JP5457937B2 - Moisture separator heater - Google Patents
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Description
本発明は、湿分分離加熱器に係り、伝熱管端部での過冷却を防止するようにした湿分分離加熱器に関する。 The present invention relates to a moisture separation heater, and more particularly to a moisture separation heater that prevents overcooling at the end of a heat transfer tube.
一般に、原子力発電プラントにおいては、高圧タービンで仕事を終えた蒸気には重量比10%以上の湿分が含まれている。この湿分は、蒸気中の水滴あるいは装置や配管の壁面に付着した水の状態で存在する。蒸気中の湿分が多くなると、その湿分がタービンに設けられたタービンブレードなどの装置の壁面に衝突し、エロージョン侵食が生じて機器を損傷するおそれがある。また、低圧タービンは、この低圧タービンに送られる蒸気の温度が高いほどタービン効率が高くなる。 In general, in a nuclear power plant, the steam that has finished work in a high-pressure turbine contains moisture of 10% or more by weight. This moisture is present in the form of water droplets in the steam or water adhering to the walls of the apparatus and piping. When the moisture in the steam increases, the moisture may collide with a wall surface of a device such as a turbine blade provided in the turbine, which may cause erosion erosion and damage the equipment. Further, in the low-pressure turbine, the higher the temperature of the steam sent to the low-pressure turbine, the higher the turbine efficiency.
そこで、高圧タービンで仕事を終えた蒸気、すなわち高圧タービン排気中の湿分を除去し、さらに加熱して高温の蒸気として低圧タービンに送るために、高圧タービンと低圧タービンとの間にと加熱器とを円筒状の胴体に内蔵した湿分分離加熱器を設置している(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, in order to remove the steam that has finished work in the high-pressure turbine, that is, moisture in the exhaust of the high-pressure turbine, and further heat and send it as high-temperature steam to the low-pressure turbine, a heater is provided between the high-pressure turbine and the low-pressure turbine. Are installed in a cylindrical body (see, for example, Patent Document 1).
以下、従来の湿分分離加熱器について説明する。
図5において、湿分分離加熱器10は、円筒状に形成された横置き型の胴体11の内部下方に湿分分離モジュール12を配置し、その上部に加熱器13を配置し、そして、胴体11の下部側壁である湿分分離モジュール12側の側壁には高圧タービン排気を導入するための胴体側蒸気入口22を、上部側壁であるU字型伝熱管14側の側壁には高温の蒸気を排出するための胴体側蒸気出口23をそれぞれ設けている。
Hereinafter, a conventional moisture separation heater will be described.
In FIG. 5, the
湿分分離モジュール12は、高圧タービン排気中の湿分を取り除くものであり、一方、加熱器13は湿分分離モジュール12によって湿分の取り除かれた蒸気を加熱(再熱)するものであり、U字型伝熱管14と加熱蒸気ヘッダ15とから構成されている。加熱蒸気ヘッダ15は、内部を仕切板16によって加熱蒸気入口室17と加熱蒸気出口室18とに仕切られており、U字型伝熱管14の両端部は、それぞれ管板19に溶接等で固定されたうえで加熱蒸気入口室17および加熱蒸気出口室18に連通している。
The
そして、加熱蒸気入口室17および加熱蒸気出口室18は、それぞれ加熱蒸気入口配管20および加熱蒸気出口配管21と連通するように構成されている。
The heating
このように構成された湿分分離加熱器10において、胴体側蒸気入口22から導入された被加熱蒸気である高圧タービン排気Siは湿分分離モジュール12によって湿分分離されたのち、胴体11内を上昇してU字型伝熱管14内を流れる高圧タービン抽気蒸気あるいは原子炉発生蒸気等の加熱蒸気によって加熱されて加熱(再熱)蒸気Soとして胴体側蒸気出口23から排出され、図示しないクロスアラウンド管を経て低圧タービンに流入するようになっている。
In the
加熱蒸気入口室17からU字型伝熱管14に流入する加熱蒸気は、胴体11内を流れる高圧タービン排気と熱交換する過程で凝縮し、加熱蒸気出口室18に送られる。なお、湿分分離モジュール12で分離された湿分は、胴体11の下部から図示しないドレンタンクへ回収されるようになっている。
The heated steam flowing into the U-shaped
図6も一般的に使用されている従来の湿分分離加熱器であって、図5との違いは、図5が加熱器13を1段しか有していないのに対して、図6の場合は2段(1段再熱器131および2段再熱器132)有しており、1段再熱器131の1段再熱加熱蒸気出口室181と、2段再熱器132の2段再熱加熱蒸気入口室172とを再熱器連結配管24によってカスケード状に連結した構成になっている点である。
なお、図6の場合、20を1段再熱加熱蒸気入口管、21を2段再熱加熱蒸気出口管という。
FIG. 6 is also a conventional moisture separation heater that is generally used. FIG. 6 is different from FIG. 5 in that FIG. 5 has only one stage of the
In the case of FIG. 6, 20 is referred to as a first-stage reheat heating steam inlet pipe, and 21 is referred to as a two-stage reheat heating steam outlet pipe.
