WO2017029911A1 - 湿分分離ユニット及び蒸気タービンプラント - Google Patents

湿分分離ユニット及び蒸気タービンプラント Download PDF

Info

Publication number
WO2017029911A1
WO2017029911A1 PCT/JP2016/070591 JP2016070591W WO2017029911A1 WO 2017029911 A1 WO2017029911 A1 WO 2017029911A1 JP 2016070591 W JP2016070591 W JP 2016070591W WO 2017029911 A1 WO2017029911 A1 WO 2017029911A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
steam
low
pressure
moisture
pipe
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/070591
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
一作 藤田
良太 ▲高▼橋
康彰 下原
充政 門脇
Original Assignee
三菱日立パワーシステムズ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱日立パワーシステムズ株式会社 filed Critical 三菱日立パワーシステムズ株式会社
Priority to CN201680048454.3A priority Critical patent/CN107923262B/zh
Priority to EP16836902.3A priority patent/EP3324007A4/en
Publication of WO2017029911A1 publication Critical patent/WO2017029911A1/ja

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K7/00—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
    • F01K7/16—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being only of turbine type
    • F01K7/22—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being only of turbine type the turbines having inter-stage steam heating
    • F01K7/223—Inter-stage moisture separation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/32—Collecting of condensation water; Drainage ; Removing solid particles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/02—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
    • F22B37/26—Steam-separating arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/02—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
    • F22B37/26—Steam-separating arrangements
    • F22B37/266—Separator reheaters
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21D—NUCLEAR POWER PLANT
    • G21D1/00—Details of nuclear power plant
    • G21D1/02—Arrangements of auxiliary equipment
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21D—NUCLEAR POWER PLANT
    • G21D3/00—Control of nuclear power plant
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin

