KR101485990B1 - 습분 분리 가열기 및 원자력 발전 플랜트 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 필요 전열 면적을 짧은 전열관으로 확보함으로써 소형화를 도모한 습분 분리 가열기를 제공하는 것을 과제로 한다.
이러한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 실시형태에 따르면, 피가열 증기를 도입하는 증기 입구부(10)가 하측에, 피가열 증기를 배출하는 증기 출구부(11)가 상측에 설치된 가로 배향 원통 형상의 본체 용기(1)와, 본체 용기(1)의 길이 방향 양단부를 각각 봉지하는 경판(1a, 1b)과, 피가열 증기의 습분을 분리하는 습분 분리부(4)와, 피가열 증기를 가열하기 위한 가열 유체가 내부를 유통하는 전열 배관군(5, 6)과, 전열 배관군(5, 6)에 가열 유체를 공급해서 열교환하는 가열기 헤더(7, 8)와, 습분 분리부(4)로부터 전열 배관군(5, 6)의 순으로 피가열 증기를 안내하는 칸막이판(9a, 9b)을 구비하고, 전열 배관군(5, 6)은, 본체 용기(1)의 길이 방향으로 뻗는 왕로부(12) 및 복로부(13)와, 이들을 연결하는 곡관부(14)를 갖고, 곡관부(14)를 경판(1a, 1b)의 외측에 설치했다.

Description

습분 분리 가열기 및 원자력 발전 플랜트{MOISTURE SEPARATOR REHEATER AND NUCLEAR POWER PLANT}

본 발명의 실시형태는, 피가열 증기의 습분(濕分)을 분리해서 가열하는 습분 분리 가열기 및 원자력 발전 플랜트에 관한 것이다.

원자력 발전 플랜트 등에 설치되는 습분 분리 가열기(MSR: Moisture Separator Reheater)는, 고압 터빈으로부터 배출된 습증기(濕蒸氣)의 습분을 분리하는 기능과, 이 습분 분리된 피가열 증기를 가열 유체와 열교환시켜서 재가열하는 기능의 2가지의 기능을 갖는다. 상기 가열 유체에는, 예를 들면 증기 발생기로부터의 주증기(主蒸氣)나, 고압 터빈의 추기(抽氣) 증기 등이 사용된다. 그리고, 습분 분리 가열기에서 재가열된 피가열 증기는 저압 터빈 등에 공급된다.

습분 분리 가열기는, 압력 용기의 설계로서 가열기 헤더를 본체 용기의 외부에 설치하는 경우 등, 본체 용기를 관통하는 개구부는 원형으로 형성하는 것이 일반적이다. 가로 배치 원통형의 가열기 헤더의 경우에는, 습분 분리 가열기의 본체 용기 내에 설치하는 것이 일반적이다. 최근, 강도 해석에 따른 원형 이외의 개구부를 갖는 구조 설계가 가능해지고 있다.

이러한 습분 분리 가열기는, 예를 들면 특허문헌 1에 개시된 기술이 있다. 이 기술은, 본체 용기 내에 칸막이판이 설치되며, 이 칸막이판의 위치는, 가열기 헤더나 관다발(管束)의 U자 형상 곡관부(曲管部)의 위치에 의존해서 설치되어 있다. 그리고, 칸막이판은, 피가열 증기가 전열관(傳熱管)이 존재하지 않는 부분이나, 전열관의 U자 형상 곡관부와 같이 열교환에 기여하지 않는 부분(이하, 무효 부분이라 함)으로 흐르는 것을 막고 있다.

또한, 특허문헌 2에 개시된 기술에는, 본체 용기의 일측에 2개의 가열기 헤더가 상하 방향으로 부착되어 있다. 이 경우에도 상기 가열기 헤더 내에 칸막이판을 설치할 필요가 있다.

일본국 특개2010-60222호 공보 일본국 특개2011-94839호 공보

그러나, 전술한 종래의 습분 분리 가열기는, 본체 용기 내에 칸막이판을 설치하면, 상기 무효 부분과 같이, 습분 분리 가열기의 기능에 활용되지 않는 스페이스가 발생한다. 그 때문에, 필요로 하는 전열 면적을 확보하기 위하여 관다발이 길어짐으로써, 습분 분리 가열기의 장대화의 원인으로 된다. 또한, 원자력 발전 플랜트의 대용량화에 따라 습분 분리 가열기가 대형화되는 경향이 있지만, 구성 기기를 소형화할 필요가 있다.

