JPS6284207A - 湿分分離再熱装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は１例えば原子力発電プラントなどにおいて湿り
度の高い蒸気から湿分を除去した後の蒸気を過熱蒸気に
再熱する湿分分離再熱器に関する。

〔発明の技術的背景〕

一般に原子力発電プラントでは、高圧タービンと低圧タ
ービの間に、高圧タービン排蒸気中に含まれる１０％程
度の湿分を除去した後、高圧タービンの油気蒸気及び原
子炉で発生する蒸気により再熱して、過熱蒸気を作る湿
分分離加熱装置が設置されている。

従来の湿分分離加熱装置は、円筒形ハウジングを長手方
向に対して直角に切断して示す第５図において、このハ
ウジング１の下部にはサイクル蒸気導入管３が、ハウジ
ング１の上部にはサイクル蒸気排出管６がそれぞれハウ
ジング１の軸方向に間隔を隔てて設けられている。

ハウジング１の底部内には、水平方向に延在する蒸気分
割板９及びその上部に底板７が設けられており、さらに
底板７の上部には底板７と平行配置された上底板８が設
けられている。これら底板７及び上底板８の幅方向両端
部には、ハウジング１の軸方向に延在した入口多孔板１
２．湿分分離装置１３及び出口多孔板１５が設けられて
おり、これらの上部には入口蒸気仕切板１４がハウジン
グ１の軸方向に延在している。

さらに入口蒸気仕切板１４の上部には、囲い板１６によ
り挟まれたサイクル蒸気流通路２７が形成されている６
図示していないが蓋板仕切板と蓋板の間には、下側に第
１段加熱蒸気ヘッダ及び上側に第２段加熱蒸気ヘッダが
設けられており、それぞれ加熱蒸気ヘッダの複数本のＵ
字状伝熱管２１ａ、　２１ｂが前記サイクル蒸気流通路
２７内に配設されている。

第５図においては多数のＵ字状伝熱管２１ａ、　２１ｂ
がサイクル蒸気流通路２７内を紙面と直角に貫通するこ
とになる。

つぎに加熱側及びサイクル蒸気の流れについて説明する
。まず、高圧タービンからの油気蒸気である第１段加熱
蒸気は、第１段の伝熱管２１ａを流れ、原子炉発生蒸気
である第２段加熱蒸気は、第２段の伝熱管２１ｂを流れ
る。この間に伝熱管２１ａ。

２１ｂを流れる加熱蒸気は、伝熱管２１ａ、　２１ｂの
外を流れるサイクル蒸気と熱交換するため徐々に凝縮し
、伝熱管２１ａ、　２１ｂ内を流れる間に環状流、波状
流、Ｎ状流といったように気液２相流で流れ、流動様式
も変動する。そのため伝熱管２１ａ、　２１ｂの入口付
近では、気体重量比すなわちクォリティがほぼ１で気相
であるのに対し伝熱管２１ａ、　２１ｂの出口付近では
ほぼ０となりほとんど液相ドレンとなる。

このドレンは図示しないドレンタンクに集められる。

一方、サイクル蒸気はサイクル蒸気導入管３より流入し
蒸気分割板９で２分され、入口多孔板１２゜湿分分離装
置１３．及び出口多孔板１５を通過する間に湿分を除去
され、サイクル蒸気流通路２７内で再び合流する。ここ
で除去された湿分（ドレン）は重力によって湿分分離装
置１３中を流下し、底板７と上底板８で囲まれた部分に
集められてあと図示しないドレンタンクに集められる。

サイクル蒸気通路２７に送られた蒸気は、第１段及び第
２段のＵ字状伝熱管２１ａ、　２１ｂの外側を流れる間
に前述のように伝熱管２１ａ、　２１ｂ内を流れる加熱
蒸気と熱交換して過熱蒸気となり、最終的にサイクル蒸
気排出管６より流出して低圧タービンに送られる。

従って、伝熱管２１ａ、　２１ｂ外のサイクル蒸気は、
管束下部のサイクル蒸気流通路２７より管束上部にいく
につれて温度が上昇するため、サイクル蒸気が流れる内
面をもつ囲い板１６はサイクル蒸気と同様に上部にいく
につれて温度が上昇する。