Definitions

  • the present invention relates to a moisture separation unit and a steam turbine plant.
  • steam generated by a steam generator is sent to a steam turbine to rotate the steam turbine.
  • the generator connected to the steam turbine is driven by the rotation of the steam turbine to generate power.
  • the steam used for the rotation of the steam turbine is cooled by a condenser to become condensed water.
  • the condensate is heated by a low-pressure feed water heater or a high-pressure feed water heater and then returned to the steam generator.
  • a steam turbine includes a high-pressure turbine and a low-pressure turbine.
  • the steam generated by the steam generator is first sent to a high-pressure turbine to rotate the high-pressure turbine.
  • the steam used for the rotation of the high-pressure turbine is sent to the moisture separator via the pipe, and the moisture is removed. Thereafter, the steam from which the moisture has been removed is sent to a low-pressure turbine through a pipe, and rotates the low-pressure turbine.
  • a pipe connecting the moisture separator and the low-pressure turbine extends, for example, from above the moisture separator (see Patent Document 1).
  • the pipe is bent in the horizontal direction from above the moisture separator and then bent a plurality of times to be connected to the low-pressure turbine.
  • Nuclear power plants are required to have high plant efficiency with little pressure loss in piping.
  • the pipe becomes larger and difficult to handle by enlarging the diameter of the pipe to lower the inlet pressure. There is a problem of becoming.
  • the present invention has been made in view of the above, and provides a moisture separation unit and a steam turbine plant that can increase the size of piping and reduce the pressure loss of steam at a plurality of bent portions, and can improve plant efficiency.
  • the purpose is to provide.
  • the moisture separation unit according to the present invention is connected to a cylindrical moisture separator that removes moisture from steam discharged from a high-pressure turbine, and to an end portion side in the axial direction of the moisture separator, and the high-pressure
  • the second pipe extends from the moisture separator in the horizontal direction, it is not necessary to bend the second pipe in the horizontal direction. For this reason, the number of bent portions in the second pipe can be reduced as compared with the configuration in which the second pipe extends from the moisture separator, for example, upward. Thereby, the enlargement of the whole piping and the pressure loss in a some bending part can be reduced, and a plant efficiency improvement can be aimed at.
  • the second pipe extends from the horizontal end of the side portion of the moisture separator.
  • the second pipe extends from the horizontal end of the side surface portion of the moisture separator, the second pipe can be arranged efficiently.
  • the second pipe extends in a direction orthogonal to the axial direction.
  • the second pipe extends in a direction orthogonal to the axial direction, the second pipe can be arranged efficiently.
  • the moisture separator is arranged along with the high-pressure turbine, and the second pipe extends in a direction opposite to the high-pressure turbine.
  • the second pipe extending in the direction opposite to the high-pressure turbine is bent or bent and connected to the low-pressure turbine. Therefore, the influence in case 2nd piping deform
  • the second pipe has a bent portion bent downward, and the side portion or the bottom portion of the low-pressure turbine passes from the bent portion to the lower side of the moisture separator. Connected to.
  • the second pipe since the second pipe is bent downward and connected to the side or bottom of the low-pressure turbine via the lower side of the moisture separator, the second pipe can be efficiently routed. Moreover, it becomes easy to perform maintenance work such as lifting of the low-pressure turbine by preventing the second pipe from being arranged above the low-pressure turbine.
  • a plurality of the second pipes are arranged side by side in the axial direction of the moisture separator.
  • the second pipes can be connected to each low-pressure turbine.
  • the moisture separator has a heating unit that heats the steam.
  • the moisture separator has a heating part for heating steam, it can be applied to a pressurized water plant.
  • a steam turbine plant includes a high-pressure turbine, a low-pressure turbine disposed coaxially with the high-pressure turbine, and disposed on a side of the high-pressure turbine to remove moisture from the steam from the high-pressure turbine. And a moisture separation unit that feeds the low pressure turbine.
  • the present invention it is possible to provide a moisture separation unit and a steam turbine plant capable of reducing the pressure loss of steam in the piping and improving the plant efficiency by reducing the bent portion of the piping.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a nuclear power plant according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view showing the arrangement of the steam turbine and the moisture separation unit.
  • FIG. 3 is a side view showing the arrangement of the steam turbine and the moisture separation unit.
  • FIG. 4 is a diagram showing an internal configuration of the low-pressure moisture separator / heater.
  • FIG. 5 is a diagram showing a configuration along the AA section in FIG.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a moisture separation unit according to a modification.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a nuclear power plant 100 as an example according to the present embodiment.
  • the nuclear power plant 100 includes a nuclear reactor containment vessel 11 and a steam turbine 19.
  • a reactor 12 and a steam generator 13 are stored in the reactor containment vessel 11.
  • the reactor 12 and the steam generator 13 are connected by pipes 14 and 15.
  • a pressurizer 16 is provided in the pipe 14.
  • a primary cooling water pump 17 is provided in the pipe 15.
  • the primary cooling water is heated by low-enriched uranium or MOX which is a fuel (nuclear fuel).
  • MOX a fuel
  • the primary cooling water is maintained at a predetermined high pressure by the pressurizer 16 and is sent to the steam generator 13 through the pipe 14 in a state of becoming high-temperature high-pressure water.
  • the primary cooling system is controlled by the pressurizer 16 so as to maintain a high pressure state of about 150 to 160 atm in order to suppress boiling of the primary cooling water in the core.
  • heat exchange is performed between the high-temperature and high-pressure primary cooling water and the secondary cooling water, and the cooled primary cooling water is returned to the reactor 12 through the pipe 15.
  • the steam generator 13 is connected to a steam turbine 19 via a pipe 18.
  • a main steam isolation valve 20 is provided in the pipe 18.
  • the steam turbine 19 includes a high intermediate pressure turbine 21 and two low pressure turbines 22 and 23.
  • the high and medium pressure turbine 21 and the low pressure turbines 22 and 23 are arranged coaxially.
  • a generator 24 is connected to the steam turbine 19.
  • the generator 24 is coaxially connected to the high and medium pressure turbine 21 and the low pressure turbines 22 and 23.
  • the high / medium pressure turbine 21 includes a high pressure turbine section 25 and an intermediate pressure turbine section 26.
  • a high-pressure moisture separator / heater 27 is provided between the high-pressure turbine unit 25 and the intermediate-pressure turbine unit 26.
  • a low-pressure moisture separator / heater (moisture separator) 28 is provided between the high / medium-pressure turbine 21 (medium-pressure turbine section 26) and the low-pressure turbines 22 and 23.
  • the pipe 18 is connected to the inlet of the high pressure turbine section 25.
  • a steam pipe 29 is connected between the outlet of the high-pressure turbine unit 25 and the inlet of the high-pressure moisture separator / heater 27.
  • a steam pipe 30 is connected between the outlet part of the high-pressure moisture separator 27 and the inlet part of the intermediate-pressure turbine part 26.
  • a steam pipe (first pipe) 31 is connected between the outlet of the intermediate pressure turbine section 26 and the inlet of the low-pressure moisture separator / heater 28.
  • a steam pipe (second pipe) 32 is connected between the outlet of the low-pressure moisture separator 28 and the inlets of the low-pressure turbines 22 and 23.
  • the low-pressure moisture separation heater 28 is connected to the steam pipe 31 and the steam pipe 32.
  • the low-pressure moisture separator / heater 28, the steam pipe 31, and the steam pipe 32 constitute a moisture separation unit 28U according to the present embodiment.
  • the condensers 33 and 34 are provided below the low-pressure turbines 22 and 23.
