JPH06137508A

JPH06137508A - 湿分分離器

Info

Publication number: JPH06137508A
Application number: JP28990892A
Authority: JP
Inventors: Kenji Sato; 健二佐藤; Koichi Yoshimura; 浩一吉村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1992-10-28
Filing date: 1992-10-28
Publication date: 1994-05-17

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を
漏洩して流れる蒸気をほぼ完全に止める。【構成】隣り合う湿分分離エレメント３ａ、３ｂのブロ
ック間に挟持されるシールプレート２３を設ける。シー
ルプレート２３は中央に凸曲線の外面および両端部にフ
ック部２４を形成している。フック部２４はプレート２
２に嵌め込んで固定し、反対側の外面を対面するプレー
ト２２に当接して組立てる。

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６ないし図８に従来の湿分分離装置の一
例を示している。

【０００４】図６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７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８参照）。

【０００６】再び図７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７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６および図８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６および図８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
９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】また、湿分分離エレメント３ａ、３ｂのブ
ロック間の間隙Ｃを漏洩して流れる蒸気を止めるために
その入口側を遮へい板によって覆う方法が提案されてい
る（特公昭６０−５５１６７号公報参照）。

【００１５】しかしながら、この遮へい板によって湿分
分離エレメント３ａ、３ｂのブロック間の間隙Ｃは塞が
れても支持脚４ａ、４ｂの案内面、すなわち、上記した
組立時に湿分分離エレメント３ａ、３ｂのブロックを摺
動させるときの案内面がブロック奥行き寸法よりも数mm
広くなっているために運転中に遮へい板と案内面との間
の間隙から漏れる蒸気が発生する可能性がある。

【００１６】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
ック間を漏洩して流れる蒸気をほぼ完全に止めるように
した湿分分離器を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明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、湿分分離エレメントのブロック間の間隙を密封
する弾性を備えたシール部材を設けたことを特徴とする
ものである。

【００１８】

【作用】湿分分離器の湿分分離エレメントは複数のブロ
ックに分割して構成され、器内で組立てられたとき、ブ
ロック同士の間には間隙がある。

【００１９】このブロック間の間隙を弾性を備えたシー
ル部材で密封するようにする。こうして間隙を密封する
と、湿り蒸気は一部は間隙を通らずにシール部材に沿っ
て下方に流動し、残りは主流と共に湿分分離エレメント
を通って湿分が捕獲される。

【００２０】一方運転中、湿分分離エレメントが熱膨張
により伸長するが、各ブロックの変位に従う弾性のある
シール部材が変形してこの伸びを吸収する。

【００２１】これにより、湿分分離エレメントに過大な
熱応力をもたらすことなく、湿分分離エレメントブロッ
ク間を漏洩する蒸気の流れを止めることができる。

【００２２】

【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個づつまとめて構成したものであり、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。

【００２３】さらに、隣り合うブロック間に挟持される
シールプレート２３を設けている。このシールプレート
２３は薄板を中央に凸曲線の外面を、また両端部にフッ
ク部２４を形成し、これをプレート２２に嵌め込んで固
定し、このとき反対側の外面を対面するプレート２２に
当接するように組立てている。

【００２４】上記の互いに隣り合うブロック間に挟持さ
れるシールプレート２３を設けた湿分分離エレメント３
ａ、３ｂにおいては矢印で示す方向に湿り蒸気が流動す
るとき、一部がジグザグ状通路を通らず、漏洩して間隙
Ｃに流入する。この間隙Ｃを通り抜けようとする漏洩蒸
気は、シールプレート２３の凸曲線の外面で行く手を遮
られ、下方へ向かって支持脚４ａ、４ｂの間のドレン集
合室６ａ、６ｂに流れて行く。

【００２５】シールプレート２３が装着されるプレート
２２およびこれと対面するプレート２２が湿分分離エレ
メント３ａ、３ｂの熱膨張によって相手に向かって変位
するとき、薄板で作られたシールプレート２３が弾性変
形し、自由な伸びを妨げない。このため、スペーサ軸２
１に過大な熱応力をもたらすことなく、湿分分離エレメ
ントブロック間の間隙Ｃを漏洩する湿り蒸気の流れを止
めることができる。したがって、湿分分離エレメント３
ａ、３ｂを通って蒸気集合室１３に流れる蒸気の乾き度
を高く保つことができ、湿り蒸気が低圧タービンに導か
れるのを防止することが可能である。

【００２６】次に、本発明の他の実施例を図２ないし図
５を参照して説明する。

【００２７】図２において、湿分分離エレメント３ａ、
３ｂのブロックの構成は図１のものと同じ３個のもので
ある。本実施例のシールプレート２５も隣り合うブロッ
ク間に挟持されている。

【００２８】このシールプレート２５は薄板を一端に平
面状の外面、他端にフック部２６を形成して折り曲げた
もので、フック部２６をプレート２２に溶接で固定し、
このとき、反対側の外面を対面するプレート２２に当接
するように組立てている。

