JPS60102Y2 - 湿り蒸気の水滴分離装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は蒸気過熱器及びもしくは低圧タービン前の蒸気
流路中に予見される湿り蒸気から水滴を分離する装置に
関するものである。

水滴の分離は単に蒸気の過熱に必要とする熱量のみなら
ず湿り蒸気中にある水滴の気化熱を必要とするという過
熱器の負担を軽くするものでなければならぬ。

公知の過熱器は内部に分離の目的で水平に整然と配置さ
れた分離要素をもっ円筒状の容器からなるものである。

蒸気流方向についてこれらの分離要素の背後となる位置
に過熱面としての管束が設けられている。

この分離要素は板状に組立てられかつ金属線からなる濾
過性の堆積物を包含する。

他の公知の過熱器では其の下部に薄板分離装置を設けて
いる。

これらの分離器は捕集溝又は捕集ポケットを有するプロ
フィル板からなりたっている。

さらに前記二つの分離型式においては基本的に水滴の分
離は基本的にサイクロンと同様であるということができ
る。

更に蒸気またはガスから水滴を分離する前にこの水滴を
凝集塊にすることが知られている。

このように水滴を大きくすることはガス内に流体が微細
な水滴の形状で存在する場合には推せんすべきことであ
る。

凝集器としては球または針金網の層が使用される。

ガス中に流動または浮遊している微小固体片の凝集は、
正面に閉鎖形のシリンダ套をもちまたガス入口または出
口では流れに切線方向である通路をもつ非常に小さいう
ずまき室内で行われる。

合流して犬きな水滴となったものは接続した分離器内で
分離される。

そのとき分離器は水滴が正しくかつ真実に規定した大き
さになっているならば、有効に即ち高い分離度で作動す
る。

しかしそのためには水滴大きさまたは流体を含むガス中
における水滴の分離が知られていなければならぬことを
意味する。

しかし現在においても水滴の分離は常に充分かつ正確に
知られているものではない。

それに加えるにガス流中にある水滴の分離は種々の運転
条件により変りうるものである。

水滴大きさについて確立された基礎からは僅かな価値あ
るものを受けるだけで、実際にすべての水滴を分離する
ことは高いエネルギ損失を生ずる圧力損失△Ｐを伴うも
のである。

このようにする場合分離は不経済なものとなる。

この考案は僅かなエネルギの代償として高度の分離を確
実にうる簡便かつ改善された分離装置の構成についての
問題に基礎をおくものである。

本考案に適合した前述の装置が提示するものは、公知の
方法による適当な分離器を一つの凝集器として直列に配
置すること、その分離器背後における排出ガス主要部が
排出水滴の約１０乃至２０＠の大きさになっている規定
の水滴スペクトルになっていること及びこの分離器がこ
れらの水滴スペクトルについて設計されているとである
。

この考案にかかる装置は僅かなエネルギ損失で高度の分
離度を確実に生せしめる装置を提案するものである。

また凝集器の端部における連続した水滴スペクトルは実
際の水滴大きさについて充分な知識なしに正確な計算基
礎をつくり出す。

そしてこれらの計算基礎にもとづいて分離器は任意につ
くり出される。

その場合各種の操作条件の下で水滴分離が変更されねば
ならぬときには、高い分離度が遠戚される。

凝集器は比較的僅かなエネルギ損失で分離が遠戚される
のみならず、水滴スペクトルを高い価値あるものとした
。

符号５〜１０の分離器は３ミクロンの出口水滴大きさを
もつものとして、同様の出口水滴大きさで凝集器なしの
もののときの圧力損失に対抗したものとすることができ
る。

また凝集器は圧力損失を規制するものだから、同様の分
離器における水滴大きさ処理については、従来の装置に
比較して同様に同時に確実に分離を制御することにより
、同時にいちじるしく僅かなエネルギ損失ですますこと
ができる。

