JPS63101601A - 給水加熱器 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、たとえば火力、原子力発電プラントにおいて
タービン抽気を用いてボイラあるいは原子炉給水を加熱
するために使用される給水加熱器に関する。

（従来の技術） 一般に、給水加熱器は水と蒸気とが伝熱壁を間に接触し
て熱交換する、いわゆる多管式熱交換器として構成され
る。この給水加熱器では器内で蒸気が凝縮して多量のド
レンが生じるため、これを冷却して器外に排出する必要
がある。特に、大形のプラントにおいては給水加熱器が
複数台設置されることがらドレンを別の圧力の低い給水
加熱器に導き、それぞれ給水と熱交換させるように構成
される。

以下、第４図ないし第６図を参照して従来の給水加熱器
を説明する。

第４図において、本体胴１の一側には管板２により仕切
られた水室３が形成され、この水室３は水平に配置され
た氷室仕切板４により入口水室５と出口水室６とに区画
されている。これらの入口および出口水室５．６には給
水入口管７および給水出口管８がそれぞれ結ばれ、器外
と連絡させている。さらに、伝熱管９はＵ字状に曲げて
成形され、その一端は入口水室５に、一方他端は出口水
室６にそれぞれ連絡するように管板２に固定されるとと
もに、所定の間隔を保１て配置される複数枚のささえ板
１ｏにより反対側が支持されている。

一方、本体胴１の上部には蒸気人口１１およびドレン入
口１２が設けられ、本体胴１の内部を各々個別に外部と
連絡させている、また、第５図に示されるように本体胴
１の底部に近い領域を囲い板１３により仕切り、かつ内
部をドレン吸込口１４を介してドレン溜め１５と通じさ
せてドレン冷却部１６が形成される。

なお、図中符号１７はドレンの蛇行した流れを形成する
ためのじヤま板、符号１８はドレン出口をそれぞれ示し
ている。また、第４図における符号１９．２０は衝撃防
止板を示している。

上記の構成において、給水は入口水室５から伝熱管９内
に導かれ、そこを通過する間に蒸気人口１１から本体胴
１内に導かれた蒸気と熱交換し、温度上昇して出口水室
６へと流れる。一方、ドレン入口１２から本体胴１内に
流入したドレンは本体胴１と伝熱管９との間の通路を通
って下に落ち、ドレン溜め１５に集められる。そして、
この後ドレン吸込口１４を通してドレン冷却部１６に導
かれ、そこで伝熱管９内を流れる給水と熱交換して冷却
され、ドレン出口１８を通って器外に排出される。

なお、ドレン吸込口１４はドレン量が増加した場合、上
記第４図の構造のものに変えて第６図に示され椙遺のも
のが使用される。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、ドレン吸込口１４からドレン冷却部１６に向
かうドレンの挙動を観察すると、第７図（ａ）に示され
るように表面が波だった状態で流れることが知られてい
る。この場合、ドレンの流れに対してドレン吸込口１４
付近での波動抵抗が増し、ドレン吸込口１４の側面と本
体胴１との間にドレンが回り込み、第７図（ｂ）に示さ
れるように正常な流れＦｌに対して迂回しな流れＦ２が
発生する。一般に、このような流れＦ２が生じた場合、
圧力損失の増加が避けられない、このなめドレン吸込口
１４より°もドレン水位が低下し、そこからドレンと共
に蒸気がドレン冷却部１６に巻き込まれる現象が発生す
る。特に、この現象はドレン量が多く、しかもその流速
が著しく高いものにおいて顕著である。ドレン冷却部１
６に蒸気がドレンと共に巻き込まれると、この蒸気は気
泡となって伝熱管９に衝突する。このため、伝熱管９が
徐々に浸食され、長期の使用に耐えられず、破損に至る
ことがある。また、こうした場合、蒸気はドレンよりも
比容積が大きいため、ドレン冷却部１６内でのドレンの
流速が高まり、この結果、圧力損失が増加して、しばし
ばドレンの排出が困難になることがある。