본 발명의 실시형태는, 이러한 사정을 고려해서 이루어진 것이며, 필요 전열 면적을 짧은 전열관으로 확보함으로써 소형화를 도모한 습분 분리 가열기 및 원자력 발전 플랜트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시형태에 따른 습분 분리 가열기는, 내부에 피가열 증기를 도입하는 증기 입구부가 하측에 설치되며, 상기 피가열 증기를 배출하는 증기 출구부가 상측에 설치된 가로 배향 원통 형상의 본체 용기와, 상기 본체 용기의 길이 방향 양단부를 각각 봉지(封止)하는 경판(鏡板)과, 상기 본체 용기 내를 유통하는 상기 피가열 증기의 습분을 분리하는 습분 분리부와, 상기 습분 분리부의 위쪽에 배치되며, 상기 피가열 증기를 가열하기 위한 가열 유체가 내부를 유통하는 전열 배관군(配管群)과, 상기 전열 배관군에 상기 가열 유체를 공급해서 열교환하여 외부로 배출하는 가열기 헤더와, 상기 본체 용기 내에 배치되며, 상기 습분 분리부로부터 상기 전열 배관군으로 상기 피가열 증기를 안내하는 칸막이판을 구비하고, 상기 전열 배관군은, 상기 본체 용기의 길이 방향으로 뻗는 왕로부(往路部) 및 복로부(復路部)와, 상기 왕로부 및 상기 복로부를 연결하는 곡관부를 갖고, 상기 곡관부를 상기 경판의 외측에 설치한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시형태에 따른 습분 분리 가열기는, 내부에 피가열 증기를 도입하는 증기 입구부가 하측에 설치되며, 상기 피가열 증기를 배출하는 증기 출구부가 상측에 설치된 가로 배향 원통 형상의 본체 용기와, 상기 본체 용기의 길이 방향 양단부를 각각 봉지하는 경판과, 상기 본체 용기 내를 유통하는 상기 피가열 증기의 습분을 분리하는 습분 분리부와, 상기 습분 분리부의 위쪽에 배치되며, 상기 피가열 증기를 가열하기 위한 가열 유체가 내부를 유통하는 전열 배관군과, 상기 전열 배관군에 상기 가열 유체를 공급해서 열교환하여 외부로 배출하는 가열기 헤더와, 상기 본체 용기 내에 배치되며, 상기 습분 분리부로부터 상기 전열 배관군으로 상기 피가열 증기를 안내하는 칸막이판을 구비하고, 상기 전열 배관군은, 상기 본체 용기의 길이 방향으로 뻗는 왕로부 및 복로부와, 상기 왕로부 및 상기 복로부를 연결하는 곡관부를 갖고, 상기 습분 분리부의 측면에 상기 칸막이판을 배치함과 함께, 이 칸막이판을 상기 곡관부의 내측에 배치하도록 구부려서 형성한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시형태에 따른 원자력 발전 플랜트는, 고압 터빈과, 상기 고압 터빈으로부터 배출된 피가열 증기의 습분을 분리해서 가열하는 습분 분리 가열기를 갖는 원자력 발전 플랜트로서, 상기 습분 분리 가열기는, 내부에 피가열 증기를 도입하는 증기 입구부가 하측에 설치되며, 상기 피가열 증기를 배출하는 증기 출구부가 상측에 설치된 가로 배향 원통 형상의 본체 용기와, 상기 본체 용기의 양측을 봉지하는 경판과, 상기 본체 용기 내를 유통하는 상기 피가열 증기의 습분을 분리하는 습분 분리부와, 상기 습분 분리부의 위쪽에 배치되며, 상기 피가열 증기를 가열하기 위한 가열 유체가 내부를 유통하는 전열 배관군과, 상기 전열 배관군에 상기 가열 유체를 공급해서 열교환하여 외부로 배출하는 가열기 헤더와, 상기 본체 용기 내에 배치되며, 상기 습분 분리부로부터 상기 전열 배관군의 순으로 상기 피가열 증기를 통과시키는 칸막이판을 구비하고, 상기 전열 배관군은, 상기 본체 용기의 길이 방향으로 뻗는 왕로부 및 복로부와, 상기 왕로부 및 상기 복로부를 연결하는 곡관부를 갖고, 상기 곡관부를 상기 경판의 외측에 설치한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시형태에 따르면, 필요 전열 면적을 짧은 전열관으로 확보함으로써, 습분 분리 가열기의 소형화를 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 습분 분리 가열기의 제1 실시형태를 나타내는 정면 개략 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 습분 분리 가열기의 제2 실시형태를 나타내는 정면 개략 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 습분 분리 가열기의 제3 실시형태를 나타내는 정면 개략 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 습분 분리 가열기의 제4 실시형태를 나타내는 정면 개략 구성도.
도 5는 도 4의 A부 확대 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 습분 분리 가열기의 제5 실시형태를 나타내는 정면 개략 구성도.
도 7은 도 6의 B부 확대 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 습분 분리 가열기의 제6 실시형태를 나타내는 정면 개략 구성도.
도 9는 도 8의 C부 확대 단면도.
도 10은 본 발명에 따른 습분 분리 가열기의 제7 실시형태를 나타내는 정면 개략 구성도.

이하에, 본 발명에 따른 습분 분리 가열기의 각 실시형태에 대하여, 도면을 참조해서 설명한다.

또, 제1 실시형태에서는 고압 터빈(20) 및 저압 터빈(21)을 도시하고 있지만, 그 외의 실시형태에서는 생략한다.

(제1 실시형태)

[구성]

도 1은 본 발명에 따른 습분 분리 가열기의 제1 실시형태를 나타내는 정면 개략 구성도이다.

