JPWO2008026325A1 - 湿分分離器 - Google Patents

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Abstract

湿分分離器において、胴体４０の長手方向における一端部から加熱管群４４を挿通し、他端部に低温再熱蒸気の蒸気入口４１を設け、内部に蒸気入口４１に連通するマニホールド４９を配設し、このマニホールド４９の側部に蒸気の吹出口５０を複数設け、胴体４０内の下部に第１支持板５１及び下支持枠５６を固定することで蒸気流動空間Ｓ1とドレン通路５２を区画し、マニホールド４９に対応して湿分分離エレメント５３を設け、湿分分離エレメント５３により湿分が除去された蒸気を加熱管群４４により加熱して高温再熱蒸気として蒸気出口４２に流動させる一方、湿分をドレン開口５９からドレン通路５２を通してドレン出口４３に導くように構成し、ドレン開口５９の一部を閉塞する塞ぎ板６０を設ける。

Description

本発明は、蒸気から湿分を除去する湿分分離器に関するものであり、特に、原子力発電プラントなどに適用して好適である。
例えば、加圧水型原子力発電プラントでは、原子炉にて、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、炉心全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電するものである。そして、この加圧水型原子炉は、高温高圧の一次冷却水の熱を蒸気発生器を介して二次冷却水に伝え、二次冷却水で水蒸気を発生させるものである。また、蒸気発生器は、多数の細い伝熱管の内側を一次冷却水が流れ、外側を流れる二次冷却水に熱を伝えて水蒸気を生成し、この水蒸気をタービン発電機に送給している。
一方、このタービン発電機では、高圧タービン及び低圧タービンを有する蒸気タービンと、この蒸気タービンの出力により発電する発電機を有している。この場合、高圧タービンと低圧タービンとの間には、一般的に、湿分分離器が設けられている。この湿分分離器は、高圧タービン〜排出される低圧蒸気に含まれる湿分を分離すると共に、低圧蒸気を再加熱して過熱蒸気として低圧タービンに供給することで、この低圧タービンの出口湿り度を低減させてエロージョンを防止すると共に、タービンプラントの熱効率を向上させている。
図１４は、従来の湿分分離器を表す概略図、図１５は、従来の湿分分離器の要部断面図である。
従来の湿分分離器において、図１４及び図１５に示すように、円筒形状をなす胴体００１は、一端部から加熱管００２が挿通され、他端部から２つのマニホールド００３が加熱管００２の下方両側に挿通されている。そして、加熱管００２には、蒸気発生器からの高圧加熱蒸気が供給される一方、各マニホールド００３には、高圧タービンからの湿分を含む低温再熱蒸気が供給され、側部に形成された多数の吹出口００４から蒸気を胴体００１内へ吹き出し可能となっている。
胴体内の下部には、水平な仕切底板００５が固定されることでその下方にドレン通路００６が区画され、胴体００１にこのドレン通路００６のドレン（湿分）を排出するドレン出口００７が形成されている。また、この仕切底板００５上に、各マニホールド００３に対応して左右一対の湿分分離エレメント００８がそれぞれ固定されている。この湿分分離エレメント００８は、波形をなすセパレータベーン００８ａが所定間隔で多数積層された状態で、上下の支持枠００８ｂ，００８ｃにより支持されて構成され、下支持枠００８ｃにドレンスリット００８ｄが形成されている。
そして、各湿分分離エレメント００８の上部には、左右一対の仕切側板００９が固定されており、この一対の仕切側板００９の間の上方には、上述した加熱管００２が位置しており、加熱管００２の上方に位置する胴体００１に、湿分が分離された蒸気を排出する蒸気出口０１０が形成されている。なお、この蒸気出口０１０から排出された高温再熱蒸気は、低圧タービンに送られる。
従って、高圧タービンからの低温再熱蒸気は、各マニホールド００３を通って多数の吹出口００４から胴体００１内へ吹き出され、内壁面にガイドされながら各湿分分離エレメント００８に導入される。すると、蒸気が湿分分離エレメント００８を通過するときに、湿分がセパレータベーン００８ａに衝突することで分離される。そして、湿分が分離された蒸気は、左右一対の仕切側板００９の間を通って上昇し、加熱管に接触することで加熱され、高温再熱蒸気となって蒸気出口０１０から排出される。一方、湿分分離エレメント００８で分離された湿分は、ドレンスリット００８ｄを通ってドレン通路００６に流下し、ドレン出口００７から外部に排出される。
このような湿分分離器としては、下記特許文献１、２、３に記載されたものがある。
特開２００２−１３０６０９号公報 実開平０４−０８２５０５号公報 特開２０００−３１０４０１号公報
ところで、上述した湿分分離器では、装置のコンパクト化が望まれており、そのためには胴体やマニホールドを小径化する必要がある。上述した従来の湿分分離器では、低温再熱蒸気がマニホールド００３を通り、多数の吹出口００４から胴体００１内へ吹き出され、湿分分離エレメント００８を通過するときに蒸気から湿分が分離される。この場合、マニホールド００３を小径化すると、このマニホールド００３内を流動する蒸気の流速が増大し、吹出口００４から吹き出された蒸気が胴体００１の先端側の隔壁に衝突して静圧回復することから、胴体００１内で圧力分布が生じてしまう。即ち、胴体００１内の圧力は、マニホールド００３の基端部側で低圧Ｐ１となり、先端部側で高圧Ｐ２となる。
このようにマニホールド００３内で圧力差（Ｐ１、Ｐ２）が発生すると、ドレン通路００６の圧力Ｐ３は、マニホールド００３の先端部側の高圧Ｐ２に支配されることから、マニホールド００３における基端部側の圧力Ｐ１が低くなる。すると、ドレン通路００６内の蒸気がドレン（湿分）を伴ってドレンスリット００８ｄから湿分分離エレメント００８側へ吹き上がり、分離した湿分をドレン通路００６に排出することができないばかりか、湿分を分離した蒸気がドレンスリット００８ｄから吹き上がったドレンを持ち去ってしまい、湿分分離エレメント００８での湿分分離性能が低下してしまうという問題がある。
本発明は上述した課題を解決するものであり、ドレン通路から湿分分離エレメント側への湿分の逆流を抑制して湿分分離性能の向上を図った湿分分離器を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するための請求項１の発明の湿分分離器は、中空形状をなす胴体と、該胴体の内部に湿分を含む蒸気を導入する蒸気入口と、前記胴体の内部に設けられて前記蒸気入口から供給された蒸気が通過することで湿分を分離する湿分分離エレメントと、前記胴体の上部に設けられて前記湿分分離エレメントにより湿分が分離された蒸気を排出する蒸気出口と、前記胴体の下部に設けられて前記湿分分離エレメントにより蒸気から分離された湿分を排出するドレン出口と、前記蒸気入口から導入された蒸気が前記湿分分離エレメントを通過して前記蒸気出口に流動する蒸気流動空間と前記湿分分離エレメントにより分離された湿分を前記ドレン出口に導くドレン通路を区画する第１仕切壁と、前記蒸気流動空間と前記ドレン通路とを連通して前記湿分分離エレメントにより分離された湿分を前記ドレン通路に流すドレン流通路と、前記ドレン通路の湿分が前記ドレン流通路を通して前記蒸気流動空間側に吹き上がるのを抑制する吹き上がり抑制手段とを具えたことを特徴とするものである。
請求項２の発明の湿分分離器では、前記吹き上がり抑制手段は、前記蒸気入口の近傍に位置する前記ドレン流通路に対して設けられたことを特徴としている。
請求項３の発明の湿分分離器では、前記ドレン流通路は、前記湿分分離エレメントの下方における前記第１仕切壁に形成されたドレン開口であり、該ドレン開口に前記吹き上がり抑制手段としての絞り手段が設けられたことを特徴としている。
請求項４の発明の湿分分離器では、前記蒸気流動空間は、前記湿分分離エレメントを境界とする第２仕切壁により、前記蒸気入口から導入された蒸気が前記湿分分離エレメントに流動する蒸気供給空間と、該湿分分離エレメントにより湿分が分離された蒸気を前記蒸気出口に流動する蒸気排出空間とに区画され、前記ドレン流通路は、前記蒸気供給空間と前記ドレン通路とを連通する鉤形状をなす第１流路と、前記蒸気排出空間と該第１流路とを連通する第２流路とを有することを特徴としている。
請求項５の発明の湿分分離器では、前記ドレン流通路は、前記湿分分離エレメントの下方における前記第１仕切壁を貫通する流下流路と、該流下流路における前記ドレン通路側の端部に設けられたＵ字流路とを有することを特徴としている。
請求項６の発明の湿分分離器では、前記流下流路における前記蒸気排出空間側の端部にガス抜き孔が設けられると共に、該ガス抜き孔の上方に湿分飛散防止壁が設けられたことを特徴としている。
請求項７の発明の湿分分離器では、前記流下流路における前記蒸気排出空間側の端部に前記湿分分離エレメントに貫通するガス抜き孔が設けられたことを特徴としている。
請求項８の発明の湿分分離器では、前記湿分分離エレメントは、メンテナンス空間により前記蒸気入口側と奥側の少なくとも２つに分割され、前記ドレン流通路は、前記奥側に設けられた前記湿分分離エレメントの下方における前記第１仕切壁に形成されたドレン開口と、前記分割された湿分分離エレメント同士を連通するバイパス流路とを有することを特徴としている。
請求項９の発明の湿分分離器では、前記蒸気入口近傍に前記蒸気流動空間を前記蒸気入口側の空間と奥側の空間とに区画する中間隔壁が設けられ、前記蒸気入口側の空間に前記吹き上がり抑制手段が設けられたことを特徴としている。
請求項１０の発明の湿分分離器では、前記胴体は横置き円筒形状をなし、長手方向における一端部に前記蒸気入口が形成され、内部に該蒸気入口に連通する２つのマニホールドが挿通され、該マニホールドの側部に前記胴体内へ蒸気を吹き出す複数の吹出口を有し、前記胴体内の下部に前記第１仕切壁が固定されることで前記蒸気流動空間と前記ドレン通路が区画され、該第１仕切壁上に前記２つのマニホールドに対応して前記湿分分離エレメントがそれぞれ設けられ、前記各マニホールドの吹出口から吹出された蒸気は、前記各湿分分離エレメントを通過することで湿分が除去され、湿分が除去された蒸気は前記蒸気出口に流動する一方、湿分は前記ドレン流通路から前記ドレン通路を通ってドレン出口に導かれることを特徴としている。