図6において、被加熱蒸気である高圧タービン排気Siは、胴体11側蒸気入口22から胴体11内に流入し、湿分分離モジュール12で湿分分離されたのち、胴体11内を上昇して2段に配置されたU字型伝熱管(1段再熱伝熱管141、2段再熱伝熱管142)内を流れる高圧タービン抽気蒸気あるいは原子炉発生蒸気等の加熱蒸気によって加熱されて加熱(再熱)蒸気Soとして胴体側蒸気出口32から排出され、図示しないクロスアラウンド管を経て低圧タービンに流入するようになっている。
In FIG. 6, the high-pressure turbine exhaust Si that is the steam to be heated flows into the
1段再熱加熱蒸気入口20より1段再熱加熱蒸気入口室171を経てU字型伝熱管(1段再熱伝熱管)141に流入する加熱蒸気は、胴体11内を流れる高圧タービン排気と熱交換する過程で凝縮し、1段再熱加熱蒸気出口室181へ流入する。その後、再熱器連結配管24を介して2段再熱加熱蒸気入口室172からU字型伝熱管(2段再熱伝熱管)142に流入し、同様に胴体11内を流れる高圧タービン排気と熱交換する過程で凝縮し、2段再熱加熱蒸気出口室182に送られさらに、2段再熱加熱蒸気出口21から流出する。
なお、湿分分離モジュール12で分離された湿分は図5の場合と同様に胴体11下部から図示しないドレンタンクへ回収されるようになっている。
1-reheat the
The moisture separated by the
ところで、図5および図6に示した従来の湿分分離加熱器の場合、加熱器(再熱器)を構成するU字型伝熱管14、1段再熱伝熱管141、2段再熱伝熱管142内を流れる加熱蒸気が高圧タービン排気と熱交換することによって冷却され凝縮するが、この凝縮の際に凝縮水は理想的には管内の飽和温度となるが、実際にはU字型伝熱管14、141、142の出口近傍では飽和温度より低下するという過冷却現象が生じる。この過冷却現象により、加熱蒸気出口室18、1段再熱加熱蒸気出口室181、2段再熱加熱蒸気出口室182の圧力がU字型伝熱管14、1段再熱伝熱管141、2段再熱伝熱管142出口の圧力より一時的に高くなることがあり、この場合、凝縮水の排出が困難になるとか、他の付随する不安定性がしばしば生じることがある。
By the way, in the case of the conventional moisture separation heater shown in FIG. 5 and FIG. 6, the U-shaped
この過冷却現象の問題に対して、従来、U字型伝熱管出入口にオリフィスを設置し各伝熱管に導入される蒸気の流量を制御して凝縮水の過冷却温度を平均化する方法や、U字型伝熱管のベント蒸気の確保(熱交換に要する以上に蒸気を多く導入する)により過冷却を低減させる方法が提案されている(例えば、特許文献2および3参照)。 In order to solve the problem of this supercooling phenomenon, conventionally, an orifice is installed at the entrance and exit of the U-shaped heat transfer tube, and the flow rate of the steam introduced into each heat transfer tube is controlled to average the supercooling temperature of the condensed water, There has been proposed a method for reducing supercooling by securing vent steam in a U-shaped heat transfer tube (introducing more steam than necessary for heat exchange) (see, for example, Patent Documents 2 and 3).
