JPS5916490B2 - 湿分分離装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は湿り蒸気中から水分を除去して乾き蒸気を送出
する湿分分離装置に関する。

〔発明の技術的背景〕

この種の湿分分離装置は広く使用されており、例えば原
子力発電所等に設けられている蒸気タービンから発生さ
れる湿り蒸気の水分を除去するために用いられている。

即ち、原子力発電所における高圧タービンを出た蒸気は
湿っているので、その湿り蒸気中の水分を湿分分離装置
を用いて除去した後に低圧タービンに導びき、タービン
効率の向上と低圧タニビン翼の侵食防止とが図られてい
る。

第１〜３図はこの種の従来の湿分分離装置を示している
。

この湿分分離装置の本体胴１の下部に設けられた湿り蒸
気人口２には、高圧タービン（図示せず）より排出され
た湿り蒸気が送給されて来る。

この湿り蒸気は、湿り蒸気人口２を通って蒸気分配室３
内に流入する。

この蒸気分配室３は、多数の孔が穿設されている逆Ｖ字
形の分配用多孔板４と、この分配用多孔板４の底部に連
設された分配室底板５と、中央部を仕切る中央仕切板６
とにより囲まれた空間により形成されている。

この蒸気分配室３内に流入した湿り蒸気は、分配用多孔
板４の孔を通って流出し次の分離体７内に流入する。

この際、分離体７内に流入する湿り蒸気の流量は分離体
７の蒸気流入部７ａの全範囲に亘って均一となっている
。

これは、分配用多孔板４の孔の板部に対する開口面積割
合を分配用多孔板４の部分ごとに異ならせて流量調整し
ているからである。

この分離体１内を流通する間に、湿り蒸気はその水分即
ち水滴粒子が捕捉除去され、乾き蒸気となって蒸気出口
部７ｂを通り本体胴１の蒸気出口９に連通する空間１６
内に流出する。

そして、この乾き蒸気は本体胴１の上部に設けられた前
記蒸気出口９を通って低圧タービン（図示せず）へ導か
れる。

一方、分離体７により捕捉された水分は自重により分離
体Ｔ内を下降し、ドレンとなって水分排出部１ｃを通っ
てドレン流路８内に落下する。

このドレン流路８は、分離体７を支えるとともにドレン
が乾き蒸気中へ再同伴されるのを防止する支持脚１０に
杏って囲まれた空間である。

このドレン流路８内に落下したドレンは本体胴１上、を
最下部に向って流れ、支持脚１０に開設された複数の切
欠き１１．１．１を通ってドレンダクト１２内に流入し
、そして、本体胴１の最下部に取付けられたドレンタン
ク１３内に落下する。

このドレンタンク１３内に落下して貯溜されたドレンは
、ドレンタンク１３の下部に設けられたドレン出口１４
を通って次の処理機構である低圧給水加熱器（図示せず
）等へ導かれる。

〔背景技術の問題点〕

この湿分分離装置を用いて蒸気タービンを運転している
際中に、蒸気タービントリップや送電係統の事故による
負荷遮断が生じたり、その他の事故が発生すると、高圧
タービンから湿分分離装置に送られて来る湿り蒸気は瞬
時に遮断され、その流量が零となる。

これと同時に、低圧タービンのオーバースピードを防止
するために、低圧タービン人口弁（図示せず）が閉鎖さ
れるので、湿分分離装置から低圧タービンへの乾き蒸気
の送給が停止される。

一方、この湿分分離装置のドレン系統が復水器等に接続
されているため、湿分分離装置を含む系統の圧力が急激
に低下する。

このように、湿分分離装置において湿り蒸気の流入遮断
、乾き蒸気の流出停止および装置内圧力の急激低下が起
ると、次のような不具合を伴なう現象が引続き発生して
しまう。

