JP6431383B2 - フラッシュボックス及びそれを備える復水器 - Google Patents

Description

本発明の実施の形態は、フラッシュボックス及びそれを備える復水器に関する。

蒸気タービンが設置される火力発電所や原子力発電所では、一般的に、復水器が設けられている。復水器は、蒸気タービンから排出される蒸気を冷却水によって凝縮させて復水とする装置である。このような復水器によって凝縮された復水は、一般的に、加熱器に送られて加熱された後、ボイラに供給される。その後、復水は、ボイラによってさらに加熱されて蒸気にされる。その後、復水から気化した蒸気は、蒸気タービンに再び供給されて、蒸気タービンを回転させる。

上記のような系統中における加熱器には、一般的に、蒸気タービンに供給されるタービン蒸気の一部が抽気蒸気として供給され、この抽気蒸気が復水の加熱のために用いられる。加熱器に供給された前記抽気蒸気は、復水の加熱後に凝縮されることにより、液体となる。この液体は、一般的に、ヒータドレンと呼ばれている。このようなヒータドレンが生じる場合、ヒータドレンは、復水器に流入する場合もある。また、火力発電所ではボイラからのドレンが、復水器に流入することがある。

上記のようなヒータドレンは、溶存酸素を多く含むことが知られている。このような溶存酸素が多く含まれたままヒータドレンが復水に混合されると、溶存酸素に起因して系統内の各機器に腐食が生じる場合がある。そのため、復水器には、ヒータドレンに含まれる溶存酸素を脱気するために、フラッシュボックスが設けられることがある。フラッシュボックスは、その内部空間の飽和温度がヒータドレンの温度よりも低く、高温で高圧なヒータドレンを、その内部空間で膨張させることができる。これにより、ヒータドレンから溶存酸素を含む蒸気（フラッシュ蒸気）を放出させて、脱気することができる。すなわち、ヒータドレンをフラッシュ（蒸発）させて、ヒータドレンから、蒸気と共に溶存酸素を放出することができる。このようなフラッシュボックスは、一般的に、タービン蒸気を凝縮させるための復水器の筐体（復水器本体）とは別体に設けられ、復水器本体の外壁面に設けられている。また、復水器では、ボイラからのドレンをフラッシュボックスに流入させた後に、復水器本体内にドレンを流入させる場合もある。この場合、フラッシュボックスは、高温のドレンの温度を低下させて復水器本体内に流入させる。これにより、復水器本体の熱変形等の損傷を防ぐ。なお、フラッシュボックスには、ヒータドレンおよびボイラからのドレンが流入する場合もある。

フラッシュボックスに関連する技術としては、例えば、フラッシュボックスに逆凹型のヒータドレン流路を設ける構成等が知られている。この構成によれば、脱気の効率化を図ることが可能である。

特許第５１９７６０２号公報

ところで、ヒータドレンやボイラからの高温のドレン（以下、ドレン）は、高エネルギー流体であり、高温で高圧である。そのため、フラッシュボックスが復水器に適用される場合において、ドレンが高温のままフラッシュボックスに流入すると、フラッシュボックスの筐体等の温度が上昇することにより、筐体等に熱応力が生じて損傷が生じ得るという問題がある。

このような問題を解消する対策として、例えば、復水器及びフラッシュボックスとは別に設けた減温器によりドレンを減温させた後に、フラッシュボックスに流入させるという、構成が採用され得る。しかしながら、この構成は、減温器の設置スペースの確保や、減温器に供給する冷却水用の配管の設置等により、系統の構成や配置が複雑になり得るという問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構造で、支障なく高エネルギー流体であるドレンの流入を許容することができるフラッシュボックス及びそれを備える復水器を提供することを目的とする。

実施の形態によるフラッシュボックスは、蒸気タービンから排出される蒸気を、その内部空間で凝縮させる復水器の復水器本体に隣り合うように設けられ、導入されるドレンをフラッシュさせるフラッシュボックスである。このフラッシュボックスは、ボックス本体と、前記ボックス本体の内部空間に配置され、前記ボックス本体の内部空間に前記ドレンを導入するドレン導入部と、前記ボックス本体と前記ドレン導入部との間に配置される遮熱部材と、を備えている。

また、実施の形態による復水器は、蒸気タービンから排出される蒸気を、その内部空間で凝縮させる復水器本体と、この復水器本体に隣り合うように設けられる前記のフラッシュボックスと、を備えている。

第１の実施の形態によるフラッシュボックスを備える復水器が設置された発電システムの一例の概略系統図である。 第１の実施の形態によるフラッシュボックスを備える復水器の上面図である。 図２のIII−III線に沿う断面図である。 （Ａ）は、図３に示されるＺ領域で囲まれるフラッシュボックスの断面図であり、（Ｂ）は、図４（Ａ）のIV−IV線に沿うフラッシュボックスの断面図であり、（Ｃ）は、フラッシュボックスに設けられる遮熱部材の横断面形状を示した図である。 第２の実施の形態を説明する断面図であり、（Ａ）は、図３に示されるＺ領域に対応する第２の実施の形態によるフラッシュボックスの断面図であり、（Ｂ）は、図５（Ａ）のV−V線に沿うフラッシュボックスの断面図である。 第３の実施の形態を説明する断面図であり、（Ａ）は、図３に示されるＺ領域に対応する第３の実施の形態によるフラッシュボックスの断面図であり、（Ｂ）は、図６（Ａ）のVI−VI線に沿う断面図である。 第４の実施の形態を説明する断面図であり、図３に示されるＺ領域に対応する第４の実施の形態によるフラッシュボックスの断面図である。 第５の実施の形態を説明する断面図であり、図３に示されるＺ領域に対応する第５の実施の形態によるフラッシュボックスの断面図である。 （Ａ），（Ｂ）は、第５の実施の形態の変形例を説明する図である。 第１乃至第５の実施の形態の遮熱部材の変形例を説明する図である。

