JPS6031532B2 - そらせ板つき湿分分離器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は湿分分離器および緑分分離器−再熱器に関する
ものであり、とくに慣性湿分分離素子を採用する湿分分
離器に関するものである。

ある種の発電装置においては、タービンと発電機の組合
わせを駆動するために発生される蒸気の質は希望するほ
ど高くはない。

この比較的低品質の蒸気がタービンの高圧段を通った後
は、その蒸気をタービンの中圧段すなわち低圧段の中に
導入する前に、タービンの高圧段を出てきた蒸気を処理
することがいよいよで必要である。この蒸気の処理には
、蒸気から水分を除去すること、それから希望によって
は高圧タービンン段に入る蒸気の温度にほぼ近い温度ま
で乾燥された蒸気を再加熱することが含まれる。この機
能は緑分分離器、または湿分分離器と再熱器との組合わ
せにより実行される。米国特許第３７１３２７８号には
、同じユニットの中に含せまれている湿分分離器と再熱
器との組合わせが記述されている。この米国特許のの内
容を、本発明の背景材料として、この明細書では引用す
る。線分分離器の機能は、一連のジグザグ形にした山形
（シェフロン）板、または前記米国特許の第５図に示さ
れているような「ウイグル（ｗｉｇｇｅ）板」により一
般に行われる。

蒸気中に含まれている水分が前記米国特許に開示されて
いるようにして旨管内に集められるのは蒸気中の水分の
慣性によるものであるので、このようなウィグル板から
なる構成は全体として慣性湿分分離器と呼ばれている。
それらの垂直官管内に集められた水は共通のトラフ内に
排出され、そのトラフから水は集められて蒸気発生装置
の他の部分へ循環させられる。慣性湿分分離器をより効
率的に動作させるためには、ゥィグル板により形成され
た種々の通路の間に比較的一様な圧力分布が存在するこ
とが望ましい。湿分分離素子を通過する流れが一様であ
ることの重要性は米国特許第４０１６８３５号において
認識されている。

流れを希望通りに一様にするために、この米国特許にお
いては、湿分分離器バンクにほぼ平行に置かれる孔あき
金属板を採用している。この金属板には中実のそらせ板
が固定される。そらせ板は、可変圧力降下を生じさせて
流れを希望通りに一様にするように、互い違いに配置さ
れている。しかし、圧力降下が存在するために蒸気の有
用なエネルギー量が全体として減少することになる。前
記米国特許第４０１６８３５号においては、孔あき板が
円筒形圧力容器の長手方向軸線すなわち円筒の軸線に平
行な方向に配置されていること、互い違いに配置された
孔のない各種の形状の板が孔あき板に対して垂直で、、
圧力容器の円筒軸に対して平行な方向に配置されている
ことにとくに注意されたい。本発明の好適な実施例に従
って、湿分分離器は、入口関口部と出口開口部を有する
ほぼ円筒形の耐圧容器と、前記耐圧容器の中に容器の車
由線に沿って該鞠線を中心としてほぼ対称的に配置され
る一対の慣性湿分分離素子バンクと、入口関口部と出口
関口部の間で湿分分離素子を通るように蒸気の流れを導
く慣性板手段とを有する。

最も重要なことは、本発明の緑分分離器が、円筒形容器
の軸線にほぼ平行な蒸気速度成分を減じるように機能す
るそらせ板手段を有しており、該そらせ板手段は円筒形
容器の鼠線に対してほぼ垂直に、且つ入口閉口部（１つ
または複数）のすぐ下流側の蒸気通路中に配置される。
これらのそらせ板は好ましくは孔があげられていて、エ
ネルギーのむだと非効率な動作をもたらす局部的な圧力
変動をひき起す望ましくない横方向の渦を減少するよう
に働く。本発明の湿分分離器は好ましくは、湿分分離素
子バンクの入口側に沿って湿り蒸気を一様に分布させる
助けとして、入口開□部の直ぐ内側に配置された弓状に
曲つた衝突そらせ板を含む。更に、本発明そらせ板手段
は、単独で運転するの湿分分離器に用いられるばかりで
なく、前記米国特許第３７１３２７８号に開示されてい
るように湿分分離器と再熱器との組合わせにも用いるこ
とができる。したがって、本発明の目的は、高い効率で
運転する温分分離器または湿分分離器と再熱器の組合わ
せを得ることである。

