JP2003014885A - タービン建屋 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】タービン建屋のコンパクト化と、レイダウンス
ペースを確保することにより、経済性と運転性の両立を
図る。 【解決手段】タービン建屋10内に据え付けられている低
圧タービン12の復水器16の両側に組合せ中間弁32を介し
て加熱器20を配管接続して配置する。加熱器20の上流側
に湿分分離器21を接続して配置する。加熱器20と湿分分
離器21は従来の湿分分離加熱器が有する蒸気中の湿分分
離機能と加熱器能とが区分して独立に構成し小型化され
たものである。加熱器20を復水器のネックヒータ上部に
配置し、湿分分離器21を高圧タービン下部の排気管の途
上に設置して、加熱器20と配管接続する。これにより建
屋のコンパクト化と、定期検査時に必要となるタービン
部品等のレイダウンスペースの確保が両立できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は沸騰水型原子力発電
所のタービン建屋に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の沸騰水型原子力発電所のタービン
建屋内には例えば図11に示したような湿分分離加熱器１
が設置されている。図11中、符号２は横長のタンクで、
タンク２内に第１段加熱器束３、第２段管束４、湿分分
離器５、第１段加熱器加熱蒸気入口６および第２段加熱
器加熱蒸気入口７が設けられている。また、タンク２の
外面には複数の湿り蒸気入口８および複数の過熱蒸気出
口９が取り付けられている。

【０００３】なお、上記構成の湿分分離加熱器１は例え
ば改良型沸騰水型原子炉1350ＭＷｅ級の原子力発電プラ
ントタービン建屋に配置されているもので、概略寸法が
外径４ｍ、長さ34ｍ程度の大きさを有している。

【０００４】タービン建屋内の湿分分離加熱器１の配置
方法には運転床上設置方式と、運転床下設置方式があ
る。図12は運転床上設置方式を説明するためのタービン
建屋運転床面レベルの概略平面図であり、図13は図12の
Ａ−Ａ矢視線に沿う断面図である。また、図14は運転床
下設置方式を説明するためのタービン建屋運転床下レベ
ルの概略平面図であり、図15はＡ−Ａ矢視線に沿う断面
図である。

【０００５】図12および図13中、符号10はタービン建屋
で、タービン建屋10内に高圧タービン11、低圧タービン
12および発電機13が回転自在に直列接続されている。ま
た、符号14はＭＳＨ（湿分分離加熱器）チューブ引抜き
スペース、15は３基の低圧タービン12と湿分分離加熱器
１を包囲するしゃへい室、16は復水器、17は天井クレー
ン、18はタービン基礎である。

【０００６】図12および図13に示す運転床上設置方式は
運転床上部に湿分分離加熱器１が低圧タービン12を挟む
形で設置されている。この設置方式は運転床の作業員に
対する湿分分離加熱器１のしゃへい室15が必要となって
いる。

【０００７】湿分分離加熱器１はその大きさのため、復
水器16の両脇に設置した場合には復水器ネックヒータ９
をメンテナンスするためのスペースを確保することがで
きない。そこで、復水器ネックヒータ９のメンテナンス
ベースとの干渉を平面的に回避するため、高圧タービン
11が設置される位置のタービン基礎18の両脇に配置して
いる。この設置方式は、運転床に湿分分離加熱器１のし
ゃへい室15を不要とするため、定期検査時のレイダウン
スペースは十分確保することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】図12および図13に示し
た運転床上設置方式は、湿分分離加熱器１の本体および
引抜きスペース14が高圧タービン11，低圧タービン12お
よび発電機13の必要長さよりも短いため、タービン建屋
10の長さを小さくできる利点がある。しかしながら、し
ゃへい室15が運転床上に大きなスペースを占有している
ため、定期検査時に必要となるタービン部品等のレイダ
ウンスペースが不足することとなり、隣接する他の建屋
に補助レイダウンスペースを確保する等の対策が必要と
なる課題がある。

