JPH01244206A

JPH01244206A - 湿分分離加熱装置

Info

Publication number: JPH01244206A
Application number: JP6961688A
Authority: JP
Inventors: Kenji Sato; 健二佐藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-03-25
Filing date: 1988-03-25
Publication date: 1989-09-28

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】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は湿分分離加熱装置に係り、特に蒸気タービンを
出たサイクル蒸気中に含まれている湿分を効率よく分離
除去できるようにした湿分分離加熱装置に関する。

（従来の技術）原子力発電プラントの蒸気タービンに供給される蒸気は
湿分を多量に含んだ湿り蒸気であって、この蒸気中の湿
分はタービン羽根を浸蝕するばかりでなくタービンの効
率低下をもたらすから、蒸気中の湿分を分離除去する必
要がある。このため原子力発電プラントでは、通常、高
圧タービンと低圧タービンとの間に湿分分離加熱装置を
設け。

高圧タービンの排気蒸気中に含まれる１０％程度の湿分
を１％以下に除去すると共にこのサイクル蒸気を過熱状
態まで加熱した後低圧タービンに供給している。

第６図および第７図は従来の湿分分離加熱装置を示した
もので、高圧タービンの排気蒸気は本体ｊ洞１下部に設
置された湿り蒸気人口２より本体胴１内に流入し、ドレ
ン流路底板３にあたって左右に分流される。分流された
湿り蒸気は、本体胴内を１；下に仕切る水平仕切板４に
より形成された下部室５内に垂直に配設された一対の湿
分分離器６Ａ。

６Ｂと本体胴１との間の外側下部室７Ａ、　７Ｂ内を本
体胴１の長手方向に広がるように流れ、さらに内側に偏
向されて上記湿分分離器６Ａ、６Ｂを通過して中央内室
８内へ流れる。湿分分離器６Ａ、６Ｂ内には、それぞれ
波板分離エレメント（図示せず）が多数並設されている
ので、これらのエレメントを通過する間に湿分が除去さ
れて湿り度の低い蒸気となる。この低湿り度蒸気は、上
記水平仕切板４上方の上部室１７中央部に配設された一
対の側壁９Ａ、９Ｂにより形成された蒸気通路ＩＯへ導
かれ、蒸気通路１０内に配設された第１段加熱器管束１
１および第２段加熱器管束１２によって順次加熱された
後本体胴１上部に設けられた過熱蒸気出口１３より流出
し、下流の低圧タービンへと導かれる。一方、上記湿分
分離器６Ａ、　６Ｂにより除去された水滴は下方へ流下
し、前記中央内室８底面を閉塞するドレン流路上板１４
と前記ドレン流路底板３とで形成されるドレン流路１５
内へ流れ込み、本体胴１下部に設けられたドレン排出口
１６より外部に排出されるようになっている。

（発明が解決しようとする課題）先にのべたように、高圧タービンの□排気蒸気には１０
％程度の湿分が含まれている。この湿分は、高圧タービ
ン出口からクロスアンダ−配管を通り、湿分分離加熱装
置の本体胴１に入るまでの過程で。

配管の内面やドレン流路底抜３などに付着し、これらが
結合した場合に大きな水滴となる。このように形成され
た水滴は、重量が増加するため蒸気が流れていても運ば
れにくくなる。また、第７図に示すように湿り蒸気人口
２から本体胴１内に流入すると、ドレン流底板３にあた
ったのち、外側下部室７＾、　７Ｂにて長手方向に広が
るため、蒸気の流速が湿り蒸気人口２の箇所で約３０ｍ
へ程度から、約２ｍ／ｓ程度へ小さくなる。このため、
そこまで、蒸気の流れに運ばれてきた水滴も一部は、重
力により湿分分離器６Ａ、６Ｂに流入する前に本体胴１
の底部へと落下する。

