JPH06222190A

JPH06222190A - 蒸気乾燥器及び気水分離システム並びに湿分分離器

Info

Publication number: JPH06222190A
Application number: JP5303963A
Authority: JP
Inventors: Goro Aoyama; 吾朗青山; Hisashi Soma; 尚志相馬; Terufumi Kawasaki; 照文河崎; Iwao Yokoyama; 巌横山; Shunji Nakao; 俊次中尾; Tsutomu Kawamura; 勉河村; Yoshinori Saito; 義則齋藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-12-03
Filing date: 1993-12-03
Publication date: 1994-08-12

Abstract

(57)【要約】【目的】圧力損失を大幅に増やさず液滴捕集量を増やし
全体の性能向上を図れる蒸気乾燥器及びこれを用いた気
水分離システム並びに湿分分離器を提供する。【構成】湿り蒸気１２の流れはフードプレート１５で誘
導され、湿り蒸気１２の流量配分を行う多孔板１６ａを
介し流入し、湿り蒸気１２中の液滴は複数の板１７で捕
集される。板１７の下方に配置されたドレンとい１８で
液滴を収集し、ドレンとい１８に接続されるドレン管１
９で液滴を排出する。多孔板１６ａの開口部２１のフー
ドプレート１５側に突起２１ａを設けるので、開口部２
１付近で蒸気流によって再飛散しキャリーオーバするこ
とを抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば沸騰水型原子力
プラントの気水分離システムに係わり、特に、蒸気乾燥
器及びこれを用いた気水分離システム並びに湿分分離器
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、沸騰水型原子炉用気水分離シス
テムは、原子炉炉心で発生した水・蒸気混合物に遠心力
を与えて蒸気と水とに分離する気水分離器と、気水分離
器を出た液滴等の水分を含んだ湿り蒸気から液滴を除去
する蒸気乾燥器とから成る。これらの気水分離システム
で水分を除去された蒸気は、管路を通して輸送され、蒸
気駆動タービンやその他の装置において利用される。

【０００３】沸騰水型原子炉において、冷却材である水
は炉心を形成する燃料集合体を通過する際に加熱されて
蒸気・水の混合物となる。この蒸気・水の混合物から蒸
気を分離するために、炉心上部プレナムを覆うシュラウ
ドヘッド上方に機械的な気水分離器が取付けられてい
る。気水分離器は螺旋状の羽根によって蒸気・水の混合
物を旋回させ、密度の高い水は遠心力の作用によって気
水分離器の外周部に集められる。その後この水は、外周
部に設けられた分離水の下降流路を経て下方のプール内
に入りダウンカマ内に再流入する。

【０００４】一方、気水分離器の頂部から放出された液
滴を含む湿り蒸気は、湿り蒸気プレナムを経て波板式ベ
ーンを備えた蒸気乾燥器へと導かれる。湿り蒸気はフー
ドプレートにより、湿り蒸気の流量を配分する多孔板を
介して波板式ベーンへと導かれ、液滴と蒸気との慣性力
の差を利用して、慣性力の大きい液滴を波板式ベーン上
に衝突させて捕集される。そしてこの液滴はドレンとい
によって収集され、ドレンパイプを介し排出されてダウ
ンカマへと導かれる。

【０００５】沸騰水型原子炉用の気水分離システムの公
知技術としては、以下のものがある。特開平２−２８１１９４号公報この公知技術は、湿り蒸気プレナム内に移送する湿り蒸
気に対し、機械的気水分離器の他に蒸気収集ユニットを
付加して設けることにより、効果的に蒸気を発生させる
とともに気水分離過程における圧力損失を低減するもの
である。特開平２−１０２４８９号公報この公知技術は、下端が気液二相界面近傍に開口し上端
が蒸気乾燥器と直結懸架された気水分離器を用いること
により、気水分離器の性能を損なわずに圧力損失低減を
図るものである。

【０００６】また、蒸気乾燥器と同様に湿り蒸気中の液
滴を除去する目的で高圧タービンと低圧タービン間に設
置される湿分分離器においても、上記の蒸気乾燥器と同
様の波板式ベーンが用いられている。これらの波板式ベ
ーンの構造に関して、以下の公知技術がある。実開昭６０−１６５０１８号公報この公知技術は、波板の各波形を平板を継ぎ合わせた構
成とすることにより、波板の角度と山数を自由に変える
ことのできる波板構造を提供するものである。実開昭６２−３５６１２号公報この公知技術は、波板の曲がり部を２段に屈折させて形
成した平板部の外側に液分離板を設置して液捕集ポケッ
トを形成することにより、圧力損失を低減しつつ捕集能
力の向上を図るものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】一般に、気水分離シス
テムを構成する気水分離器及び蒸気乾燥器の性能は、そ
れぞれの水分除去機能と圧力損失との２つのパラメータ
によって表される。すなわち、気水分離器においては水
の分離量が多いほどまた圧力損失が小さいほど性能がよ
く、また同様に蒸気乾燥器においても液滴の捕集量が多
いほどまた圧力損失が小さいほど性能がよい。

【０００８】ここで、蒸気乾燥器の性能のうちの液滴捕
集量に関し、捕集量が減少することとなる主たる要因と
して以下の３つがある。ａ）多孔板における再飛散波板式ベーンへの入口部に設けられた整流用の多孔板に
液滴が付着し液膜となって流下する際に、開口部付近で
蒸気流にあおられて再飛散することにより、波板式ベー
ン中におけるキャリーオーバ量が増大する。ｂ）粒径依存性液滴には大小さまざまの粒径のものが混在しており、相
対的に大きな粒径のものほど捕集されやすいが、相対的
に小さな粒径のものは捕集されにくくキャリーオーバ状
態で蒸気流に乗ったまま蒸気乾燥機外に排出される。ｃ）捕集流路からの再飛散ａ）と同様、捕集流路において波板に衝突し捕集された
液滴が液膜を形成し、ドレンといに向かって波板上を流
下する際蒸気流中の液滴が入射することによって再飛散
することにより、キャリーオーバ量が増大する。したが
って、上記ａ）〜ｃ）のいずれか１つが改善されれば、
蒸気乾燥器の液滴捕集量が増加することになる。但し、
前述のように、蒸気乾燥器の性能は液滴捕集量と圧力損
失との２つのパラメータで評価されるので、このとき圧
力損失が大幅に増加しないことが性能向上のための条件
となる。

【０００９】以上の観点から考えた場合に、上記公知技
術には以下の課題が存在する。すなわち、公知技術
の気水分離システムにおいては、気水分離器の性能向上
（水の分離量を維持しつつ圧力損失を低減すること）の
みが図られており、蒸気乾燥器の性能向上（液滴の捕集
量増加又は圧力損失の低減）は図られていない。

【００１０】また公知技術の波板においては、波板の
角度が可変となる構造であるが、この角度と液滴捕集量
との関係が考察されておらず、液滴捕集量を増加させる
ための具体的手段が開示されていない。また公知技術
の波板においては、上記ｃ）に関する液滴捕集量増加が
図られているものの、ポケット部における再飛散のみが
考慮されそれ以外の部分における再飛散が配慮されてお
らず、流路における再飛散抑制の手段としては不十分で
ある。

【００１１】本発明の第１の目的は、圧力損失を大幅に
増加させることなく液滴捕集量を増加させ、全体として
の性能向上を図れる蒸気乾燥器及びこれを用いた気水分
離システム並びに湿分分離器を提供することである。

【００１２】本発明の第２の目的は、多孔板における再
飛散を抑制することにより液滴捕集量の増加を図れる蒸
気乾燥器及びこれを用いた気水分離システム並びに湿分
分離器を提供することである。

【００１３】本発明の第３の目的は、相対的に小径であ
る液滴の捕集を可能とすることにより液滴捕集量の増加
を図れる蒸気乾燥器及びこれを用いた気水分離システム
並びに湿分分離器を提供することである。

【００１４】本発明の第４の目的は、捕集流路における
再飛散を十分に抑制することにより液滴捕集量の増加を
図れる蒸気乾燥器及びこれを用いた気水分離システム並
びに湿分分離器を提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記第１及び第３の目的
を達成するために、本発明の第１の概念によれば、供給
された湿り蒸気中の液滴が捕集される少なくとも一部分
が曲折した複数の捕集流路を備えた蒸気乾燥器エレメン
トが複数個設けられている蒸気乾燥器において、前記蒸
気乾燥器エレメントは、前記捕集流路の上流部分に設け
られ前記湿り蒸気中の相対的に大きな液滴を捕集する第
１の捕集手段と、前記捕集流路の下流部分に設けられ相
対的に小さな液滴を捕集する第２の捕集手段とを有する
ことを特徴とする蒸気乾燥器が提供される。

【００１６】また、上記第１及び第３の目的を達成する
ために、本発明の第２の概念によれば、供給された湿り
蒸気中の液滴が捕集される少なくとも一部分が曲折した
複数の捕集流路を備えた第１及び第２の蒸気乾燥モジュ
ールを有しかつ前記第１の蒸気乾燥モジュールの下流側
に前記第２の蒸気乾燥モジュールが直列に接続されて一
連の流路をなす蒸気乾燥器エレメントが、複数個設けら
れている蒸気乾燥器において、前記第１の蒸気乾燥モジ
ュールは前記湿り蒸気中の相対的に大きな液滴を捕集す
る第１の捕集手段を有し、かつ前記第２の蒸気乾燥モジ
ュールは相対的に小さな液滴を捕集する第２の捕集手段
を有することを特徴とする蒸気乾燥器が提供される。

【００１７】さらに、上記第１及び第３の目的を達成す
るために、本発明の第３の概念によれば、供給された湿
り蒸気中の液滴が捕集される少なくとも一部分が曲折し
た複数の捕集流路を備えた少なくとも１組の蒸気乾燥モ
ジュールを有しかつ供給された湿り蒸気を除湿する一連
の流路をなす蒸気乾燥器エレメントが、複数個設けられ
ている蒸気乾燥器において、前記蒸気乾燥器エレメント
のそれぞれは、前記一連の流路の上流部分に設けられ前
記湿り蒸気中の相対的に大きな液滴を捕集する第１の捕
集手段と、前記一連の流路の下流部分に設けられ相対的
に小さな液滴を捕集する第２の捕集手段とを有すること
を特徴とする蒸気乾燥器が提供される。

【００１８】また、上記第１及び第３の目的を達成する
ために、本発明の第４の概念によれば、湿り蒸気の流れ
を誘導する流路を形成する誘導手段と、前記誘導手段に
より導かれた湿り蒸気の流量配分を行う整流手段と、前
記整流手段を介し供給された湿り蒸気中の液滴が捕集さ
れる少なくとも一部分が曲折した複数の捕集流路を備え
た蒸気乾燥器エレメントが複数個設けられている蒸気乾
燥器において、前記蒸気乾燥器エレメントは、前記捕集
流路の上流部分に設けられ前記湿り蒸気中の相対的に大
きな液滴を捕集する第１の捕集手段と、前記捕集流路の
下流部分に設けられ相対的に小さな液滴を捕集する第２
の捕集手段とを有することを特徴とする蒸気乾燥器が提
供される。

【００１９】さらに、上記第１及び第３の目的を達成す
るために、本発明の第５の概念によれば、湿り蒸気の流
れを誘導する流路を形成する誘導手段と、前記誘導手段
により導かれた湿り蒸気の流量配分を行う整流手段と、
前記整流手段を介し供給された湿り蒸気中の液滴が捕集
される少なくとも一部分が曲折した複数の捕集流路を備
えた第１及び第２の蒸気乾燥モジュールを有しかつ前記
第１の蒸気乾燥モジュールの下流側に前記第２の蒸気乾
燥モジュールが直列に接続されて一連の流路をなす蒸気
乾燥器エレメントが、複数個設けられている蒸気乾燥器
において、前記第１の蒸気乾燥モジュールは前記湿り蒸
気中の相対的に大きな液滴を捕集する第１の捕集手段を
有し、かつ前記第２の蒸気乾燥モジュールは相対的に小
さな液滴を捕集する第２の捕集手段を有することを特徴
とする蒸気乾燥器が提供される。

【００２０】また、上記第１及び第３の目的を達成する
ために、本発明の第６の概念によれば、湿り蒸気の流れ
を誘導する流路を形成する誘導手段と、前記誘導手段に
より導かれた湿り蒸気の流量配分を行う整流手段と、前
記整流手段を介し供給された湿り蒸気中の液滴が捕集さ
れる少なくとも一部分が曲折した複数の捕集流路を備え
た少なくとも１組の蒸気乾燥モジュールを有しかつ供給
された湿り蒸気を除湿する一連の流路をなす蒸気乾燥器
エレメントが、複数個設けられている蒸気乾燥器におい
て、前記蒸気乾燥器エレメントのそれぞれは、前記一連
の流路の上流部分に設けられ前記湿り蒸気中の相対的に
大きな液滴を捕集する第１の捕集手段と、前記一連の流
路の下流部分に設けられ相対的に小さな液滴を捕集する
第２の捕集手段とを有することを特徴とする蒸気乾燥器
が提供される。

【００２１】好ましくは、前記蒸気乾燥器において、前
記複数の捕集流路は、少なくとも一部分が曲折した複数
の板状部材によって形成されていることを特徴とする蒸
気乾燥器が提供される。

【００２２】また好ましくは、前記蒸気乾燥器におい
て、前記捕集流路は、互いに平行に配置されたジグザグ
形状の複数の波板によって形成されていることを特徴と
する蒸気乾燥器が提供される。

【００２３】さらに好ましくは、前記蒸気乾燥器におい
て、前記第２の捕集手段は、前記第１の捕集手段が設け
られた第１の位置よりも下流側の第２の位置における蒸
気流の速度を、前記第１の位置における蒸気流の速度よ
りも大きくする手段であることを特徴とする蒸気乾燥器
が提供される。

【００２４】また好ましくは、前記蒸気乾燥器におい
て、前記第２の捕集手段は、前記第１の捕集手段が設け
られた第１の位置よりも下流側の第２の位置における前
記捕集流路の断面積を、前記第１の位置における前記捕
集流路の断面積よりも小さくする手段であることを特徴
とする蒸気乾燥器が提供される。

【００２５】さらに好ましくは、前記蒸気乾燥器におい
て、前記第２の捕集手段は、前記第１の捕集手段が設け
られた第１の位置よりも下流側の第２の位置における前
記捕集流路の水平方向の幅を、前記第２の位置における
前記捕集流路の水平方向の幅よりも狭くする手段である
ことを特徴とする蒸気乾燥器が提供される。

【００２６】また好ましくは、前記蒸気乾燥器におい
て、前記第２の捕集手段は、前記第１の捕集手段が設け
られた第１の位置よりも下流側の第２の位置における前
記捕集流路の水平方向の幅を前記第１の位置における前
記捕集流路の水平方向の幅と同一とするとともに、前記
第２の位置における前記捕集流路の数を前記第１の位置
における前記捕集流路の数よりも少なくする手段である
ことを特徴とする蒸気乾燥器が提供される。

【００２７】さらに好ましくは、前記蒸気乾燥器におい
て、前記第２の捕集手段は、前記第１の捕集手段が設け
られた第１の位置よりも下流側の第２の位置における前
記捕集流路を形成する複数の板状部材のそれぞれの間隔
を前記第１の位置における前記捕集流路を形成する複数
の板状部材のそれぞれの間隔と同一とするとともに、前
記第２の位置における前記板状部材の数を前記第１の位
置における前記板状部材の数よりも少なくする手段であ
ることを特徴とする蒸気乾燥器が提供される。

