WO2020070987A1 - 湿分分離器、及び蒸気タービンプラント - Google Patents

湿分分離器、及び蒸気タービンプラント

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WO2020070987A1
WO2020070987A1 PCT/JP2019/032243 JP2019032243W WO2020070987A1 WO 2020070987 A1 WO2020070987 A1 WO 2020070987A1 JP 2019032243 W JP2019032243 W JP 2019032243W WO 2020070987 A1 WO2020070987 A1 WO 2020070987A1
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steam
moisture
turbine
cylindrical tube
axis
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PCT/JP2019/032243
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一作 藤田
良太 ▲高▼橋
康彰 下原
太一 中村
哲也 塚本
Original Assignee
三菱日立パワーシステムズ株式会社
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    • 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steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating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steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being only of turbine type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steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being only of turbine type the turbines having inter-stage steam heating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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
    • B01D45/04—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising inertia
    • B01D45/08—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising inertia by impingement against baffle separators
    • 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
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21D—NUCLEAR POWER PLANT
    • G21D1/00—Details of nuclear power plant
    • G21D1/02—Arrangements of auxiliary equipment
    • 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 separator and a steam turbine plant.
  • Priority is claimed on Japanese Patent Application No. 2018-187093 filed on October 2, 2018, the content of which is incorporated herein by reference.
  • the nuclear power plant has a steam turbine plant that generates steam by sending steam generated by a steam generator to a steam turbine.
  • a steam turbine plant After the steam sent to the high-pressure turbine passes through the high-pressure turbine, the moisture is separated through a moisture separator / heater, and the steam is generally sent to the low-pressure turbine.
  • Patent Literature 1 discloses a system in which a high-pressure turbine is divided into a high-pressure turbine and an intermediate-pressure turbine, and moisture is separated therebetween.
  • the steam that has passed through the low-pressure turbine is cooled by a condenser through a low-pressure moisture separator / heater, returns to the liquid phase, is heated by a feedwater heater or the like, and is then sent to a steam generator.
  • Such a steam turbine plant is generally constructed in one turbine building.
  • the present invention provides a moisture separator and a steam turbine plant capable of improving the degree of freedom of layout and being compact.
  • the moisture separator has a cylindrical shape having a cylindrical shape around an axis extending in the horizontal direction, and a space formed therein and extending in the direction of the axis, and a lower portion of the cylindrical shape.
  • a steam inlet portion through which steam flows in a steam outlet portion that opens in an axial direction from an end of the cylindrical tube in the axial direction and discharges the steam from the cylindrical tube, and the steam inlet.
  • a moisture separating element having a plurality of vanes disposed in the cylindrical tube between the section and the steam outlet section to separate the moisture from the steam by allowing the steam to pass therethrough.
  • the steam that has passed through the moisture separation element is discharged from the shaft end of the cylindrical tube by the steam outlet that opens in the direction of the axis of the cylindrical tube, and is connected to the steam outlet.
  • the piping can be extended in the horizontal direction, and the freedom of layout of the moisture separator in the turbine building increases.
  • the steam outlet since the steam that has passed through the moisture separation element is discharged from the shaft end of the cylindrical tube, the steam outlet does not become an obstacle, and the layout of the moisture separation element restricts the steam outlet. It is hard to receive. Therefore, the moisture separation element can be arranged at a position near the axis in the cylindrical tube.
  • the vertical dimension of the moisture separation element can be increased as compared with the case where the moisture separation element is arranged at a position away from the axis in the cylindrical tube. Therefore, it is not necessary to increase the size of the moisture separator in order to secure the vane area in the moisture separation element, and it is possible to cope with the layout restrictions of the components of the steam turbine plant in the turbine building. In addition, equipment costs can be reduced by avoiding an increase in the size of the moisture separator by securing the vane area, and maintenance performance can be improved.
  • the steam outlet is provided at at least one end of the cylindrical pipe in the direction of the axis, and the moisture separation elements are opposed to each other across the axis.
  • a plurality of the moisture separation elements are arranged, a first flow path is formed between the inner peripheral surface of the cylindrical tube and the moisture separation element, and the moisture separation elements opposing each other with the axis interposed therebetween.
  • a second flow path is formed therebetween, and the steam from the steam inlet may flow into the second flow path via the first flow path, and may be guided to the steam outlet. Good.
  • the vane area in the moisture separation element can be sufficiently secured, and the size of the cylindrical tube can be increased. Moisture can be efficiently removed from the steam flowing from the steam inlet and discharged from the steam outlet.
  • the steam inlet is provided between both ends of the cylindrical pipe in the direction of the axis, and the steam outlet is provided in the direction of the axis of the cylindrical pipe.
  • the moisture separation element may be provided at both ends, and may be provided on both sides of the space in the direction of the axis with respect to the steam inlet.
  • the moisture separator has a guide surface having a cross section that intersects the axis and extends along the inner peripheral surface of the cylindrical tube above the steam inlet, and transfers the steam to the first flow path.
  • a flow dividing member for guiding may be further provided.
  • the steam flowing from the steam inlet collides with the guide surface of the flow dividing member after the steam flowing from the steam inlet collides with the guide surface of the flow dividing member, the steam is divided into two parts with the axis interposed therebetween, and is then guided to the first flow path.
  • the steam guided to the first flow path is guided to the second flow path after passing through the moisture separation element to separate the moisture, and is discharged from the steam outlet. Therefore, even when the steam collides with the guide surface, the moisture can be separated, and the steam flows into each of the moisture separating elements opposed to each other with the axis interposed therebetween, and the moisture separation as the whole moisture separator is performed. Performance can be improved.
  • the moisture separation elements may be arranged in a plurality of stages above and below the cylindrical tube.
  • the moisture separating elements are arranged in a plurality of stages above and below the cylindrical tube, a sufficient vane area in the moisture separating element can be secured, so that the moisture can be efficiently removed from the steam. Can be separated.
  • the above-mentioned moisture separator is a steam turbine plant including a high-pressure turbine, an intermediate-pressure turbine connected to a low-pressure side of the high-pressure turbine, and a low-pressure turbine connected to a low-pressure side of the intermediate-pressure turbine.
  • the pressure turbine may be provided between the high-pressure turbine and the intermediate-pressure turbine.
  • a steam turbine plant includes a first turbine, a second turbine connected to a lower pressure side than the first turbine, the first turbine, and the second turbine. Wherein the steam discharged from the first turbine is introduced into the inside of the moisture separator through the steam inlet, and the steam is discharged from the steam outlet. The discharged steam may be introduced into the second turbine.
