JPH0868501A - 湿分分離装置及び方法 - Google Patents
湿分分離装置及び方法Info
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- JPH0868501A JPH0868501A JP20641894A JP20641894A JPH0868501A JP H0868501 A JPH0868501 A JP H0868501A JP 20641894 A JP20641894 A JP 20641894A JP 20641894 A JP20641894 A JP 20641894A JP H0868501 A JPH0868501 A JP H0868501A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 比較的小さい圧力損失で乾き度の高い蒸気を
供給でき、再過熱器に飽和蒸気を供給することができ、
またそのまま低圧タービンに導びいても十分なタービン
出力を得ることができる過熱蒸気を供給できる湿分分離
装置及び方法を提供する。 【構成】 湿り蒸気を通す中空円筒形のダクト１１と、
湿り蒸気にダクトの軸心Ｚを中心とする旋回流を与える
ノズル１２と、ノズルの下流側に設けられ湿り蒸気の膨
張により軸心を中心に回転駆動されるタービン１３と、
タービンの下流側に設けられタービンにより軸心を中心
に回転駆動される圧縮機１４と、タービンと圧縮機の間
のダクト内に設けられ旋回流によりダクト内面に付着し
た水膜を蒸気から分離する水膜分離リング１５ａ、１５
ｂと、を備える。
供給でき、再過熱器に飽和蒸気を供給することができ、
またそのまま低圧タービンに導びいても十分なタービン
出力を得ることができる過熱蒸気を供給できる湿分分離
装置及び方法を提供する。 【構成】 湿り蒸気を通す中空円筒形のダクト１１と、
湿り蒸気にダクトの軸心Ｚを中心とする旋回流を与える
ノズル１２と、ノズルの下流側に設けられ湿り蒸気の膨
張により軸心を中心に回転駆動されるタービン１３と、
タービンの下流側に設けられタービンにより軸心を中心
に回転駆動される圧縮機１４と、タービンと圧縮機の間
のダクト内に設けられ旋回流によりダクト内面に付着し
た水膜を蒸気から分離する水膜分離リング１５ａ、１５
ｂと、を備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、蒸気中の水分を分離す
る湿分分離装置及び方法に関する。
る湿分分離装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は、蒸気タービンを用いた基本的な
発電プラント（ランキンサイクル）の説明図であり、
（Ａ）は系統図、（Ｂ）はＴ−ｓ線図、（Ｃ）はｈ−ｓ
線図である。この図において、ポンプＰにより水が圧力
ｐ1 で供給され（状態４）、ボイラＢで加熱蒸発し更に
過熱器Ｓで過熱蒸気（状態１）となり、タービンＴで圧
力ｐ2 まで断熱膨張し（状態２）、復水器Ｃに入り冷却
されて水に戻り（状態３）、ポンプで再び加圧されボイ
ラに給水される。
発電プラント（ランキンサイクル）の説明図であり、
（Ａ）は系統図、（Ｂ）はＴ−ｓ線図、（Ｃ）はｈ−ｓ
線図である。この図において、ポンプＰにより水が圧力
ｐ1 で供給され（状態４）、ボイラＢで加熱蒸発し更に
過熱器Ｓで過熱蒸気（状態１）となり、タービンＴで圧
力ｐ2 まで断熱膨張し（状態２）、復水器Ｃに入り冷却
されて水に戻り（状態３）、ポンプで再び加圧されボイ
ラに給水される。
【０００３】かかる発電プラントにおいて、タービンで
蒸気を膨張させるほどタービン出力を大きくできるが、
飽和蒸気線５より低圧まで膨張させると、蒸気が湿り蒸
気となって湿り度が高まり、タービンのエロージョンを
引き起こす問題がある。そのため、従来の発電プラント
では、タービンを高圧タービンと低圧タービンに分け、
高圧タービンの排気側に設置された低圧タービン内の湿
り度を減らすことによって、水分による低圧タービンや
加熱器まわりのエロージョンを軽減すると共にプラント
性能の向上を図るために、従来から湿分分離装置が用い
られていた。
蒸気を膨張させるほどタービン出力を大きくできるが、
飽和蒸気線５より低圧まで膨張させると、蒸気が湿り蒸
気となって湿り度が高まり、タービンのエロージョンを
引き起こす問題がある。そのため、従来の発電プラント
では、タービンを高圧タービンと低圧タービンに分け、
高圧タービンの排気側に設置された低圧タービン内の湿
