JP6273222B2 - 湿分分離器 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、原子力発電プラントなどにて、蒸気から湿分を除去する湿分分離器に関するものである。

例えば、原子力発電プラントでは、原子炉で生成した蒸気をタービン発電機へ送って発電し、使用後の蒸気を復水器で冷却し、復水として原子炉に戻している。このタービン発電機は、高圧タービン及び低圧タービンを有する蒸気タービンと、この蒸気タービンの出力により発電する発電機を有している。そして、高圧タービンと低圧タービンは、その間に湿分分離器が設けられている。この湿分分離器は、高圧タービンから排出される低圧蒸気に含まれる湿分を分離すると共に、低圧蒸気を再加熱して過熱蒸気とし、この過熱蒸気を低圧タービンに供給している。そのため、低圧タービンの出口における蒸気の湿り度を低減させてエロージョンを防止すると共に、プラントの熱効率を向上することができる。

このような湿分分離器としては、例えば、下記特許文献に記載されたものがある。特許文献１に記載された湿分分離加熱器は、低温再熱蒸気入口部における蒸気入口管端部の周縁にドレンキャッチャを設け、このドレンキャッチャの下部にドレン管を接続したものである。また、特許文献２に記載された湿分分離器は、蒸気流入室に蒸気入口に対向して内部に導入される蒸気が衝突する耐侵食性を有する受衝板を設けたものである。

実公平０６−０１２３２９号公報 特開２００８−１４４７１６号公報

湿分分離器は、蒸気に含まれる湿分を分離すると共に再加熱することで、過熱蒸気を生成するものである。ところが、特許文献１に記載された湿分分離加熱器にあっては、内部に導入される直前の蒸気のうち、蒸気入口管の内側面に沿って流れる液膜状の水分を捕集することができるが、蒸気（気相）に同伴する液滴を捕集することは困難である。また、特許文献２に記載された湿分分離器は、流入室に流入した蒸気を受衝板により衝突させて迂回させるものであり、蒸気に同伴する液滴を捕集することはできない。

本発明は、上述した課題を解決するものであり、内部に導入される蒸気に同伴する湿分を効率的に分離することでエロージョンを抑制すると共にプラントの熱効率の向上を図る湿分分離器を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明の湿分分離器は、中空形状をなして長手方向の端部に蒸気入口が設けられると共に上部に蒸気出口が設けられる胴体と、前記胴体内に設けられて前記蒸気入口から導入された蒸気から湿分を分離する湿分分離エレメントと、前記蒸気入口から導入された蒸気を屈曲させるガイド面を有するフローガイドと、前記フローガイドにおける蒸気の流れ方向の下流側に設けられるドレンキャッチャと、を有することを特徴とするものである。

従って、蒸気は、蒸気入口から胴体内に流入され、湿分分離エレメントを通過することで湿分が分離され、この湿分が分離された蒸気は、蒸気出口から排出される。このとき、蒸気入口から胴体内に流入した蒸気は、フローガイドのガイド面により屈曲するように流れるが、蒸気に含まれる液滴は、その慣性力によりガイド面側を流れるように分離され、ドレンキャッチャにより捕集され、液滴が分離された蒸気は、スムースに湿分分離エレメントに流入する。そのため、蒸気に同伴する湿分を効率的に分離することで、エロージョンを抑制することができると共に、プラントの熱効率を向上することができる。

本発明の湿分分離器では、前記ガイド面は、湾曲形状をなすことを特徴としている。

従って、蒸気入口から胴体内に流入した蒸気は、フローガイドの湾曲形状をなすガイド面により湾曲するように流れ、蒸気に含まれる液滴がその慣性力によりガイド面側を流れるように分離され、ドレンキャッチャにより捕集される。そのため、蒸気の流れを乱すことなく、適正に蒸気に同伴する湿分を分離することができる。

本発明の湿分分離器では、前記ドレンキャッチャは、前記フローガイドの先端部に対向して配置されることを特徴としている。

従って、ドレンキャッチャがフローガイドの先端部に対向して配置されることで、蒸気から分離されてガイド面に沿って流れる液滴をドレンキャッチャにより適正に捕集することができる。