  • the steam turbine plant since the steam turbine plant includes the above-described moisture separator, the degree of freedom of the layout of the moisture separator inside the turbine building increases, and the size of the moisture separator is avoided. Therefore, the equipment cost can be reduced, and the maintainability can be improved.
  • the degree of freedom in the layout of piping connected to the moisture separator can be improved, and the size can be reduced.
  • FIG. 1 is a system diagram of a steam turbine plant including a moisture separator according to an embodiment of the present invention, as viewed from above. It is a perspective view of a moisture separator concerning an embodiment of the present invention. It is a longitudinal section containing the axis of the moisture separator concerning an embodiment of the present invention, and is a figure which looked at the moisture separator from the upper part.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view orthogonal to an axis of the moisture separator according to the embodiment of the present invention, and is a view corresponding to an AA cross section of the structure illustrated in FIG. 3.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view orthogonal to an axis of the moisture separator according to the embodiment of the present invention, and is a view corresponding to a BB cross section of the structure illustrated in FIG. 3.
  • FIG. 1 is a system diagram of a steam turbine plant P according to an embodiment of the present invention.
  • the steam turbine plant P according to the embodiment of the present invention is used, for example, in a nuclear power plant, and includes a high-to-medium pressure turbine 1, a low-pressure turbine 2, and a high-pressure moisture separator (moisture separator) in a turbine building (not shown). 3, a low-pressure moisture separation heater 4, and a deaerator 5.
  • Steam from a steam generator (not shown) is introduced into the high-to-medium pressure turbine 1, and steam from the high-pressure turbine (first turbine) 11 in the high-to-medium pressure turbine 1 passes through the high-pressure moisture separator 3 to the medium in the high-to-medium pressure turbine 1.
  • the pressure turbine (second turbine) 12 is introduced. Thereafter, the steam from the intermediate pressure turbine 12 is introduced into the low pressure turbine 2 via the low pressure moisture separation heater 4. Exhaust steam from the low-pressure turbine 2 is condensed by a condenser (not shown), introduced into the deaerator 5, and then steam is generated by a steam generator and introduced into the high-pressure turbine 11.
  • the high-medium pressure turbine 1 is composed of a high-pressure turbine 11 and a medium-pressure turbine 12.
  • the inlet of the high-pressure turbine 11 is connected to a steam generator via a pipe.
  • the outlet 111 of the high-pressure turbine is connected to the first steam inlet 31 and the second steam inlet 32 of the high-pressure moisture separator 3 via the pipe 6a.
  • the inlet 121 of the intermediate-pressure turbine 12 is connected to the first steam outlet 33 and the second steam outlet 34 of the high-pressure moisture separator 3 via the pipe 6b.
  • Reference numeral 122 is connected to the inlet 41 of the low-pressure moisture separation heater 4 via the pipe 6c.
  • the outlet portion 111 of the high-pressure turbine 11 has two locations below the high-pressure turbine 11 symmetrically with respect to the center line C in one direction D intersecting (perpendicular to) the center line C that is the rotation center axis of the high-pressure turbine 11. Is provided. As shown in FIG. 2, the first steam inlet 31 and the second steam inlet 31 which open vertically in the lower part of the high-pressure moisture separator 3 at intervals in one direction D corresponding to these outlets 111. A steam inlet 32 is provided. The high-pressure moisture separator 3 is disposed across the center line C in one direction D intersecting the center line C with the position of the center line C as the center. In the present embodiment, each of the first steam inlet section 31 and the second steam inlet section 32 is located at a position just halfway between the end in one direction D and the center of the high-pressure moisture separator 3. 3 is connected.
  • the first steam outlets 33 of the high-pressure moisture separator 3 are provided one by one at both ends of the high-pressure moisture separator 3 in one direction D and open in one direction D, and a plurality of inlets of the intermediate-pressure turbine are provided. Each is connected to the unit 121.
  • the second steam outlet 34 of the high-pressure moisture separator 3 opens upward between the center line C and the first steam inlet 31 and between the center line C and the second steam inlet 32. And is connected to the plurality of inlets 121 of the intermediate pressure turbine 12.
  • the inlet 121 of the intermediate-pressure turbine 12 corresponding to the first steam outlet 33 is provided below the intermediate-pressure turbine 12, and the first steam outlet 33 and the inlet 121 of the intermediate-pressure turbine 12 are connected by piping. 6b.
  • An inlet 121 of the intermediate-pressure turbine 12 corresponding to the second steam outlet 34 is provided above the intermediate-pressure turbine 12, and is connected to the second steam outlet 34 via a pipe 6d.
  • the outlet 122 of the intermediate pressure turbine 12 is provided above the intermediate pressure turbine 12 and closer to the low pressure turbine 2 than the inlet 121 of the intermediate pressure turbine 12.
  • the two outlets 122 are provided at an interval in one direction D with the center line C interposed therebetween, and the outlets 122 of the two low-pressure moisture separation heaters 4 provided on both sides of the center line C Each is connected via a pipe 6c.
  • the outlet of the low-pressure moisture separation heater 4 (not shown) is connected to the inlet 21 of the low-pressure turbine 2 via a pipe 6e.
  • An outlet (not shown) of the low-pressure turbine 2 is connected to a condenser via a pipe.
  • the high-to-medium pressure turbine 1 and the low-pressure turbine 2 are connected by a main shaft 7 rotating around a center line C, and the tip of the main shaft 7 is connected to a generator (not shown).
  • the high-pressure moisture separator 3 includes a cylindrical tube 314, a plurality of moisture separation elements 315, a partition plate 38, a partition plate 39, a spacer 316, , A sealing member 317, and a flow dividing member 320.
  • the cylindrical tube 314 extends in the direction of the axis O (one direction D) crossing (orthogonal to) the center line C along the horizontal direction and is formed hollow. As shown in FIG. 2, as described above, the cylindrical tube 314 has a first steam inlet 31, a second steam inlet 32, a first steam outlet 33, and a second steam outlet 34. Have been.
  • the first steam inlet 31 and the second steam inlet 32 are provided so as to communicate with the inside of the cylindrical tube 314, and can introduce steam. From the first steam outlet 33 and the second steam outlet 34, steam can be discharged to the outside of the cylindrical tube 314.
  • a plurality of moisture separating elements 315 are provided inside the cylindrical tube 314 in a direction of the axis O. Specifically, they are arranged on both sides in the direction of the axis O with respect to the first steam inlet 31 and on both sides in the direction of the axis O with respect to the second steam inlet 32.
  • the moisture separation elements 315 are provided in a plurality of stages in the vertical direction (two in this embodiment, but may be three or more).
  • the two-stage moisture separation elements 315 provided in the up-down direction are provided so as to face up and down with respect to the axis O, and the moisture separation elements 315 are paired at intervals in the direction of the center line C. It is provided so as to face the direction of the center line C.
