間には、端板４の間の胴体長手方向の全長に渡って左右対称位置にセパレータ８が配置され、ここで蒸気Ｆ１が通過する間に湿分が除去される。セパレータ８の形式としては、例えば波板形式や網板形式のものが採用できる。蒸気集合部９は、左右対称位置に配置されたセパレータ８を通過した蒸気Ｆ１を合流させ、その合流後の蒸気を上部に配置された加熱器１０に導く役割を果たしている。また、蒸気集合部９には、蒸気の逆流防止を目的とした仕切板１３が配設されている。仕切板１３は、図１（ａ）に示すように、胴体長手方向に沿って配置された蒸気集合部９において、開口端１４に近い領域に１箇所だけ設けられ、湿分分離加熱器の断面視（図１（ｂ））で、蒸気集合部９の断面部の全面を覆うように設けられる（ハッチングで示す部分）。仕切板１３の平面上での位置は、蒸気集合部９の長手方向の端板４間の全長に対して、開口端１４から１／５以内に設置することが望ましい。この位置は、最大負荷運転において、蒸気貯め部内の蒸気Ｆ１がスリット６を介してマニホールド内へ吸込まれる現象が生ずるスリット位置に対応している。これにより、蒸気集合部９から蒸気貯め部７への蒸気Ｆ１の逆流現象が解消できる。加熱器１０では、蒸気集合部９から上昇した蒸気Ｆ１が、加熱管１１を介して高圧抽気蒸気Ｆ２で加熱される。加熱器１０の上部であって胴体２の上面中央には蒸気出口部１２が設けられ、加熱後の蒸気Ｆ１は蒸気出口部１２から低圧タービン（図示せず）に送られる。

次に、湿分分離加熱器に導入された蒸気Ｆ１が湿分分離加熱器から排出されるまでの蒸気の流れについて、図１（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。高圧蒸気タービン（図示せず）から排出された蒸気Ｆ１は、蒸気入口部３から湿分分離加熱器１に導入される。蒸気入口部３から内部に流入した蒸気Ｆ１は、2つの流れに分流して、左右対称に水平に配置されたマニホールド５に流入する。更に、マニホールド５に流入した蒸気Ｆ１は、スリット６から蒸気貯め部７に吹き出す。次に、蒸気貯め部７に吹き出した蒸気Ｆ１は、胴体内壁２ａに衝突して向きを変え、その下流側に設けられたセパレータ８に流入する。セパレータ８を通過する間に蒸気に含まれた湿分を分離し、蒸気集合部９で左右に分流した蒸気が合流する。合流した蒸気は蒸気集合部９を上昇し、加熱器１０に流入する。加熱器１０では、高圧タービン抽気蒸気の一部Ｆ２が加熱管１１の管内側に導入され、蒸気集合部９から上昇する蒸気Ｆ１は加熱管１１の管外側を流れる。蒸気Ｆ１は加熱器１０内に配設された多数の加熱管１１を介して高圧抽気蒸気Ｆ２と熱交換して、再加熱される。加熱後の蒸気Ｆ１は、蒸気出口部１２から排出され、低圧タービン（図示せず。）へ送られる。加熱後の高圧抽気蒸気Ｆ２は、従来技術と同様に、ドレンＦ３として湿分分離加熱器から排出される。

次に、マニホールド５について、図２（ａ）を参照しながら説明する。マニホールド５は、パイプ式マニホールドであって、胴体２の断面視で左右対称位置に２本配設され、両端部は端板４に固定される。また、マニホールド５はその断面が円筒形状をしており、蒸気入口側は、蒸気入口部３から流入した蒸気を受け入れ可能な開口端１４を有する。一方、末端側は、端板４に当接して閉じられ、閉塞端１５を形成している。また、それぞれのマニホールド５の外周壁面には、蒸気Ｆ１を蒸気貯め部７に向けて長手方向に均一に吹き出すようにスリット６が切られている。スリット６は、開口端１４から閉塞端１５に向けて、各スリットの中心位置がマニホールド中心軸と同一線上になるように複数のスリット６が配置されている。また、それぞれのスリット６の形状は、矩形形状に限らず、円形形状でもよく、楕円形状でもよい。更に、それぞれのスリット６の開口面積は、開口端１４から閉塞端１５に向けて、漸次面積が減少するように配置し、開口端１４に最も近いスリットと閉塞端１５に最も近いスリットとの開口面積比は、ほぼ１／４程度となるように選定する。また、図２（ａ）のスリット数は一例を示したものであり、このスリット数に限定されない。

