JPS6082118A - 蒸気タ−ビンプラント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は蒸気タービンブランドに係り、特に蒸気タービ
ンに導入される蒸気に混入される最イラスケールを除去
するスケール除去装置ヲ蒸気前の曲管部の下流に介装せ
しめた蒸気タービンプラントに関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般に蒸気タービンに導入される蒸気にはぜイラの管壁
等から剥離した酸化鉄等の同体粒子が多量に混入されて
いる。この固体粒子は蒸気タービン内では、ノズル、羽
根からなる段落をその壁面に衝突しながら流通するので
、蒸気タービンに対し、種々の悪影響を及ぼしている。

すなわち、高圧初段ノズルが固体粒子の衝突によす侵食
を受けるほか、２イラスケールがタービン構成機器に付
着し、この付着部からその周辺へ腐食が進行するという
悪影響があり、これら悪影響を除去することが蒸気ター
ビンプラントの重要課題の１つになっている。

そこで、従来の蒸気タービンプラントでは、導入蒸気と
共に蒸気タービン内へ固体粒子等異物が流入されるのを
防止するために、タービン加減弁入口に多孔円筒のスト
レーナを色設し、流入蒸気中に混入する固体粒子等の異
物を除去していた。

しかし、このような従来装置ではストレーナが蒸気流路
の全体を覆うので、これにより蒸気流を減速させぬよう
に、多孔円筒の孔径を充分な小径にできず、その結果、
小径の固体粒子ｋｉｈ気中から殆ど除去することができ
ないという問題点があった。

し発明の目的〕 本発明は上述した事情に鑑みなされたもので、蒸気ター
ビンへ導入される蒸気中に混入された小径の固体粒子等
のメイラスケールを確実に除去し、清浄な蒸気を蒸気タ
ービンへ導入させ、これにより、固体粒子等による蒸気
タービン構成機器の侵食や腐蝕を未然にかつ確実に防止
する蒸気タービンプラントを提供することを目的とする
。

〔発明の概要〕

上述した目的を達成するために本発明に係る蒸気タービ
ンプラントは、蒸気管内を流れる蒸気はほぼ直角で屈曲
する曲管部では２次流れのために適宜方向へ旋回する旋
回流を形成し、この旋回流の遠心作用により、蒸気中の
比較的重Ｓ９のボイラスケールはその旋回流の外周方向
へ分離され、偏在するという現象に着目してなされたも
ので、旋回する蒸気流の外周方向へ分離されるボイラス
ケールを二重管の環状空間部に案内し、この環状空間部
に張設した捕捉スクリーンによりボイラスケールを除去
すると共に、蒸気流の内周を旋回する蒸気は２重管の内
管内をそのまま流通せしめるよりに構成された。

〔発明の実施例〕

以下本発明に係る蒸気タービンプラントの実施１ヲリに
ついて図面を８照して説明する。

第１図は本づＩ」の一実施例を示す外観正面図であり、
図中符号ｌは蒸気管である。この蒸気管１は肉示しない
ボイラーで発生した蒸気を蒸気タービン（図示省略）へ
導入するものであり、その途中には鉛直方向から水平方
向へほぼ直角で屈曲する曲管部２を有する。この曲管部
２の直近で、かつ第１図に示す矢印方向へ流入する蒸気
流の下流にスケール除去装ｆｆｔ　、３が介装される。

