JPH11141802A - 気水分離器 - Google Patents

気水分離器

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JPH11141802A
JPH11141802A JP30462897A JP30462897A JPH11141802A JP H11141802 A JPH11141802 A JP H11141802A JP 30462897 A JP30462897 A JP 30462897A JP 30462897 A JP30462897 A JP 30462897A JP H11141802 A JPH11141802 A JP H11141802A
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Yoshinori Watanabe
吉典 渡辺
Jiro Kasahara
二郎 笠原
Takanari Kusakabe
隆也 日下部
Toshiyuki Mizutani
敏行 水谷
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 蒸気発生器内の気水分離器において、オーバ
ーロード時等においても気水分離機能を確保する。 【解決手段】 気水分離器20は、内部に旋回ベーン2
3が設けられた気水上昇管21と、この気水上昇管21
を囲んで設けられ気水上昇管21との間に環状のダウン
カマー空間27を画成する降水胴25と、気水上昇管2
1及び降水胴25の上端に狭い間隔を置いて対向すると
共に気水上昇管21の中心部に整列するオリフィス35
を備えたデッキプレートとを有し、更にダウンカマー空
間27内に鉛直方向に延びる旋回防止板29を設けられ
ると共に、オリフィス35の上部側に気水分離箱50が
設けられている。気水分離箱50は、内筒59、天井壁
53、別のオリフィス51を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、蒸気発生器に使用
される気水分離器に関し、特に加圧水型原子炉用蒸気発
生器内に設けられて好適な気水分離器の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】加圧水型原子炉において一般に使用され
る竪形蒸気発生器は、タービン駆動用の飽和蒸気を発生
させるが、その上部に気水分離器と湿分分離器が設けら
れている。その気水分離器の構造を図3乃至図5を参照
して説明すると、図示しない蒸気発生器内の液面近傍に
あって上方へ延出した気水上昇管1は、内部に旋回ベー
ン3を備え、下方の沸騰領域から蒸気Sと熱水Wとの混
合流Mを受け入れて遠心分離操作を行う。これにより、
比較的熱水Wの多い混合流M1は気水上昇管1の内面に
押し付けられて旋回しつつ上昇し、殆ど蒸気Sである混
合流M2は中心部を上昇する。そして、気水上昇管1の
上方には水平なデッキプレート5が設けられていて、気
水上昇管1の中心部に開口したオリフィス7を通って混
合流M2の部分が上昇し、図示しない湿分分離器へ向か
う。
【0003】一方、気水上昇管1の内面に沿って上昇し
た混合流M1は、オリフィス7の周辺のデッキプレート
5の下面に衝突した後、降水胴9に囲まれたダウンカマ
ー空間11内に流入し、その内の熱水Wの大部分は重力
によりダウンカマー空間11内を落下し、蒸気発生器内
の加熱沸騰領域に戻る。混合流M2の蒸気Sの一部は旋
回力を受けているので混合流M1に巻き込まれ、デッキ
プレート5の下方を半径方向外向きにダウンカマー空間
11内に入るが、降水胴9の上端部に設けた接線ノズル
13を通して気水混合流として流出する。その気水混合
流の大部分は蒸気Sであり、デッキプレート5にあるベ
ント管を通って上方へ向かう。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来の気水分
離器においては、旋回ベーン及び接線ノズルの分離作用
により、気体である蒸気Sは液体である熱水Wから分離
され、熱水Wがダウンカマー空間内を下降するようにな
っているのであるが、分離作用に旋回流を利用している
ため、気/水剪断力により下降熱水に蒸気が巻き込まれ
て蒸気発生器内の液面下に戻る。このため、加熱沸騰領
域の上部にある熱水の中に蒸気気泡が入り込み、液面を
上昇させる。このような液面上昇が急激に起こると、液
滴を含む蒸気の上昇流速が増し、ベント管からベースプ
レートの上方に吹上げ、結果として気水分離機能を低下
する虞れがある。更に、オーバーロードや蒸気発生器内
の沸騰給水流の偏りにより、大量の気水混合流が気水分
離器の気水上昇管に流入した場合、熱水がオリフィスを
越えて上昇し、気水分離機能が低下する恐れがある。従
って、本発明の課題は、分離された熱水への蒸気の伴流
を防止し得ると共にオーバーロード等でも気水分離機能
が高く保持される気水分離器を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】如上の課題を解決するた
め、本発明によれば、気水分離器は、内部に旋回ベーン
が設けられた気水上昇管と、この気水上昇管を囲んで設
けられ該気水上昇管との間に環状のダウンカマー空間を
画成する降水胴と、前記気水上昇管及び前記降水胴の上
端に狭い間隔を置いて対向すると共に該気水上昇管の中
心部に整列するオリフィスを備えたデッキプレートとを
有し、前記ダウンカマー空間内に鉛直方向に延びる旋回
防止板を設けられると共に、前記オリフィスの上部側に
筒状部、天井壁、別のオリフィスを有する気水分離箱が
設けられて構成される。
【0006】
【発明の実施の形態】以下添付の図面を参照して本発明
の実施形態を説明する。図1及び図2を参照するに、気
水分離器20は、通常1基の蒸気発生器内に、複数、例
えば18乃至20個、設けられるのであるが、そのライ
ザ即ち気水上昇管21は、下部が蒸気発生器内の給水中
に延出しているが、内部に旋回ベーン23を備え、上昇
する気水混合流(蒸気Sと熱水Wとからなる。)を受け
入れるようになっている。気水上昇管21を囲んで降水
胴25が設けられ、降水胴25と気水上昇管21の間に
