JPH0566094A - 復水装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 復水器冷却管群の上部に位置する復水器本体
の胴部壁面に設けられた連絡胴によって複数の復水器が
連結された復水装置において、復水器冷却管群を凝縮し
た液滴による浸蝕から防止すること。 【構成】 復水器冷却管群（１６）上部に位置する復水
器本体の胴部壁面（２１）に設けられた連絡胴（２０）
によって複数の復水器（６）が連結された復水装置にお
いて、連絡胴（２０）の両開口部（２０ａ）に整流板
（２２）をあるいは開口部（２０ａ）側の底板（２０
ｂ）の端部に堰（２６）を設け、タービン排気蒸気が連
絡胴（２０）の底板（２０ｂ）に衝突して発生した液滴
が復水器冷却管群（１６）へ飛散することを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発電プラントに使用さ
れる復水装置に係り、とくに、復水器冷却管群の上部に
位置する復水器本体の胴部壁面に設けられた連絡胴によ
って複数の復水器が連結された復水装置において、該連
結胴の開口部に整流板をあるいは該連絡胴の底板の端部
に堰を配設して復水器冷却管群の浸蝕防止を図った復水
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在用いられている一般的な火力または
原子力発電所においては、ボイラや原子炉で発生した蒸
気エネルギをタービンを用いて機械的な動力に変換し、
発電機を回転させて電気エネルギとして取出している。

【０００３】すなわち、図８に示すように、通常の火力
および原子力発電所においては、原子炉、ボイラなどの
蒸気発生器１で発生した蒸気は、主蒸気管２によって止
め弁３を介してタービン４に導かれ、タービン４内で仕
事をした後、復水器６で冷却されて凝縮し、復水器のホ
ットウェル２５に溜り復水管７を通って復水ポンプ８に
達し、そこで昇圧されて蒸気発生器１へ戻る。そして、
蒸気発生器１において発生した蒸気はタービン４を駆動
し発電機５を回転させて電力を発生する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、発電プ
ラントに使用される復水器冷却管群の上部に位置する復
水器本体の胴部壁面に設けられた連絡胴によって複数の
復水器が連結された復水装置においては、復水器冷却管
群がタービン排気蒸気から凝縮した液滴により浸蝕され
る問題点があった。

【０００５】すなわち、図９に示すように、発電プラン
トの通常運転中の復水器内部におけるタービン排気蒸気
の流れＦａは、次の通りとなる。

【０００６】まず、タービン４内で仕事をしたタービン
排気蒸気Ｆａはタービン４の下方に連結された復水器６
に導かれ、復水器６内に複数の支え板１４によって支持
された多数の冷却管１５より形成される冷却管群１６に
よって冷却されて凝縮する。また、復水器冷却管群１６
の上部に位置する復水器本体の胴部壁面２１に設けられ
た連絡胴２０によって複数の復水器６，６が連結された
復水装置においては、ある復水器の冷却管の点検等のた
め、その復水器に供給する冷却水のみを遮断し、他の復
水器はそのまま運転することがある（いわゆる片肺運
転）。この時は点検中の復水器上部に流入したタービン
排気蒸気Ｆｂは連絡胴２０を通って隣接する復水器６へ
導かれ冷却されて凝縮する。

【０００７】さらに、復水器６の内部におけるタービン
排気蒸気の流れを図１０により説明する。

【０００８】ここで図１０（ａ）は連結胴の無い流路を
もつ復水器、図１０（ｂ）は連結胴の有る流路をもつ復
水器内のタービン排気蒸気の流れを示す。

【０００９】連絡胴２０のない復水器上部本体は、その
胴部壁面２１が垂直であるため高速で入ってきたタービ
ン排気蒸気Ｆａは復水器胴板の胴部壁面２１に沿って流
れる（図１０（ａ））。しかしながら、連絡胴２０があ
る復水器上部本体は、その壁胴部面２１がわずかに内側
に傾斜しているためタービン排気蒸気Ｆａは連絡胴２０
の底板に衝突する（図１０（ｂ））。底板に衝突したタ
ービン排気蒸気Ｆａは、連絡胴２０の内部においては連
絡胴下部から上部に循環する。また、連絡胴下部の本体
側の流線がわずかに内側に傾いていることから、この付
近には局所的に水平方向の速度成分が存在しているもの
と考えられる。冷却管群１６に流入した下向きで高速の
タービン排気蒸気Ｆａの流れは、一部は冷却管群１６に
吸込まれるものの動圧が高いことからそのまま冷却管群
１６の下方に回り込み、その反対側の空間に流入する。
そして冷却管群１６の上部において、圧力がバランスし
て冷却管群１６内に流入する。

