JPS6410250B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、気体中に含まれる液体粒子を分離す
る装置、例えば原子力発電所等において使用され
る蒸気タービンの湿分分離装置の改良に関する。

〔発明の技術的背景〕

一般に、原子力発電所においては、高圧タービ
ンを通過後の蒸気は10％以上の湿り蒸気となつて
いる。したがつて、この高圧タービンを通過後の
蒸気をそのまま低圧タービンに導いた場合には、
水滴によるタービン翼の浸食やタービン効率の低
下を招く。そこで、普通高圧タービンと低圧ター
ビンとの間に湿分分離装置を設け、その湿分分離
装置によつて高圧タービンを通過した蒸気をほぼ
乾き飽和蒸気として低圧タービンに導入し、ター
ビン翼の浸食やタービン効率の低下の発生を防止
している。

第１図乃至第３図は、従来の上記湿分分離装置
の縦断面図であつて、密閉中筒状の本体胴１内に
は、その前後両端近傍部に装着された端板２，２
間に、互いに平行な軸線方向に延びる２列の分離
エレメント３，３が配設されている。各列の分離
エレメント３，３は、それぞれ上記両端板２，２
間に軸線方向に延びるとともに互いに平行な２枚
の支持脚板４ａ，４ｂからなる支持脚４によつて
支持されており、また各列の分離エレメント３，
３の頂部は、両端板２，２間に延びる天井板５の
左右両端部にそれぞれ支持されている。

一方、上記両支持脚４，４の内側支持脚板４
ａ，４ａには、前記両端板２，２間に軸線方向に
延びるとともに、本体胴１の底壁部から離間され
その底壁部との間にドレンダクト６を形成する底
板７の両側端部がそれぞれ固着されている。上記
底板７上には、頂端部が互いに隣接し下端部が互
いに拡開せしめられるとともに、前記分離エレメ
ント３と平行に延びる多孔板８，８の下端縁が装
着されており、その多孔板８，８の頂端縁は天井
板５に連接されている。

また、前記左右の分離エレメント３，３、天井
板５および底板７によつて囲まれた空間は中央仕
切板９によつて前後に区劃されている。

ところで、底板７には、端板２、底板７、多孔
板８および中央仕切板９によつて区劃形成された
前後の各蒸気分配室１０，１０に開口し、本体胴
１壁を貫通する湿り蒸気入口管１１，１１がそれ
ぞれ連接せしめられており、さらに前記支持脚４
の内側支持脚板４ａには複数個の切欠き１２が設
けられている。

他方、前記本体胴１の底壁中央部にはドレンタ
ンク１３が垂設されており、また頂壁部には蒸気
出口１４が設けられている。なお、符号１５はド
レン出口である。

しかして、図示されていない高圧タービンから
排出された湿り蒸気は、湿分分離器本体胴１の下
部に設けられた湿り蒸気入口１１より蒸気分配室
１０，１０に流入する。そしてこの蒸気分配室１
０に流入した湿り蒸気は、上記湿り蒸気入口１１
からの遠近等に応じて開口面積に異にする多数の
孔が設けられた分配用多孔板８によつて、その分
配用多孔板８の全面にわたつてほゞ等流量とな
り、分離エレメント３に流入する。

上記分離エレメント３に流入した湿り蒸気は、
その分離エレメント３によつて水滴粒子が捕捉分
離されて乾き蒸気となつて分離エレメント３より
流出し、本体胴１の上部に配設された蒸気出口１
４を経て図示しない低圧タービンへと導びかれ
る。一方、上記分離エレメント３で蒸気から分離
された水滴粒子はドレンとなり、両支持脚板４
ａ，４ｂからなる支持脚４内に重力により落下
し、さらに支持脚板４ａに設けられた切欠き１２
からドレンダクト６内に流出し、本体胴１の下部
に取付けられたドレンタンク１３内に落下する。
そして、このドレンタンク１３内に落下したドレ
ンは、ドレンタンク１３の下部に配設されたドレ
ン出口１５から図示しない低圧給水加熱器等に導
びかれる。

