JPH04369306A - 湿分分離加熱装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蒸気タービンプラント
における蒸気の湿分分離加熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、原子力発電プラントにおける蒸
気タービンに供給される蒸気は湿分を多量に含んだ湿り
蒸気である。ところが、この蒸気中の湿分はタービン羽
根を浸蝕するばかりでなくタービンの効率低下をもたら
すため、蒸気中の湿分は分離除去する必要がある。

【０００３】このため原子力発電プラントでは、通常、
高圧タービンと低圧タービンとの間に湿分分離加熱装置
を設け、高圧タービンの排気蒸気中に含まれる１０％程
度の湿分を１％以下に除去すると共に、このサイクル蒸
気を過熱状態まで加熱した後低圧タービンに供給してい
る。

【０００４】図６及び図７は従来の湿分分離加熱装置の
縦断側面図及び縦断正面図であって、高圧タービンの排
気蒸気が本体胴１の下部に設けられた湿り蒸気入口２よ
り本体胴１内に流入し、ドレン流路底板３に当って左右
に分流される。分流された湿り蒸気は、本体胴１内を上
下に仕切る水平仕切板４により形成された下部室５内に
垂直に配設された一対の湿分分離器６ａ，６ｂと本体胴
１との間の湿り蒸気分配室７ａ，７ｂ内を本体胴１の長
手方向に広がるように流れ、さらに内側に偏向されて上
記湿分分離エレメント６ａ，６ｂを通過して中央内室８
内へ流れる。

【０００５】湿分分離器６ａ，６ｂ内には、それぞれ波
板分離エレメント（図示せず）が多数並設されているの
で、これらのエレメントを通過する間に湿分が除去され
て湿り度の低い蒸気となる。この湿り度が低い蒸気は、
上記水平仕切板４の上方の上部室１７中央部に配設され
た一対のシュラウド９ａ，９ｂにより形成された蒸気加
熱通路１０へ導かれ、蒸気加熱通路１０内に配設された
第１段加熱器管束１１および第２段加熱器管束１２によ
って順次加熱された後本体胴１の上部に設けられた過熱
蒸気出口１３より流出し、下流の低圧タービンへと導か
れる。

【０００６】一方、上記湿分分離器６ａ，６ｂにより除
去された水滴は下方へ流下し、前記中央内室８の底面を
閉塞するドレン流路上板１４と前記ドレン流路底板３と
で形成されるドレン流路１５内へ流れ込み、本体胴１の
下部に設けられたドレン排出管１６より外部に排出され
るようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】湿分分離加熱装置は、
通常タービンに平行に配設されるため、湿分分離加熱装
置の胴外径寸法はタービン建屋の天井高さに影響を与え
、ひいては建設費用に影響を与える。このため湿分分離
加熱装置の胴外径寸法を小さくする必要がある。

【０００８】ところが、上述の如き湿分分離加熱装置に
おいては、第１段加熱器管束１１の斜め下方に湿分分離
器６ａ，６ｂが鉛直に配設されているため、胴外径寸法
を小さくすることが困難である。

【０００９】胴外径寸法を小さくするには、本体胴１の
長手方向の長さを延長し、湿分分離器６ａ，６ｂの蒸気
流入面積と、第１段加熱器管束１１及び第２段加熱器管
束１２の伝熱面積とを変えずに、湿分分離器６ａ，６ｂ
、第１段加熱器管束１１、第２段加熱器管束１２の高さ
を抑える方法が考えられるが、この本体胴１の長さの延
長により、サイクル蒸気の流れが不均一となって、偏っ
て導かれるサイクル蒸気のために湿分分離器６ａ，６ｂ
が十分な性能を発揮できないという問題がある。

【００１０】すなわち、サイクル蒸気入口より導入され
た蒸気は、ドレン流路底板３に衝突した後湿分蒸気分配
室７ａ，７ｂを通って湿分分離器６ａ，６ｂへ流れるが
、サイクル蒸気入口近くでは流速が速く、入口から離れ
るに従って流速が遅くなるから湿分分離器６ａ，６ｂの
前後で差圧の不均一が生じ、入口の近くでは湿分分離器
を通過する流量が少なく、逆に入口から離れた所で流量
が多くなる等の問題がある。

