JPH06118197A

JPH06118197A - 湿分分離器

Info

Publication number: JPH06118197A
Application number: JP4258018A
Authority: JP
Inventors: Ryoji Yoshimura; 良治吉村; Kenji Sato; 健二佐藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1992-09-28
Filing date: 1992-09-28
Publication date: 1994-04-28

Abstract

(57)【要約】【目的】湿分分離エレメントのスペーサ軸に過大な応
力をももたらすことなく、湿分分離エレメントブロック
間で漏洩蒸気がそのまま間隙を通り抜けるのを防止する
こと。【構成】湿分分離エレメント３ａ、３ｂの各ブロック
にプレート２２の外側から隣接するプレート２２に向か
って延びる延長軸２３ａ、２３ｂを設ける。この延長軸
２３ａ、２３ｂに１枚の外部エレメントベーン２４をそ
れぞれ配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば原子力プラン
トの高圧タービンから低圧タービンに至る経路でサイク
ル蒸気中に含まれる湿分を分離させるために使用される
湿分分離器に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、原子力プラントでは高圧タービ
ンを通って湿り度を増した蒸気から湿分を除去して下流
側の低圧タービンに導入する際の蒸気の湿りを減少させ
る大形の圧力容器として構成される湿分分離器が使用さ
れる。ここでは高圧タービンを通過して１０％以上の湿
り蒸気となって流れる蒸気が器内に組込まれた波板状の
湿分分離エレメントの間を通る間に水滴を分離され、ほ
ぼ乾き飽和蒸気となって低圧タービンの入口に導かれ
る。この働きによりタービンで動翼の浸食および効率の
低下等の不具合が生じるのを免れることができる。

【０００３】図５ないし図７に従来の湿分分離器の一例
を示している。

【０００４】図５において、円筒形圧力容器である本体
胴１内には双方の端板２ａ、２ｂに向かって軸方向に延
びる湿分分離エレメント３ａ、３ｂが配置されている。
この湿分分離エレメント３ａ、３ｂの下端は、図６に示
すように支持脚４ａ、４ｂに載せられ支持されている。

【０００５】双方の支持脚４ａ、４ｂは２つの部材の間
に分離された水滴を集める空間が保たれ、この空間をド
レン集合室６ａ、６ｂとして構成し、さらに双方の湿分
分離エレメント３ａ、３ｂの間に挾まれた空間の下部を
囲う底板７を設けて本体胴１の下部内壁との間にドレン
回収室８を形成している（図７参照）。

【０００６】再び図６を参照して説明すると、天井板５
と底板７との間に２枚の多孔板９ａ、９ｂを逆Ｖ字状に
配置している。この双方の多孔板９ａ、９ｂは湿分分離
エレメント３ａ、３ｂの配置区間に従いその全域にわた
るように設けられる。また、双方の多孔板９ａ、９ｂの
間に挾まれた空間を本体胴１の下部に形成した蒸気入口
１０と通じさせて蒸気分配室１１として構成し、さらに
天井板５の上面と、本体胴１の上部内壁との間に蒸気出
口１２と通じさせた蒸気集合室１３を形成している。

【０００７】また、図６に示すように支持脚４ａ、４ｂ
にはドレン集合室６ａ、６ｂとドレン回収室８とを連絡
するドレン回収口１４を設けている。さらに、天井板５
の下面から下に延びる支持部材１５ａ、１５ｂを設けて
湿分分離エレメント３ａ、３ｂの上端を保持している。

【０００８】一方、図５および図７示すように、本体胴
１の軸方向の中心にドレン回収室８と通じさせてドレン
タンク１６を設けている。さらに、ドレンタンク１６の
上方で湿分分離エレメント３ａ、３ｂは一対の中央隔板
１７によって互いのゾーンが区分され、それぞれに蒸気
入口１０と通じさせるようになっている。また、双方の
中央隔板１７の間に挾まれた空間はフラッシュ蒸気室１
８として構成される。なお、図５および図７中、符号１
９はドレン出口を示している。

【０００９】上記構成において、図示しない高圧タービ
ンからの湿り蒸気は蒸気入口１０から本体胴１内に入
り、蒸気分配室１１に達する。ここで、蒸気は２つの方
向に分れて一方は多孔板９ａを通って湿分分離エレメン
ト３ａに、他方は多孔板９ｂを通って湿分分離エレメン
ト３ｂにそれぞれ流入する。各湿分分離エレメント３
ａ、３ｂを流れる湿り蒸気はジグザグ状通路で重い水滴
が壁面で捕獲され、通路出口に流れたとき、ほぼ乾き蒸
気となる。この湿分が除かれた蒸気は蒸気集合室１３内
に流入したところで再び合流し、蒸気出口１２を通って
図示しない低圧タービンへと導かれる。

