WO2007099811A1

WO2007099811A1 - 気水分離器

Info

Publication number: WO2007099811A1
Application number: PCT/JP2007/053019
Authority: WO
Inventors: Tadahiko Suzuta; Yoshiyuki Kondo; Toshiyuki Mizutani; Kengo Shimamura; Naoaki Hirota; Yosuke Katsura
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.
Priority date: 2006-02-28
Filing date: 2007-02-20
Publication date: 2007-09-07
Also published as: TW200746172A; CA2618719C; JP4599319B2; TWI343582B; EP1990806A1; KR20080035587A; KR100915747B1; EP1990806A4; EP1990806B1; NO20080723L; JP2007232527A; US7867309B2; US20090120297A1; ES2564557T3; CA2618719A1; CN101326589A

Abstract

　気水分離器（４５）において、鉛直部（５３）と湾曲部（５４）とを有するライザ（５２）の内部にスワールベーン（５５）を固定し、ライザ（５２）における鉛直部（５３）の外側にダウンカマバレル（５６）を設けることで環状のダウンカマー空間（５８）を画成し、ライザ（５２）及びダウンカマバレル（５６）の上方に所定の空間をもってデッキプレート（６０）を配設し、オリフィス（６１）とベント（６２）を形成し、ライザ（５２）の湾曲部（５４）とスワールベーン（５５）との間に位置して、この湾曲部（５４）の湾曲方向外側に液膜流排出部（６３）としての複数の水平なスリット（６４）を形成することで、気水上昇管内に形成される液膜の厚さを均一化すると共に液膜流のオーバーフローを防止することで気水分離性能の向上を図る。

Description

明細書

気水分離器

技術分野

[0001] 本発明は、気体と液体の 2相流を気液に分離する気水分離器に関するものである。

背景技術

[0002] 例えば、加圧水型原子炉 (PWR: Pressurized Water Reactor)は、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。この蒸気発生器は、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、この水蒸気によりタービンを回して発電して、る。

[0003] この蒸気発生器は、中空密閉形状をなす胴部内に、その内壁面と所定間隔をもつて管群外筒を配設すると共に、この管群外筒内に逆 U字形状をなす複数の伝熱管を配設し、各伝熱管の端部を管板に支持すると共に、中間部を管板力延びるステーロッドにより支持された複数の管支持板により支持して構成され、上部に気水分離器と湿分分離器が配設されて!/ヽる。

[0004] 従って、胴部の下部に形成された水室を通して複数の伝熱管に一次冷却水が供給される一方、胴部の上部に形成された給水管からこの胴部内に二次冷却水が供給されると、複数の伝熱管内を流れる一次冷却水 (熱水）と胴部内を循環する二次冷却水（冷水）との間で熱交換を行われることで、二次冷却水が熱を吸収して水蒸気が生成され、この水蒸気が上昇するときに、気水分離器及び湿分分離器により水と蒸気に分離され、蒸気が胴部の上端部力排出される一方、水は下方に落下する。

[0005] 従来の気水分離器は、水蒸気が上昇する複数のライザと、このライザの内部に設けられたスワールべーンと、ライザの外側に位置してダウンカマー空間を画成するダウンカマバレルと、ライザ及びダウン力マバレルの上端に所定の空間をもって対向して配設されてオリフィスやベントを有するデッキプレートとから構成されている。

[0006] 従って、蒸気発生器で生成された蒸気と水の 2相流は、各ライザの下端部から導入されて上方に移動し、スワールべーンにより旋回上昇させられ、水はライザの内壁面に付着して液膜流となりながら上昇し、蒸気はライザの上方で旋回しながら上昇する。そして、この蒸気は、主としてオリフィスとベントを通ってデッキプレートの上方へ移送される一方、水はライザの上端部とデッキプレートとの隙間からこのライザの外方に抜け、ダウン力マバレルに流入して流下することとなり、デッキプレートの上へは蒸気のみが流出することとなる。

[0007] なお、このような気水分離器としては、下記特許文献 1、 2に記載されたものがある。

[0008] 特許文献 1 :特開 2001— 079323号公報

特許文献 2：特開 2001— 183489号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0009] ところで、上述した蒸気発生器にあっては、レイアウト上で気水分離器における外周側のライザを湾曲して形成する必要がある。図 11及び図 12は、従来の気水分離器を表す概略図である。従来の気水分離器において、図 11に示すように、水蒸気が上昇するライザ 001は、湾曲部 002の上端部に鉛直部 003が連結されてなり、内部にスワールべーン 004が固定されている。そして、このライザ 001の外側にはダウン力マー空間を画成するダウン力マバレル 005が設けられると共に、ライザ 001及びダウンカマバレル 005の上方に位置してオリフィス 006とベント 007を有するデッキプレー卜 008力設けられている。

[0010] この従来の気水分離器にあっては、蒸気と水の 2相流がライザ 001内を上昇するが、このライザ 001の下部に湾曲部 002が設けられているため、 2相流の流れに偏りが発生し、 2相流の液滴が湾曲部 002における湾曲方向外側に接触してここに液膜が発生してしまう。そして、 2相流がスワールべーン 004により旋回上昇させられる間にこの液膜が成長し、ライザ 001の上端部では、湾曲部 002における湾曲方向内側の液膜に対して、湾曲部 002における湾曲方向外側の液膜が厚くなる。

[0011] すると、分離された蒸気の旋回流がこの液膜に接触して液滴を多く含んでしまい、そのままデッキプレートの上方へ排出されてしまう。蒸気が多量の液滴を含むと、湿分分離器での処理能力が不足してしまい、適正に分離された良質の蒸気を生成することができないという問題がある。また、ライザ 001の上端部よりダウン力マバレル 005 へ流出した水の大部分は、このダウン力マバレル 005を下降する力一部の液膜が厚くなるために一部の水がオリフィス 006から上方にオーバーフローしてしまったり、ダウン力マバレル 005の外側にオーバーフローしてしまうという問題がある。

[0012] 更に、図 12示すように、ライザ 001の下部に湾曲部 002が設けられているため、 2 相流の流速にも偏りが発生し、この 2相流の流速の偏りによっても、ライザ 001の上端部にて、湾曲部 002における湾曲方向内側と外側とで液膜の厚さが相違してしまう。そして、オリフィス 006やベント 007から排出される蒸気流速の増加によりキャリーォ一バーが増加してしまうという問題がある。

[0013] 本発明は上述した課題を解決するものであり、気水上昇管内に形成される液膜の厚さを均一化すると共に液膜流のオーバーフローを防止することで気水分離性能の向上を図った気水分離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

[0014] 上記の目的を達成するための請求項 1の発明の気水分離器は、下部に湾曲部を有して水と蒸気の 2相流が上昇する気水上昇管と、該気水上昇管の内部に設けられた旋回羽根と、前記気水上昇管を囲んで設けられて環状のダウンカマー空間を画成する降水胴と、前記気水上昇管及び前記降水胴の上端に所定の空間をもって対向して配設されると共に前記気水上昇管の上方にオリフィスを有するデッキプレートと、前記気水上昇管の内面に形成される液膜の厚さを調整する液膜調整手段とを具えたことを特徴とするものである。