請求項１１の発明の湿分分離器では、前記胴体の長手方向における他端部から前記各マニホールドの上方に加熱管が挿通され、前記胴体内の両側部に前記湿分分離エレメントを境界とする第２仕切壁が固定されることで蒸気供給空間と蒸気排出空間とが区画され、前記各湿分分離エレメントを通過することで湿分が除去され蒸気は、前記蒸気排出空間から前記加熱管に接触して加熱されてから前記蒸気出口に流動することを特徴としている。
請求項１の発明の湿分分離器によれば、蒸気入口を有する胴体の内部に湿分を分離する湿分分離エレメントを設け、この胴体の上部に湿分が分離された蒸気を排出する蒸気出口を設ける一方、下部に湿分を排出するドレン出口を設け、第１仕切壁により蒸気が湿分分離エレメントを通過して蒸気出口に流動する蒸気流動空間と湿分をドレン出口に導くドレン通路を区画すると共に、蒸気流動空間とドレン通路とを連通して分離された湿分をドレン通路に流すドレン流通路を設け、ドレン通路の湿分がドレン流通路を通して蒸気流動空間側に吹き上がるのを抑制する吹き上がり抑制手段を設けている。
従って、蒸気入口から胴体の内部に導入された湿分を含む蒸気は、湿分分離エレメントを通過することで湿分が分離され、この湿分が分離された蒸気は蒸気出口から排出される一方、湿分は、ドレン流通路からドレン通路に移動してドレン出口から排出される。このとき、蒸気流動空間にて蒸気の圧力分布が発生し、蒸気流動空間とドレン通路との間に圧力差が生じたとしても、吹き上がり抑制手段によりドレン通路の湿分がドレン流通路を通して蒸気流動空間側に吹き上がる現象が抑制されることとなり、ドレン通路から湿分分離エレメント側への湿分の逆流を抑制して湿分分離性能の向上を図ることができる。
請求項２の発明の湿分分離器によれば、吹き上がり抑制手段を蒸気入口の近傍に位置するドレン流通路に対して設けている。湿分を含む蒸気が蒸気入口から胴体の内部に導入されるとき、胴体内にて、蒸気の流速により蒸気入口の近傍と奥部との間に圧力分布が発生しやすく、この場合、蒸気入口の近傍で蒸気流動空間とドレン通路との間に圧力差が生じるため、蒸気入口の近傍に吹き上がり抑制手段を設けることで、湿分の吹き上がりを適正に抑制することができる。
請求項３の発明の湿分分離器によれば、ドレン流通路を湿分分離エレメントの下方における第１仕切壁に形成されたドレン開口とし、このドレン開口に吹き上がり抑制手段としての絞り手段を設けたので、簡単な構成で容易に湿分の吹き上がりを抑制することができる。
請求項４の発明の湿分分離器によれば、蒸気流動空間を湿分分離エレメントを、境界とする第２仕切壁により、蒸気入口から導入された蒸気が湿分分離エレメントに流動する蒸気供給空間と、湿分分離エレメントにより湿分が分離された蒸気を蒸気出口に流動する蒸気排出空間とに区画し、ドレン流通路として、蒸気供給空間とドレン通路とを連通する鉤形状をなす第１流路と、蒸気排出空間と第１流路とを連通する第２流路とを設けたので、湿分分離エレメントにより分離された湿分は、第２流路からから第１流路を通ってドレン通路に移動することとなり、第１流路が鉤形状をなすことで、湿分の吹き上がりを確実に防止することができる。
請求項５の発明の湿分分離器によれば、ドレン流通路として、湿分分離エレメントの下方における第１仕切壁を貫通する流下流路と、この流下流路におけるドレン通路側の端部に設けられたＵ字流路とを設けたので、湿分分離エレメントにより分離された湿分は、流下流路からＵ字流路を通ってドレン通路に移動することとなり、このＵ字流路がここに貯留される湿分によりループシールを構成することで、このループシールにより湿分の吹き上がりを適正に抑制することができる。
請求項６の発明の湿分分離器によれば、流下流路における蒸気排出空間側の端部にガス抜き孔を設けると共に、このガス抜き孔の上方に湿分飛散防止壁を設けたので、流下流路内に圧力勾配が発生したとき、内部の圧力をガス抜き孔から開放することで内部の圧力を均一に維持することができると共に、起動直後に湿分の吹き上がりを湿分飛散防止壁により抑制することができる。
請求項７の発明の湿分分離器によれば、流下流路における蒸気排出空間側の端部に湿分分離エレメントに貫通するガス抜き孔を設けたので、流下流路内に圧力勾配が発生したとき、内部の圧力をガス抜き孔から開放することで内部の圧力を均一に維持することができると共に、この圧力を湿分分離エレメント側に抜くことで、湿分の分離性能を向上することができる。
請求項８の発明の湿分分離器によれば、湿分分離エレメントを、メンテナンス空間により蒸気入口側と奥側の少なくとも２つに分割し、ドレン流通路として、奥側に設けられた湿分分離エレメントの下方における第１仕切壁に形成されたドレン開口と、分割された湿分分離エレメント同士を連通するバイパス流路とを設けたので、蒸気入口側の湿分分離エレメントにより分離された湿分は、バイパス流路を通って奥側の湿分分離エレメントに移動し、ドレン開口からドレン通路に移動することとなり、蒸気入口側に位置するドレン流通路からの湿分の吹き上がりを確実に防止することができる。
請求項９の発明の湿分分離器によれば、蒸気入口近傍に蒸気流動空間を蒸気入口側の空間と奥側の空間とに区画する中間隔壁を設け、蒸気入口側の空間に吹き上がり抑制手段を設けたので、蒸気入口側の空間で発生し易い湿分（ドレン）の吹き上がりを確実に抑制することができる。
請求項１０の発明の湿分分離器によれば、胴体を横置き円筒形状とし、長手方向における一端部に蒸気入口を形成し、内部に蒸気入口に連通する２つのマニホールドを挿通し、マニホールドの側部に蒸気の吹出口を複数設け、胴体内の下部に第１仕切壁を固定することで蒸気流動空間とドレン通路を区画し、第１仕切壁上に２つのマニホールドに対応して湿分分離エレメントをそれぞれ設け、各マニホールドの吹出口から吹出された蒸気を各湿分分離エレメントを通過させることで湿分を除去し、湿分が除去された蒸気を蒸気出口に流動させる一方、湿分をドレン流通路からドレン通路を通ってドレン出口に導くので、胴体内に蒸気を効率的に流動して適性に湿分を分離することができる。
請求項１１の発明の湿分分離器によれば、胴体の長手方向における他端部から各マニホールドの上方に加熱管を挿通し、胴体内の両側部に湿分分離エレメントを境界とする第２仕切壁を固定することで蒸気供給空間と蒸気排出空間とを区画し、各湿分分離エレメントを通過させることで湿分が除去され蒸気を蒸気排出空間から加熱管に接触して加熱してから蒸気出口に流動するので、湿分を分離した蒸気を加熱してから排出することで、蒸気の有効利用を図ることができる。
図１は、本発明の実施例１に係る湿分分離器を表す要部断面図である。 図２は、実施例１の湿分分離器を表す概略図である。 図３は、実施例１の湿分分離器を表す縦断面図である。 図４は、実施例１の湿分分離器の内部構造を表す切欠斜視図である。 図５は、実施例１の湿分分離器が適用された改良型加圧水型原子力発電プラントの概略構成図である。 図６は、本発明の実施例２に係る湿分分離器を表す要部断面図である。 図７は、本発明の実施例３に係る湿分分離器を表す要部断面図である。 図８は、本発明の実施例４に係る湿分分離器を表す要部断面図である。 図９は、実施例４の湿分分離器におけるドレン流通路を表す概略図である。 図１０は、本発明の実施例５に係る湿分分離器を表す要部断面図である。 図１１は、本発明の実施例６に係る湿分分離器を表す要部断面図である。 図１２は、本発明の実施例７に係る湿分分離器を表す概略図である。 図１３は、実施例７の湿分分離器を表す要部断面図である。 図１４は、従来の湿分分離器を表す概略図である。 図１５は、従来の湿分分離器の要部断面図である。
符号の説明
１１ 蒸気発生器
１２ 蒸気タービン
１３ 冷却水配管
１４ 高圧タービン
１５ 低圧タービン
１６ 発電機
１７ 湿分分離器
４０ 胴体
４１ 蒸気入口
４２ 蒸気出口
４３ ドレン出口
４４ 加熱管群
４６ 加熱管
４９ マニホールド
５０ 吹出口
５１ 第１支持板（第１仕切壁）
５２ ドレン通路
５３，５３ａ，５３ｂ 湿分分離エレメント
５５ 上支持枠（第２仕切壁）
５６ 下支持枠（第１仕切壁）
５７ 第２支持板（第２仕切壁）
５８ ジャッキボルト
５９ ドレン開口（ドレン流通路）
６０，６１ 塞ぎ板（吹き上がり抑制手段、絞り手段）
６２ 上部仕切板
６３ 下部仕切板
６４ ダクト
７１ ヘダー
７２ 連通開口
７３ ダクト
７４ 貯留部
７５ ガス抜き孔
７６ 湿分飛散防止壁
７７ ガス抜き孔
８１ ダクト（ドレン流通路）
９１ 中間隔壁
Ｐ1 第１流路（ドレン流通路）
Ｐ2 第２流路（ドレン流通路）
Ｐ3 流下流路（ドレン流通路）
Ｐ4 Ｕ字流路（ドレン流通路）
Ｓ1 蒸気流動空間
Ｓ21 蒸気供給空間
Ｓ22 蒸気排出空間
以下に添付図面を参照して、本発明に係る湿分分離器の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。
図１は、本発明の実施例１に係る湿分分離器を表す要部断面図、図２は、実施例１の湿分分離器を表す概略図、図３は、実施例１の湿分分離器を表す縦断面図、図４は、実施例１の湿分分離器の内部構造を表す切欠斜視図、図５は、実施例１の湿分分離器が適用された発電プラントの概略構成図である。
実施例の発電プラントは、例えば、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、炉心全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電する加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）やこれを改良した改良型加圧水型原子炉（ＡＰＷＲ：Advanced Pressurized Water Reactor）に適用することができるが、他の発電プラントにも適用可能である。