〔背景技術の問題点〕

このように構成された従来の湿分分離装置においては、
サイクル蒸気が第１段加熱装置及び第２段加熱装置によ
り加熱されるため、囲い板１６の上下における温度差は
最大９０”Ｃにも達する。

このことにより囲い板１６の上部と下部で温度差による
熱膨張の違いが生じ、ハウジング１の中央面に対称なＵ
字状伝熱管２１ａ、　２１ｂの全長にわたって伸び差は
３０＋ｍ以上にもなる。またこれらの温度差はハウジン
グ１の上部と下部にも生じ、ハウジング１の上下におけ
る同様な熱膨張の違いをも引起し、ハウジングｌは中央
部が高く両差板２ａ、　２ｂ部が低くなるという猫背の
ような形状になってしまう。

従って、ハウジング１に固定された囲い板１６の複雑な
変形が、囲い板１６に固定された支工板の複雑な変形、
さらには支工板に支持されている伝熱管２１ａ、　２１
ｂの拘束等を引起し、時には囲い板１６゜支工板、伝熱
管２１ａ、　２１ｂあるいは囲い板１６を支持する内部
構造物等において構造上著しく大きな応力をもつことに
なり、座屈等の著しい欠陥を生ずる恐れがある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、囲い板及びハウジングの上下における
温度差を抑制することにより、その熱膨張の差を抑制し
てこれらの内部構造物の損傷を防止できる湿分分離再熱
装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明による湿分分離再熱装置は、円筒形のハウジング
容器にその軸方向に対して下部から上部に向って流れる
サイクル蒸気流通路を形成し、このサイクル蒸気流通路
の上流から下流に向って複数のドレンポケット付波板で
構成した湿分分離装置と多数のＵ字状伝熱管群を軸方向
に配設して構成した加熱装置とをタンデムに配設した湿
分分離加熱装置において、前記加熱装置のＵ字状伝熱管
群の軸方向側面とこれに直角な端側面を囲い板で囲んで
下部から上部へ通じる前記サイクル蒸気流通路の一部を
形成しその軸方向側面の囲い板のハウジング容器内にお
ける外側に前記サイクル蒸気の前記湿分分離装置に流入
する前の一部の蒸気をハウジング容器内壁の一部を沿う
て流れたのちに軸方向側面囲い板の外壁を沿うて流れて
加熱装置の入口でサイクル蒸気と合流させるための冷却
用蒸気通路を設けたことを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明を第１図および第２図に示す実施例について
説明する。両面において、横方向に延在する円筒形のハ
ウジング１の両端部付近は、夫々蓋板２ａ、２ｂによっ
て密閉されており、その内部はハウジング１の中央面Ａ
−Ａに対してほぼ対称の構造になっている。このハウジ
ング１の下部にはサイクル蒸気導入管３．ドレン排出管
４およびシェルドレン排出管５が、ハウジング１の上部
にはサイクル蒸気排出管６がそれぞれハウジング１の軸
方向にｒｖＪ隔をおいて設けられている。またハウジン
グ１内は、それぞれ蓋板２ａ、　２ｂの近傍を蓋板仕切
板１０によって軸方向に仕切られており、さらにハウジ
ング１の中央部を中央仕切板１１ａ、　Ｉｌｂにより上
部を除いて軸方向に仕切られている。

ハウジング１内の底部には、第２図に示すように水平方
向に延在しかつ蓋板仕切板１０および中央仕切板１１ａ
、　ｌｌｂに接続する蒸気分割板９およびその上部に底
板７が設けられており、さらに底板７の上部に底板７と
平行配置された上底板８が設けられている。これら底板
７および上底板８の幅方向両端部には、ハウジング１の
軸方向に延在した入口多孔板１２、湿分分離装置１３お
よび出口多孔板Ｉ５が設けられており、これらの上部に
は入口蒸気仕切板１・１がハウジング１の軸方向に延在
し、蓋仕切板１０および中央仕切板１１ａ、　ｌｌｂに
接続している。

さらにこの入口蒸気仕切板１４の上部には第２１ｉ！に
詳細を示すように囲い板１６によって挟まれたサイクル
蒸気流通路２７が形成されている。また第１図において
、蓋板仕切板１０と蓋板２ａ、２ｂの間には、下側に第
１段再熱蒸気ヘッダ１７ａおよび上側に第２段加熱蒸気
へラダ１７ｂが設けられており、　それぞれの加熱蒸気
ヘッダ１７ａ、　１７ｂから多数のＵ字状伝熱管２１ａ
、　２１ｂがハウジング１の軸方向にサイクル蒸気流通
路２７内に配設されている。第２図においては多数の伝
熱管２１ａ、　２１ｂが囲い板１６で作るサイクル蒸気
流通路２７に紙面と直角に配設される。

