JPS61282708A - 湿分分離再熱器 - 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〕 この発明は、湿分分離装置および再熱装置が一体化され
た湿分分離再熱器に関する。

〔発明の技術的背順とその問題点〕

一般に、原子力発電プラン１〜において蒸気タービンに
送給される蒸気は、湿分が多量に含まれた湿り蒸気であ
る。ところが、この湿り蒸気中の湿分は蒸気タービンの
羽根を侵食覆るばかりでなく、蒸気タービンの効率低下
を招くため、除去Ｊる必要がある。

そのため、従来の原子力発電プラン１〜には、高圧ター
ビンと低圧タービンとの間に、第６図に示すような湿分
分離再熱器１が設置される。この湿分分離再熱器１は、
第７図にも承りように、被再熱蒸気流通路３に湿分分離
装置５および再熱装置７が順次設置されたものである。

湿分分離装置５は、例えばシェブロン型のようなドレン
ポクット付波形形状に形成され、高圧蒸気タービン排気
中に含まれる１０％程度の湿分を１％以下に低減する。

また、再熱蒸気７は、高圧タービンからの抽気蒸気ある
いは原子炉で発生した蒸気を加熱源としたものであり、
湿分分離装置５にて湿分の低減された蒸気を過熱し過熱
蒸気として低圧タービンに供給するものである。このよ
うな湿分分離再熱器１により、低圧タービンの侵食が緩
和される。

ところが、従来の湿分分離再熱器１は、被再熱蒸気流通
路３の過熱蒸気流通部分がハウジング９の一部を構成部
材として構成されている。つまり、被再熱蒸気流通路３
は、湿り蒸気流入口１１に連通された蒸気分配室１３と
、湿分分離装置が配置された湿分分離室１５と、再熱装
置７が設置された再熱室１７と、蒸気合流室１９および
過熱蒸気流出口２１とから構成されるが、このうち蒸気
合流室１９は、円板形状の仕切板２３の一部とハウジン
グ９の図にお【ｊる天井部２５とから形成される。

したがって、仕切板２３および天丼部２５は、再熱装置
７にて過熱されて蒸気合流室１９内へ導かれた過熱蒸気
によって直接過熱されることになる。そのため、ハウジ
ング９の図にお（Ｊる上部の熱膨張差が著しく人となり
、ハウジング９が第９図および第１０図に示すように熱
変形づる。第９図および第１０図の二点鎖線は、湿分分
離再熱器１の停止時におＧｊるハウジング９の状態を示
し、実線は運転中におけるハウジング９の状態を示す。

第９図に示すように、湿分分離再熱器１の運転中は、ハ
ウジング９の長手方向中央部が隆起し、いわゆる猫背現
象を呈する。また、第１０図に示すように、湿分分離再
熱器１の運転中には、ハウジング９の断面が図における
上方に膨出した卵形形状に変形する。

このような熱変形の結束、ハウジング９と内部構造物と
の接合部、特に仕切板２３にはハウジング９の熱変形を
拘束する機能があるため、この仕切板２３とハウジング
９との接合部に局所的に過大な熱応力が発生し、この接
合部に亀裂が生ずる虞れがある。そして、この亀裂が湿
分分離再熱器１の信頼性を損うことになる。

〔発明の目的〕

この発明は、上記事実を考癒してなされたものであり、
ハウジングおよび内部構造物における亀裂の発生を防止
して、湿分分離再熱器の信頼性を向上させることができ
る湿分分離再熱器を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために、この発明に係る湿分分離再
熱器は、上部に蒸気外側流出口、下部に蒸気流入口を備
えた横長円筒状のハウジングと、このハウジング内にあ
って上記蒸気流入口と蒸気流出口とを結んで、これらの
間に単一もしくは複数の流路を形成する被再熱蒸気通路
と、この被再熱蒸気通路内に設けられ、上記蒸気流入目
と通じるように置かれた湿分分離器に、その入口部分を
連結し、一方出口部分を上記蒸気流出口に連結するよう
に配置された再熱器とを有してなる湿分分離再熱器にお
いて、前記被再熱蒸気通路の上記再熱器下流部分が、ハ
ウジングに対し間隙を有して配置された遮蔽板を備えて
構成されたものであり、ハウジングにおける蒸気流入側
と蒸気流出側との熱膨張差を低減して、ハウジングの熱
変形を防止するものである。。