本発明の湿分分離器では、前記ドレンキャッチャは、前記フローガイドの先端部に対向する凹部を有することを特徴としている。

従って、ドレンキャッチャが凹部を有することで、捕集した液滴の再飛散を抑制することができる。

本発明の湿分分離器では、前記胴体における長手方向の端部に仕切壁により流入室が区画され、前記蒸気入口は、前記胴体における側部に前記流入室に貫通して配置され、前記ガイド面は、前記蒸気入口に対向して配置されることを特徴としている。

従って、胴体の端部に区画された流入室の側部に蒸気入口を貫通して配置し、ガイド面をこの蒸気入口に対向して配置することで、蒸気入口から胴体内に流入した蒸気をガイド面により適正に案内し、液滴をドレンキャッチャに導くことができる。

本発明の湿分分離器では、前記蒸気入口は、前記胴体における左右の側部に対向して配置され、前記ガイド面は、左右の前記蒸気入口に対向してそれぞれ配置されることを特徴としている。

従って、胴体における左右の側部に蒸気入口をそれぞれ対向して配置し、左右の蒸気入口に対向してそれぞれガイド面を配置することで、蒸気入口から胴体内に流入した蒸気をガイド面により適正に案内して液滴をドレンキャッチャに導く一方、蒸気を湿分分離エレメントに導くことができる。

本発明の湿分分離器では、左右の前記ガイド面は、先端部が合流し、この合流部に対向して前記ドレンキャッチャが鉛直方向に沿って配置されることを特徴としている。

従って、左右の前記ガイド面の先端部を合流させ、この合流部に対向してドレンキャッチャを鉛直方向に沿って配置することで、蒸気から分離されてガイド面に沿って流れる液滴をドレンキャッチャにより適正に捕集することができ、捕集した液滴を下方に流して液滴の再飛散を抑制することができる。

本発明の湿分分離器では、前記ドレンキャッチャは、下端部が前記胴体の底面部まで延出されることを特徴としている。

従って、ドレンキャッチャの下端部を胴体の底面部まで延出することで、捕集した液滴の再飛散を抑制しながら、適正に排出することができる。

本発明の湿分分離器では、前記胴体における長手方向の端部に仕切壁により流入室が区画され、前記蒸気入口は、前記胴体における端部に仕切壁に向って配置され、前記ガイド面は、前記蒸気入口に対向して配置されることを特徴としている。

従って、胴体の端部に区画された流入室の端部に蒸気入口を貫通して配置し、ガイド面をこの蒸気入口に対向して配置することで、蒸気入口から胴体内に流入した蒸気をガイド面により適正に案内し、液滴をドレンキャッチャに導くことができる。

本発明の湿分分離器では、前記ガイド面の先端部に対向して前記ドレンキャッチャが水平方向に沿って配置されることを特徴としている。

従って、ガイド面の先端部に対向してドレンキャッチャを水平方向に沿って配置することで、蒸気から分離されてガイド面に沿って流れる液滴をドレンキャッチャにより適正に捕集することができ、捕集した液滴を側方に流して液滴の再飛散を抑制することができる。

本発明の湿分分離器によれば、蒸気を屈曲させるガイド面を有するフローガイドを設けると共に、フローガイドにおける蒸気の流れ方向の下流側にドレンキャッチャを設けるので、蒸気に同伴する湿分を効率的に分離することで、エロージョンを抑制することができると共に、プラントの熱効率を向上することができる。

図１は、第１実施形態の湿分分離器を表す縦断面図である。 図２は、湿分分離器の蒸気流入部を表す概略側面図である。 図３は、湿分分離器の蒸気流入部を表す概略平面図である。 図４は、図２のIV−IV断面図である。 図５は、湿分分離器の内部を表す縦断面図である。 図６は、第２実施形態の湿分分離器の蒸気流入部を表す概略側面図である。 図７は、第３実施形態の湿分分離器の蒸気流入部を表す概略平面図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る湿分分離器の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。

［第１実施形態］
第１実施形態の湿分分離器は、加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）を有する原子力発電プラントに適用される。この原子力発電プラントは、原子炉格納容器内に配置される原子炉及び蒸気発生器と、蒸気タービン発電設備とを有している。

