JPH02252906A - 改良された凍結防止空冷真空蒸気凝縮機 - 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】 ０）産業上の利用分野 本発明は、蒸気タービン動力サイクル等に用いる改良さ
れた凍結防止空冷真空復水器に関し、さらに詳しく言え
ば、極めて寒冷な気候中で水蒸気またはその他の蒸気を
凝縮し、広範囲の負荷、圧力、周囲温度にわたって凝縮
物を排出し、そして、蒸気凝縮装電の端部において移送
、収集をする蒸気搬送不要非凝縮ガスを完全に除去する
ための改良された装置に関するものである。

（ロ）従来技術 機械的エネルギを発生させるための技術としては、ター
ビン、ボイラ、および一連の連結導管を使用するものが
ある。水がまずボイラ内において蒸気に変換される。蒸
気がタービンに運ばれて、タービンにおいて蒸気が回転
ブレードを通過して膨張されて、シャフト動力を発生す
る。一連の導管がタービンとボイラとを連結し、また、
タービンから連続サイクルの動作中に復水機構をかいし
てボイラへの作動流体戻シ路を画定する。

復水機構は、４つの基本要素またはシステムからなると
考えられる空冷式真空復水機を有している。その４つの
基本要素とは、蒸気凝縮システム、空気移動システム、
凝縮物排出システム、非凝縮ガス除去システムである。

今日の産業界を悩ましている主な問題は、束と麦った流
出管および熱交換器管の破裂に続いて凝縮物の凍結を生
じる凝縮物流出および非凝縮ガス除去システムにある。

別の主な凍結問題は、蒸気流の限られた供給を有する束
管の露出領域に吹き付ける冷たい突風によって生ずる問
題である。それらの故障の原因は、欠陥のある凝縮物流
出流体設計、熱交換器群の後方ヘッダに非凝縮ガスを流
入させること、不十分な凍結防止対策、寒冷な大気にさ
らされた列の管端の保護のための不十分な蒸気流まで追
及できる。その問題は、設置のさいに課された広範囲の
プラント作動条件によって、また、強風−に加えて低温
大気によって助長される。

空冷真空蒸気凝縮機および関連装置の効率、水力学、凍
結防止、制御を改善するために、種々の開発が特許公報
中に開示されている。例えば、米国特許第２．２１″１
４１０号、同へ２８９．７４２号等がある。

とれらの特許は、タービン・システムに用いるための初
期の様々の熱交換器を開示している。空冷システム蒸気
凝縮機の改良に関するその他の特許は、米国特許第２，
２４７，０５６号および同１４２９．３７ｊ号がある。

これらの特許は、圧力変化を吸収する制御装置に向けら
れている。さらに、米国特許第４．５８５，０５４号は
、凝縮物排出システムに向けられている。Ａ−フレーム
蒸気凝縮機内の直線配置は、米国特許第４．１７ス８５
９号、同４，１６８，７４２号に開示されている。他方
、Ｕ字管については米国特許第４７０５．６２１号、同
へ８８２００２号に開示されている。

さらに、本願発明者に係る空冷熱交換器の広範囲の改良
が米国特許第４９６１３，８３６号、同４．１２９．１
８０号、同４，２４０，５０２号、同４，５１８，０３
５号、および米国特許出願に開示されている。このよう
表改良は、凝縮物除去、空気除去、管構造、冷却コンソ
ール等に関するものである。非アナログ技術としての機
構の種々の改良は、米国特許第２．９２４，４３８号、
同４９２２．８８０号に開示されている。最後に、それ
以上の改良は、ｌ’−ＡＩＲ−ＣＯＯＬＥＤ　ＳＴＥＡ
Ｍ　Ｃ０ＮＤＥＮ−８ＥＲｂｙ　Ｎｕｏｖｏ　Ｐｉｇｎ
ｏｎｅ　Ｊと題する１９８１年１月付（発行日は未知で
ある）の文献に開示されている。

多数の従来特許および市販装置によって示されているよ
うに、蒸気タービン・サイクルを有するシステム構造に
おいて、格別の有用性を有する空冷真空蒸気凝縮機を改
良する試みが引き続いてなされている。このよう表努力
は、凝縮機をよ）効率的に、信頼性があ）、高価で、使
用に便利で、特に広範囲の熱運転条件にわたるよう罠な
されつつある。しかし、これらのいずれの試みも本発明
が提供する利益をもたらしていない。さらに、先行技術
は、後述する構造の構成要素の本発明の組合せを示唆し
ていない。