このように、開口端１４からのスリットの位置により開口面積を変える理由は、スリットから吹き出す蒸気流量をマニホールドの全長に渡って出来るだけ均一として、セパレータ８への流入速度を一定とするためである。マニホールド５に流入した蒸気は、上述したように、マニホールド５内の管内流速の影響を受け、特に開口端１４の近傍では動圧によるサイホン効果のため、スリットを介してマニホールド内へ蒸気の一部が吸い込まれる。そのため、開口端１４側よりも閉塞端１５側の方が、マニホールド内の蒸気濃度が大きくなる。仮に開口端１４から閉塞端１５に至るまで同一面積のスリット６を配置した場合、閉塞端１５側の蒸気流量が大きく、開口端１４側の蒸気流量が小さくなる。そのため、セパレータ８に流入する蒸気流量が開口端近傍では小さく、閉塞端近傍では大きくなり、蒸気流量分布が不均一となる。このように、セパレータ８への蒸気流入速度のばらつきが大きくなると、セパレータ８での湿分除去が十分に行われず、湿分分離加熱器の全体効率を下げることになる。従って、出来るだけ均一な蒸気流量分布を確保して、セパレータへの流入速度を一定とするためには、開口端側のスリット面積は大きくとり、閉塞端側のスリット面積を小さくして、適正な開口面積を選定することが重要である。また、各スリットは同じピッチで配置することが望ましいが、開口面積が小さくなる閉塞端側のスリットは、開口面積の大きい開口端側のスリットより小さいピッチで配置してもよい。更に、スリット開口面積は、開口端１４から閉塞端１５に向かって、漸減するように配置することが望ましいが、閉塞端１５に近いスリットについては、隣接する複数のスリットが同じ開口面積となるように配置してもよい。

本発明の場合、蒸気集合部９に合流した蒸気Ｆ１が、セパレータ８を経由して蒸気貯め部７に逆流する現象を防止するため、蒸気集合部９内に仕切板１３を設けている。しかし、単に仕切板１３を設けたのみでは、運転条件によっては吹き出し蒸気速度が限界値を越えてしまうスリットが発生する。図３は、蒸気集合部に単に仕切板のみを設けた場合の流動解析結果を示す。図３（ａ）は、上述した図６（ａ）と同様に、図５（ｃ）におけるＩＶ−ＩＶ断面での流動分布を示し、図３（ｂ）は図３（ａ）におけるＢ部の拡大図を示す。また、図３（ｃ）は、横軸がマニホールドの開口端１４からの距離を示し、縦軸はその距離に応じたスリットからの吹き出し蒸気法線速度を示す。具体的には、図３（ｄ）の断面図に示す胴板内壁２ａのＸ点に衝突する蒸気の法線速度を示している。また、図３（ａ）におけるＹ点位置は、仕切板１３の設置位置を表している。図３（ａ）、（ｂ）によれば、マニホールドの開口端１４から閉塞端１５に至る長手方向の全長に渡り、セパレータ８前後の蒸気の流れ分布は、全ての流れが正常な流れ方向を示し、蒸気集合部９から蒸気貯め部７への逆流現象は認められない。即ち、図３（ｂ）のＢ部拡大図によれば、セパレータ位置の前後において、矢印で示す蒸気の流れ方向が蒸気貯め部７から蒸気集合部９に向かう正常な流れ方向Ｇ１を示している。従って仕切板１３を設置することにより、逆流現象が解消されていることがわかる。