〔背景技術の問題点〕

ところが、このような湿分分離装置において
は、運転中に蒸気タービントリツプや送電系統の
事故による負荷しや断その他の事故が発生した場
合、高圧タービンからの湿り蒸気が瞬時のうちに
しや断され、また低圧タービンへの蒸気系統も蒸
気タービンのオーバースピード防止のため低圧タ
ービン入口弁が閉鎖され、一方給水ポンプ駆動用
蒸気タービンまたはドレン系統は復水器に接続さ
れているために、その分離装置内の圧力が急激に
低下する。しかして、このように器内圧力が急速
に低下すると、ドレンタンク１３内に溜つている
ドレンの温度が定常運転時分離エレメント３を通
過する蒸気圧力の飽和温度となつているため、ド
レンタンク１３内のドレンが自己蒸発現象を発生
する。

この場合、上記ドレンの蒸発量は、器内圧力の
低下割合に強く依存しており、緩やかに低下する
場合には蒸発割合も緩やかなものとなり、反対に
急激に低下する場合には、蒸発割合も大きなもの
となる。上記蒸発量はドレンタンク内のドレン量
にもよるが、ドレンのレベル制御特性を良くする
ため一般に上記ドレン量は多くしてあり、また実
際の器内圧力の低下速度はほぼ１分以内という場
合が多いため、蒸発割合もこれに見合つて大きな
ものとなる。

ところで、上記自己蒸発した蒸気は、ドレンタ
ンク内を上昇しドレンダクト６内を逆流し、さら
に切欠き１２よりドレン流路を形成する支持脚４
内に高速流となつて流入する。したがつて、定常
運転時分離エレメント３によつて分離されたドレ
ンの切欠き１２からのスムーズな流下が阻止され
るばかりでなく、蒸気出口１４を経てタービン入
口部へのドレンの持込みを生ずる可能性がある。
また、切欠き１２が小さすぎる場合には、ドレン
の飽和圧力と器内圧力の差圧が分配室の底板７に
加わり、この底板７を変形させるという不具合を
発生する恐れがある。

〔発明の目的〕

本発明はこのような点に鑑み、蒸気タービント
リツプや送電系統の事故による負荷しや断、その
他の事故発生時における、ドレンの自己蒸発によ
る蒸気によつてドレンがタービン入口部に持込ま
れたり、或は分配室底板に変形を生ずるようなこ
とを確実に防止し得るようにした湿分分離装置を
提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、密閉筒状の本体胴内に配設された分
配室の左右両側にそれぞれ分離エレメントを互い
に平行に配列した湿分分離装置において、上記本
体胴底壁から垂設されたドレンタンクの直上部の
分配室底板上に、上記ドレンタンクに連通すると
ともに、左右の分離エレメントに面する側に開口
するバランスダクトを設けたことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、第４図乃至第７図を参照して本発明の一
実施例について説明する。

密閉円筒状の本体胴１内には、軸線方向に互い
に平行な２列の分離エレメント３，３がそれぞれ
支持脚４，４によつて支持され、その分離エレメ
ント３，３の頂部は天井板５の左右両端部にそれ
ぞれ支持されており、さらに上記支持脚４，４間
に配設された底板７上には、山形状に配設した多
孔板８，８が上記分離エレメント３，３と平行に
装着されて、両端板２、底板７、多孔板８によつ
て蒸気分配室１０が形成されている。一方、上記
底板７には、上記蒸気分配室１０に開口し、本体
胴１壁を貫通する湿り蒸気入口管１１，１１が連
接され、さらに支持脚４の内側支持脚板４ａには
複数個の切欠き１２が設けられている。また前記
本体胴１の底壁中央部にはドレンタンク１３が垂
設されており、頂壁部には蒸気出口１４が設けら
れている。

これらの構成は前記従来のものと全く同一であ
るが、本発明においては、上記ドレンタンク１３
の直上部の底板７上に、本体胴の軸線方向に互い
に離間された２板のダクト側板１６，１６が上記
軸線に直交するように立設され、蒸気分配室１０
を互いに前後に２分割するとともに、その両ダク
ト側板１６，１６間によつてバランスダクト１７
が形成されている。上記バランスダクト１７の頂
端部は天井板５によつて密閉され、またそのバラ
ンスダクト１７は前記底板７に穿設された開口１
８によつてドレンタンク１３の上方部に連通せし
められており、さらに上記バランスダクト１７の
分離エレメント３と面する部分は、第７図に示す
ように開口せしめられている。