본 실시형태의 습분 분리 가열기는, 원자력 발전 플랜트 등에 설치되며, 도 1에 나타내는 바와 같이, 고압 터빈(20)으로부터 배출된 습증기의 습분을 분리함과 함께, 이 습분 분리된 피가열 증기를 가열 유체와 열교환시켜서 재가열하고, 재가열된 피가열 증기를 저압 터빈(21) 등에 공급하는 것이다.

본 실시형태의 습분 분리 가열기는, 길이 방향 양단부가 경판(1a, 1b)에 의해 봉지되어 설치 상태에서 길이 방향이 수평이 되도록 가로 배향으로 배치된 원통형의 본체 용기(1)와, 이 본체 용기(1) 내의 아래쪽에 배치된 습분 분리부(4)와, 본체 용기(1) 내의 위쪽에 배치된 제1 전열 배관군(5) 및 제2 전열 배관군(6)과, 제1 가열기 헤더(7) 및 제2 가열기 헤더(8)와, 본체 용기(1) 내에 배치된 한 쌍의 칸막이판(9a, 9b)을 구비하고 있다.

본체 용기(1)에는, 피가열 증기를 도입하기 위한 증기 입구부(10)가 하측에 설치되고, 본체 용기(1) 내부를 유통한 피가열 증기가 배출되는 증기 출구부(11)가 상측에 설치되어 있다. 이 본체 용기(1)의 내부는, 한 쌍의 칸막이판(9a, 9b)에 의해 칸막이된 증기 입구부(10)로부터 증기 출구부(11)를 향하는 피가열 증기 유로가 형성되어 있다. 여기에서, 경판(1a, 1b)은, 본체 용기(1)의 길이 방향 양단부에 형성된 곡단면(曲端面)이다.

습분 분리부(4)는, 증기 입구부(10)로부터 도입된 피가열 증기의 습분을 제거하여, 그 위쪽에 배치된 제1 전열 배관군(5) 및 제2 전열 배관군(6)의 주위에 습분이 제거된 피가열 증기를 유통하도록 구성되어 있다.

제1 전열 배관군(5) 및 제2 전열 배관군(6)은, 본체 용기(1) 내에 있어서의 습분 분리부(4)의 위쪽에 배치되어 있다. 제1 전열 배관군(5) 및 제2 전열 배관군(6)은, 피가열 증기를 가열하기 위한 가열 유체가 내부를 유통한다. 구체적으로는, 제1 전열 배관군(5) 및 제2 전열 배관군(6)은, 가열 유체가 서로 역방향으로 흐르도록 설치되어 있다. 이들 제1 전열 배관군(5) 및 제2 전열 배관군(6)의 외측의 공간을 피가열 증기가 흘러서, 상기 가열 유체와 열교환된다.

본 실시형태에서는, 온도가 상이한 2종류의 가열 유체, 즉, 제1 가열 유체가 제1 전열 배관군(5)에 흐르고, 그 제1 가열 유체보다도 고온인 제2 가열 유체가 제2 전열 배관군(6)에 흐르도록 구성되어 있다.

제1 전열 배관군(5) 및 제2 전열 배관군(6)은, 각각 양측이 개구되어 있는 복수 개의 배관이, 알파벳의 U자관이며, 직관부를 수평으로 한 것과 같이 배치되어 있다.

즉, 제1 전열 배관군(5) 및 제2 전열 배관군(6)은, 각각 제1 가열 유체 및 제2 가열 유체가 유입하는 측의 개구부로부터 수평으로 뻗은 왕로부(12)와, 이 왕로부(12)의 아래쪽에 평행하게 배치되어 제1 가열 유체 및 제2 가열 유체를 배출하는 개구부가 형성된 복로부(13)와, 이들 왕로부(12) 및 복로부(13)가 각각 개구 측으로부터 이간하는 측에서 서로를 연결하는 곡관부(14)에 의해 구성되어 있다.

제1 전열 배관군(5)은, 제1 가열 유체가 공급되는 측인 공급측과, 제1 가열 유체가 배출되는 배출측이 동일한 측이 되도록 배치되어 있다. 마찬가지로, 제2 전열 배관군(6)도, 제2 가열 유체가 공급되는 측인 공급측과, 제2 가열 유체가 배출되는 배출측이 동일한 측이 되도록 배치되어 있다.

여기에서, 제1 가열 유체 및 제2 가열 유체는, 예를 들면 증기 발생기로부터의 주증기나, 고압 터빈의 추기 증기 등이 사용된다.

제1 가열기 헤더(7)는, 한쪽의 경판(1a)의 외측에 전체가 노출한 상태로 설치되어 있다. 제1 가열기 헤더(7)는, 경판(1a)에 기밀을 유지하면서 제1 전열 배관군(5)의 왕로부(12) 및 복로부(13)에 연결된 압력 용기이다. 이 제1 가열기 헤더(7)는, 제1 가열 유체가 공급되는 제1 가열 유체 공급부(7a)와, 제1 가열 유체를 외부로 배출하는 제1 가열 유체 배출부(7b)를 갖는다.

마찬가지로, 제2 가열기 헤더(8)는, 다른 쪽의 경판(1b)의 외측에 전체가 노출한 상태로 설치되어 있다. 제2 가열기 헤더(8)는, 경판(1b)에 기밀을 유지하면서 제2 전열 배관군(6)의 왕로부(12) 및 복로부(13)에 연결된 압력 용기이다. 이 제2 가열기 헤더(8)는, 제2 가열 유체가 공급되는 제2 가열 유체 공급부(8a)와, 제2 가열 유체를 외부로 배출하는 제2 가열 유체 배출부(8b)를 갖는다.

