WO2006123746A1

WO2006123746A1 - 蒸気発生器

Info

Publication number: WO2006123746A1
Application number: PCT/JP2006/309951
Authority: WO
Inventors: Yoshiyuki Kondo; Jiro Kasahara
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.
Priority date: 2005-05-20
Filing date: 2006-05-18
Publication date: 2006-11-23
Also published as: CN101268307A; CN101268307B; JP2006322683A; CN101936521A; EP1901002A4; US20090022484A1; US7734158B2; EP1901002A8; EP1901002A1; CN101936521B

Abstract

　蒸気発生器において、中空形状をなす容器の下側部に水を供給する供給口を設ける一方、上端部に気液二相流を排出する排出口を設け、この容器内に水を加熱して気液二相流を生成する加熱手段としての複数のヒータを設けると共に、容器の上端部に気液二相流の気液分布を均質化する整流手段としての多数の貫通孔を有する円筒部材を設けることにより、気液二相流の流れを均質化することで流れの変動を抑制して高精度な流量制御を可能とする。

Description

明細書

蒸気発生器

技術分野

[0001] 本発明は、ボイラゃ原子炉などに使用され、流体を加熱することで蒸気を発生させ

、この流体と蒸気の気液二相流を生成して排出する蒸気発生器に関する。

背景技術

[0002] ボイラゃ原子炉などに使用される蒸気発生器にあっては、容器内に導入した流体をヒータや伝熱管などにより加熱することで蒸気 (気泡）を発生され、この気泡を含んだ流体、つまり、気液二相流を外部に排出している。その後、この気液二層流は、用途に応じて、気液分離器により蒸気と流体が分離されて使用される。

[0003] このような蒸気発生器が適用されたボイラとしては、下記特許文献 1に記載されたものがある。この特許文献 1に記載されたボイラでは、給水ポンプにより流体を蒸気ドラムに供給し、この蒸気ドラムに供給した流体を循環ポンプにより蒸気発生器に供給し、この蒸気発生器で流体を加熱することで気液二相流の加熱水とし、この気液二相流の加熱水を再び蒸気ドラムに戻し、この蒸気ドラムで気液二相流の加熱を蒸気と高温の液体とに分離し、蒸気を各種の蒸気使用負荷に供給するようにしている。

[0004] 特許文献 1 :特開平 8— 285204号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] 上述した従来のボイラにあっては、蒸気発生器にて、流体を加熱することで気液二相流の加熱水を生成し、この気液二相流の加熱水を配管を通して蒸気ドラムに戻している。この場合、蒸気発生器内の気液二相流の加熱水が配管に排出されるとき、通路断面積が急激に縮小されるため、気液二相流が縮流して流れが変動してしまうという問題がある。即ち、蒸気発生器で流体が加熱されると、気泡 (蒸気)が発生して気液二相流となり、この気泡を含んだ流体が配管に流入する力このとき、流体中の気泡の量が変動することで振動が発生し、気液二相流の流れが変動する。その結果、気液二相流の振動により静粛性を確保することができず、また、配管内で気液二相流の変動が発生すると、吐出流量をコントロールすることが困難となり、システム全体の効率が低下してしまう。

[0006] 本発明は上述した課題を解決するものであり、気液二相流の流れを均質ィ匕することで流れの変動を抑制して高精度な流量制御を可能とした蒸気発生器を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0007] 上記の目的を達成するための請求項 1の発明の蒸気発生器は、下部に流体を供給する供給口が形成されると共に上部に気液二相流を排出する排出口が形成された容器と、該容器内に供給された流体を加熱して気液二相流を生成する加熱手段と、前記容器内にて気液二相流の気液分布を均質化する整流手段とを具えたことを特徴とするちのである。

[0008] 請求項 2の発明の蒸気発生器では、前記整流手段は、前記排出口から前記容器内に突出して設けられた多孔を有する円筒部材により構成されたことを特徴としている。

[0009] 請求項 3の発明の蒸気発生器では、前記整流手段は、前記排出口に設けられたォリフィスにより構成されたことを特徴としている。

[0010] 請求項 4の発明の蒸気発生器では、前記整流手段は、前記容器の上部に設けられた多孔を有する整流板により構成されたことを特徴としている。

[0011] 請求項 5の発明の蒸気発生器では、前記整流手段は、前記容器の上部に設けられて一対の固定板により挟持された複数の球体により構成されたことを特徴としている。

[0012] 請求項 6の発明の蒸気発生器では、前記整流手段は、前記容器の上部に設けられた第 1整流手段と、前記排出口に設けられた第 2整流手段とを有することを特徴としている。