り度を減らすことによって、水分による低圧タービンや
加熱器まわりのエロージョンを軽減すると共にプラント
性能の向上を図るために、従来から湿分分離装置が用い
られていた。
【０００４】かかる湿分分離装置としては、衝突式
（例えば、ワイヤメッシュセパレータ、ベーン型セパレ
ータ）や、スワールベーン型セパレータが主に用いら
れている。
（例えば、ワイヤメッシュセパレータ、ベーン型セパレ
ータ）や、スワールベーン型セパレータが主に用いら
れている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】の衝突式の湿分分離
装置は、例えば図４に例示するベーン型セパレータのよ
うに、湿り蒸気の流れ方向の変化により水分を捕獲・分
離するため、圧力損失が大きくなりやすく、最大許容損
失等の条件を満たすと装置が大型化する問題点があっ
た。またこの方式では構造上水分の再飛散を防止でき
ず、再飛散により分離効率が低下する問題点があった。
装置は、例えば図４に例示するベーン型セパレータのよ
うに、湿り蒸気の流れ方向の変化により水分を捕獲・分
離するため、圧力損失が大きくなりやすく、最大許容損
失等の条件を満たすと装置が大型化する問題点があっ
た。またこの方式では構造上水分の再飛散を防止でき
ず、再飛散により分離効率が低下する問題点があった。
【０００６】これに対してのスワールベーン型セパレ
ータは、蒸気の流速を高速化することによって小型化で
き、かつ再飛散も少ない特徴があるが、スワールベーン
の迎え角による蒸気の旋回角度の設定に限界があり、分
離効率が低い問題点があった。かかる問題を解決するた
め、本願出願人は、蒸気に強力な旋回流を発生させるこ
とにより、湿分分離効率を高めた湿分分離器を創案し出
願した（特願平６−１４９３９３号）。
ータは、蒸気の流速を高速化することによって小型化で
き、かつ再飛散も少ない特徴があるが、スワールベーン
の迎え角による蒸気の旋回角度の設定に限界があり、分
離効率が低い問題点があった。かかる問題を解決するた
め、本願出願人は、蒸気に強力な旋回流を発生させるこ
とにより、湿分分離効率を高めた湿分分離器を創案し出
願した（特願平６−１４９３９３号）。
【０００７】図５は出願した湿分分離装置（特願平６−
１４９３９３号）の構成図であり、渦巻室６、案内翼
７、８、水膜分離部９ａ、９ｂを備え、渦巻室６と案内
翼７により強力な旋回流を形成し、遠心分離された水膜
を水膜分離部９ａ、９ｂで分離し、案内翼８で軸方向流
れに戻すようになっていた。しかし、かかる湿分分離装
置でも、分離された蒸気の乾き度は低く、かつ乾き度を
高めようとすると、圧力損失が過大となる問題点があっ
た。また、かかる湿分分離装置で分離された蒸気をその
まま低圧タービンに導くと蒸気の湿り度がすぐに高くな
るため、原子力タービンや地熱発電用タービンのように
再過熱器が使用できないタービンには適用が困難である
問題点があった。更に、再過熱器が使用できる場合で
も、再過熱器に飽和蒸気を供給することができないた
め、再過熱器の負荷が大きく、再過熱器のエロージョン
の要因となる問題点があった。
１４９３９３号）の構成図であり、渦巻室６、案内翼
７、８、水膜分離部９ａ、９ｂを備え、渦巻室６と案内
翼７により強力な旋回流を形成し、遠心分離された水膜
を水膜分離部９ａ、９ｂで分離し、案内翼８で軸方向流
れに戻すようになっていた。しかし、かかる湿分分離装
置でも、分離された蒸気の乾き度は低く、かつ乾き度を
高めようとすると、圧力損失が過大となる問題点があっ
た。また、かかる湿分分離装置で分離された蒸気をその
まま低圧タービンに導くと蒸気の湿り度がすぐに高くな
るため、原子力タービンや地熱発電用タービンのように
再過熱器が使用できないタービンには適用が困難である
問題点があった。更に、再過熱器が使用できる場合で
も、再過熱器に飽和蒸気を供給することができないた
め、再過熱器の負荷が大きく、再過熱器のエロージョン
の要因となる問題点があった。
【０００８】本発明はかかる問題点を解決するために創
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、比較
的小さい圧力損失で乾き度の高い蒸気を供給することが
できる湿分分離装置及び方法を提供することにある。ま
た、本発明の別の目的は、再過熱器に飽和蒸気を供給す
ることができ、これにより再過熱器の負荷を軽減し、再
過熱器のエロージョンを防止できる湿分分離装置及び方
