JPH02166301A - 給水加熱器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は火力及び原子力発電プラント等に使用される横
置き方式の給水加熱器で、特に器内の凝縮ドレンの流動
状態を安定させるよう改良した給水加熱器に関する。

（従来の技術） 給水加熱器の如く水と蒸気の熱交換を行う多管式熱交換
器では、器内で蒸気が凝縮して生じたドレンを冷却して
器外へ排出する形式が一般的である。この種の給水加熱
器が複数設置されている場合は、ドレンを順次器内圧の
低い給水加熱器に流入させて熱交換させている。

第６図ないし第９図は従来の横置き給水加熱器の構造を
示す図である。第６図において、胴体１と水室２とは管
板３によって区切られ、水室２には給水４の入口座５ａ
と給水４の出口座５ｂが設けられ、内部には給水入口側
６と給水出口側７を区切る氷室仕切板８が設けられてい
る。

伝熱管９はＵ字形に折り曲げて形成し、その−端は水室
２の給水入口側６に開口し、他端は水室２の給水出口側
７に開口するように管板３に固定され、かつ管支え板ｌ
Ｏにより支持されている。

胴体１の上部には蒸気１１の入口１２とドレン１３の入
口１４が形成され、胴体内の氷室側には凝縮したドレン
を冷却する為伝熱管９が囲い板１５により囲われてドレ
ン冷却部１６を形成している。

この第６図に示す従来の給水加熱器の構成において、給
水４は水室２の給水入口側６より伝熱管９に入り、伝熱
管９を通過する間に蒸気の入口１２から蒸気通路１７を
通って流下する蒸気の熱を奪い凝縮させてドレンとする
。

第７図は第６図の断面を示し、凝縮したドレンは胴体１
の下部のドレン溜り１８に溜る。またドレンの入口１４
から流入するドレン１３は受衝板１９に衝突し、胴体ｌ
と伝熱管９の間の通路を通って、ドレン溜り１８に溜る
。ドレン溜り１８に溜ったドレンはドレン吸込口２０を
経てドレン冷却部１６に送り込まれ、ここで冷却されて
ドレン出口座２１を経て外部に排出される。

第８図はドレン吸込口２０近傍の拡大図である。

ここでドレン入口１４から流入するドレン１３の量が多
くなる、給水加熱器系列中の低圧力側に位置する給水加
熱器に於ては、第９図に示すようにドレンの流路及びド
レン溜り１８内で高流速の激しい射流状及び波動流状の
波立ちの激しい乱れた流れになっている事があり、その
結果波立つ事より、水面と気体（蒸気）との境界から蒸
気を巻き込み。

蒸気泡２３を多量に包含した波動状気泡流の高速流れど
なっている。

（発明が解決しようとする課題） その結果、ドレン流がドレン吸込口２ｏより吸い込まれ
る際に於てドレンと共に蒸気泡２３が同伴され、ドレン
冷却部１６に蒸気泡２３が巻き込まれて行く、ドレン冷
却部１６のドレン吸込口２０より蒸気泡２３がドレンと
共だ巻き込まれると、蒸気泡２３は伝熱管９に衝突して
瞬時に消滅するが、この際に生じる圧力変動のＷＩ撃力
により伝熱管９は浸食を受けやがては漏洩にまで至って
しまう、又更に、ドレン冷却部１６に於て蒸気泡２３は
周囲のドレンより比容積が遥に大きい事より、ドレン流
路系を閉塞させてドレンの排出を不安定にする不具合を
生じさせる。

そこで本発明の目的は、激しく乱れた波動法状態を呈し
、その結果蒸気泡を多量に包含したドレン流を沈静化し
、包含した蒸気泡を浮上せしめドレン流とは分離し、ド
レン冷却部内への蒸気泡の巻き込み・同伴現象の発生を
防止し、併せて伝熱管の浸食を防止し更にドレン排出の
不安定現象といった不具合を無くした給水加熱器を提供
するものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明の給水加熱器は、胴体内のドレンの流路内におけ
るドレン冷却部のドレン吸込口の上流側に、流入するド
ン流を一たん塞き止めてドレン流内に包含された蒸気泡
を水面へ浮上せしめて蒸気泡とドレン流とを分離する堰
又は水門を必要段にわたって設けたことを特徴とするも
のである。

（作　用） 本発明においては、特に火力および原子力発電プラント
に用いられる給水加熱器においては、器内で蒸気が凝縮
してドレンを生じる。そのドレンの流路内においてドレ
ン冷却部のドレン吸込口の上流側に堰又は水門（ゲート
）を単段又は多段にわたって設ける。したがって、ドレ
ン流量が大なる場合には、高流速で激しく波立ち、その
結果多量の蒸気泡を包含した波動状気泡流の高速流れを
形成するドレン流となる。しかしこのドレン流が堰又は
水門で一たん堰き止められ、ドレン流内に包含された蒸
気泡を水面へ浮上せしめ、蒸気泡とドレン流とを分離す
る。そしてドレン吸込口への流れには、蒸気泡を同伴し
ない。