  • the condensers 33 and 34 condense the steam used in the low-pressure turbines 22 and 23 by cooling it with cooling water and condensing it.
  • As this cooling water for example, seawater is used.
  • An intake pipe 35 and a drain pipe 36 are connected to the condensers 33 and 34.
  • the intake pipe 35 is provided with a circulating water pump 37.
  • the other ends of the intake pipe 35 and the drain pipe 36 are disposed in the sea.
  • a pipe 38 is connected to the condensers 33 and 34.
  • a condensate pump 39, a ground condenser 40, a condensate demineralizer 41, a condensate booster pump 42, and low-pressure feed water heaters 43, 44, 45, 46 are provided in the pipe 38 in order along the direction in which the condensate flows. ing.
  • the low-pressure feed water heaters 43 and 44 are provided in the condensers 33 and 34. In the low-pressure feed water heaters 43 and 44, the condensate is heated by the steam used in the low-pressure turbines 22 and 23.
  • the low-pressure feed water heaters 45 and 46 are provided outside the condensers 33 and 34. In the third low-pressure feed water heater 45, the condensate is heated by the steam extracted from the low-pressure turbines 22 and 23. In the fourth low-pressure feed water heater 46, the condensate is heated by the steam exhausted from the intermediate pressure turbine unit 26.
  • a deaerator 47, a main feed water pump 48, a high pressure feed water heater 49, and a main feed water control valve 50 are provided in the pipe 38 in order along the flow direction of the condensate downstream from the fourth low pressure feed water heater 46. It has been.
  • the steam generator 13 generates heat by exchanging heat with the high-temperature and high-pressure primary cooling water.
  • the steam is sent to the steam turbine 19 through the pipe 18 to rotate the moving blades (not shown) arranged in the high / medium pressure turbine 21 and the low pressure turbines 22 and 23.
  • the generator 24 is driven by this rotational force to generate power.
  • the steam from the steam generator 13 drives the high-pressure turbine section 25, and then the moisture contained in the steam is removed and heated by the high-pressure moisture separation heater 27, and then the medium-pressure turbine section 26 is driven. Further, the steam that has driven the intermediate pressure turbine section 26 is driven by the low-pressure moisture separator 28 after the moisture contained in the steam is removed and heated.
  • the steam that has driven the low-pressure turbines 22 and 23 is cooled in the condensers 33 and 34 to become condensate.
  • This condensate flows through a pipe 38 by a condensate pump 39, and includes a ground condenser 40, a condensate demineralizer 41, low-pressure feed water heaters 43, 44, 45, 46, a deaerator 47, a high-pressure feed water heater 49, and the like. And returned to the steam generator 13.
  • FIG. 2 is a plan view showing the arrangement of the steam turbine 19 and the moisture separation unit 28U.
  • the turbine building (not shown) includes a high and medium pressure turbine 21, low pressure turbines 22 and 23, a generator 24, and a high pressure moisture separation heater 27 (not shown in FIG. 2), A low-pressure moisture separator / heater 28 is disposed.
  • the turbine building is composed of a plurality of floors.
  • a foundation 56 is disposed at the center of the predetermined floor 55.
  • the high / medium-pressure turbine 21, the two low-pressure turbines 22 and 23, and the generator 24 are arranged coaxially along the rotation axis AX ⁇ b> 1.
  • the axial direction of the rotation axis AX1 is referred to as a first direction D1.
  • the low pressure moisture separator / heater 28 removes moisture from the steam exhausted from the high / medium pressure turbine 21 and sends it to the low pressure turbines 22 and 23.
  • the low-pressure moisture separation heater 28 is formed in a cylindrical shape, for example.
  • the low-pressure moisture separator / heater 28 is disposed on both sides of the high / medium-pressure turbine 21 and the low-pressure turbines 22 and 23 in a plan view. That is, the low-pressure moisture separation heater 28 is disposed on both sides of the second direction D2, which is a direction parallel to the horizontal plane and perpendicular to the first direction D1, with respect to the high-medium pressure turbine 21 and the low-pressure turbines 22 and 23.
  • the second direction D2 is included in the horizontal direction.
  • the low-pressure moisture separator / heater 28 is arranged such that the central axis AX2 is parallel to the first direction D1.
  • the two low-pressure moisture separators 28, the high / medium-pressure turbine 21 and the low-pressure turbines 22 and 23 are arranged side by side in the second direction D2.
  • the moisture separation unit 28U is formed to be symmetric about the rotation axis AX1 will be described as an example.
  • the present invention is not limited to this, and the configuration is not symmetric. There may be.
  • the steam pipe 31 is connected to one end 28a side in the first direction D1 in the low-pressure moisture separator / heater 28.
  • a steam introducing portion 61 (see FIG. 4) of the manifold chamber 60 is disposed on the end portion 28a side in the first direction D1 of the low-pressure moisture separator / heater 28. Therefore, the steam from the steam pipe 31 is introduced into the manifold chamber 60 by connecting the steam pipe 31 to the end 28 a side.
  • the steam pipe 31 is connected to the end portion 28 a of the low-pressure moisture separation heater 28.
  • FIG. 3 is a side view showing the arrangement of the steam turbine 19 and the moisture separation unit 28U.
  • the steam pipe 32 extends from the low-pressure moisture separator / heater 28 in the second direction D2.
  • the steam pipe 32 extends in the second direction D ⁇ b> 2 from the end in the second direction D ⁇ b> 2 of the side portion of the low-pressure moisture separator / heater 28.
  • the steam pipe 32 may be arranged in a state inclined about ⁇ 10 ° up and down with respect to the horizontal direction due to a design error or the like.
  • the steam pipe 32 extends from the low-pressure moisture separator / heater 28 toward the side opposite to the low-pressure turbines 22 and 23.
  • the steam pipe 32 extended from the low-pressure moisture separator 28 has a first straight portion 32a, a first bent portion 32b, a second straight portion 32c, a second bent portion 32d, and a third straight portion 32e. And have.
  • the first straight part 32a extends from the low-pressure moisture separator / heater 28 and is arranged in parallel with the second direction D2.
  • the first bent portion 32b is a portion bent downward from the first straight portion 32a.
  • the second straight portion 32c is a portion extending downward from the first bent portion 32b.
  • the second bent portion 32d is a portion bent in the second direction D2 from above toward the low-pressure turbines 22 and 23 side.
  • the third straight part 32e extends in parallel with the second direction D2 from the second bent part 32d and is connected to the low-pressure turbines 22 and 23.
  • the third straight part 32e is disposed below the low-pressure moisture separator / heater 28. Therefore, the steam pipe 32 is connected to the low-pressure turbines 22 and 23 through the lower side of the low-pressure moisture separation heater 28.
  • the steam pipe 32 is bent so as to bypass the low-pressure moisture separation heater 28 and connected to the low-pressure turbines 22 and 23. For this reason, the influence in case the steam piping 32 deform
  • the steam pipe 32 is connected to the low-pressure turbines 22 and 23 via the lower side of the low-pressure moisture separator / heater 28. By preventing the steam pipe 32 from being disposed above the low-pressure turbines 22 and 23, maintenance work such as lifting of the low-pressure turbines 22 and 23 can be facilitated.
  • the steam pipe 32 has a first straight part 32a and a third straight part 32e as parts parallel to the second direction D2. As shown in FIG. 2, the first straight part 32a and the third straight part 32e are arranged at positions that overlap in a plan view. As described above, the steam pipe 32 is also arranged efficiently in a space-saving manner in the first direction D1.
  • a plurality of the steam pipes 32 are arranged in the first direction D1.
  • the steam pipes 32 are provided according to the number of low-pressure turbines 22 and 23.
  • two steam pipes 32 are connected to one low-pressure turbine 22 and 23, respectively, but the present invention is not limited to this.
  • FIG. 4 is a diagram showing an internal configuration of the low-pressure moisture separation heater 28.
  • FIG. 5 is a diagram showing a configuration along the AA section in FIG.
  • the low-pressure moisture separator / heater 28 has a casing 51.
  • the casing 51 includes a main body trunk portion 52 and a closing portion 54.