蒸気発生器は、蒸気タービンに連結されており、蒸気タービンは、高圧タービンと低圧タービンを有すると共に、発電機が接続されている。高圧タービンと低圧タービンは、その間に湿分分離器が設けられている。蒸気タービンは、復水器を有しており、復水器は、蒸気発生器に連結されている。

そのため、蒸気発生器は、原子炉で加熱された一次冷却材により二次冷却材を加熱することで蒸気を生成し、高圧タービンは、この蒸気により駆動する。湿分分離器は、高圧タービンで使用された蒸気に含まれる湿分を除去し、低圧タービンは、この再生された蒸気により駆動する。ここで蒸気タービンは、発電機による発電を行う。復水器は、蒸気タービンを駆動した蒸気を冷却した後、蒸気発生器に戻す。

ここで、第１実施形態の湿分分離器について説明する。図１は、第１実施形態の湿分分離器を表す縦断面図、図２は、湿分分離器の蒸気流入部を表す概略側面図、図３は、湿分分離器の蒸気流入部を表す概略平面図、図４は、図２のIV−IV断面図、図５は、湿分分離器の内部を表す縦断面図である。

第１実施形態の湿分分離器は、図１から図５に示すように、胴体１０と、湿分分離エレメント２０を有している。胴体１０は、横置きの中空円筒形状をなし、一端部（図１にて、左端部）が閉塞され、他端部（図１にて、右端部）に湿分を含む蒸気（低温再熱蒸気）を導入する蒸気入口１１が形成されている。また、胴体１０は、上部に湿分が分離されて加熱された蒸気（高温再熱蒸気）を排出する蒸気出口１２が形成される一方、下部に蒸気から分離された湿分（ドレン）を排出するドレン出口１３が形成されている。

胴体１０は、長手方向における一端部から加熱管群１４が挿通されている。この加熱管群１４は、胴体１０の外部に位置する蒸気室１５と、この蒸気室１５から胴体１０内に延出されたＵ字形状をなす複数の加熱管１６とから構成されている。この複数の加熱管１６は、胴体１０の内部に固定された一対の仕切壁１７，１８により支持されている。そして、蒸気室１５は、内部が上下に分割され、複数の加熱管１６の一端部が連結される上側の入口管台１５ａが蒸気発生器からの配管に連結される一方、複数の加熱管１６の他端部が連結される下側の出口管台１５ｂがドレン管を介してドレンタンクに連結されている。

また、胴体１０は、内部の下部に水平な第１支持板１９が固定され、この第１支持板１９の両側に左右一対の湿分分離エレメント２０が設けられており、この湿分分離エレメント２０は、蒸気が通過することで湿分を分離することができる。即ち、この湿分分離エレメント２０は、波形をなすセパレータベーン２１が所定間隔で多数積層された状態で、上下の支持枠２２，２３により支持されて構成されている。そして、下支持枠２３は、第１支持板１９の両側部に一体に固定されると共に、胴体１０の内壁面に固定されており、第１支持板１９の下方にドレン出口１３が設けられている。そして、下支持枠２３は、蒸気から分離した湿分（ドレン）を排出するドレン開口２４が形成されている。

湿分分離エレメント２０は、上部に左右一対の第２支持板２５が鉛直方向に沿って立設され、加熱管群１４の両側に鉛直方向に沿って上方に延出され、上端部が胴体１０に連結される一方、下端部が上支持枠２２に連結されている。そして、各第２支持板２５は、両側の上部に胴体１０との間に水平な第３支持板２６が架設され、両側の下部に胴体１０との間に胴体１０側に向けて下方に傾斜した第４支持板２７が架設されている。なお、第１、第２、第３、第４支持板１９，２５，２６，２７は、長手方向における各端部が仕切壁１７，１８に固定されている。また、加熱管群１４は、端部が仕切壁１８を貫通しており、この貫通した端部は、仕切壁１８に固定されたカバー２８により被覆されている。