  • Each of the plurality of moisture separating elements 315 has a rectangular plate shape, and its longitudinal direction is arranged along the direction of the axis O with its surface facing the direction of the center line C.
  • Each moisture separating element 315 has a structure in which corrugated separator vanes are stacked at predetermined intervals.
  • a group of the moisture separation elements 315 is moved from the first steam outlet 33 to the second steam outlet 34, One moisture separation element group 310, a second moisture separation element group 311, a third moisture separation element group 312, and a fourth moisture separation element group 313.
  • the first steam inlet 31 is disposed between the first moisture separation element group 310 and the second moisture separation element group 311, and the third moisture separation element group 312 and the fourth moisture separation element
  • the second steam inlet 32 is arranged between the second steam inlet 32 and the element group 313.
  • the second steam outlet 34 is opened. It is provided.
  • the first flow having a semicircular cross section extending in the direction of the axis O through which the steam flows.
  • the paths 36 are defined in pairs in the direction of the center line C at intervals.
  • a second flow path 37 is defined between the plurality of moisture separation elements 315 facing each other in the direction of the center line C with the axis O interposed therebetween.
  • the steam passes through the moisture separation element 315 while moving in the direction of the axis O along the first flow path 36, is guided to the second flow path 37, and the first steam outlet 33 and the second steam outlet Exhaust from 34 allows the moisture to be removed as the steam passes through the moisture separation element.
  • the first flow path 36 need only have a property of guiding the steam flowing through the flow path to the second flow path 37, and thus does not necessarily have to be formed in a half-moon shape, and the steam is not necessarily formed. What is necessary is that it be formed so as to pass through the moisture separation element 315 when flowing from the first flow path 36 to the second flow path 37.
  • a partition plate 38 is provided at each end of the first moisture separation element group 310 and the second moisture separation element group 311 facing the first steam inlet 31.
  • a partition plate 38 is provided at an end of the third moisture separation element group 312 and the fourth moisture separation element group 313 facing the second steam inlet 32.
  • a partition plate is provided at the end facing the first steam outlet 33 in the first moisture separation element group 310 and the second steam outlet 34 in the fourth moisture separation element group 313. 38 is not provided.
  • the partition plate 38 is not provided at a position where the second moisture separation element group 311 and the third moisture separation element group 312 face each other.
  • the partition plate 38 is provided inside the cylindrical tube 314 in the vertical direction of the cylindrical tube 314 so as to cover the entire end of the moisture separating element 315 in the upper and lower stages.
  • the steam introduction chamber 35 communicating with the first steam inlet 31 and the second steam inlet 32 is partitioned inside the cylindrical tube 314. The steam flowing from the first steam inlet 31 and the second steam inlet 32 flows from the steam introduction chamber 35 toward the first flow path 36.
  • a partition plate 39 extending in the direction of the axis O is provided inside the cylindrical tube 314.
  • the lower one of the moisture separating elements 315B is fixed on the partition plate 39 at the lower end.
  • the partitioning plate 39 is disposed below the axis O inside the cylindrical tube 314, and partitions a drain passage 318 having a semicircular cross section through which the drain flows, with the inner peripheral surface of the cylindrical tube 314.
  • a spacer 316 is provided between the lower end of the upper moisture separation element 315A and the upper end of the moisture separation element 315B, and supports the moisture separation elements 315A and 315B.
  • the upper end of the moisture separation element 315A is supported on the inner peripheral surface of the cylindrical tube 314 by a fixing member 319.
  • the fixing between the upper moisture separating element 315A and the lower moisture separating element 315B does not necessarily need to be performed using the spacer 316.
  • the drain passage 318 between the partition plate 39 and the inner peripheral surface of the cylindrical tube 314 is provided so as to project downward from the lower surface of the partition plate 39 and upward from the inner peripheral surface of the cylindrical tube 314.
  • a labyrinth-shaped seal member 317 for preventing the inflow of steam into the drain passage 318 is provided.
  • the drain is discharged to the outside from a drain outlet (not shown) provided in communication with the drain passage 318.
  • the flow dividing member 320 is provided inside the cylindrical tube 314 so as to face the first steam inlet 31 and the second steam inlet 32. More specifically, the flow dividing member 320 has a guide surface 320a that is curved along the inner peripheral surface of the cylindrical tube 314 and extends toward the center line C. The flow dividing member 320 is disposed above the first and second steam inlet portions 31 and 32 with a space therebetween in the vertical direction, and is fixed to the inner peripheral surface of the cylindrical tube 314. ing.
  • the guide surface 320a diverts the steam from the first steam inlet 31 and the second steam inlet 32 to the steam introduction chamber 35 so as to be separated from the axis O to the radial outside of the cylindrical tube 314. Then, the steam is guided to the pair of first flow paths 36.
  • the operation of the high-pressure moisture separator 3 of the present embodiment will be described.
  • the water sent from the deaerator 5 becomes heating steam in the steam generator, and the heating steam is sent to the inlet of the high-pressure turbine to perform work, and then the outlet of the high-pressure turbine. From 111, it is sent to the high-pressure moisture separator 3 via the pipe 6a, and after the moisture is removed, is sent to the inlet 121 of the intermediate-pressure turbine.
  • the steam flowing into the steam introduction chamber 35 from the first steam inlet 31 and the second steam inlet 32 is guided by colliding with the flow dividing member 320. It is guided by the surface 320a and flows into each of the pair of first flow paths 36.
  • the steam flowing into the first flow path 36 flows through the first flow path 36 in the direction of the axis O. Thereafter, the gas flows from the first flow path 36 toward the inside in the radial direction of the cylindrical tube 314.
  • the steam passes through the moisture separation element 315 provided at the boundary between the first flow path 36 and the second flow path 37. Then, the moisture contained in the steam becomes drain in the moisture separating element 315, and the moisture can be removed from the steam.
  • the steam divided into two by the flow dividing member 320 passes through the first moisture separation element group 310 and the fourth moisture separation element group 313, the steam merges in the second flow path 37, and the second flow path 37 Is moved in the direction of the axis O, and is discharged to the outside through first steam outlets 33 provided at both ends in the longitudinal direction of the cylindrical tube 314.
  • the steam divided into two by the flow dividing member 320 passes through the second moisture separation element group 311 and the third moisture separation element group 312 and then joins in the second flow path 37 to form an upper portion of the cylindrical pipe 314. Is discharged to the outside from the second steam outlet portion 34 provided in the first portion.
  • the drain generated when moisture is removed from the steam drops downward inside the cylindrical tube 314, is guided to the drain channel 318, and is discharged from the drain outlet (not shown) to the outside of the cylindrical tube 314. You.