  • the main body body 52 is formed in a cylindrical shape.
  • the closing part 54 is formed in a hemispherical shape that closes both ends of the main body body part 52 in the first direction D1. When the closing part 54 closes the main body body part 52, the internal space 51a of the casing 51 is airtight.
  • a manifold chamber 60 and a moisture separation heating chamber 70 are provided in the casing 51.
  • the manifold chamber 60 and the moisture separation heating chamber 70 are partitioned by a partition plate 63, an end plate 64, and a bottom plate 65.
  • a slit 63a (see FIG. 5) is formed in the partition plate 63, and the manifold chamber 60 and the moisture separation heating chamber 70 are communicated with each other by the slit 63a.
  • the manifold chamber 60 has a steam introduction part 61 and a steam circulation part 62.
  • the steam introduction unit 61 is connected to the steam pipe 31 and introduces steam from the steam pipe 31.
  • the steam introduction part 61 is arranged on the end part 28 a side of the low-pressure moisture separation heater 28. By disposing the steam introducing portion 61 on the end portion 28a side, the space in the low pressure moisture separation heater 28 can be used efficiently.
  • the steam circulation part 62 is connected to the steam introduction part 61 and causes the steam introduced into the steam introduction part 61 to circulate.
  • the steam circulation part 62 is formed along the first direction D ⁇ b> 1 in the main body trunk part 52.
  • a drain discharge port 66 for discharging the drain of the manifold chamber 60 is provided at the lower portion of the main body body 52.
  • the moisture separation heating chamber 70 includes a separator 71 and a heating tube (heating unit) 72.
  • the separator 71 is disposed so as to cover the region of the partition plate 63 where the slit 63a is formed, separates moisture contained in the steam that has passed through the slit 63a, and introduces the steam into the moisture separation heating chamber 70. .
  • the moisture separated by the separator 71 is discharged from the bottom of the bottom plate 65 through the drain discharge port 66.
  • a plurality of heating tubes 72 are arranged in a state extending in the first direction D1.
  • a heating medium flows inside each heating tube 72.
  • the heating tube 72 heats the steam from which moisture has been separated.
  • the body body 52 of the casing 51 is provided with a discharge port 53 for discharging the steam in the moisture separation heating chamber 70.
  • the discharge port 53 is connected to the steam pipe 32 and discharges the steam that has passed through the moisture separation heating chamber 70 to the steam pipe 32.
  • the discharge ports 53 are arranged at the end in the second direction D ⁇ b> 2 of the main body trunk 52.
  • the steam pipe 32 extends from the discharge port 53 in the second direction D2.
  • the position of the discharge port 53 in the main body trunk portion 52 is not limited to the end portion in the second direction D2 of the main body trunk portion 52, and may be another position.
  • the discharge port 53 can be arranged in a range from a position P1 of the main body body 52 that is shifted by 30 ° downward in the horizontal direction to a position P2 that is shifted by 60 ° upward in the horizontal direction. .
  • the discharge port 53 By disposing the discharge port 53 above the position P ⁇ b> 1, it is possible to suppress the drain or the like separated by the separator 71 from being discharged from the discharge port 53. In this case, for example, by disposing the discharge port 53 above the bottom plate 65, the discharge of drain or the like can be more reliably suppressed. Further, by disposing the discharge port 53 below the position P2, it is possible to suppress the formation of a dead space and reduce the burden on the operator during work such as lifting. Even when the position of the discharge port 53 is shifted in the vertical direction with respect to the horizontal direction, the steam pipe 32 extends in the second direction D2.
  • the steam from the steam pipe 31 is introduced into the steam introduction part 61 of the manifold chamber 60 and flows to the steam circulation part 62.
  • the steam that has flowed to the steam circulation part 62 passes through the slit 63 a of the partition plate 63 and flows into the moisture separation heating chamber 70.
  • the steam is heated by the heating pipe 72 after moisture is removed by the separator 71.
  • the heated steam is discharged from the discharge port 53, flows through the steam pipe 32, and expands the diameter of the steam pipes 31 and 32 that are sent to the low-pressure turbines 22 and 23.
  • the moisture separation unit 28U of the present embodiment since the steam pipe 32 extends in the horizontal direction from the low-pressure moisture separation heater 28, it is necessary to bend the steam pipe 32 in the horizontal direction. There is no. For this reason, the number of bent portions of the steam pipe 32 can be reduced as compared with the configuration in which the steam pipe 32 extends upward from the low-pressure moisture separator 28. Thereby, the enlargement of the whole piping and the pressure loss of a some bending part can be reduced.
  • the diameter of the steam pipes 31 and 32 is increased to reduce the inlet pressure of the low-pressure turbines 22 and 23, and the steam flow rate is decreased to increase the time for moisture separation.
  • the moisture separation unit 28U which can reduce the pressure loss of the whole piping is provided, plant efficiency can be improved.
  • FIG. 6 is a view showing a moisture separation unit 28U according to a modification.
  • the steam pipe 31 is connected to the side surface of the low-pressure moisture separation heater 28, that is, to the end portion in the second direction D ⁇ b> 2 with respect to the low-pressure moisture separation heater 28. Good.
  • the steam pipe 31 is connected to the steam introduction part 61 of the manifold chamber 60 in the low-pressure moisture separator / heater 28.
  • the steam pipe 31 may be connected to the low-pressure moisture separation heater 28 in a state inclined with respect to the first direction D1 or the second direction D2.
  • route of the steam piping 31 can be selected widely according to the positional relationship of the high intermediate pressure turbine 21 and the low pressure moisture separation heater 28.
  • the nuclear power plant 100 which is an example of a steam turbine plant, has been described by taking as an example a configuration having a pressurized water reactor (PWR) as the nuclear reactor 12, but the present invention is not limited thereto. Not what you want.
  • the nuclear power plant 100 may have a configuration having a boiling water reactor (BWR) as the nuclear reactor 12.
  • BWR boiling water reactor
  • the moisture separator used in the moisture separation unit 28U may have a configuration in which the heating pipe 72 is not provided.
  • the configuration in which the steam pipe 32 extends in the second direction D2 has been described as an example.
  • the configuration is not limited thereto, and the steam pipe 32 extends in another direction as long as it is in the horizontal direction. It may be a configuration.
  • the structure by which the steam piping 32 was extended in the direction inclined with respect to the orthogonal direction of the 1st direction D1 may be sufficient.
  • the steam pipe 32 may be configured to extend in the horizontal direction (second direction D2) toward the low-pressure turbines 22 and 23 side.
  • the steam pipe 32 may be bent upward or downward and then connected to the low-pressure turbines 22 and 23.
  • the steam pipe 32 is described as an example in which the steam pipe 32 is connected to the side portions of the low-pressure turbines 22 and 23 via the lower side of the low-pressure moisture separation heater 28 from the first bent portion 32b.
  • the present invention is not limited to this.
  • the steam pipe 32 may be configured to be connected to the low pressure turbines 22 and 23 via the upper side or the side side of the low pressure moisture separation heater 28.
  • the configuration is not limited to the configuration in which the steam pipe 32 is connected to the side portions of the low-pressure turbines 22 and 23, and the configuration in which the steam piping 32 is connected to the bottom portion of the low-pressure turbine 23 may be employed.
  • the configuration in which a plurality of the steam pipes 32 are arranged in the first direction D1 has been described as an example.
  • the present invention is not limited to this.
  • the number of the steam pipes 32 provided in the low-pressure moisture separator / heater 28 may be one.
  • a configuration in which one steam pipe 32 is branched may be used.
  • Even when a plurality of steam pipes 32 are provided, a configuration in which at least one steam pipe 32 is branched may be employed.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)