そのため、胴体１０は、内部空間が、第２、第３、第４支持板２５，２６，２７により区画された加熱管群１４の両側に位置する蒸気通路Ｓ_１と、第１、第４支持板１９，２７及び湿分分離エレメント２０により区画された蒸気流動空間Ｓ_２と、第１、第２支持板１９，２５及び湿分分離エレメント２０により区画された蒸気排出空間Ｓ_３と、第１支持板１９及び湿分分離エレメント２０により区画されたドレン通路Ｓ_４とに区画されている。

また、胴体１０は、内部空間に仕切壁１８により蒸気流入室Ｓ_５が形成されており、この蒸気流入室Ｓ_５に蒸気入口１１が形成されると共に、蒸気通路Ｓ_１の一端部が仕切壁１８に形成された連通開口２９を介して連通している。なお、蒸気通路Ｓ₁は、他端部が仕切壁１７により閉塞されている。更に、第４支持板２７は、その長手方向に沿って複数の吹出口３０が形成されおり、蒸気通路Ｓ_１と蒸気流動空間Ｓ_２は、この複数の吹出口３０により連通されている。

また、本実施形態の湿分分離器は、蒸気入口１１から導入された蒸気を屈曲させるフローガイド３１と、フローガイド３１における蒸気の流れ方向の下流側に設けられるドレンキャッチャ３２とを有している。

胴体１０は、仕切壁１８により蒸気流入室Ｓ_５が形成されており、この蒸気流入室Ｓ_５における左右の側部に蒸気入口１１が対向するように設けられている。各蒸気入口１１は、胴体１０における鉛直方向の中間位置に位置し、胴体１０の左右の側部における同位置に設けられている。フローガイド３１は、各蒸気入口１１に対向する左右のガイド面３３，３４を有している。このガイド面３３，３４は、胴体１０の長手方向に向けて凹んだ湾曲形状をなし、鉛直方向に沿って所定高さを有している。

即ち、フローガイド３１のガイド面３３，３４は、基端部（図３にて、右端部）が胴体１０の内壁面に固定され、先端部（図３にて、左端部）が仕切壁１８側に延出し、先端が鋭角をもって合流している。そのため、ガイド面３３，３４は、各蒸気入口１１に対して凹状の湾曲面となっている。

ドレンキャッチャ３２は、フローガイド３１の先端部、つまり、ガイド面３３，３４の合流部３５に対向して仕切壁１８側に配置されている。ドレンキャッチャ３２は、ガイド面３３，３４の合流部３５と仕切壁１８との間に所定隙間をもって鉛直方向に沿って配置されており、上端部がフローガイド３１の先端部より若干高い位置まで延出され、下端部が胴体１０の内壁面（底面部）まで延出されて固定されている。

ドレンキャッチャ３２は、フローガイド３１の先端部（ガイド面３３，３４の合流部３５）に対向する凹部３６を有している。凹部３６は、水平方向に沿って湾曲した形状をなす。なお、本実施形態にて、ドレンキャッチャ３２をＵ字形断面形状に形成して凹部３６を設けたが、この構成に限定されるものではない。例えば、ドレンキャッチャを鉛直方向に沿う部材とし、フローガイド３１の先端部（ガイド面３３，３４の合流部３５）に対向する面に凹部３６を形成してもよい。また、凹部３６は、水平方向に沿って湾曲した形状に限らず、屈曲形状、コ字形状などであってもよい。更に、ドレンキャッチャは、フローガイド３１の先端部に対向する平板材であってもよい。

ここで、本実施形態の湿分分離器の作用について、説明する。

蒸気発生器で生成された加熱蒸気は、高圧タービンに送られると共に、湿分分離器に送られる。そして、高圧タービンを駆動した低温再熱蒸気は、この湿分分離器に送られ、ここで、蒸気に含まれる湿分が除去されると共に加熱されて高温再熱蒸気となり、低圧タービンに送られる。

この湿分分離器にて、蒸気発生器で生成された加熱蒸気は、蒸気室１５の入口管台１５ａから加熱管群１４に供給され、胴体１０内に配設された複数の加熱管１６を通って蒸気室１５に戻され、出口管台１５ｂからドレンとして排出される。