しかしながら、図３（ｃ）によれば、開口端からＹ点位置までの間においては、湿分分離加熱器の負荷によっては、蒸気法線速度が限界値を越えてしまう領域が発生する。この領域では、エロージョン発生の可能性があるため、この点の改良が必要である。

エロージョンに対する改良策を踏まえた第２の実施形態を以下に説明する。
本発明においては、上述の仕切板１３の設置に加えて、以下のようにスリット開口面積を調整する点に特徴がある。具体的な調整方法について、図２（ｂ）を参照しながら以下に説明する。上述したように、胴体長手方向の蒸気吹き出し流量を均一とするため、開口端１４から閉塞端１５に向けて各スリットの開口面積を順次漸減させることを原則としている。しかし、開口端１４からＹ点位置までの蒸気法線速度を限界値以内に抑えるため、Ｙ点位置より開口端側に位置するスリットの開口面積を更に小さくする必要がある。一方、マニホールド全体のスリットからの蒸気吹き出し流量を一定とするためには、スリット合計開口面積は、仕切板を設置する前の面積を維持する必要がある。従って、開口端１４からＹ点位置までの各スリットの開口面積を一定比率で減少させて（例えば、３０％削減）、開口面積を小さくするとともに、Ｙ点位置から閉塞端１５までのスリットのうち前記開口面積が削減されたスリットと同数のスリットについて、一定比率で開口面積を大きくして、スリット合計面積は変えないようにしている。即ち、開口端１４からＹ点位置までの各スリットは、開口端１４から離間するとともに開口面積を漸減しつつ、かつ仕切板１３を設置する前の面積よりも各スリットの開口面積を減少させている。更に、Ｙ点位置から閉塞端１５に向け配置されている各スリットについては、Ｙ点位置直近の下流側（閉塞端に向かう方向）に位置するスリット（閉塞端側直近スリット６ｂ）を先頭として、Ｙ点位置から開口端１４までの間に位置するスリットの数と同数のスリットについて、仕切板を設置する前の面積よりも開口面積を大きくしている。その際、Ｙ点位置より上流側に位置するスリットの開口面積の減少分を、下流側の同数のスリットの開口面積の増加で補って、合計開口面積は変わらないようにしている。但し、確実に蒸気法線速度を限界値内に納めるためには、閉塞端側直近スリット６ｂの開口面積が、Ｙ点位置直近の上流側に位置するスリット（開口端側直近スリット６ａ）の開口面積よりも大きくなるように設定することが重要である。また、これらの開口面積が調整されたスリットより更に下流側（閉塞端に向かう方向）にあって、閉塞端１５までの間に配置された各スリットは、仕切板のない場合と同じ開口面積としている。つまり、仕切板１３（Ｙ点位置）を境として、開口端側直近スリット６ａから開口端１４に向けてスリット開口面積は漸増し、閉塞端側直近スリット６ｂから閉塞端１５に向けてスリット開口面積は漸減する。

尚、蒸気法線速度が限界値を越えないためのスリット開口面積の調整は、Ｙ点位置より開口端側のスリット面積を小さくして、削減した開口面積分をＹ点位置より閉塞端側に位置するスリット面積を大きくして補う点は変わらないが、各スリットの面積を一律に増加又は減少させてもよい。具体的には、蒸気法線速度を越えない範囲で、Ｙ点位置より開口端側のスリット面積を一律に同じ面積を削減し、Ｙ点位置より閉塞端１５までのスリット面積を一律に同じ面積を増加させて、全体としてのスリット開口面積を変えない方法でもよい。この場合でも、開口端側直近スリット６ａから開口端１４に向けてスリット開口面積は漸増し、閉塞端側直近スリット６ｂから閉塞端１５に向けてスリット開口面積は漸減することは変わらない。尚、閉塞端側直近スリット６ｂの開口面積を開口端側直近スリット６ａの開口面積より大きくすることは変わらない。