そして、これらの水滴が本体胴１の底部に集まると、巨
大な水玉に成長し、さらにこの水玉同士が結合して第８
図に示すように溜り水Ｗとなる。

この溜り水Ｗは蒸気流により湿分分離器６Ａ、６Ｂにそ
の表面から剥離され、流出してゆく量が釣り合うまで成
長する。

このようにして発生した溜り水Ｗは、その表面が蒸気流
と接しているため不安定であり、大きな水滴が湿分分離
器６Ａ、６Ｂに流入する。ところが湿分分離器６Ａ、　
６Ｂではこうした水滴を残らず捕えることができず、そ
の後流にある第１段加熱器管束１１へ過度の湿分が流入
して、管束を形成する伝熱管の熱変形さらに、プラント
全体の熱効率の低下などを引起す。また、上記の溜り水
Ｗは、表面の蒸気流の影響で常に内部に蒸気流速に近い
流れを生じている。このような溜り水Ｗに接する炭素鋼
などは浸食を受は易く、機器の信頼性の低下をもたらす
。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明による湿分分離加熱装置は下部に湿り蒸気入口、
上部に過熱蒸気出口を備えた円筒状の本体胴内を水平仕
切板により区画して互いに隔てられた下部および上部室
を形成し、下部室には湿分分離器を、−力士部室には少
なくとも一つの加熱器をそれぞれ配置してなる湿分分離
加熱装置において、湿り蒸気入口と対向する下部室内に
ドレン室を形成し、このドレン室は中央領域を透孔を介
して湿り蒸気入口と、またその外側領域をドレン管を介
して器外とそれぞれ連絡させるようにしたことを特徴と
する。

（作用）高圧タービン排気は、１０％程度の湿分を含んでおり、
本体胴下部の湿り蒸気入口から、本体胴内に流入すると
、ドレン通路底板に沿うように周囲へ広がり、流れの向
きを変える。その際に、湿り蒸気に含まれる水滴のうち
、ある程度大きな水滴は蒸気流から受ける抗力よりも慣
性力が優り、はぼ直進してドレン通路底抜にあたりその
表面に付着する。この水滴は、蒸気流によって、周囲に
広がるように流れドレン室へ流入する。ドレン室の内部
では蒸気流がほとんどないので、水滴はドレン室の下側
に落ち、ドレン管を通って器外に排出される。このよう
にして湿分分離加熱器に流入する湿り蒸気である高圧タ
ービン排気のうち、特に本体胴の底部に落下する虞れの
ある、やや大きめの水滴を効率よく除去し、ドレンの本
体胴底部への滞留を防止する。

（実施例）以下、添付図を参照しつつ、本発明の一実施例を説明す
る。

第１図は本発明の一実施例を設置した湿分分離加熱器の
本体胴１の湿り蒸気入口２周辺を示す。

第１図の■−■線に沿った断面図を第２図に、■−■線
に沿った断面図を第３図に示す。湿り蒸気人口２の上に
あるドレン流路底板３と相対するように、ドレン室底板
１８が配置され、その周囲を側板２０により囲んでドレ
ン室１９が形成される。ドレン流路底板１８は中央に湿
り蒸気人口２よりやや大きな口径の透孔２１を有する（
第２図参照）。また。

その透孔２１の周辺が上方に折り曲げられ、湿り蒸気入
口２との間に間隔が保たれる。さらに、ドレン室１９の
底部から本体胴１の外側に延在する複数のドレン管２２
が設けられる。

次に、上記構成によるところの作用を説明する。

湿り蒸気人口２から本体胴１内に流入した１０％程度の
湿分を含んだ高圧タービン排気は、ドレン流路底板３の
下面に沿って、流れの方向を変えられ、周囲へ広がって
行く。この場合、蒸気中に含まれる水滴は蒸気と比べて
大きな慣性力を有しており、進路を変えずに直進しよう
とする。ここで、ある程度小さな水滴は蒸気流に乗って
運ばれるため、蒸気と共に方向を変えて流れて行くが、
大きな水）閃は慣性力に支配され、蒸気流から別れて透
孔２１を通り抜はドレン流路底板３の下側に達し、第４
図に示されるように湿り蒸気人口２を中心としてそこに
付着するようになる。そして、この時形成されだ液膜は
、その後、蒸気流によって周辺へ広がるように流れ、ド
レン室１９内に流入する。ドレン室１９内にはドレン室
底板１８を貫通して設けられた、ドレン管２２が開口し
ており、ドレンとして本体ｌ１ｌ１４１の外へ排出され
る。尚、蒸気と共に流れて行った比較的小さな水滴は、
湿分分離器６Ａ、　６Ｂにて蒸気中より分離される。

