JPH03199803A

JPH03199803A - 湿分分離加熱器

Info

Publication number: JPH03199803A
Application number: JP33946389A
Authority: JP
Inventors: Koichi Yoshimura; 浩一吉村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-12-27
Filing date: 1989-12-27
Publication date: 1991-08-30

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、蒸気タービンプラントにおいて使用される湿
分分離加熱器に関する。

（従来の技術）一般に、原子力発電プラントにおいては、高圧タービン
から排出されたサイクル蒸気中に含まれる１２％程度の
湿分を除去した後、高圧タービン抽気蒸気および原子炉
主蒸気により再熱して過熱蒸気とし、低圧タービンに供
給する湿分分離加熱器が設置されている。

従来の湿分分離加熱器を第６図ないし第９図を参照して
説明すると、湿分分離加熱器は横向き円筒形状のシェル
１の中に、湿分分離器２と加熱器３８％　３ｂとを内蔵
しており、加熱器３　ａ　−、３ｂは高圧タービン抽気
蒸気により再熱する第１段加熱器３ａと、原子炉主蒸気
により再熱する第２段加熱器３ｂとから構成されている
。

第１段加熱器３ａと第２段加熱器３ｂは、それぞれ内部
を仕切板５ａ、５ｂによって隔離された加熱蒸気ヘッダ
４　ａ　％　４　ｂと、これらの加熱蒸気ヘッダ４　ａ
　％　４　ｂの２室間を連通ずるＵ字状伝熱管１１ａ、
ｌｌｂとから構成されている。

湿分分離器２は２列に並んで配置されており、また加熱
器３　ａ　−、３ｂの外側と湿分分離器２の上側には、
サイクル蒸気の流路を形成するようンユラウド〕０と湿
分分離器仕切板９が設置されている。なお、これらの構
造はシェル１の軸線方向の中央面Ａ−Ａに対して対称の
形状とされている。

シェル１の中央部には、加熱器３　ａ　％　３　ｂを流
れるサイクル蒸気を仕切るために、円盤状の中央仕切板
２］と、伝熱管Ｕベンド部を囲うＵベントカバー１９ａ
、１９ｂが設置されている。また、中央仕切板２１の上
部には、湿分分離加熱器から排出されるサイクル蒸気条
件が、複数の低圧タービンで等しくなるよう、連通ダク
ト２０が設置されている。

加熱蒸気は、加熱蒸気導入管６ａ、６ｂより加熱蒸気ヘ
ッダ４ａ１４ｂに流入し、Ｕ字状伝熱管１１ａ、１１を
通る際に、管外のサイクル蒸気により冷却されて凝縮し
、ドレンとなって加熱蒸気ヘッダ４　ａ　ｓ　４　ｂよ
りドレン琲出管７ａ、７ｂを介して器外に排出される。

また、一部の凝縮されない飽和蒸気を、ベント蒸気とし
てベント蒸気管８ａ、８ｂから排出させることによって
、伝熱管内のドレン流動状態を安定なものとしている。

サイクル蒸気は、サイクル蒸気人口１２がらシェル１内
に流入し、そこで２分された後、湿分分離器２を通る際
、湿分を除去され、再び合流した後、第１段加熱器３ａ
および第２段加熱器３ｂを通って再熱され、サイクル蒸
気出口１３よりシェル１外へ排出される。

一方、湿分分離器２によって分離された湿分（ドレン）
は、湿分分離器２下部のドレン流路２５を通り、湿分分
離ドレン排出管１４を介して、器外に設けられているド
レンタンク１５に集められる。

なお、ドレン流路２５は、ドレン底板２６とドレン天井
板２７によって、サイクル蒸気が流れる領域から分離さ
れている。また、ドレン底板２６の下端は、湿分分離ド
レン初出管１４の周りて、シェル１内面に接続され、サ
イクル蒸気が流れる領域から分離されている。

ドレンタンク１５に集められたドレンは、ドレンタンク
１５の液面が一定になるよう、ドレン弁１６の開閉によ
って制御され、給水加熱器または復水器（図示せず）へ
排出される。

上述のような構成の湿分分離加熱器において、通常の運
転時には、ドレン弁１６による液面制御は安定している
が、ドレン弁１６の故障や、湿分分離ドレンυＦ出管１
４の閉塞などによりドレン排出が不能になると、湿分分
離器２によって分離されたドレンは、器内に潴っで行く
ことになる。これによって器内のドレンレベルが上昇す
ると、湿分分離器２の機能が停止し、高圧タービンの排
気蒸気そのものが加熱器３ａ、３ｂへ流入する。

加熱器３ａ、３ｂは、殆ど湿り度のない蒸気を加熱する
熱交換器であるから、湿分が急激に増大すると、完全に
乾いた蒸気に加熱することはできい。従って、サイクル
蒸気出口１３から湿り蒸気が低圧タービンへと排出され
ることになる。しかしながら、低圧タービンに大量の湿
分が流入すると、低圧タービンに急収縮や急加速などが
生じ、損傷に至る恐れがある。

