JPH01184309A - 過熱低減器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は過熱低減器に係り、特に過熱蒸気等の過熱流体
の配管中に設置した筒内で冷却水等の冷却媒体を噴霧し
て過熱流体の温度を低下させる過熱低減器に関する。

〔従来の技術〕

過熱低減器には、従来、蒸気霧化式、旋回噴霧式あるい
は圧力噴霧式等の冷却水噴霧式が広く利用されている。

この場合、冷却水の噴霧は極力微細で、かつ均一なもの
として過熱蒸気による冷却水の蒸発速度を早め、後流蒸
気配管に必要な管軸方向長さを短縮し、かつ蒸気配管へ
の熱応力発生を低減させることが望まれている。

しかしながら、冷却水噴霧式の場合、噴霧水滴は、過熱
蒸気流から受ける抵抗力により噴霧後、直ちに蒸気流と
等速となり、蒸気流との相対速度がなくなるため蒸発速
度が急速に低下する。また、噴霧水滴は蒸気流と等速で
筒内を流れるため、過熱低減器中の滞留時間は非常に短
い。したがって、冷却水噴霧式の過熱低減器の場合、過
熱蒸気の低減効果が低く、配管の管軸方向長さが長くな
る問題がある。

さらに冷却水噴霧式の過熱低減器の場合、減温器本体を
構成する蒸気配管への冷却水の衝突による熱衝撃（サー
マルショック）が発生する問題がある。このような問題
を解消するために減温器本体を構成する蒸気配管内部に
保護内筒を設けると共に保護内筒を十分な長さとするこ
とによって蒸発することなく、後流の配管側に達する冷
却水量を減らし、後流配管でのサーマルショックの発生
を抑制する必要がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のように、従来の冷却水噴霧式の過熱低減器の場合
には、冷却水を蒸気流中において噴霧微細化するための
構造機能を必要とし、また、噴霧冷却水が後流配管へ衝
突するこにより発生するサーマルショックを抑制するた
めに噴霧冷却水が蒸発するための配管の管軸方向長さを
必要とし、配置上の制約を受けていた。

本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解消し、
冷却水等の噴霧式過熱低減器において、複雑な噴霧微細
化機能を要することなく、冷却水等の蒸発に必要な配管
軸方向の長さを短縮することが可能な過熱低減器を提供
することにある。

〔課題を解決するための手段〕 上記した目的は、減温器内に保護内筒を設け、この保護
内筒内に突出する少な（とも１つのスプレーノズルを設
けると共に前記スプレーノズルからの冷却媒体が前記保
護内筒の内面に対してその円周方向に噴出するよう冷却
媒体噴出口を形成することによって達成される。

〔作用〕

保護内筒により突出したスプレーノズルに形成される冷
却媒体噴出口から噴出した冷却水等の冷却媒体は、保護
内筒内面における円周方向に噴出した後、過熱蒸気等の
過熱流体によりその過熱流体の流れ方向に移動し、保護
内筒内に液膜を形成する。

この液膜が過熱蒸気等の過熱流体から熱を受けて蒸発す
る。この結果、冷却媒体の蒸発率が高く、過熱流体の減
温効果が高くなる。このため、減温器の必要な管軸方向
長さを格段に短くできる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の過熱低減器の一実施例を示す断面図、
第２図は第１図のＡ−Ａ線断面図である。

この過熱低減器は、減温器本体配管１の半径方向両端部
にそれぞれスプレーノズル２が取り付けられ、そのスプ
レーノズル２の先端部は、支持部材８ａおよび８ｂを介
して減温器本体配管１と同心円上に配置された保護内筒
２の内部に突出している。保護内筒２の内部に突出して
いるスプレーノズル３ａに形成された噴出口４ａとスプ
レーノズル３ｂに形成された噴出口４ｂはそれぞれスプ
レーノズルにおける過熱蒸気流５の流れ方向に直交する
面に形成される共に保護内筒２の中心点から対称の位置
に配置されている。

次に上記のように構成される過熱低減器の作用について
説明する。

所定の配管から減温器本体配管１に導入した過熱蒸気は
、過熱蒸気流５となって保護内筒２内に導入する。一方
、減温器後流側に設置された温度発信器（図示せず）の
信号に基づいて作動する冷却水量調整弁（図示せず）に
より流量が制御された冷却水は、図中、矢印６で示す冷
却水注入方向からスプレーノズル３ａおよび３ｂ内に注
入さ瓢それぞれの噴出口４ａ、４ｂから保護内筒２内に
噴出する。