（発明の実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はこの発明に係る湿分分離再熱器の一実施例を示
す縦断面図であり、第２図、第３図は、それぞれ第１図
の■−■線、■−■線に沿う横断面図である。

横型の湿分分離再熱器３１におけるノ＼ウジング３３は
横方向に延在する横長円筒形状であり、その両端部に蓋
板３５Ａ、３５Ｂが取り付Ｇｊられて密閉構造とされる
。また、ハウジング３３の図にお【Ｊる下部には、蒸気
流入口としての一対の湿り蒸気流入口３７が、ハウジン
グ３３の軸方向もこ１川隙を隔てて設けられる。さらに
、湿り蒸気流入口３７間のハウジング３３にはドレン排
出口３９カ＜取り付番ノられる。また、ハウジング３３
の図【こお【プる上部には、蒸気外側流出口としての一
対の過熱蒸気外側流出口４１が取り伺けられる。この一
対の過熱蒸気外側流出口４１は、一対の湿り蒸気流入口
３７と対応するようにハウジング３３の軸方向に間隙を
隔てて設置ｊられる。

一方、ハウジング３３内には、蓋板３５Ａ、Ｂの近傍に
仕切板４３Ａ、Ｂｈ＜ｌれぞれ取り付４１られる。この
仕切板４３Ａ、Ｂと蓋板３５Ａ、ＢＧこ囲まれて端部空
間４５Ａ、Ｂがそれぞれ形成される。仕切板４３Ａ、Ｂ
は第２図および第３図１こ示すように、円板の図におけ
る左右が切欠かれた略三角形状であり、図における下方
の円弧辺がハウジング３３の内壁に固着される。切欠か
れた左右の両外側辺４７．４８は略く字形形状に形成さ
れ、図にお１する上下方向に延びた部分により仕切板４
３Ａ、Ｂの頂部４９が形成される。この頂部４９の図に
おける上辺は、ハウジング３３と同心でこれより小径の
円弧に形成される。また、仕切板４３Ａ、Ｂの中央部に
は、略正三角形の開口５０が形成される。この開口５０
を形成する仕切板４３Ａ、Ｂの図における左右の両内側
辺５１．５２は、両外側辺４７．４８のそれぞれに平行
に形成される。

また、ハウジング３３の内部下方には底板５３が設けら
れる。この底板５３は、第１図に示すようにハウジング
３３の軸方向に延在され、その両端部が仕切板４３Ａ、
Ｂに取り付番プられる。また、底板５３の両側辺は、第
２図に示すようにハウジング３３の内壁に固着される。

ざらに、第１図に示すように、ハウジング３３内の略中
央部には底板５３と平行に上板５５が配置される。この
上板５５もハウジング３３の軸方向に延在され、その両
端部が仕切板４３Ａ、Ｂに固着される。上板５５０両端
部は、第２図および第３図に示すよう番こ、仕切板４３
Ａ、Ｂにおける開口５０の底辺５７に沿って収り付番プ
られる。

また、第２図に示すように、上板５５と底板５３との間
には一対の蒸気分配板５９が取り付ＩＪられる。これら
の蒸気分配板５９は、底板５３から図における斜め上方
に延び、上板５５０幅方向中央部にて接合されるととも
に、この上板５５に固着される。ざらに、これら一対の
蒸気分配板５９は、第１図に示すようにハウジング３３
の軸方向に延在され、その両端部が仕切板４３Ａ、Ｂに
固着される。また、蒸気分配板５９には、多数の蒸気流
通孔６０が形成される。第２図に示すように、一対の蒸
気分配板５９の内面、底板５３および仕切板４３Ａ、Ｂ
に囲まれて断面三角形状の蒸気分配￥４１が構成される
。