이들 제1 가열기 헤더(7) 및 제2 가열기 헤더(8)는, 각각 경판(1a, 1b)에, 응력 집중을 저하시키기 위하여, 도시하지 않은 어태치먼트를 통하여 부착되어 있다.

한 쌍의 칸막이판(9a, 9b)은, 본체 용기(1) 내에 있어서 습분 분리부(4)로부터 제1 전열 배관군(5) 및 제2 전열 배관군(6)의 순으로 피가열 증기를 안내한다. 구체적으로, 한 쌍의 칸막이판(9a, 9b)은, 각각 제1 전열 배관군(5) 및 제2 전열 배관군(6)의 곡관부(14)의 내측에 배치되어 있다. 또한, 한 쌍의 칸막이판(9a, 9b)은, 각각 제1 가열기 헤더(7) 및 제2 가열기 헤더(8)에 접근하도록 배치되어 있다.

따라서, 한 쌍의 칸막이판(9a, 9b)은, 제1 전열 배관군(5) 및 제2 전열 배관군(6)의 곡관부(14), 제1 가열기 헤더(7) 및 제2 가열기 헤더(8)의 근방 부분과 같이 피가열 증기가 열교환에 기여하지 않는 부분(무효 부분)을 칸막이하기 위하여, 절곡되어 일체로 형성되어 있다.

즉, 칸막이판(9a)은, 습분 분리부(4)의 측면으로부터 제1 가열기 헤더(7)의 근방 부분으로 기립하고, 다음으로 그 근방 부분의 상부로부터 내측으로 절곡되고, 제2 전열 배관군(6)의 곡관부(14)의 내측을 기립하도록 일체로 형성되어 있다.

또한, 칸막이판(9b)은, 습분 분리부(4)의 측면으로부터 제1 전열 배관군(5)의 곡관부(14)의 내측을 기립하고, 다음으로 그 곡관부(14)의 상부로부터 외측으로 절곡되고, 제2 가열기 헤더(8)의 근방 부분으로부터 기립하도록 일체로 형성되어 있다.

[작용 및 효과]

다음으로, 본 실시형태의 작용을 설명한다.

우선, 제1 가열 유체 및 제2 가열 유체의 흐름에 대하여 설명한다.

제1 가열 유체는 외부로부터 제1 가열기 헤더(7)의 제1 가열 유체 공급부(7a)에 공급된다. 제1 가열 유체 공급부(7a)에 공급된 제1 가열 유체는 제1 전열 배관군(5)의 각 전열 배관의 왕로부(12)에 공급된다. 이 왕로부(12)를 흐르는 제1 가열 유체는 곡관부(14) 및 복로부(13)를 흐른다.

왕로부(12), 곡관부(14) 및 복로부(13)를 흐르고 있는 제1 가열 유체는, 피가열 증기와 열교환되어 냉각된다. 복로부(13)를 유통한 제1 가열 유체는, 제1 가열기 헤더(7)의 제1 가열 유체 배출부(7b)로 흘러서, 도시하지 않은 드레인 포트 등으로부터 외부로 배출된다.

마찬가지로, 제2 가열 유체는 외부로부터 제2 가열기 헤더(8)의 제2 가열 유체 공급부(8a)에 공급된다. 제2 가열 유체 공급부(8a)에 공급된 제2 가열 유체는 제2 전열 배관군(6)의 각 전열 배관의 왕로부(12)에 공급된다. 이 왕로부(12)를 흐르는 제2 가열 유체는 곡관부(14) 및 복로부(13)를 흐른다.

왕로부(12), 곡관부(14) 및 복로부(13)를 흐르고 있는 제2 가열 유체는 제1 가열 유체에 의해 가열된 피가열 증기를 가열한다. 복로부(13)를 유통한 제2 가열 유체는, 제2 가열기 헤더(8)의 제2 가열 유체 배출부(8b)로 흘러서, 도시하지 않은 드레인 포트 등으로부터 외부로 배출된다.

다음으로, 본 실시형태의 피가열 증기의 흐름에 대하여 설명한다.

고압 터빈(20)으로부터 배출된 피가열 증기는, 본체 용기(1)의 하측에 설치된 증기 입구부(10)로부터 본체 용기(1) 내의 한 쌍의 칸막이판(9a, 9b) 사이에 도입된다. 그 후, 피가열 증기는 습분 분리부(4)를 통과해서 습분이 제거된다. 습분이 제거된 피가열 증기는, 한 쌍의 칸막이판(9a, 9b)으로 칸막이된 제1 전열 배관군(5)에 공급된다. 여기에서, 피가열 증기는, 제1 전열 배관군(5)의 각 전열 배관 내를 흐르는 제1 가열 유체와 열교환되면서 상승한다.

