KR20150092293A

KR20150092293A - 복수기, 이를 구비하고 있는 다단압 복수기, 복수기에 이용하는 재열모듈

Info

Publication number: KR20150092293A
Application number: KR1020157018051A
Authority: KR
Inventors: 잇사쿠 후지타; 사토시 히라오카; 겐지 기리하라; 아키라 후쿠이; 겐스케 니시우라; 다이치 나카무라
Original assignee: 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤
Priority date: 2013-02-13
Filing date: 2014-02-13
Publication date: 2015-08-12
Also published as: JP5936562B2; US9638469B2; US20160010923A1; EP2957847B1; KR101713467B1; EP2957847A1; CN104937360A; WO2014126154A1; JP2014153039A; CN104937360B; EP2957847A4

Abstract

저압 복수기(20)는, 용기 내를 상부 공간(Sa)과 하부 공간(Sb)으로 구획하여, 상하방향으로 관통하는 복수의 격벽 관통공(27)이 형성되어 있는 압력격벽(22)과, 상부 공간에 배치되어, 외부로부터 유입된 증기를 응축시키는 전열관과, 하부 공간에 배치되어, 상부 공간에서 응축하여 하부 공간에 유입되어 온 물을 외부로부터 하부 공간에 유입되어 온 고온 증기로 가열하는 재열기(30)를 구비한다. 재열기(30)는, 서로 간격을 두고 나열되어 있는 복수의 구획부재(41)와, 복수의 구획부재(41)를 거쳐 흘러 내려간 물을 받는 수용판(56)과, 수용판(56)의 외주연에 접속되어 있는 둑(57)을 가진다. 복수의 구획부재(41)의 하단은, 둑(57)의 상단보다 하방이다.

Description

복수기, 이를 구비하고 있는 다단압 복수기, 복수기에 이용하는 재열모듈{CONDENSER, MULTISTAGE PRESSURE CONDENSER PROVIDED THEREWITH, AND REHEATING MODULE USED IN CONDENSER}

본 발명은, 증기를 물로 되돌리는 복수기, 이를 구비하고 있는 다단압 복수기, 복수기에 이용하는 재열모듈에 관한 것이다. 본원은, 2013년 2월 13일에, 일본에서 출원된 일본 특허출원 2013-026077호에 근거하여 우선권을 주장하고, 이 내용을 여기에 원용한다.

증기 플랜트로는, 다단 복수기를 구비하고 있는 것이 있다. 다단 복수기에서는, 각 복수기의 냉각수 입구 온도가 상이하기 때문에, 각 복수기에서 증기를 물로 되돌리는 과정에서 발생하는 포화 증기의 압력이 각 복수기에서 서로 다르다. 이로 인하여, 복수기를 2기 구비하고 있는 경우, 일방의 복수기가 고압 복수기가 되고, 타방의 복수기가 저압 복수기가 된다.

이하의 특허문헌 1에는, 고압 복수기와 저압 복수기를 구비하고 있는 다단압 복수기가 개시되어 있다. 이 다단압 복수기의 저압 복수기는, 상부로부터 저압 증기가 유입되는 저압 복수용기와, 이 저압 복수용기 내를 상부 공간과 하부 공간으로 구획하는 압력격벽과, 상부 공간 내에 배치되어 저압 증기를 응축시키는 전열관과, 하부 공간에 배치되어 있는 트레이를 구비하고 있다. 이 저압 복수기와 고압 복수기는, 고압 복수기 내에 유입된 고압 증기의 일부를 저압 복수기의 하부 공간에 유도하는 증기덕트로 접속되어 있다.

저압 복수기의 압력격벽에는, 연직방향으로 관통하는 복수의 관통공이 형성되어 있다. 상부 공간에서 응축된 물은, 이 압력격벽의 복수의 관통공을 통과하여, 하부 공간으로 흘러 떨어진다. 이 물은, 트레이에 일시적으로 저류된 후, 트레이로부터 오버플로하여, 하부 공간의 바닥에 저류된다. 물은, 압력격벽의 복수의 관통공을 통과하여, 트레이에 도달할 때까지의 사이, 또한 트레이로부터 오버플로하여 하부 공간의 물 저류 부분에 도달할 때까지의 사이에, 고압 복수기로부터의 고온의 고압 증기에 노출되어 가열된다. 또한 트레이로부터 오버플로한 물이 하부 공간의 바닥에 저류되어 있는 물에 낙하하면, 하부 공간의 바닥에 저류되어 있는 물에 순환류가 발생하기 때문에, 이 물과 이 상방을 통과하는 고온의 고압 증기와의 접촉률이 높아진다. 따라서, 이 특허문헌 1에 기재된 기술로는, 하부 공간의 바닥에 저류되는 물의 온도를 높게 할 수 있다.

일본 특허공보 제3706571호

일반적으로, 증기 플랜트에서는, 복수기의 바닥에 저류된 물이, 복수 펌프 및 급수 펌프를 통하여, 보일러에 유도된다. 보일러에 유도된 물은, 거기에서 증기가 되어, 증기 터빈에 공급된 후, 복수기에서 물로 되돌려진다. 이로 인하여, 복수기의 바닥에 저류되는 물의 온도가 높을수록 증기 플랜트 전체의 열효율이 높아진다. 따라서, 특허문헌 1에 기재된 기술로는, 상기 서술한 바와 같이, 저압 복수기의 바닥에 저류되는 물을 고압 복수기로부터의 고온의 증기로 가열하여, 이 물의 온도를 높이고 있다.

그런데, 증기 플랜트 전체의 열효율을 보다 높이고 싶은 요망은 항상 있다.

따라서, 본 발명은, 증기 플랜트 전체의 열효율을 보다 높이기 위하여, 외부로부터의 고온의 증기에 의한 응축 후의 물의 재열효율을 높일 수 있는 복수기, 이를 구비하고 있는 다단압 복수기, 복수기에 이용하는 재열모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 발명에 관한 일 양태로서의 복수기는,

증기가 유입되는 용기와, 상기 용기 내를 상부 공간과 하부 공간으로 구획하여, 복수의 격벽 관통공이 형성되어 있는 압력격벽과, 상기 용기의 상기 상부 공간에 배치되어, 유입된 상기 증기를 응축시키는 전열관과, 상기 용기의 상기 하부 공간에 배치되어, 상기 용기의 상기 상부 공간에서 상기 증기가 응축되고, 상기 용기의 상기 하부 공간에 유입된 물을, 상기 용기의 외부로부터 상기 하부 공간에 유입된 고온 증기로 가열하는 재열기를 구비하고, 상기 재열기는, 상기 용기의 상기 하부 공간 내에서 상하방향으로 뻗어, 서로 간격을 두고 나열되는 복수의 구획부재와, 복수의 상기 구획부재를 거쳐 흘러 내려간 물을 받는 수용판과, 상기 수용판의 외주연에 접속되어 상기 수용판을 둘러싸는 둑을 가지고, 상기 복수의 구획부재의 하단은, 상기 둑의 상단보다 하방이다.

물은, 하방으로 떨어지는 과정에서, 복수의 구획부재에 접한다. 그 결과, 물의 표면적이 커진다. 이로 인하여, 당해 복수기에서는, 복수의 구획부재의 사이를 통과하는 고온 증기와 물의 접촉률이 높아진다.

복수의 구획부재를 거친 물은, 수용판 및 둑으로 둘러싸인 영역에 일시적으로 저류된 후, 이 영역으로부터 오버플로하여, 하방으로 낙하한다. 당해 복수기에서는, 복수의 구획부재의 하단이 둑의 상단보다 하방이기 때문에, 복수의 구획부재의 하단부는, 수용판 및 둑으로 둘러싸인 영역에 저류되어 있는 수중에 잠기게 된다. 이로 인하여, 복수의 구획부재의 사이에는, 복수의 구획부재의 하방으로부터 고온 증기가 거의 유입되지 않는다. 따라서, 당해 복수기에서는, 복수의 구획부재의 사이를 통과하는 고온 증기에 있어서의, 복수의 상기 구획부재가 나열되는 방향 및 상하방향에 수직인 증기유입방향의 유속이 높아진다.

이상과 같이, 당해 복수기에서는, 고온 증기와 물의 접촉률이 높아지는 데다가, 고온 증기의 증기유입방향의 유속이 높아지기 때문에, 고온 증기와 물 사이의 열전달률이 높아진다. 따라서, 당해 복수기에 의하면, 고온 증기에 의하여 효율적으로 물을 가열할 수 있다.