また、蒸気分配板５９の外面、上板５５、仕切板４３Ａ
、Ｂおよび底板５３に囲まれて湿分除去室６３が構成さ
れ、この湿分除去室６３内【こ湿分分離装置６５が配置
される。この湿分分離装置６５はドレンポケット付で波
形形状に形成され、上板５５の両側辺から底板５７に向
って垂下して設（」られる。湿分除去室６３に導かれた
湿り蒸気が湿分分離装置６５を通過する際に、蒸気中の
湿分が分離除去される。

また、上板５５には、その両側辺から図における斜め上
方に延びて、接合される一対の分υ１板６７が設けられ
る。この分割板６７はハウジング３３の軸方向に延在さ
れ、その両端部が、仕切板４３Ａ、Ｂにおける開口５０
の両内側辺５１．５２に沿って固着される。さらに、一
対の分υｊ板６７のそれぞれに平行して一対の対向板６
９が設けられる。この対向板６９もハウジング３３の軸
方向に延在されるとともに、それらの両端部が外側辺４
７．４８に沿って仕切板４３Ａ、Ｂに固着される。分割
板６７、対向板６９および仕切板４３Ａ。

Ｂに囲まれて再熱室７１．７２が形成され、これらの再
熱室７１，７２に再熱装置ユニツ１〜７３（第１図）が
配置される。

再熱装置ユニット７３は第１段再熱装置７５Ａおよび第
２段再熱装置７５Ｂを備えた２段再熱形式であり、第１
段再熱装置７５Ａは高圧蒸気タービンからの抽気を利用
し、また第２段再熱装置７５Ｂは原子炉にて発生した蒸
気を利用してそれぞれ再熱Ｊるものである。また、第１
再熱装置７５Ａは各再熱室７１．７２の第２図におｉ−
する下方に、また第２段再熱装置７５Ｂは各再熱室７１
．７２の同図における上方に、それぞれ例えば一本づつ
４２本づつ配置される。さらに、これら第１段および第
２段再熱装置７５Ａ、Ｂは、第１図示ずようにハウジン
グ３３の軸方向に延在され、その両端部が支持板４３△
、Ｂに挿入支持される。また、各再熱室７１．７２内に
おいて隣接配冒された第１段および第２段再熱装置７５
Ａ、［３は、相互に逆向きに配置される。

つまり、第１図実線に示すように、再熱室７１に配置さ
れた第１段再熱装置７５Ａの第１段再熱蒸気ヘッダ７７
Ａは端部空間４５Ｂ内に、また再熱室７１内に配置され
た第２段再熱装置７５Ｂの第２段再熱蒸気ヘッダ７７Ｂ
は端部空間４５Ａ内にイれぞれ配置される。同様に、同
図において二点鎖線で示すように、再熱室７２内に配置
された第１段再熱装置７５Ａの第１段再熱蒸気ヘッダ７
７Ａは端部空間４５Ａ内に、また第２段再熱装置７５Ｂ
の第２段再熱蒸気ヘッダ７７Ｂは端部空間４５Ｂ内にそ
れぞれ配置される。

これらの第１段および第１再熱装置７５Ａ。

Ｂは、第４図に示すような略同−の構成を有する。

すなわち、第１段および第２段再熱装置７５Ａ。

７５Ｂはそれぞれ第１段および第２段再熱蒸気ヘッダ７
７Ａ、７７１’３と、１Ｊ字形状の第１段および第２段
伝熱管７９Ａ、７９Ｂとを有して構成される。第１段お
よび第２段伝熱管７９Ａ、Ｂの端部は、管板８１を介し
て第１段および第２段再熱蒸気ヘッダ７７Ａ、Ｂにそれ
ぞれ連結される。第１段および第２段再熱蒸気ヘッダ７
７Ａ、Ｂ内は隔壁８３により高温室８５と低温室８７と
に区画さ−１１＝ れる。