法を提供することにある。更に、本発明の別の目的は、
そのまま低圧タービンに導びいても十分なタービン出力
を得ることができる過熱蒸気を供給することができる湿
分分離装置及び方法を提供することにある。
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、比較
的小さい圧力損失で乾き度の高い蒸気を供給することが
できる湿分分離装置及び方法を提供することにある。ま
た、本発明の別の目的は、再過熱器に飽和蒸気を供給す
ることができ、これにより再過熱器の負荷を軽減し、再
過熱器のエロージョンを防止できる湿分分離装置及び方
法を提供することにある。更に、本発明の別の目的は、
そのまま低圧タービンに導びいても十分なタービン出力
を得ることができる過熱蒸気を供給することができる湿
分分離装置及び方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、湿り蒸
気を通す中空円筒形のダクトと、湿り蒸気にダクトの軸
心を中心とする旋回流を与えるノズルと、該ノズルの下
流側に設けられ湿り蒸気の膨張により軸心を中心に回転
駆動されるタービンと、該タービンの下流側に設けられ
タービンにより軸心を中心に回転駆動される圧縮機と、
タービンと圧縮機の間のダクト内に設けられ旋回流によ
りダクト内面に付着した水膜を蒸気から分離する水膜分
離リングと、を備えたことを特徴とする湿分分離装置が
提供される。
気を通す中空円筒形のダクトと、湿り蒸気にダクトの軸
心を中心とする旋回流を与えるノズルと、該ノズルの下
流側に設けられ湿り蒸気の膨張により軸心を中心に回転
駆動されるタービンと、該タービンの下流側に設けられ
タービンにより軸心を中心に回転駆動される圧縮機と、
タービンと圧縮機の間のダクト内に設けられ旋回流によ
りダクト内面に付着した水膜を蒸気から分離する水膜分
離リングと、を備えたことを特徴とする湿分分離装置が
提供される。
【００１０】本発明の好ましい実施例によれば、前記ダ
クトの軸心は鉛直であり、ノズルの下方にタービンが設
けられ、タービンの下方に圧縮機が設けられる。また、
前記タービンは、タービン下方に強い旋回流を残すよう
な翼形を有する。更に、圧縮機を駆動する前記タービン
の動力が十分でないときは同軸に駆動用補助モータを接
続する装置を備えることが好ましい。
クトの軸心は鉛直であり、ノズルの下方にタービンが設
けられ、タービンの下方に圧縮機が設けられる。また、
前記タービンは、タービン下方に強い旋回流を残すよう
な翼形を有する。更に、圧縮機を駆動する前記タービン
の動力が十分でないときは同軸に駆動用補助モータを接
続する装置を備えることが好ましい。
【００１１】更に本発明によれば、湿り蒸気に旋回流を
与え、該旋回流によりタービンを駆動して熱降下により
湿り蒸気の湿り度を高め、該湿り蒸気の旋回流から水分
を遠心分離し、次いでタービンで駆動される圧縮機によ
り湿り蒸気を加圧して乾き度の高い蒸気にする、ことを
特徴とする湿分分離方法が提供される。
与え、該旋回流によりタービンを駆動して熱降下により
湿り蒸気の湿り度を高め、該湿り蒸気の旋回流から水分
を遠心分離し、次いでタービンで駆動される圧縮機によ
り湿り蒸気を加圧して乾き度の高い蒸気にする、ことを
特徴とする湿分分離方法が提供される。
【００１２】
【作用】上記本発明の装置及び方法によれば、タービン
により湿り蒸気を膨張させることにより湿り度を高める
ことと同時に旋回流を発生させることにより、容易に効
率よく湿分分離をさせることが可能になる。従って、旋
回速度を極端に高めることなく湿分分離ができ、比較的
小さい圧力損失で乾き度の高い蒸気を供給することがで
きる。
により湿り蒸気を膨張させることにより湿り度を高める
ことと同時に旋回流を発生させることにより、容易に効
率よく湿分分離をさせることが可能になる。従って、旋
回速度を極端に高めることなく湿分分離ができ、比較的
小さい圧力損失で乾き度の高い蒸気を供給することがで
きる。
【００１３】また湿分分離後の蒸気は圧縮機で圧縮する
ことにより旋回流のエネルギーを吸収すると同時に蒸気
の保有エネルギーを高めて乾き度の高い蒸気にすること
ができ、この蒸気を飽和蒸気或いは過熱蒸気にすること
もできる。従って、飽和蒸気を再過熱器に供給し、再過
熱器の負荷を軽減し、再過熱器のエロージョンを防止す
ることができ、或いは過熱蒸気をそのまま低圧タービン
に導びいても十分なタービン出力を得ることができる。