[0013] 請求項 7の発明の蒸気発生器では、前記第 1整流手段は、オリフィスにより構成され、前記第 2整流手段は、前記排出口から前記容器内に突出して設けられた多孔を有する円筒部材、または多孔を有する整流板、または一対の固定板により挟持された複数の球体により構成されたことを特徴として、る。

[0014] 請求項 8の発明の蒸気発生器では、前記第 1整流手段は、前記排出口から前記容器内に突出して設けられた多孔を有する円筒部材により構成され、前記第 2整流手段は、多孔を有する整流部材により構成され、前記第 2整流手段における開口面積を前記第 1整流手段における開口面積より小さく設定したことを特徴としている。

[0015] 請求項 9の発明の蒸気発生器では、前記整流手段は前記容器の上部に設けられ、該整流手段により整流された気液二相流を前記排出口に導く円錐形状をなすガイド板が設けられたことを特徴として、る。

発明の効果

[0016] 請求項 1の発明の蒸気発生器によれば、下部に流体を供給する供給口が形成されると共に上部に気液二相流を排出する排出口が形成された容器を設け、この容器内に供給された流体を加熱して気液二相流を生成する加熱手段を設けると共に、容器内にて気液二相流の気液分布を均質化する整流手段を設けたので、供給口から容器内に流体が供給されると、加熱手段によりこの流体が加熱されることで気泡を含んだ気液二相流が生成され、整流手段によりこの気液二相流の気液分布が均質ィ匕されて力排出ロカ排出されることとなり、排出口で気液二相流の流れが変動することはなぐ高精度な流量制御を可能とすることができる。

[0017] 請求項 2の発明の蒸気発生器によれば、整流手段を、排出ロカ容器内に突出して設けられた多孔を有する円筒部材としたので、容器内にて生成された気液二相流は、円筒部材の各孔を通過するときに、含有する気泡の大きさが均一化されることとなり、排出口での気液二相流の流れの変動を抑制することができる。

[0018] 請求項 3の発明の蒸気発生器によれば、整流手段を、排出口に設けられたオリフィスとしたので、容器内にて生成された気液二相流は、オリフィスを通過するときに、その圧力が変化することで含有する気泡の分布が均質化されることとなり、排出口での気液二相流の流れの変動を抑制することができる。

[0019] 請求項 4の発明の蒸気発生器によれば、整流手段を、容器の上部に設けられた多孔を有する整流板としたので、容器内にて生成された気液二相流は、整流板の各孔を通過するときに含有する気泡の大きさが均一化されることとなり、排出口での気液二相流の流れの変動を抑制することができる。

[0020] 請求項 5の発明の蒸気発生器によれば、整流手段を、容器の上部に設けられて一対の固定板により挟持された複数の球体としたので、容器内にて生成された気液二相流は、各球体の間隙を通過するときに含有する気泡の大きさが均一化されることとなり、排出口での気液二相流の流れの変動を抑制することができる。

[0021] 請求項 6の発明の蒸気発生器によれば、整流手段を、容器の上部に設けられた第 1整流手段と、排出口に設けられた第 2整流手段とにより構成したので、容器内にて生成された気液二相流は、 2つの整流手段により段階的に均質化されることとなり、排出口での気液二相流の流れの変動を抑制することができる。

[0022] 請求項 7の発明の蒸気発生器によれば、第 1整流手段をオリフィスにより構成し、第 2整流手段を、排出ロカ容器内に突出して設けられた多孔を有する円筒部材、または多孔を有する整流板、または一対の固定板により挟持された複数の球体としたので、容器内にて生成された気液二相流は、オリフィスを通過するときに、その圧力が変化することで含有する気泡の分布が均質化され、次に、円筒部材の各孔を通過するときに含有する気泡の大きさが均一化されることとなり、排出口での気液二相流の流れの変動を確実に抑制することができる。

[0023] 請求項 8の発明の蒸気発生器によれば、第 1整流手段を排出口から容器内に突出して設けられた多孔を有する円筒部材とし、第 2整流手段を、多孔を有する整流部材とし、第 2整流手段における開口面積を第 1整流手段における開口面積より小さく設定したので、容器内にて生成された気液二相流は、円筒部材の小さい各孔を通過するときに含有する気泡の大きさが均一化され、次に、整流部材の大きな各孔を通過するときに含有する気泡の大きさが再び均一化されることとなり、気泡を事前に小さく均一化して排出口での気液二相流の流れの変動を確実に抑制することができる。

[0024] 請求項 9の発明の蒸気発生器によれば、整流手段を容器の上部に設け、この整流手段により整流された気液二相流を排出口に導く円錐形状をなすガイド板を設けたので、容器内にて生成された気液二相流は、整流手段により均質ィ匕されて力もガイド板により排出口に導かれて排出されることとなり、気液二相流を均質化した状態で確実に排出ロカ排出することで、気液二相流の流れの変動を確実に抑制することができる。