ぐう発明が解決しようとする課題 本発明が解決しようとする！！題は、蒸気エネルギを蒸
気の膨張によって機械的エネルギに変換するタービンと
、該タービｙに供給されるべき蒸気を発生するボイラと
、該ボイラをタービン入口に連結し、次いでタービン出
口を凝縮機構をかいして前記ボイラに連結する導管構造
体とからなる改良蒸気動力装置であって、前記凝縮機構
が、膨張空気が流通しかつ凝縮される複数のＵ字管と、
該Ｕ字管の低温周囲空気に露出された領域に配置されて
いて該Ｕ字管の入口端において前記タービンからの排出
蒸気を受ける前方ヘッダと、前記Ｕ字管の高温非露出領
域に配置されていて該Ｕ字管の出口端においていくらか
の余分の蒸気とすべての凝縮ガスおよび非凝縮ガスを受
ける後方ヘッダと、該後方ヘッダ内にあって該後方ヘッ
ダからの非凝縮ガスを除去する機器とからなり、前記前
方ヘッダからの蒸気量を露出された単列凝縮仕事率ばか
りではなく第２列についても常態で流す管構造体を採用
することによって、蒸気不足のために露出管が凍結しな
いように前記Ｕ字管を構成し、前記第２列は管束の加熱
されかつ保護された非露出中心内に配置され、これによ
り、必要なときには、最も保護を必要とする管束の上下
面の露出管に対して内側列からの蒸気の追加の供給を保
証することを特徴とした改良された蒸気動力装置を提供
することにある。

本発明の別の課題は、空冷蒸気凝縮システムからの凝縮
物を適正かつ完全に排出しかつそれらを凍結しないよう
に保護することにある。

最後に、本発明のさらに別の課題は、凍結問題および管
腐食の原因となる蒸気凝縮システムの端子点からの好ま
しくないガスを完全に除去することにある。

に）課題を解決するための手段 本発明の蒸気動力装置は、蒸気エネルギを蒸気の膨張に
よって機械的エネルギに変換するタービンと、該タービ
ンに供給されるべき蒸気を発生するボイラと、該ボイラ
をタービン入口に連結し、次いでタービン出口を凝縮機
構をかいして前記ボイラに連結する導管構造体とからな
る改良蒸気動力装置であって、前記凝縮機構が、膨張空
気が流通しかつ凝縮され、る複数のＵ字管と、該Ｕ字管
の低温周囲空気に露出された領域に配置されていて該Ｕ
字管の入口端において前記タービンかうの排出蒸気を受
ける前方ヘッダと、前記Ｕ字管の高温非露出領域に配置
されていて該Ｕ字管の出口端に・おいていくらかの余分
の蒸気とすべての凝縮ガスおよび非凝縮ガスを受ける後
方ヘッダと、該後方ヘッダ内にあって該後方ヘッダから
の非凝縮ガスを除去する機器とからなり、前記前方ヘッ
ダからの蒸気量を露出された単列凝縮仕事率ばか９では
なく第２列についても常態で流す管構造体を採用するこ
とによって、蒸気不足のために露出管が凍結しないよう
に前記Ｕ字管を構成し、前記第２列は管束の加熱されか
つ保護された非露出中心内に配置され、これにより、必
要なときには、最も保護を必要とする管束の上下面の露
出管に対して内側列からの蒸気の追加の供給を保証する
ことからなる構成によって、上記課題を解決している。

本発明はまた、入口端および出口端を有する複数の細径
Ｕ字管と、肢管の入口端に連結された複数の前方ヘッダ
と、肢管の出口端に連結された複数の後方ヘッダとから
なり、前記細径Ｕ字管が対をなして配置され、６対の出
口端が入口端とおよび出口端に隣接する管の熱保護のた
めに対となる他方の管の一部との間に配置されているこ
とを特徴とした蒸気凝縮装電によっても、上記課題を解
決している。