다음으로, 한 쌍의 칸막이판(9a, 9b)으로 칸막이된 제2 전열 배관군(6)에 공급되고, 이 제2 전열 배관군(6)의 각 전열 배관 내를 흐르는 제2 가열 유체와 열교환되어 상승한다. 그리고, 본체 용기(1)의 상측에 설치된 증기 출구부(11)로부터 배기된다. 이 배기된 피가열 증기는 저압 터빈(21) 등에 공급된다.

따라서, 피가열 증기는, 한 쌍의 칸막이판(9a, 9b)에 정류되면서 본체 용기(1)의 외부로 배출되며, 도 1에 나타내는 바와 같이, 칸막이판(9a, 9b)의 형상은, 제1 전열 배관군(5) 및 제2 전열 배관군(6)의 무효 부분을 최소로 하도록 형성되어 있다.

즉, 한 쌍의 칸막이판(9a, 9b)은, 제1 전열 배관군(5) 및 제2 전열 배관군(6)의 곡관부(14)와, 제1 가열기 헤더(7) 및 제2 가열기 헤더(8)의 근방 부분을 제외한 부분으로 피가열 증기가 유통하도록 칸막이하고 있다.

이렇게 본 실시형태에 따르면, 한 쌍의 칸막이판(9a, 9b)에 의해 피가열 증기의 흐름을 가이드함으로써, 종래 무효 부분이었던 장소에 피가열 증기를 흘려보낼 수 있다. 그 때문에, 보다 짧은 관다발로 전열 면적을 확보할 수 있다. 따라서, 습분 분리 가열기를 소형화할 수 있다.

(제2 실시형태)

도 2는 본 발명에 따른 습분 분리 가열기의 제2 실시형태를 나타내는 정면 개략 구성도이다. 또, 이하의 실시형태에서는, 상기 제1 실시형태와 동일한 부분에는 동일한 부호를 부여하고 중복되는 설명을 생략한다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 습분 분리 가열기에서는, 상기 제1 실시형태의 구성에 부가해서, 제1 가열기 헤더(7) 및 제2 가열기 헤더(8)는, 각각 한 쌍의 칸막이판(9a, 9b)의 외면에 이르기까지 경판(1a, 1b)을 통과해서 본체 용기(1) 내에 파고들도록 설치되어 있다.

따라서, 제1 가열기 헤더(7) 및 제2 가열기 헤더(8)는 경판(1a, 1b)으로부터 일부만이 노출된 상태로 설치되어 있다.

이렇게 본 실시형태에 따르면, 제1 가열기 헤더(7) 및 제2 가열기 헤더(8)는, 각각 한 쌍의 칸막이판(9a, 9b)에 이르기까지 경판(1a, 1b)을 통과해서 본체 용기(1) 내에 파고들도록 설치되어 있으므로, 제1 가열기 헤더(7)측 및 제2 가열기 헤더(8)측의 무효 부분을 한층 더 삭감할 수 있다. 그 때문에, 보다 짧은 관다발로 전열 면적을 확보할 수 있으며, 습분 분리 가열기를 더 소형화할 수 있다.

(제3 실시형태)

도 3은 본 발명에 따른 습분 분리 가열기의 제3 실시형태를 나타내는 정면 개략 구성도이다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 습분 분리 가열기는, 상기 제2 실시형태의 구성에 부가해서, 제1 전열 배관군(5) 및 제2 전열 배관군(6)의 무효 부분인 곡관부(14)가 각각 경판(1a, 1b)의 외측에 설치되어 있다. 한 쌍의 칸막이판(9a, 9b)은, 곡관부(14)에 피가열 증기가 유입하지 않도록 각 경판(1a, 1b) 내에 설치되어 있다.

제1 가열기 헤더(7)와 제2 전열 배관군(6)의 곡관부(14)는, 상하 방향으로 인접해서 배치되어 있다. 마찬가지로, 제1 전열 배관군(5)의 곡관부(14)와 제2 가열기 헤더(8)도 상하 방향으로 인접해서 배치되어 있다. 그 때문에, 한 쌍의 칸막이판(9a, 9b)은, 절곡하지 않고 평면 형상으로 형성하는 것이 가능해진다.

이렇게 본 실시형태에 따르면, 제1 전열 배관군(5) 및 제2 전열 배관군(6)의 무효 부분인 곡관부(14)를 각각 경판(1a, 1b)의 외측에 설치함으로써, 제1 가열기 헤더(7)와 제2 전열 배관군(6)의 무효 부분을 보다 줄일 수 있다.

또한, 본 실시형태에 따르면, 무효 부분을 인접해서 배치함으로써, 이 무효 부분을 칸막이하는 한 쌍의 칸막이판(9a, 9b)을 평면 형상으로 형성하는 것이 가능해지기 때문에, 한 쌍의 칸막이판(9a, 9b)의 크기가 최소가 되어, 본체 용기(1) 내에 있어서의 습분 분리 가열 성능에 기여하지 않는 불필요한 스페이스를 삭감할 수 있다. 그 때문에, 습분 분리 가열기를 한층 더 소형화할 수 있다.