여기에서, 상기 복수기에 있어서, 상기 수용판에는, 복수의 수용판 관통공이 형성되어 있어도 되고, 상기 둑에도, 복수의 둑 관통공이 형성되어 있어도 된다.

수용판에 복수의 수용판 관통공이 형성되어 있는 경우, 둑에 복수의 둑 관통공이 형성되어 있는 경우 중 어느 경우도, 수용판 및 둑으로 둘러싸인 영역으로부터 물의 유출 개소가 분산화되기 때문에, 이 물이 낙하하여 물 저류 부분에 도달할 때까지의 사이에 고압 증기와의 접촉률이 높아진다. 따라서, 당해 복수기에서는, 고압 증기에 의한 물의 가열 효율을 보다 높일 수 있다.

또, 이상의 어느 하나의 상기 복수기에 있어서, 상기 재열기는, 복수의 상기 구획부재가 나열되는 방향에 있어서의, 복수의 상기 구획부재의 그룹의 양측에 배치되어, 상기 구획부재와 간격을 두고 대향하는 측판을 가져도 된다.

복수의 구획부재의 그룹의 양측에 측판이 배치되어 있지 않은 경우, 나열방향의 양단에 위치하는 구획부재에는, 나열방향으로부터의 고온 증기가 접근할 수 있다. 이로 인하여, 나열방향의 양단에 위치하는 구획부재에 대한 고온 증기의 증기유입방향의 유속이 저하된다. 따라서, 당해 복수기에서는, 복수의 구획부재의 그룹의 양측에 측판을 배치하여, 나열방향으로부터의 고온 증기의 접근을 억제한다.

또, 이상의 어느 하나의 상기 복수기에 있어서, 상기 재열기는, 복수의 상기 구획부재의 각 상단부를 지지하는 상단 지지부재와, 복수의 상기 구획부재의 각 하단부를 지지하는 하단 지지부재를 가져도 된다. 이 경우, 상기 상단 지지부재에는, 상기 용기의 상기 하부 공간의 하방으로부터 상방을 향하여 오목하여, 복수의 상기 구획부재의 각 상단부가 들어가는 상부 계합부가 형성되고, 상기 하단 지지부재에는, 상기 용기의 상기 하부 공간의 상방으로부터 하방을 향하여 오목하여, 복수의 상기 구획부재의 상기 하단부가 들어가는 하부 계합부가 형성되며, 상기 구획부재는, 상하방향으로 탄성 압축된 상태에서, 상기 구획부재의 상단부가 상기 상단 지지부재의 상부 계합부에 들어가고, 상기 구획부재의 하단부가 상기 하단 지지부재의 하부 계합부에 들어가, 상기 상단 지지부재와 상기 하단 지지부재의 사이에 끼워져, 지지되어 있어도 된다.

또, 이상의 어느 하나의 상기 복수기에 있어서, 상기 구획부재는, 복수의 상기 구획부재가 나열되는 방향으로 돌출하는 볼록부와 상기 나열방향으로 오목한 오목부가, 상하방향으로 반복 형성되어 있는 파형판을 가져도 된다. 또한, 상기 구획부재는, 상기 파형판과, 상방을 향하여 개구하고 상기 파형판과 협동하여 물을 저류시키는 포켓을 형성하는 복수의 포켓 형성부재를 가져도 된다. 또, 상기 파형판에는, 복수의 파형판 관통공이 형성되어 있어도 된다.

또, 이상의 어느 하나의 상기 복수기에 있어서, 상기 재열기는, 재열모듈을 가지고, 상기 재열모듈은, 복수의 상기 구획부재와 상기 상단 지지부재와 상기 하단 지지부재와 상기 수용판과 상기 둑을 가짐과 함께, 상기 수용판과 상기 상단 지지부재와 상기 하단 지지부재를 서로 접속하여, 복수의 상기 구획부재와 상기 상단 지지부재와 상기 하단 지지부재와 상기 수용판과 상기 둑을 일체화하는 연결부재를 가져도 된다.

이상과 같이, 재열기의 적어도 일부를 일체화해 둠으로써, 재열기의 설치 시공성을 높일 수 있다.

또, 상기 재열모듈을 가지는 복수기에 있어서, 상기 재열모듈은, 복수의 상기 구획부재의 연직 상방의 영역에 존재하고, 상하방향으로 관통하는 복수의 다공판 관통공이 형성되어 있는 다공판을 가져도 된다. 이 경우, 상기 재열모듈의 상기 다공판은, 상기 압력격벽의 일부를 이루어도 된다.

또, 이상의 어느 하나의 상기 재열모듈을 가지는 복수기에 있어서, 상기 재열기는, 복수의 상기 재열모듈을 가져도 된다.

미리 복수의 재열모듈을 준비해 두고, 이들을 적절히 조합함으로써, 각종 사이즈의 복수기에 용이하게 대응할 수 있다.

또, 복수의 재열모듈을 가지는 상기 복수기에 있어서, 복수의 상기 재열모듈은, 서로 인접하고, 상기 재열기는, 복수의 상기 재열모듈의 사이의 위치에 도달한 물을 어느 하나의 재열모듈의 상기 구획부재 상에 유도하는 물 가이드부재를 가져도 된다.

당해 복수기에서는, 복수의 재열모듈 사이를 지나가는 물의 양을 줄일 수 있다.

또, 이상의 어느 하나의 상기 복수기에 있어서, 상기 재열기는, 복수의 상기 구획부재가 나열되어 있는 나열방향 및 상하방향에 수직인 증기유입방향의 일방측으로부터, 복수의 상기 구획부재의 사이에 상기 고온 증기를 강제적으로 유도하는 증기 강제도입 장치를 가져도 된다.

당해 복수기에서는, 복수의 구획부재의 사이를 통과하는 고온 증기의 유량이 많아져, 물을 고온 증기로 효율적으로 가열할 수 있다.

또, 이상의 어느 하나의 상기 복수기에 있어서, 상기 재열기는, 복수의 상기 구획부재를 기준으로 하여, 복수의 상기 구획부재가 나열되는 방향 및 상하방향에 수직인 증기유입방향의 일방측에 배치되어, 상기 일방측으로부터 복수의 상기 구획부재의 사이에 유입되는 상기 고온 증기의 흐름방향을 상기 증기유입방향으로 정렬하고, 또한 상기 증기유입방향에 대하여 수직인 면 내에서의 상기 고온 증기의 유속분포를 균일화하는 정류기를 가져도 된다.

당해 복수기에서는, 복수의 구획부재의 전체에서 균등하게 물과 고온 증기를 효율적으로 열교환시킬 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 발명에 관한 일 양태로서의 다단압 복수기는,

이상의 어느 하나의 상기 복수기인 저압 복수기와, 유입된 증기를 물로 되돌리는 과정에서 발생하는 포화 증기의 압력이 상기 저압 복수기에서 유입된 증기를 물로 되돌리는 과정에서 발생하는 포화 증기의 압력보다 높은 고압 복수기와, 상기 고압 복수기에 유입된 상기 증기의 일부를 상기 저압 복수기의 상기 하부 공간에 유입시키는 증기덕트를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 발명에 관한 일 양태로서의 재열모듈은,

상방으로부터의 물을, 외부로부터의 증기로 가열하는 재열모듈에 있어서, 상하방향으로 뻗어, 서로 간격을 두고 나열되어 있는 복수의 구획부재와, 복수의 상기 구획부재를 거쳐 떨어진 물을 받는 수용판과, 상기 수용판의 외주연에 접속되어 상기 수용판을 둘러싸는 둑과, 복수의 상기 구획부재의 각 상단부를 지지하는 상단 지지부재와, 복수의 상기 구획부재의 각 하단부를 지지하는 하단 지지부재와, 상기 수용판과 상기 상단 지지부재와 상기 하단 지지부재를 서로 접속하여, 복수의 상기 구획부재와 상기 수용판과 상기 둑과 상기 상단 지지부재와 상기 하단 지지부재를 일체화하는 연결부재를 가지고, 상기 복수의 구획부재의 하단은, 상기 둑의 상단보다 하방인 것을 특징으로 한다.

당해 재열모듈에서도, 상기 재열기와 마찬가지로, 고온 증기와 물의 접촉률이 높아지는 데다가, 고온 증기의 증기유입방향의 유속이 높아지기 때문에, 고온 증기와 물 사이의 열전달률이 높아진다. 따라서, 당해 재열모듈에서도, 고온 증기에 의하여 효율적으로 물을 가열할 수 있다. 또한, 당해 재열모듈을 이용함으로써, 재열기의 설치 시공성을 높일 수 있다.

