JPH0637962B2 - 含水蒸気の乾燥用水／蒸気分離装置 - Google Patents

含水蒸気の乾燥用水／蒸気分離装置

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JPH0637962B2
JPH0637962B2 JP60200395A JP20039585A JPH0637962B2 JP H0637962 B2 JPH0637962 B2 JP H0637962B2 JP 60200395 A JP60200395 A JP 60200395A JP 20039585 A JP20039585 A JP 20039585A JP H0637962 B2 JPH0637962 B2 JP H0637962B2
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    • B01D45/08—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising inertia by impingement against baffle separators
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は含水蒸気を乾燥する水／蒸気分離装置に関し、
より詳細には、加圧水型原子炉の蒸気発生器の上部の蒸
気の出口に配置される乾燥装置に関する。
加圧水型原子炉を備えた原子力発電所では蒸気発生器で
発生した蒸気は比較的低いが、それでもこの蒸気を中間
乾燥なしにタービンに使用することができるためには過
剰である水分含有量を有している。
従って、加圧水型原子炉の蒸気発生器は蒸気の出口路の
その上部に乾燥装置を備えており、これらの乾燥装置は
２種類のものであって、蒸気の流路に次々に配置されて
いる。まず初めに、蒸気は遠心分離器に流入し、そこで
螺旋状に回転され、この際、蒸気に含有された水滴は蒸
気発生器の供給帯域に水を重力によって戻す円筒形壁部
にトラップされる前に遠心作用によって蒸気から分離す
る。
遠心分離器の出口では、蒸気はバッフル分離器で微乾燥
と称する第２乾燥を受け、バッフル分離器は蒸気の流れ
方向を急激に次々に変える。効率の非常に高い公知のバ
ッフル分離器は蒸気から分離された水を回収するように
バッフルと関連した垂直方向位置のトラフを備えてい
る。これらのトラフは水平平面で中空横断面形状を有
し、そのキャビティは流入する蒸気の流れの方に面して
いるので、バッフルの壁部に蒸気から分離された水滴は
トラフによって止められ、集められ、重力によって分離
器の下部に移送され、次いで排水導管を経て蒸気発生器
の供給帯域に移送される。
これらのトラフはバッフル乾燥器の効率を可成り増す
が、これらのバッフル乾燥器の使用を困難にする欠点が
ある。
まず第１に、蒸気の流路に介在されたこれらのトラフは
乾燥器の圧力降下を増す。さらに、これらのトラフは蒸
気がトラフに集められる水滴で形成される液膜のすぐ上
流で過圧下になる帯域を作る。この過圧帯域では、蒸気
の流れおよび水滴は事実上ゼロの速度を有し、従って、
水の粒子は過圧下の蒸気と平衡である状態が生じる。こ
れらの粒子の状態は重力流れによる水の除去を容易にし
ない。
そのうえ、蒸気の流れは次々に積重ねて配置された乾燥
器を完全に通る間、上昇している。この上昇流はその重
力流を妨げる液膜に対する向流でトラフの上流に位置し
た帯域内へ水滴を上方に同伴する。
バッフル乾燥器の構成は、垂直な有孔パネルで構成さ
れ、流入する蒸気の流れがこの有孔パネルと接触し、有
孔パネルを通過後、バッフルおよび水回収トラフを包囲
する帯域に達するようにした組立体の形態で提案され
た。有孔パネルは乾燥器の入口壁部を構成して、蒸気の
流れに圧力降下を起し、かつこの蒸気の流れを下方に偏
向させる。例えば、蒸気入口有孔パネルとしては、オリ
フィスを有する金属シートが使用されており、オリフィ
スの寸法および配置は圧力降下を過度に下げることなし
に蒸気の流れを実質的に変えるように選ばれる。しかし
ながら、このような偏向装置は効率が非常に限定され
る。
また、蒸気の流れ方向に下方に傾けられたベネチアンブ