[0015] 請求項 2の発明の気水分離器では、前記液膜調整手段は、前記気水上昇管における前記湾曲部と前記旋回羽根との間に位置して該湾曲部の湾曲方向外側に形成された液膜流排出部を有することを特徴として、る。

[0016] 請求項 3の発明の気水分離器では、前記液膜調整手段は、前記気水上昇管における前記湾曲部と前記旋回羽根との間に位置して該湾曲部の湾曲方向外側に形成された液膜を湾曲方向内側に導く液膜流通路を有することを特徴としている。 [0017] 請求項 4の発明の気水分離器では、前記液膜流通路は、前記気水上昇管の外側に螺旋状に設けられたことを特徴として、る。

[0018] 請求項 5の発明の気水分離器では、前記液膜調整手段は、前記気水上昇管における前記旋回羽根の上方に位置して前記湾曲部の湾曲方向外側に形成された液膜流排出部を有することを特徴として、る。

[0019] 請求項 6の発明の気水分離器では、前記液膜調整手段は、前記気水上昇管における前記湾曲部と前記旋回羽根との間に設けられて中心部に 2相流の通路が形成された抵抗板を有することを特徴として!/ヽる。

[0020] 請求項 7の発明の気水分離器では、前記液膜調整手段は、前記気水上昇管の上端部に設けられた液膜流排出部を有し、該液膜流排出部は、前記湾曲部の湾曲方向内側の開口面積に対して、外側の開口面積が大きく設定されたことを特徴としている。

[0021] 請求項 8の発明の気水分離器では、前記オリフィスは、前記気水上昇管に対して前記湾曲部の湾曲方向内側に偏心して設けられたことを特徴として、る。

[0022] 請求項 9の発明の気水分離器は、下部に湾曲部を有して水と蒸気の 2相流が上昇する気水上昇管と、該気水上昇管の内部に設けられた旋回羽根と、前記気水上昇管を囲んで設けられて環状のダウンカマー空間を画成する降水胴と、前記気水上昇管及び前記降水胴の上端に所定の空間をもって対向して配設されると共に前記気水上昇管の上方にオリフィスを有するデッキプレートとを具え、前記オリフィスは、前記気水上昇管に対して前記湾曲部の湾曲方向内側に偏心して設けられたことを特徴とするちのである。

発明の効果

[0023] 請求項 1の発明の気水分離器によれば、下部に湾曲部を有して水と蒸気の 2相流が上昇する気水上昇管を設け、この気水上昇管の内部に旋回羽根を設け、気水上昇管を囲んで環状のダウンカマー空間を画成する降水胴を設けると共に、気水上昇管及び降水胴の上端に所定の空間をもって対向して気水上昇管の上方にオリフィスを有するデッキプレートを設け、気水上昇管の内面に形成される液膜の厚さを調整する液膜調整手段を設けたので、水と蒸気の 2相流は、気水上昇管の下端部から導入されて上方に移動し、旋回羽根により旋回上昇させられ、水は気水上昇管の内面に付着して液膜流となりながら上昇するが、このとき、液膜調整手段により液膜の厚さが調整されながら上昇するため、水がオーバーフローすることなく降水胴のダウン力マー空間に適正に流入して流下する一方、蒸気は気水上昇管の上方で旋回しながら上昇する力液膜の水分を巻き込むことなくオリフィスを通って適正にデッキプレートの上方へ排出されることとなり、その結果、気水上昇管内に形成される液膜の厚さを均一化すると共に液膜流のオーバーフローを防止することで気水分離性能を向上することができる。

[0024] 請求項 2の発明の気水分離器によれば、液膜調整手段として、気水上昇管における湾曲部と旋回羽根との間に位置して湾曲部の湾曲方向外側に液膜流排出部を形成したので、 2相流は気水上昇管内に導入されて上方に移動し、湾曲部の湾曲方向外側に接触してここに液膜が形成されるが、一部の液膜流が液膜流排出部から排出されるため、液膜の厚さが厚くならずに上昇することとなり、水のオーバーフローや蒸気による液膜の水分の巻き込みがなくなり、気水分離性能を向上することができる。

[0025] 請求項 3の発明の気水分離器によれば、液膜調整手段として、気水上昇管における湾曲部と旋回羽根との間に位置して湾曲部の湾曲方向外側に液膜を湾曲方向内側に導く液膜流通路を形成したので、 2相流は気水上昇管内に導入されて上方に移動し、湾曲部の湾曲方向外側に接触してここに液膜が形成されるが、一部の液膜流が液膜流通路を通って湾曲方向内側に導かれるため、液膜の厚さが厚くならずに上昇することとなり、水のオーバーフローや蒸気による液膜の水分の巻き込みがなくなり、気水分離性能を向上することができる。

[0026] 請求項 4の発明の気水分離器によれば、液膜流通路を気水上昇管の外側に螺旋状に設けたので、液膜流通路を通る一部の液膜流は、螺旋状に流動して湾曲方向内側に導かれることとなり、 2相流に旋回力を付与すると共に、全ての蒸気を上昇させることで、気水分離性能を向上することができる。

[0027] 請求項 5の発明の気水分離器によれば、液膜調整手段として、気水上昇管における旋回羽根の上方に位置して湾曲部の湾曲方向外側に液膜流排出部を形成したので、 2相流は気水上昇管内に導入されて上方に移動し、湾曲部の湾曲方向外側に接触してここに液膜が形成され、上昇しながら成長するが、液膜流排出部から一部の液膜流が排出されるため、水のオーバーフローや蒸気による液膜の水分の巻き込みがなくなり、気水分離性能を向上することができる。

[0028] 請求項 6の発明の気水分離器によれば、液膜調整手段として、気水上昇管における湾曲部と旋回羽根との間に中心部に 2相流の通路が形成された抵抗板を設けたので、 2相流は気水上昇管内に導入されて上方に移動し、湾曲部の湾曲方向外側に接触してここに液膜が形成されるが、抵抗板により液膜流の成長が抑制されるため、液膜の厚さが厚くならずに上昇することとなり、水のオーバーフローや蒸気による液膜の水分の巻き込みがなくなり、気水分離性能を向上することができる。

[0029] 請求項 7の発明の気水分離器によれば、液膜調整手段として、気水上昇管の上端部に液膜流排出部を設け、この液膜流排出部を、湾曲部の湾曲方向内側の開口面積に対して外側の開口面積を大きく設定したので、 2相流は気水上昇管内に導入されて上方に移動し、湾曲部の湾曲方向外側に接触してここに液膜が形成され、上昇しながら成長するが、湾曲部の湾曲方向外側にある液膜流排出部の開口面積が大きいために一部の液膜流が排出されることとなり、水のオーバーフローや蒸気による液膜の水分の巻き込みがなくなり、気水分離性能を向上することができる。

[0030] 請求項 8の発明の気水分離器によれば、オリフィスを気水上昇管に対して湾曲部の湾曲方向内側に偏心して設けたので、湾曲部で形成された液膜流が上昇するが、ォリフィスが偏心して設けられているため、オリフィスからの水のオーバーフローを防止することができる。