即ち、本実施例の発電プラントにおいて、図５に示すように、蒸気発生器１１は、蒸気タービン１２と冷却水配管１３を介して連結されており、この蒸気タービン１２は高圧タービン１４及び低圧タービン１５を有すると共に、発電機１６が接続されている。また、高圧タービン１４と低圧タービン１５との間には、湿分分離器１７が設けられており、高圧タービン１４と湿分分離器１７は低温再熱管１８により連結され、湿分分離器１７と低圧タービン１５は高温再熱管１９により連結されている。更に、蒸気タービン１２は、復水器２０を有しており、冷却水配管２１を介して蒸気発生器１１に連結されており、この冷却水配管２１には復水ポンプ２２が設けられている。
従って、蒸気発生器１１にて、高圧高温の軽水と熱交換を行って生成された蒸気は、冷却水配管１３を通して蒸気タービン１２（高圧タービン１４から低圧タービン１５）に送られ、この蒸気により蒸気タービン１２を駆動して発電機１６により発電を行う。この場合、蒸気発生器１１からの蒸気は、高圧タービン１４を駆動した後、湿分分離器１７で蒸気に含まれる湿分が除去されると共に加熱されてから低圧タービン１５を駆動する。そして、蒸気タービン１２を駆動した蒸気は、復水器２０で冷却された後、冷却水配管２１を通して蒸気発生器１１に戻される。
上述した本実施例の湿分分離器１７において、図２乃至図４に示すように、胴体４０は、横置きの中空円筒形状をなし、一端部が閉塞されて他端部に湿分を含む蒸気（低温再熱蒸気）を導入する蒸気入口４１が形成されると共に、上部に湿分が分離されて加熱された蒸気（高温再熱蒸気）を排出する蒸気出口４２が形成される一方、下部に蒸気から分離された湿分（ドレン）を排出するドレン出口４３が形成されている。そして、図５に示すように、蒸気入口４１は、低温再熱管１８を介して高圧タービン１４に連結され、蒸気出口４２は、高温再熱管１９を介して低圧タービン１５に連結され、ドレン出口４３は、図示しないドレン配管を介してドレンタンクに連結されている。
この胴体４０は、図２乃至図４に示すように、その長手方向における一端部から加熱管群４４が挿通されている。この加熱管群４４は、胴体４０の外部に位置する蒸気室４５と、この蒸気室４５から胴体４０内に延出されたＵ字形状をなす複数の加熱管４６とから構成されている。この複数の加熱管４６は、胴体４０の内部に固定された一対の隔壁４７及びその間に固定された複数の支持壁４８により支持されている。そして、蒸気室４５は、内部が上下に分割され、複数の加熱管４６の一端部が連結される上側の入口管台４５ａに、蒸気発生器１１の冷却水配管１３から分岐された配管が連結される一方、複数の加熱管４６の他端部が連結される下側の出口管台４５ｂにドレンタンクに延出されるドレン配管が連結されている。
また、胴体４０は、その長手方向における他端部から、加熱管群４４の下方の両側に位置して左右一対のマニホールド４９が挿通されている。このマニホールド４９は、複数の支持壁４８を貫通すると共に、先端部が一方の隔壁４７に固定されて閉塞している。そして、マニホールド４９は、基端部が他方の隔壁４７に固定されると共に貫通し、蒸気入口４１に連通している。また、マニホールド４９は、胴体４０の壁面に対向する側部にこの胴体４０内へ蒸気を吹き出す複数の吹出口５０が形成されている。
胴体４０内の下部には、水平な第１支持板５１が固定され、この第１支持板５１の両側には、２つのマニホールド４９に対応して左右一対の湿分分離エレメント５３が設けられている。湿分分離エレメント５３は、マニホールド４９の各吹出口５０に対向して位置し、蒸気が通過することで湿分を分離することができる。即ち、この湿分分離エレメント５３は、波形をなすセパレータベーン５４が所定間隔で多数積層された状態で、上下の支持枠５５，５６により支持されて構成されている。本実施例では、下支持枠５６が第１支持板５１の両側部に一体に固定されると共に、胴体４０の内壁面に固定されることで、ドレン通路５２が区画されており、このドレン通路５２の下方に上述したドレン出口４３が設けられている。即ち、第１支持板５１と下支持枠５６により本発明の第１仕切壁が構成されることとなる。
この各湿分分離エレメント５３の上部には、左右一対の第２支持板５７が立設され、加熱管群４４の両側に沿って湾曲するように上方に延出され、上端部が胴体４０に連結される一方、下端部が上支持枠５５に連結されている。従って、胴体４０の内部空間は、上述した第１支持板５１と下支持枠５６により構成された第１仕切壁により、マニホールド４９の吹出口５０から吹出された蒸気が湿分分離エレメント５３を通過して蒸気出口４２に流動する蒸気流動空間Ｓ1と、湿分分離エレメント５３により分離された湿分をドレン出口４３に導くドレン通路５２とに区画されている。また、蒸気流動空間Ｓ1は、湿分分離エレメント５３を境界とする第２支持板５７及び上支持枠５５により、吹出口５０から吹出された蒸気が湿分分離エレメント５３に流動する蒸気供給空間Ｓ21と、湿分分離エレメント５３により湿分が分離された蒸気を蒸気出口４２に流動する蒸気排出空間Ｓ22とに区画されている。即ち、第２支持板５７と上支持枠５５により本発明の第２仕切壁が構成されることとなる。
なお、上述した湿分分離エレメント５３は、胴体４０の長手方向に沿って配設されているが、マニホールド４９の蒸気入口４１側にて、メンテナンス空間Ｓ3により２つの湿分分離エレメント５３ａ，５３ｂの領域に分割されている。そして、各湿分分離エレメント５３ａ，５３ｂは、両者の間に複数のジャッキボルト５８が介装されることで支持されている。
そして、この湿分分離エレメント５３は、図１に示すように、波形をなす複数のセパレータベーン５４が所定間隔で積層され、上下の支持枠５５，５６により支持されており、マニホールド４９の吹出口５０から吹き出された蒸気がこの複数のセパレータベーン５４の間を通過することで、蒸気に含まれる湿分が衝突して分離される。下支持枠５６（第１仕切壁）は、蒸気供給空間Ｓ21側に立設する縦壁部５６ａと、蒸気排出空間Ｓ22側に立設する縦壁部５６ｂとを有すると共に、湿分分離エレメント５３（蒸気流動空間Ｓ1）とドレン通路５２とを連通するドレン開口（ドレン流通路）５９が形成されており、セパレータベーン５４で分離した湿分、つまり、ドレンをこのドレン開口５９を通してドレン通路５２に排出することができる。
また、本実施例では、胴体４０内の圧力変動により、ドレン通路５２の湿分がドレン開口５９を通して蒸気流動空間Ｓ1側に吹き上がるのを抑制する吹き上がり抑制手段及び絞り手段として、下支持枠５６の下面にドレン開口５９の一部を閉塞するように塞ぎ板６０が固定されている。この場合、図２及び図３に示すように、胴体４０内にてその長手方向で圧力変動が発生すると、マニホールド４９の蒸気入口４１側にて、蒸気流動空間Ｓ1の圧力がドレン通路５２の圧力よりも低くなる現象が顕著となり、ドレン通路５２の湿分がドレン開口５９を通して蒸気流動空間Ｓ1側に吹き上がるおそれがある。そのため、マニホールド４９の蒸気入口４１側に位置する湿分分離エレメント５３、つまり、メンテナンス空間Ｓ3により分割された一方の湿分分離エレメント５３ａ，５３ｂが配設された領域Ａにて、図１に示すように、ドレン開口５９に対して塞ぎ板６０を設けている。
ここで、本実施例の湿分分離器１７による湿分分離の作用について、図１乃至図５を用いて詳細に説明する。
本実施例の湿分分離器１７による湿分分離において、図５に示すように、蒸気発生器１１で生成された加熱蒸気は、冷却水配管１３を通して蒸気タービン１２を構成する高圧タービン１４に送られると共に、湿分分離器１７に送られる。そして、高圧タービン１４を駆動した低温再熱蒸気は、低温再熱管１８を通して湿分分離器１７に送られ、ここで、蒸気に含まれる湿分が除去されると共に加熱されて高温再熱蒸気となり、高温再熱管１９を通して低圧タービン１５に送られる。
この湿分分離器１７では、図２乃至図４に示すように、蒸気発生器１１で生成された加熱蒸気が蒸気室４５の入口管台４５ａから加熱管群４４に供給され、胴体４０内に配設された複数の加熱管４６を通って蒸気室４５に戻され、出口管台４５ｂからドレンとして排出される。
一方、高圧タービンからの低温再熱蒸気は、各蒸気入口４１からマニホールド４９内に供給され、多数の吹出口５０から胴体４０の蒸気供給空間Ｓ21へ吹き出される。この胴体４０の蒸気供給空間Ｓ21内に吹き出された蒸気は、内壁面に沿って各湿分分離エレメント５３に案内される。すると、この湿分分離エレメント５３にて、蒸気が波形をなす複数のセパレータベーン５４の間を通過することで、この蒸気に含まれる湿分がセパレータベーン５４に衝突することで、ドレンとなって分離される。
そして、湿分分離エレメント５３により湿分が分離された蒸気は、左右の第２支持板５７により区画された蒸気排出空間Ｓ22を通って上昇し、複数の加熱管４６の間を通過する際に、各加熱管４６内を通る加熱蒸気により加熱され、高温再熱蒸気となって蒸気出口４２から排出される。一方、湿分分離エレメント５３で蒸気から分離された湿分（ドレン）は、ドレン開口５９を通ってドレン通路５２に流下し、ドレン出口４３から外部に排出される。
ところで、本実施例の湿分分離器１７では、装置のコンパクト化のために胴体４０やマニホールド４９の小径化が図られており、マニホールド４９内を流動する蒸気の流速が増大し、各吹出口５０から吹き出された蒸気がマニホールド４９の先端側、つまり、蒸気室４５側（図２にて左側）の隔壁４７に衝突して静圧回復することから、胴体４０内の長手方向で圧力分布が生じる。そして、胴体４０の長手方向にて、マニホールド４９の蒸気入口４１側の圧力に比べて、蒸気が多く流れる先端側の圧力が高くなり、この圧力が多数のドレン開口５９を通してドレン通路５２に作用する。そのため、胴体４０内におけるマニホールド４９の蒸気入口４１側では、高圧側となるドレン通路５２の蒸気が湿分（ドレン）を伴ってドレン開口５９から低圧側となる湿分分離エレメント５３側へ吹き上がり、この湿分分離エレメント５３による湿分分離性能を低下させてしまう。