本発明はまた、入口ヘッダと、出口ヘッダと、個々にＵ
字形状をしかつ一体になって束を形成する複数組の管と
からなり、各管は入口端まで続く入口長さと出口端まで
続く出口長さとを有しかつそれらの間に結束部を有し、
６管は前方ヘッダを後方ヘッダに連結しかつ４列に配置
された長さにし、前記入口長さが第１列および第４列を
形成し、出口長さが第２列および第３列を形成すること
を特徴とした蒸気凝縮装電によっても、上記課題を解決
できる。

最後に、本発明は、入口ヘッダと、出口ヘッダと、個々
にＵ字形状をしかつ一体になって束を形成する複数組の
管とからなり、各管は入口端まで続く入口長さと出口端
まで続く出口長さとを有しかつそれらの間に結束部を有
し、６管は前方ヘッダを後方ヘッダに連結し、管の出口
端が熱保護のために６対の入口長さ間に定置されること
を特徴とした蒸気凝縮装電によっても、上記課題を解決
している。各管対の前記前方ヘッダと各管対の前記後方
ヘッダとが６管の長さの約半分に等しい距離だけ互いに
離間されている。６対のすべての前方および後方ヘッダ
が管の入口端および出口端に隣接して配置されている。

（ホ）実施例 第１図において、熱エネルギを機械的エネルギに変換す
る動力装置１０が示されている。本装置は、蒸気を発生
するボイラ１２と、高圧蒸気を膨張させてそのエネルギ
をシャフト動力に変換するタービン１４とを有している
。タービンから排出される消費蒸気は空冷蒸気凝縮機内
で凝縮され、そして、凝縮物は導管１６および補助部材
をかいして動力サイクルへ戻される。蒸気凝縮機構１８
は、蒸気凝縮システム２２、空気移動゛システム２４、
凝縮物流出システム２６、ガス除去真空システム２８を
有するものとして考えられる補助システムからなってい
る。

〈蒸気凝縮システム〉 本発明の最適実施例において用いられる蒸気凝縮機構は
、蒸気供給ダクト３５に供給する主蒸気ダクト３３から
なっている。蒸気凝縮束５６は前方ヘッダにおいて蒸気
供給ダクト３５に取シ付けられる。排出蒸気は複数の平
行細径Ｕ字管３２をかいして東向側にほぼ水平に流れる
。Ｕ字管３２において、排出蒸気は凝縮され、そして、
凝縮物が後方ヘッダに向かう蒸気と平行に流れる。開示
された最適実施例においては、束がＡフレーム形状の２
つのバンクに配置される。

本発明において用いられる空冷蒸気凝縮システムは、合
流空気流、２つの通過蒸気流、管内の平行凝縮物および
蒸気流、４列、ならびに束フレームに垂直な装着管を有
する三角形ピッチ管構造からなるものとして考えられて
もよい。４列束５６は、２つの前方ヘッダ５６．５８と
２つの後方ヘッダ３７．３９とを有する第４図に示す２
つの０字管要素６７．６８からなっている。大気にさら
された束の２つの面は、前方ヘッダにそれぞれ直接に接
続された管列を有している。後方ヘッダおよびそれらの
対応する管列が東向に配置される。管３２はフィン５２
が設けられていてよシ効率的な熱伝達を助成する。その
熱伝達は、蒸気を水に凝縮する冷却目的のために細径管
上に外気５ｏの流れを含めている。正常運転時において
は、外気はまず列６０に接触し、列６２，６４．６６を
顆次通過する。

それらの列において、外気は加熱空気として大気中に最
後に放出される。

細径管は、凝縮物を管の端まで重力で流れるようにする
ために水平方向から十分に傾斜されている。第２の傾斜
がある。それは、束フレームに関してＵ字管要素の位置
に関係している。第６図は水平方向から“Ｙ′度傾斜さ
れたＡフレームを示す。

他方、Ｕ字管要素は束の端から“Ｚ″度だけ傾斜されて
いる。角度”Ｙ″は、三角形ピッチ形状において別の工
程で“２′角度を増加させることによって、水平方向に
近づいて減少される。このことは、ある装置にとっては
好ましいことである。この束設計は、垂直位置から適正
な凝縮物流出に要するある最小傾斜角度まで操作されつ
る。