このような事故を防ぐため、湿分分離加熱器には、レベ
ル検出座１７が設けられ、また水位が上昇すると信号を
出力するレベルスイッチ１８が設置されており、レベル
スイッチ］８により水位ｉ′、：＋の信号が検知される
と、タービントリップやプラント停止等に至るシステム
となっている。

湿分分離加熱器は、前述したように中央面ＡＡに対称の
形状とされているので、器内のレベルも、それぞれの湿
分分離器２のレベルとして検出する必要がある。そこで
、レベル検出座も湿分分離器毎に別々に設置されている
。また、誤作動を防ぐため、それぞれのレベルを検出す
るのに３個のレベルスイッチを併用し、３個の内、２個
のレベルスイッチがレベルを検知した場合に真とする方
式が採用されている。

この場合、各レベルスイッチはそれぞれのレベル検出座
を持ち、独立したものとなっている。従って、１基の湿
分分離加熱器に対しては、６個のレベルスイッチ１８が
独立して設置されていることになる。

（発明が解決しようとする課題）ところで、上述のレベル検出座とレベルスイッチは、い
ずれも十分な信頼性と、強度およびメンテナンス性を備
えている必要がある。そのため架台やバルブおよびメン
テナンススペース等を含めると、レベルスイッチ１個毎
にかなり広い空間が必要となる。しかも、それが湿分分
離加熱器１基あたり６個ともなると、非常に広いスペー
スが必要になる。

しかしながら、湿分分離加熱器の周りに大きなスペース
を取ることは、建屋内のレイアウト上、好ましいことで
はない。

本発明は従来技術における上述のごとき不都合を除去す
べくなされたもので、レベルスイッチの必要個数を減少
させ、スペースファクターを向上させた湿分分離加熱器
を提供することを目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明の湿分分離加熱器は、横向き円筒形状のシェル内
に、中央仕切板を設け、この中央仕切板の両側にそれぞ
れ湿分分離器を設けると共に、前記各湿分分離器の上側
に伝熱管を備えた加熱器を設けた湿分分離加熱器におい
て、上記各湿分分離器によって分離されたドレンを流す
ドレン流路同士をドレン連通ダクトで連結し、このドレ
ン連通ダクトにレベル検出座を取付けてドレン水位を検
出するよう構成したことを特徴とする。

（作用）上述のように構成した本発明の湿分分離加熱器において
は、ドレン流路をドレン連通ダクトにより繋いだので、
湿分分離加熱器１基に対して１か所でのレベル検出が可
能となり、従ってレベルスイッチは最少限の３個でよく
、湿分分離加熱器周りのスペースを有効に利用すること
が可能となる。

（実施例）以下、第１図ないし第５図を参照して本発明の詳細な説
明する。なお、これらの図中、第６図ないし第９図にお
けると同一部分には、それらと同じ符号を付し、相違点
のみを説明する。

第１図は湿分分離加熱器の中央部における横断面を示す
もので、第２図は第１図中の■−■矢視図である。また
、第３図は本発明による湿分分離加熱器の系統図である
。

これらの図において、ドレン流路２５は四角形状のドレ
ン連通ダクト２２によって連結されている。このドレン
連通ダクト２２の上部は、ドレン天井板２７よりも高く
なっており、また、中央仕切板２１には蒸気抜き孔２４
を設けてあり、湿分分離器２を通過したサイクル蒸気が
流れる空間は蒸気抜き孔２４を介して、ドレン連通ダク
ト２２の内部に繋がっている。

ドレン連通ダクト２２の上部と下部にはレベル検出座１
７が設けられている。これらのレベル検出座１７の先端
は器外に引出され、それらの間にはレベルスイッチ１８
が接続されている。なお、レベルスイッチ１８は、第３
図に示すように、３個が並列的に接続されている。

このような構成の湿分分離加熱器において、通常運転時
には、ドレン連通ダクト２２の下部に若干の液面ができ
る程度である。この状態で、片側のドレンタンク１５が
排出不能になった場合には第２図に示すような液面がド
レン連通ダクト２２内に生ずるが、ドレンは、もう一方
の正常なドレンタンク１５へと流れる。

両方のドレンタンク１５がｔＪト出不能になった場合に
は、ドレン連通ダクト２２内の液面は上昇する。ここで
、ドレン連通ダクト２２は、蒸気抜き孔２４を介して、
湿分分離器２を通過したサイクル蒸気の空間と連通して
いるので、液面がドレン天井板２７を越えると、その液
面上昇に見合った量の蒸気が蒸気抜き孔２４から逃げ、
ドレン連通ダクト２２内の水位は、レベル検出座１７を
通して正確に取出される。従って、湿分分離器２が水没
するレベルを正確に検出し、レベルスイッチ１８を作動
させることができる。