しかし、本実施例では、胴体４０内におけるマニホールド４９の蒸気入口４１側にて、下支持枠５６の下面に塞ぎ板６０を固定することで、ドレン開口５９の一部を閉塞している。本実施例では、塞ぎ板６０が吹き上がり抑制手段に相当しており、従って、マニホールド４９の各吹出口５０から胴体４０に吹き出された蒸気により圧力分布が生じ、胴体４０内におけるマニホールド４９の蒸気入口４１側にて、ドレン通路５２の蒸気がドレン開口５９を通って湿分分離エレメント５３側へ吹き上がろうとしても、塞ぎ板６０によりドレン開口５９の開口面積が小さくなって流動抵抗が大きくなっていることから、湿分を伴った蒸気の吹き上がりが抑制され、湿分分離エレメント５３による湿分分離性能の低下が抑制される。
このように実施例１の湿分分離器１７にあっては、胴体４０の長手方向における一端部から加熱管群４４を挿通し、他端部に低温再熱蒸気の蒸気入口４１を設け、内部に蒸気入口４１に連通するマニホールド４９を配設し、このマニホールド４９の側部に蒸気の吹出口５０を複数設け、胴体４０内の下部に第１支持板５１及び下支持枠５６を固定することで蒸気流動空間Ｓ1とドレン通路５２を区画し、マニホールド４９に対応して湿分分離エレメント５３を設け、湿分分離エレメント５３により湿分が除去された蒸気を加熱管群４４により加熱して高温再熱蒸気として蒸気出口４２に流動させる一方、湿分をドレン開口５９からドレン通路５２を通してドレン出口４３に導くように構成し、ドレン開口５９の一部を閉塞する塞ぎ板６０を設けている。
従って、マニホールド４９の吹出口５０から胴体４０内に導入された湿分を含む蒸気は、湿分分離エレメント５３を通過することで湿分が分離され、この湿分が分離された蒸気は加熱後に蒸気出口４２から排出される一方、湿分は、ドレン開口５９からドレン通路５２に流下してドレン出口４３から排出される。このとき、胴体４０の蒸気流動空間Ｓ1にて蒸気の圧力分布が発生し、蒸気流動空間Ｓ1とドレン通路５２との間に圧力差が生じたとしても、ドレン開口５９の一部が塞ぎ板６０により閉塞され、ドレン開口５９の開口面積が小さくなって流動抵抗が大きくなっていることから、ドレン通路５２から湿分分離エレメント５３側への湿分を伴った蒸気の逆流を抑制することができ、湿分分離性能を向上することができる。
また、本実施例では、胴体４０内におけるマニホールド４９の蒸気入口４１側にて、下支持枠５６の下面に塞ぎ板６０を固定してドレン開口５９の一部を閉塞している。従って、胴体４０やマニホールド４９の小径化によりマニホールド４９の各吹出口５０から胴体４０に吹き出された蒸気により圧力分布が生じ、胴体４０内におけるマニホールド４９の蒸気入口４１側にて、ドレン通路５２の蒸気がドレン開口５９を通って湿分分離エレメント５３側へ吹き上がろうとしても、塞ぎ板６０によりドレン開口５９の一部が閉塞されているため、湿分を伴った蒸気の吹き上がりが抑制され、湿分分離エレメント５３による湿分分離性能の低下を抑制することができると共に、装置の小型化を可能とすることができる。
そして、湿分分離エレメント５３で分離した湿分をドレン通路５２に流すドレン流通路として、下支持枠５６（第１仕切壁）にドレン開口５９を形成し、吹き上がり抑制手段として絞り手段を構成する塞ぎ板６０設けている。従って、簡単な構成で容易に湿分を含んだ蒸気の吹き上がりを抑制することができる。
また、胴体４０を横置き円筒形状とし、内部に２つのマニホールド４９を配設すると共に、このマニホールド４９に対応して２つの湿分分離エレメント５３を配設し、胴体４０内に各マニホールド４９の上方に加熱管群４４を配設し、各マニホールド４９の吹出口５０から吹出された低温再熱蒸気を各湿分分離エレメント５３を通過させることで湿分を除去し、湿分が除去された蒸気を加熱してから蒸気出口４２に流動させる一方、湿分をドレン開口５９からドレン通路５２を通ってドレン出口４３に導くようにしている。従って、胴体４０内に蒸気を効率的に流動して適性に湿分を分離することができると共に、湿分を分離した蒸気を加熱してから排出することで、蒸気の有効利用を図ることができる。
図６は、本発明の実施例２に係る湿分分離器を表す要部断面図である。なお、本実施例の湿分分離器における全体構成は、上述した実施例１とほぼ同様であり、図２乃至図４を用いて説明すると共に、この実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
実施例２において、図２乃至図４に示すように、湿分分離器１７は、胴体４０の一端部に蒸気入口４１を形成し、上部に蒸気出口４２を形成する一方、下部にドレン出口４３を形成し、この胴体４０の一端部から加熱管群４４が挿通され、内部に加熱管群４４の下方に２つのマニホールド４９が挿通され、胴体４０内の下部に第１支持板５１及び下支持枠５６が固定されることで蒸気流動空間Ｓ1とドレン通路５２が区画され、各マニホールド４９の吹出口５０に対応して湿分分離エレメント５３が設けられ、各湿分分離エレメント５３における上支持枠５５の上部に第２支持板５７が立設されることで、上支持枠５５と第２支持板５７により蒸気流動空間Ｓ1が蒸気供給空間Ｓ21と蒸気排出空間Ｓ22とに区画されて構成されている。
この湿分分離エレメント５３は、波形をなす複数のセパレータベーン５４が所定間隔で積層され、上下の支持枠５５，５６により支持されており、マニホールド４９の蒸気入口４１側に対してその先端部側にて、下支持枠５６に湿分分離エレメント５３とドレン通路５２とを連通するドレン開口５９が形成されており、セパレータベーン５４で分離した湿分をこのドレン開口５９を通してドレン通路５２に排出することができる。
また、本実施例では、図６に示すように、マニホールド４９の蒸気入口４１側の領域Ａに位置する湿分分離エレメント５３において、下支持枠５６にドレン開口が形成されていない。そして、この領域Ａの湿分分離エレメント５３において、ドレン流通路として、蒸気供給空間Ｓ21とドレン通路５２とを連通する鉤形状をなす第１流路Ｐ1と、湿分分離エレメント５３（蒸気排出空間Ｓ22）とこの第１流路Ｐ1とを連通する第２流路Ｐ2とを設けている。
即ち、第１支持板５１の端部に連結された湿分分離エレメント５３にて、下支持枠５６における蒸気供給空間Ｓ21側の縦壁部５６ａには、断面が逆Ｌ字形状をなす上部仕切板６２が固定される一方、胴体４０におけるドレン通路５２側の内壁面には、下部仕切板６３が固定されており、上部仕切板６２の下端部が胴体４０の内壁面に所定の隙間を開けて接近し、下部仕切板６３の上端部が上部仕切板６２の下端部より上方に位置することで、蒸気供給空間Ｓ21とドレン通路５２とを連通する鉤形状をなす第１流路Ｐ1が形成される。また、下支持枠５６における蒸気供給空間Ｓ21側の縦壁部５６ａには、箱型水平形状をなすダクト６４が固定されると共に、このダクト６４に対応する縦壁部５６ａに連通開口６５が形成されている。そして、ダクト６４の端部が上部仕切板６２に固定されることで、湿分分離エレメント５３と第１流路Ｐ1とを連通する第２流路Ｐ2が形成される。なお、上部仕切板６２及び下部仕切板６３により構成される第１流路Ｐ1と、ダクト６４により構成される第２流路Ｐ2は、一端部が各流路Ｐ1、Ｐ2同士連通する一方、他端部が閉塞されている。
このように構成された実施例２の湿分分離器１７にて、図３及び図６に示すように、加熱蒸気が加熱管群４４に供給されて胴体４０内を循環する一方、低温再熱蒸気が各マニホールド４９内に供給され、多数の吹出口５０から胴体４０の蒸気供給空間Ｓ21へ吹き出される。すると、この蒸気供給空間Ｓ21に吹き出された蒸気は、胴体４０の内壁面に沿って各湿分分離エレメント５３に案内され、複数のセパレータベーン５４の間を通過することで、この蒸気に含まれる湿分がドレンとなって分離される。
そして、湿分分離エレメント５３により湿分が分離された蒸気は、左右の第２支持板５７により区画された蒸気排出空間Ｓ22を通って上昇し、複数の加熱管４６の間を通過する際に加熱され、高温再熱蒸気となって蒸気出口４２から排出される。一方、湿分分離エレメント５３で蒸気から分離された湿分（ドレン）は、ドレン開口５９を通ってドレン通路５２に流下し、ドレン出口４３から外部に排出される。
この場合、マニホールド４９の蒸気入口４１側に位置する湿分分離エレメント５３では、ドレン開口５９がないため、第２流路Ｐ2及び第１流路Ｐ1を通ってドレン通路５２に流下し、ドレン出口４３から外部に排出される。即ち、マニホールド４９の蒸気入口４１側に位置する湿分分離エレメント５３にて、蒸気から分離された湿分（ドレン）は、連通開口６５からダクト６４内の第２流路Ｐ2に流れ、この第２流路Ｐ2から上部仕切板６２と下部仕切板６３により構成された第１流路Ｐ1を通ってドレン通路５２に流下し、ドレン出口４３から外部に排出される。
そのため、マニホールド４９の各吹出口５０から胴体４０に吹き出された蒸気により圧力分布が生じ、胴体４０内におけるマニホールド４９の蒸気入口４１側にて、ドレン通路５２の蒸気が湿分分離エレメント５３側へ吹き上がろうとしても、第１流路Ｐ1及び第２流路Ｐ2を通って湿分分離エレメント５３側に吹き上がるのは困難であり、湿分を伴った蒸気の吹き上がりが阻止され、湿分分離エレメント５３による湿分分離性能の低下が抑制される。そして、湿分分離エレメント５３で蒸気から分離された湿分は、連通開口６５から第２流路Ｐ2及び第１流路Ｐ1を通ってドレン通路５２に流下することとなり、ドレン出口４３から適正に排出される。
なお、マニホールド４９の吹出口５０から胴体４０の蒸気供給空間Ｓ21へ吹き出された低温再熱蒸気は、胴体４０の内壁面に沿って湿分分離エレメント５３に案内されるが、蒸気が胴体４０の内壁面に衝突したときに、この蒸気に含まれる一部の湿分が分離されてドレンとなり、胴体４０の内壁面を伝って流れる。このドレンは、上部仕切板６２と下部仕切板６３により構成された第１流路Ｐ1を通ってドレン通路５２に流下し、ドレン出口４３から外部に排出される。
