JPH0612329Y2

JPH0612329Y2 - 湿分分離加熱器

Info

Publication number: JPH0612329Y2
Application number: JP8060788U
Authority: JP
Inventors: 直幹長谷川; 信夫中森; 二郎笠原
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1988-06-20
Filing date: 1988-06-20
Publication date: 1994-03-30
Anticipated expiration: 2003-06-20
Also published as: JPH027411U

Description

【考案の詳細な説明】産業上の利用分野本考案は、湿分分離加熱器、特に原子力蒸気タービンプ
ラントの低温再熱蒸気の湿分除去に適用される湿分分離
加熱器に関する。

従来の技術原子力蒸気タービンプラントの再熱サイクルでは、湿り
度約10〜13％程度の高圧タービン排気である低温再熱蒸
気を一旦、湿分分離加熱器に導き、その蒸気中に含まれ
る水分（ドレン）を除去した後、過熱度約70〜80℃に再
熱し、低圧タービンに送入している。

そこで、従来の湿分分離加熱器について、第４図(a)〜
(c)に基づいて説明すると、１は蒸気入口管、２は鏡
板、３は仕切板、４は蒸気溝、そして５は蒸気分配板、
６はワイヤメッシュセパレータ、７は加熱器、８は多数
のワイヤメッシュセパレータ６から成る蒸気セパレート
部及び９は円筒状の胴であって、この胴９内の上部に加
熱器７及び下部に蒸気セパレート部８が配置されてい
る。

また、胴９の一側端部に取付けた鏡板２の部分に設けら
れた低温再熱蒸気入口部10に蒸気入口管１が備えられ、
この蒸気入口部10と加熱器７及び蒸気セパレート部８と
は仕切板３により仕切られている。そして、この仕切板
３の下部には略扇状に開口した蒸気流入口3aが形成さ
れ、この流入口3aを通して蒸気が蒸気溝４に流入させら
れる。

前述した蒸気溝４は胴９底部にその軸線方向に延びて形
成されており、この蒸気溝４頂部には多数の蒸気分配板
５が配列されると共に、蒸気分配板５の上方には多数の
ワイヤメッシュセパレータ６が連続的に配置され、これ
らで蒸気セパレート部８が構成されている。

また、蒸気溝４の底部と胴部９の底部とで限定する間隙
部によってドレン通路12が形成されているとともに、胴
９の中央部底部にはドレン出口管11が設けられている。
そして、低温再熱蒸気入口部10とドレン通路12とは、端
板13に形成したドレン孔13aを通して連通されている。

更に、ワイヤメッシュセパレータ６の上方には（水平）
円管群（図示せず）からなる加熱器７が配置され、胴９
の中央部頂部には蒸気出口管14が取付けられている。

以上述べた構成により、蒸気入口管１を通って再熱蒸気
入口部10内に流入した低温再熱蒸気は、蒸気流動により
仕切板３に衝突して旋回した後、仕切板３下部の流入口
3aを通して蒸気溝４に導かれる。

そして、この蒸気溝４を流れる再熱蒸気は、蒸気溝４の
頂部から上方に向けて流れ、蒸気分配板５、蒸気セパレ
ート部８を構成するワイヤメッシュセパレータ６及び加
熱器７の順に通過し、加熱器７を通過する際にこの加熱
器にて過熱されて前述の如き所定の温度にまで高めら
れ、その後蒸気出口管14を通って低圧タービン（図示せ
ず）へ排気される。

一方、低温再熱蒸気の仕切板３への衝突時にこの蒸気か
ら分離された水分（ドレン）は、端板13のドレン孔13a
を通してドレン通路12へ導かれ、またワイヤメッシュセ
パレータ６を通過する時に再熱蒸気から分離されたドレ
ンは蒸気溝４の外周を通って胴９底部のドレン通路12に
導かれる。そして、これらの両系路からのドレンはドレ
ン通路12で合流して流れ、ドレン出口管11を通して胴９
外へ排出される。

考案が解決しようとする課題以上述べた従来の湿分分離加熱器は、しかし、次のよう
な問題があった。

第４図(b)に示すように、仕切板３に衝突した低温再熱
蒸気は、一旦、仕切板３の上面に沿って仕切板３中央か
ら半径方向に分散・流動した後、分離したドレンの一部
は落下し、端板13のドレン孔13aを通してドレン通路12
内に導入されるが、他の残りのドレンは再び低温再熱蒸
気と共に仕切板３の蒸気流入口3aを通って蒸気溝４内に
導入される。