本発明の別の目的は「湿分分離素子のすぐ上流側におけ
る蒸気通路内の横方向の渦を減少させる手段を得ること
である。

本発明は、その構成と実施方法について、ならびに別の
目的および本発明の諸利点について、図面を参照して行
う以下の説明から最も良く理解できよう。第１図は本発
明による湿分分離器−再熱器の部分横断面図である。

この湿分分離器−再熱器には蒸気の流れ中に生ずる横方
向の渦の作用を抑えるためにそらせ板４０が設けられる
。本発明の緑分分離器−再熱器は、少くとも１つの入口
関口部１２と少くとも１つの出口開口部１４を持つ、乾
燥すべき蒸気、または乾燥これ再熱された蒸気を通すた
めのほぼ円筒形の耐圧容器１０を有する。この装置は湿
気を帯びた蒸気を入口開□部１２から入れ、乾燥および
加熱された蒸気を出口関口部１４から出すように作用す
る。入口開□部１２から入った蒸気は一対の半円形の弓
状に曲った衝突そらせ板２０１こ出会う。衝突そらせ板
２０は入口高圧室２８の中を流れる蒸気の流れをできる
だけ一様に分布させるように動作する。また、衝突そら
せ板２０が弓状に曲つているという性質に助けられて、
垂直方向の渦５０が蒸気の流れに与えうれれる。この垂
直方向の軸線方向の渦は、該渦が慣性湿分分離素子バン
ク１６に対しその入口附近に加える傾向のある流体流速
のために、蒸気から水分をとり出すのに有用である。湿
分分離素子バンク１６は、典型的には前記米国特許第３
７１３２７８号に示されているようなゥイグル板組立体
で構成される。耐圧容器１０の入口蒸気はまた第２のそ
らせ板１８にも出会う。第２のそらせ板は湿った入口蒸
気を一様に分布させるように機能する。衝突そらせ板２
川またとえば管形支持体２２によって支持される。そら
せ板１８，２０の形状、機能および配置場所は後で説明
する第２図を見れば一層良く理解できよう。慣性湿分分
離素子バンク１６からの水は、湿分分離素子バンク１６
の中央に湿分分離素子バンクと、湿分分離素子バンクの
底部線に沿って長手方向へ延びる角板２４とにより形成
されたトラフ２６の中へ排出される。この湿分分離器を
高い効率で運転させるためには、湿気を帯びている全て
の蒸気が湿分分離素子バンク１６を通ることが重要であ
るから、入口高圧室２８が耐圧性（ｐｒｅｓｓｍｅ−ｔ
ｉｇｈｔ）になるように、Ｖ字形の緑分分離素子バンク
の両側に長手方向へ延びる板３６が装着される。このよ
うに耐圧性を持たせることは、湿分分離素子バンク１６
から排出された乾燥蒸気の温度を上昇させるように機能
する再熱管３２の束３０を支持する、長手方向へ延びる
板３８にとっても望ましいことである。

したがって、長手方向の板３８と、耐圧容器１０と、再
熱管東３０とは出口高圧室３４を形成する。この出口高
圧室３４を通って乾燥および再熟された蒸気は出口関口
部１４へ向かう。再熱管３２は水平方向または垂直方向
に配置される管である。

これらの再熱管は本発明の機能には影響を及ぼさない。
実際には、再熱管東３０はこの実施例の説明を完全にす
るために示したものであり、本発明で用いるそらせ板は
、再熱機能を行わない湿分分離器のみの場合にもその効
率を高めるのに等しく効果を持つ。希望によっては出入
用扉１７を設けると便利である。

また、第１図において再熱賛東３０の左側と右側の長手
方向高圧室を加圧して、両方の圧力を等しくすることも
できる。そらせ板４０は、好ましくは、孔４２を有する
ほぼ３角形の坂で構成する。

