JPH068681B2 - 蒸気発生器 - Google Patents

蒸気発生器

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JPH068681B2
JPH068681B2 JP60134472A JP13447285A JPH068681B2 JP H068681 B2 JPH068681 B2 JP H068681B2 JP 60134472 A JP60134472 A JP 60134472A JP 13447285 A JP13447285 A JP 13447285A JP H068681 B2 JPH068681 B2 JP H068681B2
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water supply
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steam generator
annular
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JP60134472A
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JPS6115001A (ja
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ジエラルド・ポール・リリー
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CBS Corp
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Westinghouse Electric Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/023Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers with heating tubes, for nuclear reactors as far as they are not classified, according to a specified heating fluid, in another group
    • F22B1/025Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers with heating tubes, for nuclear reactors as far as they are not classified, according to a specified heating fluid, in another group with vertical U shaped tubes carried on a horizontal tube sheet

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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は原子力発電プラント用蒸気発生器に関し、特
に再循環液体を利用して流入液体を予熱する蒸気発生器
に関するものである。
第1加熱流体を利用して第2流体を蒸気に変換する蒸気
発生器において、蒸気の圧力は、2つの流体の対数平均
温度差(LMTD)の関数である。従って、LMTDを増加させる
ことにより、蒸気の圧力を増大させることができる。
LMTDを増大させる明らかな方法は、一次流体の温度を上
げることである。しかし、原子炉蒸気発生系統において
は、一次流体の温度は、該系統の設計上の制限要素であ
り、通常は最大許容安全値に設定されている。
LMTDの増大は、予熱器室を設けそこで給水を沸騰点より
低い温度に加熱することによって、蒸気発生器内におい
ても達成されるだろう。予熱器を含む蒸気発生器の例
は、米国特許第3,804,069号、3,896,770号及び3,916,84
3号の各明細書に見ることができる。予熱器部分の付加
に起因する蒸気発生器の複雑さが増すと、過度の腐食、
スラッジの蓄積増大及び水撃問題等の可能性を増加させ
る。
この発明の主要な目的は、予熱器無しの蒸気発生器と同
様に簡素で信頼性があり、しかも予熱器付きの蒸気発生
器と同様の高効率を得る蒸気発生器を提供することにあ
る。
この目的から見て、この発明は、垂直胴部と、一次流体
から二次流体に熱伝達して該二次流体を蒸気化する管束
を形成する複数のU形管であって、前記管束は、前記一
次流体が該U形管を貫流してホットレッグ部及びコール
ドレッグ部を形成するように蒸気発生器内に配設されて
いる、前記複数のU形管と、該U形管管の両端を受ける
ため前記垂直胴部の一端に近接して配設された管板と、
前記管束を実質的に包むと共に前記垂直胴部内に配設さ
れて環状降水路を形成する被覆体と、前記二次流体より
生産された蒸気から液体を分離し該液体を前記環状降水
路内に指向するための分離・指向手段と、前記環状降水
路を前記管束の前記コールドレッグ部に近接した第1部
分と前記管束のホットレッグ部に近接した第2部分とに
分けるための分割手段と、前記環状降水路の第1部分内
に給水を供給するための給水供給手段とからなり、前記
給水が前記分離された液体と混合し、前記被覆体が前記
垂直胴部と協働的に関連して、前記給水と前記分離され
た液体との混合物を前記管束の前記コールドレッグ部内
に流す蒸気発生器において、前記環状降水路の前記分割
手段は、給水と混合されて前記管束のコールドレッグ部
に導かれる分離高温液体の量を制限するため、該分割手
段の上端が前記給水供給手段の方に折れ曲がっているこ
とを特徴とする蒸気発生器にある。
この発明は、予熱ユニットの有利な特性に、再循環蒸気
発生器の簡素性を結合させるものである。
環状降水路の部分内において、給水は再循環分離流体と
混合することにより予熱される。再循環分離流体と給水
との混合物は、次に管束のコールドレッグ部中に案内さ
れる。管束のホットレッグ部とコールドレッグ部との間
には仕切り板が設けられ、コールドレッグ側の混合物
が、通常の態様でホットレッグ側の管束に入る再循環流
体の残りと混合するのを防ぐ。特に発明では、環状降水
路の分割手段の上端を給水供給手段の方へ折り曲げたこ
とによって、給水と混合されてコールドレッグ部に導か
れる分離高温液体の量をホットレッグ部に導かれる循環
水の量より少量としている。そのため、コールドレッグ
部に入る高温液体の温度が幾分かより低温に抑えられる
ことによって、コールドレッグ部に対する温度差をより
増大して、該高温液体がコールドレッグ部におけるU形
管から奪う熱をよ増大させると共に、より多量の循環水
をホットレッグ部へ導いて、高温の一次流体が流れてい
る該ホットレッグ部から熱を奪うようにして、高効率の
蒸気発生器を提供している。
以下、この発明を好適な実施例を示す図面に従って明確
に説明する。
第1図に示したように、蒸気発生器10は、垂直胴部12
と、該垂直胴部12内に配設された管束16を形成する複数
のU形管14とを有している。垂直胴部12は、ある直径を
持つ下部18と、大きい直径を持つ上部20と、上部及び下
部20、18のそれぞれの間の中間部材としての切頭円錐形
部22とを有している。垂直胴部12の下部18は半球状ヘッ