【００２８】また好ましくは、前記蒸気乾燥器におい
て、前記第２の捕集手段は、前記第２の捕集手段が設け
られている第２の蒸気乾燥モジュールの前記捕集流路の
流れ方向と直交する方向における幅を、前記第１の蒸気
乾燥モジュールの前記捕集流路の流れ方向と直交する方
向における幅よりも狭くすることを特徴とする蒸気乾燥
器が提供される。

【００２９】さらに好ましくは、前記蒸気乾燥器におい
て、前記第２の捕集手段は、前記第１の捕集手段が設け
られた第１の位置よりも下流側の第２の位置における前
記捕集流路の上下方向の高さを、前記第２の位置におけ
る前記捕集流路の上下方向の高さよりも小さくする手段
であることを特徴とする蒸気乾燥器が提供される。

【００３０】また好ましくは、前記蒸気乾燥器におい
て、前記第２の捕集手段は、前記第１の捕集手段が設け
られた第１の位置における１つの捕集流路を、前記第１
の位置よりも下流側の第２の位置において流れ方向に２
つの捕集流路に分割する手段であることを特徴とする蒸
気乾燥器が提供される。

【００３１】さらに好ましくは、前記蒸気乾燥器におい
て、前記第１の蒸気乾燥モジュールは複数組設けられて
おり、かつ、前記第２の捕集手段は、複数組の前記第１
の蒸気乾燥モジュールの下流側に１つの前記第２の蒸気
乾燥モジュールを直列に接続することにより、前記第２
の蒸気乾燥モジュールの前記第２の捕集手段が設けられ
た第２の位置における蒸気流の速度を前記第１の蒸気乾
燥モジュールの前記第１の捕集手段が設けられた第１の
位置における蒸気流の速度よりも大きくする手段である
ことを特徴とする蒸気乾燥器が提供される。

【００３２】また好ましくは、前記蒸気乾燥器におい
て、前記第２の捕集手段は、流れ方向に向かって前記捕
集流路の上下方向の高さが減少するように前記捕集流路
内に流れ方向に傾斜して配接された仕切板であることを
特徴とする蒸気乾燥器が提供される。

【００３３】さらに好ましくは、前記蒸気乾燥器におい
て、前記捕集流路内には前記捕集流路内に突出して液滴
を捕集する複数のポケットが設けられており、かつ、前
記第２の捕集手段は、前記第１の捕集手段が設けられた
第１の位置よりも下流側の第２の位置に設けられた前記
ポケットの水平断面における幅を、前記第１の位置に設
けられた前記ポケットの水平断面における幅よりも広く
する手段であることを特徴とする蒸気乾燥器が提供され
る。

【００３４】また好ましくは、前記蒸気乾燥器におい
て、前記捕集流路内には前記捕集流路内に突出して液滴
を捕集するポケットを形成する複数の略Ｌ字型部材が設
けられており、かつ、前記第２の捕集手段は、前記第１
の捕集手段が設けられた第１の位置よりも下流側の第２
の位置に設けられた前記略Ｌ字型部材の前記捕集流路へ
の突出長さを、前記第１の位置に設けられた前記略Ｌ字
型部材の前記捕集流路への突出長さよりも大きくする手
段であることを特徴とする蒸気乾燥器が提供される。

【００３５】さらに好ましくは、前記蒸気乾燥器におい
て、前記捕集流路内には前記捕集流路内に突出して流れ
を制限する複数の絞り部材が設けられており、かつ、前
記第２の捕集手段は、前記第１の捕集手段が設けられた
第１の位置よりも下流側の第２の位置に設けられた前記
絞り部材の水平断面における厚さを、前記第１の位置に
設けられた前記絞り部材の水平断面における厚さよりも
厚くする手段であることを特徴とする蒸気乾燥器が提供
される。

【００３６】また好ましくは、前記蒸気乾燥器におい
て、前記第２の捕集手段は、前記第１の捕集手段が設け
られた第１の位置よりも下流側の第２の位置における前
記捕集流路を形成する複数の板状部材のそれぞれの中心
線間隔を前記第１の位置における前記捕集流路を形成す
る複数の板状部材のそれぞれの中心線間隔と同一とする
とともに、前記第２の位置における前記板状部材の厚さ
を前記第１の位置における前記板状部材の厚さよりも厚
くすることを特徴とする蒸気乾燥器が提供される。

【００３７】さらに好ましくは、前記蒸気乾燥器におい
て、前記捕集流路は互いに平行に配置されたジグザグ形
状の複数の波板によって形成されており、かつ、前記第
２の捕集手段は、前記第１の捕集手段が設けられた第１
の位置よりも下流側の第２の位置における前記波板の曲
がり部のなす角度を、前記第１の位置における前記波板
の曲がり部のなす角度よりも小さくする手段であること
を特徴とする蒸気乾燥器が提供される。

【００３８】また好ましくは、前記蒸気乾燥器におい
て、前記捕集流路内に突出して液滴を捕集するポケット
を形成する複数の略Ｌ字型部材が前記波板の曲がり部に
設けられていることを特徴とする沸蒸気乾燥器が提供さ
れる。

【００３９】さらに、上記第１及び第４の目的を達成す
るために、本発明の第７の概念によれば、供給された湿
り蒸気中の液滴が捕集される複数の捕集流路を備えた蒸
気乾燥器において、前記捕集流路は、それぞれが複数箇
所の凹凸部を備えかつ互いに平行に配置されたジグザグ
形状の複数の波板によって形成されていることを特徴と
する蒸気乾燥器が提供される。

【００４０】また、上記第１及び第４の目的を達成する
ために、本発明の第８の概念によれば、湿り蒸気の流れ
を誘導する誘導手段と、前記誘導手段により導かれ供給
された湿り蒸気中の液滴が捕集される複数の捕集流路と
を有する蒸気乾燥器において、前記捕集流路はジグザグ
形状の複数の波板によって形成されるとともに高さ方向
に複数段に分割されており、かつ、前記複数段のそれぞ
れの段は、前記複数の波板の下方に位置し前記複数の波
板で捕集された液滴を収集する収集手段と、前記収集手
段で収集された液滴を排出する排出手段とを有すること
を特徴とする蒸気乾燥器が提供される。

【００４１】好ましくは、前記蒸気乾燥器において、前
記複数の波板のそれぞれは互いに平行に配置されてジグ
ザグ形状の前記捕集流路を形成しているとともに、前記
それぞれの波板に設けられた複数の曲がり部のそれぞれ
のなす角度はすべて同一であり、かつ、前記複数段のそ
れぞれの段における前記曲がり部のなす角度は最下段が
最小であり上段になるほど大きくなるように構成されて
いることを特徴とする蒸気乾燥器が提供される。

【００４２】また好ましくは、前記蒸気乾燥器におい
て、前記複数の波板のそれぞれは、互いに平行に配置さ
れてジグザグ形状の前記捕集流路を形成するとともに複
数箇所の凹凸部を備えていることを特徴とする蒸気乾燥
器が提供される。

【００４３】さらに好ましくは、上記第１及び第３並び
に第４の目的を達成するために、前記蒸気乾燥器におい
て、前記複数の波板のそれぞれは互いに平行に配置され
てジグザグ形状の前記捕集流路を形成しており、かつ、
前記それぞれの波板に設けられた複数の曲がり部のそれ
ぞれのなす角度は、流れ方向に下流側の位置であるほど
小さくなっていることを特徴とする蒸気乾燥器が提供さ
れる。

【００４４】また、上記第１及び第２の目的を達成する
ために、本発明の第９の概念によれば、湿り蒸気の流れ
を誘導する流路を形成する誘導手段と、複数の開口部を
有し前記誘導手段により導かれた湿り蒸気の流量配分を
行う整流手段と、前記整流手段を介し供給された湿り蒸
気中の液滴が捕集される複数の捕集流路を形成する少な
くとも一部分が曲折した複数の板状部材とを有する蒸気
乾燥器において、前記複数の開口部のうち少なくとも１
つの開口部の前記誘導手段側に、前記１つの開口部の外
周を取り囲む突起を設けたことを特徴とする蒸気乾燥器
が提供される。

【００４５】好ましくは、前記蒸気乾燥器において、前
記複数の板状部材の下方に位置し前記捕集された液滴を
収集する第１の収集手段と、前記整流手段の下方に位置
し前記整流手段を流下する液膜を収集する第２の収集手
段とを設けたことを特徴とする蒸気乾燥器が提供され
る。

【００４６】また好ましくは、前記蒸気乾燥器におい
て、前記複数の板状部材の下方に位置し前記捕集された
液滴を収集する第１の収集手段と、前記整流手段の下方
に位置し前記整流手段を流下する液膜を収集する第２の
収集手段と、前記第１の収集手段と前記第２の収集手段
とに接続され前記収集された液滴を排出する排出手段と
を設けたことを特徴とする蒸気乾燥器が提供される。

【００４７】さらに好ましくは、上記第１〜第３の目的
を達成するために、前記蒸気乾燥器において、前記複数
の板状部材のそれぞれは互いに平行に配置されてジグザ
グ形状の前記捕集流路を形成する波板であり、かつ、前
記それぞれの波板に設けられた複数の曲がり部のそれぞ
れのなす角度は、流れ方向に下流側の位置であるほど小
さくなっていることを特徴とする蒸気乾燥器が提供され
る。

【００４８】また好ましくは、前記第１及び第２並びに
第４の目的を達成するために、前記蒸気乾燥器におい
て、前記複数の板状部材のそれぞれは、互いに平行に配
置されてジグザグ形状の前記捕集流路を形成するととも
に複数箇所の凹凸部を備えた波板であることを特徴とす
る蒸気乾燥器が提供される。

【００４９】さらに上記第１〜第４の目的を達成するた
めに、本発明の第１０の概念によれば、気水分離器より
供給された湿り蒸気から液滴を除去する蒸気乾燥器にお
いて、重量パーセントで１０％を超える含水率の湿り蒸
気を取り入れて、重量パーセントで０．１％以下の含水
率の蒸気を放出する液滴捕集手段を有することを特徴と
する蒸気乾燥器が提供される。

【００５０】また、上記第１〜第４の目的を達成するた
めに、本発明の第１１の概念によれば、炉心で発生した
水・蒸気の混合物を蒸気と水とを分離する気水分離器
と、前記気水分離器から出た湿り蒸気から液滴を除去す
る蒸気乾燥器とを有する気水分離システムにおいて、前
記蒸気乾燥器は、上記蒸気乾燥器であることを特徴とす
る気水分離システムが提供される。

【００５１】さらに、上記第１〜第４の目的を達成する
ために、本発明の第１２の概念によれば、炉心で発生し
た水・蒸気の混合物を蒸気と水とに分離する気水分離器
と、前記気水分離器より供給された湿り蒸気から液滴を
除去する蒸気乾燥器とを有する気水分離システムにおい
て、前記気水分離器は、重量パーセントで１０％を超え
る含水率の前記湿り蒸気を送出しつつ圧力損失を低減す
る圧力損失低減手段を有し、かつ、前記蒸気乾燥器は、
重量パーセントで１０％を超える含水率の湿り蒸気を取
り入れて重量パーセントで０．１％以下の含水率の蒸気
を放出する液滴捕集手段を有することを特徴とする気水
分離システムが提供される。

【００５２】また、上記第１及び第３の目的を達成する
ために、本発明の第１３の概念によれば、相互に所定の
間隔を隔てて配設されジグザグ形状の流路を形成する複
数の波板を有する波板型の湿分分離器において、前記複
数の波板のそれぞれに設けられた複数の曲がり部のそれ
ぞれのなす角度は、流れ方向に下流側の位置であるほど
小さくなっていることを特徴とする湿分分離器が提供さ
れる。

【００５３】好ましくは、前記湿分分離器において、前
記曲がり部に、前記流路内に突出して液滴を捕集するポ
ケットを形成する略Ｌ字型部材が設けられていることを
特徴とする湿分分離器が提供される。

【００５４】さらに、上記第１及び第４の目的を達成す
るために、本発明の第１４の概念によれば、相互に所定
の間隔を隔てて配設されジグザグ形状の流路を形成する
複数の波板を有する波板型の湿分分離器において、前記
複数の波板のそれぞれは、互いに平行に配置されてジグ
ザグ形状の前記捕集流路を形成するとともに複数箇所の
凹凸部を備えていることを特徴とする湿分分離器が提供
される。

【００５５】

【作用】以上のように構成した本発明の第１〜第６の概
念の蒸気乾燥器においては、第１の捕集手段で相対的に
大きな液滴を捕集し、下流側の第２の捕集手段で相対的
に小さな液滴を捕集する。すなわち、捕集流路では、一
般に慣性力の大きい粒子ほど旋回半径が大きく小回りで
きない、すなわち壁面に衝突しやすいという性質を利用
し、液滴と蒸気との慣性力の差を利用して液滴のみの捕
集を行うが、この液滴の有する慣性力の大きさは、液滴
粒径の２乗・蒸気流速の３乗に比例し流路の曲率半径に
反比例する。よって、流路の全区間において蒸気流の速
度・流路の曲率半径が同じであれば、捕集できる液滴は
液滴の粒径のみに依存し、相対的に大きな液滴は捕集さ
れる（第１の捕集手段）が一方で相対的に小さな液滴は
捕集されず通過してしまう。しかしながら、このとき流
路の下流部分において、蒸気流の速度を増加させ又は流
路の曲率半径を小さくし慣性力を増加させる手段あるい
は流路構成を変えて直接液滴の相対的旋回半径を大きく
する手段（第２の捕集手段）を設けることにより、この
ような相対的に小さな液滴であっても捕集流路壁面に衝
突させて捕集することができる。またこのとき、上流下
流の全区間にわたってかかる手段を設ける場合には大幅
な圧力損失を招く。しかしながら本発明においてはかか
る手段を下流部分にのみ設ける（第２の捕集手段）こと
により圧力損失の増加はわずかで済む。よって、圧力損
失を大幅に増加させることなく液滴捕集量を増加させる
ことができる。さらに上流下流の全区間にわたってかか
る手段を設ける場合には、専ら上流側で液滴が捕集され
ることから捕集液滴による液膜が成長し、蒸気流中に液
滴が再飛散するおそれがある。しかしながら本発明にお
いてはかかる手段を下流部分にのみ設ける（第２の捕集
手段）ことにより、相対的に大きな液滴は上流側へ相対
的に小さな液滴は下流側へと分離して捕集されるので、
かかる再飛散が抑制される。

