JPS63116005A - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば原子力発電プラント等において、湿り
度の高い蒸気から湿分を除去した後の蒸気を過熱蒸気に
再熱する湿分分離再熱器に関する。

（従来の技術） 一般に、原子力発電プラントでは、高圧タービンと低圧
タービンとの間に、高圧タービンから排出される蒸気か
らその蒸気中に含まれる１０％程度の湿分を除去した後
、その蒸気を高圧タービンの抽気蒸気および原子炉で発
生する蒸気により再熱して過熱蒸気を作る湿分分離再熱
器が設置されている。

上記湿分分離再熱器は、第３図および第４図に示すよう
に、横方向に延びる円筒形のハウジング１を有し、その
ハウジング１の両端はそれぞれ蓋板２ａ、２ｂにより密
閉されており、その内部は中央面Ａ−Ａに対してほぼ左
右対称に構成されている。

上記ハウジング１内は、それぞれ葺成２　ａ。

２ｂの近傍部において蓋板仕切板３により軸方向に仕切
られており、またハウジング１の中央部には、ハウジン
グ１の軸線に直交するとともに所定高さの２枚の中央仕
切板４ａ、４ｂが互いに軸線方向に離間して立設され、
その中央仕切板４ａ。

４ｂによつて前記ハウジング１内に中央区劃室５が形成
されている。また、上記ハウジング１の底壁部には、ハ
ウジング１の軸線方向に延び両端が蓋板仕切板３および
中央仕切板４ａ或いは４ｂに接続された蒸気分割板６が
立設されており、上記蒸気分割板６上に水平状の底板７
が載置固定されている。

上記底板７の幅方向両端部には、それぞれハウジング１
の軸線方向に延びる入口多孔板８、湿分分離装置９、お
よび出口多孔板１０の積層体が立設されており、その各
積層体の頂部とハウジング１の側壁部との間には、それ
ぞれ入口蒸気仕切板１１が配設され、さらに両出口多孔
板１０間には、前記底板７より上方に適宜間隔を設けて
上底板１２が装着されている。

また、上記両入口蒸気仕切板１１の上部には、その内端
縁からハウジング１の頂壁に達する囲い板１３．１３が
設けられており、両囲い板１３゜１３によって被再熱蒸
気通路１４が形成されている。

一方、蓋板仕切板３と蓋板２ａ、２ｂとの間には、第１
段再熱蒸気ヘッダ１５ａおよび第２段再熱蒸気ヘッダ１
５ｂがそれぞれ上下位置関係に配設されており、その両
画熱蒸気ヘッダ１５ａ。

１５ｂから突設された複数本のＵ字状伝熱管１６ａ、１
６ｂが、上記蓋板仕切板３を貫通し、前記被再熱蒸気通
路１４内にハウジングの軸線と平行に配設されている。

再熱蒸気ヘッダ１５ａ、１５ｂの形状は、第１段、第２
段ともほぼ同様であり、再熱蒸気ヘッダ１５ａ、１５ｂ
内は、隔壁１７ａ、１７ｂにより区画されており、再熱
蒸気導入管１８ａ、１８ｂが接続された高温室１９ａ、
１９ｂと、凝縮ドレン排出管２０ａ、２０ｂおよびベン
ト蒸気排出管２１ａ、２１ｂが接続された低温室２２ａ
。

２２ｂが形成されている。そして、上記両画熱蒸気ヘッ
ダ１５ａ、１５ｂの管板２３ａ、２３ｂにそれぞれ前記
Ｕ字状の伝熱管１６ａ、１６ｂの端部が接続されている
。

上記伝熱管１６ａ・、１６ｂは、前記被再熱蒸気流通路
１４内に設けられている複数枚の支え板２４ａ、２４ｂ
によって支持されており、これらの支え板２４ａ、２４
ｂは、上記伝熱管１６ａ。