Abstract

　高中圧タービン（２１）から排出される蒸気から湿分を除去する筒状の低圧湿分分離加熱器（２８）と、低圧湿分分離加熱器（２８）の第１方向（Ｄ１）の端部側に接続され、高中圧タービン（２１）からの蒸気を低圧湿分分離加熱器（２８）に導入する蒸気配管（３１）と、低圧湿分分離加熱器（２８）から第２方向（Ｄ２）に延出され、低圧湿分分離加熱器（２８）を介した蒸気を低圧タービン（２２、２３）に送る蒸気配管（３２）とを備える。

Description

湿分分離ユニット及び蒸気タービンプラント
　本発明は、湿分分離ユニット及び蒸気タービンプラントに関する。
　原子力発電プラントでは、蒸気発生器で生成された蒸気が蒸気タービンに送られ、蒸気タービンを回転させる。蒸気タービンの回転により、蒸気タービンに接続された発電機が駆動され、発電が行われる。蒸気タービンの回転に使用された蒸気は、復水器で冷却されて復水となる。この復水は、低圧給水加熱器や高圧給水加熱器などで加熱された後、蒸気発生器に戻される。
　例えば蒸気タービンは、高圧タービンと低圧タービンとを備える。蒸気発生器で生成された蒸気は、まず高圧タービンに送られ、高圧タービンを回転させる。高圧タービンの回転に使用された蒸気は、配管を介して湿分分離器に送られ、湿分が除去される。その後、湿分が除去された蒸気は、配管を介して低圧タービンに送られ、低圧タービンを回転させる。
　湿分分離器と低圧タービンとを接続する配管は、例えば湿分分離器の上方から延出される（特許文献１参照）。この配管は、湿分分離器の上方から水平方向に向けて屈曲されてから、更に複数回屈曲されて低圧タービンに接続される。
特許第３９４４２２７号公報
　原子力発電プラントでは、配管等における圧力損失が少なく、プラント効率の高い構成が求められる。しかし、低圧タービン入口圧力を従来よりも低下させて湿分分離加熱器の性能向上を目指す場合、入口圧力を低下させるために配管の径を拡大することにより、配管が大型化し取回しが困難になる、という課題がある。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、配管の大型化や複数の屈曲部における蒸気の圧力損失を低減し、プラント効率向上を図ることが可能な湿分分離ユニット及び蒸気タービンプラントを提供することを目的とする。
　本発明に係る湿分分離ユニットは、高圧タービンから排出される蒸気から湿分を除去する筒状の湿分分離器と、前記湿分分離器の軸線方向の端部側に接続され、前記高圧タービンからの蒸気を前記湿分分離器に導入する第１配管と、前記湿分分離器から水平方向に延出され、前記湿分分離器を介した前記蒸気を前記高圧タービンと同軸上に配置される低圧タービンに送る第２配管とを備える。
　従って、第２配管が湿分分離器から水平方向に延出されているため、第２配管を水平方向に曲げ直す必要がない。このため、湿分分離器から例えば上方等に第２配管が延出される構成に比べて、第２配管における屈曲部分の数を減少させることができる。これにより、配管全体の大型化や複数の屈曲部分における圧力損失を低減することができ、プラント効率向上を図ることができる。
　本発明の湿分分離ユニットにおいて、前記第２配管は、前記湿分分離器の側面部分のうち前記水平方向の端部から延出される。
　従って、第２配管が湿分分離器の側面部分のうち水平方向の端部から延出されるため、第２配管を効率的に配置可能となる。
　本発明の湿分分離ユニットにおいて、前記第２配管は、前記軸線方向に直交する方向に延出される。
　従って、第２配管が軸線方向に直交する方向に延出されるため、第２配管を効率的に配置可能となる。
　本発明の湿分分離ユニットにおいて、前記湿分分離器は、前記高圧タービンと並んで配置され、前記第２配管は、前記高圧タービンとは反対の方向に向けて延出される。
　従って、高圧タービンと反対側の方向に向けて延出された第２配管は、湾曲又は屈曲されて低圧タービンに接続されることになる。これにより、第２配管が熱応力によって変形する場合の影響を低減することができる。
　本発明の湿分分離ユニットにおいて、前記第２配管は、下方に屈曲された屈曲部を有し、前記屈曲部から前記湿分分離器の下方側を経由して前記低圧タービンの側部又は底部に接続される。
　従って、第２配管が下方側に屈曲され、湿分分離器の下方側を経由して低圧タービンの側部又は底部に接続されるため、第２配管を効率的に引き回すことができる。また、第２配管が低圧タービンの上方側に配置されないようにすることで、低圧タービンの吊上げ等のメンテナンス作業を行いやすくなる。
　本発明の湿分分離ユニットにおいて、前記第２配管は、前記湿分分離器の前記軸線方向に複数並んで配置される。
　従って、第２配管が湿分分離器の軸線方向に複数並んで配置されるため、低圧タービンが複数設けられる場合に、低圧タービンごとに第２配管を接続させることができる。
　本発明の湿分分離ユニットにおいて、前記湿分分離器は、前記蒸気を加熱する加熱部を有する。
　従って、湿分分離器が蒸気を加熱する加熱部を有するため、加圧水型のプラントにも適用することができる。
　本発明に係る蒸気タービンプラントは、高圧タービンと、前記高圧タービンと同軸上に配置される低圧タービンと、前記高圧タービンの側方に配置され、前記高圧タービンからの蒸気から湿分を除去して前記低圧タービンに送る、上記の湿分分離ユニットとを備える。
　本発明によれば、配管の屈曲部分を減少させることで、配管における蒸気の圧力損失を低減し、プラント効率向上を図ることが可能な湿分分離ユニット及び蒸気タービンプラントを提供することができる。
図１は、本実施形態の原子力発電プラントを表す概略構成図である。 図２は、蒸気タービン及び湿分分離ユニットの配置を示す平面図である。 図３は、蒸気タービン及び湿分分離ユニットの配置を示す側面図である。 図４は、低圧湿分分離加熱器の内部構成を示す図である。 図５は、図４におけるＡ－Ａ断面に沿った構成を示す図である。 図６は、変形例に係る湿分分離ユニットの一例を示す図である。
　以下、本発明に係る湿分分離ユニット及び蒸気タービンプラントの実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
　図１は、本実施形態に係る一例として、原子力発電プラント１００を表す概略構成図である。原子力発電プラント１００は、原子炉格納容器１１と、蒸気タービン１９とを備えている。原子炉格納容器１１の内部には、原子炉１２及び蒸気発生器１３が格納されている。原子炉１２としては、例えば加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized　Water　Reactor）が用いられている。原子炉１２と蒸気発生器１３との間は、配管１４、１５によって接続されている。配管１４には、加圧器１６が設けられている。配管１５には、一次冷却水ポンプ１７が設けられている。
　原子炉１２では、原子炉冷却材（一次冷却水）及び中性子減速材として軽水が用いられる。原子炉１２では、燃料（原子燃料）である低濃縮ウランまたはＭＯＸによって一次冷却水が加熱される。一次冷却水は、加圧器１６によって所定の高圧に維持され、高温高圧水となった状態で、配管１４を通して蒸気発生器１３に送られる。原子炉１２では、炉心部における一次冷却水の沸騰を抑制するため、一次冷却系統が加圧器１６により１５０～１６０気圧程度の高圧状態を維持するように制御される。蒸気発生器１３では、高温高圧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配管１５を通して原子炉１２に戻される。
　蒸気発生器１３は、配管１８を介して蒸気タービン１９と接続されている。配管１８には、主蒸気隔離弁２０が設けられている。蒸気タービン１９は、高中圧タービン２１と２個の低圧タービン２２、２３とを有している。高中圧タービン２１及び低圧タービン２２、２３は、同軸上に配置される。蒸気タービン１９には、発電機２４が接続されている。発電機２４は、高中圧タービン２１及び低圧タービン２２、２３と同軸上に接続されている。
　高中圧タービン２１は、高圧タービン部２５と中圧タービン部２６を有する。高圧タービン部２５と中圧タービン部２６との間には、高圧湿分分離加熱器２７が設けられている。また、高中圧タービン２１（中圧タービン部２６）と低圧タービン２２，２３との間には、低圧湿分分離加熱器（湿分分離器）２８が設けられている。