ド部24に取り付けられている。半球状ヘッド部24はU形
管14の両端を受ける一体の管板26を有している。分離板
28は半球状ヘッド部24を2つのほぼ等しい区画の室30及
び32に分けている。入口室30は一次流体用の入口ノズル
34を有し、出口室32は出口ノズル36を有している。入口
ノズル34を介して入る一次流体は、U形の管束16を通過
するように方向付けられ、管束16内にホットレッグ部38
とコールドレッグ部40とを形成する。
スリーブ即ち被覆体42は管束16を包み、被覆体42と垂直
胴部12の間に環状室(環状降水路)44を形成している。
管束16内で発生した蒸気は、垂直胴部12の上部20内に流
入し、破線矢印で示されたように異なる液体分離手段、
即ち湿分分離器を通る。直径方向に対向した2つの人員
作業通路46は、2つの別個の湿分又は液体分離器48およ
び50を内蔵する垂直胴部12の上部20の内側への接近を可
能にする。第1湿分分離器48は遠心型分離器であり、蒸
気発生器に通常見られるように、複数の昇水管及び旋回
羽根からなっている。第2湿分分離器50は、周知の設計
に従ったフック及びポケット羽根型又はシェブロン型分
離器の2つの集合からなっている。これらの湿分分離器
48、50により分離された液体は、実線矢印54で図示した
ように液溜め域52内に流れることにより再循環される。
再循環液体は、環状降水路44内に向けられる。分割板
(分割手段)56は液溜め域52から下降して環状降水路44
に伸びている。これにより、環状降水路44は第1部分58
と第2部分60とに分割され、第1部分58は管束16のコー
ルドレッグ部40に近接しているのに対し、第2部分60は
管束16のホットレッグ部38に近接して配設される。
二次流体即ち給水の入口62は、供給リング即ちノズル64
を有し、給水が実線矢印66で示すように下降して分割さ
れた環状降水路44の第1部分58内に向かうように、管束
16の付近に配設されている。これを達成するため、例え
ば、全ての入口のJ形管を給水リングの一方の側に配置
することにより、現存する給水入口構造を簡単に修正す
ることができる。第1部分58を下降している間、給水は
再循環液体と混合することにより予熱される。環状降水
路44の第1部分58の下部において、混合物は、自然循環
によって管束16のコールドレッグ部40側に導かれる。仕
切り板68は、管束16のホットレッグ部38側とコールドレ
ッグ部40側との間に配設され、再循環液体及び給水の混
合物が、ホットレッグ部38側の下部に導かれる再循環液
体と混合されることを防ぐ。この仕切り板68は、管板26
から管束16内の予め選択された高さまで伸びている。
第2図及び第3図は、それぞれ第1図の蒸気発生器のII
−II及びIII−III線による断面図である。これら各図面
において、分割板56は環状降水路44を第1及び第2部分
58、60にそれぞれ分割するように示されている。第3図
は、仕切り板68が管束16の下部18において被覆体42を径
方向に横切って伸びていることを示している。
分割板56は、その上部において、二次流体水の入口62の
方へ折れ曲がっており、再循環水より一般に低温の給水
と混合される再循環水の量を制限できるようになってい
る。
給水を再循環水と混合させることは、予熱器において得
られる平均温度差を減少させ、性能を落とす傾向があ
る。しかし、給水と混合される再循環水の量を制限する
ことは、平均温度差の減少をもっと低い程度に抑える。
尚、この性能低落は、給水及び再循環水の混合物の高い
質量速度に起因する、予熱器における二次側の熱伝達係
数の増大によって相殺される。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例に従って構成された蒸気発
生器の一部正面を示す縦断面図、第2図は第1図に示し
た蒸気発生器のII−II線による断面図、第3図は第1図
に示した蒸気発生器のIII−III線による断面図である。 10…蒸気発生器、 12…垂直胴部 14…U形管、 16…管束 26…管板、 38…ホットレッグ部 40…コールドレッグ部、42…被覆体 44…環状降水路 48…第1湿分分離器(分離・指向手段) 56…分割板(分割手段)、58…第1部分 60…第2部分、 62…入口(給水供給手段) 尚、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】垂直胴部、 一次流体から二次流体に熱伝達して該二次流体を蒸気化
    する管束を形成する複数のU形管であって、前記管束
    は、前記一次流体が該U形管を貫流してホットレッグ部
    及びコールドレッグ部を形成するように蒸気発生器内に
    配設されている、前記複数のU形管、 該U形管の両端を受けるため、前記垂直胴部の一端に近
    接して配設された管板、 前記管束を実質的に包むと共に、前記垂直胴部内に配設
    されて環状降水路を形成する被覆体、 前記二次流体より生産された蒸気から液体を分離し、こ
    の液体を前記環状降水路内に指向するための分離・指向
    手段、 前記環状降水路を、前記管束の前記コールドレッグ部に
    近接した第1部分と、前記管束のホットレッグ部に近接
    した第2部分とに分けるための分割手段、 前記環状降水路の第1部分内に給水を供給するための給
    水供給手段 からなり、前記給水が前記分離された液体と混合し、前
    記被覆体が前記垂直胴部と協働的に関連して、前記給水
    と前記分離された液体との混合物を前記管束の前記コー
    ルドレッグ部内に流す蒸気発生器において、 前記環状降水路の前記分割手段は、給水と混合されて前
    記管束のコールドレッグ部に導かれる分離高温液体の量
    を制限するため、該分割手段の上端が前記給水供給手段
    の方に折れ曲がっていることを特徴とする蒸気発生器。
JP60134472A 1984-06-22 1985-06-21 蒸気発生器 Expired - Lifetime JPH068681B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US623682 1984-06-22
US06/623,682 US4554889A (en) 1984-06-22 1984-06-22 Hybrid preheat/recirculating steam generator

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Publication Number Publication Date
JPS6115001A JPS6115001A (ja) 1986-01-23
JPH068681B2 true JPH068681B2 (ja) 1994-02-02

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ID=24499012

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US (1) US4554889A (ja)
JP (1) JPH068681B2 (ja)
FR (1) FR2566511B1 (ja)
GB (1) GB2160629B (ja)

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