ライド型の一連の平行ストリップを設置したフレームで
構成されたパネルを使用することが提案された。このよ
うなパネルは蒸気の流れの偏向に関する場合、高い効率
を有するが、非常に高い速度で循環している非常に高い
温度の蒸気と接触しようとする場合、構成しにくい。こ
れらのパネルの製造方法がどんな方法であっても、これ
らのパネルの非常に良好な強さおよび長い寿命を確保す
ることができない。
発明の概要 従って、本発明の目的は、蒸気の流路に配置されかつ乾
燥要素および垂直な有孔パネルで構成された少なくとも
１つの組立体を備え、有孔パネルは含水蒸気を受け入れ
る一側部すなわち入口側部を有し、この含水蒸気が有孔
パネルを通過後、乾燥要素を収容する帯域に達するよう
になっており、乾燥要素は蒸気の流れを偏向させるバッ
フルと、水平方向横断面が流入する蒸気の流れの方に面
した中空部を有するように垂直方向に配置された、蒸気
から分離された水を回収するトラフを備えており、効率
が高く、構成が簡単で、非常に大きい強さを有する、入
口に上昇流を有する含水蒸気の乾燥用水／蒸気分離装置
を提供することである。
この目的で、垂直な有孔パネルは展伸金属製グリッドで
構成され、このグリットのセルは蒸気の通過を可能に
し、かつストリップによって形成され、ストリップは蒸
気の通過方向に下方に傾けられてこの蒸気を偏向させ、
蒸気が乾燥要素と接触するとき、蒸気の流路が実質的に
水平であるかあるいはわずかに下方に傾けられるように
なっている。
詳細な説明 第１図は蒸気発生器の上部分を示しており、この蒸気発
生器の外ケース１は管束を包囲する蒸気発生器の下部の
直径を越える直径を有し、管束の上部を第１図に示す。
管束２は管の組立体よりなり、原子炉の容器から圧力下
で流入する水がこの管の組立体の中を循環し、蒸気発生
器の供給水を加熱し、次いでそれを蒸発させ、生じた蒸
気は矢印３で表す実質的に垂直方向の流路で蒸気発生器
の上部１に流入する。
蒸気発生器の上部のケース１は４のような遠心分離器お
よび上下に重ねて設置されたバッフル５ａ，５ｂを有す
る２つの乾燥段を包囲している。管束から流出する蒸気
はまず初めに流路が螺旋形になっている遠心分離器に流
入し、次いで蒸気に同伴する水滴の一部が遠心分離器の
円筒形内壁部に付着し、この円筒形内壁部によりこの水
を帯域６へ戻し、帯域６は水を蒸気発生器へ供給し、帯
域６の領域には、凝縮水をタービンの出口へ戻す蒸気発
生器の供給リング７が設置されている。
遠心分離器４の上方には、バッフル５ａ，５ｂを有する
２つの分離器段が配置されており、分離器段の各々は蒸
気発生器の上部のケース１の内側中央に配置された平行
六面体の垂直側面に配置された４つの乾燥ユニット又は
要素８よりなる。
遠心分離器４から流入する部分乾燥蒸気は方向９の上昇
流で乾燥要素８の入口側部と接触し、これらの乾燥要素
８を通過し、ケース１の上部でケース１を貫いて延びて
いる出口管１０を通って蒸気発生器から流出する。
第２図は乾燥要素８を蒸気の流れ方向の垂直断面で第１
図より大きく示している。
この要素８は平行六面体の一般形状を有し、有孔入口壁
即ちパネル１１と、乾燥帯域１２と、水回収帯域１３と
を備えている。
第３図および第３Ａ図でわかるように、パネル１１は展
伸金属製グリッドで形成されており、このグリッドのセ
ル１４は菱形形状を有しかつストリップ１５によって形
成されており、ストリップ１５は蒸気がパネルを通過す
る方向に下方に傾けられている。
このような展伸金属製グリッドはそれ自身公知な製品で
あって、金属シートを切断し、このシートを引張り加工
することによって製造することができ、この引張り加工
の途中で、切り抜きセルを分離するバンドはシートの平
面に対して同一の傾斜をとり、ストリップを構成し、こ
れらのストリップは第３Ａ図でわかるように網目のセル
の主方向にシートの横断面の平面で一様に間隔をへだて
ている。
従って、展伸金属製グリッドはベネチアンブラインド型
の傾斜ストリップを有するパネルの構造に匹敵する傾斜
ストリップ１５を持つ構造を有する。
このような構造により、第３Ａ図でわかるように、セル
１４を通過する流体の流れを流入蒸気の流れ９に対して
偏向させ、グリッド１１を通過した後蒸気の流れ方向１