ことにより旋回流のエネルギーを吸収すると同時に蒸気
の保有エネルギーを高めて乾き度の高い蒸気にすること
ができ、この蒸気を飽和蒸気或いは過熱蒸気にすること
もできる。従って、飽和蒸気を再過熱器に供給し、再過
熱器の負荷を軽減し、再過熱器のエロージョンを防止す
ることができ、或いは過熱蒸気をそのまま低圧タービン
に導びいても十分なタービン出力を得ることができる。
【００１４】更に圧縮機の動力を上記タービンより供給
させバランスさせることにより、外部動力が不要であ
る。なお、圧力回復を高くするため、補助駆動用の電動
モータを接続することも可能である。
させバランスさせることにより、外部動力が不要であ
る。なお、圧力回復を高くするため、補助駆動用の電動
モータを接続することも可能である。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を添付図面を
参照して説明する。図１は、本発明による湿分分離装置
の全体構成図である。この図において、本発明の湿分分
離装置１０は、鉛直な軸心Ｚを有し上方から下方に湿り
蒸気を通す中空円筒形のダクト１１と、湿り蒸気に軸心
Ｚを中心とする旋回流を与えるノズル１２と、ノズル１
２の下方に設けられ湿り蒸気の膨張により軸心Ｚを中心
に回転駆動されるタービン１３と、タービン１３の下方
に設けられタービン１３により軸心Ｚを中心に回転駆動
される圧縮機１４と、タービン１３と圧縮機１４の間の
ダクト内に設けられ旋回流によりダクト内面に付着した
水膜を蒸気から分離する水膜分離リング１５ａ、１５ｂ
と、を備えている。
参照して説明する。図１は、本発明による湿分分離装置
の全体構成図である。この図において、本発明の湿分分
離装置１０は、鉛直な軸心Ｚを有し上方から下方に湿り
蒸気を通す中空円筒形のダクト１１と、湿り蒸気に軸心
Ｚを中心とする旋回流を与えるノズル１２と、ノズル１
２の下方に設けられ湿り蒸気の膨張により軸心Ｚを中心
に回転駆動されるタービン１３と、タービン１３の下方
に設けられタービン１３により軸心Ｚを中心に回転駆動
される圧縮機１４と、タービン１３と圧縮機１４の間の
ダクト内に設けられ旋回流によりダクト内面に付着した
水膜を蒸気から分離する水膜分離リング１５ａ、１５ｂ
と、を備えている。
【００１６】図１において、ノズル１２は、ダクト１１
の内側に固定された複数の静翼である。また、タービン
１３と圧縮機１４は連結ロッド１６で一体に連結され、
かつノズル１２の内側とダクトの下端に設けられた軸受
１７ａ、１７ｂにより軸心Ｚを中心に回転するようにな
っている。タービン１３は、複数の動翼からなり、この
動翼は、タービン下方に強い旋回流を残すような翼形を
有している。また、圧縮機１４で圧縮された蒸気は、渦
巻き状のスクロール室１４ｂに入り、旋回流れが低減さ
れて図示しない低圧タービン等に供給される。なお、タ
ービン１３と圧縮機１４の回転は、自動車用のターボチ
ャージャーのように、高速で回転するようになってい
る。これにより、全体としてコンパクトで効率のよい湿
分分離を達成することができる。
の内側に固定された複数の静翼である。また、タービン
１３と圧縮機１４は連結ロッド１６で一体に連結され、
かつノズル１２の内側とダクトの下端に設けられた軸受
１７ａ、１７ｂにより軸心Ｚを中心に回転するようにな
っている。タービン１３は、複数の動翼からなり、この
動翼は、タービン下方に強い旋回流を残すような翼形を
有している。また、圧縮機１４で圧縮された蒸気は、渦
巻き状のスクロール室１４ｂに入り、旋回流れが低減さ
れて図示しない低圧タービン等に供給される。なお、タ
ービン１３と圧縮機１４の回転は、自動車用のターボチ
ャージャーのように、高速で回転するようになってい
る。これにより、全体としてコンパクトで効率のよい湿
分分離を達成することができる。
【００１７】水膜分離リング１５ａ、１５ｂは、この図
において、上下に２つ設けられ、この水膜分離リング１
５ａ、１５ｂにより蒸気より遠心分離されダクト内面に
付着した水滴をドレンパイプ１８ａ、１８ｂを介して外
部に抜き出すようになっている。なお、水膜分離リング
１５ａ、１５ｂは、１つであってもよく、或いは３つ以
上であってもよい。
において、上下に２つ設けられ、この水膜分離リング１
５ａ、１５ｂにより蒸気より遠心分離されダクト内面に
付着した水滴をドレンパイプ１８ａ、１８ｂを介して外
部に抜き出すようになっている。なお、水膜分離リング
１５ａ、１５ｂは、１つであってもよく、或いは３つ以