しかしながら、上記の特許文献2および3に記載された方法では、充分な過冷却防止効果が得られていないのが現状である。
そこで、本発明の目的は、上述の管内復水過冷却に起因する管内ベント蒸気の不安定性を起こさないように改良した湿分分離加熱器を提供することにある。
However, in the current situation, the methods described in Patent Documents 2 and 3 do not provide a sufficient overcooling prevention effect.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a moisture separator / heater which is improved so as not to cause instability of the vent steam in the pipe resulting from the above-described supercooling of the pipe condensate.
上記の目的を達成するため、請求項1に係る発明は、胴体内に湿分分離モジュールを配置するとともに、当該湿分分離モジュールの上側に、両端部が管板の孔と連通するように固定されたU字型伝熱管および前記管板に接続された加熱蒸気ヘッダを有する加熱器を配置し、さらに前記胴体の下部に低圧蒸気入口を、上部に蒸気出口をそれぞれ設けるように構成された湿分分離加熱器において、前記U字型伝熱管の前記管板への付け根近傍を覆い部材により気密に覆うことにより閉空間を形成し、当該閉空間と前記加熱蒸気ヘッダとを加熱蒸気導入管により連通させるとともに、前記覆い部材に絞り手段を設けて前記閉空間を前記胴体の被加熱蒸気流通区画側と連通させ、前記U字型伝熱管の管板付け根近傍の端部を前記加熱蒸気導入管に流れる蒸気により加熱することを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 1 is arranged such that a moisture separation module is disposed in the fuselage and is fixed on the upper side of the moisture separation module so that both ends communicate with the holes of the tube sheet. A heater having a heated U-shaped heat transfer tube and a heated steam header connected to the tube plate, a low-pressure steam inlet at the lower part of the fuselage, and a steam outlet at the upper part. In the separation / separation heater, a closed space is formed by airtightly covering the vicinity of the base of the U-shaped heat transfer tube to the tube plate with a covering member, and the closed space and the heating steam header are formed by a heating steam introduction pipe. The cover member is provided with a throttle means so that the closed space communicates with the heated steam circulation section side of the fuselage, and the end of the U-shaped heat transfer tube near the root of the tube plate is connected to the heated steam introduction tube. Flow Characterized by heating by steam.
また、請求項2に係る発明は、胴体内に湿分分離モジュールを配置するとともに、当該湿分分離モジュールの上側に、両端部が管板の孔と連通するように固定されたU字型伝熱管および前記管板に接続された加熱蒸気ヘッダを有する加熱器を配置し、さらに前記胴体の下部に低圧蒸気入口を、上部に蒸気出口をそれぞれ設けるように構成された湿分分離加熱器において、前記U字型伝熱管の前記管板への付け根近傍を覆い部材により気密に覆うことにより閉空間を形成し、当該閉空間に他の系統より加熱蒸気を導入させるとともに、前記覆い部材に圧力差を作るための絞り手段を設けて前記閉空間を前記胴体の被加熱蒸気流通区画側と連通させ、前記U字型伝熱管の管板付け根近傍の端部を前記他の系統からの加熱蒸気により加熱することを特徴とする。 Further, the invention according to claim 2 is a U-shaped transmission in which a moisture separation module is disposed in the body, and both ends are fixed to the upper side of the moisture separation module so as to communicate with the holes of the tube sheet. In a moisture separation heater configured to dispose a heater having a heating steam header connected to a heat pipe and the tube plate, and further to provide a low-pressure steam inlet at a lower portion of the body and a steam outlet at an upper portion, A closed space is formed by airtightly covering the vicinity of the base of the U-shaped heat transfer tube to the tube plate with a covering member, and heating steam is introduced into the closed space from another system, and a pressure difference is applied to the covering member. The closed space is made to communicate with the heated steam circulation section side of the fuselage, and the end of the U-shaped heat transfer tube near the root of the tube plate is heated by steam from the other system. To heat And butterflies.