　高圧タービン部２５の入口部には、上記配管１８が接続されている。高圧タービン部２５の出口部と高圧湿分分離加熱器２７の入口部との間には、蒸気配管２９が接続されている。高圧湿分分離加熱器２７の出口部と中圧タービン部２６の入口部との間には、蒸気配管３０が接続されている。中圧タービン部２６の出口部と低圧湿分分離加熱器２８の入口部との間には、蒸気配管（第１配管）３１が接続されている。低圧湿分分離加熱器２８の出口部と低圧タービン２２，２３の各入口部との間には、蒸気配管（第２配管）３２が接続されている。このように、低圧湿分分離加熱器２８は、蒸気配管３１及び蒸気配管３２に接続されている。この低圧湿分分離加熱器２８と、蒸気配管３１と、蒸気配管３２とで、本実施形態に係る湿分分離ユニット２８Ｕが構成されている。
　低圧タービン２２，２３の下方には、復水器３３、３４が設けられている。復水器３３、３４は、低圧タービン２２、２３で使用された蒸気を冷却水により冷却して凝縮することで復水とする。この冷却水としては、例えば海水が用いられる。復水器３３、３４には、取水管３５及び排水管３６が接続されている。取水管３５には、循環水ポンプ３７が設けられている。取水管３５及び排水管３６の他端部は、海中に配置されている。
　また、復水器３３，３４には、配管３８が接続されている。配管３８には、復水ポンプ３９、グランドコンデンサ４０、復水脱塩装置４１、復水ブースタポンプ４２、低圧給水加熱器４３，４４，４５，４６が復水の流れる方向に沿って順に設けられている。低圧給水加熱器４３、４４は、復水器３３，３４内に設けられる。低圧給水加熱器４３、４４では、低圧タービン２２，２３で使用された蒸気により復水が加熱される。また、低圧給水加熱器４５、４６は、復水器３３，３４外に設けられる。第３低圧給水加熱器４５では、低圧タービン２２，２３から抽気された蒸気により復水が加熱される。第４低圧給水加熱器４６では、中圧タービン部２６から排気された蒸気により復水が加熱される。
　また、配管３８には、第４低圧給水加熱器４６より下流側に脱気器４７、主給水ポンプ４８、高圧給水加熱器４９、主給水制御弁５０が復水の流れる方向に沿って順に設けられている。
　上記構成の原子力発電プラント１００において、蒸気発生器１３では、高温高圧の一次冷却水と熱交換を行って蒸気が生成される。この蒸気は、配管１８を通して蒸気タービン１９に送られ、高中圧タービン２１及び各低圧タービン２２，２３に配置された不図示の動翼を回転させる。この回転力により、発電機２４が駆動されて発電が行われる。
　蒸気発生器１３からの蒸気は、高圧タービン部２５を駆動した後、高圧湿分分離加熱器２７により蒸気に含まれる湿分が除去され、加熱されてから中圧タービン部２６を駆動する。また、中圧タービン部２６を駆動した蒸気は、低圧湿分分離加熱器２８により蒸気に含まれる湿分が除去され、加熱されてから各低圧タービン２２，２３を駆動する。
　低圧タービン２２，２３を駆動した蒸気は、復水器３３，３４において冷却され、復水となる。この復水は、復水ポンプ３９により配管３８を流れ、グランドコンデンサ４０、復水脱塩装置４１、低圧給水加熱器４３，４４，４５，４６、脱気器４７、高圧給水加熱器４９などを経由して蒸気発生器１３に戻される。
　図２は、蒸気タービン１９及び湿分分離ユニット２８Ｕの配置を示す平面図である。図２に示すように、タービン建屋（不図示）には、高中圧タービン２１と、低圧タービン２２、２３と、発電機２４と、高圧湿分分離加熱器２７（図２では図示略）と、低圧湿分分離加熱器２８とが配置されている。タービン建屋は、複数階から構成されている。所定のフロア５５の中央部には、基礎５６が配置されている。基礎５６上には、高中圧タービン２１と、２つの低圧タービン２２、２３と、発電機２４とが回転軸ＡＸ１に沿って同軸上に配置されている。以下、回転軸ＡＸ１の軸線方向を第１方向Ｄ１と表記する。
　低圧湿分分離加熱器２８は、高中圧タービン２１から排気される蒸気から湿分を除去して低圧タービン２２，２３に送る。低圧湿分分離加熱器２８は、例えば円筒状に形成される。低圧湿分分離加熱器２８は、平面視において、高中圧タービン２１及び低圧タービン２２、２３の両側方に配置される。つまり、低圧湿分分離加熱器２８は、高中圧タービン２１及び低圧タービン２２、２３に対して、水平面に平行な方向であって第１方向Ｄ１に直交する方向である第２方向Ｄ２の両側に１つずつ配置される。この場合、第２方向Ｄ２は、水平方向に含まれる。低圧湿分分離加熱器２８は、中心軸ＡＸ２が第１方向Ｄ１に平行となるように配置される。２つの低圧湿分分離加熱器２８と、高中圧タービン２１及び低圧タービン２２、２３とは、第２方向Ｄ２に並んで配置される。なお、本実施形態では、湿分分離ユニット２８Ｕが回転軸ＡＸ１を中心として対称となるように形成された場合を例に挙げて説明するが、これに限定するものではなく、対称ではない構成であってもよい。
　蒸気配管３１は、低圧湿分分離加熱器２８のうち、第１方向Ｄ１の一方の端部２８ａ側に接続されている。後述するように、低圧湿分分離加熱器２８のうち第１方向Ｄ１の当該端部２８ａ側には、マニホールド室６０の蒸気導入部６１（図４参照）が配置される。したがって、蒸気配管３１を端部２８ａ側に接続することにより、蒸気配管３１からの蒸気がマニホールド室６０に導入されるようになっている。蒸気配管３１は、例えば低圧湿分分離加熱器２８の端部２８ａに接続されている。
　図３は、蒸気タービン１９及び湿分分離ユニット２８Ｕの配置を示す側面図である。図３に示すように、蒸気配管３２は、低圧湿分分離加熱器２８から第２方向Ｄ２に延出されている。具体的には、蒸気配管３２は、低圧湿分分離加熱器２８の側部のうち第２方向Ｄ２の端部から第２方向Ｄ２に延出されている。蒸気配管３２は、例えば設計誤差等により水平方向に対して上下に±１０°程度傾いた状態で配置されてもよい。
　蒸気配管３２は、低圧湿分分離加熱器２８から、低圧タービン２２、２３とは反対側に向けて延出されている。低圧湿分分離加熱器２８から延出された蒸気配管３２は、第１直線部３２ａと、第１屈曲部３２ｂと、第２直線部３２ｃと、第２屈曲部３２ｄと、第３直線部３２ｅとを有している。
　第１直線部３２ａは、低圧湿分分離加熱器２８から延出され第２方向Ｄ２に平行に配置される。第１屈曲部３２ｂは、第１直線部３２ａから下方に屈曲された部分である。第２直線部３２ｃは、第１屈曲部３２ｂから下方に向けて延びた部分である。第２屈曲部３２ｄは、上方から低圧タービン２２、２３側に向けて第２方向Ｄ２に屈曲された部分である。第３直線部３２ｅは、第２屈曲部３２ｄから第２方向Ｄ２に平行に延びて低圧タービン２２、２３に接続される。第３直線部３２ｅは、低圧湿分分離加熱器２８の下方に配置される。したがって、蒸気配管３２は、低圧湿分分離加熱器２８の下方を通過して低圧タービン２２、２３に接続される。
　上記のように、蒸気配管３２は、低圧湿分分離加熱器２８を迂回するように屈曲して低圧タービン２２、２３に接続される。このため、蒸気配管３２が熱応力によって変形する場合の影響が低減されるようになっている。また、蒸気配管３２は、低圧湿分分離加熱器２８の下方側を経由して低圧タービン２２、２３に接続される。蒸気配管３２が低圧タービン２２、２３の上方側に配置されないようにすることで、低圧タービン２２、２３の吊上げ等のメンテナンス作業を行いやすくすることができる。
　また、蒸気配管３２は、第２方向Ｄ２に平行な部分として、第１直線部３２ａ及び第３直線部３２ｅを有している。図２に示すように、この第１直線部３２ａ及び第３直線部３２ｅは、平面視において重なる位置に配置されている。このように、蒸気配管３２は、第１方向Ｄ１についても省スペースで、かつ効率的に配置されている。
　また、図２に示すように、蒸気配管３２は、第１方向Ｄ１に複数並んで配置される。蒸気配管３２は、低圧タービン２２、２３の台数に応じて設けられる。本実施形態では、２本の蒸気配管３２が低圧タービン２２、２３各々１台に接続されているが、これに限定するものではない。
　図４は、低圧湿分分離加熱器２８の内部構成を示す図である。図５は、図４におけるＡ－Ａ断面に沿った構成を示す図である。図４及び図５に示すように、低圧湿分分離加熱器２８は、ケーシング５１を有する。ケーシング５１は、本体胴部５２と、閉塞部５４とを有する。本体胴部５２は、円筒状に形成される。閉塞部５４は、本体胴部５２のうち第１方向Ｄ１の両端部を閉塞する半球状に形成される。閉塞部５４が本体胴部５２を閉塞することにより、ケーシング５１の内部空間５１ａが気密状態となる。
　ケーシング５１内には、マニホールド室６０と、湿分分離加熱室７０とが設けられる。マニホールド室６０と湿分分離加熱室７０との間は、仕切板６３と、端板６４と、底板６５とによって仕切られている。仕切板６３には、スリット６３ａ（図５参照）が形成され、マニホールド室６０と湿分分離加熱室７０との間は、当該スリット６３ａによって連通されている。
　マニホールド室６０は、蒸気導入部６１と、蒸気流通部６２とを有する。蒸気導入部６１は、蒸気配管３１に接続され、蒸気配管３１からの蒸気を導入する。蒸気導入部６１は、低圧湿分分離加熱器２８の端部２８ａ側に配置されている。蒸気導入部６１を端部２８ａ側に配置することで、低圧湿分分離加熱器２８内のスペースを効率的に使用することができる。