このため、湿分（ドレン）を多く含んだ再熱蒸気が高流
速で胴９内を流動するため、その流動状況によっては仕
切板３、蒸気溝４や蒸気セパレート部８等の器内構成部
品にエロージョンの発生を余儀なくされる不都合があっ
た。

課題を解決するための手段本考案は、胴の一側端部に蒸気入口管を備える低温再熱
蒸気入口部を設けるとともに、前記胴の内部の上方に加
熱器をまた下方に蒸気セパレート部をそれぞれ配置し、
かつこれらの加熱器及び蒸気セパレート部と前記低温再
熱蒸気入口部とを仕切板により仕切り、更に前記胴の底
部に蒸気から分離されたドレンを回収するドレン通路を
内包する湿分分離加熱器において、前記低温再熱蒸気入
口部における蒸気入口管端部の周縁に、その入口管端部
側で開口するドレンキャッチャーを設け、このドレンキ
ャッチャーの下部に接続したドレン管を前記仕切板を貫
通させ、その出口を前記蒸気セパレート部に配置したも
のである。

作用このような手段によれば、低温再熱蒸気入口部に導入さ
れる直前の蒸気のうち、主に蒸気入口管の内側面に沿っ
て流れる液膜状の水分を、蒸気入口管端部の周縁に設け
たドレンキャッチャーにて捕集して、そのドレンを蒸気
の主流から分離し、それからドレン管及びドレン通路を
通して胴外へ排出することができる。

実施例以下第１〜３図を参照して、本考案の実施例について詳
述する。なお、これらの図において、第４図に示したも
のと同一の部分には同一の符号を付して、その詳細な説
明は省略する。

第１図(a)〜(c)において、本実施例によれば、胴９の一
側端部に取付けられている鏡板２の部分に設けられてい
る低温再熱蒸気入口部10における蒸気入口管１の端部周
縁には、この蒸気入口管１の端部周縁を包囲するよう
に、その入口管端部側で開口する断面略コ字状のドレン
キャッチャー15が設けられている。

即ち、このドレンキャッチャー15の内周部分16は、蒸気
中のドレンが流入し易いよう入口管１端部の内奥に向け
て適当な長さだけ突設されていると共に、入口管１とド
レンキャッチャー15の内周部分16とで略円環状の空隙部
分（ギャップ部分）が形成されている。

一方、ドレンキャッチャー15の下部には、一端が蒸気セ
パレート部８の適当な位置にまで延設し、かつこの蒸気
セパレート部８内に位置する部分に多数の蒸気噴出孔17
（第１図(b)参照）が設けられているドレン管18が少な
くとも１つ以上取付けられている。

第１図(b)に良く示すように、ドレン管18は、好適に
は、鏡板２の側部曲面に沿って延びる曲管形状とされ、
更に仕切板３を貫通してからは蒸気分配板５から噴出す
る蒸気流と干渉せず、かつ蒸気噴出孔17から噴出可能な
ドレンが、再び蒸気流に混入することのないように、蒸
気セパレート部８内の側部に配置されている。

そして、多数の蒸気噴出孔17は、前記蒸気セパレート部
８内の側部に取付けられた長板から成る受衝板19に近接
する位置、つまり胴９側に向けて放射状に穿設されてい
る。

以上のような構成により、従来と同様に大部分の低温再
熱蒸気は、蒸気入口管１から再熱蒸気入口部10及び仕切
板３の蒸気流入口3aを経て蒸気溝４に導入されることと
なるが、この場合、蒸気入口管１内での低温再熱蒸気流
は実際には環状流あるいは環状噴霧流であるため、蒸気
中に含まれる大部分の水、即ちドレンは液膜となって蒸
気入口管１の内壁面に沿って流動している。

従って、再熱蒸気入口部10に導入される直前で、このよ
うな蒸気入口管１の内壁面に沿って流れてくる液膜状の
水分が、蒸気入口管１端部の概ね全周囲に亘り形成され
たドレンキャッチャー15内に案内されつつ容易に捕集さ
れる。

この捕集されたドレンは、それから、ドレンキャッチャ
ー15内に同時に流入する蒸気（ベント蒸気）22（後述す
る第３図(b)を参照）と共に、ドレンキャッチャー15の
下部に取付けられているドレン管18へ排出されることと
なる。

