KR850001188Y1 - 증기 건조 유닛 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

증기 건조 유닛

제1도는 본 고안에 따른 건조 유닛을 설치한 증기발생기의 상부 수직 단면의 개략도.

제2도는 삼각형 모듈 즉, 셀을 도시하는 제1도 건조유닛의 사시도.

제3도는 셀의 내부 구조를 상세히 도시하는 부분적인 사시도.

제4도는 두 인접셀의 건조 요소를 통해 증기의 순환을 예시하는 부분 절단 확대 부분 사시도.

제5도는 제1도의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 취한 횡단면도.

제6도는 제4도의 Ⅵ-Ⅵ선을 따라 취한 건조 요소의 확대 횡단면도.

본 고안은 자연 순환식 증기 발생기의 상부 즉, 증기 발생부의 하류측에 위치한 기수 분리기를 위한 건조 유닛에 관한 것이다. 본 고안에 의한 건조 유닛은 본 출원에서 그 용도의 제한을 하지는 않지만 원자로와 곤련된 증기발생기에서 증기의 분리를 확실히 하기 위해 특히 설계되었다.

자연 순환식 증기 발생기는 관속(비등수형 원자로의 경우에는 연료요소)에 의해 발생된 증기를 증기 발생기의 출구에서 가급적 건조하기 위해 기수분리기를 설치 하는 것은 주지의 사실이다. 일반적으로 이런 분리기는 증기의 흐름 방향으로 직렬로 배열된 두 유닛을 포함하며, 이들 유닛은 그딜이 수집할 수 있는 물의 양에 의해 본질적으로 구별된다. 제1유닛, 즉, 1차 분리 유닛은 증기에서 대부분의 물을 제거하도록 되어 있으며, 반면에 제2유닛 즉 건조유닛은 1차분리 유닛의 하류측에서 증기에 의해 실려나온 물방울을 수집할 수 있게 되어있다.

본 고안은 특히 이러한 건조 유닛을 대상으로 한다. 1차 분리 유닛으로 부터의 증기를 십분 건조하기 위한 거조 유닛이 프랑스 공화국 특허 제2,275,731호에 공지되어있다. 상기 프랑스 공화국 특허에서는 분리장치를 서술하고 있으며, 건조유닛(상기 특허에서는 제2습기 분리기라 칭함)은 서로 상하 위치로 배열된 갈매기형의 2군의 분리구로 구성되었으며 건조될 증기는 주변부를 통해 들어와서 중심부에서 배출된다.

또한, 프랑스 공화국 실용 특허 제2,254,092호에 기재된 분리 유닛은 복수의 동심상 크라운의 베드 혹은 방사구조로 이루어지는 건조기 프레임에 의해 형성되고, 집수 및 배수용 배관이 프레임의 하부에 설치되어 있다. 이런 구성은 비등수형 원자로에 적용된다.

결국, 비등수형 원자로 상부의 건조기에 대하여 두개의 다른 구조가 알려져 있으며, 이는 약간 경사지거나 만곡된 편향금속에 의해 분리된 서로 평행한 수직 프레임의 층배열을 하는 것과, 측면끼리 직접 조립되는 지붕형상의 수직에서 약간 기울어진 수평 편향판 및 수직 프레임이 층배열을 하는 것이 있는데, 후자는 프랑스 공화국 특허 제1,554,253호에 기술되어 있다. 이런 모든 장치는 국부적으로는 좋은 건조효율을 나타내고 있지만, 한편으론 소수의 부품으로 부터 용이하게 건조 유닛을 제조할 수 없으며 반면에 설치면적과 이용 가능한 열교환면 사이의 비를 최적화 할 수 없을 뿐만 아니라 결과적으로 건조 효율을 낮게하고, 증기 발생기의 용적 및 중량을 크게 하여야하는 개선되어야 할 결점을 가지고 있다.