여기에서, 상기 재열모듈에 있어서, 복수의 상기 구획부재가 나열되는 방향에 있어서의, 복수의 상기 구획부재의 그룹의 양측에 배치되어, 상기 구획부재와 간격을 두고 대향하는 측판을 가져도 된다.

또, 이상의 어느 하나의 재열모듈에 있어서, 복수의 상기 구획부재 및 상기 상단 지지부재의 연직 상방의 영역을 덮고, 연직방향으로 관통하고 있는 복수의 다공판 관통공이 형성되어 있는 다공판을 가져도 된다.

본 발명에 관한 일 양태에 의하면, 외부로부터의 고온의 증기에 의한 응축 후의 물의 재열효율을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 일 실시형태의 다단압 복수기의 주요부 단면도이다.
도 2는 도 1의 II-II단면도이다.
도 3은 본 발명에 관한 일 실시형태의 재열모듈의 사시도이다.
도 4는 본 발명에 관한 일 실시형태의 재열모듈의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명에 관한 일 실시형태의 구획부재의 주요부 사시도이다.
도 6은 본 발명에 관한 제1 변형예의 재열기를 포함하는 저압 복수기의 주요부 단면도이다.
도 7은 본 발명에 관한 제2 변형예의 재열기를 포함하는 저압 복수기의 주요부 단면도이다.
도 8은 본 발명에 관한 제3 변형예의 재열기를 포함하는 저압 복수기의 주요부 단면도이다.
도 9는 본 발명에 관한 제4 변형예의 재열기를 포함하는 저압 복수기의 주요부 단면도이다.
도 10은 본 발명에 관한 제4 변형예의 재열기의 주요부 사시도이다.
도 11은 본 발명에 관한 제5 변형예의 재열기를 포함하는 저압 복수기의 주요부 단면도이다.
도 12는 본 발명에 관한 제6 변형예의 재열기를 포함하는 저압 복수기의 주요부 단면도이다.
도 13은 본 발명에 관한 제7 변형예의 재열기에 채용되는 재열모듈의 사시도이다.
도 14는 본 발명에 관한 제1 변형예의 구획부재의 주요부 사시도이다.
도 15는 본 발명에 관한 제2 변형예의 구획부재의 정면도이다.
도 16은 본 발명에 관한 변형예의 증기 강제도입 장치를 포함하는 저압 복수기의 주요부 단면도이다.

이하, 본 발명의 각종 실시형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

"다단압 복수기의 실시형태"

먼저, 본 발명에 관한 다단압 복수기의 실시형태에 대하여, 도 1~도 5를 참조하여 설명한다.

본 실시형태의 다단압 복수기는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 고압 복수기(10)와, 저압 복수기(20)와, 고압 복수기(10) 내의 고온 고압의 포화 증기를 저압 복수기(20) 내에 유도하는 증기덕트(17)와, 저압 복수기(20) 내의 바닥에 저류된 물을 고압 복수기(10)에 유도하는 복수 유통관(18)을 구비하고 있다.

이 다단압 복수기는, 증기 플랜트의 일부를 구성하고 있다. 증기 플랜트는, 도시되어 있지 않지만, 이 다단압 복수기 외에, 증기를 발생하는 보일러와, 보일러로부터의 증기로 구동하고 이 증기를 다단압 복수기의 고압 복수기(10) 및 저압 복수기(20)에 배기하는 증기 터빈과, 다단압 복수기로부터의 물을 보일러에 보내기 위한 복수 펌프 및 급수 펌프를 구비하고 있다.

고압 복수기(10)는, 증기 터빈으로부터의 증기가 유입되는 고압 복수용기(11)와, 이 고압 복수용기(11) 내에 배치되어 있는 전열관(16)을 구비하고 있다. 전열관(16)에는, 해수 등의 냉각수가 공급된다. 이 전열관(16)은, 냉각수와 고압 증기를 열교환시켜, 고압 증기를 물로 되돌린다. 이 물은, 고압 복수용기(11)의 바닥에 모여, 이 고압 복수용기(11)의 바닥에 형성되어 있는 복수 배출관(19)으로부터 외부로 유출된다. 다만, 이 복수 배출관(19)의 단부에는 복수 펌프가 접속되어 있다.

저압 복수기(20)는, 증기 터빈으로부터의 증기가 유입되는 저압 복수용기(21)와, 이 저압 복수용기(21)를 상부 공간(Sa)과 하부 공간(Sb)으로 구획하는 압력격벽(22)과, 상부 공간(Sa) 내에 배치되어 있는 전열관(26)과, 하부 공간(Sb) 내에 배치되어 있는 재열기(30)를 구비하고 있다. 이 전열관(26)에는, 냉각수가 공급된다. 이 전열관(26)은, 냉각수와 저압 증기를 열교환시켜, 저압 증기를 물로 되돌린다. 저압 복수기(20)의 전열관(26)에 공급되는 냉각수의 온도는, 고압 복수기(10)의 전열관(16)에 공급되는 냉각수의 온도보다 낮다. 이로 인하여, 저압 복수기(20)에 유입된 증기가 저압 복수기(20) 내에서 물로 되돌아오는 과정에서 발생하는 포화 증기의 압력은, 고압 복수기(10)에 유입된 증기가 고압 복수기(10) 내에서 물로 되돌아오는 과정에서 발생하는 포화 증기의 압력보다 낮다.

압력격벽(22)은, 평면에서 보아 저압 복수용기(21)의 중앙 영역에 위치하는 다공판(23)과, 다공판(23)의 외연을 따라 형성되어 다공판(23)의 외연으로부터 상방으로 뻗는 통형상의 구획측판(24)과, 구획측판(24)의 상단으로부터 외주측으로 확장되는 복수 수용판(25)을 가진다. 다공판(23)에는, 연직방향으로 관통한 복수의 관통공(27)(이하, 격벽 관통공(27)이라고 함)이 형성되어 있다. 또, 복수 수용판(25)은, 구획측판(24)의 상단으로부터 수평방향으로 저압 복수용기(21)의 내주면까지 뻗어 있다.

저압 복수용기(21)의 하부 공간(Sb)측과 고압 복수용기(11)는, 상기 서술한 증기덕트(17)로 접속되어 있다. 이로 인하여, 고압 복수용기(11) 내와 저압 복수용기(21)의 하부 공간(Sb)은, 이 증기덕트(17)로 연통하고 있다. 또, 고압 복수용기(11)의 바닥측의 위치와 저압 복수용기(21)의 바닥측의 위치는, 복수 유통관(18)으로 접속되어 있다. 이로 인하여, 고압 복수용기(11) 내와 저압 복수용기(21)의 하부 공간(Sb)은, 이 복수 유통관(18)으로도 연통하고 있다.

재열기(30)는, 하부 공간(Sb) 내에서 다공판(23)의 연직 하방에 배치되어 있는 재열모듈(40)과, 재열모듈(40)의 증기덕트(17)측에 배치되어 있는 정류기(31)와, 재열모듈(40)의 증기덕트(17)와는 반대측에 배치되어 있는 증기 강제도입 장치(32)를 가지고 있다. 여기에서, 이하의 설명의 편의상, 연직방향을 Z방향, 이 Z방향에 수직이고, 정류기(31), 재열모듈(40) 및 증기 강제도입 장치(32)가 나열되어 있는 방향을 Y방향, Z방향 및 Y방향에 수직인 방향을 X방향이라고 한다. 또, Y방향이며, 재열모듈(40)을 기준으로 하여 정류기(31)측을 증기 상류측, 재열모듈(40)을 기준으로 하여 증기 강제도입 장치(32)측을 증기 하류측으로 한다.

정류기(31)는, Y방향으로 확장되는 복수의 판을 격자형상으로 배치한 것이다. 이 정류기(31)는, 정류기(31)를 기준으로 하여 증기 상류측에 배치되어 있는 증기덕트(17)로부터의 증기를 정류시켜, 정류기(31)를 기준으로 하여 증기 하류측에 배치되어 있는 재열모듈(40)로 유도하는 것이다.

증기 강제도입 장치(32)는, 고압 복수용기(11) 내의 고압 증기를 재열모듈(40)에 강제적으로 유도하는 장치이다. 이 증기 강제도입 장치(32)는, Y방향에 있어서의 재열모듈(40)의 단부를 덮는 버퍼 케이스(33)와, 버퍼 케이스(33) 내와, 상부 공간(Sa)을 연통시키는 벤트관(34)을 가지고 있다. 이 벤트관(34)은, 압력격벽(22)의 복수 수용판(25)을 관통하고 있다.