【０００９】図14および図15に示した運転床下設置方式
は高圧タービン11の脇に大型の湿分分離加熱器１を配置
するため、湿分分離加熱器１の本体およびＭＳＨチュー
ブ引抜きスペース14をタービン建屋10内に収納するた
め、運転床上設置方式に比較して建屋長さが10ｍ以上大
きくなる課題がある。

【００１０】図12および図14に示した湿分分離加熱器１
の両設置方式はタービン建屋のコンパクト化による経済
性と、定期検査時の十分なレイダウンスペース確保を両
立させるものではなく、一長一短のある設置方式であっ
た。

【００１１】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、従来の湿分分離機能と加熱機能とが一体化さ
れた湿分分離加熱器の構造を改良して小型化された湿分
分離器と加熱器とに区分し、かつタービン建屋内への配
置方法を変えることにより、タービン建屋のコンパクト
化による良好な経済性の確保と、定期検査時に必要とな
るタービン部品等の十分なレイダウンスペースの確保を
両立することができるタービン建屋を提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
内部に低圧タービンおよび高圧タービンが設置されてい
るタービン建屋において、前記高圧タービンの排気管の
途上に設置された湿分分離器と、前記高圧タービンの排
気管に接続された加熱器とを有し、前記加熱器の加熱器
出口ノズルが配管により前記低圧タービンに接続されて
いることを特徴とする。

【００１３】この発明によれば、タービン建屋内に設置
されていた従来の湿分分離加熱装置が、湿分分離加熱器
と加熱器に区分され各々独立に構成されて配管接続され
るため、タービン建屋のコンパクト化による良好な経済
性と定期検査時の十分なレイダウンスペースを確保して
運転性を向上させることができる。

【００１４】請求項２に係る発明は、前記加熱器は前記
タービン建屋内の運転床より下に配置されていることを
特徴とする。この発明によれば、加熱器上部運転床をフ
ラットで広い床にできるので、定期検査時のレイダウン
スペースの確保と作業性が容易となる。

【００１５】請求項３に係る発明は、前記加熱器を復水
器側面のネックヒータより上側に設置されたことを特徴
とする。この発明によれば、加熱器の配置をネックヒー
タ上部とすることで、復水器ネックヒータ引抜きスペー
スと干渉しないので、湿分分離加熱器の運転床下設置方
式では解決が困難であった建屋長さの縮小ができる。

【００１６】請求項４に係る発明は、前記高圧タービン
の排気管本数と前記低圧タービンの蒸気入口ノズル数に
対応した基数の加熱器が配置されたことを特徴とする。
この発明によれば、加熱器を２基，４基または６基に分
割することによってさらにコンパクト化できる。

【００１７】請求項５に係る発明は、前記加熱器出口ノ
ズルに加熱器吐出管の一端が接続され、前記加熱器吐出
管の他端が前記組合せ中間弁に接続されたことを特徴と
する。この発明によれば、大径かつ長尺な吐出ヘッダを
削除できる。

【００１８】請求項６に係る発明は、前記加熱器は前記
加熱器出口ノズルが前記加熱器の斜め上部に傾斜した角
度を有して取り付けられたことを特徴とする。この発明
によれば、従来加熱器の出口ノズルを加熱器の垂直方向
直上に取り付けていたのを、加熱器の斜め上方向に傾斜
した角度を有して取り付けることにより、大きなスペー
スを要していた加熱器の設置スペースを削除でき、建屋
のコンパクト化を図ることができる。

【００１９】請求項７に係る発明は、前記加熱器を複数
有し、前記加熱器をタービン建屋から搬出可能な大きさ
としたことを特徴とする。この発明によれば、加熱器の
タービン建屋からの搬出入が容易となることで、既設プ
ラントに設置されている老朽化した湿分分離加熱器のリ
プレースを容易とし、かつ効率向上を図ることができ
る。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１から図６を参照しながら本発
明に係るタービン建屋の第１の実施の形態を説明する。
図１は本実施の形態を説明するための沸騰水型原子力発
電所のタービン建屋10内を概略的に示す断面図、図２は
図１におけるＡ−Ａ矢視方向に沿う断面図、図３は図１
におけるＢ−Ｂ矢視方向に沿う断面図、図４（ａ）は図
２および図３における湿分分離器を示す概略的断面図、
図４（ｂ）は図３における低圧タービンと組合せ中間弁
との接続関係を示す概略断面図、図５は図１におけるＣ
−Ｃ矢視方向に沿う概略垂直断面図、図６は図１の加熱
器およびその周辺部の拡大図である。なお、図11から図
15と同一部分には同一符号を付して重複する部分の説明
は省略する。