しかして、通常時においては、高圧タービンを
経た湿り蒸気は湿り蒸気入口管１１から蒸気分配
室１０内に流入し、多孔板８の多数の孔を通り分
離エレメント３に入り、そこで湿分が分離されて
乾き蒸気となつて本体胴１の上部に配設された蒸
気出口１４を経て図示しない低圧タービンへと導
びかれる。一方、上記分離エレメント３で蒸気か
ら分離された水滴粒子はドレンとなり、両支持脚
板４ａ，４ｂからなる支持脚４内に重力により落
下し、さらに支持脚板４ａに設けられた切欠き１
２からドレンダクト６内に流出し、その後ドレン
タンク１３内に流下する。

ところで、このような構造の湿分分離器におい
ては、定常運転状態におけるドレンタンク１３内
の器内圧力は、分離エレメント３部分の圧力とバ
ランスした状態となつている。そして、分離エレ
メント３を蒸気が通過する際に生ずる圧力損失
は、通常高々100mmH₂Oであるから、上記ドレン
タンク１３内の器内圧力は分離器出口圧力とほぼ
等しい圧力となつている。

そこで、このような定常運転中に、タービント
リツプ、原子炉スクラム等の異常状態になると、
前述のように分離器内の圧力が急激に低下し、ド
レンタンク１３内のドレンが自己蒸発する。

しかしながら、上記ドレンタンク１３内におい
て発生した自己蒸発蒸気は、主として開口１８を
通つてバランスダクト１７内に流入し、そこで流
れの方向を水平方向に変化しつつ分離エレメント
３を通過した後蒸気出口１４から流出する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明においては、本体
胴底壁から垂設されたドレンタンクの直上部の分
配室底板上に、上記ドレンタンクに連通するとと
もに、左右の分離エレメントに面する側に開口す
るバランスダクトを設けたので、異常事態発生に
よつて器内圧力が急激に低下したような場合に、
ドレンタンクから自己蒸発した蒸気の大部分は、
バランスダクトに流入し、その後分離エレメント
を経て蒸気出口から流出する。したがつて、上記
自己蒸発した蒸気がドレンダクトや切欠き等を経
て分離エレメントへと逆流することは殆どなく、
分離エレメントで分離されたドレンの流れを阻害
することがなく、また逆流蒸気によつてドレンの
一部が蒸気出口から持ち出されてタービン入口部
等にドレンが持ち込まれるようなこともない。ま
たドレンの飽和圧力と器内圧力との間に大きな差
圧が生ずることもなくて分配室底板が変形せしめ
られるようなこともない。しかも自己蒸発した蒸
気中に含まれる湿分も、分離エレメントを必ず通
過するため、蒸気出口から流出する蒸気は如何な
る場合においても湿分が除去されたものとなり、
他の系統の機器の機能を害うようなことも確実に
防止される等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の湿分分離器の縦断面図、第２図
は第１図の―線に沿う断面図、第３図は第１
図の―線に沿う断面図、第４図は本発明の湿
分分離器の断面図、第５図は第４図の―線に
沿う断面図、第６図は第４図の―線に沿う断
面図、第７図は第４図の―線に沿う横断面図
である。 １…本体胴、２…端板、３…分離エレメント、
４…支持脚、５…天井板、７…底板、８…多孔
板、１０…蒸気分配室、１１…湿り蒸気入口、１
２…切欠き、１３…ドレンタンク、１４…蒸気出
口、１６…ダクト側板、１７…バランスダクト、
１８…開口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 密閉筒状の本体胴内に配設された分配室の左
   右両側にそれぞれ分離エレメントを互いに平行に
   配列した湿分分離装置において、上記本体胴底壁
   から垂設されたドレンタンクの直上部の分配室底
   板上に、上記ドレンタンクに連通するとともに、
   左右の分離エレメントに面する側に開口するバラ
   ンスダクトを設けたことを特徴とする、湿分分離
   装置。 ２ バランスダクトは、本体胴の軸線方向に互い
   に離間され、分配室底板上に立設された２枚のダ
   クト側板によつて形成され、その頂部は天井板に
   よつて密閉されていることを特徴とする、特許請
   求の範囲第１項記載の湿分分離装置。