【００１０】また、上記したサイクル蒸気の流動中に各
湿分分離エレメント３ａ、３ｂで多量の水滴が分離され
てドレンとして器内を流動する。分離された水滴は重力
によってドレン集合室６ａ、６ｂに落ち、集合してドレ
ンとなってドレン回収口１４を通ってドレン回収室８に
達し、そこからドレンタンク１９まで流動する。このド
レンはドレンタンク１９からドレン出口１９を通って図
示しない低圧給水加熱器に排出される。さらに、プラン
トが負荷変動に見舞われると、器内でドレンが自己蒸発
し、いわゆるフラッシュ蒸気が発生する。このとき、フ
ラッシュ蒸気はドレンタンク１６から上昇してフラッシ
ュ蒸気室１８に達し、そこに設置された湿分分離エレメ
ントを通って湿分が除去され、上記の乾き蒸気となって
流れるサイクル蒸気と共に蒸気集合室１３内に流入して
低圧タービンに導かれる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
に湿分分離エレメント３ａ、３ｂは支持脚４ａ、４ｂと
支持部材１５ａ、１５ｂとの間で支えるようになってい
る。このとき、軸方向に長く延びる湿分分離エレメント
３ａ、３ｂは予め幾つかのブロックに分けて組立てら
れ、湿分分離器内に各ブロックを収めたとき、隣接する
ブロックの間に隙間が生じないように組立てて行く。こ
の組立ては、通常、端板２を取付ける前に支持脚４ａ、
４ｂを使ってブロックを滑らせながら中央部に送り込
み、各ブロックの位置が決まった後で端板２を取付けて
完了させる。

【００１２】一方、ステンレス鋼からなる湿分分離エレ
メント３ａ、３ｂと、炭素鋼からなる支持脚４ａ、４ｂ
および支持部材１５ａ、１５ｂとの間の熱膨張時の伸び
差を考慮した配置の仕方もある。すなわち、線膨張係数
の大きいステンレス鋼の伸びを吸収するためにブロック
を３個ずつまとめ、そのまとめられた３個のブロック同
士の間に一定の間隙を保って配置するやり方である（た
とえば、特公平２−４５０８５号公報参照）。

【００１３】しかし、こうした配置では運転中、湿分分
離エレメント３ａ、３ｂが熱膨張してブロック同士の間
隙が限界まで詰まるときに零にすることはできない。こ
れは、湿分分離エレメント３ａ、３ｂを構成するには図
８に示すように多数のエレメントベーン２０を等間隔で
支持するためにスぺーサ軸２１が使用されており、ブロ
ック同士の間隙Ｃを零、つまりプレート２２同士を互い
に接触させた場合、スペーサ軸２１に大きな熱応力が生
じてしまうからである。望ましいのはスペーサ軸２１に
熱応力を生じさせないで、運転中の間隙Ｃを零に近づけ
るようにすることであるが、これは湿分分離エレメント
３ａ、３ｂと、支持脚４ａ、４ｂおよび支持部材１５
ａ、１５ｂとが熱膨張する際、伸び差が一定しないこと
など、間隙Ｃが零に近くなればなる程、万一のとき、ス
ペーサ軸２１が過大な熱応力によって損傷する危険性が
あり、これを避けるために余裕を持たせてブロック同士
を配置しなければならない。間隙Ｃからの漏洩が多くな
ると、湿分を分離されないままの湿り度の高い蒸気が正
規のジグザク状通路を通った乾き蒸気中に混入し、一部
で蒸気の湿り度が高くなってしまう。

【００１４】そこで、本発明の目的はスペーサ軸に過大
な熱応力をもたらすことなく、湿分分離エレメントブロ
ック間で漏洩蒸気がそのまま間隙を通り抜けるのを防止
するようにした湿分分離器を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明による湿分分離器は、円筒状の本体胴内下部領域
を上部空間を残して区画して蒸気入口と通じる蒸気分配
室を形成し、上部空間を蒸気分配室の出口側と連通する
蒸気集合室として構成し、複数のブロックから構成され
る湿分分離エレメントを前記双方の蒸気室の連通部に設
けてなる湿分分離器において、前記湿分分離エレメント
のブロック間の間隙に沿ってジグザグ状通路を形成する
複数の湿分分離部材を設けたことを特徴とするものであ
る。

【００１６】

【作用】湿分分離エレメントは複数のブロックに分割し
て組立てられ、ブロック同士の間には湿分分離エレメン
ト３ａ、３ｂと、支持脚４ａ、４ｂおよび支持部材１５
ａ、１５ｂとが熱膨張する際の伸び差を吸収する間隙が
ある。この間隙に沿って設けられる湿分分離部材はジグ
ザグ状通路を形成しており、間隙を流れる漏洩蒸気はジ
グザグ状通路を蛇行しつつ流れ、重い水滴が壁面で捕獲
される。一方、蒸気は湿分を除かれてほぼ乾き蒸気とな
って湿分分離部材を出る。