【００２１】本実施の形態が従来例と異なる点は、図11
から図15に示した湿分分離加熱器１内に一体的に組み込
まれている湿分分離機能と加熱機能を小型化した加熱器
20と湿分分離器21とに分割して、湿分分離器21を図２に
示したように高圧タービン11の高圧タービン排気管22に
設置することにより加熱器20を小型化し、加熱器20の配
置を平面的には図５に示すように復水器16の側面で、垂
直方向では図３に示すように復水器ネックヒータ19より
上側とすることである。

【００２２】このように加熱器20を小型化し復水器ネッ
クヒータ19より上側に配置することにより、図３に示す
ようにネックヒータ引抜きスペース30と干渉することな
く復水器16の両脇に設置することができるため、タービ
ン建屋10の寸法を大幅に縮小化することができる。この
時、図６に示すように加熱器20の下方に設置される加熱
器吸込管40は、復水器ネックヒータ19と平面的にずらし
て設置され、ネックヒータ引抜きスペース30と干渉しな
いようになっている。

【００２３】加熱器20は、Ｕ字管式加熱器が適してい
る。Ｕ字管式加熱器は横置きＵ字管式の熱交換器で、加
熱蒸気室、管板、Ｕ字形状の伝熱管を有する加熱器管束
およびささえ板で構成されている。この他、図11に示し
た湿分分離加熱器１内に設けられている第１段加熱器加
熱蒸気入口６および第２段加熱器加熱蒸気入口７、加熱
器ドレン出口８等を有するもので、これが小型短尺タン
ク内に組み込まれ、湿分分離器の部材が除去され、タン
クの径方向と長さ方向が縮小されて小型化したものが適
用される。なお、図３中、符号31は運転床である。

【００２４】タービン排気管22の途上に設置される湿分
分離器21は図４（ａ）に示すように配管部品のエルボの
ような形状を有するＬ字状ケーシング24内の曲り部に複
数の湿分分離翼25が設けられたものである。図４（ａ）
中、符号26は蒸気流入側、27は湿分分離翼25を通過した
蒸気流出側、28は湿分が凝縮した分離液、29は分離液28
を流出するドレン管である。

【００２５】この湿分分離器21は蒸気流入側26からケー
シング24内に流入した蒸気が湿分分離翼25に衝突して旋
回する際の遠心力によって湿分が分離され、蒸気流出側
27から流出する。なお、湿分分離器21としては上記の他
にケーシング内で蒸気を渦巻状に旋回させて湿分を分離
する湿分分離器をタービン排気管22の途上に設置して適
用することもできる。

【００２６】図４（ｂ）は低圧タービン12に組合せ中間
弁（ＣＩＶ）32を接続した状態を拡大して示したもの
で、組合せ中間弁32は低圧タービン12の過速防止で、低
圧タービン12の入口に設置し、流量調整および閉止を行
うものである。図４（ｂ）中、符号33はインタセプト
弁、34は中間蒸気止め弁で、何れもバタフライ形の弁で
ある。湿分分離器より下流側のタービン排気管22は、加
熱器20に接続されている。

【００２７】本実施の形態によれば、従来の湿分分離加
熱器１内に複数の湿分分離器と加熱器とが一体的に組み
込まれた機能を加熱器20と湿分分離器21に分割してそれ
ぞれ小型化し、加熱器20の配置を復水器ネックヒータ19
のネックヒータ引抜きスペース30上部とすることで、従
来の運転床下設置方式では解決が困難であったタービン
建屋10の長さを縮小することができる。この縮小は10ｍ
から12ｍ程度が可能である。