本発明によれば、U字型伝熱管内を流れる高圧タービン抽気あるいは原子炉で発生した主蒸気等の加熱蒸気が胴体内を流れる被加熱蒸気である高圧タービン排気と熱交換して凝縮する過程で、当該加熱蒸気の一部をベント蒸気として利用してU字型伝熱管の始端部および終端部の管板への付け根近傍部分を外側から加熱するように構成したので、U字型伝熱管の外面は加熱されてU字型伝熱管内外の温度差を低減することができ、その結果、管板付け根近傍での過冷却現象の発生を防止する湿分分離加熱器を得ることができる。 According to the present invention, a process in which high-pressure turbine bleed gas flowing in a U-shaped heat transfer tube or heated steam such as main steam generated in a nuclear reactor is condensed by exchanging heat with high-pressure turbine exhaust that is heated steam flowing in the fuselage. Then, a part of the heating steam is used as vent steam so that the vicinity of the base of the U-shaped heat transfer tube to the tube plate at the start end and the end is heated from the outside, so that the U-shaped heat transfer tube The outer surface of the tube can be heated to reduce the temperature difference between the inside and outside of the U-shaped heat transfer tube. As a result, it is possible to obtain a moisture separation heater that prevents the occurrence of a supercooling phenomenon near the root of the tube plate.
以下、図面を参照して本発明に係る湿分分離加熱器の実施形態について説明する。
[実施形態1]
図1は本実施形態1による湿分分離加熱器10の主要部を示す拡大断面図であり、省略されている部分は、図5で示した湿分分離加熱器10とほぼ同じ構成になっている。
Hereinafter, embodiments of a moisture separation heater according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[Embodiment 1]
FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view showing a main part of a
図1において、湿分分離加熱器10は、円筒状に形成された横置き型の胴体11の内部に下部から上部に向かって湿分分離モジュール12および蒸気加熱器13を順次配置しており、図1では図示を省略しているが、従来の図5のように胴体11の下部側壁には胴体側蒸気入口(22)を、また、上部側壁には胴体側蒸気出口(23)をそれぞれ設けている。
In FIG. 1, a
そして、蒸気加熱器13を構成するU字型伝熱管14の一方の端部(便宜上、始端部という)および他方の端部(便宜上、終端部という)はそれぞれ管板19に開けた穴と連通し、かつ、当該管板19に対して溶接等で固定されている。U字型伝熱管14の始端部および終端部は、加熱蒸気ヘッダ15内に仕切板16によって形成された加熱蒸気入口室17および加熱蒸気出口室18とそれぞれ連通し、さらに加熱蒸気入口室17および加熱蒸気出口室18は、それぞれ加熱蒸気入口配管20および加熱蒸気出口配管21と連通するように構成されている。
One end portion (referred to as a start end portion for convenience) and the other end portion (referred to as a termination portion for convenience) of the U-shaped
このように構成された湿分分離加熱器10において、高圧タービンで仕事を終えて排気された蒸気すなわち、高圧タービン排気は図示しない胴体側蒸気入口(22)から胴体11内部に流入して湿分分離モジュール12で湿分分離されたのち、加熱器13のU字型伝熱管14内を流れる加熱蒸気によって加熱され、胴体側蒸気出口(23)から図示しないクロスアラウンド管を経て低圧タービンに流入するようになっている。
In the moisture separator /
U字型伝熱管14内を流れる加熱蒸気は、高圧タービン排気を加熱する過程で凝縮する点、および湿分分離モジュール12で分離された湿分が胴体11の下部から図示しないドレンタンクへ回収されるようになっている点は、図5に示された湿分分離加熱器10と同じである。