【００１７】運転中、湿分分離エレメントが熱膨張によ
り伸長するが、これを見込んで湿分分離エレメントの保
持手段にはある間隙を与えるようにする。これにより、
湿分分離エレメントに過大な熱応力を生じさせることな
く、湿分を多量に含む漏洩蒸気から湿分を除去すること
ができる。

【００１８】

【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図１において、湿分分離エレメント３ａ、３ｂはブロッ
クを３個づつまとめたものであり、各ブロックは多数の
波板状のエレメントベーン２０、このエレメントベーン
２０を等間隔で支持するスペーサ軸２１およびスペーサ
軸２１の両端を支持するプレート２２を備えている。さ
らに、各ブロックにはこのプレート２２の外側から隣接
するプレート２２に向かって延び、同一軸上に並ぶ延長
軸２３ａ、２３ｂを設けており、この延長軸２３ａ、２
３ｂに１枚の外部エレメントベーン２４をそれぞれ配置
している。各プレート２２から延びる延長軸２３ａ、２
３ｂは対面するプレート２２から延びる延長軸２３ａ、
２３ｂとの間に最適な配置を与えるために湿分分離器内
に収容するとき、間隙Ｃ₁が保たれる。

【００１９】この間隙Ｃ₁の決め方はステンレス鋼から
なる湿分分離エレメント３ａ、３ｂが運転中に熱膨張し
て限界まで伸長したとき、延長軸２３ａ、２３ｂとの間
で間隙が零になるように決定する。

【００２０】次に、上記構成によるところの作用を説明
する。

【００２１】湿分分離エレメント３ａ、３ｂは、図２に
示すように、運転中、エレメントベーン２０による規則
正しいジグザグ状通路と共に、ブロック同士の間に２枚
の外部エレメントベーン２４によるジグザグ状通路を形
成する。

【００２２】ブロック間を流れる漏洩蒸気は外部エレメ
ントベーン２４によって形成されるジグザグ状通路を通
る間に水滴が分離され、エレメントベーン２２によるジ
グザグ状通路を通って流れる蒸気とほぼ同様な乾き蒸気
となって湿分分離エレメント３ａ、３ｂから流出する。

【００２３】すなわち、従来、間隙Ｃは湿分分離エレメ
ント３ａ、３ｂと、支持脚４ａ、４ｂとの間に構成材料
の相違に基づく伸び差が生じるのを吸収するために欠か
せないものであったが、ここを通る漏洩蒸気に対する本
実施例の外部エレメントベーン２４によって蒸気中の湿
分を確実に除去することが可能になる。

【００２４】本実施例においても、間隙Ｃ₁を保って上
記した伸び差の吸収を図るのは同様であるが、これは運
転中、延長軸２３ａ、２３ｂ同士が接するまで近づける
ので、従来の３個で構成するブロックに対するものより
も小さくてもよい。また、そこにジグザグ状通路を形成
するので、流動抵抗が増して漏洩蒸気そのものを減少さ
せる働きがある。

【００２５】さらに、延長軸２３ａと延長軸２３ｂとを
同一軸上に配置するので、相手延長軸との接触中はジグ
ザグ状通路を一定した幅に保つことができる。なお、３
個ずつのブロックで組立てたものは間隙Ｃを保って配置
するのに位置きめ片が必要であるが、本実施例の配置に
はこうした部材を使用する必要がない。

【００２６】次に、本発明の他の実施例を図３を参照し
て説明する。

【００２７】本実施例は複数個、図では３個のブロック
をまとめて構成する湿分分離エレメント３ａ、３ｂを示
すものである。外部エレメントベーン２４は最も外側の
プレート２２から対面するプレート２２に向かってそれ
ぞれ延びる延長軸２３ａ、２３ｂに保持している。ま
た、延長軸２３ａ、２３ｂとの間には間隙Ｃ₂が保たれ
る。この間隙Ｃ₂の決め方も湿分分離エレメント３ａ、
３ｂが運転中に熱膨張して限界まで伸長したとき、延長
軸２３ａ、２３ｂの間で間隙が零になるように決定す
る。これは、３個分のブロックの伸長を見込むために上
記実施例のＣ₁よりも若干大きくなる。

【００２８】本実施例においても、上記実施例と同様に
２枚の外部エレメントベーン２４で形成されるジグザグ
状通路で漏洩蒸気中に含まれる湿分を確実に除去するこ
とができる。