また、第１段および第２段再熱蒸気へラダ７７Ａ、Ｂに
は、高温室８５に連通した再熱蒸気導入口８９が形成さ
れる。ざらに、第１段および第２段再熱蒸気ヘッダ７５
Ａ、Ｂには、低温室８７に連通してベン１〜蒸気排出口
９１、ドレンＵ［出口９３およびマンホール９５が形成
される。マンホール９５は、低温室８７への作業員のｔ
１ｉ人口である。

また、第１段および第２段伝熱管７９Ａ、Ｂは、複数の
支持板９７により支持される。このような第１段および
第２段再熱装置７７Ａ、Ｂでは、再熱蒸気導入口８９か
ら導かれた＾湿蒸気が第１段および第２段伝熱管７９Ａ
、Ｂ内を流動する間に、第４図に示す矢印Ａの如く流れ
る被再熱蒸気を過熱する。

一方、第１図に示すように、仕切板４３Ａ、Ｂには、ハ
ウジング３３の軸方向に延在した遮蔽板としての内部用
９９が取り付けられる。この内部用９９の横断面は、第
２図および第３図に示すように、仕切板４３Ａ、Ｂの頂
部４９の円弧辺に沿って湾曲に形成される。さらに、内
部用９９は、仕切板４３Ａ、Ｂ等の内・部構造物とハウ
ジング３３との熱膨張差によっても、ハウジング３３と
内部用９９とが当接しないよう間隙を有して仕切板４３
Ａ、Ｈに取り付けられる。また、内部用９９、仕切板４
３Ａ、Ｂおよび対向板６９の上部に囲まれて蒸気合流室
１０１が形成される。この蒸気合流室が被再熱蒸気通路
の再熱蒸気下流部分を構成する。しかも、仕切板４３Ａ
、Ｂの頂部４９がハウジングから切り離して形成される
ことから、蒸気合流室１０１はハウジング３３から離反
して構成される。そして、この蒸気合流室１０１では、
両頁熱室７１．７２内でそれぞれ過熱された過熱蒸気が
合流する。

また、内部用９９にはζ第２図および第５図に示すよう
に、過熱蒸気外側流出口４１に対応する位置に開口１０
３が形成される。また、第５図に示すように、過熱蒸気
外側流出口４１の内壁の図における上部に、突起１０５
が設けられる。この突起１０５は過熱蒸気外側流出口４
１の半径方向内方に突出して形成される。この突起１０
５と内部用９９の開口１０３周囲との間に、シール部月
どしての伸縮部材１０７が介装される。この伸縮部材１
０７は、例えばベローズから構成される。

この伸縮部０１０７により、蒸気合流室１０１内の過熱
蒸気がハウジング３３と内部用９９および対向板６９と
で囲まれた空間内へ流入Ｊることが防止される。さらに
、この伸縮部材１０７により、ハウジング３３と内部構
造物との熱膨張差が吸収される。

また、伸縮部Ｕ１０７の内側に過熱蒸気内側流出口１０
９が配設される。この過熱蒸気内側流出口１０９は、伸
縮部４４１０７の開口１０３周囲から立設される。そし
て、この過熱蒸気内側流出［１１０９が、高速で流動す
る過熱蒸気から伸縮部１１０７を保護する。さらに、こ
の過熱蒸気内側流出口１０９に囲まれて過熱蒸気ダクト
・１１１が構成される。

第２図に示１ように、蒸気分配室６１、湿分除去室６３
、再熱蒸気室７１．７２および蒸気合流室１０１ならび
に過熱蒸気ダクト１１１により被再熱蒸気通路が構成さ
れる。このうち、再熱室７１．７２、蒸気合流室１０１
および過熱蒸気ダクト１１１が被再熱蒸気通路の過熱蒸
気通路部として構成される。