図面の簡単な説明 [0025] [図 1]図 1は、本発明の実施例 1に係る蒸気発生器を表す縦断面図である。

[図 2]図 2は、本発明の実施例 2に係る蒸気発生器を表す縦断面図である。

[図 3]図 3は、本発明の実施例 3に係る蒸気発生器を表す縦断面図である。

[図 4]図 4は、本発明の実施例 4に係る蒸気発生器を表す縦断面図である。

[図 5]図 5は、本発明の実施例 5に係る蒸気発生器を表す縦断面図である。

[図 6]図 6は、本発明の実施例 6に係る蒸気発生器を表す縦断面図である。

[図 7]図 7は、本発明の実施例 7に係る蒸気発生器を表す縦断面図である。

[図 8]図 8は、本発明の実施例 8に係る蒸気発生器を表す縦断面図である。

符号の説明

11 架台

12 容器

13 供給口

15 排出口

17 ヒータ (加熱手段）

19 円筒部材 (整流手段)

20 貫通孔

21 オリフィス (整流手段)

31 整流板 (整流手段）

32 貫通孔

41, 42 固定板

43 球体 (整流手段）

51 ガイド板

発明を実施するための最良の形態

[0027] 以下に添付図面を参照して、本発明に係る蒸気発生器の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

実施例 1

[0028] 図 1は、本発明の実施例 1に係る蒸気発生器を表す縦断面図である。

[0029] 実施例 1の蒸気発生器において、図 1に示すように、架台 11上には、上端部が球面形状をなす円筒中空形状の容器 12が固定されており、この容器 12の下側部には、流体としての水を供給する供給口 13を有する供給配管 14が固定される一方、容器 12の上端部には、内部で生成した気液二相流を排出する排出口 15を有する排出配管 16が固定されている。また、この容器 12内には、容器 12内に供給された水を加熱して気液二相流を生成する加熱手段として、複数本のヒータ 17が立設され、下端部が架台 11に支持されると共に、上部が複数の支持板 18に支持されている。なお、図示しないが、各支持板 18には、流体が上下に流動可能な多数の連通孔が形成されている。

[0030] また、容器 12内には、この容器 12内にて生成された気液二相流の気液分布を均質化する整流手段が設けられ、気液二相流を均質化した後に排出口 15から排出するようにしている。即ち、容器 12内にて、排出配管 16の基端部には容器 12の下方に突出するように円筒部材 19が連結されており、この円筒部材 19は、外周部 19aと底部 19bとからなり、基端部が排出配管 16の排出口 15と連通している。そして、円筒部材 19の外周部 19a及び底部 19bには、同径をなす多数の貫通孔 20が形成されている。

[0031] 従って、図示しない供給ポンプにより水が供給口 13から容器 12の内部に供給されると、この流体は複数のヒータ 17によって加熱され、多数の気泡が発生することで高温水に蒸気が混入した気液二相流が生成される。すると、この気泡を含んだ気液二相流は、容器 12内を排出口 15に向力つて上昇し、円筒部材 19の各貫通孔 20を通つて出口 15に流出する。

[0032] この場合、容器 12内で発生する気泡の大きさや量にはばらつきがあり、容器 12の上端部に滞留し、または気泡同士が合体することで大きな気泡となり、ガス溜まりが発生しやすくなる。すると、この大きな気泡が断続的に排出口 15に流出することとなり、気液二相流中の気泡の量が変動することで振動が発生し、気液二相流の流れが変動してしまう。

[0033] ところが、本実施例では、容器 12から排出口 15に至る導入部に多数の貫通孔 20 を有する円筒部材 19が設けられているため、容器 12の上端部に気泡が滞留しても、滞留した気泡は、円筒部材 19の各貫通孔 20により通過する大きさとその量が規制されることとなり、容器 12内の大きな気泡が断続的に排出口 15に流出することはない。そのため、容器 12内にて生成された気液二相流は、円筒部材 19の各貫通孔 20を通過するときに、含有する気泡の大きさが均一化されることとなり、排出口 15での気液二相流の流れの変動を抑制することができる。

[0034] このように実施例 1の蒸気発生器によれば、中空形状をなす容器 12の下側部に水を供給する供給口 13を設ける一方、上端部に気液二相流を排出する排出口 15を設け、この容器 12内に水を加熱して気液二相流を生成する複数のヒータ 17を設けると共に、容器 12の上端部に気液二相流の気液分布を均質ィ匕する整流手段としての多数の貫通孔 20を有する円筒部材 19を設けている。

[0035] 従って、多数の貫通孔 20を有する円筒部材 19により容器 12内の気液二相流の気液分布が均質化されてから排出口 15から排出されることとなり、排出口 15で気液二相流の流れが変動することはなぐ高精度な流量制御を可能とすることができる。