(제4 실시형태)

도 4는 본 발명에 따른 습분 분리 가열기의 제4 실시형태를 나타내는 정면 개략 구성도이다. 도 5는 도 4의 A부 확대 단면도이다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 습분 분리 가열기는, 전열 배관군이 1단인 습분 분리 가열기이다. 구체적으로는, 습분 분리 가열기는, 전열 배관군에 제1 전열 배관군(5)만을 설치하고, 가열기 헤더에 제1 가열기 헤더(7)만을 설치하고 있다.

제1 전열 배관군(5)의 무효 부분인 곡관부(14)는, 경판(1b)의 외측에 설치되어 있다. 즉, 경판(1b)에는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 개구부(1c)가 형성되며, 이 개구부(1c)로부터 외측으로 곡관부(14)가 관통하고 있다. 개구부(1c)에 덮개부(15)가 끼워짐으로써 곡관부(14)에 덮개부(15)가 씌워진다.

또한, 곡관부(14)에는 지지판(16)이 부착되며, 이 지지판(16)에 의해 제1 전열 배관군(5)의 곡관부(14)측이 지지되어 있다.

칸막이판(9b)은 곡관부(14)에 피가열 증기가 유입하지 않도록 설치되어 있다. 제1 가열기 헤더(7)는 칸막이판(9a)의 외면에 이르기까지 경판(1a)을 통과해서 본체 용기(1) 내에 파고들도록 설치되어 있다.

칸막이판(9b)과 지지판(16) 사이에는, 피가열 증기가 곡관부(14)로 유입하는 것을 막기 위하여, 안내판(17)이 설치되어 있다.

이렇게 본 실시형태에 따르면, 전열 배관군이 1단인 습분 분리 가열기여도 무효 부분을 삭감할 수 있기 때문에, 보다 짧은 관다발로 전열 면적을 확보하는 것이 가능해진다. 그 결과, 습분 분리 가열기의 소형화를 도모할 수 있다.

(제5 실시형태)

도 6은 본 발명에 따른 습분 분리 가열기의 제5 실시형태를 나타내는 정면 개략 구성도이다. 도 7은 도 6의 B부 확대 단면도이다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 습분 분리 가열기는, 제1 가열기 헤더(7)와 제2 가열기 헤더(8)가 모두 동일한 경판(1a)측에 외부로 노출되어 인접하도록 설치되어 있다. 칸막이판(9a)은, 제2 가열기 헤더(8)의 근방의 경판(1a)을 회피하기 위하여, 제2 가열기 헤더(8)의 위치로부터 내측으로 절곡해서 형성되어 있다.

또한, 제1 전열 배관군(5) 및 제2 전열 배관군(6)은, 가열 유체가 같은 방향으로 흐르도록 설치되어 있다. 제1 전열 배관군(5) 및 제2 전열 배관군(6)은, 무효 부분인 곡관부(14)가 각각 경판(1b)의 외측에 설치되어 있다. 경판(1b)에는, 2개의 개구부(1c)가 형성되며, 이들 개구부(1c)로부터 외측으로 각각 곡관부(14)가 관통하고 있다. 2개의 개구부(1c)에 각각 덮개부(15)가 끼워짐으로써, 2개의 곡관부(14)에 각각 덮개부(15)가 씌워진다.

또한, 각 곡관부(14)에는 지지판(16)이 부착되며, 이들 지지판(16)에 의해 제1 전열 배관군(5)의 곡관부(14)측 및 제2 전열 배관군(6)의 곡관부(14)측이 지지되어 있다. 칸막이판(9b)은, 각 곡관부(14)에 피가열 증기가 유입하지 않도록 설치되어 있다. 칸막이판(9b)과 지지판(16) 사이에는, 피가열 증기가 곡관부(14)로 유입하는 것을 막기 위하여, 안내판(17)이 설치되어 있다.

이렇게 본 실시형태에 따르면, 제1 전열 배관군(5) 및 제2 전열 배관군(6)의 무효 부분인 곡관부(14)를 개구부(1c)로부터 관통하여 경판(1b)의 외측에 설치함으로써, 관다발의 무효 부분을 줄일 수 있다. 그 때문에, 보다 짧은 관다발로 전열 면적을 확보하는 것이 가능해진다. 그 결과, 습분 분리 가열기의 소형화를 도모할 수 있다.

(제6 실시형태)

도 8은 본 발명에 따른 습분 분리 가열기의 제6 실시형태를 나타내는 정면 개략 구성도이다. 도 9는 도 8의 C부 확대 단면도이다.

도 8에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 습분 분리 가열기는, 상기 제5 실시형태와 달리, 제1 가열기 헤더(7)와 제2 가열기 헤더(8)가 동일한 경판(1a)측에 있어서, 칸막이판(9a)의 외면에 이르기까지 경판(1a)을 통과해서 본체 용기(1) 내에 파고들도록 설치되어 있다. 그 외의 구성 및 작용은, 상기 제5 실시형태와 같으므로, 그 설명을 생략한다.

이렇게 본 실시형태에 따르면, 제1 가열기 헤더(7) 및 제2 가열기 헤더(8)는, 각각 칸막이판(9a)에 이르기까지 경판(1a)을 통과해서 제1 전열 배관군(5) 및 제2 전열 배관군(6)에 파고들도록 설치되어 있으므로, 상기 제5 실시형태의 효과에 부가해서, 제1 가열기 헤더(7)측 및 제2 가열기 헤더(8)측의 무효 부분을 한층 더 삭감할 수 있다. 그 때문에, 보다 짧은 관다발로 전열 면적을 확보할 수 있어, 습분 분리 가열기를 더 소형화할 수 있다.