【００５６】このような第２の捕集手段の構成例とし
て、蒸気流の速度を増加させる例としては、捕集流路の
断面積を小さくする構成がある。ひとつの捕集流路内に
第１の捕集手段と第２の捕集手段とを設ける場合におい
ては、捕集流路の水平方向の幅を狭くする構成、捕集流
路の上下方向の高さを小さくする構成があり、さらにそ
のための具体的構成として、捕集流路内に仕切板を設け
る構成、捕集流路内の液滴捕集ポケットの幅を広くする
又は略Ｌ字型部材の突出長さを大きくする構成、捕集流
路内の絞り部材の厚さを厚くする構成、同一間隔の板状
部材の厚さを厚くする構成がある。第１の蒸気乾燥モジ
ュールに第１の捕集手段を設けその下流側の第２の蒸気
乾燥モジュールに第２の捕集手段を設ける場合において
は、前述のものに加えて、捕集流路の断面積を小さくす
る構成として下流側の第２の蒸気乾燥モジュールで同一
幅の捕集流路数又は同一間隔の板状部材数又は蒸気乾燥
モジュール幅自体を減らす構成があり、その他に蒸気流
の速度を増加させる例として、上流側の複数の第１の蒸
気乾燥モジュールの下流側に１つの第２の蒸気乾燥モジ
ュールを直列に接続する構成がある。また、捕集流路の
断面積を小さくして相対的に蒸気流の速度を増加させる
とともに流路の曲率半径を小さくする例としては、ひと
つの捕集流路内に第１・第２の捕集手段を設ける場合と
第１・第２の蒸気乾燥モジュールにそれぞれ第１・第２
の捕集手段を設ける場合との両方の場合において、波板
の曲がり部のなす角度を下流側で小さくする構成（さら
に液滴捕集ポケットを形成する略Ｌ字型部材を設ける場
合を含む）がある。さらに、液滴の相対的旋回半径を大
きくする例としては、ひとつの捕集流路内に第１の捕集
手段と第２の捕集手段とを設ける場合で、１つの捕集流
路を流れ方向に２つの捕集流路に分割する構成がある。
また以上における捕集流路の構成例として、少なくとも
一部分が曲折した複数の板状部材によって形成される
例、互いに平行に配置されたジグザグ形状の複数の波板
によって形成される例がある。

【００５７】また、本発明の第７の概念の蒸気乾燥器に
おいては、捕集流路が、複数箇所の凹凸部を備えた複数
の波板によって形成されていることにより、捕集された
液滴によって波板上に形成される液膜の厚さ分布を調整
する。すなわち、飛来してきた液滴が波板上の液膜に入
射することにより液膜が液滴として再飛散する量は、液
膜厚さ＝入射液滴径のときに最も多くなるが、波板に設
けられた凹凸部において、凹部に形成される液膜厚さは
入射液滴径よりも大きく凸部に形成される液膜厚さは小
さくなり、凹部からも凸部からも液滴の再飛散が抑制さ
れるので、結果として、凹部（ポケット部）からの再飛
散のみを抑制する従来技術よりも十分に捕集流路におけ
る再飛散を抑制しこれによるキャリーオーバを抑制する
ことができる。

【００５８】さらに、本発明の第８の概念の蒸気乾燥器
においては、複数の捕集流路を高さ方向に複数段に分割
するとともに、各段に設けられた収集手段で液滴を収集
し、排出手段でこれらの液滴を排出することにより、各
段における波板で捕集され波板上を流下する液膜は長距
離を流下することなく、比較的短い距離を流下するだけ
で素早くその段の収集手段に収集され排出手段で排出さ
れる。すなわち、波板を流下中に蒸気流中の液滴が入射
することで再飛散しキャリーオーバするのを抑制でき
る。

【００５９】また、波板の曲がり部のなす角度を上段ほ
ど大きくすることにより、蒸気流の導入方向に近い下段
は蒸気流に対する入口抵抗が大きい一方、蒸気流の導入
方向から遠い上段は蒸気流に対する入口抵抗が小さく湿
り蒸気が導かれやすくなるので、高さ方向の流量配分の
均一化を図ることができる。さらに、波板の曲がり部の
なす角度を流れ方向に下流側ほど小さくすることによ
り、相対的に蒸気流の速度を増加させるとともに流路の
曲率半径を小さくして液滴の慣性力を増加させ、下流側
では、上流側波板で捕集できなかった小径の液滴の捕集
をも可能となる。また、波板に複数箇所の凹凸部が設け
られていることにより、凹部又は凸部に形成される液膜
の厚さ分布を調整し、捕集流路からの液滴の再飛散を十
分に抑制する。

【００６０】さらに、本発明の第９の概念の蒸気乾燥器
においては、整流手段の開口部の誘導手段側に突起を設
けることにより、整流手段に付着した液滴が液膜となっ
て流下する際に、開口部付近で再飛散しキャリーオーバ
するのを抑制する。

【００６１】また、複数の板状部材で捕集された液滴は
下方の第１の収集手段によって収集されるとともに、整
流手段を流下する液膜は下方の第２の収集手段によって
収集され、これらは、第１の収集手段及び第２の収集手
段に接続する排出手段によって排出される。さらに、波
板の曲がり部のなす角度を流れ方向に下流側ほど小さく
することにより、相対的に蒸気流の速度を増加させると
ともに流路の曲率半径を小さくして液滴の慣性力を増加
させ、下流側では、上流側波板で捕集できなかった小径
液滴の捕集も可能となる（このとき、流れの乱れ等によ
り上流側で捕集されなかった大径液滴も捕集される）。
また、波板に複数箇所の凹凸部が設けられていることに
より、凹部又は凸部に形成される液膜の厚さ分布を調整
し、捕集流路からの液滴の再飛散を十分に抑制する。

【００６２】また、本発明の第１０の概念の蒸気乾燥器
においては、液滴捕集手段によって、重量パーセントで
１０％を越える含水率の湿り蒸気を取り入れるととも
に、含水率を０．１％以下に低減して放出する。

【００６３】さらに、本発明の第１１の概念の気水分離
システムにおいては、上記の蒸気乾燥器を有することに
より、圧力損失を大幅に増加させることなく液滴捕集量
を増加させることができる。

【００６４】また、本発明の第１２の概念の気水分離シ
ステムにおいては、気水分離器に設けた圧力損失低減手
段によって気水分離器における圧力損失を低減し、蒸気
乾燥器に設けた液滴捕集手段によって重量パーセントで
１０％を越える含水率の湿り蒸気を取り入れ含水率を
０．１％以下に低減し放出する。

【００６５】さらに、本発明の第１３の概念の湿分分離
器においては、波板の曲がり部のなす角度を流れ方向に
下流側ほど小さくすることにより、相対的に蒸気流の速
度を増加させるとともに流路の曲率半径を小さくして液
滴の慣性力を増加させ、下流側で、上流側波板で捕集で
きなかった小径液滴の捕集をも可能となる。さらにこの
とき液滴捕集ポケットを形成する略Ｌ字型部材を設ける
構成例もある。

【００６６】また、本発明の第１４の概念の湿分分離器
においては、波板に複数箇所の凹凸部が設けられている
ことにより、凹部又は凸部に形成される液膜の厚さ分布
を調整し、捕集流路からの液滴の再飛散を十分に抑制し
キャリーオーバを抑制する。

【００６７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１〜図２３により
説明する。本発明の第１の実施例を図１〜図５により説
明する。電力発生目的に使用される典型的な沸騰水型原
子炉の構造を図２に示す。図２に示す沸騰水型原子炉に
おいて、冷却材である水は、炉心２の下方に位置する炉
心下部プレナム１より炉心２に流入し、炉心２を構成す
る燃料集合体から熱が伝達され蒸気・水の混合物となっ
て、炉心上部プレナム３に入る。そして、炉心上部プレ
ナム３上方において機械的な気水分離器４（例えば三段
式軸流遠心式分離器）に流入し、気水分離器４によって
蒸気と水とに分離される。気水分離器４は、炉心上部プ
レナム３を覆うシュラウドヘッド９上に炉心上部プレナ
ム３と連通するように固定されたスタンドパイプ１０の
上端に取り付けられている。

【００６８】気水分離器４の頂部から放出された液滴を
含む湿り蒸気は、湿り蒸気プレナム１３を経て波板ベー
ン式の蒸気乾燥器１４へと導かれ、液滴が除去される。
蒸気乾燥器１４で水分を除去された蒸気は、主蒸気系２
０等の管路を通して輸送され蒸気駆動タービンやその他
の装置において利用される。このとき一般に、蒸気乾燥
器１４は、含水率が０．１（重量）％以下である蒸気を
主蒸気系２０へ送り出すことが要求される。

【００６９】一方、気水分離器４で除去された水や、蒸
気乾燥器１４で分離された液滴は、炉心２の外周部に環
状に設けられた炉心シュラウド５と圧力容器６との間の
下降流路（ダウンカマ）７を流れて炉心下部プレナム１
へ戻る。このとき、強制循環式の沸騰水型原子炉におい
ては、炉心シュラウド５の外側の流路に何らかのポンプ
駆動機構８が設置され、このポンプ駆動機構８によって
炉心下部プレナム１内を昇圧し冷却材である水を駆動す
る。

【００７０】本実施例は、液滴を除去する蒸気乾燥器１
４の構成に係わるものであって、以下詳細に説明する。
本実施例の蒸気乾燥器の全体構造を図３に示す。図３に
おいて、本実施例の蒸気乾燥器は、気水分離器（図示せ
ず）の上方に配置されたスカート２０１と、スカート２
０１上に複数個（本実施例では６個）設けられた蒸気乾
燥器エレメント２００とを有する。

【００７１】本実施例の蒸気乾燥器エレメント２００の
平面構造を図１に示す。図１において、蒸気乾燥器エレ
メント２００は、湿り蒸気１２の流れを誘導する流路を
形成するフードプレート１５と、フードプレート１５に
より導かれた湿り蒸気１２の流量配分を行う多孔板１６
ａと、多孔板１６ａを介し供給された湿り蒸気１２中の
液滴が捕集される複数の捕集流路２６７を形成する複数
の波板２１７とを備えている。

【００７２】波板２１７のそれぞれは互いに平行に配置
されており、ジグザグ形状の捕集流路２６７を形成して
いる。捕集流路２６７内には、捕集流路２６７内に突出
して液滴を捕集するドレンポケット２８０ａ〜ｈを形成
する複数の略Ｌ字型の液滴分離板２７７ａ〜ｈが設けら
れており、各液滴分離板の捕集流路２６７への突出長さ
は、下流側の液滴分離板２７７ｅ〜ｈの突出長さｌ₂の
ほうがそれより上流側の液滴分離板２７７ａ〜ｄの突出
長さｌ₁よりも大きくなっている。すなわち、各液滴分
離板２７７ａ〜ｈの形成するドレンポケット２８０ａ〜
ｈの水平断面における幅は、下流側のドレンポケット２
８０ｅ〜ｈの幅ｄ₂のほうがそれより上流側のドレンポ
ケット２８０ａ〜ｄの幅ｄ₁よりも大きくなっており、
その分だけ下流側は捕集流路２６７の水平方向の幅が狭
くなり捕集流路２６７の断面積が小さくなっている。

【００７３】次に、本実施例の作用を図４及び図５を用
いて説明する。本実施例に対する第１の比較例として、
従来技術の蒸気乾燥器の蒸気乾燥器エレメント２０１を
図４に示す。本実施例と共通の部材については共通の番
号で示す。図４において、本比較例の蒸気乾燥器エレメ
ント２０１が本実施例の蒸気乾燥器エレメント２００と
異なる点は、捕集流路２６８内に設けられた略Ｌ字型の
液滴分離板２７８ａ〜ｈの捕集流路２６８への突出長さ
がすべて同じ大きさであり、その大きさは本実施例の蒸
気乾燥器エレメント２００の上流側の液滴分離板２７７
ａ〜ｄの突出長さｌ₁と等しいことである。すなわち、
各液滴分離板２７８ａ〜ｈの形成するドレンポケット２
８１ａ〜ｈの水平断面における幅は、本実施例の蒸気乾
燥器エレメント２００の上流側のドレンポケット２８０
ａ〜ｄの幅ｄ₁に等しい。

【００７４】また本実施例に対する第２の比較例とし
て、従来技術の蒸気乾燥器の蒸気乾燥器エレメント２０
２を図５に示す。本実施例と共通の部材については共通
の番号で示す。図５において、本比較例の蒸気乾燥器エ
レメント２０２が本実施例の蒸気乾燥器エレメント２０
０と異なる点は、捕集流路２６９内に設けられた略Ｌ字
型の液滴分離板２７９ａ〜ｈの捕集流路２６９への突出
長さがすべて同じ大きさであり、その大きさが本実施例
の蒸気乾燥器エレメント２００の下流側の液滴分離板２
７７ｅ〜ｈの突出長さｌ₂と等しいことである。すなわ
ち、各液滴分離板２７９ａ〜ｈの形成するドレンポケッ
ト２８２ａ〜ｈの水平断面における幅は、本実施例の蒸
気乾燥器エレメント２００の下流側のドレンポケット２
８０ｅ〜ｈの幅ｄ₂に等しい。

【００７５】以上において、本実施例・第１及び第２の
比較例におけるそれぞれの捕集流路では、一般に慣性力
の大きい粒子ほど旋回半径が大きく小回りできない、す
なわち壁面に衝突しやすいという性質を利用し、液滴と
蒸気との慣性力の差を利用して液滴のみの捕集を行う。
この液滴の有する慣性力の大きさは、液滴粒径の２乗・
蒸気流速の３乗に比例し流路の曲率半径（これは捕集流
路の構造によって決まる）に反比例する。よって、流路
の全区間において蒸気流の速度・流路の曲率半径が同じ
であれば、捕集できる液滴は液滴の粒径のみに依存し、
相対的に大きな液滴は捕集されるが一方で相対的に小さ
い液滴は捕集されず通過してしまう。いま、図４に示す
第１の比較例の蒸気乾燥器エレメント２０１（ドレンポ
ケットの幅ｄ₁）において捕集できる液滴の最小粒径を
ｄ_p1とすると、この蒸気乾燥器エレメント２０１におい
てはｄ_p1より小さな粒径の液滴は捕集されない。このこ
とは同一のドレンポケットの幅ｄ₁を有する図１の本実
施例の蒸気乾燥器エレメント２００の上流側にもあては
まる。すなわち、液滴分離板２７７ａ〜ｅの形成するド
レンポケット２８０ａ〜ｅにおいてはｄ_p1より小さな粒
径の液滴は捕集されない。しかしながら、本実施例の蒸
気乾燥器エレメント２００においては、下流部分におい
て、液滴分離板２７７ｅ〜ｈの形成するドレンポケット
２８０ｅ〜ｈの幅ｄ₂を上流側のドレンポケット２８０
ａ〜ｄの幅ｄ₁よりも大きくすることにより、その分だ
け下流側は捕集流路２６７の水平方向の幅が狭くなり断
面積が小さくなっている。これによって下流側は相対的
に蒸気流の速度が増加することとなり、粒径がｄ_p1より
小さいことによる慣性力の減少を補って液滴の慣性力を
増加させる。よってｄ_p1より小さい粒径の液滴をも捕集
することができる（このとき粒径ｄ_p1以上のもので流れ
の乱れ等によって上流側で捕集されなかったものも含ま
れる）。すなわち、捕集流路２６７の上流部分は、湿り
蒸気１２中の相対的に大きな液滴を捕集し、これに対し
捕集流路２６７の下流部分は、相対的に小さな液滴を捕
集することができる。