The heating steam flowing in the U-shaped
本実施形態1は、以上のように構成された従来の湿分分離加熱器10に対して、U字型伝熱管14の始端部および終端部と管板19との付け根およびその近傍部分、すなわち、管板19から見て加熱蒸気ヘッダ15と反対側の部分に管板19から所定距離L隔てて遮蔽板25を気密状態にして並置することにより、胴体11の内部に管板19と遮蔽板25とにより閉空間26を形成している。ここでいう気密状態とは、U字型伝熱管14が遮蔽板25を貫通する穴から蒸気が漏れないように貫通部が気密に加工されているということ、および遮蔽板25の外周部と胴体11内壁との接合部も気密に加工されているということである。なお、この遮蔽板25は、U字型伝熱管14端部と管板19との付け根およびその近傍部分を覆う関係で、「覆い部材」と呼称する場合もある。
In the first embodiment, with respect to the conventional
さらに、前記閉空間26は、新たに設けた加熱蒸気導入管271によって前記加熱蒸気ヘッダ15の加熱蒸気入口室17と連通するとともに、遮蔽板25の一部に設けたオリフィス配管28によって胴体11内を高圧タービン排気が流れる区画11Aとも連通するようになっている。オリフィス配管28の口径は、閉空間26の内部圧力が胴体11の区画11A側圧力よりも高くなるように選定されているので、オリフィス配管28を、圧力差を作るための「絞り手段」28と呼称する場合もある。
Furthermore, the closed
加熱蒸気入口室17内の加熱蒸気の大部分はU字型伝熱管14内を始端から終端に向けて流れ、この過程で湿分の分離された蒸気を加熱して凝縮する。残りの一部の蒸気(ベント蒸気)は加熱蒸気導入管271を通って閉空間26内に至り、矢印のように流れて管板19への付け根およびその近傍のU字型伝熱管14の始端部および終端部を加熱した後、オリフィス配管28から胴体11内の高圧タービン排気の流れる区画11Aに排出される。
Most of the heating steam in the heating
なお、加熱蒸気導入管271の口径は、U字型伝熱管14の端部における過冷却を防止するのに必要にして十分な量の加熱蒸気が流れるように適宜選定されていることは言うまでもない。
Incidentally, the diameter of the heating
以上述べたように、本実施形態1による湿分分離加熱器は、U字型伝熱管14内を流れる高圧タービン抽気あるいは原子炉で発生した主蒸気等の加熱蒸気が胴体11内を流れる被加熱蒸気である高圧タービン排気と熱交換して凝縮する過程で、当該加熱蒸気の一部をベント蒸気として利用してU字型伝熱管14の始端部および終端部の管板19への付け根近およびその傍部分を外側から加熱するように構成したので、U字型伝熱管14の外面は加熱されてU字型伝熱管14内外の温度差を低減することができ、その結果、管板19付け根およびその近傍での過冷却現象の発生を防止することができる。
As described above, the moisture separator / heater according to the first embodiment is heated by the high-pressure turbine bleed gas flowing in the U-shaped
なお、閉空間26へ流入するベント蒸気を他から導入すること、あるいはオリフィス配管28を他の圧力損失を生じる構造に変更すること、さらに閉空間26に流入したベント蒸気を他の系統へ排出するようにしても、図1の場合と同様な効果が得られることは勿論である。
It should be noted that the vent steam flowing into the closed
[実施形態2]
次に、図2を参照して実施形態2について説明する。
図2は本実施形態2による湿分分離加熱器10の主要部を示す拡大断面図であり、省略されている部分は図5で示した湿分分離加熱器と同じ構成になっている。
[Embodiment 2]
Next, Embodiment 2 will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a main part of the
図2に示す湿分分離加熱器10が図1で示す湿分分離加熱器10と異なる点は、ベント蒸気を採取する部位である。すなわち、図1の場合、加熱蒸気ヘッダ15内に形成された加熱蒸気入口室17と閉空間26とを連通する加熱蒸気導入管271によってベント蒸気を閉空間26内に導くように構成したが、図2に示した本実施形態2は、加熱蒸気出口室18と閉空間26とを連通する加熱蒸気導入管271によってベント蒸気を閉空間26内に導くように構成したものである。
その他の構成および作用・効果は図1の実施形態1の場合と同じなので説明を割愛する。
The difference between the
Other configurations, operations, and effects are the same as those of the first embodiment shown in FIG.