재열모듈(40)은, 도 2~도 4에 나타내는 바와 같이, Z방향 및 Y방향으로 뻗어 X방향으로 서로 간격을 두고 나열되어 있는 복수의 구획부재(41)와, 복수의 구획부재(41)를 거쳐 떨어진 물을 받는 수용판(56)과, 복수의 구획부재(41)의 각 상단부를 지지하는 상단 지지부재(48)와, 복수의 구획부재(41)의 각 하단부를 지지하는 하단 지지부재(49)와, 이들을 둘러싸는 프레임(50)을 가지고 있다.

구획부재(41)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, X방향으로 돌출하는 볼록부와 X방향으로 오목한 오목부가 Z방향으로 반복되도록, 1매의 직사각형판을 가공한 파형판(42)을 가지고 있다. 이 구획부재(41)를 이루는 파형판(42)은, 예를 들면, 두께가 3mm인 SUS304로 형성되어 있다. 복수의 구획부재(41)는, 각각의 상단, 하단, 볼록부 및 오목부의 위치가 Z방향으로 서로 일치하고, 또한, X방향으로 서로 간격을 두고 나열되어 있다. 이로 인하여, 복수의 구획부재(41)는, 전체적으로 직육면체형상을 이루고 있다.

상단 지지부재(48)는, 도 2~도 4에 나타내는 바와 같이, 복수의 구획부재(41)가 나열되어 있는 X방향으로 뻗어 있다. 이 상단 지지부재(48)에는, 하방으로부터 상방을 향하여 오목하여, 복수의 구획부재(41)의 각 상단부가 들어가는 상부 계합부(48a)가 형성되어 있다. 또, 하단 지지부재(49)도, 복수의 구획부재(41)가 나열되어 있는 X방향으로 뻗어 있다. 이 하단 지지부재(49)에는, 상방으로부터 하방을 향하여 오목하여, 복수의 구획부재(41)의 각 하단부가 들어가는 하부 계합부(49a)가 형성되어 있다.

프레임(50)은, 복수의 구획부재(41)로 형성되는 직육면체의 각 변에 상당하는 부분을 따라 배치되어 있는 12개의 연결부재(51)를 가지고 있다. 연결부재(51)는, 앵글형 강으로 형성되어 있다. 각 연결부재(51)는, 단부 상호가 접합되어 있다. 상단 지지부재(48)는, 프레임(50)을 구성하는 12개의 연결부재(51) 중에서, 상측에 위치하고 X방향으로 서로 대향하여 2개의 연결부재(51)의 사이에 걸쳐져, 이들 연결부재(51)에 고정되어 있다. 또, 하단 지지부재(49)는, 프레임(50)을 구성하는 12개의 연결부재(51) 중에서, 하측에 위치하고 X방향으로 서로 대향하여 2개의 연결부재(51)의 사이에 걸쳐져, 이들 연결부재(51)에 고정되어 있다. 구획부재(41)는, 상하방향(Z방향)으로 탄성 압축된 상태에서, 구획부재(41)의 상단부가 상단 지지부재(48)의 상부 계합부(48a)에 들어가고, 구획부재(41)의 하단부가 하단 지지부재(49)의 하부 계합부(49a)에 들어가, 상단 지지부재(48)와 하단 지지부재(49)의 사이에 끼워져, 지지되어 있다.

수용판(56)은, 직사각형상을 이루고, 프레임(50)을 구성하는 12개의 연결부재(51) 중에서, 하측의 4개의 연결부재(51)로 형성하는 직사각형의 개구를 막도록, 이들 4개의 연결부재(51)에 접합되어 있다. 이들 4개의 연결부재(51)인 앵글형 강은, 2개의 편 중, 일방의 편이 수평방향으로 확장되고, 타방의 편이 일방의 편의 단부로부터 상방으로 확장되어 있다. 이들 4개의 연결부재(51)인 앵글형 강에 있어서, 상방으로 확장되어 있는 각 편은, 수용판(56)의 외주연에 접속되어 수용판(56)을 둘러싸는 둑(57)을 형성하고 있다. 이 재열모듈(40)에서는, 수용판(56)과, 수용판(56)의 외주연에 접속되어 수용판(56)을 둘러싸는 둑(57)으로, 트레이(55)를 형성하고 있다.

수용판(56), 상단 지지부재(48), 하단 지지부재(49)는, 프레임(50)을 구성하는 복수의 연결부재(51)에 의하여 서로 접속되어 있다. 그 결과, 재열모듈(40)에 있어서, 복수의 구획부재(41), 수용판(56), 둑(57), 상단 지지부재(48), 하단 지지부재(49)가 일체화되어 있다.

이 재열모듈(40)에서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 복수의 구획부재(41)의 하단은, 둑(57)의 상단보다 하방에 위치하고 있다. 이로 인하여, 트레이(55)로부터 물이 오버플로하고 있는 상태에서는, 복수의 구획부재(41)의 하단은, 확실히 트레이(55)에 저류되어 있는 수중에 잠기게 된다.

이상에서 설명한 재열모듈(40)은, 다공판(23)의 연직 하방의 위치에서, 하부 공간(Sb) 중에 뜬 상태로 배치된다. 이로 인하여, 이 재열모듈(40)은, 예를 들면, 다리부재로 지지되어 있거나, 압력격벽(22)에 고정되어 있는 현수부재에 의하여 지지되어 있다.

다음으로, 이상에서 구성을 설명한 다단압 복수기의 작용에 대하여 설명한다.

고압 복수용기(11) 내에는, 증기 터빈으로부터 배기된 증기가 유입된다. 이 증기는, 고압 복수용기(11) 내에 배치되어 있는 전열관(16) 내를 흐르는 냉각수와 열교환하여 냉각됨으로써 응축되고, 물(이하, 고압측 복수라고 칭함)로 되돌아온다. 이 고압측 복수는, 고압 복수용기(11)의 바닥에 일시적으로 모여, 복수 배출관(19)을 통하여 외부로 배출된다. 이 고압측 복수는, 상기 서술한 바와 같이, 복수 펌프 및 급수 펌프에 의하여 보일러로 되돌려진다.

또, 저압 복수용기(21)의 상부 공간(Sa)에도, 증기 터빈으로부터 배기된 증기가 유입된다. 이 증기는, 상부 공간(Sa)에 배치되어 있는 전열관(26) 내를 흐르는 물과 열교환하여 냉각됨으로써 응축되고, 물(이하, 저압측 복수라고 칭함)로 되돌아온다. 여기에서, 상기 서술한 바와 같이, 저압 복수기(20)의 전열관(26)에 공급되는 냉각수의 온도는, 고압 복수기(10)의 전열관(16)에 공급되는 냉각수의 온도보다 낮다. 이로 인하여, 저압 복수기(20)의 상부 공간(Sa)에 유입된 증기가 상부 공간(Sa) 내에서 물로 되돌아오는 과정에서 발생하는 포화 증기의 압력은, 고압 복수용기(11)에 유입된 증기가 고압 복수용기(11) 내에서 물로 되돌아오는 과정에서 발생하는 포화 증기의 압력보다 낮다. 따라서, 저압 복수기(20)의 상부 공간(Sa)의 압력은, 고압 복수용기(11) 내의 압력보다 낮다. 저압측 복수는, 상부 공간(Sa) 중의 압력격벽(22) 상에 일시적으로 저류된다. 압력격벽(22) 상에 저류된 저압측 복수는, 압력격벽(22) 중의 다공판(23)에 형성되어 있는 복수의 격벽 관통공(27)을 통과하여, 하부 공간(Sb) 중으로 흘러 내려간다.

다공판(23)의 격벽 관통공(27)을 통과한 저압측 복수는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 재열모듈(40)의 구획부재(41)를 형성하는 파형판(42)의 표면을 따라 흘러 내려가면서 박막화되어, 그 표면적이 넓어진다. 파형판(42)을 따라 흘러 내려간 저압측 복수는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 파형판(42)의 하방에 배치되어 있는 트레이(55) 중에 일시적으로 저류된다. 그리고, 저압측 복수는, 트레이(55)로부터 오버플로하여, 저압 복수용기(21)의 바닥에 일시적으로 저류된다. 이 저압 복수용기(21)의 바닥에 저류된 저압측 복수는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 복수 유통관(18)을 거쳐, 고압 복수용기(11)의 바닥으로 흘러들어가, 고압측 복수와 함께, 복수 펌프 및 급수 펌프에 의하여 보일러로 되돌려진다.