噴出口４ａおよび４ｂから噴出した冷却水は、まず第２
図に冷却水噴射方向７で示すようにそれぞれ保護内筒２
の内面に沿って円周方向に流れる。

このとき、保護内筒２内を流れる過熱蒸気流５により蒸
気流の下流側に押し流され、第３図に示すような冷却水
膜流方向９に流れながら保護内筒２内に冷却水膜を形成
し、過熱蒸気流５より熱、を受けて蒸発し、過熱蒸気の
温度を低下させる。

冷却水膜は、過熱蒸気流５から抵抗力により保護内筒２
の内面を過熱蒸気流５と同一方向に流れるが、同時に保
護内筒２からの摩擦力を受けるために、その流速は過熱
蒸気流５の流速よりも小さくなる。このため、従来の冷
却水噴霧式過熱低減器の場合、噴霧された冷却水滴は噴
霧後、直ちに過熱蒸気流と等速となり、減温器内での滞
留時間が短く、また過熱蒸気流との相対速度がなく、冷
却水と過熱蒸気流との熱伝達が低い。しかし、本実施例
においては、冷却水の保護内筒２内での滞留時間が長く
、また、冷却水と過熱蒸気流５との相対速度も大きく、
熱伝達は高くなる。この結果、従来の冷却水噴霧式の過
熱低減器に比較して減温器の管軸方向に対する水蒸発率
は格段に向上し、減温器配管に必要な管軸方向長さを短
くすることができる。

上記した実施例において、効果的な冷却水膜を形成する
には、過熱蒸気流速が最大で２０〜５０ｍ／ｓとなるよ
うに配管寸法を設定し、冷却水の噴霧速度を１０〜２０
ｍ／ｓと設定することが望ましい。また、噴霧方向を保
護内筒２の内面接線方向に蒸気流方向と８０〜９０°を
なず角度とすることが望ましい。これによって減温器長
さ方向の冷却水蒸発率は、従来の冷却水噴霧式の過熱減
温器の場合の１５０〜２００％とすることが可能となり
、その結果減温器に必要な管軸方向長さを２／３〜１／
２に短縮することが可能となる。

上記した実施例において、特に過熱蒸気を低減するため
に冷却水を噴霧する例を示したが、本発明は過熱蒸気以
外の過熱流体（気体）に対してその流体の温度を低減す
るに必要な冷却媒体（液体）を使用する過熱低減器にも
適用することができる。

また、上記した実施例では、スプレーノズルを２つ設置
した例を示したが、本発明において保護内筒内に突出す
る部分を１つ又は保護内筒の円周方向に等間隔に３つ以
上設置してもよい。

〔効果〕

以上のように本発明によれば、減温器の内部に設置した
保護内筒に沿った冷却液の液膜からの蒸発により過熱流
体の減温を行うことができ、従来の冷却水噴霧式の過熱
低減器に比較して冷却水の蒸発率を格段に向上させるこ
とができる。

また、スプレーノズルは保護内筒にその一部を突出させ
、スプレーノズルからの冷却媒体が保護内筒の内面をそ
の円周方向に沿って噴出するように噴射口を設ければよ
いでスプレーノズルの構造を簡略化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の過熱低減器の一実施例を示す断面図、
第２図は第１図のＡ−Ａ線断面図、第３図は第１図の過
熱低減器における冷却水膜の流れ方向を示す説明図であ
る。 １・・・・・・減温器本体配管、２・・・・・・保護内
筒、３　ａ。 ３ｂ・・・・・・スプレーノズル、’４ａ、４ｂ・・・
・・・噴射口、５・・・・・・過熱蒸気流、６・・・・
・・冷却水注入方向、７・・・・・・冷却水噴射方向、
８ａ、８ｂ・・・・・・支持部材、９・・・・・・冷却
水膜流方向。 代理人　弁理士　西　元　勝　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）過熱流体の配管の途中に設置された減温器内に冷
   却媒体を導入して過熱流体の温度を低減させる過熱低減
   器において、前記減温器の内に保護内筒を設け、この保
   護内筒内に突出する少なくとも１つのスプレーノズルを
   設けると共に前記スプレーノズルからの冷却媒体が前記
   保護内筒の内面に対してその円周方向に噴出するように
   冷却媒体噴出口を形成したことを特徴とする過熱低減器
   。