上であってもよい。
【００１８】以下、図１の装置の作動を説明する。高圧
タービン（図示せず）から導かれた湿り蒸気は、図１の
タービン１３を通過して湿り度を高めて旋回流となる。
蒸気中の水分は旋回により遠心分離され内壁に付着し水
膜を形成し、この水膜は水膜分離リング１５ａ、１５ｂ
を経て流下し、ドレンパイプ１８ａ、１８ｂより外部に
排出される。水分を分離して乾き度の上がった蒸気は圧
縮機１４により旋回流を効率よく吸収すると同時に圧縮
により乾き度又は過熱度を高める。タービン１３と圧縮
機１４は同軸に配置されているため動力的にバランスさ
せることができる。
タービン（図示せず）から導かれた湿り蒸気は、図１の
タービン１３を通過して湿り度を高めて旋回流となる。
蒸気中の水分は旋回により遠心分離され内壁に付着し水
膜を形成し、この水膜は水膜分離リング１５ａ、１５ｂ
を経て流下し、ドレンパイプ１８ａ、１８ｂより外部に
排出される。水分を分離して乾き度の上がった蒸気は圧
縮機１４により旋回流を効率よく吸収すると同時に圧縮
により乾き度又は過熱度を高める。タービン１３と圧縮
機１４は同軸に配置されているため動力的にバランスさ
せることができる。
【００１９】従って、タービン１３で蒸気の湿り度を高
めると同時に旋回流を発生させて容易に湿分を分離さ
せ、圧縮機１４で再び蒸気の圧力を回復させることによ
り、コンパクトで高性能の湿分分離を達成させることが
でき、かつ圧縮機１４により旋回流の運動エネルギーを
吸収させることにより圧力損失を最小限に抑えることが
できる。
めると同時に旋回流を発生させて容易に湿分を分離さ
せ、圧縮機１４で再び蒸気の圧力を回復させることによ
り、コンパクトで高性能の湿分分離を達成させることが
でき、かつ圧縮機１４により旋回流の運動エネルギーを
吸収させることにより圧力損失を最小限に抑えることが
できる。
【００２０】図２は、本発明の方法とその効果を具体的
に示すｈ−ｓ線図である。この図において、横軸は比エ
ントロピｓ、縦軸は比エンタルピｈであり、飽和蒸気線
を５で示す。また、この図において、本発明による状態
変化は、Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ｅ→Ｆ→Ｇで示され、従来の
手段による状態変化は、ａ→ｂ→ｅ→ｆ→ｇで示され
る。Ａ→ＢとＦ→Ｇは、両方で共通する。
に示すｈ−ｓ線図である。この図において、横軸は比エ
ントロピｓ、縦軸は比エンタルピｈであり、飽和蒸気線
を５で示す。また、この図において、本発明による状態
変化は、Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ｅ→Ｆ→Ｇで示され、従来の
手段による状態変化は、ａ→ｂ→ｅ→ｆ→ｇで示され
る。Ａ→ＢとＦ→Ｇは、両方で共通する。
【００２１】状態Ａ（及びａ）は、高圧タービン入口で
あり、例えば８０ａｔａ、３００℃である。従来の手段
では、高圧タービンで状態ｂまで膨張させて動力を取出
し、そのまま過熱器でｂ→ｅ→ｆと再過熱するか、従来
の湿分分離装置を用いて状態ｅまで乾き度ｘを高めてか
ら過熱器でｆまで再過熱し、低圧タービンでｇまで膨張
させて動力を得ていた。従って、そのまま過熱器でｂ→
ｅ→ｆと再過熱する場合には、大きな熱エネルギーを必
要とし、かつ過熱器にエロージョンが発生しやすく、従
来の湿分分離装置を用いる場合でも、乾き度ｘの比較的
大きい（例えば図で０．９９）状態ｅまで旋回流で分離
するためには、旋回速度を非常に大きくする必要があ
り、圧力損失が大きくなり、かつエロージョンを完全に
は防止できなかった。なお、高圧タービン入口状態Ａは
必ずしも過熱蒸気である必要はなく、飽和状態でもよ
い。
あり、例えば８０ａｔａ、３００℃である。従来の手段
では、高圧タービンで状態ｂまで膨張させて動力を取出
し、そのまま過熱器でｂ→ｅ→ｆと再過熱するか、従来
の湿分分離装置を用いて状態ｅまで乾き度ｘを高めてか
ら過熱器でｆまで再過熱し、低圧タービンでｇまで膨張
させて動力を得ていた。従って、そのまま過熱器でｂ→
ｅ→ｆと再過熱する場合には、大きな熱エネルギーを必
要とし、かつ過熱器にエロージョンが発生しやすく、従
来の湿分分離装置を用いる場合でも、乾き度ｘの比較的
大きい（例えば図で０．９９）状態ｅまで旋回流で分離
するためには、旋回速度を非常に大きくする必要があ
り、圧力損失が大きくなり、かつエロージョンを完全に
は防止できなかった。なお、高圧タービン入口状態Ａは
必ずしも過熱蒸気である必要はなく、飽和状態でもよ