１６ｂが振動しないよう適当間隔をもたせてステーボル
ト２５ａ、２５ｂに固若されている。また、上記支え板
２４ａ、２４ｂは前記囲い板１３に固定された管束支持
レール２６ａ、２６ｂ上に成程度招動可能に載置支持さ
れている。

さらに、前記中央仕切板４ａ、４ｂには、伝熱管１６ａ
、１６ｂのＵベンド部を覆う管束仕切板２７ａ、２７ｂ
が形成されており、また再熱蒸気ヘッダ２３ａ、２３ｂ
と蓋板仕切板３との間の伝熱管束の外周には、管束囲い
板２８ａ、２８ｂが配設されている。

なお、図中符号２９は被再熱湿り蒸気導入管、３０はド
レン排出管、３１はシェルドレン排出管、３２は過熱蒸
気排出管である。

しかして、高圧タービンからの抽気蒸気である第１段再
熱蒸気および原子炉発生蒸気である第２段再熱蒸気は、
それぞれ再熱蒸気導入管１８ａ。

１８ｂを経て再熱蒸気ヘッダ１５ａ、１５ｂの高温室１
９ａ、１９ｂに流入し、次いで複数本の伝熱管１６ａ、
１６ｂに分配されてその伝熱管内を流れる。この間上記
再熱蒸気は、伝熱管１６ａ。

１６ｂの外側を流れる被再熱側蒸気と熱交換するため徐
々に凝縮し、伝熱管１６ａ、１６ｂ内を流れる間に、環
状流、波状流、層状流といったように気液２相流で流れ
、流動様式も変動する。そのため、伝熱管１６ａ、１６
ｂの人口付近では気体重量比すなわちクォリティがほぼ
１で気相であるのに対し、伝熱管１６ａ、１６ｂの出口
付近ではほぼ０となり、殆ど液相ドレンとなる。このド
レンは低温室２２ａ、２２ｂに流入し、ここから凝縮ド
レン排出管２Ｑａ、２０ｂより図示しないドレンタンク
に集められ、また凝縮しなかった再熱側蒸気は、ベント
蒸気排出管２１ａ、２１ｂより流出する。

一方、被再熱側蒸気は、被害熱湿り蒸気導入管２９より
流入し、蒸気分割板６で２分され、人口多孔板８、湿分
分離装置９および出口多孔板１０を通過する間に湿分が
除去され、被再熱蒸気流通路１４内で合流する。ここで
除去された湿分は重力によって湿分分離装置９内を流下
し、底板７と上底板１２で形成された空間に集められ、
ドレン排出管３０より排出され、図示しないドレンタン
クに集められる。

被再熱蒸気流通路１４に送られた蒸気は、第１段および
第２段のＵ字状伝熱管１６ａ、１６ｂの外側を流れる間
に、上記伝熱管１６ａ、１６ｂ内を流れる再熱側蒸気と
熱交換して、過熱蒸気となり、最終的に過熱蒸気排出管
３２より流出して低圧タービンに送られる。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、このような湿分分離再熱器においては、伝熱
管１６ａ、１６ｂを支持する支え板２４ａ、２４ｂは囲
い板１３に固定された管束支持レール２６ａ、２６ｂ上
を摺動する構造となっているため、支え板２４ａ、２４
ｂの周囲は管束支持レール２６ａ、２６ｂ上に載せられ
ている部分以外はどこにも接触していない。したがって
、伝熱管１６ａ、１６ｂのＵベンド部の周囲にある管束
仕切板２７ａ、２７ｂは、第５図に示すように、伝熱管
の最もＵベンド側の支え板である最終支え板２４　２４
ｂ０に接触していない。そして、Ｏ１ 管束支持レール２６ａ、２６ｂが、管束仕切板２７ａ、
２７ｂ上においてステーボルト２５ａ。

