JPH04347402A - 湿分分離加熱装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蒸気タービンプラント
における蒸気の湿分分離加熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、原子力発電プラントにおける蒸
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
蒸気である。ところが、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
すため、蒸気中の湿分は分離除去する必要がある。

【０００３】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。

【０００４】図７及び図８は従来の湿分分離加熱装置の
縦断側面図及び縦断正面図であって、高圧タービンの排
気蒸気が本体胴１の下部に設けたられた湿り蒸気入口２
より本体胴１内に流入し、ドレン流路底板３に当って左
右に分流される。分流された湿り蒸気は、本体胴１内を
上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エレメント６ａ，６
ｂと本体胴１との間の湿り蒸気配分室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エレメント６ａ，６ｂを通過して
中央内室８内へ流れる。

【０００５】湿分分離エレメント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。この湿り度が低い
蒸気は、上記水平仕切板４の上方の上部室１７中央部に
配設された一対のシュラウド９ａ，９ｂにより形成され
た蒸気通路１０へ導かれ、蒸気通路１０内に配設された
第１段加熱器管束１１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の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。

【０００６】一方、上記湿分分離エレメント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
の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の下部に設けられたドレン出口座１６より外部に
排出されるようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図９及び図１０は、上
述の如き湿分分離加熱装置が設置された沸騰水型原子力
発電プラントにおけるタービン建屋の縦断面図及び平断
面図であって、タービン建屋２０の中央部には、高圧タ
ービン２１及び２基の低圧タービン２２，２２が同一軸
線上に接続され、さらにその端部には発電機２３が配設
されている。

【０００８】上記高圧タービン２１及び低圧タービン２
２の両側には、放射線防護壁２４で区画された湿分分離
加熱装置室２５が設けられており、その湿分分離加熱装
置室２５内に湿分分離加熱装置２６が上記タービンの列
と平行に収納されている。そして、この湿分分離加熱装
置２６には、図示しない直径１ｍ程度のクロスアラウン
ド配管が湿り蒸気入口及び過熱蒸気出口に接続されてい
る。さらに上記湿分分離加熱装置室２５内には湿分分離
加熱装置２４を支持する架台或は吊りベルト等が設けら
れ、一方湿分分離加熱装置自体にはその外面に断熱材が
巻装されている。

【０００９】しかして、このような事を考慮すると、湿
分分離加熱装置本体胴の外径がタービン建屋計画上の大
きな制限要素となっており、タービンプラントの出力を
増加させるために湿分分離加熱装置の容量を大きくすれ
ば、図７の構造を取る限り本体胴外径が大きくなり、そ
の収納はもとよりメンテナンススペースの確保等に困難
性が生ずる等の問題がある。

【００１０】本発明はこのような点に鑑み、性能及び機
能を従来のものと同等としたまゝ、本体胴を小さくする
ことができるようにした湿分分離加熱装置を得ることを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、円筒状の本体
胴内の本体胴長手方向一側部に、本体胴内面で構成され
る飽和蒸気通路内に突出する複数の湿分分離エレメント
を互いに平行に設け、各湿分分離エレメントの蒸気入口
面の頂端縁と隣接する湿分分離エレメントの蒸気出口面
の下端縁との間にそれぞれ案内板を斜設し、その案内板
と湿分分離エレメントの蒸気入口面とによって湿り蒸気
入口座に連通する湿分分離入口室を形成するとともに、
本体胴の他側部内には、下端部に形成された蒸気入口孔
を介して前記飽和蒸気通路に連通し上部が過熱蒸気出口
に連通する蒸気加熱路を形成し、その蒸気加熱路内に加
熱器管束を配設したことを特徴とする。

【００１２】

【作用】高圧タービンから排気された湿り蒸気は、湿分
分離加熱装置の湿り蒸気入口から本体胴内の湿り蒸気分
配室に流入し、そこからその上部にある複数の湿分分離
入口室へ導かれ、湿分分離エレメントへ流入する。この
湿分分離エレメントに流入した湿り蒸気は、慣性力によ
って水滴が蒸気と分離され、その水滴はドレンタンクに
導かれる。

【００１３】一方、湿分分離エレメントを通った飽和蒸
気は、本体胴の内部を流れ、蒸気入口孔より蒸気加熱路
内へ流入し、その上昇過程中に、加熱器管束内を流れる
高温高圧の加熱蒸気と熱交換して加熱され、過熱蒸気と
なって過熱蒸気出口より流出し、図示しない低圧タービ
ンに導かれる。