なお、通常運転時においては、湿分分離器２よリドレン
流路２５とドレン連通ダクト２２を通して蒸気抜き孔２
４へ蒸気が流れるが、その量は極く僅かであり、問題に
はならない。

第４図と第５図は本発明の他の実施例を示すも　０ので、第４図は本発明の湿分分離加熱器の管軸方向の中
央部（第６図のＡ−Ａ面に相当）における横断面図であ
り、第５図はその斜視図である。

この実施例においては、ドレン連通ダクト２２は、ドレ
ン流路２５だけでなく、湿分分離器２通過後のサイクル
蒸気空間同士をも、中央仕切板２１を貫通して、繋いで
いる。また、ドレン連通ダクト２２内にはダクト仕切板
２３が配置され、ドレン流路２５と、湿分分離器２通過
後のサイクル蒸気空間領域を隔離している。この場合、
レベル検出座１７はドレン流路２５と、湿分分離器２通
過後のサイクル蒸気空間領域に接続されている。

上記において、ダクト仕切板２３は、蒸気が、湿分分離
器２からドレン流路２５を通して、湿分分離器２通過後
のサイクル蒸気空間領域に大量に流れるのを防ぐために
設けられたものである。この場合、湿分分離器２から、
湿分分離器２通過後のサイクル蒸気空間領域へ、レベル
検出座１７を介して、蒸気が漏洩することになるが、レ
ベル検出座１７は小口径であり、漏洩蒸気は小流量であ
１す、全く問題はない。

なお、この実施例の場合、ドレン連通ダクト２２のダク
ト仕切板２３の上下空間には若干の圧力差が発生するが
、この圧力差に応じてレベルスイッチ１８の作動レベル
を調整すれば、正確にレベル検出を行うことができる。

［発明の効果コ上述したように、本発明の湿分分離加熱器は、シェル１
内に、中央仕切板を挟んで管軸方向に配置されている２
個のドレン流路同士をドレン連通ダクトを介して連通さ
せ、このドレン連通ダクト部で水位を検出するようにし
たから、湿分分離加熱器１基に対して１か所だけでレベ
ル検出を行うことができる。

従って、レベルスイッチを設置する際の架台やバルブ、
あるいはメンテナンススペース等を含めた占用空間を大
幅に低減させることができ、湿分分離加熱器の周りのス
ペースを有効に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

　２第１図は本発明の湿分分離加熱器の中央部における横断
面図、第２図は第１図の■−■線に沿う縦断面図、第３
図は本発明の湿分分離加熱器における湿分分離ドレンの
系統図、第４図は本発明の他の実施例を示す湿分分離加
熱器の中央部における横断面図、第５図はその斜視図、
第６図は従来の湿分分離加熱器を例示する一部縦断面側
面図、第７図と第８図はそれぞれ第６図における■−■
と■−■線に沿う横断面図、第９図は従来の湿分分離加
熱器の湿分分離ドレンの系統図である。１・・・・・・・・・シェル２・・・・・・・・・湿分分離器３ａ・・・・・・第１段加熱器３ｂ・・・・・・第２段加熱器４　ａ　％　４　ｂ・・・加熱蒸気ヘッダ５ｇ、５ｂ・
・・仕切板６ａ、６ｂ・・・加熱蒸気導入管７　ａ　ｓ　７　ｂ・・・ドレン排出管９・・・・・・
・・・湿分分離器仕切板１０・・・・・・・・・シュラ
ウド３１１ａ、ｌｌｂ・・・Ｕ字状伝熱管１２・・・・・・・・・サイクル蒸気人口１３・・・・
・・・・・サイクル蒸気出口１４・・・・・・・・・湿
分分離ドレン排出管１５・・・・・・・・・ドレンタン
ク１６・・・・・・・・ドレン弁１７・・・・・・・・・レベル検出座１８・・・・・・・・レベルスイッチ２１・・・・・・・・・中央仕切板２２・・・・・・・・・ドレン連通ダクト２３・・・・
・・・・ダクト仕切板２４・・・・・・・・・蒸気抜き孔２５・・・・・・・・・ドレン流路２６・・・・・・・・・ドレン底板２７・・・・・・・・ドレン天井板。

Claims

【特許請求の範囲】

横向き円筒形状のシェル内に、中央仕切板を設け、この
中央仕切板の両側にそれぞれ湿分分離器を設けると共に
、前記各湿分分離器の上側に伝熱管を備えた加熱器を設
けた湿分分離加熱器において、上記各湿分分離器によっ
て分離されたドレンを流すドレン流路同士をドレン連通
ダクトで連結し、このドレン連通ダクトにレベル検出座
を取付けてドレン水位を検出するよう構成したことを特
徴とする湿分分離加熱器。