２５ｂの熱膨脹により変形する最終支え板２４　ａｏ’
２４　ｂｏの摺動を妨げないよう延長されている。

ところで、管束支切板２７ａ、２７ｂは、伝熱管１６ａ
、１６ｂの熱膨脹を拘束しないようにＵベンド部を覆う
ように形成されているため、管束支切板２７ａ、２７ｂ
と伝熱管１６ａ、１６ｂのＵベンド部との間にはかなり
広い空間が存在する。

すなわち、最終支え板２５ａ。、２４５ｏ近辺では、伝
熱管束上部と下部は、最終支え板２４　ａｏ’２４、。

の外周から管束仕切板２７ａ、２７ｂと伝熱管１６ａ、
１６ｂのＵベンド部との空間を介して連通している。

しかして、伝熱管束の上部と下部との圧力差によって、
最終支え板２４．。、２４．。付近では、被再熱側蒸気
が伝熱管束下部から、管束仕切板２７ａ、２７ｂと伝熱
管１６ａ、１６ｂのＵベンド部との空間を通って伝熱管
束上部へと流れる。

ところが、この空間はかなり広いため、伝熱管束下部か
ら流入する被再熱側蒸気は伝熱管１６ａ２１６ｂのＵベ
ンド部内を流れる再熱蒸気により加熱されることなく、
伝熱管束上部へと流出することになる。したがって、最
終支え板２４　ａｏ’２４、。付近の伝熱管束上部では
、加熱されない冷たい被再熱側蒸気が流入することにな
り、被再熱側蒸気の温度上昇度の低下をもたらし、ひい
ては湿分分離再熱器の性能低下を引起す等の問題がある
。

本発明はこのような点に鑑み、最終支え板の付近におい
て、支え板の摺動性を損なうことなく、被再熱側蒸気が
伝熱管束下部から管束仕切板と伝熱管のＵベンド部との
間を通って、伝熱管束上部へと流れることを防止し得る
ようにした湿分分離再熱器を得ることを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は、横向き筒状のハウジング内に、複数のＵ字状
伝熱管と、伝熱管の長手方向に所定間隔を保ってその伝
熱管を支持する支え板と、伝熱管のＵベンド部を囲う管
束仕切板を有する湿分分離再熱器において、伝熱管のＵ
ベンド部に最も近い支え板と上記Ｕベンド部を覆う管束
支切板との間隙部に、上記支え板を固着するステーボル
トの熱膨脹による上記支え板の摺動を可能にするととも
に蒸気の流通を阻止するシール部材を介装したことを特
徴とする。

（作　用） 被再熱側蒸気は伝熱管の外側を上方に移動し、この間伝
熱管内を流れる再熱蒸気と熱交換して再熱される。一方
、このとき上記被再熱側蒸気は伝熱管のＵベンド部近傍
において管束仕切板と伝熱管のＵベンド部との間の空間
に流入しようとするが、シール部材によってその流入が
阻止される。

したがって、最終支え根付近の伝熱管束上部において、
加熱されない冷たい被再熱側蒸気が流入混合するような
ことがなく、湿分分離再熱器の性能低下をもたらすこと
がない。一方、最終支え板の摺動は拘束されていないの
で、ステーボルトの熱膨脹による影響を受けることもな
い。

（実施例） 以下、第１図および第２図を参照して本発明の実施例に
ついて説明する。

第１図は本発明の湿分分離再熱器の最終支え板近傍部の
詳細断面図であり、伝熱管１６のＵベンド部に最も近い
部分に位置し、ステーボルト２５に固着された最終支え
板２４は、管束仕切板２７上に延長された管束支持レー
ル２６上に載置支持されている。

上記最終支え板２４の外周部には、その外周に沿って薄
板状エキスパンション３４が配設されており、その薄板
状エキスパンション３４の一側縁部が上記最終支え板２
４の外周部に固着され、他側縁部が管束仕切板２７の内
周面に固着されている。