【００１０】このようなタービン排気蒸気下Ｆａの挙動
から、図１１に示すように連絡胴下部の水平方向速度成
分を数値解析すると、およそ８０ｍ／ｓの水平方向速度
成分が局所的に存在することが判明した。この結果、連
絡胴２０の下部付近に飛来するタービン排気蒸気Ｆａ
は、この流れの影響を受けることが分った。

【００１１】つぎに、このような流れの場に飛来したタ
ービン排気蒸気Ｆａから液滴について、その挙動を図１
２および図１３に示す。

【００１２】図１２は連絡胴上方から下向きに流されて
きたタービン排気蒸気の異った液滴径（５０μｍ，３０
０μｍ）および水平方向速度（０ｍ／ｓ，１００ｍ／
ｓ）をもつ液滴が連絡胴下部の水平方向速度成分により
受ける影響を示したものである（液滴径が５０μｍのも
のでは水平方向速度が０ｍ／ｓと１００ｍ／ｓとで同じ
挙動であった）。この場合、液滴が冷却管群に衝突する
場合は少ないものと推定される。

【００１３】図１３は連絡胴下部から水平方向に飛び出
したタービン排気蒸気の液滴（図１２のものと同じ液滴
径をもつ）の挙動を示したものであり、この場合は液滴
が冷却管群１６に衝突する割合が高くかつその衝突範囲
も広いことが分る。

【００１４】したがって、冷却管群１６を構成する冷却
管１５の損傷は復水器連絡胴２０で発生した液滴が水平
方向速度成分によって飛散することにその原因があるこ
とが分った。

【００１５】本発明の目的は、タービン排気蒸気が復水
器連絡胴の底板に直接衝突することによつて発生した液
滴がタービン排気蒸気の流れに引き込まれて冷却管群側
へ水平速度をもって飛散して冷却管に衝突してこれを浸
食するのを防止することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
によれば、少なくとも２基の復水器の胴部を双方の復水
器の管束の上方に開口部を有する連絡胴を介して互いに
連通せしめてなる復水装置において、連絡胴の開口部に
垂直方向に流動するタービン排気を胴部壁面に沿って下
方に導く複数本の整流板を設ける。

【００１７】請求項２に記載の発明によれば、少なくと
も２基の復水器の胴部を双方の復水器の管束の上方に開
口部を有する連絡胴を介した互いに連通せしめてなる復
水装置において、連絡胴の開口部側の底板の端部に管束
への液滴の飛散を防止する堰を設ける。

【００１８】

【作用】請求項１に記載の本発明によれば蒸気タービン
から排出して復水器本体の胴部壁面に沿って流下するタ
ービン排気蒸気は、復水器本体の胴部壁面の連絡胴の開
口部に設けられた整流板により、連絡胴に衝突すること
なく復水器本体の胴部壁面に沿って下方に流動し復水器
冷却管群から遠ざかる方向に案内され、液滴が復水器冷
却管群に直接衝突することが防止される。

【００１９】請求項２に記載の発明によれば、蒸気ター
ビンから排出して復水器本体の胴部壁面に沿って流下す
るタービン排気蒸気の一部は連絡胴の底板に衝突し、そ
こで生じたドレンは堰によって連絡胴の中央部に集めら
れ、液滴が復水器冷却管群に直接衝突することが防止さ
れる。

【００２０】

【実施例】以下に本発明の復水装置を図１、図２および
図９に示す第１実施例について説明する。

【００２１】図１は本発明の第１実施例による復水器の
連絡胴２０の部分の縦断面図また図２はそのII−II矢視
断面図を示す。復水器冷却管群１６の上部に位置する復
水器本体の胴部壁面２１には連絡胴２０が設けられてい
る。図２に示すように連絡胴２０は方形断面を有し、連
絡胴２０の両開口部２０ａには、その頂板２０ｃと底板
２０ｂに平行に複数の適当な断面形状をもつ整流板２２
が所定間隔をおいてその側壁２０ｄ，２０ｅにまたがっ
て設置されている。整流板２２の数は必要な流路面積が
確保されるような数とする。

【００２２】復水器６の本体上部より流れ込むタービン
排気蒸気Ｆａは図１に示すように復水器６の胴部壁面２
１に沿って流れ、さらに、図９に示すように復水器冷却
管群１６に導かれ、冷却されて凝縮する。このとき、復
水器上部本体の胴部壁面２１は図示するように僅かに傾
斜しているためタービン排気蒸気Ｆａの一部が連絡胴２
０の開口部２０ａでは直進するため連絡胴２０の底板２
０ｂへ衝突しようとする。しかし、連絡胴２０の両開口
部２０ａには上記のように整流板２２がそれぞれ設けら
れているため、タービン排気蒸気Ｆａの流れは胴部壁面
２１に沿って平行に案内される。このため、連絡胴２０
の底板２０ｂにタービン排気蒸気Ｆａが衝突して液滴が
発生することを防ぐことができ、したがって、液滴の飛
散によっておこる復水器冷却管１５（図９）の損傷を大
巾に抑制することができる。