  • the steam that has passed through the moisture separation element 315 is discharged from the shaft end of the cylindrical tube 314 by the steam outlet portions 33 and 34 that open in the direction of the axis O of the cylindrical tube 314.
  • the pipe 6b connected to the steam outlets 33 and 34 can be extended in the horizontal direction, and the degree of freedom of the layout of the pipe 6b in the turbine building increases.
  • the steam that has passed through the moisture separation element 315 is discharged from the axial end of the cylindrical tube 314 by the steam outlets 33 and 34 that open in the direction of the axis O of the cylindrical tube 314, so that the moisture separation element
  • the layout 315 is less likely to be restricted by the steam outlets 33 and 34.
  • the moisture separation element 315 is arranged closer to the radial inside of the cylindrical tube 314,
  • the first flow path 36 which is a flow path through which steam flows into the moisture separation element 315, can be arranged radially outside the cylindrical tube 314.
  • the moisture separation element 315 can be arranged radially inward inside the cylindrical tube 314 and located at a position close to the axis O, the moisture separation element 315 can be positioned away from the axis O within the cylindrical tube 314, that is, The vertical dimension of the moisture separation element 315 can be increased as compared with the case where the moisture separation element 315 is disposed closer to the radial outside in the cylindrical tube 314. Therefore, it is not necessary to increase the size of the cylindrical tube 314 in order to secure the vane area in the moisture separation element 315, and it is possible to cope with the layout restrictions of the components of the steam turbine plant P in the turbine building. Further, the high-pressure moisture separator 3 can be made compact by securing the vane area, the equipment cost can be reduced, and the maintainability can be improved.
  • the shape is such that the two moisture separators are integrated into one. That is, the two moisture separators are combined into one, and the moisture separator 3 can be further downsized. Therefore, the steam turbine plant P can be made more compact.
  • the plurality of moisture separation elements 315 are arranged so as to face each other with the axis O interposed therebetween, and are arranged in two stages above and below the cylindrical tube 314, so that the moisture separation elements
  • the vane area at 315 can be sufficiently ensured. Therefore, it is possible to efficiently remove moisture from the steam flowing from the steam inlets 31 and 32 without increasing the size of the cylindrical tube 314 and discharge the moisture from the steam outlets 33 and 34.
  • the flow dividing member 320 does not necessarily have to be provided. Further, the guide surface 320a of the flow dividing member 320 does not necessarily need to be formed in a curved shape along the inside of the cylindrical tube 314, and for example, the guide surface 320a may be a flat surface.
  • the first steam outlet 33 of the high-pressure moisture separator 3 does not necessarily need to open at both ends of the axis O in the high-pressure moisture separator 3, but may open at only one end.