次に、再熱蒸気および被再熱蒸気の流れを説明Ｊ−る。

まず、被再熱蒸気は湿り蒸気として湿り蒸気流入口３７
から流入し、蒸気分配室６１内に至る。

湿り蒸気は蒸気分配室６１内で部分され、それぞれ蒸気
流通孔６０から湿分除去室６３．６４内へ流入する。非
再熱蒸気は、この湿分除去室６３゜６４内の湿分分離装
置６５を通過する間に湿分が除去され、その後、再熱室
７１．７２内へ流入する。再熱室７１．７２内へ流入し
た被再熱蒸気は、第１段および第２段再熱管７９Ａ、Ｂ
の外側を流れる間に、これらの伝熱管７９Ａ、Ｂの内側
を流動する再熱蒸気と熱交換して過熱蒸気となる。この
過熱蒸気は、その後、気合流室１０１内に流入して合流
した後、過熱蒸気ダクト１１１から流出し、低圧タービ
ンへ送給される。

上記湿分分離装置６５にて除去された湿分（ドレン）は
、重力によっτ湿分分離装詔６５を流下し集水された後
、ドレン排出口３９から排出される。この排出された湿
分は、その後、図示しないドレンタンクに集められる。

一方、第１段再熱装置７５Ａには再熱蒸気として高圧タ
ービンからの抽気が供給され、また第２段再熱装置７５
Ｂへは再熱蒸気として原子炉発生蒸気が供給される。こ
れらの再熱蒸気は第３図および第４図に示ずように、第
１段または第２段再熱装置７５Ａ、Ｂの再熱蒸気導入管
８９を通り、第１段または第２段再熱蒸気ヘッダ７７Ａ
、Ｂの高温室８５内へ流入する。高温室８５へ導かれた
蒸気は、それぞれ複数本の第１段または第２段伝熱管７
５Ａ、Ｂにて分流され各伝熱管内を流動する。再熱蒸気
は、伝熱管内を流動する間に、第１段または第２段伝熱
管７９Ａ、Ｂの外側を流れる被再熱蒸気と熱交換し、徐
々に冷却して二相流の流れどなる。液相ドレンと未再熱
凝縮蒸気の二相流の流れは、伝熱管７９．Ａ、Ｂから第
１段または第２段再熱蒸気ヘッダ７７Ａ、Ｂの低温室８
７内へ流入する。その後、液相ドレンは、ドレン排出孔
９３を通り、図示しないドレンタンクに集水される。ま
た、未凝縮再熱蒸気は、ドレン排出口９１から排出され
る。

上記実施例によれば、蒸気合流室１０１が対向板６９の
上部、内部用９９および仕切板４３Ａ。

Ｂにて形成されことから、蒸気合流室１０１内の過熱蒸
気がハウジング３３を直接加熱することが防止される。

また、仕切板４３Ａ、Ｂには、第３図に示すように、外
側辺４７．４８が形成され、かつ、頂部４９がハウジン
グ３３の内面から切り離して形成されることから、再熱
室７１．７２および蒸気合流室１０１を構成する仕切板
４３Ａ。

Ｂの過熱蒸気通路部分がハウジング３３から離反し、仕
切板４３Ａ、Ｂからハウジング３３への伝熱量を低減さ
せることができる。さらに、第５図に示すように、内部
用９９および過熱蒸気外側流出口４１の突起１０５間に
伸縮部材１０７が介装されたことから、蒸気合流室１０
１および過熱蒸気ダクト１１１内の過熱蒸気がハウジン
グ３３と内部用９９および対向板６９とに囲まれた空間
内へ流入することが防止され、ハウジング３３への伝熱
量をざらに低減することがぐきる。

以上の結果、湿り蒸気が流入するハウジング３３の湿り
蒸気流入口３７近傍と過熱蒸気が流出するハウジング３
３の過熱蒸気外側流出口４１近傍との熱膨張差が一様と
なり、ハウジング３３の熱変形を緩和することができる
。このハウジング３３の熱変形が緩和されたこと、およ
び内部構造物、特に仕切板４３Ａ、Ｂに開口５０が形成
されて仕切板４３Ａ、Ｂ自体の熱変形をも低減すること
ができることから、仕切板４３Ａ、Ｂとハウジング３３
との接合部に過大な熱応力が発生ずることがなく、その
結果、湿分分離再熱器３１の信頼性を向上させることが
できる。