以下に、添付の図面を参照して、各実施の形態を詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図１には、第１の実施の形態によるフラッシュボックス１０を備える復水器１００が設置された発電システムの一例の概略系統図が示されている。図１に示す発電システムでは、蒸気タービン１にタービン蒸気Ｓ１が供給されることで、蒸気タービン１が回転し、蒸気タービン１の回転が回転軸２を介して発電機３に伝達される。これにより、発電機３が回転して発電が行われるようになっている。

このような発電システムにおいて、一例として、本実施の形態による復水器１００は、蒸気タービン１から排出された排気蒸気Ｓ２を冷却水によって凝縮して復水Ｗとするために設置されている。図１に示すように、本実施の形態による復水器１００は、復水器本体１０１と、フラッシュボックス１０と、を備えており、図示の発電システムにおいては、このうちの復水器本体１０１に排気蒸気Ｓ２が流入するようになっている。ここで、復水器本体１０１は、蒸気タービン１からの排気蒸気Ｓ２が流入し凝縮する内部空間を形成する筐体部分を意味する。

また、図示の発電システムは、復水器本体１０１において凝縮された復水Ｗが加熱器４に流入すると共に、この加熱器４に、蒸気タービン１に供給されるタービン蒸気Ｓ１の一部が抽気蒸気Ｓ３として供給されるようになっている。この加熱器４においては、抽気蒸気Ｓ３が復水Ｗの加熱のために用いられ、抽気蒸気Ｓ３は、復水Ｗの加熱後に凝縮されることにより、液体であるヒータドレンＤとされる。この例において、前記フラッシュボックス１０は、加熱器４から排出されるヒータドレンＤに含まれる溶存酸素を脱気して排出するために設置されている。

以下、本実施の形態によるフラッシュボックス１０を備える復水器１００について詳述する。図２は、復水器１００の上面図を示し、図３は、図２のIII−III線に沿う断面図を示している。なお、図３では、説明の便宜のために、フラッシュボックス１０の断面が概略的に示されている。

図２及び図３に示すように、本実施の形態による復水器１００は、前述した復水器本体１０１と、フラッシュボックス１０と、を備えており、フラッシュボックス１０は、復水器本体１０１に隣り合うようにして設けられている。復水器本体１０１には、水室１０２が設けられている。この水室１０２は、復水器本体１０１内に流入する排気蒸気Ｓ２（図１参照）を冷却するための冷却水を、復水器本体１０１内に配置される後述する細管群１０３に供給すると共に、細管群１０３を通過した冷却水を排出するための部材である。これら水室１０２及び細管群１０３の詳細については、後述する。

本実施の形態の復水器本体１０１は、上側に配置される上側部１０１Ｕと、上側部１０１Ｕの下部に接続された下側部１０１Ｄと、を有しており、このうち、上側部１０１Ｕは、蒸気タービン１が排出する排気蒸気Ｓ２を下側部１０１Ｄに向けて通過させるための流路を形成している。また、下側部１０１Ｄは、上側部１０１Ｕを通過した排気蒸気Ｓ２を凝縮させる内部空間を形成している。

下側部１０１Ｄは、横断面視で長方形状を有すると共に上下方向に延びる箱状に形成されている。詳しくは、下側部１０１Ｄは、互いに対向すると共に互いに沿って延びる一対の第１壁部１１１Ａと、互いに対向すると共に互いに沿って延びる一対の第２壁部１１１Ｂと、を有している。一対の第１壁部１１１Ａの一方の端部間が一対の第２壁部１１１Ｂのうちの一方によって連結され、一対の第１壁部１１１Ａの他方の端部間が一対の第２壁部１１１Ｂのうちの他方によって連結されている。

下側部１０１Ｄのうちの一対の第１壁部１１１Ａの外壁面に、前述した水室１０２が設けられており、水室１０２は、流入側水室１０２Ａと、流出側水室１０２Ｂと、を有している。このうち、流入側水室１０２Ａが、一対の第１壁部１１１Ａのうちの一方の外壁面に設けられ、流出側水室１０２Ｂが、一対の第１壁部１１１Ａのうちの他方の外壁面に設けられている。これら流入側水室１０２Ａ及び流出側水室１０２Ｂは、下側部１０１Ｄを挟んで互いに対向するように配置されている。本実施の形態では、このような水室１０２が、一対の第１壁部１１１Ａの外壁面に、一例として２組設けられている。