このように実施例２の湿分分離器１７にあっては、マニホールド４９の蒸気入口４１側の領域Ａに設けられた湿分分離エレメント５３において、蒸気供給空間Ｓ21とドレン通路５２とを連通する鉤形状をなす第１流路Ｐ1を設けると共に、湿分分離エレメント５３とこの第１流路Ｐ1とを連通する第２流路Ｐ2を設けている。
従って、マニホールド４９の吹出口５０から胴体４０内に導入された湿分を含む蒸気は、湿分分離エレメント５３を通過することで湿分が分離され、この湿分が分離された蒸気は加熱後に蒸気出口４２から排出される一方、湿分は、ドレン開口５９からドレン通路５２に流下してドレン出口４３から排出される。このとき、マニホールド４９の蒸気入口４１側にある湿分分離エレメント５３では、ドレン開口５９がないため、湿分は、第２流路Ｐ2及び第１流路Ｐ1からドレン通路５２に流下してドレン出口４３から排出される。そのため、胴体４０の蒸気流動空間Ｓ1にて蒸気の圧力分布が発生し、蒸気流動空間Ｓ1とドレン通路５２との間に圧力差が生じたとしても、ドレン通路５２から湿分分離エレメント５３側への湿分を伴った蒸気の逆流を抑制することができ、湿分分離性能を向上することができる。また、分離された湿分は、連通開口６５から第２流路Ｐ2及び第１流路Ｐ1を通ってドレン通路５２に排出されることとなり、湿分分離エレメント５３内に滞留して湿分分離性能を低下させることもない。
図７は、本発明の実施例３に係る湿分分離器を表す要部断面図である。なお、本実施例の湿分分離器における全体構成は、上述した実施例１とほぼ同様であり、図２乃至図４を用いて説明すると共に、この実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
実施例３において、図２乃至図４に示すように、湿分分離器１７は、胴体４０の一端部に蒸気入口４１を形成し、上部に蒸気出口４２を形成する一方、下部にドレン出口４３を形成し、この胴体４０の一端部から加熱管群４４が挿通され、内部に加熱管群４４の下方に２つのマニホールド４９が挿通され、胴体４０内の下部に第１支持板５１及び下支持枠５６が固定されることで蒸気流動空間Ｓ1とドレン通路５２が区画され、各マニホールド４９の吹出口５０に対応して湿分分離エレメント５３が設けられ、各湿分分離エレメント５３における上支持枠５５の上部に第２支持板５７が立設されることで、上支持枠５５と第２支持板５７により蒸気流動空間Ｓ1が蒸気供給空間Ｓ21と蒸気排出空間Ｓ22とに区画されて構成されている。
この湿分分離エレメント５３は、波形をなす複数のセパレータベーン５４が所定間隔で積層され、上下の支持枠５５，５６により支持されており、マニホールド４９の蒸気入口４１側に対してその先端部側にて、下支持枠５６に湿分分離エレメント５３とドレン通路５２とを連通するドレン開口５９が形成されており、セパレータベーン５４で分離した湿分をこのドレン開口５９を通してドレン通路５２に排出することができる。
また、本実施例では、図７に示すように、マニホールド４９の蒸気入口４１側の領域Ａに位置する湿分分離エレメント５３において、下支持枠５６にドレン開口が形成されていない。そして、この領域Ａの湿分分離エレメント５３において、ドレン流通路として、湿分分離エレメント５３（蒸気排出空間Ｓ22）の下方における第１支持板５１を貫通する流下流路Ｐ3と、流下流路Ｐ3におけるドレン通路５２側の端部に設けられたＵ字流路Ｐ4とを設けている。
即ち、第１支持板５１の端部における湿分分離エレメント５３にて、下支持枠５６における蒸気排出空間Ｓ22側の縦壁部５６ｂには、第１支持板５１上に箱型水平形状をなすヘダー７１が固定されると共に、このヘダー７１に対応する縦壁部５６ａに連通開口７２が形成されている。また、ヘダー７１の下部には、第１支持板５１を貫通するダクト７３が設けられ、上端部がヘダー７１に連通する一方、下端部に上方に開口する貯留部７４が形成され、この貯留部７４にガス抜き孔７５が形成されている。そして、ヘダー７１及びダクト７３により流下流路Ｐ3が構成される一方、ダクト７３及び貯留部７４によりＵ字流路Ｐ4が構成されている。
上述したヘダー７１は、その箱型形状の上部にガスを貯める空間を確保して、ドレンの円滑な流れを確保することを目的としている。即ち、箱型形状の上部にガスを貯める空間を確保する十分な高さを取り、且つガス抜き孔７８を設けることで，ヘダー７１内の胴体４０の長手方向に均圧なガス空間を確保して、連通開口７２におけるドレン逆流を抑制するためである。また、運転開始時において、貯留部７４にドレンが溜まるまでの間、貯留部７４内のガスをガス貯め空間に抜いて、連通開口７２からドレンが流入し易くするためでもある。
このヘダー７１の高さが十分に取れない場合、ヘダー７１内でドレンがガス抜き穴７８を閉塞し，ヘダー７１内の圧力が上昇するため、ダクト７３内を流下するドレンの流れを乱すことになる。また、連通開口７２から円滑なドレンの流入を阻害する原因にもなる。
また、連通開口７２は、胴体４０の長手方向で一対の隔壁４７の間に一定間隔で配置され、ヘダー７１は胴体４０の長手方向に連通開口７２が配置されている範囲に設けられる。ダクト７３は、ヘダー７１の長手方向の全長に渡って設ける必要はない。複数の連通開口７２に対応した位置に１つのヘダー７１を設置することが望ましい。胴体４０の長手方向に幅広のダクトを設けると、ダクト内で長手方向にドレンの液勾配が付いてシール高さが不均一となり、湿分（ドレン）を伴った蒸気が、ドレン通路５２側からダクト７３を経由してヘダー７１側へ吹き上がり易くなるからである。
このように構成された実施例３の湿分分離器１７にて、図３及び図７に示すように、加熱蒸気が加熱管群４４に供給されて胴体４０内を循環する一方、低温再熱蒸気が各マニホールド４９内に供給され、多数の吹出口５０から胴体４０の蒸気供給空間Ｓ21へ吹き出される。すると、この蒸気供給空間Ｓ21に吹き出された蒸気は、胴体４０の内壁面に沿って各湿分分離エレメント５３に案内され、複数のセパレータベーン５４の間を通過することで、この蒸気に含まれる湿分がドレンとなって分離される。
そして、湿分分離エレメント５３により湿分が分離された蒸気は、左右の第２支持板５７により区画された蒸気排出空間Ｓ22を通って上昇し、複数の加熱管４６の間を通過する際に加熱され、高温再熱蒸気となって蒸気出口４２から排出される。一方、湿分分離エレメント５３で蒸気から分離された湿分（ドレン）は、ドレン開口５９を通ってドレン通路５２に流下し、ドレン出口４３から外部に排出される。
この場合、マニホールド４９の蒸気入口４１側に位置する湿分分離エレメント５３では、ドレン開口５９がないため、流下流路Ｐ3及びＵ字流路Ｐ4を通ってドレン通路５２に流下し、ドレン出口４３から外部に排出される。即ち、マニホールド４９の蒸気入口４１側に位置する湿分分離エレメント５３にて、蒸気から分離された湿分（ドレン）は、連通開口７２からヘダー７１及びダクト７３内の流下流路Ｐ3に流れ、この流下流路Ｐ3から下方の貯留部７４に一時的に貯留された後、この貯留部７４の開口部からドレン通路５２に流下し、ドレン出口４３から外部に排出される。このとき、ダクト７３及び貯留部７４におけるＵ字流路Ｐ4には、ループシールが形成され、本実施例での吹き上がり抑制手段が構成される。
そのため、マニホールド４９の各吹出口５０から胴体４０に吹き出された蒸気により圧力分布が生じ、胴体４０内におけるマニホールド４９の蒸気入口４１側にて、ドレン通路５２の蒸気が湿分分離エレメント５３側へ吹き上がろうとしても、Ｕ字流路Ｐ4及び流下流路Ｐ3を通って湿分分離エレメント５３側に吹き上がるのは困難であり、湿分を伴った蒸気の吹き上がりが阻止され、湿分分離エレメント５３による湿分分離性能の低下が抑制される。そして、湿分分離エレメント５３で蒸気から分離された湿分は、連通開口７２から流下流路Ｐ3及びＵ字流路Ｐ4を通ってドレン通路５２に流下することとなり、ドレン出口４３から適正に排出される。この場合、Ｕ字流路Ｐ4にループシールが形成されることで、ドレン通路５２の蒸気がＵ字流路Ｐ4及び流下流路Ｐ3を通って湿分分離エレメント５３側へ吹き上がることが阻止され、湿分分離エレメント５３による湿分分離性能の低下が抑制される。
このように実施例３の湿分分離器１７にあっては、マニホールド４９の蒸気入口４１側の領域Ａに設けられた湿分分離エレメント５３において、湿分分離エレメント５３の下方における第１支持板５１を貫通する流下流路Ｐ3と、流下流路Ｐ3におけるドレン通路５２側の端部に設けられたＵ字流路Ｐ4とを設けている。
従って、マニホールド４９の吹出口５０から胴体４０内に導入された湿分を含む蒸気は、湿分分離エレメント５３を通過することで湿分が分離され、この湿分が分離された蒸気は加熱後に蒸気出口４２から排出される一方、湿分は、ドレン開口５９からドレン通路５２に流下してドレン出口４３から排出される。このとき、マニホールド４９の蒸気入口４１側にある湿分分離エレメント５３では、ドレン開口５９がないため、湿分は、流下流路Ｐ3及びＵ字流路Ｐ4からドレン通路５２に流下してドレン出口４３から排出される。そのため、胴体４０の蒸気流動空間Ｓ1にて蒸気の圧力分布が発生し、蒸気流動空間Ｓ1とドレン通路５２との間に圧力差が生じたとしても、Ｕ字流路Ｐ4にループシールが形成されていることから、ドレン通路５２から湿分分離エレメント５３側への湿分を伴った蒸気の逆流を抑制することができ、湿分分離性能を向上することができる。また、分離された湿分は、連通開口７２から流下流路Ｐ3及びＵ字流路Ｐ4を通ってドレン通路５２に排出されることとなり、湿分分離エレメント５３内に滞留して湿分分離性能を低下させることもない。
また、湿分分離エレメント５３で分離した湿分をドレン通路５２に排出する流下流路Ｐ3及びＵ字流路Ｐ4を、湿分分離エレメント５３より蒸気排出空間Ｓ22側に設けている。従って、第１支持板５１から胴体４０の内壁面までに十分な高さを確保することで、貯留部７４の貯留されるドレンの高さを確保することができ、ドレン通路５２からＵ字流路Ｐ4及び流下流路Ｐ3を通って湿分分離エレメント５３側へ吹き上がる蒸気の逆流を確実に阻止することができる。