  • the above-described steam turbine plant P is not limited to being applied only to nuclear power generation equipment, but may be applied to, for example, thermal power generation equipment.
  • the present invention is applicable to a moisture separator and a steam turbine plant.

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Abstract

水平方向に沿う軸線（Ｏ）を中心として筒状をなし、内部に軸線（Ｏ）の方向に延びる空間が形成された円筒管（３１４）と、円筒管（３１４）の下部に設けられ、蒸気が流入する蒸気入口部（３１、３２）と、円筒管（３１４）の軸線（Ｏ）の方向の端部から軸線（Ｏ）の方向に開口して蒸気を円筒管（３１４）から排出する蒸気出口部（３３）と、蒸気入口部（３１、３２）と蒸気出口部（３３）との間で円筒管（３１４）内に配置され、蒸気を通過させることで、蒸気から湿分を分離する複数のベーンを有する湿分分離エレメント（３１５）と、を備える。

Description

湿分分離器、及び蒸気タービンプラント
　本発明は、湿分分離器、及び蒸気タービンプラントに関する。
　本願は、２０１８年１０月２日に、日本に出願された特願２０１８－１８７０９３号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　原子力発電設備は、蒸気発生器で生成された蒸気を蒸気タービンへと送り、発電を行う蒸気タービンプラントを有している。このような蒸気タービンプラントでは、高圧タービンに送り込まれた蒸気が高圧タービンを通過した後に、湿分分離加熱器を経て湿分を分離され、低圧タービンへと送り込まれる構成が一般的であるが、例えば特許文献１には、高圧タービンを高圧タービンと中圧タービンとに分割し、これらの間で湿分を分離するシステムが記載されている。また低圧タービンを通過した蒸気は、低圧湿分分離加熱器を経て復水器で冷却されて液相へ戻り、給水加熱器などで加熱された後に蒸気発生器に送られるようになっている。このような蒸気タービンプラントは、一般に一つのタービン建屋内に建設される。
　ここで特許文献１に記載された湿分分離器は、胴内部中央に設けられたマニホールド部から湿分分離エレメントに流入した蒸気が胴内の上部に設けられた蒸気出口部を介して排出される構成を備えている。
特開２０１７－４８９６９号公報
　ところで、上記の通り蒸気タービンプラントは一つのタービン建屋内に建設されるため、蒸気タービンプラントの湿分分離器についてもレイアウトの制約が大きい。
　そこで本発明は、レイアウトの自由度を向上させ、コンパクト化が可能な湿分分離器、及び蒸気タービンプラントを提供する。
　上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用している。
　すなわち、本発明の一態様に係る湿分分離器は、水平方向に沿う軸線を中心として筒状をなし、内部に前記軸線の方向に延びる空間が形成された円筒管と、前記円筒管の下部に設けられ、蒸気が流入する蒸気入口部と、前記円筒管の前記軸線の方向の端部から前記軸線の方向に開口して前記蒸気を前記円筒管から排出する蒸気出口部と、前記蒸気入口部と前記蒸気出口部との間で前記円筒管内に配置され、前記蒸気を通過させることで、前記蒸気から湿分を分離する複数のベーンを有する湿分分離エレメントと、を備えている。
　この構成によれば、円筒管の軸線の方向に開口する蒸気出口部によって湿分分離エレメントを通過した蒸気が円筒管の軸端から排出されるようにしたことで、蒸気出口部に接続される配管を水平方向に伸ばすことができ、タービン建屋内での湿分分離器のレイアウトの自由度が増す。
　また、湿分分離エレメントを通過した蒸気が円筒管の軸端から排出されるようにしたことで、蒸気出口部が邪魔になることがなく、湿分分離エレメントのレイアウトが蒸気出口部の制約を受けにくくなる。よって湿分分離エレメントを円筒管内の軸線に近い位置に配置することができる。したがって、湿分分離エレメントを円筒管内の軸線から離れた位置に配置する場合に比べ、湿分分離エレメントの上下方向の寸法を大きくすることができる。よって湿分分離エレメントにおけるベーン面積を確保するために湿分分離器を大型化する必要がなく、タービン建屋内の蒸気タービンプラントの各構成のレイアウトの制約にも対応可能となる。またベーン面積の確保による湿分分離器の大型化回避によって設備コストを低減でき、メンテンナンス性を向上させることができる。
　また、上記の湿分分離器では、前記蒸気出口部は、前記円筒管における前記軸線の方向の少なくとも一方の端部に設けられており、前記湿分分離エレメントは、前記軸線を挟んで対向するように複数が配置されており、前記円筒管の内周面と前記湿分分離エレメントとの間には第一の流路が形成され、前記軸線を挟んで対向する前記湿分分離エレメント同士の間には第二の流路が形成され、前記蒸気入口部からの前記蒸気が前記第一の流路を経由して前記第二の流路に流入し、前記蒸気出口部に導かれてもよい。
　この構成によれば、複数の湿分分離エレメントが軸線を挟んで対向するように複数配置されるため、湿分分離エレメントにおけるベーン面積を十分に確保することができ、円筒管を大型化することなく蒸気入口部から流入する蒸気から効率よく湿分を除去し、蒸気出口部から排出することができる。
　また、上記の湿分分離器では、前記蒸気入口部は、前記円筒管における前記軸線の方向の両端部の間に設けられており、前記蒸気出口部は、前記円筒管における前記軸線の方向の両端部に設けられており、前記湿分分離エレメントは、前記蒸気入口部を基準に前記空間内の前記軸線の方向の両側に設けられてもよい。
　この構成によれば、蒸気出口部を円筒管の軸線の方向の両端部に設けることで、例えば二つの湿分分離器を一つにまとめ、湿分分離器のさらなるコンパクト化も可能である。
　また、上記の湿分分離器は、前記蒸気入口部の上方に前記軸線に交差する断面が前記円筒管の内周面に沿った案内面を有し、前記蒸気を前記第一の流路に案内する分流部材をさらに備えていてもよい。
　この構成によれば、蒸気入口部から流入した蒸気が分流部材の案内面に衝突したのちに軸線を挟んで二手に分流してから第一の流路に導かれる。第一の流路に導かれた蒸気は、湿分分離エレメントを通過して湿分が分離された後に第二の流路に導かれ、蒸気出口部から排出される。したがって、案内面に蒸気が衝突する際にも湿分を分離することができ、かつ軸線を挟んで対向する湿分分離エレメントの各々に蒸気を流入させ、湿分分離器全体としての湿分分離性能を向上させることができる。
　また、上記の湿分分離器では、前記湿分分離エレメントが、前記円筒管の上下に複数段に配置されていてもよい。
　この構成によれば、湿分分離エレメントが円筒管の上下に複数段に配置されていることで、湿分分離エレメントにおけるベーン面積を十分に確保することができるため、蒸気から効率よく湿分を分離することができる。