第１段再熱蒸気ヘッダ１７ａの加熱蒸気導入管１８ａに
高圧タービンからの油気蒸気が流入して伝熱管２１ａを
通ったあとに蒸気排出管２０ａから排出される。

また第２段再熱蒸気ヘッダ１７ｂの加熱蒸気導入管１８
ｂに原子炉発生蒸気が流入して伝熱管２１ｂを通ったあ
とに蒸気排出管２０ｂから排出される。

しかして本発明による湿分分離加熱装置においては、特
に第２図に示すように蒸気分配室３５の上部を仕切る入
口蒸気仕切板１４上面のハウジング１内面寄りに適当な
間隔を持たせてハウジング１内面に沿う様に外側案内板
２８を設置し、また、囲い板１６寄りに、その囲い板１
６に沿う様に内側案内板２９を設置しその上部を外側案
内板２８と接合し、ハウジング１内面沿いに冷却用外側
蒸気通路３０．　Ｈい板１６沿いに冷却用内側蒸気通路
３１を形成し１両通路３０．３１の上部を連通させてい
る。

また、入口蒸気仕切板１４において冷却用外側蒸気通路
３０の下部に当る部分には、小径の穴を有する調節板３
２が設置され、蒸気分配室３５と冷却用外側蒸気通１１
３Ｇが連通される。一方冷却用内側蒸気通路３１は、そ
の下部がサイクル蒸気流通路２７へ連通している。

尚、この外側案内板２８及び内側案内板２９は、ハウジ
ング１長手方向に対しては蓋板仕切板１０から中央仕切
板１１ｂまでの間に設けられる。

サイクル蒸気尊大管３より流入したサイクル蒸気は、蒸
気分配室３５でハウジング１の長手方向に分配さ才１て
湿分分離装置！１３に流入するが、その一部は調節板３
２に明けられた穴を通って冷却用外側蒸気通路３０に流
入する。ここで、冷却用外側蒸気通路３０は冷却用内側
蒸気通路３１を介してサイクル蒸気流通路２７に連通し
ているので、湿分分離装置１３の左右に発生する差圧に
より、流入したサイクル蒸気をハウジング１内面１次に
囲い板１６外面に沿って流す、その際比較的低温でかっ
湿分を含有したサイクル蒸気は、上記の理由により高温
となるバジング１上部及び囲い板１６上部を冷却し、こ
れらの部材における上下の温度差を低下させ、サイクル
蒸気流通路２７へ流出する。

この様に、ハウジング１及び囲い板１６の上部を冷却す
ることにより、それらの部材の上下における熱膨張の差
を低下させ座屈等の損傷を防止することができる。

第３図に示す本発明の他の実施例においては。

入口蒸気仕切板１４に設けた調節板３２を通過して外側
蒸気通路３０に流入したサイクル蒸気は、ハウジング１
及び囲い板１６の上部を冷却しサイクル蒸気流通路２７
へ流出する。一方、Ｕ字状伝熱管２１ｂの上部に過熱蒸
気仕切板３６を囲い板１６と接続する様に設置し、サイ
クル蒸気排出管６の下部においてのみこれと過熱蒸気通
路３７が連通ずる様に熱膨張吸収管３３が配置されてい
る。これにより加熱されて温度が高いサイクル蒸気が、
ハウジング１の上部に接触することが防止され、ハウジ
ング１全体の温度が一定となり、ハウジング１の猫背状
の変形が防止できる。さらに、ハウジング１と囲い板１
６との温度差による熱膨張の差を熱膨張吸収管３３によ
り吸収することが出来るので、内部構造物の損傷を防止
出来る。

次に第４図に示す本発明の他の実施例においては、ハウ
ジング１上部及び囲い板１６を冷却するサイクル蒸気は
入口蒸気仕切板１４の上部に取付けた蒸気導入管３４を
通ってハウジング１の上部に設けられた外側蒸気通路３
０へ流入する。この場合、冷却用のサイクル蒸気の流量
は蒸気導入管３４の口径と本数を変え、または蒸気導入
管３４の下端または上端に絞りノズルを取付けるなどの
方法により調節される。