い。
【００２２】これに対して、本発明の方法では、高圧タ
ービンでＢまで膨張させて動力を取出し、次いでノズル
１２により湿り蒸気に旋回流を与え、この旋回流により
タービン１３を駆動して湿り蒸気を更にＣまで膨張させ
て湿り蒸気の湿り度を高め、水膜分離リング１５ａ、１
５ｂにより湿り蒸気の旋回流から水分を遠心分離して状
態Ｄとし、次いでタービン１３の出力で直接駆動される
圧縮機１４により湿り蒸気を加圧して状態Ｅの蒸気にす
るので、乾き度ｘの比較的小さい（例えば図で約０．９
６）状態Ｄまで旋回流で分離すれば飽和蒸気Ｅを得るこ
とができる。従って、旋回速度を高めることなく容易に
効率よく湿分分離ができ、比較的小さい圧力損失で乾き
度の高い蒸気を供給することができる。また、この飽和
蒸気を再過熱器に供給することにより、再過熱器の負荷
を軽減し、再過熱器のエロージョンを防止することがで
きる。
ービンでＢまで膨張させて動力を取出し、次いでノズル
１２により湿り蒸気に旋回流を与え、この旋回流により
タービン１３を駆動して湿り蒸気を更にＣまで膨張させ
て湿り蒸気の湿り度を高め、水膜分離リング１５ａ、１
５ｂにより湿り蒸気の旋回流から水分を遠心分離して状
態Ｄとし、次いでタービン１３の出力で直接駆動される
圧縮機１４により湿り蒸気を加圧して状態Ｅの蒸気にす
るので、乾き度ｘの比較的小さい（例えば図で約０．９
６）状態Ｄまで旋回流で分離すれば飽和蒸気Ｅを得るこ
とができる。従って、旋回速度を高めることなく容易に
効率よく湿分分離ができ、比較的小さい圧力損失で乾き
度の高い蒸気を供給することができる。また、この飽和
蒸気を再過熱器に供給することにより、再過熱器の負荷
を軽減し、再過熱器のエロージョンを防止することがで
きる。
【００２３】更に、図２にＤ′、Ｅ′、Ｇ′で示すよう
に、タービン１３で膨張させた湿り蒸気Ｃを従来の湿分
分離装置を用いた場合と同様に、乾き度ｘの比較的大き
い（例えば０．９９）状態Ｄ′まで旋回流で分離すれ
ば、過熱蒸気Ｅ′を得ることができ、これをそのまま低
圧タービンでＧ′まで膨張させることにより、十分なタ
ービン出力を得ることができる。従って、原子力タービ
ンや地熱発電用タービンのように再過熱器が使用できな
いタービンに適用することもできる。
に、タービン１３で膨張させた湿り蒸気Ｃを従来の湿分
分離装置を用いた場合と同様に、乾き度ｘの比較的大き
い（例えば０．９９）状態Ｄ′まで旋回流で分離すれ
ば、過熱蒸気Ｅ′を得ることができ、これをそのまま低
圧タービンでＧ′まで膨張させることにより、十分なタ
ービン出力を得ることができる。従って、原子力タービ
ンや地熱発電用タービンのように再過熱器が使用できな
いタービンに適用することもできる。
【００２４】なお、本発明は上述した実施例に限定され
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で自由に変更できる
ことは勿論である。
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で自由に変更できる
ことは勿論である。
【００２５】
【発明の効果】上述したように、本発明の装置及び方法
によれば、タービンにより湿り蒸気を膨張させることに
より湿り度を高めることと同時に旋回流を発生させるこ
とにより、容易に効率よく湿分分離をさせることが可能
になる。従って、旋回速度を高めることなく湿分分離が
でき、比較的小さい圧力損失で乾き度の高い蒸気を供給
することができる。
によれば、タービンにより湿り蒸気を膨張させることに
より湿り度を高めることと同時に旋回流を発生させるこ
とにより、容易に効率よく湿分分離をさせることが可能
になる。従って、旋回速度を高めることなく湿分分離が
でき、比較的小さい圧力損失で乾き度の高い蒸気を供給
することができる。
【００２６】また湿分分離後の蒸気は圧縮機で圧縮する
ことにより旋回流のエネルギーを吸収すると同時に蒸気
の保有エネルギーを高めて乾き度の高い蒸気にすること
ができ、この蒸気を飽和蒸気或いは過熱蒸気にすること
もできる。従って、飽和蒸気を再過熱器に供給し、再過
熱器の負荷を軽減し、再過熱器のエロージョンを防止す
ることができ、或いは過熱蒸気をそのまま低圧タービン
に導びいても十分なタービン出力を得ることができる。
ことにより旋回流のエネルギーを吸収すると同時に蒸気
の保有エネルギーを高めて乾き度の高い蒸気にすること
ができ、この蒸気を飽和蒸気或いは過熱蒸気にすること