【００１１】また、これとは別にサイクル蒸気入口側の
配管経路の影響を受けてサイクル蒸気入口断面での流速
分布は必ずしも均一にならず、サイクル蒸気入口から同
じような距離にある湿分分離器であってもサイクル蒸気
入口断面での流速分布の影響を受けて、湿分分離器を通
過する流量が局部的に多くなるという問題もある。

【００１２】本発明は、このような点に鑑み、サイクル
蒸気の分配上の不都合をなくし湿分分離性能を損うこと
なく胴外径寸法の小さい湿分分離加熱装置を得ることを
目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、横長円筒状の
本体胴内に湿分分離器及び加熱器を設けた湿分分離加熱
装置において、本体胴内に設けられた上下方向に延びる
蒸気加熱通路内に少なくとも一つの加熱器を配設すると
ともに、その蒸気加熱通路の両側に互いに平行に一対の
湿分分離器を配設し、その両湿分分離器の下部を互いに
接続するドレン流路によって、湿り蒸気分配室と蒸気加
熱通路入口室とを区劃したことを特徴とする。

【００１４】

【作用】サイクル蒸気の流れについては従来のものとほ
ぼ同一で、一対の湿分分離器によって湿分が除去された
後、蒸気加熱路内の加熱器によって加熱される。この場
合、蒸気加熱路の両側に互いに平行に一対の湿分分離器
が配設されているので、湿分分離器、加熱器の高さを変
ずに胴外径寸法を小さくすることができ、サイクル蒸気
の流れの偏りが少なく、湿分分離性能を損なうこともな
い。

【００１５】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例に
ついて説明する。なお、図中図６及び図７に示された部
分と同一部分には同一の符号を付しその詳細な説明は省
略する。

【００１６】図１及び図２において、本体胴１内は水平
仕切板４によって上部室１７及び下部室５に区劃されて
おり、その水平仕切板４にはシュラウド９ａ，９ｂによ
って形成された蒸気加熱通路１０が設けられ、その蒸気
加熱通路１０によって上記上部室１７及び下部室５が連
通されている。そしてその蒸気加熱通路１０内に第１段
加熱器管束１１及び第２段加熱器管束１２が配設されて
いる。

【００１７】上記下部室５内には蒸気加熱通路１０の両
側に、これと平行に一対の湿分分離器６ａ，６ｂが配設
されており、両湿分分離器６ａ，６ｂの下端部がドレン
流路上板１４およびドレン流路底板３によって形成され
たドレン流路１５によって連通され、そのドレン流路１
５及び左右一対の湿分分離器６ａ，６ｂによって本体胴
１の下部室５が湿り蒸気分配室７と中央内室（蒸気加熱
通路入口室）８に区劃されている。

【００１８】また、上記ドレン流路底板３には、湿り蒸
気入口２と対向する部分に、本体胴１の内面から離れる
方向に折曲された凹部２０が形成されている。

【００１９】しかして、高圧タービン（図示せず）から
送られて来るサイクル蒸気は湿り蒸気入口２を通って本
体胴１の湿り蒸気分配室７に導かれ、ドレン流路底板３
に衝突し、凹部２０内で混合された後湿り蒸気分配室７
を通り、左右の湿分分離器６ａ，６ｂに導かれ、そこを
通過する間に湿分が除去される。そして、蒸気加熱通路
入口室８にて合流後、第１段加熱器管束１１及び第２段
加熱器管束１２に導かれ、そこを通る間にそれぞれ加熱
蒸気によって加熱され、上部室１７及び過熱蒸気出口１
３を通って器外に送出される。一方、各湿分分離器６ａ
，６ｂによって分離された湿分はドレンとしてドレン流
路１５に集められ、ドレン排出管１６を通して器外に排
出される。

【００２０】このように、蒸気加熱通路１０の両側に一
対の湿分分離器６ａ，６ｂを互いに平行に配設したので
、湿分分離器６ａ，６ｂ、加熱器管束１１，１２の高さ
を十分確保でき、本体胴を長手方向に延長する必要がな
く、サイクル蒸気の流れの偏りが少なく、湿分分離性能
を損なうことなく、胴外径寸法を小さくすることができ
る。さらに湿分分離器の高さを高くとれるので、湿分分
離器６ａ，６ｂに流入するサイクル蒸気の流量が多い場
合でも、胴外径寸法をそれ程大きくする必要もない。