凝集器が有利であることを証明するためには、凝集器は
平行に配置された板からなり、折れ曲り部から後流側長
さが各板間の距離のすくなくとも５倍を有する構成とす
る。

本考案の他の構成として、凝集器と軸流サイクロンとし
て開発された分離器は排蒸気管路のタービン出口に直接
配置したものとすることができる。

これらの場合に空間を節約した分離装置が得られる。

更に凝集器の板は流れ案内板の性質に従って配置され一
つのベンド部に収納される。

かくして適当に組立てられた凝集器は管路内圧力損失を
凝集蓋装着なしの場合より僅かなものとすることができ
る。

本考案の二つの実施例を図面で示し、また続いて更に詳
細に説明する。

水の蒸気から水滴を分離する装置１は高圧タービン２の
あとの蒸気管路に設けられる。

分離装置１は蒸気過熱器３及びその後に位置する低圧タ
ービンと接続する。

場合によっては蒸気過熱器３は設けないので、分離装置
１からの排出蒸気は直接低圧タービン４に流れる。

分離装置１は第２図において垂直に位置する蒸気管路５
に接続する。

しかし蒸気管路は同一効果をもつものとして、同様に水
平に配置することができる。

蒸気の流れ方向について蒸気管路５にっづいて凝集器６
が設けられ、前記の場合において軸流サイクロンである
分離装置７が更に接続される。

分離装置７は中央配置の閉鎖中心体８とそれを囲む多翼
環状体９よりなる。

この多翼環状体の個々に設けられたものでない翼は半径
方向には展出し、蒸気流れ方向について弧状をなす。

翼間を貫流する蒸気には捩れ力が与えられる。

蒸気流路は第２図に示すものである。

環状体９に後流旋回路１０に接続腰分離装置７に続く本
体には遠心分離された水分を除去するため隙間吸い上げ
をする捕集小部屋１１が設けられている。

水分除去された蒸気は管路５を経て蒸気過熱器３へ導か
れる。

後流旋回路１０の終端は、その後に設けである多翼環状
体１２に接続する。

これは、多翼環状体９によって蒸気流に強制的に付与さ
れた旋回を打ち消すという役目を有する。

前述の凝集器６は平板流入部と屈曲中間部とやや長めの
平板流出部とよりなる並列配置の板１３によって構成さ
れる。

中間部においては流入部と流出部が均等になるように工
程の屈曲がある。

流出部は二つの隣接する板１３間の幅の少くとも５倍に
相当する長さをもつ。

板１３の端縁は板１３の外面に形成する流体フィルムの
分離に便宜なるように丸みをつける。

第３図、第４図の場合には、ベンド部１４内には凝集器
６が収納されている。

この場合において板１３は流れ案内板の性質にもとづい
て組立てされる。

流入部、中間部、流出部の原則的な形態としては、板自
体については前記第２図の凝集器と同様である。

ここに示す配置においては場所の節約はないが管路内の
圧力損失を減することができる。

上記実施例において、凝集器は屈曲した形状のプロフィ
ル板から構成される。

ここに示した形状は最も好ましい結果を生じるものであ
るが、本考案は単にこれらの実施例に制限されるもので
はない。

同一の排出水滴大きさに関して分離器における圧力損失
は凝集器なしの装置の場合より小なることは明かである
。

凝集器について蒸気流速は、連続しかつ離隔して位置す
るプロフィル板の形状と距離と同様の意味をもつもので
あり、出口水滴大きさ３ミクロンの水滴は大きなものと
なり、３０乃至６０ミクロン間の水滴大きさをもち規定
の水滴スペクトルの主要部を構成することとなる。

分離器はこれらの水滴スペクトルについて計画されるも
のである。

本考案の特徴とするところは下記の通りである。

（１）蒸気過熱器前及びもしくは低圧タービン前の管路
内の湿り蒸気の水滴分離装置において、従来のように分
離器７は凝集器６に接続し、その後流に規定する水滴ス
ペクトルを生ぜしめ、それにより水滴の主要部を出口水
滴大きさの約１０乃至２ｏ＠の水滴大きさとし、かつ分
離器７を水滴スペクトルについて設計されていること。

（２）本考案の特徴（１）の装置において、凝集器は平
行配置の板１３からなり、板相互間でなす距離の最低５
倍の長さを有する後続部を伴う屈曲部を有すること。

（３）本考案の特徴（１）及び（２）の装置において、
板１３の後端縁を丸くすること。

（４）本考案の特徴（１）乃至（３）の装置において、
分離器７を軸流サイクロンにすること。

（５）本考案の特徴（１）乃至（４）の装置において、
凝集器６及び分離器７を排出蒸気管路５内にあるタービ
ン２の出口に直接設けること。

（６）本考案の特徴（１）乃至（５）において、凝集器
６の板１３を流れ案内板の性質に従ってベンド部の内に
設けること。

【図面の簡単な説明】

第１図は火力発電所の基本構成の管路を示す図面、第２
図は本考案の実施例たる水滴分離装置、第３図は他の凝
集器の形態を示す実施例、第４図は第３図のＩＶ−ＴＶ
断面図である。 １・・・・・・水滴分離装置 ２・・・・・・高圧ター
ビン、３・・・・・・蒸気過熱器、４・・・・・・低圧
タービン、５・・・・・・蒸気管路、６・・・・・・凝
集器、７・・・・・・分離装置、８・・・・・・閉鎖中
心体、９・・・・・・環状体、１０・・・・・・後流旋
回路、１１・・・・・・捕集小部屋、１２・・・・・・
環状体、１３・・・・・・板、１４・・・・・・ベンド
。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 蒸気過熱器及び低圧タービン又はそれらのいずれかの前
   の管路内に設けられた湿り蒸気の水滴分離装置において
   、凝集器６が湿り蒸気の流れ方向にみて分離器７の手前
   に設けられ、多翼環状体９を有するように、そして初期
   の水滴の大きさの１０〜２０＠の水滴大きさをもつ水滴
   スペクトルを形成するように、分離器７が構成され、前
   記凝集器６が平行配置の板１３からなり、この板が、板
   相互間でなす距離の最低５倍の長さを有する後続部を伴
   う屈曲部を有し、さらに、多翼環状体９に接続された後
   流旋回路１０に、この多翼環状体９によって蒸気流に付
   与された旋回を打ち消す方向に旋回駆動される別個の多
   翼環状体１２が設けられることを特徴とする湿り水蒸気
   の水滴分離装置。