（発明の効果〕 以上のように本発明によれば、湿分分離装置通過前の比
較的低温で、湿分を含有するサイクル蒸気をハウジング
内面に沿ってその上部および囲い板外面を流すよう構成
したことにより、これらの部材を冷却してサイクル蒸気
の温度上昇による上下の温度差を低減しよってこれらの
部材の上下での熱膨張の差を抑制して、座屈等の損傷を
防止することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による湿分分離再熱装置の一実施例を一
部切断して示す正面図、第２図は第１図■−■線に沿う
切断側面図、第３図および第４図はそれぞれ本発明の異
なる他の実施例を示す切断側面図、第５図は従来の湿分
分離再熱装置の要部を示す切断側面図である。 １・・・ハウジング　　　　　　３・・サイクル６・・
・サイクル蒸気排出管　　１２・・・入口多孔板１３・
・・湿分分離装置　　　　　１４・・・入口蒸気仕切板
１５・・・出口多孔板　　　　　　１６・・・囲い板１
７ａ、１７ｂ・・・加熱蒸気ヘッダ　１８ａ、１８ｂ・
・・加熱蒸気導入管２０ａ　、　２０ｂ・・・ベント蒸
気排出管２１ａ、２１ｂ・・・Ｕ字状伝熱管２７・・・
サイクル蒸気流通路　　２８・・・外側案内板２９・・
・内側案内板　　　　　　３０・・・冷却用外側蒸気通
路３１・・・冷却用内側蒸気通路　　３２・・・調節板
３３・・・熱膨張吸収管　　　　　３４・・・蒸気導入
管３５・・・蒸気分配室　　　　　　３６・・・過熱蒸
気仕切板３７・・・過熱蒸気通路 （８７３３）代理人　弁理士　猪　股　祥　晃（ほか１
名）第２図 第３図 第４図 第５図 手続償１１正書（自発） 昭和６１年２月２タ日

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）円筒形のハウジング容器にその軸方向に対して下
   部から上部に向って流れるサイクル蒸気流通路を形成し
   、このサイクル蒸気流通路の上流から下流に向って複数
   のドレンポケット付波板で構成した湿分分離装置と多数
   のＵ字状伝熱管群を軸方向に配設して構成した加熱装置
   とをタンデムに配設した湿分分離加熱装置において、前
   記加熱装置のＵ字状伝熱管群の軸方向側面とこれに直角
   な端側面を囲い板で囲んで下部から上部へ通じる前記サ
   イクル蒸気流通路の一部を形成し、その軸方向側面の囲
   い板のハウジング容器内における外側に前記サイクル蒸
   気の前記湿分分離装置に流入する前の一部の蒸気をハウ
   ジング容器内壁の一部を沿うて流れたのちに軸方向側面
   囲い板の外壁を沿うて流れて加熱装置の入口でサイクル
   蒸気と合流させるための冷却用蒸気通路を設けたことを
   特徴とする湿分分離再熱装置。
2. （２）冷却用蒸気通路は、ハウジング容器内の湿分分離
   装置と加熱装置との配置境界部に軸方向に延長する蒸気
   仕切板を設け、この蒸気仕切板の上面に一端が通路調節
   板を介して湿分分離装置に流入する前のサイクル蒸気に
   連通し他端がハウジング容器内壁に沿うて延びる冷却用
   外側蒸気通路と、前記蒸気仕切板の上面にあって一端が
   加熱装置の入口蒸気に連通し他端が加熱装置の軸方向側
   面囲い板の外側を延びて前記冷却用外側蒸気通路と連通
   する冷却用内側蒸気通路とで構成したことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の湿分分離再熱装置。
3. （３）冷却用外側蒸気通路をハウジング容器内壁の一部
   の間で形成し、この一部分の冷却用外側蒸気通路と蒸気
   仕切板の下部の湿分分離装置入口蒸気とを複数本の蒸気
   導入管で連通したことを特徴とする特許請求の範囲第２
   項記載の湿分分離再熱装置。
4. （４）加熱装置の囲い板の上部とハウジング容器との間
   に蛇腹状の熱膨張吸収管を設け、この熱膨張吸収管の外
   側と冷却用蒸気通路とを連通したことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の湿分分離再熱装置。