【００７６】ここで、上記のようにして本実施例の蒸気
乾燥器エレメント２００で捕集できる液滴の最小粒径を
ｄ_p2（＜ｄ_p1）とすると、同一のドレンポケット幅ｄ₂
を有する図５の第２の比較例の蒸気乾燥器エレメント２
０２においても捕集できる液滴の最小粒径はｄ_p2とな
る。すなわち、蒸気乾燥器エレメント２０２では、捕集
流路２６９の断面積は、上流・下流全区間にわたって本
実施例の蒸気乾燥器エレメント２００の捕集流路２６７
の下流側の断面積と同一であり、かつ同一の蒸気流速と
なる。よって小径の液滴にもより大きい慣性力を与える
ことができてｄ_ｐ２未満の粒径の液滴をも捕集すること
ができるので、捕集量に関しては本実施例の蒸気乾燥器
エレメント２００とほぼ等しくなり、第１の比較例に比
して液滴捕集量が増加する。ところが、第２の比較例の
蒸気乾燥器エレメント２０２にあっては、すべてのドレ
ンポケット２８２ａ〜ｈの幅がｄ_２、すべての液滴分離
板２７９ａ〜ｈの突出長さがｌ₂であって、それぞれ第
１の比較例におけるｄ₁,ｌ₁より大きいので捕集流路断
面積が大きく減少し大幅な圧力損失を招く。一方で本実
施例の蒸気乾燥器エレメント２００にあっては、下流側
は第２の比較例と同様であるが上流側についてはドレン
ポケット２８０ａ〜ｅの幅はｄ₁液滴分離板２７７ａ〜
ｅの突出長さはｌ₁であって第２の比較例におけるｄ₂,
ｌ₂よりも小さい。したがってその分本実施例は第１の
比較例からの圧力損失の増加はわずかで済む。また第２
の比較例の場合は、相対的に大きな液滴も相対的に小さ
な液滴も一度に捕集することとなり、しかもこの捕集
は、湿り蒸気１２がまず流入する上流側で集中的に行わ
れることとなる。この場合、上流側のドレンポケット内
部に成長する液膜が厚くなり、液膜表面における蒸気と
の摩擦等により蒸気流中に液滴が再飛散するおそれがあ
る。しかしながら本実施例においては、相対的に大きな
液滴は上流側へと相対的に小さな液滴は下流側へと分離
して捕集されるので、かかる再飛散が抑制される。

【００７７】以上説明したように、本実施例の蒸気乾燥
器によれば、蒸気乾燥器エレメント２００の捕集流路２
６７の下流部分において、液滴分離板２７７ｅ〜ｈの形
成するドレンポケット２８０ｅ〜ｈの幅ｄ₂を上流側の
ドレンポケット２８０ａ〜ｄの幅ｄ₁よりも大きくする
ので、液滴の慣性力は下流側ほど増加され、上流側で相
対的に大きな液滴を捕集した後、下流側では相対的に小
さな液滴を捕集することができる。よって、この小径液
滴をも捕集できるだけ従来よりも液滴捕集量を増加させ
ることができる。またこのとき、上流下流の全区間にわ
たってドレンポケット２８０ｅ〜ｈの幅をｄ₂とする場
合よりも圧力損失の増加はわずかで済む。したがって、
圧力損失を大幅に増加させることなく液滴捕集量を増加
させることができ、蒸気乾燥器全体としての性能を向上
させることができる。さらに、相対的に大きな液滴は上
流側へ相対的に小さな液滴は下流側へと分離して捕集す
るので、捕集液滴の液膜からの再飛散を抑制できる。な
お、上記実施例においては捕集流路２６７は複数の波板
２１７によって形成されておりすなわち捕集流路２６７
はジグザグ形状であったが、この形状に限られず、捕集
流路の少なくとも一部分が曲折していればよい。この場
合も同様の効果を得る。また、上記実施例においては上
流側の複数のドレンポケット２８０ａ〜ｄの幅（＝
ｄ₁）又は下流側の複数のドレンポケット２８０ｅ〜ｈ
の幅（＝ｄ₂）をそれぞれ同一とし、２段階でドレンポ
ケットの幅を増加させたが、さらに多段階で変化させ、
例えばすべてのドレンポケットの幅が異なるようにして
増加させてもよい。この場合も同様の効果を得る。本発
明の第２の実施例を図６により説明する。本実施例は捕
集流路の構造が異なる蒸気乾燥器エレメントを有する蒸
気乾燥器の実施例である。本実施例の蒸気乾燥器エレメ
ントの捕集流路の構造を図６に示す。第１の実施例と共
通の部材は共通の番号で示す。図６において、本実施例
における捕集流路３６７が第１の実施例における捕集流
路２６７と異なる点は、捕集流路３６７内のドレンポケ
ット３８０ａ〜ｈの水平断面における幅及び複数の略Ｌ
字型の液滴分離板３７７ａ〜ｈの捕集流路３６７への突
出長さはすべて同一であり、また下流側の液滴分離板３
７７ｃ〜３７７ｇの背面に捕集流路３６７内に突出して
流れを制限する複数の絞り部材３９０ｃ〜ｇが設けられ
ていること、そして、これら絞り部材３９０ｃ〜ｇの水
平断面における厚さｄ_sを下流側ほど厚くすることによ
り捕集流路３６７の下流側の水平方向の幅が狭くなり捕
集流路３６７の断面積が小さくなっていることである。
その他の構造は第１の実施例とほぼ同様である。本実施
例によっても、第１の実施例と同様の効果を得る。

【００７８】なお、上記実施例においては、上流側の一
部のドレンポケット３８０ａ,ｂの背面には絞り部材を
設けず下流側のドレンポケット３８０ｃ〜ｇにのみ絞り
部材３９０ｃ〜ｇを設けたが、これに限られるものでは
なく、すべてのドレンポケットの背面に絞り部材を設
け、これらの厚さを下流側にほど厚くしても良い。また
これら絞り部材の厚さもすべて異なる厚さとせず、例え
ばドレンポケット３８０ｃ,ｄ及びドレンポケット３８
０ｅ,ｆはそれぞれで同一の厚さとする２段階変化の構
造等でも良く、この場合も同様の効果を得る。また、上
記実施例のように捕集流路３６７内に絞り部材３９０ｃ
〜ｇを設けて断面積を小さくする構造のほかにも、波板
２１７どうしの中心線間隔は保持したまま、波板２１７
自体の厚さを下流側ほど厚くすることによって捕集流路
３６７の断面積を小さくする構造があり、この場合も同
様の効果を得る。

【００７９】本発明の第３の実施例を図７〜図９により
説明する。本実施例も第２の実施例同様捕集流路の構造
が異なる蒸気乾燥器エレメントを有する蒸気乾燥器の実
施例である。本実施例の蒸気乾燥器エレメントの捕集流
路の構造を図７に示す。第１及び第２の実施例と共通の
部材は共通の番号で示す。図７（ａ）は本実施例の捕集
流路４６７の構造であり、図７（ｂ）は本実施例の比較
例として示した従来技術の捕集流路４６８の構造であ
る。図７（ａ）において、本実施例の捕集流路４６７
は、それぞれ互いに平行に配置された複数の波板４１７
によってジグザグ形状に形成されている。また波板４１
７の４つの曲がり部４１７ａ,ｂ,ｃ,ｄそれぞれのなす
角度θ₁,θ₂,θ₃,θ₄は、湿り蒸気１２の流れ方向下流
側（図中右側）ほど小さくなっており、すなわち、θ₁
＞θ₂＞θ₃＞θ₄の関係にある。但しθ₁＝１２０°であ
る。一方、図７（ｂ）において、比較例の捕集流路４６
８は、本実施例の捕集流路４６７と異なり、波板４１８
の４つの曲がり部４１８ａ〜ｄそれぞれのなす角度が同
一角度θ（＝120゜）である。

【００８０】以上において、本実施例における作用を以
下に説明する。捕集流路においては、第１の実施例で説
明したように、液滴と蒸気との慣性力の差を利用して慣
性力の大きな液滴のみを捕集する。そしてこの慣性力の
大きさは液滴粒径の２乗・蒸気流速の３乗に比例し流路
の曲率半径に反比例する。

【００８１】まず、本実施例の捕集流路４６７において
は、曲がり部４１７ａ〜ｄの角度が下流側ほど小さくな
っていることにより、各曲がり部４１７ａ〜ｄでみた捕
集流路４６７の断面積Ａ₁〜Ａ₄はＡ₁＞Ａ₂＞Ａ₃＞Ａ₄と
なって下流側ほど小さくなる。よって下流側ほど蒸気流
の速度が大きくなる。またこれに加え、下流側の曲がり
部ほど急角度で流路が曲がる構造であり、流路の曲率半
径は下流側ほど小さくなる。よって、粒径が小さい液滴
であっても、粒径が小さいことによる慣性力の減少を補
ってこれら２つの要因が液滴の慣性力を増加させ、液滴
の旋回半径が大きくなって液滴を捕集することができ
る。

【００８２】本実施例における小径液滴の捕集作用を図
８に示す。図８は、本実施例の波板４１７における最初
の曲がり部４１７ａの液滴捕集量を１とした場合の、各
曲がり部４１７ｂ〜ｄでの液滴捕集量の相対的割合を表
したものである。また同様の方法での比較例の曲がり部
４１８ａ〜ｄにおける液滴捕集量を求めた結果も併せて
示す。図８において、本実施例及び比較例ともに、波板
の最初の曲がり部（曲がり部４１７ａ,４１８ａ）にお
ける液滴捕集量が最大であり、以下下流に行くに従い液
滴捕集量は減少する特性を示す。ここでともに最初の曲
がり部（曲がり部４１７ａ,４１８ａ）のなす角は１２
０°で等しいことから、これらにおける液滴捕集量もと
もに１で等しい。しかしながら、比較例においては、次
の曲がり部４１８ｂにおける液滴捕集量は約０.２と大
きく下がり、その後の曲がり部４１８ｃ,ｄにおいては
液滴捕集量はほとんどゼロとなっている。すなわち、比
較例の捕集流路４６８で捕集可能な液滴（すなわち相対
的に大きな液滴）は初めの２つの曲がり部４１８ａ,ｂ
のみでほとんど捕集されており、以降の曲がり部４１８
ｃ,ｄは十分に捕集機能を果たしていない。これに対し
本実施例においては、比較例の結果と比べ、曲がり部４
１７ｂで液滴捕集量が△ｍ₂だけ増加して約０.３５、以
降の曲がり部４１７ｃ及び４１７ｄにおいても、捕集が
有効に行われる結果それぞれ△ｍ₃,△ｍ₄だけ増加して
約０．１５及び０．１となっている。すなわち、本実施
例においては全体として△ｍ₂＋△ｍ₃＋△ｍ₄だけ液滴
捕集量が増加していることが分かる。

【００８３】次に、このように液滴捕集量が増加する本
実施例における、圧力損失の増減について図９により説
明する。本実施例に対する参考例として、図７（ｂ）に
示した波板と同様、４つの曲がり部（各曲がり部とも同
一角度θ）を有する３種類の並板Ａ〜Ｃに対し、空気を
流し流速と圧力損失との関係を求めた結果を図９に示
す。曲がり部の角度θは、波板Ａがθ＝90゜、波板Ｂが
θ＝120゜、波板Ｃがθ＝150゜である。図９において、
すべての波板Ａ〜Ｃにおいて流速の増加と共に圧力損失
は増大するが、角度が小さいほど圧力損失が大きい傾向
を示し、波板Ａの圧力損失は、波板Ｂの圧力損失の約
２．５倍となっている。すなわち、角度θを120゜から9
0゜に小さくすることにより圧力損失は約２．５倍とな
る。ここでこの参考例は空気流による圧力損失である
が、湿り蒸気の流れにおいても定性的には同様の傾向で
あると思われる。

【００８４】ここで、図７（ａ）に示した本実施例の捕
集流路４６７においては、波板４１７の下流側ほど曲が
り部のなす角度が小さくなっている（θ＝θ₁＞θ₂＞θ
₃＞θ₄）ことから、すべての曲がり部の角度が同一
（θ）である図７（ｂ）の比較例に比し圧力損失がやや
増加することが予想される。しかしながら、第１の実施
例と同様の観点で考察すると、すべての曲がり部の角度
をθ₄とした場合は、本実施例とほぼ同一の液滴捕集量
を得ることができるものの、図７（ｂ）の比較例よりも
大幅な圧力増加が予想される。よってこの場合に比べれ
ば、本実施例において、比較例からの圧力損失の増加は
わずかで済む。また第１の実施例と同様、すべての曲が
り部の角度をθ₄とした場合には、相対的に大きな液滴
と相対的に小さな液滴とを一度に捕集するので液滴が再
飛散するおそれがあるが、本実施例においては、相対的
に大きな液滴は上流側へ相対的に小さな液滴は下流側へ
と分離して捕集されるので、かかる再飛散が抑制され
る。

【００８５】以上説明したように、本実施例の蒸気乾燥
器においては、捕集流路４６７の下流部分において、曲
がり部４１７ａ〜ｄの角度θ₁〜θ₄が下流側ほど小さく
なっているので、捕集流路４６７の断面積Ａ₁〜Ａ₄が下
流側ほど小さくなって蒸気流の速度が増加され、またこ
れに加えて流路の曲率半径が下流側ほど小さくなるの
で、液滴の慣性力は下流側ほど増加され、上流側である
相対的に大きな液滴を捕集した後下流側で相対的に小さ
な液滴を捕集することができる。よって、この小径液滴
をも捕集できる分だけ従来よりも液滴捕集量を増加させ
ることができる。またこのとき、上流下流の全区間にわ
たって曲がり部のなす角度をθ₄とする場合よりも圧力
損失の増加はわずかで済む。したがって、圧力損失を大
幅に増加させることなく液滴捕集量を増加させることが
でき蒸気乾燥器全体としての性能を向上させることがで
きる。さらに、相対的に大きな液滴は上流側へ相対的に
小さな液滴は下流側へと分離して捕集されるので、捕集
液滴の液膜からの再飛散を抑制できる。また、例えば、
火力プラント若しくは原子力プラント等において湿り蒸
気中の液滴を除去する目的で設置される湿分分離器にお
いても、蒸気乾燥器と同様の波板式ベーンが用いられ、
本実施例の波板４１７の形状をそのまま適用することが
でき、この場合も小径液滴をも捕集可能であることによ
って圧力損失を大幅に増やすことなく液滴捕集量を増加
でき、全体として性能向上を図ることができる湿分分離
器を提供することができる。

【００８６】本発明の第４の実施例を図１０により説明
する。本実施例は第３の実施例と同様捕集流路の構造が
異なる蒸気乾燥器エレメントを有する蒸気乾燥器の実施
例である。本実施例の蒸気乾燥器エレメントの捕集流路
の構造を図１０に示す。第３の実施例と共通の部材につ
いては共通の番号で示す。図１０において、本実施例の
捕集流路５６７において、第３の実施例と異なる点は、
波板４１７の曲がり部４１７ａ〜４１７ｄに、捕集流路
５６７内に突出して複数の略Ｌ字型の液滴分離板５７７
ａ〜ｄが設けられ、それぞれが液滴を捕集するドレンポ
ケット５８０ａ〜ｄを形成していることである。また、
波板４１７の出口側端部は折り畳まれて液滴分離板５７
７ｅが設けられ、ドレンポケット５８０ｅが形成されて
いる。その他の構造は、第３の実施例とほぼ同様であ
る。

【００８７】本実施例によっても、第３の実施例と同様
の効果を得ることができる。

【００８８】また、第３の実施例と同様、湿分分離器に
本実施例の波板４１７の形状をそのまま適用することが
でき、この場合も小径液滴をも捕集可能であることによ
って圧力損失を大幅に増やすことなく液滴捕集量を増加
でき、全体として性能向上を図ることができる湿分分離
器を提供することができる。

