JPS5827207Y2 - 水分分離再熱器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は蒸気動力装置の再熱器、特に再熱以前の蒸気
から水分を除去する水分の分離器を内蔵するか＼る再熱
器に関するものである。

原子力蒸気発電装置の出現に伴って、タービン装置の高
圧力部分で半膨張させた後の蒸気から水分を除去し、そ
れを過熱状態に再熱することが標準方式として実行され
て来た。

即ち原子力蒸気発電装置では動力蒸気が化石燃料発電装
置で普通行われているものと同一の高い過熱状態に温度
が上昇しないからである。

従ってタービン装置の高圧力部分で半膨張した後で動力
蒸気の温度は飽和温度以下に降下して、水分を造る結果
になる。

この水分は除去されないと、タービン装置の次続段に劣
化効果を及ぼす。

水分を除去した後蒸気を再熱することは非常に車重しい
ことである。

その理由は有害な水分をタービン装置の最後の二三段に
遅れて生成することなく、動力蒸気を更に膨張させるこ
とが出来るからである。

これは又１キロワツト当りの除熱を改善することでサイ
クルの総合効率を改善し、従って熱損失を減少する点で
有利である。

この考案に従って構成した水分分離再熱器は一般に水平
に向いて両端が閉じた細長い管状殻と、この殻内に横に
配置した管状熱交換器とを備えている。

管状熱交換器は流入する加熱流体及び熱伝達関係に熱せ
られるべき流体を受ける第一通路と、この第一通路の下
に配置されてそれと流体連通関係に在る第二通路とを持
っている。

この水分分離再熱器は又熱交換器の対向両側に配置され
て縦方向に延びる一対の仕切と、これらの仕切及び殻に
共働関係に組合って殻内に別の室を形成する水分分離装
置とを備え、この別の室が水分分離装置を介して殻と流
体連通関係に在る。

水分を含む流体が別の室に入る前に水分分離装置を通過
しなければならないように水分を含む流体を殻に供給す
るように入口ノズルを配置し、別の室と流体連通関係に
在る出口ノズルに入る流体が出口ノズルに入る前に熱交
換器を通過しなければならないようにする。

上記水分分離再熱器が動作している時は、加熱蒸気が殻
内で凝縮し、凝縮物は重力の助けでそれから自由に掛出
し、熱交換器内での凝縮物の過冷却は極めて少なくなる
。

その理由は両方の流体が頂の通路に入って底の通路から
出るからである。

この考案の目的及び利点は添附図面に関する以下の詳細
説明から明らかになるであろう。

次に図面に就いて詳細に説明すれば、第１図は水分分離
と再熱を行う兼用装置を示し、この装置は大体水平に向
く細長い管状殻１を有し、その両端が閉じている。

一端即ち第１図に示す左側の端は皿形頭体３で閉じられ
るが、他端即ち第１図に示す右側の端は半球状頭体５で
閉じられている。

殻１に対して縦方向即ち長手方向に熱交換器７が延び、
この熱交換器は複数本のＵ形管９を備えている。

ノズル又は短胴１１が半球形頭体５から大体水平に延び
、それに溶接その他の手段で管板１３を固定し、半球形
頭体１５を管板１３に溶接その他の手段で連結する。

半球形頭体１５は内部に配置された分割板（図示しない
）と、流入する加熱流体即ち蒸気の入口流体ノズル１１
と、流出凝縮物の出口流体ノズル１９と、流出する蒸気
ノズル２０とを備えている。

従って加熱流体即ち蒸気は熱交換器１を通る二つの通路
を造る。

即ちＵ形管９の上脚即ち第一通路２１を流れ、それから
Ｕ形管９の下脚即ち第二通路２３を流れる。

第２図に示すように、一対の縦方向即ち長手方向の仕切
２５を熱交換器７の対向両側に配置する。

一対の版型水分分離器２７又はその他の水分分離装置を
長文換器７の上方に配置して仕切２５及び殻１と共働σ
せて殻１内に中央の室２８を形成する。

集めた水分を除去する排出口２９を設ける。仕切２５と
水分分離器２７は共働して向合う横断壁を形成する。

これらの壁は大体殻１筐で延びている。

中央の室２８の両側には仕切２５及び水分分離装置２Ｔ
を含む上記の横断壁により一対の入口室を形成する。

水分を含有する流外即ち蒸気の入口ノイズ３０を皿形頭
体３の中心に配置する。

横邪魔板３１を周辺方向の周封じ溶接部その他の手段で
殻１に固定し、この邪魔板３１に開口部を設け、それら
に−束の管９を貫通させる。

邪魔板３１に設けた一対の孔に一対の細長い管状入口多
岐管３３を受け、これらの多岐管を入口ノズル３０と流
体連通関係に配置する。

入口多岐管３３は熱交換器７の対向両側沿いに長手方向
即ち縦方向で延びるように中央の室２８の両側の入口室
内に配置されて一列の孔３５を備えている。

入口からの距離が増加するに連れてこれら孔の数、間隔
、寸法を増加することで又はその組合わせで開放区域の
面積を入口からの距離増加と共に増加するような寸法に
孔３５を造シ、そのように配置する。