【００２１】さらに、ドレン流路底板３に凹部２０を形
成することによって、本体胴１内に流入したサイクル蒸
気がこの凹部２０内で混合するため、サイクル蒸気入口
断面に生じる流速分布の偏りが消失し、湿分分離器６ａ
，６ｂに向かって流れるサイクル蒸気量が局部的に偏る
ことが防止され、湿分分離性能が向上される。

【００２２】ところで、上述のようにドレン流路底板３
を上方に屈曲して凹部２０を形成した場合、それに伴な
ってドレン流路１５はこの個所のみ空間が狭くなるが、
ドレン排出管１６は湿り蒸気入口２から最も離れた所に
位置しており、ドレン流路１５の上記狭くなった部分側
に向うドレンの流れはなく、ドレン流路の空間を狭めた
ことによるドレン流の妨げはなく、むしろ限られた胴径
内の空間を有効に利用することができる。

【００２３】また、このように湿分分離器６ａ，６ｂ、
加熱器管束１１，１２を配設することにより、加熱器前
後の蒸気通路を広くとれ、加熱器管束に対してもサイク
ル蒸気が偏って流れることがなく、伝熱性能を向上でき
る。

【００２４】図４は本発明の他の実施例を示す図であり
、湿り蒸気入口２が本体胴１の下部斜め位置に２個所設
けられ、ドレン流路底板３の一端部が本体胴１の内面に
接続されている。

【００２５】しかして、この場合一つの湿り蒸気入口２
から本体胴１内に流入する蒸気流量が半減するので、湿
分分離器６ａ，６ｂへ流入するサイクル蒸気の偏りを少
なくでき、湿り分分離に対し有利な構成とすることがで
きる。また、本体胴１の下部中央にドレン流路１５を設
けることができるので、ドレン排出部の構成を簡素にで
き、さらに左右の湿り蒸気入口２から流入するサイクル
蒸気の不要な干渉を避けることができる。

【００２６】図５は本発明のさらに他の実施例を示す図
であり、ドレン流路底板３に形成された凹部２０が楕円
形にしてあり、ドレン流路底板３と凹部２０の側壁部と
のなす角が、湿分分離加熱装置の周方向から長手方向に
向かって、θ１　からθ２　へと徐々に小さくなるよう
にしてある。

【００２７】しかして、一般に湿り蒸気入口２から湿分
分離加熱器の周方向にある湿分分離器に向かって流れる
蒸気流速が長手方向に向う蒸気流速より速くなり、湿分
分離器を通過する流量に不均一が生じるが、凹部２０の
側壁とドレン流路底板３とのなす周方向の角度θ１　を
大きく、長手方向の角度θ２を小さくすることにより、
周方向への流れに対する抵抗が大きくなり、周方向への
流速、流量が減少し、湿分分離器６ａ，６ｂを通過する
流量を調整することができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は蒸気加熱
通路の両側に互いに平行に一対の湿分分離器を配設した
ので、湿分分離性能を損なうことなく胴外径寸法を小さ
くでき、湿分分離器、加熱器の高さを低くして本体胴を
長手方向に延長する必要がなく、サイクル蒸気の流れの
偏りを少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の湿分分離装置の縦断側面図。

【図２】本発明の湿分分離装置の縦断正面図。

【図３】本発明の湿分分離装置の湿り蒸気入口部断面斜
視図。

【図４】本発明の他の実施例を示す縦断面図。

【図５】本発明の他の実施例における湿り蒸気入口部断
面斜視図。

【図６】従来の湿分分離装置の縦断側面図。

【図７】従来の湿分分離装置の縦断正面図。

【符号の説明】

１　　本体胴 ２　　湿り蒸気入口 ４　　水平仕切板 ６ａ，６ｂ　　湿分分離器 １０　　蒸気加熱通路 １１　　第１段加熱器管束 １２　　第２段加熱器管束 １５　　ドレン流路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】横長円筒状の本体胴内に湿分分離器及び加
   熱器を設けた湿分分離加熱装置において、本体胴内に設
   けられた上下方向に延びる蒸気加熱通路内に少なくとも
   一つの加熱器を配設するとともに、その蒸気加熱通路の
   両側に互いに平行に一対の湿分分離器を配設し、その両
   湿分分離器の下部を互いに接続するドレン流路によって
   、湿り蒸気分配室と蒸気加熱通路入口室とを区劃したこ
   とを特徴とする湿分分離加熱装置。