그런데, 상기 서술한 바와 같이, 저압 복수용기(21)의 상부 공간(Sa)의 압력은, 고압 복수용기(11) 내의 압력보다 낮다. 또, 저압측 복수가 유입되는 저압 복수용기(21)의 하부 공간(Sb)의 압력은, 상부 공간(Sa)의 압력보다 높고, 고압 복수용기(11) 내의 압력보다 낮다. 즉, 고압 복수용기(11) 내의 압력, 저압 복수용기(21)의 하부 공간(Sb)의 압력, 저압 복수용기(21)의 상부 공간(Sa)의 압력 중, 고압 복수용기(11) 내의 압력이 가장 높고, 다음으로, 저압 복수용기(21)의 하부 공간(Sb)의 압력이 높으며, 저압 복수용기(21)의 상부 공간(Sa)의 압력이 가장 낮다.

이로 인하여, 고압 복수용기(11) 내의 고압 증기의 일부는, 증기덕트(17)를 통하여, 저압 복수용기(21)의 하부 공간(Sb)에 유입된다. 또, 재열모듈(40)의 증기 하류측은, 증기 강제도입 장치(32)에 의하여, 저압 복수용기(21)의 상부 공간(Sa)과 연통하고 있다. 이로 인하여, 하부 공간(Sb)에 유입된 고압 증기는, 정류기(31), 재열모듈(40) 및 증기 강제도입 장치(32)를 통하여, 저압 복수용기(21)의 상부 공간(Sa)에 유입된다. 바꾸어 말하면, 고압 복수용기(11)로부터 저압 복수용기(21)의 하부 공간(Sb)에 유입된 고압 증기는, 강제적으로 재열모듈(40)에 도입되게 된다. 이로 인하여, 재열모듈(40)에 도입되는 고압 증기의 유량은, 증기 강제도입 장치(32)를 마련하지 않는 경우보다 많아진다.

고압 증기는, 재열모듈(40)에 도입되기 전에 정류기(31)를 통과한다. 고압 증기는, 이 정류기(31)를 통과하는 과정에서, 흐름방향이 Y방향(증기유입방향)으로 정비됨과 함께, Y방향에 수직인 면 내, 즉 ZX면 내에서의 유속의 균일화가 도모된다.

정류기(31)에서 정류된 고압 증기는, 재열모듈(40)의 복수의 구획부재(41)의 사이를 통과한 후, 증기 강제도입 장치(32)를 통하여, 저압 복수용기(21)의 상부 공간(Sa)에 유입된다. 구획부재(41)인 파형판(42)의 표면에는, 상기 서술한 바와 같이, 저압측 복수가 흘러 내려가고 있다. 이 저압측 복수는, 파형판(42)의 표면을 따라 흘러 내려가는 과정에서, 박막화되어 그 표면적이 확대되고 있기 때문에, 단위 체적당의 고압 증기와의 접촉률이 높다. 또, 재열모듈(40)에 도입되는 고압 증기의 유량은, 상기 서술한 바와 같이, 많게 되어 있기 때문에, 복수의 구획부재(41)를 통과하는 고압 증기의 유속이 높아진다. 또한, 복수의 구획부재(41)의 하단부는, 트레이(55)에 저류되어 있는 저압측 복수 내에 잠겨 있기 때문에, 복수의 구획부재(41)의 사이에는, 복수의 구획부재(41)의 하방으로부터 고압 증기가 유입되지 않고, 대부분의 고압 증기는 정류기(31)측으로부터 유입된다. 이로 인하여, 복수의 구획부재(41)의 사이에 있어서의 증기유입방향(Y방향)의 고압 증기의 유속은, 보다 높아진다. 따라서, 박막화되어 있는 저압측 복수와 고압 증기의 사이의 열전달률이 높아져, 저압측 복수는, 고압 증기에 의하여 효율적으로 가열된다.

트레이(55)로부터 오버플로한 저압측 복수는, 하부 공간(Sb)의 물 저류 부분에 도달할 때까지의 사이에도, 고온의 고압 증기에 노출되어 가열된다. 또한, 트레이(55)로부터 오버플로한 저압측 복수가 하부 공간(Sb)의 바닥에 저류되어 있는 저압측 복수 중에 낙하하면, 이 하부 공간(Sb)의 바닥에 저류되어 있는 저압측 복수에 순환류가 발생하기 때문에, 이 저압측 복수와 이 위를 통과하는 고온의 고압 증기의 접촉률이 높아져, 더 가열된다.

이상과 같이, 본 실시형태에서는, 저압측 복수와 고온의 고압 증기의 사이의 열전달률이 높아져, 저압측 복수는, 고온의 고압 증기에 의하여 매우 효율적으로 가열된다. 이와 같이, 가열된 저압측 복수는, 상기 서술한 바와 같이, 복수 유통관(18)을 거쳐, 고압 복수용기(11)의 바닥으로 흘러들어가, 고압측 복수와 함께, 복수 펌프 및 급수 펌프에 의하여 보일러로 되돌려진다. 따라서, 본 실시형태에서는, 고온의 물을 보일러에 공급할 수 있기 때문에, 증기 플랜트의 열효율을 높일 수 있다.

"재열기의 제1 변형예"

다음으로, 재열기의 제1 변형예에 대하여 도 6을 참조하여 설명한다.

본 변형예의 재열기(30a)의 재열모듈(40a)은, 복수의 구획부재(41)를 덮는 프레임(50)의 측면에 측판(61)이 마련되어 있음과 함께, 프레임(50)보다 하방에 트레이(55a)가 마련되어 있는 것이다.

측판(61)으로서는, 프레임(50)을 구성하는 12개의 연결부재(51) 중에서, X방향의 일방측의 4개의 연결부재(51)로 형성하는 직사각형의 개구를 막는 측판(61)과, X방향의 타방측의 4개의 연결부재(51)로 형성하는 직사각형의 개구를 막는 측판(61)이 있다. 각 측판(61)은, 모두, 연결부재(51)에 접합되어 있다.

프레임(50)을 구성하는 12개의 연결부재(51) 중에서, 하측에 배치되고 또한 X방향으로 대향하는 2개의 연결부재(51)에는 복수의 관통공(58)이 형성되어 있다. 보다 구체적으로는, 이들 연결부재(51)를 이루는 앵글형 강의 상방으로 확장되어 있는 편에는, X방향으로 관통하는 관통공(58)이 형성되어 있다. 측판(61)에는, X방향으로 관통하고, 또한 연결부재(51)의 관통공(58)과 연통하는 관통공(62)이 형성되어 있다.

트레이(55a)는, 상기 실시형태의 트레이(55)와 마찬가지로, 수용판(56a)과, 수용판(56a)의 외주연에 접속되어 수용판(56a)을 둘러싸는 둑(57a)을 가지고 구성되어 있다. 단, 본 변형예의 트레이(55a)는, 상기 실시형태의 트레이(55)와 달리, 프레임(50)보다 하방에 수용판(56a)이 배치되고, 프레임(50)에 대하여 X방향 및 Y방향의 외측에 둑(57a)이 배치되어 있다. 단, 본 변형예에 있어서도, 복수의 구획부재(41)의 하단은, 둑(57a)의 상단보다 하방에 위치하고 있다.

상기 실시형태의 재열기(30)에서는, X방향으로 나열되어 있는 복수의 구획부재(41) 중에서, X방향의 양단에 위치하는 구획부재(41)에는, X방향으로부터의 고압 증기가 접근할 수 있다. 이로 인하여, X방향의 양단에 위치하는 구획부재(41)에 대한 고압 증기의 증기유입방향(Y방향)의 유속이, 복수의 구획부재(41)의 사이에 있어서의 고압 증기의 증기유입방향의 유속보다 낮아진다. 따라서, 본 변형예에서는, X방향의 양단에 위치하는 구획부재(41)에 대한 고압 증기의 증기유입방향의 유속이, 복수의 구획부재(41)의 사이에 있어서의 고압 증기의 증기유입방향의 유속과 동등해지도록, 프레임(50)에 측판(61)을 마련하여, X방향으로부터의 고압 증기의 접근을 억제하고 있다.