寒冷天候蒸気凝縮機の１つの注目すべき設計上の特徴は
、大気に露出されている管の第１列、特に、ある設計に
おいては蒸気移動通路の端部ともなる管端に対する保護
である。凝縮物は管端を通って流れ、そして、蒸気がな
い場合には凍結の危険がある。第１列の管端に蒸気が存
在することを保証するために、第１列の管６０が、−次
凝縮機に続くベント／デフレグメータ（ｄｅｐｈｌｅｇ
ｍａｔｏｒ）内または第２列６２内のいずれかにおいて
凝縮されるべき追加の蒸気用導管として用いられるよう
に、製造者のうちのある者はそれらの束蒸気流路を設計
している。第１列６０が天候の理由で極端に高い空気側
熱伝達率を経験しなければならないならば、それはその
正常蒸気量に加えて、高い方の列６２″またけベント／
デフレグメータ部用の吹抜は蒸気として予定された追加
の量を凝縮する。この吹抜は蒸気は、必要力ときに、そ
れを追加の保護蓋、気供給部に与えることによって、第
１列管用の安全蒸気溜めとして作用する。蒸気から強奪
された高利蒸気凝縮面６２は有害な影響を受けず、また
、それらを通過する凝縮物は、これらの管が束の加熱領
域に配置されているので、もはや凍結の危険はない。

第１列用吹抜は蒸気を与える市場のいくつかの束設計構
造がある。製造者のうちには、それら自身のファン・セ
ルを有する別個のベント／デフレグメータ束を採用して
いる者もあり、他方では、−次凝縮機を有する同じ東向
にべ／ト／デフレグメータを単に装着する者もいる。第
１列６０が一次凝縮機で６Ｌ　Ｕ字管の第２列６２がベ
ントまたは二次凝縮機として考えられるようなＵ字管設
計を使用している者もいる。常態では第２列における凝
縮用として予定されてはいるが、第１列が第２列に達す
るまで、第１列に凝縮される吹抜は蒸気は、第１列に対
する要求されている保護を与える。

これらの設計のいずれも、冷えい冬の風にさらされる従
来のＡフレーム束の頂部列６６に生ずる深刻な凍結問題
に向けられていまかった。例えば、冬季運転条件は、束
の底に配置された管の第１列に入る１　００　ＰＰＭ制
御空気移動を必要とする。Ａフレーム形状に装着された
束の露出面の頂部列上に吹き付ける未制御１ｏＭＰＨ風
は、細径管を横切る８８０ＰＰＭ空気移動に本質的にな
る。これは、蒸気凝縮仕事を安全にすることを要求され
ている冷却空気速度の８８倍になる。束の露出頂部列６
６に吹き付ける冬の突風がそれらの管に凍結危険をつく
るということを経験が示している。

本発明の新規な凝縮機設計は、他の上述した凝縮機設計
が有していない露出管６６の頂部列に対する凍結に抗す
る付加的保護を提案する。この保護は、第４図に示す束
流体流路内につくられる。

これは、Ｕ字形２パス蒸気凝縮機である。これは、凍結
に最も傷付きやすい管の第１および最終列６０および６
６に直接接続された蒸気供給を有している。これらの２
つの列は、束に入る蒸気に第１要求を有している。これ
ら２つの列のうちの１つが高空気流速及び／又は低空気
温度の理由で高い熱伝達率を有している場合には、蒸気
はより恵まれていない列の費用の点でその面に自動的に
引き入れられる。例えば、このような位置頂部列６６か
らそれ自体を保護することは、底の列６０からの蒸気を
脇にそらし、そのようにするさいに、列６２゜６４を凍
死させる。列６２．６４がいかなる蒸気をも受けない場
合には、管内の湿度および凝縮物が凍結しない束の暖い
内部領域内にこれらの列があるので、これは問題が現れ
ない。同様に、底の列６０がそれ自体を保護する必要が
ある場合、それが頂部列６６から蒸気を自動的にそらせ
、次いで列６２．６４を凍死させる。理論的には、列６
０６６の外部蒸気凝縮条件がこれを必要とするとき、こ
の４つの列の束の熱伝達面がそれ自体を自動的に調節し
て、１プラス（１＋）到来にする。