図３には、復水器本体１０１内に配置される、前述した細管群１０３が概略的に示されている。細管群１０３は、流入側水室１０２Ａと流出側水室１０２Ｂとの間に架設され、下側部１０１Ｄを貫通するように配置されている。水室１０２では、流入側水室１０２Ａに流入した冷却水を細管群１０３に供給するようになっている。また、流出側水室１０２Ｂは、細管群１０３を通過した冷却水を排出するようになっている。

これにより、復水器本体１０１では、下側部１０１Ｄの内部空間に流入した排気蒸気Ｓ２を、細管群１０３を通過する冷却水によって冷却して凝縮することにより、復水Ｗとすることが可能となっている。なお、細管群１１１Ｃを通過させる冷却水としては、一般的に、海水が用いられるが、その他の冷却水が用いられても構わない。

一方で、本実施の形態において、フラッシュボックス１０は、下側部１０１Ｄのうちの一対の第２壁部１１１Ｂの外壁面のそれぞれに隣り合うようにして設けられている。なお、図２及び図３において、符号１０４は、図１に示した加熱器４から排出されるヒータドレンＤをフラッシュボックス１０内に流入させるための複数の配管１０４を示している。これら配管１０４は、フラッシュボックス１０に設けられる後述するドレン導入部１２を有するドレン管１３（図４参照）に接続される。配管１０４からドレン管１３にヒータドレンＤが供給されることで、フラッシュボックス１０の内部空間にヒータドレンＤを導入することが可能となっている。

以下、フラッシュボックス１０について詳述する。

図４（Ａ）は、図３に示されるＺ領域で囲まれるフラッシュボックス１０の詳細な断面図を示し、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のIV−IV線に沿うフラッシュボックス１０の断面図を示している。また、図４（Ｃ）は、フラッシュボックス１０に設けられる後述する遮熱部材１４の横断面形状を示している。

図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、本実施の形態のフラッシュボックス１０は、ボックス本体１１と、ボックス本体１１の内部空間に配置され、ボックス本体１１の内部空間にヒータドレンＤを導入するドレン導入部１２を有するドレン管（ドレン部材）１３と、ボックス本体１１とドレン導入部１２との間に配置される遮熱部材１４と、を備えている

本実施の形態のボックス本体１１は、横断面視で長方形状を有して上下方向に延びる側壁部２１と、側壁部２１の下端部を閉塞する矩形状の底壁部２２と、側壁部２１の上端部を閉塞する矩形状の頂壁部２３と、を有している。これら側壁部２１、底壁部２２及び頂壁部２３はそれぞれ、例えば、炭素鋼等により形成されている。

図３及び図４（Ａ）に示すように、ボックス本体１１の縦断面形状は、全体として、復水器本体１０１の下側部１０１Ｄのうちの第２壁部１１１Ｂに沿って長尺に延びる長方形状に形成されている。また、図２を参照し、ボックス本体１１のうちの側壁部２１の横断面形状は、復水器本体１０１の下側部１０１Ｄのうちの第２壁部１１１Ｂに沿って長尺に延びる長方形状に形成されている。以下では、説明の便宜上、側壁部２１の横断面視において、側壁部２１が長尺に延びる長手方向を幅方向と呼び、側壁部２１の長手方向に直交する短手方向のことを厚さ方向と呼ぶ。

図４（Ａ）に示すように、本実施の形態においては、側壁部２１において厚さ方向で対向する壁部の間に複数の補強部材２４が跨がって設けられている。これにより、ボックス本体１１の剛性が確保されている。補強部材２４は、図示の例では、パイプ材からなり、一方の端部が、側壁部２１において厚さ方向で対向する壁部のうちの一方に接合され、他方の端部が、側壁部２１において厚さ方向で対向する壁部のうちの他方に接合されている。

詳しくは、図４（Ｂ）に示すように、複数の補強部材２４は、上下方向に間隔を空けて並ぶと共に、側壁２１の幅方向に間隔を空けて並ぶように設けられている。より詳しくは、上下方向に並んだ補強部材２４の列は、隣接する補強部材２４の列に平行に位置しており、側壁２１の幅方向に並んだ補強部材２４の行は、隣接する補強部材２４の行に平行に位置している。

本実施の形態のドレン導入部１２を有するドレン管１３は、ボックス本体１１の側壁部２１を外側から貫通する状態で複数設けられており、それぞれが補強部材２４に沿って延びている。詳しくは、各ドレン管１３は、ボックス本体１１の側壁部２１における厚さ方向で対向する壁部のうちの復水器本体１０１側とは反対側の壁部を貫通している。ドレン管１３の一端部は、外側に露出し、前述した配管１０４と接続されるようになっている。また、ドレン管１３の他端部は、厚さ方向で対向する壁部のうちの復水器本体１０１側の壁部の内壁面に接合されている。

図４（Ｂ）に示すように、複数のドレン管１３は、上下方向に間隔を空けて並ぶと共に、側壁２１の幅方向に間隔を空けて並ぶように設けられている。詳しくは、上下方向に並んだドレン管１３の列は、隣接するドレン管１３の列に平行に位置しており、側壁２１の幅方向に並んだドレン管１３の行は、隣接するドレン管１３の行に平行に位置している。さらに、図示の例において、ドレン管１３は、上下方向で隣接する補強部材２４の間に位置するように設けられている。