[0031] 請求項 9の発明の気水分離器によれば、下部に湾曲部を有して水と蒸気の 2相流が上昇する気水上昇管を設け、この気水上昇管の内部に旋回羽根を設け、気水上昇管を囲んで環状のダウンカマー空間を画成する降水胴を設けると共に、気水上昇管及び降水胴の上端に所定の空間をもって対向して気水上昇管の上方にオリフィスを有するデッキプレートを設け、このオリフィスを気水上昇管に対して湾曲部の湾曲方向内側に偏心して設けたので、水と蒸気の 2相流は、気水上昇管の下端部から導入されて上方に移動し、旋回羽根により旋回上昇させられ、水は気水上昇管の内面に付着して液膜流となりながら上昇するが、オリフィスが偏心して設けられているため、水がこのオリフィスからオーバーフローすることなく降水胴のダウンカマー空間に適正に流入して流下することとなり、その結果、気水分離性能を向上することができる。図面の簡単な説明

[0032] [図 1]図 1は、本発明の実施例 1に係る気水分離器の要部概略図である。

[図 2]図 2は、実施例 1の気水分離器におけるライザの側面図である。

[図 3]図 3は、実施例 1の気水分離器を有する蒸気発生器が適用された加圧水型原子炉を有する発電設備の概略構成図である。

[図 4]図 4は、実施例 1の気水分離器を有する蒸気発生器を表す概略構成図である。

[図 5]図 5は、実施例 1の気水分離器の概略図である。

[図 6]図 6は、本発明の実施例 2に係る気水分離器の要部概略図である。

[図 7]図 7は、本発明の実施例 3に係る気水分離器の要部概略図である。

[図 8]図 8は、本発明の実施例 4に係る気水分離器の要部概略図である。

[図 9]図 9は、本発明の実施例 5に係る気水分離器の要部概略図である。

[図 10]図 10は、本発明の実施例 6に係る気水分離器の要部概略図である。

[図 11]図 11は、従来の気水分離器を表す概略図である。

[図 12]図 12は、従来の気水分離器を表す概略図である。

符号の説明

[0033] 13 蒸気発生器

31 胴部

32 管群外筒

37 伝熱管

38 伝熱管群

45 気水分離器

46 湿分分離器

47 給水管

51, 52 ライザ (気水上昇管)

53 鉛直部

54 湾曲部 55 スヮーノレべーン

56 ダウン力マバレル（降水胴）

58 ダウンカマー空間

60 デッキプレート

61 オリフィス

62 ベント

63, 81, 101, 102 液膜流排出部 (液膜調整手段）

64, 73, 74, 82, 103, 104 スリット

71 液膜流通路 (液膜調整手段）

72 カバー

92 抵抗板 (液膜調整手段）

発明を実施するための最良の形態

[0034] 以下に添付図面を参照して、本発明に係る気水分離器の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

実施例 1

[0035] 図 1は、本発明の実施例 1に係る気水分離器の要部概略図、図 2は、実施例 1の気水分離器におけるライザの側面図、図 3は、実施例 1の気水分離器を有する蒸気発生器が適用された加圧水型原子炉を有する発電設備の概略構成図、図 4は、実施例 1の気水分離器を有する蒸気発生器を表す概略構成図、図 5は、実施例 1の気水分離器の概略図である。

[0036] 実施例 1の原子炉は、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、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)である。

[0037] 即ち、この加圧水型原子炉を有する発電設備において、図 3に示すように、原子炉格納容器 11内には、加圧水型原子炉 12及び蒸気発生器 13が格納されており、この加圧水型原子炉 12と蒸気発生器 13とは冷却水配管 14, 15を介して連結されており、冷却水配管 14に加圧器 16が設けられ、冷却水配管 15に冷却水ポンプ 17が設けられている。この場合、減速材及び一次冷却水としてとして軽水を用い、炉心部における一次冷却水の沸騰を抑制するために、一次冷却系統は加圧器 16により 150〜1 60気圧程度の高い圧力をかけている。従って、加圧水型原子炉 12にて、燃料として低濃縮ウランまたは MOXにより一次冷却水として軽水が加熱され、高温の軽水が加圧器 16により所定の高圧に維持した状態で冷却水配管 14を通して蒸気発生器 13 に送られる。この蒸気発生器 13では、高圧高温の軽水と二次冷却水としての水との間で熱交換が行われ、冷やされた軽水は冷却水配管 15を通して加圧水型原子炉 1 2に戻される。

[0038] 蒸気発生器 13は、原子炉格納容器 11の外部に設けられたタービン 18及び復水器 19と冷却水配管 20, 21を介して連結されており、冷却水配管 21に給水ポンプ 22 が設けられている。また、タービン 18には発電機 23が接続され、復水器 19には冷却水 (例えば、海水）を給排する供給管 24及び配水管 25が連結されている。従って、蒸気発生器 13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 20を通してタービン 18に送られ、この蒸気によりタービン 18を駆動して発電機 2 3により発電を行う。タービン 18を駆動した蒸気は、復水器 19で冷却された後、冷却水配管 21を通して蒸気発生器 13に戻される。

[0039] 加圧水型原子炉を有する発電設備における蒸気発生器 13おいて、図 4に示すように、胴部 31は、密閉された中空円筒形状をなし、上部に対して下部が若干小径となつている。この胴部 31内には、この胴部 31の内壁面と所定間隔をもって円筒形状をなす管群外筒 32が配設され、下端部が管板 33の近傍まで延設されている。そして、この管群外筒 32は、長手方向における所定間隔離間した位置で、且つ、周方向における所定間隔離間した位置で、複数の支持部材 34により胴部 31に位置決め支持されている。

[0040] また、管群外筒 32内には、支持部材 34に対応した高さ位置に複数の管支持板 35 が配設されており、管板 33から上方に延設された複数のステーロッド 36によりにより支持されている。そして、この管群外筒 32内には、逆 U字形状をなす複数の伝熱管 37からなる伝熱管群 38が配設されており、各伝熱管 37の端部は管板 33に拡管して支持されると共に、中間部が複数の管支持板 35により支持されている。この場合、管支持板 35には多数の貫通孔（図示略)が形成されており、各伝熱管 37がこの貫通孔内に非接触状態で貫通して、る。

[0041] 胴部 31の下端部には、水室 39が固定されており、内部が隔壁 40により入室 41及び出室 42により区画されると共に、入口ノズル 43及び出口ノズル 44が形成され、各伝熱管 37の一端部が入室 41に連通し、他端部が出室 42に連通している。なお、この入口ノズル 43には上述した冷却水配管 14が連結される一方、出口ノズル 44には冷却水配管 15が連結されて、る。