一方、高圧タービンからの低温再熱蒸気は、蒸気入口１１から蒸気流入室Ｓ_５を介して蒸気通路Ｓ_１内に供給され、多数の吹出口３０から胴体１０の蒸気流動空間Ｓ_２へ吹き出される。この胴体１０の蒸気流動空間Ｓ_２内に吹き出された蒸気は、内壁面に沿って各湿分分離エレメント２０に案内される。すると、この湿分分離エレメント２０は、蒸気が波形をなす複数のセパレータベーン２１の間を通過するとき、この蒸気に含まれる湿分がセパレータベーン２１に衝突することで、ドレンとなって分離することができる。

そして、湿分分離エレメント２０により湿分が分離された蒸気は、左右の第２支持板２５により区画された蒸気排出空間Ｓ_３を通って上昇し、複数の加熱管１６の間を通過する際に、各加熱管１６内を通る加熱蒸気により加熱され、高温再熱蒸気となって蒸気出口１２から排出される。一方、湿分分離エレメント２０で蒸気から分離された湿分（ドレン）は、ドレン開口２４を通ってドレン通路Ｓ_４に流下し、ドレン出口１３から外部に排出される。

このとき、左右の蒸気入口１１から蒸気流入室Ｓ_５に導入された蒸気は、フローガイド３１の左右のガイド面３３，３４により湿分分離エレメント２０に向けて９０度屈曲するように湾曲して流れる。すると、蒸気に含まれる液滴は、蒸気の粒子より大径であることから、慣性力によりガイド面３３，３４に近い表面側を流れ、または、接触して分離され、下流側に配置されたドレンキャッチャ３２の凹部３６により捕集される。ドレンキャッチャ３２により捕集された液滴は、凹部３６内を下方に流れ、仕切壁１８に形成されたドレン孔（図示略）を通してドレン通路Ｓ_４に流れ、ドレン出口１３から外部に排出される。

このように第１実施形態の湿分分離器にあっては、中空形状をなして長手方向の端部に蒸気入口１１が設けられると共に上部に蒸気出口１２が設けられる胴体１０と、胴体１０内に設けられて蒸気入口１１から導入された蒸気から湿分を分離する湿分分離エレメント２０と、蒸気入口１１から導入された蒸気を屈曲させるガイド面３３，３４を有するフローガイド３１と、フローガイド３１における蒸気の流れ方向の下流側に設けられるドレンキャッチャ３２とを設けている。

従って、蒸気入口１１から胴体１０内に流入した蒸気は、フローガイド３１により屈曲するように流れ、蒸気に含まれる液滴がその慣性力によりガイド面３３，３４側を流れるように分離され、ドレンキャッチャ３２により捕集され、液滴が分離された蒸気がスムースに湿分分離エレメント２０に流入する。そのため、蒸気に同伴する湿分を効率的に分離することで、エロージョンを抑制することができると共に、プラントの熱効率を向上することができる。

第１実施形態の湿分分離器では、ガイド面３３，３４を湾曲形状としている。従って、蒸気入口１１から胴体１０内に流入した蒸気は、湾曲形状をなすガイド面３３，３４により湾曲するように流れ、蒸気に含まれる液滴がその慣性力により分離され、ドレンキャッチャ３２により捕集される。そのため、蒸気の流れを乱すことなく、適正に蒸気に同伴する湿分を分離することができる。

第１実施形態の湿分分離器では、ドレンキャッチャ３２をフローガイド３１の先端部に対向して配置している。従って、蒸気から分離されてガイド面３３，３４に沿って流れる液滴をドレンキャッチャ３２により適正に捕集することができる。

第１実施形態の湿分分離器では、フローガイド３１の先端部に対向するドレンキャッチャ３２に凹部３６を設けている。従って、ドレンキャッチャ３２の凹部３６により捕集した液滴の再飛散を抑制することができる。

第１実施形態の湿分分離器では、胴体１０における長手方向の端部に仕切壁１８により流入室Ｓ_５を区画し、蒸気入口１１を流入室Ｓ_５に貫通して配置し、ガイド面３３，３４を蒸気入口１１に対向して配置している。従って蒸気入口１１から胴体１０内に流入した蒸気をガイド面３３，３４により適正に案内し、液滴をドレンキャッチャ３２に導くことができる。