また、このドレン管１３は、ボックス本体１１の底壁部２２側にヒータドレンＤが貯留された際に、ヒータドレンＤの液面からドレン導入部１２が上方に離れる位置に配置されている。これは、ドレン管１３のドレン導入部１２からヒータドレンＤが導入された際に、ヒータドレンＤが、既にボックス本体１１の底壁部２２側に貯留されたヒータドレンＤ内に直接的に導入されてしまうと、ヒータドレンＤから放出される溶存酸素を含む蒸気（フラッシュ蒸気）が、ヒータドレンＤから放出され難くなるからである。

そして、本実施の形態において、ドレン管１３におけるドレン導入部１２は、ドレン管１３のうちのボックス本体１１の内部に挿入された部分における両端部間に位置する中間部に設けられている。本実施の形態のドレン導入部１２は、下方に向けて開放する開口（孔）として構成されており、各ドレン管１３において複数形成されている。これにより、本実施の形態では、ドレン管１３の一端部から流入され、ドレン管１３の内部を通過したヒータドレンＤが、ドレン導入部１２から下方向に向けて導入されるようになっている。

次に、図４（Ｃ）には、本実施の形態の遮熱部材１４の横断面形状が示されている。図４（Ａ）〜図４（Ｃ）に示すように、本実施の形態の遮熱部材１４は、横断面視で長方形状を有し上下方向に延びるように形成され、その上端部及び下端部は開放している。遮熱部材１４の横断面形状は、復水器本体１０１の下側部１０１Ｄのうちの第２壁部１１１Ｂに沿って長尺に延びる長方形状に形成されている。なお、前述のボックス本体１１と同様に、以下では、説明の便宜上、遮熱部材１４の横断面視において、遮熱部材１４が長尺に延びる長手方向を幅方向と呼び、遮熱部材１４の長手方向に直交する短手方向のことを厚さ方向と呼ぶ。

この遮熱部材１４は、ドレン導入部１２を横断面視で四方から囲むと共に、ボックス本体１１の側壁部２１の全体を内側から覆うように設けられている。ここで、遮熱部材１４とボックス本体１１の側壁部２１との間には、５０ｍｍ以上の隙間が設けられることが好ましい。また、この遮熱部材１４は、例えば、炭素鋼等により形成されている。前述したようにボックス本体１１も炭素鋼等により形成されているが、遮熱部材１４の材質としては、ボックス本体１１の材質よりも耐熱性に優れた部材を用いることが好ましい。

また、本実施の形態においては、遮熱部材１４のうちの厚さ方向に対向する壁部のそれぞれに、補強部材２４を貫通させる複数の貫通孔及びドレン管１３を貫通させる複数の貫通孔が設けられている。これらの貫通孔に補強部材２４及びドレン管１３が貫通して、少なくとも補強部材２４が遮熱部材１４の荷重を支持する。これにより、遮熱部材１４が、補強部材２４に固定支持されている。

一方で、本実施の形態では、ボックス本体１１の上部側に、ドレン管１３から導入される、溶存酸素を含むヒータドレンＤから脱気された酸素を排出する脱気酸素排出部２６が設けられている。また、ボックス本体１１の下部側に、ドレン管１３から導入されるヒータドレンＤを、復水器本体１０１の内部空間に排出するドレン排出部２７が設けられている。

脱気酸素排出部２６は、ヒータドレンＤから脱気された酸素をボックス本体１１の内部空間に配置した受け入れ部２６Ａに流入させて、復水器本体１０１の内部空間における気相部に排出する。また、ドレン排出部２７は、ボックス本体１１の底壁部２２側に貯留されたヒータドレンＤを、ボックス本体１１の内部空間に配置した受け入れ部２７Ａに流入させて復水器本体１０１の内部空間に排出する。ここで、ボックス本体１１の底壁部２２側にヒータドレンＤが貯留された際には、その液面は、ドレン排出部２７の受け入れ部２７Ａの上端近傍まで至り得る。したがって、ドレン管１３及びドレン導入部１２は、ドレン排出部２７の受け入れ部２７Ａよりも上方に配置されることが好ましい。

次に、以上に説明した構成を備える第１の実施の形態の作用について説明する。

本実施の形態による復水器１００によれば、図１に示した発電システムが運転された際に、蒸気タービン１から排出された排気蒸気Ｓ２が復水器本体１０１に流入する。この際、復水器本体１０１の内部空間に流入した排気蒸気Ｓ２は、冷却水によって凝縮されて復水Ｗとなる。復水器本体１０１によって凝縮された復水Ｗは、加熱器４に流入すると共に、この加熱器４には、蒸気タービン１に供給されるタービン蒸気Ｓ１の一部が抽気蒸気Ｓ３として供給される。そして、加熱器４が抽気蒸気Ｓ３によって復水Ｗを加熱する。これにより、抽気蒸気Ｓ３は、復水Ｗの加熱後に凝縮されることにより、液体であるヒータドレンＤとされる。このヒータドレンＤは、配管１０４及びドレン管１３を介して、ドレン導入部１２からフラッシュボックス１０の内部空間に導入される。