본 고안의 목적은 상기 결점을 해소하기 위하여, 한편으로는 모듈 구조를 가능하게 하고 다른 한 편으로는 최소의 용적에서 이용 가능한 열교환면을 크게하는 새로운 구성의 건조 유닛을 제공하는 것이다. 본 고안의 다른 목적은 증기 발생기 외부통(압력 용기임)의 용적에 대한 게인(gain)이 실현되고 건조유닛의 구성이 엄밀히 최적의 열수력학적인 작동 조건에 적합하도록한 건조 유닛을 제공하는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은 증기 발생기 내부에 제공된 단면을 특별히 유효하게 이용할 수 있게하여 증기 순환의 분포 및 형태의 확보와 작동의 개선에 따르는 분리 효율을 증진한 건조유닛을 제공하는 것이다. 프랑스 공화국 특허 제2.254,092호에 공지된 바와 같이 본 고안의 건조 유닛은 복수의 건조요소와, 수분 증기를 건조요소에 도입하여 건조 증기를 건조요소로 부터 배출하기 위한 증기 안내장치와, 수분 증기를 건조요소에 도입하여 건조 증기를 건조요소로 부터 배출하기 위한 증기 안내장치와, 건조 요소에 조합되어 분리된 물을 수집하는 집수 장치를 포함하고 있다.

본 고안에 의한 건조유닛의 특징은 건조 유닛이 모듈 구조를 가지고 있으며, 모든 건조 요소가 동일하고 3원회전 대칭에 따라 분포되었고, 제1계열에서의 건조 요소는 방사상으로 배열되었고, 증기 안내 장치에 조합되었으며, 상기 증기 안내장치는 회전 대칭축의 주위에서 일건조 요소로 부터의 건조증기 배출면과 다음건조 요소로의 습분증기 유입면을 제공되며, 건조유닛 하부 횡단면 에서의 각각의 유입면은 상부 횡단면의 각 배출면에 의해 점유된 것과 동일한 면을 점유하고 있다.

본 고안의 건조 유닛은 상기에 정의된 것과 같이 방사형으로 배열된 1계열 혹은 복수 계열의 동일 형태로된 동심상 건조요소와, 방사상 건조요소와 바람직하게 는동일하며 직방체 형을 하는 동시에 각각이 방사상 요소의 일단으로 부터 동일계열의 다음 방사상요소로 신장하는 다각형으로 배열되는 환상의외 주크라운으로 이루어지는 일 또는 복수계역의 건조요소를 브가하고 있다. 바람직하게는 제2계열의 건조 요소에 조합된 증기 안내 장치는 상기 건조 요소와 원통형 외부통 사이에서 각각에 대하여 건조요소의 외측에 방사상으로 배치된 유입면을 마련하는 한편 건조요소의 내측에 방사상으로 배치된 배출면을 마련하며, 제1계열의 건조요소에 대해서는 일건조 요소의 증기 유입면 및 증기 배출면은 건조 유닛의 회전축 주위에서 교차로 분포된다. 이런 방법으로 증기 발생기의 상부 전체에 건조 요소를 통한 증기 통로가 균일하게 분포된다. 본 고안의 양호한 실시예에 있어서, 제2계열의 건조 요소는 제1계열의 두건조 요소와 함께 삼각형의 셀을 형성하고, 상기 셀의 세측면은 각각 세 건조 요소에 의해 구성된다.

증기의 안내를 확보하고 건조 요소 사이에 증기를 가능한한 균일하게 분배시키기 위해, 각셀의 내부 공간은 건조요소를 서로 차단하는 격벽에 의해 나누어지는 것이 바람직하며, 격벽은 셀의 각각의 3등분 평면의 일부를 따라 신장하는 동시에 셀중앙에서 접합축을 따라 서로에 고착되어 동일한 격실을 형성하도록 하는 2개의 직립판과, 각각 2개의 기저부를 밀폐하는 3개의 하판 및 제3의 격실 상부를 밀폐하는 상판으로 구성되는 6개의 횡판으로 이루어져서 건조요소를 서로 격리하는 격벽에 의해 분할된다. 하판에 의해 밀폐된 일 격실에 인접한 건조 요소가 주변 크라운의 일건조 요소를 형성하도록 셀을 건조 유닛중에 설치하였을 때 작동 조건이 최적이된다.