孔３５は流体を殻１内で大体上向きに流すように大体向
いている。

水分を台筐ない再熱した流体即ち蒸気の出口ノズル３１
を殻１の下側部分に配置する。

排出ノズル３９を又殻１の下側部分に配置して集めた水
分を殻１から除去する。

水分分離再熱器の作用は大体次の通りである。

高圧力又は中間圧力のタービン（図示しない）からの水
分を含む蒸気が入口ノズル３０に入り、入口多岐管３３
に流れ、それから水分を含む蒸気は大体等しく中央室２
８の対向両側に分布する。

含水蒸気が中央室２８の対向両側の全長に亘って大体等
しく分布するように、人口多岐管の孔３５を配置する。

含水蒸気はそれから水分分離器２１を流れて蒸気から水
分が除去される。

含水蒸気を熱交換器１の管の外側上に流して先づ熱交換
器１の頂脚即ち第一通路２１に接触させて熱し、それか
ら熱交換器Ｉの底脚即ち第二通路２３を形成する管の外
側に流して更に熱する。

熱交換器を通過した後、水分を含まない再熱蒸気は出口
ノズル３７を貫流し、それから中間圧力又は低圧力のタ
ービン（図示しない）の入口に流入する。

運転時高温蒸気は又半球形頭体１５内の入口ノズル１γ
に入ｂ１頭体１５の上側部分を通る。

この上側部分は熱交換器Ｉの頂脚即ち第一通路２１を形
成する管に高温蒸気を分布する多岐管として作用する。

高温蒸気は頂脚即ち第一通路２１を形成する管に入り、
そこを流れ、脚肉に形成した凝縮物は熱交換器の頭体１
５から遠い端で逆ベンドに入り、熱交換器Ｔの底脚即ち
第二通路２３を経て頭体に戻る。

凝縮物と少量の蒸気即ち排出蒸気が頭体１５の底に在る
。

熱交換器１の管束の内外での流れが不均一であり、また
、各Ｕ形管９の熱伝達性能が変化することがあるために
、蒸気は第二通路２３の若干の列に在る管出口の前で完
全に凝縮するであろう。

加熱蒸気が出口の前で完全に凝縮するならば、凝縮物は
管出口で過冷却されなければならない。

過冷却が生じる管はＵ形の半径が大きい方の管である。

過冷却の量は管の外側にある熱せられた蒸気の温度によ
り制限される。

現在の装置では、過冷却が生じる可能性のある管部分は
最も熱い加熱蒸気に接触している。

従って前に説明した種々の素子の配置は独特の共働作用
と相互作用を行って、重力の助けを利用することにより
管の自由排水を促進し、また、凝縮した蒸気の過冷却を
最小限にして、熱応力の減少により管の寿命を改善する
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に従って構成した水分分離再熱器を示
す一部断面の立面図、第２図は第１図の線■−■に於け
る断面図である。 図にふ゛いて、１・・・・・・殻、７・・・・・・熱交
換器、９・・・・・・Ｕ形管、１７・・・・・・加熱蒸
気入口ノズル、１９・・・・・・加熱蒸気の凝縮水出口
、２１・・・・・・第一通路、２３・・・・・・第二通
路、２５・・・・・・一対の仕切、２７・・・・・・一
対の水分分離装置、２８・・・・・・中央の室、３０・
・・・・・入口ノズル、３７・・・・・・出口ノズル。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 両端が閉じた細長い管状殻と、上記殻内の中央の室の下
   方に縦方向に配置された複数のＵ形管からなり、流入す
   る加熱流体及び熱伝達関係に在る流入流体を受ける上記
   Ｕ形管の一方の脚を含む第−通路並びに上記第一通路の
   下に配置されて上記第一通路と流体連通関係に在る上記
   Ｕ形管の他方の脚を含む第二通路を有する熱交換器と、
   上記熱交換器の対向両側に配置されて縦方向に延びる一
   対の仕切と、上記熱交換器の上方に配置され、上記殻内
   で縦方向に延びて上記仕切及び上記殻と共働関係に組合
   って、上記殻内に中央の室の両側に入口室を形成する一
   対の水分分離装置とを備え、上記中央の室は上記水分分
   離装置を介して上記入口室と流体連通関係に在り、水分
   を含む流体が上記中央の室に入る前に水分分離装置を通
   過しなければならないように上記殻内に水分を含む流体
   を供給するように配置された入口ノズルと上記中央の室
   と流体連通関係に在る出口ノズルとを設け、上記出口ノ
   ズルは同ノズルに入る流体が上記出口ノズルに入る前に
   上記熱交換器を通過しなければならないように配置され
   、運転時加熱流体は上記熱交換器内で凝縮して重力の助
   けで熱交換器から自由に排出でれ、上記熱交換器内の上
   記凝縮した流体の過冷却を極めて少くするようにした水
   分分離再熱器。