（実施例） 本発明の給水加熱器は、第１図に示すように胴体１内の
ドレンの流路およびドレン溜り１８に於いて、ドレン吸
込口２０の上流側に堰２２を設けた事を特徴とするもの
である。すなわち給水加熱器器内で蒸気が凝縮して生じ
たドレンの流路内及びドレン溜り部■８於いて、第２図
に示すようにドレン冷却部１６へのドレン吸込口２０の
上流側に堰２２を数列設置する事により、高流速の激し
い射流状或いは波動流状といった激しく乱れた流動状態
を呈し、波立つ事によって水面と気相（蒸気）との境界
より多量の蒸気を巻き込み、蒸気泡として多量に包含し
たドレン流を一時沈静化し、包含した蒸気泡２３を浮上
せしめ、蒸気泡を水面近くに集める事によりドレン流と
は分離し、水面下成る程度の深さ迄水没したドレン吸込
口２０への流れには、蒸気泡が同伴しないようにする事
が可能となる。

更に示す第３図および第４図は、同じく本発明の別の実
施例を示すものであり、ドレンの流路及びドレン溜り１
８に於て、ドレン吸込口２０の上流側に水門（ゲート）
２４を゛設けた事を特徴とする。

この実施例においても、給水加熱器器内で蒸気が凝縮し
生じたドレンの流路内及びドレン溜り部１８に於て、ド
レン冷却部１６へのドレン吸込口２０の上流側に水門（
ゲート）２４を数列配置する事により、高流速の激しい
射流状或いは波動流状といった激しく乱れた流動状態を
呈し、波立つ事によって水面と気相（蒸気）との境界よ
り多量の蒸気を巻き込み、蒸気泡２３として多量に包含
したドレン流を一時沈静化し、包含した蒸気泡２３を浮
上せしめて水面近くに集める事によりドレン流とは分離
し、水面下成る程度の深さ迄水没したドレン吸込口２０
への流れには、蒸気泡２３が同伴しないようにする事が
可能となる。

これに依ってドレン吸込口２０よりドレン冷却部１６へ
流入するドレン流には、蒸気泡が含まれて無いことにな
り、給水加熱器のドレン冷却部１６の健全性及びドレン
排出の健全性が確保される。

このように構成された本発明の給水加熱器において、大
容量発電所で使用される給水加熱器のドレン冷却部の流
動状態について安定限界線を実機使用条件にて試験した
結果を第５図に示す。これに依ると従来形式のドレン吸
込部においては、安定限界、ｉ＠２５のように一般にド
レン流量が増加する、またはドレン水位が低下するにつ
れて蒸気泡の巻き込みを伴う不安定な流動状態に陥って
いたが。

本発明のようにドレン吸込部の上流側に蒸気泡とドレン
流とを分離する為の堰或いは水門（ゲート）を多段に亘
って設置することに依り、安定限界線２６のようにドレ
ン流量が多い状態に於てドレン水位が低下しても安定し
たドレンの吸込みが可能な領域が拡張されている。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に依れば、高圧側給水加熱器
より流入するドレン流量が過大である比較的低圧側に位
置する給水加熱器に於ても、ドレン吸込部からのドレン
流に術伴した蒸気泡の巻き込み流入を防止する事が可能
となり、給水加熱器及びそのドレン系統の信頼性は飛躍
的に向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の給水加熱器の一実施例を示す断面図、
第２図はそのドレン冷却部の拡大断面図、第３図は本発
明の給水加熱器の他の実施例を示す断面図、第４図はそ
のドレン冷却部の拡大断面図。 第５図は本発明の詳細な説明するためのドレン吸込部の
流動状態領域図、第６図は従来の給水加熱器を示す断面
図、第７図は第６図■−■線の拡大断面図、第８図はそ
のドレン冷却部の拡大断面図、第９図は従来の給水加熱
器におけるドレン流動状態を説明するための断面図であ
る。 １・・・胴体　　　　　４・・・給水 ６・・・給水入口側　　７・・・給水出口側９・・・伝
熱管　　　　１１・・・蒸気１３・・・ドレン　　　　
１６・・・ドレン冷却部１８・・・ドレン溜り　　２０
・・・ドレン吸込口２１・・・ドレン出口座　２２・・
・ドレン流沈静化用堰２３・・・蒸気泡 ２４・・・ドレン流沈静化用水門 （８７３３）代理人弁理士　猪　股　祥　晃（ほか１名
）井 凹 す゛←ドレンパｔｉｔ　−４−９ 茅 回 茅 乙 回

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 胴体内のドレンの流路内におけるドレン冷却部のドレン
   吸込口の上流側に、流入するドン流を一たん塞き止めて
   ドレン流内に包含された蒸気泡を水面へ浮上せしめて蒸
   気泡とドレン流とを分離する堰又は水門を必要段にわた
   って設けたことを特徴とする給水加熱器。