【００２３】また、図９に示すように、復水器冷却管１
５の点検のため、一方の冷却管１５内への通水を遮断し
隣接する復水器６を交互に運転する場合（片肺運転）、
タービン排気蒸気Ｆａは点検中の復水器６の上部から流
入するが、連絡胴２０の両開口部２０ａに整流板２２が
設けられているため、連絡胴２０の底板２０ｂに衝突し
て液滴を発生することなく、図９に示すように、連絡胴
２０を通って隣接する他方の復水器６へ案内され、別の
冷却管群１６によって冷却されて凝縮する。その際、連
絡胴２０はタービン排気蒸気Ｆａの連絡胴２０内での必
要な流路面積を確保しているので正常な蒸気の流れを防
げることはない。連結胴２０の開口部２０ａの両方に整
流板２２が設置されているので片肺運転が可能となる。

【００２４】以上のように、復水器冷却管１５の損傷原
因である連絡胴２０の底板２０ｂに滞留していたタービ
ン排気蒸気からのドレンが液滴となって冷却管群１６へ
飛散することがなくなるので、本発明によれば、火力お
よび原子力発電プラントに使用して、その信頼性および
安全性を保証できる復水器を得ることができる。

【００２５】なお、図１に示す実施例では復水器連絡胴
２０の整流板２２を構成するのに、連絡胴２０の開口部
２０ａにそれぞれに別々の整流板２２を設置している
が、それぞれの同じ高さにある整流板２２を連続した同
一の板で一体に構成したものでも良く、これにより同様
の作用効果を奏することは勿論である。

【００２６】つぎに、本発明の復水装置の第２実施例を
図３、図４および図９について説明する。

【００２７】図３は本発明による復水器連絡胴２０の部
分の縦断面図また図４はそのIV−IV矢視断面図を示す。
この連絡胴２０は、第１実施例と同じようにその両開口
部２０ａに整流板２２を備えるとともに、図４に示すよ
うに方形断面を有し、連絡胴２０の底板２０ｂは両開口
部２０ａから連絡胴２０の中央に設けたトレイ２３に向
かって下向きに傾斜している。さらに、トレイ２３の底
部にはそれに連通したドレン排出管２４が取付けられて
いる。復水器本体上部より流れ込むタービン排気蒸気Ｆ
ａは復水器６の壁面２１に沿って流れ、復水器冷却管群
１６へ導かれ冷却されて凝縮する。しかしながら、図示
するように、復水器上部本体の胴部壁面２１は僅かに傾
斜しており、タービン排気蒸気Ｆａは胴部壁面２１に沿
って下方へ導かれるとともに、タービン排気蒸気Ｆａの
一部は連絡胴２０の底板２０ｂに衝突する。しかし、底
板２０ｂに衝突したタービン排気蒸気Ｆａは底板２０ｂ
上部で液滴を発生するが、連絡胴２０の底板２０ｂが両
開口部２０ａから中央（中点）に向かって下方に傾斜し
ているため、タービン排気蒸気Ｆａの一部は連絡胴２０
の中央に向かって案内され、また液滴は集合してドレン
Ｆｄとなり、このドレンＦｄは復水器冷却管群１６側に
飛散せずにトレイ２３に集められ、排水管２４を通つて
復水器下部のホツトウエル２５あるいは復水管７へ導か
れる。またタービン排気蒸気は復水器冷却管群１６と反
対方向の速度成分を与えられるため、液滴の復水器冷却
管群１６側への飛散が防止される。

【００２８】さらに、本発明の復水装置の第３実施例を
図５および図６について説明する。

【００２９】図５は本発明による復水器連絡胴２０の部
分の縦断面図をまた図６はそのVI−VI矢視断面図を示
す。この連絡胴２０は、第１実施例と同じように、図６
に示すように、方形断面を有し、その両端部には開口部
２０ａがそれぞれ形成されている。そして、連絡胴２０
の底板２０ｂの開口部２０ａ側端部にはその開口巾全体
にわたって適宜の断面、例えば矩形断面、をした堰２６
が配設されている。そして、連絡胴２０の中央にはトレ
イ２３が設けられるとともに、トレイ２３の底部にはそ
れに連通したドレン排出管２４が取付けられている。こ
こで、復水器本体より流れ込むタービン排気蒸気Ｆａは
復水器６の壁面２１に沿って流れ、復水器冷却部管群１
６へ導かれ冷却されて凝縮する。しかしながら、図示す
るように復水器上部本体の胴部壁面２１は僅かに傾斜し
ており、タービン排気蒸気Ｆａは胴部壁面２１に沿って
下方へ導かれるとともに、タービン排気蒸気Ｆａの一部
は連絡胴２０の底板２０ｂに衝突する。しかし、底板２
０ｂに衝突部したタービン排気蒸気Ｆａは底板２０ｂ上
部でドレンをなるが、連絡胴２０の底板２０ｂの両開口
部２０ａの端部に堰２６が配設されているので、このド
レンＦｄは復水器冷却管群１６側に液滴となって飛散せ
ずに連絡胴２０の中央部のトレイ２３に集められ、配水
管２４を通って復水器下部のホツトウエル２５あるいは
復水管７へ導かれる。