[実施形態3]
次に、図3を参照して実施形態3について説明する。
図3は本実施形態3による湿分分離加熱器30の主要部を示す拡大断面図であり、省略されている部分は図6で示した湿分分離加熱器30と同じ構成になっている。
[Embodiment 3]
Next, Embodiment 3 will be described with reference to FIG.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing the main part of the
図3において、本実施形態3の湿分分離加熱器30は、図6のように形成された横置き型円筒状の胴体11の内部に、下部から上部に向かって湿分分離モジュール12および第1蒸気加熱器131、第2蒸気加熱器132を順次配置しており、また、図3には図示を省略しているが、従来の図6のように胴体11の下部側壁には胴体側蒸気入口(22)を、また、上部側壁には胴体側蒸気出口(23)をそれぞれ設けている。
In FIG. 3, the
第1蒸気加熱器131を構成するU字型伝熱管141の始端部および終端部は、それぞれ管板19に開けた穴と連通するように当該管板19に対して溶接等で固定されている。そして、U字型伝熱管141の始端部および終端部は、加熱蒸気ヘッダ151内に仕切板161によって形成された1段再熱加熱蒸気入口室171および1段再熱加熱蒸気出口室181とそれぞれ連通し、さらに1段再熱加熱蒸気入口室171は1段再熱加熱蒸気入口配管20と連通するように構成されている。
Beginning and end of the U-shaped
同様に、第2蒸気加熱器132を構成するU字型伝熱管142の始端部および終端部は、それぞれ管板19に開けた穴と連通するように当該管板19に対して溶接等で固定されている。そして、U字型伝熱管142の始端部および終端部は、加熱蒸気ヘッダ152内に仕切板162によって形成された2段再熱加熱蒸気入口室172および2段再熱加熱蒸気出口室182とそれぞれ連通するように構成されている。
Similarly, welding starting end and the terminal end of the U-shaped
さらに2段再熱加熱蒸気入口室172は、前記1段再熱加熱蒸気出口室181に対して再熱器連結配管24を介して連通するように構成され、2段再熱加熱蒸気出口室182は2段再熱加熱蒸気出口21と連通するように構成されている。この結果、1段再熱加熱蒸気入口配管20と2段再熱加熱蒸気出口21との間で、加熱器131、132のU字型伝熱管141、142はカスケードに接続される。
Further 2-reheat the heated
このように構成された湿分分離加熱器30において、高圧タービン排気は図示しない胴体側蒸気入口(22)から胴体11内部に流入して湿分分離モジュール12で湿分分離されたのち、第1蒸気加熱器131を構成するU字型伝熱管141内を流れる加熱蒸気によって加熱され胴体側蒸気出口(23)から図示しない低圧タービンに流入するようになっている。U字型伝熱管141および142内を流れる高圧タービン抽気あるいは原子炉で発生した主蒸気等の加熱蒸気は、高圧タービン排気を加熱する過程で凝縮し、また、湿分分離モジュール12で分離された湿分が胴体11の下部から図示しないドレンタンクへ回収されるようになっている点は、図6で示された湿分分離加熱器30と同じである。
In the
本実施形態3は、以上のように構成された従来の湿分分離加熱器30に対して、U字型伝熱管141、142の始端部および終端部の管板19への付け根およびその近傍部分、すなわち、管板19から見て加熱蒸気ヘッダ15と反対側の部分に管板19から所定距離L隔てて遮蔽板25を気密状態にして並置することにより、胴体11の内部に管板19と遮蔽板25とにより閉空間26を形成している。ここでいう気密状態とは、実施形態1と同じで、U字型伝熱管141、142が遮蔽板25を貫通する穴から蒸気が漏れないように貫通部が気密に加工されているということ、および遮蔽板25の外周部と胴体11内壁との接合部も気密に加工されているということである。なお、この遮蔽板25は、U字型伝熱管14端部の管板19への付け根およびその近傍部分を覆う関係で、覆い部材と呼称する場合もある。
In the third embodiment, the roots of the U-shaped
しかも、この閉空間26は、第1加熱蒸気導入管271によって前記1段再熱加熱蒸気入口室171と連通するとともに、第2加熱蒸気導入管272を介して前記2段再熱加熱蒸気入口室172とも連通し、さらに、遮蔽板25の一部に設けたオリフィス配管28によって胴体11内の高圧タービン排気が流れる区画11Aとも連通するようになっている。本実施形態3の場合も、オリフィス配管28の口径は、閉空間26の内部圧力が胴体11の区画11A側圧力よりも高くなるように選定されているので、オリフィス配管28を、圧力差を作るための「絞り手段」28と呼称する場合もある。