６は実質的に水平方向である。グリッドはもちろん、蒸
気流がグリッドを通過する方向にストリップ１５が下方
に傾けられるようにして配置されている。
グリッド１１によって生じた偏向の程度はいくつかのパ
ラメータ、特にストラップと称するシートの２つの切断
縁部間の金属バンドの幅１，およびシートの切断縁部の
長さに相当する長さ方向およびこのシートがグリッドを
構成するために引張り加工された方向に相当する横方向
の両方における網目１４の寸法により決まる。
これらの種々のパラメータに従うことによって、グリッ
ド１１を越えて配置された乾燥帯域１２において流入す
る蒸気流の流路を水平方向（方向１６）にしたり下方に
傾けたり（方向１７）するのに十分な蒸気流の偏向を定
めることができる。
しかしながら、偏向を増すためのグリッドのパラメータ
を変更すると、装置の圧力降下は増大する。
従って、帯域１２で水平方向に近い方向に流れる蒸気流
を得るとともに、圧力降下を許容値に限定するようにグ
リッドの構造の特性を選ばなければならない。
第４図は帯域１２の水平方向部分の一部を示しており、
この帯域には、一方向または他方向にかつ９０°近くに
配置された次々の二平面コーナを構成する垂直方向の曲
げあるいは連結金属シートで形成されたバッフル２０が
配置されている。バッフル２０は乾燥ユニットの長さ方
向と平行な方向，すなわち，この乾燥ユニットの入口側
部を構成するパネル１１と平行な水平方向に並んで配置
されている。バッフル２０は実質的に水平方向に乾燥帯
域１２の内側の蒸気１６の流路に介在されるようにして
配置されている。
バッフルの９０°の二平面コーナの各々の領域には垂直
方向のトラフ２１がバッフル２０の一方の側と他方の側
に交互に固定されている。
トラフ２１の横断面形状は蒸気の流入流れ方向１６に開
放した中空の矩形形状である。トラフ２１はバッフルの
壁部に蒸気により付着した水滴を止め、そして乾燥ユニ
ットの下部にかんして集められた水はトラフ２１により
回収帯域１３に達する。また、トラフ２１は蒸気がトラ
フ２１に集められた水２４のすぐ上流で過圧下にある帯
域２３の構成をなしている。この帯域２３では、液滴お
よび蒸気は水平方向の平面でゼロの速度成分を有する。
しかしながら、この帯域は液膜２４の重力による流れに
悪影響を及ぼさない。というのは、方向１６の蒸気の流
れが展伸金属シート１１の偏向により水平方向であるか
あるいはわずかに下方に傾けられているかのいずれかで
あるからである。
かくして、本発明による装置の利点のうちの１つはバッ
フルおよび垂直方向のトラフを備えた乾燥要素を非常に
良好な効率条件下で使用し得ることであるということが
わかる。これらの利点は偏向用要素が溶接を必要とせず
金属シートからパンチ加工操作、次いでストレッチまた
はエキスパンダ加工によって製造されるので構成が非常
に容易でかつ強さの非常に良好な偏向用要素により得ら
れる。従って、一体のこの要素は大変良好な強さを有
し、かつフインを取付けたベネチアン型のパネルのよう
な組立て要素よりもずっと信頼性がある。
第５図は乾燥帯域の構成の変更例を示しており、バッフ
ルおよびトラフは同じ要素２６から円筒の部分が垂直方
向の軸を有しかつ垂直方向の平らな板２５に固着された
形状で作られている。流入する蒸気の流れ１６は半円形
部分がその流れに向って開放している次々の要素２６に
よって偏向される。また、要素２６はそれらの内面に付
着した水滴から形成される水膜２７を回収するトラフを
構成している。前述の場合と同じように、膜２７の重力
による流れは流れの方向が水平方向であるかあるいはわ
ずかに下方に傾けられている蒸気の流れ１６によってご
くわずかに妨げられるだけであり、あるいは容易にさえ
される。
本発明の範囲は上記の実施態様に限定されない。かくし
て、膨張金属製入口パネルおよび上記のものと種類の異
なる乾燥装置（バッフルおよびトラフ）を備えた分離装
置を想像することができ、バッフルおよびトラフは異な
る要素または同一要素で形成される。
上記菱形形状と異なる形状のセルを有する展伸金属製グ
リッドの使用を想像し得る。
グリッドの寸法は蒸気の流れの所望の偏向および装置の
利用条件下の許容圧力降下により定められる。