　また、上記の湿分分離器は、高圧タービンと、該高圧タービンよりも低圧側に接続された中圧タービンと、該中圧タービンよりも低圧側に接続された低圧タービンとを備える蒸気タービンプラントにおいて、前記高圧タービンと前記中圧タービンとの間に設けられてもよい。
　また、本発明の一態様に係る蒸気タービンプラントは、第一のタービンと、前記第一のタービンよりも低圧側に接続された第二のタービンと、前記第一のタービンと前記第二のタービンの間に設けられる上記の湿分分離器と、を備え、前記第一のタービンから排出された蒸気が前記蒸気入口部を介して前記湿分分離器の内部に導入され、前記蒸気出口部から排出された蒸気が前記第二のタービンに導入されてもよい。
　この構成によれば、蒸気タービンプラントが上記の湿分分離器を備えることで、タービン建屋内での湿分分離器のレイアウトの自由度が増し、かつ、湿分分離器の大型化を回避して設備コストを低減でき、メンテンナンス性を向上させることができる。
　本発明の湿分分離器及び蒸気タービンプラントによれば、湿分分離器に接続される配管のレイアウトの自由度を向上させることができ、コンパクト化が可能である。
本発明の実施形態に係る湿分分離器を備えた蒸気タービンプラントの系統図であって上方から見た図である。 本発明の実施形態に係る湿分分離器の斜視図である。 本発明の実施形態に係る湿分分離器の軸線を含む縦断面図であって湿分分離器を上方から見た図である。 本発明の実施形態に係る湿分分離器の軸線に直交する横断面図であって、図３に示す構造体のＡ－Ａ断面に対応する図である。 本発明の実施形態に係る湿分分離器の軸線に直交する横断面図であって、図３に示す構造体のＢ－Ｂ断面に対応する図である。
（全体構成）
　以下、本発明の実施形態について、図１～図５を参照して説明する。
　図１は、本発明の実施形態に係る蒸気タービンプラントＰの系統図である。
　本発明の実施形態に係る蒸気タービンプラントＰは、例えば原子力発電設備に用いられ、図示しないタービン建屋内に、高中圧タービン１と、低圧タービン２と、高圧湿分分離器（湿分分離器）３と、低圧湿分分離加熱器４と、脱気器５とを備えている。図示しない蒸気発生器からの蒸気が高中圧タービン１へ導入され、高中圧タービン１における高圧タービン（第一のタービン）１１からの蒸気は高圧湿分分離器３を介して高中圧タービン１における中圧タービン（第二のタービン）１２に導入される。その後、中圧タービン１２からの蒸気は低圧湿分分離加熱器４を介して低圧タービン２に導入される。低圧タービン２からの排気蒸気は図示しない復水器で復水され、脱気器５へ導入された後に蒸気発生器で蒸気が生成され高圧タービン１１へ導入される。
　高中圧タービン１は、高圧タービン１１と中圧タービン１２とから構成されている。高圧タービン１１の入口部は、蒸気発生器に配管を介して接続されている。また、高圧タービンの出口部１１１は、高圧湿分分離器３の第一の蒸気入口部３１及び第二の蒸気入口部３２に配管６ａを介して接続されている。中圧タービン１２の入口部１２１は、高圧湿分分離器３の第一の蒸気出口部３３及び第二の蒸気出口部３４に配管６ｂを介して接続されており、中圧タービン１２の出口部１２２は低圧湿分分離加熱器４の入口部４１に配管６ｃを介して接続されている。
　高圧タービン１１の出口部１１１は、高圧タービン１１の下部に高圧タービン１１の回転中心軸線である中心線Ｃに対して交差（直交）する一方向Ｄに、中心線Ｃを挟んで対称に二カ所設けられている。そしてこれらの出口部１１１に対応して、図２に示すように高圧湿分分離器３の下部には一方向Ｄに間隔をあけて上下に開口する第一の蒸気入口部３１及び第二の蒸気入口部３２が設けられている。高圧湿分分離器３は中心線Ｃに対して交差する一方向Ｄに、中心線Ｃの位置を中央として中心線Ｃをまたいで配置されている。本実施形態では第一の蒸気入口部３１及び第二の蒸気入口部３２のそれぞれは、高圧湿分分離器３における一方向Ｄの端部と中央とのちょうど中間の位置で高圧湿分分離器３に接続されている。
　高圧湿分分離器３の第一の蒸気出口部３３は高圧湿分分離器３における一方向Ｄの両端部に一方向Ｄに開口して一つずつ設けられて、中圧タービンの複数の入口部１２１にそれぞれ接続されている。また、高圧湿分分離器３の第二の蒸気出口部３４は中心線Ｃと第一蒸気入口部３１との間、及び中心線Ｃと第二の蒸気入口部３２との間に上方に開口して一つずつ設けられて、中圧タービン１２の複数の入口部１２１にそれぞれ接続されている。
　第一の蒸気出口部３３に対応する中圧タービン１２の入口部１２１は中圧タービン１２の下部に設けられており、第一の蒸気出口部３３と中圧タービン１２の入口部１２１とが配管６ｂを介して接続されている。第二の蒸気出口部３４に対応する中圧タービン１２の入口部１２１は中圧タービン１２の上部に設けられており、第二の蒸気出口部３４と配管６ｄを介して接続されている。
　中圧タービン１２の出口部１２２は、中圧タービン１２の上部に、当該中圧タービン１２の入口部１２１よりも低圧タービン２側に設けられている。これら出口部１２２は、中心線Ｃを挟んで一方向Ｄに間隔をあけて二つ設けられており、中心線Ｃの両側に設けられた二つの低圧湿分分離加熱器４における入口部４１と配管６ｃを介してそれぞれ接続されている。
　図示しない低圧湿分分離加熱器４の出口部は、低圧タービン２の入口部２１に配管６ｅを介してそれぞれ接続されている。低圧タービン２の図示しない出口部は復水器に配管を介して接続されている。
　高中圧タービン１及び低圧タービン２は中心線Ｃ回りに回転する主軸７によって接続され、主軸７の先端は図示しない発電機と接続されている。
（湿分分離器）
　以下、高圧湿分分離器３について詳しく説明する。
　図２～図５に示すように、本実施形態に係る高圧湿分分離器３は、円筒管３１４と、複数の湿分分離エレメント３１５と、仕切板３８と、区画板３９と、スペーサ３１６と、シール部材３１７と、分流部材３２０とを備えている。
（円筒管）
　円筒管３１４は、水平方向に沿うとともに中心線Ｃに交差（直交）する軸線Ｏの方向（一方向Ｄ）に延びるとともに中空に形成されている。図２に示すように、上記の通り円筒管３１４には、第一の蒸気入口部３１、第二の蒸気入口部３２、第一の蒸気出口部３３、及び第二の蒸気出口部３４が形成されている。第一の蒸気入口部３１及び第二の蒸気入口部３２は、円筒管３１４の内部と連通するように設けられ、蒸気を導入することが可能となっている。第一の蒸気出口部３３及び第二の蒸気出口部３４からは蒸気を円筒管３１４の外部へ排出することが可能となっている。
（湿分分離エレメント）
　湿分分離エレメント３１５は、円筒管３１４の内部で、軸線Ｏの方向に並んで複数設けられている。具体的には、第一の蒸気入口部３１を基準に軸線Ｏの方向の両側と、第二の蒸気入口部３２を基準に軸線Ｏの方向の両側とに並んでいる。湿分分離エレメント３１５は上下方向に複数段（本実施形態では二段だが三段以上であってもよい）に設けられている。上下方向に設けられた二段の湿分分離エレメント３１５は、軸線Ｏを挟んで上下に対向するように設けられ、また、湿分分離エレメント３１５は中心線Ｃの方向に間隔をあけて対をなして設けられ、中心線Ｃの方向に対向するように設けられる。複数の湿分分離エレメント３１５の各々は矩形板状をなし、その表面を中心線Ｃの方向に向けて、その長手方向が軸線Ｏの方向に沿って配置されている。