【００１４】このように本発明においては本体胴内にお
いて湿分分離器と加熱器とが長手方向にずらされ、同一
断面内に両者が配設されないので、所要本体胴内径を小
さくすることができる。

【００１５】

【実施例】図１乃至図３において符号３０は、本発明の
湿分分離加熱装置の本体胴であって、その本体胴３０の
長手方向一端部鏡板３１には湿り蒸気入口座３２が設け
てあり、他端部寄り上部には過熱蒸気出口座３３が設け
られている。上記本体胴３０内にはその他端部側に本体
胴３０内を上下に２分する水平仕切板３４が設けられて
おり、その水平仕切板３４の中央開口部の内端縁と本体
胴３０の底板部との間には前後一対のシュラウド３５ａ
，３５ｂが立設されている。また上記一対のシュラウド
３５ａ，３５ｂ間および水平仕切板３４の上方の上部室
３６は左右一対のシュラウド３５ｃ，３５ｄによって本
体胴３０内と区画されており、各シュラウド３５ａ，３
５ｂ，３５ｃ，３５ｄによって蒸気加熱路３７が形成さ
れている。

【００１６】そして、上記水平仕切板３４および左右の
シュラウド３５ｃ，３５ｄによって区画された上部室３
６の上部に前記過熱蒸気出口座３３が設けられ、さらに
各シュラウド３５ａ，…３５ｄの下端部に蒸気入口孔３
８が穿設されている。また、上記蒸気加熱路３７内に多
数のＵ字状伝熱管より構成される第１段加熱器管束３９
及び第２段加熱器管束４０が配設されている。

【００１７】一方、本体胴３０内の鏡板３１寄りには湿
分分離器４１が配設されている。すなわち、本体胴３０
内の鏡板３１寄りには湿り蒸気入口座３２に連通する湿
り蒸気分配室４２が仕切板４３によって区画形成されて
いる。上記仕切板４３は、本体胴３０の長手方向軸線に
直交し本体胴３０の頂壁部から垂下する第１の直立板部
４３ａと、本体胴３０の底壁部から直立する第２の直立
板部４３ｂと、第１の直立板部４３ａの下端と第２の直
立板部４３ｂの頂端とを連結する水平板部４３ｃとから
構成されており、その水平板部４３ｃ上に、前記湿り蒸
気分配室４２から区画された飽和蒸気通路４４内に突出
する複数の湿分分離エレメント４５が互いに平行に設け
られている。

【００１８】上記各湿分分離エレメント４５は多数の波
板で構成されており、そのそれぞれ表裏両面に湿分分離
入口多孔板４６ａ及び湿分分離出口多孔板４６ｂが層着
され、本体胴の長手方向軸線を含む垂直面に対して互い
に平行に立設されている。そして各湿分分離入口多孔板
４６ａの頂端縁部とそれに隣接する湿分分離エレメント
の湿分分離出口多孔板４６ｂの下端縁との間に案内板４
７が斜設してあり、この案内板４７と湿分分離入口案内
板４６ａとで断面三角形の湿分分離入口室４８が形成さ
れ、この湿分分離入口室４８の下部が前記湿り蒸気分配
室４２に連通されている。

【００１９】また、各湿分分離エレメント４５の下部に
は、ドレン出口座４９に連通するドレン流路５０が配設
されている。

【００２０】しかして、定格負荷運転条件で圧力約１２
ａｔａ　、約１９０℃、湿り度１２％程度の高圧タービ
ンからの排気蒸気は、本体胴３０の一方の鏡板３１に設
けた湿り蒸気入口座３２から湿り蒸気分配室４２に流入
し、仕切板４３の第１の直立板部４３ａに当って湿り蒸
気分配室４２内に広がる。この湿り蒸気は複数の湿分分
離入口室４８内にそれぞれ流入し、案内板４７により偏
流され湿分分離入口多孔板４６ａにより整流された後、
多数の波板で構成されている湿分分離エレメント４５内
に流入しそこを通過する際に湿分である水滴が慣性力に
より分離され、この分離された水滴はドレン通路５０に
落下しドレン出口座４９を経て外部に排出される。

【００２１】一方、上記湿分が除去された飽和蒸気は、
湿分分離出口多孔板４６ｂを通過し、本体胴３０の内面
で構成される飽和蒸気通路４４を通り、蒸気入口孔３８
からシュラウド３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄで形成
されている蒸気加熱路３７内に流入する。そして、上記
蒸気加熱路３７内に設けられている第１段及び第２段加
熱器管束３９，４０の管外を通過する際に、管内の高温
、高圧の加熱蒸気と熱交換し、７０〜８０℃温度上昇し
た後、過熱蒸気出口座３３を通って本体胴３０から出て
図示しない低圧タービンに導かれる。