(제7 실시형태)

도 10은 본 발명에 따른 습분 분리 가열기의 제7 실시형태를 나타내는 정면 개략 구성도이다.

도 10에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 습분 분리 가열기는, 상기 제1 실시형태와 달리, 제1 전열 배관군(5)의 무효 부분인 곡관부(14)가 경판(1b)의 내면 근방까지 뻗어 있다.

제2 전열 배관군(6)의 무효 부분인 곡관부(14)는 경판(1a)의 외측에 설치되어 있다. 즉, 경판(1a)에는, 상기 제4 실시형태 및 제5 실시형태에서 설명한 개구부(1c)(도 5, 도 7 등 참조)가 형성되며, 이 개구부(1c)로부터 외측으로 곡관부(14)가 관통하고 있다. 개구부(1c)에 덮개부(15)가 끼워짐으로써, 곡관부(14)에 덮개부(15)가 씌워진다.

칸막이판(9a)은, 습분 분리부(4)의 측면으로부터 제1 가열기 헤더(7)의 근방 부분의 제1 전열 배관군(5)을 거쳐서 제2 전열 배관군(6)의 곡관부(14)의 내측을 직선 형상으로 기립하도록 일체로 형성되어 있다.

또한, 칸막이판(9b)은, 습분 분리부(4)의 측면으로부터 제1 전열 배관군(5)의 곡관부(14)의 내측을 거쳐서 제2 가열기 헤더(8)의 근방 부분의 제2 전열 배관군(6)을 직선 형상으로 기립하도록 일체로 형성되어 있다.

이렇게 본 실시형태에 따르면, 무효 부분을 칸막이하는 한 쌍의 칸막이판(9a, 9b)을 직선 형상으로 기립하도록 형성함으로써, 한 쌍의 칸막이판(9a, 9b)을 평면 형상으로 형성하는 것이 가능해진다. 그 때문에, 상기 제3 실시형태와 마찬가지로 한 쌍의 칸막이판(9a, 9b)의 크기가 최소가 되어, 본체 용기(1) 내에 있어서의 습분 분리 가열 성능에 기여하지 않는 불필요한 스페이스를 삭감할 수 있다. 그 결과, 습분 분리 가열기를 한층 더 소형화할 수 있다.

(그 외의 실시형태)

본 발명의 몇 가지 실시형태를 설명했지만, 이들 실시형태는, 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 이들 신규한 실시형태는, 그 외의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하며, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 각종 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시형태나 그 변형예는, 발명의 범위나 요지에 포함됨과 함께, 특허청구범위에 기재된 발명과 그 균등한 범위에 포함된다.

예를 들면 상기 제1 실시형태 및 제5 실시형태에서는 제1 가열기 헤더(7) 및 제2 가열기 헤더(8)가 경판(1a, 1b)에 대하여 모두 외부로 노출하도록 설치한 경우에 대하여 설명했지만, 그 이외의 실시형태와 같이 제1 가열기 헤더(7) 및 제2 가열기 헤더(8)가 칸막이판(9a, 9b)에 이르기까지 경판(1a, 1b)을 통과해서 제1 전열 배관군(5) 및 제2 전열 배관군(6)에 파고들도록 설치되어 있어도 된다.

요컨대, 제1 가열기 헤더(7) 및 제2 가열기 헤더(8)는, 경판(1a, 1b)의 외측으로 적어도 일부가 노출되어 가열 유체를 공급하고 또한 배출 가능하면 된다.

1 : 본체 용기 1a, 1b : 경판
1c : 개구부 4 : 습분 분리부
5 : 제1 전열 배관군 6 : 제2 전열 배관군
7 : 제1 가열기 헤더 7a : 제1 가열 유체 공급부
7b : 제1 가열 유체 배출부 8 : 제2 가열기 헤더
8a : 제2 가열 유체 공급부 8b : 제2 가열 유체 배출부
9a, 9b : 칸막이판 10 : 증기 입구부
11 : 증기 출구부 12 : 왕로부
13 : 복로부 14 : 곡관부
15 : 덮개부 16 : 지지판
17 : 안내판 20 : 고압 터빈
21 : 저압 터빈

Claims (7)