【００３０】さらに、また、本発明の復水器の第４実施
例および第５実施例を図７について説明する。

【００３１】図７（ａ）は、その第４実施例であって、
連絡胴２０の底板２０ｂの開口部２０ａ側の端部にその
開口巾全体にわたって配設した堰２６ａの断面を山形断
面としたものである。また、図７（ｂ）は、その第５実
施例であって、堰２６ｂの断面を半円形（半円状）とし
たものである。これらの実施例においても、ドレンは第
３実施例のものと同様の挙動をする。

【００３２】このようにして、これらの実施例によれば
復水器冷却管群１６の損傷の原因である連絡胴２０の底
板２０ｂに滞留していたドレンＦｄが液滴となって飛散
しないため冷却管１５を損傷することはない。また、ド
レンＦｄは、配水管２４から容易に排出されるので長期
間の使用に耐えうるようになる。

【００３３】また、図９に示すように復水器冷却管１５
の点検のため、一方の冷却管１５内への冷却水の通水を
遮断し運転する場合（片肺運転）、タービン排気蒸気Ｆ
ａは点検中の復水器上部へ流入するが、連絡胴２０を通
つて隣接する別の復水器６へ案内され、別の冷却管群１
５によって冷却されて凝縮する。この場合、上記のよう
に傾斜した底板２０ｂあるいは堰２６によって中心に集
められドレンの飛散が防止されるとともに、連絡胴内の
流路面積が確保されるので正常な蒸気の流れを妨げるこ
とはない。

【００３４】

【発明の効果】以上のように、本発明の復水器の連絡胴
の両開口部に整流板をあるいは連絡胴の底板に堰を設け
ることにより、復水器冷却管の損傷原因である連絡胴の
底板に滞留していたドレンが液滴となって冷却管群へ飛
散することが阻止されるので、冷却管群の浸食が大巾に
防止される。その結果、火力および原子力発電プラント
に使用され、かつ、その信頼性および安全性を保証でき
る復水器を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による復水装置の第１実施例の縦断面
図。

【図２】図１のII-II 矢視断面図。

【図３】本発明による復水装置の第２実施例の縦断面
図。

【図４】図３のIV-IV 矢視断面図。

【図５】本発明による復水装置の第３実施例の縦断面
図。

【図６】図５のVI−VI矢視断面図。

【図７】本発明による復水装置の第４実施例および第５
実施例の縦断面図。

【図８】一般的な発電所プラントの系統図。

【図９】通常運転時および冷却水遮断時の復水装置内の
タービン排気蒸気の流れを示す説明図。

【図１０】復水器間に連絡胴のない場合および連絡胴の
ある場合のタービン排気蒸気の流れをそれぞれ示す説明
図。

【図１１】図６における連絡胴底板付近のタービン排気
蒸気の水平方向速度を示す説明図。

【図１２】液滴が連絡胴上部から流動する場合の挙動を
示す説明図。

【図１３】液滴が連絡胴下部から水平に流出する場合の
液滴の挙動を示す説明図。

【符号の説明】

１ 蒸気発生器 ２ 主蒸気管 ３ 止め弁 ４ タービン ５ 発電機 ６ 復水器 ７ 復水管 ８ 復水ポンプ １４ 支え板 １５ 冷却管 １６ 冷却管群 ２０ 連絡胴 ２１ 胴部壁面 ２２ 整流板 ２３ トレイ ２４ ドレン排出管 ２５ ホツトウエル ２６ 堰 Ｆａ 通常運転時のタービン排気蒸気の流れ Ｆｂ 冷却水遮断時のタービン排気蒸気の流れ Ｆｄ ドレンの流れ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 兵 頭 教 正 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 松 隈 裕 司 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも２基の復水器の胴部を双方の復
   水器の管束の上方に開口部を有する連絡胴を介して互い
   に連通せしめてなる復水装置において、前記連絡胴の開
   口部に垂直方向に流動するタービン排気を前記胴部壁面
   に沿って下方に導く複数本の整流板を設けたことを特徴
   とする復水装置。
2. 【請求項２】少なくとも２基の復水器の胴部を双方の復
   水器の管束の上方に開口部を有する連絡胴を介して互い
   に連通せしめてなる復水装置において、前記連絡胴の開
   口部側の底板の端部に管束への液滴の飛散を防止する堰
   を配設したことを特徴とする復水装置。