[0042] 胴部 31の上部には、給水を蒸気と熱水とに分離する気水分離器 45と、この分離された蒸気の湿分を除去して乾き蒸気に近い状態とする湿分分離器 46が設けられている。また、胴部 31にて、伝熱管群 38と気水分離器 45との間には、胴部 31内に二次冷却水の給水を行う給水管 47が挿入される一方、天井部には蒸気排出口 48が形成されている。そして、胴部 31内には、給水管 47からこの胴部 31内に給水された二次冷却水を、胴部 31と管群外筒 32との間を流下して管板 33にて上方に循環し、伝熱管群 38内を上昇するときに各伝熱管 37内を流れる熱水（一次冷却水）との間で熱交換を行う給水路 49が設けられている。なお、給水管 47には上述した冷却水配管 2 1が連結される一方、蒸気排出口 48には冷却水配管 20が連結されている。

[0043] 従って、加圧水型原子炉 12で加熱された一次冷却水が冷却水配管 14を通して蒸気発生器 13の入室 41に送られ、多数の伝熱管 37内を通って循環して出室 42に至る。一方、復水器 19で冷却された二次冷却水が冷却水配管 21を通して蒸気発生器 13の給水管 47に送られ、胴部 31内の給水路 49を通って伝熱管 37内を流れる熱水 (一次冷却水）と熱交換を行う。即ち、胴部 31内で、高圧高温の一次冷却水と二次冷却水との間で熱交換が行われ、冷やされた一次冷却水は出室 42から冷却水配管 15 を通して加圧水型原子炉 12に戻される。一方、高圧高温の一次冷却水と熱交換を行った二次冷却水は、胴部 31内を上昇し、気水分離器 45で蒸気と熱水とに分離され、湿分分離器 46でこの蒸気の湿分を除去してから、冷却水配管 20を通してタービン 18に送られる。

[0044] このように構成された蒸気発生器 13の気水分離器 45にて、図 5に示すように、管群外筒 32の上部には、中央部に位置して鉛直形状をなす複数のライザ (気水上昇管) 5 1と、外周部に位置して湾曲形状をなすライザ (気水上昇管) 52が設けられている。即ち、管群外筒 32の外周部に位置するライザ 52と胴部 31との間には、製作時に作業者が溶接作業などを行うための作業空間が必要であり、この管群外筒 32の外周部に位置するライザ 52の下端部を湾曲形状とする必要がある。

[0045] ところが、湾曲形状のライザ 52を有する気水分離器にあっては、蒸気と熱水の 2相流がライザ 52内を上昇するとき、 2相流の流れに偏りが生じて液滴が湾曲部の内面に接触してここに比較的厚い液膜が発生し、 2相流が旋回しながら上昇するときにこの液膜が成長し、ライザ 52の上端部で液膜の厚さに偏りが生じる。すると、分離された蒸気の旋回流がこの液膜に接触して液滴を多く含んでしま、、気水分離性能が低下してしまう。また、ライザ 52の上端部での液膜が厚くなるため、一部の熱水が蒸気と共に上方にオーバーフローしてしまう。

[0046] そこで、本実施例では、蒸気と熱水の 2相流が導入されるライザ 52に、その内面に形成される液膜の厚さを調整する液膜調整手段を設けている。

[0047] 即ち、本実施例の気水分離器 45において、図 1及び図 5に示すように、ライザ 52は、鉛直部 53の下部に湾曲部 54が溶接などにより一体に連結されて構成され、その下端部が管群外筒 32に連結されることで、湾曲部 54の下方力も蒸気と熱水の 2相流が導入可能となっている。ライザ 52は、鉛直部 53の内部にスワールべーン (旋回羽根） 55が固定されており、 2相流に旋回力を付与することができる。そして、ライザ 52 における鉛直部 53の外側には、このライザ 52を取り囲むようにダウン力マバレル（降水胴） 56が設けられ、スティ 57により管群外筒 32に支持されることで、ライザ 52とダゥンカマバレル 56との間に環状のダウンカマー空間 58が画成されている。

[0048] また、ライザ 52及びダウン力マバレル 56の上方には、所定の空間をもってデッキプレート 60が配設され、外周部が管群外筒 32に固定されている。このデッキプレート 6 0には、ライザ 52の上方に対向してオリフィス 61が形成されると共に、このオリフィス 6 1に隣接して複数のベント 62が形成されて、る。

[0049] そして、ライザ 52には、湾曲部 54とスワールべーン 55との間に位置して、液膜調整手段として、湾曲部 54の湾曲方向外側における鉛直部 53に液膜流排出部 63が形成されている。本実施例では、図 2に詳細に示すように、この液膜流排出部 63としての複数のスリット 64が、鉛直部 53の下端部に水平をなして形成されている。

[0050] ここで、上述のように構成された本実施例の気水分離器 45の作用につ、て説明する。

[0051] 蒸気と熱水との 2相流は、ライザ 52の下部から導入されて上昇し、スワールべーン 5 5によって旋回力を受けて上昇し、質量差に応じた旋回半径の違いにより熱水を主成分とする流体と、蒸気を主成分とする流体とに分離される。そして、質量の軽い蒸気を主成分とする流体は、ライザ 52の中心軸付近を中心とした小さな旋回半径でラィザ 52内を旋回上昇し、オリフィス 61やベント 62を通してデッキプレート 60の上方へと排出される。一方、質量の重い熱水を主成分とする流体は、蒸気を主成分とする流体よりも大きな旋回半径でライザ 52内を旋回しながら上昇し、ライザ 52とデッキプレート 60との間の隙間力もダウン力マバレル 56のダウンカマー空間 58に導入される。

[0052] このとき、蒸気と熱水の 2相流は、ライザ 52の湾曲部 54に導入されることで、この湾曲部 54における湾曲方向外側の内面に接触してここに液膜が形成される力その上部にスリット 64が形成されており、一部の液膜流がこのスリット 64から外部に排出されるため、液膜の厚さが厚くなることはない。即ち、ライザ 52の内面に液膜が形成されるものの、複数のスリット 64から構成される液膜流排出部 63により周方向における液膜の厚さが調整されて均一となりながら上昇することとなり、オリフィス 61から熱水がォ一バーフローすることなぐダウン力マバレル 56のダウンカマー空間 58に適正に流入して流下する。一方、蒸気はライザ 52の上方で旋回しながら上昇するが、液膜に偏りがないため、水分を巻き込むことなくオリフィス 61を通って適正にデッキプレート 60の上方へ排出される。

[0053] このように実施例 1の蒸気発生器にあっては、鉛直部 53と湾曲部 54とを有するライザ 52の内部にスワールべーン 55を固定し、ライザ 52における鉛直部 53の外側にダゥンカマバレル 56を設けることで環状のダウンカマー空間 58を画成し、ライザ 52及びダウン力マバレル 56の上方に所定の空間をもってデッキプレート 60を配設し、オリフィス 61とベント 62を形成し、ライザ 52の湾曲部 54とスワールべーン 55との間に位置して、この湾曲部 54の湾曲方向外側における鉛直部 53に液膜流排出部 63としての複数の水平なスリット 64を形成して!/、る。 [0054] 従って、ライザ 52に導入された蒸気と熱水の 2相流は、湾曲部 54における湾曲方向外側の内面に接触してここに液膜が形成されるが、一部の液膜流が液膜流排出部 63のスリット 64から外部に排出されるため、周方向における液膜の厚さが調整されて均一となり、オリフィス 61から熱水がオーバーフローすることなぐダウン力マバレル 56のダウンカマー空間 58に適正に流入して流下することができる一方、蒸気はライザ 52の上方で旋回しながら上昇するが、液膜に偏りがないために水分を巻き込むことなくオリフィス 61を通って適正にデッキプレート 60の上方へ排出することができ、その結果、気水分離性能を向上することができる。