また、第５図に示すように、内部用９９と過熱蒸気流出
口４１の突起１０５間に伸縮部材１０７が介装されたこ
とから、この伸縮部材１０７がハウジング３３と仕切板
４３Ａ、Ｂ等の内部構造物との熱膨張差を吸収すること
ができる。したがって、伸縮部材１０７と突起１０５お
よび内部用９９との接合部に過大な応力が生ずることな
く、これによっても、湿分分離再熱器３１の信頼性を向
上させることができる。

（発明の効果〕 以上のように、この発明に係る湿分分離再熱器によれば
、被再熱蒸気流通路の再熱器下流部分がハウジングに対
し間隙を有して配置された遮蔽板を備えて構成されたこ
とから、ハウジングにおける湿り蒸気流入側と過熱蒸気
流入側との熱膨張差を低減してハウジングの熱変形を防
止し、湿分分離再熱器の信頼性を向上さゼることができ
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る湿分分離再熱器の一実施例を示
す図、第２図は第１図の■−■線に沿う横断面図、第３
図は第１図のＩ［［−１［１線に沿う横断面図、第４図
は湿分分離再熱器のこの実施例に適用された再熱装置を
示す縦断面図、第５図は第２図の□要部拡大断面図、第
６図は従来の湿分分離器を示す縦断面図、第７図および
＠８図は第６図のそれぞれ■−Ｖｌ線、■−■線に沿う
横断面図、第９図おび第１０図は従来の湿分分離再熱器
の熱変形状態を示す図である。 ３１・・・湿分分離再熱器、３３・・・ハウジング、４
３Ａ、Ｂ・・・仕切板、４７．４８・・・外側辺、６１
・・・蒸気分配室、６３．６３・・・湿分除去室、６５
・・・湿分分離装置、６７・・・分割板、６９・・・対
向板、７１．７２・・・再熱室、７３・・・再熱装置ユ
ニット、７５Ａ・・・第１段再熱装置、７５Ｂ・・・第
２段再熱装置、９９・・・内部用、１０１・・・蒸気合
流室、１０７・・・伸縮部材、１０９・・・過熱蒸気内
側流出口、１１１・・・過熱蒸気ダクト。 第７図 １　　　・・　ノ１ □− 特開昭Ｇ１−２８２７０８（９） 第９図 −￥□；

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、上部に蒸気外側流出口、下部に蒸気流入口を備えた
   横長円筒状のハウジングと、このハウジング内にあって
   上記蒸気流入口と蒸気流出口とを結んで、これらの間に
   単一もしくは複数の流路を形成する被再熱蒸気通路と、
   この被再熱蒸気通路内に設けられ、上記蒸気流入口と通
   じるように置かれた湿分分離器に、その入口部分を連結
   し、一方出口部分を上記蒸気流出口に連結するように配
   置された再熱器とを有してなる湿分分離再熱器において
   、前記被再熱蒸気通路の上記再熱器下流部分が、ハウジ
   ングに対し間隙を有して配置された遮蔽板を備えて構成
   されたことを特徴とする湿分分離再熱器。 ２、被再熱蒸気通路の再熱器下流部分はハウジングから
   離反して構成された特許請求の範囲第１項記載の湿分分
   離再熱器。 ３、ハウジングに配設された蒸気内側流出口と遮蔽板と
   の間にシール部材が介在された特許請求の範囲第１項ま
   たは第２項記載の湿分分離再熱器。 ４、シール部材は伸縮部材から構成された特許請求の範
   囲第３項記載の湿分分離再熱器。 ５、遮蔽板には蒸気内側流出口が取付けられ、シール部
   材はこの蒸気内側流出口に内側から被冠された特許請求
   の範囲第３項または第４項記載の湿分分離再熱器。