　蒸気流通部６２は、蒸気導入部６１に接続され、蒸気導入部６１に導入された蒸気を流通させる。蒸気流通部６２は、本体胴部５２のうち第１方向Ｄ１に沿って形成される。また、本体胴部５２の下部には、マニホールド室６０のドレンを排出するドレン排出口６６が設けられる。
　湿分分離加熱室７０は、セパレータ７１と、加熱管（加熱部）７２とを有する。セパレータ７１は、仕切板６３のうちスリット６３ａが形成された領域を覆うように配置され、スリット６３ａを通過した蒸気に含まれる湿分を分離して湿分分離加熱室７０内に蒸気を導入する。セパレータ７１で分離された湿分は、底板６５の下方からドレン排出口６６を介して排出される。加熱管７２は、第１方向Ｄ１に延びた状態で複数配置されている。各加熱管７２の内部には、加熱媒体が流れている。加熱管７２は、湿分が分離された蒸気を加熱する。
　ケーシング５１の本体胴部５２には、湿分分離加熱室７０内の蒸気を排出する排出口５３が設けられている。排出口５３は、蒸気配管３２に接続され、湿分分離加熱室７０を通過した蒸気を蒸気配管３２へと排出する。排出口５３は、第１方向Ｄ１複数並んで配置され、図５に示すように、本体胴部５２のうち第２方向Ｄ２の端部に設けられている。蒸気配管３２は、排出口５３から第２方向Ｄ２に延出されている。
　なお、本体胴部５２における排出口５３の位置については、上記本体胴部５２のうち第２方向Ｄ２の端部に限定するものではなく、他の位置であってもよい。例えば、本体胴部５２のうち水平方向に対して下方へ３０°ずれた位置Ｐ１から、水平方向に対して上方へ６０°ずれた位置Ｐ２までの範囲内に排出口５３を配置させることができる。
　排出口５３を位置Ｐ１よりも上方に配置させることにより、セパレータ７１で分離されたドレン等が排出口５３から排出されることを抑制できる。この場合、例えば、排出口５３を底板６５よりも上方に配置させることで、ドレン等の排出をより確実に抑制できる。また、排出口５３を位置Ｐ２よりも下方に配置させることにより、デッドスペースが形成されることを抑制し、吊上げ等の作業時における作業者の負担を軽減することができる。なお、排出口５３の位置が水平方向に対して上下方向にずれた場合であっても、蒸気配管３２は第２方向Ｄ２に延出される。
　上記の低圧湿分分離加熱器２８において、蒸気配管３１からの蒸気は、マニホールド室６０の蒸気導入部６１に導入され、蒸気流通部６２へと流れる。蒸気流通部６２に流れた蒸気は、仕切板６３のスリット６３ａを通過して湿分分離加熱室７０に流入する。この蒸気は、セパレータ７１によって湿分が除去され、加熱管７２によって加熱される。加熱された蒸気は、排出口５３から排出され、蒸気配管３２を流れて低圧タービン２２、２３に送られる蒸気配管３１，３２の径を拡大させる。
　以上のように、本実施形態の湿分分離ユニット２８Ｕによれば、蒸気配管３２が低圧湿分分離加熱器２８から水平方向に延出されているため、蒸気配管３２を水平方向に曲げ直す必要がない。このため、低圧湿分分離加熱器２８から上方等に蒸気配管３２が延出される構成に比べて、蒸気配管３２の屈曲部分の数を減少させることができる。これにより、配管全体の大型化や複数の屈曲部の圧力損失を低減することができる。
　本実施形態の原子力発電プラント１００によれば、蒸気配管３１、３２の径を拡大することで低圧タービン２２，２３の入口圧力を低下させ、蒸気流速を遅くさせることで湿分分離させる時間を増やし、湿分分離加熱器の性能向上を図る。また、配管全体の圧力損失を低減することができる湿分分離ユニット２８Ｕを備えるため、プラント効率の向上を図ることができる。
　本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。例えば、上記実施形態では、蒸気配管３１が低圧湿分分離加熱器２８の端部２８ａに対して第１方向Ｄ１に平行に接続された構成を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。
　図６は、変形例に係る湿分分離ユニット２８Ｕを示す図である。例えば図６に示すように、蒸気配管３１が低圧湿分分離加熱器２８の側面、すなわち、低圧湿分分離加熱器２８に対して第２方向Ｄ２の端部に接続された構成であってもよい。この場合であっても、蒸気配管３１が低圧湿分分離加熱器２８内のマニホールド室６０の蒸気導入部６１に接続されることになる。なお、蒸気配管３１は、第１方向Ｄ１又は第２方向Ｄ２に対して傾いた状態で低圧湿分分離加熱器２８に接続されてもよい。これにより、高中圧タービン２１と低圧湿分分離加熱器２８との位置関係に応じて蒸気配管３１の経路を幅広く選択することができる。
　また、本実施形態では、蒸気タービンプラントの一例である原子力発電プラント１００が、原子炉１２として加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized　Water　Reactor）を有する構成を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。例えば、原子力発電プラント１００が、原子炉１２として沸騰水型原子炉（ＢＷＲ：Boiling　Water　Reactor）を有する構成であってもよい。この場合、湿分分離ユニット２８Ｕに用いられる湿分分離器としては、加熱管７２が設けられない構成であってもよい。
　また、上記実施形態では、蒸気配管３２が第２方向Ｄ２に延出された構成を例に挙げて説明したが、これに限定するものではなく、水平方向であれば他の方向に延出された構成であってもよい。例えば、蒸気配管３２が第１方向Ｄ１の直交方向に対して傾いた方向に延出された構成であってもよい。
　また、上記実施形態では、蒸気配管３２が低圧タービン２２、２３とは反対の方向に向けて延出された構成を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。例えば、蒸気配管３２が低圧タービン２２、２３側に向けて水平方向（第２方向Ｄ２）に延出された構成であってもよい。この場合、熱応力による影響を低減するため、蒸気配管３２を上方又は下方に屈曲させてから低圧タービン２２、２３に接続してもよい。
　また、上記実施形態では、蒸気配管３２が第１屈曲部３２ｂから低圧湿分分離加熱器２８の下方側を経由して低圧タービン２２、２３の側部に接続される構成を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。例えば、蒸気配管３２が低圧湿分分離加熱器２８の上方側又は側方側を経由して低圧タービン２２、２３に接続される構成であってもよい。また、蒸気配管３２が低圧タービン２２、２３の側部に接続される構成に限定するものではなく、低圧タービン２３の底部に接続された構成であってもよい。
　また、上記実施形態では、蒸気配管３２が第１方向Ｄ１に複数並んで配置された構成を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。例えば、低圧湿分分離加熱器２８に設けられる蒸気配管３２の本数が１本であってもよい。この場合、１本の蒸気配管３２が分岐された構成であってもよい。また、蒸気配管３２が複数設けられる場合でも、少なくとも１本の蒸気配管３２が分岐された構成であってもよい。
Ｄ１　第１方向
Ｄ２　第２方向
Ｐ１，Ｐ２　位置（蒸気配管）
ＡＸ１　回転軸（タービン）
ＡＸ２　中心軸（湿分分離加熱器）
１１　原子炉格納容器
１２　原子炉
１３　蒸気発生器
１４，１５，１８，３８　配管
１６　加圧器
１７　一次冷却水ポンプ
１９　蒸気タービン
２０　主蒸気隔離弁
２１　高中圧タービン
２２，２３　低圧タービン
２４　発電機
２５　高圧タービン部
２６　中圧タービン部
２７　高圧湿分分離加熱器
２８　低圧湿分分離加熱器
２８Ｕ　湿分分離ユニット
２８ａ　端部
２９，３０，３１，３２　蒸気配管
３２ａ　第１直線部
３２ｂ　第１屈曲部
３２ｃ　第２直線部
３２ｄ　第２屈曲部
３２ｅ　第３直線部
３３，３４　復水器
３５　取水管
３６　排水管
３７　循環水ポンプ
３９　復水ポンプ
４０　グランドコンデンサ
４１　復水脱塩装置
４２　復水ブースタポンプ
４３，４４，４５，４６　低圧給水加熱器
４７　脱気器
４８　主給水ポンプ
４９　高圧給水加熱器
５０　主給水制御弁
５１　ケーシング
５１ａ　内部空間
５２　本体胴部
５３　排出口
５４　閉塞部
５５　フロア
５６　基台
６０　マニホールド室
６１　蒸気導入部
６２　蒸気流通部
６３　仕切板
６３ａ　スリット
６４　端板
６５　底板
６６　ドレン排出口
７０　湿分分離加熱室
７１　セパレータ
７２　加熱管
１００　原子力発電プラント