그러나, 프레임(50)에 측판(61)을 마련하면, 트레이(55a)에 저류된 저압측 복수는, 측판(61)이 마련되어 있는 X방향의 측으로부터 유출할 수 없어, 오로지 Y방향의 측으로부터 유출되게 된다. 이와 같이, 특정 방향으로부터밖에 저압측 복수를 유출할 수 없는 경우, 이 저압측 복수가 하부 공간(Sb)의 물 저류 부분에 도달할 때까지의 사이에 고압 증기와의 접촉률이 저하된다. 또한 저압측 복수가 하부 공간(Sb)의 바닥에 저류되어 있는 저압측 복수 중에 낙하했을 때에 형성되는 순환류의 분포가 편재화되기 때문에, 하부 공간(Sb)의 바닥에 저류되어 있는 저압측 복수와 이 위를 통과하는 고온의 고압 증기의 접촉률도 저하된다. 따라서, 저압측 복수가 고압 증기에 의하여 가열되는 효율이 저하된다.

따라서, 본 변형예에서는, 하측에 배치되어 있는 연결부재(51) 및 측판(61)에 X방향으로 관통하는 관통공(58, 62)을 형성하여, 측판(61)으로부터 X방향으로도 저압측 복수를 유출할 수 있도록 하고 있다. 또한 본 변형예에서는, 복수의 구획부재(41)의 하측에 저류되는 저압측 복수의 액 레벨이, 복수의 구획부재(41)의 하단보다 확실히 위가 되도록 하기 위하여, 트레이(55a)의 둑(57a)을 프레임(50)에 대하여 X방향 및 Y방향의 외측에 위치시킴과 함께, 복수의 구획부재(41)의 하단이 둑(57a)의 상단보다 하방에 위치하도록 하고 있다.

"재열기의 제2 변형예"

다음으로, 재열기의 제2 변형예에 대하여 도 7을 참조하여 설명한다.

본 변형예의 재열기(30b)의 재열모듈(40b)은, 상기 실시형태의 재열모듈(40)의 상부에 다공판(63)을 마련한 것이다. 이 다공판(63)에는, 상하방향(Z방향)으로 관통한 복수의 관통공(64)(다공판 관통공(64))이 형성되어 있다. 이 다공판(63)은, 본 변형예의 재열모듈(40b)의 프레임(50)의 상부에 접합되어 있다.

본 변형예에서는, 복수의 구획부재(41)의 사이에는, 복수의 구획부재(41)의 상방으로부터 고압 증기가 유입되지 않고, 대부분의 고압 증기는 정류기(31)(도 1에 나타냄)측으로부터 유입된다. 따라서, 본 변형예에서는, 복수의 구획부재(41)의 사이에 있어서의 증기유입방향(Y방향)의 고압 증기의 유속이 상기 실시형태보다 높아져, 고압 증기에 의한 저압측 복수의 가열 효율을 보다 높일 수 있다.

다만, 본 변형예는, 상기 서술한 바와 같이, 상기 실시형태의 재열모듈(40)의 상부에 다공판(63)을 마련한 것이지만, 제1 변형예의 재열모듈(40a)의 상부에 다공판(63)을 마련해도 된다.

"재열기의 제3 변형예"

다음으로, 재열기의 제3 변형예에 대하여 도 8을 참조하여 설명한다.

본 변형예의 재열기(30c)의 재열모듈(40c)은, 제1 변형예에 있어서의 재열모듈(40a)의 상부에 다공판(63)을 마련한 것이다. 또한, 본 변형예의 재열기(30c)는, 제1 변형예에 있어서의 재열모듈(40a)의 측판(61)의 기능을 저압 복수기(20)에 있어서의 압력격벽(22c)의 구획측판(24c)에 담당시킨 것이다.

본 변형예에 있어서, 압력격벽(22c)의 구획측판(24c)은, 재열모듈(40c)의 프레임(50)을 따라, 프레임(50)의 하단까지 뻗어 있다.

재열모듈(40c)의 다공판(63)에는, 그 외주연에 구획측판(24c)에 대향하는 플랜지부(65)가 형성되어 있다. 이 다공판(63)은, 재열모듈(40c)의 프레임(50)에 접합되어 있음과 함께, 이 재열모듈(40c)의 설치 과정에서, 다공판(63)의 플랜지부(65)가 구획측판(24c)에 접합되어, 저압 복수기의 압력격벽(22c)의 일부를 이루게 된다.

본 변형예에서는, 복수의 구획부재(41)의 상방으로부터도, 하방으로부터도, 나아가서는, X방향으로부터도 고압 증기가 유입되지 않기 때문에, 복수의 구획부재(41)의 사이에 있어서의 증기유입방향(Y방향)의 고압 증기의 유속이 상기 실시형태나 이상의 각 변형예보다 높아져, 고압 증기에 의한 저압측 복수의 가열 효율을 보다 높일 수 있다.

"재열기의 제4 변형예"

다음으로, 재열기의 제4 변형예에 대하여 도 9 및 도 10을 참조하여 설명한다.

본 변형예의 재열기(30d)는, 복수의 재열모듈(40d)을 구비하고 있는 것이다. 또, 본 변형예의 재열모듈(40d)은, 이 재열모듈(40d)에 있어서의 프레임(50)의 상부에 다공판(63)을 마련한 것이다. 복수의 재열모듈(40d)의 각 다공판(63)은, 제3 변형예와 마찬가지로, 압력격벽(22d)의 구획측판(24d)에 접합되어 있다. 따라서, 복수의 재열모듈(40d)의 각 다공판(63)은, 제3 변형예와 마찬가지로, 저압 복수기의 압력격벽(22d)의 일부를 이룬다.

복수의 재열모듈(40d)은, Y방향으로 나열되어 있다. 복수의 재열모듈(40d) 중, Y방향으로 인접하는 2개의 재열모듈(40d)은, 볼트 등의 연결구(66)로 서로 연결되어 있다. 또, 본 변형예의 재열기(30d)는, 인접하는 2개의 재열모듈(40d)의 사이에 도달한 저압측 복수를 일방의 재열모듈(40d)의 구획부재(41) 상에 유도하는 물 가이드부재(67)를 가지고 있다. 이 물 가이드부재(67)는, 복수의 재열모듈(40d)의 설치 과정에서, 다공판(63)의 Y방향의 단부에 접합되거나, 또는, 재열모듈(40d)의 프레임(50)을 구성하는 복수의 연결부재(51) 중에서 Y방향의 끝에 위치하는 연결부재(51)에 접합된다.

본 변형예에서는, 복수의 재열모듈(40d) 중에서, 가장 증기 상류측의 재열모듈(40d)의 증기 상류측에는, 정류기(31)가 마련되어 있다. 또한 복수의 재열모듈(40d) 중에서, 가장 증기 하류측의 재열모듈(40d)의 증기 하류측에는, 증기 강제도입 장치(32)가 마련되어 있다.

이상, 본 변형예와 같이, 미리 준비해 둔 복수의 재열모듈(40d)을 적절히 조합함으로써, 각종 사이즈의 저압 복수기에 용이하게 대응할 수 있다. 다만, 본 변형예에서는, 복수의 재열모듈(40d)을 Y방향으로 나열한 예이지만, 복수의 재열모듈을 X방향으로 나열해도, 복수의 재열모듈을 X방향 및 Y방향으로 나열해도 된다.

"재열기의 제5 변형예"

다음으로, 재열기의 제5 변형예에 대하여 도 11을 참조하여 설명한다.

본 변형예의 재열기(30e)의 재열모듈(40e)은, 상기 실시형태에 있어서의 재열모듈(40)의 둑(57)에 복수의 관통공(58a)(이하, 둑 관통공(58a)이라고 함)을 형성한 것이다. 단, 복수의 둑 관통공(58a)으로부터 유출되는 저압측 복수의 전체 유량은, 상부 공간(Sa)으로부터 하부 공간(Sb)으로 유입되는 저압측 복수의 최소 유량보다 적어지도록, 둑 관통공(58a)의 수 및 둑 관통공(58a)의 개구면적이 정해져 있다. 이로 인하여, 둑(57)에 복수의 둑 관통공(58a)이 형성되어 있어도, 상부 공간(Sa)으로부터 하부 공간(Sb)으로 저압측 복수가 유입되고 있는 한, 트레이(55)는 저압측 복수로 채워진다.

이상과 같이, 둑(57)에 복수의 둑 관통공(58a)이 형성되어 있으면, 트레이(55)로부터 유출되는 저압측 복수의 유출 개소가 분산화되기 때문에, 이 저압측 복수가 하부 공간(Sb)의 물 저류 부분에 도달할 때까지의 사이에 고압 증기와의 접촉률이 높아진다. 따라서, 본 변형예에서는, 고압 증기에 의한 저압측 복수의 가열 효율을 보다 높일 수 있다.

