JPS6233516A - 湿分分離器 - 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〕 本発明は、蒸気中に含まれる水滴を除去して湿り度の低
い蒸気とする湿分分ｔｌｉ器に関する。

〔発明の技術的背慎およびその問題点〕一般に、原子力
発電所においては、原子炉で発生した飽和蒸気が１１圧
タービンに送られるが、その飽和蒸気は高圧タービンを
通過し膨張仕事をする間に蒸気の圧力および温度が低下
して、高圧タービン出口部では蒸気中に多量の水滴を含
んだ湿り蒸気となる。したがって、この湿り蒸気が下流
側に配３Ｑされた低圧タービンにそのまま供給されると
、蒸気中の水滴により低圧タービンの羽根が浸食される
ばかりでなく、低圧タービンの効率低下をもたらす等の
問題がある。

このため、通常原子力発電所では、高圧タービンと低圧
タービンの間に、例えばシＪ１０ン形と呼ばれる分離エ
レメントを使用する湿分分１１１１ｔ器を設け、高圧タ
ービン排気蒸気中に１０〜１５％含まれている水滴を１
％以下に除去した俊、低圧タービンに供給することが行
なわれている。

上記湿分分離器としては、例えば特公昭５３−２１５３
５号公報、おにび特公昭５３−１７１８４号公報等に記
載されたものがよく知られている。

すなわら、第５図および第６図は上記従来の代表的な湿
分分離器の正断面図および縦断側面図であって、多聞の
水滴を含んだ高圧タービン排気蒸気は、本体１１１１１
の下部に設けられたサイクル蒸気入口座２より流入し、
本体胴１の軸線方向全長にわたって設けられた底板３と
本体胴１との間の空間４内で本体胴１の周方向Ｊ３よび
軸方向に分流し、サイクル蒸気入口座２を挟ｌυでその
両側に本体■１の軸方向全長にわたって垂直配置された
一対の湿分分離エレメント５を通過するようにしである
。

したがって、蒸気中に含まれた水滴は上記湿分分離エレ
メント５を通過中にその大部分が除去され、つまり湿り
度の低い蒸気となって、本体１シ４１の上部のサイクル
蒸気出口座６から流出し、下流側の低圧タービンへと導
かれる。

また、第７図および第８図も従来の湿分分離器の他の例
を承り図であって、この場合湿分分離エレメント５が傾
斜せしめられている。

ところで、上述の如ぎ装置の湿分分離エレメント５の水
滴除去性能は、蒸気流速が成る決まった値を超えると急
激に性能が低下する現象（ブレークスルー現象と呼ばれ
る）を有することが確認されている。

したがって、湿分分離器の性能を最大限に発揮するため
には、前記底板３と本体胴１間の空間４から湿分分離エ
レメント５に蒸気が流れ込む際に本体ＷＡ１の軸方向に
ついて偏流を抑えて均等になるようにすることが重要で
ある。

このため、第５図、第６図においては、サイクル蒸気入
口座２の近傍にスチームガイド７を設けて周方向および
軸方向に滑らかに蒸気を分配するようにしである。また
第７図、第８図においては、多数の窓孔８を有する側板
９を前記空間４を囲むように立設し、その窓孔８の開口
面積を本体１１１の軸線方向に調整することによって、
上記蒸気の軸方向の均一化の目的を達成するようにしで
ある。

一方、原子力発電プラントは建設費が高く、発電単価を
低減するためには機器のコンパクト化による原価低減が
必要であり、特に湿分分ｍ器は非常に大型の容器であっ
て、多くの設置スペースを占有するために、本体胴の小
型化が強く望まれている。

しかしながら、従来の装置では、本体１１］１の小型化
のために胴径を小さくすると、底板３と本体１シ１１の
間の空間が狭くなって、蒸気の周方向および軸方向の分
配が困難になるばか蒸気流速の上昇によって前記空間４
内での蒸気の圧力損失が急激に増大するという不都合が
ある。また、モデル実験によると、湿分分離器内で発生
する蒸気の圧力損失の大部分は蒸気がサイクル蒸気入口
座２がら空間４に流入して周方向および軸方向に流れを
変える際に生じることが確認されており、この圧力損失
の増大は発電プラントの熱効率に直接的な影響を及ぼす
ために、この圧力損失の増大は絶対に抑える必要がある
。

（発明の目的） 本発明はこのような点に鑑み、蒸気の圧力損失の増加を
招くことなく本体胴を小型化し、かつザイクル蒸気を軸
方向に均一に分配し得るようにした湿分分離器を得るこ
とを目的とする。