環状のダウンカマー空間27が画成されている。ダウン
カマー空間27の上部には旋回防止板29が、特に図2
に示すように、円周方向に等間隔を置いて配設され、更
には降水胴25の下部に設けられた排出口31を介して
蒸気発生器内の給水空間に連通している。又、降水胴2
5と気水上昇管21の上方には、ダウンカマー空間27
を覆うようにデッキプレート33が水平に設けられ、気
水上昇管21に整列すると共にこれより小さい内径を有
する筒状オリフィス35がデッキプレート21を貫いて
設けられている。そして、デッキプレート33に貫設さ
れたベント管37は、降水胴25の半径方向外側に位置
すると共にその下端入口は、降水胴25の上端より下方
に位置している。尚、デッキプレート33には、降水胴
25から離れてドレン管45が垂下支持され、ドレン穴
47が設けられている。
【0007】降水胴25のデッキプレート33側端部に
は、スロット39が形成され、このスロット39の前面
を覆う形で内鍔41がデッキプレート33の下面に固定
されて設けられている。更にデッキプレート33の上面
に立設された接続金具43によって気水分離箱50がオ
リフィス35の上方に設けられている。気水分離箱50
の詳細構造を説明すると、筒状オリフィス35に整列し
たオリフィス51が円板状の天井壁53に固定支持さ
れ、天井壁53の外周に側壁55が垂下して形成されて
いる。そして天井壁53から下方に垂下した接続金具5
7に円筒59が支持されている。円筒59の内径は、筒
状オリフィス35及びオリフィス51の内径より大き
く、且つその上端は天井壁53の下面から離れて、両者
の間に流路を形成している。
【0008】以上の構成の気水分離器20において,気
水混合流(蒸気Sと熱水Wとからなる。)は、旋回ベー
ン23によって旋回運動が与えられ、比重の大きい熱水
は、気水上昇管21に押し付けられて液膜流となり上昇
し、塗りつぶし矢印に示すようにダウンカマー空間27
に流入し、落下して排出口31から蒸気発生器内の給水
中に戻る。その際、液膜流に巻き込まれていた蒸気成分
は、白抜き矢印に示すように、降水胴25のスロット3
9を通り外向きに流れ、ベント管37を通ってデッキプ
レート33の上方へ流出する。前記気水混合流の蒸気成
分の大部分は、質量が小さいから旋回ベーン23によっ
ても旋回運動が与えられず、直進して上昇し、筒状オリ
フィス35及び気水分離箱50のオリフィス51を貫流
して上昇する。
【0009】而して、蒸気発生器内に発生した上昇給水
流に偏りが生じたり、或いはオーバーロードによって、
気水上昇管21内に流入して上昇する気水混合流の熱水
成分の割合が大きくなると、旋回ベーン23により発生
した液膜流がオーバーフローして筒状オリフィス35内
に入る。この状態では、分離液膜流はその内面に沿って
上昇するが、遠心力が作用しているので先ず、筒状オリ
フィス35の上端を乗り越え、内筒59の内面に衝突
し、塗りつぶし矢印に示すようにデッキプレート33の
上面に落下する。更に、内筒59の上端を乗り越えた液
膜流は、側壁55の内面に衝突し、同様にデッキプレー
ト33の上に落下する。このように、デッキプレート3
3の上に落下した熱水は、ドレン穴47及びドレン管4
5を通って下方の給水空間に戻る。尚、液膜流の衝突に
際し、伴流していた蒸気成分は、分離されて上昇する。
【0010】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
分離されてダウンカマー空間を流れる熱水主体の気水混
合流から旋回防止板によって同伴蒸気が除去され、熱水
のみを下方に戻して液位の変動を抑制することができ
る。更に、オーバーロードなどにより気水上昇管内に流
入する熱水部分が相対的に多くなっても、気水分離箱内
での衝突作用により熱水と蒸気を分離するので、気水分
離効率を高く維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の要部を示す立断面図であ
る。
【図2】図1のII−II線に沿う平断面図である。
【図3】従来の装置の一部切欠き斜視図である。
【図4】図3に示された装置の上面図である。
【図5】図4のV−V線に沿う断面図である。
【符号の説明】
20 気水分離器 21 気水上昇管 23 旋回ベーン 25 降水胴 27 ダウンカマー空間 29 旋回防止板 31 排出口 33 デッキプレート 35 オリフィス 37 ベント管 39 スロット 41 内鍔 43 接続金具 45 ドレン管 47 ドレン穴 50 気水分離箱 51 オリフィス 53 天井壁 55 側壁 57 接続金具 59 内筒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水谷 敏行 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目1番1 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 筒状のライザ内に導入された気水混合流
    を遠心分離して、分離された水は前記ライザの上方に配
    設されたデッキプレートの下面と前記ライザの上端との
    間に設けられた隙間から前記ライザの外周面と前記ライ
    ザの外周に同軸状に配設された降水胴の内周面との間に
    環状に形成されたダウンカマーに排出し、一方分離され
    た蒸気は前記デッキプレートに蒸気流出口として形成さ
    れたオリフィスを通って器外へ放出するようにした気水
    分離器において、前記ライザ上面に配設されたデッキプ
    レートの前記オリフィスの上部に筒状部、天井壁、別の
    オリフィスを有する気水分離箱を設けてなる気水分離
    器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106422536A (zh) * 2016-11-16 2017-02-22 上海核工程研究设计院 一种蒸汽发生器用汽水分离器
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