【００８９】本発明の第５の実施例を図１１により説明
する。本実施例は、捕集流路の断面積が流れ方向に変化
する蒸気乾燥器エレメントを有する蒸気乾燥器の実施例
である。本実施例の蒸気乾燥器エレメント６００の鉛直
断面を図１１に示す。第１〜第４の実施例と共通の部材
は共通の番号で示す。図１１において、蒸気乾燥器エレ
メント６００は、気水分離器（図示せず）からの湿り蒸
気１２の流れを誘導するフードプレート１５と、複数の
開口部を有しフードプレート１５により導かれた湿り蒸
気１２の流量配分を行う多孔板１６ａと、多孔板１６ａ
を介し供給された湿り蒸気１２中の液滴が捕集される複
数の捕集流路６６７を形成する少なくとも一部が曲折し
た複数の板１７と、板１７のさらに下流側に配置され多
孔板１６ａとの組み合わせで湿り蒸気１２の捕集流路６
６７内における流量配分を行う多孔板１６ｂと、各捕集
流路６６７内に流れ方向に傾斜して配接された仕切板６
３０ａ,ｂとを有する。

【００９０】本実施例の捕集流路６６７においては、仕
切板６３０ａ,ｂを設けることにより、流れ方向に向か
って下流側の捕集流路６６７の上下方向の高さがＬ₁か
らＬ₂へと小さくなり、捕集流路６６７の断面積が小さ
くなっている。よって、仕切板を設けず捕集流路の高さ
がＬ₁で一定である場合に比べて下流側ほど蒸気流の速
度が大きくなるので、相対的に小さな液滴であっても、
粒径が小さいことによる慣性力の減少を補って慣性力を
増加させ、下流側で捕集することができる。このとき、
仕切板を設けず捕集流路の高さがＬ₁で一定である場合
に比し圧力損失がやや増加することが予想される。一
方、第１及び第３の実施例と同様の観点で考察すると、
捕集流路の高さをもともとＬ₂で一定とした場合は、本
実施例とほぼ同一の液滴捕集量を得ることができるもの
の、捕集流路の高さがＬ₁で一定である場合に比し大幅
な圧力増加が予想される。しかし本実施例においては、
この場合に比べれば、捕集流路の高さがＬ₁で一定であ
る場合からの圧力損失の増加はわずかで済む。また第１
及び第３の実施例と同様、捕集流路の高さをもともとＬ
₂で一定とした場合には、相対的に大きな液滴と相対的
に小さな液滴とを一度に捕集するので液滴が再飛散する
おそれがあるが、本実施例においては、相対的に大きな
液滴は上流側へ相対的に小さな液滴は下流側へと分離し
て捕集されるので、かかる再飛散が抑制される。

【００９１】以上説明したように、本実施例の蒸気乾燥
器においては、捕集流路６６７の上下方向の高さが下流
側ほど小さくなっているので、捕集流路６６７の断面積
が下流側ほど小さくなって蒸気流の速度が増加し、よっ
て液滴の慣性力が下流側ほど増加されるので、上流側で
ある相対的に大きな液滴を捕集した後下流側で相対的に
小さな液滴を捕集することができる。よって、この小径
液滴をも捕集可能である分だけ従来よりも液滴捕集量を
増加させることができる。またこのとき、上流下流の全
区間にわたって捕集流路６６７の高さをＬ₂で一定とし
た場合よりも圧力損失の増加はわずかで済む。したがっ
て、圧力損失を大幅に増加させることなく液滴捕集量を
増加させることができ蒸気乾燥器全体としての性能を向
上させることができる。さらに、相対的に大きな液滴は
上流側へ相対的に小さな液滴は下流側へと分離して捕集
されるので、捕集液滴の液膜からの再飛散を抑制でき
る。なお、上記実施例においては上部と下部の２枚の仕
切板６３０ａ,ｂを設けたが、必ず２枚必要なわけでは
なくいずれか１枚でもよい。この場合も同様の効果を得
る。

【００９２】本発明の第６の実施例を図１２により説明
する。本実施例は、１つの捕集流路が流れ方向に分割さ
れる蒸気乾燥器エレメントを有する蒸気乾燥器の実施例
である。本実施例の蒸気乾燥器エレメント７００の平面
構造を図１２に示す。第１〜第５の実施例と共通の部材
は共通の番号で示す。図１２において、蒸気乾燥器エレ
メント７００は、湿り蒸気１２の流れを誘導する流路を
形成するフードプレート１５と、フードプレート１５に
より導かれた湿り蒸気１２の流量配分を行う多孔板１６
ａと、多孔板１６ａを介し供給された湿り蒸気１２中の
液滴が捕集される複数の捕集流路７６７及び７６７ａ,
ｂを形成する複数の波板２１７及び７１８とを備えてい
る。

【００９３】波板２１７は、各曲がり部において液滴分
離板７７７ａ〜ｈで液滴を捕集するドレンポケット７８
０ａ〜ｈが形成されている。一方波板７１８は、波板２
１７を真ん中から半分に分割した形状とほぼ同一形状で
あり、その長さは波板２１７の約１／２であるととも
に、各曲がり部において液滴分離板７７８ｅ〜ｈで液滴
を捕集するドレンポケット７８１ｅ〜ｈが形成されてい
る。またこれら各液滴分離板７７７ａ〜ｈ,７７８ｅ〜
ｈの捕集流路への突出長さはすべて同一である。

【００９４】波板２１７と波板７１８とは交互に配置さ
れており、また波板７１８の長さは波板２１７の約１／
２であるので、上流側（図中左側）は波板２１７によっ
て幅の広い捕集流路７６７が形成される一方、下流側
（図中右側）は波板２１７及び波板７１８によって捕集
流路７６７の約半分の幅となる捕集流路７６７ａ,ｂが
形成される。いいかえれば、１つの捕集流路７６７が下
流側において流れ方向に２つの捕集流路７６７ａ,ｂに
分割される構造である。

【００９５】以上において、本実施例の蒸気乾燥器エレ
メント７００においては、捕集流路７６７が下流側で２
つの捕集流路７６７ａ,ｂに分割されても、全体として
の断面積はほとんど変わらないので蒸気流の速度はほと
んど変化しない。しかしながら、下流側において波板７
１８が設けられることにより、蒸気流中の液滴と波板壁
面との距離が変化する。すなわち、上流側にあっては捕
集流路７６７の水平断面における幅が比較的広いことか
ら蒸気中の液滴と壁面との距離も比較的大きい。よって
上流側ではもともと相対的に粒径が大きく慣性力が相対
的に大きく旋回半径が大きい液滴のみが捕集され、相対
的に粒径が小さな液滴は捕集されずそのまま下流側へ流
入する。ここにおいて、前述したように下流側でも流速
は増加しないから液滴の慣性力は変化せず旋回半径も変
化しない。しかしながら下流側では捕集流路７６７ａ,
ｂの幅が上流側捕集流路７６７の約１／２となってしま
うので、流路壁面にぶつからず流出するためには流路幅
に対する液滴の旋回半径は１／２とならなければならな
い。いいかえれば、液滴の捕集流路幅に対する相対的旋
回半径は２倍に増加することとなり、よって相対的に粒
径が小さな液滴を下流側において捕集することができ
る。

【００９６】以上説明したように、本実施例の蒸気乾燥
器においては、捕集流路７６７が下流側で２つの捕集流
路７６７ａ,ｂに分割されるので、液滴の捕集流路幅に
対する相対的旋回半径が２倍に増加し、よって相対的に
小さな液滴を下流側において捕集することができる。す
なわち上流側で相対的に大きな液滴を捕集した後下流側
で相対的に小さな液滴を捕集することができる。よっ
て、この小径液滴をも捕集可能である分だけ従来よりも
液滴捕集量を増加させることができる。またこのとき、
上流下流の全区間にわたって捕集流路の幅を７６７ａ,
ｂと同様の小さい幅とする場合よりも圧力損失の増加は
わずかで済む。したがって、圧力損失を大幅に増加させ
ることなく液滴捕集量を増加させることができ蒸気乾燥
器全体としての性能を向上させることができる。さら
に、相対的に大きな液滴は上流側へ相対的に小さな液滴
は下流側へと分離して捕集されるので、捕集液滴の液膜
からの再飛散を抑制できる。本発明の第７の実施例を図
１３により説明する。本実施例は、１つの蒸気乾燥器エ
レメントが２組の蒸気乾燥モジュールを備えている蒸気
乾燥器の実施例である。

【００９７】本実施例の蒸気乾燥器の全体構造を図１３
に示す。第１〜第６の実施例と共通の部材は共通の番号
で示す。図１３において、本実施例の蒸気乾燥器は、気
水分離器（図示せず）の上方に配置されたスカート２０
１と、スカート２０１上に複数個（本実施例では６個）
設けられた蒸気乾燥器エレメント８００とを有する。蒸
気乾燥器エレメント８００は、２組の蒸気乾燥モジュー
ル８００Ａ,８００Ｂとから構成される。これら蒸気乾
燥モジュール８００Ａ,Ｂの構造はそれぞれ、上記第１
〜第６の実施例における蒸気乾燥器エレメント１００〜
７００にほぼ相当するが、この蒸気乾燥器エレメント１
００〜７００の２組ずつが本実施例における１つの蒸気
乾燥器エレメント８００を構成するので、以下、第１０
実施例までこのように呼ぶ。

【００９８】すなわち、蒸気乾燥モジュール８００Ａ,
Ｂはそれぞれ、湿り蒸気の流れを誘導する流路を形成す
るフードプレート８１５Ａ又は８１５Ｂと、フードプレ
ート８１５Ａ又は８１５Ｂにより導かれた湿り蒸気１２
の流量配分を行う多孔板８１６ａと、多孔板８１６ａを
介し供給された湿り蒸気１２中の液滴が捕集される複数
の捕集流路８６７Ａ又は８６７Ｂを形成する少なくとも
一部分が曲折した複数の板状部材（図示せず）とを備え
ている。また蒸気乾燥モジュール８００Ａの下流側に蒸
気乾燥モジュール８００Ｂが直列に接続され、これらは
供給される湿り蒸気１２の一連の除湿流路を構成してい
る。すなわち、上流側の蒸気乾燥モジュール８００Ａの
出口側の多孔板８１６ｂと、下流側の蒸気乾燥モジュー
ル８００Ｂのフードプレート８１５Ｂとが連結されてお
り、気水分離器を出た湿り蒸気１２は、まずフードプレ
ート８１５Ａによって多孔板８１６ａを介し蒸気乾燥モ
ジュール８００Ａ内の捕集流路８６７Ａに導かれて、液
滴を捕集された後に多孔板８１６ｂから流出し、引き続
きフードプレート８１５Ｂによって多孔板８１６ａを介
し蒸気乾燥モジュール８００Ｂ内の捕集流路８６７Ｂに
導かれて、液滴を捕集された後に多孔板８１６ｂから流
出する。

【００９９】ここにおいて、上流側の蒸気乾燥モジュー
ル８００Ａと下流側の蒸気乾燥モジュール８００Ｂとの
関係は、第１〜第４実施例における上流側捕集流路と下
流側捕集流路との関係にある。すなわち、第１の実施例
のように蒸気乾燥モジュール８００Ｂの捕集流路８６７
Ｂにおけるドレンポケットの幅が蒸気乾燥モジュール８
００Ａの捕集流路８６７Ａにおけるドレンポケットの幅
よりも大きくなっているか、第２の実施例のように蒸気
乾燥モジュール８００Ｂの捕集流路８６７Ｂにおける絞
り部材の厚さが蒸気乾燥モジュール８００Ａの捕集流路
８６７Ａにおける絞り部材の厚さよりも大きくなってい
るか、第３の実施例のように蒸気乾燥モジュール８００
Ｂの捕集流路８６７Ｂにおける波板曲がり部のなす角度
の大きさが蒸気乾燥モジュール８００Ａの捕集流路８６
７Ａにおける波板曲がり部のなす角度の大きさよりも小
さくなっている（第４の実施例のようにさらにドレンポ
ケットがついている構成を含む）。このとき、蒸気乾燥
モジュール８００Ａ,８００Ｂそれぞれの捕集流路８６
７Ａ又は８６７Ｂにおいては、ドレンポケットの幅、絞
り部材の厚さ、又は曲がり部のなす角度はすべて同一で
もよいし、あるいは、上記した条件を満たす限りにおい
てそれぞれの捕集流路８６７Ａ又は８６７Ｂ内における
上流側と下流側でドレンポケットの幅、絞り部材の厚
さ、又は曲がり部のなす角度が全部又は一部異なっても
良い（例えば捕集流路８６７Ａにおいて曲がり部のなす
角度が１２０°,１１０°,１００°で捕集流路８６７Ｂ
では９０°,８０°,７０°の場合等）。上記構成によ
り、蒸気乾燥モジュール８００Ａと蒸気乾燥モジュール
８００Ｂとはその性能が異なり、蒸気乾燥モジュール８
００Ａによって捕集可能な液滴の最小粒径をｄ_pA、蒸気
乾燥モジュール８００Ｂによって捕集可能な液滴の最小
粒径をｄ_pBとすると、ｄ_pA＞ｄ_pBの関係にある。すなわ
ち、下流側に配置された蒸気乾燥モジュール８００Ｂ
は、上流側に配置された蒸気乾燥モジュール８００Ａで
捕集した液滴よりもさらに小さい液滴をも捕集すること
ができる構成である。

【０１００】本実施例の蒸気乾燥器によれば、上流側に
蒸気乾燥モジュール８００Ａ、下流側に蒸気乾燥モジュ
ール８００Ｂを配置し、上流側である相対的に大きな液
滴を捕集し下流側で相対的に小さな液滴を捕集すること
ができる。よって、蒸気乾燥モジュール８００Ｂで小径
液滴をも捕集可能である分だけ蒸気乾燥モジュール８０
０Ａを２つ設ける場合よりも液滴捕集量を増加させるこ
とができる。またこのとき、蒸気乾燥モジュール８００
Ｂを２つ設ける場合よりも圧力損失の増加はわずかで済
む。したがって、圧力損失を大幅に増加させることなく
液滴捕集量を増加させることができ蒸気乾燥器全体とし
ての性能を向上させることができる。さらに、相対的に
大きな液滴は上流側の蒸気乾燥モジュール８００Ａへ相
対的に小さな液滴は下流側の蒸気乾燥モジュール８００
Ｂへと分離して捕集されるので、蒸気乾燥モジュール８
００Ｂを２つ設けた場合に液膜の成長によって起こり得
る捕集液滴の液膜からの再飛散を抑制できる。本発明の
第８の実施例を図１４により説明する。本実施例も第７
の実施例同様、１つの蒸気乾燥器エレメントが２組の蒸
気乾燥モジュールを備えている蒸気乾燥器の実施例であ
る。

【０１０１】本実施例の蒸気乾燥器の全体構造を図１４
に示す。第１〜第７の実施例と共通の部材は共通の番号
で示す。図１４において、第７の実施例と異なる点は、
上流側の蒸気乾燥モジュール９００Ａの捕集流路９６７
Ａと下流側の蒸気乾燥モジュール９００Ｂの捕集流路９
６７Ｂとにおいて、各捕集流路の水平方向の幅・板状部
材の間隔等の構造は全く同一であるが、下流側の蒸気乾
燥モジュール９００Ｂにおいては、上流側の蒸気乾燥モ
ジュールよりも捕集流路の列数が少なく（いいかえれば
板状部材の列数が少なく）なっており、結果として、蒸
気乾燥モジュール９００Ｂの捕集流路９６７Ｂの流れ方
向と直交する方向（図１４下図における上下方向）にお
ける幅Ｌ_Dが、蒸気乾燥モジュール９００Ａの幅Ｌ_Uより
も狭くなっていることである。その他の点は第７の実施
例と同様である。