〔発明の概要〕

水平円筒形の本体胴下部にサイクル蒸気入口座と、本体
胴上部にサイクル蒸気出口座を有し、本体胴内に本体胴
の軸方向に一対の湿分分離エレメントを立設した湿分分
離器において、上記一対の湿分分離エレメントの下端に
連設され本体胴の軸方向全長にわたって延びるとともに
、多数の蒸気孔を有しかつサイクル蒸気入口座の直上部
においてその幅以上の前後左右の幅を有りる切欠き開口
部を有する隔板と、その隔板の上方に配設され、本体胴
の軸方向全長にわたって延びる天板とによって蒸気分配
室を構成し、上記隔板と本体胴によって形成された空間
内に配設された、本体用の軸線と直交する方向に延びる
一対の仕切板と、本体胴の軸線方向に延び、かつ多数の
蒸気孔を有する一対の第２の仕切板とによって、前記サ
イクル蒸気入口座と隔板の開口部との連通路を構成した
ことを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下、第１図乃至第４図を参照して本発明の実施例につ
いて説明する。なＪ３、第５図乃至第８図と同一部につ
いては同一符号を付しその詳ｉｌｌな説明は省略する。

第１図乃至第３図において、符号５は、本体胴１内にそ
の軸線方向全長にわたって２列に設けられた湿分分離エ
レメントであって、その湿分分離ニレメンｌ−５，５間
には、その一対の湿分分離ニレメンＩ−５，５の下端部
に連設されるとともに本体胴１の軸線方向全長にわたっ
て延びる隔板１０が配設されてＪ３す、さらにその隔板
１０の上方には１．断面逆Ｕ字状の天板１１が同様に本
体１１１の軸線方向全長にわたって延設され、上記隔板
１０と天板１１とによって蒸気分配室１２が形成されて
いる。

上記隔板１０には、サイクル蒸気入口座２の直上方位置
に、上記サイクル蒸気入口座２の幅より大きな前後左右
の幅を有する開口１３が設けられており、その開口１３
の左右両縁部と本体１）＋　１の内面との間には本体ｌ
１１１の軸線と直交する方向に延びる一対の第１の仕切
板１４が立設されるとともに、上記開口の前後両縁部と
本体胴１の内面との間には本体ＩＳｌ　１の軸線方向に
延びかつ多数の蒸気孔１５を有する一対の第２の仕切板
１６が立設されている。そして、上記第１の仕切板１４
および第２の仕切板１６によって、サイクル蒸気入口座
２と上記隔板１０の開口１３との連通路が形成されてい
る。

一方、前記隔板１０には、前記蒸気分配室１２と隔板１
０、本体１１ｉ１および両端板１７によって形成される
空間１８とを連通ずる多数の蒸気孔１９が穿設されてお
り、また、前記天板１１は蒸気分配室１２の断面積が本
体１１１の軸線方向両端部に向って徐々に減少するよう
に形成されている。

しかして、多量に水滴を含んだ湿り度の高い高圧タービ
ン蒸気は、サイクル蒸気入口座２より本体胴１内に流入
し、その大部分は蒸気分配室１２内に流れ込んで軸方向
に左右に分流する。そして軸方向に向って流れるにした
がって、隔板１０に設けられた蒸気孔１９から、隔板１
０の下方の空間１８に流入する。この場合、上記蒸気分
配室１２はその断面積が軸方向に連続的に縮少している
ため、蒸気の流速は蒸気分配室１２内でほぼ一定に保た
れており、したがって、上記隔板１０に設けられた蒸気
孔１９の開口面積を軸方向に調整づることによって、上
記蒸気孔１９からの流出量が軸方向に均一になるように
しである。

そこで、上記空間１８に流れ込んだ蒸気は左右に分流し
、本体胴１の周方向に沿って流れて湿分分離エレメント
５を通過する。したがって、その間に蒸気中の大部分の
水滴が除去されてほぼ乾き飽和蒸気となって、サイクル
蒸気出口座６から低圧タービンに導かれる。

一方、上述のようにサイクル蒸気入口座２より流入した
蒸気の大部分は蒸気分配室１２内に流入するが、一部の
蒸気は第２の仕切板１６の蒸気孔１５から周方向に流出
する。すなわち蒸気分配室１２をバイパスして直接に湿
分分離エレメント５に流入し、その後前記蒸気分配室１
２を経た蒸気と合流して器外に導かれる。この場合、上
記バイパス吊の全蒸気量に占める割合は、第２の仕切板
１６の軸方向の幅と湿分分離エレメント５の全長との比
に一致するように、蒸気孔１５の間口面積が調整されて
いる。