本実施の形態では、ドレン導入部１２とボックス本体１１との間に、遮熱部材１４が介在することで、ドレン導入部１２から導入されたヒータドレンＤが、ボックス本体１１の側壁部２１に直接的に接触することが抑制されて、ボックス本体１１の内部空間に導入される。これにより、ヒータドレンＤの熱によって、ボックス本体１１の温度が上昇してボックス本体１１に熱応力が生じたり、ヒータドレンＤがボックス本体１１の内壁面に直接的に接触することによって、エロ−ジョンが生じたりすることを防止することができる。

そして、ヒータドレンＤは、ボックス本体１１の内部空間で膨張することにより、溶存酸素を含む蒸気（フラッシュ蒸気）を放出する。この蒸気によってヒータドレンＤから溶存酸素が脱気する。脱気された酸素は、上方に浮上して、脱気酸素排出部２６から排出される。一方、溶存酸素を含む蒸気を放出したヒータドレンＤは、下方に落下して、ボックス本体１１の底壁部２２側に貯留された後、ドレン排出部２７から復水器本体１０１の内部空間に排出されて、復水Ｗに混合する。その後、復水Ｗが加熱器４に流入する。ここで、フラッシュボックス１０では、ヒータドレンＤが下方に落下することにより冷却される。これにより、ヒータドレンＤを、復水器本体１０１に支障なく、つまり、復水器本体１０１の温度上昇を抑制しつつ当該復水器本体１０１に排出することができる。

以上のような本実施の形態によれば、フラッシュボックス１０において、ドレン導入部１２とボックス本体１１との間に、遮熱部材１４が介在することで、ドレン導入部１２から導入されるヒータドレンＤが、ボックス本体１１に直接的に接触することが抑制される。これにより、フラッシュボックス１０が、別の減温器等を設けることなく、簡易な構造で、支障なく高エネルギー流体であるヒータドレンＤの流入を許容することができる。

また、本実施の形態では、フラッシュボックス１０が、ボックス本体１１（側壁部２１）における対向する壁部の間に跨がって設けられる補強部材２４をさらに備え、遮熱部材１４は、補強部材２４に固定支持されている。これによれば、フラッシュボックス１０の剛性を確保するための部材を利用して、遮熱部材１４を固定支持できるため、部品点数を抑制することができ、遮熱部材１４の設置が容易になる。

また、本実施の形態では、ドレン導入部１２が、ボックス本体１１の壁部を貫通する状態で設けられるドレン部材であるドレン管１３に形成され、ドレン管１３は、補強部材に沿って延びている。これによれば、フラッシュボックス１０の内部空間において、スペース効率良くドレン管１３が配置されるため、結果的に、ドレン導入部１２を複雑化することなくコンパクトに設けることができる。また、ドレン管１３と補強部材２４とが互いに沿って配置されるので、これらの組立の際に、互いに干渉してしまうこと等が防止され、組立が容易になる。

また、本実施の形態では、脱気酸素排出部２６が、ヒータドレンＤから放出される蒸気が上方に浮上する側であるフラッシュボックス１０における上部側に配置されている。これにより、脱気酸素排出部２６によって、脱気された酸素が効率的に排出される。これにより、フラッシュボックス１０内に酸素が残存することを防止することができる。

また、本実施の形態では、ドレン排出部２７が、ヒータドレンＤが落下する側であるフラッシュボックス１０の下部側に配置されている。これにより、ドレン排出部２７によって、ヒータドレンＤが効率的に排出される。これにより、ヒータドレンＤを効率的に復水Ｗに合流させることができる。

（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態によるフラッシュボックス１０について図５を参照して説明する。本実施の形態における構成部分のうち、第１の実施の形態の構成部分と同様の構成部分については同一符号で示し、説明は省略する。

図５に示すように、本実施の形態のフラッシュボックス１０は、ボックス本体１１の内壁面と遮熱部材１４の外壁面との間に、冷却媒体を導入する冷却媒体導入装置３０を備えている。本実施の形態の冷却媒体導入装置３０は、冷却媒体として冷却用の空気Ａを用いる。図５（Ａ）に示すように、この例では、冷却媒体導入装置３０の空気Ａの導入位置（供給位置）が、ボックス本体１１の下部側に配置されている。そして、冷却媒体導入装置３０から導入された空気Ａを排出する冷却媒体排出部３１が、ボックス本体１１の頂壁部２３に複数設けられている。

また、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、本実施の形態では、遮熱部材１４が、その上端部に頂壁部１４Ａを有すると共に、その下端部に底壁部１４Ｂを有し、上方及び下方に開放していない。これにより、ドレン導入部１２から導入されるヒータドレンＤが、遮熱部材１４の外部には流出しないように構成されている。

そして、本実施の形態では、脱気酸素排出部２６が、ボックス本体１１及び遮熱部材１４の上部側を貫通して、遮熱部材１４の内部空間から、ヒータドレンＤから脱気される酸素を排出するようになっている。また、本実施の形態のドレン排出部２７は、ボックス本体１１及び遮熱部材１４の下部側を貫通して、遮熱部材１４の内部空間から、ヒータドレンＤを排出するようになっている。