　各々の湿分分離エレメント３１５は、波形をなすセパレータベーンが所定間隔で積層された構造を有している。
　以下、図２に示すように円筒管３１４の長手方向となる軸線Ｏの方向に、第一の蒸気出口部３３から第二の蒸気出口部３４に向かって湿分分離エレメント３１５の群を、第一の湿分分離エレメント群３１０、第二の湿分分離エレメント群３１１、第三の湿分分離エレメント群３１２、第四の湿分分離エレメント群３１３とする。第一の湿分分離エレメント群３１０と第二の湿分分離エレメント群３１１との間に第一の蒸気入口部３１が配置され、第三の湿分分離エレメント群３１２と第四の湿分分離エレメント群３１３との間に第二の蒸気入口部３２が配置されている。
　第二の湿分分離エレメント群３１１及び第三の湿分分離エレメント群３１２のそれぞれにおける軸線Ｏの方向の中心位置に対応する円筒管３１４の上部に、上記の第二の蒸気出口部３４が開口して設けられている。
　これにより、図３～図５に示すように円筒管３１４の内周面と複数の湿分分離エレメント３１５の間には、蒸気が流通する軸線Ｏの方向に延びる断面半月状の第一の流路３６が中心線Ｃの方向に間隔をあけて対をなして区画されている。また、軸線Ｏを挟んで中心線Ｃの方向に対向する複数の湿分分離エレメント３１５同士の間には、第二の流路３７が区画されている。蒸気は、第一の流路３６を軸線Ｏ方向に移動しつつ湿分分離エレメント３１５を通過し、第二の流路３７に導かれ、第一の蒸気出口部３３及び第二の蒸気出口部３４から排出されることで蒸気が湿分分離エレメントを通過する際に湿分が除去されるようになっている。ここで、第一の流路３６は、当該流路を流れる蒸気を第二の流路３７に導く性質を有していればよいため、必ずしも半月状に形成されている必要はなく、蒸気が第一の流路３６から第二の流路３７へ流通する際に湿分分離エレメント３１５を通過するように形成されていればよい。
（仕切板）
　第一の湿分分離エレメント群３１０と第二の湿分分離エレメント群３１１とにおける第一の蒸気入口部３１に面するそれぞれの端部には、仕切板３８が設けられている。また、第三の湿分分離エレメント群３１２及び第四の湿分分離エレメント群３１３の第二の蒸気入口部３２に面する端部には、仕切板３８が設けられている。その一方で、第一の湿分分離エレメント群３１０における第一の蒸気出口部３３、及び、第四の湿分分離エレメント群３１３における第二の蒸気出口部３４に面する端部には仕切板３８が設けられていない。同様に第二の湿分分離エレメント群３１１と第三の湿分分離エレメント群３１２とが対向する位置についても仕切板３８が設けられていない。
　図４に示すように、仕切板３８は上下二段の湿分分離エレメント３１５の端部全体を覆うように、円筒管３１４の内部で円筒管３１４の上下方向にわたって設けられている。これにより、第一の蒸気入口部３１及び第二の蒸気入口部３２に連通する蒸気導入室３５が円筒管３１４の内部で区画される。第一の蒸気入口部３１及び第二の蒸気入口部３２から流入した蒸気は蒸気導入室３５から第一の流路３６に向かって流通する。
（区画板）
　図５に示すように、円筒管３１４の内部には軸線Ｏの方向に延びる区画板３９が設けられている。上下に配置された複数の湿分分離エレメント３１５のうち、下側の湿分分離エレメント３１５Ｂは、区画板３９の上にその下端が固定されている。区画板３９は、円筒管３１４の内部で軸線Ｏの下方に配置され、ドレンが流通する断面半月状のドレン流路３１８を円筒管３１４の内周面との間に区画している。
　また、上側の湿分分離エレメント３１５Ａの下端と湿分分離エレメント３１５Ｂの上端との間にはスペーサ３１６が設けられて、これらの湿分分離エレメント３１５Ａ、３１５Ｂを支持している。加えて、湿分分離エレメント３１５Ａの上端を固定部材３１９によって円筒管３１４の内周面に支持している。ここで上側の湿分分離エレメント３１５Ａと下側の湿分分離エレメント３１５Ｂとの間の固定は必ずしもスペーサ３１６を用いて行う必要はない。
　区画板３９と円筒管３１４の内周面との間におけるドレン流路３１８内には、区画板３９の下面から下方に突出するとともに円筒管３１４の内周面から上方に突出するように設けられて、ドレン流路３１８内への蒸気の流入を阻止するラビリンス状のシール部材３１７が設けられている。ドレンは、ドレン流路３１８と連通して設けられた図示しないドレン排出口から外部へ排出される。
（分流部材）
　図２及び図６に示すように、分流部材３２０は、第一の蒸気入口部３１及び第二の蒸気入口部３２と対向するように円筒管３１４の内部に設けられている。より具体的には、分流部材３２０は、円筒管３１４の内周面に沿う湾曲形状をなして中心線Ｃに向かって延びる案内面３２０ａを有している。分流部材３２０は第一の蒸気入口部３１及び第二の蒸気入口部３２と上下方向に間隔をあけてこれら蒸気入口部３１、３２の上方に配置されて円筒管３１４の内周面に固定されている。
　案内面３２０ａは、第一の蒸気入口部３１及び第二の蒸気入口部３２からの蒸気を、蒸気導入室３５に導く際に、軸線Ｏから円筒管３１４の径方向外側に離れるように分流し、その後、蒸気を一対の第一の流路３６に案内する。
（作用効果）
　次に、本実施形態の高圧湿分分離器３の作用について説明する。
　上記構成の蒸気タービンプラントＰでは、脱気器５から送出された水は蒸気発生器において加熱蒸気となり、この加熱蒸気は高圧タービンの入口部に送られて仕事をした後、高圧タービンの出口部１１１から配管６ａを介して高圧湿分分離器３に送られ、湿分が除去されたのちに中圧タービンの入口部１２１へ送られる。
　図４に示すように、高圧湿分分離器３において、第一の蒸気入口部３１及び第二の蒸気入口部３２から蒸気導入室３５へ流入した蒸気は、分流部材３２０に衝突することで案内面３２０ａに案内されて一対の第一の流路３６の各々に流入する。第一の流路３６に流入した蒸気は、第一の流路３６を軸線Ｏの方向に流通する。その後、第一の流路３６から円筒管３１４の径方向内側に向かって流通する。
　この際、蒸気は第一の流路３６と第二の流路３７の境界に設けられた湿分分離エレメント３１５を通過する。すると、蒸気に含まれる湿分が湿分分離エレメント３１５でドレンとなり、蒸気から湿分を除去することができる。分流部材３２０によって二手に分かれていた蒸気が第一の湿分分離エレメント群３１０及び第四の湿分分離エレメント群３１３を通過した後に第二の流路３７において合流し、第二の流路３７を軸線Ｏの方向に移動し、円筒管３１４の長手方向の両端に設けられた第一の蒸気出口部３３から外部に排出される。また分流部材３２０によって二手に分かれていた蒸気が第二の湿分分離エレメント群３１１及び第三の湿分分離エレメント群３１２を通過した後に第二の流路３７において合流し、円筒管３１４の上部に設けられた第二の蒸気出口部３４から外部へ排出される。
　蒸気から湿分が除去される際に発生したドレンは、円筒管３１４の内部で下方に滴り落ちることによって、ドレン流路３１８へ導かれ、図示しないドレン排出口から円筒管３１４の外部へ排出される。
　本実施形態の蒸気タービンプラントＰによれば、円筒管３１４の軸線Ｏの方向に開口する蒸気出口部３３、３４によって湿分分離エレメント３１５を通過した蒸気が円筒管３１４の軸端から排出されるようにしたことで、蒸気出口部３３、３４に接続される配管６ｂを水平方向に伸ばすことができ、タービン建屋内での配管６ｂのレイアウトの自由度が増す。