第１実施形態の湿分分離器では、蒸気入口１１を胴体１０における左右の側部に対向して配置し、ガイド面３３，３４を左右の蒸気入口１１に対向してそれぞれ配置している。従って、蒸気入口１１から胴体１０内に流入した蒸気をガイド面３３，３４により適正に案内して液滴をドレンキャッチャ３２に導く一方、蒸気を湿分分離エレメント２０に導くことができる。

第１実施形態の湿分分離器では、左右のガイド面３３，３４の先端部を合流し、この合流部３５に対向してドレンキャッチャ３２を鉛直方向に沿って配置している。従って、蒸気から分離されてガイド面３３，３４に沿って流れる液滴をドレンキャッチャ３２により適正に捕集することができ、捕集した液滴を下方に流して液滴の再飛散を抑制することができる。

第１実施形態の湿分分離器では、ドレンキャッチャ３２の下端部を胴体１０の底面部まで延出している。従って、ドレンキャッチャ３２が捕集した液滴の再飛散を抑制しながら、適正に胴部１０の外部に排出することができる。

［第２実施形態］
図６は、第２実施形態の湿分分離器の蒸気流入部を表す概略側面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

第２実施形態の湿分分離器は、図６に示すように、胴体１０と、湿分分離エレメント２０を有している。胴体１０は、仕切壁１８により蒸気流入室Ｓ_５が形成されており、この蒸気流入室Ｓ_５における端部に仕切壁１８に対向するように蒸気入口４１が設けられている。蒸気入口４１は、胴体１０における鉛直方向の中間位置に位置している。

また、湿分分離器は、蒸気入口４１から導入された蒸気を屈曲させるフローガイド４２と、フローガイド４２における蒸気の流れ方向の下流側に設けられるドレンキャッチャ４３とを有している。フローガイド４２は、蒸気入口４１に対向するガイド面４４を有している。このガイド面４４は、胴体１０の長手方向に向けて凹んだ湾曲形状をなし、水平方向に沿って所定幅を有している。

即ち、フローガイド４２のガイド面４４は、基端部（図６にて、右端部）が胴体１０における蒸気入口４１近傍の内壁面に固定され、先端部（図６にて、左端部）が仕切壁１８側に延出し、先端が加熱管群１４の端部（カバー２８）の下方に位置している。そのため、ガイド面４４は、蒸気入口４１に対して凹状の湾曲面となっている。

ドレンキャッチャ４３は、フローガイド４２の先端部、つまり、ガイド面４４の先端部に対向して仕切壁１８側に配置されている。ドレンキャッチャ４３は、ガイド面４４の先端部と仕切壁１８との間に所定隙間をもって鉛直方向に沿って配置されており、左右の端部が胴体１０の内壁面まで延出されて固定されている。

ドレンキャッチャ４３は、フローガイド４２の先端部（ガイド面４４の先端部）に対向する凹部４５を有している。凹部４５は、鉛直方向に沿って湾曲した形状をなす。なお、ドレンキャッチャ４３は、水平方向に沿って配置されているが、長手方向の中間部の高さに対して長手方向の各端部、つまり、胴体１０の内壁面に固定されている端部の高さが低くなるように傾斜して設けることが望ましい。

そのため、蒸気入口４１から蒸気流入室Ｓ_５に導入された蒸気は、フローガイド４２のガイド面４４により湿分分離エレメント２０に向けて下方へ屈曲するように湾曲して流れる。すると、蒸気に含まれる液滴は、蒸気の粒子より大径であることから、慣性力によりガイド面４４に近い表面側を流れ、または、接触して分離され、下流側に配置されたドレンキャッチャ４３の凹部４５により捕集される。ドレンキャッチャ４３により捕集された液滴は、凹部４５内を水平方向の左右に流れた後、仕切壁１８を伝って下方に流れ、ドレン孔（図示略）を通してドレン通路Ｓ_４に流れ、ドレン出口１３から外部に排出される。