このような本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の作用・効果が得られると共に、冷却媒体導入装置３０から、ボックス本体１１の内壁面と遮熱部材１４の外壁面との間に、冷却用の空気Ａを導入することができ、遮熱部材１４及びボックス本体１１の冷却を行うことができる。このことにより、遮熱部材１４の温度上昇を抑制して遮熱部材１４に熱応力が生じることを防止することができる。また、ボックス本体１１の温度上昇を抑制してボックス本体１１に熱応力が生じることをより確実に防止することができる。また、冷却用の空気Ａによって、ヒータドレンＤを冷却することも可能であるので、ヒータドレンＤを、復水器本体１０１に確実に支障なく排出することもできる。

なお、第２の実施の形態では、冷却媒体として空気Ａを用いたが、冷却媒体導入装置３０から導入する冷却媒体として、冷却水が用いられてもよい。冷却水としては、復水器本体１０１で凝縮された復水Ｗ、海水、またはこれら以外の冷却水を用いることができる。冷却水を冷却媒体とした場合には、高い熱伝達率で、遮熱部材１４及びボックス本体１１の冷却を行うことができるので、冷却効果を向上させることができる。また、冷却水として復水Ｗを用いる場合には、比較的近い位置にある復水器本体１０１等から冷却水用の配管を延ばしてフラッシュボックス１０に接続すればよいため、冷却用の配管が複雑化することを防止できる。また、冷却水として海水を用いる場合には、低温の冷却水を容易に大量に確保することができるため、冷却効果を向上させることできる。

（第３の実施の形態）
次に、第３の実施の形態によるフラッシュボックス１０を備える復水器１００について図６を用いて説明する。本実施の形態における構成部分のうち、第１または第２の実施の形態の構成部分と同様の構成部分については同一符号で示し、説明は省略する。

本実施の形態のフラッシュボックス１０は、冷却水として復水器本体１０１で凝縮された復水Ｗを用いる冷却媒体導入装置３０を備える。この冷却媒体導入装置３０はボックス本体１１の頂壁部２３に設けられている。

詳しくは、図６（Ａ）に示すように、本実施の形態のボックス本体１１及び遮熱部材１４の構成は、第１の実施の形態と同様である。この場合、ボックス本体１１の内壁面と遮熱部材１４の外壁面との間には、上下方向に延びるとともに、横断面視で、ボックス本体１１の内壁面及び遮熱部材１４の外壁面に沿って延びる空間が形成される。ここで、図６（Ｂ）に示すように、本実施の形態の冷却媒体導入装置３０は、横断面視で、ボックス本体１１の内壁面と遮熱部材１４の外壁面との間の空間に沿って並ぶように設けられたスリット状の複数の吐出孔３０Ａを有し、吐出孔３０Ａから、冷却水を上下方向に沿って下方に向けて導入するようになっている。具体的には、冷却水は、スプレー状に噴射される。なお、冷却水は、スプレー状に噴射されずに、吐出孔３０Ａから落下されてもよい。

吐出孔３０Ａは、一定の間隔、例えば１００ｍｍの間隔を空けて配置されており、それぞれの吐出孔３０Ａは、ボックス本体１１の内壁面と遮熱部材１４の外壁面との間の空間に、上下方向で対向している。また、図８（Ｂ）に示すように、スリット状の吐出孔３０Ａの長手方向は、本実施の形態では、ボックス本体１１の内壁面から遮熱部材１４の外壁面に向かう方向に沿っている。そして、吐出孔３０Ａの長手方向の両端部のうちの一方は、ボックス本体１１の内壁面に近接し、他方は、遮熱部材１４の外壁面に近接している。なお、このようなスリット状の吐出孔３０Ａの長手方向は、その他の方向、例えば、横断面視で、ボックス本体１１の内壁面及び遮熱部材１４の外壁面に沿っていても構わない。

そして、本実施の形態では、上述のような冷却媒体導入装置３０が、ボックス本体１１の側壁部２１の厚さ方向における一方の壁部側と他方の壁部側にそれぞれ設けられている。側壁部２１の厚さ方向における一方の壁部側と他方の壁部側に設けられた冷却媒体導入装置３０のそれぞれにおいては、吐出孔３０Ａがボックス本体１１の側壁部２１の幅方向に沿って並んでいる。

また、本実施の形態では、脱気酸素排出部２６が、ボックス本体１１及び遮熱部材１４の上部側を貫通して、遮熱部材１４の内部空間から、ヒータドレンＤから脱気される酸素を排出するようになっている。また、本実施の形態のドレン排出部２７は、ボックス本体１１の下部側を貫通して、ボックス本体１１の内部空間から、ヒータドレンＤを排出するようになっている。ここで、本実施の形態では、ドレン排出部２７が、冷却媒体導入装置３０が導入した冷却水としての復水Ｗを排出するようになっている。なお、ヒータドレンＤは、結果的に復水器本体１０１の内部空間で復水Ｗと混合されるため、冷却水が復水Ｗである場合には、これがヒータドレンＤと混合しても、問題はない。

このような本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の作用・効果が得られると共に、冷却媒体導入装置３０から、ボックス本体１１の内壁面と遮熱部材１４の外壁面との間に、冷却水を導入することができ、遮熱部材１４及びボックス本体１１の冷却を行うことができる。