"재열기의 제6 변형예"

다음으로, 재열기의 제6 변형예에 대하여 도 12를 참조하여 설명한다.

본 변형예의 재열기(30f)의 재열모듈(40f)은, 상기 실시형태에 있어서의 재열모듈(40)의 수용판(56)에 복수의 관통공(59)(이하, 수용판 관통공(59)이라고 함)을 형성한 것이다. 단, 본 변형예에 있어서도, 제5 변형예와 마찬가지로, 복수의 수용판 관통공(59)으로부터 유출되는 저압측 복수의 전체 유량은, 상부 공간(Sa)으로부터 하부 공간(Sb)으로 유입되는 저압측 복수의 최소 유량보다 적어지도록, 수용판 관통공(59)의 수 및 수용판 관통공(59)의 개구면적이 정해져 있다. 이로 인하여, 수용판(56)에 복수의 수용판 관통공(59)이 형성되어 있어도, 상부 공간(Sa)으로부터 하부 공간(Sb)으로 저압측 복수가 유입되고 있는 한, 트레이(55)는 저압측 복수로 채워진다.

이상과 같이, 수용판(56)에 복수의 수용판 관통공(59)이 형성되어 있는 경우도, 둑(57)에 복수의 둑 관통공(58a)이 형성되어 있는 경우와 마찬가지로, 트레이(55)로부터 유출되는 저압측 복수의 유출 개소가 분산화되기 때문에, 이 저압측 복수가 하부 공간(Sb)의 물 저류 부분에 도달할 때까지의 사이에 고압 증기와의 접촉률이 높아진다. 따라서, 본 변형예에서도, 고압 증기에 의한 저압측 복수의 가열 효율을 보다 높일 수 있다.

다만, 제5 변형예 및 제6 변형예는, 상기 실시형태에 있어서의 재열모듈(40)을 변형한 예이지만, 이상에서 설명한 제1~제4 변형예에 있어서의 재열모듈과 마찬가지로 변형해도 된다.

"재열기의 제7 변형예"

다음으로, 재열기의 제7 변형예에 대하여 도 13을 참조하여 설명한다.

이상의 실시형태 및 각 변형예의 재열모듈에 있어서의 프레임을 형성하는 복수의 연결부재(51)는, 모두, 앵글형 강이다. 그러나, 연결부재는, 앵글형 강이 아니어도 되고, 다른 형 강이어도 되며, 또한, 도 13에 나타내는 바와 같이, 봉나사(71)여도 된다. 또한 프레임을 형성하는 복수의 연결부재는, 모두 동일 규격의 부재가 아니어도 되고, 동 도면에 나타내는 바와 같이, 봉나사(71), 평판(72), 앵글형 강(73) 등, 각종 규격의 부재가 섞여 있어도 된다.

"구획부재의 제1 변형예"

다음으로, 구획부재의 제1 변형예에 대하여 도 14를 참조하여 설명한다.

본 변형예의 구획부재(41a)는, 상기 실시형태에 있어서의 구획부재(41)를 형성하는 파형판(42)에 복수의 관통공(43)(이하, 파형판 관통공(43)이라고 함)을 형성한 것이다.

이와 같이, 파형판(42)에 복수의 파형판 관통공(43)을 형성하면, 저압측 복수는, 파형판(42)의 표면을 따라 흘러 내려감과 함께, 파형판 관통공(43)으로부터 낙하도 한다. 이로 인하여, 저압측 복수의 분산화가 도모되어, 저압측 복수와 고압 증기의 접촉률을 높일 수 있다. 따라서, 본 변형예에서는, 고압 증기에 의한 저압측 복수의 가열 효율을 보다 높일 수 있다.

"구획부재의 제2 변형예"

다음으로, 구획부재의 제2 변형예에 대하여 도 15를 참조하여 설명한다.

본 변형예의 구획부재(41b)는, 상기 실시형태에 있어서의 구획부재(41)를 형성하는 파형판(42)과, 이 파형판(42)과 협동하여 저압측 복수를 일시적으로 저류시키는 포켓(45)을 형성하는 복수의 포켓 형성부재(44)를 가지고 있다.

저압측 복수는, 파형판(42)의 표면을 따라 흘러 내려간다. 이 과정에서, 저압측 복수의 일부는, 포켓(45)에 일시적으로 모여진 후, 이 포켓(45)으로부터 오버플로하여, 다시, 파형판(42)의 표면을 따라 흘러 내려간다. 포켓(45)에 저압측 복수가 흘러들면, 이 포켓(45)에 저류되어 있는 저압측 복수는 교반된다. 이로 인하여, 이 포켓(45)에 저류되어 있는 저압측 복수와 고압 증기의 접촉률이 높아진다. 따라서, 본 변형예에서도, 고압 증기에 의한 저압측 복수의 가열 효율을 보다 높일 수 있다.

또한, 본 변형예는, 상기 실시형태에 있어서의 구획부재(41)를 형성하는 파형판(42)에 복수의 포켓 형성부재(44)를 마련한 것이지만, 제1 변형예에 있어서의 구획부재(41a)를 형성하는 파형판(42)에 복수의 포켓 부재를 마련해도 된다. 이와 같이, 구획부재는, 파형판(42)만으로 형성되어 있는 것이 아니어도 되고, 상부 공간(Sa)으로부터 하부 공간(Sb)으로 유입되는 저압측 복수의 표면적을 크게 할 수 있는 것이면, 어떠한 것이어도 되며, 예를 들면, 단순한 평판을 경사 배치한 것이어도 된다.

"증기 강제도입 장치의 변형예"

다음으로, 증기 강제도입 장치의 변형예에 대하여 도 16을 참조하여 설명한다.

본 변형예의 증기 강제도입 장치(32a)는, 재열모듈(40)의 하류측 단부를 덮는 버퍼 케이스(33)와, 버퍼 케이스(33) 내와 상부 공간(Sa)을 연통시키는 벤트관(34a)과, 벤트관(34a)을 통과하는 가스 유량을 조절하는 유량조절밸브(35)를 가지고 있다. 벤트관(34a)은, 상기 실시형태에 있어서의 증기 강제도입 장치(32)의 벤트관(34)과 달리, 저압 복수용기(21)의 하부 공간(Sb)을 획정하는 측벽을 관통하고, 일단, 저압 복수용기(21)의 외부로 나온 후, 저압 복수용기(21)의 상부 공간(Sa)을 획정하는 측벽을 관통하고 있다. 유량조절밸브(35)는, 이 벤트관(34a)에서 저압 복수용기(21)의 외부에 존재하는 부분에 마련되어 있다.

본 변형예의 재열기(30g)에 있어서의 증기 강제도입 장치(32a)에서는, 유량조절밸브(35)의 밸브 개방도를 변경함으로써, 복수의 구획부재(41)의 사이를 통과하는 고압 증기의 유량을 조절할 수 있다. 다만, 본 변형예에서는, 고압 증기의 유량을 조절하기 위하여 유량조절밸브(35)를 마련하고 있지만, 그 대신에 오리피스를 이용해도 된다.

또, 상기 실시형태 및 본 변형예는, 모두, 기본적으로, 각 공간의 압력차를 이용하는 것이지만, 팬을 이용해도 된다. 이 팬은, 예를 들면, 재열모듈(40)의 상류측, 하류측에 마련해도 되고, 증기덕트(17)에 마련해도 된다.

"그 외의 변형예"

상기 실시형태에서는, 저압 복수용기(21)를 상부 공간(Sa)과 하부 공간(Sb)으로 구획하는 압력격벽(22)이, 상하 2단으로 나누어져 있는 2단 구성이다. 그러나, 이 압력격벽은, 평판형상이고, 1단 구성이어도 된다.

또, 상기 실시형태의 다단압 복수기는, 고압 복수기(10)와 저압 복수기(20)의 2개의 복수기를 구비하고 있지만, 포화 증기의 압력이 각각 상이한 3 이상의 복수기를 구비하고 있어도 된다. 이 경우, 가장 포화 증기의 압력이 높은 제1 복수기에 대하여, 다음으로 포화 증기의 압력이 높은 제2 복수기가 저압 복수기가 된다. 또한 이 제2 복수기에 대하여, 다음으로 포화 증기의 압력이 높은 제3 복수기가 저압 복수기가 된다.