もできる。従って、飽和蒸気を再過熱器に供給し、再過
熱器の負荷を軽減し、再過熱器のエロージョンを防止す
ることができ、或いは過熱蒸気をそのまま低圧タービン
に導びいても十分なタービン出力を得ることができる。
【００２７】従って、本発明による湿分分離装置及び方
法は、比較的小さい圧力損失で乾き度の高い蒸気を供給
することができ、再過熱器に飽和蒸気を供給することが
でき、これにより再過熱器の負荷を軽減し再過熱器のエ
ロージョンを防止でき、またそのまま低圧タービンに導
びいても十分なタービン出力を得ることができる過熱蒸
気を供給することができる、等の優れた効果を有する。
法は、比較的小さい圧力損失で乾き度の高い蒸気を供給
することができ、再過熱器に飽和蒸気を供給することが
でき、これにより再過熱器の負荷を軽減し再過熱器のエ
ロージョンを防止でき、またそのまま低圧タービンに導
びいても十分なタービン出力を得ることができる過熱蒸
気を供給することができる、等の優れた効果を有する。
【図１】本発明による湿分分離装置の全体構成図であ
る。
る。
【図２】本発明の湿分分離装置におけるｈ−ｓ線図であ
る。
る。
【図３】蒸気タービンを用いた基本的な発電プラント
（ランキンサイクル）の説明図である。
（ランキンサイクル）の説明図である。
【図４】ベーン型セパレータの模式図である。
【図５】先に出願した湿分分離装置の構成図である。
１〜４ 蒸気／水の状態 ５ 飽和蒸気線 ６ 渦巻室 ７、８ 案内翼 ９ａ、９ｂ 水膜分離部 １０ 湿分分離装置 １１ ダクト １２ ノズル １３ タービン １４ 圧縮機 １５ａ、１５ｂ 水膜分離リング １６ 連結ロッド １７ａ、１７ｂ 軸受 １８ａ、１８ｂ ドレンパイプ
Claims (5)
- 【請求項１】 湿り蒸気を通す中空円筒形のダクトと、
湿り蒸気にダクトの軸心を中心とする旋回流を与えるノ
ズルと、該ノズルの下流側に設けられ湿り蒸気の膨張に
より軸心を中心に回転駆動されるタービンと、該タービ
ンの下流側に設けられタービンにより軸心を中心に回転
駆動される圧縮機と、タービンと圧縮機の間のダクト内
に設けられ旋回流によりダクト内面に付着した水膜を蒸
気から分離する水膜分離リングと、を備えたことを特徴
とする湿分分離装置。 - 【請求項２】 前記ダクトの軸心は鉛直であり、ノズル
の下方にタービンが設けられ、タービンの下方に圧縮機
が設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載の湿分
分離装置。 - 【請求項３】 前記タービンは、タービン下方に強い旋
回流を残すような翼形を有する、ことを特徴とする請求
項１に記載の湿分分離装置。 - 【請求項４】 圧縮機を駆動する前記タービンの動力が
十分でないときは同軸に駆動用補助モータを接続する装
置を更に備える、ことを特徴とする請求項１に記載の湿
分分離装置。 - 【請求項５】 湿り蒸気に旋回流を与え、該旋回流によ
りタービンを駆動して熱降下により湿り蒸気の湿り度を
高め、該湿り蒸気の旋回流から水分を遠心分離し、次い
でタービンで駆動される圧縮機により湿り蒸気を加圧し
て乾き度の高い蒸気にする、ことを特徴とする湿分分離
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20641894A JPH0868501A (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | 湿分分離装置及び方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20641894A JPH0868501A (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | 湿分分離装置及び方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0868501A true JPH0868501A (ja) | 1996-03-12 |
Family
ID=16523051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20641894A Pending JPH0868501A (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | 湿分分離装置及び方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0868501A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09122536A (ja) * | 1995-10-30 | 1997-05-13 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 気体中の液体粒子分離装置 |