【０１０２】本実施例によれば、下流側の蒸気乾燥モジ
ュール９００Ｂにおいて、上流側の蒸気乾燥モジュール
９００Ａよりも捕集流路の数を少なく（板状部材の数を
少なく）し、蒸気乾燥モジュール９００Ｂの捕集流路９
６７Ｂの流れ方向と直交する方向における幅Ｌ_Dを蒸気
乾燥モジュール９００Ａの幅Ｌ_Uよりも狭くするので、
断面積が小さくなり蒸気流の速度を増加させることがで
き、よって液滴の慣性力が蒸気乾燥モジュール９００Ｂ
では増加されるので、相対的に小さな液滴を捕集するこ
とができる。よって、蒸気乾燥モジュール９００Ｂで小
径液滴をも捕集可能である分だけ蒸気乾燥モジュール９
００Ａを２つ設ける場合よりも液滴捕集量を増加させる
ことができる。またこのとき、蒸気乾燥モジュール９０
０Ｂを２つ設ける場合よりも圧力損失の増加はわずかで
済む。したがって、圧力損失を大幅に増加させることな
く液滴捕集量を増加させることができ蒸気乾燥器全体と
しての性能を向上させることができる。さらに、相対的
に大きな液滴は上流側の蒸気乾燥モジュール９００Ａへ
相対的に小さな液滴は下流側の蒸気乾燥モジュール９０
０Ｂへと分離して捕集されるので、蒸気乾燥モジュール
９００Ｂを２つ設けた場合に液膜の成長によって起こり
得る捕集液滴の液膜からの再飛散を抑制できる。

【０１０３】本発明の第９の実施例を図１５により説明
する。本実施例も第７及び第８の実施例同様、１つの蒸
気乾燥器エレメントが２組の蒸気乾燥モジュールを備え
ている蒸気乾燥器の実施例である。

【０１０４】本実施例の蒸気乾燥器の全体構造を図１５
に示す。第１〜第８の実施例と共通の部材は共通の番号
で示す。図１５において、第８の実施例と異なる点は、
上流側の蒸気乾燥モジュール１０００Ａの捕集流路１０
６７Ａと下流側の蒸気乾燥モジュール１０００Ｂの捕集
流路１０６７Ｂとにおいて、蒸気乾燥モジュール１００
０Ｂの捕集流路１０６７Ｂの流れ方向と直交する方向
（図１５下図における上下方向）における幅は蒸気乾燥
モジュール１０００Ａの幅と同一であるが、蒸気乾燥モ
ジュール１０００Ｂの捕集流路１０６７Ｂの上下方向の
高さＨ_Dが蒸気乾燥モジュール１０００Ａの捕集流路１
０６７Ａの上下方向の高さＨ_Uがよりも小さくなってい
ることである。その他の点は第８の実施例と同様であ
る。

【０１０５】本実施例によっても、第８の実施例と同様
の効果を得る。なお、上記第７〜第９の実施例は、蒸気
乾燥器エレメントが２組の蒸気乾燥モジュールを備えて
いる場合であったが、これに限られず、３組以上の蒸気
乾燥モジュールを有している場合であっても適用でき、
この場合も同様の効果を得る。

【０１０６】本発明の第１０の実施例を図１６及び図１
７により説明する。本実施例は捕集流路の構造が異なる
蒸気乾燥器エレメントを有する蒸気乾燥器の実施例であ
る。本実施例の蒸気乾燥器エレメントの捕集流路１１６
７の構造を図１６に示す。第１〜第９の実施例と共通の
部材は共通の番号で示す。図１６に示す本実施例の捕集
流路１１６７において、複数の波板１１１７のそれぞれ
が互いに平行に配置されており、これによってジグザグ
形状の捕集流路１１６７を形成している。またそれぞれ
の波板１１１７は、複数箇所の凹凸部（一方からみれば
凸部で反対側から見れば凹部となり、深さは例えば約２
ｍｍ）１１２８ａ〜ｈを備えている。

【０１０７】次に、本実施例の作用を説明する。一般
に、湿り蒸気が蒸気乾燥器の捕集流路に流入すると流路
一面に液滴が付着して液膜を形成するが、この液膜に蒸
気流中の液滴が入射すると液膜から液滴が再飛散しキャ
リーオーバ量が増大する。このような場合において、入
射液滴径がＤのときの再飛散量と液膜厚さとの関係を図
１７に示す。

【０１０８】図１７において、液滴の再飛散量は、液膜
厚さがＤのとき、すなわち液膜厚さと入射液滴の径がほ
ぼ等しいときに極大となることが分かる。本実施例にお
いては、波板１１１７上に凹凸部１１２８ａ〜ｈを設け
ることにより、蒸気流により凹部には液膜が集まって液
膜厚さがＤより厚いＤ1となり、一方、凸部では逆に液
膜厚さがＤより薄いＤ2となる。すなわち、凹部からも
凸部からも液滴の再飛散が抑制されるので、結果とし
て、凹部（ポケット部）からの再飛散のみを抑制する従
来技術よりも十分に捕集流路１１６７における再飛散を
抑制しこれによるキャリーオーバを抑制することができ
る。またこのとき凹凸部１１２８ａ〜ｈを設けることに
よる圧力損失の増加はほとんどないことが分かった。

【０１０９】以上説明したように、本実施例によれば、
ジグザグ形状の捕集流路１１６７を形成する波板１１１
７が複数箇所の凹凸部１１２８ａ〜ｈを有するので、捕
集された液滴によって波板１１１７上に形成される液膜
の厚さ分布を調整し凹部からも凸部からも液滴の再飛散
が抑制される。よって十分に捕集流路１１６７における
再飛散を抑制しこれによるキャリーオーバを抑制するこ
とができ、その分だけ蒸気乾燥器全体として液滴捕集量
を増加させることができる。またこのときの圧力損失の
増加はほとんどない。すなわち、蒸気乾燥器全体として
の性能を向上させることができる。

【０１１０】また、第３の実施例同様、湿分分離器にお
いて用いられる波板式ベーンに対し本実施例の波板１１
６７の形状をそのまま適用することができ、この場合
も、再飛散を低減することによって圧力損失を大幅に増
やすことなく液滴捕集量を増加でき、全体として性能向
上を図れる湿分分離器を提供することができる。

【０１１１】本発明の第１１の実施例を図１８により説
明する。本実施例の蒸気乾燥器の主要部である蒸気乾燥
器エレメント１２００を図１８に示す。第１〜第１０の
実施例と共通の部材については共通の番号で示す。図１
８において、蒸気乾燥器エレメント１２００は、気水分
離器（図示せず）からの湿り蒸気１２の流れを誘導する
フードプレート１５と、フードプレート１５により導か
れ供給された湿り蒸気１２中の液滴が捕集される複数の
捕集流路１２６７を形成する複数の波板１２２４とを有
する。

【０１１２】複数の波板１２２４は高さ方向に複数段
（本実施例では波板１２２４Ｕ,Ｌの２段）に分割され
ており、各段には、複数の波板１２２４Ｕ,Ｌの下方に
位置し複数の波板１２２４Ｕ,Ｌで捕集された液滴を収
集するドレンとい１２５８Ｕ又は１２５８Ｌと、ドレン
とい１２５８Ｕ又は１２５８Ｌで収集された液滴を排出
するドレン管１２１９Ｕ又は１２１９Ｌが設けられてい
る。

【０１１３】複数の波板１２２４Ｕ,Ｌのそれぞれは互
いに平行に配置されてジグザグ形状の捕集流路１２６７
Ｕ又は１２６７Ｌを形成している。またそれぞれの波板
１２２４Ｌ,Ｕに設けられた複数の曲がり部のそれぞれ
のなす角度はすべて同一であるが、各段における波板１
２２４Ｌ又はＵの曲がり部のなす角度は、下段の波板１
２２４Ｌでは９０°であり、上段の波板１２２４Ｕの１
２０°よりも小さくなっている。

【０１１４】本実施例によれば、複数の波板１２２４を
高さ方向に２段に分割するとともに、各段に設けられた
ドレンとい１２５８Ｕ,Ｌで液滴を収集し、ドレン管１
２１９Ｕ,Ｌでこれらの液滴を排出するので、各段にお
ける波板１２２４Ｕ,Ｌで捕集され波板１２２４Ｕ,Ｌ上
を流下する液膜は長距離を流下することなく、比較的短
い距離を流下するだけで素早くその段のドレンとい１２
５８Ｕ,Ｌに収集されドレン管１２１９Ｕ,Ｌで排出され
る。すなわち、波板を流下中に蒸気流中の液滴が入射す
ることで再飛散しキャリーオーバするのを抑制できる。
よってその分だけ蒸気乾燥器全体として液滴捕集量を増
加させることができる。またこのとき捕集流路１２６７
の前後に多孔板を設けず、また波板１２６７Ｕの曲がり
部のなす角度を小さくすることによる圧力損失の増大は
非常に小さいので、エレメント全体として圧力損失を大
幅に（約１／３に）低減できる。すなわち、蒸気乾燥器
全体としての性能を向上させることができる。また、波
板１２６７の曲がり部のなす角度は上段の波板１２６７
Ｕのほうが大きいことにより、蒸気流の導入方向に近い
下段の波板１２６７Ｌは蒸気流に対する入口抵抗が大き
い一方、蒸気流の導入方向から遠い上段の波板１２６７
Ｌは蒸気流に対する入口抵抗が小さく湿り蒸気１２が導
かれやすくなるので、高さ方向の流量配分の均一化を図
ることができる。

【０１１５】なお上記実施例は、複数の波板を上下２段
に分割したが、これに限られるものではなく３段以上へ
の分割も適用でき、この場合には波板の曲がり部のなす
角について最下段が最小であり上段ほど大きくなるよう
に構成することもできる。この場合も同様の効果を得
る。また、上記実施例においては捕集流路１２６７Ｕ,
Ｌ前後の多孔板を省略したが、これを省略せず従来通り
設けた場合であっても、複数の波板を上下２段に分割す
ることによって、圧力損失を大幅に増加させることなく
液滴捕集量を増加させ、蒸気乾燥器全体としての性能を
向上させる効果を得る。さらに、本実施例の波板１１２
４,Ｌを第３の実施例の波板４１７のように波板を平行
に配置して流れ方向に波板の曲がり部のなす角度を小さ
くする構成、第１０の実施例の波板１１１７のように波
板を平行に配置して凹凸部を設ける構成があり、同様の
効果を得る。

【０１１６】本発明の第１２の実施例を図１９及び図２
０により説明する。本実施例は多孔板の構造が異なる蒸
気乾燥器エレメントを有する蒸気乾燥器の実施例であ
る。本実施例の蒸気乾燥器エレメント１００の構造を図
１９に示す。図１９において、蒸気乾燥器エレメント１
００は、気水分離器（図示せず）からの湿り蒸気１２の
流れを誘導するフードプレート１５と、複数の開口部２
１を有しフードプレート１５により導かれた湿り蒸気１
２の流量配分を行う多孔板１６ａと、多孔板１６ａを介
し供給された湿り蒸気１２中の液滴が捕集される複数の
捕集流路６７を形成する少なくとも一部が曲折した複数
の板１７と、板１７のさらに下流側に配置され多孔板１
６ａとの組み合わせで湿り蒸気１２の捕集流路６７内に
おける流量配分を行う多孔板１６ｂと、液滴を収集する
ドレンとい１８と、ドレンとい１８に接続され収集され
た液滴を排出するドレン管１９を有する。

【０１１７】多孔板１６ａは、例えば開口部２１の数や
径を調整することにより、図１９における下方（湿り蒸
気１２の入口側）のほうが開口比が小さく図１９におけ
る上方へ行くほど開口比が大きくなる構成となってい
る。これと逆に多孔板１６ｂは図１９の上方が開口比が
小さく、下方が開口比が大きくなる構成となっている。
また多孔板１６ａの開口部２１のフードプレート１５側
には、その開口部２１の外周を取り囲む突起２１ａが設
けられている。ドレンとい１８は、板１７の下方に位置
して板１７で捕集された液滴を収集する本体部分１８ａ
と、多孔板１６ａの下方に位置して多孔板１６ａを流下
する液膜を収集する補助部分１８ｂとを有する。また本
体部分１８ａと補助部分１８ｂとの間には連通孔２２が
設けられており、ドレン管１９は本体部分１８ａに接続
されるとともに連通孔２２を介して補助部分１８ｂとも
接続され、補助部分１８ｂに収集された液膜を排出す
る。

【０１１８】上記構成において、気水分離器を出た湿り
蒸気１２は、フードプレート１５によって多孔板１６ａ
を介して捕集流路６７へと導かれる。捕集流路６７へ導
かれた湿り蒸気１２は、蒸気と液滴との慣性力の差によ
り慣性力の大きい液滴のみが板１７上に衝突して捕集さ
れ、液膜となって板１７上を流れ落ちドレンとい１８に
収集され、ドレン管１９を通ってダウンカマへと戻され
る。

【０１１９】このとき、開口部２１の開口比は下方は小
さく上方ほど大きいことにより、多孔板１６ａを通過す
る湿り蒸気１２の高さ方向の流量配分の均一化を図り湿
り蒸気１２の入口側である下方に偏らないようまんべん
なく配分される。また多孔板１６ｂは開口比が逆に下方
は大きく上方は小さいことにより、複数の板１７中にお
いて湿り蒸気１２が図中Ａ→Ｂで示すような斜め下方向
きに流れ、板１７上における液膜の流下をより促進する
ように構成されている。

【０１２０】本実施例に対する比較例として、従来技術
の蒸気乾燥器の蒸気乾燥器エレメント１０１を図２０に
示す。本実施例と共通の部材については共通の番号で示
す。図２０において、本比較例の蒸気乾燥器エレメント
１０１が本実施例と異なる点は、多孔板１６ａの開口部
２１の外周に突起２１ａが設けられていない点と、ドレ
ンとい１８が補助部分１８ｂ及び連通孔２２を有さない
点である。その他の点は、ほぼ同様である。ここで、図
２０に示す蒸気乾燥器エレメント１０１においては、湿
り蒸気１２が多孔板１６ａを通過し、多孔板１６ａに付
着した液滴が液膜となって流下する際に、開口部２１付
近で蒸気流にあおられて再飛散しキャリーオーバして捕
集流路６７内に流入していた。本実施例の蒸気乾燥器に
よれば、蒸気乾燥器エレメント１００の多孔板１６ａの
開口部２１のフードプレート１５側に突起２１ａを設け
るので、開口部２１付近で蒸気流によって再飛散しキャ
リーオーバすることを抑制できる。よってその分だけ蒸
気乾燥器全体としての液滴捕集量を増加させることがで
きる。またこのとき突起２１ａを設けることによる圧力
損失の増加はほとんどない。よってすなわち、蒸気乾燥
器全体としての性能を向上させることができる。

【０１２１】なお、本実施例は、多孔板１６ａを流下し
た液膜を収集し排出する手段としてドレンとい１８に補
助部分１８ｂを設け連通孔２２を介してドレン管１９で
排出する構成を示したが、本体部分１８ａをフードプレ
ート１５の側へ伸長して配置し上記液膜を受ける構成
や、連通孔２２を設けず補助部分１８ｂに独自のドレン
管を設ける構成などがあり、これらによっても同様の効
果を得る。また、上記実施例においては、開口部２１の
すべてに突起２１ａが設けられていたが、必ずしもすべ
ての開口部２１に必要であるわけではなく、複数の開口
部２１の少なくとも１つに突起２１ａを設けてもよい。
この場合も同様の効果を得る。