そして、このドレン管18の内部に流入した蒸気とドレン
は、仕切板３を介して再熱蒸気入口部10と主に蒸気セパ
レート部８との間に生じる前後差圧の作用により、蒸気
セパレート部８側のドレン管18端部に設けた多数の蒸気
噴出孔17から放射状に噴出され、胴９内の側壁、即ちド
レン管18に近接し胴９に取付けられている受衝板19に直
接衝突することとなる。

この場合、ドレン管18は前述した如く蒸気分配板５を通
って噴出する蒸気流を避けた位置に設置されているた
め、受衝板19に衝突したドレンは、再び蒸気中に混入す
ることなく蒸気溝４の側部と胴９と間の隙間を通ってド
レン通路12に滴下し、仕切板３やワイヤメッシュセパレ
ータ６等で分離されたドレンと共にドレン出口管11（第
４図参照）から胴外へ排出される。

ここで、本考案者による空気及び水分を含む低温再熱蒸
気の流動試験の結果、第３図(a),(b)に示すようなこと
が得られている。

即ち、ドレンキャッチャー15及び蒸気入口管１のギャッ
プ部分の通過時における流速比υ^＊〔＝（水分を含むベ
ント蒸気22の流速）÷（蒸気主流23の流速）〕と、ドレ
ンキャッチャー15によるドレン除去効率η〔＝（ドレン
キャッチャー15に流入するドレン量）÷（ドレンキャッ
チャー15流入直前の低温再熱蒸気中の水分量）〕との間
には第３図(a)に示すような関係があり、ドレン除去効
率ηは、最大で70〜80％であることが判明している。

また、湿分分離加熱器の蒸気条件ではυ^＊が0.6以上で
ドレン除去効率ηが最大かつ一定となるため、υ^＊を0.
6以上とすることが効果大である。

以上本考案を第１図に示した実施例に基づいて説明して
きたが、本考案はこの特定の実施例に決して限定される
ものではなく、本考案の範囲内で種々の変形がなし得る
ものである。

例えば、ドレンキャッチャー15の断面形状は略コ字状に
限定されるものではなく、第２図(a)に示す如く円管の
ような曲率の大きい半割れ（バケット）20、または第２
図(b)に示す如く楕円形の長軸方向で切断された曲率の
小さい半割れ21としても良い。

考案の効果以上詳述したように、本考案によれば、湿分分離加熱器
への低温再熱蒸気の流入初期段階で、蒸気入口管の内壁
面近傍に沿って流動する液膜状のドレンを、ドレンキャ
ッチャーにより容易かつ確実に捕集することができる。

よって、このドレン除去により、湿分分離加熱器内に流
入する蒸気中の水分量を低減し、器内構成部品のエロー
ジョン発生を十分に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案にしたがって湿分分離加熱器の低温再熱
蒸気入口部に設けられるドレンキャッチャーの一例を示
しており、(a)はその要部構造断面図、(b)は(a)図のＢ
−Ｂ線断面図、(c)は(a)図のＣ−Ｃ線矢視図である。第２図(a)及び(b)は、前記ドレンキャッチャーの他の異
なる二つの形状例を示す構造断面図である。第３図(a)は前記ドレンキャッチャーによる蒸気の流速
比とドレン除去効率の試験結果を示す図、(b)は(a)図の
蒸気の流速比を説明するための蒸気流動図である。第４図は従来の湿分分離加熱器を示しており、(a)はそ
の概略構造断面図、(b)は(a)図のＢ−Ｂ線断面図、(c)
は(a)図のＣ−Ｃ線断面図である。１……蒸気入口管、２……鏡板、３……仕切板、７……
加熱器、８……蒸気セパレート部、９……胴、10……再
熱蒸気入口部、12……ドレン通路、15……ドレンキャッ
チャー、17……蒸気噴出孔、18……ドレン管。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】胴の一側端部に蒸気入口管を備える低温再
熱蒸気入口部を設けるとともに、前記胴の内部の上方に
加熱器をまた下方に蒸気セパレート部をそれぞれ配置
し、かつこれらの加熱器及び蒸気セパレート部と前記低
温再熱蒸気入口部とを仕切板により仕切り、更に前記胴
の底部に蒸気から分離されたドレンを回収するドレン通
路を内包する湿分分離加熱器において、前記低温再熱蒸
気入口部における蒸気入口管端部の周縁に、その入口管
端部側で開口するドレンキャッチャーを設け、このドレ
ンキャッチャーの下部に接続したドレン管を前記仕切板
を貫通させ、その出口を前記蒸気セパレート部に配置し
たことを特徴とする湿分分離加熱器。