【００２２】このように、本実施例においては、加熱管
束部と湿分分離器部とを本体胴内にその長手方向に配設
したので、本体胴の胴径を小さくすることができる。ま
た、湿分分離エレメントは、入口流速を速くすると流入
した湿分がそのまま後流側に流れてしまうので、この湿
分分離エレメントを本体胴の長手方向軸線に平行に複数
列設けることによって、入口流速の低下を図ることがで
きる。さらに複数列の中央部の湿分分離エレメントはそ
の高さを大きくすることができるので、全体の湿分分離
エレメントの充分な入口面積を確保でき、本体胴３０の
長手方向も余り長くしないで済む。

【００２３】図４乃至図６は本発明の他の実施例を示す
図であって、複数の湿分分離エレメント４５が本体胴３
０の長手方向軸線に直交する平面に互いに平行に配設さ
れており、案内板４７と湿分分離入口多孔板４６ａによ
って形成される断面三角形の湿分分離入口室４８が、そ
れぞれ本体胴３０の底壁部に設けられた湿り蒸気入口座
３２に導管５１を介して接続されている。その他の点は
第１実施例と全く同一である。

【００２４】しかして、この場合も湿分分離エレメント
で湿分が除去された飽和蒸気が本体胴の長手方向に流れ
、その後加熱通路内に配設されている加熱器管束によっ
て加熱され過熱蒸気となって本体胴から流出される。 したがって、湿分分離器部と加熱部とを本体胴内の長手
方向に配設することができ、本体胴の胴径の縮小化を図
ることができる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明においては
本体胴内の本体胴長手方向一側部に複数の湿分分離エレ
メントを互いに平行に設け、各湿分分離エレメントの蒸
気入口面の頂端縁と隣接する湿分分離エレメントの蒸気
出口面の下端縁との間にそれぞれ案内板を斜設し、その
案内板と湿分分離エレメントの蒸気入口面とによって湿
分分離入口室を形成するとともに、本体胴の他側部内に
加熱器管束を有する蒸気加熱路を設けたので、湿分分離
部と蒸気加熱部とを本体胴内にその長手方向に配設する
ことができ、本体胴の胴径を小さくすることができ、湿
分分離加熱装置の大容量化に対しても本体胴の外径を大
きくする必要がない等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の湿分分離加熱装置の縦断面図。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。

【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図。

【図４】本発明の他の実施例を示す縦断面図。

【図５】図４のＣ−Ｃ線に沿う断面図。

【図６】図４のＤ−Ｄ線に沿う断面図。

【図７】従来の湿分分離加熱装置の縦断面図。

【図８】図７のＥ−Ｅ線に沿う断面図。

【図９】タービンプラント建屋の概略構成を示す縦断面
図。

【図１０】タービンプラント建屋の概略構成を示す平断
面図。

【符号の説明】

３０　　本体胴 ３２　　湿り蒸気入口座 ３３　　過熱蒸気出口座 ３４　　水平仕切板 ３７　　蒸気加熱路 ３９，４０　　加熱器管束 ４２　　湿り蒸気分配室 ４３　　仕切板 ４４　　飽和蒸気通路 ４５　　湿分分離エレメント ４６ａ　　湿分分離入口多孔板 ４６ｂ　　湿分分離出口多孔板 ４７　　案内板 ４８　　湿分分離入口室 ４９　　ドレン出口座 ５０　　ドレン流路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円筒状の本体胴内の本体胴長手方向一側部
   に、本体胴内面で構成される飽和蒸気通路内に突出する
   複数の湿分分離エレメントを互いに平行に設け、各湿分
   分離エレメントの蒸気入口面の頂端縁と隣接する湿分分
   離エレメントの蒸気出口面の下端縁との間にそれぞれ案
   内板を斜設し、その案内板と湿分分離エレメントの蒸気
   入口面とによって湿り蒸気入口座に連通する湿分分離入
   口室を形成するとともに、本体胴の他側部内には、下端
   部に形成された蒸気入口孔を介して前記飽和蒸気通路に
   連通し上部が過熱蒸気出口に連通する蒸気加熱路を形成
   し、その蒸気加熱路内に加熱器管束を配設したことを特
   徴とする、湿分分離加熱装置。