このスケール除去装置３は第２図の縦断面図に示すよう
に構成され、軸方向中間部で径方向に膨出する膨出部全
形成せしめた外管４を有する。この外管４の左右、両開
口端部には蒸気管１に気密に接続するだめの取付フラン
ジ５がそれぞれ形成され、外管４の上記膨出部内には内
管６が同軸状に収容されている。内管６の内径Ｄユは外
管４の開口端部の内径Ｄ２よりも若干小径に形成され、
両者の比Ｄ１／Ｄ２は０．８以上とし、内管６により蒸
気流の流路断面積が過度の狭隘とならぬようになってい
る。また内管６の外周面は、この外周面と外管４の膨出
部の内周面とで画成される環状空間部の流路断面積がほ
ぼ一定となるように断面台形に形成される。この環状空
間部には蒸気中のボイラスケールの固体粒子等異物を捕
捉する捕捉スクリーン７が張設される。捕捉スクリーン
７は第３図（第２図のＩＩＩ　−ＩＩＩ線に沿う断面図
）に示すように環状枠にワイヤメツシュ８を張設してな
り、この環状枠の内周枠部７ａは内管６の外周面に固着
され、外周枠部７ｂは外管４の内周面に固着され、第２
図の太線矢印９で示す導入蒸気の流れ方向に対し、はぼ
直角方向に張設さｔている。この捕捉スクリーン７は第
２図に示すように蒸気の流れ方向９に対し２重に並設さ
れる。２重の捕捉スクリーン７は、スペーサ１０により
両捕捉スクリーン７の環状枠の内、外画枠部７ａ、７ｂ
を連結すると共に、適宜間隔が保持されるようになって
いる。捕捉スクリーン７の上６１Ｌ側（第２図では左側
）において内管６の外周面にはガイドベーン１１が適宜
間隔をおいて周方向に多数植設される。このガイドベー
ン１１は第４図（第２図のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図）
に示すように蒸気の流入方向９に対して弓形に湾曲して
おり、この弓形先端部外周に接する接線αが内管６の軸
線に対し、約４５°以下で傾斜するように内管６の外周
上に取付けられ、その上端部は外管４の内周面に固定さ
れている。すなわち、外管４と内管６との環状空間部へ
流入した蒸気流がガイドベーン１１の取（；Ｊ傾斜角度
に従って旋回するようになっている０２亀の捕捉スクリ
ーン７の上流側（第２図では左側）のスクリーン面下部
に接するようにガイド溝１２が内管６の外周面に周方向
に凹設され、捕捉スクリーン７によシ捕捉された蒸気中
の固体粒子等メイラスケールはこの捕捉スクリーン７の
スクリーン面に沿って自重により落下し、この落下方向
で開口するガイド溝１２内に収容されるようになってい
る。外管４の下部には、第２図に示すように中空筒体の
スケール溜１３が外管４の軸線に対し、垂直方向下方へ
＋ｈＯるように一体的に連成され、その下端部はボイラ
スケール排出用の排出口１３ａが形成され、この排出口
１３ａは適宜開閉し得るように開閉自在に形成さノ１て
いる。スケール溜１３の中空部はボイラスケールを貯溜
するだめのものであシ、この中空部は、内管６の外周下
面に凹設されたガイド溝１２の空間部と連通するように
なっている。すなわち、上流側（第２図では左側）Ｋ位
置する２重の捕捉スクリーン７の外周縁部の下端部には
、この捕捉スクリーン７の厚さ方向に貫通する貫通孔７
Ｃが穿設される。

また、２重の捕捉スクリーン７の外周縁部を連結するス
ペーサｌＯの下端部には、径方向にスペーサ１０を貫通
する貫通孔１０ａが穿設され、これら両頁通孔７ｃ、１
０ａを介してスケール溜１３の中空部とガイド溝１２の
空間部とが外管４内の下部において連通している。

次に上述の実施例の作用について述べる。

一般に蒸気管１内を流れる蒸気流は、はぼ直角に屈曲す
る曲管部２の直後においては第５図に示すように２次流
れのために管断面内に渦を有する旋回流となる。このた
めに蒸気中に混入されている重量の大きい固体粒子等ボ
イラスケール１４は、この旋回流による遠心作用で旋回
蒸気流の外周方向へ分離され、この外周を旋回する外周
旋回蒸気流に集中するものである。したがって、２１管
構造を々ず本発明に・係るスケール除去装置３をこのよ
うな旋回する洛気流の流路に設りれば、々（６図矢印９
に示すようにスケール除去装置３へ流入した蒸気流は内
管６内と、内管６の外周面と外管７の内周面とで画成さ
れる環状空間部とへ分流され、この環状空間部には第６
図の黒点で示すボイラスケール１４を比較的多量に混入
させた外周旋回蒸気流９ａが流入される。この蒸気流９
ａけまず、ガイドベーン］１により旋回角度を規制され
、ガイドベーン１１の取付角度に従った旋回流に修正さ
れ、２重の捕捉スクリーン７へ案内される。外周旋回蒸
気流９ａはこの２重の捕捉スクリーン７へ第７図に示す
ように斜め方向から流入され、蒸気流９ａ中のボイラス
ケール１４は捕捉スクリーン７の細目に編まれたワイヤ
メツシュ８により捕捉され、蒸気は浄化される。捕捉ス
クリーン７により捕捉されたボイラスケール１４は捕捉
スクリーン７のワイヤメツシュ８に沿って自重により下
方のガイド溝１２内へ落下し、または外管４の内周面上
に洛下し、これらガイド溝１２オよび外管４の内周面に
より外管４内下方へ案内され、この下方で開口する捕捉
スクリーン７の外周縁部下部の貫通孔７Ｃおよびスペー
サ１０の外周部下部゛の貫通孔１０ａを介してスケール
溜１３へ収容される０このスケール溜１３で貯溜さねた
ボイラスケール１４は排出口１３ａより適宜排出できる
ようになっている。

一方、蒸気管１の曲管部２の管軸周辺の内周を旋回する
内周旋回蒸気流９ｂはボイラスケール１４が比較的少な
く、内管６内を円滑に流動し、内管６の出口側に達する
。ここでこの蒸気流９ｂは、内管６と外管４との環状空
間部を流れ、捕捉スクリーン７にて浄化された蒸気流９
ａと合流し、外管４の下流側へ流れ、ボイラスケール１
４が確実除去された清浄な蒸気が蒸気タービン（図示省
略）へ導入される。

なお、上述した実施例のスケール除去装置では外管４の
膨出部内に内管６を収容する２重管構造としたが、本発
明はこれに限定されるものではなく、第８図に示すよう
な２重管構造としてもよい。