[0036] また、容器 12内にて、排出配管 16の基端部に容器 12の下方に突出するように円筒部材 19を連結し、この円筒部材 19の外周部 19aと底部 19bに多数の貫通孔 20を形成している。従って、容器 12内にて生成された気液二相流は、容器 12内に突出した円筒部材 19の各貫通孔 20から効率的に排出口 15に流入し、気泡が円筒部材 19 の各貫通孔 20を通過するときにその大きさが均一化されることとなり、排出口 15での気液二相流の流れの変動を確実に抑制することができる。

実施例 2

[0037] 図 2は、本発明の実施例 2に係る蒸気発生器を表す縦断面図である。なお、前述した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。

[0038] 実施例 2の蒸気発生器において、図 2に示すように、架台 11上には容器 12が固定されており、この容器 12の下側部に供給口 13を有する供給配管 14が固定される一方、容器 12の上端部に排出口 15を有する排出配管 16が固定されている。この容器 12内には水を加熱する複数本のヒータ 17が立設され、下端部が架台 11に支持されて上部が複数の支持板 18に支持されている。

[0039] また、容器 12に連通する排出口 15には、この容器 12内にて生成された気液二相流の気液分布を均質化する整流手段が設けられ、気液二相流を均質化した後に排出口 15から排出するようにしている。即ち、排出配管 16の中途部にはオリフィス 21が設けられており、排出口 15の流路の一部が狭くなつている。

[0040] 従って、図示しない供給ポンプにより水が供給口 13から容器 12の内部に供給されると、この流体は複数のヒータ 17によって加熱され、多数の気泡が発生することで高温水に蒸気が混入した気液二相流が生成される。すると、この気泡を含んだ気液二相流は、容器 12内を排出口 15に向かって上昇し、排出口 15から外部に流出する。

[0041] この場合、容器 12内で発生する気泡の大きさや量にはばらつきがあり、異なる大きな気泡が断続的に排出口 15を通過して外部に流出することとなり、気液二相流中の気泡の量が変動することで振動が発生し、気液二相流の流れが変動してしまう。

[0042] ところが、本実施例では、排出配管 16にオリフィス 21が設けられているため、異なる大きな気泡を含んだ気液二相流中は、このオリフィス 21を通過するとき、排出口 15での流動抵抗が増大して流速が上がることで、ダンピング効果によりオリフィス 21の上流側、つまり、容器 12内の気液二相流の流れの変動が下流側に伝播されることはない。そのため、オリフィス 21の下流側では、気液二相流における気液分布が均質ィ匕されることとなり、排出口 15での気液二相流の流れの変動を抑制することができる。

[0043] このように実施例 2の蒸気発生器によれば、中空形状をなす容器 12の下側部に水を供給する供給口 13を設ける一方、上端部に気液二相流を排出する排出口 15を設け、この容器 12内に水を加熱して気液二相流を生成する複数のヒータ 17を設けると共に、排出配管 16に気液二相流の気液分布を均質ィ匕する整流手段としてのオリフィス 21を設けている。

[0044] 従って、容器 12内の気液二相流がオリフィス 21を通過するとき、この気液二相流の気液分布が均質化されてから排出口 15から排出されることとなり、排出口 15で気液二相流の流れが変動することはなぐ高精度な流量制御を可能とすることができる。また、整流手段をオリフィス 21とすることで、簡単な構成で気液二相流の流れの変動を確実に抑制することができる。

実施例 3

[0045] 図 3は、本発明の実施例 3に係る蒸気発生器を表す縦断面図である。なお、前述した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。

[0046] 実施例 3の蒸気発生器において、図 3に示すように、架台 11上には容器 12が固定されており、この容器 12の下側部に供給口 13を有する供給配管 14が固定される一方、容器 12の上端部に排出口 15を有する排出配管 16が固定されている。この容器 12内には水を加熱する複数本のヒータ 17が立設され、下端部が架台 11に支持されて上部が複数の支持板 18に支持されている。

[0047] また、容器 12内には、この容器 12内にて生成された気液二相流の気液分布を均質化する整流手段が設けられ、気液二相流を均質化した後に排出口 15から排出するようにしている。即ち、容器 12の上部であって各ヒータ 17と排出口 15との間には、水平をなす整流板 31が固定されており、この整流板 31には同径をなす多数の貫通孔 32が形成されている。

[0048] 従って、図示しない供給ポンプにより水が供給口 13から容器 12の内部に供給されると、この流体は複数のヒータ 17によって加熱され、多数の気泡が発生することで高温水に蒸気が混入した気液二相流が生成される。すると、この気泡を含んだ気液二相流は、容器 12内を排出口 15に向かって上昇し、整流板 31の各貫通孔 32を通つて排出口 15から外部に流出する。