전술한 바와 같이 셀을 동일한 정 삼각형으로 하면 건조유닛은 6각형을 이루면서 건조 요소에 의해 결속된다. 필요시 큰 전단면을 형성하기 위해 복수의 동일한 6각형을 조합할 수도 있다.

본 고안에 의한 건조 유닛은 집수장치를 가지고 있으며, 집수장치는 제1계열의 각 건조 요소의 방사상 외측단에 위치한 대칭축과 평행하게 배열된 통로 속으로 개방되어 있으며, 상기 통로는 제2계열의 건조요소에서 분리된 물을 수집하기 위해 사용되며, 안내 장치는 주변 크라운의 건조요소에서 습한 증기 유입공간을 마련하는 동시에 원통형 외부통과 제2계열의 각 건조 요소상부 사이로 신장하는 환상판을 구비한다. 부수도면을 참고하여 본 고안에 의한 건조 유닛의 양호한 실시예가 기술될 것이다.

제1도에서(1)은 증기 발생기의 외부를 둘러싼 외부통이고, 그 도움형의 정부에는 발생한 증기를 배출시키기 위한 배출공(2)이 형성되어 있다. (3)은 외부통(1)의 하부에 위치한 증기 발생실이고, 증기 발생실(3)의 내부에는 도시하지 않은 기지의 관속이 배설되어 있고, 그관속의 내부에는 1차 유체가 순환되고, 증기 발생실(3)의 내부의 2차 유체 측 물)를 증발시킨다. 증기는 발생실(3)에서 배출되고, 기지의 구조를 갖는 기수분리기(4)를 통과하고, 기수분리기(4)는 수증기에 등반된 물의 대부분을 모아서 증기 발생실(3)쪽으로 돌려보낸다.

증기는 증기 발생기의 전 횡단면에 대략 같은 모양으로 분포된 유량 및 일정한 속도로 화살표(5)에 따라서 기수 분리기(4)로 부터 배출된다. 증기에는 작은 물방울 이 아직 부유상태에서 함유되어 있는 경우가 있고 이 물방울은 본 고안의 건조 유닛(6)에 의하여 모두 모아지고, 집수배관(E)에 의하여 증기 발생기의 하부로 돌려보내진다. 그 때문에 건조 유닛(6)은 이목적으로 기수 분리기(4)의 하류측에 위치하고, 건조유닛(6)에서 배출되는 증기는 그 증기의 이용장치의 양호한 작동과 대응하는 수분을 가지고 있다.

도면에서 알 수 있는 바와 같이, 건조유닛(6)의 하류측에 위치된 증기 발생기의 용적부분은 전체를 분리판(7)에 의하여 증기발생기의 나머지 부분에서 떨어져 있고, 분리판(7)은 다음에 서술하는 바와 같이건조유닛(6)의 거의 축선상에서 그 상방에 위치된 배출공(2)에 이르기 전에, "습기찬" 증기가 반드시 건조유닛(6)을 통과 하게되는 구조를 구비하고 있다.

제2도-제6도를 참고로 건조유닛(6)에 대하여 좀 더 상세히 기술한다. 건조유닛(6)은 특히 제2도, 제5도에 도시한 바와 같이 전부같은 크기의 직방체 형상의 건조요소(9a,9b)로 형성되고, 건조요소(9a,9b)는 격벽과 조합되고, 이들 격벽은 건조요소(9a,9b)를 지나 하방에서 상방으로 수직 순환되는 증기를 확실하게 안내한다. 건조요소(9a,9b)는 도시한 것과 간은 특별한 경우에 6개의 모듈로 구성되는 모듈 구조를 형성하도록 건조유닛(6)의 축선의 주위에 3원 회전 대칭에 따라 분포되어 있다. 건조요소(9a,9b)로 구성되는 건조유닛(6)에는 2계열이 있다. 제2계열인 건조요소(9a)(도시한 예에서는 6개)는, 외부통(1)의 축상에 중심을 가진 방사상의 별모양을 형성하도록 방사상으로 배열되어 있다.

제2계열은 제1계열의 주위에 환상의 주면 크라운을 형성한다. 건조요소(9b)는 이 크라운상에 건조요소(9a)와 같이 수직으로 배열되어 있고, 각각의 건조요소(9b)는 다각형(이 경우에는 6각형)의 1변상에 있고, 하나의 방사상 요소의 선단과 다음의 방사상 요소의 선단과의 사이에 뻗어있다.