このように第２実施形態の湿分分離器にあっては、胴体１０における端部を仕切壁１８により区画した蒸気流入室Ｓ_５の端部に蒸気入口４１を配置し、蒸気入口４１から導入された蒸気を屈曲させるガイド面４４を有するフローガイド４２と、フローガイド４２における蒸気の流れ方向の下流側に設けられるドレンキャッチャ４３とを設けている。

従って、蒸気入口４１から蒸気流入室Ｓ_５に流入した蒸気は、フローガイド４２により屈曲するように流れ、蒸気に含まれる液滴がその慣性力によりガイド面４４側を流れるように分離され、ドレンキャッチャ４３により捕集され、液滴が分離された蒸気がスムースに湿分分離エレメント２０に流入する。そのため、蒸気に同伴する湿分を効率的に分離することで、エロージョンを抑制することができると共に、プラントの熱効率を向上することができる。

第２実施形態の湿分分離器では、蒸気流入室Ｓ_５の端部に蒸気入口４１を配置し、蒸気入口４１に対向してフローガイド４２のガイド面４４を配置すると共に、ガイド面４４の先端部に対向してドレンキャッチャ４３を水平方向に沿って配置している。従って、蒸気入口４１から胴体１０内に流入した蒸気をガイド面４４により適正に案内し、液滴をドレンキャッチャ４３に導くことができる。また、蒸気から分離されてガイド面４４に沿って流れる液滴をドレンキャッチャ４３により適正に捕集することができ、捕集した液滴を側方に流して液滴の再飛散を抑制することができる。

［第３実施形態］
図７は、第３実施形態の湿分分離器の蒸気流入部を表す概略平面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

第３実施形態の湿分分離器は、図７に示すように、胴体１０と、湿分分離エレメント２０（図１参照）を有している。胴体１０は、仕切壁１８により蒸気流入室Ｓ_５が形成されており、この蒸気流入室Ｓ_５に対して蒸気入口１１，４１が設けられている。蒸気入口１１は、胴体１０における蒸気流入室Ｓ_５の一方の側部に設けられ、蒸気入口４１は、胴体１０における蒸気流入室Ｓ_５の端部に設けられている。

また、湿分分離器は、蒸気入口４１から導入された蒸気を屈曲させるフローガイド５１と、フローガイド５１における蒸気の流れ方向の下流側に設けられるドレンキャッチャ５２とを有している。フローガイド５１は、蒸気入口１１，４１に対向するガイド面５３，５４を有している。このガイド面５３，５４は、胴体１０の長手方向に向けて凹んだ湾曲形状をなし、鉛直方向に沿って所定高さを有している。

即ち、フローガイド５１のガイド面５３，５４は、基端部（図７にて、右端部）が胴体１０における蒸気入口１１，４１近傍の内壁面に固定され、先端部（図７にて、左端部）が仕切壁１８側に延出し、先端が鋭角をもって合流している。そのため、ガイド面５３，５４は、各蒸気入口１１，４１に対して凹状の湾曲面となっている。

ドレンキャッチャ５２は、フローガイド５１の先端部、つまり、ガイド面５３，５４の合流部５５に対向して仕切壁１８側に配置されている。ドレンキャッチャ５２は、ガイド面５３，５４の合流部５５と仕切壁１８との間に所定隙間をもって鉛直方向に沿って配置されており、上端部がフローガイド５１の先端部より若干高い位置まで延出され、下端部が胴体１０の内壁面（底面部）まで延出されて固定されている。

ドレンキャッチャ５２は、フローガイド５１の先端部（ガイド面５３，５４の合流部５５）に対向する凹部５６を有している。凹部５６は、水平方向に沿って湾曲した形状をなす。

そのため、蒸気入口１１，４１から蒸気流入室Ｓ_５に導入された蒸気は、フローガイド５１のガイド面５３，５４により湿分分離エレメント２０に向けて屈曲するように湾曲して流れる。すると、蒸気に含まれる液滴は、蒸気の粒子より大径であることから、慣性力によりガイド面５３，５４に近い表面側を流れ、または、接触して分離され、下流側に配置されたドレンキャッチャ５２の凹部５６により捕集される。ドレンキャッチャ５２により捕集された液滴は、凹部５６内を下方に流れ、仕切壁１８に形成されたドレン孔（図示略）を通してドレン通路Ｓ_４に流れ、ドレン出口１３から外部に排出される。