しかして、被再熱蒸気流通路１４に対して、管束仕切板
２７と伝熱管１６のＵベンド部との間の空間は、エキス
パンション３４と最終支え板２４により隔離され、被再
熱側蒸気が管束仕切板２７と伝熱管１６のＵベンド部と
の間の空間に流入することがない。

このとき、最終支え仮２４の管式と伝熱管１６との間に
は、伝熱管１６の摺動性を妨げないよう若干の隙間が存
在するが、この隙間は極めて小さく、加熱されない冷た
い蒸気が管束上部の温度低下をもたらすことはない。

なお、管束仕切板２７と最終支え板２４で囲まれた空間
におけるドレンの排出および運転中安定した圧力バラン
スが得られるよう、管束仕切板２７の下部に小孔３５が
設けられている。またこれらの構造は第１段再熱器、第
２段の再熱器部とも同様である。

第２図は本発明の他の実施例を示す第１図と同一部分を
示す図であって、管束支切板２７の内周には、その周方
向に沿って断面Ｕ字状の板バネ３６が押え部材３７によ
って装着されており、上記板バネ３６の内周面が、最終
支え板２４の外周面に弾圧せしめられている。

しかして、管束支切板２７と最終支え板２４とで囲まれ
る空間は上記板バネによって被再熱蒸気流通路１４から
隔離されるとともに、ステーボルト２５の熱膨脹に際し
ては、最終支え板２４の外周面が板バネ３６の内面に沿
って摺動し、その移動が阻止されることはない。したが
って、第２図に示す実施例においても第１実施例と同様
の効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明においては、伝熱管のＵベ
ンド部に最も近い最終支え板と上記Ｕベンド部を覆う管
束支切板との間隙部に、上記支え板の摺動を可能にする
とともに蒸気の流通を阻止するシール部材を介装したの
で、最終支え板の摺動性を損なうことなく、最終支え板
近傍部において、被再熱側蒸気が伝熱管束下部から管束
仕切板と伝熱管のＵベンド部との空間を通って伝熱管束
上部へと流れることを防止することができる。したがっ
て、被再熱側蒸気の温度上昇度の低下を招くことがなく
、湿分分離再熱器の性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ本発明の湿分分離再熱器
の最終支え板近傍部の詳細を示す断面図、第３図は従来
の湿分分離再熱器の一部縦断側面図、第４図は第３図の
ＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図、第５図は第３図の最終支え
板近傍部を示す断面図である。 １・・・ハウジング、１３・・・囲い板、１４・・・被
再熱蒸気通路、１６．１６ａ、１６ｂ・・・伝熱管、２
４ａ、２４ｂ・・・支え板、２４．２４　　２４ｂ。 Ｏ１ ・・・最終支え板、２５，２５ａ、２５ｂ・・・ステー
ボルト、２６．２６ａ、２６ｂ・・・管束支持レール、
２７．２７ａ、２７ｂ・・・管束仕切板、３４・・・薄
板状エキスパンション、３６・・・板バネ、３７・・・
押え部材。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 ↑ 第４目

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、横向き筒状のハウジング内に、複数のＵ字状伝熱管
   と、伝熱管の長手方向に所定間隔を保ってその伝熱管を
   支持する支え板と、伝熱管のＵベンド部を囲う管束支切
   板を有す湿分分離再熱器において、伝熱管のＵベンド部
   に最も近い支え板と上記Ｕベンド部を覆う管束支切板と
   の間隙部に、上記支え板を固着するステーボルトの熱膨
   脹による上記支え板の摺動を可能にするとともに蒸気の
   流通を阻止するシール部材を介装したことを特徴とする
   、湿分分離再熱器。 ２、シール部材は、薄板状エキスパンションであること
   を特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の湿分分離再
   熱器。 ３、シール部材は、管束支切板の内周に周方向に沿って
   装着された板バネであることを特徴とする、特許請求の
   範囲第１項記載の湿分分離再熱器。