Claims (8)

  1. 　高圧タービンから排出される蒸気から湿分を除去する筒状の湿分分離器と、
    　前記湿分分離器の軸線方向の端部側に接続され、前記高圧タービンからの蒸気を前記湿分分離器に導入する第１配管と、
    　前記湿分分離器から水平方向に延出され、前記湿分分離器を介した前記蒸気を前記高圧タービンと同軸上に配置される低圧タービンに送る第２配管と
    　を備える湿分分離ユニット。
  2. 　前記第２配管は、前記湿分分離器の側面部分から前記水平方向に延出される
    　請求項１に記載の湿分分離ユニット。
  3. 　前記第２配管は、前記軸線方向に直交する方向に延出される
    　請求項２に記載の湿分分離ユニット。
  4. 　前記湿分分離器は、前記低圧タービンと並んで配置され、
    　前記第２配管は、前記低圧タービンとは反対の方向に向けて延出される
    　請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の湿分分離ユニット。
  5. 　前記第２配管は、下方に屈曲された屈曲部を有し、前記屈曲部から前記湿分分離器の下方側を経由して前記低圧タービンの側部又は底部に接続される
    　請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の湿分分離ユニット。
  6. 　前記第２配管は、前記湿分分離器の前記軸線方向に複数並んで配置される
    　請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載の湿分分離ユニット。
  7. 　前記湿分分離器は、前記蒸気を加熱する加熱部を有する
    　請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載の湿分分離ユニット。
  8. 　高圧タービンと、
    　前記高圧タービンと同軸上に配置される低圧タービンと、
    　前記高圧タービンの側方に配置され、前記高圧タービンからの蒸気から湿分を除去して前記低圧タービンに送る、請求項１から請求項７のうちいずれか一項に記載の湿分分離ユニットと
    　を備える蒸気タービンプラント。
PCT/JP2016/070591 2015-08-19 2016-07-12 湿分分離ユニット及び蒸気タービンプラント WO2017029911A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201680048454.3A CN107923262B (zh) 2015-08-19 2016-07-12 湿分分离单元及蒸汽涡轮设备
EP16836902.3A EP3324007A4 (en) 2015-08-19 2016-07-12 Moisture separation unit and vapor turbine plant

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-162042 2015-08-19
JP2015162042A JP6581841B2 (ja) 2015-08-19 2015-08-19 湿分分離ユニット及び蒸気タービンプラント

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017029911A1 true WO2017029911A1 (ja) 2017-02-23

Family

ID=58052146

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/070591 WO2017029911A1 (ja) 2015-08-19 2016-07-12 湿分分離ユニット及び蒸気タービンプラント

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP3324007A4 (ja)
JP (1) JP6581841B2 (ja)
CN (1) CN107923262B (ja)
WO (1) WO2017029911A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7144265B2 (ja) * 2018-10-02 2022-09-29 三菱重工業株式会社 湿分分離器、及び蒸気タービンプラント

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04184003A (ja) * 1990-11-15 1992-07-01 Toshiba Corp 湿分分離加熱器のサイクル蒸気整流装置
JP2005299644A (ja) * 2004-03-18 2005-10-27 Hitachi Ltd 原子力発電システム
JP2006200789A (ja) * 2005-01-19 2006-08-03 Toshiba Corp 加熱器
JP2008144716A (ja) * 2006-12-12 2008-06-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 湿分分離器
JP2009115805A (ja) * 2008-12-15 2009-05-28 Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd 原子力発電所のタービン建屋

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3546881A (en) * 1968-07-29 1970-12-15 Westinghouse Electric Corp Vapor turbine power plant
CH524786A (de) * 1970-06-05 1972-06-30 Sulzer Ag Flüssigkeitsabscheider für ein Dampf-Wassergemisch
US4685511A (en) * 1985-10-08 1987-08-11 Westinghouse Electric Corp. Tube support for moisture separator reheater
JP3944227B1 (ja) * 2006-01-31 2007-07-11 三菱重工業株式会社 湿分分離加熱器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04184003A (ja) * 1990-11-15 1992-07-01 Toshiba Corp 湿分分離加熱器のサイクル蒸気整流装置
JP2005299644A (ja) * 2004-03-18 2005-10-27 Hitachi Ltd 原子力発電システム
JP2006200789A (ja) * 2005-01-19 2006-08-03 Toshiba Corp 加熱器
JP2008144716A (ja) * 2006-12-12 2008-06-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 湿分分離器
JP2009115805A (ja) * 2008-12-15 2009-05-28 Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd 原子力発電所のタービン建屋

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3324007A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN107923262B (zh) 2020-02-11
JP6581841B2 (ja) 2019-09-25
EP3324007A4 (en) 2018-07-25
JP2017040199A (ja) 2017-02-23
EP3324007A1 (en) 2018-05-23
CN107923262A (zh) 2018-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9206978B2 (en) Pressurized water reactor compact steam generator
US20190019588A1 (en) Shutdown system for a nuclear steam supply system
US9947421B2 (en) Nuclear reactor with liquid metal coolant
CN104143360B (zh) 紧急冷却罐的冷却系统以及具有该系统的核电厂
EP2199720B1 (en) Double-pressure type condenser, and condensate reheating method
JP2010256322A (ja) 非常用炉心冷却装置及び原子炉設備
JP2023027165A (ja) エネルギー変換システムへの接続にプリント回路型熱交換器を用いるプール型液体金属高速スペクトル原子炉
JP6581841B2 (ja) 湿分分離ユニット及び蒸気タービンプラント
JP2012127548A (ja) シェル・プレート式熱交換器と、これを備えた発電プラント
JP2008128079A (ja) 湿分分離器及びマニホールドの整流機構
WO2011058817A1 (ja) 非常用炉心冷却装置及び原子炉設備
EP3324009B1 (en) Steam turbine plant
WO2014099101A2 (en) Shutdown system for a nuclear steam supply system
JP6081543B1 (ja) 蒸気タービンプラント
Legkostupova et al. Upgrading the SPP-500-1 moisture separators-steam reheaters used in the Leningrad NPP turbine units
JP6564646B2 (ja) 蒸気タービンプラント
EP3460203B1 (en) Steam turbine plant
JP2017072048A (ja) 蒸気タービンプラント
JP2012189279A (ja) 復水器
JP2017036870A (ja) 給水加熱装置及び蒸気タービンプラント

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16836902

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2016836902

Country of ref document: EP