10: 고압 복수기
11: 고압 복수용기
16: 전열관
17: 증기덕트
18: 복수 유통관
20: 저압 복수기
21: 저압 복수용기
22, 22c, 22d: 압력격벽
23: 다공판
24: 구획측판
25: 복수 수용판
26: 전열관
27: 격벽 관통공
30, 30a, 30b, 30c, 30e, 30f, 30g: 재열기
31: 정류기
32, 32a: 증기 강제도입 장치
40, 40a, 40b, 40c, 40d, 40f: 재열모듈
41, 41a, 41b: 구획부재
42: 파형판
43: 파형판 관통공
44: 포켓 형성부재
45: 포켓
48: 상단 지지부재
48a: 상부 계합부
49: 하단 지지부재
49b: 하부 계합부
50: 프레임
51: 연결부재
55, 55a: 트레이
56: 수용판
57: 둑
58, 59: 관통공
58a: 둑 관통공
59: 수용판 관통공
61: 측판
63: 다공판
64: 다공판 관통공
67: 물 가이드부재

Claims

증기가 유입되는 용기와,
상기 용기 내를 상부 공간과 하부 공간으로 구획하여, 복수의 격벽 관통공이 형성되어 있는 압력격벽과,
상기 용기의 상기 상부 공간에 배치되어, 유입된 상기 증기를 응축시키는 전열관과,
상기 용기의 상기 하부 공간에 배치되어, 상기 용기의 상기 상부 공간에서 상기 증기가 응축되고, 상기 용기의 상기 하부 공간에 유입된 물을, 상기 용기의 외부로부터 상기 하부 공간에 유입된 고온 증기로 가열하는 재열기
를 구비하고,
상기 재열기는, 상기 용기의 상기 하부 공간 내에서 상하방향으로 뻗어, 서로 간격을 두고 나열되는 복수의 구획부재와, 복수의 상기 구획부재를 거쳐 흘러 내려간 물을 받는 수용판과, 상기 수용판의 외주연에 접속되어 상기 수용판을 둘러싸는 둑을 가지며,
상기 복수의 구획부재의 하단은, 상기 둑의 상단보다 하방인
복수기.
청구항 1에 있어서,
상기 수용판에는, 복수의 수용판 관통공이 형성되어 있는
복수기.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 둑에는, 복수의 둑 관통공이 형성되어 있는
복수기.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 재열기는, 복수의 상기 구획부재가 나열되는 방향에 있어서의, 복수의 상기 구획부재의 그룹의 양측에 배치되어, 상기 구획부재와 간격을 두고 대향하는 측판을 가지는
복수기.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 재열기는, 복수의 상기 구획부재의 각 상단부를 지지하는 상단 지지부재와, 복수의 상기 구획부재의 각 하단부를 지지하는 하단 지지부재를 가지는
복수기.
청구항 5에 있어서,
상기 상단 지지부재에는, 상기 용기의 상기 하부 공간의 하방으로부터 상방을 향하여 오목하여, 복수의 상기 구획부재의 각 상단부가 들어가는 상부 계합부가 형성되고,
상기 하단 지지부재에는, 상기 용기의 상기 하부 공간의 상방으로부터 하방을 향하여 오목하여, 복수의 상기 구획부재의 상기 하단부가 들어가는 하부 계합부가 형성되며,
상기 구획부재는, 상하방향으로 탄성 압축된 상태에서, 상기 구획부재의 상단부가 상기 상단 지지부재의 상부 계합부에 들어가고, 상기 구획부재의 하단부가 상기 하단 지지부재의 하부 계합부에 들어가며, 상기 상단 지지부재와 상기 하단 지지부재의 사이에 끼워져, 지지되어 있는
복수기.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 구획부재는, 복수의 상기 구획부재가 나열되는 방향으로 돌출하는 볼록부와 상기 나열방향으로 오목한 오목부가, 상하방향으로 반복 형성되어 있는 파형판을 가지는
복수기.
청구항 7에 있어서,
상기 구획부재는, 상기 파형판과, 상방을 향하여 개구하며 상기 파형판과 협동하여 물을 저류시키는 포켓을 형성하는 복수의 포켓 형성부재를 가지는,
복수기.
청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
상기 파형판에는, 복수의 파형판 관통공이 형성되어 있는
복수기.
청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
상기 재열기는, 재열모듈을 가지고,
상기 재열모듈은, 복수의 상기 구획부재와 상기 상단 지지부재와 상기 하단 지지부재와 상기 수용판과 상기 둑을 가짐과 함께, 상기 수용판과 상기 상단 지지부재와 상기 하단 지지부재를 서로 접속하여, 복수의 상기 구획부재와 상기 상단 지지부재와 상기 하단 지지부재와 상기 수용판과 상기 둑을 일체화하는 연결부재를 가지는
복수기.
청구항 10에 있어서,
상기 재열모듈은, 복수의 상기 구획부재의 연직 상방의 영역에 존재하고, 상하방향으로 관통하는 복수의 다공판 관통공이 형성되어 있는 다공판을 가지는
복수기.
청구항 11에 있어서,
상기 재열모듈의 상기 다공판은, 상기 압력격벽의 일부를 이루는
복수기.
청구항 10 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
상기 재열기는, 복수의 상기 재열모듈을 가지는
복수기.
청구항 13에 있어서,
복수의 상기 재열모듈은, 서로 인접하고,
상기 재열기는, 복수의 상기 재열모듈의 사이의 위치에 도달한 물을 어느 하나의 재열모듈의 상기 구획부재 상에 유도하는 물 가이드부재를 가지는
복수기.
청구항 1 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
상기 재열기는, 복수의 상기 구획부재가 나열되는 방향 및 상하방향에 수직인 증기유입방향의 일방측으로부터, 복수의 상기 구획부재의 사이에 상기 고온 증기를 강제적으로 유도하는 증기 강제도입 장치를 가지는
복수기.
청구항 1 내지 청구항 15 중 어느 한 항에 있어서,
상기 재열기는, 복수의 상기 구획부재를 기준으로 하여, 복수의 상기 구획부재가 나열되는 방향 및 상하방향에 수직인 증기유입방향의 일방측에 배치되어, 상기 일방측으로부터 복수의 상기 구획부재의 사이에 유입되는 상기 고온 증기의 흐름방향을 상기 증기유입방향으로 정렬하고, 또한 상기 증기유입방향에 대하여 수직인 면 내에서의 상기 고온 증기의 유속분포를 균일화하는 정류기를 가지는
복수기.
청구항 1 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 따른 복수기인 저압 복수기와,
유입된 증기를 물로 되돌리는 과정에서 발생하는 포화 증기의 압력이 상기 저압 복수기에서 유입된 증기를 물로 되돌리는 과정에서 발생하는 포화 증기의 압력보다 높은 고압 복수기와,
상기 고압 복수기에 유입된 상기 증기의 일부를 상기 저압 복수기의 상기 하부 공간에 유입시키는 증기덕트
를 구비하고 있는 다단압 복수기.
상방으로부터의 물을, 외부로부터의 증기로 가열하는 재열모듈에 있어서,
상하방향으로 뻗어, 서로 간격을 두고 나열되어 있는 복수의 구획부재와,
복수의 상기 구획부재를 거쳐 떨어진 물을 받는 수용판과,
상기 수용판의 외주연에 접속되어 상기 수용판을 둘러싸는 둑과,
복수의 상기 구획부재의 각 상단부를 지지하는 상단 지지부재와,
복수의 상기 구획부재의 각 하단부를 지지하는 하단 지지부재와,
상기 수용판과 상기 상단 지지부재와 상기 하단 지지부재를 서로 접속하여, 복수의 상기 구획부재와 상기 수용판과 상기 둑과 상기 상단 지지부재와 상기 하단 지지부재를 일체화하는 연결부재
를 가지며,
상기 복수의 구획부재의 하단은, 상기 둑의 상단보다 하방인
재열모듈.
청구항 18에 있어서,
복수의 상기 구획부재가 나열되는 방향에 있어서의, 복수의 상기 구획부재의 그룹의 양측에 배치되어, 상기 구획부재와 간격을 두고 대향하는 측판을 가지는
재열모듈.
청구항 18 또는 청구항 19에 있어서,
복수의 상기 구획부재 및 상기 상단 지지부재의 연직 상방의 영역을 덮고, 연직방향으로 관통하고 있는 복수의 다공판 관통공이 형성되어 있는 다공판을 가지는
재열모듈.