この束の設計が有する別の重要か特長は、それが低い内
部蒸気圧力低下を有しているということである。その管
長は束幅の２倍以下であシ、かつ、それが二次凝縮機、
ベント凝縮機、デフレグメータ等を有していないという
理由で、それは低い。

この低圧力降下は、束長さ及び／又はファン直径にかか
わ）々く、すべての実用目的のために同一に留まる。こ
の低い内部蒸気圧力降下によって蒸気タービンがプラン
ト熱効率を改善する低排出圧力で運転させる。

本発明の優れた利益および効果は、前方および後方ヘッ
ダと、第４図に示すフィンを有する関連したＵ字形蒸気
凝縮管との関係によって達成される。その管は、対に配
置されていて、６管は互いに隣接して配置されたその関
連した入口および出口ヘッダを有している。各管対を有
する関連する前方および後方ヘッダは、管が細長くかつ
曲がっていないとき、管長の半分にほぼ等しい距離だけ
互いに離れて定置される。

６管は、その入口端においてその前方ヘッダに連結され
た第１または入口長さを有している。入口長さは、管内
の結び目まで延び、次いで第２または出口長さにそって
平行に戻る。出口長さは後方ヘッダにおいて出口端まで
続いている。６対の管は第４図において逆向きではある
が類似の構造になっている。６管の出口端およびその関
連した出口ヘッダは、その入口端およびそれに関連した
入口ヘッダに近接している。各出口端およびその関連し
たヘッダは６対の管の入口長さ間でかつその関連した入
口ヘッダに隣接して配置される。各管対の管長は、この
ようにして、第２、第３長さでかつよシナない蒸気で、
第１長さと第４長さとの間で、よシ多い蒸気で４列に配
置される。このようにして、後方ヘッダおよびそれらの
管の出口長さが、入口管長さの外部となる入口へツタと
それらに関係する入口管長さとによって、冷たい外気か
ら熱的に保護される。前方ヘッダおよび入口長さは冷た
い突風にさらされるが、冷気に耐えるようにそれらに有
用な大蒸気量を有している。

本発明の別の実施例が第１６図に示されている。

この実施例によれば、Ｕ字形細径管が対になって配置さ
れている。しかし、それらの入口端は共通の前方ヘッダ
に連結されている。管は入口端、入口長さ、結び目を有
し、入口長さに平行な出口長さを有するそれらの出口端
に再び戻るよう罠なっている。出口端は、入口ヘッダに
近接しているはかシではなく互いに近接して配置された
後方ヘッダまで続いている。後ヘッダばか）ではなく管
の入口端が入口端の相互内面、入口長さ、前方ヘッダと
の連結点に近接してすべて配置されるので、同じ熱保護
が第４図の第１実施例において前述したように出口長さ
および出口ヘッダに与えられる。

〈空気移動システム〉 本発明の開示された最適実施例に採用されている空気移
動システム２４は、特許公報に示されている従来の産業
タイプのものである。それは、好ましくは機械的ドラフ
ト・ファン８６、自然ドラフトまたは両者の組合せを採
用している。ファン構造は、誘導または強制ドラフト・
タイプのいずれでもよい。すべての場合に、細径管の外
側を横切る強制空気流は、管内側の蒸気を凝縮する冷却
媒体である。

〈凝縮物流出システム〉 凝履物流出システムは、第１５図において束後方ヘッダ
５７．５９で開始する。後方ヘッダ３９の詳細図は第１
０図に示されている。凝縮物２０は、第１．１５図に示
すように、凝縮物マニホルド８２に接続された水製７２
内に後方ヘッダから流れる。

そこから、それは第１４図に示すように水力学平衡装置
９０を通シ、重力によって凝縮物貯蔵タンク８４内に流
れる。凝縮物ポンプ８８が貯蔵タンクから吸引し、工程
を繰シ返すために動力サイクルに凝縮物を戻す。

束後方ヘッダ３７，３？は、異なる蒸気圧力で動作し、
したがって単純に一体に接続される。それらは、水膨７
０，７２によって凝縮物マニホルド８２において一体に
結合される。後方ヘッダ３７内の蒸気圧力は、後方へラ
ダ３９内の蒸気圧力よシも大きい、その結果、その水膨
高さＨ−１は後方ヘッダ３９用の水膨高さＨ２よりも小
さい（第１５図参照）。