[0055] また、本実施例では、本発明の液膜調整手段を、湾曲部 54の湾曲方向外側に液膜流排出部 63として複数の水平なスリット 64を形成して構成している。従って、簡単な構成で湾曲部 54の湾曲方向外側の内面に形成される液膜の厚さを調整することができる。

[0056] なお、上述の実施例では、液膜調整手段としての液膜流排出部 63を複数の水平なスリット 64により構成した力複数の丸孔であってもよい。

実施例 2

[0057] 図 6は、本発明の実施例 2に係る気水分離器の要部概略図である。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。

[0058] 実施例 2の気水分離器 45において、図 6に示すように、ライザ 52は鉛直部 53の下部に湾曲部 54がー体に連結されて構成され、湾曲部 54の下方力も蒸気と熱水の 2 相流が導入可能となっており、鉛直部 53の内部にスワールべーン 55が固定されている。そして、ライザ 52における鉛直部 53を取り囲むようにダウン力マバレル 56が設けられることで、ライザ 52とダウン力マバレル 56との間に環状のダウンカマー空間 58 が画成されている。また、ライザ 52及びダウン力マバレル 56の上方には、所定の空間をもってデッキプレート 60が配設され、オリフィス 61及びベント 62が形成されている。

[0059] そして、ライザ 52には、湾曲部 54とスワールべーン 55との間に位置して、液膜調整手段として、湾曲部 54の湾曲方向外側における鉛直部 53の液膜を湾曲方向内側に導く液膜流通路 71が形成されている。本実施例にて、この液膜流通路 71は、鉛直部 53の外側に湾曲部 54の湾曲方向外側と湾曲方向内側とを連結するように固定された螺旋状をなすカバー 72と、このカバー 72内の空間とライザ 52の内部を連通する複数の下部スリット 73及び複数の上部スリット 74とにより構成されている。

[0060] ここで、上述のように構成された本実施例の気水分離器 45の作用につ、て説明する。

[0061] 蒸気と熱水との 2相流は、ライザ 52の下部から導入されて上昇し、スワールべーン 5 5によって旋回力を受けて上昇し、質量差に応じた旋回半径の違いにより熱水を主成分とする流体と、蒸気を主成分とする流体とに分離される。そして、質量の軽い蒸気を主成分とする流体は、ライザ 52の中心軸付近を中心とした小さな旋回半径でラィザ 52内を旋回上昇し、オリフィス 61やベント 62を通してデッキプレート 60の上方へと排出される。一方、質量の重い熱水を主成分とする流体は、蒸気を主成分とする流体よりも大きな旋回半径でライザ 52内を旋回しながら上昇し、ライザ 52とデッキプレート 60との間の隙間力もダウン力マバレル 56のダウンカマー空間 58に導入される。

[0062] このとき、蒸気と熱水の 2相流は、ライザ 52の湾曲部 54に導入されることで、この湾曲部 54における湾曲方向外側の内面に接触してここに液膜が形成される力その上部に湾曲方向外側力も湾曲方向内側に至る液膜流通路 71が形成されており、一部の液膜流が下部スリット 73からカバー 72内に入り、上部スリット 74からライザ 52内に戻されるため、鉛直部 53における湾曲方向外側の液膜の厚さが厚くなることはない。即ち、ライザ 52の内面に液膜が形成されるものの、液膜流通路 71により湾曲方向外側にある液膜流の一部が湾曲方向内側に流動することで、周方向における液膜の厚さが調整されて均一となりながら上昇することとなり、オリフィス 61から熱水がオーバ一フローすることなぐダウン力マバレル 56のダウンカマー空間 58に適正に流入して流下する。一方、蒸気はライザ 52の上方で旋回しながら上昇するが、液膜に偏りがないため、水分を巻き込むことなくオリフィス 61を通って適正にデッキプレート 60の上方へ排出される。

[0063] このように実施例 2の蒸気発生器にあっては、鉛直部 53と湾曲部 54とを有するライザ 52の内部にスワールべーン 55を固定し、ライザ 52における鉛直部 53の外側にダゥンカマバレル 56を設けることで環状のダウンカマー空間 58を画成し、ライザ 52及びダウン力マバレル 56の上方に所定の空間をもってデッキプレート 60を配設し、オリフィス 61とベント 62を形成し、ライザ 52の湾曲部 54とスワールべーン 55との間に位置して、湾曲部 54の湾曲方向外側における鉛直部 53の液膜を湾曲方向内側に導く液膜流通路 71を形成している。

[0064] 従って、ライザ 52に導入された蒸気と熱水の 2相流は、湾曲部 54における湾曲方向外側の内面に接触してここに液膜が形成される力一部の液膜流が液膜流通路 7 1を通って湾曲方向内側に流動するため、周方向における液膜の厚さが調整されて均一となり、オリフィス 61から熱水がオーバーフローすることなぐダウン力マバレル 5 6のダウンカマー空間 58に適正に流入して流下することができる一方、蒸気はライザ 52の上方で旋回しながら上昇する力液膜に偏りがないために水分を巻き込むことなくオリフィス 61を通って適正にデッキプレート 60の上方へ排出することができ、その結果、気水分離性能を向上することができる。

[0065] また、本実施例では、本発明の液膜調整手段を、湾曲部 54の湾曲方向外側における鉛直部 53の液膜を湾曲方向内側に導く液膜流通路 71とし、この液膜流通路 71 を、鉛直部 53の外側に湾曲部 54の湾曲方向外側と湾曲方向内側とを連結するように固定された螺旋状をなすカバー 72と、このカバー 72内の空間とライザ 52の内部を連通する複数の下部スリット 73及び複数の上部スリット 74とにより構成している。従つて、簡単な構成で湾曲部 54の湾曲方向外側の内面に形成される液膜の厚さを調整することができると共に、ライザ 52内を上昇する 2相流の蒸気を外部に排出することはなぐ気水分離処理の効率ィ匕を図ることができる。

実施例 3

[0066] 図 7は、本発明の実施例 3に係る気水分離器の要部概略図である。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。

[0067] 実施例 3の気水分離器 45において、図 7に示すように、ライザ 52は鉛直部 53の下部に湾曲部 54がー体に連結されて構成され、湾曲部 54の下方力も蒸気と熱水の 2 相流が導入可能となっており、鉛直部 53の内部にスワールべーン 55が固定されている。そして、ライザ 52における鉛直部 53を取り囲むようにダウン力マバレル 56が設けられることで、ライザ 52とダウン力マバレル 56との間に環状のダウンカマー空間 58 が画成されている。また、ライザ 52及びダウン力マバレル 56の上方には、所定の空間をもってデッキプレート 60が配設され、オリフィス 61及びベント 62が形成されている。