このように、サイクル蒸気を一旦蒸気分配室に導いた後
、隔板１０の下方の空間１８に導くようにしたので、従
来湿分弁１！！［器内の圧力損失の大部分を占めていた
蒸気入口部での損失がほぼ解消されるようになった。′
！ｌなわち、上記空間１８に流入した蒸気が周方向、軸
方向に急激に流れが変化して局部的に流れが加速され、
圧力損失を招来していたのに対し、本発明では蒸気分配
室１２の蒸気入口部を十分な断面積を有するようにする
ことかできるため、流れの急激な変化が発生することが
なく、圧力損失を小さくすることができる。

第４図は本発明の他の実施例であって、隔板１０の下方
の空間１８が複数の第３の仕切板２０ににって本体１￥
４１の軸線方向に区割されている。

したがって、蒸気分配室１２から隔板１０を経て空間１
８に流入したサイクル蒸気が、その空間１８内で干渉す
ることがなく、スムーズに湿分分離エレメント５に流入
し、軸方向の分配の均一化が一層徹底される。

（発明の効果〕 以上説明したように、本発明においては、一対の湿分分
離エレメントの間にサイクル蒸気入口座に連通ずるとと
もに本体胴の軸線方向に延びる蒸気分配室を設けたので
、蒸気導入部における断面積を十分広くすることができ
、入口損失が非常に小さくなり、発電ブランＦ全体の熱
効率の向上を図ることができる。しかも隔板と本体胴間
の空間を従来より狭くしても、圧力損失の増加がないの
で、本体胴の外径を小さくすることができて、湿分弁ｌ
１ｌｌｌ器自体をコンパクトなものとすることかできる
。さらに、前記蒸気分配室の断面積および隔板の蒸気孔
の適宜選定によってサイクル蒸気を本体胴の軸方向全長
にわたって平均化することができ、偏流によるブレーク
スルー現象を防止することができて、湿分分離エレメン
トの性能を十分発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の湿分弁１１１１冴の正断面図、第２図
および第３図はそれぞれ第１図のＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ
ｌ！ｉｔに沿う断面図、第４図は本発明の他の実施例を
示す正断面図、第５図は従来の湿分分離器の概略構成を
示す正断面図、第６図は第５図の縦断側面図、第７図は
従来の他の湿分分離器の正断面図、第８図は第７図の縦
断側面図である。 １・・・本体胴、２・・・サイクル蒸気入口座、５・・
・湿分分離エレメント、６・・・サイクル蒸気出口座、
１０・・・隔板、１１・・・天板、１２・・・蒸気分配
室、１３・・・開口、１４・・・第１の仕切板、１６・
・・第２の仕切板、１８・・・空間、１９・・・蒸気孔
。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 も　ＩＦ ６２　口 １尋 ら３　図 ６４　囚 Ｂ６　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、水平円筒形の本体胴下部にサイクル蒸気入口座と、
   本体胴上部にサイクル蒸気出口座を有し、本体胴内に本
   体胴の軸方向に一対の湿分分離エレメントを立設した湿
   分分離器において、上記一対の湿分分離エレメントの下
   端に連接され本体胴の軸方向全長にわたつて延びるとと
   もに、多数の蒸気孔を有しかつサイクル蒸気入口座の直
   上部においてその幅以上の前後左右の幅を有する切欠き
   開口部を有する隔板と、その隔板の上方に配設され、本
   体胴の軸方向全長にわたつて延びる天板とによつて蒸気
   分配室を構成し、上記隔板と本体胴によつて形成された
   空間内に配設され、本体胴の軸線と直交する方向に延び
   る一対の第１の仕切板と、本体胴の軸線方向に延び、か
   つ多数の蒸気孔を有する一対の第２の仕切板とによつて
   、前記サイクル蒸気入口座と隔板の開口部との連通路を
   構成したことを特徴とする湿分分離器。 ２、蒸気分配室は、その断面積が本体胴の軸線方向両端
   部に向って徐々に減少せしめられていることを特徴とす
   る、特許請求の範囲第１項記載の湿分分離器。 ３、隔板と本体胴によって形成された空間は、その軸線
   に直交する方向に延びる第３の仕切板によつてその軸線
   方向に複数に区劃されていることを特徴とする、特許請
   求の範囲第１項または第２項記載の湿分分離器。