したがって、本発明の目的はドレン吸込口付近での局部
的な水位の低下をなくすことによりドレン冷却部内へ蒸
気が巻き込まれるのを防止するようにした給水加熱器を
提供することにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明に係る給水加熱器は、ドレン吸込口の前面に角錐
形状もしくはドーム形状の前頭部を形成したことを特徴
とするものである。

（作用） ドレン冷却部におけるドレンの流動状態について、安定
限界線を実験により確認した結果を第１図に示す。

この実験によると、従来技術によるドレン吸込口を採用
した場合、安定限界曲線は点線で示されるようにドレン
流速の増加につれて、またはドレン水位が低下するにつ
れて蒸気の巻き込みを伴い、不安定な流動状態に陥って
いる。一方、ドレン吸込口の前面に角錐形状あるいはド
ーム形状の前頭部を設けた場合、安定限界曲線は実線に
て示されるように安定流動域が増加している。すなわち
、ドレン流速が高いＳｏのときに従来のドレン吸込口に
よるものではドレン水位がＬ２にて不安定流動域に入っ
ていたが、本発明の構成によるならばドレン水位がＬｌ
になるまで流動状態は安定しており、Ｌ２−Ｌｌに相当
する安定流動域の拡大がみられる。

（実施例） 以下、図面に示した実施例に基づいて本発明を説明する
。

第２図（ａ）において、符号１６はドレン冷却部であっ
て、このドレン冷却部１６の入口部にはドレン吸込口２
１が一体に設けられている。このドレン吸込口２１のド
レン流入方向に対向する面、つまり前面には第２図（ｂ
）に示されるように角錐形状の前頭部２２が形成されて
いる。この角錐形の頂部はドレン吸込口２１の幅に合せ
てその中心位置に置かれ、かつ頂角については略９０４
としている。

上記実施例の構成によるならば、ドレン吸込部２１近傍
での波動を伴うドレン流に対して前頭部２２の吸込面積
が増加するため、ドレン吸込口２１の前面に生じる波動
抵抗が減少する。この波動抵抗の減少によりドレン吸込
口２１の側面と本体胴１との間にドレンが回り込むこと
がなくなり、ドレンは円滑にドレン吸込口２１に流れる
。

また、第３図は本発明の他の実施例を示している０本実
施例の前頚部２３の形状はドーム形状に形成したもので
、上記実施例と同様の効果を得ることが可能である。

さらに、上記２つの実施例に限らず、ドレン吸込口の前
面での波動抵抗を減少するのに有効な形状であれば、本
発明と同様の効果が得られる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明のドレン吸込口の前面に円錐
形状もしくはドーム形状の前頭を形成しているので、ド
レン冷却部における蒸気の巻き込み現象を防止すること
ができる。したがって、本発明によるならば伝熱管の浸
食事故が大幅に減少し、またドレンの排出が円滑になる
など優れて有用なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るドレン吸込口の流動状態領域説明
図、第２図（ａ）、（ｂ）は本発明による給水加熱器の
一実施例を示す断面図および平面図、第３図は本発明の
他の実施例を示す平面図、第４図は従来の給水加熱器の
一例を示す断面図、第５図は第４図のｖ−ｖ線に沿う断
面図、第６図は従来技術によるドレン冷却部の他の例を
示す断面図、第７図（ａ）（ｂ）はドレン吸込口付近の
ドレンの挙動を示す説明図である。 １・・・・・・・・・本体胴 ３・・・・・・・・・水室 ９・・・・・・・・・伝熱管 １３・・・・・・・・・囲い板 １４．２１・・・ドレン吸込口 １５・・・・・・・・・ドレン溜め １６・・・・・・・・・ドレン冷却部 ２２．２３・・・前頭部 代理人　弁理士　　則　近　憲　佑 同　　三俣弘文 第１図 （ｂ 第２図 第４図 第５図 第６図 （ａ） 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 本体胴内にドレン吸込口を介してドレン溜めと連絡させ
   たドレン冷却部を設け、前記ドレン溜めに集められたド
   レンを前記ドレン溜めより前記ドレン吸込口を通して前
   記ドレン冷却部に導き、伝熱管内を流れる給水によって
   冷却するようにした給水加熱器において、前記ドレン吸
   込口の前面に角錐形状もしくはドーム形状の前頭部を形
   成したことを特徴とする給水加熱器。