건조요소(9a,9b)는 제6도에 예시한 바와 같이 종래의 기지의 구조를 가지고 개방연(11,12)을 두 넓은 대향면에 구비한 단면이 V자형의 장방형 주위틀(10)과, 그 내부에 충전된 방해판(15)에 의하여 구성되고 방해판(15)는 증기가 주위틀(10)을 통과할 수 있도록 지그재그형의 통로(15a)를 형성하고 있다. 방해판(15)는 수직으로 배설되고, 방해판(15)상에 부착된 물방울이 주위틀(10)의 하부쪽으로 흐르도록, 이 하부에는 방해판(15)를 지지하는 기공판(13)의 하방에 있어서 배수 채널(14)이 형성되어있다. 건조요소(9a,9b)는 분리판(7)에 의하여 지지되어서 고정되고, 분리판(7) 자신은 도시하지 않은 적당한 기구에 의하여 외부통(1)에 고착된다.

분리판(7)은 제5도에 1점쇄선으로 도시되어 있다. 분리판(7)은 외측 환상부분(16)을 지니고, 이 환상부분(16)에 주위 크라운의 거노요소(9b)가 고착되어 있고, 환상부분(16)은 각각이 다각형의 1변상에 있는 직사각형 단면을 갖는 건조요소(9b)와 원통형의 외부통(1)과의 사이에 있는 틈을 닫고있다. 분리판(7)은 중심부분(17)도 지니고, 중심부분(17)은 건조요소(9a)의 길이를 따라 신장하는 웨브(18)을 통하여 환상부분(16)에 연결된다. 중심부분(17)은 건조요소(9a)의 선단에 남겨진 중심공간의 상부를 밀폐한다. 분리판(7)에의 건조요소(9a,9b)의 고착은 필요에 따라 분리판(7)에 고착된 직립틀(B)(제1도 및 제5도 참조)에 의하여 완전하게 되고, 이들 직립틀(B)에 건조요소(9a)의 면이 고착되어 이곳을 통하여 방출된 건조증기가 후술하는 바와 같이 분리판(7) 상부의 공간에 도달하게 된다.

각각의 건조요소(9b)는 제2도, 제5도에 도시한 바와 같이, 두개의 병행하는 건조요소(9a)와 함께 하나의 셀(19)을 형성하고, 이 셀은 대략 정삼각형 형상을 지닌다. 각 셀(19)의 내부 공간은 각각의 건조요소(9a,9b)를 서로 격리시키기 위한 격벽에 의하여 구획되어 있다. 이 격벽은 3매의 직립판(20),(21),(22)으로 구성되고, 이들 직립판은 셀(19)의 각 이등분선에 따라 셀(19)의 중심부로 부터 각각 신장하고 있으며, 공통의 접합선(H)(제5도 참조)를 따라 일제화되어 셀(19)내에서 3개의 동등한 격실에 대한 경계를 이루고 있다. 격벽은 2매의 장방형의 하판(23,24) 및 삼각형의 상판(25)에 의하여 완전하게 된다.

각각의 셀(19)에 있어서, 하판(23)은 주변 건조 요소(6b)에 인접한 격실 하부 기저부를 밀폐하여 건조요소(9b)의 하연(S) 및 직립판(20,22)의 하연에 연결되어 있고, 하판(24)은 직릭판(20,21)의 하연 및 건조요소(9a)의 하연에 연결됨으로써 건조요소(9a)의 하나에 인접한 격실을 동일한 방법으로 밀폐한다. 삼각형의 상판(25)는 셀(19)의 제3의 격실의 상부를 밀폐하며, 제2의 방사상 건조요소(9a)의 상연(R) 및 직립판(21),(22)의 상연에 연결되어 있다.