【００２８】また、本実施の形態では運転床下設置方式
の長所である加熱器上部運転床31をフラットにすること
ができ、定期検査時のレイダウンスペースの確保が容易
となる。よって、運転床上設置方式の小さなタービン建
屋の大きさで、運転床下設置方式のフラットで広い運転
床を得ることができる。

【００２９】つぎに図７から図10により本発明に係るタ
ービン建屋の第２の実施の形態を説明する。第１の実施
の形態では、２基の加熱器20が復水器16を挟んで配置さ
れるため、製作基数が少ないことによる設備コストは少
なくてよい利点がある。しかしながら、加熱器20の１基
あたりの大きさが長大となるため、加熱器20本体の搬出
入が困難となる。

【００３０】したがって、加熱器20の故障時には内蔵し
ている加熱管束のチューブ等を引き抜き、新品と交換す
る必要があるので、チューブ引抜きスペース23を確保す
る必要があり、スペースの有効活用の面からは課題を有
することになる。

【００３１】そこで、本第２の実施の形態では低圧ター
ビン12の蒸気入口ノズル数に対応して加熱器20をさらに
小型化した加熱器20ａを復水器16を挟むように配置した
ことにある。すなわち、低圧タービン12の蒸気入口ノズ
ル数に応じ低圧タービン12の蒸気入口ノズルの合計が４
の場合は第１の例として図７に示したように４基の小型
化加熱器20ａを配置する。

【００３２】また、低圧タービン12の蒸気入口ノズルの
合計が６の場合は第２の例として図８に示したように６
基の小型化加熱器20ａを配置する。小型化加熱器20ａは
例えば図11に示した第１段加熱器管束３と第２段加熱器
管束４をそれぞれ分割して各々独立した加熱器としたも
のである。

【００３３】図７における４基の小型化加熱器20ａが復
水器16をそれぞれ２基ずつで挟む配置となっており、図
８における６基の小型化加熱器20ａが復水器16をそれぞ
れ３基ずつで挟む配置となっている。

【００３４】また、本実施の形態では、加熱器20ａの出
口ノズル37は従来加熱器の直上の垂直方向に設けていた
のに対し、図９および図10に示すように加熱器20ａの斜
め上に傾斜角度を有して出口ノズル37を取り付ける。こ
れにより、加熱器20ａの設置スペースを削減でき、建屋
のコンパクト化を図ることができる。

【００３５】さらに、加熱器20ａは、従来の湿分分離加
熱器の加熱機能を複数に分割して小型化された構成とし
ているため、１基あたりが小型化でき、加熱器20ａの本
体を搬出入することが可能となる。加熱器20ａの本体が
搬出入可能となれば、加熱器20ａのチューブ引抜きスペ
ース23は不要となり、複数の加熱器20ａの搬出入ルート
を兼用する等のスペース有効活用が達成できる。

【００３６】また、加熱器20ａを小型化することによ
り、現在稼働中の既設発電所の老朽化した湿分分離器ま
たは湿分分離加熱器の交換工事の際、加熱器の搬入ルー
トを確保しやすく、既設発電所の効率向上に大いに貢献
できる。

【００３７】本実施の形態によれば、図10に示すように
小型化加熱器20ａが配管途上の部品の如くなるインライ
ン配置概念となり、加熱器吐出ヘッダ36を介在すること
なしに加熱器20ａの排気口35から直接組合せ中間弁32へ
配管接続が可能となり、ヘッダの物量を削減できる。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、従来タービン建屋に設
置されていた長大な寸法の湿分分離加熱器を、湿分分離
機能と加熱機能とに区分して小型化したような構成の湿
分分離器と加熱器とを、配管接続して配置することによ
り、タービン建屋をコンパクト化できるとともに、定期
検査時の十分なレイダウンスペースを確保することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１の実施の形態を説明するため
の概略垂直断面図。