1. 내부에 피가열 증기를 도입하는 증기 입구부가 하측에 설치되며, 상기 피가열 증기를 배출하는 증기 출구부가 상측에 설치된 가로 배향 원통 형상의 본체 용기와,
   상기 본체 용기의 길이 방향 양단부를 각각 봉지(封止)하는 경판(鏡板)과,
   상기 본체 용기 내를 유통하는 상기 피가열 증기의 습분(濕分)을 분리하는 습분 분리부와,
   상기 습분 분리부의 위쪽에 배치되며, 상기 피가열 증기를 가열하기 위한 가열 유체가 내부를 유통하는 전열(傳熱) 배관군(配管群)과,
   상기 전열 배관군에 상기 가열 유체를 공급해서 열교환하여 외부로 배출하는 가열기 헤더와,
   상기 본체 용기 내에 배치되며, 상기 습분 분리부로부터 상기 전열 배관군으로 상기 피가열 증기를 안내하는 칸막이판을 구비하고,
   상기 전열 배관군은, 상기 본체 용기의 길이 방향으로 뻗는 왕로부(往路部) 및 복로부(復路部)와, 상기 왕로부 및 상기 복로부를 연결하는 곡관부(曲管部)를 갖고,
   상기 곡관부를 상기 경판의 외측에 설치하며,
   상기 칸막이판의 일부는 상기 전열 배관군의 상기 곡관부의 내측에 배치되어, 상기 피가열 증기가 상기 전열 배관군의 곡관부를 제외한 부분으로 유통하도록 칸막이하는 것을 특징으로 하는 습분 분리 가열기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 경판의 외측에 설치한 상기 곡관부에는, 덮개부가 씌워져 있는 것을 특징으로 하는 습분 분리 가열기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 칸막이판은, 평면 형상으로 형성되며, 상기 습분 분리부의 측면 및 상기 곡관부의 내측에 배치된 것을 특징으로 하는 습분 분리 가열기.
4. 내부에 피가열 증기를 도입하는 증기 입구부가 하측에 설치되며, 상기 피가열 증기를 배출하는 증기 출구부가 상측에 설치된 가로 배향 원통 형상의 본체 용기와,
   상기 본체 용기의 길이 방향 양단부를 각각 봉지하는 경판과,
   상기 본체 용기 내를 유통하는 상기 피가열 증기의 습분을 분리하는 습분 분리부와,
   상기 습분 분리부의 위쪽에 배치되며, 상기 피가열 증기를 가열하기 위한 가열 유체가 내부를 유통하는 전열 배관군과,
   상기 전열 배관군에 상기 가열 유체를 공급해서 열교환하여 외부로 배출하는 가열기 헤더와,
   상기 본체 용기 내에 배치되며, 상기 습분 분리부로부터 상기 전열 배관군으로 상기 피가열 증기를 안내하는 칸막이판을 구비하고,
   상기 전열 배관군은, 상기 본체 용기의 길이 방향으로 뻗는 왕로부 및 복로부와, 상기 왕로부 및 상기 복로부를 연결하는 곡관부를 갖고,
   상기 칸막이판은 상기 습분 분리부의 측면에서부터 상기 전열 배관군 측으로 연장되고, 상기 칸막이판의 일부가 상기 전열 배관군의 곡관부의 내측에 배치되도록 구부러져서 형성되며,
   상기 칸막이판의 일부는 상기 전열 배관군의 상기 곡관부의 내측에 배치되어, 상기 피가열 증기가 상기 전열 배관군의 곡관부를 제외한 부분으로 유통하도록 칸막이하는 것을 특징으로 하는 습분 분리 가열기.
5. 제1항, 제2항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 전열 배관군은, 하측으로부터 차례로 제1 전열 배관군, 제2 전열 배관군이 설치되며, 또한 상기 제1 전열 배관군에 흐르는 상기 가열 유체보다도 고온인 가열 유체를 상기 제2 전열 배관군에 흐르도록 한 것을 특징으로 하는 습분 분리 가열기.
6. 제1항, 제2항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 가열기 헤더는, 상기 칸막이판에 이르기까지 상기 경판을 통과해서 상기 본체 용기 내에 파고들도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 습분 분리 가열기.
7. 고압 터빈과,
   상기 고압 터빈으로부터 배출된 피가열 증기의 습분을 분리해서 가열하는 습분 분리 가열기를 갖는 원자력 발전 플랜트로서,
   상기 습분 분리 가열기는,
   내부에 피가열 증기를 도입하는 증기 입구부가 하측에 설치되며, 상기 피가열 증기를 배출하는 증기 출구부가 상측에 설치된 가로 배향 원통 형상의 본체 용기와,
   상기 본체 용기의 양측을 봉지하는 경판과,
   상기 본체 용기 내를 유통하는 상기 피가열 증기의 습분을 분리하는 습분 분리부와,
   상기 습분 분리부의 위쪽에 배치되며, 상기 피가열 증기를 가열하기 위한 가열 유체가 내부를 유통하는 전열 배관군과,
   상기 전열 배관군에 상기 가열 유체를 공급해서 열교환하여 외부로 배출하는 가열기 헤더와,
   상기 본체 용기 내에 배치되며, 상기 습분 분리부로부터 상기 전열 배관군의 순으로 상기 피가열 증기를 통과시키는 칸막이판을 구비하고,
   상기 전열 배관군은, 상기 본체 용기의 길이 방향으로 뻗는 왕로부 및 복로부와, 상기 왕로부 및 상기 복로부를 연결하는 곡관부를 갖고,
   상기 곡관부를 상기 경판의 외측에 설치하며,
   상기 칸막이판의 일부는 상기 전열 배관군의 상기 곡관부의 내측에 배치되어, 상기 피가열 증기가 상기 전열 배관군의 곡관부를 제외한 부분으로 유통하도록 칸막이하는 것을 특징으로 하는 원자력 발전 플랜트.

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