本発明の１つの特別な実施例においては、用いられるそ
らせ板の水平方向寸法は約４８．３肌（１９インチ）垂
直方向寸法は約６８．６伽（２７インチ）円弧を構成す
る第３の綾部の半径は１８２．９地（７２インチ）であ
る。この同じ実施例において、孔４２の直径は３．２弧
（１１／４インチ）で、隣り合う孔の中心間隔は４．５
弧（１３／４インチ）であるから、このそらせ板４０の
表面の５０％が孔で占められることになる。効率を高く
するためにそれらのそらせ板を用いた１つの試験におい
て、この緑分分離器−再熱器の全負荷時におけるエネル
ギー効率は６８％から９３％へ改善されたことが認めら
れた。このエネルギー効率改善のうちいく分かはそらせ
板４０を用いたことに起因している。用いられたそらせ
板は、装置の製造の際に最初から用いることができるば
かりでなく、既存の装置に対し余分な変更をほとんど、
または全く施すことないこ容易に組み込むことができる
ことが利点である。そらせ板４０の動作は少くとも一部
が第１図から理解されよう。

すなわち、このそらせ板４０は図示のように渦５０の安
定度を高めるものであることがわかる。しかし、このそ
らせ板のより重要な機能が第２図に示されており、第２
図から横方向の渦５５の形成がそらせ板の存在により抑
制されることが理解されよう。第２図においては、再熱
管東３０と、長手方向の板３６，３８と、湿分分離素子
バンク１６とは、入口関口部を一層良く示すため、およ
び設けられている各種のそらせ板部材の相互作用をより
良く理解できるようにするために、図示されていないこ
とに注意すべきである。とくに、第２図には、管形支持
体２２と耐圧容器１０の床との間で管形支持体２２によ
り支持される弓状に曲つた衝突そらせ板２０の２つの半
円形部分が示されている。また、蒸気の流れの長手方向
分布を容易にするように機能する第２のそらせ板１８も
示されている。これらの第２のそらせ板１８は、たとえ
ば溶接により、耐圧容器ＩＱの床並びに、そらせ板２川
こ取付けられる。同様に、衝突そらせ板２０は、好まし
くは溶接によりトラフ２４にも取付けられる。入口閉口
部１２はそらせ板２０の下側に仮想線で示されている。
第１，２図からわかるように、そらせ板４０Ｇま耐圧容
器１０の内面へたとえば溶接によりとりつけられ、耐圧
容器１０の円筒の中心軸線にほぼ垂直となるように装置
される。そらせ板４０は耐圧容器１０の下側内壁に沿う
種々の位置にも装置できるが、そらせ板４０は耐圧容器
１０の壁に沿って、湿分分離素子バンクに近い高い点で
耐圧容器の壁に取付けるのが好ましい。湿分分離素子バ
ンクの形状は好ましくはＶ字形にする。このことは、そ
らせ板４０を好ましくはＶ字の最も広い部分に最も近く
なるように配置することを意味する。更に、これらのそ
らせ板は、図に示されているように、耐圧容器の両側で
その耐圧容器の長さに百つて配設することが好ましい。
第３図は本発明で用いられている孔あきそらせ板の典型
的な寸法と形状を示すものである。

第３図から、そらせ板が不必要に弱くなったり、不必要
に振動を生じたりすることを避けるために、孔をそらせ
板の縁部に設けることは望ましくないことにとくに注意
すべきである。この明細書では底部入口開口部と、頂部
出口関口部と、Ｖ字形の湿分分離素子バンクとを有する
湿分分離器−再熱器について説明したが、本発明を採用
するその他の構成も可能である。

本発明のそらせ板の構成の大きな特徴は、この装置の効
率を高くするように横方向の渦５５が大幅に減少させら
れることである。それらの横方向の渦は望ましくないも
のであって、湿分分離素子を通る各種の通路の間に圧力
差を生ずるように作用する。その圧力差は、効率を低下
させるとともに、水分を完全に除去する性能に悪影響を
及ぼすから、望ましくないものである。本発明の諸目的
は、湿分分離素子バンクに平行な孔あき板を採用したり
、望ましくない圧力低下をひき起こしがちな板を採用し
たりすることなしに達成される。以上の説明から、本発
明の温分分離器または湿分分離器と再熱器との組合せは
横方向の渦を効果的に減少させるとともに、緑分分離過
程の全体の効率を大幅に高めるものであることがわかる
。