【図２】図１におけるＡ−Ａ矢視方向断面図。

【図３】図１におけるＢ−Ｂ矢視方向断面図。

【図４】（ａ）は図２および図３における湿分分離器を
拡大して示す概略断面図、（ｂ）は図３における低圧タ
ービンと組合せ中間弁との接続関係を拡大して示す概略
断面図。

【図５】図１におけるＣ−Ｃ矢視方向に沿う概略垂直断
面図。

【図６】図１の加熱器およびその周辺部の拡大図。

【図７】本発明に係る第２の実施の形態における第１の
例を示す概略平面図。

【図８】図７と同じく、第２の例を示す概略平面図。

【図９】第２の実施の形態における作用効果を説明する
ための概略断面図。

【図１０】同じく、第２の実施の形態の作用効果を説明
するための概略断面図。

【図１１】従来の湿分分離加熱器を一部切欠して示す斜
視図。

【図１２】従来の第１の例を説明するための概略的平面
図。

【図１３】図12におけるＡ−Ａ矢視方向断面図。

【図１４】従来の第２の例を説明するための概略的平面
図。

【図１５】図14におけるＡ−Ａ矢視方向断面図。

【符号の説明】

１…湿分分離加熱器、２…タンク、３…第１段加熱器管
束、４…第２段加熱器管束、５…湿分分離器、６…第１
段加熱器加熱蒸気入口、７…第２段加熱器加熱蒸気入
口、８…湿り蒸気入口、９…過熱蒸気出口、10…タービ
ン建屋、11…高圧タービン、12…低圧タービン、13…発
電機、14…ＭＳＨチューブ引抜きスペース、15…しゃへ
い室、16…復水器、17…天井クレーン、18…タービン基
礎、19…復水器ネックヒータ、20…加熱器、20ａ…小型
化加熱器、21…湿分分離器、22…高圧タービン排気管、
23…チューブ引抜きスペース、24…ケーシング、25…湿
分分離翼、26…蒸気流入側、27…蒸気流出側、28…分離
液、29…ドレン管、30…ネックヒータ引抜きスペース、
31…運転床、32…組合せ中間弁、33…インタセプト弁、
34…中間蒸気止め弁、35…排気口、36…加熱器吐出ヘッ
ダー、37…加熱器出口ノズル、38…加熱器吐出管、39…
加熱器吸込ヘッダー、40…加熱器吸込管。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅野 明朗 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 臼井 弘 神奈川県川崎市幸区堀川町66番２ 東芝エ ンジニアリング株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に低圧タービンおよび高圧タービン
   が設置されているタービン建屋において、前記高圧ター
   ビンの排気管の途上に設置された湿分分離器と、前記高
   圧タービンの排気管に接続された加熱器とを有し、前記
   加熱器の加熱器出口ノズルが配管により前記低圧タービ
   ンに接続されていることを特徴とするタービン建屋。
2. 【請求項２】 前記加熱器は前記タービン建屋内の運転
   床より下に配置されていることを特徴とする請求項１記
   載のタービン建屋。
3. 【請求項３】 前記加熱器を復水器側面のネックヒータ
   より上側に設置されたことを特徴とする請求項１記載の
   タービン建屋。
4. 【請求項４】 前記高圧タービンの排気管本数と前記低
   圧タービンの蒸気入口ノズル数に対応した基数の加熱器
   が配置されたことを特徴とする請求項１記載のタービン
   建屋。
5. 【請求項５】 前記加熱器出口ノズルに加熱器吐出管の
   一端が接続され、前記加熱器吐出管の他端が前記組合せ
   中間弁に接続されたことを特徴とする請求項４記載のタ
   ービン建屋。
6. 【請求項６】 前記加熱器は前記加熱器出口ノズルが前
   記加熱器の斜め上部に傾斜した角度を有して取り付けら
   れたことを特徴とする請求項４記載のタービン建屋。
7. 【請求項７】 前記加熱器を複数有し、前記加熱器をタ
   ービン建屋から搬出可能な大きさとしたことを特徴とす
   る請求項１記載のタービン建屋。