本発明による装置は加圧水型原子炉の蒸気発生器ばかり
ではなく、他の型式の蒸気発生器にも適用でき、また、
上昇出口流を有する含水蒸気が得られる設備の異なる蒸
気発生器にさえ適用できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は加圧水型原子炉の蒸気発生器の、乾燥装置を包
囲する上部の垂直方向平面上の断面図；第２図は第１図
に示す蒸気発生器のバッフル乾燥器の乾燥ユニットの垂
直方向平面上の断面図；第３図は第２図に示す乾燥ユニ
ットの入口壁部を構成する展伸金属製グリッドの一部の
正面立面図；第３Ａ図は第３図の線Ａ−Ａに沿った断面
図；第４図は第２図に示す乾燥要素を包囲する帯域の一
部の水平方向平面上の断面図；第５図は乾燥要素を包囲
する帯域の変更例の第４図と同様の図である。 １…ケース，２…管束，４…遠心分離器，５ａ，５ｂ…
バッフル、７…供給リング，８…乾燥ユニット， １１…有孔入口壁部（グリッド）， １２…乾燥帯域，１３…水回収帯域， １４…セル，１５…ストリップ， ２０…バッフル，２１…トラフ，２４…液膜。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】蒸気の流路に配置され、かつ乾燥要素およ
    び垂直な有孔パネルで形成された少なくとも１つの組立
    体を備え、有孔パネルは含水蒸気を受け入れる一側部す
    なわち入口側部を有し、この含水蒸気が有孔パネルを通
    過後、乾燥要素を包囲する帯域に達するようになってお
    り、乾燥要素は、蒸気の流路に関してほぼ垂直な方向と
    横方向に配置された周囲の壁部によって画成されてい
    て、蒸気の流れを偏向させるバッフルと、水平方向横断
    面形状が流入する蒸気の流れの方に面した中空部を有す
    るように垂直方向に配置された、蒸気から分離された水
    を回収するトラフとを有する、分離装置の入口及び出口
    に上昇流を有する含水蒸気の乾燥のため水と蒸気を分離
    する装置において、垂直な有孔パネルは、金属シートを
    切断した後金属シートを引っ張って作られた展伸金属製
    グリッドからなり、金属シートの引っ張り中、切り抜き
    セルを分離するバンドが金属シートの平面に対して同一
    の傾斜をとり、かつセルを構成する傾斜したストリップ
    を構成し、展伸金属製グリッドは、ストリップが蒸気の
    偏向のために有孔パネルを通る蒸気の移動方向に下方に
    傾けられて蒸気が乾燥要素と接触するとき、蒸気の流路
    が実質的に水平または僅かに下方に傾けられるように配
    置され、蒸気がトラフと接触するとき、蒸気の流れがそ
    の速度ベクトルの垂直上方に向いた成分を有していな
    い、ことを特徴とする水／蒸気分離装置。
  2. 【請求項２】展伸金属製グリッドは大きい方の対角線が
    水平方向である菱形のセルを有していることを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項に記載の水／蒸気分離装置。
  3. 【請求項３】加圧水型原子炉の蒸気発生器の上部の含水
    蒸気の出口路に配置されていることを特徴とする特許請
    求の範囲第１項または第２項に記載の水／蒸気分離装
    置。
JP60200395A 1984-09-17 1985-09-10 含水蒸気の乾燥用水／蒸気分離装置 Expired - Lifetime JPH0637962B2 (ja)

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FR8414212 1984-09-17

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JPS6176808A JPS6176808A (ja) 1986-04-19
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DE (1) DE3562187D1 (ja)
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