【００２９】上記構成のものにおいても、矢印で示す方
向に湿り蒸気が流動するとき、間隙Ｃに流れた漏洩蒸気
がシールプレート２５の内面に遮られ、支持脚４ａ、４
ｂの方向へ流れる。

【００３０】また、薄板から成形されるシールプレート
２５が湿分分離エレメント３ａ、３ｂの熱膨張に従って
弾性変形し、湿分分離エレメント３ａ、３ｂの伸びを一
切拘束しない。このため、スペーサ軸２１に過大な熱応
力をもたらすことなく、ブロック間の間隙Ｃを漏洩する
湿り蒸気の流れを止めることができる。

【００３１】さらに、図３において、本実施例もシール
プレート２７は隣り合う湿分分離エレメントブロック間
に挟持されている。このシールプレート２７は薄板を平
らな背中合わせの２つの外面を形成するように折り曲げ
たもので、両端部にはフック部２８を形成している。フ
ック部２８は対面するプレート２２にそれぞれ固定し、
このとき、それぞれの外面をプレート２２に当接して組
立てている。

【００３２】上記のシールプレート２７は運転中、湿分
分離エレメントブロック間にあって湿分分離エレメント
３ａ、３ｂ前後の圧力差により確実にプレート２２に密
着させることができる。したがって、シール効果は上記
の２つの実施例のものよりも良好である。また、熱膨張
による湿分分離エレメント３ａ、３ｂの伸びの吸収も全
く問題がない。

【００３３】また、図４において、本実施例もシールプ
レート２９は隣り合う湿分分離エレメントブロックの間
に挟持されている。このシールプレート２９は薄板をＶ
ないし逆Ｖ字状に折り曲げて成形したもので、両端部に
フック部３０を形成し、これをプレート２２にそれぞれ
溶接で固定している。シール効果を高めるためにフック
部３０の溶接はシール溶接とする。

【００３４】上記のシールプレート２９は湿分分離エレ
メントブロック間にあって湿分分離エレメント３ａ、３
ｂ前後の圧力差を利用してシール効果を高めることが期
待できない。そこで、シール効果を高めるにはシール溶
接で固定するのがよい。本実施例はステンレス鋼などの
高級材料でシールプレートを構成するとき、上記各実施
例のものよりも材料の使用料を減らすことが可能であ
り、安価なシールプレートとして構成することができ
る。

【００３５】さらに、図５において、本実施例のシール
プレート３１は湿分分離エレメントブロックの間に挟持
したものではなく、プレート２２の前後の端面に固定し
たものである。シールプレート３１は薄板をΩないし逆
Ω字状に曲げて成形され、両端部にフック部３２を形成
している。このフック部３２を各々プレート２２に固定
しており、シール効果を高めるために図４の実施例を同
様にシール溶接を用いている。

【００３６】本実施例の利点は上記実施例のものと同じ
である。

【００３７】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。

【００３８】

【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を密封する弾性シール部材
を設けているので、ブロック間の間隙を漏洩して流れる
蒸気をほぼ完全に止めることができ、しかも、湿分分離
エレメントのスぺーサ軸に過大な熱応力をもたらすこと
がない。

【００３９】したがって、本発明によれば、湿分分離器
を通る蒸気が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】本発明の他の実施例を示す構成図。

【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】本発明の他の実施例を示す構成図。

【図６】従来の湿分分離器の一例を示す縦断面図。

【図７】図７の湿分分離器の横断面図。

【図８】図６の湿分分離器の横断面図。

【図９】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２３、２５、２７、２９、３１…シールプレート２４、２６、２８、３０、３２…フック部

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
ロック間の間隙を密封する弾性を備えたシール部材を設
けたことを特徴とする湿分分離器。
【請求項２】前記弾性シール部材を隣り合う前記湿分
分離エレメントブロックのプレート間に挟持させるよう
にしたことを特徴とする請求項１記載の湿分分離器。
【請求項３】前記弾性シール部材を前記湿分分離エレ
メントブロックのプレートの全奥行きにわたる長さを保
って中央に凸曲線の外面および両端部にフック部を形成
して折り曲げ、該フック部を前記プレートに固定して保
持するようにしたことを特徴とする請求項１記載の湿分
分離器。
【請求項４】前記弾性シール部材を前記湿分分離エレ
メントブロックのプレートの全奥行きにわたる長さを保
って一端に平面状の外面および他端にフック部を形成し
て折り曲げ、前記フック部を前記プレートに固定して保
持するようにしたことを特徴とする請求項１記載の湿分
分離器。
【請求項５】前記弾性シール部材を前記湿分分離エレ
メントブロックのプレートの全奥行きにわたる長さを保
って背中合わせの２つの外面および両端部にフック部を
形成して折り曲げ、前記双方のフック部を前記プレート
に固定して保持するようにしたことを特徴とする請求項
１記載の湿分分離器。