このように、マニホールド５に設けた調整後のスリット配置と蒸気集合部９に設置した仕切板１３を組合せた場合の流動解析結果を図４に示す。図４（ａ）は、上述した図３（ａ）と同様に、図５（ｃ）のＩＶ−ＩＶ断面における流動分布を示し、図４（ｂ）はＣ部の拡大図を示す。また、図４（ｃ）は、横軸にマニホールド開口端１４からの距離を示し、縦軸には距離に応じたスリットからの吹き出し蒸気速度（蒸気法線速度）を示している。図４（ａ）、（ｂ）によれば、単に仕切板１３のみを設けた場合と比較すると、マニホールド開口端から閉塞端に至る長手方向の全長に渡り、蒸気集合部９から蒸気貯め部７への逆流現象は認められない点は仕切板のみを設置した場合と同じである。但し、図４（ｃ）に示すように、スリット開口面積を調整することにより、開口端からＹ点位置までの間の胴板に衝突する蒸気法線速度分布が、仕切板のみの場合に比較して著しい改善が認められ、胴体長手方向の全長に渡り比較的均一化されている。その結果、蒸気法線速度を限界値以下に抑えることができ、胴板のエロージョン発生の防止に有効である。

本発明の第１の実施形態に係わる湿分分離加熱器の平面断面図（（ｂ）のＩ−Ｉ断面）を（ａ）に、（ａ）のＩＩ−ＩＩ断面を（ｂ）に示す。本発明の第１の実施形態に係わるマニホールドを（ａ）に示し、第２の実施形態に係わるマニホールドを（ｂ）に示す。本発明の第１の実施形態に係わる流動解析結果を示す。本発明の第２の実施形態に係わる流動解析結果を示す。従来の湿分分離加熱器の斜視図を（ａ）に、正面断面図を（ｂ）に、その断面図（（ｂ）のＩＩＩ−ＩＩＩ断面）を（ｃ）に示す。従来の湿分分離加熱器における流動解析結果を示す。

符号の説明

１湿分分離加熱器
２、２１胴体
２ａ胴板内壁
３、２２蒸気入口部
４端板
５、２３マニホールド
６、２４スリット
６ａ開口端側直近スリット
６ｂ閉塞端側直近スリット
７、２５蒸気貯め部
８、２６セパレータ
９、２７蒸気集合部
１０、２８加熱器
１１、３０加熱管
１２、２９蒸気出口部
１３仕切板
１４開口端
１５閉塞端
Ｘ点胴板内壁の蒸気衝突位置
Ｙ点仕切板位置
Ｆ１蒸気
Ｆ２高圧抽気蒸気
Ｆ３ドレン

Claims

胴体と、前記胴体の内部に設けられ、湿分を含む蒸気がその内部に供給されるマニホールドと、前記マニホールドに形成され、前記胴体の下部に位置する蒸気貯め部に蒸気を吹き出させるスリットと、前記スリットから吹き出した蒸気から湿分を分離するセパレータと、前記セパレータで湿分を分離後の蒸気が集合する蒸気集合部と、前記蒸気集合部内を上昇する蒸気が加熱される加熱器と、から構成される湿分分離加熱器であって、前記蒸気集合部内に、該蒸気集合部の断面部の全面を覆う仕切板を設けた湿分分離加熱器。
前記スリットは、前記仕切板直近の下流側に位置する閉塞端側直近スリットの開口面積が、前記仕切板直近の上流側に位置する開口端側直近スリットの開口面積より大きくなるように設定され、前記閉塞端側直近スリットから閉塞端に向かって開口面積が漸減し、前記開口端側直近スリットから開口端に向かって開口面積が漸増するように配置された、請求項１に記載の湿分分離加熱器。
前記仕切板は、前記開口端からの位置が前記蒸気集合部の長手方向全長の１／５以内に設けられた請求項１又は２に記載の湿分分離加熱器。