水膨７０．７２は凍結を保護されなければならず、また
、それを行う方法および装置は、本出願の発明者に係る
米国特許出願第０７／２０６，０９５（出願日１９８８
年６月１３日）の主題である。先行特許は第１Ｑ、１１
ｇ１２．１３，１４．１６図に示すように４つのグルー
プの本脚を示す。他方、この設計は２つだけのグループ
の本脚７０．７２を必要とする。同じ原理が両者の場合
に適用できる。

第１．１４．１５図に示す水力学平衡装置９０は、上述
した米国特許出願と同じ主題でおる。この装置はいくつ
かの機能を有している。その第１は、室９８内の後方へ
ラダ３７からの資料となる蒸気圧力を与えることでおる
。その室９８に対して後方ヘッダ蒸気圧力およびそれら
に対応する本脚が水力学的に平衡にされる。第２は、所
定の静水レベル資料ライン９２をつくシかつ保持するこ
とである。ライン９２は、各本脚が作用しかつ水レベル
がこの最小値以下に下降しない（さもなければその水密
保護が破壊される）ことを保証する。正常運転において
は、水レベルは第１４図のライン９２以上に昇シ、また
、凝縮物パイプ内の流量お↓び摩擦圧力降下にもとづい
てレベル９５に接近する。ベント管１０２は教育工程に
よって非凝縮−ガスを室９８から排出する働きをする。

〈ガス除去真空システム〉 本発明の最も重要な考え方の１つは、束に用いられるガ
ス除去真空システムでおる。それは、本出願の発明者に
係る米国特許出願第０７／２０６，０９４号および同０
７／２０へ０９５号の主題と同じである。

非凝縮ガスの源について深く検討するために、上記特許
出願について言及するならば、それらが提示する問題は
この問題を処理する産業によって用いられる蒸気凝縮機
および別の設計の動作についてのものである。

凝縮蒸気によって解除されるすべての非凝縮ガスは束後
方ヘッダ３７．５９内で終了する。各後方ヘッダは、第
１０図に示すように後方ヘッダの全長にわたる吸引パイ
プ１１６を有している。この吸引パイプはその全長にそ
って穴明けされた一連のオリフィス１１４を有している
。オリフィスは、第１０図に示す細径管開口間で第１２
図の静止領域に対面するように配置される。１つのオリ
フィスは１本または１対の管に働く。非凝縮ガスおよび
蒸気は、蒸気噴射空気噴出機の作用によってこれらのオ
リフィス１１４を通して後方ヘッダから吸い出される。

吸引部に入るいかなる凝縮物もパイプの底に配置された
オリフィス１１５を通して重力によって流出される。

ガスおよび蒸気は吸引部から出てパイプ・マニホルド１
２０，１２２　、すべての下方Ｕ字管後方ヘッダ３９に
ついての一方およびすべてのＵ字管後方ヘッダ３７につ
いての他方内に流れる。これラノ後方ヘッダは、それら
が東向での相対的位置による異なったガス／蒸気圧力を
有しているので、−体に結ばれえない。ガス／蒸気はマ
ニホルドから真空誘導第１段噴出機１４４内に流れる。

第１５図を参照されたい。２つの噴出機からの放出混合
物は今同じ圧力になっているので、それらが混合され、
内側凝縮機１５０に向けて注入される。残部は、内容物
を後方凝縮機１５２の外皮内に放出する第２段噴出機１
５４によって内側凝縮機の外皮から取り除かれる。蒸気
は後方凝縮機によって凝縮され、また、非凝縮ガスが大
気１３４に放出される。この空気噴出パッケージ１３０
は内側凝縮機および後方凝縮機を有する従来の２段蒸気
噴出機である。空気噴出機を有するかまたは有していな
いモータ駆動真空ポンプが図示する蒸気作動装置と容易
に置き換えられうる。