また、冷却媒体導入装置３０は、横断面視で、ボックス本体１１の内壁面と遮熱部材１４の外壁面との間の空間に沿って並ぶように設けられたスリット状の複数の吐出孔３０Ａを有し、吐出孔３０Ａから、冷却水を下方に向けて導入するようになっている。これによれば、冷却水を、均一に、遮熱部材１４及びボックス本体１１に供給し易くなる。すなわち、例えば、ボックス本体１１の内壁面と遮熱部材１４の外壁面との間の空間に向けて、円形の孔からスプレー状に冷却水を噴射した場合には、噴射直後にボックス本体１１の内壁面と遮熱部材１４の外壁面とに局部的に冷却水が噴射されてしまい、ボックス本体１１の内壁面と遮熱部材１４の外壁面の特に下方側に冷却水が供給され難くなるのに対して、スリット状の複数の吐出孔３０Ａから冷却水が導入される場合には、円形の孔に比べて下方に向けた冷却水の指向性が高くなるため、冷却水を、均一にボックス本体１１の内壁面と遮熱部材１４の外壁面とに供給し易くなる。また、本実施の形態のように遮熱部材１４が上方に開放した構成であっても、冷却媒体導入装置３０から導入した冷却水が、遮熱部材１４の内側においてヒータドレンＤから放出される蒸気に干渉することが防止されるので、蒸気が上方に浮上し難くなることも防止することができる。

また、本実施の形態では、スリット状の吐出孔３０Ａの長手方向がボックス本体１１の内壁面から遮熱部材１４の外壁面に向かう方向に沿っており、吐出孔３０Ａの長手方向の両端部のうちの一方は、ボックス本体１１の内壁面に近接し、他方は、遮熱部材１４の外壁面に近接している。これによれば、遮熱部材１４及びボックス本体１１により均一に冷却水を供給し易くすることができる。

（第４の実施の形態）
次に、第４の実施の形態によるフラッシュボックス１０について図７を用いて説明する。本実施の形態における構成部分のうち、第１乃至第３の実施の形態の構成部分と同様の構成部分については同一符号で示し、説明は省略する。

図７に示すように、本実施の形態のフラッシュボックス１０は、第３の実施の形態と同様に、ボックス本体１１の頂壁部２３に設けられた冷却媒体導入装置３０を備えるが、本実施の形態の冷却媒体導入装置３０では、冷却水として海水が用いられる。そのため、本実施の形態の遮熱部材１４は、その上端部に頂壁部１４Ａを有すると共に、その下端部に底壁部１４Ｂを有し、上方及び下方に開放していない。

一方で、冷却媒体導入装置３０から導入された冷却水である海水を排出する冷却媒体排出部３１が、ボックス本体１１の底壁部２２側に設けられている。

このような本実施の形態によれば、第３の実施の形態と同様の作用・効果が得られると共に、冷却水として海水を用いることで、低温の冷却水を容易に大量に確保することができるため、冷却効果を向上することできる。

（第５の実施の形態）
次に、第５の実施の形態によるフラッシュボックス１０について図８を参照して説明する。本実施の形態における構成部分のうち、第１乃至第４の実施の形態の構成部分と同様の構成部分については同一符号で示し、説明は省略する。

図８に示すように、本実施の形態のフラッシュボックス１０は、ボックス本体１１の外壁面から外側に突出する複数のフィン４０をさらに備えている。その他の構成は、第１の実施の形態と同様である。本実施の形態のフィン４０は、棒状に形成されているが、図９（Ａ），（Ｂ）に示す変形例のように、Ｔ字形状または三角形状であってもよい。

このような本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の作用・効果が得られると共に、フィン４０によってボックス本体１１の表面積が増大されることにより、ボックス本体１１の放熱性が向上する。これにより、ヒータドレンＤの影響により温度上昇したボックス本体１１が冷却され易くなり、ボックス本体１１の温度上昇を抑制することができる。なお、図９（Ａ），（Ｂ）の形状は、棒状に比較して表面積を増大させ易いため、冷却性能を確保し易い。なお、このようなフィン４０は、第２乃至第４の実施の形態においても適用可能である。

また、図１０には、第１乃至第５の実施の形態の遮熱部材１４に共通する変形例が示されている。図１０に示すように、遮熱部材１４は、波形状の板材から形成されていてもよい。この場合には、遮熱部材１４の表面積が増大することで放熱性が向上し、ヒータドレンＤの影響により温度上昇した遮熱部材１４が冷却され易くなり、遮熱部材１４の温度上昇を抑制することができる。また、第２乃至第４の実施の形態のように、冷却媒体が導入される構成においては、冷却媒体との接触面積が増えることで交換熱量が増え、遮熱部材１４の温度上昇をより一層抑制し、ヒータドレンＤの熱を効率良く冷却して、冷却効果を向上させることができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記の実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、図１に示す発電システムは、上述した各実施の形態によるフラッシュボックス１０を備える復水器１００が設置される発電システムの一例を示したものであり、各実施の形態によるフラッシュボックス１０を備える復水器１００は、図１とは異なる構成の発電システムにおいても適用され得ることは言うまでもない。