Moreover, the closed
1段再熱加熱蒸気入口室171内の加熱蒸気の大部分はU字型伝熱管141内を始端から終端に向けて流れ、この過程で湿分の分離された蒸気を加熱して凝縮する。残りの一部の蒸気(ベント蒸気)は第1加熱蒸気導入管271を通って閉空間26内に至り、管板19への付け根およびその近傍のU字型伝熱管141の始端部および終端部を加熱した後、オリフィス配管28を通って胴体11内の高圧タービン排気が流れる区画11Aに排出される。
Most of the heating steam first stage reheat the heated
同様にして、2段再熱加熱蒸気入口室172内の加熱蒸気の大部分はU字型伝熱管142内を始端から終端に向けて流れ、この過程で湿分の分離された蒸気を加熱して凝縮する。残りの一部の蒸気(ベント蒸気)は第2加熱蒸気導入管272を通って前記閉空間26内に至り、管板19への付け根およびその近傍のU字型伝熱管142の始端部および終端部を加熱した後、オリフィス配管28を通って胴体11内の高圧タービン排気が流れる区画11Aに排出される。
Similarly, most of the heating steam second stage reheat the heated
なお、第1加熱蒸気導入管271および第2加熱蒸気導入管272の口径は、U字型伝熱管141、142の端部における過冷却を防止するのに必要にして十分な量の加熱蒸気が流れるように適宜選定されていることは言うまでもない。
The first diameter of the heating
以上述べたように、本実施形態3による湿分分離加熱器は、U字型伝熱管141、142内を流れる高圧タービン抽気あるいは原子炉で発生した主蒸気等の加熱蒸気が胴体11内を流れる被加熱蒸気である高圧タービン排気と熱交換して凝縮する過程で、当該加熱蒸気の一部をベント蒸気として利用して管板19への付け根およびその近傍のU字型伝熱管141、142の始端部および終端部を外側から加熱するように構成したので、U字型伝熱管141、142の外面は加熱されて管内外の温度差を低減することができ、その結果、管板19への付け根およびその近傍部分での過冷却現象の発生を防止することができる。
As described above, in the moisture separator / heater according to the third embodiment, heated steam such as high-pressure turbine bleed gas flowing in the U-shaped
なお、閉空間26へ流入するベント蒸気を他から導入すること、あるいはオリフィス配管28を他の圧力損失を生じる構造に変更すること、あるいは閉空間26に流入したベント蒸気を他の系統へ排出しても図3の場合と同様な効果が得られることは勿論である。
It should be noted that the vent steam flowing into the closed
[実施形態4]
次に、図4を参照して実施形態4について説明する。
図4は本実施形態4による湿分分離加熱器30の主要部を示す拡大断面図であり省略されている部分は、図6で示した湿分分離加熱器と同じ構成になっている。
[Embodiment 4]
Next, Embodiment 4 will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing the main part of the
図4に示す湿分分離加熱器30が図3で示す湿分分離加熱器30と異なる点は、ベント蒸気を採取する部位である。すなわち、図3の場合、加熱蒸気ヘッダ15内に形成された1段再熱加熱蒸気入口室171と閉空間26とを連通する1段加熱蒸気導入管271および2段再熱加熱蒸気入口室172と閉空間26とを連通する2段加熱蒸気導入管272によってベント蒸気を閉空間26内に導くように構成したが、図4に示した本実施形態4は、1段再熱加熱蒸気出口室181と閉空間26とを連通する第1加熱蒸気導入管271、2段再熱加熱蒸気出口室182と閉空間26とを連通する第2加熱蒸気導入管272によってそれぞれベント蒸気を閉空間26内に導くように構成したものである。
その他の構成および作用・効果は図3の実施形態3の場合と同じなので説明を割愛する。
The difference between the
Other configurations, operations, and effects are the same as those of the third embodiment shown in FIG.