第５図に本発明の他の実施例を示す。ドレン室１９に開
口しているドレン管２２の他端はドレンタンク２３へ接
続される。また、ドレンタンク２３の上部には湿り蒸気
人口２と連絡している蒸気戻り管２４が設けられる。尚
、符号２５はドレン排出管を示している。上記のように
構成するならばドレン室１９内が透孔２１を介して蒸気
の流れ方向と対面するために、蒸気流の全圧を受ける。

一方ドレンタンク２３と結ばれる蒸気戻り管２４の湿り
蒸気人口２に対する開口部は、流れに対して直角に向い
ており蒸気流の静圧を受ける。ドレン室１９が、ドレン
管２２を介してドレンタンク２３と結ばれると上記の全
圧と静圧の差つまり、動圧によってドレン室１９からド
レン管２２．ドレンタンク２３．蒸気戻り管２４を経て
湿り蒸気人口２に至る蒸気の流れが形成される。

この蒸気の流れは、ドレン室１９の入口において水滴を
一緒に引き込む作用をもたらすため、より一層のドレン
の分離が促進される。

〔発明の効果〕

以上説明した様に、本発明は湿分分離加熱器の湿り蒸気
入口と対向する本体胴内の下側区分にドレン室を形成し
、このドレン室は中央領域を透孔を介して湿り蒸気入口
と、またその外側領域をドレン管を介して器外とそれぞ
れ連絡させるようにしたので、湿り蒸気入口から流入す
る湿り蒸気から、比較的大きな水滴を除去できる。

したがって、本発明によれば１本体胴の底部にドレンが
取り残されることがなくなり、プラント全体の効率低下
、加熱器管束の損傷および本体胴内面の浸食が防止され
るという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る湿分分離加熱器の一実施例を示す
縦断面図、第２図は第１図の■−■線に沿う縦断面図、
第３図は第１図の■−■線に沿う横断面図、第４図は本
発明によるドレンの分離作用を説明するための図、第５
図は本発明の他の実施例を示す縦断面図、第６図は従来
の湿分分離加熱器の縦断面図、第７図は第６図の■−■
線に沿う横断面図、第８図は溜り水が形成される過程に
ついて説明するための図である。１・・・本体胴　　　　　２・・・湿り蒸気人口３・・
・ドレン流路底板　　４・・・水平仕切板５・・・下部
室　　　　　６・・・湿分分離器７・・・外側下部室　
　　８・・・中央内室９・・・側壁　　　　　　１０・
・・蒸気通路１１・・・第１段加熱器管束１２・・・第２段加熱器管束　　１３・・・過熱蒸気出
口１４・・・ドレン流路上板　　１５・・・ドレン流路
１６・・・ドレン排出口　　１７・・・上部室１８・・
・ドレン室底板　　１９・・・ドレン室２０・・・側板
　　　　　　２１・・・透孔２２・・・ドレン管　　　
　２３・・・ドレンタンク２４・・・蒸気戻り管　　　
２５・・・ドレン排出管代理人　弁理士　則　近　憲　
佑同　　第子丸　健第１図第２図第４図 ↓ 第５図第６図第８図第７図

Claims

【特許請求の範囲】

下部に湿り蒸気入口、上部に過熱蒸気出口を備えた円筒
状の本体胴内を水平仕切板により区画して互いに隔てら
れた下部および上部室を形成し、前記下部室には湿分分
離器を、一方前記上部室には少なくとも一つの加熱器を
それぞれ配置してなる湿分分離加熱装置において、前記
湿り蒸気入口と対向する前記下部室内にドレン室を形成
し、このドレン室は中央領域を透孔を介して前記湿り蒸
気入口と、またその外側領域をドレン管を介して器外と
それぞれ連絡させるようにしたことを特徴とする湿分分
離加熱装置。