すなわち、ドレンタンク１３内に貯溜されているドレン
の温度は、蒸気タービンの定常運転時において、分離体
７を通過する蒸気圧力の飽和温度となっている。

従って、前記のようにして湿分分離装置内の圧力が急速
に低下するとドレンタンク１３内のドレンは自己蒸発す
る。

この自己蒸発の蒸発量は、湿分分離装置内の圧力の低下
割合に強く依存している。

この圧力が緩やかに低下する場合には、蒸発割合は小さ
くなり、反対に圧力が急速に低下する場合には蒸発割合
は大きくなる。

実際の湿分分離装置内の圧力の低下速度は、はぼ１分以
内という場合が多いので、蒸発割合もこれに応じて大き
なものとなっている。

また、この蒸発量は、ドレンタンク１３内のドレン量に
も依存するものである。

実際には、ドレンのＬｚ−０１４１Ｊ御特性をよくする
ためそのドレンタンク１３内のドレン量を多くしている
。

このような場合に、ドレンから自己蒸発した蒸気は、ド
レンタンク１３内を上昇し、ドレンダクト１２内を逆流
し、更に、切欠き１１を通ってドレン流路８内に高速流
となって流入する。

一方、その切欠き１１からは、定常運転時に分離体７に
より分離され、ドレン流路８上に落下したドレンがドレ
ンダクト１２に向けて流下して来ているが、このドレン
の流下はその流れに逆らう蒸発蒸気流によって抑えられ
てしまう。

この際に、蒸発蒸気流速が大きい場合には、ドレン流路
８および分離体７を通って流れる蒸発蒸気流によってド
レンが空間１６内に流出してしまい、低圧タービンの入
口部へ持込まれてしまう。

また、切欠き１１の開口面積が小さすぎる場合には、ド
レンダクト１２内の蒸発蒸気圧力とその外側の湿分分離
装置内の圧力との差が分配室底板５に作用し、その分配
室底板５を変形させてしまう。

このように従来の湿分分離装置には、ドレンが乾き蒸気
出口方向に流出されたり、ドレンダクトを形成する壁部
が変形してしまうという不都合があった。

〔発明の目的〕

本発明は、湿り蒸気の流入遮断、乾き蒸気の流出停止お
よび装置内圧力の急激低下が起った場合にも、ドレンが
乾き蒸気出口方向に流出したり、ドレンダクトを形成す
る壁部が変形することのない湿分分離装置を提供するこ
とを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、貯溜されたドレンが蒸発するドレンダクトと
、分離体から流出した乾き蒸気が存する空間とをバラン
スダクトを介して値接接続して形成されている。

このように形成したから、ドレンダクト内の圧力が低下
した際に、発生する蒸発蒸気はドレン流路や分離体内に
逆流することなく直接ドレンダクトを通って乾き蒸気の
存する空間内に流入する。

従って、分離体により捕捉された水分がその空間内に流
出することはなくなり、ドレンダクト内の圧力上昇は生
じないので従来のように圧力上昇によりドレンダクトを
形成する壁部例えば分配室底板１５が変形することもな
くなる。

〔発明の実施例〕

第４〜６図は本発明の一実施例を示している。

同図において、従来と同一部分には同一符号が付されて
おり、その説明を省略する。

本実施例においては、ドレンダクト１２と空間１６との
間に、垂直部１５ａと水平部１５ｂとからなるバランス
ダクト１５が形成されている。

これにより、ドレンダクト１２と空間１６とが蒸気の流
通可能にして直接接続されている。

この垂直部１５ａは、ドレンダクト１２の長手方向の中
央部に連設されている。

即ち、分配室底板５の一部分を切開き、その開口部に４
つの立壁１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄからなる断面
矩形の垂直部１５ａが連設されている。