10,30…湿分分離加熱器、11…胴体、11A…高圧タービン排気の流れる区画、12…湿分分離モジュール、13,131,132…蒸気加熱器、14,141,142…U字型伝熱管、15…加熱蒸気ヘッダ、16,161,162…仕切板、17…加熱蒸気入口室、171,172…1段、2段再熱加熱蒸気入口室、18…加熱蒸気出口室、181,182…1段、2段再熱加熱蒸気出口室、19…管板、20…加熱蒸気入口配管または1段再熱加熱蒸気入口管、21…加熱蒸気出口配管または2段再熱加熱蒸気出口管、22…胴体11側蒸気入口、23…胴体11側蒸気出口、24…再熱器連結配管、25…遮蔽板、26…閉空間、271,272…加熱蒸気導入管、28…オリフィス配管(圧力差を作る絞り手段)。
10, 30 ... moisture separator heater, 11 ... body, sections of flow of 11A ... high pressure turbine exhaust, 12 ... moisture separator module, 13, 13 1, 13 2 ... steam heater, 14, 14 1, 14 2 ... U-shaped heat transfer tube, 15 ... heating steam header, 16, 16 1 , 16 2 ... partition plate, 17 ... heating steam inlet chamber, 17 1 , 17 2 ... 1st stage, 2 stage reheat heating steam inlet chamber, 18 ... Heated steam outlet chamber, 18 1 , 18 2 ... 1st stage, 2nd stage reheated heating steam outlet chamber, 19 ... Tube plate, 20 ... Heated steam inlet pipe or 1st stage reheated heated steam inlet pipe, 21 ... Heated steam outlet pipe or 2-stage reheat heating steam outlet pipe, 22 ...
Claims (6)
前記U字型伝熱管の前記管板への付け根およびその近傍部分を覆い部材により気密に覆うことにより閉空間を形成し、当該閉空間と前記加熱蒸気ヘッダとを加熱蒸気導入管により連通させるとともに、前記覆い部材に圧力差を作るための絞り手段を設けて前記閉空間を前記胴体の被加熱蒸気流通区画側と連通させ、前記U字型伝熱管の前記管板への付け根およびその近傍部分を前記加熱蒸気導入管に流れる蒸気により加熱することを特徴とする湿分分離加熱器。 A moisture separation module is arranged in the fuselage, and a U-shaped heat transfer tube fixed at both ends of the moisture separation module so as to communicate with holes of the tube plate and heating connected to the tube plate In a moisture separation heater configured to dispose a heater having a steam header, and further to provide a low-pressure steam inlet at the lower part of the fuselage and a steam outlet at the upper part,
A closed space is formed by airtightly covering the root of the U-shaped heat transfer tube to the tube plate and the vicinity thereof with a covering member, and the closed space and the heating steam header are communicated with each other by a heating steam introduction pipe. A throttle means for creating a pressure difference is provided in the covering member to connect the closed space to the heated steam flow section side of the body, and the root of the U-shaped heat transfer tube to the tube plate and its vicinity Is heated by steam flowing through the heating steam introduction pipe.
前記U字型伝熱管の前記管板への付け根およびその近傍部分を覆い部材により気密に覆うことにより閉空間を形成し、当該閉空間に他の系統より加熱蒸気を導入させるとともに、前記覆い部材に圧力差を作るための絞り手段を設けて前記閉空間を前記胴体の被加熱蒸気流通区画側と連通させ、前記U字型伝熱管の管板付け根およびその近傍部分を前記他の系統からの加熱蒸気により加熱することを特徴とする湿分分離加熱器。 A moisture separation module is arranged in the fuselage, and a U-shaped heat transfer tube fixed at both ends of the moisture separation module so as to communicate with holes of the tube plate and heating connected to the tube plate In a moisture separation heater configured to dispose a heater having a steam header, and further to provide a low-pressure steam inlet at the lower part of the fuselage and a steam outlet at the upper part,
A closed space is formed by airtightly covering the root of the U-shaped heat transfer tube to the tube plate and the vicinity thereof with a covering member, and heating steam is introduced into the closed space from another system, and the covering member A throttle means for creating a pressure difference is provided to communicate the closed space with the heated steam circulation section side of the fuselage, and the tube plate root of the U-shaped heat transfer tube and its vicinity are from the other system. A moisture separation heater characterized by heating with heating steam.
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