[0068] そして、ライザ 52には、スワールべーン 55の上方に位置して、液膜調整手段として、湾曲部 54の湾曲方向外側における鉛直部 53に液膜流排出部 81が形成されている。本実施例では、この液膜流排出部 81としての複数のスリット 82が、鉛直部 53の上端部に水平をなして形成されて、る。

[0069] ここで、上述のように構成された本実施例の気水分離器 45の作用につ、て説明する。

[0070] 蒸気と熱水との 2相流は、ライザ 52の下部から導入されて上昇し、スワールべーン 5 5によって旋回力を受けて上昇し、質量差に応じた旋回半径の違いにより熱水を主成分とする流体と、蒸気を主成分とする流体とに分離される。そして、質量の軽い蒸気を主成分とする流体は、ライザ 52の中心軸付近を中心とした小さな旋回半径でラィザ 52内を旋回上昇し、オリフィス 61やベント 62を通してデッキプレート 60の上方へと排出される。一方、質量の重い熱水を主成分とする流体は、蒸気を主成分とする流体よりも大きな旋回半径でライザ 52内を旋回しながら上昇し、ライザ 52とデッキプレート 60との間の隙間力もダウン力マバレル 56のダウンカマー空間 58に導入される。

[0071] このとき、蒸気と熱水の 2相流は、ライザ 52の湾曲部 54に導入されることで、この湾曲部 54における湾曲方向外側の内面に接触してここに液膜が形成され、スワールべーン 55によって旋回力を受けた後もこの液膜厚さが成長して上昇するが、鉛直部 53 の上部にスリット 82が形成されており、一部の液膜流がこのスリット 82から外部に排出されるため、液膜の厚さが厚くなることはない。即ち、ライザ 52の内面に液膜が形成されるものの、複数のスリット 82から構成される液膜流排出部 81により鉛直部 53の上部における周方向の液膜の厚さが調整されて均一となり、オリフィス 61から熱水がオーバーフローすることなぐダウン力マバレル 56のダウンカマー空間 58に適正に流入して流下する。一方、蒸気はライザ 52の上方で旋回しながら上昇するが、液膜に偏りがな、ため、水分を巻き込むことなくオリフィス 61を通って適正にデッキプレート 6 0の上方へ排出される。

[0072] このように実施例 3の蒸気発生器にあっては、鉛直部 53と湾曲部 54とを有するライザ 52の内部にスワールべーン 55を固定し、ライザ 52における鉛直部 53の外側にダゥンカマバレル 56を設けることで環状のダウンカマー空間 58を画成し、ライザ 52及びダウン力マバレル 56の上方に所定の空間をもってデッキプレート 60を配設し、オリフィス 61とベント 62を形成し、ライザ 52におけるスワールべーン 55の上方に位置して、湾曲部 54の湾曲方向外側における鉛直部 53の上部に液膜流排出部 81としての複数の水平なスリット 82を形成して、る。

[0073] 従って、ライザ 52に導入された蒸気と熱水の 2相流は、湾曲部 54における湾曲方向外側の内面に接触してここに液膜が形成され、この液膜が成長しながら鉛直部 53 まで上昇する力一部の液膜流が液膜流排出部 81のスリット 82から外部に排出されるため、ライザ 52の上端部における周方向の液膜の厚さが調整されて均一となり、ォリフィス 61から熱水がオーバーフローすることなぐダウン力マバレル 56のダウン力マ一空間 58に適正に流入して流下することができる一方、蒸気はライザ 52の上方で旋回しながら上昇するが、液膜に偏りがないために水分を巻き込むことなくオリフィス 61 を通って適正にデッキプレート 60の上方へ排出することができ、その結果、気水分離性能を向上することができる。

[0074] また、本実施例では、本発明の液膜調整手段を、鉛直部 53における湾曲部 54の湾曲方向外側に液膜流排出部 81として複数の水平なスリット 82を形成して構成している。従って、簡単な構成で鉛直部 53の湾曲方向外側の内面に形成される液膜の厚さを調整することがでさる。

[0075] なお、上述の実施例では、液膜調整手段としての液膜流排出部 81を複数の水平なスリット 82により構成した力複数の丸孔であってもよい。

実施例 4

[0076] 図 8は、本発明の実施例 4に係る気水分離器の要部概略図である。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。 [0077] 実施例 4の気水分離器 45において、図 8に示すように、ライザ 52は鉛直部 53の下部に湾曲部 54がー体に連結されて構成され、湾曲部 54の下方力も蒸気と熱水の 2 相流が導入可能となっており、鉛直部 53の内部にスワールべーン 55が固定されている。そして、ライザ 52における鉛直部 53を取り囲むようにダウン力マバレル 56が設けられることで、ライザ 52とダウン力マバレル 56との間に環状のダウンカマー空間 58 が画成されている。また、ライザ 52及びダウン力マバレル 56の上方には、所定の空間をもってデッキプレート 60が配設され、オリフィス 61及びベント 62が形成されている。

[0078] そして、ライザ 52には、湾曲部 54とスワールべーン 55との間に位置して、液膜調整手段として、中心部に 2相流の通路 91が形成された抵抗板 92が固定されて、る。

[0079] ここで、上述のように構成された本実施例の気水分離器 45の作用につ、て説明する。

[0080] 蒸気と熱水との 2相流は、ライザ 52の下部から導入されて上昇し、スワールべーン 5 5によって旋回力を受けて上昇し、質量差に応じた旋回半径の違いにより熱水を主成分とする流体と、蒸気を主成分とする流体とに分離される。そして、質量の軽い蒸気を主成分とする流体は、ライザ 52の中心軸付近を中心とした小さな旋回半径でラィザ 52内を旋回上昇し、オリフィス 61やベント 62を通してデッキプレート 60の上方へと排出される。一方、質量の重い熱水を主成分とする流体は、蒸気を主成分とする流体よりも大きな旋回半径でライザ 52内を旋回しながら上昇し、ライザ 52とデッキプレート 60との間の隙間力もダウン力マバレル 56のダウンカマー空間 58に導入される。

[0081] このとき、蒸気と熱水の 2相流は、ライザ 52の湾曲部 54に導入されることで、この湾曲部 54における湾曲方向外側の内面に接触してここに液膜が形成される力その上部に抵抗板 92が固定されており、この液膜の成長が抑制されて液膜の厚さが厚くなることはない。即ち、ライザ 52の内面に液膜が形成されるものの、抵抗板 92によりその上昇が阻止され、ライザ 52の鉛直部 53における周方向の液膜の厚さが調整されて均一となり、オリフィス 61から熱水がオーバーフローすることなぐダウン力マバレル 56のダウンカマー空間 58に適正に流入して流下する。一方、蒸気はライザ 52の上方で旋回しながら上昇するが、液膜に偏りがないため、水分を巻き込むことなくオリフイス 61を通って適正にデッキプレート 60の上方へ排出される。