[0049] このとき、容器 12内で発生する気泡はその大きさや量にばらつきがある力この気泡を含んだ気液二相流が整流板 31の各貫通孔 32を通過するとき、含有する気泡が分離してその大きさが均一化される。そのため、気泡の大きさが均一化された気液二相流は、整流板 31を通過して更に上昇し、排出口 15からスムースに流出することとなり、この排出口 15での気液二相流の流れの変動を抑制することができる。

[0050] このように実施例 3の蒸気発生器によれば、中空形状をなす容器 12の下側部に水を供給する供給口 13を設ける一方、上端部に気液二相流を排出する排出口 15を設け、この容器 12内に水を加熱して気液二相流を生成する複数のヒータ 17を設けると共に、容器 12の上部に気液二相流の気液分布を均質ィ匕する整流手段としての多数の貫通孔 32を有する整流板 31を設けている。

[0051] 従って、容器 12内にて生成された気液二相流は、整流板 31の各貫通孔 32を通過するときに気泡の大きさが均一化され、気液二相流の気液分布も均質化されてから排出口 15から排出されることとなり、排出口 15で気液二相流の流れが変動することはなぐ高精度な流量制御を可能とすることができる。

実施例 4

[0052] 図 4は、本発明の実施例 4に係る蒸気発生器を表す縦断面図である。なお、前述した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。

[0053] 実施例 4の蒸気発生器において、図 4に示すように、架台 11上には容器 12が固定されており、この容器 12の下側部に供給口 13を有する供給配管 14が固定される一方、容器 12の上端部に排出口 15を有する排出配管 16が固定されている。この容器 12内には水を加熱する複数本のヒータ 17が立設され、下端部が架台 11に支持されて上部が複数の支持板 18に支持されている。

[0054] また、容器 12内には、この容器 12内にて生成された気液二相流の気液分布を均質化する整流手段が設けられ、気液二相流を均質化した後に排出口 15から排出するようにしている。即ち、容器 12の上部であって各ヒータ 17と排出口 15との間には、水平をなす一対の固定板 41, 42が所定の間隔で固定され、この一対の固定板 41, 42の間に同径をなす複数の球体 43が挟持された状態で位置することで、ここに、ほぼ同径をなす複数の連通路が形成される。なお、各固定板 41, 42には、球体 43の径より小さぐ連通路より大きい径の貫通孔 41a, 42aが形成されている。

[0055] 従って、図示しない供給ポンプにより水が供給口 13から容器 12の内部に供給されると、この流体は複数のヒータ 17によって加熱され、多数の気泡が発生することで高温水に蒸気が混入した気液二相流が生成される。すると、この気泡を含んだ気液二相流は、容器 12内を排出口 15に向かって上昇し、複数の球体 43により形成された各連通路を通って排出口 15から外部に流出する。

[0056] このとき、容器 12内で発生する気泡はその大きさや量にばらつきがある力この気泡を含んだ気液二相流が複数の球体 43により形成された各連通路を通過するとき、含有する気泡が分離してその大きさが均一化される。そのため、気泡の大きさが均一化された気液二相流は、この連通路を通過して更に上昇し、排出口 15からスムースに流出することとなり、この排出口 15での気液二相流の流れの変動を抑制することができる。

[0057] このように実施例 4の蒸気発生器によれば、中空形状をなす容器 12の下側部に水を供給する供給口 13を設ける一方、上端部に気液二相流を排出する排出口 15を設け、この容器 12内に水を加熱して気液二相流を生成する複数のヒータ 17を設けると共に、容器 12の上部に気液二相流の気液分布を均質ィ匕する整流手段として、複数の球体 43を一対の固定板 41, 42で挟持して形成した複数の連通路を設けてヽる。

[0058] 従って、容器 12内にて生成された気液二相流は、複数の球体 43により形成した複数の連通路を通過するときに気泡の大きさが均一化され、気液二相流の気液分布も均質化されてから排出口 15から排出されることとなり、排出口 15で気液二相流の流れが変動することはなぐ高精度な流量制御を可能とすることができる。

実施例 5

[0059] 図 5は、本発明の実施例 5に係る蒸気発生器を表す縦断面図である。なお、前述した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。

[0060] 実施例 5の蒸気発生器において、図 5に示すように、架台 11上には容器 12が固定されており、この容器 12の下側部に供給口 13を有する供給配管 14が固定される一方、容器 12の上端部に排出口 15を有する排出配管 16が固定されている。この容器 12内には水を加熱する複数本のヒータ 17が立設され、下端部が架台 11に支持されて上部が複数の支持板 18に支持されている。