図８は、本発明の実施例４に係る湿分分離器を表す要部断面図、図９は、実施例４の湿分分離器におけるドレン流通路を表す概略図である。なお、本実施例の湿分分離器における全体構成は、上述した実施例１とほぼ同様であり、図２乃至図４を用いて説明すると共に、この実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
実施例４において、図８及び図９に示すように、湿分分離エレメント５３は、波形をなす複数のセパレータベーン５４が所定間隔で積層され、上下の支持枠５５，５６により支持されており、下支持枠５６（第１仕切壁）に湿分分離エレメント５３とドレン通路５２とを連通するドレン開口５９が形成されており、セパレータベーン５４で分離した湿分をこのドレン開口５９を通してドレン通路５２に排出することができる。
また、本実施例では、図８に示すように、マニホールド４９の蒸気入口４１側の領域Ａに位置する湿分分離エレメント５３において、下支持枠５６にドレン開口が形成されていない。そして、この領域Ａの湿分分離エレメント５３において、ドレン流通路として、湿分分離エレメント５３（蒸気排出空間Ｓ22）の下方における第１支持板５１を貫通する流下流路Ｐ3と、流下流路Ｐ3におけるドレン通路５２側の端部に設けられたＵ字流路Ｐ4とを設けている。また、この流下流路Ｐ3における蒸気排出空間Ｓ22側の端部にガス抜き孔７５が設けられると共に、このガス抜き孔７６の上方に湿分飛散防止壁７７が設けられている。
即ち、第１支持板５１の端部における湿分分離エレメント５３にて、下支持枠５６における蒸気排出空間Ｓ22側の縦壁部５６ｂには、第１支持板５１上に箱型水平形状をなすヘダー７１が固定されると共に、このヘダー７１に対応する縦壁部５６ａに連通開口７２が形成されている。また、ヘダー７１の下部には、第１支持板５１を貫通するダクト７３が設けられ、上端部がヘダー７１に連通する一方、下端部に上方に開口する貯留部７４が形成されている。そして、ヘダー７１及びダクト７３により流下流路Ｐ3が構成される一方、ダクト７３及び貯留部７４によりＵ字流路Ｐ4が構成されている。更に、ヘダー７１の上面部には、蒸気排出空間Ｓ22に開口する複数のガス抜き孔７５が形成されることで、流下流路Ｐ3の上端部が蒸気排出空間Ｓ22に連通することとなる。そして、ヘダー７１の上面部には、このガス抜き孔７５の上方を覆うように湿分飛散防止壁７７が形成されている。このヘダー７１の基本的な考え方は、実施例３と同様である。
このように構成された実施例４の湿分分離器１７にて、蒸気供給空間Ｓ21へ吹き出された蒸気は、湿分分離エレメント５３により湿分がドレンとなって分離され、蒸気は、左右の第２支持板５７により区画された蒸気排出空間Ｓ22を通って上昇し、加熱されてから高温再熱蒸気となって排出される。一方、湿分分離エレメント５３で蒸気から分離された湿分（ドレン）は、ドレン開口５９を通ってドレン通路５２に流下し、ドレン出口４３から外部に排出される。
この場合、マニホールド４９の蒸気入口４１側に位置する湿分分離エレメント５３では、ドレン開口５９がないため、流下流路Ｐ3及びＵ字流路Ｐ4を通ってドレン通路５２に流下し、ドレン出口４３から外部に排出される。即ち、マニホールド４９の蒸気入口４１側に位置する湿分分離エレメント５３にて、蒸気から分離された湿分（ドレン）は、連通開口７２からヘダー７１及びダクト７３内の流下流路Ｐ3に流れ、この流下流路Ｐ3から下方の貯留部７４に一時的に貯留された後、この貯留部７４の開口部からドレン通路５２に流下し、ドレン出口４３から外部に排出される。このとき、ダクト７３及び貯留部７４におけるＵ字流路Ｐ4には、ループシールが形成される。
そのため、マニホールド４９の各吹出口５０から胴体４０に吹き出された蒸気により圧力分布が生じ、胴体４０内におけるマニホールド４９の蒸気入口４１側にて、ドレン通路５２の蒸気が湿分分離エレメント５３側へ吹き上がろうとしても、Ｕ字流路Ｐ4及び流下流路Ｐ3を通って湿分分離エレメント５３側に吹き上がるのは困難であり、湿分を伴った蒸気の吹き上がりが阻止され、湿分分離エレメント５３による湿分分離性能の低下が抑制される。そして、湿分分離エレメント５３で蒸気から分離された湿分は、連通開口７２から流下流路Ｐ3及びＵ字流路Ｐ4を通ってドレン通路５２に流下することとなり、ドレン出口４３から適正に排出される。この場合、Ｕ字流路Ｐ4にループシールが形成されることで、ドレン通路５２の蒸気がＵ字流路Ｐ4及び流下流路Ｐ3を通って湿分分離エレメント５３側へ吹き上がることが阻止され、湿分分離エレメント５３による湿分分離性能の低下が抑制される。
また、貯留部７４にドレンが溜まるまでは、Ｕ字流路Ｐ4にループシールを形成することができず、ドレン通路５２の蒸気がＵ字流路Ｐ4及び流下流路Ｐ3を通って湿分分離エレメント５３側へ吹き上がるおそれがある。ところが、本実施例では、流下流路Ｐ3の上方に位置するヘダー７１にガス抜き孔７６が形成されると共に、湿分飛散防止壁７７が形成されている。そのため、ドレン通路５２の蒸気がＵ字流路Ｐ4及び流下流路Ｐ3を通って上昇しても、湿分飛散防止壁７７に衝突して蒸気排出空間Ｓ22への吹き上がりを抑制することができる。また、ガス抜き孔７６によりヘダー７１の内部の圧力を開放することで、Ｕ字流路Ｐ4及び流下流路Ｐ3の圧力を常時均一に維持することができる。
このように実施例４の湿分分離器１７にあっては、マニホールド４９の蒸気入口４１側の領域Ａに設けられた湿分分離エレメント５３において、湿分分離エレメント５３の下方における第１支持板５１を貫通する流下流路Ｐ3と、流下流路Ｐ3におけるドレン通路５２側の端部に設けられたＵ字流路Ｐ4とを設け、流下流路Ｐ3における蒸気排出空間Ｓ22側の端部にガス抜き孔７６を設けると共に、このガス抜き孔７６の上方に湿分飛散防止壁７７を設けている。
従って、マニホールド４９の蒸気入口４１側にある湿分分離エレメント５３では、ドレン開口５９がないため、湿分は、流下流路Ｐ3及びＵ字流路Ｐ4からドレン通路５２に流下してドレン出口４３から排出される。そのため、胴体４０の蒸気流動空間Ｓ1にて蒸気の圧力分布が発生し、蒸気流動空間Ｓ1とドレン通路５２との間に圧力差が生じたとしても、Ｕ字流路Ｐ4にループシールが形成されていることから、ドレン通路５２から湿分分離エレメント５３側への湿分を伴った蒸気の逆流を抑制することができ、湿分分離性能を向上することができる。また、ループシールの形成以前は、ドレン通路５２の蒸気が湿分飛散防止壁７７に衝突して蒸気排出空間Ｓ22への吹き上がりを抑制することができ、このとき、ガス抜き孔７５により流下流路Ｐ3及びＵ字流路Ｐ4の圧力をガス抜き孔７５から開放することで、Ｕ字流路Ｐ4及び流下流路Ｐ3の圧力を常時均一に維持することができる。
図１０は、本発明の実施例５に係る湿分分離器を表す要部断面図である。なお、本実施例の湿分分離器における全体構成は、上述した実施例１とほぼ同様であり、図２乃至図４を用いて説明すると共に、この実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
実施例５において、図１０に示すように、湿分分離エレメント５３は、波形をなす複数のセパレータベーン５４が所定間隔で積層され、上下の支持枠５５，５６により支持されており、下支持枠５６（第１支持壁）に湿分分離エレメント５３とドレン通路５２とを連通するドレン開口５９が形成されており、セパレータベーン５４で分離した湿分をこのドレン開口５９を通してドレン通路５２に排出することができる。
また、本実施例では、マニホールド４９の蒸気入口４１側の領域Ａに位置する湿分分離エレメント５３において、下支持枠５６にドレン開口が形成されていない。そして、この領域Ａの湿分分離エレメント５３において、ドレン流通路として、湿分分離エレメント５３（蒸気排出空間Ｓ22）の下方における第１支持板５１を貫通する流下流路Ｐ3と、流下流路Ｐ3におけるドレン通路５２側の端部に設けられたＵ字流路Ｐ4とを設けている。また、この流下流路Ｐ3における蒸気排出空間Ｓ22側の端部に湿分分離エレメント５３に貫通するガス抜き孔７８が設けられている。
即ち、第１支持板５１の端部における湿分分離エレメント５３にて、下支持枠５６における蒸気排出空間Ｓ22側の縦壁部５６ｂには、第１支持板５１上に箱型水平形状をなすヘダー７１が固定されると共に、このヘダー７１に対応する縦壁部５６ａに連通開口７２が形成されている。また、ヘダー７１の下部には、第１支持板５１を貫通するダクト７３が設けられ、上端部がヘダー７１に連通する一方、下端部に上方に開口する貯留部７４が形成されている。そして、ヘダー７１及びダクト７３により流下流路Ｐ3が構成される一方、ダクト７３及び貯留部７４によりＵ字流路Ｐ4が構成されている。更に、ヘダー７１に対応する縦壁部５６ｂには、連通開口７２の上方に位置してガス抜き孔７８が形成されることで、流下流路Ｐ3の上端部が湿分分離エレメント５３に連通することとなる。ヘダー７１の基本的な考え方は、実施例３と同じである。
このように構成された実施例５の湿分分離器１７にて、蒸気供給空間Ｓ21へ吹き出された蒸気は、湿分分離エレメント５３により湿分がドレンとなって分離され、蒸気は、左右の第２支持板５７により区画された蒸気排出空間Ｓ22を通って上昇し、加熱されてから高温再熱蒸気となって排出される。一方、湿分分離エレメント５３で蒸気から分離された湿分（ドレン）は、ドレン開口５９を通ってドレン通路５２に流下し、ドレン出口４３から外部に排出される。
この場合、マニホールド４９の蒸気入口４１側に位置する湿分分離エレメント５３では、ドレン開口５９がないため、流下流路Ｐ3及びＵ字流路Ｐ4を通ってドレン通路５２に流下し、ドレン出口４３から外部に排出される。即ち、マニホールド４９の蒸気入口４１側に位置する湿分分離エレメント５３にて、蒸気から分離された湿分（ドレン）は、連通開口７２からヘダー７１及びダクト７３内の流下流路Ｐ3に流れ、この流下流路Ｐ3から下方の貯留部７４に一時的に貯留された後、この貯留部７４の開口部からドレン通路５２に流下し、ドレン出口４３から外部に排出される。このとき、ダクト７３及び貯留部７４におけるＵ字流路Ｐ4には、ループシールが形成され、本実施例での吹き上がり抑制手段が構成される。