吸引部の穴明はオリフィスに関しては、（１）吸弓部の
長さにそりて、（ＩＩ）後方ヘッダ３９に匹敵する後方
ヘッダ３７に対して、（Ｉｌｌ）束それ自体の間で異な
る直径になっている。それらは異なる理由で異なる直径
に壜っている。第１の場合には、吸引部の開口／排出端
付近のオリフィス開口は、パイプの長さを通る内部摩擦
圧力降下のために閉鎖端付近のオリフィスよシもわずか
に小さい。第２の場合においては、後方ヘッダ３７内の
ガス／蒸気混合圧力は後方ヘッダ５９内の圧力よ）も太
きい。

このことは、設計流量を得るために異なるオリフィス直
径を必要とする。第３の場合においては、第１段噴出機
に近づけて配置された束は、タワーの端においてさらに
離れて配置された束よりもガス／蒸気の大容量を常態で
流す傾向がお石。このことは、第１段噴出機に近づけて
配置された束がタワーの遠い端に配置された束よシもわ
ずかに小さいオリフィスを有していることを意味してい
る。

これらのオリフィス穴明けのすべての目的は、タワー内
の各束からガス／蒸気のある質量を抽出し、同様Ｋ、後
方ヘッダ長さの各増分からガス／蒸気の等量の質量を抽
出することである。このガス／蒸気抽出システムは公知
の現在のシステムにわたる基礎的な改良である。

現在のガス／蒸気抽出システムは、吸引部１１６を有し
ていない。それは、第１３図に示すものと類似している
後方ヘッダ閉止板の頂部に埋められた抽出パイプを有し
ている。後方ヘッダの頂部にあるこの単独のパイプ開口
は、ある設計では約２０〜３０フイートになる後方ヘッ
ダを空にすることを期待されている。実際には、それが
空になりつつあるということは、束の最上端管から、吸
引開口に近づいてほとんど蒸気吹抜けを行うということ
である。後方ヘッダの頂部単独吸引開口は、流体がそれ
に近づいているときはいつでもそれが動くので、蒸気か
ら非凝縮ガスを識別できない。その間、非凝縮ガスが上
方に昇る後方ヘッダの底に溜まシ、凝縮管の端内にこぼ
れる。そのようにするさいに、それらは熱伝達面を覆う
ばかりではなく、それらが凍結を受ける管内にポケット
を形成する。管は蒸気流のない停滞したガス／蒸気混合
体を有し、また、これらの領域内の共同凝縮物が凍結す
る。後方ヘッダの頂部における単独パイプ開口がその位
置に関して下方に達しえない。全長吸引部も同様である
。