それらの渦に効率を低下させる傾向があるということは
これまで知られておらず、またそれらの横方向の欄を減
少させるように機能するそらせ板の構成についても知ら
れていなかった。したがって、本発明は改良された湿分
分離器−再熱器を提供するばかりでなく、既存の装置の
全体の効率を高めるように、既存の装置に容易に組み込
むことが出来るものである。以上、本発明をその好適な
特定の実施例について詳しく説明したが、それらの実施
例に対して当業者には多くの変更を行うことができよう
。

したがって、それらの変更は本発明の要旨及び範囲内に
含まれるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従って作られた湿分分離器−再熱器の
円筒形耐圧容器の車由線に沿って見た部分横断面図、第
２図は本発明を明確にするために再熱管と湿分分離素子
バンクを除去して示す、第１図に示されている湿分分離
器−再熱器の入口関口部を上から見た部分断面平面図、
第３図は本発明で採用されている孔あきそらせ板の側面
図である。 １０・・・…耐圧容器、１２・・・・・・入口開□部、
１４・・・・・・出口閉口部、１６・・・・・・湿分分
離素子バンク、１８・・・・・・そらせ板、２０・・・
・・・弓状に曲つた衝突そらせ板、２６・・・・・・ト
ラフ、２８…・・・高圧室、３２・・・・・・再熱管、
４０・・・・・・孔あきそらせ板。 （ソＧ ／ｆ／Ｇ ２ （ソＧ‐３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ それを通過する蒸気から水分を除去する湿分分離器
   に於て、少なくとも１つの蒸気入口開口部と少なくとも
   １つの蒸気出口開口部を有するほぼ円筒形の耐圧容器と
   、このほぼ円筒形の容器の中にその容器の軸線に沿つて
   その軸線のまわりに対称的に配置される一対の慣性湿分
   分離素子バンクと、前記入口開口部に取り付けられ、前
   記少なくとも１つの入口開口部と前記少なくとも１つの
   出口開口部の間で前記慣性湿分分離素子を通るように蒸
   気流を一様に導く衝突そらせ板および第２そらせ板手段
   と、前記円筒形容器の軸線にほぼ平行な蒸気の速度成分
   を減少させるために前記円筒形の容器の軸線にほぼ垂直
   に配置され、且つ容器中に生じる不用の横方向渦を抑制
   するために前記少なくとも１つの入口開口部と前記湿分
   分離素子バンクとの間の蒸気流路の中に間隔をおいて容
   器の内壁に沿つて配置された複数のそらせ板手段とを有
   する湿分分離器。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の湿分分離器に於て、
   前記そらせ板手段が前記容器の内面から突き出ている孔
   あき板からなる湿分分離器。 ３ 特許請求の範囲第２項に記載の湿分分離器に於て、
   前記そらせ板手段がほぼ３角形の孔あき板からなる湿分
   分離器。 ４ 特許請求の範囲第３項に記載の湿分分離器に於て、
   湿分分離素子バンクが前記円筒形の容器の中にＶ字形の
   形態で配置され、前記３角形の板がＶ字形の湿分分離素
   子バンクの最も広い部分に最も近い容器の内壁に沿つて
   配置されている湿分分離器。 ５ 特許請求の範囲第１項に記載の湿分分離器に於て、
   前記衝突そらせ板が弓状に曲つている湿分分離器。 ６ 特許請求の範囲第１項に記載の湿分分離器に於て、
   前記湿分分離素子が前記容器に沿つて長手方向へ延びる
   水収集トラフの中へ排水する湿分分離器。 ７ 特許請求の範囲第１項に記載の湿分分離器に於て、
   慣性湿分分離素子バンクと前記少なくとも１つの出口開
   口部の間の蒸気流路の中に配置された再熱手段を更に含
   む湿分分離器。