[0082] このように実施例 4の蒸気発生器にあっては、鉛直部 53と湾曲部 54とを有するライザ 52の内部にスワールべーン 55を固定し、ライザ 52における鉛直部 53の外側にダゥンカマバレル 56を設けることで環状のダウンカマー空間 58を画成し、ライザ 52及びダウン力マバレル 56の上方に所定の空間をもってデッキプレート 60を配設し、オリフィス 61とベント 62を形成し、ライザ 52の湾曲部 54とスワールべーン 55との間に位置して、中心部に 2相流の通路 91が形成された抵抗板 92を固定して、る。

[0083] 従って、ライザ 52に導入された蒸気と熱水の 2相流は、湾曲部 54における湾曲方向外側の内面に接触してここに液膜が形成されるが、抵抗板 92によりその上昇が阻止され、ライザ 52の鉛直部 53における周方向の液膜の厚さが調整されて均一となり、オリフィス 61から熱水がオーバーフローすることなぐダウン力マバレル 56のダウンカマー空間 58に適正に流入して流下することができる一方、蒸気はライザ 52の上方で旋回しながら上昇するが、液膜に偏りがないために水分を巻き込むことなくオリフィス 61を通って適正にデッキプレート 60の上方へ排出することができ、その結果、気水分離性能を向上することができる。

[0084] また、本実施例では、本発明の液膜調整手段を、 2相流の通路 91が形成された抵抗板 92により構成している。従って、簡単な構成で鉛直部 53の湾曲方向外側の内面に形成される液膜の厚さを調整することができると共に、ライザ 52内を上昇する 2 相流の蒸気を外部に排出することはなぐ気水分離処理の効率化を図ることができる実施例 5

[0085] 図 9は、本発明の実施例 5に係る気水分離器の要部概略図である。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。

[0086] 実施例 5の気水分離器 45において、図 9に示すように、ライザ 52は鉛直部 53の下部に湾曲部 54がー体に連結されて構成され、湾曲部 54の下方力も蒸気と熱水の 2 相流が導入可能となっており、鉛直部 53の内部にスワールべーン 55が固定されている。そして、ライザ 52における鉛直部 53を取り囲むようにダウン力マバレル 56が設けられることで、ライザ 52とダウン力マバレル 56との間に環状のダウンカマー空間 58 が画成されている。また、ライザ 52及びダウン力マバレル 56の上方には、所定の空間をもってデッキプレート 60が配設され、オリフィス 61及びベント 62が形成されている。

[0087] そして、ライザ 52には、スワールべーン 55の上方に位置して、液膜調整手段として、液膜流排出部 101, 102が形成されており、湾曲部 54の湾曲方向内側に位置する液膜流排出部 102の開口面積に対して、湾曲部 54の湾曲方向外側に位置する液膜流排出部 101の開口面積を大きく設定している。本実施例では、この液膜流排出部 101, 102を、鉛直部 53の上端部に水平をなして形成された複数のスリット 103, 104とし、液膜流排出部 101のスリット 103を 5本とし、液膜流排出部 102のスリット 10 4を 3本としている。

[0088] ここで、上述のように構成された本実施例の気水分離器 45の作用につ、て説明する。

[0089] 蒸気と熱水との 2相流は、ライザ 52の下部から導入されて上昇し、スワールべーン 5 5によって旋回力を受けて上昇し、質量差に応じた旋回半径の違いにより熱水を主成分とする流体と、蒸気を主成分とする流体とに分離される。そして、質量の軽い蒸気を主成分とする流体は、ライザ 52の中心軸付近を中心とした小さな旋回半径でラィザ 52内を旋回上昇し、オリフィス 61やベント 62を通してデッキプレート 60の上方へと排出される。一方、質量の重い熱水を主成分とする流体は、蒸気を主成分とする流体よりも大きな旋回半径でライザ 52内を旋回しながら上昇し、ライザ 52とデッキプレート 60との間の隙間力もダウン力マバレル 56のダウンカマー空間 58に導入される。

[0090] このとき、蒸気と熱水の 2相流は、ライザ 52の湾曲部 54に導入されることで、この湾曲部 54における湾曲方向外側の内面に接触してここに液膜が形成され、スワールべーン 55によって旋回力を受けた後もこの液膜厚さが成長して上昇するが、鉛直部 53 の上部にスリット 103が形成されており、一部の液膜流がこのスリット 103から外部に排出されるため、液膜の厚さが厚くなることはない。即ち、ライザ 52の内面に液膜が形成されるものの、鉛直部 53の上部には、液膜流排出部 101, 102としてのスリット 1 03, 104が形成され、湾曲方向内側に位置する液膜流排出部 102の開口面積に対して湾曲方向外側に位置する液膜流排出部 101の開口面積が大きく設定されており、湾曲方向内側に形成された薄い液膜流の一部がスリット 104から排出され、湾曲方向外側に形成された厚い液膜流の大部分力スリット 103から排出されることとなる。そのため、鉛直部 53の上部における周方向の液膜の厚さが調整されて均一となり、ォリフィス 61から熱水がオーバーフローすることなぐダウン力マバレル 56のダウン力マ一空間 58に適正に流入して流下する一方、蒸気はライザ 52の上方で旋回しながら上昇するが、液膜に偏りがないため、水分を巻き込むことなくオリフィス 61を通って適正にデッキプレート 60の上方へ排出される。

[0091] このように実施例 5の蒸気発生器にあっては、鉛直部 53と湾曲部 54とを有するライザ 52の内部にスワールべーン 55を固定し、ライザ 52における鉛直部 53の外側にダゥンカマバレル 56を設けることで環状のダウンカマー空間 58を画成し、ライザ 52及びダウン力マバレル 56の上方に所定の空間をもってデッキプレート 60を配設し、オリフィス 61とベント 62を形成し、ライザ 52におけるスワールべーン 55の上方に位置して、液膜流排出部 101, 102としてのスリット 103, 104を形成し、湾曲部 54の湾曲方向内側に位置する液膜流排出部 102の開口面積に対して、湾曲部 54の湾曲方向外側に位置する液膜流排出部 101の開口面積を大きく設定している。

[0092] 従って、ライザ 52に導入された蒸気と熱水の 2相流は、湾曲部 54における湾曲方向外側の内面に接触してここに液膜が形成され、この液膜が成長しながら鉛直部 53 まで上昇するが、湾曲方向外側に形成された厚い液膜流の大部分力スリット 103から排出されるため、ライザ 52の上端部における周方向の液膜の厚さが調整されて均一となり、オリフィス 61から熱水がオーバーフローすることなぐダウン力マバレル 56のダウンカマー空間 58に適正に流入して流下することができる一方、蒸気はライザ 52 の上方で旋回しながら上昇するが、液膜に偏りがな、ために水分を巻き込むことなくオリフィス 61を通って適正にデッキプレート 60の上方へ排出することができ、その結果、気水分離性能を向上することができる。

実施例 6

[0093] 図 10は、本発明の実施例 6に係る気水分離器の要部概略図である。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。