　さらに、円筒管３１４の軸線Ｏの方向に開口する蒸気出口部３３、３４によって湿分分離エレメント３１５を通過した蒸気が円筒管３１４の軸端から排出されるようにしたことで、湿分分離エレメント３１５のレイアウトが蒸気出口部３３、３４の制約を受けにくくなる。具体的には、湿分分離エレメント３１５を通過した蒸気が円筒管３１４の軸端から排出されるようにしたことで、湿分分離エレメント３１５を円筒管３１４の径方向内側に寄せて配置し、湿分分離エレメント３１５に蒸気を流入させる流路である第一の流路３６を円筒管３１４内の径方向外側に配置することが可能となる。
　湿分分離エレメント３１５を円筒管３１４の内部で径方向内側に寄せて軸線Ｏに近い位置に配置することができることで、湿分分離エレメント３１５を円筒管３１４内の軸線Ｏから離れた位置、即ち円筒管３１４内の径方向外側に寄って配置する場合に比べ、湿分分離エレメント３１５の上下方向の寸法を大きくすることができる。よって湿分分離エレメント３１５におけるベーン面積を確保するために円筒管３１４を大型化する必要がなくなり、タービン建屋内の蒸気タービンプラントＰの各構成のレイアウトの制約に対応可能となる。またベーン面積の確保による高圧湿分分離器３のコンパクト化が可能であり、設備コストを低減でき、メンテンナンス性を向上させることができる。
　さらに本実施形態では、蒸気出口部３３、３４を円筒管３１４の軸線Ｏの方向の両端部に設けることで、二つの湿分分離器を一つにまとめたような形状になっている。即ち二つの湿分分離器を一つにまとめ、湿分分離器３のさらなるコンパクト化も可能である。よって蒸気タービンプラントＰのさらなるコンパクト化が可能である。
　さらに本実施形態では、複数の湿分分離エレメント３１５が、軸線Ｏを挟んで対向するように複数配置され、かつ、円筒管３１４の上下に二段に配置されていることで、湿分分離エレメント３１５におけるベーン面積を十分に確保することができる。よって、円筒管３１４を大型化することなく蒸気入口部３１、３２から流入する蒸気から効率よく湿分を除去し、蒸気出口部３３、３４から排出することができる。
　また、蒸気入口部３１、３２から流入した蒸気が分流部材３２０の案内面３２０ａに衝突したのちに軸線Ｏを挟んで二手に分流してから第一の流路３６に導かれる。したがって分流部材３２０に蒸気が衝突する際にも湿分を分離することができ、かつ軸線Ｏを挟んで中心線Ｃの方向に対向する湿分分離エレメント３１５の各々に蒸気を流入させ、高圧湿分分離器３全体としての湿分分離性能を向上させることができる。
　本実施形態では必ずしも分流部材３２０は設けられなくともよい。また、分流部材３２０の案内面３２０ａ必ずしも円筒管３１４の内部に沿う湾曲形状に形成されている必要はなく、例えば、案内面３２０ａが平面であってもよい。
　以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
　例えば、高圧湿分分離器３の第一の蒸気出口部３３は高圧湿分分離器３における軸線Ｏの両端部に必ずしも開口する必要はなく、片端部のみに開口するようにしてもよい。
　また、上述した蒸気タービンプラントＰは、原子力発電設備だけに限定して適用されるとは限らず、例えば火力発電設備に適用することもできる。
　本発明は、湿分分離器、及び蒸気タービンプラントに適用可能である。
　１　　高中圧タービン
　２　　低圧タービン
　３　　高圧湿分分離器
　４　　低圧湿分分離加熱器
　５　　脱気器
　６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ　　配管
　７　　主軸
　１１　　高圧タービン（第一のタービン）
　１２　　中圧タービン（第二のタービン）
　２１　　低圧タービンの入口部
　３１　　第一の蒸気入口部
　３２　　第二の蒸気入口部
　３３　　第一の蒸気出口部
　３４　　第二の蒸気出口部
　３５　　蒸気導入室
　３６　　第一の流路
　３７　　第二の流路
　３８　　仕切板
　３９　　区画板
　４１　　低圧湿分分離器の入口部
　１１１　　高圧タービンの出口部
　１２１　　中圧タービンの入口部
　１２２　　中圧タービンの出口部
　３１０　　第一の湿分分離エレメント群
　３１１　　第二の湿分分離エレメント群
　３１２　　第三の湿分分離エレメント群
　３１３　　第四の湿分分離エレメント群
　３１４　　円筒管
　３１５　　湿分分離エレメント
　３１５Ａ　　上側の湿分分離エレメント
　３１５Ｂ　　下側の湿分分離エレメント
　３１６　　スペーサ
　３１７　　シール部材
　３１８　　ドレン流路
　３１９　　固定部材
　３２０　　分流部材
　３２１　　仕切板
　Ｐ　　蒸気タービンプラント

Claims (7)

  1. 　水平方向に沿う軸線を中心として筒状をなし、内部に前記軸線の方向に延びる空間が形成された円筒管と、
    　前記円筒管の下部に設けられ、蒸気が流入する蒸気入口部と、
    　前記円筒管の軸線の方向の端部から前記軸線の方向に開口して前記蒸気を前記円筒管から排出する蒸気出口部と、
    　前記蒸気入口部と前記蒸気出口部との間で前記円筒管内に配置され、前記蒸気を通過させることで、前記蒸気から湿分を分離する複数のベーンを有する湿分分離エレメントと、
    　を備える湿分分離器。
  2. 　前記蒸気出口部は、前記円筒管における前記軸線の方向の少なくとも一方の端部に設けられており、
    　前記湿分分離エレメントは、前記軸線を挟んで対向するように複数が配置されており、　前記円筒管の内周面と前記湿分分離エレメントとの間には第一の流路が形成され、
    　前記軸線を挟んで対向する前記湿分分離エレメント同士の間には第二の流路が形成され、
    　前記蒸気入口部からの前記蒸気が前記第一の流路を経由して前記第二の流路に流入し、前記蒸気出口部に導かれる請求項１に記載の湿分分離器。
  3. 　前記蒸気入口部は、前記円筒管における前記軸線の方向の両端部の間に設けられており、
    　前記蒸気出口部は、前記円筒管における前記軸線の方向の両端部に設けられており、　前記湿分分離エレメントは、前記蒸気入口部を基準に前記空間内の前記軸線の方向の両側に設けられている請求項２に記載の湿分分離器。
  4. 　前記蒸気入口部の上方に前記軸線に交差する断面が前記円筒管の内周面に沿った案内面を有し、前記蒸気を前記第一の流路に案内する分流部材をさらに備える請求項２又は３に記載の湿分分離器。
  5. 　前記湿分分離エレメントが、前記円筒管の上下に複数段に配置されていている請求項１から３のいずれか一項に記載の湿分分離器。
  6. 　高圧タービンと、該高圧タービンよりも低圧側に接続された中圧タービンと、該中圧タービンよりも低圧側に接続された低圧タービンとを備える蒸気タービンプラントにおいて、
    　前記高圧タービンと前記中圧タービンとの間に設けられた請求項１から５のいずれか一項に記載の湿分分離器。
  7. 　第一のタービンと、
    　前記第一のタービンよりも低圧側に接続された第二のタービンと、
    　前記第一のタービンと前記第二のタービンの間に設けられる請求項１から５のいずれか一項に記載の湿分分離器と、
    　を備え、
    　前記第一のタービンから排出された蒸気が前記蒸気入口部を介して前記湿分分離器の内部に導入され、前記蒸気出口部から排出された蒸気が前記第二のタービンに導入される蒸気タービンプラント。
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