このように第３実施形態の湿分分離器にあっては、胴体１０における端部を仕切壁１８により区画した蒸気流入室Ｓ_５の側部と端部に蒸気入口１１，４１を配置し、蒸気入口１１，４１から導入された蒸気を屈曲させるガイド面５３，５４を有するフローガイド５１と、フローガイド５１における蒸気の流れ方向の下流側に設けられるドレンキャッチャ５２とを設けている。

従って、蒸気入口１１，４１から蒸気流入室Ｓ_５に流入した蒸気は、フローガイド５１により屈曲するように流れ、蒸気に含まれる液滴がその慣性力によりガイド面５３，５４側を流れるように分離され、ドレンキャッチャ５２により捕集され、液滴が分離された蒸気がスムースに湿分分離エレメント２０に流入する。そのため、蒸気に同伴する湿分を効率的に分離することで、エロージョンを抑制することができると共に、プラントの熱効率を向上することができる。

なお、上述した実施形態にて、胴体１０の側部や端部に蒸気入口１１，４１を設けたが、その位置は、各実施形態に限定されるものではなく、内部構造や周辺構造に応じて適宜設定すればよいものであり、その数も１個または２個ではなく、３個以上設けてもよいものである。

また、上述した実施形態にて、フローガイド３１，４２，５１を湾曲形状としたが、複数の平面を組み合わせた屈曲形状としてもよい。

１０ 胴体
１１，４１ 蒸気入口
１２ 蒸気出口
１３ ドレン出口
１４ 加熱管群
１５ 蒸気室
１６ 加熱管
１７，１８ 仕切壁
１９ 第１支持板
２０ 湿分分離エレメント
２１ セパレータベーン
２２ 上支持枠
２３ 下支持枠
２４ ドレン開口
２５ 第２支持板
２６ 第３支持板
２７ 第４支持板
２８ カバー
２９ 連通開口
３０ 吹出口
３１，４２，５１ フローガイド
３２，４３，５２ ドレンキャッチャ
３３，３４，４４，５３，５４ ガイド面
３５，５５ 合流部
３６，４５，５６ 凹部
Ｓ_１ 蒸気通路
Ｓ_２ 蒸気流動空間
Ｓ_３ 蒸気排出空間
Ｓ_４ ドレン通路
Ｓ_５ 蒸気流入室

Claims (8)

1. 中空形状をなして長手方向の端部に蒸気入口が設けられると共に上部に蒸気出口が設けられる胴体と、
   前記胴体内に設けられて前記蒸気入口から導入された蒸気から湿分を分離する湿分分離エレメントと、
   鉛直方向に沿って設けられて前記蒸気入口から導入された蒸気を屈曲させるガイド面を有するフローガイドと、
   前記フローガイドにおける蒸気の流れ方向の下流側に鉛直方向に沿って設けられるドレンキャッチャと、
   を有することを特徴とする湿分分離器。
2. 前記ガイド面は、湾曲形状をなすことを特徴とする請求項１に記載の湿分分離器。
3. 前記ドレンキャッチャは、前記フローガイドの先端部に対向して配置されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の湿分分離器。
4. 前記ドレンキャッチャは、前記フローガイドの先端部に対向する凹部を有することを特徴とする請求項３に記載の湿分分離器。
5. 前記胴体における長手方向の端部に仕切壁により流入室が区画され、前記蒸気入口は、前記胴体における側部に前記流入室に貫通して配置され、前記ガイド面は、前記蒸気入口に対向して配置されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の湿分分離器。
6. 前記蒸気入口は、前記胴体における左右の側部に対向して配置され、前記ガイド面は、左右の前記蒸気入口に対向してそれぞれ配置されることを特徴とする請求項５に記載の湿分分離器。
7. 左右の前記ガイド面は、先端部が合流し、この合流部に対向して前記ドレンキャッチャが鉛直方向に沿って配置されることを特徴とする請求項６に記載の湿分分離器。
8. 前記ドレンキャッチャは、下端部が前記胴体の底面部まで延出されることを特徴とする請求項７に記載の湿分分離器。

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