| JP2002523716A (ja) * | 1998-08-17 | 2002-07-30 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 気水分離装置用の分離器 |
| EP2063975A2 (en) * | 2006-09-21 | 2009-06-03 | Dresser-Rand Company | Separator drum and compressor impeller assembly |
| JP2012061415A (ja) * | 2010-09-15 | 2012-03-29 | Tlv Co Ltd | 気液分離器 |
| EP2436976A1 (en) | 2010-09-24 | 2012-04-04 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Rankine cycle system |
| US8851756B2 (en) | 2011-06-29 | 2014-10-07 | Dresser-Rand Company | Whirl inhibiting coast-down bearing for magnetic bearing systems |
| US8876389B2 (en) | 2011-05-27 | 2014-11-04 | Dresser-Rand Company | Segmented coast-down bearing for magnetic bearing systems |
| US8994237B2 (en) | 2010-12-30 | 2015-03-31 | Dresser-Rand Company | Method for on-line detection of liquid and potential for the occurrence of resistance to ground faults in active magnetic bearing systems |
| US9024493B2 (en) | 2010-12-30 | 2015-05-05 | Dresser-Rand Company | Method for on-line detection of resistance-to-ground faults in active magnetic bearing systems |
| US9551349B2 (en) | 2011-04-08 | 2017-01-24 | Dresser-Rand Company | Circulating dielectric oil cooling system for canned bearings and canned electronics |
| CN112221255A (zh) * | 2020-09-07 | 2021-01-15 | 武汉第二船舶设计研究所(中国船舶重工集团公司第七一九研究所) | 一种平行布置的多级汽水分离器 |
-
1994
- 1994-08-31 JP JP20641894A patent/JPH0868501A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP4805454B2 (ja) * | 1998-08-17 | 2011-11-02 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 気水分離装置用の分離器及びその運転方法 |
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| EP2063975A4 (en) * | 2006-09-21 | 2009-12-30 | Dresser Rand Co | DRUM AND COMPRESSOR ROTOR SEPARATOR ASSEMBLY |
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