【０１２２】また、複数の板１７を第３の実施例の波板
４１７とする構成があり、この場合も第３の実施例と同
様の液滴捕集量増加の効果を得ることができる。さら
に、捕集流路６７を第４の実施例の捕集流路５６７とす
る構成があり、この場合も第４の実施例と同様の効果を
得ることができる。また、複数の板１７を第１０の実施
例の波板１１６７とする構成があり、この場合も第１０
の実施例と同様の液滴捕集量の向上効果を得ることがで
きる。

【０１２３】本発明の第１３の実施例を図２１〜図２３
により説明する。本実施例は、気水分離器と蒸気乾燥器
とを備えた気水分離システムの実施例である。第１〜１
２の実施例と共通の部材については共通の番号で示す。
沸騰水型原子炉の構造を図２１に示す。本実施例の気水
分離システム１３００は、炉心２で発生した水・蒸気混
合物に遠心力を与えて蒸気と水とに分離する気水分離器
１３０４と、気水分離器１３０４を出た液滴等の水分を
含んだ湿り蒸気から液滴を除去する蒸気乾燥器１３１４
とから成る。

【０１２４】蒸気乾燥器１３１４としては、上記第１〜
第１１の実施例で示した蒸気乾燥器を用いる。前述した
ように第１〜第１１の実施例の蒸気乾燥器は、圧力損失
を大幅に増加させることなく液滴捕集量を増加させるこ
とができる性能を有している。すなわち具体的には、重
量パーセントで１０％を越える含水率の湿り蒸気を取り
入れ、重量パーセントで０.１％以下の含水率の蒸気を
放出することができる構造となっている。

【０１２５】気水分離器１３０４の構造を図２２に示
す。図２１及び図２２において、気水分離器１３０４は
軸流遠心式であり、螺旋状の羽根１３１１によって蒸気
・水混合物１３６５を旋回させる。このときの遠心力の
作用により混合物中の密度の高い水は気水分離器１３０
４の外周部に集まって蒸気から分離され、外周部に設け
られた下降流路１３６４へ流入する。下降流路１３６４
へ流入した分離水はスタンドパイプ１３１０を包囲する
下方のプール内に入り、ダウンカマ１３０７内に流入す
る。一方、気水分離器１３０４の頂部１３６５から流出
した液滴を含む湿り蒸気１２は、湿り蒸気プレナム１３
１３を経て蒸気乾燥器１３１４へと導かれる。

【０１２６】次に、本実施例の作用を説明する。本実施
例の気水分離器１３０４の比較例として、従来の気水分
離器１３０５を図２３に示す。本実施例と共通の部材は
共通の番号で示す。図２２及び図２３において、本実施
例の気水分離器１３０４と比較例の気水分離器１３０５
との相違点は、従来は３段に分けて分離を行っていたの
を１段のみで分離することとして構造を簡略化している
ことである。すなわち、本実施例の気水分離器１３０４
においては、この構造の簡略化により、頂部１３６５か
ら放出される湿り蒸気１２の含水率は重量パーセントで
１０％を超えることとなるが、圧力損失は大幅に低減さ
れる。

【０１２７】一方、比較例における気水分離器１３０５
は、重量パーセントで１０％以下の含水率の湿り蒸気を
湿り蒸気プレナム内に送り出しかつ蒸気のダウンカマへ
の流入量（キャリーアンダ量）が０．２５（重量）％以
下であるような分離性能を有するが、この分離性能を確
保するためにその分構造が複雑となり圧力損失が大き
い。これは、従来の蒸気乾燥器における液滴捕集性能が
低く、蒸気乾燥器入口で湿り蒸気の含水率が１０（重
量）％以下でなければ出口において０.１（重量）％以
下に低減できなかったからである。

【０１２８】しかしながら、本実施例の気水分離システ
ム１３００においては、蒸気乾燥器１３１４は、液滴捕
集量が増加されており、重量パーセントで１０％を越え
る含水率の湿り蒸気であってもこれを取り入れて０.１
％以下の含水率に低減し放出できる性能を有している。
これによって、重量パーセントで１０％を越える含水率
の湿り蒸気を放出する気水分離器１３０４を用いても、
蒸気乾燥器の出口では０.１％以下の含水率に低減でき
るので、気水分離システム全体としての分離機能は従来
通りの性能を維持できる。そしてこのとき気水分離器１
３０４においては、構造の簡略化によって圧力損失を低
減できる。

【０１２９】以上説明したように、本実施例の気水分離
システム１３００によれば、蒸気乾燥器１３１４を有す
るので、蒸気乾燥器１３１４における圧力損失を大幅に
増加させることなく液滴捕集量を増加させることができ
る。よってその分気水分離器１３０４の分離量を軽減で
きるので、気水分離器１３０４の構造を簡素化して気水
分離器１３０４内の圧力損失を低減し、又は気水分離器
１３０４の数を減らして原子力発電プラントの建設コス
トを低減できる。また気水分離器は冷却材の循環流路の
一部をなすが、この気水分離器の圧力損失を低減できる
ことで、冷却材駆動ポンプトリップ時の自然循環量の増
大が図れ、沸騰水型原子炉の信頼性の向上を図れる。

【０１３０】なお、上記実施例においては、気液分離の
段数を減らすことによって気水分離器の構造を簡略化し
たが、その他、例えば螺旋状の羽根の角度を緩くする構
造等でもよく、この場合も同様の効果を得る。

【０１３１】

【発明の効果】本発明の蒸気乾燥器によれば、第１の捕
集手段で相対的に大きな液滴を捕集し、下流側の第２の
捕集手段で相対的に小さな液滴を捕集する。よって、小
径液滴をも捕集可能である分だけ液滴捕集量を増加させ
ることができる。またこのとき、上流下流の全区間にわ
たって相対的に小さな液滴を捕集する手段を設ける場合
よりも圧力損失の増加はわずかで済む。したがって、圧
力損失を大幅に増加させることなく液滴捕集量を増加さ
せることができ蒸気乾燥器全体としての性能を向上させ
ることができる。さらに、相対的に大きな液滴は上流側
へ相対的に小さな液滴は下流側へと分離して捕集される
ので、捕集液滴の液膜からの再飛散を抑制できる。ま
た、本発明の蒸気乾燥器によれば、複数箇所の凹凸部を
備えたジグザグ形状の波板で捕集流路を形成するので、
捕集された液滴によって波板上に形成される液膜の厚さ
分布を調整し凹部からも凸部からも液滴の再飛散が抑制
される。よって十分に捕集流路における再飛散を抑制し
これによるキャリーオーバを抑制することができ、その
分だけ蒸気乾燥器全体として液滴捕集量を増加させるこ
とができる。またこのときの圧力損失の増加はほとんど
ない。すなわち、蒸気乾燥器全体としての性能を向上さ
せることができる。さらに、本発明の蒸気乾燥器によれ
ば、複数の捕集流路を高さ方向に複数段に分割するとと
もに、各段に設けられた収集手段で液滴を収集し、排出
手段でこれらの液滴を排出するので、各段における波板
上を流下する液膜は比較的短い距離を流下し、収集手段
に収集され排出手段で排出される。すなわち、波板を流
下中に蒸気流中の液滴が入射して再飛散しキャリーオー
バするのを抑制できる。よってその分だけ蒸気乾燥器全
体として液滴捕集量を増加させることができる。またこ
のとき整流手段を設けないので圧力損失を大幅に低減で
きる。すなわち、蒸気乾燥器全体としての性能を向上さ
せることができる。また、本発明の蒸気乾燥器によれ
ば、整流手段の開口部の誘導手段側に突起を設けるの
で、整流手段に付着した液滴が開口部付近で再飛散しキ
ャリーオーバするのを抑制する。よってその分だけ蒸気
乾燥器全体としての液滴捕集量を増加させることができ
る。またこのとき圧力損失の増加はほとんどない。すな
わち、蒸気乾燥器全体としての性能を向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の蒸気乾燥器エレメント
の平面構造図である。