【図面の簡単な説明】

第１図はボイラ、タービン、凝縮ボ／プ、蒸気ジェット
・エア・エゼクタ、連結導管、空冷蒸気凝縮機を部分的
に概略図示する蒸気動力サイクルの簡略構成図である。 図示する凝縮機は束フレーム内に横断して装着された細
径管内に水平方向に蒸気および凝縮物を流すようにした
”Ａ″フレーム設計ある。それは水膨シールをかいして
貯蔵タンクへ凝縮物を流出させるような機械的強制ドラ
フトである。 第２図は束を通る小垂直断面を有する側面図であって、
両バンクに働く中間における管構造および強制ドラフト
・フレームを示す。蒸気供給ダクトが束の底に設けられ
ている。 第３図は、蒸気供給ダクトがＡフレームの頂部に配置さ
れていること以外は、第２図と類似である。 第４図は代表的な束の端面図である。それは束フレーム
を横切って走る４つの熱交換器からなる０字管ループを
示す。 第５図は代表的な束の平面図である。 第６図はＵ字管が三角形状にいかに重ねられているか、
また、戻シペンドが後方ヘッダへの重力流によって流出
するようにいかに定置されるかを示す束の側面図である
。 第７．８．９図は束前方および後方ヘッダの異なる図で
ある。各束は２つの前方ヘッダと２つの後方ヘッダとを
有している。それらは束チャネル・フレームに隣接して
配置されている。 第１０．１１，１２．１５図は全長にわたって内側に装
着された吸引スパンガ（ｓｐａｒｇｅｒ）を有する代表
的な後方ヘッダを示す。第１１図は凝縮物流出端を示し
、また、第１３図はベントまたは非凝縮ガス引抜き端を
示す。 第１４図は主凝縮システムに装着され、かつ、第１図お
よび第１５図で９０として表されている水力学的平衡装
置の平面図である。 第１５図は空冷蒸気凝縮システムおよび非凝縮ガス除去
システムの流れ線図である。 第１６図は第４図に類似した束の端面図であるが、本発
明の別の実施例にもとづいて構成されている。 １０：動力装置　　　　　１２：ボイラ１４：タービン
　　　　　１６：導管 １８：蒸気凝縮機構　　　２２：凝縮システム２４：空
気移動システム　２６：凝縮物流出システム２８：ガス
除去真空システム　３５：蒸気供給ダクト３２：Ｕ字管
　　　　　　５６：蒸気凝縮束３６．３８　：剪、方ヘ
ッダ　　３７．３９　：後方ヘッダ６０．６２，６４，
６６　：列　　　　８６：　ドラフト・ファン８２：凝
縮物マニホルド ８４： 凝縮物貯蔵タンク 図面の浄書 ８８： 凝縮物ポンプ へ さ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、蒸気エネルギを蒸気の膨張によって機械的エネルギ
   に変換するタービンと、該タービンに供給されるべき蒸
   気を発生するボイラと、該ボイラをタービン入口に連結
   し、次いでタービン出口を凝縮機構をかいして前記ボイ
   ラに連結する導管構造体とからなる改良蒸気動力装置で
   あって、前記凝縮機構が、膨張空気が流通しかつ凝縮さ
   れる複数のＵ字管と、該Ｕ字管の低温周囲空気に露出さ
   れた領域に配置されていて該Ｕ字管の入口端において前
   記タービンからの排出蒸気を受ける前方ヘッダと、前記
   Ｕ字管の高温非露出領域に配置されていて該Ｕ字管の出
   口端においていくらかの余分の蒸気とすべての凝縮ガス
   および非凝縮ガスを受ける後方ヘッダと、該後方ヘッダ
   内にあって該後方ヘッダからの非凝縮ガスを除去する機
   器とからなり、前記前方ヘッダからの蒸気量を露出され
   た単列凝縮仕事率ばかりではなく第２列についても常態
   で流す管構造体を採用することによって、蒸気不足のた
   めに露出管が凍結しないように前記Ｕ字管を構成し、前
   記第２列は管束の加熱されかつ保護された非露出中心内
   に配置され、これにより、必要なときには、最も保護を
   必要とする管束の上下面の露出管に対して内側列からの
   蒸気の追加の供給を保証することを特徴とした改良され
   た蒸気動力装置。 ２、入口端および出口端を有する複数の細径Ｕ字管と、
   該管の入口端に連結された複数の前方ヘッダと、該管の
   出口端に連結された複数の後方ヘッダとからなり、前記
   細径Ｕ字管が対をなして配置され、各対の出口端が入口
   端とおよび出口端に隣接する管の熱保護のために対とな
   る他方の管の一部との間に配置されていることを特徴と
   した蒸気凝縮装電。 ３、入口ヘッダと、出口ヘッダと、個々にＵ字形状をし
   かつ一体になって束を形成する複数組の管とからなり、
   各管は入口端まで続く入口長さと出口端まで続く出口長
   さとを有しかつそれらの間に結束部を有し、各管は前方
   ヘッダを後方ヘッダに連結しかつ４列に配置された長さ
   にし、前記入口長さが第１列および第４列を形成し、出
   口長さが第２列および第３列を形成することを特徴とし
   た蒸気凝縮装置。 ４、入口ヘッダと、出口ヘッダと、個々にＵ字形状をし
   かつ一体になって束を形成する複数組の管とからなり、
   各管は入口端まで続く入口長さと出口端まで続く出口長
   さとを有しかつそれらの間に結束部を有し、各管は前方
   ヘッダを後方ヘッダに連結し、管の出口端が熱保護のた
   めに各対の入口長さ間に定置されることを特徴とした蒸
   気凝縮装置。 ５、各管対の前記前方ヘッダと各管対の前記後方ヘッダ
   とが各管の長さの約半分に等しい距離だけ互いに離間さ
   れていることを特徴とした請求項４記載の装置。 ６、各対のすべての前方および後方ヘッダが管の入口端
   および出口端に隣接して配置されていることを特徴とし
   た請求項４記載の装置。