[0094] 実施例 6の気水分離器 45において、図 9に示すように、ライザ 52は鉛直部 53の下部に湾曲部 54がー体に連結されて構成され、湾曲部 54の下方力も蒸気と熱水の 2 相流が導入可能となっており、鉛直部 53の内部にスワールべーン 55が固定されている。そして、ライザ 52における鉛直部 53を取り囲むようにダウン力マバレル 56が設けられることで、ライザ 52とダウン力マバレル 56との間に環状のダウンカマー空間 58 が画成されている。また、ライザ 52及びダウン力マバレル 56の上方には、所定の空間をもってデッキプレート 60が配設され、オリフィス 61及びベント 62が形成されている。

[0095] そして、このオリフィス 61の中心 Oは、ライザ 52の中心 Oに対して湾曲部 54の湾

2 1

曲方向内側に所定量 dだけ偏心して設けられて、る。

[0096] ここで、上述のように構成された本実施例の気水分離器 45の作用につ、て説明する。

[0097] 蒸気と熱水との 2相流は、ライザ 52の下部から導入されて上昇し、スワールべーン 5 5によって旋回力を受けて上昇し、質量差に応じた旋回半径の違いにより熱水を主成分とする流体と、蒸気を主成分とする流体とに分離される。そして、質量の軽い蒸気を主成分とする流体は、ライザ 52の中心軸付近を中心とした小さな旋回半径でラィザ 52内を旋回上昇し、オリフィス 61やベント 62を通してデッキプレート 60の上方へと排出される。一方、質量の重い熱水を主成分とする流体は、蒸気を主成分とする流体よりも大きな旋回半径でライザ 52内を旋回しながら上昇し、ライザ 52とデッキプレート 60との間の隙間力もダウン力マバレル 56のダウンカマー空間 58に導入される。

[0098] このとき、蒸気と熱水の 2相流は、ライザ 52の湾曲部 54に導入されることで、この湾曲部 54における湾曲方向外側の内面に接触してここに液膜が形成され、スワールべーン 55によって旋回力を受けた後もこの液膜厚さが成長して上昇するが、ライザ 52 に対してオリフィス 61が湾曲方向内側に偏心しており、液膜流がオリフィス 61からォ一バーフローすることはない。即ち、ライザ 52の内面に液膜が形成され、スワールべーン 55の上方まで成長するものの、ライザ 52における湾曲方向外側に形成される厚い液膜に対してデッキプレート 60が位置しているため、この液膜流はオリフィス 61からオーバーフローせずにデッキプレート 60に案内されてダウン力マバレル 56のダウンカマー空間 58に導入されることとなる。

[0099] このように実施例 6の蒸気発生器にあっては、鉛直部 53と湾曲部 54とを有するライザ 52の内部にスワールべーン 55を固定し、ライザ 52における鉛直部 53の外側にダゥンカマバレル 56を設けることで環状のダウンカマー空間 58を画成し、ライザ 52及びダウン力マバレル 56の上方に所定の空間をもってデッキプレート 60を配設し、オリフィス 61をライザ 52に対して湾曲部 54の湾曲方向内側に偏心して設けている。

[0100] 従って、ライザ 52に導入された蒸気と熱水の 2相流は、湾曲部 54における湾曲方向外側の内面に接触してここに液膜が形成され、この液膜が成長しながら鉛直部 53 まで上昇するが、ライザ 52に対してオリフィス 61がずれて形成され、湾曲方向外側に形成された厚い液膜はデッキプレート 60に案内されてダウン力マバレル 56のダウンカマー空間 58に導入されることとなり、オリフィス 61からの熱水のオーバーフローを防止することができる。

[0101] なお、この実施例 6では、オリフィス 61をライザ 52に対して湾曲部 54の湾曲方向内側に偏心して設けたが、この構成を上述した実施例 1〜5に適用してもょ、。

[0102] また、上述した各実施例では、本発明の気水分離器を加圧水型原子炉の蒸気発生器内に設けられた気水分離器に適用して説明したが、この分野に限定されるものではなぐ他の分野に用いられる気水分離器に適用してもよい。

産業上の利用可能性

[0103] 本発明に係る気水分離器は、気水上昇管内に形成される液膜の厚さを均一化すると共に液膜流のオーバーフローを防止することで気水分離性能の向上を図るものであり、いずれの種類の気水分離器にも適用することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 下部に湾曲部を有して水と蒸気の 2相流が上昇する気水上昇管と、該気水上昇管の内部に設けられた旋回羽根と、前記気水上昇管を囲んで設けられて環状のダウンカマー空間を画成する降水胴と、前記気水上昇管及び前記降水胴の上端に所定の空間をもって対向して配設されると共に前記気水上昇管の上方にオリフィスを有するデッキプレートと、前記気水上昇管の内面に形成される液膜の厚さを調整する液膜調整手段とを具えたことを特徴とする気水分離器。

[2] 請求項 1に記載の気水分離器にお!、て、前記液膜調整手段は、前記気水上昇管における前記湾曲部と前記旋回羽根との間に位置して該湾曲部の湾曲方向外側に形成された液膜流排出部を有することを特徴とする気水分離器。

[3] 請求項 1に記載の気水分離器にお!、て、前記液膜調整手段は、前記気水上昇管における前記湾曲部と前記旋回羽根との間に位置して該湾曲部の湾曲方向外側に形成された液膜を湾曲方向内側に導く液膜流通路を有することを特徴とする気水分離 ¾=。

[4] 請求項 3に記載の気水分離器において、前記液膜流通路は、前記気水上昇管の外側に螺旋状に設けられたことを特徴とする気水分離器。

[5] 請求項 1に記載の気水分離器にお!、て、前記液膜調整手段は、前記気水上昇管における前記旋回羽根の上方に位置して前記湾曲部の湾曲方向外側に形成された液膜流排出部を有することを特徴とする気水分離器。

[6] 請求項 1に記載の気水分離器にお!、て、前記液膜調整手段は、前記気水上昇管における前記湾曲部と前記旋回羽根との間に設けられて中心部に 2相流の通路が形成された抵抗板を有することを特徴とする気水分離器。

[7] 請求項 1に記載の気水分離器にお!、て、前記液膜調整手段は、前記気水上昇管の上端部に設けられた液膜流排出部を有し、該液膜流排出部は、前記湾曲部の湾曲方向内側の開口面積に対して、外側の開口面積が大きく設定されたことを特徴とする気水分離器。

[8] 請求項 1から 7のいずれか一つに記載の気水分離器において、前記オリフィスは、前記気水上昇管に対して前記湾曲部の湾曲方向内側に偏心して設けられたことを特徴とする気水分離器。

下部に湾曲部を有して水と蒸気の 2相流が上昇する気水上昇管と、該気水上昇管の内部に設けられた旋回羽根と、前記気水上昇管を囲んで設けられて環状のダウンカマー空間を画成する降水胴と、前記気水上昇管及び前記降水胴の上端に所定の空間をもって対向して配設されると共に前記気水上昇管の上方にオリフィスを有するデッキプレートとを具え、前記オリフィスは、前記気水上昇管に対して前記湾曲部の湾曲方向内側に偏心して設けられたことを特徴とする気水分離器。