【図２】沸騰水型原子炉の構造図である。

【図３】蒸気乾燥器の全体構造図である。

【図４】本発明の第１の実施例の第１の比較例における
蒸気乾燥器エレメントの構造図である。

【図５】本発明の第１の実施例の第２の比較例における
蒸気乾燥器エレメントの構造図である。

【図６】本発明の第２の実施例の蒸気乾燥器エレメント
の捕集流路の構造図である。

【図７】本発明の第３の実施例の蒸気乾燥器エレメント
の捕集流路の構造図である。

【図８】波板曲がり部での液滴捕集量の相対的割合を表
した図である。

【図９】本発明の第３の実施例の参考例における圧力損
失を示した図である。

【図１０】本発明の第４の実施例の蒸気乾燥器エレメン
トの捕集流路の構造図である。

【図１１】本発明の第５の実施例の蒸気乾燥器エレメン
トの鉛直断面図である。

【図１２】本発明の第６の実施例の蒸気乾燥器エレメン
トの平面構造図である。

【図１３】本発明の第７の実施例の蒸気乾燥器の全体構
造図である。

【図１４】本発明の第８の実施例の蒸気乾燥器の全体構
造図である。

【図１５】本発明の第９の実施例の蒸気乾燥器の全体構
造図である。

【図１６】本発明の第１０の実施例の蒸気乾燥器エレメ
ントの捕集流路の構造図である。

【図１７】捕集流路からの液滴再飛散量と液膜厚さとの
関係を表す図である。

【図１８】本発明の第１１の実施例の蒸気乾燥器エレメ
ントの構造図である。

【図１９】本発明の第１２の実施例の蒸気乾燥器エレメ
ントの構造図である。

【図２０】本発明の第１２の実施例の比較例における蒸
気乾燥器エレメントの構造図である。

【図２１】沸騰水型原子炉の構造図である。

【図２２】本発明の第１３の実施例における気水分離器
の構造図である。

【図２３】本発明の第１４の実施例の比較例における気
水分離器の構造図である。

【符号の説明】

１２湿り蒸気１５フードプレート１６ａ，ｂ多孔板１７板１８ドレンとい１８ａ本体部分１８ｂ補助部分２１開口部２１ａ突起２２連通孔６７捕集流路１００蒸気乾燥器エレメント２００蒸気乾燥器エレメント２１７波板２６７捕集流路２７７ａ〜ｈ液滴分離板２８０ａ〜ｈドレンポケット３６７捕集流路３７７ａ〜ｇ液滴分離板３８０ａ〜ｇドレンポケット３９０ｃ〜ｇ絞り部材４１７波板４１７ａ〜ｄ曲がり部４６７捕集流路５６７捕集流路５７７ａ〜ｅ液滴分離板５８０ａ〜ｅドレンポケット６００蒸気乾燥器エレメント６３０ａ,ｂ仕切板６６７捕集流路７００蒸気乾燥器エレメント７１８波板７６７捕集流路７６７ａ,ｂ捕集流路７７７ａ〜ｈ液滴分離板７７８ｅ〜ｈ液滴分離板７８０ａ〜ｈドレンポケット７８１ｅ〜ｈドレンポケット８００蒸気乾燥器エレメント８００Ａ,Ｂ蒸気乾燥モジュール８１５Ａ,Ｂフードプレート８１６ａ,ｂ多孔板８６７Ａ,Ｂ捕集流路９００蒸気乾燥器エレメント９００Ａ,Ｂ蒸気乾燥モジュール９１５Ａ,Ｂフードプレート９１６ａ,ｂ多孔板９６７Ａ,Ｂ捕集流路１０００蒸気乾燥器エレメント１０００Ａ,Ｂ蒸気乾燥モジュール１０１５Ａ,Ｂフードプレート１０１６ａ,ｂ多孔板１０６７Ａ,Ｂ捕集流路１１１７波板１１２８ａ〜ｈ凹凸部１１６７捕集流路１２００蒸気乾燥器エレメント１２１９ドレン管１２１９Ｕ,Ｌドレン管１２２４波板１２２４Ｕ,Ｌ波板１２５８Ｕ,Ｌドレンとい１２６７捕集流路１２６７Ｕ,Ｌ捕集流路１３００気水分離システム１３０４気水分離器１３１４蒸気乾燥器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者横山巌茨城県日立市大みか町七丁目２番１号株式会社日立製作所エネルギー研究所内 (72)発明者中尾俊次茨城県日立市大みか町七丁目２番１号株式会社日立製作所エネルギー研究所内 (72)発明者河村勉茨城県日立市大みか町七丁目２番１号株式会社日立製作所エネルギー研究所内 (72)発明者齋藤義則茨城県日立市大みか町七丁目２番１号株式会社日立製作所エネルギー研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】供給された湿り蒸気中の液滴が捕集され
る少なくとも一部分が曲折した複数の捕集流路を備えた
蒸気乾燥器エレメントが複数個設けられている蒸気乾燥
器において、前記蒸気乾燥器エレメントは、前記捕集流路の上流部分
に設けられ前記湿り蒸気中の相対的に大きな液滴を捕集
する第１の捕集手段と、前記捕集流路の下流部分に設け
られ相対的に小さな液滴を捕集する第２の捕集手段とを
有することを特徴とする蒸気乾燥器。
【請求項２】供給された湿り蒸気中の液滴が捕集され
る少なくとも一部分が曲折した複数の捕集流路を備えた
第１及び第２の蒸気乾燥モジュールを有しかつ前記第１
の蒸気乾燥モジュールの下流側に前記第２の蒸気乾燥モ
ジュールが直列に接続されて一連の流路をなす蒸気乾燥
器エレメントが、複数個設けられている蒸気乾燥器にお
いて、前記第１の蒸気乾燥モジュールは前記湿り蒸気中の相対
的に大きな液滴を捕集する第１の捕集手段を有し、かつ
前記第２の蒸気乾燥モジュールは相対的に小さな液滴を
捕集する第２の捕集手段を有することを特徴とする蒸気
乾燥器。
【請求項３】供給された湿り蒸気中の液滴が捕集され
る少なくとも一部分が曲折した複数の捕集流路を備えた
少なくとも１組の蒸気乾燥モジュールを有しかつ供給さ
れた湿り蒸気を除湿する一連の流路をなす蒸気乾燥器エ
レメントが、複数個設けられている蒸気乾燥器におい
て、前記蒸気乾燥器エレメントのそれぞれは、前記一連の流
路の上流部分に設けられ前記湿り蒸気中の相対的に大き
な液滴を捕集する第１の捕集手段と、前記一連の流路の
下流部分に設けられ相対的に小さな液滴を捕集する第２
の捕集手段とを有することを特徴とする蒸気乾燥器。
【請求項４】湿り蒸気の流れを誘導する流路を形成す
る誘導手段と、前記誘導手段により導かれた湿り蒸気の
流量配分を行う整流手段と、前記整流手段を介し供給さ
れた湿り蒸気中の液滴が捕集される少なくとも一部分が
曲折した複数の捕集流路を備えた蒸気乾燥器エレメント
が複数個設けられている蒸気乾燥器において、前記蒸気乾燥器エレメントは、前記捕集流路の上流部分
に設けられ前記湿り蒸気中の相対的に大きな液滴を捕集
する第１の捕集手段と、前記捕集流路の下流部分に設け
られ相対的に小さな液滴を捕集する第２の捕集手段とを
有することを特徴とする蒸気乾燥器。
【請求項５】湿り蒸気の流れを誘導する流路を形成す
る誘導手段と、前記誘導手段により導かれた湿り蒸気の
流量配分を行う整流手段と、前記整流手段を介し供給さ
れた湿り蒸気中の液滴が捕集される少なくとも一部分が
曲折した複数の捕集流路を備えた第１及び第２の蒸気乾
燥モジュールを有しかつ前記第１の蒸気乾燥モジュール
の下流側に前記第２の蒸気乾燥モジュールが直列に接続
されて一連の流路をなす蒸気乾燥器エレメントが、複数
個設けられている蒸気乾燥器において、前記第１の蒸気乾燥モジュールは前記湿り蒸気中の相対
的に大きな液滴を捕集する第１の捕集手段を有し、かつ
前記第２の蒸気乾燥モジュールは相対的に小さな液滴を
捕集する第２の捕集手段を有することを特徴とする蒸気
乾燥器。
【請求項６】湿り蒸気の流れを誘導する流路を形成す
る誘導手段と、前記誘導手段により導かれた湿り蒸気の
流量配分を行う整流手段と、前記整流手段を介し供給さ
れた湿り蒸気中の液滴が捕集される少なくとも一部分が
曲折した複数の捕集流路を備えた少なくとも１組の蒸気
乾燥モジュールを有しかつ供給された湿り蒸気を除湿す
る一連の流路をなす蒸気乾燥器エレメントが、複数個設
けられている蒸気乾燥器において、前記蒸気乾燥器エレメントのそれぞれは、前記一連の流
路の上流部分に設けられ前記湿り蒸気中の相対的に大き
な液滴を捕集する第１の捕集手段と、前記一連の流路の
下流部分に設けられ相対的に小さな液滴を捕集する第２
の捕集手段とを有することを特徴とする蒸気乾燥器。
【請求項７】請求項１〜６記載の蒸気乾燥器におい
て、前記複数の捕集流路は、少なくとも一部分が曲折し
た複数の板状部材によって形成されていることを特徴と
する蒸気乾燥器。
【請求項８】請求項１〜６記載の蒸気乾燥器におい
て、前記捕集流路は、互いに平行に配置されたジグザグ
形状の複数の波板によって形成されていることを特徴と
する蒸気乾燥器。
【請求項９】請求項１〜６記載の蒸気乾燥器におい
て、前記第２の捕集手段は、前記第１の捕集手段が設け
られた第１の位置よりも下流側の第２の位置における蒸
気流の速度を、前記第１の位置における蒸気流の速度よ
りも大きくする手段であることを特徴とする蒸気乾燥
器。
【請求項１０】請求項１〜６記載の蒸気乾燥器におい
て、前記第２の捕集手段は、前記第１の捕集手段が設け
られた第１の位置よりも下流側の第２の位置における前
記捕集流路の断面積を、前記第１の位置における前記捕
集流路の断面積よりも小さくする手段であることを特徴
とする蒸気乾燥器。
【請求項１１】請求項１〜６記載の蒸気乾燥器におい
て、前記第２の捕集手段は、前記第１の捕集手段が設け
られた第１の位置よりも下流側の第２の位置における前
記捕集流路の水平方向の幅を、前記第２の位置における
前記捕集流路の水平方向の幅よりも狭くする手段である
ことを特徴とする蒸気乾燥器。
【請求項１２】請求項２又は５記載の蒸気乾燥器にお
いて、前記第２の捕集手段は、前記第１の捕集手段が設
けられた第１の位置よりも下流側の第２の位置における
前記捕集流路の水平方向の幅を前記第１の位置における
前記捕集流路の水平方向の幅と同一とするとともに、前
記第２の位置における前記捕集流路の数を前記第１の位
置における前記捕集流路の数よりも少なくする手段であ
ることを特徴とする蒸気乾燥器。
【請求項１３】請求項２又は５記載の蒸気乾燥器にお
いて、前記第２の捕集手段は、前記第１の捕集手段が設
けられた第１の位置よりも下流側の第２の位置における
前記捕集流路を形成する複数の板状部材のそれぞれの間
隔を前記第１の位置における前記捕集流路を形成する複
数の板状部材のそれぞれの間隔と同一とするとともに、
前記第２の位置における前記板状部材の数を前記第１の
位置における前記板状部材の数よりも少なくする手段で
あることを特徴とする蒸気乾燥器。
【請求項１４】請求項２又は５記載の蒸気乾燥器にお
いて、前記第２の捕集手段は、前記第２の捕集手段が設
けられている第２の蒸気乾燥モジュールの前記捕集流路
の流れ方向と直交する方向における幅を、前記第１の蒸
気乾燥モジュールの前記捕集流路の流れ方向と直交する
方向における幅よりも狭くすることを特徴とする蒸気乾
燥器。
【請求項１５】請求項１〜６記載の蒸気乾燥器におい
て、前記第２の捕集手段は、前記第１の捕集手段が設け
られた第１の位置よりも下流側の第２の位置における前
記捕集流路の上下方向の高さを、前記第２の位置におけ
る前記捕集流路の上下方向の高さよりも小さくする手段
であることを特徴とする蒸気乾燥器。
【請求項１６】請求項１又は４記載の蒸気乾燥器にお
いて、前記第２の捕集手段は、前記第１の捕集手段が設
けられた第１の位置における１つの捕集流路を、前記第
１の位置よりも下流側の第２の位置において流れ方向に
２つの捕集流路に分割する手段であることを特徴とする
蒸気乾燥器。
【請求項１７】請求項２又は５記載の蒸気乾燥器にお
いて、前記第１の蒸気乾燥モジュールは複数組設けられ
ており、かつ、前記第２の捕集手段は、複数組の前記第
１の蒸気乾燥モジュールの下流側に１つの前記第２の蒸
気乾燥モジュールを直列に接続することにより、前記第
２の蒸気乾燥モジュールの前記第２の捕集手段が設けら
れた第２の位置における蒸気流の速度を前記第１の蒸気
乾燥モジュールの前記第１の捕集手段が設けられた第１
の位置における蒸気流の速度よりも大きくする手段であ
ることを特徴とする蒸気乾燥器。
【請求項１８】請求項１５記載の蒸気乾燥器におい
て、前記第２の捕集手段は、流れ方向に向かって前記捕
集流路の上下方向の高さが減少するように前記捕集流路
内に流れ方向に傾斜して配接された仕切板であることを
特徴とする蒸気乾燥器。
【請求項１９】請求項１１記載の蒸気乾燥器におい
て、前記捕集流路内には前記捕集流路内に突出して液滴
を捕集する複数のポケットが設けられており、かつ、前
記第２の捕集手段は、前記第１の捕集手段が設けられた
第１の位置よりも下流側の第２の位置に設けられた前記
ポケットの水平断面における幅を、前記第１の位置に設
けられた前記ポケットの水平断面における幅よりも広く
する手段であることを特徴とする蒸気乾燥器。
【請求項２０】請求項１１記載の蒸気乾燥器におい
て、前記捕集流路内には前記捕集流路内に突出して液滴
を捕集するポケットを形成する複数の略Ｌ字型部材が設
けられており、かつ、前記第２の捕集手段は、前記第１
の捕集手段が設けられた第１の位置よりも下流側の第２
の位置に設けられた前記略Ｌ字型部材の前記捕集流路へ
の突出長さを、前記第１の位置に設けられた前記略Ｌ字
型部材の前記捕集流路への突出長さよりも大きくする手
段であることを特徴とする蒸気乾燥器。
【請求項２１】請求項１１記載の蒸気乾燥器におい
て、前記捕集流路内には前記捕集流路内に突出して流れ
を制限する複数の絞り部材が設けられており、かつ、前
記第２の捕集手段は、前記第１の捕集手段が設けられた
第１の位置よりも下流側の第２の位置に設けられた前記
絞り部材の水平断面における厚さを、前記第１の位置に
設けられた前記絞り部材の水平断面における厚さよりも
厚くする手段であることを特徴とする蒸気乾燥器。
【請求項２２】請求項１１記載の蒸気乾燥器におい
て、前記第２の捕集手段は、前記第１の捕集手段が設け
られた第１の位置よりも下流側の第２の位置における前
記捕集流路を形成する複数の板状部材のそれぞれの中心
線間隔を前記第１の位置における前記捕集流路を形成す
る複数の板状部材のそれぞれの中心線間隔と同一とする
とともに、前記第２の位置における前記板状部材の厚さ
を前記第１の位置における前記板状部材の厚さよりも厚
くすることを特徴とする蒸気乾燥器。
【請求項２３】請求項１１記載の蒸気乾燥器におい
て、前記捕集流路は互いに平行に配置されたジグザグ形
状の複数の波板によって形成されており、かつ、前記第
２の捕集手段は、前記第１の捕集手段が設けられた第１
の位置よりも下流側の第２の位置における前記波板の曲
がり部のなす角度を、前記第１の位置における前記波板
の曲がり部のなす角度よりも小さくする手段であること
を特徴とする蒸気乾燥器。
【請求項２４】請求項２３記載の蒸気乾燥器におい
て、前記捕集流路内に突出して液滴を捕集するポケット
を形成する複数の略Ｌ字型部材が前記波板の曲がり部に
設けられていることを特徴とする沸蒸気乾燥器。
【請求項２５】供給された湿り蒸気中の液滴が捕集さ
れる複数の捕集流路を備えた蒸気乾燥器において、前記捕集流路は、それぞれが複数箇所の凹凸部を備えか
つ互いに平行に配置されたジグザグ形状の複数の波板に
よって形成されていることを特徴とする蒸気乾燥器。
【請求項２６】湿り蒸気の流れを誘導する誘導手段
と、前記誘導手段により導かれ供給された湿り蒸気中の
液滴が捕集される複数の捕集流路とを有する蒸気乾燥器
において、前記捕集流路はジグザグ形状の複数の波板によって形成
されるとともに高さ方向に複数段に分割されており、か
つ、前記複数段のそれぞれの段は、前記複数の波板の下
方に位置し前記複数の波板で捕集された液滴を収集する
収集手段と、前記収集手段で収集された液滴を排出する
排出手段とを有することを特徴とする蒸気乾燥器。
【請求項２７】請求項２６記載の蒸気乾燥器におい
て、前記複数の波板のそれぞれは互いに平行に配置され
てジグザグ形状の前記捕集流路を形成しているととも
に、前記それぞれの波板に設けられた複数の曲がり部の
それぞれのなす角度はすべて同一であり、かつ、前記複
数段のそれぞれの段における前記曲がり部のなす角度は
最下段が最小であり上段になるほど大きくなるように構
成されていることを特徴とする蒸気乾燥器。
【請求項２８】請求項２６記載の蒸気乾燥器におい
て、前記複数の波板のそれぞれは、互いに平行に配置さ
れてジグザグ形状の前記捕集流路を形成するとともに複
数箇所の凹凸部を備えていることを特徴とする蒸気乾燥
器。
【請求項２９】請求項２６記載の蒸気乾燥器におい
て、前記複数の波板のそれぞれは互いに平行に配置され
てジグザグ形状の前記捕集流路を形成しており、かつ、
前記それぞれの波板に設けられた複数の曲がり部のそれ
ぞれのなす角度は、流れ方向に下流側の位置であるほど
小さくなっていることを特徴とする蒸気乾燥器。
【請求項３０】湿り蒸気の流れを誘導する流路を形成
する誘導手段と、複数の開口部を有し前記誘導手段によ
り導かれた湿り蒸気の流量配分を行う整流手段と、前記
整流手段を介し供給された湿り蒸気中の液滴が捕集され
る複数の捕集流路を形成する少なくとも一部分が曲折し
た複数の板状部材とを有する蒸気乾燥器において、前記複数の開口部のうち少なくとも１つの開口部の前記
誘導手段側に、前記１つの開口部の外周を取り囲む突起
を設けたことを特徴とする蒸気乾燥器。
【請求項３１】請求項３０記載の蒸気乾燥器におい
て、前記複数の板状部材の下方に位置し前記捕集された
液滴を収集する第１の収集手段と、前記整流手段の下方
に位置し前記整流手段を流下する液膜を収集する第２の
収集手段とを設けたことを特徴とする蒸気乾燥器。
【請求項３２】請求項３０記載の蒸気乾燥器におい
て、前記複数の板状部材の下方に位置し前記捕集された
液滴を収集する第１の収集手段と、前記整流手段の下方
に位置し前記整流手段を流下する液膜を収集する第２の
収集手段と、前記第１の収集手段と前記第２の収集手段
とに接続され前記収集された液滴を排出する排出手段と
を設けたことを特徴とする蒸気乾燥器。
【請求項３３】請求項３０又は３１記載の蒸気乾燥器
において、前記複数の板状部材のそれぞれは互いに平行
に配置されてジグザグ形状の前記捕集流路を形成する波
板であり、かつ、前記それぞれの波板に設けられた複数
の曲がり部のそれぞれのなす角度は、流れ方向に下流側
の位置であるほど小さくなっていることを特徴とする蒸
気乾燥器。
【請求項３４】請求項３０又は３１記載の蒸気乾燥器
において、前記複数の板状部材のそれぞれは、互いに平
行に配置されてジグザグ形状の前記捕集流路を形成する
とともに複数箇所の凹凸部を備えた波板であることを特
徴とする蒸気乾燥器。
【請求項３５】気水分離器より供給された湿り蒸気か
ら液滴を除去する蒸気乾燥器において、重量パーセントで１０％を超える含水率の湿り蒸気を取
り入れて、重量パーセントで０．１％以下の含水率の蒸
気を放出する液滴捕集手段を有することを特徴とする蒸
気乾燥器。
【請求項３６】炉心で発生した水・蒸気の混合物を蒸
気と水とを分離する気水分離器と、前記気水分離器から
出た湿り蒸気から液滴を除去する蒸気乾燥器とを有する
気水分離システムにおいて、前記蒸気乾燥器は、請求項１〜６,２３,２５,３０のい
ずれか１項記載の蒸気乾燥器であることを特徴とする気
水分離システム。
【請求項３７】炉心で発生した水・蒸気の混合物を蒸
気と水とに分離する気水分離器と、前記気水分離器より
供給された湿り蒸気から液滴を除去する蒸気乾燥器とを
有する気水分離システムにおいて、前記気水分離器は、重量パーセントで１０％を超える含
水率の前記湿り蒸気を送出しつつ圧力損失を低減する圧
力損失低減手段を有し、かつ、前記蒸気乾燥器は、重量
パーセントで１０％を超える含水率の湿り蒸気を取り入
れて重量パーセントで０．１％以下の含水率の蒸気を放
出する液滴捕集手段を有することを特徴とする気水分離
システム。
【請求項３８】相互に所定の間隔を隔てて配設されジ
グザグ形状の流路を形成する複数の波板を有する波板型
の湿分分離器において、前記複数の波板のそれぞれに設けられた複数の曲がり部
のそれぞれのなす角度は、流れ方向に下流側の位置であ
るほど小さくなっていることを特徴とする湿分分離器。
【請求項３９】請求項３８記載の湿分分離器におい
て、前記曲がり部に、前記流路内に突出して液滴を捕集
するポケットを形成する略Ｌ字型部材が設けられている
ことを特徴とする湿分分離器。
【請求項４０】相互に所定の間隔を隔てて配設されジ
グザグ形状の流路を形成する複数の波板を有する波板型
の湿分分離器において、前記複数の波板のそれぞれは、互いに平行に配置されて
ジグザグ形状の前記捕集流路を形成するとともに複数箇
所の凹凸部を備えていることを特徴とする湿分分離器。