そのため、マニホールド４９の各吹出口５０から胴体４０に吹き出された蒸気により圧力分布が生じ、胴体４０内におけるマニホールド４９の蒸気入口４１側にて、ドレン通路５２の蒸気が湿分分離エレメント５３側へ吹き上がろうとしても、Ｕ字流路Ｐ4及び流下流路Ｐ3を通って湿分分離エレメント５３側に吹き上がるのは困難であり、湿分を伴った蒸気の吹き上がりが阻止され、湿分分離エレメント５３による湿分分離性能の低下が抑制される。そして、湿分分離エレメント５３で蒸気から分離された湿分は、連通開口７２から流下流路Ｐ3及びＵ字流路Ｐ4を通ってドレン通路５２に流下することとなり、ドレン出口４３から適正に排出される。この場合、Ｕ字流路Ｐ4にループシールが形成されることで、ドレン通路５２の蒸気がＵ字流路Ｐ4及び流下流路Ｐ3を通って湿分分離エレメント５３側へ吹き上がることが阻止され、湿分分離エレメント５３による湿分分離性能の低下が抑制される。
また、貯留部７４にドレンが溜まるまでは、Ｕ字流路Ｐ4にループシールを形成することができず、ドレン通路５２の蒸気がＵ字流路Ｐ4及び流下流路Ｐ3を通って湿分分離エレメント５３側へ吹き上がるおそれがある。ところが、本実施例では、流下流路Ｐ3の上方に位置するヘダー７１に湿分分離エレメント５３に連通するガス抜き孔７８が形成されている。そのため、ドレン通路５２の蒸気がＵ字流路Ｐ4及び流下流路Ｐ3を通って上昇しても、湿分分離エレメント５３に供給されて再び湿分が分離されることとなる。また、ガス抜き孔７８によりヘダー７１の内部の圧力を開放することで、Ｕ字流路Ｐ4及び流下流路Ｐ3の圧力を常時均一に維持することができる。
このように実施例５の湿分分離器１７にあっては、マニホールド４９の蒸気入口４１側の領域Ａに設けられた湿分分離エレメント５３において、湿分分離エレメント５３の下方における第１支持板５１を貫通する流下流路Ｐ3と、流下流路Ｐ3におけるドレン通路５２側の端部に設けられたＵ字流路Ｐ4とを設け、流下流路Ｐ3の上方に湿分分離エレメント５３に連通するガス抜き孔７８を設けている。
従って、マニホールド４９の蒸気入口４１側にある湿分分離エレメント５３では、ドレン開口５９がないため、湿分は、流下流路Ｐ3及びＵ字流路Ｐ4からドレン通路５２に流下してドレン出口４３から排出される。そのため、胴体４０の蒸気流動空間Ｓ1にて蒸気の圧力分布が発生し、蒸気流動空間Ｓ1とドレン通路５２との間に圧力差が生じたとしても、Ｕ字流路Ｐ4にループシールが形成されていることから、ドレン通路５２から湿分分離エレメント５３側への湿分を伴った蒸気の逆流を抑制することができ、湿分分離性能を向上することができる。また、ループシールの形成以前は、ドレン通路５２の蒸気がＵ字流路Ｐ4及び流下流路Ｐ3を通ってガス抜き孔７８から湿分分離エレメント５３に戻されるため、再び、蒸気から湿分を分離して処理することができ、このとき、流下流路Ｐ3及びＵ字流路Ｐ4の圧力も開放されることで、Ｕ字流路Ｐ4及び流下流路Ｐ3の圧力を常時均一に維持することができる。
図１１は、本発明の実施例６に係る湿分分離器を表す要部断面図である。なお、本実施例の湿分分離器における全体構成は、上述した実施例１とほぼ同様であり、図２乃至図４を用いて説明すると共に、この実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
実施例６において、図１１に示すように、湿分分離エレメント５３は、胴体４０の第１支持板５１上にその長手方向に沿って配設されており、メンテナンス空間Ｓ3によりマニホールド４９の蒸気入口４１側に位置する湿分分離エレメント５３ａと、マニホールド４９の先端側に位置する湿分分離エレメント５３ｂとに分割されており、各湿分分離エレメント５３ａ，５３ｂは、両者の間に複数のジャッキボルト５８が介装されることで支持されている。そして、この湿分分離エレメント５３の下方に位置する第１支持板５１には、ドレン通路５２に連通する複数のドレン開口５９が形成されており、蒸気から分離した湿分をこのドレン開口５９を通してドレン通路５２に排出することができる。
また、マニホールド４９の蒸気入口４１側に位置する湿分分離エレメント５３ａに対して、第１支持板５１の下面に吹き上がり抑制手段としての塞ぎ板６１を固定することで、このドレン開口５９を閉塞している。一方、マニホールド４９の先端側に位置する湿分分離エレメント５３ｂに対しては、塞ぎ板６１を固定せずにドレン開口５９を開放している。そして、メンテナンス空間Ｓ3の下部にバイパス流路としてのダクト８１を固定することで、分割された湿分分離エレメント５３ａ，５３ｂの下端部同士を連通しており、湿分分離エレメント５３ａで分離した湿分をダクト８１を通して湿分分離エレメント５３ｂに流動し、開放されているドレン開口５９からドレン通路５２に排出可能としている。
このように構成された実施例６の湿分分離器１７にて、蒸気供給空間Ｓ21へ吹き出された蒸気は、湿分分離エレメント５３により湿分がドレンとなって分離され、蒸気は、左右の第２支持板５７により区画された蒸気排出空間Ｓ22を通って上昇し、加熱されてから高温再熱蒸気となって排出される。一方、湿分分離エレメント５３で蒸気から分離された湿分（ドレン）は、ドレン開口５９を通ってドレン通路５２に流下し、ドレン出口４３から外部に排出される。
この場合、マニホールド４９の蒸気入口４１側に位置するドレン開口５９は、塞ぎ板６１が固定されることで閉塞しているため、湿分分離エレメント５３ａで分離した湿分は、第１支持板５１上を流れ、ダクト８１を通って湿分分離エレメント５３ｂに流動し、開放されているドレン開口５９からドレン通路５２に排出される。そのため、マニホールド４９の各吹出口５０から胴体４０に吹き出された蒸気により圧力分布が生じ、胴体４０内におけるマニホールド４９の蒸気入口４１側にて、ドレン通路５２の蒸気がドレン開口５９を通って湿分分離エレメント５３側へ吹き上がろうとしても、マニホールド４９の蒸気入口４１側に位置するドレン開口５９は塞ぎ板６１により閉塞されているため、湿分を伴った蒸気の吹き上がりが阻止され、湿分分離エレメント５３による湿分分離性能の低下が抑制される。
このように実施例６の湿分分離器１７にあっては、メンテナンス空間Ｓ3によりマニホールド４９の蒸気入口４１側に位置する湿分分離エレメント５３ａと、マニホールド４９の先端側に位置する湿分分離エレメント５３ｂとに分割し、各湿分分離エレメント５３ａ，５３ｂの第１支持板５１にドレン通路５２と連通するドレン開口５９を形成し、マニホールド４９の蒸気入口４１側に位置する湿分分離エレメント５３ａのドレン開口５９を塞ぎ板６１により閉塞すると共に、分割された湿分分離エレメント５３ａ，５３ｂの下端部同士をダクト８１により連通している。
従って、マニホールド４９の蒸気入口４１側にある湿分分離エレメント５３ａでは、ドレン開口５９が閉塞されているため、湿分は、ダクト８１を通って湿分分離エレメント５３ｂに移動し、開放されたドレン開口５９からドレン通路５２に排出される。そのため、胴体４０の蒸気流動空間Ｓ1にて蒸気の圧力分布が発生し、蒸気流動空間Ｓ1とドレン通路５２との間に圧力差が生じたとしても、ドレン開口５９が塞ぎ板６１により閉塞されていることから、ドレン通路５２から湿分分離エレメント５３側への湿分を伴った蒸気の逆流を抑制することができ、湿分分離性能を向上することができる。また、湿分分離エレメント５３ａで分離された湿分は、湿分分離エレメント５３ｂ側のドレン開口５９からドレン通路５２に排出されることとなり、湿分分離エレメント５３内に滞留して湿分分離性能を低下させることもない。
図１２は、本発明の実施例７に係る湿分分離器を表す概略図、図１３は、実施例７の湿分分離器を表す要部断面図である。なお、本実施例の湿分分離器における全体構成は、上述した実施例１とほぼ同様であり、図２乃至図４を用いて説明すると共に、この実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
実施例７では、低温再熱蒸気が蒸気排出空間Ｓ22側から蒸気供給空間側Ｓ21へ逆流する現象を防止するため、蒸気排出空間Ｓ22内に中間隔壁を設けている。即ち、胴体の蒸気入口近傍に蒸気流動空間を蒸気入口側の空間と奥側の空間とに区画するように中間隔壁を設け、蒸気入口側の空間に吹き上がり抑制手段を設けている。
具体的に説明すると、実施例７において、図２乃至図４に示すように、湿分分離器１７では、装置のコンパクト化のために、胴体４０やマニホールド４９の小径化が図られている。そのため、マニホールド４９内を流動する蒸気の流速が増大し、各吹出口５０から吹き出された蒸気が、マニホールド４９の先端部側、つまり、蒸気室４５側（図２で左側）の隔壁４７に衝突して静圧回復し、胴体４０内の長手方向で圧力分布が生じる。そのため、蒸気供給空間側Ｓ21では、胴体４０の長手方向で、マニホールド４９の蒸気入口４１側の圧力に比べて、蒸気が多く流れるマニホールド４９の先端部側（蒸気室４５側）の圧力が高くなる。
胴体４０の長手方向に生じた圧力分布が影響して、蒸気排出空間Ｓ22でも蒸気入口４１側で低く、マニホールド４９の先端部側（蒸気室４５側）で高くなる。そのため、蒸気供給空間Ｓ21側から湿分分離エレメント５３を通過して蒸気排出空間Ｓ22に流入した低温再生蒸気の一部が、蒸気排出空間Ｓ22内を長手方向にマニホールド４９の先端部側（蒸気室４５側）から蒸気入口４１側に向けて流れ、蒸気入口４１側付近では、湿分分離エレメント５３を経て蒸気供給空間Ｓ21側へ逆流する現象が生ずる。この逆流現象は湿分分離器の効率を低下させるため、逆流を防止する必要がある。そのため、図１２及び図１３に示すように、蒸気排出空間Ｓ22に中間隔壁９１を立設させ、蒸気が蒸気排出空間Ｓ22内を長手方向にマニホールド４９の先端部側（蒸気室４５側）から蒸気入口４１側へ流れるのを防いでいる。なお、胴体４０内での圧力分布の発生により、ドレン通路５２内の圧力が上がるのは、他の実施例と同じ状況である。