また、上述した各実施の形態では、図１に示す発電システムにおいて、フラッシュボックス１０が加熱器４からヒータドレンＤを供給される構成を説明したが、フラッシュボックス１０は、他の機器からドレン（ボイラからの高温のドレン等）を供給されてもよい。また、上述の各実施の形態においてフラッシュボックス１０のボックス本体１１は、横断面視で長方形状の構造を有するものを説明したが、このような形状に限定されることはない。例えば、ボックス本体１１の横断面視での形状が、略Ｕ字形状であり、ボックス本体１１が、略Ｕ字形状の両端部を復水器本体１０１の壁部に接続させて閉断面形状を形成し、この閉断面形状の内部空間に、遮熱部材１４等が配置されてもよい。

１０ フラッシュボックス
１１ ボックス本体
１２ ドレン導入部
１３ ドレン管
１４ 遮熱部材
１４Ａ 頂壁部
２１ 側壁部
２２ 底壁部
２３ 頂壁部
２４ 補強部材
２６ 脱気酸素排出部
２７ ドレン排出部
３０ 冷却媒体導入装置
３０Ａ 吐出孔
３１ 冷却媒体排出部
４０ フィン
１００ 復水器
１０１ 復水器本体
１０１Ｕ 上側部
１０１Ｄ 下側部
１０２ 水室
１０２Ａ 流入側水室
１０２Ｂ 流出側水室
１０３ 細管群
１０４ 配管
１１１Ａ 第１壁部
１１１Ｂ 第２壁部
Ｓ１ タービン蒸気
Ｓ２ 排気蒸気
Ｓ３ 抽気蒸気
Ｗ 復水
Ｄ ヒータドレン
Ａ 空気

Claims (15)

1. 蒸気タービンから排出される蒸気を、その内部空間で凝縮させる復水器の復水器本体に隣り合うように設けられ、導入されるドレンをフラッシュさせるフラッシュボックスであって、
   ボックス本体と、
   前記ボックス本体の内部空間に配置され、前記ボックス本体の内部空間に前記ドレンを導入するドレン導入部と、
   前記ボックス本体と前記ドレン導入部との間に配置される遮熱部材と、を備え、
   前記遮熱部材は、前記ドレン導入部を横断面で見たときに四方から囲むと共に、前記ボックス本体の側壁の全体を内側から覆うように設けられている、ことを特徴とするフラッシュボックス。
2. 前記ボックス本体の内壁面と前記遮熱部材の外壁面との間に、冷却媒体を導入する冷却媒体導入装置をさらに備えている、ことを特徴とする請求項１に記載のフラッシュボックス。
3. 前記冷却媒体導入装置は、前記冷却媒体として冷却用の空気を用いる、ことを特徴とする請求項２に記載のフラッシュボックス。
4. 前記冷却媒体導入装置は、前記冷却媒体として冷却水を用いる、ことを特徴とする請求項２に記載のフラッシュボックス。
5. 前記冷却媒体導入装置は、前記冷却水として前記復水器本体で凝縮された復水を用いる、ことを特徴とする請求項４に記載のフラッシュボックス。
6. 前記冷却媒体導入装置は、前記冷却水として海水を用いる、ことを特徴とする請求項４に記載のフラッシュボックス。
7. 前記ボックス本体の内壁面と前記遮熱部材の外壁面との間には、上下方向に延びる空間が形成され、
   前記冷却媒体導入装置は、横断面視で、前記ボックス本体の内壁面と前記遮熱部材の外壁面との間の空間に沿って並ぶように設けられたスリット状の複数の吐出孔を有し、前記吐出孔から、前記冷却水を下方に向けて導入する、ことを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載のフラッシュボックス。
8. 前記ボックス本体における対向する壁部の間に跨がって設けられる補強部材をさらに備え、
   前記遮熱部材は、前記補強部材に固定支持されている、ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のフラッシュボックス。
9. 前記ドレン導入部は、前記ボックス本体の壁部を貫通する状態で設けられるドレン部材に形成され、前記ドレン部材は、前記補強部材に沿って延びている、ことを特徴とする請求項８に記載のフラッシュボックス。
10. 前記ボックス本体の外壁面から外側に突出するフィンをさらに備えている、ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のフラッシュボックス。
11. 前記フィンは、棒状、Ｔ字形状または三角形状である、ことを特徴とする請求項１０に記載のフラッシュボックス。
12. 前記遮熱部材は、波形状の板材から形成されている、ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載のフラッシュボックス。
13. 上部側に配置され、前記ドレン導入部から導入される、溶存酸素を含む前記ドレンから脱気された酸素を排出する脱気酸素排出部をさらに備えている、ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載のフラッシュボックス。
14. 下部側に配置され、前記ドレン導入部から導入される前記ドレンを、前記復水器本体の内部空間に排出するドレン排出部をさらに備えている、ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載のフラッシュボックス。
15. 蒸気タービンから排出される蒸気を、その内部空間で凝縮させる復水器本体と、この復水器本体に隣り合うように設けられる請求項１乃至１４のいずれかに記載の前記フラッシュボックスと、を備えている、ことを特徴とする復水器。

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