[0061] そして、本実施例では、容器 12内にて生成された気液二相流の気液分布を均質化する整流手段が 2組設けられている。即ち、排出配管 16の中途部には、第 1整流手段としてオリフィス 21が設けられており、排出口 15の流路の一部が狭くなつている。また、排出配管 16の基端部には、第 2整流手段として多数の貫通孔 20が形成された円筒部材 19が容器 12の下方に突出するように設けられている。

[0062] 従って、図示しない供給ポンプにより水が供給口 13から容器 12の内部に供給されると、この流体は複数のヒータ 17によって加熱され、多数の気泡が発生することで高温水に蒸気が混入した気液二相流が生成される。すると、この気泡を含んだ気液二相流は、容器 12内を排出口 15に向かって上昇し、排出口 15から外部に流出する。

[0063] このとき、容器 12内で発生する気泡はその大きさや量にばらつきがあり、気液二相流中の気泡が容器 12の上端部に滞留するおそれがあるが、滞留した気泡は円筒部材 19の各貫通孔 20を通過するときにその大きさとその量が規制され、その大きさが均一化される。また、気泡の大きさが均一化された気液二相流が上昇し、排出口 15 に流入すると、気泡を含んだ気液二相流中は、オリフィス 21を通過するときに排出口 15での流動抵抗が増大して流速が上がることで、ダンピング効果により気液二相流における気液分布が均質ィ匕される。その結果、排出口 15での気液二相流の流れの変動を確実に抑制することができる。

[0064] このように実施例 5の蒸気発生器によれば、中空形状をなす容器 12の下側部に水を供給する供給口 13を設ける一方、上端部に気液二相流を排出する排出口 15を設け、この容器 12内に水を加熱して気液二相流を生成する複数のヒータ 17を設けると共に、気液二相流の気液分布を均質ィ匕する 2つの整流手段として、複数の貫通孔 2 0を有する円筒部材 19とオリフィス 21を設けて、る。

[0065] 従って、容器 12内の気液二相流が円筒部材 19の各貫通孔 20を通過するときに気泡の大きさが均一化され、また、気液二相流がオリフィス 21を通過するときに気液分布が均質化されることとなり、排出口 15での気液二相流の流れの変動を抑制して高精度な流量制御を可能とすることができる。

[0066] なお、この実施例 5では、第 2整流手段として複数の貫通孔 20を有する円筒部材 1 9を適用したが、これに限らず、上述した実施例 3で説明した多数の貫通孔 32を有する整流板 31、または、実施例 4で説明した一対の固定板 41, 42により挟持した複数の球体 43などを適用してもよ、。

実施例 6

[0067] 図 6は、本発明の実施例 6に係る蒸気発生器を表す縦断面図である。なお、前述した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。

[0068] 実施例 6の蒸気発生器において、図 6に示すように、架台 11上には容器 12が固定されており、この容器 12の下側部に供給口 13を有する供給配管 14が固定される一方、容器 12の上端部に排出口 15を有する排出配管 16が固定されている。この容器 12内には水を加熱する複数本のヒータ 17が立設され、下端部が架台 11に支持されて上部が複数の支持板 18に支持されている。

[0069] そして、本実施例では、容器 12内にて生成された気液二相流の気液分布を均質化する整流手段が 2組設けられている。即ち、排出配管 16の基端部には、第 1整流手段として多数の貫通孔 20が形成された円筒部材 19が容器 12の下方に突出するように設けられている。また、容器 12の上部には、第 2整流手段として多数の貫通孔 32が形成された整流板 31が固定されている。そして、整流板 31における各貫通孔 3 2開口面積を、円筒部材 19における各貫通孔 20の開口面積より小さく設定している

[0070] 従って、図示しない供給ポンプにより水が供給口 13から容器 12の内部に供給されると、この流体は複数のヒータ 17によって加熱され、多数の気泡が発生することで高温水に蒸気が混入した気液二相流が生成される。すると、この気泡を含んだ気液二相流は、容器 12内を排出口 15に向かって上昇し、排出口 15から外部に流出する。

[0071] このとき、容器 12内で発生する気泡はその大きさや量にばらつきがある力この気泡を含んだ気液二相流が整流板 31の各貫通孔 32を通過するとき、含有する気泡が分離してその大きさが均一化される。また、気液二相流中の気泡は容器 12の上端部に滞留するおそれがある力この気泡が円筒部材 19の各貫通孔 20を通過するときにその大きさとその量が規制され、その大きさが再び均一化される。その結果、排出口 15での気液二相流の流れの変動を確実に抑制することができる。