すなわち、外管加は膨出部を備えないストレート管に形
成し、この外管か内に内管２１ヲ同軸状に収容する４１
Ｎ成としてもよい。また、第８図に示すように捕捉スク
リーン２２を１重としてもよい。この第８図に示すよう
な実施例のスクール除去装置では円管と外管とで画成さ
れる環状空間部が狭小となり、また、捕捉スクリーンｎ
が１重であるためにボイラスケールの除去能力は若干低
下するが、上述の第１実施例とｔｌは同様の作用、効果
を有し、しかも、スケール除去装置の構造が簡単になる
ために制作コストが低減されるという効果を有する。

なお、第８図中、第２図と同一符号は同一部月を示し、
その説明を省略している。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係る蒸気タービンプラント
は、蒸気管の曲管部下流において旋回流を生ずる蒸気流
を２重管構造よりなるスケール除去装置に流入せしめ、
ボイラスケールを比較的多址に混入させた外周旋回蒸気
流を、スケール除去装置の内管と外管とで画成される環
状空間部に誘導し、ここで捕捉スクリーンにより＆イラ
スケールを除去するようにした。すなわち、ボイラスケ
ールが偏在する蒸気管の曲管部下流において、比較的ゲ
イラスケールを多量に混入させる蒸気流の外周を旋回す
る外周旋回蒸気流のみを捕捉スクリーンにより浄化する
ので、効率良くボイラスケール等異物を除去することが
できる。また、殆どボイラスケールを混入させていない
盛気流の内周を旋回する内周旋回蒸気流はそのまま内管
を流通させるので、その蒸気流に乱流を生ずることがな
く、また流速も減速されず、圧力損失を最小限に抑制す
ることができる。さらに、捕捉スクリーンは従来のスト
レーナよりもワイヤメツシュ等により蒸気流通孔を小径
に形成できるので、従来のストレーナでは捕捉すること
ができなかった小径の固体粒子等異物を除去でき、その
結果、蒸気タービンへ導入される蒸気の清浄度を高める
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る蒸気タービンプラントの一実施例
を示し、蒸気管の曲管部直近の下流に介装された状７７
↓１のスケール除去装置の外観正面図、第２図は同、ス
ケール除去装置の縦断面図、第３図は同、第２図σ月１
１−■線に沿う断面図、第４図は同、第２図のＩＶ　−
ＩＶ線に沿う断面図、第５図は一般的な蒸気管の曲管部
内における蒸気流を説明するだめの説明図、第６図は＠
２図の要部拡大図、第７図は第２図で示すスケール除去
装置のガイドベーンと捕捉スクリーンとを流通する蒸気
の流れを説明するだめの概略ｆＪｊｒ面図、第８図は本
発明に係る蒸気タービンプラントの他の実施例に適用さ
れるスケール除去装置の縦断面図である。 １・・・蒸気管、２・・・曲管部、３・・・スケール除
去装置、４，２０・・・外管、５・・・取付フランジ、
６．２１・・・内管、７．２２・・・捕捉スクリーン、
７ａ・・・内周枠部、７ｂ・・・外周枠部、８・・・ワ
イヤメツシュ、９・・・蒸気の流れ方向、９ａ・・・外
周旋回蒸気流、９ｂ・・・内周旋回蒸気流、１０・・・
スペーサ、１１・・・ガイドベーン、１２・・・ガイド
溝、１３・・・スケール溜。 出願人代理人　波　多　野　久 第１図 汗； １（ 第２図 −３ＩＩ 第３図 第４図 ボ　第５図 １￥ イ リ ｈ 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｉイラーで発生した蒸気を蒸気タービンに導入する
   蒸気管を備えた蒸気タービンプラントにおいて、外管内
   に内管を収容して二重管構造をなし、この外管と内管と
   で画成される環状空間部にｌイラスケール等の異物を捕
   捉する捕捉スクリーンを張設し、この捕捉スクリーンへ
   流入する蒸気流を旋回せしめるガイドベーンを複数設け
   、上記捕捉スクリーンにより捕捉されたＩイラスケール
   等の異物を上記外管内下部に案内するガイド溝を上記内
   管の外周面に周方向に周設し、上記外Ｉｕ内下部に案内
   されたゼイラスケールを貯溜するスクール溜を上記外管
   下部に設けてスケール除去装＠を宿成し、このスケール
   除去装置を上記蒸気管の曲管部の下流罠介装させたこと
   を４４徴とする蒸気タービンプラント。 ２、捕捉スクリーンは、ワイヤーメツシュまたは多孔板
   のいずれかよりなることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の蒸気タービンプラント。 ３、蒸気管の曲Ｇ部は、その管軸が性を１直角に屈曲さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の蒸気タービンプラント。 ４、捕捉スクリーンが多重に並設されたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の蒸気タービンプラント
   。 ５、スケール除去装置は、蒸気管の曲管部の直近に介装
   されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   蒸気タービンプラント０