제4도에 도시한 바와 같은 격벽 배열에 의하여, 습한 증기가 각각의 건조요소 사이에 균질적으로 분포되어 소정의 방향으로 상기 건조요소 사이에 균질적으로 분포되어 소정의 방향으로 상기 건조요소를 통과하게 된다. 이리하여, 건조유닛(6)의 주위에서 상승하는 증기 즉, 외부통(1)과 건조요소(9b) 사이로 상승하여 건조유닛(6)의 분리판(7)의 환상부분(16)에 의하여 멈추게 되는 증기는 외방에서 내방으로 직경방향으로 제4도의 화살표(F1)을 따라서 건조요소(9b)로 들어가서, 직립판(20,22) 및 하판(23)에 의하여 구성되는 동시에 증기를 배출공(2)에 도달시키도록 상부가 개방된 격실을 통하여 화살표(F2)를 따라서 배출된다. 건죠유닛(6)의 중심부에서는 증기는 직립판(21,22)으로 구성되어 상부에서 상판(25)에 의해 밀폐된 유입격실을 통하여 방사상 건조요소(9a)에 근접할 수 있다.

따라서 증기는 화살표(F3)(제4도 참조)를 따라서 건조요소(9a)를 통과하여 출구축의 격실을 거쳐 배출된다. 이 격실은 하판(24)에 의하여 하부가 닫혀져 있으나, 증기를 배출공(2)의 방향으로 화살표(F4)를 따라서 상승시키도록 상부는 개방되어 있다.

하판(23)과 상판(25)은 제3도, 제4도에 도시한 것 처럼 증기를 안내하기 쉽게하기 위하여 약간 경사지게 한다. 격벽의 3개의 직립판(20,21,22)의 접합선(H)는 그 경우에는 중심 부분에서 셀(19)의 높이의 일부에 걸치는 길이를 가질뿐이다.

건조요소(9a,9b) 중에 모아진 물의 배출은 전술한 바와 같이증기 발생기의 하부와 연통하는 집수배관(E)에 의하여 행해지고, 건조요소(9b)의 하부에 마련된 집수용의 배수채널(14)은 연결관(27)에 의하여 배관(E)에 연결되고, 연결관(27)은 배수채널(14)의 저부에 형성된 소공(26)에 연결되어 있다. 제5도에 도시한 배열에 따라, 건조요소(9b) 측면 사이의 다각형 정점에서 공간을 남기는 각 건조요소(9b) 사이에 집수 배관(E)가 설치된다. 제4도에는, 인접하는 2개의 주변 건조요소(9b) 및 하나의 방사상 건조요소(9a)에서 분리된 물을 모으기 위한, 즉 모듈구조의 두개의 다른 셀(19)에 소속하는 집수배관(E)이 도시되어 있다.

본 고안은 전술한 실시예 외에도 여러가지로 변형하여 실시할 수 있고, 전술한 특정의 구성은 단순한 예에 불과하며 본 고안을 한정하는 것은 아니다.

Claims (1)

1. 직방체 형상을 하는 다수의 건조 요소(9a,9b)를 가지며, 상기 건조요소(9a,9b) 중에 습기를 띤 증기를 도입하기 위한 증기 안내 장치 및 상기 건조요소(9a,9b) 중에서 분리된 물을 모으기 위한 집수장치를 구비하는 증기 건조유닛에 있어서, 상기 다수의 주변 건조요소(9b)가 환상 크라운형을 하며, 상기다수의 건조요소중 나머지 건조요소(9a)는 상기 크라운의 내측에 방사상으로 배치되어 각각 상기 크라운의 정점으로 부터 상기 크라운 중심으로 신장하여 두개의 상기 방사상 건조요소(9a)와 함께 삼각셀을 이루며, 상기 증기 안내 장치가 상기 각각의 셀(19)에 대하여 상기셀(19)의 각각의 이등분 평면에 걸쳐 신장하여 상기셀(19)의 중심에서 접합축을 따라 서로에 접합됨으로써 세개의 균등한 격실을 형성하도록 하는 세개의 직립판(20,21,22)와, 각각 두 개의 격실 기저부를 밀폐하는 두개의 하판(23,24) 및 제3의 격실 상부를 밀폐하는 상판(25)로 이루어지는 세개의 횡판으로 구성되는 내부격벽 구조로 되어있는 것을 특징으으 하는 증기 건조유닛.