【００２９】さらに、別な実施例を図４を参照して説明
する。ブロックを３個ずつまとめるのは上記図３の実施
例のものと同様である。図４の湿分分離エレメント３
ａ、３ｂはこのブロックをまとめたものに、さらに入口
多孔板２５を配置している。この入口多孔板２５は両端
を延長軸２３ａ、２３ｂの延長長さにほぼ見合うだけブ
ロック３個に相当する長さよりも延長して形成される。
間隙Ｃ₂の決め方は上記実施例のものと同一である。

【００３０】本実施例は湿分分離エレメント３ａ、３ｂ
に流れる蒸気をその入口側で整流させて導く入口多孔板
２５を配置する場合に適用するものである。この入口多
孔板２５と共に湿分分離エレメント３ａ、３ｂの出口に
出口多孔板（図示せず）を用いることも可能である。

【００３１】なお、上記各実施例のように構成したもの
は、たとえば特開昭６２−２２８８０６号公報に開示さ
れる湿分分離器を備えた湿分分離加熱器にも適用するこ
とができる。この場合、湿分分離エレメントを通らずに
直接加熱器に向かう漏洩蒸気の流れを止める働きがあ
り、加熱器を構成する伝熱管に腐食を生じさせたり、ま
た熱応力をもたらす懸念がなくなる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明は湿分分離エ
レメントのブロック間の間隙に沿ってジグザグ状通路を
形成する湿分分離部材を設けているので、間隙を通り抜
ける湿分を多量に含む漏洩蒸気から湿分を除去し、乾き
蒸気にすることができる。

【００３３】したがって、本発明によれば、湿分分離器
を通る蒸気を湿りのない乾き蒸気とすることができ、低
圧タービンで動翼の浸食および効率の低下等の不具合が
生じるのを防止することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による湿分分離器の一実施例を示す構成
図。

【図２】図１の湿分分離器の運転時の配置状態を示す説
明図。

【図３】本発明の他の実施例を示す構成図。

【図４】本発明の他の実施例を示す構成図。

【図５】従来の湿分分離器の一例を示す縦断面図。

【図６】図５の湿分分離器の横断面図。

【図７】図５の湿分分離器の横断面図。

【図８】従来の湿分分離エレメントの一例を示す構成
図。

【符号の説明】

１………本体胴３ａ、３ｂ…湿分分離エレメント１１………蒸気分配室１３………蒸気集合室２０………エレメントベーン２１………スペーサ軸２２………プレート２３ａ、２３ｂ…延長軸２４………外部エレメントベーン２５………入口多孔板

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【手続補正書】

【提出日】平成５年１２月７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】また、上記したサイクル蒸気の流動中に各
湿分分離エレメント３ａ、３ｂで多量の水滴が分離され
てドレンとして器内を流動する。分離された水滴は重量
によってドレン集合室６ａ、６ｂに落ち、集合してドレ
ンとなってドレン回収口１４を通ってドレン回収室８に
達し、そこからドレンタンク１６まで流動する。このド
レンはドレンタンク１６からドレン出口１９を通って図
示しない低圧給水加熱器に排出される。さらに、プラン
トが負荷変動に見舞われると、器内でドレンが自己蒸発
し、いわゆるフラッシュ蒸気が発生する。このとき、フ
ラッシュ蒸気はドレンタンク１６から上昇してフラッシ
ュ蒸気室１８に達し、そこに設置された湿分分離エレメ
ントを通って湿分が除去され、上記の乾き蒸気となって
流れるサイクル蒸気と共に蒸気集合室１３内に流入して
低圧タービンに導かれる。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１８】

【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図１において、湿分分離エレメント３ａ、３ｂはブロッ
クよりなり、各ブロックは多数の波板状のエレメントベ
ーン２０、このエレメントベーン２０を等間隔で支持す
るスペーサ軸２１およびスペーサ軸２１の両端を支持す
るプレート２２を備えている。さらに、各ブロックには
このプレート２２の外側から隣接するプレート２２に向
かって延び、同一軸上に並ぶ延長軸２３ａ、２３ｂを設
けており、この延長軸２３ａ、２３ｂに１枚の外部エレ
メントベーン２４をそれぞれ配置している。各プレート
２２から延びる延長軸２３ａ、２３ｂは対面するプレー
ト２２から延びる延長軸２３ａ、２３ｂとの間に最適な
配置を与えるために湿分分離器内に収容するとき、間隙
Ｃ_１が保たれる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒状の本体胴内下部領域を上部空間を
残して区画して蒸気入口と通じる蒸気分配室を形成し、
前記上部空間を前記蒸気分配室の出口側と連通する蒸気
集合室として構成し、複数のブロックから構成される湿
分分離エレメントを前記双方の蒸気室の連通部に設けて
なる湿分分離器において、前記湿分分離エレメントのブ
ロック間の間隙に沿ってジグザグ状通路を形成する複数
の湿分分離部材を設けたことを特徴とする湿分分離器。