中間隔壁９１は、図１２に示すように、胴体４０に設けた一対の隔壁４７の間に挟まれた蒸気排出空間Ｓ22内に１箇所設けられる。この中間隔壁９１は、胴体４０の長手方向に対して垂直面を形成し、胴体４０の断面視で、第１支持板５１、第２支持板５７及び加熱管群４４で囲まれた蒸気排出空間Ｓ22の全面を覆っている。
本実施例の要部断面構造を詳述すれば、図１３示すように、中間隔壁９１と蒸気入口４１側の隔壁４７に囲まれた蒸気排出空間Ｓ22（図１２のＢで示す範囲、図１３の右側断面）では、前述した実施例５と同様の構造をなし、中間隔壁９１とマニホールド４９の先端部側（蒸気室４５側）に設けた他方の隔壁４７で囲まれた蒸気排出空間Ｓ22（図１３の右側断面）では、従来と同様の構造をなす。
即ち、中間隔壁９１と蒸気入口４１側の隔壁４７に囲まれた蒸気排出空間Ｓ22では、図１２及び図１３に示すように、下支持枠５６における蒸気排出空間Ｓ22側の縦壁部５６ｂで、第１支持板５１上に箱型水平形状をなすヘダー７１が固定される。このヘダー７１に対応する縦壁部５６ｂに連通開口７２が形成されている。また、ヘダー７１の下部には、第１支持板５１を貫通するダクト７３が設けられ、上端部がヘダー７１に連通する。ダクト７３の下端部には、上方に開口する貯留部７４が形成されている。ヘダー７１及びダクト７３から流下流路Ｐ3が構成される一方、ダクト７３及び貯留部７４によりＵ字流路Ｐ4が構成されている。更に、ヘダー７１に対応する縦壁部５６ｂには、連通開口７２の上方に位置してガス抜き孔７８が形成されることで、流下流路Ｐ3の上端部が湿分分離エレメント５３に連通する。ヘダー７１の基本的な考え方は、実施例３と同じである。
一方、中間隔壁９１とマニホールド４９の先端部側（蒸気室４５側）に設けた他方の隔壁４７で囲まれた蒸気排出空間Ｓ22では、下支持枠５６にドレン開口５９を設けたにすぎず、ヘダー７１、ダクト７３を設けず、実施例１で説明した塞ぎ板６０も設けていない。
このような構成とするのは、中間隔壁９１と蒸気入口４１側の隔壁４７に囲まれた蒸気排出空間Ｓ22では、ドレン通路５２側と蒸気排出空間Ｓ22側の間の圧力の逆転現象が顕著であり、ドレン通路５２からの湿分（ドレン）を伴った蒸気の吹き上がりが激しいからである。
本実施例では、ダクト７３及び貯留部７４におけるＵ字流路Ｐ4により、ループシールが形成され、本実施例での吹き上がり抑制手段が構成される。従って、ドレン通路５２内の蒸気が湿分分離エレメント５３側へ吹き上がろうとしても、Ｕ字流路Ｐ4及び流下流路Ｐ3を通って湿分分離エレメント５３側に吹き上がるのは困難であり、湿分（ドレン）を伴った蒸気の吹き上がりが阻止され、湿分分離エレメント５３による湿分分離性能の低下が抑制される。
なお、本実施例では、中間隔壁９１と蒸気入口４１側の隔壁４７に囲まれた蒸気排出空間Ｓ22での要部構造を、実施例５で説明したものを採用したが、実施例１〜４で説明したものを採用してもよい。また、中間隔壁９１とマニホールド４９の先端部側（蒸気室４５側）に設けた他方の隔壁４７で囲まれた蒸気排出空間Ｓ22では、ドレン通路５２からの湿分（ドレン）を伴った蒸気の吹き上がりが生ぜず、吹き上がり抑制手段を設ける必要がない。その他、胴体４０内の蒸気及び湿分（ドレン）の流れの基本的な考え方は、実施例５と同じである。
このように実施例７の湿分分離器にあっては、蒸気入口４１近傍に蒸気排出空間Ｓ22を蒸気入口４１側の空間と先端部側（蒸気室４５側）の空間とに区画する中間隔壁９１を設け、蒸気入口４１側の空間に吹き上がり抑制手段としてのＵ字流路Ｐ4を設けている。従って、蒸気入口４１側の空間で発生し易い湿分（ドレン）の吹き上がりを確実に抑制することができる。
なお、上述した各実施例では、第１支持板５１と下支持枠５６により第１仕切壁を構成し、第１支持板５１に湿分分離エレメント５３を連結し、ドレン流通路としてのドレン開口５９を下支持枠５６に形成して説明したが、第１支持板５１に対する湿分分離エレメント５３の支持構造に応じて第１支持板５１にドレン開口５９を形成してもよい。また、上述した各実施例では、マニホールド４９の蒸気入口４１側の領域Ａに位置する湿分分離エレメント５３に対して、本発明の吹き上がり抑制手段を設けたが、ドレン開口５９をなくして湿分分離エレメント５３がもうけられた全ての領域に本発明の吹き上がり抑制手段を設けてもよい。
また、上述した各実施例では、本発明の湿分分離器を湿分分離器として説明したが、胴体４０内に加熱管群４４を有しない湿分分離器であってもよい。更に、上述した各実施例では、本発明の湿分分離器を、胴体４０の一端部から２つのマニホールド４９を挿通し、このマニホールド４９の基端部に蒸気の蒸気入口４１を形成し、側部に吹出口５０を形成して構成したが、この構成に限定されるものではない。例えば、胴体における長手方向中間位置の下部に蒸気の蒸気入口を形成し、その上部に湿分分離エレメントを配設して構成してもよく、この場合であっても、胴体の小径化を図ると、胴体内を流動する蒸気の流速が増大し、蒸気が胴体の奥側の隔面に衝突して静圧回復することから、蒸気の蒸気入口の近傍と奥側で圧力分布が生じ、ドレン通路の蒸気が湿分（ドレン）を伴って湿分分離エレメント側へ吹き上がることが考えられ、本発明が有効的である。
本発明に係る湿分分離器は、ドレン通路から湿分分離エレメント側への湿分の逆流を抑制して湿分分離性能の向上を図ったものであり、各種プラントの湿分分離器に適用することができる。

Claims (11)

  1. 中空形状をなす胴体と、該胴体の内部に湿分を含む蒸気を導入する蒸気入口と、前記胴体の内部に設けられて前記蒸気入口から供給された蒸気が通過することで湿分を分離する湿分分離エレメントと、前記胴体の上部に設けられて前記湿分分離エレメントにより湿分が分離された蒸気を排出する蒸気出口と、前記胴体の下部に設けられて前記湿分分離エレメントにより蒸気から分離された湿分を排出するドレン出口と、前記蒸気入口から導入された蒸気が前記湿分分離エレメントを通過して前記蒸気出口に流動する蒸気流動空間と前記湿分分離エレメントにより分離された湿分を前記ドレン出口に導くドレン通路を区画する第１仕切壁と、前記蒸気流動空間と前記ドレン通路とを連通して前記湿分分離エレメントにより分離された湿分を前記ドレン通路に流すドレン流通路と、前記ドレン通路の湿分が前記ドレン流通路を通して前記蒸気流動空間側に吹き上がるのを抑制する吹き上がり抑制手段とを具えたことを特徴とする湿分分離器。
  2. 請求項１に記載の湿分分離器において、前記吹き上がり抑制手段は、前記蒸気入口の近傍に位置する前記ドレン流通路に対して設けられたことを特徴とする湿分分離器。
  3. 請求項１または２に記載の湿分分離器において、前記ドレン流通路は、前記湿分分離エレメントの下方における前記第１仕切壁に形成されたドレン開口であり、該ドレン開口に前記吹き上がり抑制手段としての絞り手段が設けられたことを特徴とする湿分分離器。
  4. 請求項１または２に記載の湿分分離器において、前記蒸気流動空間は、前記湿分分離エレメントを境界とする第２仕切壁により、前記蒸気入口から導入された蒸気が前記湿分分離エレメントに流動する蒸気供給空間と、該湿分分離エレメントにより湿分が分離された蒸気を前記蒸気出口に流動する蒸気排出空間とに区画され、前記ドレン流通路は、前記蒸気供給空間と前記ドレン通路とを連通する鉤形状をなす第１流路と、前記蒸気排出空間と該第１流路とを連通する第２流路とを有することを特徴とする湿分分離器。
  5. 請求項１または２に記載の湿分分離器において、前記ドレン流通路は、前記湿分分離エレメントの下方における前記第１仕切壁を貫通する流下流路と、該流下流路における前記ドレン通路側の端部に設けられたＵ字流路とを有することを特徴とする湿分分離器。
  6. 請求項５に記載の湿分分離器において、前記流下流路における前記蒸気排出空間側の端部にガス抜き孔が設けられると共に、該ガス抜き孔の上方に湿分飛散防止壁が設けられたことを特徴とする湿分分離器。
  7. 請求項５に記載の湿分分離器において、前記流下流路における前記蒸気排出空間側の端部に前記湿分分離エレメントに貫通するガス抜き孔が設けられたことを特徴とする湿分分離器。
  8. 請求項１または２に記載の湿分分離器において、前記湿分分離エレメントは、メンテナンス空間により前記蒸気入口側と奥側の少なくとも２つに分割され、前記ドレン流通路は、前記奥側に設けられた前記湿分分離エレメントの下方における前記第１仕切壁に形成されたドレン開口と、前記分割された湿分分離エレメント同士を連通するバイパス流路とを有することを特徴とする湿分分離器。
  9. 請求項１に記載の湿分分離器において、前記蒸気入口近傍に前記蒸気流動空間を前記蒸気入口側の空間と奥側の空間とに区画する中間隔壁が設けられ、前記蒸気入口側の空間に前記吹き上がり抑制手段が設けられたことを特徴とする湿分分離器。
  10. 請求項１から８のいずれか一つに記載の湿分分離器において、前記胴体は横置き円筒形状をなし、長手方向における一端部に前記蒸気入口が形成され、内部に該蒸気入口に連通する２つのマニホールドが挿通され、該マニホールドの側部に前記胴体内へ蒸気を吹き出す複数の吹出口を有し、前記胴体内の下部に前記第１仕切壁が固定されることで前記蒸気流動空間と前記ドレン通路が区画され、該第１仕切壁上に前記２つのマニホールドに対応して前記湿分分離エレメントがそれぞれ設けられ、前記各マニホールドの吹出口から吹出された蒸気は、前記各湿分分離エレメントを通過することで湿分が除去され、湿分が除去された蒸気は前記蒸気出口に流動する一方、湿分は前記ドレン流通路から前記ドレン通路を通ってドレン出口に導かれることを特徴とする湿分分離器。
  11. 請求項１０に記載の湿分分離器において、前記胴体の長手方向における他端部から前記各マニホールドの上方に加熱管が挿通され、前記胴体内の両側部に前記湿分分離エレメントを境界とする第２仕切壁が固定されることで蒸気供給空間と蒸気排出空間とが区画され、前記各湿分分離エレメントを通過することで湿分が除去され蒸気は、前記蒸気排出空間から前記加熱管に接触して加熱されてから前記蒸気出口に流動することを特徴とする湿分分離器。
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