[0072] このように実施例 6の蒸気発生器によれば、中空形状をなす容器 12の下側部に水を供給する供給口 13を設ける一方、上端部に気液二相流を排出する排出口 15を設け、この容器 12内に水を加熱して気液二相流を生成する複数のヒータ 17を設けると共に、気液二相流の気液分布を均質ィ匕する 2つの整流手段として、複数の貫通孔 2 0を有する円筒部材 19と複数の貫通孔 32を有する整流板 31を設け、整流板 31における各貫通孔 32開口面積を円筒部材 19における各貫通孔 20の開口面積より小さく設定している。

[0073] 従って、容器 12内の気液二相流が整流板 31の各貫通孔 32を通過するときに気泡の大きさが均一化され、また、円筒部材 19の各貫通孔 20を通過するときにも気泡の大きさが均一化されることとなり、更に、上流側の各貫通孔 32開口面積を下流側の各貫通孔 20の開口面積より小さく設定しており、通路面積の狭い円筒部材 19での圧力損失を防止しながら、排出口 15での気液二相流の流れの変動を確実に抑制して高精度な流量制御を可能とすることができる。

実施例 7

[0074] 図 7は、本発明の実施例 7に係る蒸気発生器を表す縦断面図である。なお、前述した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。

[0075] 実施例 7の蒸気発生器において、図 7に示すように、架台 11上には容器 12が固定されており、この容器 12の下側部に供給口 13を有する供給配管 14が固定される一方、容器 12の上端部に排出口 15を有する排出配管 16が固定されている。この容器 12内には水を加熱する複数本のヒータ 17が立設され、下端部が架台 11に支持されて上部が複数の支持板 18に支持されている。

[0076] そして、本実施例では、容器 12内にて生成された気液二相流の気液分布を均質化する整流手段が 2組設けられている。即ち、排出配管 16の基端部には、第 1整流手段として多数の貫通孔 20が形成された円筒部材 19が容器 12の下方に突出するように設けられている。また、容器 12の上部には、第 2整流手段として一対の固定板 41, 42により複数の球体 43を挟持して形成した複数の連通路が設けられている。

[0077] 従って、図示しない供給ポンプにより水が供給口 13から容器 12の内部に供給されると、この流体は複数のヒータ 17によって加熱され、多数の気泡が発生することで高温水に蒸気が混入した気液二相流が生成される。すると、この気泡を含んだ気液二相流は、容器 12内を排出口 15に向かって上昇し、排出口 15から外部に流出する。

[0078] このとき、容器 12内で発生する気泡はその大きさや量にばらつきがある力この気泡を含んだ気液二相流が複数の球体 43により形成された連通路を通過するとき、含有する気泡が分離してその大きさが均一化される。また、気液二相流中の気泡は容器 12の上端部に滞留するおそれがあるが、この気泡が円筒部材 19の各貫通孔 20 を通過するときにその大きさとその量が規制され、その大きさが再び均一化される。その結果、排出口 15での気液二相流の流れの変動を確実に抑制することができる。

[0079] このように実施例 7の蒸気発生器によれば、中空形状をなす容器 12の下側部に水を供給する供給口 13を設ける一方、上端部に気液二相流を排出する排出口 15を設け、この容器 12内に水を加熱して気液二相流を生成する複数のヒータ 17を設けると共に、気液二相流の気液分布を均質ィ匕する 2つの整流手段として、複数の貫通孔 2 0を有する円筒部材 19と連通路を形成するために固定板 41, 42で挟持した複数の球体 43を設けている。

[0080] 従って、容器 12内の気液二相流が複数の球体 43により形成された連通路を通過するときに気泡の大きさが均一化され、また、円筒部材 19の各貫通孔 20を通過するときにも気泡の大きさが均一化されることとなり、排出口 15での気液二相流の流れの変動を確実に抑制して高精度な流量制御を可能とすることができる。なお、上流側の各連通路の開口面積を下流側の各貫通孔 20の開口面積より小さく設定することで、通路面積の狭い円筒部材 19での圧力損失を防止することもできる。

実施例 8

[0081] 図 8は、本発明の実施例 8に係る蒸気発生器を表す縦断面図である。なお、前述した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。

[0082] 実施例 8の蒸気発生器において、図 8に示すように、架台 11上には容器 12が固定されており、この容器 12の下側部に供給口 13を有する供給配管 14が固定される一方、容器 12の上端部に排出口 15を有する排出配管 16が固定されている。この容器 12内には水を加熱する複数本のヒータ 17が立設され、下端部が架台 11に支持されて上部が複数の支持板 18に支持されている。