そして、この垂直部１５ａは分配室３の天井２０の上部
に開口している。

また、水平部１５ｂは垂直部１５ａの天井２０への開口
部を覆うようにして天井２０に固定された覆体２１から
なる。

この水平部１５ｂは湿分分離装置の長手方向に延びてお
り、両端の鏡板１Ｂに対向させて出口２２．２２がそれ
ぞれ形成されている。

次に、本実施例の作用を説明する。

蒸気タービンの定常運転中は、蒸気人口２より湿り蒸気
が流入され、分配室３内の分配用多孔板を通り、均一流
となって分離体７内に流入する。

この分離体７により湿り蒸気中の水分が補捉され、乾き
蒸気が空間１６内に流出させられ、一方、ドレンがドレ
ン流路８内に落下し、切欠き１１゜１１を通ってドレン
ダクト１２内に流入し、ドレンタンク１３内に貯溜され
る。

乾き蒸気は蒸気出口９を経て低圧タービンへ送出され、
ドレンはドレン出口１４を経て復水器等へ送出される。

そして、Ｃの定常運転時は、ドレンタンク１３内のドレ
ンの蒸発は行なわれない。

一方、蒸気タービンに前記した蒸気タービントリップ等
が生じた場合、湿分分離装置においては、湿り蒸気の流
入遮断、乾き蒸気の流出停止および装置内圧力の急激低
下が生じる。

この圧力低下により、ドレンタンク１３内のドレンが蒸
発する。

そして、この蒸発蒸気は、定常運転時に発生したドレン
が流下して来ているドレン流路８内へ切欠き１１を通っ
て流入しないで、空間１６に接続されているバランスダ
クト１５内に流入し、開口２２を通って空間１６内に流
入す。

従って、分離体７内には蒸発蒸気が逆流して流入するこ
とがなく、補捉された水分が空間１６内に流出すること
が防止される。

また、蒸発蒸気はドレンダクト１２内に閉じ込められる
ことはなく、またドレンダクト１２内とその外側との圧
力は蒸発蒸気が空間１６内に流入することによりほぼ等
しくなるので、そのドレンダクト１２を形成する壁部が
変形することも防止される。

なお、バランスダクト１５の断面形状は前記実施例の矩
形に限られず円形等その膜形条件に応じて変えることが
できる。

また、バランスダクト１５の全体の配置位置、開口２２
の位置、大きさ等も前記実施例に限られず、適宜変更す
ることができる。

〔発明の効果〕

本発明は、蒸気がドレンダクトから乾き蒸気の存する空
間に直接流入することのできるバランスダクトを設けた
から、装置内の圧力が急激に低下してドレンから多量の
蒸気が発生しても、その蒸発蒸気の大部分は前記バラン
スダクトを通って広い空間に流入するので、分離体内へ
蒸発蒸気が流入することがなくドレンが乾き蒸気中に混
入することが防止され、またバランスダクトを形成する
壁部の変形を防止することができる。

このドレンの乾き蒸気中への混入防止により次段の低圧
タービンの夕・−ビンロータ等の損傷を未然に防止する
ことができ、また、バランスダクトの壁部の変形防止に
より、湿分分離装置自体の耐久性を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の湿分分離装置を示す縦断側面図、第２図
は第１図の■−■線に沿った断面図、第３図は第１図の
Ｉ−ＩＩＩ線に沿った断面図、第４図は本発明の湿分分
離装置の一実施例を示す縦断側面図、第５図は第４図の
ｖ−ｖ線に沿った断面図、第６図は第４図のＶｌ−Ｖｌ
線に沿った断面図である。 １・・・・・・本体胴、７・・・・・・分離体、８・・
・・・・ドレン流路、９・・・・・・蒸気出口、１２・
・・・・・ドレンダクト、１５・・・・・・バランスダ
クト、１６・・・・・・空間。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 本体胴内に、外部から送給される湿り蒸気を乾き蒸
   気と水分とに分離するとともに、一方の乾き蒸気を蒸気
   山中に連通ずる空間内へ送給し、他方の水分をドレン流
   路内に送給する分離体と、前記ドレン流路を流出する前
   記水分を本体胴外へ送出するドレンダクトとを備えてな
   る湿分分離装置において、前記ドレンダクトと空間とを
   蒸気が直接流通できるようにバランスダクトを介して互
   いに連通させたことを特徴とする湿分分離装置。