[0083] 容器 12内には、この容器 12内にて生成された気液二相流の気液分布を均質化する整流手段として、容器 12の上部に整流板 31が固定され、この整流板 31には多数の貫通孔 32が形成されている。また、容器 12内にて、整流板 31と排出口 15との間には、円錐形状をなすガイド板 51が固定されている。このガイド板 51は、整流板 31 で整流された気液二相流を容器 12の上端部に滞留させることなく排出口 15に導くためのものである。 [0084] 従って、図示しない供給ポンプにより水が供給口 13から容器 12の内部に供給されると、この流体は複数のヒータ 17によって加熱され、多数の気泡が発生することで高温水に蒸気が混入した気液二相流が生成される。すると、この気泡を含んだ気液二相流は、容器 12内を排出口 15に向かって上昇し、排出口 15から外部に流出する。

[0085] このとき、容器 12内で発生する気泡はその大きさや量にばらつきがある力この気泡を含んだ気液二相流が整流板 31の各貫通孔 32を通過するとき、含有する気泡が分離してその大きさが均一化される。そして、気泡の大きさが均一化された気液二相流は、ガイド板 51に沿って上昇し、排出口 15にスムースに流入することとなり、この排出口 15での気液二相流の流れの変動を抑制することができる。

[0086] このように実施例 8の蒸気発生器によれば、中空形状をなす容器 12の下側部に水を供給する供給口 13を設ける一方、上端部に気液二相流を排出する排出口 15を設け、この容器 12内に水を加熱して気液二相流を生成する複数のヒータ 17を設けると共に、容器 12の上部に気液二相流の気液分布を均質ィ匕する整流手段としての多数の貫通孔 32を有する整流板 31を設け、この整流板 31の上方に整流された気液二相流を排出口 15に導くガイド板 51を設けている。

[0087] 従って、容器 12内にて生成された気液二相流は、整流板 31の各貫通孔 32を通過するときに気泡の大きさが均一化され、均一化された気液二相流はガイド板 51に沿つて対理由することなく上昇し、排出口 15からスムースに排出されることとなり、排出口 15で気液二相流の流れが変動することはなぐ高精度な流量制御を可能とすることがでさる。

[0088] なお、上述した各実施例にて、本発明の整流手段を円筒部材 19、オリフィス 21、整流板 31、複数の球体 43により構成した力これらの構成に限るものではなぐ容器 1 2や排出口 15などに超音波発信装置などを設けてもよぐ整流手段の個数も 1つや 2 つに限らず、 3つ以上設けてもよい。

産業上の利用可能性

[0089] 本発明に係る蒸気発生器は、容器内にて生成された気液二相流の気液分布を均質ィ匕して力排出するようにしたものであり、いずれの種類の蒸気発生器にも適用することがでさる。

Claims

請求の範囲

[1] 下部に流体を供給する供給口が形成されると共に上部に気液二相流を排出する排出口が形成された容器と、該容器内に供給された流体を加熱して気液二相流を生成する加熱手段と、前記容器内にて気液二相流の気液分布を均質化する整流手段とを具えたことを特徴とする蒸気発生器。

[2] 請求項 1に記載の蒸気発生器にお!、て、前記整流手段は、前記排出口から前記容器内に突出して設けられた多孔を有する円筒部材により構成されたことを特徴とする蒸気発生器。

[3] 請求項 1に記載の蒸気発生器にお!、て、前記整流手段は、前記排出口に設けられたオリフィスにより構成されたことを特徴とする蒸気発生器。

[4] 請求項 1に記載の蒸気発生器において、前記整流手段は、前記容器の上部に設けられた多孔を有する整流板により構成されたことを特徴とする蒸気発生器。

[5] 請求項 1に記載の蒸気発生器において、前記整流手段は、前記容器の上部に設けられて一対の固定板により挟持された複数の球体により構成されたことを特徴とする蒸気発生器。

[6] 請求項 1に記載の蒸気発生器において、前記整流手段は、前記容器の上部に設けられた第 1整流手段と、前記排出口に設けられた第 2整流手段とを有することを特徴とする蒸気発生器。

[7] 請求項 6に記載の蒸気発生器において、前記第 1整流手段は、オリフィスにより構成され、前記第 2整流手段は、前記排出口から前記容器内に突出して設けられた多孔を有する円筒部材、または多孔を有する整流板、または一対の固定板により挟持された複数の球体により構成されたことを特徴とする蒸気発生器。

[8] 請求項 6に記載の蒸気発生器において、前記第 1整流手段は、前記排出口から前記容器内に突出して設けられた多孔を有する円筒部材により構成され、前記第 2整流手段は、多孔を有する整流部材により構成され、前記第 2整流手段における開口面積を前記第 1整流手段における開口面積より小さく設定したことを特徴とする蒸気発生器。

[9] 請求項 1に記載の蒸気発生器において、前記整流手段は前記容器の上部に設けられ、該整流手段により整流された気液二相流を前記排出口に導く円錐形状をなすガイド板が設けられたことを特徴とする蒸気発生器。